CN109526093A - Led灯管驱动电路及led照明设备 - Google Patents

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Abstract

一种LED灯管驱动电路和LED照明设备，所述灯管驱动电路包括：用于隔离工频交流信号的隔离模块；第一供电单元，被配置为接入高频交流信号并对其整流滤波后给所述LED灯串供电；第二供电单元，被配置为接入所述工频交流信号并对其整流滤波后给所述LED灯串供电；及信号采样单元，被配置为在检测到所述第一供电单元有接入所述高频交流信号时，控制所述第二供电单元关闭。在接入市电工频交流信号或镇流器高频交流信号时都能给LED灯串供电，同时一种方式供电可以旁路掉另一种方式，如此能够同时兼容市电和电子镇流器两种工作方式。

Description

LED灯管驱动电路及LED照明设备
技术领域
本发明属于照明设备技术领域，尤其涉及一种LED灯管驱动电路及LED照明设备。
背景技术
目前，传统的LED(Light Emitting Diode，发光二极管)灯管只能接市电或者只能接电子镇流器，不能同时兼容市电和电子镇流器两种工作方式，不利于替换现有荧光灯管、不利于客户备货以及库存管理。
发明内容
本发明提供一种兼容电子镇流器和市电的LED灯管驱动电路及LED照明设备，旨在解决传统的LED灯管不能同时兼容市电和电子镇流器的问题。
一种LED灯管驱动电路，所述灯管驱动电路包括：
用于隔离工频交流信号的隔离模块；
第一供电单元，输入端通过所述隔离模块连接交流输入端子，输出端与LED灯串连接，被配置为接入高频交流信号并对该高频交流信号整流滤波后给所述LED灯串供电；
第二供电单元，输入端连接所述交流输入端子，输出端与所述LED灯串连接，被配置为接入所述工频交流信号并对该工频交流信号整流滤波后给所述LED灯串供电；及
信号采样单元，与所述第一供电单元和所述第二供电单元连接，被配置为在检测到所述第一供电单元有接入所述高频交流信号时，控制所述第二供电单元关闭。
在其中一个实施方式中，所述第一供电单元包括第一整流桥和第一滤波电容，所述第一整流桥的两个输入端通过所述隔离模块接交流输入端子，所述第一整流桥的两个输出端分别接所述第一滤波电容两端，所述LED灯串与所述第一滤波电容并联。
在其中一个实施方式中，所述第一供电单元还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极接所述第一整流桥的正极，所述第一二极管的阴极接所述LED灯串的正端子。
在其中一个实施方式中，所述隔离模块包括第一隔离电容和第二隔离电容，所述第一整流桥的两个输入端分别通过所述第一隔离电容和所述第二隔离电容连接所述交流输入端子的火线端子和零线端子。
在其中一个实施方式中，所述第二供电单元包括第二整流桥、滤波模块及电压变换电路，所述第二整流桥的两个输入端接交流输入端子，所述滤波模块的输入端与所述第二整流桥的正输出端连接，所述滤波模块的输出端与所述电压变换电路的输入端连接，所述电压变换电路的接所述LED灯串。
在其中一个实施方式中，所述滤波模块包括一滤波电感、第一限流电阻、第二滤波电容和第三滤波电容，其中：
所述滤波电感的一端接所述第二整流桥的正输出端，另一端接所述电压变换电路的输入端，所述第一限流电阻与所述滤波电感并联；
所述第二滤波电容的一端接所述滤波电感的一端，所述第二滤波电容的另一端接与所述电压变换电路的地电极共接；所述第三滤波电容的一端接所述滤波电感的另一端，所述第三滤波电容的另一端与所述第二滤波电容的另一端共接。
在其中一个实施方式中，所述电压变换电路为升/降压电路，所述升/降压电路包括恒流驱动芯片，所述恒流驱动芯片的电源引脚作为所述电压变换电路的供电端接所述信号采样单元，所述恒流驱动芯片的地引脚作为所述电压变换电路的地电极。
在其中一个实施方式中，还包括漏电保护单元，所述漏电保护单元一端接所述第二整流桥的负输出端，另一端接所述滤波模块和所述电压变换电路共接的地电极，所述漏电保护单元被配置为检测交流电网的等效阻抗，根据该等效电阻确定所述LED灯串的正/负端子是否悬空，并在在悬空时切断主回路。
在其中一个实施方式中，所述信号采样单元包括分压模块和光电耦合器，所述分压模块的接所述第一整流桥的两个输出端，所述光电耦合器的发光源输入端接所述分压模块的输出端，所述光电耦合器的发光源输出端接所述第一整流桥的负输出端，所述光电耦合器的受光器输入端接所述电压变换电路的供电端。
在其中一个实施方式中，所述交流输入端子包括第一火线端子、第二火线端子、第一零线端子和第二零线端子，所述第一火线端子和所述第二火线端子之间连接有第一模拟灯丝，所述第一零线端子和所述第二零线端子之间连接有第二模拟灯丝。
此外，还提供了一种LED照明设备，包括LED灯串和上述的LED灯管驱动电路管驱动电路。
上述的LED灯管驱动电路及LED照明设备在接入市电工频交流信号或镇流器高频交流信号时都能给LED灯串供电，同时一种方式供电可以旁路掉另一种方式，如此能够同时兼容市电和电子镇流器两种工作方式。另外，因为LED灯管寿命长，当旧有的电子镇流器损坏而LED灯管仍未损坏，可以直接改线路、旁路掉电子镇流器，再重新安装原有LED灯管，无需重新购买替换，经济方便。
附图说明
图1为本发明实施例提供的LED灯管驱动电路的结构示意图；
图2为图1所示的LED灯管驱动电路的示例电路原理图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图1示出了本实施例提供的兼容电子镇流器和市电的LED灯管驱动电路的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
LED灯管驱动电路可应用于LED照明设备，如LED灯管之类，本实施例中LED灯管驱动电路包括隔离模块100、第一供电单元200、第二供电单元300及信号采样单元400。
隔离模块100用于隔离工频交流信号的；第一供电单元200输入端通过隔离模块100连接交流输入端子，输出端与LED灯串500连接，被配置为接入高频交流信号并对该高频交流信号整流滤波后给LED灯串500供电；第二供电单元300输入端连接交流输入端子，输出端与LED灯串500连接，被配置为接入工频交流信号并对该工频交流信号整流滤波后给LED灯串500供电；信号采样单元400与第一供电单元200和第二供电单元300连接，被配置为在检测到第一供电单元200有接入高频交流信号时，控制第二供电单元300关闭。
如此，在灯管工作时，当交流输入端子输入的是高频交流信号时，高频交流信号能通过隔离模块100，而工频交流信号不能，第一供电单元200对高频交流信号整流滤波后给LED灯串500供电；同时，信号采样单元400检测到第一供电单元200有接入高频交流信号将第二供电单元300关闭以旁路掉，降低损耗；当当交流输入端子输入的是工频交流信号时，隔离模块100为第一供电单元200隔离了该电信号以被旁路掉，降低损耗；同时，第一供电单元200对工频交流信号整流滤波后给LED灯串500供电。
请参阅图2，具体地，交流输入端子包括第一火线端子A1、第二火线端子A2、第一零线端子B1和第二零线端子B2。第一火线端子A1和第二火线端子A2为灯管一端的两PIN针，两者之间连接有第一模拟灯丝11；第一零线端子B1和第二零线端子B2为灯管另一端的两PIN针，两者之间连接有第二模拟灯丝12。另外，温度保护装置F2、F3、F4、F5为(如熔断器)可以在4个PIN针接触不良打火拉弧时，PIN针端会产生高温，温度保护装置会及时断开而切断主回路，从而防止PIN针位置继续打火。第一模拟灯丝11包括电阻R11和电阻R12，第二模拟灯丝12包括电阻R13和电阻R14其不限于图中的2个电阻并联，可以是多个电阻和/或电容进行串并联。
在其中一个实施方式中，第一供电单元200包括第一整流桥BR1和第一滤波电容C1，第一整流桥BR1的两个输入端通过隔离模块100接交流输入端子，第一整流桥BR1的两个输出端分别接第一滤波电容C1两端，LED灯串500与第一滤波电容C1并联。进一步地，第一供电单元200还包括第一二极管D1，第一二极管D1的阳极接第一整流桥BR1的正极，第一二极管D1的阴极接LED灯串500的正端子。第一二极管D1用于对所述LED灯串500防电流倒灌。
在其中一个实施方式中，隔离模块100包括第一隔离电容C11和第二隔离电容C12，第一整流桥BR1的两个输入端分别通过第一隔离电容C11和第二隔离电容C12连接交流输入端子的火线端子A1和零线端子B1。第一隔离电容C11和第二隔离电容C12组成识别电路，可以识别交流输入端子两端的输入电压特性，高频交流信号可以通过、工频信号不能通过。
在其中一个实施方式中，第二供电单元300包括第二整流桥BR2、滤波模块310及电压变换电路320，第二整流桥BR2的两个输入端接交流输入端子，滤波模块310的输入端与第二整流桥BR2的正输出端连接，滤波模块310的输出端与电压变换电路320的输入端连接，电压变换电路320的接LED灯串500。实际上，信号采样单元400是与电压变换电路320连接的，控制电压变换电路320的开闭。
在其中一个实施方式中，滤波模块310包括一滤波电感L1、第一限流电阻R1、第二滤波电容C2和第三滤波电容C3。滤波电感L1的一端接第二整流桥BR2的正输出端，滤波电感L1的第二端接电压变换电路320的输入端，第一限流电阻R1与滤波电感L1并联；第二滤波电容C2的一端接滤波电感L1的一端，第二滤波电容C2的另一端接与电压变换电路320的地电极共接；第三滤波电容C3的一端接滤波电感L1的另一端，第三滤波电容C3的另一端与第二滤波电容C2的另一端共接。
在其中一个实施方式中，电压变换电路320为升/降压(Buck-Boost)电路，升/降压电路包括恒流驱动芯片U1，恒流驱动芯片U1的电源引脚1作为电压变换电路320的供电端VDD接信号采样单元400，恒流驱动芯片U1的地引脚5作为电压变换电路320的地电极。在其他实施方式中，电压变换电路320可以为其他开关电源电路。本实施例中，该工频交流信号通过第二整流桥BR2整流、经过滤波电感L1、第一限流电阻R1、第二滤波电容C2和第三滤波电容C3滤波，得到脉动的直流信号，经过驱动恒流驱动芯片U1、电感L2、二极管D1、输出电容EC1组成的Buck-Boost拓扑开关电源，将脉动直流信号转换为恒流信号，通过输出端口V+、V-给LED灯串500供电。
在其中一个实施方式中，还包括漏电保护单元600，漏电保护单元600一端接第二整流桥BR2的负输出端，另一端接滤波模块310和电压变换电路320共接的地电极，漏电保护单元600被配置为检测交流电网的等效阻抗，根据该等效电阻确定LED灯串500的正/负端子是否悬空，并在在悬空时切断主回路。具体的，在第二整流桥BR2的负输出端的地(负输出端)与第二滤波电容C2的地之间有加一个漏漏电保护单元600，用于检测灯管4个端子A1、A2、B1和B2的输入状态，该漏电保护单元600需要从第二整流桥BR2整流后来取电。该漏电保护单元600会识别电网的等效阻抗，在灯管一端接到市电端另一端悬空时，该模块会切断主回路，从而悬空这一端不会有触电的危险。在灯管两端同时接到市电端时，该模块才会导通，后级才会工作。
在其中一个实施方式中，信号采样单元400包括分压模块410和光电耦合器U2，分压模块410的接第一整流桥BR1的两个输出端，光电耦合器U2的发光源输入端接分压模块410的输出端，光电耦合器U2的发光源输出端接第一整流桥BR1的负输出端，光电耦合器U2的受光器输入端接电压变换电路320的供电端VDD，具体是恒流驱动芯片U1的电源引脚1。分压模块410包括第一分压电阻R2、第二分压电阻R3和稳压二极管D2，第一分压电阻R2和第二分压电阻R3串接在第一整流桥BR1的两个输出端之间，稳压二极管D2的阳极接第一整流桥BR1的负输入端，稳压二极管D2的阴极作为分压模块410的输出端接光电耦合器U2的发光源输入端。当第一供电单元200接到高频交流信号后，第一整流桥BR1有整流信号时，光电耦合器U2能够导通，从而将恒流驱动芯片U1的电源引脚1拉到低电平，恒流驱动芯片U1的电源引脚1将不工作，第二供电单元300将关闭。
上述的LED灯管驱动电路及LED照明设备在接入市电工频交流信号或镇流器高频交流信号时都能给LED灯串500供电，同时一种方式供电可以旁路掉另一种方式，如此能够同时兼容市电和电子镇流器两种工作方式。并且，市电是双端供电的接线方式，减少客户更改灯管支架线路的成本，并能够满足北美UL安规漏电流的要求。另外，因为LED灯管寿命长，当旧有的电子镇流器损坏而LED灯管仍未损坏，可以直接改线路、旁路掉电子镇流器，再重新安装原有LED灯管，无需重新购买替换，经济方便。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种LED灯管驱动电路，其特征在于，所述灯管驱动电路包括：
用于隔离工频交流信号的隔离模块；
第一供电单元，输入端通过所述隔离模块连接交流输入端子，输出端与LED灯串连接，被配置为接入高频交流信号并对该高频交流信号整流滤波后给所述LED灯串供电；
第二供电单元，输入端连接所述交流输入端子，输出端与所述LED灯串连接，被配置为接入所述工频交流信号并对该工频交流信号整流滤波后给所述LED灯串供电；及
信号采样单元，与所述第一供电单元和所述第二供电单元连接，被配置为在检测到所述第一供电单元有接入所述高频交流信号时，控制所述第二供电单元关闭。
2.如权利要求1所述的LED灯管驱动电路，其特征在于，所述第一供电单元包括第一整流桥和第一滤波电容，所述第一整流桥的两个输入端通过所述隔离模块接交流输入端子，所述第一整流桥的两个输出端分别接所述第一滤波电容两端，所述LED灯串与所述第一滤波电容并联。
3.如权利要求2所述的LED灯管驱动电路，其特征在于，所述第一供电单元还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极接所述第一整流桥的正极，所述第一二极管的阴极接所述LED灯串的正端子。
4.如权利要求2或3所述的LED灯管驱动电路，其特征在于，所述隔离模块包括第一隔离电容和第二隔离电容，所述第一整流桥的两个输入端分别通过所述第一隔离电容和所述第二隔离电容连接所述交流输入端子的火线端子和零线端子。
5.如权利要求2所述的LED灯管驱动电路，其特征在于，所述第二供电单元包括第二整流桥、滤波模块及电压变换电路，所述第二整流桥的两个输入端接交流输入端子，所述滤波模块的输入端与所述第二整流桥的正输出端连接，所述滤波模块的输出端与所述电压变换电路的输入端连接，所述电压变换电路的接所述LED灯串。
6.如权利要求5所述的LED灯管驱动电路，其特征在于，所述滤波模块包括一滤波电感、第一限流电阻、第二滤波电容和第三滤波电容，其中：
所述滤波电感的一端接所述第二整流桥的正输出端，另一端接所述电压变换电路的输入端，所述第一限流电阻与所述滤波电感并联；
所述第二滤波电容的一端接所述滤波电感的一端，所述第二滤波电容的另一端接与所述电压变换电路的地电极共接；所述第三滤波电容的一端接所述滤波电感的另一端，所述第三滤波电容的另一端与所述第二滤波电容的另一端共接。
7.如权利要求5所述的LED灯管驱动电路，其特征在于，所述电压变换电路为升/降压电路，所述升/降压电路包括恒流驱动芯片，所述恒流驱动芯片的电源引脚作为所述电压变换电路的供电端接所述信号采样单元，所述恒流驱动芯片的地引脚作为所述电压变换电路的地电极。
8.如权利要求5至7任一项所述的LED灯管驱动电路，其特征在于，还包括漏电保护单元，所述漏电保护单元一端接所述第二整流桥的负输出端，另一端接所述滤波模块和所述电压变换电路共接的地电极，所述漏电保护单元被配置为检测交流电网的等效阻抗，根据该等效电阻确定所述LED灯串的正/负端子是否悬空，并在在悬空时切断主回路。
9.如权利要求5至7任一项所述的LED灯管驱动电路，其特征在于，所述信号采样单元包括分压模块和光电耦合器，所述分压模块的接所述第一整流桥的两个输出端，所述光电耦合器的发光源输入端接所述分压模块的输出端，所述光电耦合器的发光源输出端接所述第一整流桥的负输出端，所述光电耦合器的受光器输入端接所述电压变换电路的供电端。
10.如权利要求1所述的LED灯管驱动电路，其特征在于，所述交流输入端子包括第一火线端子、第二火线端子、第一零线端子和第二零线端子，所述第一火线端子和所述第二火线端子之间连接有第一模拟灯丝，所述第一零线端子和所述第二零线端子之间连接有第二模拟灯丝。
11.一种LED照明设备，包括LED灯串，其特征在于，包括权利要求1至10任一项所述的LED灯管驱动电路。
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