CN110167235A - 一种低压灯的升降压方法、装置、低压灯设备及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低压灯的升降压方法、装置、低压灯设备及其系统。低压灯设备包括：升降压调整器、及与升降压调整器相连接的低压灯本体；升降压调整器，与外接开关电源相连接，用于当从外接开关电源引入的低压灯设备的线路电压低于预设电压时进行升压操作，否则进行降压操作，直至线路电压的实际输出电压达到预设恒定输出电压，将实际输出电压输出至低压灯本体，以点亮低压灯本体。采用上述低压灯设备或系统或升降压方法或升降压装置能够自动对低压灯线路电压进行升降压调整，保证低压灯正常工作，避免了因线路电压过低无法启动低压灯的问题。

Description

一种低压灯的升降压方法、装置、低压灯设备及其系统

技术领域

本发明涉及低压灯技术领域，具体涉及一种低压灯的升降压方法、装置、低压灯设备及其系统。

背景技术

低压灯照明灯具从早期的阻容降压供电电路到目前的恒流恒压电源供电，经历了几代产品升级换代，灯具方案也逐步向安全稳定的低压灯具转型。在低压灯使用的过程中需要对输入电压进行降压操作，才能保证低压灯正常工作。

国内市场常规低压灯具都是使用开关降压电路和线性降压电路给低压灯照明灯具供电，当线路电压低于降压电路的最小压降时，低压灯照明灯具无法启动，甚至出现色差，光衰，信号不稳定的现象。尤其是因为远距离传输线路的影响，造成低压灯供电线路电压出现不同程度的压降的现象，从而导致低压灯无法正常使用。现有低压灯只能对线路电压进行降压操作，无法保证低压灯在线路电压低于工作电压的状态下正常工作，导致低压灯的实用性低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种压灯的升降压方法、装置、低压灯设备及其系统。解决了现有低压灯只能降压的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种低压灯设备，包括：

升降压调整器、及与所述升降压调整器相连接的低压灯本体；

所述升降压调整器，与外接开关电源相连接，用于当从所述外接开关电源引入的低压灯设备的线路电压低于预设电压时进行升压操作，否则进行降压操作，直至所述线路电压的实际输出电压达到预设恒定输出电压，将所述实际输出电压输出至所述低压灯本体，以点亮所述低压灯本体。

可选的，所述升降压调整器，包括：

变压器、降压结构、升压结构、控制芯片和第一二极管；

所述变压器的初级线圈的第一端与所述控制芯片的输入端相连接，初级线圈的第二端与所述控制芯片的输出端相连接；所述变压器的次级线圈的第一端与第一二极管的第一端相连接，次级线圈的第二端接地；

所述降压结构的第一端与所述变压器的初级线圈的第一端相连接，第二端与所述控制芯片的使能端相连接；

所述升压结构的第一端与所述变压器的初级线圈的第二端相连接，第二端与所述第一二极管的第一端相连接；

所述第一二极管的第二端与所述低压灯本体相连接。

所述控制芯片，分别与所述升压结构、所述降压结构相连接，用于连接所述外接开关电源，当所述线路电压低于预设电压时，控制所述升压结构进行升压，当所述线路电压不低于所述预设电压时，控制所述降压结构进行降压。

可选的，还包括：负反馈结构；

所述负反馈结构的第一端与所述升降压调整器相连接，第二端与所述低压灯本体相连接，用于对所述实际输出电压进行稳压操作。

可选的，所述负反馈结构，包括：第三电阻和第四电阻；

所述第三电阻的第一端分别与所述第一二极管的第二端、所述低压灯本体的输入端相连接，第二端分别与所述控制芯片的反馈端、所述第四电阻的第一端相连接；

所述第四电阻的第二端接地。

可选的，所述控制芯片为XL6009芯片或XL6019芯片。

可选的，所述低压灯本体为LED灯具或太阳能灯具。

一种低压灯的升降压方法，所述方法应用于上述所述的低压灯设备，所述方法包括：

检测低压灯设备电路的线路电压；

判断所述线路电压是否低于预设电压；

若是，启动升压结构对所述低压灯设备电路进行升压，直至实际电压值达到预设恒定电压；

否则，启动降压结构对所述低压灯设备电路进行降压，直至实际电压值达到预设恒定电压。

一种低压灯的升降压装置，包括：

线路电压检测模块，用于检测低压灯设备电路的线路电压；

判断模块，用于判断所述线路电压是否低于预设电压；

升压模块，用于若线路电压低于预设电压，启动升压结构对所述低压灯设备电路进行升压，直至实际电压值达到预设恒定电压；

降压模块，用于若线路电压不低于预设电压，启动降压结构对所述低压灯设备电路进行降压，直至实际电压值达到预设恒定电压。

一种低压灯系统，包括：

外接开关电源、及与所述外接开关电源相连接的低压灯设备组；

所述低压灯设备组包括设定数目个如上述所述的低压灯设备；所述低压灯设备间串联连接。

可选的，所述外接开关电源与所述低压灯设备组中的任一低压灯设备相连接。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请中公开了一种低压灯设备，包括：升降压调整器、及与升降压调整器相连接的低压灯本体；升降压调整器与外接开关电源相连接，用于当从外接开关电源引入的低压灯设备的线路电压低于预设电压时进行升压操作，否则进行降压操作，直至线路电压的实际输出电压达到预设恒定输出电压，将实际输出电压输出至低压灯本体，以点亮低压灯本体。采用上述低压灯设备能够对线路电压低于某一预设电压时，先进行升压操作，若线路电压不低于该电压时，直接进行降压操作，以此保证低压灯本体在线路电压过低时仍能正常工作，提高了低压灯设备的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的低压灯设备的结构图；

图2是本发明实施例一提供的低压灯设备的电路结构图；

图3是本发明实施例一提供的低压灯的升降压方法的流程图；

图4是本发明实施例一提供的低压灯的升降压装置的结构图；

图5是本发明实施例一提供的低压灯系统的结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

目前常规低压灯具的供电电压有12V、24V、36V、48V等。市面上低端灯具直接用电阻降压的方式，把12或24V电压降压给低压灯具的灯珠供电，但此种电路发热量大，电能损耗大。灯具芯片容易过热，内阻降低，漏电流逐渐变大，造成灯珠光衰，PN结击穿永久性损坏。

同时市面上中高端低压LED灯具中的降压方式最具代表性的有LM317等系列线性降压和TP4115/DC-DC恒流PWM调光型降压方案等。这样的电路较前者明显稳定节能很多，当灯具温度升高时，LED结电压降低，由于恒流芯片的作用，灯珠电流始终为安全值。灯具亮度，功率，恒定不变，延长灯具使用寿命。

在工程施工时，外接开关电源一般都是集中安装在配电柜或者防雨电箱里面，低压LED灯具可能远离配电柜或防雨电箱，此时12V或24V低电压远距离传输时，根据电缆铜材和线径的因数造成不同程度的压降。例如：实测DC24V的电压，用16m㎡国标全铜电缆，延长100米后尾端电压只有8V左右。而在8V电压下，常规低压灯具根本无法点亮，只能更换更大线径的电缆来传输，以此导致工程施工成本、材料成本居高不下。

部分长条线型低压LED灯具采用首尾相接的方式，灯具间通过0.75m㎡防水公母对接线串联，DC24V电压供电，此情况下最多每隔6-7米就必须在主电缆剥口，接分支线到灯具，以此类推。此种方式导致工程施工周期长，费工费时。线路接口越多，进水漏电等问题越难保证，隐患重重。

为了解决上述问题，本申请中提供一种低压灯设备，具体情况如下：

图1是本发明实施例一提供的低压灯设备的结构图。参见图1，一种低压灯设备，包括：

升降压调整器101、及与所述升降压调整器相连接的低压灯本体102；

所述升降压调整器101，与外接开关电源相连接，用于当从所述外接开关电源引入的低压灯设备的线路电压低于预设电压时进行升压操作，否则进行降压操作，直至所述线路电压的实际输出电压达到预设恒定输出电压，将所述实际输出电压输出至所述低压灯本体102，以点亮所述低压灯本体102。

本实施例中的预设电压为5V，但需要注意的是此处的预设电压的取值并不唯一，可以根据低压灯具的实际情况预先设定。

本实施例中的低压灯本体102为LED灯具或太阳能灯具，需要注意的是低压灯本体的选择并不仅仅局限于本申请提到的灯具，可以是任何其他不同类型的低压灯具，具体选择根据实际情况而定。

采用上述实施例中的低压灯设备能够在线路电压低于预设电压时进行升压，然后保证线路电压达到预设恒定输出电压，以此保证低压灯能够在线路电压过低的情况下仍能正常工作。当线路电压不低于预设电压时，对线路电压进行降压，保证线路电压达到预设恒定输出电压。本实施例中的低压灯设备能够自动调整线路电压的大小，以此保证低压灯具在线路电压过低或过高的情况下均能正常使用，以此避免因线路较远导致的压降问题，彻底解决低压灯具因线缆压降造成的色差，光衰和信号不稳定的问题。

为了更详细的介绍本申请中的低压灯设备，现提供一种低压灯设备的电路结构图，具体情况如下：

图2是本发明实施例一提供的低压灯设备的电路结构图。参见图2，一种低压灯设备，包括：变压器202、降压结构203、升压结构204、控制芯片201、第一二极管205和低压灯本体208；

变压器202的初级线圈的第一端与控制芯片201的输入端4相连接，初级线圈的第二端与控制芯片201的输出端3相连接；变压器202的次级线圈的第一端与第一二极管205的第一端相连接，次级线圈的第二端接地；

降压结构203的第一端与变压器202的初级线圈的第一端相连接，第二端与控制芯片201的使能端2相连接；控制芯片201的接地端1接地；

升压结构204的第一端与所述变压器202的初级线圈的第二端相连接，第二端与所述第一二极管205的第一端相连接；

第一二极管205的第二端与低压灯本体208相连接。

其中，降压结构203包括：第一电阻2031、第二电阻2032和第一电容2033；

第一电阻2031的第一端与变压器202的初级线圈的第一端相连接，第二端分别与第二电阻2032的第一端、第一电容2033的第一端、控制芯片201的使能端2相连接；第二电阻2032的第二端接地；第一电容2033的第第二端接地。

本实施例中控制芯片为XL6009芯片或XL6019芯片；现以XL6009芯片或XL6019芯片为例对低压灯设备工作原理进行详细介绍，具体如下：

在低压灯具接通电源时，控制芯片201的输入端4输入DC8-36V正电压，接地端1接地，此时控制芯片201的使能端2为低电位，控制芯片关断无输出；第一电阻2031和第二电阻2032分压给第一电容2033充电，当第一电容2033的充电电压上升至0.3-36V时，控制芯片201的使能端2触发开启，控制芯片201的输出端3输出低电平，此时第一二极管205截止，变压器202作为储能元件能够储存电压，此时第一电容2033与第二电阻2032和第一电阻2031组成一个回路放电，使输出电压下降。当控制芯片201的输出端3输出高电平时，第一二极管205导通，变压器202向升压结构204的两端充电，使线路输出电压升高。可选的，本实施例中的升压结构204为电容。

本实施例中的低压灯设备通过降压结构和升压结构分别与控制芯片相连接，通过变压器进行升降压调整，以此实现线路电压过低或过高时自动调整线路电压保证低压灯设备能够正常工作的功能。

更进一步地，在上述实施例的基础上低压灯设备还包括：负反馈结构；

负反馈结构的第一端与升降压调整器相连接，第二端与低压灯本体208相连接，用于对所述实际输出电压进行稳压操作。

可选的，负反馈结构，包括：第三电阻206和第四电阻207；

第三电阻206的第一端分别与所述第一二极管205的第二端、低压灯本体208的输入端相连接，第二端分别与控制芯片201的反馈端5、第四电阻207的第一端相连接；第四电阻207的第二端接地。

第三电阻206和第四电阻207与控制芯片201组成负反馈电路，以此稳定输出电压，通过调节第三电阻206和第四电阻207控制电压的放大倍数，以此保证实际输出电压能够满足各类型的低压灯具使用。

采用本实施例中的负反馈电路能对升降压调整器的输出电压进行调整，根据低压灯具所需电压的不同对第三电阻和第四电阻进行调整，以此稳定升降压调整期的输出电压，且保证其输出电压满足不同低压灯具的需求，极大地提高了低压灯设备的实用性。

为了更详细地介绍本申请中的低压灯的工作原理，在上述低压灯设备实施例的基础上，本申请还公开了一种低压灯的升降压方法的实施例，具体情况如下：

图3是本发明实施例一提供的低压灯的升降压方法的流程图。参见图3，一种低压灯的升降压方法，所述方法应用于上述所述的低压灯设备，所述方法包括：

步骤201：检测低压灯设备电路的线路电压；

步骤202：判断所述线路电压是否低于预设电压；

步骤203：若线路电压低于预设电压，启动升压结构对所述低压灯设备电路进行升压，直至实际电压值达到预设恒定电压；

步骤204：线路电压不低于预设电压，启动降压结构对所述低压灯设备电路进行降压，直至实际电压值达到预设恒定电压。

此实施例中当低压灯的线路电压过低时，会对线路电压进行升压处理，以此使低压灯正常工作，当低压灯的线路电压高于灯具电压时，对线路电压进行降压处理，使低压灯正常工作。采用此方法能够对线路电压进行自动调整，以保证线路电压过低状态下低压灯也能正常工作，以此使线路电压在DC8-24V范围内任意变化，低压灯具均能正常启动稳定工作。同时具有过压欠压保护，温度保护等功能。彻底改变低压灯具致命缺陷。

对应于本发明实施例提供的一种低压灯的升降压方法，本发明实施例还提供一种低压灯的升降压装置。请参见下文实施例。

图4是本发明实施例一提供的低压灯的升降压装置的结构图。参见图4，一种低压灯的升降压装置，包括：

线路电压检测模块401，用于检测低压灯设备电路的线路电压；

判断模块402，用于判断所述线路电压是否低于预设电压；

升压模块403，用于若线路电压低于预设电压，启动升压结构对所述低压灯设备电路进行升压，直至实际电压值达到预设恒定电压；

降压模块404，用于若线路电压不低于预设电压，启动降压结构对所述低压灯设备电路进行降压，直至实际电压值达到预设恒定电压。

采用上述装置本可在线路电压过低时，仍能正常输出稳定的预先设定的电压给灯具供电，供电电压高于灯具电压时，自动降压且稳定在预先设定值给灯具供电。真正实现低压线路远距离传输，灯具长串接，无惧压降，稳定可靠的功能。

为了更清楚地介绍实现本发明实施例的硬件系统，本发明实施例还提供一种低压灯系统。请参见下文实施例。

图5是本发明实施例一提供的低压灯系统的结构图。参见图5，一种低压灯系统，包括：

外接开关电源501、及与所述外接开关电源相连接的低压灯设备组；

所述低压灯设备组包括设定数目个如上述所述的低压灯设备502；所述低压灯设备502间串联连接，其中，外接开关电源501与低压灯设备组中的任一低压灯设备502相连接。

本实施例中系统外接开关电源可为多个低压灯设备供电，保证低压灯设备能够正常工作，而多个低压灯设备之间为串联，此种连接方式安装布线简单，节省工时，灯具之间距离20至30米串接，无惧线路压降。以此避免了因线路较长而造成线路压降的问题，极大地提高了低压灯设备的实用性。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种低压灯设备，其特征在于，包括：

升降压调整器、及与所述升降压调整器相连接的低压灯本体；

所述升降压调整器，与外接开关电源相连接，用于当从所述外接开关电源引入的低压灯设备的线路电压低于预设电压时进行升压操作，否则进行降压操作，直至所述线路电压的实际输出电压达到预设恒定输出电压，将所述实际输出电压输出至所述低压灯本体，以点亮所述低压灯本体。

2.根据权利要求1所述的低压灯设备，其特征在于，所述升降压调整器，包括：

变压器、降压结构、升压结构、控制芯片和第一二极管；

所述变压器的初级线圈的第一端与所述控制芯片的输入端相连接，初级线圈的第二端与所述控制芯片的输出端相连接；所述变压器的次级线圈的第一端与第一二极管的第一端相连接，次级线圈的第二端接地；

所述降压结构的第一端与所述变压器的初级线圈的第一端相连接，第二端与所述控制芯片的使能端相连接；

所述升压结构的第一端与所述变压器的初级线圈的第二端相连接，第二端与所述第一二极管的第一端相连接；

所述第一二极管的第二端与所述低压灯本体相连接。

所述控制芯片，分别与所述升压结构、所述降压结构相连接，用于连接所述外接开关电源，当所述线路电压低于预设电压时，控制所述升压结构进行升压，当所述线路电压不低于所述预设电压时，控制所述降压结构进行降压。

3.根据权利要求2所述的低压灯设备，其特征在于，还包括：负反馈结构；

所述负反馈结构的第一端与所述升降压调整器相连接，第二端与所述低压灯本体相连接，用于对所述实际输出电压进行稳压操作。

4.根据权利要求3所述的低压灯设备，其特征在于，所述负反馈结构，包括：第三电阻和第四电阻；

所述第三电阻的第一端分别与所述第一二极管的第二端、所述低压灯本体的输入端相连接，第二端分别与所述控制芯片的反馈端、所述第四电阻的第一端相连接；

所述第四电阻的第二端接地。

5.根据权利要求2所述的低压灯设备，其特征在于，所述控制芯片为XL6009芯片或XL6019芯片。

6.根据权利要求1所述的低压灯设备，其特征在于，所述低压灯本体为LED灯具或太阳能灯具。

7.一种低压灯的升降压方法，其特征在于，所述方法应用于上述权利要求1-6任一项所述的低压灯设备，所述方法包括：

检测低压灯设备电路的线路电压；

判断所述线路电压是否低于预设电压；

若是，启动升压结构对所述低压灯设备电路进行升压，直至实际电压值达到预设恒定电压；

否则，启动降压结构对所述低压灯设备电路进行降压，直至实际电压值达到预设恒定电压。

8.一种低压灯的升降压装置，其特征在于，包括：

线路电压检测模块，用于检测低压灯设备电路的线路电压；

判断模块，用于判断所述线路电压是否低于预设电压；

升压模块，用于若线路电压低于预设电压，启动升压结构对所述低压灯设备电路进行升压，直至实际电压值达到预设恒定电压；

降压模块，用于若线路电压不低于预设电压，启动降压结构对所述低压灯设备电路进行降压，直至实际电压值达到预设恒定电压。

9.一种低压灯系统，其特征在于，包括：

外接开关电源、及与所述外接开关电源相连接的低压灯设备组；

所述低压灯设备组包括设定数目个如权利要求1-6任一项所述的低压灯设备；所述低压灯设备间串联连接。

10.根据权利要求9所述的低压灯系统，其特征在于，所述外接开关电源与所述低压灯设备组中的任一低压灯设备相连接。