CN110461070A - Led灯具及其电源控制模块 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种LED灯具及其电源控制模块，所述电源控制模块连接于外部电源和LED光源模块之间，包括：降压变压器，降压变压器的初级绕组和次级绕组分别连接至外部电源和所述LED光源模块，用于将外部电源输入的高压直流电压转化至预定电压范围后输出至与次级绕组相连的LED光源模块；以及控制电路，控制电路分别连接至外部电源和降压变压器的初级绕组，用于控制降压变压器的工作状态。本实施例提供的电源控制模块通过控制电路对降压变压器进行控制，降压变压器将外部电源输入的高压直流电压转化至预定电压范围后再供应给LED光源模块，由于降压变压器的初级绕组与次级绕组之间是相互隔离的，有效保证了用电的安全性，并且可以实现更远距离的供电。
Description
技术领域
本发明实施例涉及LED灯具技术领域，尤其涉及一种LED灯具及其电源控制模块。
背景技术
当前，LED灯具主要是采用DC12V或DC24V的输入电压，市电电网供应的交流市电需通过开关电源等电源装置进行降压以及交流转直流处理后再输入到LED灯具。在同一区域范围内的LED灯具采用并联的连接方式，由于距离电源装置的距离远近不同，距离电源装置较远的LED灯具的供电线路的线损压降相对比较大。为实现远距离的供电，LED灯具的电源装置大多需要采用高电压的直流电进行供电，再通过LED灯具内部的电源控制模块进行降压处理实现供电，但是现有电源控制模块的大多采用电压转化芯片进行降压处理，因此会导致电源输入端和输出端都处于同一电路中，无法实现电源输入和输出之间的有效隔离，导致整体电路的安全性较差，不利于安装和维护，而且，现有的电压转化芯片的一般只能对输出电压小于DC48V的电源装置进行降压处理，因此供电的距离仍然存在一定的局限性。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种LED灯具的电源控制模块，能有效实现超远距离供电，提高供电安全性。
本发明实施例进一步所要解决的技术问题在于，提供一种LED灯具，能有效实现超远距离供电，提高供电安全性。
为了解决上述技术问题，本发明实施例首先提供以下技术方案：一种LED灯具的电源控制模块，连接于外部电源和LED光源模块之间，所述电源控制模块包括：
降压变压器，所述降压变压器的初级绕组和次级绕组分别连接至所述外部电源和所述LED光源模块，用于将外部电源输入的高压直流电压转化至预定电压范围后输出至与次级绕组相连的LED光源模块；以及控制电路，所述控制电路分别连接至所述外部电源和降压变压器的初级绕组，用于控制所述降压变压器的工作状态。
进一步的，所述控制电路包括：
与所述外部电源相连用于输出PWM控制信号的控制芯片；以及分别与所述控制芯片和降压变压器的初级绕组相连用于根据所述控制芯片输出的PWM信号导通或断开以对应控制降压变压器的工作状态的MOS管。
进一步的，所述控制芯片包括HV引脚、NC引脚、COMV引脚、BIAS引脚、PF引脚、GND引脚、GATE引脚、CS引脚，其中，
所述HV引脚依次串联第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3后连接至外部电源的正极；
所述NC引脚空置；
所述COMV引脚通过第一电容C1和第四电阻R4的串联体与第二电容C2组成的并联体连接至模拟信号接地端AGND；
所述BIAS引脚一方面通过第三电容C3连接至模拟信号接地端AGND，另一方面又通过第五电阻R5连接至所述PF引脚；
所述PF引脚还通过第六电阻R6和第四电容C4的并联体连接至模拟信号接地端AGND；
所述GND引脚连接至模拟信号接地端AGND；
所述GATE引脚通过第七电阻R7连接至所述MOS管的栅极；
所述CS引脚通过第八电阻R8连接至MOS管的源极，所述第八电阻R8与MOS管的源极之间的线路还通过第九电阻R9和第十电阻R10的并联体连接至模拟信号接地端AGND；
所述MOS管的漏极连接至所述降压变压器的初级绕组的同名端。
进一步的，所述降压变压器还包括辅助绕组，所述控制芯片还包括VDD引脚，所述辅助绕组的异名端一方面连接接地端GND，另一方面通过第五电容C5连接模拟信号接地端AGND；所述辅助绕组的同名端与VDD引脚之间通过过流保护电路相连，所述过流保护电路包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第一二极管D1、第二二极管D2以及第六电容C6，其中，所述第十一电阻R11和第十二电阻R12相互并联组成的并联体的一端连接至第一二极管D1的负极并通过第六电容C6连接模拟信号接地端AGND，所述第一二极管D1的正极连接辅助绕组的同名端，所述第十一电阻R11和第十二电阻R12相互并联组成的并联体的另一端分别连接至VDD引脚和第二二极管D2的负极，所述第二二极管D2的正极连接模拟信号接地端AGND。
进一步的，所述VDD引脚还通过第七电容C7和第八电容C8的并联体接地。
进一步的，所述控制芯片还包括VS引脚，所述VS引脚与所述降压变压器的辅助绕组的同名端之间通过过压保护电路相连，所述过压保护电路包括第十三电阻R13、第九电容C9、第十四电阻R14和第十五电阻R15，其中，第九电容C9、第十四电阻R14和第十五电阻R15相互并联组成的并联体一端连接至模拟信号接地端AGND而另一端一方面连接至所述VS引脚，另一方面通过第十三电阻R13连接至所述降压变压器的辅助绕组的同名端。
进一步的，所述电源控制模块还包括连接于所述外部电源的正极和负极之间的RC滤波电路，所述RC滤波电路包括并联的第十电容C10和第十六电阻R16，且所述RC滤波电路与外部电源的负极相连的一端还连接至模拟信号接地端AGND。
进一步的，所述电源控制模块还包括连接于所述外部电源的正极和初级绕组之间的尖峰吸收电路，所述尖峰吸收电路包括第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第十一电容C11以及第三二极管D3，其中，第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19以及第十一电容C11依次相互并联组成的并联体一端连接于外部电源的正极与初级绕组的异名端之间的线路上而另一端与第三二极管D3负极相连，第三二极管D3的正极连接至初级绕组的同名端。
进一步的，所述次级绕组和电源控制模块的输出端之间还连接有输出整流滤波电路，所述输出整流滤波电路包括第二十电阻R20、第十二电容C12、第四二极管D4以及第十三电容C13，其中，所述第二十电阻R20和第十二电容C12组成的串联体连接于次级绕组的同名端和电源控制模块的输出端之间，所述第四二极管D4的正极与次级绕组的同名端相连而负极与电源控制模块的输出端相连，所述次级绕组的异名端一方面连接至接地端GND，另一方面还通过第十三电容C13连接至电源控制模块的输出端。
另一方面，为进一步解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种LED灯具，包括LED光源模块以及连接于LED光源模块并外接外部电源的电源控制模块，所述电源控制模块为如上述任一项所述的电源控制模块。
采用上述技术方案后，本发明实施例至少具有如下有益效果：本发明实施例提供的电源控制模块通过控制电路对降压变压器进行控制，降压变压器将外部电源输入的高压直流电压转化至预定电压范围后再供应给LED光源模块，由于降压变压器的初级绕组与次级绕组之间是相互隔离的，有效保证了用电的安全性，避免了安装和维护时的触电危险，而且，经过具体实验测得，本发明实施例提供的电源控制模块可以由输出电压为DC240V的电源装置进行供电，由于供电电压非常的高，因此电源装置的供电距离也就更远，从而可以实现更远距离的供电。
附图说明
图1为本发明LED灯具一个可选实施例的原理方框图。
图2为本发明LED灯具的电源控制模块一个可选实施例的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。应当理解，以下的示意性实施例及说明仅用来解释本发明，并不作为对本发明的限定，而且，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
如图1所示，本发明实施例提供一种LED灯具的电源控制模块1，连接于外部电源3和LED光源模块5之间，所述电源控制模块1包括：
降压变压器10，所述降压变压器10的初级绕组101和次级绕组103分别连接至所述外部电源3和所述LED光源模块5，用于将外部电源3输出的高压直流电压转化至预定电压范围后输出至与次级绕组103相连的LED光源模块5；以及控制电路12，所述控制电路12分别连接至所述外部电源3和降压变压器10的初级绕组101，用于控制所述降压变压器10的工作状态。
本发明实施例提供的电源控制模块1通过控制电路12对降压变压器10进行控制，降压变压器10将外部电源3输入的高压直流电压转化至预定电压范围后再供应给LED光源模块5，由于降压变压器10的初级绕组101与次级绕组103之间是相互隔离的，有效保证了用电的安全性，避免了安装和维护时的触电危险，而且，经过具体实验测得，本发明实施例提供的电源控制模块1可以由输出电压为DC240V的电源装置进行供电，由于供电电压非常的高，因此电源装置的供电距离也就更远，从而可以实现更远距离的供电。
在本发明的一个可选实施例中，如图2所示，所述控制电路12包括：
与所述外部电源3相连用于输出PWM控制信号的控制芯片121；以及分别与所述控制芯片121和降压变压器10的初级绕组101相连用于根据所述控制芯片121输出的PWM信号导通或断开以对应控制降压变压器10的工作状态的MOS管123。
本实施例通过采用控制芯片121输出PWM控制信号控制MOS管123的导通或断开，当MOS管123导通时降压变压器10进行储能，当MOS管123关断时，降压变压器10释放能量给次级绕组，进而输出至LED光源模块5，可以高效的对降压变压器10进行控制。在如图2的实施例中，MOS管123的型号为FCD850N80Z。
在本发明的一个可选实施例中，如图2所示，所述控制芯片121包括HV引脚、NC引脚、COMV引脚、BIAS引脚、PF引脚、GND引脚、GATE引脚、CS引脚，其中，所述HV引脚依次串联第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3后连接至外部电源3的正极；
所述NC引脚空置；
所述COMV引脚通过第一电容C1和第四电阻R4的串联体与第二电容C2组成的并联体连接至模拟信号接地端AGND；
所述BIAS引脚一方面通过第三电容C3连接至模拟信号接地端AGND，另一方面又通过第五电阻R5连接至所述PF引脚；
所述PF引脚还通过第六电阻R6和第四电容C4的并联体连接至模拟信号接地端AGND；
所述GND引脚连接至模拟信号接地端AGND；
所述GATE引脚通过第七电阻R7连接至所述MOS管123的栅极；
所述CS引脚通过第八电阻R8连接至MOS管123的源极，所述第八电阻R8与MOS管的源极之间的线路还通过第九电阻R9和第十电阻R10的并联体连接至模拟信号接地端AGND；
所述MOS管123的漏极连接至所述降压变压器10的初级绕组101的同名端。
本实施例通过上述的控制芯片121的连接结构，可以高效的输出PWM控制信号给MOS管123，从而保证对降压变压器10的控制。在如图2的实施例中，所述控制芯片121的型号为FL7740；另外，所述HV引脚为控制芯片121的高压启动引脚，通过第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3连接外部电源3的正极，用于芯片启动时的初次供电，在具体实施时通过第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3阻值大小还可以控制芯片121的启动时间快慢；所述COMV引脚为控制芯片121的回路补偿引脚，用于IC内部的斜率补偿；所述BIAS引脚为控制芯片121的内部电源的电路偏置旁路引脚，连接控制芯片121内部的基准电压；所述PF引脚为控制芯片121的功率因素引脚，用于功率因素校正；所述GATE引脚用于输出PWM波形控制MOS管123；所述CS引脚用于检测MOS管123的源极的工作电流。
在本发明的一个可选实施例中，所述降压变压器10还包括辅助绕组104，所述控制芯片121还包括VDD引脚，所述辅助绕组104的异名端一方面连接接地端GND，另一方面通过第五电容C5连接模拟信号接地端AGND；所述辅助绕组104的同名端与VDD引脚之间通过过流保护电路105相连，所述过流保护电路105包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第一二极管D1、第二二极管D2以及第六电容C6，其中，所述第十一电阻R11和第十二电阻R12相互并联组成的并联体的一端连接至第一二极管D1的负极并通过第六电容C6连接模拟信号接地端AGND，所述第一二极管D1的正极连接辅助绕组104的同名端，所述第十一电阻R11和第十二电阻R12相互并联组成的并联体的另一端分别连接至VDD引脚和第二二极管D2的负极，所述第二二极管D2的正极连接模拟信号接地端AGND。本实施例采用降压变压器10的辅助绕组104对控制芯片121进行正常的供电，电路连接更加的简单，而且通过设置过流保护电路105，有利于控制芯片121的正常安全工作。
在本发明的一个可选实施例中，所述VDD引脚还通过第七电容C7和第八电容C8的并联体接地。本实施例通过设置第七电容C7和第八电容C8，对输入VDD引脚的电流进行滤波，降低干扰，保证控制芯片121正常工作。
在本发明的一个可选实施例中，所述控制芯片121还包括VS引脚，所述VS引脚与所述降压变压器10的辅助绕组104的同名端之间通过过压保护电路106相连，所述过压保护电路106包括第十三电阻R13、第九电容C9、第十四电阻R14和第十五电阻R15，其中，第九电容C9、第十四电阻R14和第十五电阻R15相互并联组成的并联体一端连接至模拟信号接地端AGND而另一端一方面连接至所述VS引脚，另一方面通过第十三电阻R13连接至所述降压变压器10的辅助绕组104的同名端。本实施例中所述VS引脚为控制芯片121的电压检测引脚，通过过压保护电路106连接至辅助绕组104，可以使控制芯片121对降压变压器10的输出电压有效的检测和控制，提高了供电的安全性。
在本发明的一个可选实施例中，所述电源控制模块1还包括连接于所述外部电源3的正极和负极之间的RC滤波电路107，所述RC滤波电路107包括并联的第十电容C10和第十六电阻R16，且所述RC滤波电路与外部电源的负极相连的一端还连接至模拟信号接地端AGND。本实施例通过在外部电源3的正极和负极设置第十电容C10和第十六电阻R16，第十电容C10和第十六电阻R16并联组成RC滤波电路107，滤除外部电源3输入的高压直流电压中的干扰信号，保证电路的正常运行。在具体实施时，所述第十六电阻R16采用电压敏感电阻，可以提供更好的滤波效果。
在本发明的一个可选实施例中，所述电源控制模块1还包括连接于所述外部电源3的正极和初级绕组103之间的尖峰吸收电路108，所述尖峰吸收电路108包括第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第十一电容C11以及第三二极管D3，其中，第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19以及第十一电容C11依次相互并联组成的并联体一端连接于外部电源3的正极与降压变压器10的初级绕组101的异名端之间的线路上而另一端与第三二极管D3负极相连，第三二极管D3的正极连接至初级绕组101的同名端。在开关电源中在MOS管123截止的瞬间，会在降压变压器10的初级绕组101感应出一个反向高脉冲电压，容易损坏MOS管123。本实施例通过设置尖峰吸收电路108，由第三二极管D3和第十一电容C11组成一个脉冲吸收回路，给反向高脉冲电压提供放电通路，可以有效保护MOS管123。在具体实施时，第三二极管D3可以是型号为RS1M的快恢复二极管。
在本发明的一个可选实施例中，所述次级绕组103和电源控制模块1的输出端之间还连接有输出整流滤波电路109，所述输出整流滤波电路109包括第二十电阻R20、第十二电容C12、第四二极管D4以及第十三电容C13，其中，所述第二十电阻R20和第十二电容C12组成的串联体连接于次级绕组103的同名端和电源控制模块1的输出端之间，所述第四二极管D4的正极与次级绕组103的同名端相连而负极与电源控制模块1的输出端相连，所述次级绕组103的异名端一方面连接至接地端GND，另一方面还通过第十三电容C13连接至电源控制模块1的输出端。本实施例通过设置上述输出整流滤波电路109，对次级绕组103输出的电压进行整流滤波后再输出至LED光源模块5，降低输出电压对LED光源模块5的干扰。
另一方面，为进一步解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种LED灯具，包括LED光源模块5以及连接于LED光源模块5并外接外部电源3的电源控制模块1，所述电源控制模块1为如上述任一项所述的电源控制模块。本实施例采用上述的电源控制模块1，能有效实现超远距离供电，提高供电安全性。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种LED灯具的电源控制模块，连接于外部电源和LED光源模块之间，其特征在于，所述电源控制模块包括：
降压变压器，所述降压变压器的初级绕组和次级绕组分别连接至所述外部电源和所述LED光源模块，用于将外部电源输入的高压直流电压转化至预定电压范围后输出至与次级绕组相连的LED光源模块；以及
控制电路，所述控制电路分别连接至所述外部电源和降压变压器的初级绕组，用于控制所述降压变压器的工作状态。
2.如权利要求1所述的LED灯具的电源控制模块，其特征在于，所述控制电路包括：
与所述外部电源相连用于输出PWM控制信号的控制芯片；以及
分别与所述控制芯片和降压变压器的初级绕组相连用于根据所述控制芯片输出的PWM信号导通或断开以对应控制降压变压器的工作状态的MOS管。
3.如权利要求2所述的LED灯具的电源控制模块，其特征在于，所述控制芯片包括HV引脚、NC引脚、COMV引脚、BIAS引脚、PF引脚、GND引脚、GATE引脚、CS引脚，其中，
所述HV引脚依次串联第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3后连接至外部电源的正极；
所述NC引脚空置；
所述COMV引脚通过第一电容C1和第四电阻R4的串联体与第二电容C2组成的并联体连接至模拟信号接地端AGND；
所述BIAS引脚一方面通过第三电容C3连接至模拟信号接地端AGND，另一方面又通过第五电阻R5连接至所述PF引脚；
所述PF引脚还通过第六电阻R6和第四电容C4的并联体连接至模拟信号接地端AGND；
所述GND引脚连接至模拟信号接地端AGND；
所述GATE引脚通过第七电阻R7连接至所述MOS管的栅极；
所述CS引脚通过第八电阻R8连接至MOS管的源极，所述第八电阻R8与MOS管的源极之间的线路还通过第九电阻R9和第十电阻R10的并联体连接至模拟信号接地端AGND；
所述MOS管的漏极连接至所述降压变压器的初级绕组的同名端。
4.如权利要求3所述的LED灯具的电源控制模块，其特征在于，所述降压变压器还包括辅助绕组，所述控制芯片还包括VDD引脚，所述辅助绕组的异名端一方面连接接地端GND，另一方面通过第五电容C5连接模拟信号接地端AGND；所述辅助绕组的同名端与VDD引脚之间通过过流保护电路相连，所述过流保护电路包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第一二极管D1、第二二极管D2以及第六电容C6，其中，所述第十一电阻R11和第十二电阻R12相互并联组成的并联体的一端连接至第一二极管D1的负极并通过第六电容C6连接模拟信号接地端AGND，所述第一二极管D1的正极连接辅助绕组的同名端，所述第十一电阻R11和第十二电阻R12相互并联组成的并联体的另一端分别连接至VDD引脚和第二二极管D2的负极，所述第二二极管D2的正极连接模拟信号接地端AGND。
5.如权利要求4所述的LED灯具的电源控制模块，其特征在于，所述VDD引脚还通过第七电容C7和第八电容C8的并联体接地。
6.如权利要求3所述的LED灯具的电源控制模块，其特征在于，所述控制芯片还包括VS引脚，所述VS引脚与所述降压变压器的辅助绕组的同名端之间通过过压保护电路相连，所述过压保护电路包括第十三电阻R13、第九电容C9、第十四电阻R14和第十五电阻R15，其中，第九电容C9、第十四电阻R14和第十五电阻R15相互并联组成的并联体一端连接至模拟信号接地端AGND而另一端一方面连接至所述VS引脚，另一方面通过第十三电阻R13连接至所述降压变压器的辅助绕组的同名端。
7.如权利要求1所述的LED灯具的电源控制模块，其特征在于，所述电源控制模块还包括连接于所述外部电源的正极和负极之间的RC滤波电路，所述RC滤波电路包括并联的第十电容C10和第十六电阻R16，且所述RC滤波电路与外部电源的负极相连的一端还连接至模拟信号接地端AGND。
8.如权利要求2所述的LED灯具的电源控制模块，其特征在于，所述电源控制模块还包括连接于所述外部电源的正极和初级绕组之间的尖峰吸收电路，所述尖峰吸收电路包括第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第十一电容C11以及第三二极管D3，其中，第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19以及第十一电容C11依次相互并联组成的并联体一端连接于外部电源的正极与初级绕组的异名端之间的线路上而另一端与第三二极管D3负极相连，第三二极管D3的正极连接至初级绕组的同名端。
9.如权利要求1所述的LED灯具的电源控制模块，其特征在于，所述次级绕组和电源控制模块的输出端之间还连接有输出整流滤波电路，所述输出整流滤波电路包括第二十电阻R20、第十二电容C12、第四二极管D4以及第十三电容C13，其中，所述第二十电阻R20和第十二电容C12组成的串联体连接于次级绕组的同名端和电源控制模块的输出端之间，所述第四二极管D4的正极与次级绕组的同名端相连而负极与电源控制模块的输出端相连，所述次级绕组的异名端一方面连接至接地端GND，另一方面还通过第十三电容C13连接至电源控制模块的输出端。
10.一种LED灯具，包括LED光源模块以及连接于LED光源模块并外接外部电源的电源控制模块，其特征在于，所述电源控制模块为如权利要求1-9任一项所述的电源控制模块。
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| CN201910854264.6A Pending CN110461070A (zh) | 2019-09-10 | 2019-09-10 | Led灯具及其电源控制模块 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2019
- 2019-09-10 CN CN201910854264.6A patent/CN110461070A/zh active Pending
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