CN113056057A

CN113056057A - Led驱动电路和led直管灯

Info

Publication number: CN113056057A
Application number: CN202110261764.6A
Authority: CN
Inventors: 周家明; 蒲纪忠; 甘彩英; 赵艺佼
Original assignee: CH Lighting Technology Co Ltd
Current assignee: CH Lighting Technology Co Ltd
Priority date: 2021-03-10
Filing date: 2021-03-10
Publication date: 2021-06-29
Also published as: WO2022188244A1

Abstract

本发明公开了LED驱动电路和LED直管灯，其中LED驱动电路包括：第一交流输入端和第二交流输入端，接收外部输入的交流信号；第一整流电路和第二整流电路，对输入的交流信号进行整流，得到整流后信号；第三整流电路，其通过第一切换单元耦接所述第一交流输入端，通过第二切换单元耦接所述第二交流输入端；当输入的交流信号为低频信号时，切换单元断开；当输入的交流信号为高频信号时，切换单元导通，交流信号经第三整流电路整流后向LED供电；滤波电路，其耦接所述第一整流电路和第二整流电路，对整流后信号进行滤波，得到滤波后信号；恒流电路，其耦接所述滤波电路，接收滤波后信号，向LED供电。本申请简化了现有TYPE A+B型驱动电路结构，减少了成本。

Description

LED驱动电路和LED直管灯

技术领域

本发明涉及LED照明技术领域，特别是涉及一种LED驱动电路和LED直管灯。

背景技术

LED灯管具有节能、环保和寿命长等优点，随着LED技术的发展，正逐渐替代传统的白炽灯及荧光灯。传统荧光灯一般包含电子式镇流器、荧光灯管、灯具载体，为了使灯管能够节能环保，需要把传统荧光灯管用LED灯管进行替换改造。

现有的荧光灯具替换有两种方案：第一种不对灯具进行改造，直接进行替换，即把荧光灯直接取下，换上LED灯管；第二种是通过剪线将电子镇流器旁路，通过接线实现单端或双端进电。

所以市面上的LED灯管产品主要有3种：TYPE A替换型；TYPE B剪线型；TYPE A+B双功能转换兼容型。其中，现有的TYPE A+B型驱动电路相对较为复杂，元器件较多，制造成本高。

发明内容

本发明提供了一种LED驱动电路和LED直管灯，解决了现有TYPE A+B型驱动电路结构复杂，成本高的问题。

LED驱动电路，包括：

第一交流输入端和第二交流输入端，接收外部输入的交流信号；

第一整流电路和第二整流电路，分别耦接所述第一交流输入端和第二交流输入端，对输入的交流信号进行整流，得到整流后信号；

第三整流电路，其通过第一切换单元耦接所述第一交流输入端，通过第二切换单元耦接所述第二交流输入端；当输入的交流信号为低频信号时，切换单元断开；当输入的交流信号为高频信号时，切换单元导通，交流信号经第三整流电路整流后向LED供电；

滤波电路，其耦接所述第一整流电路和第二整流电路，对整流后信号进行滤波，得到滤波后信号；

恒流电路，其耦接所述滤波电路，接收所述滤波后信号，向LED供电。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，所述第一切换单元和第二切换单元允许高频信号通过，阻隔低频信号通过。

可选的，所述第一切换单元和第二切换单元为第一电容。

可选的，所述第一电容的容值为10NF～68NF。

可选的，所述第一交流输入端和第二交流输入端之间耦接有尖峰吸收单元。

可选的，所述尖峰吸收单元为第二电容。

可选的，所述第二电容的容值为0.47NF～3.3NF。

可选的，所述第一整流电路和滤波电路之间设置有漏电保护电路。

可选的，所述第二整流电路的两个输出端之间耦接有电压检测单元，所述第二交流输入端和第二整流电路之间耦接有异常保护单元，当所述电压检测单元检测到电压异常时，则由异常保护单元断开供电回路。

可选的，所述电压检测单元为压敏电阻，所述异常保护单元为临近所述压敏电阻的温度保险丝。

本发明还提供了一种LED直管灯，包括灯管、设置于灯管两端的端盖以及所述的LED驱动电路，每个端盖上均设置有两个引脚，其中一个端盖上的引脚与第一交流输入端耦接，另一端盖上的引脚与第二交流输入端耦接，且为短接。

本发明通过设置第一切换单元与第二切换单元，能够自动检测市电或电子镇流器，使灯管在低频信号或高频信号下均能正常工作，本发明简化了现有TYPE A+B型驱动电路结构，降低了制造成本。

附图说明

图1为本发明LED驱动电路的模块结构示意图；

图2为本发明LED驱动电路中滤波电路的原理图；

图3为本发明LED驱动电路中恒流电路的原理图；

图4为本发明LED驱动电路中漏电保护电路的原理图；

图5为本发明LED驱动电路的原理图；

图6为本发明LED直管灯的结构示意图。

图中附图标记说明如下：

1、LED直管灯；

10、灯管；

20、端盖；21、引脚；

30、驱动电路；31、第一整流电路；32、第二整流电路；33、第三整流电路；34、漏电保护电路；35、滤波电路；36、恒流电路；37、第一交流输入端；38、第二交流输入端；39、直流电输出端；40、尖峰吸收单元；41、第一切换单元；42、第二切换单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

因现有TypeA+B驱动电路结构复杂，为了简化电路结构，如图1所示，本发明提供了一种LED驱动电路30，它包括第一交流输入端37、第二交流输入端38、第一整流电路31、第二整流电路32、第三整流电路33、滤波电路35以及恒流电路36。

其中，第一交流输入端37和第二交流输入端38用于接收外部输入的交流信号，为能量输入端口，一般具有零线端口和火线端口，当然也可以仅有零线端口或火线端口。

第一整流电路31和第二整流电路32分别耦接第一交流输入端37和第二交流输入端38，对输入的交流信号进行整流，将交流信号转换成直流信号，得到整流后信号。

第三整流电路33通过第一切换单元41耦接第一交流输入端37，通过第二切换单元42耦接第二交流输入端38；当输入的交流信号为低频信号时，切换单元断开；当输入的交流信号为高频信号时，切换单元导通，交流信号经第三整流电路33整流后向LED供电；

经第一整流电路31和第二整流电路32整流后的信号噪音较大，一般需要进行滤波处理，滤波电路35耦接第一整流电路31和第二整流电路32，对整流后信号进行滤波，得到滤波后信号，使得输出的信号更为平滑。

滤波后的信号还是不够平滑，为了向LED输出更加稳定的电流，恒流电路36耦接滤波电路35，接收滤波后信号，处理后向LED供电。

本发明的整流电路、滤波电路35以及恒流电路36均可采用现有技术，为了能够更好地理解本发明，如图2～5所示，以下对各个电路作介绍。

本发明使用的整流电路采用本领域常用的桥式整流电路。第一整流电路31的其中两输入端分别与第一交流输入端37的L端和NI端耦接，两输出端中，其中一输出端与滤波电路35的输入端耦接，另一输出端与第一地线耦接。

第二整流电路32的其中两输入端分别与第二交流输入端38的AC2端和AC3端耦接，另外两输出端中，其中一输出端与滤波电路35的输入端耦接，另一输出端与第一地线耦接。

第三整流电路33的其中两输入端分别与第一切换单元41和第二切换单元42耦接，另外两输出端分别与直流电输出端39耦接。其中，第三整流电路33两输出端之间耦接有稳压二极管TVS3。

所谓第一切换单元41和第二切换单元42是指允许高频信号通过，阻隔低频信号通过的电子元器件或由电子元器件组成的电路，在本实施例中，第一切换单元41和第二切换单元42分别为电容C7和电容C8，其容值为10NF～68NF，典型值为22NF。

为了确保实际使用过程中电路的安全，在第一交流输入端37和第二交流输入端38的各个端口，分别安装有保险丝，分别为保险丝FXA、保险丝FXB、保险丝FXC和保险丝FXD，第一交流输入端37的L端的保险丝FXA还耦接有一熔断器F1，熔断器F1与第一整流电路31耦接；第二交流输入端38的保险丝FXD与保险丝FXC间并联有电阻RX1和电容CX1，且保险丝FXD耦接有一熔断器FX2，熔断器FX2耦接于第二整流电路32两输入端，其中一输入端与第二切换单元42即电容C8相连。其中，第一整流电路31的其中两输入端之间设置有第六电容C6，保险丝FXB与第一切换单元41即电容C7耦接。

如图2所示，滤波电路35包括电容C1、电容C2、第一电感L1、第二电感L2、第十电阻R10和第七电阻R7。电容C1耦接于第一整流电路31的输出端与第一地线之间，电容C2耦接于滤波电路35的输出端和第二地线之间。第一电感L1和第十电阻R10通过并联耦接，且第一电感L1的一端与第一地线耦接，第一电感L1的另一端与第二地线耦接，第二电感L2和第七电阻R7通过并联耦接，且第二电感L2的一端与第一整流电路31的输出端耦接，第二电感L2的另一端与滤波电路35的输出端耦接。

如图3所示，恒流电路36的输入端与滤波电路35的输出端耦接，恒流电路36的输出端分别与直流电输出端39的V1+端和直流电输出端39的V1-端相耦接。

恒流电路36用于将输入的直流电压转换为另一种或多种直流电压。本实施例中，恒流电路36包括第一控制芯片U1和变压器T1，变压器T1的初级线圈的一端通过第三二极管D3耦接至滤波电路35的输出端，初级线圈的另一端与第五二极管D5耦接于直流电输出端39的V1-端，且与第一电解电容CD1耦接于直流电输出端39的V1+端。其中，直流电输出端39的V1-端与直流电输出端39的V1+端之间设置有第十四电阻R14，且第十四电阻R14通过电容C9与第二地线耦接，直流电输出端39的V1-端上还设置有与第五二极管D5并联的第二电解电容CD2。

恒流电路36的输入端依次耦接有第八电阻R8、第九电阻R9以及第一控制芯片U1的VCC端，其中，变压器T1的初级线圈的一端通过依次耦接的第二二极管D2、第十一电阻R11与第九电阻R9耦接，第九电阻R9和第二地线耦接有电容C4。第二地线还通过并联有第十三电阻R13和电容C3分别与第一控制芯片U1的FB端，以及串联的第十二电阻R12与初级线圈的一端耦接。

另外，第一控制芯片U1的COM端通过耦接电容C5，SNP端通过耦接串联的电阻RS1和电阻RS2，分别与第二地线耦接。

第一控制芯片U1用于控制恒流电路36输出电压的大小。具体地，第一控制芯片U1可采用PWM控制芯片，由于变压器T1的储能作用，第一控制芯片U1内部的节点电压会缓慢上升，采样端SNP采样后，与第一控制芯片U1内部的基准电压比较，达到基准电压时，第一控制芯片U1内部发出一个PWM信号，使漏极端Drain和接地端GND之间开关管断开，第三二极管D3的正极和第二地线之间的连接断开，由于变压器T1的储能作用，会通过第三二极管D3继续给负载放电。当第一控制芯片U1内部的电阻分压为0时，第一控制芯片U1内部的一个工作周期结束，开始下一个周期。由于变压器T1具有阻值电流变化的功能，如果第一控制芯片U1部的开关管开关频率足够大，比如达到50K-80K，就可以使得电流变得足够平稳，使LED灯管10无频闪。

当镇流器启动工作时，输出高频高压50～80KHz，800～1200V，第一交流输入端37和第二交流输入端38接收高频交流信号，此时第一切换单元41即电容C7与第二切换单元42即电容C8导通，高频交流信号经过第三整流电路33后，经过第一电解电容CD1和第二电解电容CD2滤波后向LED正常供电。

当接入市电时，输出低频低压50～60Hz，120～277V，本发明可采用单端进电或双端进电。采用单端进电时，可任意选择第一交流输入端37或第二交流输入端38的端口接收低频的交流信号，交流信号经过第一整流电路31或第二整流电路32，再通过滤波电路35以及恒流电路36，此时第一控制芯片U1工作，电解电容CD1放电，由于高频开关电路的频率足够高，让加载在负载两端的电压和电流保持稳定工作；采用双端进电时，选择第一交流输入端37与第二交流输入端38的其中一端口的火线与另一端口的零线，此时，交流信号经过与上述火线相邻的整流电路(第一整流电路31或第二整流电路32)，再通过与单端进电相同的滤波电路35以及恒流电路36向LED正常供电。

在一实施例中，为了保护电路，第一交流输入端37和第二交流输入端38之间耦接有尖峰吸收单元40，位于保险丝FXB与第二整流电路32的两输入端之间。其中，尖峰吸收单元40为第二电容CX2，其容值为0.47NF～3.3NF，典型值为1NF。

在一实施例中，为了保障用电安全，第一整流电路31和滤波电路35之间设置有漏电保护电路34。如图4所示，第一整流电路31输出端依次耦接有第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、电容C1以及第二控制芯片U2的VCC端，其中，第四电阻R4与第五电阻R5连接处耦接第二控制芯片U2的DET端，第五电阻R5与电容C1连接处耦接第二控制芯片的GND端，并与第一地线之间并联有电容C2和第十五电阻R15。第二控制芯片U2的DRAIN端通过耦接稳压管TVS1与VS端一同与第一地线耦接。其中，为了安全考虑，第二控制芯片U2的DRAIN端与第一地线之间耦接有一双向击穿二极管D10，其击穿电压为400V。

漏电保护电路34还包括与第一整流电路31输出端依次耦接的第一电阻R1、第二电阻R2和第二控制芯片U2的REC端，以及与第一整流电路31输出端与滤波电路35输入端之间耦接的第一二极管D1。

在一实施例中，为了进一步保护整体电路，第二整流电路32的两个输出端之间耦接有电压检测单元，第二交流输入端38和第二整流电路32之间耦接有异常保护单元，当电压检测单元检测到电压异常时，则由异常保护单元断开供电回路。其中，电压检测单元为压敏电阻RV1，异常保护单元为临近压敏电阻RV1的温度保险丝F3。

在一实施例中，本发明还包括一种LED直管灯1，如图6所示，包括灯管10、设置于灯管10两端的端盖20以及LED驱动电路30，每个端盖20上均设置有两个引脚21，其中一个端盖20上的引脚21与第一交流输入端37耦接，另一端盖20上的引脚21与第二交流输入端38耦接，且为短接。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.LED驱动电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一切换单元和第二切换单元允许高频信号通过，阻隔低频信号通过。

3.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一切换单元和第二切换单元为第一电容。

4.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一电容的容值为10NF～68NF。

5.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一交流输入端和第二交流输入端之间耦接有尖峰吸收单元。

6.根据权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述尖峰吸收单元为第二电容。

7.根据权利要求6所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第二电容的容值为0.47NF～3.3NF。

8.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一整流电路和滤波电路之间设置有漏电保护电路。

9.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第二整流电路的两个输出端之间耦接有电压检测单元，所述第二交流输入端和第二整流电路之间耦接有异常保护单元，当所述电压检测单元检测到电压异常时，则由异常保护单元断开供电回路。

10.根据权利要求9所述的LED驱动电路，其特征在于，所述电压检测单元为压敏电阻，所述异常保护单元为临近所述压敏电阻的温度保险丝。

11.一种LED直管灯，包括灯管、设置于灯管两端的端盖以及如权利要求1-10任一所述的LED驱动电路，每个端盖上均设置有两个引脚，其中一个端盖上的引脚与第一交流输入端耦接，另一端盖上的引脚与第二交流输入端耦接，且为短接。