CN113473672B - 具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管，灯管内包含多个光源负载及控制电路，其特征在于:所述控制电路包括有相互电性连接的防触电保护电路、滤波及恒流驱动电路、TypeA电子整流器电路及快速启动型电感整流器检测及驱动电路，其中利用快速启动型电感整流器检测及驱动电路包含有第一电阻R11、TVS 1、PTC电阻及EC3(电解电容)，将PTC电阻与TVS 1为串联电性连接，并且于TVS 1两端并联第一电阻R11作为假负载，再于第一电阻R11、TVS 1的两端并联EC3进行直流滤波，当交流电压转换为脉动直流电压并通过第一电阻R11、TVS 1、PTC电阻对整流后的脉动直流电压进行钳位作为信号传递组件U1的供电电源。
Description
技术领域
本发明涉及一种灯管，特别指一种具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式(例如：电子整流器、快速型电感整流器及市电供电)的灯管。
背景技术
近年来，随着节能减碳趋势，LED光源在不同应用市场被大量的应用.其中，LED照明提供了创新的照明装置有效降低能源消耗，将广为应用于电力匮乏之区域，且更将普及应用于全球市场。
市面上既有的日光灯照明设备主要包含灯座、日光灯管及电子镇流器，倘若要以LED灯管取代日光灯管来达到省电效果，就必须能够搭与所述电子镇流器相同规格的LED灯管，或是更换整体灯座。不管是哪一种处理方式均须大动工程，不仅耗时且耗成本。
如何解决让单一LED灯管具有防触电保护同时兼容既有的电子整流器、快速型电感整流器又同时可兼容市电启动，即为相关业者所必须思考的问题所在。
发明内容
有鉴于上述问题，本发明一实施例提出一种具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管，所述灯管两端分别设有与市电电性连接的二导电针组，各导电针组包含二根针脚，所述灯管内包含多个光源负载及控制电路，所述控制电路分別与多个光源负载及二导电针组电性连接，其特征在于:所述控制电路包括有相互电性连接的防触电保护电路、滤波及恒流驱动电路、TypeA电子整流器电路及快速启动型电感整流器检测及驱动电路，所述快速启动型电感整流器检测及驱动电路更包含相互电性连接的输入电压整流及电压钳位模块、快速启动型电感整流器前级驱动模块、快速启动型电感整流器识别模块、快速启动型电感整流器输出驱动模块及输出负载选择模块，其中所述输入电压整流及电压钳位模块包含有第一电阻R11、TVS1、PTC电阻及EC3(电解电容)，将PTC电阻与TVS1为串联电性连接，并且于TVS1两端并联第一电阻R 11作为假负载，再于第一电阻R11、TVS1的两端并联EC3进行直流滤波，使所述输入电压整流及电压钳位模块对输入的交流电压进行整流将交流电压转换为脉动直流电压并通过第一电阻R11、TVS1、PTC电阻对整流后的脉动直流电压进行钳位作为信号传递组件U1的供电电源。
根据上述具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管的一种优选的实施方式，其中，所述信号传递组件U1可以是光电藕合器、变压器或固态继电器之其中一种。
根据上述具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管的一种优选的实施方式，其中，所述第一电阻R11的阻值范围在10Ω～100KΩ之间。
根据上述具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管的一种优选的实施方式，其中，所述快速启动型电感整流器前级驱动模块包含有第二电阻R4、第三电阻R12、第一电容C3及Q1(第一金氧半导体场效应管/MOS管)，电压钳位经第二电阻R4限流后为电容C3进行充电，此时当第一电容C3两端的电压高于Q1(MOS管)栅极开启电压后，Q 1(MOS管)开启整流后的脉动直流电压信号通过第一电阻R11、TVS1、PTC电阻钳位后通过信号传递组件U1输入端正极传递至负极经过第三电阻R12限流传递至Q1(MOS管)的D极传递至Q1(MOS管)的S极传递至接地；路径如下：信号传递组件U1(如光电藕合器)输入端正极→(传递至)负极经过第三电阻R12限流→(传递至)Q1(MOS管)的D极→(传递至)Q 1(MOS管)的S极→(传递至)接地。在信号(如整流后的脉动直流电压)通过信号传递组件U1(如光电藕合器)时信号会同时耦合至光电藕合器的输出端。
根据上述具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管的一种优选的实施方式，其中，所述快速启动型电感整流器识别模块包含有第四电阻R1、第五电阻R2、第六电阻R3、第七电阻R5、第八电阻R7、第二电容C2、信号钳位稳压管DV 1及Q2(第二金氧半导体场效应管/MOS管)，由第四电阻R1、第五电阻R2、第六电阻R3、第八电阻R7组成分压电路，第七电阻R5、第二电容C2组成RC滤波电路，根据不同的快速启动型电感整流器设定灯丝绕组两端的最大电压，当实际电压超过预设电压时默认为非快速启动型电感整流器工作模式，例如工作过程：当电阻第四电阻R1、第五电阻R2、第六电阻R3、第八电阻R7组成分压电路发现实际电压已经高于正常情况下的快速启动型电感整流器工作模式时会体现在第六电阻R3两端电压变高，当第六电阻R3两端电压变高时电压信号经由第七电阻R5限流对第二电容C2充电，当第二电容C2电压高于第二金氧半导体场效应管Q2栅极导通电压时，第二金氧半导体场效应管Q2导通将流经第一金氧半导体场效应管Q1的电压信号拉低使信号传递组件U1不输出；路径如下：当第六电阻R3两端电压变高时电压信号→(经由)第七电阻R5限流→(对)第二电容C2充电→(当)第二电容C2电压高于Q2(MOS管)栅极导通电压时→Q2(MOS管)导通将流经Q1(MOS管)的电压信号拉低使信号传递组件U1(如光电藕合器)不输出。
根据上述具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管的一种优选的实施方式，其中，所述快速启动型电感整流器输出驱动模块包含有第九电阻R13、第十电阻R14、第十一电阻R15、第十二电阻R16、二极管D4、第三电容C4、第四电容C5、信号钳位稳压管DV3及Q3(第三金氧半导体场效应管/MOS管)，由第十二电阻R16、第九电阻R13、第十电阻R14、二极管D4、第四电容C5及信号钳位稳压管DV3组成驱动信号源钳位及滤波电路，由信号传递组件U1输出端、Q3(MOS管)、第十一电阻R15及第三电容C4组成驱动执行电路，用以对快速启动型电感整流器前级驱动模块通过信号传递组件U1耦合至输出端的信号进行滤波平滑驱动Q3(MOS管)。
根据上述具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管的一种优选的实施方式，其中，所述所述Q3(MOS管)可以替换为机械继电器或者是固态继电器之其中一种。
根据上述具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管的一种优选的实施方式，其中，所述输出负载选择模块包含有拨动开关K1及滤波电容EC2。
根据上述具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管的一种优选的实施方式，其中，所述快速启动型电感整流器前级驱动模块在每次上电的开启时间都会比所述快速启动型电感整流器识别模块慢至少1mS以上的时间。
根据上述具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管的一种优选的实施方式，其中，所述防触电保护电路通过整流桥DB及DB 1连接至灯管两端的两根针脚，并且所述灯管两端针脚链接保险丝后整流桥DB及DB 1前各有一个电容容量在1.0nF～100nF的電容C1、C 10。
综上所述，根据本发明的一实施例或多个实施例的具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管，具有下列特色，於所述控制电路所设有的防触电保护电路、滤波及恒流驱动电路电路及TypeA电子整流器电路的基础上进行拓扑增加了快速启动型电感整流器检测及驱动电路，如此确保漏电可靠的前提下实现了电子整流器兼容快速启动型电感整流器及市电供电的灯管，并可以实现灯管任意两端输入，同时满足了在整流器模式下的调光需求。
附图说明
图1是本发明灯管之控制电路示意图。
图2是本发明灯管之快速启动型电感整流器检测及驱动电路示意图。
附图标记说明：
防触电保护电路1001、滤波及恒流驱动电路电路1002、TypeA电子整流器电路1003、快速启动型电感整流器检测及驱动电路1004、输入电压整流及电压钳位模块10041、快速启动型电感整流器前级驱动模块10042、快速启动型电感整流器识别模块10043、快速启动型电感整流器输出驱动模块10044、输出负载选择模块10045。
以下在实施方式中详细叙述本发明之详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明之技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露之内容、权利要求及图式，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本创作相关之目的及优点。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
实现利用设於灯管内部控制电路的TypeA电子整流器电路、快速启动型电感整流器检测及驱动电路，可对市电输入的电压、电子整流器电路输入的电压或是快速启动型电感整流器检测及驱动电路输入的电压进行辨识，并且控制电路具有防触电保护电路，已确保漏电可靠的前提下实现了电子整流器兼容快速启动型电感整流器及市电供电，并可以实现灯管任意两端输入，同时满足了在整流器模式下的调光需求。
请参阅图1至图2，是本发明灯管之控制电路示意图、本发明灯管之快速启动型电感整流器检测及驱动电路示意图。
本发明是一种具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管，所述灯管两端分别设有与市电电性连接的二导电针组，各导电针组包含二根针脚(如N、L与N1、L2)，所述灯管内包含多个光源负载(例如LED發光元件或其它發光元件)及控制电路，控制电路分別与多个光源负载及二导电针组电性连接。
所述控制电路包括:相互电性连接的防触电保护电路1001、滤波及恒流驱动电路1002、TypeA电子整流器电路1003及快速启动型电感整流器检测及驱动电路1004，所述防触电保护电路1001通过整流桥DB及DB1连接至灯管两端的两根针脚，避免在灯管安装过程中产生触电风险，所述滤波及恒流驱动电路电路1002用以对TypeA电子整流器电路1003所输出的直流启动电压进行滤波且经恒流以调整对所述光源负载输出的电流大小；其中所述快速启动型电感整流器检测及驱动电路1004包含相互电性连接的输入电压整流及电压钳位模块10041、快速启动型电感整流器前级驱动模块10042、快速启动型电感整流器识别模块10043、快速启动型电感整流器输出驱动模块10044、输出负载选择模块10045由所述输入电压整流及电压钳位模块10041、快速启动型电感整流器前级驱动模块10042、快速启动型电感整流器识别模块10043、快速启动型电感整流器输出驱动模块10044及输出负载选择模块10045相互电性连接而构成所述的快速启动型电感整流器检测及驱动电路1004。
所述输入电压整流及电压钳位模块10041包含有第一电阻R11、TVS1(瞬态电压抑制二极管)、PTC电阻(正温度系数热敏电阻)及EC3(电解电容)，将PTC电阻与TVS1为串联电性连接，并且于TVS1两端并联第一电阻R11(如电阻的阻值范围在10Ω～100KΩ之间)作为假负载，进一步再于第一电阻R11、TVS1(瞬态电压抑制二极管)的两端并联EC3(电解电容)进行直流滤波，使得透过输入电压整流及电压钳位模块10041对输入的交流电压进行整流将交流电压转换为脉动直流电压并通过第一电阻R11、TVS1、PTC电阻对整流后的脉动直流电压进行钳位作为信号传递组件U1(如光电藕合器、变压器、固态继电器或是其它隔离型耦合器件)的供电电源。
所述快速启动型电感整流器前级驱动模块10042包含有第二电阻R4、第三电阻R12、第一电容C3及Q1(第一金氧半导体场效应管/MOS管)，电压钳位经第二电阻R4限流后为电容C3进行充电，此时当电容C3两端的电压高于Q1(MOS管)栅极开启电压后，Q1(MOS管)开启整流后的脉动直流电压信号通过第一电阻R11、TVS1、PTC电阻钳位后通过信号传递组件U1输入端正极传递至负极经过第三电阻R12限流传递至Q1(MOS管)的D极传递至Q1(MOS管)的S极传递至接地；路径如下：信号传递组件U1(如光电藕合器)输入端正极→(传递至)负极经过第三电阻R12限流→(传递至)Q1(MOS管)的D极→(传递至)Q1(MOS管)的S极→(传递至)接地。在信号(如整流后的脉动直流电压)通过信号传递组件U1(如光电藕合器)时信号会同时耦合至信号传递组件U1的输出端。
所述快速启动型电感整流器识别模块10043包含有第四电阻R1、第五电阻R2、第六电阻R3、第七电阻R5、第八电阻R7、第二电容C2、信号钳位稳压管DV1及Q2(MOS管)，由第四电阻R1、第五电阻R2、第六电阻R3、第八电阻R7组成分压电路，第七电阻电阻R5、第二电容C2组成RC滤波电路，根据不同的快速启动型电感整流器设定灯丝绕组两端的最大电压，当实际电压超过预设电压时默认为非快速启动型电感整流器工作模式，例如工作过程：当第四电阻R1、第五电阻R2、第六电阻R3、第八电阻R7组成分压电路发现实际电压已经高于正常情况下的快速启动型电感整流器工作模式时会体现在第六电阻R3两端电压变高，当第六电阻R3两端电压变高时电压信号经由第七电阻R5限流对第二电容C2充电，当第二电容C2电压高于Q2(MOS管)栅极导通电压时，Q2(MOS管)导通将流经Q1(MOS管)的电压信号拉低使信号传递组件U1不输出；路径如下：当第六电阻R3两端电压变高时电压信号→(经由)第七电阻R5限流→(对)第二电容C2充电→(当)第二电容C2电压高于Q2(MOS管)栅极导通电压时→(此时)Q2(MOS管)导通→将流经Q1(MOS管)的电压信号拉低使信号传递组件U1(如光电藕合器)不输出。所述快速启动型电感整流器前级驱动模块10042在每次上电的开启时间都会比快速启动型电感整流器识别模块10043慢至少1mS以上的时间。
所述快速启动型电感整流器输出驱动模块10044包含有第九电阻R13、第十电阻R14、第十一电阻R15、第十二电阻R16、二极管D4、第三电容C4、第四电容C5、信号钳位稳压管DV3及Q3(MOS管)，由第十二电阻R16、第九电阻R13、第十电阻R14、二极管D4、第四电容C5及信号钳位稳压管DV3组成驱动信号源钳位及滤波电路，由信号传递组件U1(如光电藕合器)输出端、Q3(MOS管)、第十一电阻R15及第三电容C4组成驱动执行电路，用以对快速启动型电感整流器前级驱动模块10042通过信号传递组件U1(如光电藕合器)耦合至输出端的信号进行滤波平滑驱动Q3(MOS管)。所述快速启动型电感整流器输出驱动模块10044不限于本发明的电子开关(Q3的MOS管)形式，也可以是通过机械继电器或者是固态继电器进行驱动控制并且不限于开关数量。
所述输出负载选择模块10045包含有拨动开关K1及滤波电容EC2，由拨动开关K1及滤波电容EC2用以组成所述输出负载选择模块10045，所述灯管内進一步透过拨动开关K1可以对输出负载进行却换选择，实现改变色温或改变输出功率功能。
本实施例中，在兼容快速启动型电感整流器识别模块10043下由整流桥DB直接对快速启动型电感整流器识别模块10043的交流信号进行整流。
本实施例中，灯管两端针脚链接保险丝后整流桥DB及DB 1前各有一个电容容量在1.0nF～100nF的第五电容C1、第六电容C10。
本实施例中，灯管内进一步具有拨动开关K1可以对输出负载进行却换选择，实现改变色温或改变输出功率功能。
为了实现让灯管兼容快速启动型电感整流器，于所述控制电路100所设有的防触电保护电路1001、滤波及恒流驱动电路电路1002及TypeA电子整流器电路1003的基础上进行拓扑增加了快速启动型电感整流器检测及驱动电路1004，如此确保漏电可靠的前提下实现了电子整流器兼容快速启动型电感整流器及市电供电的灯管，并可以实现灯管任意两端输入，同时满足了在整流器模式下的调光需求。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明专利的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管，所述灯管两端分别设有与市电电性连接的二导电针组，各导电针组包含二根针脚，所述灯管内包含多个光源负载及一控制电路，所述控制电路分别与所述多个光源负载及所述二导电针组电性连接，其特征在于:所述控制电路包括有相互电性连接的一防触电保护电路、一滤波及恒流驱动电路、一电子整流器电路及一快速启动型电感整流器检测及驱动电路，所述快速启动型电感整流器检测及驱动电路更包含相互电性连接的一输入电压整流及电压钳位模块、一快速启动型电感整流器前级驱动模块、一快速启动型电感整流器识别模块、一快速启动型电感整流器输出驱动模块及一输出负载选择模块，其中所述输入电压整流及电压钳位模块包含有一第一电阻、一瞬态电压抑制二极管、一正温度系数热敏电阻及一电解电容，将所述正温度系数热敏电阻与所述瞬态电压抑制二极管为串联电性连接，并且于所述瞬态电压抑制二极管两端并联所述第一电阻作为假负载，再于所述第一电阻、所述瞬态电压抑制二极管的两端并联所述电解电容进行直流滤波，使所述输入电压整流及电压钳位模块对输入的交流电压进行整流将交流电压转换为脉动直流电压并通过所述第一电阻、所述瞬态电压抑制二极管、所述正温度系数热敏电阻对整流后的脉动直流电压进行钳位作为一信号传递组件的供电电源。
2.如权利要求1所述的具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管，其特征在于：所述信号传递组件可以是光电耦合器、变压器或固态继电器之其中一种。
3.如权利要求1所述的具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管，其特征在于：所述第一电阻的阻值范围在10Ω～100KΩ之间。
4.如权利要求1所述的具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管，其特征在于：所述快速启动型电感整流器前级驱动模块包含有一第二电阻、一第三电阻、一第一电容及一第一金氧半导体场效应管，电压钳位经所述第二电阻限流后为所述第一电容进行充电，此时当所述第一电容两端的电压高于所述第一金氧半导体场效应管栅极开启电压后，所述第一金氧半导体场效应管开启整流后的脉动直流电压信号通过所述第一电阻、所述瞬态电压抑制二极管、所述正温度系数热敏电阻钳位后通过所述信号传递组件输入端正极传递至负极经过所述第三电阻限流传递至所述第一金氧半导体场效应管的汲极传递至所述第一金氧半导体场效应管的源极传递至接地，在信号通过所述信号传递组件时信号会同时耦合至所述信号传递组件的输出端。
5.如权利要求4所述的具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管，其特征在于：所述快速启动型电感整流器识别模块包含有一第四电阻、一第五电阻、一第六电阻、一第七电阻、一第八电阻、一第二电容、一信号钳位稳压管及一第二金氧半导体场效应管，由所述第四电阻、所述第五电阻、所述第六电阻、所述第七电阻组成分压电路，所述第七电阻、所述第二电容组成RC滤波电路，根据不同的快速启动型电感整流器设定灯丝绕组两端的最大电压，当实际电压超过预设电压时默认为非快速启动型电感整流器工作模式，工作过程：当所述第四电阻、所述第五电阻、所述第六电阻、所述第八电阻组成分压电路发现实际电压已经高于正常情况下的快速启动型电感整流器工作模式时会体现在所述第六电阻两端电压变高，当所述第六电阻两端电压变高时电压信号经由所述第七电阻限流对所述第一电容充电，当所述第一电容电压高于所述第二金氧半导体场效应管栅极导通电压时，所述第二金氧半导体场效应管导通将流经所述第一金氧半导体场效应管的电压信号拉低使所述信号传递组件不输出。
6.如权利要求1所述的具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管，其特征在于：所述快速启动型电感整流器输出驱动模块包含有一第九电阻、一第十电阻、一第十一电阻、一第十二电阻、一二极管、一第三电容、一第四电容、一信号钳位稳压管及一第三金氧半导体场效应管，由所述第十二电阻、所述第九电阻、所述第十电阻、所述二极管、所述第四电容及所述信号钳位稳压管组成驱动信号源钳位及滤波电路，由所述信号传递组件输出端、所述第三金氧半导体场效应管、所述第十一电阻及所述第三电容组成驱动执行电路，用以对所述快速启动型电感整流器前级驱动模块通过所述信号传递组件耦合至输出端的信号进行滤波平滑驱动所述第三金氧半导体场效应管。
7.如权利要求1所述的具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管，其特征在于：所述输出负载选择模块包含有一拨动开关及一滤波电容。
8.如权利要求1或5所述的具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管，其特征在于：所述快速启动型电感整流器前级驱动模块在每次上电的开启时间都会比所述快速启动型电感整流器识别模块慢至少1mS以上的时间。
9.如权利要求1所述的具有防触电保护及兼容多样电流稳定供电模式的灯管，其特征在于：所述防触电保护电路通过二个整流桥连接至所述灯管两端的所述二根针脚，并且所述灯管两端的所述二根针脚链接保险丝后所述二个整流桥前各有一个电容容量在1.0nF～100nF的一第五电容及一第六电容。
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