CN114143933B - 一种实现led灯灭灯后无余辉的电路结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现LED灯灭灯后无余辉的电路结构，包括交流整流电路、第一电子开关管、第二电子开关管和电容负载；交流整流电路，用于将交流电相线电压变换为直流电压；第一电子开关管，用于在关灯控制条件下，切断直流电流供给LED负载的路径；第二电子开关管，用于关灯控制条件下，切断直流电流供给LED负载的路径，以及在直流工作条件下，以高频率开关动作实现LED负载电流恒定的调节控制功能；电容负载，用于储能和稳定经过LED负载的电流值和LED负载两端的电压，减少LED负载两端的纹波电压。本发明利用交流差分压降分配变化形成的低压差，进而产生电流关断的LED驱动控制电路，实现了LED灯灭灯后无余辉发生，提高了能效和安全性能，延长了使用寿命。

Description

一种实现LED灯灭灯后无余辉的电路结构
技术领域
本发明涉及LED灯，更具体地说是一种实现LED灯灭灯后无余辉的电路结构。
背景技术
LED灯是生活中常用的照明设备，各式各样的LED灯层出不穷，但当前非隔离LED灯驱动电源普遍存在关灯后仍有微弱发光(即余辉)现象，仍然耗电和存在灯珠漏电情形，从而影响能效和使用寿命与安全。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种实现LED灯灭灯后无余辉的电路结构。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种实现LED灯灭灯后无余辉的电路结构，包括交流整流电路、第一电子开关管、第二电子开关管和电容负载；
交流整流电路，用于将交流电相线电压变换为直流电压；
第一电子开关管，用于在关灯控制条件下，切断直流电流供给LED负载的路径；
第二电子开关管，用于关灯控制条件下，切断直流电流供给LED负载的路径，以及在直流工作条件下，以高频率开关动作实现LED负载电流恒定的调节控制功能；
电容负载，用于储能和稳定经过LED负载的电流值和LED负载两端的电压，减少LED负载两端的纹波电压。
其进一步技术方案为：还包括第一电子开关寄生电容和第二电子开关寄生电容；第一电子开关寄生电容和第二电子开关寄生电容用于承担所述第一电子开关管和第二电子开关管在关闭不导通的时候的交流分压作用。
其进一步技术方案为：还包括限流电感，用于当所述第一电子开关管和第二电子开关管都同时开启导通的时候，限制经过LED负载的电流，使其线性地增长和减少。
其进一步技术方案为：还包括续流二极管，用于当所述限流电感的电流因为所述第一电子开关管和第二电子开关管关闭时，自动承接所述限流电感的工作电流，并将该电流导回到所述电容负载中，且同时作为发光能量提供，消耗在LED负载上。
其进一步技术方案为：所述交流整流电路与交流电相线连接，所述第一电子开关管和第二电子开关管与所述交流整流电路连接，所述续流二极管和所述电容负载与所述第一电子开关管和第二电子开关管连接，所述第一电子开关寄生电容并联于所述第一电子开关管上，所述第二电子开关寄生电容并联于所述第二电子开关管上。
其进一步技术方案为：所述交流整流电路包括芯片U2和电容C7。
其进一步技术方案为：所述第一电子开关管包括MOSFET管Q1。
其进一步技术方案为：所述第二电子开关管MOSFET管Q6。
其进一步技术方案为：所述电容负载包括电容C1和电容C2。
其进一步技术方案为：所述芯片U2所采用的型号包括以下中的一种：L6562A、SY5072和N2801。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过在电路中设计的第一电子开关管、第二电子开关管和电容负载，利用交流差分压降分配变化形成的低压差，进而产生电流关断的LED驱动控制电路，实现了LED灯灭灯后无余辉发生，提高了LED灯的能效和安全性能，延长了LED灯的使用寿命。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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为本发明具体实施例提供的一种实现LED灯灭灯后无余辉的电路结构的原理框图；
图2为本发明具体实施例提供的一种实现LED灯灭灯后无余辉的电路结构的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
应当理解，当在本说明书和权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
图1为本发明具体实施例提供的一种实现LED灯灭灯后无余辉的电路结构的原理框图，如图1所示，一种实现LED灯灭灯后无余辉的电路结构，包括交流整流电路、第一电子开关管、第二电子开关管和电容负载；交流整流电路，用于将交流电相线电压变换为直流电压；第一电子开关管，用于在关灯控制条件下，切断直流电流供给LED负载的路径；第二电子开关管，用于关灯控制条件下，切断直流电流供给LED负载的路径，以及在直流工作条件下，以高频率开关动作实现LED负载电流恒定的调节控制功能；电容负载，用于储能和稳定经过LED负载的电流值和LED负载两端的电压，减少LED负载两端的纹波电压。
在一些实施例中，电路结构还包括第一电子开关寄生电容和第二电子开关寄生电容；第一电子开关寄生电容和第二电子开关寄生电容用于承担第一电子开关管和第二电子开关管在关闭不导通的时候的交流分压作用。
在一些实施例中，电路结构还包括限流电感，用于当第一电子开关管和第二电子开关管都同时开启导通的时候，限制经过LED负载的电流，使其线性地增长和减少。
在一些实施例中，电路结构还包括续流二极管，用于当限流电感的电流因为第一电子开关管和第二电子开关管关闭时，自动承接限流电感的工作电流，并将该电流导回到电容负载中，且同时作为发光能量提供，消耗在LED负载上。
具体的，交流整流电路与交流电相线连接，第一电子开关管和第二电子开关管与交流整流电路连接，续流二极管和电容负载与第一电子开关管和第二电子开关管连接，第一电子开关寄生电容并联于第一电子开关管上，第二电子开关寄生电容并联于第二电子开关管上。
当LED灯开灯后在直流工作条件下时，电子开关管1(即第一电子开关管)的作用是关灯控制条件下，切断直流电流供给LED负载的路径。未进行关灯控制时，开关导通。当电路工作在直流驱动LED负载条件下，交流整流电路输出的正电流经过LED负载，再经过电子开关管2(即第二电子开关管)回到交流整流负极，形成直流条件下的驱动工作过程。电子开关管2的另一个作用是在直流工作条件下，以高频率开关动作实现LED负载电流恒定的调节控制功能，同时，电子开关管2也具备的主要作用是和电子开关管1的作用一样，在关灯控制条件下，切断直流电流供给LED负载的路径。
当LED灯关灯后在交流工作条件下时，在交流电条件下工作的交流整流电路仍有微弱交流电流通过。第一电子开关寄生电容和第二电子开关寄生电容的电容量多数在纳法级，它们经过的信号是100～1000赫兹左右的低频电网半正弦波电流，而电容负载容量较大，是第一电子开关寄生电容和第二电子开关寄生电容的容量的10000～100000倍甚至更大，根据电容阻抗公式可以知道，电容容量与阻抗呈反比关系。因此，电容负载的两端电压仅仅是电子开关管寄生电容的两端压降的1/10000～1/100000，由于LED负载两端电压相对于交流整流电路输出的回路而言，是差分电压性质，这个差分电压值将因为电容负载容量相对巨大导致该数值很小，以致无法导通通过具有较高开启电压数值的LED负载从而无法发光。
在关灯后电路处在在交流工作条件下，交流电L相线和交流电N相线都与交流电相线EARTH存在线电压，而且LED灯体和LED灯珠负载之间存在分布电容(即图1中的LED元件分布电容)，因此可以通过较小的交流电流，这个电流同样也因为电容负载的容量大而造成LED负载两端的差分压差相当低，从而无法点亮LED模组或者灯组。在关灯后，因为电容负载容量较大而造成LED负载两端差分电压过低使得LED负载无法正常点亮工作，因此，可以完全避免LED灯光灯后出现余辉的情况。
在本实施例中，如图2所示，交流整流电路包括芯片U2和电容C7，其中，芯片U2所采用的型号包括以下中的一种：L6562A、SY5072和N2801。第一电子开关管包括MOSFET管Q1，第二电子开关管MOSFET管Q6。电容负载包括电容C1和电容C2。
具体的，在本实施例中，当LED灯关灯后在交流工作条件下时，Q1的作用是关灯控制条件下，切断直流电流供给LED负载的路径。未进行关灯控制时，开关导通。当电路工作在直流驱动LED负载条件下，交流整流电路C7输出的正电流经过LED负载，再经过L1限流电感和Q6后回到交流整流电路C7的负极，形成直流条件下的驱动工作过程。Q6的另一个主要作用是在直流工作条件下，以高频率开关动作实现LED负载电流恒定的调节控制功能。Q6也具备的另一个主要作用是和Q1的作用一样，在关灯控制条件下，切断直流电流供给LED负载的路径。
当LED灯关灯后电路处在在交流工作条件下时，在交流电条件下工作的交流整流电路仍有微弱交流电流通过。Q1和Q6的寄生电容量多数在纳法级。它们经过的信号是100～1000赫兹左右的低频电网半正弦波电流，电容负载容量较大，是Q1和Q6的寄生电容容量的10000～100000倍甚至更大。根据电容阻抗公式可以知道，电容容量与阻抗呈反比关系。因此，电容负载的两端电压仅仅是电子开关管寄生电容的两端压降的1/10000～1/100000。由于LED负载两端电压相对于交流整流电路输出的回路而言，是差分电压性质。这个差分电压值将因为电容负载容量相对巨大导致该数值很小，以致无法导通通过具有较高开启电压数值的LED负载从而无法发光。
在关灯后电路处在在交流工作条件下，L相线和N相线都与交流电相线EARTH存在线电压，而且LED灯体和LED灯珠负载之间存在分布电容，因此可以通过较小的交流电流。这个电流同样也因为电容负载的容量大而造成LED负载两端的差分压差相当低，从而无法点亮LED模组或者灯组。
综上：本发明通过在电路中设计的第一电子开关管、第二电子开关管和电容负载，利用交流差分压降分配变化形成的低压差，进而产生电流关断的LED驱动控制电路，实现了LED灯灭灯后无余辉发生，提高了LED灯的能效和安全性能，延长了LED灯的使用寿命。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种实现LED灯灭灯后无余辉的电路结构，其特征在于，包括交流整流电路、第一电子开关管、第二电子开关管和电容负载；
交流整流电路，用于将交流电相线电压变换为直流电压；
第一电子开关管，用于在关灯控制条件下，切断直流电流供给LED负载的路径；
第二电子开关管，用于关灯控制条件下，切断直流电流供给LED负载的路径，以及在直流工作条件下，以高频率开关动作实现LED负载电流恒定的调节控制功能；
电容负载，用于储能和稳定经过LED负载的电流值和LED负载两端的电压，减少LED负载两端的纹波电压；
还包括第一电子开关寄生电容和第二电子开关寄生电容；第一电子开关寄生电容和第二电子开关寄生电容用于承担所述第一电子开关管和第二电子开关管在关闭不导通的时候的交流分压作用；
所述交流整流电路与交流电相线连接，所述第一电子开关管和第二电子开关管与所述交流整流电路连接，所述电容负载与所述第一电子开关管和第二电子开关管连接，所述第一电子开关寄生电容并联于所述第一电子开关管上，所述第二电子开关寄生电容并联于所述第二电子开关管上。
2.根据权利要求1所述的一种实现LED灯灭灯后无余辉的电路结构，其特征在于，还包括限流电感，用于当所述第一电子开关管和第二电子开关管都同时开启导通的时候，限制经过LED负载的电流，使其线性地增长和减少。
3.根据权利要求2所述的一种实现LED灯灭灯后无余辉的电路结构，其特征在于，还包括续流二极管，用于当所述限流电感的电流因为所述第一电子开关管和第二电子开关管关闭时，自动承接所述限流电感的工作电流，并将该电流导回到所述电容负载中，且同时作为发光能量提供，消耗在LED负载上。
4.根据权利要求3所述的一种实现LED灯灭灯后无余辉的电路结构，其特征在于，所述续流二极管与所述第一电子开关管和第二电子开关管连接。
5.根据权利要求1所述的一种实现LED灯灭灯后无余辉的电路结构，其特征在于，所述交流整流电路包括芯片U2和电容C7。
6.根据权利要求1所述的一种实现LED灯灭灯后无余辉的电路结构，其特征在于，所述第一电子开关管包括MOSFET管Q1。
7.根据权利要求1所述的一种实现LED灯灭灯后无余辉的电路结构，其特征在于，所述第二电子开关管MOSFET管Q6。
8.根据权利要求1所述的一种实现LED灯灭灯后无余辉的电路结构，其特征在于，所述电容负载包括电容C1和电容C2。
9.根据权利要求5所述的一种实现LED灯灭灯后无余辉的电路结构，其特征在于，所述芯片U2所采用的型号包括以下中的一种：L6562A、SY5072和N2801。
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