CN201854465U - 卤钨灯转接节能灯的电源转换器 - Google Patents

卤钨灯转接节能灯的电源转换器 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及变频整流设备，尤其涉及一种应用于卤钨灯转接荧光及LED节能灯的电源转换器。一种卤钨灯转接节能灯的电源转换器，所述的电源转换器包括转换电路以及分别连接在转换电路两端的输入接头和输出接头，其特征在于，所述输入接头与低压高频交流电输出电源连接，所述输出接头连接节能灯，低压高频交流电从输入接头流经转换电路后转换成低压直流电经输出接头输出给节能灯。本实用新型在原有的供电电源和供电接口的基础之上，只需要增加本实用新型所述的电源转换器，就可以实现从对卤钨灯到对荧光节能灯或LED节能灯供电的电源设备，为用户节省了成本，同时也减少了环境污染，同时更换时安全性高，无需专业人员。

Description

卤钨灯转接节能灯的电源转换器 
技术领域本发明涉及变频整流设备，尤其涉及一种应用于卤钨灯转接荧光及LED节能灯的电源转换器。 
背景技术目前照明灯的光源有卤钨灯、荧光灯和LED灯，LED灯和荧光灯具有比卤钨灯更节能，使用寿命更长的特点，而且LED灯比其他光源的发热量更低，响应时间更短，光效更高，对环境污染更小的特点，受到越来越多研究者的重视，随着半导体工业的不断发展，LED灯作为光源将会越来越普及，近几年发展尤其迅速，其替代卤钨灯作为冷射灯的光源将成为必然趋势。 
目前对低压定向照明卤钨灯的供电电源采用的是一种安全系数高，对眼睛伤害小的低压高频电子变压器，其输出电源的电压为6V～24V，工作频率为10K～40KHZ，功率为4W～300W。而LED灯工作时采用低压(6V～24V)直流电源，所以它们两个并不能共用同一个供电电源。 
荧光灯(主要指采用电子镇流器的荧光灯)具有结构紧凑、体积小、发光率高、使用寿命长等优点，目前作为节能灯被广泛采用，作为一种卤钨灯向LED灯过度的节能灯，其具有LED灯不具备的优点，例如成本低，光线柔和等，所以在一定的时期内还依然被普遍采用作为冷射灯的光源。 
荧光灯的在低压(6V～24V)直流供电状态下可通过电子逆变器激发荧光灯正常工作，所以LED灯和荧光灯可共用一个供电电源。 
目前普通家庭普遍采用的照明灯具还是卤钨灯，而随着荧光节能灯以及LED节能灯的推广普及，很多家庭都需要将卤钨灯更换成荧光或LED节能灯，而更换节能灯的同时又要更换光源的供电电源部分，即高频电子变压器，该高频电子变压器输入部分与市电供电电路相连，电压是110V～220V，只是输出部分是低压，所以如果不是专业的电工，在更换电源设备时很不安全，如果请专业人员更换电源设备的人工成本又过于高昂(尤其在欧美发达国家)，所以需要采用一种能够自己动手更换灯具的方法和设备。无疑最理想的还是沿用现有的低压输出的供电电源。 
另外，如果完全拆除掉原来的卤钨冷射灯供电电源部分，换成另外一种供电电源，则废弃掉的供电电源对环境也将会造成很大的污染，不仅造成浪费，同时也增加了更换的成 本，因为现有的卤素灯供电电源包括变频模块和变压模块，而这些功能模块都是低压供电电源普遍用到的模块。所以考虑基于原来的供电电源和供电接口，只需要增加一种装置就可以实现普通人也能更换照明灯具的目的，极大的节约了成本。 
发明内容本发明的目的就是为了解决上述的技术问题，特提供一种卤钨灯转接荧光及LED节能灯的电源转换器。 
本发明所采用的具体技术方案如下：一种卤钨灯转接节能灯的电源转换器，所述的电源转换器包括转换电路以及分别连接在转换电路两端的输入接头和输出接头，其特征在于，所述输入接头与低压高频交流电输出电源连接，所述输出接头连接节能灯，低压高频交流电从输入接头流经转换电路后转换成低压直流电经输出接头输出给节能灯。 
所述转换电路包括整流单元，所述低压高频交流电经整流单元后转换成低压直流电后输出给节能灯。 
所述整流单元包括：四个二极管构成的桥式整流电路，该桥式整流电路的两个输入端与所述输入接头连接，用于将所述高频电流转换成脉动的直流电，滤波电容，该滤波电容的两极分别连接所述桥式整流电路的两个输出端，用于将所述脉动的直流电滤波成平稳的直流电。 
所述转换电路还包括降压单元，所述降压单元连接所述整流单元，所述经整流单元转换后的低压直流电经所述降压单元降压后输出给节能灯。 
所述降压单元将所述滤波电容滤波成的平稳的直流电斩波为脉冲直流电。 
所述降压单元包括电感、二极管和开关管，所述开关管的两端分别连接滤波电容的负极和电感的一端，所述电感的另一端连接输出接头的负极，所述输出接头的正极与所述滤波电容的正极连接，所述二极管的正极连接在所述开关管和电感之间，该二极管的负极连接所述电容的正极。 
所述降压单元还包括PWM信号输出电路，与所述开关管连接，用于控制所述开关管的开关动作。 
所述降压单元还包括输出电流传感电路，该输出电流传感电路包括一检测电阻和电流传感器，该检测电阻连接在所述电容的正极和输出接头的正极之间，所述电流传感器的两端连接在所述检测电阻的两端，用于获取流经所述检测电阻的电流并将该电流与基准电流比 较；所述电流传感器与所述开关管连接，用于通过比较结果控制所述开关管的开关动作。 
所述电流传感器和开关管封装在一个芯片内。 
所述的低压高频的交流电的电压为6V～24V，频率为10KHZ～40KHZ。 
所述转换电路还包括升压单元，所述升压单元连接在所述输入接头和整流单元之间，用于将所述6V～12V的交流电转换成12V～24V的交流电。 
该电源转换器还包括外壳，所述输入接头固定安装在外壳上，所述输出接头通过延伸至外壳外的导线与所述转换电路连接。 
所述的输入接头为MR16 GX5.3标准接口，所述输出接头连接具有MR16 GX5.3标准接口的节能灯接头。 
本发明有益的技术效果在于：1.在原有的供电电源和供电接口的基础之上，只需要增加本发明所述的电源转换器，就可以实现从对卤钨灯到对荧光节能灯或LED节能灯供电的电源设备，无需用户丢掉以前的电源转换装置(从市电转变为低压高频的电源转换装置)，为用户节省了成本，同时也减少了环境污染。 
2.在更换本发明的电源转换器时，是基于人体的安全低电压，所以在更换电源适配器和更换光源时，无需专业的电工，普通的人即可更换，这样可以大大的节省了人工成本。 
附图说明图1为本发明实施例一的输入接头部分的结构示意图；图2为本发明实施例一的输出接头部分的结构示意图；图3为本发明实施例一的转换电路的电路图；图4为本发明实施例二电源转换器的结构示意图；图5为本发明实施例三的转换电路的电路图；图6为本发明实施例四的转换电路的电路图；图7为本发明实施例五的转换电路的电路图；图8为本发明实施例五的转换电路带芯片封装的电路图；图9为本发明实施例六的转换电路的电路图；图10为本发明实施例七的转换电路的电路图；图11为本发明实施例八的转换电路的电路图。 
具体实施方式 本发明提供一种卤钨灯转接节能灯的电源转换器，目前卤钨灯的功能和型号有多种，多平面冷反射低压定向照明灯(简称冷射灯)作为一种新型的节能型室内照明光源具有体积小、发光体小，配上相应的反光镜时光利用率高的特点，不仅如此它还采用多平面介质膜反光镜，约80％的红外线透过反光镜而不被投射到被照物上，故光束温度低，被照面照度均匀，定向性好，有利于商品保鲜、显色逼真和突出，改变介质膜反射光的带宽和波长，可以镀出红、黄、绿、蓝等彩色的定向照明效果，所以其应用非常广泛。 
而卤钨冷射灯的与供电电源的接口样式也有多种，较普遍的采用国际标准的GX5.3，其型号也有多种，较普遍的采用的是MR16，本发明以接口为GX5.3的MR16冷射灯为例来介绍本发明所采用的技术方案，但是并不能就此理解为本发明的保护范围局限于此种接口，此种型号，此种功能的灯具。 
实施例一如图1所示，本发明的电源转换器包括转换电路，以及连接在转换电路两端的输入接头1和输出接头2，所述输入接头和输出接头均固定安装在一个外壳上，所述转换电路设置在外壳内部，该输入接头1为国际标准的MR16 GX5.3灯具接头，包括两GX5.3脚针11，该脚针11连接电源转换器的转换电路，输入待转换的低压高频AC电流，装配时，这两个脚针11连接原来的GX5.3供电电源接头，所述供电电源接头与该输入接头1的两针脚11相配合，该供电电源的接头形状也如图2所示，该GX5.3供电电源接头包括高频电子变压器，该高频电子变压器输出电压为12V、频率为10KHZ的AC电流，所述的输出接头2包括与GX5.3脚针相对应的插孔21，转换电路对输入的低压高频电流进行转换之后，从所述的输出插孔21中输出，输出为12V的DC电流。 
如图3所示，所述的转换电路包括整流单元，该整流单元包括：由四个二极管D1、D2、D3和D4构成的桥式整流电路，该桥式整流电路两个输入端与所述输入接头连接，用于将输入端输入的12V/10KHZ的AC电流转换成12V波形为脉动的直流电；滤波电容C1，所述滤波电容C1的两极分别连接所述桥式整流电路的两个输出端连接，用于将所述脉动的直流电滤波成波形更平稳的直流电。 
实施例二在实施例一的基础之上，如图4所示，将所述输出接头2通过一延伸至外壳之外的导线与所述转换电路，在外壳之外的导线长度为5cm～15cm。这样做的的目的是为了使转接的节能灯照明方向可调节。所述外壳之上还设置有散热孔方便散热。 
实施例三在实施例一的基础之上，该电源转换器还可以输入24V/40KHZ的AC，经所述整流单元处理后，转换成24V直流电。 
该电源转换器的转换电路还包括降压单元，所述降压单元与所述整流单元连接，所述经整流单元转换后的低压直流电经所述降压单元降压后输出给节能灯，所述降压单元降压的原理为将所述滤波电容滤波成的平稳的直流电斩波为脉冲直流电。 
如图5所示，所述降压单元包括电感L1、二极管D5和开关管K1，所述开关管的两端分别连接滤波电容的负极和电感的一端，所述电感的另一端连接输出接头的负极，所述输出接头的正极与所述滤波电容的正极连接，所述二极管的正极连接在所述开关管和电感之间，该二极管的负极连接所述电容的正极。 
所述经整流单元转换成的24V直流电经所述降压单元处理后，转变成12V直流电。 
所述开关管按一定的频率做开关工作可将所述平稳的直流电斩波为脉冲直流电，所述开关管的开关频率越高，则斩断直流电越少，则电压的有效值降的越少，反之，开关管的开关频率越低，则斩断的直流电越多，则电压的有效值下降的越多。 
实施例四在上述实施例三中，如果开关管的开关频率固定，则降压单元完成的压降也固定，而对于输出接头连接节能灯的额定电压固定的情况下，如果输入电压不同，则不能满足输出电压恒定的要求，所以需要合理调节开关管的开关频率，如此才能适用不同的电压环境，连接不同的供电电源接头。 
在上述实施例三的基础之上，如图6所示，所述降压单元还包括PWM信号输出电路，与所述开关管连接，用于控制所述开关管的开关动作。 
在本实施例中，输入电压为20V/40KHZ的交流电经整流单元和降压单元处理后，被转换成12V的直流电。 
实施例五或者，与实施例四不同的是，在上述实施例三的基础之上，如图7所示，所述降压单元还包括输出电流传感电路，该输出电流传感电路包括一检测电阻R1和电流传感器CS1(CurrentSensor)，该检测电阻连接在所述电容的正极和输出接头的正极之间，所述电流传感器的两端连接在所述检测电阻的两端，用于获取流经所述检测电阻的电流并将该电流与基准电流比较；所述电流传感器与所述开关管连接，用于通过比较结果控制所述开关管的开关动作。 
在本实施例中，所述电流传感器和所述开关管封装在一个芯片IC内，如图8所示， 其封装方式为SOT89-5，该芯片包括四个针脚，分别为VIN、CSN、SW和GND，所述VIN针脚和CSN针脚连接在所述检测电阻的两端，所述SW针脚连接电感的一端，所述GND针脚连接电容的正极。 
实施例六在上述实施例五的基础之上，如图9所示，所述芯片IC还包括一个DIM针脚，该DIM针脚与所述PWM信号输出电路连接，用于加载PWM信号，控制所述开关管的开关动作，从而控制输出电流的大小。 
实施例七在上述实施例六中，所述芯片IC通过DIM针脚加载PWM信号，来控制输出电流的大小，或者通过获取检测电阻两端的电压来分析流经检测电阻的电阻，来控制输出电流的大小。 
当然，也可只通过一个DIM针脚加载PWM信号来控制输出电流的大小，其电路图如图10所示。 
实施例八当所述输入电压低于12V时，为了保证输出电压为12V，则需要将输入的低压高频交流电升压后才能整流和降压处理，所以，在上述实施例五的基础之上，如图11所示，所述转换电路还包括升压单元，所述升压单元包括一变压器L2，连接在所述输入接头和整流单元之间，用于将所述6V～12V的交流电转换成12V～24V的交流电。 
需要说明的是普通的技术人员针对上述的实施例还可以很容易的想到其他的技术方案，这些技术方案应属于本专利的保护范围。 

Claims (15)

1.一种卤钨灯转接节能灯的电源转换器，所述的电源转换器包括转换电路以及分别连接在转换电路两端的输入接头和输出接头，其特征在于，所述输入接头与低压高频交流电输出电源连接，所述输出接头连接节能灯，低压高频交流电从输入接头流经转换电路后转换成低压直流电经输出接头输出给节能灯。
2.根据权利要求1所述的电源转换器，其特征在于，所述转换电路包括整流单元，所述低压高频交流电经整流单元后转换成低压直流电后输出给节能灯。
3.根据权利要求2所述的电源转换器，其特征在于，所述整流单元包括：四个二极管构成的桥式整流电路，该桥式整流电路的两个输入端与所述输入接头连接，用于将所述高频电流转换成脉动的直流电，滤波电容，该滤波电容的两极分别连接所述桥式整流电路的两个输出端，用于将所述脉动的直流电滤波成平稳的直流电。
4.根据权利要求3所述的电源转换器，其特征在于，所述转换电路还包括降压单元，所述降压单元连接所述整流单元，所述经整流单元转换后的低压直流电经所述降压单元降压后输出给节能灯。
5.根据权利要求4所述的电源转换器，其特征在于，所述降压单元将所述滤波电容滤波成的平稳的直流电斩波为脉冲直流电。
6.根据权利要求4所述的电源转换器，其特征在于，所述降压单元包括电感、二极管和开关管，所述开关管的两端分别连接滤波电容的负极和电感的一端，所述电感的另一端连接输出接头的负极，所述输出接头的正极与所述滤波电容的正极连接，所述二极管的正极连接在所述开关管和电感之间，该二极管的负极连接所述电容的正极。
7.根据权利要求5所述的电源转换器，其特征在于，所述降压单元包括电感、二极管和开关管，所述开关管的两端分别连接滤波电容的负极和电感的一端， 所述电感的另一端连接输出接头的负极，所述输出接头的正极与所述滤波电容的正极连接，所述二极管的正极连接在所述开关管和电感之间，该二极管的负极连接所述电容的正极。
8.根据权利要求6所述的电源转换器，其特征在于，所述降压单元还包括PWM信号输出电路，与所述开关管连接，用于控制所述开关管的开关动作。
9.根据权利要求7所述的电源转换器，其特征在于，所述降压单元还包括PWM信号输出电路，与所述开关管连接，用于控制所述开关管的开关动作。
10.根据权利要求6-9任一所述的电源转换器，其特征在于，所述降压单元还包括输出电流传感电路，该输出电流传感电路包括一检测电阻和电流传感器，该检测电阻连接在所述电容的正极和输出接头的正极之间，所述电流传感器的两端连接在所述检测电阻的两端，用于获取流经所述检测电阻的电流并将该电流与基准电流比较；所述电流传感器与所述开关管连接，用于通过比较结果控制所述开关管的开关动作。
11.根据权利要求10所述的电源转换器，其特征在于，所述电流传感器和开关管封装在一个芯片内。
12.根据权利要求1所述的电源转换器，其特征在于，所述的低压高频的交流电的电压为6V～24V，频率为10KHZ～40KHZ。
13.根据权利要求12所述的电源转换器，其特征在于，所述转换电路还包括升压单元，所述升压单元连接在所述输入接头和整流单元之间，用于将所述6V～12V的交流电转换成12V～24V的交流电。
14.根据权利要求1所述的电源转换器，其特征在于，该电源转换器还包括外壳，所述输入接头固定安装在外壳上，所述输出接头通过延伸至外壳外的导线与所述转换电路连接。 
15.根据权利要求1或14所述的电源转换器，其特征在于，所述的输入接头为MR16GX5.3标准接口，所述输出接头连接具有MR16GX5.3标准接口的节能灯接头。 
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