CN202059618U - 触电电流测试电路及其中的脉宽调制启动控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种触电电流测试电路及其中的脉宽调制启动控制电路，控制电路用于控制脉宽调制控制集成电路的启动，脉宽调制启动控制电路具有在进行触电项目检测时防止脉宽调制控制集成电路正常启动的保护电路，保护电路由电阻、电容和开关元件等电子元件构成，开关部分单元在输入电压大约在90-149Vac及大约150-264Vac条件下断开或闭合不同的电路，达到有效的保护作用。本实用新型的有益效果在于，提供一种成本较低的解决方案，这种用于触电电流测试项目的电路能够通用于宽电压范围，并保证在人体触电的情况下其输入电流峰值小于人体安全所需的电流水平，能够解决现有UL935标准中LED灯管安装过程中一端已接入电网，而人体接触到另一端时的触电保护问题。

Description

触电电流测试电路及其中的脉宽调制启动控制电路

技术领域

本实用新型涉及发光二极管(LED)灯管的触电电流保护电路。具体来说，涉及LED两端安装方式的灯管的触电电流项目测试解决电路。 

背景技术

在“节能环保”成为当今绿色世界主流的今天，LED照明技术的推广也成为世界各国的发展目标之一。如何解决LED两端安装方式的灯管，例如T8灯管，在安装过程中的触电电流项目测试的问题的解决，成为研究的方向。 

图1为现有的UL935标准中的触电电流检测的方法示意图。其中，以电网c为例，对于支架对地的漏电流，将被测镇流器外壳与支架线槽1和地线之间进行电气连接，并与电网c相连接；以电网d为例，将电网d与灯管上的金属箔测量点b进行电气连接，进而接地。上述两种方案均不能解决在一端与电源相连接，另一端与人手相连接的情况下的触电漏电检测解决方案，即图1中所示的测试位置a，其中，人体的电阻大约为500欧姆。 

当频率为60Hz或60Hz以下的一般电网中，为了保证LED灯管安装人员的安全，需要保证流过人体的峰值触电电流不超过7.07毫安。世界各国的电网电压参差不齐，输入电压的范围为宽电压，即90-264V，而本方案的解决方法适用于宽电压范围内的所有电压情形的触电电流检测项目的解决。 

因此，现有技术中对一端与电网相连接，另一端与人体相触碰情况下的触电电流检测项目就存在这样的需求，解决方案应该既能保证灯管安装人员的安全，又能够配合UL935标准，以适应宽电压的输入电压范围。 

实用新型内容

针对上述问题，在这里提供了一种脉宽调制启动控制电路和包含该脉宽调制启动控制电路的触电电流测试电路，使用这种触电电流测试电路能够在一端已接入电网的情况下安全安装LED灯管，还能够配合UL935标准，并适用于90-264V的宽电压输入电压范围。 

其中，脉宽调制启动控制电路用于控制脉宽调制控制集成电路的启动，其特征在于：所述脉宽调制启动控制电路具有在进行触电电流测试时防止该脉宽调制控制集成电路正常启动的保护电路，该保护电路由电阻、电容和开关元件等电子元件构成，所述开关部分单元在输入电压大约在90-149Vac及大约150-264Vac条件下断开或闭合不同的电路，以达到有效的保护作用。。 

具有上述脉宽调制启动控制电路的触电电流测试项目的解决电路还包括电磁干扰滤波电路、AC/DC整流电路、脉宽调制控制集成电路和转换器，其中电磁干扰滤波电路的输入端连接交流输入电压，该电磁干扰滤波电路的输出端通过AC/DC整流电路与脉宽调制启动控制电路相连，在进行触电电流检测时脉宽调制启动控制电路通过转换器与人体电阻形成串联回路。 

本实用新型的有益效果在于，提供一种成本较低的解决方案，这种用于触电电流测试项目的解决电路能够通用于宽电压范围，并保证输入电流峰值小于人体安全所需的电流水平，能够解决现有UL935标准中一端已接入电网时LED灯管，例如T8灯管，安装的触电电流测试项目的解决问题。 

附图说明

附图仅出于图示的目的，然而，通过参考结合所附附图进行的下面的详细描述，可以更好地理解本实用新型本身，其中： 

图1为现有的UL935标准中的触电电流检测方法示意图。 

图2为根据本实用新型一个实施方式的用于解决触电电流测试项目的电源供应器电路方框图。 

图3为本实用新型一个实施方式中采用的电磁干扰(EMI)滤波电路的电路图。 

图4为现有的UL935标准中的触电电流测试的连接的等效原理图。 

图5为本实用新型一个实施方式中采用的脉宽调制(PWM)启动控制电路的电路图。 

具体实施方式

在一般的频率为60或60Hz以下的电网中，保证人体安全的触电电流的峰值最大为7.07毫安，而在实际操作中，考虑到安全余量及生产过程中的差异，交流输入总电流峰值电流一般控制在7.07毫安的80％左右，优选在6毫安以下，最好控制在小于5.5毫安。对于现有的电源供应器电路来说，在触电时将很难实现上述峰值电流。本实用新型在尽可能利用现有电路，从而实现节省成本目的的前提下，通过调整现有电路中器件的参数没置和提供新的PWM启动控制电路相结合的技术手段，来解决本实用新型要解决的技术问题。 

图2为根据本实用新型一个实施方式的用于触电电流测试的电源供应器电路方框图。其中交流电压首先输入EMI滤波电路，经过交流/直流整流滤波电路和直流/交流转换器后，再经过交流/直流整流滤波电路，进而输出端与负载相连，其中PWM启动控制电路与PWM控制电路相连接；输入端交流/直流(AC/DC)整流电路可以为四个二极管构成的全波整流电路，例如1N4007二极管。在此整流电路与交流电压输入端之间主要包括电容泄放电路及无源EMI处理电路，二者构成EMI滤波电路。此外，PWM控制电路的PWM集成电路可以采用ST L6561或者OB SN03ACP。 

图3为本实用新型一个实施方式中采用的电磁干扰(EMI)滤波电路的电路图。其中串联的R01和R02与AC输入端相连接，构成X电容CX1及CX2的泄放回路。一同与电感、电容形成EMI处理电路。通过选择适当的参数，当AC输入电压为264Vac时，经过泄放电路和EMI处理电路的电流能够控制在2mA以下。根据容抗计算公式：X_c＝1/2πfC，其中X_c为容抗值，f为频率，C为电容量。为了保证输入总电流峰值不超过前文所述的峰值，EMI滤波电路输入总电容不能超过0.08μF，经过实际的调试验证，在兼顾EMI的解决成本的情况下，输入端的X电容的总电容优选为小于0.03μF。 

图4为现有的UL935标准中的触电电流测试的连接的等效原理图。在进 行触电电流测量的过程中，人体的内阻R2一般大约为500欧姆，它与电源供应器的等效内阻R1形成了串联模式。则电源供应器的实际AC输入工作电压为：V_in＝V_ac×[R₁/(R₁+R₂)]，其中V_ac为电网AC输入电压，V_in为电源供应器的实际AC输入工作电压。从公式看出，当接入人体内阻R2的时，V_in就总比V_ac小，即电源供应器的输入工作电压下降了。利用这一点，根据欧姆定律基本公式I＝U/R，实际上供应PWM控制电路中的PWM集成电路的电源的启动电流也下降，从而进一步阻止PWM控制集成电路的工作。 

图5为本实用新型一个实施方式中采用的脉宽调制(PWM)启动控制电路的电路图。因为一旦PWM控制电路中的PWM集成电路U01的正常启动后，将引起AC输入电流大幅增加，从而远超过所希望的最大峰值电流7.07毫安的要求。为了解决触电电流测试项目的问题，即本实用新型要解决的技术问题，本实用新型希望能够通过降低PWM集成电路启动的所必要的维持时间和及降低启动电流来阻止PWM控制集成电路U01的正常启动。在启动的维持时间足够小的情况下，能够阻止后续PWM控制集成电路U01的正常启动。启动电容C02与为PWM集成电路U01的启动储能电容相串联，即启动电容。当C02上的电压在达到U01的启动电压后，PWM控制集成电路U01就开始启动。因C02的容值电容越大，其所存储的能量就越大，由此可维持U01启动的时间就越长，此时，PWM控制电路也就越容易启动。因此为了减小U01启动时可维持时间的方法是降低启动电容C02的容量。但是，同时也需要保证U01及PWM控制电路必要的时间及能量，以保证当正常使用时启动的稳定性，则启动电容C02的电容也不能过小。以25W的T8LED灯管为例，经过实际的调试验证，启动电容C02的容值可在4.7μF到15μF之间取值。 

另一方面，在满足PWM控制电路中U01所需的基本启动电流和必要的量产安全余量的情况下，需要尽可能地避免提供过多的启动电流。由于本实用新型适用于宽电压范围，因此提供(1)、(2)两条启动控制回路，将宽电压进行分段，分别通过不同的启动控制回路以维持U01安全的启动电流。宽电压可以分段为：90-150V和150-264V两段。其中，当输入电压为150-264V之间的时候，U01的启动回路电阻R05和R04，即启动控制回路(1)工作，启动电流仅通过一条回路采提供。而当输入电压为90-150V之间的时候，再加入启动回路电阻R05、电 阻R12，三极管Q02和二极管D05工作，即启动控制回路(1)和(2)同时工作，启动电流通过两条回路来提供，因此尽管在AC输入电压较低时，也能维持U01安全的启动电流。其中电阻R12连接在三极管Q02的发射极，三极管Q02集电极与二极管D05的正极相连接，三极管Q02的基极与电网电压判断电路相连接。其中该电网电压判断电路可以为用比较器来完成，能够有选择地当90-150V之间时导通启动控制回路(2)，在150-264V之间时切断启动控制回路(2)。 

根据本实用新型具体实施方式的技术方案可以在兼顾成本的同时，很好地解决触电电流测试的问题，解决实用新型要解决的技术问题。表1为在不同电网的频率下最高容许电流的峰值。 

表1触电电流的限值 

虽然在这里已经图示和描述了具体实施例，但是所属领域普通技术人员应该理解，各种变更和/或等效实施方式可以替代所示和所描述的具体实施例，而不背离本实用新型的范围。本实用新型旨在涵盖这里所讨论的具体实施例的任何修改或变型。 

Claims (7)

1.一种脉宽调制启动控制电路，用于控制脉宽调制控制集成电路的启动，其特征在于：所述脉宽调制启动控制电路具有在进行触电电流检测时防止该脉宽调制控制电路的正常启动的保护电路，该保护电路由电阻、电容和开关元件等电子元件构成，所述开关部分单元在输入电压大约在90-149Vac及大约150-264Vac条件下断开或闭合不同的电路。

2.如权利要求1所述的脉宽调制启动控制电路，其中该保护电路由电阻、三极管和二极管依次构成，其中三极管的集电极与二极管正极相连，三极管的发射极与电阻相连，三极管的基极与用于选通该保护电路的电网电压判断电路相连。

3.如权利要求1所述的脉宽调制启动控制电路，所述脉宽调制启动控制电路还包括启动该集成电路的启动电容。

4.如权利要求3所述的脉宽调制启动控制电路，其中该启动电容的电容值为4.7-15μF。

5.如权利要求1至4中任一项所述的脉宽调制启动控制电路，其中该脉宽调制启动控制电路用于LED T8灯管。

6.一种包括如权利要求1至5之一所述的脉宽调制启动控制电路的触电电流测试电路，其还包括电磁干扰滤波电路、AC/DC整流电路、脉宽调制控制集成电路和转换器，其中电磁干扰滤波电路的输入端连接交流输入电压，该电磁干扰滤波电路的输出端通过AC/DC整流电路与脉宽调制启动控制电路相连，在进行触电电流检测时电源供应器的等效电阻与人体电阻形成串联回路。 

7.一种如权利要求6的触电电流测试电路，其中的电磁干扰滤波电路的输入总电容小于0.08μF。 

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