CN202603008U

CN202603008U - 可调光变光的人体红外线感应led日光灯

Info

Publication number: CN202603008U
Application number: CN 201220225233
Authority: CN
Inventors: 张应波; 张金达; 吕新尚; 亓仲超
Original assignee: LAIWU ZHONGXING LIGHTING TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: LAIWU ZHONGXING LIGHTING TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2022-05-18

Abstract

本实用新型公开了可调光变光的人体红外线感应LED日光灯，包括灯管、插座和半球形菲涅耳透镜及灯管内的条状线路板，其特征在于所述的条状线路板的端部设安装有红外探头和半球形菲涅耳透镜罩的45度折角板；在条状线路板上设有的保护电路、传导噪声抑制电路、无源功率因数校正电路、输出电压补偿电路、芯片U2的供电电路、模拟调光和温度补偿电路、MOS驱动电路、电流取样电路和输出负载电路以及红外感应电路。该LED日光灯，由于半球形菲涅耳透镜装在灯管内，所以更容易包装、运输、防止损坏；由于在电路中增加了模拟调光电路，且模拟调光电路中设有温度补偿电路，所以可实现调光和变光，特别适用于地下车库等长日暗领域、更加节电。

Description

可调光变光的人体红外线感应LED日光灯

技术领域

本实用新型涉及一种LED日光灯的改进，属节能照明技术领域，具体地说是一种可调光变光的人体红外线感应LED日光灯。

背景技术

近几年来，在节能照明领域越来越多的采用LED光源达到节电的目的。LED光源目前主要用于太阳能灯，以太阳光伏电池为电源。随着技术的发展，目前逐步用于家庭、车库等领域，以市电为电源。LED光源的推广已列入国家重点推广计划。用于家庭、车库等领域的LED日光灯，其外观结构仍像以往的日光灯一样，包括灯管、插座，灯管的两端均固定上插座，所不同的是：在灯管内设有条状线路板，LED灯珠排列焊固在条状线路板上，由市电变压整流后接线路板。这种LED日光灯，仍通过开关控制，不开不亮，不关不熄，这种LED日光灯的不足在于：在地下停车场往往处于一种常开状态，仍存在能源浪费的问题。为了改进以上LED日光灯所存在的不足，有的在线路板上增加了光控电路和红外线感应控制的电路，并在灯管的端部设有半球形菲涅耳透镜。所述的光控电路是指：白天，当照射在光控元件上的光线照度大于3LUX时，光控电路均关闭，处于待机状态；当照射在光控元件上的光线照度小于3LUX时，光控电路开启。所述的红外线感应控制的电路是指：在条状线路板的端部安装上红外探头，并罩上半球形菲涅耳透镜，半球形菲涅耳透镜凸出在灯管的端部，当红外线感应控制的电路接收到人体体温度发出的红外信号（一般波长为10微米左右的红外线）时，红外线感应控制的电路开启；当红外线感应控制的电路接收不到人体体温度发出的红外信号时，红外线感应控制的电路关闭，处于待机状态。光控电路和红外线感应控制的电路同时用于一个LED日光灯时，在光控电路开启的状态下，当红外线感应控制的电路接收到人体体温度发出的红外信号（一般波长为10微米左右的红外线）时，LED日光灯亮；当红外线感应控制的电路接收不到人体体温度发出的红外信号时，LED日光灯亮熄灭。所述的以上改进，若无人，则LED日光灯熄灭，达到了节电的目的。但存在以下不足：一是半球形菲涅耳透镜容易被碰撞、损坏，不便于可变光感应LED日光灯容易包装、运输；二是当用于地下车库时、特别是地下车库的深处，由于长时间处于光线不足的状态下，LED日光灯便全天点亮，才能满足车辆进出的需要，但如果LED日光灯所有的灯珠都亮，在没有车辆进出的情况下，又导致电的浪费。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种不仅当有人体移至警戒区时LED日光灯达到最亮，而且当人体离开或无人体移至警戒区时，LED日光灯延时时间结束后进入低功率运行，以达到节能降耗效果、特别适用于地下车库的可调光变光的人体红外线感应LED日光灯。

为了达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：该可调光变光的人体红外线感应LED日光灯，包括灯管、插座和半球形菲涅耳透镜，灯管的两端均固定上插座，在灯管内设有条状线路板，LED灯珠排列焊固在条状线路板上，其特征在于：所述的条状线路板的端部设有45度折角板，在45度折角板上设有红外探头，半球形菲涅耳透镜罩在红外探头上，半球形菲涅耳透镜处在灯管内的端部；所述的条状线路板上的电路，包括保护电路、传导噪声抑制电路、整流电路、无源功率因数校正电路、输出电压补偿电路、芯片U2的供电电路、模拟调光和温度补偿电路、芯片U2、MOS驱动电路、电流取样电路和输出负载电路，保护电路的输入端连接市电，保护电路的输出端接入传导噪声抑制电路，传导噪声抑制电路的输出端接入整流电路，整流电路的输出端接入无源功率因数校正电路，无源功率因数校正电路同时接入输出电压补偿电路、芯片U2的供电电路以及模拟调光和温度补偿电路，芯片U2的供电电路接芯片U2第3引脚，模拟调光和温度补偿电路接芯片U2的第7引脚，芯片U2的第2、4、6、8引脚接入MOS驱动电路， MOS驱动电路接入电流取样电路，并同时接功率管U3的栅极，模拟调光和温度补偿电路接MOS驱动电路，电流取样电路和输出电压补偿电路同时接输出负载电路，并与功率管U3的漏极连接，输出负载电路的输出端正、负极分别接并联的LED灯珠的LED正极线和LED负极线。

本实用新型还通过如下措施实施：所述的保护电路，包括抗涌浪负温度系数热敏电阻NTC、压敏电阻RV1和保险丝F1，市电的一个输入端L接抗涌浪负温度系数热敏电阻NTC，通过抗涌浪负温度系数热敏电阻NTC，实现温度升高时对LED日光灯管的保护；市电的另一个输入端N接保险丝F1，通过接保险丝F1，实现异常情况下大电流对LED日光灯管的保护；在抗涌浪负温度系数热敏电阻NTC的输出端和保险丝F1的输出端之间连接上压敏电阻RV1，通过压敏电阻RV1实现输入电压波动时对LED日光灯管的保护。

所述的传导噪声抑制电路，也称EMC电路，包括电感线圈L1、L3和电容C5、C6以及外围电阻R1、R2、R5、R7，电感线圈L1和L3并联，在并联的导线上设有电容C5、C6和电阻R2、R5，在并联的导线之间设有电阻R1、R7。

所述的整流电路10为桥式整流电路，为现有技术。

所述的无源功率因数校正电路，也称PFC电路，包括二极管D2、D3、D4和电容C2、C8以及电阻R6，电阻R6的一端和二极管D2的负极接红外感应模块的供电输入端HV，二极管D4的负极和电容C8的负极接红外感应模块的GND线。

所述的输出电压补偿电路，包括电阻R3和三极管Q1以及电容C10、C3，电容C3通过功率管U3（MOS管）接入芯片U2的第2引脚，电阻R3和C3并联，并联后一端连接LED正极线，电阻R3的另一端接三极管Q1的发射极，三极管Q1的基极接LED负极线；电容C3的另一端接功率管U3的源极；通过输出电压补偿电路实现对输入LED灯珠两端电压的监测，并将LED灯珠的电压信号转换为电流信号反馈给芯片U2，进行模拟调光。

所述的芯片U2的供电电路，也称BJT供电电路，芯片U2为MT7910，包括电阻R10、R8、R9、三极管Q2以及旁路电容C13，电阻R8、R9为串联，电阻R8接三极管Q2的基极，电阻R10的一端接三极管Q2的发射极，电阻R10的另一端接旁路电容C13，同时接入芯片U2的第3引脚和第7引脚。芯片U2的第3引脚内部设有钳位电路，将该引脚的电位钳位在10V，该脚就进接旁路电容C13，滤除电路中的杂波，是直流电更平滑。

所述的模拟调光和温度补偿电路，包括电阻R16、R21以及电容C14，电阻R21和电容C14并联，并接入芯片U2的第7引脚，电阻R16接入芯片U2的第3引脚，在电阻R16和电阻R21接入芯片U2第7引脚的连线上接入红外感应模块的DIM端；芯片U2的第7引脚为LD管脚，在LD管脚上加一个50mV～250mV的电压，芯片U2内部会调整第4引脚的电压，从而实现LED灯珠的调光；所述的温度补偿，是将该电路中的电阻R21改为负温度系数的热敏电阻。

所述的芯片U2的型号为MT7910，MT7910的内部有钳位电路。此为现有技术。

所述的MOS驱动电路，包括二极管D5、D6、稳压二极管DZ1和电阻R11、R12、R13、R14、R15以及电容C12，二极管D6和电阻R12并联后一端接芯片U2的第2引脚，另一端通过电阻R13接功率管U3的栅极，电阻R11和电容C12并联后一端接接芯片U2的第6引脚，另一端通过稳压二极管DZ1、二极管D5和电阻R15接电流取样电路，电容C12的另一端接芯片U2的第8引脚。当芯片U2的第8引脚输出0V-Vdd（10V）的PWM 信号时，则驱动MOS管U3；芯片U2的6脚设定MOS管U3的OFF时间，设定时间由外界电容C12决定。

所述的电流取样电路，包括电阻R17、R18、R19、R20，电阻R17、R18、R19、R20并联后，一端接入MOS管U3，另一端与输出负载电路中的电感线圈L5连接。

所述的输出负载电路，包括电感线圈L2 、L4、L5、电容C9、C4、C7和续流二极管D1，所述的电感线圈L4 、L5串联后，一端接MOS管U3，另一端通过电容C9接电流取样电路，电感线圈L2通过续流二极管D1与电容C4、C7并联后，输出端接LED正极线18。

所述的输出负载电路中，包括152个LED灯珠，采用双拼线路板，两块线路板并联连接，单块线路板为76颗灯珠，4并19串。

所述的红外探头的红外感应电路为现有技术，内含感应电路、延时电路等，故不多述。

所述的输入端L、N直接对应接市电的零线、火线。

所述的红外探头的红外感应电路为现有技术，故不多述。

本实用新型的有益效果在于：与目前使用的红外感应LED日光灯相比，由于所述的条状线路板的端部设有45度折角板，红外探头安装在折角板上，使罩在红外探头上的半球形菲涅耳透镜装在灯管内，所以半球形菲涅耳透镜不容易被碰撞、损坏，可便于变光感应LED日光灯的包装、运输；由于在电路板上增加了多功能保护电路，所以可实现温度升高时、异常情况下大电流时、输入电压波动时对LED日光灯管的保护；由于在电路板上增加了模拟调光电路，且模拟调光电路中设有温度补偿电路，所以可实现调光和变光。

附图说明

图1为本实用新型结构局剖视示意图。

图2为本实用新型的电路原理示意图。

图中：1、灯管；2、插座；3、半球形菲涅耳透镜；4、条状线路板；5、45度折角板；6、LED灯珠； 7、红外探头；8、保护电路；9、传导噪声抑制电路；10、整流电路；11、无源功率因数校正电路；12、输出电压补偿电路；13、芯片U2的供电电路；14、模拟调光和温度补偿电路；15、MOS驱动电路；16、电流取样电路；17、输出负载电路；18、LED正极线；19、LED负极线。

具体实施方式

参照图1、图2制作本实用新型。该可调光变光的人体红外线感应LED日光灯，包括灯管1、插座2和半球形菲涅耳透镜3，灯管1的两端均固定上插座2，在灯管1内设有条状线路板4，LED灯珠6排列焊固在条状线路板4上，其特征在于：所述的条状线路板4的端部设有45度折角板5，在45度折角板5上设有红外探头7，半球形菲涅耳透镜3罩在红外探头7上，半球形菲涅耳透镜3处在灯管1内的端部，这样，半球形菲涅耳透镜3不容易被碰撞、损坏，使可调光变光的人体红外线感应LED日光灯容易包装、运输；所述的条状线路板4上的电路，包括保护电路8、传导噪声抑制电路9、整流电路10、无源功率因数校正电路11、输出电压补偿电路12、芯片U2的供电电路13、模拟调光和温度补偿电路14、芯片U2、MOS驱动电路15、电流取样电路16和输出负载电路17，保护电路8的输入端连接市电，保护电路8的输出端接入传导噪声抑制电路9，传导噪声抑制电路9的输出端接入整流电路10，整流电路10的输出端接入无源功率因数校正电路11，无源功率因数校正电路11同时接入输出电压补偿电路12、芯片U2的供电电路13以及模拟调光和温度补偿电路14，芯片U2的供电电路13接芯片U2第3引脚，模拟调光和温度补偿电路14接芯片U2的第7引脚，芯片U2的第2、4、6、8引脚接入MOS驱动电路15， MOS驱动电路15接入电流取样电路16，并同时接功率管U3的栅极，芯片U2的供电电路13为芯片U2供电，模拟调光和温度补偿电路14接MOS驱动电路15，电流取样电路16和输出电压补偿电路12同时接输出负载电路17，并与功率管U3的漏极连接，输出负载电路17的输出端正、负极分别接并联的LED灯珠6的LED正极线18和LED负极线19。

作为本实用新型的改进：所述的保护电路8，包括抗涌浪负温度系数热敏电阻NTC、压敏电阻RV1和保险丝F1，市电的一个输入端L接抗涌浪负温度系数热敏电阻NTC，通过抗涌浪负温度系数热敏电阻NTC，实现温度升高时对LED日光灯管的保护；市电的另一个输入端N接保险丝F1，通过接保险丝F1，实现异常情况下大电流对LED日光灯管的保护；在抗涌浪负温度系数热敏电阻NTC的输出端和保险丝F1的输出端之间连接上压敏电阻RV1，通过压敏电阻RV1实现输入电压波动时对LED日光灯管的保护。

所述的传导噪声抑制电路9，也称EMC电路，包括电感线圈L1、L3和电容C5、C6以及外围电阻R1、R2、R5、R7，电感线圈L1和L3并联，在并联的导线上设有电容C5、C6和电阻R2、R5，在并联的导线之间设有电阻R1、R7，通过EMC电路，可显著抑制电路中产生的共模和差模传导噪声。

所述的整流电路10为桥式整流电路，为现有技术。

所述的无源功率因数校正电路11，也称PFC电路，包括二极管D2、D3、D4和电容C2、C8以及电阻R6，电阻R6的一端和二极管D2的负极接红外感应模块的供电输入端HV，二极管D4的负极和电容C8的负极接红外感应模块的GND线，通过无源功率因数校正电路，可大幅度的提高产品的功率因数，使其可以达到90%以上。

所述的输出电压补偿电路12，包括电阻R3和三极管Q1以及电容C10、C3，电容C3通过功率管U3（也称MOS管）接入芯片U2的第2引脚，电阻R3和C3并联，并联后一端连接LED正极线18，电阻R3的另一端接三极管Q1的发射极，三极管Q1的基极接LED负极线19；电容C3的另一端接功率管U3的源极。通过输出电压补偿电路实现对输入LED灯珠两端电压的监测，并将LED灯珠的电压信号转换为电流信号反馈给芯片U2，进行模拟调光。

所述的芯片U2的供电电路13，也称BJT供电电路，芯片U2为MT7910，包括电阻R10、R8、R9、三极管Q2以及旁路电容C13，电阻R8、R9为串联，电阻R8接三极管Q2的基极，电阻R10的一端接三极管Q2的发射极，电阻R10的另一端接旁路电容C13，同时接入芯片U2的第3引脚和第7引脚，该电路为芯片U2供电，使芯片U2能正常工作。芯片U2的第3引脚内部设有钳位电路，将该引脚的电位钳位在10V，该引脚就进接旁路电容C13，滤除电路中的杂波，使直流电更平滑

所述的模拟调光和温度补偿电路14，包括电阻R16、R21以及电容C14，电阻R21和电容C14并联，并接入芯片U2的第7引脚，电阻R16接入芯片U2的第3引脚，在电阻R16和电阻R21接入芯片U2第7引脚的连线上接入红外感应模块的DIM端；芯片U2的第7引脚为LD管脚，在第47引脚上加一个50mV～250mV的电压，芯片U2内部会调整第4引脚的电压，从而实现LED灯珠的调光；所述的温度补偿，是将该电路中的电阻R21改为负温度系数的热敏电阻，通过负温度系数的热敏电阻就可以实现温度补偿的功能，当温度升高时，负温度系数的热敏电阻阻值减小，芯片U2的LD管脚的电压降低，芯片U2 控制LED灯珠的电流减小，可有助于防止温度的进一步升高。

所述的MOS驱动电路15，包括二极管D5、D6、稳压二极管DZ1和电阻R11、R12、R13、R14、R15以及电容C12，二极管D6和电阻R12并联后一端接芯片U2的第2引脚，另一端通过电阻R13接功率管U3的栅极，电阻R11和电容C12并联后一端接接芯片U2的第6引脚，另一端通过稳压二极管DZ1、二极管D5和电阻R15接电流取样电路16，电容C12的另一端接芯片U2的第8引脚。当芯片U2的第8引脚输出0V-Vdd（10V）的PWM 信号时，则驱动MOS管U3；芯片U2的6脚设定MOS管U3的OFF时间，设定时间由外界电容C12决定。

所述的电流取样电路16，包括电阻R17、R18、R19、R20，电阻R17、R18、R19、R20并联后，一端接入功率管U3的漏极，另一端与输出负载电路中的电感线圈L5连接。电阻R17、R18、R19、R20在整个电路中决定着电路的输出电流，可通过调节电阻R17、R18、R19、R20来获取相应的输出，从而达到相应的设计功率。

所述的输出负载电路17，包括电感线圈L2 、L4、L5、电容C9、C4、C7和续流二极管D1以及电阻R4，所述的电感线圈L4 、L5串联后，一端接功率管管U3的源极，另一端通过电容C9接电流取样电路16，电感线圈L2通过续流二极管D1与电容C4、C7并联后，输出端接LED正极线18。在t(on)时间内，功率管U3处于导通状态，其功率管U3的源极端电压被拉低到0V，续流二极管D1 反向偏置，电流通过LED流入GND，此时，功率管U3 的Ids 和电感上的电流I(L)完全相等且线性增加；该电流流过LED，同时在电感中储存能量。随着电流的增大，取样电阻上的压降也会增加，当其电压达到芯片U2的阈值Vcsth，芯片U2会把第2引脚拉低为低电平，功率管U3变为截止状态。由于电感电流不能突变，电感产生的反向电压使功率管U3的漏极端电压升高，直到续流二极管D1正向导通，功率管U3 的漏极端电压维持在300.7V，而LED负极的电压为300V-V(led)。电感处于释放能量的状态，电流线性减小。功率管U3截止后，芯片U2的t(off)时间是固定的，t(off)时间结束后，第8引脚将变为高电平，开始新的周期。

所述的红外探头6的红外感应电路为现有技术，内含感应电路、延时电路等，故不多述。

所述的输入端L、N直接对应接市电的零线、火线。

所述的红外探头6的红外感应电路为现有技术，故不多述。

Claims

1.可调光变光的人体红外线感应LED日光灯，包括灯管（1）、插座（2）和半球形菲涅耳透镜（3），灯管（1）的两端均固定上插座（2），在灯管（1）内设有条状线路板（4），LED灯珠（6）排列焊固在条状线路板（4）上，其特征在于：所述的条状线路板（4）的端部设有45度折角板（5），在45度折角板（5）上设有红外探头（7），半球形菲涅耳透镜（3）罩在红外探头（7）上，半球形菲涅耳透镜（3）处在灯管（1）内的端部；所述的条状线路板（4）上的电路，包括保护电路（8）、传导噪声抑制电路（9）、整流电路（10）、无源功率因数校正电路（11）、输出电压补偿电路（12）、芯片U2的供电电路（13）、模拟调光和温度补偿电路（14）、芯片U2、MOS驱动电路（15）、电流取样电路（16）和输出负载电路（17），保护电路（8）的输入端连接市电，保护电路（8）的输出端接入传导噪声抑制电路（9），传导噪声抑制电路（9）的输出端接入整流电路（10），整流电路（10）的输出端接入无源功率因数校正电路（11），无源功率因数校正电路（11）同时接入输出电压补偿电路（12）、芯片U2的供电电路（13）以及模拟调光和温度补偿电路（14），芯片U2的供电电路（13）接芯片U2第3引脚，模拟调光和温度补偿电路（14）接芯片U2的第7引脚，芯片U2的第2、4、6、8引脚接入MOS驱动电路（15）， MOS驱动电路（15）接入电流取样电路（16），并同时接功率管U3的栅极，模拟调光和温度补偿电路（14）接MOS驱动电路（15），电流取样电路（16）和输出电压补偿电路（12）同时接输出负载电路（17），并与功率管U3的漏极连接，输出负载电路（17）的输出端正、负极分别接并联的LED灯珠（6）的LED正极线（18）和LED负极线（19）；所述的芯片U2的型号为MT7910。

2.根据权利要求1所述的可调光变光的人体红外线感应LED日光灯，其特征在于：所述的保护电路（8），包括抗涌浪负温度系数热敏电阻NTC、压敏电阻RV1和保险丝F1，市电的一个输入端L接抗涌浪负温度系数热敏电阻NTC；市电的另一个输入端N接保险丝F1；在抗涌浪负温度系数热敏电阻NTC的输出端和保险丝F1的输出端之间连接上压敏电阻RV1。

3.根据权利要求1所述的可调光变光的人体红外线感应LED日光灯，其特征在于：所述的传导噪声抑制电路（9），包括电感线圈L1、L3和电容C5、C6以及外围电阻R1、R2、R5、R7，电感线圈L1和L3并联，在并联的导线上设有电容C5、C6和电阻R2、R5，在并联的导线之间设有电阻R1、R7。

4.根据权利要求1所述的可调光变光的人体红外线感应LED日光灯，其特征在于：所述的无源功率因数校正电路（11），包括二极管D2、D3、D4和电容C2、C8以及电阻R6，电阻R6的一端和二极管D2的负极接红外感应模块的供电输入端HV，二极管D4的负极和电容C8的负极接红外感应模块的GND线。

5.根据权利要求1所述的可调光变光的人体红外线感应LED日光灯，其特征在于：所述的输出电压补偿电路（12），包括电阻R3和三极管Q1以及电容C10、C3，电容C3通过功率管U3接入芯片U2的第2引脚，电阻R3和C3并联，并联后一端连接LED正极线（18），电阻R3的另一端接三极管Q1的发射极，三极管Q1的基极接LED负极线（19）；电容C3的另一端接功率管U3的源极。

6.根据权利要求1所述的可调光变光的人体红外线感应LED日光灯，其特征在于：所述的模拟调光和温度补偿电路（14），包括电阻R16、R21以及电容C14，电阻R21和电容C14并联，并接入芯片U2的第7引脚，电阻R16接入芯片U2的第3引脚，在电阻R16和电阻R21接入芯片U2第7引脚的连线上接入红外感应模块的DIM端；所述的温度补偿，是将该电路中的电阻R21改为负温度系数的热敏电阻。

7.根据权利要求1所述的可调光变光的人体红外线感应LED日光灯，其特征在于：所述的MOS驱动电路（15），包括二极管D5、D6、稳压二极管DZ1和电阻R11、R12、R13、R14、R15以及电容C12，二极管D6和电阻R12并联后一端接芯片U2的第2引脚，另一端通过电阻R13接功率管U3的栅极，电阻R11和电容C12并联后一端接接芯片U2的第6引脚，另一端通过稳压二极管DZ1、二极管D5和电阻R15接电流取样电路（16），电容C12的另一端接芯片U2的第8引脚。