CN202652610U

CN202652610U - 兼容型led灯管驱动器

Info

Publication number: CN202652610U
Application number: CN 201220176190
Authority: CN
Inventors: 侯李光
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-04-23
Filing date: 2012-04-23
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2022-04-23

Abstract

本实用新型涉及一种兼容型LED灯管驱动器，其包括依次连接的抗浪涌单元、整流滤波单元、第一LED灯组、线性恒流单元和第二LED灯组，以及一切换控制单元；所述切换控制单元接整流滤波单元，并分别控制第一LED灯组和第二LED灯组；当切换控制单元检测到整流后输出为低频信号时，切换控制单元不输出控制信号，第一LED灯组、线性恒流单元和第二LED灯组形成串联工作模式；当切换控制单元检测到整流后输出为高频信号时，切换控制单元输出控制信号，切换至第一LED灯组和第二LED灯组为并联工作模式；当切换控制单元检测到整流后输出为高频信号时，切换控制单元输出控制信号，切换至第一LED灯组和第二LED灯组为并联工作模式，实现自动切换。

Description

兼容型LED灯管驱动器

技术领域：

本实用新型属于照明领域，特别涉及一种兼容型LED灯管驱动器，尤其是可替换荧光灯管，直接安装在荧光灯灯架上，无需拆除电子整流器的直接替换方案，亦可直接接入市电，且可根据供电状态，自动切换工作模块。

背景技术：

由于LED灯管比直管荧光灯节能50％，随着LED技术的发展，节能比例还将继续提高，荧光灯管存在寿命短，含汞污染等原因，直管荧光灯正逐步被LED灯管取代。LED灯管也需配套驱动电路，而电解电容目前也广泛应用在驱动电路中，因电解电容的质量参差不齐，可靠性差及寿命短，且性能及寿命受温度影响大。虽然LED灯珠可以做到50000到100000小时乃至更长的寿命，但电解电容的寿命远短于灯珠或其他元器件，它成为影响LED灯具寿命的最薄落部分。如何提供一种高可靠性、使用寿命长的驱动器与之配套，即成为本实用新型研究的对象。

发明内容：

本实用新型的目的是设计一种无电解电容，且可根据供电状态，自动换工作模式的LED灯管驱动器。

本实用新型技术方案是这样实现的：一种兼容型LED灯管驱动器，其特征是包括依次连接的抗浪涌单元、整流滤波单元、第一LED灯组、线性恒流单元和第二LED灯组，以及一切换控制单元；所述切换控制单元接整流滤波单元，并分别控制第一LED灯组和第二LED灯组；当切换控制单元检测到整流后输出为低频信号时，切换控制单元不输出控制信号，第一LED灯组、线性恒流单元和第二LED灯组形成串联工作模式；当切换控制单元检测到整流后输出为高频信号时，切换控制单元输出控制信号，切换至第一LED灯组和第二LED灯组为并联工作模式，而关闭线性恒流单元；所述的第一LED灯组和第二LED灯组是由若干个LED灯珠串联后，再将若干个LED灯珠串并接在一起的组合。

所述抗浪涌单元是由一个串接在回路上的保险丝Fuse和并接在输入端上的压敏电阻R1组成。

所述整流滤波单元是一高频桥堆D1、一个快速恢复二极管D2和高频滤波电容C4组成，整流桥堆D1输出接二极管D2，二极管D2输出接高频滤波电容C4；所述的高频滤波电容C4采用涤纶电容或高压贴片电容。

所述切换控制单元由三个电容C1，C2，C3、一个电阻R1、一个限压二极管Z1及两个可控硅SCR1和SCR2组成；电容C1，C2，C3和电阻R1组成一电容分压电路，电容C2高压端连接可控硅SCR1的控制脚，可控硅SCR1分别接整流滤波单元输出端与第二LED灯组输入端之间；电容C3的高压端经限压二极管Z1后与可控硅的SCR2的控制脚相连，可控硅SCR2分别接第二LED灯组输出端与回流之间；借助两个可控硅SCR1和SCR2的通断，切换第一LED灯组和第二LED灯组是在并联或者串联的工作模式。

所述线性恒流单元由两个三极管Q1、Q2、电阻R2、R3、高速恢复二极管D3和稳压管Z2组成；三极管Q1、Q2组成复合管，电阻R2接在复合管的集电极和基极之间，稳压管Z2接复合管的基极和输出端；电阻R3串接在复合管发射极和输出端上，高速恢复二极管D3接在单元输入端上；所述的三极管Q1为低功率三极管，三极管Q2为开关三极管；该单元输入端与第一LED灯组的输出端相连接，输出与第二LED灯组的输入端相连接。

本实用新型的驱动器采用线性恒流单元以及两个LED灯组，使得LED灯管可直接替换荧光灯管，安装在荧光灯灯架上，工作在电子整流器后端，可充分利用传统荧光灯灯架，无需进行线路改造，直接替换使用；也可直接由220V市电供电，实现无缝兼容；并配合切换控制单元，根据市电或者电子整流器不同输入情况，自动切换两个LED灯组为串联或者并联工作模式，以保证在两种状态下，LED灯组光效的一致性；灯珠发光同步，稳定，亮度均匀，而且在输入端可接入可控硅或调压器，实现线性调光功能；整个驱动器没有采用大的容性或感性元器件，功率因数高，再者，模块中没有采用电解电容，电路更加稳定，可大大延长整体灯管的使用的寿命。

附图说明：

下面结合具体图例对本实用新型做进一步说明：

图1驱动器原理框图

图2驱动器电路原理图

图3LED灯管直接替换荧光灯管的连线示意图

图4LED灯管接市电连线示意图

图5LED灯管经可控硅后接市电连线示意图

具体实施方式：

参照图1和图2，兼容型LED灯管驱动器，包括依次连接的抗浪涌单元、整流滤波单元、第一LED灯组、线性恒流单元和第二LED灯组；电源模块还包括一切换控制单元，切换控制单元接整流滤波单元，并分别控制第一LED灯组和第二LED灯组；当直接接市电时，也即低频电源，切换控制单元检测到整流后输出为低频信号，切换控制单元不输出控制信号，第一LED灯组、线性恒流单元和第二LED灯组形成串联工作模式；当接在电子整流器后端，由于电子整流器输出为高频电源，切换控制单元检测到整流后输出为高频信号，切换控制单元输出控制信号，切换至第一LED灯组和第二LED灯组为并联工作模式，而关闭线性恒流单元。

其中所述的第一LED灯组和第二LED灯组是由若干个LED灯珠串联后，再将若干个LED灯珠串并接在一起的组合。

抗浪涌单元是由一个串接在回路上的保险丝Fuse和并接在输入端上的压敏电阻R1组成。当LED灯管开启、关闭或电网干扰产生时，有较大的高频脉冲，为了防止其对电路会造成损坏，所做的保护措施。其一、保险丝Fuse(熔断器)的作用是：当电流达到保险丝标称值的一段时间之后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开，保护了后端电子器件；其二、压敏电阻U的作用是：常态下是高阻值电阻，当电网波动时的脉冲电压最大值达到压敏电阻促发电压时，流过压敏电阻的电流激增，从而钳制的电压，对后面的负载起到保护的作用。浪涌消失后，压敏电阻自动回复成高阻抗元器件。

整流滤波单元是一高频桥堆D1、一个快速恢复二极管D2和高频滤波电容C4组成，整流桥堆D1输出接二极管D2，二极管D2输出接高频滤波电容C4；所述的高频滤波电容C4采用涤纶电容或高压贴片电容。高频桥堆的作用是将低频市电或电子整流器输出的高频电源转换成直流电源。所述的高频滤波电容C4采用涤纶电容或高压贴片电容，较电解电容耐用性好，可延长整体灯管的使用寿命。高频桥堆D1的作用是将低频市电或电子整流器输出的高频电源转换成直流电源，当：A)通高频时，电容容量根据电子整流器的工作频率计算所得，使得高频信号经过该电容与电子整流器构成回路，整流滤波之后输出为100Hz左右的低频直流成份。B)外接市电时，经整流滤波后输出为双倍市电频率的低频直流电。不论接电子整流器或市电，经整流滤波之后输出均为低频直流。

切换控制单元由三个电容C1，C2，C3、一个电阻R1、一个限压二极管Z1及两个可控硅SCR1和SCR2组成；电容C1，C2，C3和电阻R1组成一电容分压电路，电容C2高压端连接可控硅SCR1的控制脚，可控硅SCR1分别接整流滤波单元输出端与第二LED灯组输入端之间；电容C3的高压端经限压二极管Z1后与可控硅的SCR2的控制脚相连，可控硅SCR2分别接第二LED灯组输出端与回流之间；借助两个可控硅SCR1和SCR2的通断，切换第一LED灯组和第二LED灯组是在并联或者串联的工作模式。工作原理，当外接电源为低频时(外接220V市电)，电流无法通过电容串联电路，该回路可视为开路，可控硅控制端无电压，可控硅开路，第一LED灯组、线性恒流单元和第二LED灯组形成串联工作模式；当外接电源为电子整流器输出的高频电源时，电容C1，C2，C3和电阻R1组成一电容分压电路，电压达到可控硅的触发电压，可控硅导通，第一LED灯组和第二LED灯组形成并联工作模式。

线性恒流单元由两个三极管Q1、Q2、电阻R2、R3、高速恢复二极管D3和稳压管Z2组成；三极管Q1、Q2组成复合管，电阻R2接在复合管的集电极和基极之间，稳压管Z2接复合管的基极和输出端；电阻R3串接在复合管发射极和输出端上，高速恢复二极管D3接在单元输入端上；所述的三极管Q1为低功率三极管，三极管Q2为开关三极管；该单元输入端与第一LED灯组的输出端相连接，输出与第二LED灯组的输入端相连接。

高速恢复二极管D3接在单元输入端上，当外接市电时，二极管正向导通，当外电子整流器时，线性恒流单元输出端电位高于输入端电位，二极管反向截止。

线性恒流单元的作用一：给LED灯组提供一个稳定的工作电流，防止流过LED灯的电流过大，烧坏灯珠；作用二：此单元可以把输入的峰值电压消掉，可以稳定输入功率的作用，防止输入电压变化时，LED灯组因电压的问题，电流激增，从而造成输入功率也激增。当两个灯组成并联连接时，该线性恒流单元反向截止，因电子整流器输出为恒流源，此时不需要再增加限流单元。

两个三极管组合成的复合管，其作用是让电阻R2的阻值可尽量取大，电阻R3是电流取样电阻，通过改变它的阻值，可以调整LED灯组的供电电流。

若输入端接的是50Hz/60Hz的市电，经整流滤波后流过灯珠的电流是接近方波，在输入端前加可控硅调光器，可改变输入导通角，从而改变电流流过LED灯珠的导通时间，从而进行调光。

利用本实用新型驱动器制作的T5规格LED灯管标准工作状态为220V，50/60Hz，其可直接兼容如下线路工作：

1)160v-265v，50/60Hz交流供电线路；

2)160v-265v，50/60Hz交流供电，接可控硅或调压器供电电路；

3)85V-265V，50/60Hz供电的电子整流器供电线路；

4)85V-265V，50/60Hz交流供电，接调压器供电的电子整流器供电线路。

5)200v-300v，直流供电线路。

T5规格LED灯管连线具体图例说明，如图3为直接替换荧光灯管的连线结构，图4为直接由市电供电的连线结构，图5为经可控硅调光后接入市电的连线结构。

T5规格LED灯管的测试结果如下：

测试设备：远方9800功率测试仪，0-300V交流调压器，交流隔离变压器；直接接交流电源：

电压(v)	电流(ma)	功率(W)	功率因数
				220	82	168	0921

外接电子整流器(庆溢灯架)

1.接市电220V时工作时，功率16W，较荧光灯T5灯管(28W)，节电12W，超过0.9的功率因数。

2.接电子整流器工作时，当外界电压低至电子整流器无法起振时(若接荧光灯管，此时荧光灯管无法启辉，灯管亮不起来)，LED灯管自动提升功率工作，保持良好的照明输出，当外界电压升高后，灯管自动切换到正常工作状态。标准电压220V时，输出功率为16W，较荧光灯管省电12W。功率因数高。

Claims

1.一种兼容型LED灯管驱动器，其特征是包括依次连接的抗浪涌单元、整流滤波单元、第一LED灯组、线性恒流单元和第二LED灯组，以及一切换控制单元；所述切换控制单元接整流滤波单元，并分别控制第一LED灯组和第二LED灯组；当切换控制单元检测到整流后输出为低频信号时，切换控制单元不输出控制信号，第一LED灯组、线性恒流单元和第二LED灯组形成串联工作模式；当切换控制单元检测到整流后输出为高频信号时，切换控制单元输出控制信号，切换至第一LED灯组和第二LED灯组为并联工作模式，而关闭线性恒流单元；所述的第一LED灯组和第二LED灯组是由若干个LED灯珠串联后，再将若干个LED灯珠串并接在一起的组合。

2.根据权利要求1所述的兼容型LED灯管驱动器，其特征是抗浪涌单元是由一个串接在回路上的保险丝Fuse和并接在输入端上的压敏电阻R1组成。

3.根据权利要求1所述的兼容型LED灯管驱动器，其特征是整流滤波单元是一高频桥堆D1、一个快速恢复二极管D2和高频滤波电容C4组成，整流桥堆D1输出接二极管D2，二极管D2输出接高频滤波电容C4；所述的高频滤波电容C4采用涤纶电容或高压贴片电容。

4.根据权利要求1所述的兼容型LED灯管驱动器，其特征是切换控制单元由三个电容C1，C2，C3、一个电阻R1、一个限压二极管Z1及两个可控硅SCR1和SCR2组成；电容C1，C2，C3和电阻R1组成一电容分压电路，电容C2高压端连接可控硅SCR1的控制脚，可控硅SCR1分别接整流滤波单元输出端与第二LED灯组输入端之间；电容C3的高压端经限压二极管Z1后与可控硅的SCR2的控制脚相连，可控硅SCR2分别接第二LED灯组输出端与回流之间；借助两个可控硅SCR1和SCR2的通断，切换第一LED灯组和第二LED灯组是在并联或者串联的工作模式。

5.根据权利要求1所述的兼容型LED灯管驱动器，其特征是线性恒流单元由两个三极管Q1、Q2、电阻R2、R3、高速恢复二极管D3和稳压管Z2组成；三极管Q1、Q2组成复合管，电阻R2接在复合管的集电极和基极之间，稳压管Z2接复合管的基极和输出端；电阻R3串接在复合管发射极和输出端上，高速恢复二极管D3接在单元输入端上；所述的三极管Q1为低功率三极管，三极管Q2为开关三极管；该单元输入端与第一LED灯组的输出端相连接，输出与第二LED灯组的输入端相连接。