CN203761638U - 一种具有线性调光效果的高效led灯管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有线性调光效果的高效LED灯管，包括灯壳以及设置在灯壳内的光源模组PCB板、LED灯珠、LED驱动器，所述灯壳包括绝缘套筒以及装配在绝缘套筒两端的灯座，所述灯座上设有用于接入输入电源的针脚，所述针脚分别与光源模组PCB板、LED灯珠、LED驱动器实现电连接，所述LED驱动器包括输入保护单元、全桥整流单元、电压采样单元、控制单元以及输出驱动单元。本实用新型采用上述结构，能够使LED灯调光效果较为理想，尤其是线性调光效果更好。

Description

一种具有线性调光效果的高效LED灯管

技术领域

本实用新型涉及LED调光领域，具体是一种具有线性调光效果的高效LED灯管。

背景技术

由于传统的TRIAC调光器针对的是白炽灯、金卤灯一类的光源，传统的白炽灯，属于阻性负载，其线性特性好，采用TRIAC调光时，调光性能卓越，但是白炽灯的光效较低，在能源紧缺的现在，高光效的LED，应用越来越广泛，但是LED本身属于容性负载，且需要低压直流驱动，因此，若是采用电源转换器，必然用到开关电源方案，若是采用线性驱动，则可以采用多颗LED串联的方式。开关电源的较佳工作状态通常设定在感性状态，而采用多颗LED串联的方式，则表现为LED自身的容性特征，并且在输入电源的瞬态电压低于LED的导通电压的区间内，LED不能导通发光。因此，TRIAC调光器对这种特性的LED灯管进行调光时，调光效果就不理想。

实用新型内容

本实用新型提供了一种具有线性调光效果的高效LED灯管，解决了目前的LED灯调光效果不理想，尤其是线性调光效果差的问题。

本实用新型的另一个目的是在保证光源模组PCB板具有较高的载流能力、导热能力的基础上，尽可能地降低成本。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种具有线性调光效果的高效LED灯管，包括灯壳以及设置在灯壳内的光源模组PCB板、LED灯珠、LED驱动器，所述灯壳包括绝缘套筒以及装配在绝缘套筒两端的灯座，所述灯座上设有用于接入输入电源的针脚，所述针脚分别与光源模组PCB板、LED灯珠、LED驱动器实现电连接，所述LED驱动器包括输入保护单元、全桥整流单元、电压采样单元、控制单元以及输出驱动单元，所述输入保护单元的输出端与全桥整流单元的输入端连接，全桥整流单元的输出端与控制单元、电压采样单元的输入端连接，所述电压采样单元的输出端与控制单元的另一输入端连接，控制单元的输出端与输出驱动单元的输入端连接。

进一步地，所述光源模组PCB板为铝基板，所述铝基板从上往下依次是线路板层、导热绝缘层、铝基层。

进一步地，所述线路板层的铜箔的厚度为34μm。

进一步地，所述导热绝缘层采用环氧树脂或玻璃布制成。

进一步地，所述铝基层的下层由铜制成，上层由铝制成。

进一步地，所述输入保护单元包括保险丝和压敏电阻R1，保险丝的一端作为输入端连接火线L，另一端和压敏电阻R1的一端相连接，保险丝的另一端还与全桥整流单元的一个输入端相连；压敏电阻R1的另一端作输入端连接零线N，同时该端还与全桥整流单元的另一个输入端相连接。

进一步地，所述全桥整流单元包括整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4，整流二极管D1的阳极和整流二极管D3的阴极相连接，整流二极管D2的阳极和整流二极管D4的阴极相连接，所述整流二极管D1的阴极和整流二极管D2的阴极相连接，整流二极管D3的阳极与整流二极管D4的阳极相连接，整流二极管D1的阳极作为全桥整流单元的一个输入端，整流二极管D2的阳极作为全桥整流单元的另一个输入端，所述整流二极管D2的阴极作为全桥整流单元的正输出端，整流二极管D4的阳极作为全桥整流单元的负输出端。

进一步地，所述电压采样单元包括电阻R2、电阻R3、整流二极管D5、稳压二极管D6、电容C1，所述电阻R2的一端与整流二极管D1的阴极连接，电阻R2的另一端与整流二极管D5的阳极连接，所述电阻R3的一端与整流二极管D5的阳极连接，另一端与零线N连接，所述稳压二极管D6的阳极与零线N连接，稳压二极管D6的阴极与整流二极管D5的阴极连接，所述电容C1的一端与整流二极管D5的阴极连接，另一端与零线N连接。

进一步地，所述控制单元包括控制芯片U1、功率场效应管D7、电阻R4、电阻R5、电容C2，所述整流二极管D5的阴极、稳压二极管D6的阴极、电容C1的一端共同连接到控制芯片U1的VREF端，控制芯片U1的供电端HV直接连接到整流二极管D1的阴极；控制芯片U1的固定导通时间控制端RT与电阻R4的一端连接；控制芯片U1的负反馈输入端CS与功率场效应管D7的源极端、电阻R5的一端连接；控制芯片U1的输出控制端DRV与功率场效应管D7的栅极端连接，电阻R4的另一端、电阻R5的另一端连接到零线N，所述电容C2的一端与控制芯片U1的内部电源端VCC连接，另一端与零线N连接。控制芯片401包括6个引出端，分别是VREF端、RT端、CS端、DRV端、HV端、VCC端，VREF端作为外部参考电压接口，为保护信号输入端；RT端为固定导通时间控制端；CS端为负反馈输入端；DRV端为输出控制端；HV端为供电端；VCC端为内部电源端，该芯片主要通过设定电阻R4的阻值来设定输出电流，本领域的技术人员能够知晓其结构，也能够采用不同的结构来实现上述各个引出端的功能。

进一步地，所述输出驱动单元包括二极管D8、电感L1、电解电容C3、电容C4，所述二极管D8的阳极与功率场效应管D7的漏极端连接，二极管D8的阴极与整流二极管D2的阴极、电解电容C3的正极连接，所述电感L1的两端分别连接二极管D8的阳极、电解电容C3的负极，所述电容C4的两端分别连接在电解电容C3的两端,LED灯珠连接在电解电容C3的两端。

本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型通过全桥整流单元将交流市电转换成单向正弦脉冲波，在控制芯片的作用下，控制输出电流的大小，控制输出波形，从而实现调光。

（2）本实用新型的输出驱动单元中的电解电容C3以及电容C4使输出波形相对平滑，从而使线性调节更自然、调光效果更好。

（3）本实用新型的光源模组PCB板采用铝基板结构，在保证光源模组PCB板具有较高的载流能力、导热能力的基础上，尽可能地降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的灯管的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例1的灯座的横截面图；

图3为本实用新型的实施例1的灯管的横截面图；

图4为本实用新型的实施例5的结构框图；

图5为本实用新型的实施例5的电路原理图；

图6为输入的单向正弦脉冲波形图；

图7为输出电压波形图；

图8为交流市电的电压波形被切去一部分后的波形图；

图9为输出电压波形图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

实施例1：

如图1、图2、图3所示，本实施例所述的一种具有线性调光效果的高效LED灯管，包括灯壳以及设置在灯壳内的光源模组PCB板1、LED灯珠2、LED驱动器3，灯壳包括绝缘套筒4以及装配在绝缘套筒4两端的灯座5，灯座5上设有用于接入输入电源的针脚6，针脚6分别与光源模组PCB板1、LED灯珠2、LED驱动器3实现电连接，通过针脚6，使外部电源对光源模组PCB板1、LED灯珠2、LED驱动器3进行供电。

本实施例的LED驱动器3包括输入保护单元、全桥整流单元、电压采样单元、控制单元以及输出驱动单元，输入保护单元的输出端与全桥整流单元的输入端连接，全桥整流单元的输出端与控制单元、电压采样单元的输入端连接，电压采样单元的输出端与控制单元的另一输入端连接，控制单元的输出端与输出驱动单元的输入端连接。

保护单元为整个驱动器提供保护，避免烧坏，交流市电通过经全桥整流单元转换成单向正弦脉冲波，以对后面的元器件进行供电，电压采样单元用于采集电压信号，并决定控制单元的工作状态，输出驱动单元则对LED模组进行驱动，并使其发光。本实施例通过各个单元的紧密配合，尤其是通过控制单元的控制作用，使输出驱动单元获得不同大小的电流，从而既实现了LED模组的亮度调节，同时也保护了LED模组。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，不同的地方是，本实施例的光源模组PCB板1为铝基板，铝基板从上往下依次是线路板层、导热绝缘层、铝基层，线路板层主要是电路，它需要具备一定的载流能力，以实现一定的信号传输；导热绝缘层的主要作用是绝缘；而铝基层的作用是支撑、导热。由于铜的价格较高，因此一般都会把线路板层上的铜箔做得比较薄，以降低成本，但是铜箔太薄的话，则会影响产品的载流能力。因此，发明人经过长期、大量的研究发现，为了尽可能地降低成本，同时还得保证线路板层的载流能力，将线路板层的铜箔的厚度设计成34μm时，线路板层的载流能力和成本达到最优化。

实施例3：

本实施例与实施例2基本相同，不同的地方是，本实施例的导热绝缘层采用环氧树脂或玻璃布制成，环氧树脂或玻璃布完全能够达到本实施例所采用PCB板结构的要求，在起到了良好的绝缘效果的基础上，还能进一步降低成本。

实施例4：

本实施例与实施例2基本相同，不同的地方是，本实施例的铝基层的下层由铜制成，上层由铝制成，铜导热性较好，而铝散热性较好，因此，通过铝和铜的结合，不仅导热、散热好，同时还增强了铝基层的抗折性。

实施例5：

如图4所示，本实施例与实施例1基本相同，不同的地方是输入保护单元包括保险丝和压敏电阻R1，保险丝的一端作为输入端连接火线L，另一端和压敏电阻R1的一端相连接，保险丝的另一端还与全桥整流单元的一个输入端相连；压敏电阻R1的另一端作输入端连接零线N，同时该端还与全桥整流单元的另一个输入端相连接。

本实施例的全桥整流单元包括整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4，整流二极管D1的阳极和整流二极管D3的阴极相连接，整流二极管D2的阳极和整流二极管D4的阴极相连接，所述整流二极管D1的阴极和整流二极管D2的阴极相连接，整流二极管D3的阳极与整流二极管D4的阳极相连接，整流二极管D1的阳极作为全桥整流单元的一个输入端，整流二极管D2的阳极作为全桥整流单元的另一个输入端，所述整流二极管D2的阴极作为全桥整流单元的正输出端，整流二极管D4的阳极作为全桥整流单元的负输出端。

本实施例的电压采样单元包括电阻R2、电阻R3、整流二极管D5、稳压二极管D6、电容C1，所述电阻R2的一端与整流二极管D1的阴极连接，电阻R2的另一端与整流二极管D5的阳极连接，所述电阻R3的一端与整流二极管D5的阳极连接，另一端与零线N连接，所述稳压二极管D6的阳极与零线N连接，稳压二极管D6的阴极与整流二极管D5的阴极连接，所述电容C1的一端与整流二极管D5的阴极连接，另一端与零线N连接。

本实施例的控制单元包括控制芯片U1、功率场效应管D7、电阻R4、电阻R5、电容C2，所述整流二极管D5的阴极、稳压二极管D6的阴极、电容C1的一端共同连接到控制芯片U1的VREF端，控制芯片U1的供电端HV直接连接到整流二极管D1的阴极；控制芯片U1的固定导通时间控制端RT与电阻R4的一端连接；控制芯片U1的负反馈输入端CS与功率场效应管D7的源极端、电阻R5的一端连接；控制芯片U1的输出控制端DRV与功率场效应管D7的栅极端连接，电阻R4的另一端、电阻R5的另一端连接到零线N，所述电容C2的一端与控制芯片U1的内部电源端VCC连接，另一端与零线N连接。

本实施例的输出驱动单元包括二极管D8、电感L1、电解电容C3、电容C4，所述二极管D8的阳极与功率场效应管D7的漏极端连接，二极管D8的阴极与整流二极管D2的阴极、电解电容C3的正极连接，所述电感L1的两端分别连接二极管D8的阳极、电解电容C3的负极，所述电容C4的两端分别连接在电解电容C3的两端,LED灯珠2连接在电解电容C3的两端。

本实施例的工作原理：当LED驱动器前端未连接TRIAC调光器时，交流市电通过保护单元，经全桥整流单元转换成单向正弦脉冲波，如图6所示。通过设定连接到控制芯片U1的RT端的电阻R4的阻值，设定额定的工作电压对应的输出电流。电压采样单元采样信号判定控制芯片U1的工作模式，若采样信号小于VREF，则控制芯片U1以固定的占空比工作，其输出电流电压波形如图7所示。由于LED驱动器加入了体积较大的电解电容C3和电容C4，所以输出电流波形比较平滑。当LED驱动器前端连接TRIAC调光器且处于某一调光状态时，交流市电的电压波形被切去一部分，如图8所示，同样由于电解电容C3和电容C4的存在，输出电流波形比较平滑，只是输出幅度变小了，输出电流波形如图9所示。LED模组有效光输出相应减少，从而起到调光的效果。若采样的信号大于VREF，则电流反馈电阻R5的采样信号有效，通过CS端进入控制芯片U1，以调整控制芯片U1的DRV端输出的信号，达到降低输出电流的作用。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外，本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。

Claims (10)

1.一种具有线性调光效果的高效LED灯管，其特征在于：包括灯壳以及设置在灯壳内的光源模组PCB板（1）、LED灯珠（2）、LED驱动器（3），所述灯壳包括绝缘套筒（4）以及装配在绝缘套筒（4）两端的灯座（5），所述灯座（5）上设有用于接入输入电源的针脚（6），所述针脚（6）分别与光源模组PCB板（1）、LED灯珠（2）、LED驱动器（3）实现电连接，所述LED驱动器（3）包括输入保护单元、全桥整流单元、电压采样单元、控制单元以及输出驱动单元，所述输入保护单元的输出端与全桥整流单元的输入端连接，全桥整流单元的输出端与控制单元、电压采样单元的输入端连接，所述电压采样单元的输出端与控制单元的另一输入端连接，控制单元的输出端与输出驱动单元的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有线性调光效果的高效LED灯管，其特征在于：所述光源模组PCB板（1）为铝基板，所述铝基板从上往下依次是线路板层、导热绝缘层、铝基层。

3.根据权利要求2所述的一种具有线性调光效果的高效LED灯管，其特征在于：所述线路板层的铜箔的厚度为34μm。

4.根据权利要求2所述的一种具有线性调光效果的高效LED灯管，其特征在于：所述导热绝缘层采用环氧树脂或玻璃布制成。

5.根据权利要求2所述的一种具有线性调光效果的高效LED灯管，其特征在于：所述铝基层的下层由铜制成，上层由铝制成。

6.根据权利要求1所述的一种具有线性调光效果的高效LED灯管，其特征在于：所述输入保护单元包括保险丝和压敏电阻R1，保险丝的一端作为输入端连接火线L，另一端和压敏电阻R1的一端相连接，保险丝的另一端还与全桥整流单元的一个输入端相连；压敏电阻R1的另一端作输入端连接零线N，同时该端还与全桥整流单元的另一个输入端相连接。

7.根据权利要求6所述的一种具有线性调光效果的高效LED灯管，其特征在于：所述全桥整流单元包括整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4，整流二极管D1的阳极和整流二极管D3的阴极相连接，整流二极管D2的阳极和整流二极管D4的阴极相连接，所述整流二极管D1的阴极和整流二极管D2的阴极相连接，整流二极管D3的阳极与整流二极管D4的阳极相连接，整流二极管D1的阳极作为全桥整流单元的一个输入端，整流二极管D2的阳极作为全桥整流单元的另一个输入端，所述整流二极管D2的阴极作为全桥整流单元的正输出端，整流二极管D4的阳极作为全桥整流单元的负输出端。

8.根据权利要求7所述的一种具有线性调光效果的高效LED灯管，其特征在于：所述电压采样单元包括电阻R2、电阻R3、整流二极管D5、稳压二极管D6、电容C1，所述电阻R2的一端与整流二极管D1的阴极连接，电阻R2的另一端与整流二极管D5的阳极连接，所述电阻R3的一端与整流二极管D5的阳极连接，另一端与零线N连接，所述稳压二极管D6的阳极与零线N连接，稳压二极管D6的阴极与整流二极管D5的阴极连接，所述电容C1的一端与整流二极管D5的阴极连接，另一端与零线N连接。

9.根据权利要求8所述的一种具有线性调光效果的高效LED灯管，其特征在于：所述控制单元包括控制芯片U1、功率场效应管D7、电阻R4、电阻R5、电容C2，所述整流二极管D5的阴极、稳压二极管D6的阴极、电容C1的一端共同连接到控制芯片U1的VREF端，控制芯片U1的供电端HV直接连接到整流二极管D1的阴极；控制芯片U1的固定导通时间控制端RT与电阻R4的一端连接；控制芯片U1的负反馈输入端CS与功率场效应管D7的源极端、电阻R5的一端连接；控制芯片U1的输出控制端DRV与功率场效应管D7的栅极端连接，电阻R4的另一端、电阻R5的另一端连接到零线N，所述电容C2的一端与控制芯片U1的内部电源端VCC连接，另一端与零线N连接。

10.根据权利要求9所述的一种具有线性调光效果的高效LED灯管，其特征在于：所述输出驱动单元包括二极管D8、电感L1、电解电容C3、电容C4，所述二极管D8的阳极与功率场效应管D7的漏极端连接，二极管D8的阴极与整流二极管D2的阴极、电解电容C3的正极连接，所述电感L1的两端分别连接二极管D8的阳极、电解电容C3的负极，所述电容C4的两端分别连接在电解电容C3的两端,LED灯珠（2）连接在电解电容C3的两端。