CN204291440U - 适用于交流电源的led灯具和照明系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种适用于交流电源的LED灯具,LED灯具的可控硅的阳极与交流电源的火线连接;过零检测电路用于检测交流电源的交流电过零点,设置有检测端,检测端与可控硅的阴极连接;控制芯片设置有脉冲信号输出端以及串行信号输入端,脉冲信号输出端通过第一限流电阻与受控硅的受控端连接;红外接收器设置有串行信号输出端,串行信号输出端与串行信号输入端连接;全波整流电路用于对交流电源的交流电进行全波整流,平滑滤波电路包括第五二极管以及滤波电容,LED灯组的阳极与第五二极管的阴极连接。本实用新型还公开一种照明系统。通过上述方式,本实用新型能够降低成本并具有调光功能,有效提升实用性。

Description

适用于交流电源的LED灯具和照明系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及LED,特别是涉及一种适用于交流电源的LED灯具和应用该LED灯具的照明系统。
背景技术
[0002] 随着社会发展,能源利用问题已经越来越突出,每年电能的使用量日益增加,导致能源危机日益显现。目前,LED灯具有耗能低、无污染、不含汞、无屏闪、易控制、可以调光以及使用寿命长等优点,因此LED灯具被广泛推广应用。
[0003] 现有技术中,现有技术中的LED灯具大都采用直流供电,但市电一般为110-220V的交流电,因此,在现有技术中,需要设置复杂的驱动电路来将市电转换为恒定的直流电压,并利用该恒定直流电压对LED灯具进行供电。
[0004] 但,设置该驱动电路会造成成本的提升,并令到电路变得复杂,从而造成维修不便的问题,并且,由于采用恒定的直流电压,因此LED灯具的工作状态只能在亮-不亮之前进行切换,并不具备调光功能。
[0005] 综上所述,有必要提供一种适用于交流电源的LED灯具和照明系统以解决上述问题。
实用新型内容
[0006] 本实用新型解决的技术问题是,提供一种适用于交流电源的LED灯具和照明系统,能够降低成本并具有调光功能。
[0007] 为解决上述技术问题,本实用新型采用的一个技术方案是:提供一种适用于交流电源的LED灯具,其包括可控硅、控制芯片、全波整流电路、过零检测电路、平滑滤波电路、LED灯组以及红外接收传感器,其中:可控硅的阳极与交流电源的火线连接;过零检测电路用于检测交流电源的交流电过零点,设置有检测端和电平输出端,检测端与可控硅的阴极连接,电平输出端输出过零点信号;控制芯片设置有脉冲信号输出端、电平输入端以及串行信号输入端,脉冲信号输出端通过第一限流电阻与可控硅的受控端连接,电平输入端与电平输出端连接;红外接收传感器用于接收红外控制信号,设置有串行信号输出端,串行信号输出端与串行信号输入端连接,红外接收传感器根据红外控制信号在串行信号输出端输出对应的亮度控制信号;全波整流电路用于对交流电源的交流电进行全波整流以获取电压值波动的直流电压,设置有第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端,第一输入端与可控硅的阴极连接,第二输入端与交流电源的零线连接,第一输出端与平滑滤波电路连接,第二输出端接地;平滑滤波电路用于对电压值波动的直流电压进行平滑滤波以获取恒定电压,其包括第五二极管以及滤波电容,第五二极管的阳极与第一输出端连接、阴极通过滤波电容接地;LED灯组的阳极与第五二极管的阴极连接、阴极通过第二限流电阻接地;控制芯片进一步根据亮度控制信号、过零点信号在脉冲信号输出端输出与过零点信号相距不同时间的脉冲信号,以控制可控硅的导通时间,从而调整恒定电压的大小。
[0008] 其中,LED灯具还包括限压保护电路,限压保护电路包括NMOS管、电感、第六二极管以及电压比较器,其中:NM0S管的漏极与第五二极管的阴极连接、源极通过电感与LED灯组的阳极连接;第六二极管的阴极与NMOS管的源极连接、阳极与LED灯组的阴极连接;电压比较器的同相输入端输入一参考电压、反相输入端与LED灯组的阴极连接、输出端与NMOS管的栅极连接。
[0009] 其中,全波整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管,第一二极管的阴极与第二二极管的阳极连接,第二二极管的阴极与第四二极管的阴极连接,第四二极管的阳极与第三二极管的阴极连接,第三二极管的阳极与第一二极管的阳极连接,第一二极管的阳极作为第一输入端、阴极作为第一输出端,第四二极管的阳极作为第二输出端、阴极作为第二输入端。
[0010] 其中,过零检测电路包括:直流电压源;上拉电阻;第三限流电阻;光耦合器,设置有交流输入引脚、接地引脚以及输出引脚,交流输入引脚通过所述第三限流电阻与所述可控硅的阴极连接,所述接地引脚接地,所述直流电压源通过所述上拉电阻与所述输出引脚连接,所述输出引脚作为所述过零检测电路的所述电平输出端,所述交流输入引脚通过所述第三限流电阻与所述可控硅的阴极连接的连接点作为所述过零检测电路的检测端。
[0011] 其中,光耦合器为CNX82A芯片。
[0012] 其中,LED灯组包括多个串联的LED灯。
[0013] 其中,控制芯片为89C2051芯片。
[0014] 其中,红外接收传感器为SH1506-38芯片。
[0015] 为解决上述技术问题,本实用新型采用的另一个技术方案是:提供一种照明系统,该照明系统包括上述任一种LED灯具以及红外遥控器。
[0016] 通过上述方案,本实用新型的有益效果是:本实用新型的适用于交流电源的LED灯具通过接收红外遥控器的红外控制信号,并且在过零检测电路检测到交流电源的交流电过零点时,根据红外控制信号控制可控硅导通,从而控制LED灯组的亮暗时间,使得LED灯具具有调光功能,有效提升LED灯组的实用性,并降低成本。
附图说明
[0017] 图1是本实用新型适用于交流电源的LED灯具的结构示意图;
[0018] 图2是图1中交流电源、可控硅、过零检测电路以及平滑滤波电路的工作波形图。
具体实施方式
[0019] 本实用新型公开一种照明系统,该照明系统包括适用于交流电源的LED灯具和红外遥控器10。红外遥控器10用于发送红外控制信号至适用于交流电源的LED灯具,以控制适用于交流电源的LED灯具的亮暗。
[0020] 如图1所示,图1是本实用新型适用于交流电源的LED灯具的结构示意图。该LED灯具包括红外接收传感器11、可控硅12、控制芯片U1、全波整流电路13、过零检测电路14、平滑滤波电路15、LED灯组16以及限压保护电路17。在本实施例中,控制芯片Ul为89C2051芯片,红外接收传感器11为SH1506-38芯片。应理解,控制芯片Ul还可以为其他芯片。
[0021] 红外接收传感器11用于接收红外遥控器10的红外控制信号。红外接收传感器11设置有串行信号输出端111,串行信号输出端111与控制芯片Ui连接。其中,红外接收传感器11根据红外控制信号在串行信号输出端111输出对应的亮度控制信号至控制芯片Ulo
[0022] 可控硅12的阳极与交流电源Vs的火线连接。可控硅12的阴极与全波整流电路13连接。可控硅12的受控端通过第一限流电阻Rl与控制芯片Ul连接。
[0023] 控制芯片Ul设置有脉冲信号输出端Pl.7、电平输入端Pl.5以及串行信号输入端P1.0o脉冲信号输出端Pl.7通过第一限流电阻Rl与可控硅12的受控端连接,电平输入端Pl.5与过零检测电路14连接,串行信号输入端Pl.0与红外接收传感器11的串行信号输出端111连接。
[0024] 过零检测电路14用于检测交流电源Vs的交流电过零点。过零检测电路14设置有检测端141和电平输出端142。检测端141与可控硅12的阴极连接,电平输出端142与控制芯片Ul的电平输入端Pl.5连接,用于输出过零点信号至控制芯片Ul。
[0025] 过零检测电路14包括直流电压源VCCl ;上拉电阻R4 ;第三限流电阻R3 ;光耦合器
143。其中光耦合器143设置有交流输入引脚144、接地引脚146以及输出引脚145。交流输入引脚144通过第三限流电阻R3与可控硅12的阴极连接,接地引脚146接地,直流电压源VCCl通过上拉电阻R4与输出引脚145连接。输出引脚145作为过零检测电路14的电平输出端142,交流输入引脚144通过第三限流电阻R3与可控硅12的阴极连接的连接点作为过零检测电路14的检测端141。在本实施例中,光耦合器143优选为CNX82A芯片。
[0026] 全波整流电路13用于对交流电源Vs的交流电进行全波整流以获取电压值波动的直流电压V2,即全波整流电路13用于对经过可控硅12输出的控制电压Vl进行全波整流。全波整流电路13包括第一二极管L1、第二二极管L2、第三二极管L3、第四二极管L4。第一二极管LI的阴极与第二二极管L2的阳极连接,第二二极管L2的阴极与第四二极管L4的阴极连接,第四二极管L4的阳极与第三二极管L4的阴极连接,第三二极管L3的阳极与第一二极管LI的阳极连接。另外,全波整流电路13设置有第一输入端131、第二输入端132、第一输出端133以及第二输出端134。第一输入端131与可控硅12的阴极连接,第二输入端132与交流电源Vs的零线连接,第一输出端133与平滑滤波电路15连接,第二输出端134接地。其中,第一二极管LI的阳极作为第一输入端131,第一二极管LI的阴极作为第一输出端133 ;第四二极管L4的阳极作为第二输出端134,第四二极管L4的阴极作为第二输入端132。
[0027] 平滑滤波电路15用于对电压值波动的直流电压V2进行平滑滤波以获取恒定电压V3o平滑滤波电路15包括第五二极管L5以及滤波电容C。第五二极管L5的阳极与全波整流电路13的第一输出端133连接,第五二极管L5的阴极通过滤波电容C接地。
[0028] 限压保护电路17包括NMOS管N1、电感Ls、第六二极管L6以及电压比较器A。NMOS管NI的漏极d与第五二极管L5的阴极连接,NMOS管NI的源极s通过电感Ls与LED灯组16的阳极连接。第六二极管L6的阴极与NMOS管NI的源极s连接,第六二极管L6的阳极与LED灯组16的阴极连接。电压比较器A的同相输入端181输入一参考电压VCC2,电压比较器A的反相输入端182与LED灯组16的阴极连接,电压比较器A的输出端183与NMOS管NI的栅极g连接。
[0029] LED灯组16包括多个串联的LED灯L7。LED灯组16的阳极与第五二极管L5的阴极连接,即LED灯组16的阳极通过电感Ls和NMOS管NI与第五二极管L5的阴极连接,LED灯组16阴极通过第二限流电阻R2接地。
[0030] 控制芯片Ul进一步根据亮度控制信号、过零点信号在脉冲信号输出端Pl.7输出与过零点信号相距不同时间的脉冲信号,以控制可控硅12的导通时间,从而调整恒定电压的大小。
[0031] 下面结合实施例说明本实用新型适用于交流电源的LED灯具的工作原理。
[0032] 以交流电源Vs输入一正弦交流电为例,其中交流电源Vs的波形图如图2中a所示。在交流电源Vs输入的电压位于t轴以上时,过零检测电路14的光耦合器143工作,此时直流电压源VCCl通过上拉电阻R4接地,则电平输出端142接入低电平;在交流电源Vs输入的电压位于t轴以下时,过零检测电路14的光耦合器143停止工作,此时直流电压源VCCl通过上拉电阻R4与电平输出端142连接,此刻电平输出端142接入高电平,则可检测交流电源Vs的交流电过零点。
[0033] 用户可以根据实际需要控制LED灯组16的工作时间,即用户通过红外遥控器10发送红外控制信号至红外接收传感器11,红外接收传感器11接收到红外控制信号后传送对应的亮度控制信号至控制芯片Ul。控制芯片Ul根据亮度控制信号和过零检测电路14检测到的交流电过零点的过零点信号生成与过零点相差不同时间的脉冲信号并发送至可控硅12的受控端,以使得过零检测电路14检测到的交流电过零点后,可控硅12在延时时间tp后导通。其中,脉冲信号与过零点相差时间越长,可控硅12的导通时间越短,因此LED灯组16的亮度就越暗,反之LED灯组16的亮度越亮。
[0034] 具体而言,如图2所示,过零检测电路14检测到的交流电过零点后,控制芯片Ul的电平输入端Pl.5输入高电平,此刻结合红外遥控器发送的红外控制信号触发控制芯片Ul生成脉冲信号Vp,控制芯片Ul根据红外控制信号在延时时间tp后发送脉冲信号Vp至可控硅12以触发可控硅12导通。即在Ο-tl延时时间tp内,可控硅12不导通,在tl时刻控制芯片Ul的脉冲信号输出端Pl.7输出一脉冲信号Vp至可控硅12的受控端,使得可控硅12在tl时刻后导通。可控硅12输出的控制电压Vl经过全波整流电路13进行全波整流以获取电压值波动的直流电压V2,全波整流电路13输出的电压值波动的直流电压V2经过平滑滤波电路15进行滤波以得到恒定电压V3,LED灯组16获取到恒定电压V3后工作。在t2时刻,交流电源Vs从正电压变为负电压,此刻为交流电源Vs的交流电过零点,可控硅12在t2时刻后不导通,此刻LED灯组16停止工作。随后控制芯片Ul在延时时间tp后发送脉冲信号Vp至可控硅12以触发可控硅12导通,即在t2-t3延时时间tp内,可控硅12不导通,在t3时刻控制芯片Ul的脉冲信号输出端Pl.7输出一脉冲信号Vp至可控硅12的受控端,使得可控硅12在t3时刻后导通。可控硅12输出的控制电压Vl经过全波整流电路13进行全波整流以获取电压值波动的直流电压V2,全波整流电路13输出的电压值波动的直流电压V2经过平滑滤波电路15进行滤波以得到恒定电压V3,LED灯组16获取到恒定电压V3后工作。
[0035] 总的来说,控制芯片Ul在交流电源Vs的交流电过零点后延时时间tp后控制可控硅12导通。
[0036] 进一步地,为了保护LED灯组16安全工作,电压比较器A的反相输入端182实时获取第二限流电阻R2的电压V4,在电压比较器A的同相输入端181的电压VCC2大于反向输入端182的电压V4时,电压比较器A的输出端183输出高电平,NMOS管NI导通,LED灯组16正常工作,同时电感Ls储存电能。当电压出现异常,有较高的电压通过NMOS管NI时,根据分压原理,V4会增大,此时电压比较器A的同相输入端181的电压VCC2小于反向输入端182的电压V4,电压比较器A的输出端183输出低电平,NMOS管NI不导通,此刻电感Ls充当电源,并为LED灯组16提供电能,直到电感Ls内存储的电流变小,使得反向输入端182的电压V4降低,从而令电压比较器A的同相输入端181的电压VCC2再次大于反向输入端182的电压V4。通过上述电路结构,本实用新型可保持LED灯组16不被突发的高电压干扰。
[0037] 综上,本实用新型的适用于交流电源的LED灯具通过接收红外遥控器的红外控制信号,并且在过零检测电路检测到交流电源的交流电过零点时,根据红外控制信号控制可控硅导通,从而控制LED灯组的亮暗时间,使得LED灯具具有调光功能,有效提升LED灯组的实用性,并降低成本。
[0038] 以上所述仅为本实用新型的实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种适用于交流电源的LED灯具,其特征在于,包括可控硅、控制芯片、全波整流电路、过零检测电路、平滑滤波电路、LED灯组以及红外接收传感器,其中: 所述可控硅的阳极与交流电源的火线连接; 所述过零检测电路用于检测所述交流电源的交流电过零点,设置有检测端和电平输出端,所述检测端与所述可控硅的阴极连接,所述电平输出端输出过零点信号; 所述控制芯片设置有脉冲信号输出端、电平输入端以及串行信号输入端,所述脉冲信号输出端通过第一限流电阻与所述可控硅的受控端连接,所述电平输入端与所述电平输出端连接; 所述红外接收传感器用于接收红外控制信号,设置有串行信号输出端,所述串行信号输出端与所述串行信号输入端连接,所述红外接收传感器根据所述红外控制信号在所述串行信号输出端输出对应的亮度控制信号; 所述全波整流电路用于对所述交流电源的交流电进行全波整流以获取电压值波动的直流电压,设置有第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端,所述第一输入端与所述可控硅的阴极连接,所述第二输入端与所述交流电源的零线连接,所述第一输出端与所述平滑滤波电路连接,所述第二输出端接地; 所述平滑滤波电路用于对所述电压值波动的直流电压进行平滑滤波以获取恒定电压,其包括第五二极管以及滤波电容,所述第五二极管的阳极与所述第一输出端连接、阴极通过所述滤波电容接地; 所述LED灯组的阳极与所述第五二极管的阴极连接、阴极通过第二限流电阻接地; 所述控制芯片进一步根据所述亮度控制信号、所述过零点信号在所述脉冲信号输出端输出与所述过零点信号相距不同时间的脉冲信号,以控制所述可控硅的导通时间,从而调整所述恒定电压的大小。
2.根据权利要求1所述的LED灯具,其特征在于,所述LED灯具还包括限压保护电路,所述限压保护电路包括NMOS管、电感、第六二极管以及电压比较器,其中: 所述NMOS管的漏极与所述第五二极管的阴极连接、源极通过所述电感与所述LED灯组的阳极连接; 所述第六二极管的阴极与所述NMOS管的源极连接、阳极与所述LED灯组的阴极连接;所述电压比较器的同相输入端输入一参考电压、反相输入端与所述LED灯组的阴极连接、输出端与所述NMOS管的栅极连接。
3.根据权利要求1所述的LED灯具,其特征在于,所述全波整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管,所述第一二极管的阴极与所述第二二极管的阳极连接,所述第二二极管的阴极与所述第四二极管的阴极连接,所述第四二极管的阳极与所述第三二极管的阴极连接,所述第三二极管的阳极与所述第一二极管的阳极连接,所述第一二极管的阳极作为所述第一输入端、阴极作为所述第一输出端,所述第四二极管的阳极作为所述第二输出端、阴极作为所述第二输入端。
4.根据权利要求1所述的LED灯具,其特征在于,所述过零检测电路包括: 直流电压源; 上拉电阻; 第三限流电阻; 光耦合器,设置有交流输入引脚、接地引脚以及输出引脚,所述交流输入引脚通过所述第三限流电阻与所述可控硅的阴极连接,所述接地引脚接地,所述直流电压源通过所述上拉电阻与所述输出引脚连接,所述输出引脚作为所述过零检测电路的所述电平输出端,所述交流输入引脚通过所述第三限流电阻与所述可控硅的阴极连接的连接点作为所述过零检测电路的检测端。
5.根据权利要求4所述的LED灯具,其特征在于,所述光耦合器为CNX82A芯片。
6.根据权利要求1所述的LED灯具,其特征在于,所述LED灯组包括多个串联的LED灯。
7.根据权利要求1所述的LED灯具,其特征在于,所述控制芯片为89C2051芯片。
8.根据权利要求1所述的LED灯具,其特征在于,所述红外接收传感器为Sra506-38芯片。
9.一种照明系统,其特征在于,所述照明系统包括权利要求1至6任一项所述的LED灯具以及红外遥控器。
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