CN207589235U - 一种防触电的led灯管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防触电的LED灯管，包括设置于LED灯管一端的第一导电端子和第二导电端子、设置于LED灯管另一端的第三导电端子和第四导电端子、整流电路和LED灯板，第一导电端子、第三导电端子与整流电路的输入端连接，LED灯管还包括主控单元和开关控制电路，第二导电端子、第四导电端子与主控单元连接，主控单元的输出端与开关控制电路的输入端连接，整流电路的输出端通过开关控制电路与LED灯板的输入端连接，主控单元用于在第一导电端子和第二导电端子、第三导电端子和第四导电端子均短路时，触发开关控制电路导通；本实用新型通过设置主控单元和开关控制电路实现防漏电，提高了LED灯管的防触电性能。

Description

一种防触电的LED灯管

技术领域

本实用新型涉及LED灯领域，尤其是一种防触电的LED灯管。

背景技术

LED光源作为新型照明产品逐步取代原来的荧光灯照明产品，在实际应用中，一种是全新建筑和装修直接采用了LED照明产品，另一种则是已装修布局好的旧有荧光灯照明系统。LED照明产品是直接由交流市电驱动的，而传统荧光灯不是直接由交流市电驱动，由电子镇流器进行升压且电压是从荧光灯管两端输入驱动荧光灯管，在使用新型普通LED照明产品时，需要修改旧有荧光灯照明系统的线路，将电子镇流器去掉，由于安全考虑，防止人员在安装LED灯管过程中触电，美国UL安全认证要求：当灯管一端的灯针连接到火线(LINE)时，灯管另一端的灯针连接人体等效网络后对地漏电流要小于5MIU；测试方式如图1所示，图1是美国UL安全认证的测试示意图。为了达到此项安全认证的要求，对LED灯管的改进十分迫切。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种防触电的LED灯管，用于提高LED灯管的防触电性能。

本实用新型所采用的技术方案是：一种防触电的LED灯管，包括设置于所述LED灯管一端的第一导电端子和第二导电端子、设置于所述LED灯管另一端的第三导电端子和第四导电端子、整流电路、LED驱动电路和LED灯板，所述第一导电端子、第三导电端子与整流电路的输入端连接，所述LED灯管还包括主控单元和开关控制电路，所述第二导电端子、第四导电端子与主控单元连接，所述主控单元的输出端与开关控制电路的输入端连接，所述整流电路的输出端通过开关控制电路与LED驱动电路的输入端连接，所述LED驱动电路的输出端与LED灯板的输入端连接；所述主控单元用于在第一导电端子和第二导电端子、第三导电端子和第四导电端子均短路时，触发所述开关控制电路导通。

进一步地，所述主控单元包括信号检测电路和信号处理电路，所述第二导电端子、第四导电端子与信号检测电路的输入端连接，所述信号检测电路的输出端与信号处理电路的输入端连接，所述信号检测电路用于在第一导电端子和第二导电端子、第三导电端子和第四导电端子均短路时，输出控制信号至所述信号处理电路，所述信号处理电路用于在接收到所述控制信号时，触发所述开关控制电路导通。

进一步地，所述信号检测电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管、第二二极管和与逻辑电路；所述第二导电端子与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与第三电阻的一端、与逻辑电路的输入端连接，所述第三电阻的另一端接地；所述第四导电端子与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与第四电阻的一端、与逻辑电路的输入端连接，所述第四电阻的另一端接地；所述与逻辑电路的输出端与信号处理电路的输入端连接。

进一步地，所述与逻辑电路包括第三二极管和第四二极管，所述第一二极管的负极与第三二极管的负极连接，所述第二二极管的负极与第四二极管的负极连接，所述第三二极管的正极、第四二极管的正极与信号处理电路的输入端连接。

进一步地，所述信号检测电路还包括第一滤波电容，所述第一滤波电容的一端与第一二极管的负极连接，所述第一滤波电容的另一端接地。

进一步地，所述信号检测电路还包括第二滤波电容，所述第二滤波电容的一端与第二二极管的负极连接，所述第二滤波电容的另一端接地。

进一步地，所述信号处理电路包括基准电压电路和运算放大器或者电压比较器，所述信号检测电路的输出端、基准电压电路的输出端与运算放大器或者电压比较器的输入端连接，所述运算放大器或者电压比较器的输出端与开关控制电路的输入端连接。

进一步地，所述信号处理电路为微处理器及其外围电路。

进一步地，所述开关控制电路包括MOS管、三极管或可控硅。

进一步地，所述LED驱动电路为BP2329A LED恒流控制芯片及其外围电路。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种防触电的LED灯管，包括设置于LED灯管一端的第一导电端子和第二导电端子、设置于LED灯管另一端的第三导电端子和第四导电端子、整流电路和LED灯板，第一导电端子、第三导电端子与整流电路的输入端连接，LED灯管还包括主控单元和开关控制电路，第二导电端子、第四导电端子与主控单元连接，主控单元的输出端与开关控制电路的输入端连接，整流电路的输出端通过开关控制电路与LED灯板的输入端连接，主控单元用于在第一导电端子和第二导电端子、第三导电端子和第四导电端子均短路时，触发开关控制电路导通；设置主控单元和开关控制电路实现防漏电，提高了LED灯管的防触电性能。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

图1是美国UL安全认证的测试示意图；

图2是本实用新型一种防触电的LED灯管的一具体实施例结构示意图；

图3是本实用新型一种防触电的LED灯管的一具体实施例结构框图；

图4是本实用新型一种防触电的LED灯管的LED电源的一具体实施例示意图；

图5是本实用新型一种防触电的LED灯管的LED电源的一具体实施例电路原理图；

其中，A-灯针；B-LED电源；C-LED灯外壳；D-LED灯珠；E-LED灯板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

一种防触电的LED灯管，参考图2和图3，图2是本实用新型一种防触电的LED灯管的一具体实施例结构示意图；图3是本实用新型一种防触电的LED灯管的一具体实施例结构框图；LED灯管包括导电端子(即灯针A)、LED灯外壳C、设置于LED灯外壳C内的LED电源B和LED灯板E，LED灯板E包括多个LED灯珠D；具体地，导电端子包括设置于LED灯管一端的第一导电端子L和第二导电端子LS、设置于LED灯管另一端的第三导电端子N和第四导电端子NS，LED电源B包括整流电路、LED驱动电路、主控单元和开关控制电路，第一导电端子L、第三导电端子N与整流电路的输入端连接，第二导电端子LS、第四导电端子NS与主控单元连接，主控单元的输出端与开关控制电路的输入端连接，整流电路的输出端通过开关控制电路与LED驱动电路的输入端连接，LED驱动电路的输出端与LED灯板的输入端连接，LED驱动电路的输出端与LED灯板的LED-和LED+连接；主控单元用于在第一导电端子L和第二导电端子LS、第三导电端子N和第四导电端子NS均短路时，触发开关控制电路导通。本实用新型通过设置主控单元和开关控制电路，实现防漏电，提高了LED灯管的防触电性能，在进行美国UL安全认证的漏电测试时，由于测试时仅一端短路，因此，LED灯管无法导通，可以通过安全认证；另外，测试时的漏电流小于5MIU，符号UL的安全规则要求。

作为技术方案的进一步改进，参考图4，图4是本实用新型一种防触电的LED灯管的LED电源的一具体实施例示意图；主控单元包括信号检测电路2和信号处理电路4，第二导电端子LS、第四导电端子NS与信号检测电路2的输入端连接，信号检测电路2的输出端与信号处理电路4的输入端连接，信号检测电路2用于在第一导电端子L和第二导电端子LS、第三导电端子N和第四导电端子NS均短路时，输出控制信号至信号处理电路4，信号处理电路4用于在接收到控制信号时，触发开关控制电路3导通。进一步地，信号检测电路2包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R12、第四电阻R11、第一二极管D5、第二二极管D6和与逻辑电路M1；第二导电端子LS与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与第一二极管D5的正极连接，第一二极管D5的负极与第三电阻R12的一端、与逻辑电路M1的输入端连接，第三电阻R12的另一端接地；第四导电端子NS与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与第二二极管D6的正极连接，第二二极管D6的负极与第四电阻R11的一端、与逻辑电路M1的输入端连接，第四电阻R11的另一端接地；与逻辑电路M1的输出端与信号处理电路4的输入端连接。

参考图2、图3和图4，信号检测电路2的工作原理是：通过与逻辑电路M1检测第二导电端子LS和第四导电端子NS的输入电平，当第二导电端子LS与第一导电端子L、第四导电端子NS与第三导电端子N分别短路时，第二导电端子LS和第四导电端子NS输入的都是高电平，则与逻辑电路M1输出高电平给信号处理电路4，当信号处理电路4检测到高电平后与内部参考电压进行比较经抗干扰处理后输出高电平驱动开关控制电路3导通。由于开关控制电路3的导通，LED驱动电路和地线与整流电路1的地线连通形成回路，LED灯板被点亮。反之，第二导电端子LS与第一导电端子L短路，或者，第四导电端子NS与第三导电端子N短路时，开关控制电路3处于断开状态，LED灯板无法被点亮；由于信号检测电路2的第一电阻R1和第二电阻R2的取值都大于1M欧姆以及信号处理电路4的工作电流小于2mA，故当开关控制电路3断开时，LED灯管的测试漏电流小于5MIU，符合UL的安全规则要求。

作为技术方案的进一步改进，参考图4，整流电路1为整流桥；开关控制电路3可以是MOS管(本实用新型中采用MOS管)，也可以是三极管、可按硅等电可控开关。与逻辑电路M1可以是与运算集成电路，也可以是由分离器件组合而成可以实现与运算功能的电路。参考图5，图5是本实用新型一种防触电的LED灯管的LED电源的一具体实施例电路原理图，本实用新型中，与逻辑电路M1包括第三二极管D8和第四二极管D11，第一二极管D5的负极与第三二极管D8的负极连接，第二二极管D6的负极与第四二极管D11的负极连接，第三二极管D8的正极、第四二极管D11的正极与信号处理电路4的输入端连接。事实上，通过改变信号处理电路的相位,也可以采用或逻辑电路来进行信号检测并经反相处理得到和与逻辑电路相同的结果。本实施例中，信号处理电路4和开关控制电路3为图5中的5。信号处理电路4包括控制器M2及其外围电路和基准电压电路，信号检测电路2的输出端、基准电压电路的输出端与控制器M2的输入端连接，控制器M2的输出端与开关控制电路3的输入端连接；控制器M2可以是具有运算功能的主控芯片等也可以是由分离器件组合而成实现比较功能的电路，本实施例中，控制器M2为运算放大器。本实施例中，参考图5，运算放大器和MOS管集成在芯片U2中，芯片U2的型号为A8036。其中，运算放大器可以使用电压比较器来代替，进一步地，信号处理电路也可以采用微处理器MCU及其外围电路。基准电压电路为第五电阻R8和第六电阻R6。

对本实用新型的LED灯管进行UL安全规则的防触电(漏电流)测试，参考图1，灯管一端连接到交流电火线(LINE)，另一端灯针对地量测漏电流，要求漏电流小于5MIU。参考图2、图4和图5，实际测试时，LED灯管的第一导电端子L和第二导电端子LS连接到交流电火线(LINE)，LED灯管的另一端的第三导电端子N或者第四导电端子NS对地测试漏电流：

a)当对第三导电端子N对地测试漏电流时，第四导电端子NS灯针处于悬空状态，此时，由于第四电阻R11的下拉作用，与逻辑电路M1检测到低电平，与逻辑电路M1的另一个输入端连接第二导电端子LS输入为高电平，由于与逻辑电路M1与运算的功能，与逻辑电路M1输出低电平到信号处理电路中控制器M2的Vsen脚，控制器M2的VCC脚从LED+取电，经电阻R5限流稳压滤波后提供给Vcc脚；再经第五电阻R8和第六电阻R6分压后提供给控制器M2基准电压及抗干扰处理基准。控制器M2将与逻辑电路M1的输入信号和基准信号进行运算处理后，输入低电平至开关控制电路3，则开关控制电路3处于截止状态，LED驱动电路6的地线无法与整流电路1的地线形成回路，LED灯板不会被点亮，漏电流小于UL安全认证的限值5MIU。

b)当对第四导电端子NS测量对地漏电流时，第三导电端子N处于悬空状态，由于一端的第一导电端子L连接到了整流电路1的整流桥中二极管D1和二极管D2的一端，而第三导电端子N处于悬空状态，故整流电路1无法形成回路，仅有第四导电端子NS有电压输入，但由于第二电阻R2的取值大于1M欧姆，通过第二电阻R2泄漏的电流小于UL安全认证的限值5MIU。

另外，当把LED灯管调换一端进行安全认证测试时，与上述将LED灯管的第一导电端子L和第二导电端子LS连接到交流电火线(LINE)，对LED灯管的另一端的第三导电端子N或者第四导电端子NS对地测试漏电流的情况一样。

而当LED灯管连接到瞬时启动电子镇流器的灯管支架时，由于瞬时启动电子镇注器的灯管支架两端的灯头内部是短路的，故完全安装到灯管支架后，LED灯管一端的第一导电端子L、第二导电端子LS和另一端的第三导电端子N、第四导电端子NS被短路，第二导电端子LS和第四导电端子NS的电压经第一电阻R1、第二电阻R2限流，第一二极管D5、第二二极管D6整流后，分别在第四电阻R11和第三电阻R12两端产生高电压输入到与逻辑电路M1的输入端，经过与逻辑电路M1后输出高电平给信号处理电路4；当信号处理电路4检测到高电平后与内部参考电压进行比较经抗干扰处理后输出高电平驱动开关控制电路3导通，由于开关控制电路3的导通，LED驱动电路6和地线与整流电路1地线连通，形成回路，LED灯管被点亮。

本实用新型可以通过合理设置第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R12、第四电阻R11、第五电阻R8和第六电阻R6的阻值，可实现100-347V超宽的输入电压范围，并且保证LED灯管的漏电流符合安规要求。

作为技术方案的进一步改进，参考图5，信号检测电路还包括第一滤波电容C4，第一滤波电容C4的一端与第一二极管D5的负极连接，第一滤波电容C4的另一端接地。进一步地，信号检测电路还包括第二滤波电容C3，第二滤波电容C3的一端与第二二极管D6的负极连接，第二滤波电容C3的另一端接地。LED驱动电路6为BP2329A LED恒流控制芯片U1及其外围电路。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种防触电的LED灯管，包括设置于所述LED灯管一端的第一导电端子和第二导电端子、设置于所述LED灯管另一端的第三导电端子和第四导电端子、整流电路、LED驱动电路和LED灯板，其特征在于，所述第一导电端子、第三导电端子与整流电路的输入端连接，所述LED灯管还包括主控单元和开关控制电路，所述第二导电端子、第四导电端子与主控单元连接，所述主控单元的输出端与开关控制电路的输入端连接，所述整流电路的输出端通过开关控制电路与LED驱动电路的输入端连接，所述LED驱动电路的输出端与LED灯板的输入端连接；所述主控单元用于在第一导电端子和第二导电端子、第三导电端子和第四导电端子均短路时，触发所述开关控制电路导通。

2.根据权利要求1所述的防触电的LED灯管，其特征在于，所述主控单元包括信号检测电路和信号处理电路，所述第二导电端子、第四导电端子与信号检测电路的输入端连接，所述信号检测电路的输出端与信号处理电路的输入端连接，所述信号检测电路用于在第一导电端子和第二导电端子、第三导电端子和第四导电端子均短路时，输出控制信号至所述信号处理电路，所述信号处理电路用于在接收到所述控制信号时，触发所述开关控制电路导通。

3.根据权利要求2所述的防触电的LED灯管，其特征在于，所述信号检测电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管、第二二极管和与逻辑电路；所述第二导电端子与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与第三电阻的一端、与逻辑电路的输入端连接，所述第三电阻的另一端接地；所述第四导电端子与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与第四电阻的一端、与逻辑电路的输入端连接，所述第四电阻的另一端接地；所述与逻辑电路的输出端与信号处理电路的输入端连接。

4.根据权利要求3所述的防触电的LED灯管，其特征在于，所述与逻辑电路包括第三二极管和第四二极管，所述第一二极管的负极与第三二极管的负极连接，所述第二二极管的负极与第四二极管的负极连接，所述第三二极管的正极、第四二极管的正极与信号处理电路的输入端连接。

5.根据权利要求3所述的防触电的LED灯管，其特征在于，所述信号检测电路还包括第一滤波电容，所述第一滤波电容的一端与第一二极管的负极连接，所述第一滤波电容的另一端接地。

6.根据权利要求3所述的防触电的LED灯管，其特征在于，所述信号检测电路还包括第二滤波电容，所述第二滤波电容的一端与第二二极管的负极连接，所述第二滤波电容的另一端接地。

7.根据权利要求2至6任一项所述的防触电的LED灯管，其特征在于，所述信号处理电路包括基准电压电路和运算放大器或者电压比较器，所述信号检测电路的输出端、基准电压电路的输出端与运算放大器或者电压比较器的输入端连接，所述运算放大器或者电压比较器的输出端与开关控制电路的输入端连接。

8.根据权利要求2至6任一项所述的防触电的LED灯管，其特征在于，所述信号处理电路为微处理器及其外围电路。

9.根据权利要求1至6任一项所述的防触电的LED灯管，其特征在于，所述开关控制电路包括MOS管、三极管或可控硅。

10.根据权利要求1至6任一项所述的防触电的LED灯管，其特征在于，所述LED驱动电路为BP2329A LED恒流控制芯片及其外围电路。