CN219145675U - 一种兼容市电和镇流器输入的led电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种兼容市电和镇流器输入的LED电源电路，包括整流滤波模块、BUCK控制模块、镇流器输出控制模块、第一电源输入端、第二电源输入端和LED负载输出端；第一电源输入端和第二电源输入端接入市电，整流滤波模块将市电交流电整流滤波成第一直流电，BUCK控制模块将第一直流电降压转换成第二直流电并供给LED负载输出端；第一电源输入端和第二电源输入端接入镇流器，整流滤波模块将其提供的高频交流电整流滤波成第三直流电并供给LED负载输出端，镇流器输出控制模块控制LED负载输出端中的负极接地形成回路。本实用新型设置BUCK控制模块和镇流器输出控制模块可以兼容市电和镇流器对外部LED灯供电。

Description

一种兼容市电和镇流器输入的LED电源电路

技术领域

本实用新型涉及LED技术领域，具体是一种兼容市电和镇流器输入的LED电源电路。

背景技术

LED灯是一种能够将电能转化为可见光的固态半导体器件，可以直接把电转化为光，与传统的白炽灯和荧光灯相比，具有光效高、耗能少、寿命长、无辐射等优点，在国家全面提倡节能减排的大环境下将会成为最具前景的照明产品。

目前市场上的LED灯既可以采用市电接入供电又能兼容镇流器接入供电，但是通常需要设计独立的两部分电路来分开实现供电控制，这不仅会增加生产成本，也会使得整个电路结构更为复杂。

实用新型内容

本实用新型提供一种兼容市电和镇流器输入的LED电源电路，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本实用新型提供一种兼容市电和镇流器输入的LED电源电路，包括整流滤波模块、BUCK控制模块、镇流器输出控制模块、第一电源输入端、第二电源输入端和LED负载输出端；

所述第一电源输入端连接所述BUCK控制模块的输入检测端，所述第一电源输入端和所述第二电源输入端分别连接所述整流滤波模块，所述整流滤波模块连接所述BUCK控制模块，所述BUCK控制模块连接所述LED负载输出端；所述整流滤波模块连接所述LED负载输出端，所述第二电源输入端连接所述镇流器输出控制模块，所述镇流器输出控制模块连接所述LED负载输出端；

当所述第一电源输入端和所述第二电源输入端接入市电时，所述整流滤波模块用于将市电交流电整流滤波成第一直流电，所述BUCK控制模块用于在检测到市电接入之后将所述第一直流电进行降压转换成第二直流电并供给所述LED负载输出端；

当所述第一电源输入端和所述第二电源输入端接入镇流器时，所述BUCK控制模块用于在检测到镇流器接入之后转换成非工作状态，所述整流滤波模块用于将镇流器提供的高频交流电整流滤波成第三直流电并供给所述LED负载输出端，所述镇流器输出控制模块用于控制所述LED负载输出端中的负极接地形成回路。

在一些实施例中，所述BUCK控制模块包括型号为JW1830D的降压控制芯片及其外围电路。

在一些实施例中，所述整流滤波模块包括第一整流单元、第二整流单元和滤波单元；所述第一整流单元连接所述第一电源输入端，所述第二整流单元连接所述第二电源输入端，所述第一整流单元和所述第二整流单元分别连接所述滤波单元。

在一些实施例中，所述第一整流单元包括第一灯丝模拟器和第一整流桥，所述第一灯丝模拟器连接所述第一电源输入端，所述第一灯丝模拟器连接所述第一整流桥，所述第一整流桥连接所述第一电源输入端，所述第一整流桥连接所述滤波单元。

在一些实施例中，所述第二整流单元包括第二灯丝模拟器和第二整流桥，所述第二灯丝模拟器连接所述第二电源输入端，所述第二灯丝模拟器连接所述第二整流桥，所述第二整流桥连接所述第二电源输入端，所述第二整流桥连接所述滤波单元。

在一些实施例中，所述整流滤波模块还包括保护单元；

所述保护单元设置在所述第一整流单元和所述滤波单元的连接线路上，所述保护单元设置在所述第二整流单元和所述滤波单元的连接线路上。

在一些实施例中，所述保护单元包括熔断器。

在一些实施例中，所述镇流器输出控制模块包括第五电容、第三二极管、第五电阻、第六电容和开关管；

所述第五电容的一端连接所述第二电源输入端，所述第五电容的另一端连接所述第三二极管的正极端，所述第三二极管的负极端通过所述第五电阻接地；所述第三二极管的负极端连接所述第六电容的一端，所述第六电容的另一端接地，所述第六电容的一端连接所述开关管的栅极，所述开关管的漏极连接所述LED负载输出端，所述开关管的源极接地。

在一些实施例中，所述第五电容的容量范围为100pF-560pF。

在一些实施例中，所述高频交流电的工作频率为20kHz。

本实用新型至少具有以下有益效果：通过BUCK控制模块提供的自检测功能可以仅在识别到市电接入电路时实现对整流滤波后的直流电进行降压处理并供给外部的LED灯使用。通过设置镇流器输出控制模块可以在镇流器接入电路时控制LED负载输出端中的负极接地，进而实现将整流滤波后的直流电供给外部的LED灯使用。整个LED电源电路大多采用的是市场上较为常规的电子元器件，具有生产成本低、电路结构相对简单等优点。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1是本实用新型实施例中的一种兼容市电和镇流器输入的LED电源电路的具体结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型作出进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分。此外，说明书和权利要求书中出现的术语“第一”、“第二”等是用于区分描述类似的对象，而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量；由此，限定有“第一”以及“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义的理解，所属技术领域的技术人员可以结合技术方案的具体内容合理地确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1，图1是本实用新型实施例提供的一种兼容市电和镇流器输入的LED电源电路的具体结构示意图，所述LED电源电路包括整流滤波模块100、镇流器输出控制模块200和BUCK控制模块300，并且所述LED电源电路上设置有第一电源输入端、第二电源输入端和LED负载输出端。在本实用新型实施例中，如图1所示，所述第一电源输入端实际上包含有A1引脚和A2引脚，所述第二电源输入端实际上包含有B1引脚和B2引脚，所述LED负载输出端实际上包含有LED+引脚和LED-引脚。

当所述LED电源电路是由市电进行供电时，所述第一电源输入端为电源正极输入端，所述第二电源输入端为电源负极输入端，将所述A1引脚和所述A2引脚进行短接后与市电L端连接，以及将所述B1引脚和所述B2引脚进行短接后与市电N端连接；相反地，所述第一电源输入端为电源负极输入端，所述第二电源输入端为电源正极输入端，将所述A1引脚和所述A2引脚进行短接后与市电N端连接，以及将所述B1引脚和所述B2引脚进行短接后与市电L端连接。

当所述LED电源电路是由具备两个输出端的镇流器进行供电时，所述第一电源输入端为电源正极输入端，所述第二电源输入端为电源负极输入端，将所述A1引脚和所述A2引脚进行短接后与该镇流器的正极输出端连接，以及将所述B1引脚和所述B2引脚进行短接后与该镇流器的负极输出端连接；相反地，所述第一电源输入端为电源负极输入端，所述第二电源输入端为电源正极输入端，将所述A1引脚和所述A2引脚进行短接后与该镇流器的负极输出端连接，以及将所述B1引脚和所述B2引脚进行短接后与该镇流器的正极输出端连接。

当所述LED电源电路是由具备四个输出端的镇流器进行供电时，所述第一电源输入端为电源正极输入端，所述第二电源输入端为电源负极输入端，将所述A1引脚和所述A2引脚分别与该镇流器的两个正极输出端连接，以及将所述B1引脚和所述B2引脚分别与该镇流器的两个负极输出端连接；相反地，所述第一电源输入端为电源负极输入端，所述第二电源输入端为电源正极输入端，将所述A1引脚和所述A2引脚分别与该镇流器的两个负极输出端连接，以及将所述B1引脚和所述B2引脚分别与该镇流器的两个正极输出端连接。

需要说明的是，以上提及到的所述具备两个输出端的镇流器和所述具备四个输出端的镇流器均选用电子镇流器。

在具体实施过程中，当外部的市电通过所述第一电源输入端和所述第二电源输入端接入所述LED电源电路时，首先基于所述第一电源输入端与所述BUCK控制模块300的输入检测端之间的连接关系，通过所述BUCK控制模块300优先对所述第一电源输入端所提供的电压信号进行采集检测以判断当前为市电接入使用；其次基于所述第一电源输入端与所述整流滤波模块100之间的连接关系以及所述第二电源输入端与所述整流滤波模块100之间的连接关系，通过所述整流滤波模块100对输入的市电交流电进行整流滤波后得到第一直流电输出；接着基于所述整流滤波模块100与所述BUCK控制模块300之间的连接关系，通过所述BUCK控制模块300将所述第一直流电进行降压转换后得到第二直流电输出；最后基于所述BUCK控制模块300与所述LED负载输出端之间的连接关系，通过所述LED负载输出端获取到所述第二直流电以驱动外部的LED灯工作。

在另一具体实施过程中，当外部的镇流器通过所述第一电源输入端和所述第二电源输入端接入所述LED电源电路时，首先基于所述第一电源输入端与所述BUCK控制模块300的输入检测端之间的连接关系，通过所述BUCK控制模块300优先对所述第一电源输入端所提供的电压信号进行采集检测以判断当前为镇流器接入使用之后，再自主切换为非工作状态；其次基于所述第一电源输入端与所述整流滤波模块100之间的连接关系以及所述第二电源输入端与所述整流滤波模块100之间的连接关系，通过所述整流滤波模块100对所述镇流器输出的高频交流电进行整流滤波后得到第三直流电输出；接着基于所述整流滤波模块100与所述LED负载输出端之间的连接关系，通过所述LED负载输出端可以获取到所述第三直流电；最后基于所述第二电源输入端与所述镇流器输出控制模块200之间的连接关系以及所述镇流器输出控制模块200与所述LED负载输出端之间的连接关系，通过所述镇流器输出控制模块200可以控制所述LED负载输出端中的负极接地形成回路，从而使得所述LED负载输出端可以输出所述第三直流电来驱动外部的LED灯工作。

在本实用新型实施例中，所述BUCK控制模块300包括降压控制芯片U1及其外围电路，所述降压控制芯片U1的具体型号为JW1830D，其除了具备基本的降压控制功能之外，还具备LED负载开路保护、LED负载短路保护、超温保护等功能；所述降压控制芯片U1至少配置有供电端口VCC、检测端口REC(即为所述BUCK控制模块300的输入检测端)、采样端口ISP、接地端口GND、输入端口VIN和输出端口DRAIN。

所述降压控制芯片U1的外围电路包括：第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第一采样电阻RS1、第二采样电阻RS2、瞬态电压抑制二极管TVS1、第一二极管D1、第二二极管D2、第五二极管D5、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、电解电容CE1和功率电感T1。

其中，所述第一二极管D1和所述第二二极管D2形成半波整流器，所述第六电阻R6、所述第七电阻R7、所述第八电阻R8和所述第九电阻R9形成分压电路，所述第一电源输入端所提供的交流电依次经过所述半波整流器和所述分压电路的处理之后输入至所述检测端口REC，使得所述降压控制芯片U1可以通过其内部设有的逻辑电路判断该交流电属于市电交流电或者是属于镇流器所提供的高频交流电，所述瞬态电压抑制二极管TVS1与所述检测端口REC相连接可对其在工作状态下起到保护作用。

其中，所述整流滤波模块100所输出的所述第一直流电经过所述第十电阻R10作出限流处理后输入至所述输入端口VIN，可以提供所述降压控制芯片U1启动时所需要的能量；所述第十一电阻R11和所述第十二电容C12形成常规的RC滤波电路，所述降压控制芯片U1连同所述功率电感T1、所述电解电容CE1和所述第五二极管D5形成常规的BUCK降压拓扑电路，通过所述BUCK降压拓扑电路将自身降压得到的第二直流电经过所述RC滤波电路的处理之后对所述LED负载输出端进行供电，所述第十二电阻R12并联在所述电解电容CE1的两端以用于泄放所述电解电容CE1的电流，从而缩短外部LED灯在停止供电状态下的完全熄灭时间。

在本实用新型实施例中，所述整流滤波模块100是由第一整流单元、第二整流单元、保护单元和滤波单元组成的；其中，所述第一整流单元与所述第一电源输入端相连接，所述第二整流单元与所述第二电源输入端相连接，所述第一整流单元通过所述保护单元与所述滤波单元相连接，所述第二整流单元通过所述保护单元与所述滤波单元相连接。

具体的，所述第一整流单元包括第一整流桥BD1和第一灯丝模拟器；所述第一整流桥BD1是由四个二极管组成的，所述第一灯丝模拟器是由第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1和第二电容C2所组成的，所述第一电阻R1与所述第二电阻R2形成第一串联支路，所述第一电容C1和所述第二电容C2形成第二串联支路，通过将所述第一串联支路和所述第二串联支路进行并联得到所述第一灯丝模拟器。

具体的，所述第二整流单元包括第二整流桥BD2和第二灯丝模拟器；所述第二整流桥BD2是由四个二极管组成的，所述第二灯丝模拟器是由第三电阻R3、第四电阻R4、第三电容C3和第四电容C4所组成的，所述第三电阻R3与所述第四电阻R4形成第三串联支路，所述第三电容C3和所述第四电容C4形成第四串联支路，通过将所述第三串联支路和所述第四串联支路进行并联得到所述第二灯丝模拟器。

在实际应用过程中，所述第一整流桥BD1通过与所述第一电源输入端之间的连接关系将其输出的交流电进行整流处理之后输出至所述滤波单元，所述第二整流桥BD2通过与所述第二电源输入端之间的连接关系将其输出的交流电进行整流处理之后输出至所述滤波单元。

需要说明的是，所述第一整流桥BD1通过所述第一灯丝模拟器与所述第一电源输入端连接，所述第二整流桥BD2通过所述第二灯丝模拟器与所述第二电源输入端连接，所述第一灯丝模拟器和所述第二灯丝模拟器只有在所述第一电源输入端和所述第二电源输入端当前接入具备四个输出端的镇流器之后才能发挥作用，使得所述第一电源输入端和所述第二电源输入端各自形成回路，从而使得所述第一整流桥BD1和所述第二整流桥BD2可以接收到所述具备四个输出端的镇流器所输出的高频交流电。

具体的，所述滤波单元包括π型滤波器和压敏电阻RV1；所述π型滤波器是由第一电感L1、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9和磁珠L2所组成的，所述第八电容C8的一端与所述第一电感L1的一端相连接，所述第八电容C8的另一端直接对地，所述第九电容C9的一端与所述第一电感L1的另一端相连接，所述第九电容C9的另一端与所述磁珠L2的一端连接，所述磁珠L2的另一端与所述第八电容C8的另一端相连接，所述第七电容C7并联在所述第一电感L1的两端。

在实际应用过程中，所述π型滤波器可将所述第一整流单元输出的直流电和所述第二整流单元输出的直流电进行合并与滤波处理之后输出至所述BUCK控制模块；此外，所述压敏电阻RV1是一种浪涌保护器件，其设置在所述π型滤波器的输出端以对后级电路起到保护作用。

具体的，所述保护单元包括熔断器FU；由于市场上流通的镇流器种类繁多且差异相对较大，当出现接入的镇流器与所述LED电源电路不兼容的情况时，会导致电路内部的一些电子元器件持续发热，从而容易引起LED灯管堵头外壳融化着火等安全性隐患，本实用新型实施例通过在所述第一整流单元和所述第二整流单元之后的主回路上串联所述熔断器FU并将其贴附在容易升温发热的电子元器件上，在该电子元器件持续发热达到所述熔断器FU的设定温度阈值时，由所述熔断器FU发生熔断开路动作来及时切断主回路，以避免发生升温安全隐患。

在本实用新型实施例中，所述镇流器输出控制模块200包括开关管Q1、第三二极管D3、第四二极管D4、稳压二极管ZD1、第五电容C5、第六电容C6和第五电阻R5。

其中，所述第五电容C5的一端与所述第二电源输入端相连接，所述第五电容C5的另一端与所述第三二极管D3的正极端相连接，所述第三二极管D3的负极端与所述第五电阻R5的一端相连接，所述第五电阻R5的另一端直接对地，所述第五电容C5的另一端与所述第四二极管D4的负极端相连接，所述第四二极管D4的正极端直接对地，所述第三二极管D3的负极端与所述第六电容C6的一端相连接，所述第六电容C6的一端与所述开关管Q1的栅极相连接，所述第六电容C6的另一端直接对地，所述稳压二极管ZD1的负极端与所述开关管Q1的栅极端连接，所述稳压二极管ZD1的正极端与所述开关管Q1的源极相连接，所述开关管Q1的源极直接对地，所述开关管Q1的漏极与所述LED负载输出端相连接。

在具体实施过程中，由于所述市电交流电的实际工作频率为50Hz或者60Hz，而所述镇流器所提供的所述高频交流电的实际工作频率为20kHz或者其他更高频率值(具体视实际采用的镇流器类型而定)，本实用新型实施例将所述第五电容C5的可选容量范围设置为100pF-560pF，当所述第二电源输入端有工作频率较小的所述市电交流电接入时，小容量的所述第五电容C5难以工作，即几乎没有电流对所述第六电容C6进行充能，所述开关管Q1也就无法导通；相反地，当所述第二电源输入端有工作频率较大的所述高频交流电接入时，将使得小容量的所述第五电容C5工作并配合所述第三二极管D3对所述第六电容C6进行充能以达到所述开关管Q1的导通开启电压，从而使得所述LED负载输出端中的负极(即LED-引脚)接地形成回路，同时通过所述稳压二极管ZD1可以限制所述开关管Q1的栅极和源极之间的最大压差不得超过其自身的稳定电压以对所述开关管Q1起到保护作用。

在本实用新型实施例中，通过BUCK控制模块提供的自检测功能可以仅在识别到市电接入电路时实现对整流滤波后的直流电进行降压处理并供给外部的LED灯使用。通过设置镇流器输出控制模块可以仅在镇流器接入电路时控制LED负载输出端中的负极接地，进而实现将整流滤波后的直流电直接供给外部的LED灯使用。整个LED电源电路大多采用的是市场上较为常规的电子元器件，具有生产成本低、电路结构相对简单等优点。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不局限于上述实施方式，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作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实用新型权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种兼容市电和镇流器输入的LED电源电路，其特征在于，包括整流滤波模块、BUCK控制模块、镇流器输出控制模块、第一电源输入端、第二电源输入端和LED负载输出端；

所述第一电源输入端连接所述BUCK控制模块的输入检测端，所述第一电源输入端和所述第二电源输入端分别连接所述整流滤波模块，所述整流滤波模块连接所述BUCK控制模块，所述BUCK控制模块连接所述LED负载输出端；所述整流滤波模块连接所述LED负载输出端，所述第二电源输入端连接所述镇流器输出控制模块，所述镇流器输出控制模块连接所述LED负载输出端；

当所述第一电源输入端和所述第二电源输入端接入市电时，所述整流滤波模块用于将市电交流电整流滤波成第一直流电，所述BUCK控制模块用于在检测到市电接入之后将所述第一直流电进行降压转换成第二直流电并供给所述LED负载输出端；

当所述第一电源输入端和所述第二电源输入端接入镇流器时，所述BUCK控制模块用于在检测到镇流器接入之后转换成非工作状态，所述整流滤波模块用于将镇流器提供的高频交流电整流滤波成第三直流电并供给所述LED负载输出端，所述镇流器输出控制模块用于控制所述LED负载输出端中的负极接地形成回路。

2.根据权利要求1所述的兼容市电和镇流器输入的LED电源电路，其特征在于，所述BUCK控制模块包括型号为JW1830D的降压控制芯片及其外围电路。

3.根据权利要求1所述的兼容市电和镇流器输入的LED电源电路，其特征在于，所述整流滤波模块包括第一整流单元、第二整流单元和滤波单元；所述第一整流单元连接所述第一电源输入端，所述第二整流单元连接所述第二电源输入端，所述第一整流单元和所述第二整流单元分别连接所述滤波单元。

4.根据权利要求3所述的兼容市电和镇流器输入的LED电源电路，其特征在于，所述第一整流单元包括第一灯丝模拟器和第一整流桥，所述第一灯丝模拟器连接所述第一电源输入端，所述第一灯丝模拟器连接所述第一整流桥，所述第一整流桥连接所述第一电源输入端，所述第一整流桥连接所述滤波单元。

5.根据权利要求3所述的兼容市电和镇流器输入的LED电源电路，其特征在于，所述第二整流单元包括第二灯丝模拟器和第二整流桥，所述第二灯丝模拟器连接所述第二电源输入端，所述第二灯丝模拟器连接所述第二整流桥，所述第二整流桥连接所述第二电源输入端，所述第二整流桥连接所述滤波单元。

6.根据权利要求3所述的兼容市电和镇流器输入的LED电源电路，其特征在于，所述整流滤波模块还包括保护单元；

所述保护单元设置在所述第一整流单元和所述滤波单元的连接线路上，所述保护单元设置在所述第二整流单元和所述滤波单元的连接线路上。

7.根据权利要求6所述的兼容市电和镇流器输入的LED电源电路，其特征在于，所述保护单元包括熔断器。

8.根据权利要求1所述的兼容市电和镇流器输入的LED电源电路，其特征在于，所述镇流器输出控制模块包括第五电容、第三二极管、第五电阻、第六电容和开关管；

所述第五电容的一端连接所述第二电源输入端，所述第五电容的另一端连接所述第三二极管的正极端，所述第三二极管的负极端通过所述第五电阻接地；所述第三二极管的负极端连接所述第六电容的一端，所述第六电容的另一端接地，所述第六电容的一端连接所述开关管的栅极，所述开关管的漏极连接所述LED负载输出端，所述开关管的源极接地。

9.根据权利要求8所述的兼容市电和镇流器输入的LED电源电路，其特征在于，所述第五电容的容量范围为100pF-560pF。

10.根据权利要求1所述的兼容市电和镇流器输入的LED电源电路，其特征在于，所述高频交流电的工作频率为20kHz。

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