CN220067745U - 一种低成本led电源调光信号回路的过压及反接保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低成本LED电源调光信号回路的过压及反接保护电路，属于LED电源技术领域，一种低成本LED电源调光信号回路的过压及反接保护电路，包括LED电源，LED电源上连接有DIM+线路和DIM－线路，DIM+线路上串联有CPTC元件，CPTC元件上设置有10RF信号值，DIM+线路与DIM－线路之间搭设有连通线路，并在连通线路上串联有单向TVS管元件，并在单向TVS管元件上建立SMA，它可以同时实现对LED电源的防护电路的输入端和输出端的同时保护，避免出现LED电源的保护不到位的情况的发生，有效降低了电路设计的复杂性，降低了电路的占用空间和消耗成本，且当调光线触碰到窜入交流或直流高压以及静电、雷击浪涌时可避免出现电源或灯具工作异常甚至损坏的情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED电源技术领域，更具体地说，涉及一种低成本LED电源调光信号回路的过压及反接保护电路。
背景技术
LED电源大部分作为户外电源，应用的场景大都比较恶劣(路灯照明，景观照明，舞台灯，工矿灯等)。因此对雷击浪涌，静电，以及对误操作的防护要做好。这对LED电源是一种考验，对电源工程师也是一种挑战和机遇。
基于上述，本实用新型人发现：
虽然目前市面上LED电源有很多，针对LED电源的使用，做了很多防护电路及防护结构，这些结构在实际使用中还是可能出现一定的不足：
1、大部分防护电路及防护结构都是针对输入端的，而对输出端的调光信号电路的保护，往往容易受到忽视，此时会造成对LED电源的保护不到位的情况；
2、在设计部分LED电源的防护电路和防护结构时，部分电路设计的过于复杂，此时增加了电路的占用空间和消耗成本；
3、在LED的防护电路中，外接的两条调光信号线，在很多时候也容易触碰到各种高压，静电或者产生雷电窜入，进而导致电源或灯具工作异常甚至损坏。
于是，有鉴于此，针对现有的结构予以研究改良，提供一种低成本LED电源调光信号回路的过压及反接保护电路，以期达到更具有更加实用价值性的目的。
实用新型内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种低成本LED电源调光信号回路的过压及反接保护电路，它可以同时实现对LED电源的防护电路的输入端和输出端的同时保护，避免出现LED电源的保护不到位的情况的发生，有效降低了电路设计的复杂性，降低了电路的占用空间和消耗成本，且当调光线触碰到窜入交流或直流高压以及静电、雷击浪涌时可避免出现电源或灯具工作异常甚至损坏的情况。
2.技术方案
为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
一种低成本LED电源调光信号回路的过压及反接保护电路，包括LED电源，所述LED电源上连接有DIM+线路和DIM－线路，所述DIM+线路上串联有CPTC元件，所述CPTC元件上设置有10RF信号值，所述DIM+线路与DIM－线路之间搭设有连通线路，并在连通线路上串联有单向TVS管元件，并在单向TVS管元件上建立SMA。
进一步的，所述LED电源中，通过DIM+线路输入调光信号，调光信号经过CPTC元件，并在LED电源处完成信号指令接收和执行，然后在DIM－处形成信号反馈。
进一步的，所述CPTC元件在DIM+电路上建立1号接点和2号接点，所述1号接点和2号接点之间建立10RF的信号。
进一步的，所述CPTC的重复通断次数为20000次。
进一步的，所述单向TVS管元件的电压箝位为22V。
进一步的，所述单向TVS管在施加反向电压工作时，采用伏安表正接，并进行伏安检测。
进一步的，所述单向TVS管在施加反向电压工作时，伏安检测值的数量不少于二十个。
进一步的，所述单向TVS管在施加正向电压工作时，采用伏安表反接，并进行伏安检测。
3.有益效果
相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
(1)本方案，在针对LED电源设置防护电路时，设置的电路中，采用DIM+线路和DIM－线路分别连接LED电源的输入端和输出端，在LED电源工作时，可根据DIM+线路处的CPTC元件的电路值的变化，实现对防护电路的输入端的保护，同时，根据DIM－线路和DIM+线路之间的单向TVS管的电阻值的变化，实现对防护电路的输出端的保护，综上，可同时实现对LED电源的防护电路的输入端和输出端的同时保护，避免出现LED电源的保护不到位的情况的发生；
(2)本方案，在设计LED电源的防护电路时，采用CPTC元件和单向TVS管代替传统防护电路中的诸多元件，利用电压或温度变化时的CPTC元件和单向TVS管的电阻值变化，实现对经过LED电源的电流值的调节，有效降低了电路设计的复杂性，同时，降低了电路的占用空间和消耗成本；
(3)本方案，在LED的防护电路中，在外接的两条调光信号线中，加入的CPTC，当调光线触碰到窜入交流或直流高压以及静电、雷击浪涌时，首先经过CPTC热敏电阻对其进行缓冲降压，能量消耗，同时单向TVS管可对高压时产生的大电流进行吸收，避免出现电源或灯具工作异常甚至损坏的情况。
附图说明
图1为本实用新型的改进后的电路示意意图；
图2为本实用新型的单向TVS管元件的工作伏安特性曲线图示意图；
图3为本实用新型的传统的防护电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1：
请参阅图1和图2，一种低成本LED电源调光信号回路的过压及反接保护电路，包括LED电源，其特征在于：LED电源上连接有DIM+线路和DIM－线路，DIM为亮度控制线，DIM+线路为正极线和DIM－线路为负极线，DIM+线路上串联有CPTC元件，CPTC为正温度系数陶瓷热敏电阻，一般在常温下时候它的电阻值很低，但是随着温度的升高，当到达居里点附近时候会发生骤变，电阻会急剧增大，也就是呈现高阻状态，其稳定性好，CPTC元件上设置有10RF信号值，RF为射频信号，DIM+线路与DIM－线路之间搭设有连通线路，并在连通线路上串联有单向TVS管元件，单向TVS管，是一种单向导电的且为二极管形式的高效能保护器件，具有响应速度快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点，能快速吸收高压大电流，并在单向TVS管元件上建立SMA，SMA为对单向TVS管的封装。
实施例2：
参考上述实施例1，并作进一步描述。
参阅图1，LED电源中，通过DIM+线路输入调光信号，调光信号经过CPTC元件，并在LED电源处完成信号指令接收和执行，然后在DIM－处形成信号反馈。在进行调光信号的传递时，经过DIM+线路的电流值较小，此时DIM+线路上的温度与常温接近，可保证CPTC元件的电阻值较小，并较好的满足调光信号的完整传递。
参阅图1，CPTC元件在DIM+电路上建立1号接点和2号接点，1号接点和2号接点之间建立10RF的信号。保证CPTC在接入DIM+的线路中的射频信号值，当出现雷击或静电等高压电流导入时，会使CPTC的温度快速升高，进而导致CPTC的电阻和分压的快速升高，直到达到CPTC的熔断温度，实现调光回路的断开，实现电路的过压保护。
参阅图1，CPTC的重复通断次数为20000次。CPTC不是一次熔断即无法再次使用的电阻，其具有高数量的重复通断的次数，避免在熔断时重复更换电阻或者保险丝，降低了电路的操作的复杂度。
参阅图1，单向TVS管元件的电压箝位为22V。设定TVS管元件的电压箝位，当TVS管的反向电压过高，可泄放大部分电流，同时，当出现DIM+和DIM－反接时，单向TVS管可以通过与CPTC热敏电阻形成回路，阻断反向电压流入电源电路烧坏电源。
参阅图2，单向TVS管在施加反向电压工作时，采用伏安表正接，并进行伏安检测；
对伏安表的检测值进行记录，其具体结果如下：
当测定单向TVS管上加载的电压值为V C时，其测定的电流值为IPP；
当测定单向TVS管上加载的电压值为V BR时，其测定的电流值为It；
当测定单向TVS管上加载的电压值为VR时，其测定的电流值为IR,
在比较时，发现随着法相电压的较小，对应的电流值降低。
参阅图2，单向TVS管在施加反向电压工作时，伏安检测值的数量不少于二十个。控制福安检测值的数量，降低伏安值检测时出现的偶然性，进而总结单向TVS管在施加反向电压时的变化规律，其变化规律为：随着单向TVS管上施加的反向电压值的递减，其经过单向TVS管上的电流值递减，且电流值的递减趋势为逐渐减小，此时分析出，随着反向电压值的减小，单向TVS管的电阻值同步增大。
参阅图2，单向TVS管在施加正向电压工作时，采用伏安表反接，并进行伏安检测。在对单向TVS管施加正向电压值时，随着电压值的增大，TVS管的电阻逐渐减小，且当电压值达到V F时，单向TVS管的电阻值相对稳定。
实施例3：
参考上述实施例1和实施例2，作进一步描述。
参阅图3，当采用传统电路进行电路保护时，保护电路包括DC+线路和DC－线路，DC+线路和DC－线路之间按并联方式连接有一级泄放电路、退耦电路和二级泄放电路；
一级泄放电路包括连接在DC+线路和DC－线路之间的RV1元件，RV1元件的一端通过导线连接有D1，D1的一端通过导线连接有PE；
退耦电路包括连接在DC+上的PPTC元件；
二级泄放电路包括连接在DC+线路和DC－线路之间的D2；
其中，DC电路为直流电路，且由DC电路的正极和负极提高整个电路的输出路和回路；Rv1为压敏电阻，当Rv1两端电压低于其阈值电压时，它的电阻非常大，相当于断路；当Rv1两端电压超过其阈值电压时它的电阻变得非常小，相当于短路；D1为第一个数据输入端口；PE线称之为保护导体，即地线；USE为电流保险丝，当电流过大，熔丝熔断，保险丝就起到了保护效果，熔丝熔断，不可恢复；PPTC为高分子材料的热敏电阻，其特性为，在低温时，聚合物结晶间的导电粒子构成导电网络，呈导通状态，当电流过大，致使温度升高时，体积膨胀，聚合物由结晶态转为非结晶态，使导电粒子的连系网络断裂，因而不导通或绝缘。当温度降低，且不再有大电流后，待一小段时间恢复结晶状态，又可导通；D2为第一个数据输入端口；
引入传统电路，并与改进后的电路进行对比，可直观看出，传统的防护电路中，部分电路设计的过于复杂，此时增加了电路的占用空间和消耗成本，而改进后的防护电路中，具有电路设计简单，电路占用空间小和消耗成本低的特点。
实施例4
参考上述实施例1和实施例2，作进一步描述。
在改进后的防护电路工作时：
依据电路，依次进行LED电源、DIM+线路、DIM－线路、CPTC元件和单向TVS管元件的连接。
在整个电路使用时，通过DIM+处输入调光信号，调光信号经过CPTC元件，并在LED电源处完成信号指令接收和执行，然后在DIM－处形成信号反馈，并完成整个调光过程；
当调光线窜入交流或直流高压以及静电、雷击浪涌时，高压电流首先经过CPTC热敏电阻对其进行缓冲降压，能量消耗，且当有长时间的交直流高压一直流过时，CPTC的温度会持续上升，阻值持续增加，分压越多，对后续电路越有利。当温度达到CPTC的熔断温度时，调光回路断开，直接切断高压电，达到彻底对后续电路的保护，同时，可以通过单向TVS管元件来泄放大部分电流，并将电压钳位在22V左右，可提高调光电路的供电稳定性；
当针对DIM+线路、DIM－线路进行反接时，单向TVS管可以通过与CPTC热敏电阻形成回路，阻断反向电压流入电源电路烧坏电源。并且此时操作员会发现如何动调光源，都不能对灯具进行调光，有助于及时发现并避免这个隐患；
该装置，可以同时实现对LED电源的防护电路的输入端和输出端的同时保护，避免出现LED电源的保护不到位的情况的发生，有效降低了电路设计的复杂性，降低了电路的占用空间和消耗成本，且当调光线触碰到窜入交流或直流高压以及静电、雷击浪涌时可避免出现电源或灯具工作异常甚至损坏的情况。
最后应说明的是：在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种低成本LED电源调光信号回路的过压及反接保护电路，包括LED电源，其特征在于：所述LED电源上连接有DIM+线路和DIM－线路，所述DIM+线路上串联有CPTC元件，所述CPTC元件上设置有10RF信号值，所述DIM+线路与DIM－线路之间搭设有连通线路，并在连通线路上串联有单向TVS管元件，并在单向TVS管元件上建立SMA。
2.根据权利要求1所述的一种低成本LED电源调光信号回路的过压及反接保护电路，其特征在于：所述LED电源中，通过DIM+线路输入调光信号，调光信号经过CPTC元件，并在LED电源处完成信号指令接收和执行，然后在DIM－处形成信号反馈。
3.根据权利要求1所述的一种低成本LED电源调光信号回路的过压及反接保护电路，其特征在于：所述CPTC元件在DIM+电路上建立1号接点和2号接点，所述1号接点和2号接点之间建立10RF的信号。
4.根据权利要求1所述的一种低成本LED电源调光信号回路的过压及反接保护电路，其特征在于：所述CPTC的重复通断次数为20000次。
5.根据权利要求1所述的一种低成本LED电源调光信号回路的过压及反接保护电路，其特征在于：所述单向TVS管元件的电压箝位为22V。
6.根据权利要求1所述的一种低成本LED电源调光信号回路的过压及反接保护电路，其特征在于：所述单向TVS管在施加反向电压工作时，采用伏安表正接，并进行伏安检测。
7.根据权利要求6所述的一种低成本LED电源调光信号回路的过压及反接保护电路，其特征在于：所述单向TVS管在施加反向电压工作时，伏安检测值的数量不少于二十个。
8.根据权利要求1所述的一种低成本LED电源调光信号回路的过压及反接保护电路，其特征在于：所述单向TVS管在施加正向电压工作时，采用伏安表反接，并进行伏安检测。
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