CN102711329A - 自适应led日光灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应LED日光灯，包括由相互扣合的灯罩和散热体组成的灯壳、由一组及以上的灯组和驱动控制单元组成的PCB板和套接于灯壳两侧的灯头，LED驱动控制单元还包括电压检测模块、智能切换模块和线性恒流模块；电压检测模块由连接整流滤波模块的两输出端之间的分压第一电阻器和第二电阻器，以及与第二电阻器并联的第一电容器组成；智能切换模块通过场效应管与第一电阻器和第二电阻器的公共端连接，智能切换模块的输出连接有多组LED灯组，每个LED灯后串联有补偿电阻器；线性恒流模块由两个IC线性驱动芯片组成。本发明通过自动检测输出电压来切换LED灯串联颗数达到最佳驱动效率，实现无论在任何电压情况下均正常工作。

Description

自适应LED日光灯

技术领域

本发明涉及一种日光灯的电源驱动***，特别是自适应LED日光灯。

背景技术

目前主流市场上的日光灯的驱动电源均为外置的，或者是内置在铝管槽里，由于LED因发光效率高，节能省电，寿命长、亮度可调、安全可靠等优点被广泛的运用于灯具照明之中，因此如果需要将传统日光灯变成LED灯，采用电源外置要求原日光灯灯架需要重新修改进线方式（由于LED驱动和传统日光灯驱动方式不同），这势必导致LED日光灯的替换存在技术难度和替换费用过高问题；而大角度发光得日光灯需要用1/3铝管，铝管高度很低，内置在铝管槽里不现实，所以有了内置在管头两边的驱动方案，但是采用电源内置在管头两边的驱动方案，电源因长度有限，在功率容量和电器性能上有很多不足（比如：功率无法做大，电磁干扰，成本等。）例如：专利号：200720181726.5，关于“一种LED恒流驱动电路”，它包括连接市电及由一个及以上的二极管组成的灯组的一个电源模块，其特征是：所述电源模块包括依次连接的交流输入端、整流电路、隔离变压器、恒流输出电路，所述恒流输出电路的输出端连接灯组，这种电源由于只能接市电电压，因此恒流驱动多颗LED线路匹配性能差，在输出电压比LED灯电压略高时驱动效率效果最好，但是考虑到现实使用环境中由于电压的波动，会造成效率过低，或是无法恒流的状态，而且目前日光灯整流器有多种，输出电压有高有低，例如日本就有180VAC输出和130VAC输出的整流器，这种驱动电路就不在适合，会导致LED的驱动电压不足，造成亮度不足或不亮的效果、降低使用的安全性及寿命。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种能够有效的线性匹配、体积小、使用安全可靠、成本低、寿命长的自适应LED日光灯。

为了实现上述目的，本发明所设计的自适应LED日光灯，包括灯壳、PCB板和两个灯头，灯壳由相互扣合的灯罩和散热体组成，每一个灯头套接于灯壳两侧， PCB板上设有一组及以上的LED灯组和LED驱动控制单元，且PCB板与散热体之间黏附有导热双面硅胶带， LED驱动控制单元包括输入信号、保护模块和整流滤波模块， LED驱动控制单元还包括设置于整流滤波模块后对电压进行检测判断的电压检测模块，与电压检测模块连接实现对LED灯的智能切换模块以及与智能切换模块连接的线性恒流模块；

为了提供检测电压，电压检测模块由连接整流滤波模块的两个正负输出端之间的分压第一电阻器和第二电阻器，以及与第二电阻器并联的第一电容器组成；

为了电路能够有效的实现性能的匹配，以及降低成本与提高使用寿命，智能切换模块由第一继电器、第二继电器和场效应管组成，通过场效应管的栅极端G与第一电阻器和第二电阻器的公共端连接，场效应管的漏极端D与第二继电器的电源负极端连接，场效应管的源极端S与整流滤波模块的负极输出端连接，智能切换模块的输出连接有一组及以上的LED灯组，且每组灯组均串联有一个及以上数量的LED灯，每个LED灯后串联有一个及以上的补偿电阻器；

为了提高使用的安全性及防止IC功率过高，线性恒流模块由两个IC线性驱动芯片组成，所述的每个IC线性驱动芯片的输入端均与第二继电器的第二常开端连接，且输出端均与整流滤波模块的负极输出端相连接。

为了进一步实现性能的匹配，以及成本的降低，第一继电器的第一常闭端与整流滤波模块的正极输出端之间连接有第一二极管，第一继电器的第一常开端与整流滤波模块的正极输出端连接，第一继电器的第二常闭端与整流滤波模块的正极输出端之间并联由第一LED灯组和第二LED灯组；第一继电器的第二线圈端与第一继电器的第一线圈端之间连接有第三LED灯组，且第三LED灯组和第一继电器的第二线圈端的公共端上连接有第二继电器的第一常闭端；第一继电器的负极电压端与整流滤波模块的正极输出端之间串联有第三电阻器和第三二极管，第一继电器的负极电压端与场效应管的漏极端之间连接有第四二极管，第二继电器的第一常开端与第一继电器的第二常闭端之间连接有第四LED灯组；第二继电器的第一线圈端与第一继电器的第二常闭端连接，第二继电器的第二常开端与第一继电器的第二线圈端之间连接有第五LED灯组，第二继电器的第二常闭端与第一继电器的第二线圈端之间连接有第六LED灯组，第二继电器的第二常闭端与第二继电器的第二常开端之间连接有第二二极管。

为了进一步启动保护作用，从而提高使用寿命，保护模块包括短路保护模块、过压保护模块和过热保护模块，短路保护模块与过压保护模块依次连接于输入信号与整流滤波模块之间，过热保护模块由IC线性驱动芯片实现。

本发明得到的自适应LED日光灯，在输入整流滤波模块后通过分压电阻R5，R6检测整流器输出电压，当整流器的输出电压正常时，R5上的电压不能达到场效应管Q的导通电压，因此此时整流滤波电路的正极输出端直接通过继电器的第一常闭端，由于继电器的第一常闭端与第一线圈端导通，此时使得继电器TO-ON导通，实现电路的正常导通，当输出电压变高，R5的电压相应变高，从而使得场效应管Q的Vgs（既VR5）达到一定电压值时导通，使继电器形成回路，致使继电器从TO-ON导通切换成TO-OFF导通，改变了原来的连线串并切换，从而实现通过自动检测整流器的输出电压来自动切换LED串联颗数达到最佳的驱动效率，实现了有效的线性匹配、体积小、使用安全可靠、成本低及寿命长的优点。

附图说明

图1是本发明的整体结构***图；

图2是图1中驱动控制单元的结构框图；

图3是图1中驱动控制单元的原理图；

图4是图3去掉控制线路的简易原理图；

图5是图4在TO-ON导通时的简易图；

图6是图4在TO-OFF导通时的简易图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例：

在图1、图2、图3中，本发明提供的自适应LED日光灯，包括灯壳9、PCB板10和两个灯头11，灯壳9由相互扣合的灯罩12和散热体13组成，每一个灯头11套接于灯壳9两侧， PCB板10上设有一组及以上的LED灯组15和LED驱动控制单元16，且PCB板10与散热体之间黏附有导热双面硅胶带14，LED驱动控制单元16包括输入信号1、保护模块和整流滤波模块4，LED驱动控制单元16还包括设置于整流滤波模块4后对电压进行检测判断的电压检测模块5，与电压检测模块5连接实现对LED灯的智能切换模块6以及与智能切换模块6连接的线性恒流模块7；电压检测模块5由连接整流滤波模块4的两个正负输出端之间的分压第一电阻器R5和第二电阻器R6，以及与第二电阻器R6并联的第一电容器C3组成；智能切换模块6由第一继电器S1、第二继电器S2和场效应管Q组成，通过场效应管Q的栅极端G连接第一电阻器R5和第二电阻器R6的公共端，场效应管Q的漏极端D与第二继电器S2的电源负极端VCC-连接，场效应管Q的源极端S与整流滤波模块4的负极输出端连接，智能切换模块6的输出连接有一组及以上的LED灯组15，且每组LED灯组15均串联有一个及以上数量的LED灯，每个LED灯后串联有一个及以上的补偿电阻器R；

线性恒流模块7由两个IC线性驱动芯片组成，为了防止IC功率过高，通过2个IC分摊功率，每个IC线性驱动芯片的输入端IN均与第二继电器S2的第二常开端OFF2连接，且输出端OUT均与整流滤波模块4的负极输出端相连接，同时每个IC线性驱动芯片的接地端GND均与整流滤波模块的负极输出端相连接。

第一继电器S1的第一常闭端TO1与整流滤波模块4的正极输出端之间连接有第一二极管D1，且第一二极管D1的正极端与整流滤波模块4的正极输出端连接，第一继电器S1的第一常开端OFF1与整流滤波模块4的正极输出端连接，第一继电器S1的第二常闭端T02与整流滤波模块4的正极输出端之间并联由第一LED灯组和第二LED灯组；第一继电器S1的第二线圈端ON2与第一继电器S1的第一线圈端ON1之间连接有第三LED灯组，且第三LED灯组和第一继电器S1的第二线圈端ON2的公共端上连接有第二继电器S2的第一常闭端TO1；第一继电器S1的负极电压端VCC-与整流滤波模块4的正极输出端之间串联有第三电阻器R1和第三二极管D3，且第三二极管D3的正极端与第一继电器S1的负极电压端VCC-连接，同时第三电阻器R1和第三二极管D3的公共端与第一继电器S1的正极电压端VCC+连接；第一继电器S1的负极电压端VCC-与场效应管Q的漏极端D之间连接有第四二极管D4，且第四二极管D4的正极连接场效应管Q的漏极端D，同时第一继电器S1的负极电压端VCC-还与第二继电器S2的正极电压端VCC+连接；第二继电器S2的第一常开端OFF1与第一继电器S1的第二常闭端T02之间连接有第四LED灯组，同时第二继电器S2的第二线圈端ON2与第一继电器S1的第一常闭端T01连接；第二继电器S2的第二常开端OFF2与第一继电器S1的第二线圈端ON2之间连接有第五LED灯组，第二继电器S2的第二常闭端T02与第一继电器S1的第二线圈端ON2之间连接有第六LED灯组，同时第二继电器S2的第二常闭端T02与第二继电器S2的第二常开端OFF2之间连接有第二二极管D2，且第二二极管D2的正极端连接第二继电器S2的第二常闭端T02。

保护模块包括短路保护模块2、过压保护模块3和过热保护模块8，短路保护模块2与过压保护模块3依次连接于输入信号1与整流滤波模块4之间，过热保护模块8由IC线性驱动芯片实现。

具体工作方式：在给日光灯提供外置的输入电压时，如果外置输入电压在正常电压波动的情况下，电压经过整流滤波后通过分压电阻R5，R6检测整流器输出电压，此时得到电路如图4所示，图4为去掉控制线路的简易原理图，此时分压电阻R5上的电压不能达到场效应管Q的导通电压，但是由于第一继电器和第二继电器的内置线圈均连接常闭状态，此时输出电压通过第一二极管D1连接第一继电器S1的第一常闭端TO1，通过第一LED灯组连接第二继电器S2的第一线圈端，通过第三LED灯组连接第二继电器S2的第一常闭端TO1，电路还是形成了回路，因此使得电路中此时的LED的串并联方式如图5所示。当整流器的输出电压过高时，此时通过分压电阻R5、R6检测整流器输出电压，R5的电压相应变高，从而使得场效应管Q的Vgs电压升高，达到一定电压值就会使场效应管Q瞬间导通，Q导通后，继电器此时从常闭状态的导通转换成为常开状态的导通，此时也形成了回路，使得继电器的工作状态从TO-ON导通切换成TO-OFF导通，改变了原来的连线串并切换。此时电路中的LED串并联方式如图6所示，从而保证了LED无论***整流器的电压变化，都能实现电路的线性匹配，使得电路正常的发光，电路中的第三二极管D3和第四二极管D4由于二极管的单向导电性，在电路中起到保护继电器的作用。

Claims (3)

1.一种自适应LED日光灯，包括灯壳（9）、PCB板（10）和两个灯头（11），所述灯壳（9）由相互扣合的灯罩（12）和散热体（13）组成，每一个灯头（11）套接于灯壳（9）两侧，在PCB板（10）上设有一组及以上的LED灯组（15）和LED驱动控制单元（16），PCB板（10）与散热体之间黏附有导热双面硅胶带（14），所述LED驱动控制单元（16）包括输入信号（1）、保护模块和整流滤波模块（4），其特征在于：所述LED驱动控制单元（16）还包括设置于整流滤波模块（4）后对电压进行检测判断的电压检测模块（5），与电压检测模块（5）连接实现对LED灯的智能切换模块（6）以及与智能切换模块（6）连接的线性恒流模块（7）；所述电压检测模块（5）由连接整流滤波模块（4）的两个正负输出端之间的分压第一电阻器（R5）和第二电阻器（R6），以及与第二电阻器（R6）并联的第一电容器（C3）组成；所述智能切换模块（6）由第一继电器（S1）、第二继电器（S2）和场效应管（Q）组成，通过场效应管（Q）的栅极端G与第一电阻器（R5）和第二电阻器（R6）的公共端连接，场效应管（Q）的漏极端D与第二继电器（S2）的电源负极端（VCC-）连接，场效应管（Q）的源极端S与整流滤波模块（4）的负极输出端连接，所述智能切换模块（6）的输出连接有一组及以上的LED灯组（15），且每组LED灯组（15）均串联有一个及以上数量的LED灯，每个LED灯后串联有一个及以上的补偿电阻器（R）；所述线性恒流模块（7）由两个IC线性驱动芯片组成，所述的每个IC线性驱动芯片的输入端（IN）均与第二继电器（S2）的第二常开端（OFF2）连接，且输出端（OUT）均与整流滤波模块的负极输出端相连接。

2.根据权利要求1所述的自适应LED日光灯，其特征在于：所述第一继电器（S1）的第一常闭端（TO1）与整流滤波模块（4）的正极输出端之间连接有第一二极管（D1），第一继电器（S1）的第一常开端（OFF1）与整流滤波模块（4）的正极输出端连接，第一继电器（S1）的第二常闭端（T02）与整流滤波模块（4）的正极输出端之间并联由第一LED灯组和第二LED灯组；第一继电器（S1）的第二线圈端（ON2）与第一继电器（S1）的第一线圈端（ON1）之间连接有第三LED灯组，且第三LED灯组和第一继电器（S1）的第二线圈端（ON2）的公共端上连接有第二继电器（S2）的第一常闭端（TO1）；第一继电器（S1）的负极电压端（VCC-）与整流滤波模块（4）的正极输出端之间串联有第三电阻器（R1）和第三二极管（D3），第一继电器（S1）的负极电压端（VCC-）与场效应管（Q）的漏极端（D）之间连接有第四二极管（D4），第二继电器（S2）的第一常开端（OFF1）与第一继电器（S1）的第二常闭端（T02）之间连接有第四LED灯组；第二继电器（S2）的第一线圈端（ON1）与第一继电器（S1）的第二常闭端（T02）连接，第二继电器（S2）的第二常开端（OFF2）与第一继电器（S1）的第二线圈端（ON2）之间连接有第五LED灯组，第二继电器（S2）的第二常闭端（T02）与第一继电器（S1）的第二线圈端（ON2）之间连接有第六LED灯组，第二继电器（S2）的第二常闭端（T02）与第二继电器（S2）的第二常开端（OFF2）之间连接有第二二极管（D2）。

3.根据权利要求1或2所述的自适应LED日光灯，其特征在于：所述保护模块包括短路保护模块（2）、过压保护模块（3）和过热保护模块（8），所述短路保护模块（2）与过压保护模块（3）依次连接于输入信号（1）与整流滤波模块（4）之间，且所述过热保护模块（8）由IC线性驱动芯片实现。

Images