CN103037585A - 一种分体式led灯具及其驱动电源插拔保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于LED驱动领域，提供了一种分体式LED灯具及其驱动电源插拔保护电路。本发明在驱动电源未与LED灯板连接但已接入交流供电时，由分压模块对整流滤波电路的输出电压进行降压处理，并在驱动电源与LED灯板完成连接后通过电压检测模块对电阻R4的第一端的电压进行检测后相应地输出控制电平驱动分压控制模块调整分压模块所输出的分压直流电的电压以使电压比较电路的输出电平相应地得到调节，进而达到控制驱动电源的反馈电流以使驱动电源的PWM控制电路根据该反馈电流对LED灯板实现恒流驱动，从而保证驱动电源与LED灯板完成连接时不会使LED因过流而缩短使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于LED驱动领域，尤其涉及一种分体式LED灯具及其驱动电源插拔保护电路。
背景技术
目前，LED灯具作为一种新型的照明产品，其技术尚未完全成熟，且国家针对LED灯具也还没有指定统一的标准，现有的LED灯具的驱动个电源与LED灯板的结构主要分为一体式和分体式两种。由于一体式的LED灯具的驱动电源和LED灯板集成在一起的散热效果会比分体式的LED灯具差，所以，标准化的分体式LED灯具是未来LED灯具的发展趋势。
由于LED是由半导体材料制成，所以其需要获得恒流供电以保证正常工作。现有的分体式LED灯具都要求LED灯板和驱动电源完成连接后才可以接入交流电，原因是如果在LED灯板未与驱动电源完成连接的情况下先接入交流电进行供电，则会使驱动电源处于恒压输出模式，而在恒压输出模式下是以最大电压的形式输出直流电，这样会使LED的导通电流大于其最大峰值电流，进而对LED产生损坏并影响LED的使用寿命。而在用户日常操作中，如果是采用先供电后连接的操作方式，则会使LED过流并缩短LED的使用寿命，严重时还会直接损坏LED灯板。因此，现有的分体式LED灯具在使用过程中存在因未对驱动电源和LED灯板完成连接而提前接入交流供电所导致的LED过流且缩短LED的使用寿命的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分体式LED灯具的驱动电源插拔保护电路，旨在解决现有的分体式LED灯具在使用过程中存在因未对驱动电源和LED灯板完成连接而提前接入交流供电所导致的LED过流且缩短LED的使用寿命的问题。
本发明是这样实现的，一种分体式LED灯具的驱动电源插拔保护电路，与驱动电源的整流滤波电路、分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、电阻R4及电压比较电路连接，所述分压电阻R1连接于所述整流滤波电路的输出端和所述分压电阻R2的第一端之间，所述分压电阻R2与所述分压电阻R3的共接于所述电阻R4的第一端，所述电阻R4的第二端连接电流比较电路的同相输入端，所述电压比较电路的输出电平与所述电流比较电路的输出电平共同对所述驱动电源的反馈电路所输出的反馈电流进行控制，使所述驱动电源的PWM控制电路根据所述反馈电流调整所述驱动电源的变压器T1的输出电压；所述驱动电源插拔保护电路包括：
分压模块，输入端和输出端分别连接所述整流滤波电路的输出端和所述电压比较电路的反相输入端，用于对所述整流滤波电路输出的直流电进行分压处理以降低所述直流电的电压，并输出一分压直流电；
电压检测模块，输入端连接所述电阻R4的第一端，用于对所述电阻R4的第一端的电压进行检测，并根据检测结果相应地输出控制电平信号；
分压控制模块，控制端和分压调整端分别连接所述电压检测模块的输出端和所述分压模块的输出端，用于根据所述控制电平信号调整所述分压直流电的电压以使所述电压比较电路的输出电平相应地得到调节。
本发明的另一目的还在于提供一种分体式LED灯具，所述分体式LED灯具包括LED灯板、驱动电源以及上述的驱动电源插拔保护电路。
本发明通过在分体式LED灯具的驱动电源中采用包括分压模块、电压检测模块及分压控制模块的驱动电源插拔保护电路，在所述驱动电源未与LED灯板连接但已接入交流供电时，由所述分压模块对整流滤波电路的输出电压进行降压处理，并在所述驱动电源与LED灯板完成连接后通过所述电压检测模块对所述电阻R4的第一端的电压进行检测后相应地输出控制电平驱动所述分压控制模块调整所述分压模块所输出的分压直流电的电压以使所述电压比较电路的输出电平相应地得到调节，进而达到控制所述驱动电源的反馈电流以使所述驱动电源的PWM控制电路根据所述反馈电流对LED灯板实现恒流驱动，从而保证驱动电源与LED灯板完成连接时不会使LED因过流而缩短使用寿命，解决了现有的分体式LED灯具在使用过程中存在因未对驱动电源和LED灯板完成连接而提前接入交流供电所导致的LED过流且缩短LED的使用寿命的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的包括LED灯板、驱动电源及驱动电源插拔保护电路的分体式LED灯具的模块结构图；
图2是本发明实施例提供的驱动电源插拔保护电路在分体式LED灯具中的示例电路结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例通过在分体式LED灯具的驱动电源中采用包括分压模块、电压检测模块及分压控制模块的驱动电源插拔保护电路，在驱动电源未与LED灯板连接但已接入交流供电时，由分压模块对整流滤波电路的输出电压进行降压处理，并在驱动电源与LED灯板完成连接后通过电压检测模块对电阻R4的第一端的电压进行检测后相应地输出控制电平驱动分压控制模块调整分压模块所输出的分压直流电的电压以使电压比较电路的输出电平相应地得到调节，进而达到控制驱动电源的反馈电流以使驱动电源的PWM控制电路根据该反馈电流对LED灯板实现恒流驱动，从而保证驱动电源与LED灯板完成连接时不会使LED因过流而缩短使用寿命。
图1示出了本发明实施例提供的包括LED灯板、驱动电源及驱动电源插拔保护电路的分体式LED灯具的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下：
本发明实施例提供的分体式LED灯具包括LED灯板、驱动电源100以及驱动电源插拔保护电路200，其中LED灯板与驱动电源100之间是通过用户手动连接的。
如图1所示，驱动电源100包括EMI滤波电路101、整流电路102、电阻R5、PWM控制电路103、开关管104、吸收电路105、反馈电路106、二极管D1、电阻R6、变压器T1、整流滤波电路107、电流检测电阻R7、光耦U1、二极管D2、二极管D3、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C1、分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、电阻R4、电流比较电路108、基准源TL以及电压比较电路109。其中，分压电阻R1连接于整流滤波电路107的输出端和分压电阻R2的第一端之间，分压电阻R2与分压电阻R3的共接于电阻R4的第一端，电阻R4的第二端连接电流比较电路108的同相输入端+，电压比较电路109的输出电平与电流比较电路108的输出电平共同对反馈电路106所输出的反馈电流进行控制，使PWM控制电路103根据该反馈电流调整变压器T1的输出电压；整流滤波电路107的输出端和电流检测电阻R7的第一端分别用于连接LED灯板的输入端LED+和输出端LED-，且光耦U1的发光二极管的阳极和电阻R10的第一端分别与整流滤波电路107的输出端和电流检测电阻R7的第一端连接。
驱动电源插拔保护电路200，与驱动电源100的整流滤波电路107、分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、电阻R4及电压比较电路109连接，；驱动电源插拔保护电路200包括：
分压模块201，输入端和输出端分别连接整流滤波电路107的输出端和电压比较电路109的反相输入端，用于对整流滤波电路107输出的直流电进行分压处理以降低所述直流电的电压，并输出一分压直流电；
电压检测模块202，输入端连接电阻R4的第一端，用于对电阻R4的第一端的电压进行检测，并根据检测结果相应地输出控制电平信号；
分压控制模块203，控制端和分压调整端分别连接电压检测模块202的输出端和分压模块201的输出端，用于根据所述控制电平信号调整分压模块201输出的分压直流电的电压以使电压比较电路109的输出电平相应地得到调节。
在本发明实施例中，电流比较电路108与电压比较电路109组成或门电路对光耦U1的发光二极管的两极电压差进行调节，进而对光耦U1的光敏三极管的导通电流进行调节，而光耦U1的光敏三极管的导通电流又会影响反馈电路106输出的反馈电流，该反馈电流直接决定PWM控制电路103对开关管104的控制，从而决定了变压器T1的输出电压。以下为电流比较电路108与电压比较电路109的输出电平对变压器T1输出电压的调节过程：
当电流比较电路108或电压比较电路109输出高电平时，光耦U1的发光二极管的两极电压差减小，则光耦U1的光敏三极管的导通电流相应减小，反馈电路106输出至PWM控制电路103的反馈电流也相应减小，则PWM控制电路103增大其输出至开关管104的脉冲信号的占空比，从而通过开关管104增大变压器T1的初级电压，于是变压器T1的次级输出电压也会随之增大；
当电流比较电路108与电压比较电路109同时输出低电平时，光耦U1的发光二极管的两极电压差增大，则光耦U1的光敏三极管的导通电流相应增大，反馈电路106输出至PWM控制电路103的反馈电流也相应增大，则PWM控制电路103减小其输出至开关管104的脉冲信号的占空比，从而通过开关管104减小变压器T1的初级电压，于是变压器T1的次级输出电压也会随之减小；
当电流比较电路108与电压比较电路109同时输出高电平时，光耦U1的发光二极管的两极电压差减小，则光耦U1的光敏三极管的导通电流相应减小，反馈电路106输出至PWM控制电路103的反馈电流也相应减小，则PWM控制电路103增大其输出至开关管104的脉冲信号的占空比，从而通过开关管104增大变压器T1的初级电压，于是变压器T1的次级输出电压也会随之增大。
图2示出了本发明实施例提供的驱动电源插拔保护电路在分体式LED灯具中的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下：
作为本发明一优选实施例，分压模块201包括电阻R11和电阻R12，电阻R11的第一端为分压模块201的输入端，电阻R11的第二端与电阻R12的第一端的共接点作为分压模块201的输出端，电阻R12的第二端接地。
作为本发明一优选实施例，电压检测模块202包括：
电阻R13、电阻R14、比较器U2、电阻R15及电容C2；
电阻R13的第一端为电压检测模块202的输入端，电阻R13的第二端与电阻R14的第一端共接于比较器U2的同相输入端，电阻R14的第二端与比较器U2的反相输入端共接于地，比较器U2的正电源端和负电源端分别连接直流电源VCC和地，比较器U2的输出端为电压检测模块202的输出端，电阻R15连接于比较器U2的输出端与电容C2的第一端之间，电容C2的第二端连接比较器U2的反相输入端。其中，直流电源VCC的输出电压可以为+5V。
作为本发明一优选实施例，分压控制模块203包括NPN型三极管Q1和电阻R16，NPN型三极管Q1的基极为分压控制模块203的控制端，NPN型三极管Q1的发射极接地，电阻R16的第一端连接NPN型三极管Q1的集电极，电阻R16的第二端为分压控制模块203的分压调整端。
以下结合工作原理对上述的驱动电源插拔保护电路200作进一步说明：
在本工作原理中，通过选定电阻R11和电阻R12的阻值使电阻R11和电阻R12将整流滤波电路107的输出电压进行分压后，该输出电压降为LED额定电压的一半，则驱动电源200在空载时的输出电压就只有LED额定电压的一半。当用户先将驱动电源200接入交流电但未将其与LED灯板连接时，驱动电源200的输出电压（为LED额定电压的一半）在完成连接的瞬间加载在LED的输入端LED+，这样就不会对LED造成损坏，且此时LED灯板上的LED有电流通过，且在电流检测电阻R7上产生压降，该压降通过电阻R10加载在电流比较电路108的反相输入端-，而由于电阻R1与电阻R2对LED灯板的输入端LED+的电压进行分压后输入电压比较电路109的同相输入端+，且同时电阻R2和电阻R3的共接点同样产生分压直流电，该分压直流电分两路分别经过电阻R4和电阻R13进入电流比较电路108的同相输入端+和比较器U2的同相输入端，当该分压直流电的电压大于比较器U2的反相输入端的电压时，比较器U2会输出高电平控制NPN型三极管Q1导通，进而使NPN型三极管Q1通过电阻R16从电阻R11与电阻R12的共接点拉电流，同时由于电阻R16与电阻R12并联，所以此时电阻R11与电阻R12的共接点会减小，那么电压比较电路109便会输出高电平，进而通过电阻R9和二极管D3使光耦U1的发光二极管的两极电压差减小，则光耦U1的光敏三极管的导通电流相应减小，则反馈电路106反馈回PWM控制电路103的反馈电流也会减小，所以PWM控制电路103增大其所输出的脉冲信号的占空比，这样就可以通过开关管104增大变压器T1的初级电压，进而使变压器T1的次级输出电压增大（此处是指在未到达LED额定电压时），从而稳步提升输出至LED灯板的电压使LED处于恒流工作状态。
本发明实施例通过在分体式LED灯具中采用包括分压模块、电压检测模块及分压控制模块的驱动电源插拔保护电路，在驱动电源未与LED灯板连接但已接入交流供电时，由分压模块对整流滤波电路的输出电压进行降压处理，并在驱动电源与LED灯板完成连接后通过电压检测模块对电阻R4的第一端的电压进行检测后相应地输出控制电平驱动分压控制模块调整分压模块所输出的分压直流电的电压以使电压比较电路的输出电平相应地得到调节，进而达到控制驱动电源的反馈电流以使驱动电源的PWM控制电路根据该反馈电流对LED灯板实现恒流驱动，从而保证驱动电源与LED灯板完成连接时不会使LED因过流而缩短使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种分体式LED灯具的驱动电源插拔保护电路，与驱动电源的整流滤波电路、分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、电阻R4及电压比较电路连接，所述分压电阻R1连接于所述整流滤波电路的输出端和所述分压电阻R2的第一端之间，所述分压电阻R2与所述分压电阻R3的共接于所述电阻R4的第一端，所述电阻R4的第二端连接电流比较电路的同相输入端，所述电压比较电路的输出电平与所述电流比较电路的输出电平共同对所述驱动电源的反馈电路所输出的反馈电流进行控制，使所述驱动电源的PWM控制电路根据所述反馈电流调整所述驱动电源的变压器T1的输出电压；其特征在于，所述驱动电源插拔保护电路包括：
分压模块，输入端和输出端分别连接所述整流滤波电路的输出端和所述电压比较电路的反相输入端，用于对所述整流滤波电路输出的直流电进行分压处理以降低所述直流电的电压，并输出一分压直流电；
电压检测模块，输入端连接所述电阻R4的第一端，用于对所述电阻R4的第一端的电压进行检测，并根据检测结果相应地输出控制电平信号；
分压控制模块，控制端和分压调整端分别连接所述电压检测模块的输出端和所述分压模块的输出端，用于根据所述控制电平信号调整所述分压直流电的电压以使所述电压比较电路的输出电平相应地得到调节。
2.如权利要求1所述的驱动电源插拔保护电路，其特征在于，所述分压模块包括电阻R11和电阻R12，所述电阻R11的第一端为所述分压模块的输入端，所述电阻R11的第二端与所述电阻R12的第一端的共接点作为所述分压模块的输出端，所述电阻R12的第二端接地。
3.如权利要求1所述的驱动电源插拔保护电路，其特征在于，所述电压检测模块包括：
电阻R13、电阻R14、比较器、电阻R15及电容C2；
所述电阻R13的第一端为所述电压检测模块的输入端，所述电阻R13的第二端与所述电阻R14的第一端共接于所述比较器的同相输入端，所述电阻R14的第二端与所述比较器的反相输入端共接于地，所述比较器的正电源端和负电源端分别连接所述直流电源和地，所述比较器的输出端为所述电压检测模块的输出端，所述电阻R15连接于所述比较器的输出端与所述电容C2的第一端之间，所述电容C2的第二端连接所述比较器的反相输入端。
4.如权利要求1所述的驱动电源插拔保护电路，其特征在于，所述分压控制模块包括NPN型三极管Q1和电阻R16，所述NPN型三极管Q1的基极为所述分压控制模块的控制端，所述NPN型三极管Q1的发射极接地，所述电阻R16的第一端连接所述NPN型三极管Q1的集电极，所述电阻R16的第二端为所述分压控制模块的分压调整端。
5.一种分体式LED灯具，包括LED灯板和驱动电源，其特征在于，所述分体式LED灯具还包括一驱动电源插拔保护电路，所述驱动电源插拔保护电路与所述驱动电源的整流滤波电路、分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、电阻R4及电压比较电路连接，所述分压电阻R1连接于所述整流滤波电路的输出端和所述分压电阻R2的第一端之间，所述分压电阻R2与所述分压电阻R3的共接于所述电阻R4的第一端，所述电阻R4的第二端连接电流比较电路的同相输入端，所述电压比较电路的输出电平与所述电流比较电路的输出电平共同对所述驱动电源的反馈电路所输出的反馈电流进行控制，使所述驱动电源的PWM控制电路根据所述反馈电流调整所述驱动电源的变压器T1的输出电压；
所述驱动电源插拔保护电路包括：
分压模块，输入端和输出端分别连接所述整流滤波电路的输出端和所述电压比较电路的反相输入端，用于对所述整流滤波电路输出的直流电进行分压处理以降低所述直流电的电压，并输出一分压直流电；
电压检测模块，输入端连接所述电阻R4的第一端，用于对所述电阻R4的第一端的电压进行检测，并根据检测结果相应地输出控制电平信号；
分压控制模块，控制端和分压调整端分别连接所述电压检测模块的输出端和所述分压模块的输出端，用于根据所述控制电平信号调整所述分压直流电的电压以使所述电压比较电路的输出电平相应地得到调节。
6.如权利要求5所述的分体式LED灯具，其特征在于，所述分压模块包括电阻R11和电阻R12，所述电阻R11的第一端为所述分压模块的输入端，所述电阻R11的第二端与所述电阻R12的第一端的共接点作为所述分压模块的输出端，所述电阻R12的第二端接地。
7.如权利要求5所述的分体式LED灯具，其特征在于，所述电压检测模块包括：
电阻R13、电阻R14、比较器、电阻R15及电容C2；
所述电阻R13的第一端为所述电压检测模块的输入端，所述电阻R13的第二端与所述电阻R14的第一端共接于所述比较器的同相输入端，所述电阻R14的第二端与所述比较器的反相输入端共接于地，所述比较器的正电源端和负电源端分别连接所述直流电源和地，所述比较器的输出端为所述电压检测模块的输出端，所述电阻R15连接于所述比较器的输出端与所述电容C2的第一端之间，所述电容C2的第二端连接所述比较器的反相输入端。
8.如权利要求5所述的分体式LED灯具，其特征在于，所述分压控制模块包括NPN型三极管Q1和电阻R16，所述NPN型三极管Q1的基极为所述分压控制模块的控制端，所述NPN型三极管Q1的发射极接地，所述电阻R16的第一端连接所述NPN型三极管Q1的集电极，所述电阻R16的第二端为所述分压控制模块的分压调整端。
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