CN103635000B - 灯具保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灯具保护电路，包括光源检测单元、控制单元、继电器、继电器控制单元和隔离供电单元；所述光源检测单元的电信号输出端连接到所述控制单元的电信号接收端，所述控制单元的控制信号输出端连接到所述继电器控制单元的输入端，所述继电器控制单元的输出端连接所述继电器的线圈，所述继电器的触点串联连接在触发器回路中，所述隔离供电单元的输入端连接到灯具主回路的输入端，所述隔离供电单元的输出端分别连接到所述光源检测单元的电源输入端、所述控制单元的电源输入端和所述继电器控制单元的电源输入端。本发明能够对与灯具相配套的电气部分进行保护。

Description

灯具保护电路

技术领域

本发明涉及一种保护电路，具体涉及一种灯具保护电路。

背景技术

气体放电灯是由气体、金属蒸气或者几种气体与金属蒸气的混合放电而发光的灯。气体放电灯普遍用于工厂、灯塔、油田、煤矿、铁路等的照明，灯具安装高度较高，维护难度较大。而目前与气体放电灯相配套的电气***往往无法检测光源状态，当气体放电灯损坏后，触发器不断启动触发光源，这会造成电气部件打火、击穿造成电气损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种灯具保护电路，能够对与灯具相配套的电气部分进行保护。

本发明解决上述问题所提供的一种灯具保护电路，包括：光源检测单元、控制单元、继电器、继电器控制单元和隔离供电单元；

所述光源检测单元的电信号输出端连接到所述控制单元的电信号接收端，所述控制单元的控制信号输出端连接到所述继电器控制单元的输入端，所述继电器控制单元的输出端连接所述继电器的线圈，所述继电器的触点串联连接在触发器回路中，所述隔离供电单元的输入端连接到灯具主回路的输入端，所述隔离供电单元的输出端分别连接到所述光源检测单元的电源输入端、所述控制单元的电源输入端和所述继电器控制单元的电源输入端；

其中，所述光源检测单元用于检测灯具的光信号，并将所述光信号转换成电信号，所述控制单元用于接收所述电信号，并根据所述电信号生成继电器控制信号，所述继电器控制单元用于接收所述继电器控制信号，并根据所述继电器控制信号控制所述继电器的开通和关断，从而实现所述触发器回路的导通和切断，所述隔离供电单元，用于输出直流电源。

所述光源检测单元的一种实现方式为，包括：第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的第一端为所述光源检测单元的电源输入端，连接到所述隔离供电单元的输出端，所述第一电阻的第二端连接到所述第二电阻的第一端；所述第二电阻的第一端还连接到所述控制单元的电信号接收端；所述第二电阻的第二端连接到接地端。

其中，所述第一电阻为光敏电阻，所述第一电阻安装在仅灯具光线可以照射到的地方。

所述继电器控制单元的一种实现方式为，包括：第三电阻、第四电阻、开关管和三极管；所述第三电阻的第一端连接到所述控制单元的所述控制信号输出端，所述第三电阻的另第二端连接到所述三极管的基极；所述开关管的源极为所述继电器控制单元的电源输入端，连接到所述隔离供电单元的输出端，所述开关管的漏极连接到所述继电器的线圈的第一端，所述开关管的栅极连接到所述三极管的集电极；所述第四电阻连接在所述开关管的栅极和源极之间；所述三极管的发射极连接到所述继电器的线圈的第二端，并连接到接地端。

所述隔离供电单元的一种实现方式为，包括：变压器和整流桥；所述变压器的初级线圈连接到所述灯具主回路的输入端，所述变压器的次级线圈连接整流桥的输入端，整流桥的输出端为所述隔离供电单元的输出端，分别连接到所述第一电阻的第一端、所述开关管的源极和所述控制单元的电源输入端。

其中，还可以包括滤波电容，所述滤波电容并联连接于所述整流桥输出端与接地端之间。

灯具正常工作时，光源检测电路检测到正常的光信号，控制单元控制继电器吸合，触发器回路正常触发。灯具损坏后，光源检测电路检测不到光信号，光源检测单元输出相应电信号，控制单元检测到该电信号并发出断开继电器的控制信号，继电器控制单元接收该控制信号并断开继电器，切断触发器回路，使触发器不会反复触发，从而保证了灯具的电气部分不会被损坏或者击穿，实现保护电气部分的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种灯具保护电路的结构图；

图2是本发明实施例二提供的一种灯具保护电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1是本发明实施例一提供的一种灯具保护电路的结构图，包括：

光源检测单元101，光源检测单元用于检测灯具的光信号，并将光信号转换成电信号，光源检测单元的电信号输出端连接到控制单元的电信号接收端。

其中，光源检测单元101通过检测灯具在开启状态下是否正常发光进而判断灯具是否损坏，光源检测单元101检测光信号可以使用光敏电阻或者其它感光元件。光敏电阻或者其它感光元件应该安装在灯具光线可以照射到而其他光线照射不到的地方，以防止误判断。

控制单元102，控制单元接收电信号后，根据电信号生成继电器的控制信号，控制单元的控制信号输出端连接到继电器控制单元的输入端。

其中，控制单元102可以由单片机实现，单片机的一采样引脚检测光源检测单元输出的电信号，通过内部程序判断后输出相应的继电器控制信号。

继电器103，继电器的触点串联连接在触发器回路中，继电器的线圈连接在继电器控制单元的输出端。

目前造成与灯具配套的电气部分损坏的主要原因是当气体放电灯已经损坏时，触发器仍不断启动以触发灯具，从而造成电气部分打火、击穿，进而损坏电气部分。触发器回路往往也是整个电气回路的一部分，通过控制继电器103断开，可以切断触发器回路，从而切断整个电气回路，通过这种方式可以达到保护电气部分的目的。

继电器控制单元104，继电器控制单元根据控制信号控制继电器的开通和关断，从而实现触发器回路的导通和切断。

其中，继电器控制单元104通过控制继电器线圈电流的通断控制触发器回路，进而实现电气部分的保护。

隔离供电单元105，隔离供电单元，用于输出直流电源，隔离供电单元的输入端连接到灯具主回路的输入端，隔离供电单元的输出端分别连接到光源检测单元的电源输入端、控制单元的电源输入端和继电器控制单元的电源输入端。

隔离供电单元105是电路的辅助供电模块，电路中的继电器控制单元、电源检测单元、控制单元等都需要直流供电。隔离供电单元与灯具的交流供电电源共用同一交流强电输入，通过隔离变压器隔离降压后经整流桥转换为直流弱电电源。这种供电方式实现强弱电隔离，安全可靠，且无需另外引入另一直流电流使电路简单、容易实现。

本实施例在灯具损坏后，光源检测电路检测不到光信号，控制单元发出断开继电器的控制信号，继电器控制单元接收该控制信号并断开继电器，切断触发器回路，使触发器不会反复触发，从而保证了灯具的电气***不会被损坏或者击穿，实现保护电气部分的目的。

请参考图2，图2是本发明实施例二提供的一种灯具保护电路的电路图，该电路包括以下几部分：光源检测单元101、控制单元102、继电器103、继电器控制单元104、隔离供电单元105。

图中106模块为灯具主回路，包括电容C1、镇流器L1、触发器T1和气体放电灯。灯具主回路采用AC220V作为供电电源，为了提高整个电路的功率因数，在火线L、零线N之间连接一补偿电容C1。触发器T1的L脚为电源火线脚，通过镇流器L1和电源的L线连接；触发器T1的LB脚为触发脚，气体放电灯连接于触发器T1的LB脚和电源的N线之间；触发器T1的N脚为电源零线脚，通过继电器的和电源N线连接，构成触发器回路。

本实施例中，继电器103的常开触点串联连接在触发器T1的N脚和电源N线之间，用于断开触发器回路。

光源检测单元101包括第一电阻R1和第二电阻R2，其中，第一电阻为光敏电阻，第二电阻为分压电阻。光敏电阻R1的第一端为所述光源检测单元的电源输入端，连接到隔离供电单元的输出端，光敏电阻R1的第二端连接到分压电阻R2的第一端，分压电阻R2的第一端还连接到控制单元的电信号接收引脚，分压电阻R2的第二端连接到接地端。光敏电阻应该固定在气体放电灯可以照射到，而其它光线照射不到的地方，以防止误动作。

本实施例中控制单元102由单片机U1实现，单片机型号为TINY13V。U1的1脚为复位引脚，2、7脚为I/O引脚，本实施例中对这些引脚未作定义；3脚为采样脚，连接到分压电阻R2的第一端，用于接收光源检测单元102的与灯具光信号相对应的电信号；4脚为接地引脚，连接到接地端；6脚为一I/O脚，用于输出继电器控制信号，连接到继电器控制控制单元的输入端；8脚为电源脚，即控制单元的电源输入端，连接到隔离供电单元的输出端以给单片机供电。当然，控制单元也可以由资源可以满足本发明应用的其它型号单片机，或者由逻辑电路实现，这里不一一赘述。

继电器控制单元104包括：第三电阻R3、第四电阻R4、开关管Q1和三极管Q2，本实施例中开关管Q1选用P沟道MOS管。电阻R3的第一端连接到U1的6脚，第二端连接到三极管Q2的基极；开关管Q1的源极为继电器控制单元的电源输入端，连接到隔离供电单元的输出端，开关管Q1的漏极连接到继电器的线圈的第一端，栅极连接到三极管Q2的集电极；电阻R4连接在开关管Q1的栅极和源极之间；三极管Q2的发射极连接继电器的线圈的第二端并接地。

隔离供电单元105包括：变压器BT1和整流桥Z1。变压器BT1的初级线圈连接到灯具主回路的输入端，与灯具主回路共用AC220V作为供电电源，即初级线圈连接AC220V火线L和零线N之间，在变压器BT1的次级线圈连接在整流桥Z1的输入端，即连接整流桥的两交流输入引脚间；整流桥Z1的输出端为隔离供电单元的输出端，分别连接到光敏电阻R1的第一端，开关管Q1的源极和单片机U1的8脚。整流桥可以采用桥堆，也可以由4个二极管搭建整流桥。可以在整流桥输出端并联一滤波电容C2以提高直流电源的质量。

接通电源后，单片机U1通过内部程序处理，可以让3脚延时几秒钟采样，6脚保持高电平，此时三极管Q2、开关管Q1均导通，加到继电器线圈引脚上电压和电流满足继电器吸合的条件，继电器103常开触点吸合，触发器回路导通，触发气体放电灯启动。

延时时间到，单片机U1开始采样气体放电灯是否发光，若气体放电灯正常发光，光敏电阻R1阻值变得很小，分压电阻R2上的压降增大，单片机U1的3脚采样到的电压是高电平，单片机U1通过内部程序处理，控制6脚输出高电平，继电器103常开触点闭合，触发器回路导通，灯具主回路正常工作。若气体放电灯损坏，没有光源照射光敏电阻，则光敏电阻R1阻值变得很大，分压电阻R2上的压降变小，单片机U1采样到的的电压变为低电平，单片机U1通过内部程序处理，控制6脚输出低电平，三极管Q2、开关管Q1由导通变为截止，加到继电器线圈上电压和电流不能满足继电器吸合的条件，继电器常开触点断开，从而触发器回路断开，触发器就不会再输出触发脉冲，电路进入保护状态，直到更换好灯具后，电路才能再次工作。

本实施例在灯具损坏后，切断触发器回路，使触发器不会反复触发，从而保证了灯具的电气***不会被损坏或者击穿，实现保护电气部分的目的。本实施电路设计原理简单，***电器元件少，采用弱电控制强电，强弱电隔离，电路稳定可靠。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种灯具保护电路，其特征在于，用于保护气体放电灯的电气部分，所述灯具保护电路包括：光源检测单元、控制单元、继电器、继电器控制单元和隔离供电单元；

所述光源检测单元的电信号输出端连接到所述控制单元的电信号接收端，所述控制单元的控制信号输出端连接到所述继电器控制单元的输入端，所述继电器控制单元的输出端连接所述继电器的线圈，所述继电器的触点串联连接在触发器回路中，所述隔离供电单元的输入端连接到灯具主回路的输入端，所述隔离供电单元的输出端分别连接到所述光源检测单元的电源输入端、所述控制单元的电源输入端和所述继电器控制单元的电源输入端；

其中，所述光源检测单元包括：第一电阻和第二电阻，所述第一电阻为光敏电阻，所述第二电阻为分压电阻；所述第一电阻的第一端为所述光源检测单元的电源输入端，连接到所述隔离供电单元的输出端，所述第一电阻的第二端连接到所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第一端还连接到所述控制单元的电信号接收端，所述第二电阻的第二端连接到接地端；所述继电器控制单元包括：第三电阻、第四电阻、开关管和三极管；所述第三电阻的第一端连接到所述控制单元的所述控制信号输出端，所述第三电阻的另第二端连接到所述三极管的基极；所述开关管的源极为所述继电器控制单元的电源输入端，连接到所述隔离供电单元的输出端，所述开关管的漏极连接到所述继电器的线圈的第一端，所述开关管的栅极连接到所述三极管的集电极；所述第四电阻连接在所述开关管的栅极和源极之间；所述三极管的发射极连接到所述继电器的线圈的第二端，并连接到接地端；所述光源检测单元用于检测灯具的光信号，并将所述光信号转换成电信号，所述控制单元用于接收所述电信号，并根据所述电信号生成继电器控制信号，所述继电器控制单元用于接收所述继电器控制信号，并根据所述继电器控制信号控制所述继电器的开通和关断，从而实现所述触发器回路的导通和切断，所述隔离供电单元，用于输出直流电源。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一电阻为光敏电阻，所述第一电阻安装在仅灯具光线可以照射到的地方。

3.根据权利要求1所述电路，其特征在于，所述隔离供电单元包括：变压器和整流桥；所述变压器的初级线圈连接到所述灯具主回路的输入端，所述变压器的次级线圈连接整流桥的输入端，整流桥的输出端为所述隔离供电单元的输出端，分别连接到所述第一电阻的第一端、所述开关管的源极和所述控制单元的电源输入端。

4.根据权利要求3所述电路，其特征在于，还包括滤波电容，所述滤波电容并联连接于所述整流桥输出端与接地端之间。