一种灯管及应用于灯管的保护电路、保护装置的制作方法

本申请属于灯具技术领域，尤其涉及一种灯管及应用于灯管的保护电路、保护装置。

背景技术：

随着技术和生产力的不断进步，led光源在照明产品上的应用日趋增多。led灯作为一种新兴的光源，其在节能减排，绿色环保方面发挥了非常重要的作用和贡献，为了避免led灯在使用或者安装过程中发生安全事故，通常会采用多种保护措施，例如：驱动电源采用隔离电源；将内置驱动电源用麦拉片、绝缘胶纸等绝缘材料包裹起来进行双重绝缘；灯体用pc材质、纳米管、玻璃管等；灯头采用pc绝缘材料等等。

然而，当用户在带电环境下进行灯管替换时，现有的灯管保护措施不足，存在着较大的安全隐患。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种灯管及应用于灯管的保护电路、保护装置，旨在解决现有的灯管保护措施不足的技术问题。

本申请实施例第一方面提供一种应用于灯管的保护电路，与光源模组连接，所述保护电路包括：

分别与所述灯管的两极连接，用于接收交流电源提供的交流信号，对所述保护电路提供预热作用的两个模拟灯丝电路；

与所述模拟灯丝电路连接，用于对所述交流信号进行整流处理，并输出对应的直流电压信号的整流电路；

与所述整流电路连接，用于接收所述直流电压信号，并根据所述保护电路与外接电路的接入状态对所述直流电压信号的导通和关断进行控制的控制电路；以及

分别与所述光源模组与所述控制电路连接，用于提供储能作用的储能电路。

本申请实施例第二方面提供的一种应用于灯管的保护装置，包括：

光源模组；以及

如上述任一项所述的保护电路，所述保护电路与所述光源模组连接。

本申请实施例第三方面提供的一种灯管，包括：

光源模组；

封装体；以及

如上述任一项所述的保护电路；

其中，所述封装体用于对所述光源模组以及所述保护电路进行封装。

本申请实施例提供了一种灯管及应用于灯管的保护电路、保护装置，通过在灯管两极均设置一模拟灯丝电路，用于接收交流电源提供的交流信号，对所述保护电路进行预热，并通过整流电路对所述交流信号进行整流处理，并输出对应的直流电压信号，然后通过控制电路基于所述保护电路与外接电路的接入状态对所述直流电压信号的导通和关断进行控制，最后通过储能电路避免光源模组的电压出现突变，确保灯管在电源接入过程不会产生漏电现象，解决了在灯管替换过程中带电操作存在着较大的安全隐患的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本申请第一个实施例提供的一种保护电路的结构示意图；

图2是本申请第二个实施例提供的一种保护电路的结构示意图；

图3a-3c是本申请的实施例提供的第一模拟灯丝电路的结构示意图；

图4a-4c是本申请的实施例提供的第三模拟灯丝电路的结构示意图；

图5是本申请的第三个实施例提供的保护电路的结构示意图；

图6是本申请的第四个实施例提供的保护电路的结构示意图；

图7a和图7b是本申请实施例提供的限流电路的结构示意图；

图7c是本申请的另一个实施例提供的控制电路的结构示意图；

图8a和图8b是本申请实施例提供的开关电路的结构示意图；

图8c是本申请的另一个实施例提供的控制电路的结构示意图；

图9是本申请的一个实施例提供的驱动电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

灯管设计制造过程中，通常会充分考虑产品的使用安全，采用多种保护措施，例如：驱动电源采用隔离电源；将内置驱动电源用麦拉片、绝缘胶纸等绝缘材料包裹起来进行双重绝缘；灯体用pc材质、纳米管、玻璃管等；灯头也用pc绝缘材料等等。虽然采用上述保护措施可以取得较好的效果，然而上述保护措施无法完全消除灯管替换过程中存在的安全隐患，例如，当用户在安装一根t型led灯管的时候，大多数的情况下用户是没有办法做到先将总闸拉下来使得所有的电路断开再去安装灯管，因此，用户需要在电路带电的情况下完成灯管替换的操作，例如，一个灯座设置有两根led灯管时，其中一根灯管正常点亮，回路中还有电的时候用户需要将另外一根出现故障的灯管换下来。此时，当用户把led灯管的一端插入灯座以后，led灯管的这一端的两个pin针变成带电体，由于其内部电路为带电体，led灯管的另一端的两个pin针也都变成了带电体。若用户不小心触碰到另一端的任意一个pin针都会存在被电击的巨大风险。

本申请中的技术方案可以有效的解决上述提到的由于led灯管灯头端pin针的漏电流导致的电击风险，为用户在安装、拆卸产品时提供更为有利安全保障，同时还满足ul的相关漏电流测试的最新标准。

本申请实施例提供了一种应用于灯管的保护电路，本实施例中的保护电路包括：

分别与所述灯管的两极连接，用于接收交流电源提供的交流信号，对所述保护电路提供预热作用的两个模拟灯丝电路100；

与所述模拟灯丝电路连接，用于对所述交流信号进行整流处理，并输出对应的直流电压信号的整流电路200；

与所述整流电路200连接，用于接收所述直流电压信号，并根据所述保护电路与外接电路的接入状态对所述直流电压信号的导通和关断进行控制的控制电路300；以及

分别与所述光源模组500与所述控制电路300连接，用于提供储能作用的储能电路400。

在本实施例中，通过在灯管两极均设置一模拟灯丝电路，用于接收交流电源提供的交流信号，对所述保护电路进行预热，并通过整流电路200对所述交流信号进行整流处理，并输出对应的直流电压信号，然后通过控制电路300基于所述保护电路与外接电路的接入状态对所述直流电压信号的导通和关断进行控制，最后通过储能电路400避免光源模组500的电压出现突变，确保灯管在电源接入过程不会产生漏电现象，解决了在灯管替换过程中带电操作存在着较大的安全隐患的问题。

在一个实施例中，如图1示出了本申请实施例提供的一种应用于灯管的保护电路的结构示意图，参见图1所示，所述两个模拟灯丝电路包括第一模拟灯丝电路101和第二模拟灯丝电路102；所述第一模拟灯丝电路101和所述第二模拟灯丝电路102均与所述整流电路200连接。

在本实施例中，灯管两极分别设置一模拟灯丝电路，模拟灯丝电路被赋予阻抗匹配功能，保证系统启动初期，电子镇流器(ecg)可以顺利的进入工作状态。整流电路200用于对ecg输出后的交信号进行整流处理，得到对应的直流电压信号，实现交直流转换的目的。控制电路300可以对灯管的应用环境进行识别，当灯管的连接脚被接入到ecg输出回路中时，控制电路300打开并接通后级电路。当连接脚被错误的连接到工频电网中时，控制电路300可以将输出电流被控制电路300限制在很小的安全电流范围以内。在本实施例中，灯管包括第一极和第二极，第一极和第二极分别用于与电子整流器连接，具体的，第一模拟灯丝电路101的第一输入端与灯管第一极的第一连接脚连接，第一模拟灯丝电路101的第二输入端与灯管第一极的第二连接脚连接，第二模拟灯丝电路102的第一输入端与灯管第二极的第三连接脚连接，第二模拟灯丝电路102的第二输入端与灯管第二极的第四连接脚连接。

在一个实施例中，第二模拟灯丝电路102可以与第一模拟灯丝电路101具有相同的电路结构。

在一个实施例中，储能电路400可以为一电容器，电容器的第一端与控制电路300连接，电容器的另一端接地。

在一个实施例中，参见图2所示，所述两个模拟灯丝电路包括第三模拟灯丝电路103和第四模拟灯丝电路104；所述整流电路200包括第一整流电路201和第二整流电路202；其中，所述第一整流电路201设于所述第三模拟灯丝电路103和所述控制电路300之间，所述第二整流电路202设于所述第四模拟灯丝电路104和所述控制电路300之间。

在本实施例中，灯管两极均设置一模拟灯丝电路和一整流电路200，其中，模拟灯丝电路设于整流电路200与灯管连接脚之间，灯管两极的整流电路200生成的直流电压信号输出至控制电路300，通过在灯管两极均设置一全波整流电路200分别对输入的交流信号进行整流处理，避免两端的模拟灯丝电路出现故障对整流电路200产生较大的电流冲击。

在一个实施例中，灯管两极设置的模拟灯丝电路的具体电路结构可以完全一致，进一步的，灯管两极设置的整流电路200的具体电路结构也可以完全一致。

在一个实施例中，参见图3a所示，所述第一模拟灯丝电路101包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3以及第一电容c1；

所述第一电阻r1的第一端与所述灯管的第一连接脚连接，所述第一电阻r1的第二端、所述第一电容c1的第一端以及所述第三电阻r3的第一端共接，所述第二电阻r2的第一端与所述灯管的第二连接脚连接，所述第二电阻r2的第二端、所述第一电容c1的第二端以及所述第三电阻r3的第二端共接于所述整流电路200。

在一个实施例中，参见图3b所示，所述第一模拟灯丝电路101包括：第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第五电感l5、第六电感以及第五电容c5；

所述第十电阻r10的第一端与所述灯管的第一连接脚连接，所述第十电阻r10的第二端与所述第五电感l5的第一端连接，所述第五电感l5的第二端、所述第五电容c5的第一端以及所述第九电阻r9的第一端共接，所述第十一电阻r11的第一端与所述灯管的第二连接脚连接，所述第十一电阻r11的第二端与所述第六电感的第一端连接，所述第六电感的第二端、所述第五电容c5的第二端以及所述第九电阻r9的第二端共接于所述整流电路200。

在一个实施例中，参见图3c所示，所述第一模拟灯丝电路101包括：第一电感l1、第二电感l2、第三电容c3以及第七电阻r7；

所述第一电感l1的第一端与所述灯管的第一连接脚连接，所述第一电感l1的第二端、所述第三电容c3的第一端以及所述第七电阻r7的第一端共接，所述第二电感l2的第一端与所述灯管的第二连接脚连接，所述第二电感l2的第二端、所述第三电容c3的第二端以及所述第七电阻r7的第二端共接于所述整流电路200。

在一个实施例中，第二模拟灯丝电路102的内部电路结构可以与第一模拟灯丝电路101的内部电路结构相同。

在一个实施例中，参见图4a所示，所述第三模拟灯丝电路103包括：第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6以及第二电容c2；

所述第四电阻r4的第一端与所述灯管的第一连接脚连接，所述第四电阻r4的第二端、所述第二电容c2的第一端以及所述第六电阻r6的第一端共接于所述第一整流电路201的第一输入端，所述第五电阻r5的第一端与所述灯管的第二连接脚连接，所述第五电阻r5的第二端、所述第二电容c2的第二端以及所述第六电阻r6的第二端共接于所述第一整流电路201的第二输入端。

在一个实施例中，参见图4b所示，所述第三模拟灯丝电路103包括：第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第七电感l7、第八电感l8以及第六电容c6；

所述第十三电阻r13的第一端与所述灯管的第一连接脚连接，所述第十三电阻r13的第二端与所述第七电感l7的第一端连接，所述第七电感l7的第二端、所述第六电容c6的第一端以及所述第十二电阻r12的第一端共接于所述第一整流电路201的第一输入端，所述第十四电阻r14的第一端与所述灯管的第二连接脚连接，所述第十四电阻r14的第二端与所述第八电感l8的第一端连接，所述第八电感l8的第二端、所述第六电容c6的第二端以及所述第十二电阻r12的第二端共接于所述第一整流电路201的第二输入端。

在一个实施例中，参见图4c所示，所述第三模拟灯丝电路103包括：第三电感l3、第四电感l4、第四电容c4以及第八电阻r8；

所述第三电感l3的第一端与所述灯管的第一连接脚连接，所述第三电感l3的第二端、所述第四电容c4的第一端以及所述第八电阻r8的第一端共接于所述第一整流电路201的第一输入端，所述第四电感l4的第一端与所述灯管的第二连接脚连接，所述第四电感l4的第二端、所述第四电容c4的第二端以及所述第八电阻r8的第二端共接于所述第一整流电路201的第二输入端。

在一个实施例中，第四模拟灯丝电路104的内部电路结构可以与第三模拟灯丝电路103的内部电路结构相同。

在一个实施例中，参见图5所示，所述控制电路300包括：

与所述整流电路200连接，用于对所述直流电压信号进行限流处理的限流电路900；

分别与所述整流电路200和所述储能电路400连接，用于对所述直流电压信号的导通和关断进行控制的开关电路1000。

在本实施例中，限流电路900对整流电路200输出的直流电压信号进行限流处理，使得开关电路1000在断开时，灯管接入电源时可以通过限流电路900将直流电压信号的电流大小限制在较低的预设阈值范围内，消除灯管接入异常时导致用户触电的安全隐患。

在一个实施例中，参见图6所示，所述保护电路还包括：

设于所述模拟灯丝电路100与所述控制电路300之间，用于检测所述保护电路与外接电路的接入状态，并根据所述接入状态向所述控制电路300发送对应的驱动信号的驱动电路800；所述驱动信号用于对所述开关电路1000的导通和关断状态进行控制。。

在本实施例中，通过驱动电路800对模拟灯丝电路100中的电流信号进行采样，并通过采样信号检测保护电路与外接电路之间的接入状态，从而对led灯管的外部接入状态进行识别，同时根据不同的情况输出对应的驱动信号，使得开关电路1000基于所述驱动信号对所述直流电压信号的导通和关断进行控制。

进一步的，开关电路1000基于所述驱动信号对所述直流电压信号的导通和关断，当ecg与led灯管正确接线并接通电源时，内部开关电路1000处于导通状态，ecg持续为led模组供电，系统正常工作。当led灯管两极没有正确接入时，比如在led灯管安装、拆卸的时候，当灯管的一端插入到灯座里头，另一端还保持悬空。虽然插入灯座的一端使灯管带电，然而，控制电路300却能对此作出识别，让开关电路1000保持断开，此时，即便是用户用手抓住灯管另一端的金属连接脚，也不会出现被电到的情况，这就大大的提高了容错率，从而更加有效的保证现场用户的人身安全。

在本实施例中，开关电路1000在本实用新型中有着举足轻重的地位，通过将开关电路1000与限流电路900并联，当我们的led灯管正确安装到线路中以后，开关电路1000导通，其自身导通阻抗较低，不会占用太多的功耗，使系统效率可以得到保障。而在安装、拆卸的过程中，限流电路900的阻抗较大，它可以起到很好的隔离保护效果。

在一个实施例中，参见图7a所示，所述限流电路900包括第二十六电阻r26和第二十七电阻r27，所述第二十六电阻r26的第一端与所述第二十七电阻r27的第一端共接于所述整流电路200，所述第二十六电阻r26的第二端与所述第二十七电阻r27的第二端共接于所述储能电路400。

在一个实施例中，参加图7b所示，所述限流电路900包括第二十八电阻r28和第二十九电阻r29，所述第二十八电阻r28的第一端与所述整流电路200连接，所述第二十八电阻r28的第二端与所述第二十九电阻r29的第一端连接，所述第二十九电阻r29的第二端与所述储能电路400连接。

在一个实施例中，参见图7c所示，所述限流电路900包括第二十电阻r20，所述第二十电阻r20的第一端与整流电路200连接，所述第二十电阻r20的第二端与所述储能电路400连接。

在一个实施例中，参见图7c所示，所述开关电路1000可以为一可控硅q1，所述可控硅q1的第一端与所述整流电路200连接，所述可控硅q1的第二端与所述储能电路400连接，所述可控硅q1的控制端悬空设置。

在本实施例中，当所述开关电路1000为一可控硅q1时，可控硅q1的a极和k极分别与整流电路200和储能电路400连接，并且可控硅q1的a极和k极之间正向偏置，此时保护电路可以不需要驱动电路800，或者可控硅q1可以与所述驱动电路800之间形成开路，此时驱动电路800提供的驱动信号相当于高阻态信号，可控硅q1的控制极g极开路。在系统启动初期，可控硅q1内部结构的三个pn结，两端的pn结正向偏置，中间的pn结反向偏置。在可控硅q1导通之前，ecg相当于开路，输出高压，最终使得中间的pn结雪崩击穿导通，系统正常工作。在用户进行拆装作业的时候，虽然有一端通过灯头端的连接脚完成连接，但是另一端的连接脚并没有接入电路中，所以在可控硅q1a极和k极之间没有形成一个高压大电场，也就无法击穿中间的pn结使可控硅q1持续导通。因此，即使是用户不小心触碰到了另一端的金属连接脚也不会担心触电，由于可控硅q1的阻断，使得大电流经由人体导向大地的这一条通路也被阻断了。

在本实施例中，采用可控硅q1作为开关电路1000，电路架构简洁，同时也避免了机械开关在触点接触和分离时的拉弧、打火等现象，更为安全可靠。

进一步的，在一个实施例中，所述开关电路1000包括一开关管，所述开关管的电流输入端与所述整流电路200连接，所述开关管的电流输出端与所述储能电路400连接，所述开关管的控制端与所述驱动电路800连接。

在一个实施例中，所述开关管为三极管或者mos管。例如，参见图8a所示，当开关管为三极管时，该三极管可以为npn型三极管q2，具体的，npn型三极管q2的基极与驱动电路800连接，npn型三极管q2的集电极与整流电路200连接，npn型三极管q2的发射极与储能电路400连接。

参见图8b所示，当开关管为mos管时，该mos管可以为n型mos管q3，具体的，n型mos管q3的栅极与驱动电路800连接，作为其控制端，n型mos管q3的源极与储能电路400连接，作为其电流输出端，n型mos管q3的漏极与整流电路200连接，作为其电流输入端。

在一个实施例中，参见图8c所示，所述开关电路1000包括一可控硅q1，所述可控硅q1的第一端与所述整流电路200连接，所述可控硅q1的第二端与所述储能电路400连接，所述可控硅q1的控制端与所述驱动电路800连接。

在一个实施例中，参见图9所示，所述驱动电路800包括：第一电感l1、第二十电容c20、第一二极管d1、第二十一电容c21、第二十三电阻r23以及第一稳压管dz20；

所述第一电感l1的第一端与所述整流电路200连接，所述第一电感l1的第二端与所述第二十电容c20的第一端连接，所述第二十电容c20的第二端与所述第一二极管d1的阳极连接，所述第一二极管d1的阴极、所述第二十一电容c21的第一端、所述第二十三电阻r23r23的第一端以及所述第一稳压管dz20的第一端共接于所述开关电路1000，所述第二十一电容c21的第二端、所述第二十三电阻r23r23的第二端以及所述第一稳压管dz20的第二端共接。

在一个实施例中，本申请实施例提供了一种应用于灯管的保护装置，包括：光源模组500；以及如上述任一项实施例所述的保护电路，所述保护电路与所述光源模组500连接。

在一个实施例中，本实施例中的光源模组500可以为led芯片。

在一个实施例中，本申请实施例提供了一种灯管，包括：光源模组500；封装体；以及如上述任一项实施例所述的保护电路；其中，所述封装体用于对所述光源模组500以及所述保护电路进行封装。

在一个实施例中，本实施例中的灯管可以为led灯管，具体的，光源模组500可以为led芯片。

需要特别指出的是，在申请实施例中所展示的各个电路图中的电阻、电容、电感的位置，代表的是其连接节点，连接关系，但是并不限定其元器件的数量和等效电路衍生出来的新的串并方式。例如，图3a中第一电阻的位置，可以有不少于一个电阻串联或是不少于一个电阻并联亦或是不少于一个电阻串并连接等效实现。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、电路的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、电路完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或电路，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、电路可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、电路的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、电路的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，所述电路或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。