LED驱动电路、灯管和照明装置的制作方法

led驱动电路、灯管和照明装置
技术领域
1.本技术涉及led照明技术领域，特别是涉及一种led驱动电路、灯管和照明装置。


背景技术：

2.led灯管具有节能、光通量高使用寿命长等有点，正逐渐代替传统的led荧光灯管。美国安全认证机构ul于2015年6月颁布led灯管安全认证规则，把灯管分为typea、typeb、typea+b以及typec几个类别，其中：typea为单替换型led灯管，只能适用于电子镇流器；typeb为内置电源型led灯管，只能适用于交流供电；typea+b既能合适用电子镇流器同时又适用于交流供电的灯管，需要进行防漏电测试。具体来说，type a+b:(a和b兼容型)的led灯管，工作模式type a时，不对灯具进行改造，直接进行替换(把荧光灯直接取下，换上led灯管)；工作模式type b时，通过剪线将镇流器旁路，通过接线实现单端或双端进电；type a+b led灯管，市场使用性很强，客户可以两种模式任意使用。
3.但是灯管工作在type a模式状态下，当带有调节led色温的开关在切换或损坏、或者是led灯珠损坏(led灯珠达到使用寿命或意外损坏)时，电子镇流器还是正常给led灯管供电，电子镇流器内部具有谐振电路，输出高频高压50-100khz，600-1500v电压，会一直加在led驱动电路和led灯珠上。type a+b:(a和b兼容型)的led灯管内部元器件(包括驱动电路和led灯珠)就会发热，有很大的安全隐患。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种led驱动电路。
5.本技术led驱动电路，包括：
6.第一交流输入端和第二交流输入端，其用于连接外部电源；
7.第一整流单元和第二整流单元，其输入端分别耦接所述第一交流输入端和第二交流输入端；
8.led光源，其耦接所述第一整流单元和第二整流单元的输出端，并包括至少两种色温不同的led灯珠；
9.开关单元，其用于控制不同色温的led灯珠导通或断开，以调节led光源的色温；
10.稳压单元，与所述led光源和开关单元并联设置。
11.以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
12.可选的，还包括异常切断子单元，在驱动电路上电且led光源开路时，所述异常切断子单元接收来自于所述稳压单元的信号，断开所述第一交流输入端或第二交流输入端。
13.可选的，所述稳压单元为瞬态二极管。
14.可选的，所述异常切断子单元为保险丝，所述保险丝接收来自于所述稳压单元的热信号，断开所述第一交流输入端。
15.可选的，所述瞬态二极管表面贴有导热元件，所述热信号通过导热元件传递给保险丝。
16.可选的，所述导热元件为涂覆在所述异常切断子单元与所述稳压单元之间的导热硅胶层。
17.可选的，所述驱动电路还包括滤波电路，所述滤波电路同时耦接所述第一整流单元和第二整流单元的输出端，所述滤波电路的输出侧耦接有功率转换电路，所述功率转换电路为所述led光源供电。
18.可选的，所述led驱动电路还包括高频检测电路，所述高频检测电路同时接收来自于所述第一交流输入端和第二交流输入端的交流电信号，用于激活所述功率转换电路的工作状态。
19.本技术还提供一种灯管，包括：第一管脚、第二管脚、以及如本技术所述的led驱动电路，所述第一管脚与所述驱动电路的第一交流输入端电连接，所述第二管脚与所述第二交流输入端电连接。
20.本技术还提供一种照明装置，包括：镇流器和如本技术所述的灯管，所述镇流器包括第一接线端、第二接线端、第一输出端和第二输出端，所述镇流器的第一接线端和第二接线端接入市电，所述镇流器的第一输出端与所述灯管的第一管脚电连接，所述镇流器的第二输出端与所述灯管的第二管脚电连接。
21.本技术led驱动电路、灯管和照明装置至少具有以下技术效果之一：
22.本技术led驱动电路避免了工作状态下开关sw切换时引起的电压波动对电路造成的影响；
23.解决了在镇流器工作状态(typea工作模式)下，开关sw断路故障或led光源异常情况下的驱动电路保护问题。
附图说明
24.图1为本技术一实施例中led驱动电路的模块结构示意图；
25.图2为本技术一实施例中led驱动电路的第一交流输入端、第二交流输入端、第一整流单元和第二整流单元的电路原理图；
26.图3为本技术一实施例中开关单元和led光源的电路原理图；
27.图4为本技术一实施例中异常切断子单元和稳压单元的配合关系示意图；
28.图5为本技术一实施例中滤波电路和功率转换电路的原理图；
29.图6为本技术一实施例中高频检测电路的原理图；
30.图7为本技术一实施例中漏电保护电路的原理图；
31.图8为本技术一实施例中照明装置的结构示意图。
32.图中附图标记说明如下：
33.10、第一交流输入端；11、异常切断子单元；20、第二交流输入端；30、第一整流单元；40、第二整流单元；41、滤波电路；42、功率转换电路；
34.50、开关单元；60、led灯珠；70、稳压单元；
35.100、灯管；200镇流器。
具体实施方式
36.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
37.需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
38.需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“耦接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
39.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
40.本技术中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、次序。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
41.本技术中，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。
42.为解决现有技术中存在的技术问题，参见图1，本技术一实施例提供一种led驱动电路，包括：连接外部电源的第一交流输入端10和第二交流输入端20，第一交流输入端10经过第一整流单元30整流后为开关单元50和led光源60供电；第二交流输入端20经过第二整流单元40为开关单元和led光源60供电。
43.本实施例中，led光源60包括至少两种不同色温的led灯珠，led光源由开关单元切换不同色温的led灯珠进电以实现色温的切换。在开关单元50工作切换时，会产生波动电压，造成电路的不安全。本实施例通过并联在开关单元50和led灯珠60两端的稳压单元70保护电路，以避免波动电压对电路造成的冲击，避免了工作状态下开关sw切换时引起的电压波动对电路造成的影响。
44.led驱动电路的整流输入侧如图2所示，第一交流输入端10包括如图中所示的进线端ac2和进线端ac3，第二交流输入端20包括如图中所示的进线端l1和进线端n1。第一整流单元bd1和第二整流单元bd2的输出侧并联，通过输出总线bus输出直流电压vbus+。其中，第一交流输入端10和第二交流输入端20之间连接有尖峰电压吸收单元，本实施例中尖峰电压吸收单元具体为电容cx2。电容cx2有通交流隔直流的作用，是一种无极性抗高压大电流冲击的电子元器件，镇流器启动时，高频高压被电容cx2吸收耦合，使镇流器的输出电压在led驱动电路中电子元器件的应力范围之内，有利于避免高压导致电子元器件早期失效和过早
损坏。第一整流单元bd1和第二整流单元bd2的输出侧并联有压敏电阻rv1，压敏电阻rv1用以检测电压通过保险丝f3切断第一交流输入端10的进电。
45.在一个实施例中，led驱动电路的整流输出的直流电压vbus+为led光源供电，如图3所示，led光源60包括两种不同色温的led灯珠，包括led灯珠a和led灯珠b，开关单元50在本实施例中具体为开关sw。具体地，开关sw是一个三档开关，带有拨动的开关结构，能够实现三个不同色温的切换，led灯珠a和led灯珠b色温不同，所以开关sw能够实现led灯珠a上电、led灯珠b上电和共同上电三种切换方式，进而实现三种色温的切换。开关sw在切换时会产生波动电压，通过稳压单元70对电路进行异常保护。具体地，稳压单元70包括二极管d11，二极管d11为tvs瞬态二极管，具有保护电路的功能，在此不再赘述。
46.本技术实施例中的led驱动电路，正常工作在type b模式时，如果开关sw或led光源故障失效，led驱动电路会进入保护模式，灯管停止工作；工作在type a模式时，如果开关sw在拨动时有一段时间是开路状态，led驱动电路(灯管线路)不能正常工作、且嵌位镇流器输出的电压，此时镇流器就会输出高频高压。开关sw断开时，交流电经过第一整流单元bd1和第二整流单元bd2整流后，在总线vbus+与vbus-之间输出的直流电压在600-1200v，此时二极管d11上检测到高压把电压嵌位在110-130v之间，使原本经过led光源的电流，改为经过二极管d11形成一个回路；当开关正常后，led光源电压80v导通，此时二极管d11被led光源短路而停止工作，电流改为流过led光源，异常保护结束。
47.正常工作在type a模式时，在开关异常或lde灯珠异常时(开路或短路)，线路内部产生高压，为进一步保护电路，在一实施例中，参阅图4，led驱动电路还包括异常切断子单元11，在led驱动电路上电且led灯珠开路时，异常切断子单元11接收来自于稳压单元70的信号，断开第一交流输入端10，达到消除高压进电的目的。在其他实施方式中，异常切断子单元11也可以设置为接收来自于稳压单元70的信号断开第二交流输入端20，达到消除高压进电的目的。本实施例解决了开关sw断路故障或led光源异常情况下的驱动电路保护问题。
48.具体地，异常切断子单元11为保险丝f4。二极管d11在受到长期的高压会发热，保险丝f4接收来自于二极管d11发热产生的热信号，通过热量传递使得保险丝f4断开第一交流输入端10。为了保护电路且防止出现电路安全问题，二极管d11表面贴有导热元件，并且导热元件优选为导热且绝缘的材质。例如可以选择导热硅胶层。
49.具体地，开关sw(或led光源)永久性损坏(开路或短路)时，元器件就会过压或过流，元器件发热和损坏，有着火的隐患。经过第一整流单元bd1和第二整流单元bd2整流后，总线vbus+与vbus-之间的直流电压在600-1200v，此时二极管d11上检测到高压，二极管d11把电压嵌位在110-130v之间，由于开关sw(或led光源)永久性损坏；电流一直是流向二极管d11，二极管d11由于长时间工作而慢慢发热，进而将热量传给温度保险丝f4。当温度保险丝f4的工作温度达到阈值时(本实施例中设置工作温度110-130℃)，温度保险丝f4断开，切断灯管驱动输入回路，led灯管和线路停止工作。led灯管回路断开进入保护模式，灯管停止工作，进而达到消除风险和隐患。
50.在一个实施例中，参见图5，led驱动电路保护滤波电路41和功率转换电路42，第一整流单元30和第二整流单元40均通过滤波电路41，经过功率转换电路42为led光源供电。滤波电路接收整流单元(包括第一整流单元30和第二整流单元40)输出侧的总线vbus+和vbus-，通过控制芯片u1构成的功率转换电路调节输出功率。控制芯片u1可以是现有技术中
常见的功率转换芯片，例如可以是型号为chic6002h控制芯片。
51.在一个实施例中，参见图6，led驱动电路还包括高频检测电路，高频检测电路同时接收来自于第一交流输入端10和第二交流输入端20的交流电信号，具体通过图2中的hif脚接收交流信号，通过二极管d6和二极管d7整流，最终输出控制信号，控制信号用于激活功率转换电路的工作状态，进而调节功率转换电路的输出功率。在一个实施例中，参见图7，为实现漏电保护，还提供有漏电保护电路。漏电保护电路并联在总线vbus+和vbus-上。漏电保护电路一旦检测到有触电风险，即可断开整个回路，降低了用户使用时的风险和安全隐患，进一步提升了led驱动电路的安全性。关于漏电保护电路的工作原理属于现有技术的内容，在此不做赘述。
52.参见图8，在一个实施例中提供一种照明装置，照明装置包括镇流器200和灯管100(led直管灯)，灯管100包括第一管脚a、第二管脚b和上文各实施例所述的led驱动电路，第一管脚a和第一交流输入端10电连接，第一交流输入端10包括如图中所示的进线端ac2和进线端ac3，第二管脚b和第二交流输入端20电连接，第二交流输入端20包括如图中所示的进线端l1和进线端n1。镇流器200接在第一交流输入端，灯管100处于typea的工作模式。镇流器200的第一输出端与灯管的第一管脚a形成电连接，镇流器200的第二输出端与灯管的第二管脚b形成电连接。镇流器200还包括接入市电的第一接线端(如图8中所示的l极)和第二接线端(如图8中所示的n极)。
53.为揭示整体电路的工作细节，结合图2～图8，在一个实施例中对整体电路进行讲解。led驱动电路上电后，电流经过保险丝f4，流入第一整流单元bd1和第二整流单元bd2整流后高频交流变直流。电流电压经过滤波电路(电容c1、电容c2、电感l1、电感l2、电阻r10)滤波，经过电解电容cd1滤波变为稳定直流为经过开关sw为led光源供电，电流经过led光源的led+以led-，再经过二极管d5和变压器t1。
54.高频检测电路由电容c8、电容d6、二极管d7、电容c9、电阻r15、稳压管z1和开关管q1，沿如图6的方式布置，在前端检测到是高频高压50-100khz，600-1200v的镇流器工作模式，此时开关管q1直接导通，如图5所示的功率转换电路(buck电路)中的控制芯片u1不工作。电流流过q1到地，再到整流桥的地，电路形成一个完整的回路。电压工作在100v左右，led驱动电路使镇流器输出电压嵌位在正常工作电压，镇流器正常启动后，提供稳定的电压(100v左右)和电流给led灯珠工作。
55.镇流器输出线(一般为红色和蓝色)分别接到led灯管a端和b端两端，市电ac120-277v/60hz接到镇流器l极和n极输入端，电子镇流器启动时输出高频高压50-100khz，600-1200v，启动时间100-600毫秒，启动时间里，高频高压电流先通过整流之前的电路，流入驱动整流之后。
56.总结，本技术led驱动电路性能可靠，电路结构较为简单，避免了工作状态下开关sw切换时引起的电压波动对电路造成的影响；解决了在镇流器工作状态(typea工作模式)下，开关sw断路故障或led光源异常情况下的驱动电路保护问题。
57.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。
58.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。