Led灯管的防电弧电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及LED照明领域，特别涉及一种LED灯管的防电弧电路。
【背景技术】
[0002] 近年来，LED照明因具有能效高、寿命长、体积小巧以及环保等诸多优点而呈现出 日新月异的发展态势。一个以LED照明替代荧光灯照明的时代已经来临。
[0003] 在以管型荧光灯的照明灯具中，利用原有的电子镇流器作为LED灯管的驱动器， 在灯具改造的过程中，不但可以省却另行配置专用的LED驱动器，更可节省大量的人力，这 对人工费用昂贵的国家或地区尤为明显。现在已经在市场上出现了许多仿照荧光灯管的尺 寸规格的LED灯管，有的可以适应特定类型的电子镇流器，有的可以适应多种类型的电子 镇流器，有的还可以通用电子镇流器和电感镇流器，更有可以兼容镇流器或交流电网电压 供电的LED灯。
[0004] 围绕上述的各种应用，有数以百计的专利技术已经面世。
[0005] 早期的专利主要是围绕如何将电子镇流器的高频输出转换为LED所需的直流驱 动电流，完全没有其他保护措施。荧光灯的工作特性与LED有不同的工作特性。电子镇流 器在启动时，在建立稳定的工作状态前，必须是处于轻负载状态，而在LED作为镇流器的负 载时，在启动瞬间就会对镇流器呈现较大的工作电流，这会使某些镇流器误认为负载短路 而进入保护状态，致使灯管无法点亮。还有，LED随着正向电压的升高，其工作电流呈指数 曲线上升，超过额定工作电流的LED，其寿命将大大缩短。过高的环境温度同样能导致LED 寿命缩短。因此，廉价的没有保护措施LED灯管是不值得选用的。为了提高此类产品的可 靠性，对于LED的过热或过流保护已经被普遍得到重视。
[0006] 在专利CN201420114736. 7《用荧光灯电子镇流器驱动的LED灯的替换装置》中， 增加了在镇流器接通时LED灯的延迟导通功能，在LED灯珠串中接有控制极带电压提升触 发二极管和电阻电容延迟电路的可控硅开关，在镇流器接通时，延迟LED灯珠串点亮。由于 可控硅开关管在镇流器启动时可能高达600V的高电压下有不可忽略的漏电流，特别是当 一个镇流器拖动多根LED灯管时，总的较大的漏电流仍有可能造成镇流器启动困难。
[0007] 在专利CN201420395398. 9《一种电子镇流器驱动的LED灯的过电流保护电路》中， 在LED灯珠串两端并联连接了温度保护电路，在LED灯珠过流和过热时将LED灯珠串短路， 以保护LED灯珠不受损坏，但仍然存在某些镇流器启动困难的问题；另外在保护电路动作 时，灯管中将有比LED正常工作时要大的电流，不但造成无谓的损耗，当灯脚或内部连接接 触不良时，引起的电弧将进一步损坏灯管，危及镇流器的安全，甚至引起火灾。
[0008] 迄今对于LED灯管的防电弧技术尚未见有公开的资料。所谓LED灯管的防电弧技 术，是指当LED灯管在工作过程中出现灯脚与灯座之间，或灯管内部的接插件因接触不良 而出现电弧时，保护LED灯管内的LED灯珠不被损坏的技术。
[0009] 灯管灯脚与灯座之间的接触不良还容易出现在带电插拔灯管的时候。而带电插拔 灯管是对灯具进行成片改造或维修时最经常被采用的方法。不具备防电弧功能的LED灯 管，往往就在正常使用之前，在插入带电的灯座的一瞬间便惨遭烧毁。
[0010] 在电子镇流器驱动荧光灯时，电子镇流器内部的保护电路只在出现电弧时保护镇 流器不被烧毁，在电子镇流器驱动LED灯管时，电弧产生的瞬时浪涌电流，将直接损坏LED 灯珠。
【发明内容】
[0011] 本实用新型所要解决的技术问题是在LED灯管的管脚与灯座之间，或灯管内部的 接插件因接触不良而出现电弧时，保护LED灯管内的LED灯珠不被损坏，同时具有LED灯珠 过流，过热等保护功能以及故障状态的警示。本实用新型的技术方案是这样的：
[0012] 本实用新型包括高频整流电路（1)，延迟式可控开关电路（2)，LED发光组件（3)， 过热保护电路（4 )，电弧取样和控制信号形成电路（5 )及过热开关电路（6 )，LED灯管由荧光 灯电子镇流器驱动，荧光灯电子镇流器输出的高频电压，送至LED灯管的两个输入端A、B， 其特征在于，在所述高频整流电路（1)与所述两个输入端A、B之间，分别串接过热开关电路 (6)和电弧取样和控制信号形成电路（5)，所述LED发光组件（3)与所述延迟式可控开关电 路（2 )串联连接后，并接在所述高频整流电路（1)输出的V+和V-两端，所述过热保护电路 (4)输出的过热保护信号与所述电弧取样和控制信号形成电路（5)输出的电弧保护信号，同 时输入所述延迟式可控开关电路（2)中的电平转换电路，在LED灯珠过热或LED灯管灯脚 出现电弧时，电平转换电路控制延迟式可控开关电路（2)中的开关电路，关断LED发光组件 (3)，随后，过热开关电路（6)切断高频整流电路（1)的输入信号；所述延迟式可控开关电路 (2 )中的延迟电路，是在镇流器启动时，延迟一段时间，再接通延迟式可控开关电路（2 )中的 开关电路，使LED发光组件（3)点亮。
[0013] 所述高频整流电路（1)是全波桥式整流电路，输入荧光灯电子镇流器的高频交流， 输出V+和V-两端驱动LED灯珠串所需的恒定电流。
[0014] 所述延迟式可控开关电路（2)包括延迟电路、电平转换电路和开关电路，控温电阻 R1，分压电阻R6,R7,R2,延迟电容C2,触发二极管D8以及可控硅开关管Q2,构成组容延迟 电路；由晶体开关管Q3，Q4以及电阻R10，R11，滤波电容C6，C7组成电平转换电路；场效应 晶体开关管Ql作电子开关；延迟电路在镇流器完成启动之后，延迟接通场效应晶体开关管 Ql;电平转换电路，将来自电弧取样和控制信号形成电路（5)的电弧保护信号及过热保护 电路（4)的过热保护信号，转换成低电平接到场效应晶体开关管Ql控制极，在LED灯珠过 热，或LED灯管灯脚出现电弧时，场效应晶体开关管Ql的控制极的电平由导通电平转为截 止电平，即时关断所述LED发光组件（3 )。
[0015] 所述LED发光组件（3)由LED灯珠串LEDs及并联连接的辅助启动电容Cl及放电 电阻R3组成。
[0016] 所述过热保护电路（4)由限温电阻R4和负温度系数热敏电阻Rt，分压电阻R5构 成分压器，限温电阻R4通过电阻R6、R1与高频整流电路（1)的输出V+连接，从分压电阻R5 获得的电压大小，随热敏电阻Rt流过电流的大小变化，到达设定温度后，经隔离二极管D5 输出过热保护信号，送至电平转换电路。
[0017] 所述电弧取样和控制信号形成电路（5)是在LED灯管的输入端B与高频整流电路 (1)之间，串接电弧取样变压器Tl的初级，取样变压器Tl的次级获得的电弧脉动信号经检 波二极管D6检波和滤波电阻R8和滤波电容C5滤波，在电弧强度达到规定值后，经隔离二 极管D7输出过热保护信号，送至电平转换电路。
[0018] 所述过热开关电路（6)是在LED灯管的输入端A与所述高频整流电路（1)之间，串 接双金属片温控开关Kt，温控开关Kt受控温电阻Rl温度的控制，在LED发光组件（3)被场 效应晶体开关管Ql关断时，流过控温电阻Rl的电流加大，双金属片温控开关Kt感受控温 电阻Rl的温度升高而断开高频整流电路（1)的信号输入，在控温电阻Rl的电流变为零之 后的一段时间，双金属片温控开关Kt恢复接通输入信号，LED发光组件（3)延迟点亮，在过 热或/和电弧故障继续存在的条件下，所述过热开关电路（6)使LED发光组件（3)呈现时亮 时灭的故障警示信号。
[0019] 所述延迟式可控开关电路（2)中由晶体开关管Q3,Q4以及滤波电阻R10,R11，滤 波电容C6,C7组成的关断控制电平转换电路，还可以用一个单向可控硅代替，单向可控硅 的阳极、阴极和控制极，依次置于晶体开关管Q3的发射极、晶体开关管Q4的发射极和晶体 开关管Q4基极与晶体开关管Q3集电极的公共点的位置。
[0020] 本实用新型的优点是使由荧光灯镇流器驱动的LED灯管具有过流、过热和防电弧 等保护功能，在特别是由一个镇流器驱动多根灯管时能可靠启动的同时，确保LED灯珠及 镇流器在各种异常状态时不受损坏。
【附图说明】
[0021] 图1为本实用新型原理电路图。
[0022] 图中标号说明
[0023]
【具体实施方式】
[0025] 参阅附图，对本实用新型作进一步的描述。
[0026] 本实用新型包括高频整流电路（1)，延迟式可控开关电路（2)，LED发光组件（3)， 过热保护电路（4 )，电弧取样和控制信号形成电路（5 )及过热开关电路（6 )，LED灯管由荧光 灯电子镇流器驱动，荧光灯电子镇流器输出的高频电压，送至LED灯管的两个输入端A、B， 在所述高频整流电路（1)与所述两个输入端A、B之间，分别串接过热开关电路（6)和电弧取 样和控制信号形成电路（5)，所述LED发光组件（3)与所述延迟式可控开关电路（2)串联连 接后，并接在所述高频整流电路（1)输出的V+和V-两端，所述过热保护电路（4 )输出的过 热保护信号与所述电弧取样和控制信号形成电路（5)输出的电弧保护信号，同时输入所述 延迟式可控开关电路（2)中的电平转换电路，在LED灯珠过热或LED灯管灯脚出现电弧时， 电平转换电路控制延迟式可控开关电路（2 )中的开关电路，关断LED发光组件（3 )，随后，过 热开关电路（6)切断高频整流电路（1)的输入信号；所述延迟式可控开关电路（2)中的延迟 电路，是在镇流器启动时，延迟一段时间，再接通延迟式可控开关电路（2)中的开关电路，使 LED发光组件点亮。
[0027]LED灯管的输入端A连接所述过热开关电路（6)中双金属片温控开关Kt的一端， 双金属片温控开关Kt的另一端与整流二极管Dl的正极及整流二极管D2的负极相连接。 LED灯管的输入端B连接电弧取样变压器Tl初级绕组的引脚2,电弧取样变压器Tl初级绕 组的引脚1与整流二极管D3的正极及整流二极管D4的负极相连接。整流二极管Dl的负 极及整流二极管D4的负极连接在一起，构成高频整流电路的V+输出端，再与所述过热开关 电路（6)的控温电阻Rl的一端，所述LED发光组件（3)的LED灯珠串LEDs的正极，辅助启 动电容Cl的一端以及放电电阻R3的一端连接在一起。整流二极管Dl的正极及整流二极 管D4的正极连接在一起，构成高频整流电路的V-输出端，与公共地连接在一起。
[0028] 所述延迟式可控开关电路（2)中的控温电阻Rl的另一端连接分压电阻R6的一端 以及可控硅开关管Q2的阳极A。分压电阻R6的另一端与分压电阻R7的一端以及限温电阻 R4的一端连接在一起。分压电阻R7的另一端连接