一种具有线性调光效果的led筒灯的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有线性调光效果的LED筒灯，包括筒灯体、LED光源模组及LED驱动器，筒灯体包括金属散热器后盖和扩散板，金属散热器后盖构成筒体状，扩散板与金属散热器后盖连接且封闭金属散热器后盖的下端开口，LED光源模固定于金属散热器后盖内顶部，LED驱动器固定于金属散热器后盖外顶部且穿过金属散热器后盖与LED光源模组连接。LED驱动器包括顺次连接的输入保护电路、全桥整流电路、电压采样电路、控制模块、隔离变换电路及输出驱动电路，控制模块包括PWM控制芯片，输出驱动电路与LED光源模组连接。本实用新型采用上述结构，光源效率高、兼容性强、调光效果好，故便于推广应用。
【专利说明】一种具有线性调光效果的LED筒灯
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及LED照明领域，具体是一种具有线性调光效果的LED筒灯。
【背景技术】
[0002]现有许多照明设备都配备了调光器，在不需要100%亮度的情况下进行调光，以节省资源。针对白炽灯、金卤灯等这一类线性特性好的阻性负载光源，普遍采用调光性能卓越的TRIAC调光器进行调光。因白炽灯的光效较低，在能源紧缺的今天，人们在许多场合都采用高光效、寿命长、能耗低的LED筒灯来替代白炽灯，然而，LED本身属于容性负载，需要低压直流驱动，为了采用TRIAC调光器对LED筒灯进行调光，人们配备了开关电源并采用多颗LED串联的方式进行线性驱动。因开关电源的最佳工作状态通常设定在感性状态，而采用多颗LED串联的方式则表现为LED的容性特征，在输入电源的瞬态电压低于LED的导通电压的区间内，LED不导通发光，因此，采用TRIAC调光器对现有LED筒灯进行调光时，调光效性能差。此外，采用线性驱动方式的LED筒灯的灯珠匹配数量受到限制，同时不具备过压保护功能，LED易损坏。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于解决现今进行LED筒灯调光时调光性能差、LED易损坏的问题，提供了一种具有线性调光效果的LED筒灯，其对TRIAC调光器适应性强，调光效果好，并能保护LED灯珠。
[0004]本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是:一种具有线性调光效果的LED筒灯，包括筒灯体、LED光源模组及LED驱动器，所述筒灯体包括金属散热器后盖和扩散板，所述金属散热器后盖构成上端封口且下端开口的筒体状，所述扩散板与金属散热器后盖连接且封闭金属散热器后盖的下端开口，所述LED光源模固定于金属散热器后盖内顶部,LED驱动器固定于金属散热器后盖外顶部且穿过金属散热器后盖与LED光源模组连接；所述LED驱动器包括顺次连接的输入保护电路、全桥整流电路、电压采样电路、控制模块、隔离变换电路及输出驱动电路，所述控制模块包括PWM控制芯片，所述输出驱动电路与LED光源模组连接。本实用新型应用时，LED驱动器外接TRIAC调光器，交流电通过TRIAC调光器后接入LED驱动器，经过LED驱动器转换为低压直流电，提供给LED光源模组输出不同亮度的光。
[0005]进一步的，所述控制模块还包括功率场效应管和第四电阻，所述功率场效应管的漏极和栅极分别与隔离变换电路输入端和PWM控制芯片连接，所述全桥整流电路包括两个输入端和两个输出端，所述第四电阻一端与全桥整流电路的负向输出端连接，第四电阻相对连接全桥整流电路负向输出端的另一端与功率场效应管的源极连接，且第四电阻与功率场效应管源极之间的线路与PWM控制芯片连接。
[0006]进一步的，所述控制模块还包括第三电阻和第二电容，所述第三电阻和第二电容均有一端与全桥整流电路的负向输出端连接，两者相对连接全桥整流电路负向输出端的另一端均与PWM控制芯片连接。[0007]进一步的，所述全桥整流电路两输入端分别连接有火线和零线，所述输入保护电路包括熔断丝和压敏电阻，所述熔断丝串联在全桥整流电路输入端连接的火线上，所述压敏电阻一端连接在全桥整流电路输入端连接的零线上，其另一端连接在熔断丝与全桥整流电路输入端之间的火线上。
[0008]进一步的，所述全桥整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管及第四二极管，所述第一二极管的正负极分别与第三二极管负极和第二二极管负极连接，第四二极管的正负极分别与第三二极管正极和第二二极管正极连接；所述全桥整流电路的一个输入端设置在第一二极管正极与第三二极管负极之间的线路上，另一个输入端设置在第二二极管正极与第四二极管负极之间的线路上，全桥整流电路的正向输出端设置在第一二极管负极与第二二极管负极之间的线路上，其负向输出端设置在第三二极管正极与第四二极管正极之间的线路上。
[0009]进一步的，所述电压采样电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第五二极管及稳压管，所述第一电阻一端与全桥整流电路正向输出端连接，其另一端与第二电阻连接，第二电阻相对连接第一电阻端的另一端与全桥整流电路的负向输出端连接；第五二极管正极连接在第一电阻与第二电阻之间的线路上，其负极连接在PWM控制芯片上；所述稳压管负极连接在第二二极管与PWM控制芯片之间的线路上，其正极连接在全桥整流电路负向输出端上；第一电容一端连接在全桥整流电路负向输出端上，其另一端连接在PWM控制芯片上。
[0010]进一步的，所述隔离变换电路包括第六二极管和隔离变压器，所述第六二极管正负极分别与隔离变压器原边的两端连接，第六二极管正极与隔离变压器原边之间的线路与功率场效应管的漏极连接，第六二极管负极与隔离变压器原边之间的线路与全桥整流电路的正向输入端连接。
[0011]进一步的，所述输出驱动电路包括第五电阻、第七二极管、第三电容及电解电容，所述第七二极管正极和第五电阻分别与隔离变压器副边的两端连接，第五电阻相对连接隔离变压器副边端的另一端与第七二极管负极连接，第七二极管负极与第五电阻之间的线路连接于LED光源模组的正端，第五电阻与隔离变压器副边之间的线路连接于LED光源模组的负端，所述第三电容和电解电容两者的两端均分别与LED光源模组的正负端连接。
[0012]为了防止LED驱动器受撞击而损坏，进一步的，所述金属散热器后盖外顶部连接有驱动器下盖，驱动器下盖连接有驱动器上盖，驱动器下盖与驱动器上盖之间构成有空腔，所述LED驱动器设于该空腔内。
[0013]进一步的，所述金属散热器后盖上设有弹簧支架，所述弹簧支架连接有矩形弹簧。如此，本实用新型应用时可通过矩形弹簧固定在已开孔的天花板上，便于本实用新型的固定。
[0014]本实用新型应用时，需调光时LED驱动器外接TRIAC调光器，根据负载所需的电压，预设PWM控制芯片的固定的占空比，PWM控制芯片的外部参考电压接口作为保护信号输入端，在外部参考电压接口并联稳压管，当电压高于PWM控制芯片的标准参考电压时，输出电压由串联在功率场效应管源极的第四电阻构成的负反馈网络确定，当外部参考电压低于PWM控制芯片的标准参考电压时，输出电压由预设的固定占空比决定。从而实现，在允许的工作电压范围之内，开关工作在固定的频率，输出电压随输入电压变化；当输入电压高于允许输入电压范围时，输出电压被限制在预设的电压值。[0015]综上所述，本实用新型具有以下有益效果:(1)本实用新型的LED筒灯具有线性光源的特性，因此对TRIAC调光器的适应性强，调光效果好。本实用新型的LED灯带具有开关电源的特性，因此灯管的效率高，LED驱动器通过检测输入电压，设置过压保护点，在低于过压保护点的状态下，以固定占空比和频率工作，高于高压保护点的状态，通过预设的反馈回路，改变占空比降低输出电压，从而降低电流，以保护LED灯珠。
[0016](2)因本实用新型的LED驱动器的体积可以不受限制，因此，本实用新型加入电解电容和第四电容，通过电解电容和第四电容滤波，LED驱动器设计为隔离型有输出滤波电路的驱动器，使输出电流波形平滑，使本实用新型应用时调光更加平稳。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型一个具体实施例的结构示意图；
[0018]图2为本实用新型一个具体实施例中LED驱动器的原理框图；
[0019]图3为本实用新型一个具体实施例中LED驱动器外接LED光源模组的电路原理图；
[0020]图4为本实用新型一个具体实施例中LED驱动器未接TRIAC调光器时的输入电压波形图；
[0021]图5为本实用新型一个具体实施例中LED驱动器未接TRIAC调光器时的输出电流和电压波形图；
[0022]图6为本实用新型一个具体实施例中LED驱动器接TRIAC调光器时的输入电压波形图；
[0023]图7为本实用新型一个具体实施例中LED驱动器接TRIAC调光器时的输出电流和电压波形图。
[0024]附图中标记所对应的零部件名称为:1、金属散热器后盖，2、扩散板，3、前盖，4、铝基PCB板，5、LED灯珠，6、LED驱动器，7、驱动器下盖，8、驱动器上盖，9、弹簧支架，10、矩形弹簧，L、火线，N、零线，FU、熔断丝，RV、压敏电阻，DW1、稳压管，VT1、场效应管，Tl、隔离变压器，D1、第一二极管，D2、第二二极管，D3、第三二极管，D4、第四二极管，D5、第五二极管，D6、第六二极管，D7、第七二极管，R1、第一电阻，R2、第二电阻，R3、第三电阻，R4、第四电阻，R5、第五电阻，Cl、第一电容，C2、第二电容，C3、第三电容，C4、电解电容。
【具体实施方式】
[0025]下面结合实施例及附图，对本实用新型做进一步地的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0026]实施例1:
[0027]如图1及图2所示，一种具有线性调光效果的LED筒灯，包括筒灯体、LED光源模组及LED驱动器6，其中，筒灯体包括金属散热器后盖1、扩散板2及前盖3，金属散热器后盖I为具有散热结构的金属壳体，其构成上端封口且下端开口的筒体状，扩散板2与金属散热器后盖I连接且封闭金属散热器后盖I的下端开口，前盖3下压扩散板2边缘以加强扩散板2与金属散热器后盖I之间的连接，本实施例应用时前盖3还用于遮盖本实施例与天花板开孔边沿之间的缝隙。LED光源模包括固定于金属散热器后盖I内顶部的铝基PCB板4及安装于铝基PCB板4上的多颗LED灯珠5，LED驱动器6固定于金属散热器后盖I外顶部且穿过金属散热器后盖I与LED光源模组的铝基PCB板4连接。LED驱动器6包括顺次连接的输入保护电路、全桥整流电路、电压采样电路、控制模块、隔离变换电路及输出驱动电路，控制模块包括PWM控制芯片，控制模块和隔离变换电路两者均还与全桥整流电路连接，输出驱动电路与LED光源模组连接。
[0028]本实施例应用时，未接TRIAC调光器时，交流电经全桥整流电路转换成单向正弦脉冲波，如图4所示，为未接TRIAC调光器时的输入电压波形图。通过预设PWM控制芯片额定的工作电压对应的输出电流，电压采样电路采样信号判定PWM控制芯片的工作模式，若采样信号小于PWM控制芯片的参考电压，则PWM控制芯片以固定的占空比工作，如图5所示，为未接TRIAC调光器时的输出电流和电压波形图。当LED驱动器6连接TRIAC调光器且处于某一调光状态时，交流市电的电压波形被切去一部分，如图6所示为LED驱动器6接TRIAC调光器时的输入电压波形图。被切去部分的相位，PWM控制芯片不工作，无输出电流，输出电流波形如图7所示，为LED驱动器6接TRIAC调光器时的输出电流和电压波形图。LED光源模组有效光输出相应减少，从而起到调光的效果。若采样的信号大于PWM控制芯片的参考电压，则PWM控制芯片调整输出信号，达到降低输出电流的作用。
[0029]实施例2:
[0030]如图3所示，本实施例在实施例1的基础上做出了如下进一步限定:本实施例的控制模块还包括功率场效应管VTl、第三电阻R3、第四电阻R4及第二电容C2，其中，功率场效应管VTI采用N沟道增强型MOS场效应晶体管，PWM控制芯片设有供电引脚HV引脚、参考电压引脚VREF引脚、控制引脚RT引脚、负反馈输入引脚CS引脚、输出控制引脚DRV引脚及电源引脚VCC引脚。功率场效应管VTl的栅极与PWM控制芯片的DRV引脚连接，功率场效应管VTl的漏极与驱动输出电路输入端连接。全桥整流电路包括两个输入端和两个输出端，两个输出端分别为正向输出端和负向输出端，第四电阻R4作为电流反馈电阻，第四电阻R4一端与全桥整流电路的负向输出端连接，第四电阻R4相对连接全桥整流电路负向输出端的另一端与功率场效应管VTl的源极连接，且第四电阻R4与功率场效应管VTl源极之间的线路与PWM控制芯片的CS引脚连接。第三电阻R3和第二电容C2均有一端与全桥整流电路的负向输出端连接，第三电阻R3相对连接全桥整流电路负向输出端的另一端与PWM控制芯片的RT引脚连接，第二电容C2相对连接全桥整流电路负向输出端的另一端与PWM控制芯片的VCC引脚连接。本实施例应用时，通过设定第三电阻R3的阻值来设定额定的工作电压对应输出电流。
[0031]本实施例的全桥整流电路两输入端分别连接有火线L和零线N，输入保护电路包括熔断丝FU和压敏电阻RV，熔断丝FU串联在全桥整流电路输入端连接的火线L上，压敏电阻RV —端连接在全桥整流电路输入端连接的零线N上，其另一端连接在熔断丝FU与全桥整流电路输入端之间的火线L上。
[0032]本实施例的全桥整流电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3及第四二极管D4，其中，第一二极管Dl的正负极分别与第三二极管D3负极和第二二极管D2负极连接，第四二极管D4的正负极分别与第三二极管D3正极和第二二极管D2正极连接。全桥整流电路的连接火线L的输入端设置在第一二极管Dl正极与第三二极管D3负极之间的线路上，其连接零线N的输入端设置在第二二极管D2正极与第四二极管D4负极之间的线路上，全桥整流电路的正向输出端设置在第一二极管Dl负极与第二二极管D2负极之间的线路上，其负向输出端设置在第三二极管D3正极与第四二极管D4正极之间的线路上，第三二极管D3正极与第四二极管D4正极之间的线路连接有接地线路。
[0033]本实施例的电压米样电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容Cl、第五二极管D5及稳压管DWl,其中，第一电阻Rl —端与全桥整流电路正向输出端连接,其另一端与第二电阻R2连接，第二电阻R2相对连接第一电阻Rl端的另一端与全桥整流电路的负向输出端连接。第五二极管D5正极连接在第一电阻Rl与第二电阻R2之间的线路上，其负极连接在PWM控制芯片上。稳压管DWl负极连接在第二二极管D2与PWM控制芯片之间的线路上，其正极连接在全桥整流电路负向输出端上。第一电容Cl 一端连接在全桥整流电路负向输出端上，其另一端连接在PWM控制芯片上。
[0034]本实施例的隔离变换电路包括第六二极管D6和隔离变压器Tl，其中，第六二极管D6正负极分别与隔离变压器Tl原边的两端连接，第六二极管D6正极与隔离变压器Tl原边之间的线路与功率场效应管VTl的漏极连接，第六二极管D6负极与隔离变压器Tl原边之间的线路与全桥整流电路的正向输入端连接。
[0035]本实施例的输出驱动电路包括第五电阻R5、第七二极管D7、第三电容C3及电解电容C4，其中，第七二极管D7正极和第五电阻R5分别与隔离变压器Tl副边的两端连接，第五电阻R5相对连接隔离变压器Tl副边端的另一端与第七二极管D7负极连接，第七二极管D7负极与第五电阻R5之间的线路连接于LED光源模组的正端，第五电阻R5与隔离变压器Tl副边之间的线路连接于LED光源模组的负端。本实施例的第三电容C3的两端分别与LED光源模组的正负端连接，电解电容C4的两端也分别与LED光源模组的正负端连接。
[0036]本实施例应用时，若米样的信号大于PWM控制芯片的参考电压，则第四电阻R4的采样信号有效，采样信号通过PWM控制芯片的CS引脚进入PWM控制芯片，以调整PWM控制芯片的DRV引脚的输出信号，达到降低输出电流的作用。
[0037]实施例3:
[0038]本实施例在实施例1或实施例2的基础上做出了如下进一步限定:本实施例的金属散热器后盖I外顶部连接有驱动器下盖7，驱动器下盖7连接有驱动器上盖8，驱动器下盖7与驱动器上盖8之间构成有空腔，LED驱动器6设于该空腔内。如此，本实施例可通过驱动器上盖8和驱动器下盖7对LED驱动器6进行防护，能避免LED驱动器6受撞击而损坏。
[0039]实施例4:
[0040]本实施例在实施例1?3中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定:本实施例的金属散热器后盖I上设有弹簧支架9，弹簧支架9连接有矩形弹簧。如此，本实施例的LED筒灯可通过矩形弹簧10固定在已开孔的天花板上，便于本实施例的LED筒灯安装固定。
[0041]如上所述，可较好的实现本实用新型。
【权利要求】
1.一种具有线性调光效果的LED筒灯，其特征在于，包括筒灯体、LED光源模组及LED驱动器(6 )，所述筒灯体包括金属散热器后盖(I)和扩散板(2 )，所述金属散热器后盖(I)构成上端封口且下端开口的筒体状，所述扩散板(2)与金属散热器后盖(I)连接且封闭金属散热器后盖(I)的下端开口，所述LED光源模固定于金属散热器后盖(I)内顶部，LED驱动器(6)固定于金属散热器后盖(I)外顶部且穿过金属散热器后盖(I)与LED光源模组连接；所述LED驱动器(6)包括顺次连接的输入保护电路、全桥整流电路、电压采样电路、控制模块、隔离变换电路及输出驱动电路，所述控制模块包括PWM控制芯片，所述输出驱动电路与LED光源模组连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有线性调光效果的LED筒灯，其特征在于，所述控制模块还包括功率场效应管(VTl)和第四电阻(R4)，所述功率场效应管(VTl)的漏极和栅极分别与隔离变换电路输入端和PWM控制芯片连接，所述全桥整流电路包括两个输入端和两个输出端，所述第四电阻(R4)—端与全桥整流电路的负向输出端连接，第四电阻(R4)相对连接全桥整流电路负向输出端的另一端与功率场效应管(VTl)的源极连接，且第四电阻(R4)与功率场效应管(VTl)源极之间的线路与PWM控制芯片连接。
3.根据权利要求2所述的一种具有线性调光效果的LED筒灯，其特征在于，所述控制模块还包括第三电阻(R3 )和第二电容(C2 )，所述第三电阻(R3 )和第二电容(C2 )均有一端与全桥整流电路的负向输出端连接，两者相对连接全桥整流电路负向输出端的另一端均与PWM控制芯片连接。
4.根据权利要求2所述的一种具有线性调光效果的LED筒灯，其特征在于，所述全桥整流电路两输入端分别连接有火线(L)和零线(N)，所述输入保护电路包括熔断丝(FU)和压敏电阻(RV)，所述熔断丝(FU)串联在全桥整流电路输入端连接的火线(L)上，所述压敏电阻(RV) —端连接在全桥整流电路输入端连接的零线(N)上，其另一端连接在熔断丝(FU)与全桥整流电路输入端之间的火线(L)上。
5.根据权利要求2所述的一种具有线性调光效果的LED筒灯，其特征在于，所述全桥整流电路包括第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)及第四二极管(D4)，所述第一二极管(Dl)的正负极分别与第三二极管(D3)负极和第二二极管(D2)负极连接，第四二极管(D4)的正负极分别与第三二极管(D3)正极和第二二极管(D2)正极连接；所述全桥整流电路的一个输入端设置在第一二极管(Dl)正极与第三二极管(D3)负极之间的线路上，另一个输入端设置在第二二极管(D2)正极与第四二极管(D4)负极之间的线路上，全桥整流电路的正向输出端设置在第一二极管(Dl)负极与第二二极管(D2)负极之间的线路上，其负向输出端设置在第三二极管(D3)正极与第四二极管(D4)正极之间的线路上。
6.根据权利要求2所述的一种具有线性调光效果的LED筒灯，其特征在于，所述电压采样电路包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一电容(Cl)、第五二极管(D5)及稳压管(DW1)，所述第一电阻(Rl)—端与全桥整流电路正向输出端连接，其另一端与第二电阻(R2)连接，第二电阻(R2)相对连接第一电阻(Rl)端的另一端与全桥整流电路的负向输出端连接；第五二极管(D5)正极连接在第一电阻(Rl)与第二电阻(R2)之间的线路上，其负极连接在PWM控制芯片上；所述稳压管(DWl)负极连接在第二二极管(D2)与PWM控制芯片之间的线路上，其正极连接在全桥整流电路负向输出端上；第一电容(Cl) 一端连接在全桥整流电路负向输出端上，其另一端连接在PWM控制芯片上。
7.根据权利要求2所述的一种具有线性调光效果的LED筒灯，其特征在于，所述隔离变换电路包括第六二极管(D6)和隔离变压器(Tl)，所述第六二极管(D6)正负极分别与隔离变压器(Tl)原边的两端连接，第六二极管(D6)正极与隔离变压器(Tl)原边之间的线路与功率场效应管(VTl)的漏极连接，第六二极管(D6)负极与隔离变压器(Tl)原边之间的线路与全桥整流电路的正向输入端连接。
8.根据权利要求7所述的一种具有线性调光效果的LED筒灯，其特征在于，所述输出驱动电路包括第五电阻(R5)、第七二极管(D7)、第三电容(C3)及电解电容(C4)，所述第七二极管(D7)正极和第五电阻(R5)分别与隔离变压器(Tl)副边的两端连接，第五电阻(R5)相对连接隔离变压器(Tl)副边端的另一端与第七二极管(D7)负极连接，第七二极管(D7)负极与第五电阻(R5)之间的线路连接于LED光源模组的正端，第五电阻(R5)与隔离变压器(Tl)副边之间的线路连接于LED光源模组的负端，所述第三电容(C3)和电解电容(C4)两者的两端均分别与LED光源模组的正负端连接。
9.根据权利要求1~8中任意一项所述的一种具有线性调光效果的LED筒灯，其特征在于，所述金属散热器后盖(I)外顶部连接有驱动器下盖(7)，驱动器下盖(7)连接有驱动器上盖(8)，驱动器 下盖(7)与驱动器上盖(8)之间构成有空腔，所述LED驱动器(6)设于该空腔内。
10.根据权利要求1~8中任意一项所述的一种具有线性调光效果的LED筒灯，其特征在于，所述金属散热器后盖(I)上设有弹簧支架(9 )，所述弹簧支架(9 )连接有矩形弹簧。
【文档编号】H05B37/02GK203761635SQ201320885064
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】田栋, 封正勇, 周刚, 李东明 申请人:四川新力光源股份有限公司