一种LED电源电路及LED灯具的制作方法

文档序号:16448330发布日期:2019-01-02 21:33阅读:119来源:国知局

本发明属于LED驱动技术领域,尤其涉及一种LED电源电路及LED灯具。



背景技术:

由于LED具有低压、节能、使用寿命长诸多等优点,目前在各个领域中均得到广泛的应用,尤其是LED灯替代传统的白炽灯作为照明电源的应用,因此,线性LED电源也日益重要。

线性LED电源在使用过程中,尤其是室外的线性LED电源,雷击对其的破坏性很大,而现有的线性LED电源中没有设置防雷击保护模块,进而无法在雷击时候提升电源的抗雷击能力,从而无法对电源进行保护,因此,当现有的线性LED电源遇到雷击时,容易导致线性LED电源中的元器件损坏,进而无法正常为LED负载供电,更甚者将会烧毁LED负载。

综上所述,现有的线性LED电源存在遇到雷击时,容易导致线性LED电源中的元器件损坏,进而无法正常为LED负载供电,更甚者将会烧毁LED负载的问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种LED电源电路及LED灯具,旨在解决现有的线性LED电源存在遇到雷击时,容易导致线性LED电源中的元器件损坏,进而无法正常为LED负载供电,更甚者将会烧毁LED负载的问题。

本发明是这样实现的,一种LED电源电路,用于为LED负载供电,所述LED电源电路包括整流模块与供电模块,所述整流模块的输入端与外部电源连接,所述整流模块的第一输出端与所述供电模块的电压输入端以及所述LED负载的输入端连接,所述整流模块的第二输出端与所述供电模块的接地端共接于等电势端,所述供电模块包括至少一个电流输入端,所述LED负载包括至少一个输出端,所述电流输入端与所述LED负载的输出端一一对应连接,所述LED电源电路还包括:

第一雷击保护模块与第二雷击保护模块;

所述第一雷击保护模块的输入端与所述整流模块的第一输出端连接,所述第一雷击保护模块的输出端与所述整流模块的第二输出端连接;所述第二雷击保护模块包括至少一个输入端,并且所述第二雷击保护模块的输入端与所述LED负载的输出端一一对应连接,所述第二雷击保护模块的输出端与所述第一雷击保护模块的输出端连接;

当所述LED电源电路遇到雷击状况时,所述第一雷击保护模块对所述整流模块输出的雷击电压进行吸收处理,当所述供电模块的电流输入端与接地端之间的端口压差高于所述第二雷击保护模块的钳位电压时,所述第二雷击保护模块对所述端口压差进行钳位处理,以使所述供电模块向所述LED负载提供供电通路。

本发明的另一目的还在于提供一种LED灯具,所述LED灯具包括上述LED电源电路。

在本发明中,通过采用包括第一雷击保护模块与第二雷击保护模块的LED电源电路,使得当LED电源电路遇到雷击状况时,第一雷击保护模块对整流模块输出的雷击电压进行吸收处理,当供电模块的电流输入端与接地端之间的端口压差高于第二雷击保护模块的钳位电压时,第二雷击保护模块对端口压差进行钳位处理,以使供电模块向LED负载提供供电通路,使得当遇到雷击时,第一雷击保护模块对整流模块的后端电路进行保护,第二雷击保护模块对供电模块进行保护,以为LED负载提供正常的供电通路,解决了现有的线性LED电源存在遇到雷击时,容易导致线性LED电源中的元器件损坏,进而无法正常为LED负载供电,更甚者将会烧毁LED负载的问题。

附图说明

图1是本发明一实施例所提供的LED电源电路的模块结构示意图;

图2是本发明另一实施例所提供的LED电源电路的模块结构示意图;

图3是本发明一实施例所提供的LED电源电路的电路结构示意图;

图4是本发明一实施例所提供的LED灯具的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明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发明,并不用于限定本发明。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述:

图1示出了本发明一实施例所提供的LED电源电路的模块结构,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,详述如下:

首先,值得注意的是,本发明实施例所示的LED电源电路10不仅适用于共模雷击,其同样适用于差模雷击。

如图1所示,本发明实施例提供的LED电源电路10主要用于为LED负载20供电,并且该LED电源电路10包括整流模块100与供电模块102,整流模块100的输入端与外部电源(图中未示出)连接,整流模块100的第一输出端与供电模块102的电压输入端以及LED负载20的输入端连接,整流模块100的第二输出端与供电模块102的接地端共接于等电势端,供电模块102包括至少一个电流输入端,LED负载20包括至少一个输出端,并且供电模块102的电流输入端与LED负载20的输出端一一对应连接。

进一步地,该LED电源电路10还包括第一雷击保护模块101与第二雷击保护模块103。

其中,第一雷击保护模块101的输入端与整流模块100的第一输出端连接,第一雷击保护模块101的输出端与整流模块100的第二输出端连接;第二雷击保护模块103包括至少一个输入端,并且第二雷击保护模块103的输入端与LED负载20的输出端一一对应连接,第二雷击保护模块103的输出端与第一雷击保护模块101的输出端连接。

LED电源电路10遇到雷击状况时,第一雷击保护模块101对整流模块100输出的雷击电压进行吸收处理,当供电模块102的电流输入端与接地端之间的端口压差高于第二雷击保护模块103的钳位电压时,第二雷击保护模块103对端口压差进行钳位处理,以使供电模块102向LED负载20提供供电通路。

具体的,当LED电源电路10遇到雷击状况时,整流模块100输出的整流电压中会包含瞬间产生的高达上千伏的雷击电压,此时第一雷击保护模块101对该雷击电压进行吸收处理,以确保整流模块100输出的整流电压不会对后端供电模块102以及LED负载20产生损害,并且整流模块100输出的整流电压还可向供电模块102与LED负载20供电;同时,供电模块102根据整流模块100输出的整流电压工作,并且当供电模块102的电流输入端与接地端之间的端口压差高于第二雷击保护模块103的钳位电压时,第二雷击保护模块103开启并对端口压差进行钳位处理,以使供电模块102向LED负载20提供供电通路。

进一步地,作为本发明一优选实施例,如图2所示,第一雷击保护模块101包括滤波单元101a与雷击保护单元101b。

其中,滤波单元101a的输入端与雷击保护单元101b的输入端共接形成第一雷击保护模块101的输入端,滤波单元101a的输出端与雷击保护单元101b的输出端共接形成第一雷击保护模块101的输出端。

具体的,滤波单元101a用于对整流模块100输出的雷击电压进行滤波处理,雷击保护单元101b用于当滤波后的雷击电压高于其钳位电压时,对滤波后的雷击电压进行吸收处理。

进一步地,作为本发明一优选实施例,如图3所示,雷击保护单元101b包括第一瞬变电压抑制二极管TVS1,第一瞬变电压抑制二极管TVS1的第一端为雷击保护单元101b的输入端,第一瞬变电压抑制二极管TVS1的第二端为雷击保护单元101b的输出端。

需要说明的是,在本发明实施例中,雷击保护单元101b可用于抑制共模雷击所产生的瞬间高压,也可以抑制差模雷击所差生的瞬间高压,而当用于抑制共模雷击所产生的瞬间高压时,雷击保护单元101b可采用图3中所示的第一瞬变电压抑制二极管TVS1实现;当用于抑制差模雷击所差生的瞬间高压时,雷击保护单元101b可在图3所示的第一瞬变抑制二极管TVS1的基础上并联压敏二极管实现。

进一步地,作为本发明一优选实施例,如图3所示,滤波单元101a包括滤波电容C1,滤波电容C1的第一端为滤波单元101a的输入端,滤波电容C1的第一端为滤波单元101a的输出端。

进一步地,作为本发明一优选实施例,如图3所示,供电模块102包括分压电阻R1、限流电阻R2、维持电容C2以及供电控制芯片U1。

其中,分压电阻R1的第一端为供电模块102的电压输入端,分压电阻R1的第二端与供电控制芯片U1的第一引脚1连接,限流电阻R2的第一端与供电控制芯片U1的第四引脚4连接,限流电阻R2的第二端为供电模块102的输出端,维持电容C2的第一端与供电控制芯片U1的第三引脚3连接,维持电容C2的第二端与限流电阻R2的第二端连接,供电控制芯片U1的接地端GND为供电模块102的接地端,供电控制芯片U1的第二引脚2与维持电容C2的第二端以及限流电阻R2的第二端共接,供电控制芯片U1包括至少一个电流输入引脚,该电流输入引脚为供电模块102的电流输入端。

需要说明的是,供电控制芯片U1的电流输入引脚的个数决定了供电模块102的电流输入端的个数,并且供电控制芯片U1的电流输入引脚个数与LED负载20的输出端个数相同;优选的,在本实施例中,供电控制芯片U1的电流输入引脚个数为四个,其分别是第一电流输入引脚8、第二电流输入引脚7、第三电流输入引脚6以及第四电流输入引脚5。

进一步地,作为本发明一优选实施例,如图3所示,第二雷击保护模块103包括至少一个瞬变电压抑制二极管,瞬变电压抑制二极管的第一端为第二雷击保护模块103的输入端,瞬变电压抑制二极管的第二端为第二雷击保护模块103的输出端;需要说明的是,在本实施例中,第二雷击保护模块103的输入端的个数与LED负载20的输出端的个数相同,而由于LED负载20的输出端的个数又与供电控制芯片U1的电流输入引脚个数相同,因此,优选的,在本发明第二实施例中,第二雷击保护模块103的输入端为四个,即第二雷击保护模块103包括四个瞬变电压抑制二极管,其分别第二瞬变电压抑制二极管TVS2、第三瞬变电压抑制二极管TVS3、第四瞬变电压抑制二极管TVS4以及第五瞬变电压抑制二极管TVS5。

其中,该四个瞬变电压抑制二极管TVS2、TVS3、TVS4以及TVS5的第一端分别为第二雷击保护模块103的输入端,该四个瞬变电压抑制二极管TVS2、TVS3、TVS4以及TVS5的第二端共接形成第二雷击保护模块103的输出端。具体的,第二瞬变电压抑制二极管TVS2的第一端为第二雷击保护模块103的第一输入端,第三瞬变电压抑制二极管TVS3的第一端为第二雷击保护模块103的第二输入端,第四瞬变电压抑制二极管TVS4的第一端为第二雷击保护模块103的第三输入端,第五瞬变电压抑制二极管TVS5的第一端为第二雷击保护模块103的第四输入端。

进一步地,LED负载20包括至少一个LED负载,该LED负载的数目与供电控制芯片U1的电流输入引脚的数目相同,因此,作为本发明一优选实施例,如图2所示,LED负载20包括四个LED负载,该四个LED负载分别为第一LED负载201、第二LED负载202、第三LED负载203以及第四LED负载204。

其中,第一LED负载201的输入端为LED负载20的输入端,第一LED负载201的输出端与第二LED负载202的输入端连接,并且第一LED负载201的输出端为LED负载20的第一输出端,其与第二瞬变电压抑制二极管TVS2的第一端连接,第二LED负载202的输出端与第三LED负载203的输入端连接,并且第二LED负载202的输出端为LED负载20的第二输出端,其与第三瞬变电压抑制二极管TVS3的第一端连接,第三LED负载203的输出端与第四LED负载204的输入端连接,并且第三LED负载203的输出端为LED负载20的第三输出端,其与第四瞬变电压抑制二极管TVS4的第一端连接,第四LED负载204的输出端为LED负载20的第四输出端,其与第五瞬变电压抑制二极管TVS5的第一端连接。

进一步地,作为本发明一优选实施例,如图3所示,第一LED负载201包括第一发光二极管LED1,第二LED负载202包括第二发光二极管LED2,第三LED负载203包括第三发光二极管LED3,第四LED负载204包括第四发光二极管LED4。

具体的,第一发光二极管LED1的阳极为第一LED负载201的输入端,第一发光二极管LED1的阴极为第一LED负载201的输出端;第二发光二极管LED2的阳极为第二LED负载202的输入端,第二发光二极管LED2的阴极为第二LED负载202的输出端;第三发光二极管LED3的阳极为第三LED负载203的输入端,第三发光二极管LED3的阴极为第三LED负载203的输出端;第四发光二极管LED4的阳极为第四LED负载204的输入端,第四发光二极管LED4的阴极为第四LED负载204的输出端。

需要说明的是,在本发明实施例中,第一LED负载201、第二LED负载202、第三LED负载203以及第四LED负载均可包括多个发光二极管LED,该多个发光二极管LED可以采用串联的方式连接,也可以采用并联方式连接,此处并不局限于图3中所示的结构。

此外,本发明实施例中供电控制芯片U1的电流输入引脚、LED负载20中的负载数目以及第二雷击保护模块103中的瞬变电压抑制二极管的数目均为示例性说明,其并不局限于此。

进一步地,作为本发明一优选实施例,如图3所示,整流模块100为全桥式整流电路,其包括第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3以及第四整流二极管D4。

其中,第一整流二极管D1的阳极与所述第三整流二极管D3的阴极共接形成整流模块100的第一输入端,第一整流二极管D1的阴极与第二整流二极管D2的阴极共接形成整流模块100的第一输出端,第三整流二极管D3的阳极与第四整流二极管D4的阳极共接形成整流模块100的第二输出端,第二整流二极管D2的阳极与第四整流二极管D4的阴极共接形成整流模块100的第二输入端。

进一步地,作为本发明一优选实施例,如图3所示,本发明实施例提供的LED电源电路10还包括F1,该保险丝F1对LED电源电路10起一定的保护作用,在正常情况下,当外部电源的电压瞬间过高时,保险丝F1将会发生熔断,进而防止LED电源电路10发生损坏。

下面以图3所示的具体电路结构为例,对本发明实施例提供的LED电源电路10的工作原理作具体说明,详述如下:

如图3所示,本发明实施例所提供的LED电源电路10在正常情况下,即没有遇到雷击状况时,整流模块100中的第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3以及第四整流二极管D4对外部电源输出的电压进行整理处理后输出整流电压,滤波电容C1对整流电压进行滤波处理,以消除整流电压中的杂波信号,并且由于此时整流电压的电压幅值没有超过第一瞬变电压抑制二极管TVS1的基准电压,该基准电压指的是防止后端供电控制芯片U1与LED负载发生损坏的电压限值,因此,第一瞬变电压抑制二极管TVS1不工作,整流模块100将整流电压输出至供电控制芯片U1与LED负载20。

当供电控制芯片U1通过分电阻R1接收整流电压后,供电控制芯片U1根据该整流电压工作,其中分压电阻R1用于对整流电压进行分压处理,以防止输入至供电控制芯片U1中的电压过大,进而导致供电控制芯片因为电压过高发生损坏;同时,由于整流模块100整流后输出的整流电压是只有正半部分的正弦波,因此,该整流电压的电压幅值随着时间的推移逐步增加,当该整流电压的电压幅值达到LED负载20中的第一发光二极管LED1的导通电压时,第一发光二极管LED1将会输出电流至供电控制芯片U1。

而由于在正常情况时,供电控制芯片U1的第八引脚8的端口电压与其接地端GND的端口电压之间的端口压差、第七引脚7的端口电压与其接地端GND的端口电压之间的端口压差、第六引脚6的端口电压与其接地端GND的端口电压之间的端口压差、第五引脚5的端口电压与其接地端GND的端口电压之间的端口压差均在正常范围内,即供电控制芯片U1可正常工作的范围内,因此,此时第二雷击保护模块103中的第二瞬变电压抑制二极管TVS2、第三瞬变电压抑制二极管TV3、第四瞬变电压抑制二极管TVS4以及第五瞬变电压抑制二极管TVS5不工作,并且当第一发光二极管LED1输出电流至供电控制芯片U1时,供电控制芯片U1控制第八引脚8开启,并且在第八引脚8与第四引脚4之间形成电流通路,进而使得第一发光二极管LED1发光;需要说明的是,在本发明实施例中,维持电容C2用于维持供电控制芯片U1的工作电流,以确保供电控制芯片U1的正常工作,而限流电阻R2用于控制流过供电控制芯片U1的电流,以防止电流过大对供电控制芯片U1造成损坏。

当该整流电压的电压幅值升高至可以第一发光二极管LED1与第二发光二极管LED2的导通电压之和时,第一发光二极管LED1与第二LED发光二极管D2同时导通,第一发光二极管LED1的电流部分流至第二发光二极管LED2,部分流至供电控制芯片U1的第八引脚8,并且第二LED发光二极管LED2输出电流至供电控制芯片U1的第七引脚7,此时供电控制芯片U1控制自身的第八引脚8断开,第七引脚开启,以在第七引脚7与第四引脚4之间形成电流通路,进而使得第一发光二极管LED1与第二发光二极管LED2同时发光。同理,供电控制芯片U1还可以形成第一发光二极管LED1至第三LED发光二极管LED3的电流通路,以使第一发光二极管LED1至第三LED发光二极管LED3同时发光,以及第一发光二极管LED1至第四发光二极管LED4的电流通路,以使第一发光二极管LED1至第四LED发光二极管LED4同时发光,具体过程可参考上述第一发光二极管LED1与第二发光二极管LED2同时发光的工作原理,此处不再赘述。

而当遇到雷击状况时,由于在雷击瞬间外部电源输出的电压瞬间增大,并且可高达上千伏,因此整流模块100输出的整流电压中包含瞬间产生的高达上千伏的雷击电压,而当该雷击电压高于第一瞬变电压抑制二极管TVS1的基准电压时,第一瞬变电压抑制二极管TVS1开启,并对整流模块100中的雷击电压进行吸收处理,以防止雷击电压对过高而将供电控制芯片U1与LED负载20损坏,并且确保整流模块100输出的整流电压还可向供电模块102与LED负载20供电。

同时,由于在雷击瞬间外部电源的火线L与本发明实施例所提供的LED电源电路10的接地端GND(大地)之间、LED电源电路10的接地端与供电控制芯片U1的接地端之间会有漏电流出现,而该漏电流的存在将会导致供电控制芯片U1的第八引脚8的端口电压与其接地端GND的端口电压之间的端口压差、第七引脚7的端口电压与其接地端GND的端口电压之间的端口压差、第六引脚6的端口电压与其接地端GND的端口电压之间的端口压差、第五引脚5的端口电压与其接地端GND的端口电压之间的端口压差过大,而当上述各个端口压差分别大于第二瞬变电压抑制二极管TVS2的钳位电压、第三瞬变电压抑制二极管TVS3的钳位电压、第四瞬变电压抑制二极管TVS4的钳位电压以及第五瞬变电压抑制二极管TVS5的钳位电压时,该钳位电压指的是可保证上述各个端口压差均属于正常范围的电压限值,第二瞬变电压抑制二极管TVS2至第五瞬变电压抑制二极管TVS5开启,并对各自对应的端口压差进行钳位处理,以确保供电控制芯片U1的正常工作,进而使得电控制芯片U1为LED负载20中的发光二极管提供供电通路。

此外,需要说明的是,在本发明实施例中,由于在雷击瞬间外部电源的火线L与LED电源电路10的接地端GND之间、LED电源电路10的接地端与供电控制芯片U1的接地端之间出现的漏电流也可以流到供电控制芯片U1的其他端口,进而导致其他供电控制芯片U1的端口电压升高,进而导致供电控制芯片U1损坏,例如供电控制芯片U1的第二引脚2、第三引脚3以及第四引脚4,因此,供电控制芯片U1的第二引脚2、第三引脚3以及第四引脚4出现端口电压过高时,第二瞬变电压抑制二极管TVS2至第五瞬变电压抑制二极管TVS5还可以对第二引脚2、第三引脚3以及第四引脚4出现端口电压进行抑制,以防止第二引脚2、第三引脚3以及第四引脚4端口电压过高,从而实现了LED电源电路10的过压保护,使得LED电源电路10正常工作。

再者,在雷击瞬间外部电源的火线L与LED电源电路10的接地端GND之间出现的漏电流,还可以导致LED负载20中的第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第三发光二极管LED3以及第四发光二极管LED4的各个节点的电压发生变化,此时,第二雷击保护模块103中的第二瞬变电压抑制二极管TVS2至第五瞬变电压抑制二极管TVS5可分别对与第一发光二极管LED1至第四发光二极管LED4进行钳位处理,进而保护第一发光二极管LED1至第四发光二极管LED4不受损坏。

图4示出了本发明一实施例所提供的LED灯具30,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,详述如下:

如图4所示,本发明实施例所提供的LED灯具30包括LED电源电路10与LED负载20,LED电源电路10用于为LED负载20供电。由于本发明实施例提供的LED电源电路10与图3所示的LED电源电路10相同,因此,本发明实施例所提供的LED灯具30的具体工作原理,可参考前述关于图3的详细描述,此处不再赘述。

在本发明实施例中,通过采用包括第一雷击保护模块101与第二雷击保护模块103的LED电源电路10,使得当LED电源电路10遇到雷击状况时,第一雷击保护模块101对整流模块100输出的雷击电压进行吸收处理,当供电模块102的电流输入端与接地端之间的端口压差高于第二雷击保护模块103的钳位电压时,第二雷击保护模块103对端口压差进行钳位处理,以使供电模块102向LED负载20提供供电通路,使得当遇到雷击时,第一雷击保护模块101对整流模块100的后端电路进行保护,第二雷击保护模块103对供电模块101进行保护,以为LED负载20提供正常的供电通路,解决了现有的线性LED电源存在遇到雷击时,容易导致线性LED电源中的元器件损坏,进而无法正常为LED负载供电,更甚者将会烧毁LED负载的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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