一种LED灯具、LED灯管及其恒流驱动电路的制作方法

本发明属于电子技术领域，尤其涉及一种led灯具、led灯管及其恒流驱动电路。

背景技术：

随着人们保护环境的意识逐渐提高，节能电器等产品也受到消费者们的追捧。led灯管作为市场上最受欢迎的节能产品之一，其具有能耗低、寿命长等优点。

虽然现有的led灯管比其他照明设备更节能环保，但由于不同国家或地区的用电标准均不相同，而现有的led灯管并不能同时兼容各个国家或地区的用电标准，当交流电经过镇流器输出的工作用电的规格与led灯管的用电规格不相符时，容易导致led灯管无法工作或烧毁。

综上所述，现有的led灯管存在适用范围小的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种led灯具、led灯管及其恒流驱动电路，旨在解决现有的led灯管存在适用范围小的问题。

本发明的目的在于提供一种led灯管的恒流驱动电路，与led灯管内的第一灯丝、第二灯丝以及led相连，用于对所述led灯管进行恒流控制，所述恒流驱动电路包括与所述第一灯丝相连的电压匹配与整流模块、连接于所述第二灯丝和所述电压匹配与整流模块之间的隔离保护模块，所述恒流驱动电路还包括：预热启动模块、恒流控制模块以及输出模块；

所述预热启动模块的第一输入端与所述电压匹配与整流模块的第一供电端相连，所述预热启动模块的第二输入端与所述电压匹配与整流模块的第二供电端相连，所述预热启动模块的第一输出端与所述恒流控制模块的第一分流端共接所述输出模块的第一输入端，所述预热启动模块的第二输出端与所述输出模块的回路受控端相连，所述预热启动模块的第三输出端与所述恒流控制模块的电源输入端相连，所述预热启动模块的第四输出端与所述恒流控制模块的第二分流端相连，所述恒流控制模块的电信号采样端与所述输出模块的第二输入端相连，所述恒流控制模块的输出控制端与所述输出模块的受控端相连，所述输出模块的输出端与所述led相连；

当所述led灯管通过镇流器连接交流电时，所述电压匹配与整流模块根据所述镇流器输出的第一交流电生成第一直流电，并将所述第一直流电输出给所述预热启动模块进行预热，当所述预热启动模块根据所述第一直流电完成预热时，所述预热启动模块、所述输出模块以及led形成的回路被导通，同时所述预热启动模块向所述恒流控制模块输出工作用电；

所述恒流控制模块采集所述回路上的电信号，并根据所述电信号判断是否对所述回路进行分流，以恒定所述回路上的电流。

本发明的另一目的在于提供一种led灯管，，包括第一灯丝、第二灯丝以及led，所述led灯管还包括如上所述的led灯管的恒流驱动电路。

本发明的另一目的在于提供一种led灯具，包括镇流器，所述led灯具还包括如上所述的led灯管。

本发明提供的一种led灯管的恒流驱动电路，包括与第一灯丝相连的电压匹配与整流模块、连接于第二灯丝和所述电压匹配与整流模块之间的隔离保护模块，还包括：预热启动模块、恒流控制模块以及输出模块；当led灯管通过镇流器连接交流电时，电压匹配与整流模块根据镇流器输出的第一交流电生成第一直流电，并将第一直流电输出给预热启动模块进行预热，当预热启动模块根据第一直流电完成预热时，预热启动模块、输出模块以及led形成的回路被导通，同时预热启动模块向恒流控制模块输出工作用电；恒流控制模块采集回路上的电信号，并根据电信号判断是否对回路进行分流，以恒定回路上的电流，避免了当交流电经过镇流器输出的工作用电的规格与led灯管的用电规格不相符时，导致led灯管无法工作或烧毁的现象，进而增大了led灯管的适用范围。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种led灯管的恒流驱动电路的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种led灯管的恒流驱动电路的具体结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种led灯管的恒流驱动电路的具体电路图；

图4是本发明实施例提供的一种led灯管的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种led灯具的结构示意图。

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。

本发明实施例提供了一种led灯具、led灯管及其恒流驱动电路，旨在解决现有的led灯管存在适用范围小的问题。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述：

图1示出了本发明实施例一种led灯管的恒流驱动电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

如图1所示，一种led灯管的恒流驱动电路100，与led灯管200内的第一灯丝110、第二灯丝120以及led130相连，用于对led灯管进行恒流控制。

如图1所示，恒流驱动电路100包括与第一灯丝110相连的电压匹配与整流模块10、连接于第二灯丝120和电压匹配与整流模块10之间的隔离保护模块20。

恒流驱动电路100还包括：预热启动模块30、恒流控制模块40以及输出模块50。

如图1所示，预热启动模块30的第一输入端与电压匹配与整流模块10的第一供电端相连，预热启动模块30的第二输入端与电压匹配与整流模块10的第二供电端相连，预热启动模块30的第一输出端与恒流控制模块40的第一分流端共接输出模块50的第一输入端，预热启动模块30的第二输出端与输出模块50的回路受控端相连，预热启动模块30的第三输出端与恒流控制模块40的电源输入端相连，预热启动模块30的第四输出端与恒流控制模块40的第二分流端相连，恒流控制模块40的电信号采样端与输出模块50的第二输入端相连，恒流控制模块40的输出控制端与输出模块50的受控端相连，输出模块50的输出端与led130相连。

如图1所示，当led灯管200通过镇流器220连接交流电210时，电压匹配与整流模块10根据镇流器220输出的第一交流电生成第一直流电，并将第一直流电输出给预热启动模块30进行预热，当预热启动30模块根据第一直流电完成预热时，预热启动模块30、输出模块40以及led130形成的回路被导通，同时预热启动模块30向恒流控制模块40输出工作用电。

恒流控制模块40采集回路上的电信号，并根据电信号判断是否对回路进行分流，以恒定回路上的电流。

需要说明的是，在本发明的所有实施例中，电压匹配与整流模块10用于对灯丝阻抗进行匹配，并对镇流器220输出的第一交流电进行交直流转换。隔离保护模块20用于防触摸漏电。

可以理解的是，由于电压匹配与整流模块10与隔离保护模块20均为现有技术中的电路模块，故此处不再赘述。

恒流控制模块40采集回路上的电信号，并根据电信号判断是否对回路进行分流，其中，电信号包括回路上的输出电流信号和输出电压信号，当所述输出电流信号所表征的电压值大于所述恒流控制模块40内部的参考电压值时，恒流控制模块40对回路进行分流，进而使得回路上的电流稳定在工作电流范围内。

本实施例提供的一种led灯管的恒流驱动电路，包括与第一灯丝相连的电压匹配与整流模块、连接于第二灯丝和所述电压匹配与整流模块之间的隔离保护模块，还包括：预热启动模块、恒流控制模块以及输出模块；当led灯管通过镇流器连接交流电时，电压匹配与整流模块根据镇流器输出的第一交流电生成第一直流电，并将第一直流电输出给预热启动模块进行预热，当预热启动模块根据第一直流电完成预热时，预热启动模块、输出模块以及led形成的回路被导通，同时预热启动模块向恒流控制模块输出工作用电；恒流控制模块采集回路上的电信号，并根据电信号判断是否对回路进行分流，以恒定回路上的电流。避免了当交流电经过镇流器输出的工作用电的规格与led灯管的用电规格不相符时，导致led灯管无法工作或烧毁的现象，进而增大了led灯管的适用范围。

图2示出了本发明实施例一种led灯管的恒流驱动电路的具体结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

如图2所示，恒流控制模块40包括：分流单元41、控制单元42、参考信号生成单元43以及采样单元44。

分流单元41的第一分流端为恒流控制模块40的第一分流端，分流单元41的第二分流端为恒流控制模块40的第二分流端，分流单元41的分流受控端与控制单元42的第一控制信号输出端相连，控制单元42的分流采样端与分流单元41的被采样端相连，控制单元42的电源输入端为恒流控制模块40的电源输入端，控制单元42的第二控制信号输出端为恒流控制模块40的输出控制端，控制单元42的基准电压输出端与参考信号生成单元43的输入端相连，参考信号生成单元43的参考电压输出端与控制单元42的参考电压输入端相连，参考信号生成单元43的补偿电压输出端与控制单元42的补偿电压输入端相连，采样单元44的电流采样端与电压采样端组成恒流控制模块40的电信号采样端，采样单元44的第一输出端与控制单元42的第一电信号采样端相连，采样单元44的第二输出端与控制单元42的第二电信号采样端相连。

当回路被导通，且预热启动模块30向恒流控制模块40输出工作用电时，采样单元44对回路上的输出电流信号和输出电压信号进行采集，并将输出电流信号和输出电压信号发送给控制单元42。

控制单元42根据工作用电向参考信号生成单元43发送基准电压，参考信号生成单元43根据基准电压生成参考电压与补偿电压，并将参考电压与补偿电压发送给控制单元42。

控制单元42计算参考电压与补偿电压的比值，并将输出电流信号与比值进行比较，当输出电流信号所表征的电压值大于比值时，控制单元42生成原始分流控制信号，控制单元42根据输出电压信号对原始分流控制信号进行波形调整，进而生成目标分流控制信号，并将目标分流控制信号发送给分流单元41，以控制分流单元41对回路进行分流，控制单元42对分流单元41进行分流信号采样，并根据分流信号控制分流单元41对回路进行分流的电流大小，进而恒定回路上的电流。

需要说明的是，控制单元42在控制分流单元41对回路进行分流时，控制模块42通过采集分流单元41的回路分流电信号，并根据回路分流电信号调整目标分流控制信号，以对分流单元41的分流大小进行调节。

当输出电流信号所表征的电压值大于比值时，控制单元42生成原始分流控制信号，其中，原始分流控制信号为方波信号，用于控制分流单元41的开关频率，控制单元42根据输出电压信号对原始分流控制信号进行波形调整，进而生成目标分流控制信号，并将目标分流控制信号发送给分流单元41，进而实现分流单元41对回路的分流。

图3示出了本发明实施例一种led灯管的恒流驱动电路的具体电路。

如图3所示，作为本实施例的一种实现方式，电压匹配与整流模块10可以包括：第一电容c1、第一电阻r1、第一保险丝f1、第二保险丝f2、第一电感l1、第二电感l2、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3以及第四二极管d4。其中，第一保险丝f1的第一端与第二保险丝f2的第一端分别与第一灯丝110的两个端子相连，第一保险丝f1的第二端与第一电感l1的第一端相连，第一电感l1的第二端与第一电阻r1的第一端共接第一电容c1的第一端，第二保险丝f2的第二端与第二电感l2的第一端相连，第二电感l2的第二端与第一电阻r1的第二端共接第一电容c1的第二端，第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3以及第四二极管d4相连组成整流桥。

如图3所示，预热启动模块30包括：第一开关管q1、第一晶闸管x1、第二电容c2、第三电容c3、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第五二极管d5、第六二极管d6、第七二极管d7以及第八二极管d8。

图3所示，第五二极管d5的第一端为预热启动模块30的第一输入端，第五二极管d5的第二端为预热启动模块30的第二输入端，第二电容c2的第一端与第六二极管d6的第一端共接第五二极管d5的第一端，第六二极管d6的第一端为预热启动模块30的第一输出端，第二电容c2的第二端与第四电阻r4的第一端共接第五二极管d5的第二端，第六二极管d6的第二端、第二电阻r2的第一端以及第一晶闸管x1的第一端共接第一开关管q1的高电位端，第二电阻r2的第二端与第七二极管d7的第一端相连，第七二极管d7的第二端与第一晶闸管x1的受控端相连，第一晶闸管x1的第二端与第三电阻r3的第一端相连，第三电阻r3的第二端与第四电阻r4的第二端相连形成的节点为预热启动模块30的第二输出端，第一开关管q1的低电位端与第五电阻r5的第一端相连，第五电阻r5的第二端与第八二极管d8的第一端共接第四电阻r4的第二端，第八二极管d8的第二端与第六电阻r6的第一端共接第三电容c3的第一端，第六电阻r6的第二端与第三电容c3的第二端共接第一开关管q1的受控端，第三电容c3的第一端为预热启动模块30的第三输出端，第三电容c3的第二端为预热启动模块30的第四输出端。

需要说明的是，第一晶闸管x1的第一端为第一晶闸管x1的阳极，第一晶闸管x1的第二端为第一晶闸管x1的阴极。

可以理解的是，作为本发明一种可能的实现方式，第一开关管q1为nmos管q1，nmos管q1的源极端为第一开关管q1的低电位端，nmos管q1的漏极端为第一开关管q1的高电位端，nmos管q1的栅极端为第一开关管q1的受控端。

图3所示，分流单元41包括：第二开关管q2、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11以及第十二电阻r12。

图3所示，第二开关管q2的低电位端为分流单元41的第一分流端，第二开关管q2的受控端与第十一电阻r11的第一端共接第十二电阻r12的第一端，第十二电阻r12的第二端为分流单元41的分流受控端，第七电阻r7的第一端为分流单元41的被采样端，第七电阻r7的第二端与二开关管q2的高电位端共接第九电阻r9的第一端，第八电阻r8的第一端与第十电阻r10的第一端共接第九电阻r9的第一端，第八电阻r8的第二端、第九电阻r9的第二端以及第十电阻r10的第二端共接第十一电阻r11的第二端形成的节点为分流单元41的第二分流端。

可以理解的是，作为本发明一种可能的实现方式，第二开关管q2为nmos管q2，nmos管q2的源极端为第二开关管q2的低电位端，nmos管q2的漏极端为第二开关管q2的高电位端，nmos管q2的栅极端为第二开关管q2的受控端。

图3所示，控制单元42包括：第一芯片u1、第四电容c4、第五电容c5、第十三电阻r13、第十四电阻r14以及第十五电阻r15。

图3所示，第一芯片u1的第一采样端adc为控制单元42的第一电信号采样端，第一芯片u1的第二采样端sync1为控制单元42的第二电信号采样端，第一芯片u1的电源输入端vcc与第四电容c4第一端相连形成的节点为控制单元42的电源输入端，第四电容c4的第二端接地，第一芯片u1的分流信号输出端gate为控制单元42的第一控制信号输出端，第一芯片u1的分流信号采样端sync2为控制单元42的分流采样端，第一芯片u1的回路电路取样端avg与第十三电阻r13的第一端相连，第十三电阻r13的第二端与第一芯片u1的内调稳压端rvdd相连，第十四电阻r14的第一端与第十五电阻r15的第一端共接第一芯片u1的基准电压输出端ref，第十四电阻r14的第二端与第五电容c5的第一端共接第十三电阻r13的第二端形成的节点为控制单元42的基准电压输出端，第五电容c5的第二端、第十五电阻r15的第二端以及第一芯片u1的地线端gnd共接第四电容c4的第二端，第一芯片u1的输出控制端start为控制单元42的第二控制信号输出端，第一芯片u1的参考电压输入端adc-ref为控制单元42的参考电压输入端，第一芯片u1的补偿电压输入端comp为控制单元42的补偿电压输入端。

如图3所示，参考信号生成单元43包括：第十六电阻r16、第十七电阻r17、第十八电阻r18以及第十九电阻r19。

如图3所示，第十六电阻r16的第一端与第十七电阻r17的第一端相连的节点为参考信号生成单元43的补偿电压输出端，第十六电阻r16的第二端与第十八电阻r18的第一端共接地，第十八电阻r18的第二端与第十九电阻r19的第一端相连的节点为参考信号生成单元43的参考电压输出端，第十九电阻r19的第二端与第十七电阻r17的第二端相连的节点为参考信号生成单元43的输入端。

如图3所示，采样单元44包括：第六电容c6、第七电容c7、第二十电阻r20、第二十一电阻r21、第二十二电阻r22、第二十三电阻r23以及第二十四电阻r24。

如图3所示，第六电容c6的第一端与第二十电阻r20的第一端相连的节点为采样单元44的第一输出端，第六电容c6的第二端接地，第二十电阻r20的第二端、第七电容c7的第一端、第二十一电阻r21的第一端、第二十二电阻r22的第一端以及第二十三电阻r23的第一端共接第二十四电阻r24的第一端，第二十四电阻r24的第二端为采样单元44的第二输出端，第二十四电阻r24的第一端采样单元44的电流采样端，第七电容c7的第二端、第二十一电阻r21的第二端、第二十二电阻r22的第二端以及第二十三电阻r23的第二端共接第六电容c6的第二端。

如图3所示，输出模块50包括：第三开关管q3、第八电容c8、第九二极管d9、第十二极管d10、第二十五电阻r25、第二十六电阻r26、第二十七电阻r27、第二十八电阻r28以及第二十九电阻r29。

如图3所示，第九二极管d9的第一端与第十二极管d10的第一端相连形成的节点为输出模块的第一输入端，第九二极管d9的第二端与第十二极管d10的第二端共接第二十六电阻r26的第一端，第二十六电阻r26的第二端与第二十七电阻r27的第一端共接第二十五电阻r25的第一端，第二十五电阻r25的第二端为输出模块的受控端，第二十七电阻r27的第二端接地，第三开关管q3的低电位端为输出模块的第二输入端，第三开关管q3的受控端与第二十九电阻r29的第一端相连，第二十九电阻r29的第二端为输出模块的回路受控端，第二十八电阻r28的第一端与第九二极管d9的第二端相连，第二十八电阻r28的第二端与第三开关管q3的高电位端相连，第八电容c8的第一端与第二十八电阻r28的第一端相连，第八电容c8的第二端与第二十八电阻r28的第二端相连，第八电容c8的第一端与第八电容c8的第二端组成输出模块的输出端。

可以理解的是，作为本发明一种可能的实现方式，第三开关管q2为nmos管q2，nmos管q2的源极端为第三开关管q3的低电位端，nmos管q3的漏极端为第三开关管q3的高电位端，nmos管q3的栅极端为第三开关管q3的受控端。

以下结合图3对本实施例提供的一种led灯管的恒流驱动电路的工作原理进行详细说明：

当led灯管通过第一灯丝110与第二灯丝120上电时，镇流器220对交流电210提供的交流电进行镇流调整，进而向电压匹配与整流模块10输出第一交流电，第一电阻r1与第一电容c1组成的灯丝阻抗匹配电路决定了灯丝两端的电流大小。第一保险丝f1与第二保险丝f2用于恒流驱动电路的过温保护。第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3以及第四二极管d4相连组成整流桥对第一交流电进行整流后，向预热启动模块30输出第一直流电。

预热启动模块30根据第一直流电进行预热，当第一直流电的电压等于或大于预热启动模块30中的第七二极管d7的反向触发电压时，第七二极管d7反向导通，并控制第一晶闸管x1正向导通。第一晶闸管x1正向导通后，通过第二十九电阻r29控制第三开关管q3导通，使得预热启动模块30、输出模块40以及led130形成的回路被导通。同时通过第五电阻r5与第一开关管q1向第一芯片u1的电源端vcc提供工作用电，进而触发第一芯片u1及其外围电路进行工作。

第一芯片u1的第一采样端adc通过采样单元44中的第二十电阻r20采集回路上的输出电流信号。第一芯片u1的第二采样端sync1通过第二十四电阻r24采集回路上的输出电压信号。同时，第一芯片u1通过基准电压输出端ref向参考信号生成单元43输出基准电压。参考信号生成单元43根据该基准电压生成相应的参考电压与补偿电压，并分别通过第一芯片u1的参考电压输入端adc-ref和补偿电压输入端comp发送给第一芯片u1。

第一芯片u1计算参考电压与补偿电压的比值，并将输出电流信号与比值进行比较，当输出电流信号所表征的电压值大于比值时，第一芯片u1生成原始分流控制信号，第一芯片u1根据输出电压信号对原始分流控制信号进行波形调整，进而生成目标分流控制信号，并将目标分流控制信号发送给分流单元41，以控制分流单元41对回路进行分流，即控制分流单元41中第二开关管q2的通断频率，同时第一芯片u1通过分流信号采样端sync2对分流单元41进行分流信号采样，并根据分流信号控制分流单元41对回路进行分流的电流大小，形成闭环控制，实现了回路上的电流恒定。

当回路上的电流恒定时，第一芯片u1通过输出控制端start控制输出模块根据回路上的电流向led输出工作用电，进而点亮led灯管。

需要说明的是，当回路上的电流恒定时，第一芯片u1通过控制第二十五电阻的两端电压，进而控制输出模块50的工作。

本发明的另一目的在于提供一种led灯管200，如图4所示，led灯管200包括第一灯丝110、第二灯丝120以及led130，还包括所述实施例中的led灯管的恒流驱动电路100。

本发明的另一目的在于提供一种led灯具300，如图5所示，led灯具300包括镇流器220，还包括上述实施例中的led灯管200。

由于本实施例中所提供的一种led灯管以及led灯具与本发明有关的具体实施方式和工作原理在上述实施例中已经详细阐述，因此，此处不再赘述。

本发明提供的一种led灯管的恒流驱动电路，包括与第一灯丝相连的电压匹配与整流模块、连接于第二灯丝和所述电压匹配与整流模块之间的隔离保护模块，还包括：预热启动模块、恒流控制模块以及输出模块；当led灯管通过镇流器连接交流电时，电压匹配与整流模块根据镇流器输出的第一交流电生成第一直流电，并将第一直流电输出给预热启动模块进行预热，当预热启动模块根据第一直流电完成预热时，预热启动模块、输出模块以及led形成的回路被导通，同时预热启动模块向恒流控制模块输出工作用电；恒流控制模块采集回路上的电信号，并根据电信号判断是否对回路进行分流，以恒定回路上的电流。避免了当交流电经过镇流器输出的工作用电的规格与led灯管的用电规格不相符时，导致led灯管无法工作或烧毁的现象，增大了led灯管的适用范围。

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。