专利名称：无极性区分的恒流驱动电源及led日光灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及照明技术领域，具体涉及一种无极性区分的恒流驱动电源及LED日光灯。
背景技术：
传统日光灯的整体电路如图I所示。其工作原理是当开关接通的时候，电源电压立即通过镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极。220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电。辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触。电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路。灯丝很快被电流加热，发射出大量电子。这时，由于启辉器两极闭合，两极间电压为零，辉光放电消失，管内温度降低；双金属片自动复位，两极断开。在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端。灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动。在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离。氩气电离生热，热量使水银产生蒸气，随之水银蒸气也被电离，并发出强烈的紫外线。在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。日光灯正常发光后。由于交流电不断通过镇流器的线圈，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍线圈中的电流变化，这时镇流器起降压限流的作用，使电流稳定在灯管的额定电流范围内，灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内。由于这个电压低于启辉器的电离电压，所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了。传统日光灯具有以下缺陷传统的日光灯中含有大量的水银蒸汽，如果破碎水银蒸汽则会挥发到大气中，对人体产生危害；传统灯具会产生大量的热能，对于能量的损耗较大；传统的日光灯使用的是交流电，由于交流电的变化，所以每秒钟会产生100 — 120次的频闪，对使用者的眼睛产生危害；传统的日光灯是通过镇流器释放的高电压来点亮的，当电压降低时则无法点亮，并且对镇流器工作时发出噪音，对周围环境产生影响；传统日光灯的灯管是采用玻璃制成，当灯管砸到地板上时，玻璃易破碎；传统日光灯的供电电源接入时，只能按照规定的方式进行接线，由于日光灯两端均有灯头，每个灯头上有两个导电柱，一旦错接供电电源(例如，将供电电源的两端连接至同一灯头上，或者启辉器与镇流器交叉接线)，会造成无法启动或者损坏日光灯。
发明内容针对上述问题，本实用新型的目的是在连接供电电源时，无需区分供电电源极性的无极性区分的恒流驱动电源及LED日光灯，对于不具备电路知识的使用者也同样适用。实现上述目的的技术方案如下无极性区分的恒流驱动电源，包括输入电流极性判定单元，用于判断输入电源的极性；以及与输入电流极性判定单元连接的双桥开关，将输入电流极性判定单元提供的电流进行整流后，对得到的直流电流进行极性切换，使输出电流的极性为恒定状态；以及与双桥开关连接的恒流控制器，时时采样双桥开关输出电流的电流值和电压值，以控制输出电流以恒定的状态输出。采用了上述方案，通过输入电流极性判定单元对电源的极性进行识别后，由双桥开关进行整流，若极性与双桥开关默认的相同，则双桥开关无需改变输出电流的极性，若极性与双桥开关默认的相反，则双桥开关改变输出电流的极性，因此，通过双桥开关的作用，使输出电流的极性始终保持为恒定状态，而对于电源的输入端来说，不管是正接还是反接，对于电源的输出极性均无影响。而恒流控制器对输出电流进行采样，通过采样结果对输出电流施以控制，从而使输出电流保持恒定输出。所述输入电流极性判定单元包括第一电容，以及与第一电容连接的低通滤波器。通过低通滤波器对供电电源进行处理，提高电源的质量。所述双桥开关包括整流桥以及整流切换开关，整流切换开关包括第二电容、第二二极管、第四二极管、第六二极管以及第三电容，第二电容的一端与第二二极管的阴极端连接，第二二极管的阳极端与第四二极管的阴极端连接，第二电容的另一端以及第四二极管的阳极端共同与第六二极管的阴极端连接，第三电容的一端与第二二极管的阳极端连接，第三电容的另一端接地。所述恒流控制器包括电流采样模块，采集双桥开关输出电流的电流值；以及电压采样模块，采集双桥开关输出电流的电压值；以及与电压采样模块以及电流采样模块连接的控制器，根据电流采样模块和电压采样模块提供的信号，发出使输出电流以恒流形式输出的控制信号；以及与控制器连接的高频开关，接收控制器发出的控制信号，使输出电流恒定输出；以及稳压电源，将双桥开关的输出电流转换为稳定的电压供给控制器。所述恒流控制器还包括电流调整器，该电流调整器的一端与双桥开关输出端连接，电流调整器的另一端与电压采样模块的一端连接。通过调整电流调整器，改变输出电流的大小，从而可以使本实用新型的驱动电源适用不同功率的负载，具有适用范围广的优点。所述恒流控制器还包括滤波器，该滤波器包括快恢复二极管、第九电阻、互感器、第二十一电阻，第九电阻一端连接快恢复二极管的阳极，第九电阻的另一端连接互感器的第一线圈的一端，互感器的第一线圈的另一端接地，互感器的第二线圈的一端连接双桥开关输出端，第二线圈另一端与高频开关的一端连接，第二十一电阻并联在第九电阻的两端。滤波器与高频开关形成低通滤通器，避免输出电流出现谐振。所述高频开关为场效应管。所述电流采样模块为第二十电阻，所述电压采样模块为光电耦合器。由于光电耦合器具有体积小、使用寿命长、工作温度范围宽、抗干扰性能强.无触点且输入与输出在电气上完全隔离，对本实用新型的驱动电源的整体性能来说起到保持作用。所述驱动电源还包括一个电压处理器，该电压处理器连接于输入电流极性判定单元的输入端，电压处理器包括压敏电阻以及与压敏电阻连接的互感器。通过电压处理器对供电电源的处理，使本实用新型的电压输入范围可以适用85V至265V范围内的输入电压，具有较宽的电压适用范围。LED日光灯，包括灯管以及连接在灯管两端的第一日光灯头和第二日光灯头，所述灯管内设有电路板，该电路板上设有LED光源模组，在电路板上电连接一个无极性区分的恒流驱动电源，该无极性区分的恒流驱动电源与一个第一整流桥连接，第一整流桥与第一日光灯头连接，无极性区分的恒流驱动电源还与一个第二整流桥连接，第二整流桥与第二日光灯头连接。采用了上述方案，由于在LED日光灯内采用了无极性区分的恒流驱动电源，无极性区分的恒流驱动电源对供电电源的调整或切换，不必区分接入LED日光灯的供电电源的极性。并且本实用新型的LED日光灯具有防呆设计，即LED日光灯的电路接法可以任意接两头，或者两头对接，或者交叉接线，因此，本实用新型的LED日光灯与供电电源的连接方式为多样性，对于不具备电路知识的使用者来说，也是可以进行安装或替换传统的日光灯的。另外，本实用新型的LED日光灯的耗电量是传统日光灯的三分之一以下，寿命也是传统日光灯的10倍，可以长期使用而无需更换，减少人工费用，更适合于难于更换的场合。与普通的荧光灯相比，LED日光灯无需镇流器，无需启辉器，无频闪，免维护，频繁开关不会导致任何损坏。LED日光灯安全且有稳定的质量，可以经受4kv高电压，散热量低，可以工作-30°C—55°C的环境中工作。由于LED发光时没有紫外线和红外线，没有有害材料，如汞，保护眼睛，也没有噪声。由于灯管的抗振动性好，不但便于运输，而且还防破碎。此外，当前全世界提倡节能减排，LED日光灯作为一种新型的节能、环保的绿色光源产品，必定在未来会全然取代传统灯具。此外，本实用新型具有以下特点I、整体造型美观；2、防水、防尘达到IP65级；3、散热效果显著，可以在_40°C—40°C范围内正常使用；4、可以在全球范围内使用；5、可以在电网电压不稳的地区使用；
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行进一步说明。
[0037]图I为现有技术中传统日光灯的电路结构图；[0038]图2为图I中本实用新型的无极性区分的恒流驱动电源的电路方框图[0039]图3为图2的电路原理图；[0040]图4为LED日光灯的结构示意图；[0041]图5为LED日光灯与供电电源的第一种连接结构图；[0042]图6为LED日光灯与供电电源的第二种连接结构图；[0043]图7为LED日光灯与供电电源的第三种连接结构图；[0044]图8为LED日光灯与供电电源的第四种连接结构具体实施方式
[0045]参照图2，本实用新型的无极性区分的恒流驱动电源，由电压处理器10、输入电流极性判定单元20、双桥开关30以及恒流控制器40组成。下面分别对每部分进行详细说明参照图2和图3，驱动电源还包括一个电压处理器10，该电压处理器连接于输入电流极性判定单元20的输入端。电压处理器10包括压敏电阻Zl以及与压敏电阻连接的互感器T2，电压处理器10还包括保险丝F1，保险丝Fl的一端与压敏电阻Zl连接。由于压敏电阻Zl在一定电流电压范围内电阻值随电压而变，而互感器T2能将高电压或大电流按比例变换成标准低电压。因此，本实用新型的电压处理器可以适用85V至265V范围内的输入电压，具有较宽的电压适用范围。参照图2和图3，输入电流极性判定单元20用于判断输入电源的极性。所述输入电流极性判定单元20包括第一电容CX1，以及与第一电容CXl连接的低通滤波器。第一电容CXl的两端分别与互感器T2的两端连接。低通滤波器由第二电感L2，以及与第二电感L2并联的第十九电阻R19组成，低通滤波器的一端连接第一电容CXl，低通滤波器的另一端连接双桥开关。参照图2和图3，输入电流极性判定单元20连接双桥开关30，双桥开关将输入电流极性判定单元20提供的电流进行整流后，对得到的直流电流进行极性切换，使输出电流的极性为恒定状态。双桥开关包括整流桥U3以及整流切换开关。整流桥U3由四只二极管组成的全桥整流电路，整流桥U3的输出端连接一个电容C8，以对输出电流进行滤波处理。整流切换开关包括第二电容C2、第二二极管D2、第四二极管D4、第六二极管D6以及第三电容C3，第二电容C2的一端与第二二极管D2的阴极端连接，第二二极管D2的阳极端与第四二极管D4的阴极端连接，第二电容C2的另一端以及第四二极管D4的阳极端共同与第六二极管D6的阴极端连接，第三电容C3的一端与第二二极管的阳极端连接，第三电容C3的另一端接地。第二电容C2和第三电容C3均为电解电容。参照图2和图3，双桥开关30连接恒流控制器40，恒流控制器40时时采样双桥开关输出电流的电流值和电压值，以控制输出电流以恒定的状态输出。恒流控制器40包括电流采样模块，采集双桥开关输出电流的电流值，电流采样模块为第二十电阻R20。以及电压米样模块，米集双桥开关输出电流的电压值，电压米样模块为光电I禹合器，光电I禹合器由发光二极管U2A以及光敏三极管U2B组成，发光二极管U2A连接在双桥开关30的输出端，光敏三极管U2B与控制器连接。以及与电压采样模块以及电流采样模块连接的控制器U1，根据电流采样模块和电压采样模块提供的信号，发出使输出电流以恒流形式输出的控制信号。控制器Ul为0B2263型芯片，控制器Ul的引脚I接地，控制器Ul的引脚2与并联的第电容9和第四电容C4连接，控制器Ul的引脚3连接光每三极管U2B，控制器Ul的引脚4连接第二十电阻R20。控制器Ul的引脚5连接稳压电源，控制器Ul的引脚6连接高频开关。高频开关Ql与控制器的引脚6连接，接收控制器发出的控制信号，使输出电流恒定输出，高频开关Ql为场效应管。稳压电源将双桥开关的输出电流转换为稳定的电压供给控制器，稳压电源包括第一电阻R1、第十八电阻R18、第五电容C5以及稳压二极管D7，第一电阻Rl的一端连接双桥开关的输出端，第一电阻Rl的连接第十八电阻R18的一端，第十八电阻R18的另一端连接第五电容C5的一端,第五电容C5的另一端接地,稳压二极管D7并联在第五电容C5的两端。通过稳压电源可为控制器Ul提供稳定的工作电压。恒流控制器40还包括电流调整器，该电流调整器的一端与双桥开关输出端连接，电流调整器的另一端与电压采样模块的一端连接。电流调整器由第七电阻R7和第八电阻R8组成，第第七电阻R7和第八电阻R8并联。通过调整电流调整器，改变输出电流的大小，从而可以使本实用新型的驱动电源适用不同功率的负载，具有适用范围广的优点。恒流控制器40还包括滤波器，滤波器与高频开关Ql形成低通滤通器，避免输出电流出现谐振。滤波器包括快恢复二极管D5、第九电阻R9、互感器Tl、第二十一电阻R21，第九电阻R9 —端连接快恢复二极管D5的阳极，快恢复二极管D5的阴极连接控制器Ul的引脚5，第九电阻R9的另一端连接互感器Tl的第一线圈TlA的一端，互感器Tl的第一线圈TlA的另一端接地，互感器Tl的第二线圈TlB的一端连接双桥开关输出端，第二线圈TlB另一端与高频开关的一端连接，第二十一电阻R21并联在第九电阻R9的两端。参照图4，本实用新型的LED日光灯，包括灯管I以及连接在灯管两端的第一日光灯头2和第二日光灯头3，所述灯管内设有电路板4，该电路板上设有LED光源模组5，在电路板上电连接一个无极性区分的恒流驱动电源100，该恒流驱动电源100为上述实施方式的恒流驱动电源，该无极性区分的恒流驱动电源与一个第一整流桥6连接，第一整流桥与第一日光灯头2连接，无极性区分的恒流驱动电源100还与一个第二整流桥7连接，第二整流桥7与第二日光灯头3连接。由于第一整流桥6、第二整流桥7以及无极性区分的恒流驱动电源100存在，将日光灯连接电源时，无需区分电源正负极，并且连接的方式也是具有多样性，具体如下参照图5，为本实用新型LED日光灯与供电电源的第一种连接结构图，如果使用本实用新型的LED日光灯替换图I中的日光灯时，由于传统日光灯的支架上有镇流器，因此，将镇流器短接，而启辉器则无需取下，连入LED日光灯一端的灯头是火线(电源正极)，另一端是零线(电源负极)即可，四根导电柱不需区分正负极；参照图6，为本实用新型LED日光灯与供电电源的第二种连接结构图，本实用新型的LED日光灯的第一日光灯头2的两个导电柱直接连接85V — 265V的供电电源，同样第二日光灯头3上的两个导电柱也可以直接连接85V — 265V的供电电源。参照图7，为本实用新型LED日光灯与供电电源的第三种连接结构图，本实用新型的LED日光灯的第一日光灯头2的一个导电柱连接85V — 265V的供电电源的一端，第二日光灯头3上的一个导电柱连接85V — 265V的供电电源的另一端，第一日光灯头2的导电柱和第二日光灯头3的导电柱位于同一直线上。参照图8，为本实用新型LED日光灯与供电电源的第四种连接结构图，本实用新型的LED日光灯的第一日光灯头2的一个导电柱连接85V — 265V的供电电源的一端，第二日光灯头3上的一个导电柱连接85V — 265V的供电电源的另一端，第一日光灯头2的导电柱和第二日光灯头3的导电柱位于同一矩形的对角线上。通过以上几种连接方式可以看出，本实用新型的LED日光灯的电路接法可以任意接两头，或者两头对接，交叉接线，这种设计为防呆设计，即不具备电路知识人使用者也可以使用，扩大了用户的使用范围。
权利要求1.无极性区分的恒流驱动电源，其特征在于，包括输入电流极性判定单元，用于判断输入电源的极性；以及与输入电流极性判定单元连接的双桥开关，将输入电流极性判定单元提供的电流进行整流后，对得到的直流电流进行极性切换，使输出电流的极性为恒定状态；以及与双桥开关连接的恒流控制器，时时采样双桥开关输出电流的电流值和电压值，以控制输出电流以恒定的状态输出。
2.根据权利要求I所述的无极性区分的恒流驱动电源，其特征在于，所述输入电流极性判定单元包括第一电容(CX1)，以及与第一电容(CXl)连接的低通滤波器。
3.根据权利要求I所述的无极性区分的恒流驱动电源，其特征在于，所述双桥开关包括整流桥(U3)以及整流切换开关，整流切换开关包括第二电容(C2)、第二二极管(D2)、第四二极管(D4)、第六二极管(D6)以及第三电容(C3)，第二电容(C2)的一端与第二二极管(D2)的阴极端连接，第二二极管(D2)的阳极端与第四二极管(D4)的阴极端连接，第二电容(C2)的另一端以及第四二极管(D4)的阳极端共同与第六二极管(D6)的阴极端连接，第三电容(C3)的一端与第二二极管的阳极端连接，第三电容(C3)的另一端接地。
4.根据权利要求I所述的无极性区分的恒流驱动电源，其特征在于，所述恒流控制器包括电流采样模块，采集双桥开关输出电流的电流值；以及电压采样模块，采集双桥开关输出电流的电压值；以及与电压采样模块以及电流采样模块连接的控制器，根据电流采样模块和电压采样模块提供的信号，发出使输出电流以恒流形式输出的控制信号；以及与控制器连接的高频开关，接收控制器发出的控制信号，使输出电流恒定输出；以及稳压电源，将双桥开关的输出电流转换为稳定的电压供给控制器。
5.根据权利要求4所述的无极性区分的恒流驱动电源，其特征在于，所述恒流控制器还包括电流调整器，该电流调整器的一端与双桥开关输出端连接，电流调整器的另一端与电压采样模块的一端连接。
6.根据权利要求4所述的无极性区分的恒流驱动电源，其特征在于，所述恒流控制器还包括滤波器，该滤波器包括快恢复二极管(D5)、第九电阻(R9)、互感器(Tl)、第二 i^一电阻(R21)，第九电阻(R9) —端连接快恢复二极管(D5)的阳极，第九电阻(R9)的另一端连接互感器(Tl)的第一线圈(TlA)的一端，互感器(Tl)的第一线圈(TlA)的另一端接地，互感器(Tl)的第二线圈(TlB)的一端连接双桥开关输出端，第二线圈(TlB)另一端与高频开关的一端连接，第二十一电阻(R21)并联在第九电阻(R9)的两端。
7.根据权利要求4所述的无极性区分的恒流驱动电源，其特征在于，所述高频开关为场效应管。
8.根据权利要求4所述的无极性区分的恒流驱动电源，其特征在于，所述电流采样模块为第二十电阻(R20 )，所述电压采样模块为光电耦合器。
9.根据权利要求I至8任意一项所述的无极性区分的恒流驱动电源，其特征在于，所述驱动电源还包括一个电压处理器，该电压处理器连接于输入电流极性判定单元的输入端，电压处理器包括压敏电阻(Zl)以及与压敏电阻连接的互感器(T2)。
10.一种LED日光灯，包括灯管以及连接在灯管两端的第一日光灯头和第二日光灯头，所述灯管内设有电路板，该电路板上设有LED光源模组，其特征在于在电路板上电连接一个无极性区分的恒流驱动电源，该无极性区分的恒流驱动电源与一个第一整流桥连接，第一整流桥与第一日光灯头连接，无极性区分的恒流驱动电源还与一个第二整流桥连接，第二整流桥与第二日光灯头连接。
专利摘要本实用新型公开了一种无极性区分的恒流驱动电源及LED日光灯，无极性区分的恒流驱动电源包括输入电流极性判定单元，用于判断输入电源的极性；以及与输入电流极性判定单元连接的双桥开关，将输入电流极性判定单元提供的电流进行整流后，对得到的直流电流进行极性切换，使输出电流的极性为恒定状态；以及与双桥开关连接的恒流控制器，时时采样双桥开关输出电流的电流值和电压值，以控制输出电流以恒定的状态输出。本实用新型的无极性区分的恒流驱动电源在连接供电电源时无需区分供电电源极性，对于不具备电路知识的使用者也同样适用。
文档编号H05B37/02GK202738182SQ20122030220
公开日2013年2月13日 申请日期2012年6月26日 优先权日2012年6月26日
发明者李天华 申请人:重庆九亿光电仪器有限公司