一种大功率灯具驱动电路、PCB板、驱动电源及其灯具

技术领域

本发明涉及驱动电源技术领域，特别涉及一种大功率灯具驱动电路、PCB板、驱动电源及其灯具。

背景技术

现有市面上绝大部分的照明灯具的工作电压范围都是在100-240V电压之间，而其它一些国家的工业电压可能在240V之上，如380V、480V等，可见，现有的很多照明灯具的工作电压无法满足这么高的电压，进而导致亮度方面存在较大的局限性，无法满足高强度、高要求的照明需求。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种大功率灯具驱动电路，其可满足高功率、高电压的大功率灯具的使用需求，且可根据灯具的发热量对输出功率进行自适应调节。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种大功率灯具驱动电路，包括输入电路、开关震荡单元、升压输出单元和温度保护单元，所述输入电路与所述开关震荡单元的输入端连接，所述开关震荡单元的输出端与所述升压输出单元连接，所述温度保护单元与所述开关震荡单元的反馈端连接；所述开关震荡单元用于将所述输入电路输入的直流电压进行振荡并形成交流电压；所述升压输出单元用于将所述开关震荡单元所输入的交流电压进行升压处理并向外部灯具进行供电；所述温度保护单元用于检测外部灯具的温度并反馈控制所述开关震荡单元的输出功率。

所述的大功率灯具驱动电路中，所述开关震荡单元包括第一控制芯片U1和开关部；所述第一控制芯片U1的引脚6与所述输入电路连接；所述第一控制芯片U1的引脚7与所述温度保护单元连接；所述第一控制芯片U1的引脚5和引脚3分别与所述开关部连接，所述第一控制芯片U1的引脚2和所述开关部分别与所述升压输出单元连接。

所述的大功率灯具驱动电路中，所述开关部包括第一场效应管Q1，所述第一场效应管Q1的栅极与所述第一控制芯片U1的引脚5连接，所述第一场效应管Q1的源极与所述第一控制芯片U1的引脚3连接，所述第一场效应管Q1的漏极与所述升压输出单元连接。

所述的大功率灯具驱动电路中，所述升压输出单元包括变压器T1和整流滤波部，所述变压器T1的原边线圈的一端与所述第一控制芯片U1的引脚2连接，所述变压器T1的原边线圈的另一端接地，所述整流滤波部分别所述变压器T1的副边线圈的两端连接，所述第一场效应管Q1的漏极与所述变压器T1的副边线圈的一端连接。

所述的大功率灯具驱动电路中，所述温度保护单元包括第一温度采集部和第二温度采集部，所述第一温度采集部和所述第二温度采集部分别与所述第一控制芯片U1的引脚7连接；所述第一温度采集部用于检测外部灯具的温度；所述第二温度采集部用于检测驱动板的温度。

所述的大功率灯具驱动电路中，所述第一温度采集部包括第一热敏电阻NTC、第五共模电感L5、第二热敏电阻PTC和第二十四电阻R24；所述第五共模电感L5的引脚1和引脚3分别与所述第一热敏电阻NTC的两端连接，所述第五共模电感L5的引脚2接地，所述第五共模电感L5的引脚4与所述第一控制芯片U1的引脚7连接；所述第二热敏电阻PTC的一端与所述第一控制芯片U1的引脚7连接，所述第二热敏电阻PTC的另一端与所述第二十四电阻R24的一端连接，所述第二十四电阻R24的另一端与外部上拉电源连接。

所述的大功率灯具驱动电路中，所述输入电路包括EMI单元、浪涌尖峰吸收单元和整流滤波单元，所述EMI单元、所述浪涌尖峰吸收单元和所述整流滤波单元依次连接，所述整流滤波单元与所述开关震荡单元连接。

本申请还提供一种PCB板，其印刷有如上所述的大功率灯具驱动电路。

本申请还提供一种驱动电源，其采用如上所述的大功率灯具驱动电路进行工作控制。

本申请还提供一种灯具，其采用如上所述的大功率灯具驱动电路进行工作控制。

有益效果：

本发明提供了一种大功率灯具驱动电路，利用输入电路将外部所输入的交流电压转换为脉冲直流电压，并对其进行滤波处理，以得到可供开关震荡单元使用的直流电压，当直流电压经过开关震荡单元时，开关震荡单元则会对直流电压进行震荡处理，使直流电压起震变为几十千赫兹的交流电压，并将该交流电压输送至升压输出单元，通过升压输出单元对交流电压进行升压处理和整流滤波处理，使升压后的交流电压可直接供大功率灯具使用，通过这样的方式可实现宽范围输出电压的调节，满足大部分高功率、高电压的大功率灯具的使用需求；此外，利用温度保护单元对灯具的工作温度进行实时监测，若工作温度超过预设温度阈值，温度保护单元则向震荡开关单元反馈高温信号，震荡开关单元则根据该高温信号反馈控制升压输出单元降低输出功率，使灯具可降低工作功率从而完成降温处理，避免灯具的工作温度出现过高的问题。

附图说明

图1为本发明提供的大功率灯具驱动电路的电路框图；

图2为本发明提供的大功率灯具驱动电路的电路结构框图；

图3为本发明提供的大功率灯具驱动电路中所述输入电路的电路结构图；

图4为本发明提供的大功率灯具驱动电路中所述开关震荡单元、升压输出单元和温度保护单元的电路结构图。

主要元件符号说明：1-开关震荡单元、2-升压输出单元、3-温度保护单元、4-EMI单元、5-浪涌尖峰吸收单元、6-整流滤波单元。

具体实施方式

本发明提供一种大功率灯具驱动电路、PCB板、驱动电源及其灯具，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。

请参阅图1至图4，本发明提供一种大功率灯具驱动电路，包括输入电路(未在图中示出)、开关震荡单元1、升压输出单元2和温度保护单元3，所述输入电路与所述开关震荡单元1的输入端连接，所述开关震荡单元1的输出端与所述升压输出单元2连接，所述温度保护单元3与所述开关震荡单元1的反馈端连接；所述开关震荡单元1用于将所述输入电路输入的直流电压进行振荡并形成交流电压；所述升压输出单元2用于将所述开关震荡单元1所输入的交流电压进行升压处理并向外部灯具进行供电；所述温度保护单元3用于检测外部灯具的温度并反馈控制所述开关震荡单元1的输出功率。

本申请的工作原理如下：利用输入电路将外部所输入的交流电压转换为脉冲直流电压，并对其进行滤波处理，以得到可供开关震荡单元1使用的直流电压，当直流电压经过开关震荡单元1时，开关震荡单元1则会对直流电压进行震荡处理，使直流电压起震变为几十千赫兹的交流电压，并将该交流电压输送至升压输出单元2，通过升压输出单元2对交流电压进行升压处理和整流滤波处理，使升压后的交流电压可直接供大功率灯具使用，通过这样的方式可实现宽范围输出电压的调节，使输出电压可达到208V-480V的宽范围输出，满足大部分高功率、高电压的大功率灯具的使用需求；此外，利用温度保护单元3对灯具的工作温度进行实时监测，若工作温度超过预设温度阈值，温度保护单元3则向震荡开关单元反馈高温信号，震荡开关单元则根据该高温信号反馈控制升压输出单元2降低输出功率，使灯具可降低工作功率从而完成降温处理，避免灯具的工作温度出现过高的问题。

需要说明的是，通过本电路可实现较宽的市电输入范围，如可承受更宽的市电输入电压范围，以满足不同国家的用电需求。

如图1至图4所示，进一步地，所述开关震荡单元1包括第一控制芯片U1和开关部；所述第一控制芯片U1的引脚6与所述输入电路连接；所述第一控制芯片U1的引脚7与所述温度保护单元3连接；所述第一控制芯片U1的引脚5和引脚3分别与所述开关部连接，所述第一控制芯片U1的引脚2和所述开关部分别与所述升压输出单元2连接；在工作时，第一控制芯片U1通过引脚6接收输入电路所输入的直流电压，利用引脚7接收温度保护单元3的温度监测信号，并且第一控制芯片U1利用引脚2和开关部根据直流电压和温度监测信号对升压输出单元2进行功率调节和开关控制，以达到对灯具进行工况控制的目的。

在本实施方式中，所述第一控制芯片U1为型号为SY5881FAC的照明调光控制芯片。

如图1至图4所示，进一步地，所述开关部包括第一场效应管Q1，所述第一场效应管Q1的栅极与所述第一控制芯片U1的引脚5连接，所述第一场效应管Q1的源极与所述第一控制芯片U1的引脚3连接，所述第一场效应管Q1的漏极与所述升压输出单元2连接；在工作时，第一控制芯片U1通过引脚5向第一场效应管Q1的栅极发送导通信号或截止信号，从而实现升压输出单元2与第一场效应管Q1的导通与截止，以此控制灯具的开关，并且第一控制芯片U1通过引脚3向第一场效应管Q1的源极发送PWM调制信号，以调节第一场效应管Q1的导通角度，从而实现功率的调节动作。

如图1至图4所示，进一步地，所述升压输出单元2包括变压器T1和整流滤波部，所述变压器T1的原边线圈的一端与所述第一控制芯片U1的引脚2连接，所述变压器T1的原边线圈的另一端接地，所述整流滤波部分别所述变压器T1的副边线圈的两端连接，所述第一场效应管Q1的漏极与所述变压器T1的副边线圈的一端连接；在工作时，第一控制芯片U1通过引脚2向变压器T1的原边线圈输送交流电压，并利用变压器T1的副边线圈对交流电压进行升压处理，以将交流电压升压至满足灯具的使用需求；并且利用整流滤波部对交流电压进行整流滤波，使灯具在工作时更加稳定。

需要说明的是，所述整流滤波部可以为RC电路、RLC电路等现有滤波整流电路。

如图1至图4所示，进一步地，所述温度保护单元3包括第一温度采集部和第二温度采集部，所述第一温度采集部和所述第二温度采集部分别与所述第一控制芯片U1的引脚7连接；所述第一温度采集部用于检测外部灯具的温度；所述第二温度采集部用于检测驱动板的温度；在工作时，利用第一温度采集部和第二温度采集部分别采集灯具的壳体温度和驱动板的工作温度，并根据预设的温度阈值对壳体温度和工作温度进行监测，若壳体温度和工作温度超过预设的温度阈值，第一温度采集部和/或第二温度采集部则会向第一控制芯片U1反馈高温预警，第一控制芯片U1则根据该高温预警反馈控制升压输出单元2降低输出功率，使灯具可降低工作功率从而完成降温处理，避免灯具的工作温度出现过高的问题。

如图1至图4所示，进一步地，所述第一温度采集部包括第一热敏电阻NTC、第五共模电感L5、第二热敏电阻PTC和第二十四电阻R24；所述第五共模电感L5的引脚1和引脚3分别与所述第一热敏电阻NTC的两端连接，所述第五共模电感L5的引脚2接地，所述第五共模电感L5的引脚4与所述第一控制芯片U1的引脚7连接；所述第二热敏电阻PTC的一端与所述第一控制芯片U1的引脚7连接，所述第二热敏电阻PTC的另一端与所述第二十四电阻R24的一端连接，所述第二十四电阻R24的另一端与外部上拉电源连接；在工作时，第一热敏电阻NTC贴装在灯具的灯板上，需要说明的是，第一热敏电阻NTC为下偏置电阻，当灯板上温度超过80℃时第一热敏电阻NTC的电阻值开始下降，而其电压值也会同步下降，第一控制芯片U1的引脚7的接收到该压降时则会降低其输出功率，当灯板温度恢复80℃以下时，第一热敏电阻NTC则无压降产生，从而使第一控制芯片U1恢复正常的输出功率；第二热敏电阻PTC贴装在驱动板上，需要说明的是，第二热敏电阻PTC为上偏置电阻，驱动板上温度升高超过60℃时，第二热敏电阻PTC的电阻值上升，而其电压值也会同步上升，第一控制芯片U1的引脚7的接收到该电压变化时则会降低其输出功率，当驱动板温度恢复60℃以下时，第二热敏电阻PTC则无升压变化，从而使第一控制芯片U1恢复正常的输出功率；此外，第五共模电感L5的作用会消除灯体与驱动板之间的干扰信号，降低灯体或驱动板所散发的电磁辐射；需要说明的是，第一热敏电阻NTC工作温度范围为-20～130℃、第二热敏电阻PTC工作温度范围为-40～120℃。

如图1至图4所示，进一步地，所述输入电路包括EMI单元4、浪涌尖峰吸收单元5和整流滤波单元6，所述EMI单元4、所述浪涌尖峰吸收单元5和所述整流滤波单元6依次连接，所述整流滤波单元6与所述开关震荡单元1连接；利用EMI单元4对电路的电磁干扰信号进行抑制，避免本电路对环境中的其它设备或系统造成电磁干扰；浪涌尖峰吸收单元5用于多级保护电路的第一级或前两级，起泄放雷电暂态过电流和和限制过电压的作用，避免雷击浪涌电流对本电路造成伤害；利用整流滤波单元6对输入的交流电压进行整流滤波处理，以将交流电压转换为脉冲直流电压。

在本实施方式中，所述EMI单元4由RC并联电路、第一共模电感L1和RLC电路组成；利用RC并联电路、第一共模电感L1和RLC电路抑制本电路在电压输入时所产生的电磁干扰。

在本实施方式中，所述浪涌尖峰吸收单元5包括第三压敏电阻RV3和第一稳压二极管ZD1，所述第三压敏电阻RV3的一端与所述EMI单元4的输出端连接，所述第三压敏电阻RV3的另一端与所述第一稳压二极管ZD1的负极连接，所述第一稳压二极管ZD1的正极与所述EMI单元4的输出端连接。

在本实施方式中，所述整流滤波单元6包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4和RC并联电路；利用第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4组成整流桥结构，并配合RC并联电路实现对交流电压的整流滤波处理。

本申请还提供一种开关电源PCB板，印刷有如上所述的大功率灯具驱动电路。

本申请还提供一种驱动电源，采用如上所述的大功率灯具驱动电路进行工作控制。

本申请还提供一种灯具，其采用如上所述的大功率灯具驱动电路进行工作控制。

综上所述，利用输入电路将外部所输入的交流电压转换为脉冲直流电压，并对其进行滤波处理，以得到可供开关震荡单元1使用的直流电压，当直流电压经过开关震荡单元1时，开关震荡单元1则会对直流电压进行震荡处理，使直流电压起震变为几十千赫兹的交流电压，并将该交流电压输送至升压输出单元2，通过升压输出单元2对交流电压进行升压处理和整流滤波处理，使升压后的交流电压可直接供大功率灯具使用，通过这样的方式可实现宽范围输出电压的调节，满足大部分高功率、高电压的大功率灯具的使用需求；此外，利用温度保护单元3对灯具的工作温度进行实时监测，若工作温度超过预设温度阈值，温度保护单元3则向震荡开关单元反馈高温信号，震荡开关单元则根据该高温信号反馈控制升压输出单元2降低输出功率，使灯具可降低工作功率从而完成降温处理，避免灯具的工作温度出现过高的问题。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。