專利名稱：無極性區分的恒流驅動電源及led日光燈的制作方法
技術領域：
本發明涉及照明技術領域，具體涉及一種無極性區分的恒流驅動電源及LED日光燈。
背景技術：
傳統日光燈的整體電路如圖I所示。其工作原理是當開關接通的時候，電源電壓立即通過鎮流器和燈管燈絲加到啟輝器的兩極。220伏的電壓立即使啟輝器的惰性氣體電離，產生輝光放電。輝光放電的熱量使雙金屬片受熱膨脹，兩極接觸。電流通過鎮流器、啟輝器觸極和兩端燈絲構成通路。燈絲很快被電流加熱，發射出大量電子。這時，由于啟輝器兩 極閉合，兩極間電壓為零，輝光放電消失，管內溫度降低；雙金屬片自動復位，兩極斷開。在兩極斷開的瞬間，電路電流突然切斷，鎮流器產生很大的自感電動勢，與電源電壓疊加后作用于管兩端。燈絲受熱時發射出來的大量電子，在燈管兩端高電壓作用下，以極大的速度由低電勢端向高電勢端運動。在加速運動的過程中，碰撞管內氬氣分子，使之迅速電離。氬氣電離生熱，熱量使水銀產生蒸氣，隨之水銀蒸氣也被電離，并發出強烈的紫外線。在紫外線的激發下，管壁內的熒光粉發出近乎白色的可見光。日光燈正常發光后。由于交流電不斷通過鎮流器的線圈，線圈中產生自感電動勢，自感電動勢阻礙線圈中的電流變化，這時鎮流器起降壓限流的作用，使電流穩定在燈管的額定電流范圍內，燈管兩端電壓也穩定在額定工作電壓范圍內。由于這個電壓低于啟輝器的電離電壓，所以并聯在兩端的啟輝器也就不再起作用了。傳統日光燈具有以下缺陷傳統的日光燈中含有大量的水銀蒸汽，如果破碎水銀蒸汽則會揮發到大氣中，對人體產生危害；傳統燈具會產生大量的熱能，對于能量的損耗較大；傳統的日光燈使用的是交流電，由于交流電的變化，所以每秒鐘會產生100 - 120次的頻閃，對使用者的眼睛產生危害；傳統的日光燈是通過鎮流器釋放的高電壓來點亮的，當電壓降低時則無法點亮，并且對鎮流器工作時發出噪音，對周圍環境產生影響；傳統日光燈的燈管是采用玻璃制成，當燈管砸到地板上時，玻璃易破碎；傳統日光燈的供電電源接入時，只能按照規定的方式進行接線，由于日光燈兩端均有燈頭，每個燈頭上有兩個導電柱，一旦錯接供電電源(例如，將供電電源的兩端連接至同一燈頭上，或者啟輝器與鎮流器交叉接線)，會造成無法啟動或者損壞日光燈。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的是在連接供電電源時，無需區分供電電源極性的無極性區分的恒流驅動電源及LED日光燈，對于不具備電路知識的使用者也同樣適用。實現上述目的的技術方案如下無極性區分的恒流驅動電源，包括輸入電流極性判定單元，用于判斷輸入電源的極性；以及與輸入電流極性判定單元連接的雙橋開關，將輸入電流極性判定單元提供的電流進行整流后，對得到的直流電流進行極性切換，使輸出電流的極性為恒定狀態；以及與雙橋開關連接的恒流控制器，時時采樣雙橋開關輸出電流的電流值和電壓值，以控制輸出電流以恒定的狀態輸出。采用了上述方案，通過輸入電流極性判定單元對電源的極性進行識別后，由雙橋開關進行整流，若極性與雙橋開關默認的相同，則雙橋開關無需改變輸出電流的極性，若極性與雙橋開關默認的相反，則雙橋開關改變輸出電流的極性，因此，通過雙橋開關的作用，使輸出電流的極性始終保持為恒定狀態，而對于電源的輸入端來說，不管是正接還是反接，對于電源的輸出極性均無影響。而恒流控制器對輸出電流進行采樣，通過采樣結果對輸出電流施以控制，從而使輸出電流保持恒定輸出。所述輸入電流極性判定單元包括第一電容，以及與第一電容連接的低通濾波器。通過低通濾波器對供電電源進行處理，提高電源的質量。所述雙橋開關包括整流橋以及整流切換開關，整流切換開關包括第二電容、第二二極管、第四二極管、第六二極管以及第三電容，第二電容的一端與第二二極管的陰極端連接，第二二極管的陽極端與第四二極管的陰極端連接，第二電容的另一端以及第四二極管的陽極端共同與第六二極管的陰極端連接，第三電容的一端與第二二極管的陽極端連接，第三電容的另一端接地。所述恒流控制器包括電流采樣模塊，采集雙橋開關輸出電流的電流值；以及電壓采樣模塊，采集雙橋開關輸出電流的電壓值；以及與電壓采樣模塊以及電流采樣模塊連接的控制器，根據電流采樣模塊和電壓采樣模塊提供的信號，發出使輸出電流以恒流形式輸出的控制信號；以及與控制器連接的高頻開關，接收控制器發出的控制信號，使輸出電流恒定輸出；以及穩壓電源，將雙橋開關的輸出電流轉換為穩定的電壓供給控制器。
所述恒流控制器還包括電流調整器，該電流調整器的一端與雙橋開關輸出端連接，電流調整器的另一端與電壓采樣模塊的一端連接。通過調整電流調整器，改變輸出電流的大小，從而可以使本發明的驅動電源適用不同功率的負載，具有適用范圍廣的優點。所述恒流控制器還包括濾波器，該濾波器包括快恢復二極管、第九電阻、互感器、第二十一電阻，第九電阻一端連接快恢復二極管的陽極，第九電阻的另一端連接互感器的第一線圈的一端，互感器的第一線圈的另一端接地，互感器的第二線圈的一端連接雙橋開關輸出端，第二線圈另一端與高頻開關的一端連接，第二十一電阻并聯在第九電阻的兩端。濾波器與高頻開關形成低通濾通器，避免輸出電流出現諧振。所述高頻開關為場效應管。所述電流采樣模塊為第二十電阻，所述電壓采樣模塊為光電耦合器。由于光電耦合器具有體積小、使用壽命長、工作溫度范圍寬、抗干擾性能強.無觸點且輸入與輸出在電氣上完全隔離，對本發明的驅動電源的整體性能來說起到保持作用。所述驅動電源還包括一個電壓處理器，該電壓處理器連接于輸入電流極性判定單元的輸入端，電壓處理器包括壓敏電阻以及與壓敏電阻連接的互感器。通過電壓處理器對供電電源的處理，使本發明的電壓輸入范圍可以適用85V至265V范圍內的輸入電壓,具有較寬的電壓適用范圍。LED日光燈，包括燈管以及連接在燈管兩端的第一日光燈頭和第二日光燈頭，所述燈管內設有電路板，該電路板上設有LED光源模組，在電路板上電連接一個無極性區分的恒流驅動電源，該無極性區分的恒流驅動電源與一個第一整流橋連接，第一整流橋與第一日光燈頭連接，無極性區分的恒流驅動電源還與一個第二整流橋連接，第二整流橋與第二日光燈頭連接。采用了上述方案，由于在LED日光燈內采用了無極性區分的恒流驅動電源，無極性區分的恒流驅動電源對供電電源的調整或切換，不必區分接入LED日光燈的供電電源的極性。并且本發明的LED日光燈具有防呆設計，即LED日光燈的電路接法可以任意接兩頭，或者兩頭對接，或者交叉接線，因此，本發明的LED日光燈與供電電源的連接方式為多樣 性，對于不具備電路知識的使用者來說，也是可以進行安裝或替換傳統的日光燈的。另外，本發明的LED日光燈的耗電量是傳統日光燈的三分之一以下,壽命也是傳統日光燈的10倍，可以長期使用而無需更換，減少人工費用，更適合于難于更換的場合。與普通的熒光燈相比，LED日光燈無需鎮流器，無需啟輝器，無頻閃，免維護，頻繁開關不會導致任何損壞。LED日光燈安全且有穩定的質量，可以經受4kv高電壓，散熱量低，可以工作-30°C -55°C的環境中工作。由于LED發光時沒有紫外線和紅外線，沒有有害材料，如汞，保護眼睛，也沒有噪聲。由于燈管的抗振動性好，不但便于運輸，而且還防破碎。此外，當前全世界提倡節能減排，LED日光燈作為一種新型的節能、環保的綠色光源產品，必定在未來會全然取代傳統燈具。此外，本發明具有以下特點I、整體造型美觀；2、防水、防塵達到IP65級；3、散熱效果顯著，可以在_40°C—40°C范圍內正常使用；4、可以在全球范圍內使用；5、可以在電網電壓不穩的地區使用；下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行進一步說明。
圖I為現有技術中傳統日光燈的電路結構圖；圖2為圖I中本發明的無極性區分的恒流驅動電源的電路方框圖；圖3為圖2的電路原理圖；圖4為LED日光燈的結構示意圖；圖5為LED日光燈與供電電源的第一種連接結構圖；圖6為LED日光燈與供電電源的第二種連接結構圖；圖7為LED日光燈與供電電源的第三種連接結構圖；圖8為LED日光燈與供電電源的第四種連接結構具體實施方式
參照圖2，本發明的無極性區分的恒流驅動電源，由電壓處理器10、輸入電流極性判定単元20、雙橋開關30以及恒流控制器40組成。下面分別對每部分進行詳細說明參照圖2和圖3，驅動電源還包括一個電壓處理器10，該電壓處理器連接于輸入電流極性判定単元20的輸入端。電壓處理器10包括壓敏電阻Zl以及與壓敏電阻連接的互感器T2，電壓處理器10還包括保險絲F1，保險絲Fl的一端與壓敏電阻Zl連接。由于壓敏電阻Zl在一定電流電壓范圍內電阻值隨電壓而變，而互感器T2能將高電壓或大電流按比例變換成標準低電壓。因此，本發明的電壓處理器可以適用85V至265V范圍內的輸入電壓，具有較寬的電壓適用范圍。參照圖2和圖3，輸入電流極性判定單元20用于判斷輸入電源的極性。所述輸入電流極性判定単元20包括第一電容CX1，以及與第一電容CXl連接的低通濾波器。第一電容CXl的兩端分別與互感器T2的兩端連接。低通濾波器由第二電感L2，以及與第二電感L2并聯的第十九電阻R19組成，低通濾波器的一端連接第一電容CXl，低通濾波器的另一端 連接雙橋開關。參照圖2和圖3，輸入電流極性判定単元20連接雙橋開關30，雙橋開關將輸入電流極性判定単元20提供的電流進行整流后，對得到的直流電流進行極性切換，使輸出電流的極性為恒定狀態。雙橋開關包括整流橋U3以及整流切換開關。整流橋U3由四只ニ極管組成的全橋整流電路，整流橋U3的輸出端連接ー個電容C8，以對輸出電流進行濾波處理。整流切換開關包括第二電容C2、第二ニ極管D2、第四ニ極管D4、第六ニ極管D6以及第三電容C3，第二電容C2的一端與第二ニ極管D2的陰極端連接，第二ニ極管D2的陽極端與第四ニ極管D4的陰極端連接，第二電容C2的另一端以及第四ニ極管D4的陽極端共同與第六ニ極管D6的陰極端連接，第三電容C3的一端與第二ニ極管的陽極端連接，第三電容C3的另ー端接地。第二電容C2和第三電容C3均為電解電容。參照圖2和圖3，雙橋開關30連接恒流控制器40，恒流控制器40時時采樣雙橋開關輸出電流的電流值和電壓值，以控制輸出電流以恒定的狀態輸出。恒流控制器40包括電流采樣模塊，采集雙橋開關輸出電流的電流值，電流采樣模塊為第二十電阻R20。以及電壓米樣模塊，米集雙橋開關輸出電流的電壓值，電壓米樣模塊為光電I禹合器，光電I禹合器由發光二極管U2A以及光敏三極管U2B組成，發光二極管U2A連接在雙橋開關30的輸出端，光敏三極管U2B與控制器連接。以及與電壓采樣模塊以及電流采樣模塊連接的控制器U1，根據電流采樣模塊和電壓采樣模塊提供的信號，發出使輸出電流以恒流形式輸出的控制信號。控制器Ul為0B2263型芯片，控制器Ul的引腳I接地，控制器Ul的引腳2與并聯的第電容9和第四電容C4連接，控制器Ul的引腳3連接光每三極管U2B，控制器Ul的引腳4連接第二十電阻R20。控制器Ul的引腳5連接穩壓電源，控制器Ul的引腳6連接高頻開關。高頻開關Ql與控制器的引腳6連接，接收控制器發出的控制信號，使輸出電流恒定輸出，高頻開關Ql為場效應管。穩壓電源將雙橋開關的輸出電流轉換為穩定的電壓供給控制器，穩壓電源包括第一電阻R1、第十八電阻R18、第五電容C5以及穩壓ニ極管D7，第一電阻Rl的一端連接雙橋開關的輸出端，第一電阻Rl的連接第十八電阻R18的一端，第十八電阻R18的另一端連接第五電容C5的一端,第五電容C5的另一端接地,穩壓ニ極管D7并聯在第五電容C5的兩端。通過穩壓電源可為控制器Ul提供穩定的工作電壓。恒流控制器40還包括電流調整器，該電流調整器的一端與雙橋開關輸出端連接，電流調整器的另一端與電壓采樣模塊的一端連接。電流調整器由第七電阻R7和第八電阻R8組成，第第七電阻R7和第八電阻R8并聯。通過調整電流調整器，改變輸出電流的大小，從而可以使本發明的驅動電源適用不同功率的負載，具有適用范圍廣的優點。恒流控制器40還包括濾波器，濾波器與高頻開關Ql形成低通濾通器，避免輸出電流出現諧振。濾波器包括快恢復二極管D5、第九電阻R9、互感器Tl、第二十一電阻R21，第九電阻R9 —端連接快恢復二極管D5的陽極，快恢復二極管D5的陰極連接控制器Ul的引腳5，第九電阻R9的另一端連接互感器Tl的第一線圈TlA的一端，互感器Tl的第一線圈TlA的另一端接地，互感器Tl的第二線圈TlB的一端連接雙橋開關輸出端，第二線圈TlB另一端與高頻開關的一端連接，第二十一電阻R21并聯在第九電阻R9的兩端。參照圖4，本發明的LED日光燈，包括燈管I以及連接在燈管兩端的第一日光燈頭
2和第二日光燈頭3，所述燈管內設有電路板4，該電路板上設有LED光源模組5，在電路板上電連接一個無極性區分的恒流驅動電源100，該恒流驅動電源100為上述實施方式的恒流驅動電源，該無極性區分的恒流驅動電源與一個第一整流橋6連接，第一整流橋與第一日光燈頭2連接，無極性區分的恒流驅動電源100還與一個第二整流橋7連接，第二整流橋7與第二日光燈頭3連接。由于第一整流橋6、第二整流橋7以及無極性區分的恒流驅動電源100存在，將日光燈連接電源時，無需區分電源正負極，并且連接的方式也是具有多樣性，具體如下參照圖5，為本發明LED日光燈與供電電源的第一種連接結構圖，如果使用本發明的LED日光燈替換圖I中的日光燈時，由于傳統日光燈的支架上有鎮流器，因此，將鎮流器短接，而啟輝器則無需取下，連入LED日光燈一端的燈頭是火線(電源正極)，另一端是零線(電源負極)即可，四根導電柱不需區分正負極；參照圖6，為本發明LED日光燈與供電電源的第二種連接結構圖，本發明的LED日光燈的第一日光燈頭2的兩個導電柱直接連接85V — 265V的供電電源，同樣第二日光燈頭3上的兩個導電柱也可以直接連接85V — 265V的供電電源。參照圖7，為本發明LED日光燈與供電電源的第三種連接結構圖，本發明的LED日光燈的第一日光燈頭2的一個導電柱連接85V — 265V的供電電源的一端，第二日光燈頭3上的一個導電柱連接85V — 265V的供電電源的另一端，第一日光燈頭2的導電柱和第二日光燈頭3的導電柱位于同一直線上。參照圖8，為本發明LED日光燈與供電電源的第四種連接結構圖，本發明的LED日光燈的第一日光燈頭2的一個導電柱連接85V — 265V的供電電源的一端，第二日光燈頭3上的一個導電柱連接85V — 265V的供電電源的另一端，第一日光燈頭2的導電柱和第二日光燈頭3的導電柱位于同一矩形的對角線上。通過以上幾種連接方式可以看出，本發明的LED日光燈的電路接法可以任意接兩 頭，或者兩頭對接，交叉接線，這種設計為防呆設計，即不具備電路知識人使用者也可以使用，擴大了用戶的使用范圍。
權利要求
1.無極性區分的恒流驅動電源，其特征在于，包括輸入電流極性判定單元，用于判斷輸入電源的極性；以及 與輸入電流極性判定單元連接的雙橋開關，將輸入電流極性判定單元提供的電流進行整流后，對得到的直流電流進行極性切換，使輸出電流的極性為恒定狀態；以及 與雙橋開關連接的恒流控制器，時時采樣雙橋開關輸出電流的電流值和電壓值，以控制輸出電流以恒定的狀態輸出。
2.根據權利要求I所述的無極性區分的恒流驅動電源，其特征在于，所述輸入電流極性判定單元包括第一電容(CX1)，以及與第一電容(CXl)連接的低通濾波器。
3.根據權利要求I所述的無極性區分的恒流驅動電源，其特征在于，所述雙橋開關包括整流橋(U3)以及整流切換開關，整流切換開關包括第二電容(C2)、第二二極管(D2)、第四二極管(D4)、第六二極管(D6)以及第三電容(C3)，第二電容(C2)的一端與第二二極管(D2)的陰極端連接，第二二極管(D2)的陽極端與第四二極管(D4)的陰極端連接，第二電容(C2)的另一端以及第四二極管(D4)的陽極端共同與第六二極管(D6)的陰極端連接，第三電容(C3)的一端與第二二極管的陽極端連接，第三電容(C3)的另一端接地。
4.根據權利要求I所述的無極性區分的恒流驅動電源，其特征在于，所述恒流控制器包括電流采樣模塊，采集雙橋開關輸出電流的電流值；以及 電壓采樣模塊，采集雙橋開關輸出電流的電壓值；以及 與電壓采樣模塊以及電流采樣模塊連接的控制器，根據電流采樣模塊和電壓采樣模塊提供的信號，發出使輸出電流以恒流形式輸出的控制信號；以及 與控制器連接的高頻開關，接收控制器發出的控制信號，使輸出電流恒定輸出；以及 穩壓電源，將雙橋開關的輸出電流轉換為穩定的電壓供給控制器。
5.根據權利要求4所述的無極性區分的恒流驅動電源，其特征在于，所述恒流控制器還包括電流調整器，該電流調整器的一端與雙橋開關輸出端連接，電流調整器的另一端與電壓采樣模塊的一端連接。
6.根據權利要求4所述的無極性區分的恒流驅動電源，其特征在于，所述恒流控制器還包括濾波器，該濾波器包括快恢復二極管(D5)、第九電阻(R9)、互感器(Tl)、第二 i^一電阻(R21)，第九電阻(R9) —端連接快恢復二極管(D5)的陽極，第九電阻(R9)的另一端連接互感器(Tl)的第一線圈(TlA)的一端，互感器(Tl)的第一線圈(TlA)的另一端接地，互感器(Tl)的第二線圈(TlB)的一端連接雙橋開關輸出端，第二線圈(TlB)另一端與高頻開關的一端連接，第二十一電阻(R21)并聯在第九電阻(R9)的兩端。
7.根據權利要求4所述的無極性區分的恒流驅動電源，其特征在于，所述高頻開關為場效應管。
8.根據權利要求4所述的無極性區分的恒流驅動電源，其特征在于，所述電流采樣模塊為第二十電阻(R20 )，所述電壓采樣模塊為光電耦合器。
9.根據權利要求I至8任意一項所述的無極性區分的恒流驅動電源，其特征在于，所述驅動電源還包括一個電壓處理器，該電壓處理器連接于輸入電流極性判定單元的輸入端，電壓處理器包括壓敏電阻(Zl)以及與壓敏電阻連接的互感器(T2)。
10.一種LED日光燈，包括燈管以及連接在燈管兩端的第一日光燈頭和第二日光燈頭，所述燈管內設有電路板，該電路板上設有LED光源模組，其特征在于在電路板上電連接一個無極性區分的恒流驅動電源，該無極性區分的恒流驅動電源與一個第一整流橋連接，第一整流橋與第一日光燈頭連接，無極性區分的恒流驅動電源還與一個第二整流橋連接，第二整流橋與第二日光燈·頭連接。
全文摘要
本發明公開了一種無極性區分的恒流驅動電源，包括輸入電流極性判定單元，用于判斷輸入電源的極性；以及與輸入電流極性判定單元連接的雙橋開關，將輸入電流極性判定單元提供的電流進行整流后，對得到的直流電流進行極性切換，使輸出電流的極性為恒定狀態；以及與雙橋開關連接的恒流控制器，時時采樣雙橋開關輸出電流的電流值和電壓值，以控制輸出電流以恒定的狀態輸出。本發明的無極性區分的恒流驅動電源在連接供電電源時無需區分供電電源極性，對于不具備電路知識的使用者也同樣適用。
文檔編號H05B37/02GK102711341SQ201210213228
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月26日 優先權日2012年6月26日
發明者李天華 申請人:重慶九億光電儀器有限公司