一種插撥式多功能LED電源系統的製作方法

2023-05-24 23:58:46 2

本發明涉及一種用於照明裝置的電源設備，特別是一種插撥式多功能LED電源系統。

背景技術：

一般的日常生活中，隨處都可見到各種照明設備，例如，日光燈、路燈、檯燈、藝術燈等。在上述的照明設備中，傳統上大部分是以鎢絲燈泡做為發光光源。近年來，由於科技日新月異，已利用發光二極體(LED)作為發光來源。甚者，除照明設備外，對於一般交通號誌、廣告牌、車燈等，亦都改為使用發光二極體作為發光光源。如前所述，使用發光二極體作為發光光源，其好處在於省電，且亮度更大，故於使用上已逐漸普通化。

隨著人們的生活水平的提高，對燈光的效果也有多樣化的要求。如有的使用無線控制，有的使用手機等智能設備上具有藍牙來控制，有的又要根據所處的環境自動進行控制，還有的就不需要控制，這使得為LED燈具供電的電源都不一樣，種類不一，型號各異，這不僅導致生產成本增加，也導致用戶安裝麻煩，不利於推廣。

技術實現要素：

有鑑於此，有必要提供一種多種功能集成的插撥式多功能LED電源系統，以滿足上述需求。

一種插撥式多功能LED電源系統，用於為LED燈具提供電源，並控制所述LED燈具的工作狀態。所述插撥式多功能LED電源系統包括一個用於為所述LED燈具提供合規的恆定電壓的供電電源模塊，至少一個與所述供電電源模塊的高電平輸出端電性連接的輸出端子，一個連接在所述輸出端子與地之間的開關模塊，一個連接在所述供電電源模塊的高電平輸出端與地之間的觸發轉換模塊，一個電性連接在所述觸發轉換模塊上的兼容電路模塊，以及一個插撥式可更換地電性連接在所述兼容電路模塊上的控制晶片模塊。所述輸出端子用於電性連接LED燈具。所述觸發轉換模塊包括由高電平輸出端到地依次串聯的第一、第二、第三電阻。所述開關模塊包括一個N型MOS管，該N型MOS管的源極接地，漏極與輸出端子電性連接，柵極電性連接在觸發轉換模塊的第二電阻與第三電阻之間。所述兼容電路模塊用於使不同的控制晶片模塊來控制所述開關模塊的通斷並包括一個信號接入單元，一個接地單元，一個控制轉換單元，以及一個信號輸出單元。所述信號接入單元電性連接控制晶片模塊以向所述控制晶片模塊輸入控制信號。所述接地單元電性連接所述控制信號輸入模塊與控制晶片模塊以形成電路迴路。所述控制轉換單元的一端電性連接在所述第一電阻與第二電阻之間。所述信號輸出單元電性連接在所述控制晶片模塊與開關模塊之間以控制所述開關模塊的通斷。所述控制晶片模塊處理所述信號接入單元的輸入信號並輸出控制所述開關單元通斷的控制信號以控制所述LED燈具的工作狀態。

進一步地，所述插撥式多功能LED電源系統包括至少一個電性連接在所述兼容電路模塊上的控制信號輸入模塊，所述控制信號輸入模塊用於輸出控制信號。

進一步地，所述兼容電路模塊還包括一個電源提供單元，一個指示單元，所述電源提供單元分別用於為所述控制信號輸入模塊和控制晶片模塊提供合規電源，所述指示單元由所述控制晶片模塊控制並顯示所述控制晶片模塊的工作狀態。

進一步地，所述插撥式多功能LED電源系統還包括一個無線信號輸入模塊，該無線信號輸入模塊與所述控制晶片模塊配對並為所述控制晶片模塊輸入控制信號，所述兼容電路模塊還包括一個接入配對控制單元，所述接入配對控制單元用於觸發所述無線信號輸入模塊與控制晶片模塊的配對控制程序的啟動。

進一步地，所述無線信號輸入模塊包括一個無線信號發送單元，所述控制晶片模塊包括一個無線信號接收單元，所述無線信號發送、接收單元的信號頻率為2.4G赫茲。

進一步地，所述無線信號輸入模塊包括一個藍牙模塊。

進一步地，所述兼容電容模塊還包括一個短路保護單元，所述短路保護單元電性連接在所述供電電源模塊與地之間並包括兩個串聯的電阻R38、R35，所述控制晶片模塊的接線端子電性連接在所述兩個電阻R38、R35之間。

進一步地，所述信號接入單元與接地單元之間串聯有一個壓敏電阻。

進一步地，所述信號接入單元與接地單元之間串聯有一個過濾電阻。

進一步地，插撥式多功能LED電源系統還包括一個信號電源模塊，所述信號電源模塊電性連接於所述供電電源模塊的高電平輸出端並用於將所述供電電源模塊輸出的高電平轉換為適合所述控制信號輸入模塊與控制晶片模塊工作的合規恆定電壓。

與現有技術相比，由於所述插撥式多功能LED電源系統包括有所述的觸發轉換模塊，以及兼容電路模塊，而所述妝容電路模塊包括有信號接入單元，接地單元，控制轉換單元，以及信號輸出單元等，使得所述插撥式多功能LED電源系統可以在沒有插入或電性接入所述控制晶片模塊的時候可以工作，而電性接入所述控制晶片模塊時馬上可以轉換到由該控制晶片模塊控制的模式下工作，而且由於所述兼容電路模塊的存在，可以電性接入不同類別的控制晶片模塊，從而達到實現一個電源有多種功能的目的，進而可以解決現有電源種類較多、型號各異所導致的生產成本增加和用戶安裝麻煩的問題。

附圖說明

以下結合附圖描述本發明的實施例，其中：

圖1為本發明提供的一種插撥式多功能LED電源系統的原理框圖。

圖2為圖1的插撥式多功能LED電源系統的電路圖。

具體實施方式

以下基於附圖對本發明的具體實施例進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅作為實施例，並不用於限定本發明的保護範圍。

請參閱圖1及圖2，其為本發明所提供的一種插撥式多功能LED電源系統100的原理框圖。所述插撥式多功能LED電源系統100用於為LED燈具200提供電源，並控制該LED燈具200的工作狀態。本領域技術人員皆已習知的是，一種LED燈具200的工作狀態可以是亮度或開關的控制，也可以諸如色溫、顏色等的控制。所述插撥式多功能LED電源系統100包括一個用於為所述LED燈具200提供全規的恆定電壓的供電電源模塊10，至少一個與所述供電電源模塊10的高電平輸出端電性連接的輸出端子20，一個連接在所述輸出端子20與地之間的開關模塊30，一個連接在所述供電電源模塊10的高電平輸出端與地之間的觸發轉換模塊40，一個電性連接在所述觸發轉換模塊40上的兼容電路模塊50，至少一個電性連接在所述兼容電路模塊50上的控制信號輸入模塊60，以及一個插撥式可更換地電性連接在所述兼容電路模塊50上的控制晶片模塊70。可以想到的是，插撥式多功能LED電源系統100還可以包括其他一些功能模塊，如手動開關模塊等，其為本領域技術所習知，在此不再詳細說明。

所述供電電源模塊10與市電直接電性連接，然後通過濾波電路、功率因數校正等功能單元的作用，使其成為適應進行幅值變換的穩定電壓，在經過線圈單元，RCD吸收單元以及反饋單元的作用，使該穩定電壓的幅值變換為噪聲最小，穩定的交流電，其電壓值為LED燈具的額定電壓值，如24V或12V等，最後經過整流電路，使該交流電變換為合規的恆定電壓。如圖2所示，其示出了整個供電電源模塊10所包括的所有功能單元，以及各種電子元器件。但是其為現有為LED燈具200提供電源的共有部分，即每一個LED燈具電源都包括上述的功能單元組成的供電電源模塊10，因此，在此就不對這些功能單元進行詳細說明。

所述輸出端子20，又名分線器，其用於直接與LED燈具200電性連接以為其提供電力。為了一個所述插撥式多功能LED電源系統100可以電性連接多個LED燈具200，因此設置了該輸出端子20。在本實施例中，示出了4個輸出端子20。該4個輸出端子20並聯設置，可以想到的是，可以根據實際需要，來設置其個數。

所述開關模塊30用於通斷所述輸出端子20的電路，進而通斷所述輸出端子20上的LED燈具200。為了實現控制所述LED燈具200的工作狀態，如亮度、色溫、顏色等，所述開關模塊30並不是普通意義的開關，而可以根據控制信號，如PWM信號高速在自動在開與關之間切換，來達到控制所述LED燈具200的工作狀態的目的，如調節LED燈具200的開的時間與關的時間的比例，從而即可調節該LED燈具200的亮度，當然由於開關的頻率很高，肉眼是難以察覺的。所述開關模塊30包括N型MOS管Q2和一個壓敏電阻FV1。在說明所述開關模塊30的電路連接關係之前，首先需要說明所述觸發轉換模塊40的電路連接關係。

所述觸發轉換模塊40用於根據所述插撥式多功能LED電源系統100是否插入或電性接入了控制晶片模塊70而轉換所述開關模塊30的通斷。當所述插撥式多功能LED電源系統100沒有插入或所述控制晶片模塊70時，所述開關模塊30應當為常開模式，此時所述輸出端子20所連接的LED燈具200為不可以調節狀態，即常亮狀態。而當所述控制晶片模塊70插入或電性接入所述插撥式多功能LED電源系統100後，所述開關模塊30則應當由所述控制晶片模塊70的輸出信號來控制。因此，所述開關模塊30的工作模式由所述觸發轉換模塊40來完成。所述觸發轉換模塊40包括由所述供電電源模塊10的高電平輸出端到地依次串聯的第一、第二、第三電阻R28、R32、R33。通過設計不同的電路連接方式，即可控制所述開關模塊30的工作模式。具體電路連接方式將下面進行詳細說明。

所述開關模塊30的N型MOS管的源極接地，漏極與輸出端子20電性連接，柵極電性連接在觸發轉換模塊40的第二電阻R32與第三電阻R33之間。當所述控制晶片模塊70沒有電性接入所述插撥式多功能LED電源系統100中時，所述觸發轉換模塊40的一端為高電平，因此所述第二電阻R32與第三電阻R33之間也為高電平，此時所述N型MOS管導通，為常開狀態。因此輸出端子20上所電性連接的LED燈具200可以正常工作，且為常亮狀態。所述過敏電阻FV1的兩端電性連接在所述N型MOS管的源極與漏極之間，用於當靜電等噪聲通過所述輸入端子20進入所述電源系統100時，可以由該過敏電阻FV1來屏蔽。

所述兼容電路模塊50用於使不同的控制晶片模塊70可以插入或電性接入所述插撥式多功能LED電源系統100來控制所述開關模塊30的通斷。由於控制晶片模塊70自身的特性與結構特徵，如其輸入輸出信號皆為數位訊號電路，而所述開關模塊30為模擬信號電路，同時所述控制晶片模塊70還需要接收來自用戶的無線或有線控制信號，因此需要該兼容電路模塊50來完成上述各個功能模塊之間的協同運行。所述兼容電路模塊50包括一個信號接入單元51，一個接地單元52，一個控制轉換單元53，一個信號輸出單元54，一個電源供電單元55、一個接入配對單元56、一個指示燈單元57、一個短路保護單元58。所述兼容電路模塊50的上述各個功能單元之間是相互獨立的，並用於根據不同的功能電性連接所述控制晶片模塊70、控制信號輸入模塊60、以及開關模塊30等。所述信號接入單元51電性連接在所述控制信號輸入模塊60與控制晶片模塊70之間以向所述控制晶片模塊70輸入控制信號，即所述控制信號輸入模塊60通過該信號接入單元51向控制晶片模塊70輸入控制信號。所述信號接入單元51還包括一個過敏電阻FV2，和一個穩定電阻R42。所述過敏電阻FV2的作用在於當有靜電等噪聲通過該信號接入單元51進入所述兼容電路模塊50時，該過敏電阻FV2可以進行屏蔽。所述接地單元52電性連接所述控制信號輸入模塊60與控制晶片模塊70並使其接地以形成電路迴路從而可以讓所述控制信號輸入模塊60與控制晶片模塊70可以正常工作。所述控制轉換單元53的一端電性連接在所述觸發轉換模塊40的第一電阻R28與第二電阻R32之間，另一端與所述控制晶片模塊70電性連接。所述控制晶片模塊70通過所述控制轉換單元53輸出短路信號，即使第一電阻R28與第二電阻R32之間直接接地，從而使所述N型MOS管的柵極變為低電平，進而導致該N型MOS管關閉，從而可以知道所述插撥式多功能LED電源系統100插入或電性接入了所述控制晶片模塊70，該LED燈具200將在該控制晶片模塊70的控制下工作。所述信號輸出單元54電性連接在所述控制晶片模塊70與開關模塊30之間以控制所述開關模塊的通斷，即控制所述N型MOS管的通斷，進而控制所述LED燈具200的工作狀態。具體地，所述信號輸出單元54與N型MOS管的柵極電性連接。所述電源供電單元55電性連接所述控制信號輸入模塊60和控制晶片模塊70從而為所述控制信號輸入模塊60和控制晶片模塊70提供合規電源，即合規的額定電壓。所述接入配對單元56用於觸發配對控制程序的啟動以使需要進行配對的功能模塊進行配對，從而可以進行信號傳輸。所述指示單元57與所述控制晶片模塊70電性連接並由所述控制晶片模塊70控制以顯示所述控制晶片模塊70的工作狀態。所述短路保護單元58包括兩個串聯的分壓電阻R38和R35。該短路保護單元58的一端電性連接在所述供電電源模塊10的高電平輸入端，另一端與地電性連接。而被保護的功能模塊，即控制晶片模塊70的接線端子電性連接在所述兩個分壓電阻R38和R35之間。通過所述兩個分壓電阻R38和R35的分壓電壓的變化，將短路信號輸入給所述控制晶片模塊70，然後由所述控制晶片模塊70輸出關斷信號，從而判斷所述開關模塊30，進而關斷整個電路，達到保護的目的。

所述控制信號輸入模塊60用於輸出控制信號，其連接於所述信號接入單元51的輸入端。所述控制信號輸入模塊60可以為光學探頭或紅外探頭。光學探頭可以探知當前環境的照度，並根據當前環境的照度來輸出控制信號給控制晶片模塊70，然後再控制開關模塊30打開或關閉LED燈具200。而紅外探頭是用來探知當前環境是否紅外線產生，如是否有人在當前環境。如果有側輸出控制信號以控制開關模塊30打開LED燈具200。所述控制信號輸入模塊60根據探頭的多個可以設置多個。如圖2所示，在本實施例中，所述兼容電路模塊50中連接有兩個控制信號輸入模塊60，每一個控制信號輸入模塊60分別與兼容電路模塊50的電源供電單元55、信號接入單元51、以及接地單元52電性連接，從而完成信號的輸出與正常工作。

所述控制晶片模塊70可以為一個集成晶片，如單片機、PLC、或者是中央處理單元等具有數據處理的集成電路。本領域技術人員皆已習知的是，所述單片機、PLC、中央處理單元本身皆為現有技術。但工作模式或工作指令由用戶根據自己的需要進行編程輸入以達到用戶自己的控制目的。在本實施例中，所述控制晶片模塊70為單片機，同時用戶根據自己的需要輸入了控制LED燈具200的工作狀態的程序指令。同時，本領域技術人員習知的是每一個單片機皆多個分別用於執行不同功能的引腳，以輸入或輸出控制信號。在本實施例中，所述控制晶片模塊70的多個不同功能的引腳分別與兼容電路模塊50的信號接入單元51，接地單元52，控制轉換單元53，信號輸出單元54，電源供電單元55、接入配對單元56、指示燈單元57、短路保護單元58電性連接以完成該其控制信號的輸入與輸出。具體地，所述控制晶片模塊70根據信號接入單元51的輸入信號，經過比較計算等程序指令，然後由所述信號輸出單元54將處理後的控制信號輸出給開關模塊30，即N型MOS管。所述信號輸出單元54的輸出信號可以為PWM信號，該信號為具有一定佔空比的方波，控制所述N型MOS管的開關，進而達到控制LED燈具200的工作狀態。所述控制晶片模塊70不僅可以接收來自信號接入單元51的控制信號，還可以接收來自其他信號源的控制信號。當所述信號接入單元51沒有接入控制信號輸入模塊60時，所述控制晶片模塊70還可以接收來自如無線信號輸入模塊發出的信號。

因此，所述插撥式多功能LED電源系統100還可以包括一個無線信號輸入模塊80。該無線信號輸入模塊80與所述控制晶片模塊70進行配對並用於根據用戶的要求輸出不同的控制信號。根據所述控制晶片模塊70的類別不同，所述無線信號輸入模塊80可以有不同的信號傳輸模式。所述無線信號輸入模塊80可以包括一個無線信號發送單元，則此時所述控制晶片模塊70可以包括一個無線信號接收單元，所述無線信號發送、接收單元的信號頻率為2.4G赫茲、133M赫茲，433M赫茲等等。所述無線信號輸入模塊80還可以為一個藍牙模塊，則此時所述控制晶片模塊70也包括一個藍牙模塊與其配對。所述配對動作由所述接入配對單元56來執行，當用戶觸發所述接入配對單元56時，則啟動所述無線信號輸入模塊80與控制晶片模塊的配對控制程序進行配對，配對成功後便可以進行信號傳輸。

另外，可以想到的是，為了給所述控制晶片模塊70和控制信號輸入模塊60提供合規的電源，所述插撥式多功能LED電源系統100還可以包括一個信號電源模塊90。所述信號電源模塊90電性連接於所述供電電源模塊10的高電平輸出端並用於將所述供電電源模塊10輸出的高電平轉換為適合所述控制信號輸入模塊60與控制晶片模塊70工作的合規恆定電壓。如圖2所示，所述信號電源模塊90的輸出電壓為3V，而其降壓的電路應為本領域技術人員所習知的技術，在此就不再詳細說明。

與現有技術相比，由於所述插撥式多功能LED電源系統100包括有所述的觸發轉換模塊40，以及兼容電路模塊50，而所述妝容電路模塊50包括有信號接入單元51，接地單元52，控制轉換單元53，以及信號輸出單元54等，使得所述插撥式多功能LED電源系統100可以在沒有插入或電性接入所述控制晶片模塊70的時候可以工作，而電性接入所述控制晶片模塊70時馬上可以轉換到由該控制晶片模塊70控制的模式下工作，而且由於所述兼容電路模塊50的存在，可以電性接入不同類別的控制晶片模塊70，從而達到實現一個電源有多種功能的目的，進而可以解決現有電源種類較多、型號各異所導致的生產成本增加和用戶安裝麻煩的問題。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則的內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。