觸電電流測試電路及其中的脈寬調製啟動控制電路的製作方法
2023-04-27 02:49:16 1
專利名稱：觸電電流測試電路及其中的脈寬調製啟動控制電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及發光二極體(LED)燈管的觸電電流保護電路。具體來說，涉及LED 兩端安裝方式的燈管的觸電電流項目測試解決電路。
背景技術：
在「節能環保」成為當今綠色世界主流的今天，LED照明技術的推廣也成為世界各國的發展目標之一。如何解決LED兩端安裝方式的燈管，例如T8燈管，在安裝過程中的觸電電流項目測試的問題的解決，成為研究的方向。圖1為現有的UL935標準中的觸電電流檢測的方法示意圖。其中，以電網c為例， 對於支架對地的漏電流，將被測鎮流器外殼與支架線槽1和地線之間進行電氣連接，並與電網c相連接；以電網d為例，將電網d與燈管上的金屬箔測量點b進行電氣連接，進而接地。上述兩種方案均不能解決在一端與電源相連接，另一端與人手相連接的情況下的觸電漏電檢測解決方案，即圖1中所示的測試位置a，其中，人體的電阻大約為500歐姆。當頻率為60Hz或60Hz以下的一般電網中，為了保證LED燈管安裝人員的安全，需要保證流過人體的峰值觸電電流不超過7. 07毫安。世界各國的電網電壓參差不齊，輸入電壓的範圍為寬電壓，即90-264V，而本方案的解決方法適用於寬電壓範圍內的所有電壓情形的觸電電流檢測項目的解決。因此，現有技術中對一端與電網相連接，另一端與人體相觸碰情況下的觸電電流檢測項目就存在這樣的需求，解決方案應該既能保證燈管安裝人員的安全，又能夠配合 UL935標準，以適應寬電壓的輸入電壓範圍。
實用新型內容針對上述問題，在這裡提供了一種脈寬調製啟動控制電路和包含該脈寬調製啟動控制電路的觸電電流測試電路，使用這種觸電電流測試電路能夠在一端已接入電網的情況下安全安裝LED燈管，還能夠配合UL935標準，並適用於90-264V的寬電壓輸入電壓範圍。其中，脈寬調製啟動控制電路用於控制脈寬調製控制集成電路的啟動，其特徵在於所述脈寬調製啟動控制電路具有在進行觸電電流測試時防止該脈寬調製控制集成電路正常啟動的保護電路，該保護電路由電阻、電容和開關元件等電子元件構成，所述開關部分單元在輸入電壓大約在90-149Vac及大約150464Vac條件下斷開或閉合不同的電路，以達到有效的保護作用。。具有上述脈寬調製啟動控制電路的觸電電流測試項目的解決電路還包括電磁幹擾濾波電路、AC/DC整流電路、脈寬調製控制集成電路和轉換器，其中電磁幹擾濾波電路的輸入端連接交流輸入電壓，該電磁幹擾濾波電路的輸出端通過AC/DC整流電路與脈寬調製啟動控制電路相連，在進行觸電電流檢測時脈寬調製啟動控制電路通過轉換器與人體電阻形成串聯迴路。本實用新型的有益效果在於，提供一種成本較低的解決方案，這種用於觸電電流測試項目的解決電路能夠通用於寬電壓範圍，並保證輸入電流峰值小於人體安全所需的電流水平，能夠解決現有UL935標準中一端已接入電網時LED燈管，例如T8燈管，安裝的觸電電流測試項目的解決問題。
附圖僅出於圖示的目的，然而，通過參考結合所附附圖進行的下面的詳細描述，可以更好地理解本實用新型本身，其中圖1為現有的UL935標準中的觸電電流檢測方法示意圖。圖2為根據本實用新型一個實施方式的用於解決觸電電流測試項目的電源供應器電路方框圖。圖3為本實用新型一個實施方式中採用的電磁幹擾(EMI)濾波電路的電路圖。圖4為現有的UL935標準中的觸電電流測試的連接的等效原理圖。圖5為本實用新型一個實施方式中採用的脈寬調製(PWM)啟動控制電路的電路圖。
具體實施方式
在一般的頻率為60或60Hz以下的電網中，保證人體安全的觸電電流的峰值最大為7. 07毫安，而在實際操作中，考慮到安全餘量及生產過程中的差異，交流輸入總電流峰值電流一般控制在7. 07毫安的80%左右，優選在6毫安以下，最好控制在小於5. 5毫安。 對於現有的電源供應器電路來說，在觸電時將很難實現上述峰值電流。本實用新型在儘可能利用現有電路，從而實現節省成本目的的前提下，通過調整現有電路中器件的參數沒置和提供新的PWM啟動控制電路相結合的技術手段，來解決本實用新型要解決的技術問題。圖2為根據本實用新型一個實施方式的用於觸電電流測試的電源供應器電路方框圖。其中交流電壓首先輸入EMI濾波電路，經過交流/直流整流濾波電路和直流/交流轉換器後，再經過交流/直流整流濾波電路，進而輸出端與負載相連，其中PWM啟動控制電路與PWM控制電路相連接；輸入端交流/直流(AC/DC)整流電路可以為四個二極體構成的全波整流電路，例如1N4007 二極體。在此整流電路與交流電壓輸入端之間主要包括電容洩放電路及無源EMI處理電路，二者構成EMI濾波電路。此外，PWM控制電路的PWM集成電路可以採用ST L6561或者OB SN03ACP。圖3為本實用新型一個實施方式中採用的電磁幹擾(EMI)濾波電路的電路圖。其中串聯的ROl和R02與AC輸入端相連接，構成X電容CXl及CX2的洩放迴路。一同與電感、電容形成EMI處理電路。通過選擇適當的參數，當AC輸入電壓為時，經過洩放電路和EMI處理電路的電流能夠控制在2mA以下。根據容抗計算公式X。= 1/2 π fC，其中 Xc為容抗值，f為頻率，C為電容量。為了保證輸入總電流峰值不超過前文所述的峰值，EMI 濾波電路輸入總電容不能超過0. 08 μ F，經過實際的調試驗證，在兼顧EMI的解決成本的情況下，輸入端的X電容的總電容優選為小於0. 03 μ F。圖4為現有的UL935標準中的觸電電流測試的連接的等效原理圖。在進行觸電電流測量的過程中，人體的內阻R2 —般大約為500歐姆，它與電源供應器的等效內阻Rl形成了串聯模式。則電源供應器的實際AC輸入工作電壓為Vin = Va。X [R1/( + )]，其中Va。
4為電網AC輸入電壓，Vin為電源供應器的實際AC輸入工作電壓。從公式看出，當接入人體內阻R2的時，Vin就總比Va。小，即電源供應器的輸入工作電壓下降了。利用這一點，根據歐姆定律基本公式I = U/R，實際上供應PWM控制電路中的PWM集成電路的電源的啟動電流也下降，從而進一步阻止PWM控制集成電路的工作。圖5為本實用新型一個實施方式中採用的脈寬調製(PWM)啟動控制電路的電路圖。因為一旦PWM控制電路中的PWM集成電路UOl的正常啟動後，將引起AC輸入電流大幅增加，從而遠超過所希望的最大峰值電流7. 07毫安的要求。為了解決觸電電流測試項目的問題，即本實用新型要解決的技術問題，本實用新型希望能夠通過降低PWM集成電路啟動的所必要的維持時間和及降低啟動電流來阻止PWM控制集成電路UOl的正常啟動。在啟動的維持時間足夠小的情況下，能夠阻止後續PWM控制集成電路UOl的正常啟動。啟動電容 C02與為PWM集成電路UOl的啟動儲能電容相串聯，即啟動電容。當C02上的電壓在達到 UOl的啟動電壓後，PWM控制集成電路UOl就開始啟動。因C02的容值電容越大，其所存儲的能量就越大，由此可維持UOl啟動的時間就越長，此時，PWM控制電路也就越容易啟動。因此為了減小UOl啟動時可維持時間的方法是降低啟動電容C02的容量。但是，同時也需要保證UOl及PWM控制電路必要的時間及能量，以保證當正常使用時啟動的穩定性，則啟動電容C02的電容也不能過小。以25W的T8LED燈管為例，經過實際的調試驗證，啟動電容C02 的容值可在4. 7 μ F至IJ 15 μ F之間取值。另一方面，在滿足PWM控制電路中UOl所需的基本啟動電流和必要的量產安全餘量的情況下，需要儘可能地避免提供過多的啟動電流。由於本實用新型適用於寬電壓範圍， 因此提供(1)、(2)兩條啟動控制迴路，將寬電壓進行分段，分別通過不同的啟動控制迴路以維持UOl安全的啟動電流。寬電壓可以分段為90-150V和150464V兩段。其中，當輸入電壓為150464V之間的時候，UOl的啟動迴路電阻R05和R04，即啟動控制迴路(1)工作， 啟動電流僅通過一條迴路採提供。而當輸入電壓為90-150V之間的時候，再加入啟動迴路電阻R05、電阻R12，三極體Q02和二極體D05工作，即啟動控制迴路(1)和O)同時工作， 啟動電流通過兩條迴路來提供，因此儘管在AC輸入電壓較低時，也能維持UOl安全的啟動電流。其中電阻R12連接在三極體Q02的發射極，三極體Q02集電極與二極體D05的正極相連接，三極體Q02的基極與電網電壓判斷電路相連接。其中該電網電壓判斷電路可以為用比較器來完成，能夠有選擇地當90-150V之間時導通啟動控制迴路O)，在150-264V之間時切斷啟動控制迴路O)。根據本實用新型具體實施方式
的技術方案可以在兼顧成本的同時，很好地解決觸電電流測試的問題，解決實用新型要解決的技術問題。表1為在不同電網的頻率下最高容許電流的峰值。表1觸電電流的限值
權利要求1.一種脈寬調製啟動控制電路，用於控制脈寬調製控制集成電路的啟動，其特徵在於 所述脈寬調製啟動控制電路具有在進行觸電電流檢測時防止該脈寬調製控制電路的正常啟動的保護電路，該保護電路由電阻、電容和開關元件等電子元件構成，所述開關部分單元在輸入電壓大約在90-149Vac及大約150464Vac條件下斷開或閉合不同的電路。
2.如權利要求1所述的脈寬調製啟動控制電路，其中該保護電路由電阻、三極體和二極體依次構成，其中三極體的集電極與二極體正極相連，三極體的發射極與電阻相連，三極體的基極與用於選通該保護電路的電網電壓判斷電路相連。
3.如權利要求1所述的脈寬調製啟動控制電路，所述脈寬調製啟動控制電路還包括啟動該集成電路的啟動電容。
4.如權利要求3所述的脈寬調製啟動控制電路，其中該啟動電容的電容值為 4. 7-15 μ F。
5.如權利要求1至4中任一項所述的脈寬調製啟動控制電路，其中該脈寬調製啟動控制電路用於LED T8燈管。
6.一種包括如權利要求1至5之一所述的脈寬調製啟動控制電路的觸電電流測試電路，其還包括電磁幹擾濾波電路、AC/DC整流電路、脈寬調製控制集成電路和轉換器，其中電磁幹擾濾波電路的輸入端連接交流輸入電壓，該電磁幹擾濾波電路的輸出端通過AC/DC整流電路與脈寬調製啟動控制電路相連，在進行觸電電流檢測時電源供應器的等效電阻與人體電阻形成串聯迴路。
7.—種如權利要求6的觸電電流測試電路，其中的電磁幹擾濾波電路的輸入總電容小於 0. 08 μ F。
專利摘要本實用新型涉及一種觸電電流測試電路及其中的脈寬調製啟動控制電路，控制電路用於控制脈寬調製控制集成電路的啟動，脈寬調製啟動控制電路具有在進行觸電項目檢測時防止脈寬調製控制集成電路正常啟動的保護電路，保護電路由電阻、電容和開關元件等電子元件構成，開關部分單元在輸入電壓大約在90-149Vac及大約150-264Vac條件下斷開或閉合不同的電路，達到有效的保護作用。本實用新型的有益效果在於，提供一種成本較低的解決方案，這種用於觸電電流測試項目的電路能夠通用於寬電壓範圍，並保證在人體觸電的情況下其輸入電流峰值小於人體安全所需的電流水平，能夠解決現有UL935標準中LED燈管安裝過程中一端已接入電網，而人體接觸到另一端時的觸電保護問題。
文檔編號G01R19/00GK202059618SQ201120042268
公開日2011年11月30日 申請日期2011年2月18日 優先權日2011年2月18日
發明者梅永明 申請人:鴻科電子實業有限公司