一種防輸出誤接電源的直流電源及其LED燈具和控制系統的製作方法

2023-10-23 21:00:02

本發明涉及一種用於照明裝置的電源設備，特別是一種防輸出誤接電源的直流電源及其led燈具和控制系統。

背景技術：

隨著「人性化照明」的理念深入人心，照明設計應營造良好的室內照明效果，以滿足人們生理、心理等各方面的要求。現在越來越多的燈光設計中使用led燈具，同時led燈具也開始替代原有的普通燈具，如日光燈、滷素燈，螢光燈等。但led燈具由於其特性，必須使用將市電轉換為低壓直流電才可以使用。因此整個led燈具的組裝往往包括直流電源與led燈具。而隨著生活品質越來越高，有時還會在直流電源與led燈具之間加入控制器，使得整個led燈具的安裝變得複雜起來。

這些直流電源輸出電壓通常較低，輸出難以隨較高的持續高壓，在工程安裝的過程中或測試試驗時，偶爾會把輸入和輸出弄反，輸出端被錯誤地接入高壓的市電，這時所述直流電源就會被損壞，同時有不受控制的大電流流過電源內的元器件，可能會引起火災等安全事故。

技術實現要素：

有鑑於此，有必要提供一種避免直流電源的輸出端誤接入市電等電源造成損壞的防輸出誤接電源的直流電源及其led燈具和控制系統。

一種防輸出誤接電源的直流電源，其包括一個直流電源，一個電性連接在所述直流電源的防誤接模塊。所述直流電源包括一個正輸出端和一個負輸出端。所述防誤接模塊包括一個分別與所述直流電源的正、負輸出端電性連接的正、負接入端，一個控制所述負接入端通斷的nmos管，一個控制所述nmos管導通的負載接入單元，一個控制所述nmos管斷開的正向阻止單元，以及一個控制所述nmos管斷開的反向接入單元。所述nmos管的源極與漏極串聯在所述負接入端。所述負載接入單元電性連接在所述正輸出端與nmos管的柵極之間並包括串聯在該正輸出端與nmos管的柵極之間的二極體d1，所述二極體d1的陰極與nmos管的柵極連接。所述正向阻止單元包括一個串聯在正輸出端與正接入端之間的二極體d2和一個串聯在所述正接入端與nmos管的柵極之間的二極體d3，所述二極體d2的陰極與正接入端電性連接，所述二極體d3的陰極與正接入端電性連接。所述反向接入單元包括一個連接在所述nmos管的柵極與源極之間的二極體d4，一個串聯在負接入端與nmos管的柵極之間的穩壓二極體d5，一個三極體q1。所述二極體d4的陰極與nmos管的柵極電性連接。所述穩壓二極體d5的陰極與負接入端連接。所述三極體q1的基極與二極體d5的陽極連接，集電極與nmos管的柵極連接，發射極與nmos管的源極及直流電源的負輸出端連接。

進一步地，所述負載接入單元還包括一個連接在所述nmos管的柵極與源極之間的電容。

進一步地，所述負載接入單元還包括一個連接在所述二極體d1的陰極與nmos管的柵極之間的限流電阻r1。

進一步地，所述正向阻止單元還包括一個串聯在所述正接入端與二極體d3之間的分壓電阻r4。

進一步地，所述反向接入單元還包括一個串聯在所述負接入端與二極體d5之間的限流電流r3。

進一步地，所述二極體d4為一個穩壓二極體。

一種led燈具，其包括如上所述的防輸出誤接電源的直流電源，以及至少一個連接在所述防輸出誤接電源的直流電源的正、負接入端的led燈。

進一步地，所述led燈具包括多個led燈具，該多個燈具串聯在所述防輸出誤接電源的直流電源的正、負接入端。

一種控制系統，其包括如上所述防輸出誤接電源的直流電源，以及至少一個連接在所述防輸出誤接電源的直流電源的正、負接入端的控制器，所述直流電源用於為所述至少一個控制器提供電力。

進一步地，所述控制系統包括多個控制器，所述多個控制器並聯連接在所述防輸出誤接電源的直流電源的正、負接入端。

與現有技術相比，本發明的防輸出誤接電源的直流電源由於具有所述防誤接模塊所包括負載接入單元、正向阻止單元、以及反向接入單元，使得所述直流電源即使在正、負接入端、誤接入外部電源如市電或乾電池也不會受到損壞，只要把該外部電源移開後，接上正常的負載如led燈具，即可正常工作，這樣既能提高電源產品的可靠性，又能減少相應的維修工作量。

附圖說明

以下結合附圖描述本發明的實施例，其中：

圖1為本發明第一實施例提供的一種led燈具的原理框圖。

圖2為圖1的一種led燈具的電路原理圖。

圖3為本發明第二實施例提供的一種控制系統的原理框圖。

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至圖2，其為本發明第一實施例提供的一種led燈具100的原理框圖。所述led燈具100包括一個防輸出誤接電源的直流電源10和至少一個led燈具20。可以想到的是，所述led燈具100在本實施例中僅示出其電路圖，而其硬體如晶片、電路板、燈殼在本實施例中不作說明，其為本領域技術人員的習知技術。另外，可以理解的是，所述led燈具100還包括其他一些功能電路模塊如調光模塊，控制模塊等，其為本領域技術人員所習知的技術，也不作詳細說明。

所述防輸出誤接電源的直流電源10的功能在於當直流電源10的輸出端本應該接負載，而錯誤地接入了交流電或直流電等電源如市電或乾電池時，可以保護其避免被燒毀。所述防輸出誤接電源的直流電源10包括一個直流電源11，以及一個電性連接在所述直流電源10的輸出端的防誤接模塊12。所述直流電源11用於將市電轉化為適於所述led燈具20使用的低壓直流電，如圖1所示，其包括一個ac/dc模塊，其將交流電變換為直流電。當然可以想到的是，所述直流電源11還包括其他一些模塊，如變壓器、反饋模塊，整流濾波模塊等等其為用於led燈具20供電的直流電源10的合規的電流。所述直流電源11具有一個正輸出端111和一個負輸出端112。所述直流電源11的正、負輸出端111、112用於連接其他功能模塊或負載，如dali控制器，也可以接led燈。在本發明中，所述直流電源11的正、負輸出端111、112連接所述防誤接模塊12。

所述防誤接模塊12包括一個分別與所述直流電源11的正、負輸出端111、112電性連接的正、負接入端121、122，一個控制所述負接入端122通斷的nmos管123，一個控制所述nmos管123導通的負載接入單元124，一個控制所述nmos管123斷開的正向阻止單元125，以及一個控制所述nmos管123斷開的反向接入單元126。

所述nmos管123作為一種現有技術的通用電子元器件，其技術規格與結構就不再詳細說明，其為本領域技術所習知的技術。因此，所述nmos管為n溝道mos管，其具有三個端子即漏極、源極、以及柵極也應當為本領域技術人員的習知技術。在本發明中，所述nmos管123的源極與漏極串聯在所述負接入端122上，用於在當所述正、負接入端121、122接入的不是負載或dali等控制器時切斷所述負接入端122從而達到避免所述直流電源11被損壞。

所述負載接入單元124用於在當所述正、負接端121、122接入的是負載或dali等控制器而不是市電或乾電池等電源時，導通所述noms管以接通所述負接入端122從而可以讓所述直流電源11與防誤接模塊12具有正常的輸出。所述負載接入單元124連接在所述正輸出端121與nmos管123的柵極之間並包括串聯在該正輸出端121與nmos管123的柵極的二極體d1。所述二極體d1的陰極與nmos管123的柵極連接。同時，為了適用不同的誤接入的電源的輸入電壓，所述負載接入單元124還包括一個連接在所述二極體d1的陰極與nmos123的柵極之間的限流電阻r1。為了保證在正常接入時所述nmos管123可以被導通，所述負載接入單元124還包括一個連接在所述nmos管123的柵極與源極之間的電容c60。所述電容c60在正常工作時，會被充電，從而會給所述nmos管123的柵極與源極加載一個偏置電壓，從而即使由於所述限流電阻r1的原因使本來加載到nmos管123的柵極與源極上電壓較小也會使所述nmos管123導通，從而可以保證在正常接入時所述直流電源11的輸出電壓可以加載到led燈具或dali等控制器的負載上。

所述正向阻止單元125用於當誤接入時所述正接入端121接入高電平，所述負接入端122接入低電平時阻止該高電平形成的電壓降流入所述直流電源11，從而避免該市電或乾電池等電源的電壓加載到所述直流電源11上而使得該直流電源11被損壞。所述正向阻止單元125包括一個串聯在正輸出端111與正接入端121之間的二極體d2和一個串聯在所述正接入端121與nmos管123的柵極之間的二極體d3。所述二極體d2的陰極與正接入端121電性連接，所述二極體d3的陰極與正接入端121電性連接。同時，為了適用不同的誤接入的電源的輸入電壓，所述正向阻止單元124還包括一個連接在所述二極體d3的陰極與正接入端121的柵極之間的限流電阻r4。當正接入端121接入電源的高電平，由於存在所述二極體d2和二極體d3，阻斷了其電流的流通，即阻止偏置電壓加載到所述nmos管123上使其導通。即使當所述直流電源11處於正常工作，所述負載接入單元124使所述nmos管123導通，但由於所述二極體d2和二極體d3的存在，使得誤接入的電源的輸入電壓也難以加載到所述直流電源11上，從而可以避免所述直流電源11被損壞。

所述反向接入單元126用於當誤接入時所述正接入端121接入低電平，所述正接入端122接入高電平時切斷所述nmos管123，從而避免該市電或乾電池等電源的電壓加載到所述直流電源11上而使得該直流電源11被損壞。所述反向接入單元126包括一個連接在所述nmos管123的柵極與源極之間的二極體d4，一個串聯在負接入端122與nmos管的柵極之間的穩壓二極體d5，一個三極體q1，所述二極體d4的陰極與nmos管的柵極電性連接，所述二極體d5的陰極與負接入端122連接，所述三極體q1的基極與二極體d5的陽極連接，集電極與nmos管的柵極連接，發射極與nmos管的源極連接。當發生正接入端121接入低電平，正接入端122接入高電平的誤接入時，會有兩種情況存在，一種是所述直流電源11處於上電工作狀態，另一種是所述直流電源11沒有上電。當所述直流電源11處於上電工作狀態時，所述負接入端122被誤接入高電平，所述nmos管123處於導通狀態，因此，加載在所述負接入端上122上的電流將首先流過所述nmos管123，從而將所述電容c60的電量或者是所述nmos管123的源極與柵極之間的電量會被放掉，從而使得所述nmos管被截止，同時所述穩壓二極體d5被擊穿，從而使得所述三極體q1導通，所述負接入端122上的壓降將流經所述三極體q1的be極，再流過二極體d4，最後經nmos管123的柵極及二極體d3流入正接入端121，形成一個迴路。因此，只要所述負接入端122上的電源沒有解除，所述nmos管123將一直截止，該誤接入的電流也一直不會流入所述直流電源11中，造成該直流電源11的損壞。同時在所述負接入端122上的壓降流經所述二極體d4的過程中，同時由於所述三極體q1被導通，所述直流電源11的電流將通過所述二極體d1、三極體q1的ce極流回所述直流電源11的負輸出端112。

對於另一種情況，當所述直流電源11沒有上電時，所述nmos管123本身就將處於截止狀態，當負接入端122被誤接入高電平時，所述穩壓二極體d5被擊穿，從而使得所述三極體q1導通，所述負接入端122上的壓降將流經所述三極體q1的be極，再流過二極體d4，最後經nmos管123的柵極及二極體d3流入正接入端121，形成一個迴路。因此，該誤接入負接入端的高電平也沒有流入所述直流電源11，從而使得所述直流電源11不會被損壞。同時，為了適用不同的誤接入的電源的輸入電壓，所述反向接入單元126還包括一個連接在所述穩壓二極體d5的陰極與負接入端122之間的限流電阻r3。

所述led燈具20為本領域技術人員所習知的照明設備，其包括led晶片。因為led晶片本身的特性，使得該led燈具20所使用的電力必須是低壓直流電源。

與現有技術相比，本發明的防輸出誤接電源的直流電源10由於具有所述防誤接模塊12所包括負載接入單元124、正向阻止單元125、以及反向接入單元126，使得所述直流電源10即使在正、負接入端121、122誤接入外部電源如市電或乾電池也不會受到損壞，只要把該外部電源移開後，接上正常的負載如led燈具20，即可正常工作，這樣既能提高電源產品的可靠性，又能減少相應的維修工作量。

如圖3所示，為本發明第二實施例提供的一種控制系統的原理框圖。所述控制系統200包括一個防輸出誤接電源的直流電源30和至少一個連接在所述防輸出誤接電源的直流電源30的控制器40。所述直流電源30用於為所述至少一個控制器40提供電力。所述防輸出誤接電源的直流電源30與第一實施例的防輸出誤接電源的直流電源10相比，其電路結構及工作原理是相同的，不同的是在第一實施例中，所述防輸出誤接電源的直流電源10的正、負輸入端121、122接入的負載是led燈具20，而在本實施例中，所述防輸出誤接電源的直流電源30接入的負載是控制器40。在本實施例中，所述控制系統200包括多個控制器40。該多個控制器40並聯連接在所述防輸出誤接電源的直流電源30的正、負接入端，並由所述直流電源30提供能源。所述控制器可以是dali控制器，也可以2.4g控制器等，其為本領域技術人員所習知的技術。

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。