一种单端供电1-10VT8LED调光灯管的制作方法

本发明属于led灯技术领域，涉及一种单端供电1-10vt8led调光灯管。

背景技术：

目前市面上的led灯管通常用于交流市电供电，灯光亮度固定，无法满足调光需求。0/1-10v调光灯具在北美市场上占有量比较大，其调光的舒适度与操作的便利性得到市场的肯定；采样这种方式的t8led灯管鲜有产品面市，即使有类似的调光t8led灯管也要将0/1-10v调光线另外引出，给安装与使用带来极大不变。之所以采用0/1-10v调光t8led灯管无法被大量使用，是因为输入ac端属于高压供电；而0/1-10v调光控制信号属于低压信号，耐压安全无法得到保障，故而制约了0/1-10v产品的市场化运作。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种单端供电1-10vt8led调光灯管，解决了0/1-10vt8led灯管无法解决耐压安全性的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种单端供电1-10vt8led调光灯管，包括高pf带dim端led恒流电路、led灯板、隔离电路和1-10v转pwm电路，高pf带dim端led恒流电路分别与led灯板和隔离电路连接，1-10v转pwm电路与隔离电路连接；

高pf带dim端led恒流电路外接市电，1-10v转pwm电路外接调光信号。

优选的，所述高pf带dim端led恒流电路包括非隔离型boost、buck电路、boost-buck电路或隔离型flyback型电路。

优选的，所述led灯板包括数个led灯珠，led灯珠的连接方式为全串联连接或者串与并联混合连接。

优选的，所述调光信号为0-10v调光电压信号或1-10v调光电压信号。

优选的，所述高pf带dim端led恒流电路包括输入整流滤波电路、多功能恒流电路和输出过压保护电路，所述隔离电路包括隔离辅助供电电路和光电隔离电路，

输入整流滤波电路的输入端连接市电、输出端连接多功能恒流电路，

多功能恒流电路与输出过压保护电路连接，

输出过压保护电路与所述led灯板连接，

光电隔离电路的输入端连接1-10v转pwm电路、输出端连接多功能恒流电路，

隔离辅助供电电路的输入端连接多功能恒流电路、输出端连接1-10v转pwm电路。

优选的，所述输入整流滤波电路包括保险丝f1、电容cx1、整流桥bd1、压敏电阻vr1、电阻r1、电感l1和电容c1，整流桥bd1的输入端为输入整流滤波电路的输入端，用于连接市电，保险丝f1和电容cx1分别为整流桥bd1的输入端的保险丝和滤波电容；

压敏电阻vr1连接在整流桥bd1的输出端，整流桥bd1的输出端的正极通过并联连接的电阻r1和电感l1为所述多功能恒流电路提供供电电压，即，整流桥bd1的输出端的正极通过并联连接的电阻r1和电感l1构成了所述输入整流滤波电路的输出端，电容c1为所述输入整流滤波电路的输出端的滤波电容。

优选的，所述多功能恒流电路包括电阻r2、控制芯片u1、二极管d1、二极管d2、电阻r4、光耦u2、电容c2、电阻r5、二极管d2、电阻r3、电容c3、电感l2、电阻r6、电容c4和电容y1，所述输入整流滤波电路的输出端通过电阻r2为控制芯片u1的4脚供电，所述输入整流滤波电路的输出端还连接二极管d1的正极，二极管d1的负极连接二极管d2的负极，二极管d2的正极连接控制芯片u1的5脚，控制芯片u1的1脚和2脚之间连接电阻r4、2脚通过电容c2连接地线、8脚连接地线、7脚通过电阻r5连接地线，光耦u2的输出端的两端分别连接控制芯片u1的1脚和地线；

电容c3和电阻r3串联后再并联在二极管d2的两端，二极管d1的负极构成了所述多功能恒流电路的正输出端vo+，二极管d2的正极通过电感l2输出所述多功能恒流电路的负输出端vo-，正输出端vo+和负输出端vo-与所述led灯板连接；

电容y1为负输出端vo-的接地电容，所述电容c4和电阻r6均并联在正输出端vo+和负输出端vo-之间。

优选的，所述输出过压保护电路包括电阻r7、电阻r8、电阻r9、稳压二极管zd1、光耦u3和电阻r10，电阻r7和电阻r8构成了所述正输出端vo+和所述负输出端vo-之间的分压采样电路，电阻r7和电阻r8的连接节点通过电阻r9连接稳压二极管zd1的负极，稳压二极管zd1的正极连接光耦u3的一个输入端，光耦u3的另一个输入端连接所述负输出端vo-，光耦u3的输出端一端连接地线、另一端通过电阻r10连接所述控制芯片u1的2脚。

优选的，所述1-10v转pwm电路包括调光接口转换芯片u4、电感l3、二极管d3、电容c5、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电容c6、电容c7、电阻r14、二极管d4、电容c6和电容c8，电感l3、二极管d3、电容c5、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电容c6、电容c7、电阻r14、电容c6和电容c8构成了调光接口转换芯片u4的外围电路，调光接口转换芯片u4的4脚通过二极管d4连接外部调光器，外部调光器的输出电压为1-10v或0-10v，所述光耦u2的输出端的一端连接调光接口转换芯片u4的2脚、另一端通过电阻r14连接调光接口转换芯片u4的5脚。

本发明所述的一种单端供电1-10vt8led调光灯管，解决了0/1-10vt8led灯管无法解决耐压安全性的技术问题，本发明电路结构简单，容易生产，通过储能电感辅助绕组取电、光耦光电隔离传输控制信号与光源板架桥的方式，巧妙地解决了高压供电与低压调光信号之间存在的安全性问题，实现单端供电0/1-10v供电t8led调光灯管，结构简单。

附图说明

图1为本发明一种单端供电1-10vt8led调光灯管结构示意图；

图2为本发明一种单端供电1-10vt8led调光灯管内部连接图；

图3为本发明一种单端供电1-10vt8led调光灯管驱动器框图；

图4为本发明一种单端供电1-10vt8led调光灯管驱动器原理图；

图中：盒体1、高pf带dim端led恒流电路的线路板2、1-10v转pwm电路的线路板3、led灯板的线路板4。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图4所示的一种单端供电1-10vt8led调光灯管，包括高pf带dim端led恒流电路、led灯板、隔离电路和1-10v转pwm电路，高pf带dim端led恒流电路分别与led灯板和隔离电路连接，1-10v转pwm电路与隔离电路连接；

高pf带dim端led恒流电路外接市电，1-10v转pwm电路外接调光信号。

本发明的灯管一端两引脚提供l、n交流供电；另一端两引脚提供0/1-10v调光信号，驱动器内置于灯管,灯管总体结构不变。

本发明的市电接入灯管后，在灯管内部连接到高pf带dim端led恒流电路上，其中该恒流驱动电路可由高功率因素(pf),非隔离型boost，buck，boost-buck，及隔离型flyback电路等组成；灯管另一端由g13引脚导入0/1-10v调光信号。由外部0/1-10v调光器控制，实现0/1-10v调光功能。(0-10v与1-10v调光信号的主要区别在于调光最小值的差异。若是1-10v调光时，当调光信号电压在1v时最暗，在低于1v时到0v间灯灭；如果是0-10v调光时，1v时依然会亮，直到0v时全灭。1-10v调光范围是10％～100％；0-10v调光范围是0％～100％)。本发明采样1-10v调光范围,更适合于实际使用习惯。

优选的，所述高pf带dim端led恒流电路包括非隔离型boost、buck电路、boost-buck电路或隔离型flyback型电路。

优选的，所述led灯板包括数个led灯珠，led灯珠的连接方式为全串联连接或者串与并联混合连接。

优选的，所述调光信号为0-10v调光电压信号或1-10v调光电压信号。

优选的，所述高pf带dim端led恒流电路包括输入整流滤波电路、多功能恒流电路和输出过压保护电路，所述隔离电路包括隔离辅助供电电路和光电隔离电路，

输入整流滤波电路的输入端连接市电、输出端连接多功能恒流电路，

多功能恒流电路与输出过压保护电路连接，

输出过压保护电路与所述led灯板连接，

光电隔离电路的输入端连接1-10v转pwm电路、输出端连接多功能恒流电路，

隔离辅助供电电路的输入端连接多功能恒流电路、输出端连接1-10v转pwm电路。

优选的，所述输入整流滤波电路包括保险丝f1、电容cx1、整流桥bd1、压敏电阻vr1、电阻r1、电感l1和电容c1，整流桥bd1的输入端为输入整流滤波电路的输入端，用于连接市电，保险丝f1和电容cx1分别为整流桥bd1的输入端的保险丝和滤波电容；

压敏电阻vr1连接在整流桥bd1的输出端，整流桥bd1的输出端的正极通过并联连接的电阻r1和电感l1为所述多功能恒流电路提供供电电压，即，整流桥bd1的输出端的正极通过并联连接的电阻r1和电感l1构成了所述输入整流滤波电路的输出端，电容c1为所述输入整流滤波电路的输出端的滤波电容。

输入整流滤波电路中f1为输入保险丝，确保后级电路有安全隐患时保护输入电路的安全；cx1是安规x电容，为emc滤波电容；bd1为整流桥，将输入交流电整流成直流电；vr1为压敏电阻，其主要作用是保护电网中存在的浪涌电压，确保后级ic工作在安全电压范围内；l1、c1与vr1组成π型emi滤波电路。在本发明中，巧妙地利用了压敏电阻vr1固有的电容量，与l1、c1组成的emi滤波电路，电阻r1并联在l1两端，可局部调整l1的阻抗，具体电阻值视emi测试情况而定。

优选的，所述多功能恒流电路包括电阻r2、控制芯片u1、二极管d1、二极管d2、电阻r4、光耦u2、电容c2、电阻r5、二极管d2、电阻r3、电容c3、电感l2、电阻r6、电容c4和电容y1，所述输入整流滤波电路的输出端通过电阻r2为控制芯片u1的4脚供电，所述输入整流滤波电路的输出端还连接二极管d1的正极，二极管d1的负极连接二极管d2的负极，二极管d2的正极连接控制芯片u1的5脚，控制芯片u1的1脚和2脚之间连接电阻r4、2脚通过电容c2连接地线、8脚连接地线、7脚通过电阻r5连接地线，光耦u2的输出端的两端分别连接控制芯片u1的1脚和地线；

电容c3和电阻r3串联后再并联在二极管d2的两端，二极管d1的负极构成了所述多功能恒流电路的正输出端vo+，二极管d2的正极通过电感l2输出所述多功能恒流电路的负输出端vo-，正输出端vo+和负输出端vo-与所述led灯板连接；

电容y1为负输出端vo-的接地电容，所述电容c4和电阻r6均并联在正输出端vo+和负输出端vo-之间。

控制芯片u1为mosfet管。

本实施例中，多功能恒流电路为非隔离降压恒流电路，电阻r2为内置控制芯片u1提供启动电流，加入r2的目的是为了提高u1的抗浪涌冲击能力与降低u1工作时的热量；hv电压通过d1到vo+到vo-，经过电感绕组l2引脚，到u1的引脚5(内部mosfet管drain极)，到u1的引脚7(内部cs，取样电阻检测端)到地，构成降压回路。u1内部mosfet管导通时在l2电感内储能；当u1内部mosfet管关断时，储存在电感l2的电能通过二极管d2到vo+到负载到vo-到l2构成放电回路。其中电解电容c4在u1mosfet管导通时一起参与储能，u1mosfet管关闭时一起参与放电，降低后级负载的电流纹波，提高稳定性。与电解c4并联电阻r6在关机时提供泄放回路。电容c3与电阻r3串联后并联在d2两端，适当削弱d2的开关速度，有利于通过emi测试。电容y1也是为提高emi考虑的。电容c2是u1的旁路电容；电阻r4为u1引脚1(dim)并联的光耦u2(c-e)提供基本的偏置电流，确保没有调光信号加入时u1处于最大输出功率状态，通过u1(c-e)端pwm信号的变化实现调光功能。

优选的，所述输出过压保护电路包括电阻r7、电阻r8、电阻r9、稳压二极管zd1、光耦u3和电阻r10，电阻r7和电阻r8构成了所述正输出端vo+和所述负输出端vo-之间的分压采样电路，电阻r7和电阻r8的连接节点通过电阻r9连接稳压二极管zd1的负极，稳压二极管zd1的正极连接光耦u3的一个输入端，光耦u3的另一个输入端连接所述负输出端vo-，光耦u3的输出端一端连接地线、另一端通过电阻r10连接所述控制芯片u1的2脚。

过压保护电路中，若电路7输出电压vo+、vo-大于设计电压值时，经电阻r7，r8分压后r8上电压也同比例上升，超过了稳压管zd1的设定值，则zd1导通，通过电阻r9使u3(光耦)左侧二极管导通，引起光耦右侧三极管导通，通过电阻r10将u1引脚vcc拉到地；u1因没有vcc供电则立刻停止工作，起到了输出过压保护的作用，保护led负载工作在设定的安全工作电压范围内。

优选的，所述1-10v转pwm电路包括调光接口转换芯片u4、电感l3、二极管d3、电容c5、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电容c6、电容c7、电阻r14、二极管d4、电容c6和电容c8，电感l3、二极管d3、电容c5、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电容c6、电容c7、电阻r14、电容c6和电容c8构成了调光接口转换芯片u4的外围电路，调光接口转换芯片u4的4脚通过二极管d4连接外部调光器，外部调光器的输出电压为1-10v或0-10v，所述光耦u2的输出端的一端连接调光接口转换芯片u4的2脚、另一端通过电阻r14连接调光接口转换芯片u4的5脚。

1-10v转pwm电路中，u4是调光接口转换芯片，能够将调光端口的0/1-10v信号、电阻阻值产生的电压信号转换为pwm信号。该pwm信号可以直接用来控制led驱动芯片，或者经过光耦隔离，实现隔离应用的可调光应用。u4通过外置频率设定脚，可实现pwm频率的灵活调节。u4通过外置调光器电流设定脚，可实现对多种无源0/1-10v调光器的兼容。u4内置高压启动jfet，可实现快速启动。u4的引脚1是hv端，通过辅助电源提供电源；电阻r12用于设置dim脚流出电流值；电阻r13用于设置mode脚100％占空比时对应的dim脚电压。电容c6用于设置pwm频率；电容c7为u4vcc端旁路电容；电容c8为dim脚旁路电容。在u4引脚4(dim)端加上1-10v调光器时，将在u4引脚5(out)端产生10％-100％的占空比变化，该变化的占空比通过电阻r14驱动光耦u2(a-k)端。

因多功能恒流源电路为非隔离电路，而1-10v转pwm电路为低压信号电路，因此二者必须进行电器安全隔离，以确保使用的安全性。u3实现了电气隔离与信号传输。能够实现电气隔离与信号传输的方法还有隔离变压器，然而隔离变压器体积大，对于t8灯管内置驱动器而言空间非常狭小，隔离变压器占用空间大，不适宜使用。

本发明的隔离辅助供电电路中，图2所示和图3所示，具体包括l2(2-4)绕组是l2(5-1)绕组的辅助绕组，l2(2-4)绕组采用三层绝缘线绕制，其引出脚加铁氟龙套管隔离，确保电路安全隔离耐压的要求。d3为快恢复整流二极管，经d3整流c5滤波后给u4供电，电阻r11为电容c5的放电电阻，l2(2-4)绕组即为图2中所示的l2的2脚和4脚。

主要采用三种隔离技术：分别是1-10vpwm信号转换电路、隔离辅助供电电路和led灯板。由图2一种单端供电1-10vt8led调光灯管内部连接图可见，盒体1中设有led灯板的线路板4、高pf带dim端led恒流电路的线路板2和1-10v转pwm电路的线路板3，盒体1采用材料可以是玻璃，全塑，纳米，利用灯板巧妙地将1-10v转pwm电路、光电隔离电路和隔离辅助供电电路这三个电路构成回路，有机地集合在一起。由图2可见，led灯板的线路板4采用fr-4双面板，在元件面放置着1,2…n-1,n等led灯珠；通过接插件或者直接焊接连线的方式将驱动器c-e通过灯板连接到后级的pwm转换电路；在灯板的焊接面将电感l2(2-4)绕组引导到后级的2-4号焊盘(焊接面连接关系用蓝色虚线表示)。fr-4pcb板材料的耐压值平行层(厚度≥0.5mm)最小35kv，完全满足我们的ac3750v的使用要求本发明所述的一种单端供电1-10vt8led调光灯管，解决了0/1-10vt8led灯管无法解决耐压安全性的技术问题，本发明电路结构简单，容易生产，通过储能电感辅助绕组取电、光耦光电隔离传输控制信号与光源板架桥的方式，巧妙地解决了高压供电与低压调光信号之间存在的安全性问题，实现单端供电0/1-10v供电t8led调光灯管，结构简单。

在本发明中，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。