本發明涉及燈具照明領域，具體涉及一種智能全兼容LED驅動電源電路。

背景技術：

LED替換傳統的照明有著巨大的前景的市場，現傳統的熒光燈都需要有鎮流器驅動，而目前的常規LED燈都是只能工作于交流市電，在使用LED照明替換傳統熒光燈時，破壞原來的熒光燈燈具系統，取掉熒光燈原有的鎮流器，修改為直接由交流市電驅動。然而這個的線路修改將帶來以下問題:

1、巨額的人工成本，修改燈具的線路需要專業的持證電工，以歐洲來講，一個專業電工每小時人工費約為70歐元，以改造線路的方式(拆除鎮流器，重新布線)改裝為普通LED燈管，一小時約可以改造7支燈管左右。約合一個燈管改造成本為100塊人民幣左右，然后目前出口的LED燈管售價大約為30-40元人民幣左右。改造成本高于燈管成本。

2、時間成本，上述修改線路需要專業的持證電工，且一小時僅能改造7支左右。而如果不修改線路，直接將原來的熒光燈管取下再換上一次兼容型LED燈管則不需要專業的電工，且更換僅需要幾秒鐘內可完成。

3、破壞的原有燈具的安規認證，在歐美等國家，燈具都是需要過UL、VDE、等安規認證，并由保險公司承保，一旦修改了線路視為破壞了原來的安規認證，保險公司不再承保。

技術實現要素：

本發明針對現有LED驅動電源電路兼容性不夠的問題，提出一種智能全兼容LED驅動電源電路。

本發明的具體技術方案如下：

一種智能全兼容LED驅動電源電路，包括：第一電壓輸入端、第二電壓輸入端、第一整流單元、第二整流單元、EMC單元、狀態鎖定單元、PWM控制單元、濾波電路、恒流控制單元、狀態檢測及控制單元；

所述第一電壓輸入端包括第一火線端和第一零線端；所述第二電壓輸入端包括第二火線端和第二零線端，每一火線端和對應零線端之間設有一電容；

第一電壓輸入端與第一整流單元輸入端相連，第二電壓輸入端與第二整流單元輸入端相連；第一整流單元、EMC單元、狀態鎖定單元、PWM控制單元、濾波單元依次串聯形成第一回路；第一整流單元、第二整流單元分別與恒流控制單元的兩輸入端連接，恒流控制單元的輸出端與狀態檢測及控制單元輸入端連接；所述恒流控制單元還與第一電壓輸入端連接，所述狀態檢測及控制單元的輸出端與LED燈相連；

所述狀態檢測及控制單元獲取恒流控制單元的輸出電壓，所述狀態鎖定單元用于開啟或截停PWM控制單元的啟動電壓，當恒流控制單元的輸出電壓為低電平時，狀態鎖定單元開啟PWM控制單元的啟動電壓，第一回路點亮LED燈；當輸出電壓為高電平時，狀態鎖定單元截停PWM控制單元的啟動電壓，恒流控制單元經狀態檢測及控制單元后輸出電壓點亮LED燈。

優選地，該驅動電源電路還包括一狀態切換單元，所述狀態切換單元的輸入端與第一電壓輸入端連接、輸出端與第二電壓輸入端連接；

所述狀態切換單元包括一電控開關，及與之串聯的一電容與一電感；

所述狀態檢測及控制單元獲取第一整流單元輸出端電壓，并據此反饋一個控制電控開關開閉的反饋信號，狀態切換單元獲取反饋信號后開閉電控開關。

優選地，所述狀態鎖定單元包括一光電耦合器，光電耦合器四引腳中的第一引腳經由一電阻輸入恒流控制單元的輸出電壓，第二、三引腳接地，第四引腳連接至PWM控制單元的輸入端。

優選地，所述狀態鎖定單元包括第一場效應管、第二場效應管，第一場效應管的G腳經由一電阻輸入恒流控制單元的輸出電壓，其D腳與第二場效應管的G腳連接，S腳與第二場效應管的S腳連接，第二場效應管的D腳接地，兩場效應管之間還分別并聯一電容、一二極管。

優選地，所述恒流控制單元包括兩電容、組成整流電橋的四個二級管、及恒流控制電路；第一火線端、第二零線端分別連接兩電容后接入整流電橋輸入端；整流電橋輸出端分別與恒流控制電路輸入端、輸出端連接。

優選地，所述恒流控制電路采用虛地方式系統地連接，恒流控制電路輸出端分別與兩電阻并聯連接，該兩電阻用于調節恒流控制電路的輸出電流。

采用上述技術方案，本發明解決了以往LED兼容型燈管只能兼容電子鎮流器或者只能兼容快速啟動電感鎮流器的問題；解決了快速啟動電感鎮流器單燈和雙燈不能用同一個產品兼容的問題，真正實現一款產品同時兼容AC、電子鎮流器、電感鎮流器、快速啟動電感鎮流器單燈和雙燈，降低生產的難度及針對不同鎮流器需要匹配不同產品，解決了用戶端的使用難題。

附圖說明

圖1為本發明的電路結構圖；

圖2為本發明的一實施例的電路結構圖；

圖3為本發明一實施例提供的LED燈管的結構圖；

圖4為本發明另一實施例提供的LED燈管的結構圖；

圖5為本發明實施例中的信號波形示意圖；

圖6為本發明另一實施例的電路結構圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例，對發明進行詳細說明。

參照圖1，一種智能全兼容LED驅動電源電路，包括：第一電壓輸入端L/N、第二電壓輸入端A1/A2、第一整流單元11、第二整流單元12、EMC單元13、狀態鎖定單元14、PWM控制單元15、濾波電路16、恒流控制單元17、狀態檢測及控制單元18；

所述第一電壓輸入端L/N包括第一火線端L和第一零線端N；所述第二電壓輸入端A1/A2包括第二火線端A1和第二零線端A2，每一火線端L/A1和對應零線端N/A2之間設有一電容C20/C13；

第一電壓輸入端L/N與第一整流單元11輸入端相連，第二電壓輸入端A1/A2與第二整流單元12輸入端相連；第一整流單元11、EMC單元13、狀態鎖定單元14、PWM控制單元15、濾波單元16依次串聯形成第一回路；第一整流單元11、第二整流單元12分別與恒流控制單元17的兩輸入端連接，恒流控制單元17的輸出端與狀態檢測及控制單元18輸入端連接；所述恒流控制單元17還與第一火線端L連接，所述狀態檢測及控制單元18的輸出端與LED燈相連；

所述狀態檢測及控制單元18獲取恒流控制單元的輸出電壓B_DCT，所述狀態鎖定單元14用于開啟或截停PWM控制單元15的啟動電壓，當恒流控制單元17的輸出電壓B_DCT為低電平時，狀態鎖定單元14開啟PWM控制單元15的啟動電壓，第一回路點亮LED燈；當輸出電壓B_DCT為高電平時，狀態鎖定單元14截停PWM控制單元15的啟動電壓，恒流控制單元17經狀態檢測及控制單元18輸出電壓VOUT點亮LED燈。

參照圖2，具體地，該驅動電源電路還包括一狀態切換單元19，所述狀態切換單元19的輸入端與第一零線端N連接、輸出端與第二火線端A1連接(或輸入端-L、輸出端-A2亦可)；所述狀態切換單元19包括一電控開關S1(S1優選地初始為導通狀態)，及位于電控開關S1兩端與之串聯一電容C7與一電感L1；所述狀態檢測及控制單元18獲取第一整流單元11輸出端電壓VIN_DCT，并據此輸出一個控制電控開關開閉的反饋信號SW_EN，狀態切換單元19獲取反饋信號SW_EN后開閉電控開關S1。

所述狀態鎖定單元14包括一光電耦合器U4，光電耦合器U4四引腳中的第一引腳經由一電阻R36輸入恒流控制單元的輸出電壓B_DCT，第二、三引腳接地，第四引腳連接至PWM控制單元15的輸入端。

所述恒流控制單元17包括兩電容C5/C12、組成整流電橋的四個二級管DB1-DB4、及恒流控制電路171；第一火線端L、第二零線端A2分別連接兩電容C5/C12后接入整流電橋輸入端；整流電橋輸出端分別與恒流控制電路171輸入端、輸出端連接。

所述恒流控制電路171采用虛地方式系統地連接，恒流控制電路輸出端分別與兩電阻R1/R11并聯連接，該兩電阻R1/R11用于調節恒流控制電路的輸出電流。

圖3至圖4為本發明中LED驅動電源電路應用的具體實施例，LED燈管主要由外殼，LED驅動電源和LED燈珠板三大件組成，LED驅動電源的第一電壓輸入端L和N端點分別與LED燈管外殼一端的兩個針連接，第二電壓輸入端的兩個端點A1和A2分別與LED燈管的另一端的兩個針連接，LED驅動電源的輸出端LED+和LED-與LED燈板的正/負端分別連接。當LED燈管工作于交流市電時(50/60Hz)，交流電由燈管的L和N一端輸入；當LED燈管用于直接替換傳統熒光燈時，電壓先經過電子/電感鎮流器后從LED燈管的兩端輸入。

以下結合圖2至圖5來闡述幾種工作狀態的電路原理：

一、第一種工作狀態：當工作于交流市電時(50/60Hz)

交流電由燈管的L、N一端輸入(L和N為一端，A和A1為燈管的另一端)，電壓經第一電壓輸入端及第一整流單元11整流連接到EMC單元13，再連接到PMW控制單元15及PWM控制單元15電阻R34的一端啟動PWM電路的工作，經PWM控制單元15進行能量轉換后連接到輸出濾波模塊16，再連接到外部的LED燈珠板，驅動LED燈管點亮。同時第一電壓輸入端的一端還連接到了恒流控制單元17，由于恒流控制單元中有小容量的高頻電容C5串聯于電路中，且交流電是由第一電壓輸入端的L和N兩個端點輸入，未與第二電壓輸入端、第二整流單元12形成回路，故恒流控制單元17內由DB1、DB2、DB3、DB4組成的整流電路不會有高電壓輸出到后級的狀態檢測及控制單元18，輸出濾波電路16的輸出電壓VOUT將被二極管DB14反向截止，故恒流控制單元17的輸出電壓B_DCT為低電壓，輸出電壓B_DCT的低電壓連接到狀態鎖定控制單元14，經過電阻R36連接到U4的輸入端，由于輸入的是低電平，光電耦合器U4處于截止狀態不會拉低PWM的啟動電壓，LED驅動電源進入穩定的交流電工作模式。此工作狀態下的輸入波型及時序如圖5中的波形1。

二、第二種工作狀態：當工作于電子鎮流器狀態時(高頻電壓輸入)

當工作于電子鎮流器時(電子鎮流器輸出為高頻電壓)，傳統熒光燈具是由熒光燈的兩端輸入高頻高壓點亮熒光燈管，本申請所涉及的LED燈管直接替換原來的熒光燈時不修改其線路，故電子鎮流器的高頻電壓從LED燈管兩端輸入，即電壓分別從第一電壓輸入端和第二電壓輸入端輸入，同時連接至恒流控制單元17中的電容C5和C12，由于電子鎮流器高頻高壓，電壓將通過電容C5、C12耦合到四個二極管DB1、DB2、DB3、DB4組成的橋式整流電路，經恒流控制電路171及二極管D12后連接到狀態檢測及控制單元18，再經二極管DB14連接到輸出濾波單元16驅動LED燈管點亮，恒流控制電路171采用虛地方式系統地連接，通過電阻R1和R11上產生的電壓差來調節恒流控制電路171的輸出電流。

同時狀態檢測及控制單元18的獲取的電壓B_DCT經電阻R23及R28分壓后通過隔離二極管D15連接到狀態檢測及控制單元的輸入端，經狀態檢測及控制單元18判斷識別當前為電子鎮流器輸入模式，且輸出端輸出反饋信號SW_EN為低電平，控制狀態切換單元19中的電控開關S1斷開，使電感L1和電容C7從回路中斷開，此處特別說明，狀態切換單元中的電感L1，是本申請中一個重要點，如果回路中沒有串聯電感L1，那么，當工作于電子鎮流器時，燈管兩端：即第一電壓輸入端和第二電壓輸入端之間直接連接一個電容C7，此電容C7對電子鎮流器的高頻電壓呈現低阻，電子鎮流器輸出的電壓相當于被短路了，后級就無法檢測到電子鎮流器更無法驅動LED燈管，把電感L1串聯在回路中，利用此電感L1對電子鎮流器輸出的高頻電壓呈現出高阻狀態，使電子鎮流器能正常輸出高頻高壓，經后級檢測后控制狀態切換單元19有的電控開關S1將電感L1和電容C7從回路中斷開以排除電容C7在電子鎮流器模式下的影響。

另一路：電壓B_DCT連接到狀態鎖定單元14，經電阻R36和R37降壓后連接到光電耦合器U4的輸入端，由于電壓B_DCT是高電平，光電耦合器U4將進入導通狀態，PWM控制單元15的啟動電壓被光電耦合器U4的輸出端鉗位，PWM控制單元15無法啟動工作，以排除PWM控制單元15對恒流控制單元17的影響。此工作狀態下的輸入波型及時序如圖5中波形2。

三、第三種工作狀態：工作于快速啟動電感鎮流器

快速啟動電感鎮流器分為一個鎮流器帶兩支燈管和一個鎮流器帶一支燈管：在這兩種鎮流器條件下工作，LED驅動電源處理不同的工作狀態。于此分兩種狀態來說明電路的工作原理。

1.工作于一個鎮流器帶一支燈管的快速啟動電感鎮流器下：當工作于電感鎮流器時，本申請所涉及的LED燈管直接替換原來的熒光燈時不修改其線路，故電感鎮流器的電壓從LED燈管兩端輸入，即電壓分別從第一電壓輸入端和第二電壓輸入端輸入，而電感鎮流器輸出的仍然是低頻電壓。連接至恒流控制單元17的低頻電壓將被電容C5和C12阻隔，從而后級的電壓B_DCT處于低電壓。

第一整流單元11和第二整流單元12整流后的電壓連接于VIN_DCT，經過EMC電路13后連接到PWM控制單元15，同時連接于PWM控制單元15的啟動電阻R34啟動PWM控制單元15進行能量轉換后連接至輸出濾波單元16，再驅動LED燈管點亮。由于單燈的快速啟動電感鎮流器出電壓可達280V，故整流后的電壓VIN_DCT電壓超過280V，電壓VIN_DCT經電阻R3和R26分壓后連接到狀態檢測及控制單元18輸入端，經狀態檢測及控制單元判斷后反饋信號SW_EN輸出低電平，控制狀態切換單元19的電控開關S1斷開，使電感L1和電容C7從回路中斷開，以排除電容C7對電感鎮流器的影響，同時防止電感鎮流器過高的電壓造成電容C7擊穿。此工作狀態下的輸入波型及時序如圖5中的波形3。

2.工作于一個鎮流器帶兩支燈管的快速啟動電感鎮流器下：工作于一個鎮流器帶兩支燈管的快速啟動電感鎮流器下：當工作于電感鎮流器時，本申請所涉及的LED燈管直接替換原來的熒光燈時不修改其線路，故電感鎮流器的電壓從LED燈管兩端輸入，即電壓分別從第一電壓輸入端和第二電壓輸入端輸入，而電感鎮流器輸出的仍然是低頻電壓。連接至恒流控制單元17的低頻電壓將被電容C5和C12阻隔，從而后級的電壓B_DCT處于低電壓。

第一整流單元11和第二整流單元12整流后的電壓連接于VIN_DCT，經過EMC電路13后連接到PWM控制單元15，同時連接于PWM控制單元的啟動電阻R34啟動PWM控制電路進行能量轉換后連接至輸出濾波單元16，再驅動LED燈管點亮。

由于雙燈的快速啟動電感鎮流器所驅動的兩支燈管處理串聯的連接方式，在驅動傳統阻性負載的熒光燈時，兩燈串聯可以線性分壓，兩燈都處于正常的點亮狀態，而LED燈管采用的是開關電源，非阻性負載，在進行兩燈串聯的時候會出現兩燈電壓分配差異出現兩支燈管交替閃爍或者一個燈管亮，一個燈管暗的現象，故在這種串聯的工作模式下，需要通過跨接于第一電壓輸入端和第二電壓輸入端的電容C7進行分壓，由于狀態切換單元19中的電控開關S1初始處于導通狀態，即初狀態電容C7連接于回路之中，當兩燈串聯連接時，由于電容C7的作用使兩燈接近平均的分得電壓，即電壓VIN_DCT約為120V-140V左右，電壓VIN_DCT經電阻R3和R26分壓后連接到狀態檢測及控制單元18輸入端，經狀態檢測及控制單元18判斷后反饋信號SW_EN輸出高阻狀態，控制狀態切換單元19的電控開關S1繼續保持導通狀態，電容C7連接于回路之間。此工作狀態下的輸入波型及時序如圖5中的波形4。

圖6提供狀態鎖定單元14’的另一電路結構，其包括第一場效應管Q1、第二場效應管Q2，第一場效應管Q1的G腳經由一電阻R5輸入恒流控制單元的輸出電壓B_DCT，其D極與第二場效應管Q2的G腳連接，S腳與第二場效應管Q2的S腳連接，第二場效應管Q2的D腳接地，兩場效應管Q1、Q2之間還分別并聯一電容C3、一二極管D4。

當狀態鎖定單元14’為圖6的電路結構時，其原理參照實施例一的介紹簡要闡述如下：

(1)、第一種工作狀態：當輸入是交流市電時，恒流控制單元的輸出電壓B_DCT為低電平，故第一場效應管Q1處理截止狀態，第二場效應管Q2的G腳為高電平，Q2處理導通狀態，第一回路導通點亮LED燈管；

(2)、第二種工作狀態：當輸入為電子鎮流器時：恒流控制單元的輸出電壓B_DCT為高電平，故第一場效應管Q1處于導通狀態，第二場效應管Q2的G腳為低電平，第二場效應管Q2處于截止狀態，第一回路截止，恒流控制單元17經狀態檢測及控制單元后輸出電壓VOUT點亮LED燈管；

(3)、第三種工作狀態：當輸入為快速啟動電感鎮流器時，恒流控制單元的輸出電壓B_DCT為低電平，故第一場效應管Q1處于截止狀態，第二場效應管Q2的G腳為高電平，第二場效應管Q2處于導通狀態，第一回路導通點亮LED燈管。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。