CN104235803A - 具有主动散热装置的灯具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有主动散热装置的灯具，包括灯、用于对灯具进行散热的主动散热装置以及电路系统，所述电路系统包括分压单元、温度感应单元、电压比较器、开关管以及受控开关；温度感应单元和分压单元的输入端连接电源输入端，温度感应单元和分压单元的输出端连接电压比较器的两个输入端，所述电压比较器的输出端与开关管的控制端连接，电压比较器根据两个输入端输入的电压大小比较的结果由输出端输出比较电压、控制所述开关管导通/截止，开关管的高压端通过感应端连接电源输入端，开关管的低压端接地；受控端与主动散热装置串联后与灯并联。本发明实现了灯具温度的自动检测即自动进行主动散热装置的开/闭控制，节约了能源。

Description

具有主动散热装置的灯具

技术领域

本发明涉及照明装置，尤其是涉及一种具有主动散热装置的灯具。

背景技术

很多大功率灯具由于长时间工作，导致发热亮大，灯具散热至关重要。

传统的带主动散热装置（例如风扇）的灯具，一般是由用户主动控制散热装置的开/闭，容易造成能源的浪费。

发明内容

基于此，有必要提供一种能根据灯具的温度主动进行散热装置的开/闭控制的具有主动散热装置的灯具。

一种具有主动散热装置的灯具，包括灯、用于对灯具进行散热的主动散热装置以及电路系统，所述电路系统包括分压单元、温度感应单元、电压比较器、开关管以及受控开关，所述受控开关包括感应端和受控端，所述受控端在感应端得电时导通、在感应端失电时截止；所述温度感应单元的输入端和分压单元的输入端连接电源输入端，所述温度感应单元的输出端和分压单元的输出端连接所述电压比较器的两个输入端，所述温度感应单元输出的电压与电源输入的电压的比值随灯的温度而变化，所述分压单元输出与电源输入的电压呈固定比例的电压，所述电压比较器的输出端与所述开关管的控制端连接，电压比较器根据两个输入端输入的电压大小比较的结果由输出端输出比较电压、控制所述开关管导通/截止，所述开关管在所述灯的温度低于散热阈值时截止、高于散热阈值时导通，所述开关管的高压端通过所述感应端连接所述电源输入端，所述开关管的低压端接地；所述受控端与所述主动散热装置串联后与所述灯并联。

在其中一个实施例中，所述受控开关是常开型继电器，所述感应端是继电器线圈，所述受控端是继电器触点。

在其中一个实施例中，所述分压单元包括两个串联连接的电阻，所述电压比较器的一个输入端接于所述两个串联电阻之间。

在其中一个实施例中，所述温度感应单元包括分压电阻和正温度系数热敏电阻，所述电压比较器是运算放大器，所述运算放大器的反相输入端接于所述两个串联电阻之间，所述分压电阻一端连接所述电源输入端、另一端连接所述运算放大器的同相输入端，所述正温度系数热敏电阻一端连接所述同相输入端、另一端接地，所述开关管为N沟道MOS管，所述控制端为MOS管的栅极，所述高压端为MOS管的漏极，所述低压端为MOS管的源极。

在其中一个实施例中，所述温度感应单元包括分压电阻和负温度系数热敏电阻，所述电压比较器是运算放大器，所述运算放大器的反相输入端接于所述两个串联电阻之间，所述负温度系数热敏电阻一端连接所述电源输入端、另一端连接所述运算放大器的同相输入端，所述分压电阻一端连接所述同相输入端、另一端接地，所述开关管为N沟道MOS管，所述控制端为MOS管的栅极，所述高压端为MOS管的漏极，所述低压端为MOS管的源极。

在其中一个实施例中，所述分压电阻是可变电阻。

在其中一个实施例中，所述电路系统还包括第一限流电阻、第二限流电阻及指示灯，所述第二限流电阻接于所述运算放大器的输出端与所述栅极之间，所述指示灯与所述第一限流电阻串联后接于所述运算放大器的输出端与地线之间。

在其中一个实施例中，所述电路系统还包括二极管，所述二极管的阳极接于所述感应端与开关管的高压端之间，所述二极管的阴极接于所述感应端与电源输入端之间。

在其中一个实施例中，所述电路系统还包括接于所述电源输入端与地线之间的滤波电容。

在其中一个实施例中，所述主动散热装置是风扇。

上述具有主动散热装置的灯具，开关闭合后灯得电工作，当温度感应单元检测到的灯具温度未达到散热阈值时，主动散热装置不工作，实现了灯具温度的自动检测即自动进行主动散热装置的开/闭控制，节约了能源。

附图说明

图1是一实施例中具有主动散热装置的灯具的电路系统的电路结构图；

图2是另一实施例中具有主动散热装置的灯具的电路系统的电路原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

本发明提供一种具有主动散热装置的灯具，包括灯、用于对灯进行散热的主动散热装置以及电路系统。图1是一实施例中具有主动散热装置的灯具的电路系统的电路结构图，包括强电部分和弱电部分。其中弱电部分包括温度感应单元110、分压单元120、电压比较器130、开关管140以及受控开关感应端152；灯接于强电部分的火线和零线间，受控开关受控端154与主动散热装置160串联后、和主动散热装置160一道与灯并联，并和灯一起受到开关S的控制。受控开关受控端154在受控开关感应端152得电时导通（或闭合）、在受控开关感应端152失电时截止（或断开）。

温度感应单元110的输入端和分压单元120的输入端连接直流电源输入端（Vcc），温度感应单元110的输出端和分压单元120的输出端连接电压比较器130的两个输入端。温度感应单元110输出的电压与电源输入的电压的比值随灯的温度而变化（即温度感应单元110输出的电压值随灯的温度而变化），分压单元120输出与电源输入的电压值呈固定比例的电压。电压比较器130的输出端与开关管140的控制端连接，电压比较器130根据两个输入端输入的电压大小比较的结果由输出端输出比较电压（高电平或低电平）、以控制开关管140导通/截止。开关管140的高压端通过受控开关感应端152连接电源输入端，开关管140的低压端接地。

通过合理选择温度感应单元110的参数，使得其检测到的灯的温度达到散热阈值时，温度感应单元110输出的电压值与分压单元120输出的电压值相等，从而当灯具温度逐渐上升至超过散热阈值时，电压比较器130输出的电压实现翻转，开关管140由截止状态变为导通状态，受控开关感应端152得电，受控开关受控端154导通，主动散热装置160得电开始工作，对灯具进行散热。

上述具有主动散热装置的灯具，闭合开关S后灯得电工作，当温度感应单元110检测到的灯具温度未达到散热阈值时，主动散热装置160不工作，实现了灯具温度自动检测及自动进行主动散热装置160的开/闭控制，节约了能源。

图2是另一实施例中具有主动散热装置的灯具的电路系统的电路原理图，该实施例中受控开关采用常开型继电器来实现，受控开关感应端是继电器线圈K，受控开关受控端是继电器触点K-1。在其它实施例中受控开关也可以采用其它元器件，例如光电耦合器，此时受控开关感应端是发光器，受控开关受控端是受光器。

在本实施例中，电压比较器是运算放大器U1，温度感应单元包括分压电阻R1和正温度系数（PTC）热敏电阻RT，分压单元包括两个串联连接的电阻R2和R3。运算放大器U1的反相输入端接于电阻R2和R3之间。分压电阻R1一端连接电源输入端Vcc、另一端连接运算放大器U1的同相输入端，正温度系数热敏电阻RT一端连接同相输入端、另一端接地。开关管为N沟道MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）Q1，开关管的控制端为MOS管Q1的栅极，高压端为MOS管Q1的漏极，低压端为MOS管Q1的源极。可以理解的，在其它实施例中，开关管也可以用NPN型三极管代替。正温度系数热敏电阻RT可贴设于灯具外壳靠近灯的位置，以检测灯的温度。

在另一个实施例中，也可以将运算放大器U1的同相输入端和反相输入端的连接关系互换，同时将N沟道MOS管Q1替换为P沟道MOS管。或者将受控开关替换为常闭型继电器，同时将运算放大器U1的同相输入端和反相输入端的连接关系互换。

当灯的温度在正常范围内（低于散热阈值）时，正温度系数热敏电阻RT阻值较小，正温度系数热敏电阻RT两端电压比R3上的电压（基准电压）低，此时运算放大器U1的同相输入端电压小于反相输入端电压，输出端无输出，MOS管Q1断开，继电器线圈K失电，触点K-1断开，主动散热装置（本实施例中为风扇）不工作，火线L、零线N正常为灯供电，灯正常工作。在其它实施例中，主动散热装置也可以采用其它设备，例如液冷装置等。

在图2所示实施例中，电路系统还包括第一限流电阻R4、第二限流电阻R5、二极管D1、滤波电容C1及指示灯LED。第二限流电阻R5接于运算放大器U1的输出端与MOS管Q1的栅极之间，指示灯LED与第一限流电阻R4串联后接于运算放大器U1的输出端与地线之间。二极管D1的阳极接于继电器线圈K与MOS管Q1的漏极之间，二极管D1的阴极接于继电器线圈K与电源输入端Vcc之间。滤波电容C1接于电源输入端Vcc与地线之间。

当灯的温度升高到散热阈值后，正温度系数热敏电阻RT阻值变大，使得正温度系数热敏电阻RT两端电压高于R3上的电压，即运算放大器U1的同相输入端电压高于的反相输入端，此时运算放大器U1的输出端输出高电平，高电平通过第一限流电阻R4点亮指示灯LED，指示灯LED亮起指示灯具温度过高。同时运算放大器U1的输出端通过第二限流电阻R5为MOS管Q1栅极提供高电平，使得MOS管Q1导通，继电器线圈K得电工作，触点K-1吸合，风扇得电正常工作，为灯具散热。若灯的温度恢复到散热阈值以下，风机停止工作，指示灯LED也熄灭，从而能够节约能源。

在另一个实施例中，温度感应单元包括分压电阻和负温度系数（NTC）热敏电阻，负温度系数热敏电阻一端连接电源输入端、另一端连接运算放大器的同相输入端，分压电阻一端连接同相输入端、另一端接地。

请参见图2，由于分压电阻R1的电阻值较难确定，因此可以使用可变电阻，即阻值可以调节的电阻，通过多次调试以获得理想的阻值及风扇开始工作的（灯具）温度。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种具有主动散热装置的灯具，包括灯、用于对灯具进行散热的主动散热装置以及电路系统，其特征在于，所述电路系统包括分压单元、温度感应单元、电压比较器、开关管以及受控开关，所述受控开关包括感应端和受控端，所述受控端在感应端得电时导通、在感应端失电时截止；

所述温度感应单元的输入端和分压单元的输入端连接电源输入端，所述温度感应单元的输出端和分压单元的输出端连接所述电压比较器的两个输入端，所述温度感应单元输出的电压与电源输入的电压的比值随灯的温度而变化，所述分压单元输出与电源输入的电压呈固定比例的电压，所述电压比较器的输出端与所述开关管的控制端连接，电压比较器根据两个输入端输入的电压大小比较的结果由输出端输出比较电压、控制所述开关管导通/截止，所述开关管在所述灯的温度低于散热阈值时截止、高于散热阈值时导通，所述开关管的高压端通过所述感应端连接所述电源输入端，所述开关管的低压端接地；

所述受控端与所述主动散热装置串联后与所述灯并联。

2.根据权利要求1所述的具有主动散热装置的灯具，其特征在于，所述受控开关是常开型继电器，所述感应端是继电器线圈，所述受控端是继电器触点。

3.根据权利要求1所述的具有主动散热装置的灯具，其特征在于，所述分压单元包括两个串联连接的电阻，所述电压比较器的一个输入端接于所述两个串联电阻之间。

4.根据权利要求3所述的具有主动散热装置的灯具，其特征在于，所述温度感应单元包括分压电阻和正温度系数热敏电阻，所述电压比较器是运算放大器，所述运算放大器的反相输入端接于所述两个串联电阻之间，所述分压电阻一端连接所述电源输入端、另一端连接所述运算放大器的同相输入端，所述正温度系数热敏电阻一端连接所述同相输入端、另一端接地，所述开关管为N沟道MOS管，所述控制端为MOS管的栅极，所述高压端为MOS管的漏极，所述低压端为MOS管的源极。

5.根据权利要求3所述的具有主动散热装置的灯具，其特征在于，所述温度感应单元包括分压电阻和负温度系数热敏电阻，所述电压比较器是运算放大器，所述运算放大器的反相输入端接于所述两个串联电阻之间，所述负温度系数热敏电阻一端连接所述电源输入端、另一端连接所述运算放大器的同相输入端，所述分压电阻一端连接所述同相输入端、另一端接地，所述开关管为N沟道MOS管，所述控制端为MOS管的栅极，所述高压端为MOS管的漏极，所述低压端为MOS管的源极。

6.根据权利要求4或5所述的具有主动散热装置的灯具，其特征在于，所述分压电阻是可变电阻。

7.根据权利要求4或5所述的具有主动散热装置的灯具，其特征在于，所述电路系统还包括第一限流电阻、第二限流电阻及指示灯，所述第二限流电阻接于所述运算放大器的输出端与所述栅极之间，所述指示灯与所述第一限流电阻串联后接于所述运算放大器的输出端与地线之间。

8.根据权利要求1所述的具有主动散热装置的灯具，其特征在于，所述电路系统还包括二极管，所述二极管的阳极接于所述感应端与开关管的高压端之间，所述二极管的阴极接于所述感应端与电源输入端之间。

9.根据权利要求1所述的具有主动散热装置的灯具，其特征在于，所述电路系统还包括接于所述电源输入端与地线之间的滤波电容。

10.根据权利要求1所述的具有主动散热装置的灯具，其特征在于，所述主动散热装置是风扇。