專利名稱：照明設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及發(fā)光領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在發(fā)光領(lǐng)域中，已經(jīng)出于照明的目的開發(fā)了許多不同類型的光源。取決于應(yīng)用，每種類型的光源可能具有特定的優(yōu)點和缺點。在任何情況下，每種類型的光源具有特定規(guī)格，并且為了滿足該特定規(guī)格，已經(jīng)開發(fā)了用于這種光源的功率源(或驅(qū)動器)。近來開發(fā)的是作為用于照明目的的光源的高功率LED。當(dāng)然，盡管已經(jīng)并且正在開發(fā)使用LED作為光源的照明設(shè)備的驅(qū)動器，但還期望利用LED作為現(xiàn)有照明設(shè)備中的光源的替代(改裝)，在這種情況下，通過適于滿足現(xiàn)有(非LED)光源的特定規(guī)格的現(xiàn)有驅(qū)動器生成至燈的電輸入信號。這帶來若干問題和/或困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明具體涉及低電壓燈情況下的改裝問題，低電壓燈諸如鹵素?zé)簦缇哂孝?. 3適配管腳的MR16，12V鹵素?zé)簦粋溥x例子為MRll燈或者G4或G9管腳配置。然而，就考慮調(diào)光能力而言，本發(fā)明的原理也可應(yīng)用于在市電(mains)下工作的燈的情況。在低電壓發(fā)光系統(tǒng)的情況下，將正常市電電壓(在歐洲通常為50Hz下230VAC)變換成安全低電壓。用于此目的的大多數(shù)變壓器被實施為在高于市電頻率的相對高的切換頻率下工作的電子、切換模式的電源，該較高頻率導(dǎo)致較小的變壓器尺寸。問題在于，這種類型的變壓器難以與LED協(xié)作。典型地，變壓器工作可能不穩(wěn)定，導(dǎo)致光閃爍。本發(fā)明的目的在于克服或者至少減少這些問題。特別地，本發(fā)明旨在改進LED和電子變壓器之間的兼容性。更特別地，本發(fā)明旨在于提供結(jié)合一個或多個LED作為光源且能夠可靠地與電子變壓器協(xié)作的照明設(shè)備。本發(fā)明基于如下認(rèn)識電子變壓器需要最小負(fù)載(最小輸出電流)以便正確工作，以及LED可能無法提供這樣的最小負(fù)載。典型地，電子變壓器的最小負(fù)載要求在20W至60W的范圍內(nèi)，而LED典型地提供低得多的負(fù)載(該低功率實際被視為LED的重要優(yōu)點和起初使用它們替代較高功率燈的重要原因)。在一個重要方面中，根據(jù)本發(fā)明的LED驅(qū)動器設(shè)置有功率輸入級和功率緩沖級。功率輸入級用于連接到標(biāo)準(zhǔn)電子變壓器，并且被設(shè)計用于引出相對短的高水平電流脈沖，即短于市電周期。在這些脈沖之間，沒有電流從變壓器引出，所以電流變壓器可以認(rèn)為是關(guān)閉的。在脈沖期間，電流水平足夠高使得滿足電子變壓器的最小負(fù)載要求。功率緩沖級用于對從電子變壓器弓I出的電功率進行緩沖。LED驅(qū)動器本身從功率緩沖級被供電，向功率緩沖級呈現(xiàn)相對低的功率負(fù)載。平均而言，由LED驅(qū)動器從功率緩沖級引出的功率必須通過由功率緩沖級從功率輸入級引出的功率進行補償這是通過適當(dāng)調(diào)整高水平電流脈沖的占空比來完成的。
因而，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動器具有兩級設(shè)計。第一級被設(shè)計為滿足供電變壓器的負(fù)載要求，而第二級被設(shè)計為根據(jù)LED的供電要求對LED進行供電。其它有利的細(xì)節(jié)在從屬權(quán)利要求中提及。注意的是，W02009/0799M公開了一種LED驅(qū)動器，其接收諸如將從鹵素變壓器提供的12V AC功率。該驅(qū)動器包括整流器和通過12V AC輸入電壓的峰值進行充電的緩沖電容器。在LED的低功耗的情況下，該驅(qū)動器還將僅要求低變壓器電流。在任何情況下，現(xiàn)有技術(shù)方案的重要缺點在于，至燈中的峰值電流是不明確的，并且從變壓器引出的峰值電流是不明確的，所以從變壓器引出的電流對于變壓器正確工作而言可能太高或太低。


本發(fā)明的這些以及其它方面、特征和優(yōu)點將通過參照附圖對以下一個或多個優(yōu)選實施例的描述進一步說明，在附圖中相同參考標(biāo)記指示相同或類似的部分，并且其中圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施的照明設(shè)備的框圖；圖2是圖示了功率輸入級和功率緩沖級的示意性框圖；圖3是示意性地圖示了電流和電壓的若干波形的曲線圖；圖4示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的LED燈；圖5是圖示了 LED驅(qū)動器的示意性框圖；圖6A至圖6C是圖示了圖1的照明設(shè)備的變型的示意性框圖。
具體實施例方式圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施的照明設(shè)備1的框圖，該照明設(shè)備1與電子變壓器ET連接，該電子變壓器ET又與市電M連接。照明設(shè)備1具有三級設(shè)計和最后的一個或多個LED 50,該三級設(shè)計包括功率輸入級20、功率緩沖級30、LED驅(qū)動器級40。如將更詳細(xì)說明的，功率輸入級20的主要任務(wù)是考慮供電的要求特別是變壓器ET的要求來保持緩沖器30被填滿，而驅(qū)動器40的主要任務(wù)是考慮LED的要求來利用從緩沖器取出的功率驅(qū)動LED。因而，即使這樣的要求可能是相互沖突的，它們也不會“相撞”，因為它們在不同的電流電路中表達。在穩(wěn)定狀態(tài)中，平均而言，功率緩沖器30的容量(content)是穩(wěn)定的。在一個特定實施中，通過LED電路確定控制例如，在調(diào)光情況下，設(shè)置LED功率，這確定從緩沖器取出功率的速率，并且功率輸入級的任務(wù)是跟隨在這之后并調(diào)整其緩沖器填充速率。在另一特定實施中，通過電源電路確定控制例如在調(diào)光情況下，設(shè)置市電功率，這確定向緩沖器輸入功率的速率，并且LED驅(qū)動器級的任務(wù)在于跟隨在這之后并調(diào)整其緩沖器耗盡速率以及因而調(diào)整LED功率。LED驅(qū)動器40具有功率輸入41，該功率輸入41連接到功率緩沖級30的功率輸出39。LED驅(qū)動器40可以是標(biāo)準(zhǔn)的、自發(fā)的、現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動器，而不必特殊調(diào)整，所以這里省略進一步的描述。例如，能夠在其功率輸入41連接到合適電壓電平的恒定電壓源時正確工作的任何驅(qū)動器可以用作驅(qū)動器40。典型地可以包括一個或多個電容器的功率緩沖級30具有緩沖器輸入31，該緩沖器輸入31連接到功率輸入級20的功率輸出29，而該功率輸入級20又具有連接到電子變壓器ET的功率輸入。就考慮架構(gòu)而言，照明設(shè)備1優(yōu)選地實施為完全燈單元，包括燈連接器10，用于與標(biāo)準(zhǔn)連接器插座CS耦合，該標(biāo)準(zhǔn)連接器插座CS連接到變壓器輸出。然而，也可以使用包括燈50和驅(qū)動器40的組合的標(biāo)準(zhǔn)燈單元，該單元設(shè)置有類似于燈連接器10的燈連接器并且能夠耦合到連接器CS，以及也可以將功率輸入級20和功率緩沖級30的組合實施為中間功率設(shè)備60，該中間功率設(shè)備60在其輸入處被提供有類似于燈連接器10的燈連接器并且能夠耦合到連接器CS并且在其輸出處被提供有類似于插座CS的標(biāo)準(zhǔn)連接器插座。圖2是部分更具體地圖示了功率輸入級20和功率緩沖級30的一些方面的示意性框圖。功率緩沖級30典型地包括電容器32，該電容器32與輸出端子38、39并聯(lián)連接?？梢园ㄕ髌?2的功率輸入級20優(yōu)選地實施為轉(zhuǎn)換器。圖2圖示了升壓型轉(zhuǎn)換器設(shè)計，但功率輸入級20也可以實施為降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器、SEPIC轉(zhuǎn)換器等；在所有這些實施中，可以得到比變壓器ET的輸出電壓高的輸出電壓(以及因而得到功率緩沖級30的工作電壓)。在所示實施例中，功率輸入級20包括連接在輸入21(或整流器2 與輸出29之間的電感器沈和二極管27的串聯(lián)布置。可控開關(guān)23在電感器沈和二極管27之間的節(jié)點處與輸出端子觀、四并聯(lián)連接?？煽亻_關(guān)23由控制設(shè)備M控制為導(dǎo)通(ON)或者關(guān)閉(OFF)。操作如下。當(dāng)開關(guān)23導(dǎo)通時，變壓器提供增加幅度的電流，該電流用于對電感器26進行充電。當(dāng)開關(guān)23關(guān)閉時，電感器沈向電容器32提供降低幅度的電流，使得將能量從電感器沈傳送到電容器。將參照圖3，更具體地說明設(shè)備的操作，圖3是示出了一些信號波形的圖?？刂圃O(shè)備M以相對高的頻率切換開關(guān)23 (圖3，曲線41)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)清楚的，實現(xiàn)的輸出電壓取決于該HF切換的占空比。圖3還示出了變壓器ET的輸出電壓，即用于功率輸入級20的輸入電壓Vin (曲線42)。從變壓器弓I出的電流IET (曲線43)典型地與電感器沈中的電流成比例，除非在輸入21處使用濾波電容器，在這種情況下，電感器電流的紋波將在變壓器電流中變得平滑?？刂圃O(shè)備可以設(shè)置為允許輸出電流與輸入電壓成比例，但也可以將控制設(shè)備設(shè)置為保持輸出電流恒定(盡管可能具有某種程度的HF紋波)?？刂圃O(shè)備M被設(shè)計為以相對低的頻率在切換模式與關(guān)閉模式之間交替，即將HF切換的周期與其間不發(fā)生切換并且開關(guān)23保持關(guān)閉的周期交替?？刂圃O(shè)備M停留在其切換模式第一持續(xù)時間tl，并且停留在其關(guān)閉模式第二持續(xù)時間t2，所以整個切換周期T =tl+t2。該LF切換的占空比D定義為tl/T。就考慮變壓器ET而言，其在占空比D下被加載，即其在被加載的周期(tl)與不被加載的周期(t2)之間進行交替。在被加載的周期(tl)期間，變壓器ET提供相對高的電流，具有始終高于電子變壓器的最小負(fù)載要求Imin的幅度IET。在這方面，注意的是，不同類型的變壓器可能具有最小負(fù)載要求的不同值?？紤]到與特定變壓器類型相關(guān)聯(lián)的已知的最小負(fù)載要求，照明設(shè)備1可以被設(shè)計用于與該特定類型的變壓器協(xié)作，但也可以將照明設(shè)備1設(shè)計用于與多種類型的變壓器協(xié)作，在這種情況下，照明設(shè)備1可以考慮與不同變壓器類型相關(guān)聯(lián)的已知的最小負(fù)載要求的集合的最大值。如上所述，功率輸入級20通過緩沖級加載。假設(shè)LED功率在LED驅(qū)動電路中確定。這例如可能是因為LED驅(qū)動器40具有用于允許用戶對LED 50進行調(diào)光的用戶輸入(未示出)，或者因為不同種類和/或類型的LED在全功率條件下具有不同的電流要求。就考慮LED驅(qū)動器40而言，緩沖器30用作恒定電壓源，并且驅(qū)動器如正常那樣自發(fā)操作。注意的是，LED驅(qū)動器40本身可以執(zhí)行占空比操作以改變LED的光輸出的強度(調(diào)光)。因而，可以改變驅(qū)動器40所要求的功率。LED驅(qū)動器40因而確定緩沖器30的功率輸出速率。特別是當(dāng)LED在調(diào)光狀態(tài)下工作時，LED消耗的平均功率低，并且因而從緩沖器30取出的平均功率低。功率輸入級20必須通過調(diào)整其功率輸出(即用于緩沖器30的功率輸入速率)來對此作出補償。用于正確設(shè)置的準(zhǔn)則是平均而言緩沖器容量保持恒定。這可以通過測量緩沖器電壓來評估。為此，在本實施例中，功率輸入級20可以進一步包括電壓傳感器25，該電壓傳感器25測量功率輸入級20的輸出電壓，該輸出電壓基本對應(yīng)于電容器32上的電壓。備選地，功率緩沖級30也可以包括將測量信號向回反饋給功率輸入級20的輸出電壓傳感器。在任何情況下，控制設(shè)備M例如可以實施為適當(dāng)編程的微處理器，該控制設(shè)備M控制開關(guān)23的定時使得至少在足夠大的時間范圍上平均而言保持所測量的電壓基本恒定，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所應(yīng)當(dāng)清楚的那樣。因而，控制設(shè)備M調(diào)整其占空比D使得維持在緩沖器30處的電壓，這意味著從變壓器ET取出的平均功率跟隨LED消耗的平均功率。將注意到的是，由此，驅(qū)動器40和控制設(shè)備M的切換頻率與應(yīng)用在驅(qū)動器40和控制設(shè)備M中的占空比相互無關(guān)輸入側(cè)的電流行為獨立于輸出側(cè)的電流行為。注意，控制設(shè)備可以應(yīng)用用于在切換模式與關(guān)閉模式之間交替的不同控制方案。例如，控制設(shè)備M可以僅基于輸出電壓傳感器25關(guān)于切換其模式作出決定當(dāng)控制設(shè)備24發(fā)現(xiàn)輸出電壓已經(jīng)下降到某一預(yù)定的第一閾值以下時控制設(shè)備M進入切換模式，并且當(dāng)控制設(shè)備發(fā)現(xiàn)輸出電壓已經(jīng)達到比第一閾值高的某一預(yù)定的第二閾值時，控制設(shè)備M進入關(guān)閉模式；在這種情況下，整個切換周期T將變化。然而，優(yōu)選的是，控制設(shè)備M與變壓器ET的輸出電壓同步地工作，如所示控制設(shè)備對在相位(phase)的第一值處例如在零交叉處進入切換模式，并且在輸出電壓已經(jīng)達到某一預(yù)定閾值時進入關(guān)閉模式；在這種情況下，整個切換周期T將是恒定的?？刂圃O(shè)備M在輸入電壓周期期間可以兩次或多次地進入切換模式，但優(yōu)選的是，控制設(shè)備M在輸入電壓周期期間(或在半個該周期期間)僅進入切換模式一次。圖4示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的燈單元100的優(yōu)選物理實施，包括容納驅(qū)動器電子電路20、30、40和用于連接到插座的承載連接管腳111的第一殼體部分110以及容納一個或多個LED的第二殼體部分。在以上的說明中，假設(shè)市電M和電子變壓器ET提供固定的功率，并且通過LED驅(qū)動器40對LED 50進行調(diào)光。在這樣的情況下，當(dāng)用戶控制LED驅(qū)動器40減少LED 50的功耗并因而減少LED驅(qū)動器40所需的功率時，功率輸入級20中的控制對功率輸入級20從電源引出的功率進行控制，使得照明設(shè)備的輸入功率適應(yīng)于照明設(shè)備的輸出功率。在均衡條件下，從功率輸入級20向功率緩沖級30傳送的平均功率量等于從功率緩沖級30向LED驅(qū)動器40傳送的平均功率量。然而，也可以使用可調(diào)光的功率源，其本身是已知的，所以通過設(shè)置市電功率確定LED功率。與先前實施例相比，緩沖器30的功率輸入速率領(lǐng)先(leading)，由電源指弓|。特別是當(dāng)電源在調(diào)光狀態(tài)下工作時，輸入到緩沖器30中的平均功率低。LED驅(qū)動器40必須通過調(diào)整其從緩沖器耗盡的功率并因此調(diào)整其功率輸出來對此進行補償。這意味著LED輸出功率被調(diào)整為適應(yīng)于在輸入處提供的功率。用于正確設(shè)置的準(zhǔn)則是平均而言緩沖器容量保持恒定。這可以通過測量緩沖器電壓來進行評估。圖5是示意性地圖示了對該期望情形提供相對簡單方案的LED驅(qū)動器40的實施例的示意性框圖。在該實施例中，電壓傳感器45可以跨輸入41連接，因而感測驅(qū)動器40的輸入電壓，該驅(qū)動器40的輸入電壓基本對應(yīng)于功率緩沖級30的輸出電壓。備選地，功率緩沖級30也可以包括向驅(qū)動器40正向饋送測量信號的輸出電壓傳感器。圖5圖示了作為降壓型轉(zhuǎn)換器的LED驅(qū)動器40，但其他設(shè)計也是可以的。在所示實施例中，LED驅(qū)動器40包括連接在輸入41與LED 50之間的可控開關(guān)43和電感器46的串聯(lián)布置。二極管47在開關(guān)43與電感器46之間的節(jié)點處與LED 50并聯(lián)連接?？煽亻_關(guān)43由控制設(shè)備44控制為導(dǎo)通(ON)或關(guān)閉(OFF)，控制設(shè)備44例如可以實施為適當(dāng)編程的微處理器。電壓傳感器45為控制設(shè)備44生成測量信號，該測量信號控制開關(guān)43的定時使得至少在足夠大的時間范圍上平均而言保持所測量的電壓基本恒定，如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)清楚的那樣。由于降壓型轉(zhuǎn)換器是公知的，所以這里省略其功能的詳細(xì)描述。僅需要說明的是，從功率緩沖級30取出的功率取決于可控開關(guān)43切換的占空比，并且該占空比還確定平均LED電流并因而確定輸入到LED的平均功率。在均衡狀態(tài)下，當(dāng)正確設(shè)置占空比使得如電壓傳感器45測量的功率緩沖級30的輸出電壓恒定時，從功率緩沖級30取出的功率等于由功率輸入級20提供的功率量，并且輸入到LED的功率量等于(如果沒有損耗)調(diào)光的電源M、ET提供的功率量或者至少與調(diào)光的電源M、ET提供的功率量成比例。有效的是，通過市電調(diào)光對LED 50進行調(diào)光。關(guān)于控制設(shè)備44，注意的是若干實施是可能的。功率緩沖級30的輸出電壓具有某些高頻紋波，所以控制設(shè)備44可以設(shè)置有濾波器，用于濾除該紋波并用于提供緩沖級輸出電壓的平均版本。控制設(shè)備44也可以具體維持緩沖級輸出電壓的最小峰值或最大峰值恒定。控制器本身可以為任何類型的P、PI、PID或其它線性濾波控制器或者非線性控制器。在最優(yōu)選的實施中，控制器為非線性增益控制器，當(dāng)緩沖器電壓接近于設(shè)置點時該控制器具有低增益，并且當(dāng)緩沖器電壓遠(yuǎn)離設(shè)置點時具有高增益。后者在快速轉(zhuǎn)動調(diào)光器旋鈕(knob)時出現(xiàn)，在這種情況下要求控制回路的快速響應(yīng)。圖6A是與圖1相當(dāng)?shù)氖疽庑钥驁D，示意性地圖示了照明設(shè)備1的進一步細(xì)節(jié)，該照明設(shè)備1具體地可用于與參考圖5討論的實施例相結(jié)合。圖6B是與圖5相當(dāng)?shù)氖疽庑钥驁D，示出了本實施例中的LED驅(qū)動器40的更多細(xì)節(jié)，而圖6C是與圖2相當(dāng)?shù)氖疽庑钥驁D，示出了本實施例中的功率輸入級20的更多細(xì)節(jié)。注意，圖6B示出了圖5的驅(qū)動器設(shè)計，但其不是必不可少的。該圖示出了控制設(shè)備44可以包括差分放大器，該差分放大器在非反向輸入處接收第一參考電壓Vrefl并且在反向輸入處接收來自電壓傳感器45的輸出信號。開關(guān)43的控制將使得(平均而言)所感測的電壓將等于參考電壓，因而緩沖器電壓將是恒定的。在圖6A至圖6C的本實施例中，照明設(shè)備1包括反饋回路60，該反饋回路60將表示LED電流的信號反饋給功率輸入級20。如圖6B所示，反饋回路60為此包括電流傳感器61，該電流傳感器61被布置用于感測LED驅(qū)動器40的LED輸出電流并向感測線62提供傳感器輸出信號。如圖6C所示，感測線62連接到控制設(shè)備對的輸入?？刂圃O(shè)備M適于以如下方式控制開關(guān)23，該方式使得從電源(即電子變壓器ET)引出的功率輸入級20的平均輸入電流基本恒定?；谠O(shè)計設(shè)備1所針對的與LED(或LED陣列)50的標(biāo)稱工作條件有關(guān)的考慮，該電流的設(shè)置點是預(yù)定的，并存儲在控制設(shè)備M的存儲器組件中。如果LED沒有被調(diào)光，則LED在標(biāo)稱工作條件下工作，該標(biāo)稱工作條件也可以稱為“全功率”。在該“全功率”條件中，LED 50需要一定的標(biāo)稱LED電流和消耗一定的標(biāo)稱功率。為簡便起見，假設(shè)沒有損耗，該標(biāo)稱LED功率在均衡狀態(tài)下應(yīng)等于功率輸入級20從電源取出的(平均)輸入功率。然而，盡管控制設(shè)備M可以確定功率輸入級20的輸入電流，但輸入電壓通過電源(即電子變壓器ET)的輸出電壓確定。實踐中，即使這種電源是相同類型的，這種電源的各個種類的輸出電壓也可以在一定容限內(nèi)，并且甚至可以隨著時間和/或諸如溫度之類的工作條件而變化。因此，輸入功率在一定容限范圍內(nèi)可以是依賴于電源的。在沒有反饋回路60的情況下，這可以容易地轉(zhuǎn)變成LED功率的變型，特別是在諸如圖5所示的實施例中。在圖6A至圖6C的實施例中，控制設(shè)備M可以基于所測量的LED電流，通過設(shè)置功率輸入級20的平均輸入電流的工作設(shè)置點補償這種容限，使得LED電流保持恒定(等于存儲在控制設(shè)備M的存儲器組件中的參考值)。換言之，不計損耗的情況下，使輸入電流適應(yīng)于輸入電壓，使得輸入功率等于輸出功率。在圖6C中，控制設(shè)備M圖示為包括在其反向輸入處接收感測線62的差分放大器Ma。所述設(shè)置點表示為與放大器的非反向輸入耦合的參考信號Vref2。不計將在稍后討論的模塊Mb的情況下，開關(guān)23的控制將使得(平均而言)感測電流將等于Vref2所表示的設(shè)置點。應(yīng)清楚的是，效果在于LED輸出與平均電源電壓無關(guān)，即使電源功率將被調(diào)整。這在調(diào)光能力不成問題的情況下是沒有問題的。為了將容限補償?shù)膬?yōu)點與調(diào)光能力的優(yōu)點組合，控制設(shè)備M可以被設(shè)計為具有有限范圍的用于設(shè)置平均輸入電流的工作設(shè)置點的自由，例如在預(yù)定的固定設(shè)置點的正10%和負(fù)10%之間。結(jié)果，LED將“遵從”通過電源的有意調(diào)光，且具有依賴于所述范圍的“延遲”。例如，假設(shè)在全功率條件下，電子變壓器ET提供比標(biāo)稱設(shè)計值高5%的輸出電壓。控制設(shè)備對通過相對于預(yù)定的固定設(shè)置點使輸入電流設(shè)置點降低5%來對此進行補償?，F(xiàn)在假設(shè)電子變壓器ET被調(diào)光?？刂圃O(shè)備M通過增加輸入電流設(shè)置點來做出響應(yīng)使得LED輸出保持恒定。當(dāng)電子變壓器ET調(diào)光15%時，輸入電流設(shè)置點為比預(yù)定的固定設(shè)置點高10%。僅當(dāng)電子變壓器ET進一步被調(diào)光時，輸入電流設(shè)置點維持恒定(在高于預(yù)定的固定設(shè)置點10%處)并且LED輸出功率減少?？偠灾景l(fā)明提供一種照明設(shè)備1，包括至少一個低功率光源50 ；功率輸入級20，適于從電子變壓器ET接收AC低電壓；功率緩沖級30，具有與輸入級輸出四連接的輸入31 ；驅(qū)動器40，用于驅(qū)動光源并從功率緩沖級接收電功率供給。功率輸入級以相對低的頻率生成用于對功率緩沖級充電的輸出電流脈沖，并且在每個輸出電流脈沖期間，功率輸入級引出輸入電流，該輸入電流始終具有比電子變壓器的最小負(fù)載要求高的電流幅度。盡管已經(jīng)在附圖和前面的描述中詳細(xì)描述和圖示了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)清楚的是，這樣的圖示和描述將被認(rèn)為是說明性的或者示例性的，而非限制性的。本發(fā)明并不限于所公開的實施例，而是可以在所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的保護范圍內(nèi)進行若干變型和修改。
例如，功率輸入級20和功率緩沖級30可以集成在一個單元中。此外，可以具有如下實施例其中實現(xiàn)圖5和圖6的控制機制以及圖3的控制機制，而在操作期間，例如通過用戶選擇，一個機制可以得到比另一個機制更高的優(yōu)先級。此外，盡管已經(jīng)針對LED的情況描述了本發(fā)明，但本發(fā)明的原理在從低電壓變壓器對任何低功率電源供電時也是有用的。本領(lǐng)域技術(shù)人員在實施所要求保護的發(fā)明時，通過研究附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求，可以理解和實現(xiàn)所公開實施例的其它變型。在權(quán)利要求中，用語“包括”不排除其他元件或步驟，并且不定冠詞“一個”或者“一種”不排除多個。單個處理器或其他單元可以實現(xiàn)權(quán)利要求中記載的若干項的功能。在相互不同的從屬權(quán)利要求中記載特定措施的僅有事實并不指示這些措施的組合無法利用。權(quán)利要求中的任何參考標(biāo)記不應(yīng)被視為對范圍進行限制。在上述內(nèi)容中，已經(jīng)參照圖示了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的功能模塊的框圖說明了本發(fā)明，但將理解到的是，這些功能模塊的一個或多個可以在硬件中實現(xiàn)，其中這種功能模塊的功能通過各個硬件組件來實現(xiàn)，但這些功能模塊的一個或多個也可以在軟件中實現(xiàn)，使得這樣的功能模塊的功能通過諸如微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器等的可編程器件或計算機程序的一個或多個程序行來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種照明設(shè)備(1)，包括:至少一個低功率光源(50)；功率輸入級(20)，具有輸出09)并且具有輸入(21)，所述輸入適合用于從電子變壓器(ET)接收AC低電壓，所述電子變壓器(ET)具有最小負(fù)載要求(Imin)；功率緩沖級(30)，具有輸入(31)和功率輸出(39)，所述緩沖級輸入(31)與所述輸入級輸出09)連接；驅(qū)動器(40)，用于驅(qū)動所述光源(50)，所述驅(qū)動器具有功率輸入(41)，所述功率輸入與所述緩沖級功率輸出(39)連接使得從所述功率緩沖級(30)接收電功率供給；其中所述功率輸入級00)被設(shè)計用于以相對低的頻率在電流生成模式與關(guān)閉模式之間進行交替，所述電流生成模式用于生成電流輸出以對所述功率緩沖級(30)進行充電，而在所述關(guān)閉模式期間不生成輸出電流；其中在所述電流生成模式中，所述功率輸入級00)被設(shè)計用于引出輸入電流，所述輸入電流始終具有比所述最小負(fù)載要求高的電流幅度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備，其中所述至少一個低功率光源(50)包括LED，并且/或者所述功率緩沖級(30)提供基本恒定的輸出電壓，并且/或者所述功率緩沖級(30)包括至少一個電容器(32)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備，其中所述驅(qū)動器GO)被設(shè)計用于以恒定電流驅(qū)動所述光源(50)，而進一步地所述驅(qū)動器GO)可以被設(shè)計用于通過改變所述恒定電流的幅度來對所述光源(50)進行調(diào)光；和/或所述驅(qū)動器GO)可以被設(shè)計用于生成始終相同幅度的脈沖燈電流，并且所述驅(qū)動器(40)被設(shè)計用于通過改變所述電流脈沖的占空比來對所述光源(50)進行調(diào)光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備，其中所述功率輸入級O0)包括切換模式的轉(zhuǎn)換ο
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明設(shè)備，其中所述功率輸入級O0)包括升壓型轉(zhuǎn)換器或者降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器或者SEPIC轉(zhuǎn)換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明設(shè)備，其中所述功率輸入級O0)被設(shè)計為與在其輸入(21)處接收到的所述輸入電壓同步地從所述電流生成模式切換到所述關(guān)閉模式和/或從所述關(guān)閉模式切換到所述電流生成模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的照明設(shè)備，其中所述功率輸入級O0)進一步設(shè)置有傳感器(25)，用于測量所述緩沖級(30)的電壓，并且所述功率輸入級O0)被設(shè)計用于響應(yīng)于來自所述傳感器0 的測量信號，從所述電流生成模式切換到所述關(guān)閉模式和/或從所述關(guān)閉模式切換到所述電流生成模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的照明設(shè)備，還包括控制設(shè)備(M)，用于控制所述功率輸入級(20)的切換使得所述測量的緩沖電壓平均而言保持基本恒定。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明設(shè)備，其中在所述電流生成模式中，所述轉(zhuǎn)換器以相對高的頻率切換。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備，其中所述驅(qū)動器GO)包括LED電流控制裝置04，45)，適于以如下方式控制所述LED電流，即所述方式使得所述緩沖級(30)的輸出電壓保持基本恒定。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的照明設(shè)備，其中所述設(shè)備進一步包括LED電流反饋回路(60)，向所述功率輸入級00)反饋回指示所述LED電流的信號，所述功率輸入級00)包括輸入電流控制裝置(M)，所述輸入電流控制裝置04)接收所述信號并適于以如下方式控制所述功率輸入級OO)的輸入電流，即所述方式使得所述LED電流獨立于供給電壓的變化。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的照明設(shè)備，其中所述輸入電流控制裝置04)適于僅在預(yù)定容限范圍內(nèi)補償供給電壓的變化。
13.一種燈單元(100)，包括集成殼體(110，120)，所述集成殼體(110，120)承載連接端子(111)并且容納根據(jù)前述任一權(quán)利要求的照明設(shè)備。
14.一種用于驅(qū)動光源(50)的方法，包括以下步驟提供功率輸入級(20)，所述功率輸入級00)具有輸出09)并且具有輸入(21)，所述輸入適合用于從電子變壓器(ET)接收AC低電壓，所述電子變壓器(ET)具有最小負(fù)載要求(Imin)；其中所述功率輸入級OO)被設(shè)計用于以相對低的頻率在電流生成模式與關(guān)閉模式之間進行交替，所述電流生成模式用于生成電流輸出以對所述功率緩沖級(30)進行充電，而在所述關(guān)閉模式期間不生成輸出電流；并且在所述電流生成模式中，所述功率輸入級OO)被設(shè)計用于引出輸入電流，所述輸入電流始終具有比所述最小負(fù)載要求高的電流幅度；提供功率緩沖級(30)，所述功率緩沖級(30)具有輸入(31)和功率輸出(39)，所述緩沖級輸入(31)與所述輸入級輸出09)連接；提供驅(qū)動器(40)，所述驅(qū)動器00)用于驅(qū)動所述光源(50)，所述驅(qū)動器具有功率輸入(41)，所述功率輸入與所述緩沖級功率輸出(39)連接使得從所述功率緩沖級(30)接收電功率供給，所述驅(qū)動器GO)的輸出與所述光源(50)耦合；允許所述驅(qū)動器GO)確定平均LED電流；調(diào)整所述功率輸入級OO)的控制，使得平均而言所述功率緩沖器(30)的功率容量保持恒定。
15.一種用于驅(qū)動光源(50)的方法，包括以下步驟提供功率輸入級(20)，所述功率輸入級O0)具有輸出09)并且具有輸入(21)，所述輸入適合用于從電子變壓器(ET)接收AC低電壓，所述電子變壓器(ET)具有最小負(fù)載要求(Imin)；其中所述功率輸入級OO)被設(shè)計用于以相對低的頻率在電流生成模式與關(guān)閉模式之間進行交替，所述電流生成模式用于生成電流輸出以對所述功率緩沖級(30)進行充電，而在所述關(guān)閉模式期間不生成輸出電流；并且在所述電流生成模式中，所述功率輸入級OO)被設(shè)計用于引出輸入電流，所述輸入電流始終具有比所述最小負(fù)載要求高的電流幅度；提供功率緩沖級(30)，所述功率緩沖級(30)具有輸入(31)和功率輸出(39)，所述緩沖級輸入(31)與所述輸入級輸出09)連接；提供驅(qū)動器(40)，所述驅(qū)動器00)用于驅(qū)動所述光源(50)，所述驅(qū)動器具有功率輸入(41)，所述功率輸入與所述緩沖級功率輸出(39)連接使得從所述功率緩沖級(30)接收電功率供給，所述驅(qū)動器GO)的輸出與所述光源(50)耦合；允許所述功率輸入級00)確定平均LED電流；調(diào)整所述驅(qū)動器GO)的控制，使得平均而言所述功率緩沖器(30)的功率容量保持恒定。
全文摘要
一種照明設(shè)備(1)，包括至少一個低功率光源(50)；功率輸入級(20)，適合用于從電子變壓器(ET)接收AC低電壓；功率緩沖級(30)，具有與輸入級輸出(29)連接的輸入(31)；驅(qū)動器(40)，用于驅(qū)動光源和從功率緩沖級接收電功率供給。功率輸入級以相對低的頻率生成輸出電流脈沖，用于對功率緩沖級進行充電，并且在每個輸出電流脈沖期間，功率輸入級引出輸入電流，輸入電流始終具有比電子變壓器的最小負(fù)載要求高的電流幅度。
文檔編號H05B33/08GK102598855SQ201080041547
公開日2012年7月18日 申請日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者B·J·E·霍恩泰爾, D·J·A·克萊森斯, E·N·K·P·M·埃伯森, P·L·Z·懷爾, R·L·陶塞恩, R·埃戴恩, 蔣宏 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司