用于將led連接至電子鎮(zhèn)流器的驅(qū)動器的制造方法
【專利摘要】為了允許在不移除電子鎮(zhèn)流器(3)的情況下，由發(fā)光二極管電路(2)替換熒光管燈或類似的燈的所述電子鎮(zhèn)流器(3)，提供了一種驅(qū)動器(1)，其具有第一電路(10)，以對所述電子鎮(zhèn)流器(3)的諧振槽進(jìn)行解諧。所述第一電路(10)包括電容器(11)和雙向開關(guān)(12)的串聯(lián)連接。所述串聯(lián)連接耦合至所述電子鎮(zhèn)流器(3)，以接收交流信號。所述驅(qū)動器(1)具有第二電路(20)，其用于向所述發(fā)光二極管電路(2)提供直流信號。所述第二電路(20)包括整流器，所述整流器具有耦合至所述串聯(lián)連接的輸入，和耦合至所述發(fā)光二極管電路(2)的輸出。所述驅(qū)動器(1)還具有第三電路(30)，其用于向所述第一電路(10)提供控制信號，以控制被供應(yīng)給所述發(fā)光二極管電路(2)的功率量。
【專利說明】用于將LED連接至電子鎮(zhèn)流器的驅(qū)動器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動發(fā)光二極管電路的驅(qū)動器。本發(fā)明還涉及一種裝置。
[0002]這種裝置的示例為燈及其部件。
【背景技術(shù)】
[0003]US2010/0033095A1公開了一種代替熒光燈的固態(tài)半導(dǎo)體發(fā)光二極管。由于該代替基于電壓轉(zhuǎn)換和功率因數(shù)校正的事實，所以該代替相對復(fù)雜并且相對昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目標(biāo)在于提供一種改進(jìn)的驅(qū)動器。本發(fā)明的另一目標(biāo)在于提供一種改進(jìn)的裝置。
[0005]根據(jù)第一方面，提供一種驅(qū)動器，以驅(qū)動發(fā)光二極管電路，該驅(qū)動器包括:[0006]第一電路，其用于對電子鎮(zhèn)流器的諧振槽進(jìn)行解諧，第一電路包括電容器和雙向開關(guān)的串聯(lián)連接，該串聯(lián)連接的端子被布置成耦合至電子鎮(zhèn)流器的端子，以從電子鎮(zhèn)流器接收交流信號，
[0007]第二電路，其用于向發(fā)光二極管電路提供直流信號，第二電路包括整流器，該整流器具有耦合至該串聯(lián)連接的端子的輸入，和被布置成耦合至發(fā)光二極管電路的端子的輸出，和
[0008]第三電路，其用于向第一電路提供控制信號，以控制被供應(yīng)給發(fā)光二極管電路的
功率量。
[0009]還已知電子鎮(zhèn)流器為高頻鎮(zhèn)流器或啟動器鎮(zhèn)流器，以啟動通常為管形式的熒光燈或類似的燈。由于下列事實，即發(fā)光二極管電路具有允許降低功率消耗的更高光效率，所以這些燈需要被這些電路替換。
[0010]優(yōu)選地，主要地替換管(直接替換)，并且電子鎮(zhèn)流器保持在適當(dāng)位置。出于該目的，驅(qū)動器具有第一電路，其用于對電子鎮(zhèn)流器的諧振槽進(jìn)行解諧。第一電路包括電容器和雙向開關(guān)的串聯(lián)連接。該串聯(lián)連接的端子被布置成耦合至電子鎮(zhèn)流器的端子，以從電子鎮(zhèn)流器接收交流信號。此外，驅(qū)動器具有第二電路，其用于向發(fā)光二極管電路提供直流信號。第二電路包括整流器，該整流器具有耦合至該串聯(lián)連接的端子的輸入，和具有被布置成耦合至發(fā)光二極管電路的端子的輸出。最后，驅(qū)動器具有第三電路，其用于向第一電路提供控制信號，以控制被供應(yīng)給發(fā)光二極管電路的功率量。
[0011]結(jié)果，已經(jīng)產(chǎn)生了一種相對簡單和相對低成本的驅(qū)動器，其允許在不移除電子鎮(zhèn)流器的情況下，由發(fā)光二極管電路替換熒光管燈或類似的燈的電子鎮(zhèn)流器。
[0012]發(fā)光二極管電路包括一個或更多個任何類型或任何組合的發(fā)光二極管。雙向開關(guān)是被設(shè)計成用于交流環(huán)境的開關(guān)。
[0013]驅(qū)動器的一個實施例由下列控制信號限定，該控制信號具有固定開關(guān)頻率和可調(diào)占空比。固定開關(guān)頻率可能在IOHz至IOOHz之間，并且將通常被選擇成低于電子鎮(zhèn)流器的運(yùn)行頻率，諸如40kHz。在相應(yīng)于占空比的關(guān)斷時間(Toff)的雙向開關(guān)的不傳導(dǎo)模式期間，更多功率(Poff)將被傳輸至發(fā)光二極管電路，并且在相應(yīng)于占空比的接通時間(Ton =1-Toff)的雙向開關(guān)的傳導(dǎo)模式期間，較少功率(Pon)將被傳輸至發(fā)光二極管電路。結(jié)果，被傳輸給發(fā)光二極管電路的平均功率將為Pav = Toff*Poff+Ton*Pon，其中Toff+Ton = I。
[0014]驅(qū)動器的一個實施例由下列雙向開關(guān)限定，該雙向開關(guān)包括晶體管，該晶體管具有用于接收控制信號的控制電極并且具有第一和第二主電極，電容器的一側(cè)被耦合至串聯(lián)連接的端子之一，第一主電極經(jīng)由第一二極管耦合至電容器的另一側(cè)，并且經(jīng)由第二二極管耦合至串聯(lián)連接的另一端子，并且第二主電極經(jīng)由第三二極管耦合至電容器的另一例，并且經(jīng)由第四二極管耦合至串聯(lián)連接的另一端子。這四個二極管形成整流器，以對電子鎮(zhèn)流器周圍的交流環(huán)境進(jìn)行整流，并且將電容器整流為用于晶體管的直流環(huán)境。晶體管能夠為任何類型的晶體管。不排除其它類型的雙向開關(guān)。
[0015]驅(qū)動器的一個實施例由第三電路限定，該第三電路被連接至檢測器，以檢測發(fā)光二極管電路的參數(shù)，并且第三電路包括控制器，以響應(yīng)檢測結(jié)果，提供控制信號。這種反饋回路提供更大的穩(wěn)定性，并且向組件波動提供補(bǔ)償。
[0016]驅(qū)動器的一個實施例由下列參數(shù)限定，該參數(shù)為流經(jīng)發(fā)光二極管電路的至少一個發(fā)光二極管的電流，控制器包括比較器，以比較所述電流或其低通濾波版本與參考電流，并且控制器包括轉(zhuǎn)換器，以將比較結(jié)果轉(zhuǎn)換為控制信號。比較器可能是減法電路，或者更復(fù)雜的電路。不排除其它類型的參數(shù)，諸如電壓和光輸出。
[0017]驅(qū)動器的一個實施例由下列轉(zhuǎn)換器限定，該轉(zhuǎn)換器包括比例積分控制單元、調(diào)制器和用于提供電流隔離的隔離器，比例積分控制單元的輸出耦合至調(diào)制器的輸入，調(diào)制器的輸出耦合至隔離器的晶體管的控制電極，晶體管的主電極之一耦合至變壓器的初級側(cè)或隔離器的光電耦合器，并且變壓器的次級側(cè)或光電耦合器被布置成提供控制信號。電流隔離在開關(guān)的交流側(cè)和第三開關(guān)的直流側(cè)之間提供匹配，并且因而提供用于雙向開關(guān)的浮動驅(qū)動。比例積分控制單元提供占空比信息，并且調(diào)制器提供用于晶體管的控制電極的控制電極信息。該晶體管能夠為任何類型的晶體管。
[0018]驅(qū)動器的一個實施例由下列檢測器限定，該檢測器包括位于整流器的輸出之一和發(fā)光二極管電路的端子之一之間的電阻器。該檢測器相對簡單并且相對成本低。不排除其它類型的檢測器，例如以檢測其它類型的參數(shù)。
[0019]驅(qū)動器的一個實施例被限定為，其還包括:
[0020]第四電路，其用于對直流信號濾波，該第四電路包括耦合至整流器輸出的另一電容器。該另一電容器相對簡單并且相對成本低。用于反饋目的所使用的電流可以是流經(jīng)發(fā)光二極管電路的至少一個發(fā)光二極管的電流，或者可以是流經(jīng)發(fā)光二極管電路和另一電容器的并聯(lián)組合的電流。
[0021]驅(qū)動器的一個實施例由第三電路限定，該第三電路還被連接至另一檢測器，以檢測發(fā)光二極管電路的另一參數(shù)，控制器被布置成，響應(yīng)另一檢測結(jié)果，停止控制。該另一檢測器提供保護(hù)和降低的功率消耗。
[0022]驅(qū)動器的一個實施例由另一參數(shù)限定，該另一參數(shù)為跨整流器輸出存在的電壓，并且在該電壓處于預(yù)期范圍外的情況下，停止控制。通常，跨整流器輸出存在的電壓應(yīng)處于預(yù)期范圍內(nèi)。為了能夠?qū)Υ诉M(jìn)行檢查，另一檢測器可包括被連接至整流器輸出的兩個電阻器的另一串聯(lián)連接，其中例如將跨電阻器之一存在的電壓與參考電壓進(jìn)行比較。不排除其它類型的進(jìn)一步檢測器。
[0023]驅(qū)動器的一個實施例被限定為，其還包括:
[0024]第五電路，其用于向控制器提供供應(yīng)電壓。該供應(yīng)電壓可用于避免使用電池。
[0025]驅(qū)動器的一個實施例由第五電路限定，該第五電路包括耦合至整流器輸出的輸入，和稱合至控制器的供應(yīng)電壓輸入的輸出。
[0026]驅(qū)動器的一個實施例由驅(qū)動器限定，該驅(qū)動器被布置成允許在不移除電子鎮(zhèn)流器的情況下，由發(fā)光二極管電路替換熒光管燈或類似的燈的電子鎮(zhèn)流器。
[0027]根據(jù)第二方面，提供一種裝置，其包括驅(qū)動器，并且還包括電子鎮(zhèn)流器和/或發(fā)光二極管電路。
[0028]一種洞察力可以是，當(dāng)電子鎮(zhèn)流器與發(fā)光二極管電路組合使用時，將通過電容器對電子鎮(zhèn)流器進(jìn)行解諧。基本理念可在于，為了能夠控制將被傳輸至發(fā)光二極管電路的輸出功率，能夠開關(guān)電容器。
[0029]另一優(yōu)點在于，驅(qū)動器相對簡單并且相對成本低，因此相對耐用，并且在于，驅(qū)動器允許在不移除電子鎮(zhèn)流器的情況下，由發(fā)光二極管電路替換熒光管燈或類似的燈的電子鎮(zhèn)流器，由此降低功率消耗和最小化替換時間。
[0030]通過下文所述的實施例將明白本發(fā)明的這些和其它方面，并且參考下文所述的實施例闡明本發(fā)明的這些和其它方面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]在附圖中:
[0032]圖1示出驅(qū)動器的實施例，
[0033]圖2示出雙向開關(guān)的實施例，
[0034]圖3示出第三電路的實施例，
[0035]圖4示出具有發(fā)光二極管電路的管，和
[0036]圖5示出模擬波形。
【具體實施方式】
[0037]在圖1中示出驅(qū)動器I的實施例。用于驅(qū)動發(fā)光二極管電路2的驅(qū)動器I包括第一電路10,其用于對電子鎮(zhèn)流器3的諧振槽(resonant tank)解諧(detuning)。該第一電路10包括電容器11和雙向開關(guān)12的串聯(lián)連接。該串聯(lián)連接的端子被布置成耦合至電子鎮(zhèn)流器3的端子，以從電子鎮(zhèn)流器3接收交流信號。
[0038]驅(qū)動器I還包括第二電路20，其用于向發(fā)光二極管電路2提供直流信號。該第二電路20包括整流器，該整流器具有耦合至該串聯(lián)連接的端子的輸入，和被布置成耦合至發(fā)光二極管電路2的端子的輸出。例如，整流器包括橋接結(jié)構(gòu)中的一個二極管或兩個二極管或四個二極管。
[0039]驅(qū)動器I還包括第三電路30，其用于向第一電路10提供控制信號，以控制被供應(yīng)給發(fā)光二極管電路2的功率量。
[0040]優(yōu)選地，驅(qū)動器I還包括第四電路40，其用于對直流信號濾波，該第四電路40包括耦合至整流器輸出的另一電容器。
[0041]優(yōu)選地，驅(qū)動器I還包括第五電路50以用于為第三電路30提供供應(yīng)電壓，該第五電路50包括耦合至整流器輸出的輸入，和耦合至第三電路30的供應(yīng)電壓輸入的輸出。
[0042]優(yōu)選地，驅(qū)動器I還包括將參考圖3討論的檢測器60以及在圖3的說明后將討論的另一檢測器70。
[0043]在圖2中示出雙向開關(guān)12的實施例。雙向開關(guān)12可能包括晶體管13，其具有用于接收控制信號的控制電極以及具有第一與第二主電極。電容器11的一側(cè)耦合至串聯(lián)連接的端子之一。第一主電極通過第一二極管14耦合至電容器11的另一側(cè)，并且通過第二二極管15耦合至串聯(lián)連接的另一端子。第二主電極通過第三二極管16耦合至電容器11的另一側(cè)，并且通過第四二極管17耦合至串聯(lián)連接的另一端子。
[0044]優(yōu)選地，第三電路30產(chǎn)生的控制信號可具有固定開關(guān)頻率和可調(diào)占空比。
[0045]在圖3中示出第三電路30的實施例。第三電路30可能連接至檢測器60，以用于檢測發(fā)光二極管電路2的參數(shù)。第三電路30可包括控制器31、32、33、34，以響應(yīng)檢測結(jié)果，提供控制信號。
[0046]優(yōu)選地，該參數(shù)為流經(jīng)發(fā)光二極管電路2的至少一個發(fā)光二極管的電流。控制器31、32、33、34可包括比較器31，以比較所述電流或其低通濾波版本與參考電流，這里以參考標(biāo)記37指示該參考電流?？刂破?1、32、33、34還可包括轉(zhuǎn)換器32、33、34，以將比較結(jié)果轉(zhuǎn)換為控制信號。
[0047]優(yōu)選地，轉(zhuǎn)換器32、33、34包括比例積分控制單元32、調(diào)制器33和用于提供電流隔離的隔離器34。比例積分控制單元32的輸出耦合至調(diào)制器33的輸入。調(diào)制器33的輸出耦合至隔離器34的晶體管35的控制電極。晶體管35的主電極之一耦合至隔離器34的變壓器36的初級側(cè)(初級繞組)，并且變壓器36的次級側(cè)(次級繞組)被布置成例如經(jīng)由電阻器橋提供控制信號。代替變壓器，能夠使用光電耦合器。當(dāng)使用光電耦合器時，需要另外提供用于驅(qū)動雙向開關(guān)必需的能量。由于變壓器能夠從其初級側(cè)向其次級側(cè)傳遞能量的事實，所以變壓器不需要這種另外的能量提供。
[0048]檢測器60可能包括位于整流器的輸出之一和發(fā)光二極管電路2的端子之一之間的電阻器。
[0049]第三電路30還可能被連接至另一檢測器70，以檢測發(fā)光二極管電路2的另一參數(shù)。控制器31、32、33、34被布置成響應(yīng)進(jìn)一步的檢測結(jié)果，停止控制。優(yōu)選地，該另一參數(shù)為跨整流器的輸出存在的電壓，并且在該電壓處于預(yù)期范圍外的情況下，停止控制。
[0050]在圖4中，示出管包括發(fā)光二極管電路2和驅(qū)動器I，并且該管被耦合至電子鎮(zhèn)流器3。驅(qū)動器I允許在不移除電子鎮(zhèn)流器3的情況下，由發(fā)光二極管電路2替換熒光燈管燈或類似的燈的電子鎮(zhèn)流器3。
[0051]在圖5中，示出模擬波形，其從頂部至底部包括控制信號、驅(qū)動器輸入電壓、驅(qū)動器輸入電流、流經(jīng)電子鎮(zhèn)流器3的(諧振槽的)電流、流經(jīng)電容器11的電流以及流經(jīng)發(fā)光二極管電路2的電流。
[0052]總而言之，為了允許在不移除電子鎮(zhèn)流器3的情況下，由發(fā)光二極管電路2替換熒光燈管燈或類似的燈的電子鎮(zhèn)流器3，驅(qū)動器I被提供有第一電路10，以用于對電子鎮(zhèn)流器3的諧振槽解諧。第一電路10包括電容器11和雙向開關(guān)12的串聯(lián)連接。該串聯(lián)連接耦合至電子鎮(zhèn)流器3，以接收交流信號。驅(qū)動器I被提供有第二電路20，用于向發(fā)光二極管電路2提供直流信號。該第二電路20包括整流器，該整流器具有耦合至該串聯(lián)連接的輸入，和耦合至發(fā)光二極管電路2的輸出。驅(qū)動器I還提供有第三電路30，用于向第一電路10提供控制信號，以控制被供應(yīng)給發(fā)光二極管電路2的功率量。
[0053]雖然已經(jīng)在附圖和上文說明中詳細(xì)例示和描述了本發(fā)明，但是該例示和說明應(yīng)被視為例示性或示例性的而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實施例。通過研究附圖、公開和附加權(quán)利要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實踐所要求發(fā)明時能夠理解和實現(xiàn)所公開實施例的其它變體。在權(quán)利要求中，詞語“包括...”不排除其它元件或步驟，并且不定冠詞“一”或“一個”不排除多個。在互相不同的從屬權(quán)利要求中列舉特定措施的僅有事實不指示不能有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要求中的任何參考標(biāo)記都不應(yīng)被視為限制范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于驅(qū)動發(fā)光二極管電路(2)的驅(qū)動器(I)，所述驅(qū)動器(I)包括: 第一電路(10)，其用于對電子鎮(zhèn)流器(3)的諧振槽進(jìn)行解諧，所述第一電路(10)包括電容器(11)和雙向開關(guān)(12)的串聯(lián)連接，所述串聯(lián)連接的端子被布置成耦合至所述電子鎮(zhèn)流器(3)的端子，以從所述電子鎮(zhèn)流器(3)接收交流信號， 第二電路(20)，其用于向所述發(fā)光二極管電路(2)提供直流信號，所述第二電路(20)包括整流器，所述整流器具有耦合至所述串聯(lián)連接的所述端子的輸入，以及具有被布置成耦合至所述發(fā)光二極管電路⑵的端子的輸出，以及 第三電路(30)，其用于向所述第一電路(10)提供控制信號，以控制被供應(yīng)給所述發(fā)光二極管電路(2)的功率量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器(I)，所述控制信號具有固定開關(guān)頻率和可調(diào)占空比。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動器(I)，所述雙向開關(guān)(12)包括晶體管(13)，所述晶體管(13)具有用于接收所述控制信號的控制電極以及具有第一主電極和第二主電極，所述電容器(11)的一例耦合至所述串聯(lián)連接的所述端子之一，所述第一主電極經(jīng)由第一二極管(14)耦合至所述電容器(11)的另一側(cè)，并且經(jīng)由第二二極管(15)耦合至所述串聯(lián)連接的另一端子，并且所述第二主電極經(jīng)由第三二極管(16)耦合至所述電容器(11)的另一側(cè)，并且經(jīng)由第四二極管(17)耦合至所述串聯(lián)連接的另一端子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器(I)，所述第三電路(30)被連接至檢測器(60)，以用于檢測所述發(fā)光二極管電路(2)的參數(shù)，并且所述第三電路(30)包括控制器(31、32、33、34)，以響應(yīng)檢測結(jié)果而提供所述控制信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動器(I)，所述參數(shù)為流經(jīng)所述發(fā)光二極管電路(2)的至少一個發(fā)光二極管的電流，所述控制器(31、32、33、34)包括比較器(31)，以用于將所述電流或其低通濾波版本與參考電流進(jìn)行比較，并且所述控制器(31、32、33、34)包括轉(zhuǎn)換器(32、33、34)，以用于將比較結(jié)果轉(zhuǎn)換為所述控制信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動器(I)，所述轉(zhuǎn)換器(32、33、34)包括比例積分控制單元(32)、調(diào)制器(33)和用于提供電流隔離的隔離器(34)，所述比例積分控制單元(32)的輸出耦合至所述調(diào)制器(33)的輸入，所述調(diào)制器(33)的輸出耦合至所述隔離器(34)的晶體管(35)的控制電極，所述晶體管(35)的主電極之一耦合至所述隔離器(34)的變壓器(36)的初級側(cè)或光電耦合器，并且所述變壓器(36)的次級側(cè)或所述光電耦合器被布置成提供所述控制信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動器(I)，所述檢測器(60)包括位于所述整流器的所述輸出之一與所述發(fā)光二極管電路(2)的所述端子之一之間的電阻器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器(I)，還包括: 第四電路(40)，其用于對所述直流信號進(jìn)行濾波，所述第四電路(40)包括耦合至所述整流器的所述 輸出的另一電容器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器(I)，所述第三電路(30)還被連接至另一檢測器(70)，以用于檢測所述發(fā)光二極管電路(2)的另一參數(shù)，所述控制器(31、32、33、34)被布置成響應(yīng)進(jìn)一步檢測結(jié)果，停止控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的驅(qū)動器(I)，所述另一參數(shù)為跨所述整流器的所述輸出存在的電壓，并且在所述電壓處于預(yù)期范圍外的情況下，停止所述控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器(I)，還包括: 第五電路(50)，其用于為所述控制器(31、32、33、34)提供供應(yīng)電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動器(I)，所述第五電路(50)包括耦合至所述整流器的所述輸出的輸入，和I禹合至所述控制器(31、32、33、34)的供應(yīng)電壓輸入的輸出。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器(I)，其用于允許在不移除所述電子鎮(zhèn)流器(3)的情況下，由所述發(fā)光二極管電路(2)替換熒光管燈或類似的燈的所述電子鎮(zhèn)流器(3)。
14.一種裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器(I)，并且還包括所述電子鎮(zhèn)流器(3)和/或所述發(fā)光二極管電 路(2)。
【文檔編號】H05B33/08GK103891405SQ201280051600
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月20日
【發(fā)明者】陶海敏 申請人:皇家飛利浦有限公司