负载确定装置和使用该负载确定装置的照明设备的制作方法

专利名称：负载确定装置和使用该负载确定装置的照明设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及负载确定装置和使用该负载确定装置的照明设备，用于确定和点亮照明负载。
背景技术：
常规地，日本专利申请公开2001-210490号中公开了包括负载确定装置的放电灯点亮装置。放电灯点亮装置通常用于点亮各种放电灯，诸如荧光灯和高强度放电(HID)灯， 每个放电灯具有不同的电特性。为了合适地点亮每个放电灯，放电灯点亮设备在启动时以预定的输出特性点亮放电灯，然后通过检测灯的点亮特性(例如，电压、电流、电功率)来识别放电灯的类型，即基于灯的点亮性质来确定照明负载。照明负载可以包括有机电致发光(以下称作“有机EL”)以及LED，并且点亮装置优选地是这些固态发光装置所通用的。以上专利文献中公开的负载确定装置适于基于放电灯的特性来确定放电灯。然而，此技术难以配置为确定有机EL和LED，因为固态发光装置具有与放电灯的特性不同的特性。更具体地，在上述专利文献中，通过检测放电电流而不考虑电容部件来确定作为照明负载的放电灯。然而，在存在本身具有电容的照明负载，诸如有机 EL,的情况下，该技术不能如其本身那样使用。

发明内容
基于以上原因，本发明提供能够确定和点亮照明负载，更具体地，甚至在照明负载为有机EL时也能够容易地检测并确定照明负载的负载确定装置和使用该负载确定装置的照明设备。根据本发明的第一方面，提供了一种照明负载确定装置，包括照明负载；电压施加单元，用于将电压施加至所述照明负载；连接单元，用于连接所述照明负载和所述电压施加单元；检测单元，用于在将电压从所述电压施加单元经由所述连接单元施加至所述照明负载时，检测流过所述照明负载的电流和/或所述照明负载两端的所述电压；以及确定单元，用于基于所述检测单元的输出来确定所述照明负载的类型。在所述负载确定装置中，所述确定单元具有比较器，所述比较器用于将所述检测单元检测的检测值与预定阈值进行比较，并基于所述比较器的输出确定所述照明负载是否具有电容部件。利用此配置，因为能够确定所述照明负载是否具有电容，所以能够容易地确定电容大于LED的电容的有机EL发光装置。这使得可能以所述照明负载的额定驱动电压点亮所述照明负载。所述确定单元优选地通过施加比所述照明负载的且来自所述电压施加单元的额定驱动电压小的电压来确定所述照明负载。此外，在确定了所述照明负载具有电容时，优选地，基于开始从所述电压施加单元施加电压至所述照明负载后预定时段中由所述检测单元检测的最大值，所述确定单元计算所述照明负载的所述电容。
所述电压施加单元可以具有电感器，电功率通过所述电感器供应至所述照明负载，所述电感器与所述照明负载的电容一起构成谐振电路。此外，在所述确定单元确定所述照明负载时，所述电压施加单元优选地以所述谐振电路的谐振频率将电压施加至所述照明负载。此外，所述确定单元可以基于来自所述谐振电路的谐振电压确定所述照明负载。此外，所述电压施加单元优选地基于所述检测单元检测的值来控制功率供应。此外，所述确定单元优选地随时间改变所述阈值。根据本发明的第二方面，提供了一种照明设备，其具有上述的照明负载确定装置。


从结合附图给出的实施例的以下描述，本发明的目的和特征将变得明显，其中图1是根据本发明的第一实施例的负载确定装置的框图；图2是负载确定装置的电路图；图3示出了负载确定操作中在负载确定装置的各个部分的输出波形图；图4给出了多个负载确定操作中在负载确定装置的各个部分的输出波形图；图5是根据本发明的第二实施例的负载确定装置的框图；图6是图5中所示的负载确定装置的变形范例的电路图；图7是示出图5中所示的负载确定装置中的确定单元的参考电压和时间之间的关系的图示；图8是用于描述根据本发明的第三实施例的负载确定装置的操作的有机EL的电压-电流特性曲线；图9是根据本发明的第四实施例的负载确定装置的框图；图10是图9中所示的负载确定装置中的电压施加单元的谐振电路的电流-频率特性曲线；图11示例电压施加操作中在图9中所示的电压施加单元的各个部分的输出波形图；图12是根据本发明的第五实施例的负载确定装置的框图；图13是包括根据实施例的负载确定装置的照明设备的透视图。
具体实施例方式以下，将参照形成本发明的一部分的附图更详细地描述本发明的实施例。遍及全部附图，相同的参考数字分配给相同或类似的部件，并且将省略其冗余描述。(第一实施例)将参照附图1至4更详细描述根据本发明的第一实施例的照明负载确定装置。如图ι中所示，第一实施例的负载确定装置1(以下，称作“确定装置”)包括具有照明负载4 的负载模块2;电压施加单元3;连接单元5( 和恥)；检测单元6;以及确定单元7。照明负载4和连接单元恥模块化，以提供负载模块2。虽然图2中检测单元6示例为在电压施加单元3内，但是而可以如图1中所示地独立设置电压施加单元3。于此，作为照明负载4 提供有机电致发光装置(以下，称作“有机EL”Ha，并且“Cp”表示有机EL如两端的寄生电容。有机EL装置典型地包括设置于面对(facing)电极板之间的发光物质，这形成聚光器(condenser)结构。从而，有机EL具有电容，S卩，寄生电容Cp。电压施加单元3由电源Vin供应恒定电压并生成用于照明负载4的驱动电压。此外，电压施加单元3经由连接单元5向确定单元7确定的照明负载4供应额定驱动电压。由例如连接器构成的连接单元5具有在电压施加单元3侧的连接单元fe和在负载模块2侧的连接单元恥，连接单元fe和连接单元恥以电源线等互连。当电压从电压施加单元3施加至照明负载4时，检测单元6检测流过照明负载4 的至少一个电流和照明负载4两端的电压。确定单元7基于检测单元6的输出确定照明负载4的类型。具体地，基于有机EL和LED的寄生电容的差异，具有较大电容的有机EL可与 LED区别开。负载确定装置1和电源Vin包括在照明设备中。如图2中所示，电压施加单元3包括半导体开关元件FETl和FET2、二极管D1、扼流圈(感应器)Li、电容器Cl、电流检测单元(检测单元)6、以及驱动电路8。由FETl和相反连接的二极管Dl形成的串联电路连接至电源Vin，并且包括扼流圈Li、电解电容器Cl、和 FET2的串联电路并联连接至二极管Dl。由电容器Cl和FET2形成的串联电路并联连接至包括连接单元如和电阻器Rd的串联电路。连接单元如和连接单元恥以两个端子连接。作为照明负载4的有机EL如连接至连接单元恥的输入端子，这引起寄生电容Cp。结果，有机EL装置如和其寄生电容Cp等效于跨接于输入端子。电流检测单元6具有串联连接至照明负载4的电阻器Rd，且电阻器Rd和连接单元fe之间的连接点连接至确定单元7。电流检测单元6检测流过电阻器Rd的电流Id，并作为检测电压(检测值)Vd( = IdXRd)供应给确定单元7。确定单元7具有比较器COMPl和连接至COMPl的输出端子的置位-复位触发器 RS-FF1，并且附加地包括用于控制以上部件的微计算机、用于存储的存储器等。在确定单元 7中，COMPl将电流检测单元6检测的检测电压Vd与参考电压Vref 1，即预定阈值进行比较， 并基于COMPl的输出确定照明负载4是否具有电容。更具体地，来自电流检测单元6的检测电压Vd输入至COMPl的正输入端子，参考电压Vrefl连接至COMPl的负输出端子，并且COMPl的输出输入至RS-FFl的置位输入端子 S。在输入至COMPl的正输入端子的电压超过输入至COMPl的负输入端子的电压时，COMPl 的输出变为高(H)电平，而在没有超过时变为低(L)电平。因此，在检测电压Vd超过参考电压Vrefl时，H电平信号供应至RS-FFl。来自COMPl的输出输入至RS-FFl的置位输入端子S，并且置位输入端子R接地。 RS-FFl操作，以在H电平信号输入至RS-FFl的S端子时，从其Q端子输出H电平信号，并且在H电平信号从COMPl输入之前，保持Q端子的输出在L电平。RS-FFl的输出输入至驱动电路8作为负载确定信号。驱动电路8用作控制电路用于驱动以控制FETl的开关，并且驱动电路8包括控制单元，例如微计算机(未示出)，以及存储单元，例如存储器。驱动电路8将关于用于正常地驱动由确定单元7确定的照明负载4的额定电压的信息存储在存储器中。例如，当接收负载确定信号，其中基于RS-FFl的输出确定照明负载4为有机EL 时，驱动电路8传输用于驱动用作照明负载4的有机EL如的控制信号至FETl并控制FETl。因此，预定额定驱动电压能够从电压施加单元3输出至照明负载4。作为控制信号，例如，可以采用PWM(脉宽调制)控制信号等，其由脉冲信号构成。电压施加单元3用作所谓的降压斩波器(st印-down chopper)电路，其通过由驱动电路8以高的频率开通和关断FETl经由FETl从电源Vin向负载供应功率。即，当FETl 开通时，电压施加单元3通过电源Vin、FET1、扼流圈Li、连接单元fe、连接单元釙、照明负载4、连接单元5b-连接单元5a、电阻器Rd、以及电源Vin的路径将电流供应给照明负载4。 当FETl关断时，扼流圈Ll中积累的能量通过扼流圈Li、连接单元fe、连接单元恥、照明负载4、连接单元恥、连接单元5a、电阻器Rd、二极管D1、以及扼流圈Ll的路径供应至照明负载4。电容器Cl是平滑电容器，用于将供应至照明负载4的电压平滑成DC电压。在负载确定后，FET2开通，并且由此电容器Cl的一端接地。因此，能够稳定化点亮时照明负载4 两端的电压，这抑制闪烁等。此外，在负载确定时，因为通过关断FET2消除电容器Cl的影响，所以能够使得确定负载中生成的浪涌电流的水平更高，由此使得负载确定更容易。接下来，将参照图3描述确定单元7的确定操作。在图3中，(a)示出了照明负载 4开通时，从驱动电路8输入至FETl中以确定照明负载4的栅极电压Vgl的波形。(b)示出了从驱动电路8输入到FET2中的栅极电压Vg2的波形。(c)示出了采用有机EL如作为照明负载4的情况下的参考电压Vrefl和来自电流检测单元6的检测电压，(d)示出了那时COMPl的输出波形，以及(e)示出了那时RS-FFl的输出波形。此夕卜，(f)示出了采用LED 作为照明负载4的情况下的参考电压Vrefl和来自电流检测单元6的波形，以及(g)示出了那时RS-FFl的输出波形。如图3(a)中所示，在确定负载时，在时间tl至t3期间，驱动电路8输出脉冲方式的栅极电压Vgl以开通FET1。此外，在负载确定后，驱动电路8输出处于H电平的栅极电压Vg2，如图3(b)中所示。因为通过栅极电压Vg2关断FET2，并且由此在时段tl至t3期间电容器Cl不接地，所以没有必要考虑电容器Cl的影响。在负载确定后，FET2开通。基于来自驱动电路8的栅极电压Vgl，FETl在时间tl开通，且在时间t3关断。当扼流圈Ll的电感非常小时，几乎类似于图3(a)中所示的波形的电压波形施加于照明负载 4两端。此外，当照明负载4为有机EL如时，照明负载4包括寄生电容Cp。因此，用于对寄生电容Cp进行充电的浪涌电流在由驱动电路8施加栅极电压Vgl的初始时间流过电流检测单元6，使得在电流检测单元6中的检测电压Vd(EL)出现峰值电流(电压)，如图3 (c) 所示。确定单元7通过COMPl将检测电压Vd(EL)与预定参考电压Vref进行比较。在时间 tl至t2期间，其中检测电压Vd超过参考电压Vref，COMPl的输出变为H电平，如图3 (d)中所示。当来自COMPl的H电平的输出信号输入至RS-FFl的置位-输入端子时，RS-FFl的输出端子Q变为H电平，如图3(e)中所示。另一方面，当照明负载4为LED时，LED能够等效地视为电阻负载，因为其寄生电容Cp与有机EL装置如的寄生电容相比非常小。从而，在电流检测单元6的检测电流Id 中几乎不会出现浪涌电流，并且基于检测电流Id的检测电压Vd(LED)超过参考电压Vref， 如图3(f)中所示。因此，RS-FFl的输出保持在L电平。当RS-FFl的Q输出处于H电平时，确定单元7确定连接的照明负载4为有机EL 4a，并且当RS-FFl的Q输出处于L电平时，确定照明负载4为LED。当确定照明负载4为有机EL且从RS-FFl输入H电平信号时，驱动电路8输入驱动控制信号至FETl以生成用于有机EL 4a的对应于H电平的额定驱动电压，驱动控制信号诸如是PWM信号，额定驱动电压是预定的。因此，FETl的开关受到控制，并且有机EL装置如由FETl的输出驱动。当采用LED作为照明负载4时，来自RS-FFl的Q输出的L电平信号输入至驱动电路8。驱动电路8输入驱动控制信号至FET1，以生成用于LED的对应于L电平的额定驱动电压。如有机EL 4a中，驱动电路8控制FETl的开关，并且由FETl的输出驱动LED。在有机EL装置如和LED的任意一个中，在时间t3后，驱动电路8通过输出栅极电压Vg2来开通FET2，由此将电容器Cl接地。FETl的输出由电容器Cl平滑并供应至照明负载4。从而，能够抑制归因于诸如陡的功率波动或外部噪声的闪烁。在确定照明负载4为有机EL 4a后，驱动电路8能够通过供应用作驱动控制信号的方波电压来开关FET1，其中，开通有机EL如时上升方波的斜率降低，由此抑制点亮时的浪涌电流的峰值。此外，能够改善高频时电解电容器Cl的差的平滑性质。在负载确定后，驱动电路8可以进行控制以延长FETl的开通时间，使得每个照明负载以其额定驱动电压点亮。需要注意，当连接常规热阴极荧光灯或高压放电灯时，在电流检测单元6的电阻器Rd的两端几乎不生成电压，因为这些灯具有等效于无限大的电阻。因为该原因，可以设定用于这些灯的另一阈值以确定它们。替代地，连接单元5可以设计成仅连接诸如有机EL和LED的固态发光器件。这使得可能消除提供用于常规热阴极荧光灯或高压放电灯的另一阈值的需求。同时，在通过浪涌检测电压Vd的仅一个检测未检测到峰值电流的情况下，可以执行多个检测，将参照图4对此进行描述。在图4中，(a)示出了两次连续从驱动电路8施加于FETl的用于确定的脉冲波形，(b)示出了那时来自电流检测单元6的检测电压Vd的波形，并且(c)示出了 COMPl的输出波形。于此，除时间tl至t2的时段外，在时间t3至t4 的时段从COMPl输出H电平信号。因此，通过在启动时从驱动电路8连续地供应用于确定的多个脉冲，能够执行多个确定，这提高了负载确定的精度。利用本实施例，确定具有电容的照明负载4是可能的。因此，即使电容大于LED的电容的有机EL如用作照明负载4，也能够容易地将有机EMa与LED区别开。此确定使得以额定驱动电压Vn点亮有机EL 4a。此外，当照明负载4仅包括LED而没有有机EL如时， 照明负载4能够被以LED的额定驱动电压点亮。因此，能够共有地使用诸如电压施加单元 3的点亮电路。对于本实施例，因为预先合适地提供参考电压Vref作为预定阈值，所以仅通过将电流检测单元6检测的检测电压Vd与参考电压Vref进行比较，进行电容负载的确定是可能的。这使得更容易确定有机EL。此外，在确定后，因为能够通过开通FET2来由电容器 Cl执行平滑操作，所以甚至在归因于例如PWM控制等以致电流不稳定时，特别是在调暗控制等时，能够抑制归因于功率波动和噪声的闪烁。此外，连接单元5能够共用于有机EL和 LED,因为有机EL负载是可区别的。此外，电压施加单元3能够是共用的，并且由此以各自的额定驱动电压开通它们。此外，能够通过简单的电流检测电路，例如电阻器Rd，来实现电流检测单元6，由此小型化电路。能够通过包括例如比较器和触发器的简单结构来附加地实现确定单元7，这使得电路集成较容易。此外，通过使连接单元5不同于用于热阴极荧光灯和高压放电灯的连接器，能够防止不正确的连接。在开始从电压施加单元3向照明负载4施加电压后，预定时段(例如时间段tl至 t2的浪涌电流生成时段)中检测电压Vd的最大值与经过预定时段后的最大值之间的差大于预定阈值的情况下，确定单元7可以确定照明负载4具有电容。确定单元7不限于以上配置，且各种变形是可用的。例如，可以模拟/数字转换检测电压Vd以由微计算机处理。此外，电流检测单元6、确定单元7、以及驱动电路8可以集成到一个IC芯片中，这导致装置尺寸的按比例缩小。(第一实施例的变形)将再次参照图2描述以上实施例的变形。变形具有与第一实施例相同的配置，但是差异在于，当确定单元7确定照明负载4具有电容时，在开始从电压施加单元3施加电压后的预定时段中，基于来自电流检测单元6的检测值中的最大值计算照明负载4的电容。确定单元7具有用于检测和保持来自电流检测单元6的最大电压的峰值保持电路 (未示出)，例如，当确定单元7确定照明负载4为有机EL时，来自电流检测单元6的检测电压Vd的峰值电压(Vp)保持在峰值保持电路中。峰值电压Vp与照明负载4的电容值C 成比例，提供Vp= α ·(的关系(α为常数)。当连接已知电容器代替照明负载4时，通过测量峰值电压Vp来获得常数“ α ”。于是，可以通过微计算机或专用IC的算术单元基于常数“ α ”和测得的峰值电压Vp来计算照明负载4的电容值C。如上述，确定单元7能够检测电容C的绝对值，并确定照明负载4是否具有电容。 因此，例如当确定负载时，存储电容值随时间的改变，并基于改变和其通知的用户估计负载 4的寿命。此外，如果电容值迅速改变，则确定单元7可以确定发生了异常状况。在此情况下，可以通过停止操作电路来保护装置。(第二实施例)将参照图5描述根据本发明的第二实施例的负载确定装置。本发明不同于以上实施例，因为其设置有多个确定单元7a和7b，每一个具有各自的阈值彼此不同的参考电压 Vrefl 和 Vref2。在第二实施例中，用作照明负载4的有机EL装置4b具有电极板，电极板的面积是第一实施例中使用的有机EL装置如的电极板的面积的两倍，同时保持了相同的内部结构。 在这方面，因为电容与电极板的面积成比例，所以有机EL 4b的寄生电容比变为2Cp。此外， 电流检测单元6检测的检测电压Vd具有约两倍的峰值。在本实施例中，如果参考电压Vrefl定义为用于确定具有寄生电容Cp的有机EL 如的阈值，且参考电压Vref2定义为用于确定具有寄生电容2Cp的有机EL 4b的阈值，则参考电压Vref2的值是参考电压Vrefl的值的两倍，即Vref2 = 2 XVrefl。确定单元7b具有与确定单元7a相同的配置，并且具有比较器C0MP2和触发器 RS-FF2。如确定单元7a中，来自电流检测单元6的检测电压Vd输入到C0MP2的正输入端子，参考电压Vref2输入到其负输入端子，并且C0MP2的输出端子连接至RS-FF2。当检测电压Vd超过参考电压Vref 2时，C0MP2供应H电平信号给RS-FF2。在RS-FF2中，C0MP2的输出输入至S端子，并且R端子接地。当H电平信号从C0MP2 输出时，RS-FF2的Q端子的输出变为H电平。在从C0MP2输出H电平信号之前，Q端子的输出保持在L电平。然后，RS-FF2的输出输入到驱动电路8中。
相应的负载确定信号从确定单元7a和7b的RS-FFl和RS-FF2输入到驱动电路8。 当RS-FFl和RS-FF2的输出均为H电平时，驱动电路8确定照明负载4为有机EL 4b，并输出对应于有机EL 4b的驱动控制信号。当RS-FFl和RS-FF2的输出均为L电平时，驱动电路8确定照明负载4为LED，并输出用于驱动LED的驱动控制信号。对于本实施例，因为设置有多个确定单元7a和7b，每一个确定单元7a和7b具有各自的阈值彼此不同的参考电压Vrefl和Vref2，所以能够确定具有不同电容的有机EL并且有机EL和LED能够彼此区别开。因此，即使具有相同电容的多个有机EL设置于负载模块 2中，并且通过使用多个连接单元并联连接均具有该相同的有机EL的多个负载模块2时，与其连接的模块的数量也是可检测的。此外，因为阈值的值和数量是可调节的，所以能够根据待确定的照明负载合适地设定阈值。(第二实施例的变形)将参照图6和7描述第二实施例的变形。在变形范例中，如图6中所示，设置在确定单元7的COMPl的负输入端子中的参考电压Vref随时间可变化。如图7中所示，确定单元7响应于来自计数时间的定时器(未示出)的控制信号， 在时间tl至t4的确定时段内以三级顺序地步进提升参考电压。即在时间段tl至t2期间， 阈值设定为参考电压Vrefl，在时间段t2至t3期间，设定为Vref2，并且在t3至t4期间， 设定为 Vref3，其中 Vrefl < Vref2 < Vref3。确定单元7的峰值保持电路(未示出)保持确定时段(时间tl至t4)中输入到 COMPl中的检测电压Vd的峰值电压作为峰值保持电压。COMPl将峰值保持电压顺序地与各自的参考电压Vrefl、Vref2、以及Vref3进行比较，以确定照明负载4。代替采用峰值保持电路，通过在对应于每个参考电压Vrefl、Vref2、以及Vref3的确定时段以来自驱动电路 8的确定脉冲开关FETl，可以检测检测电压Vd，然后，可以将每个确定时段的峰值电压与各自的参考电压Vrefl、Vref2、以及Vref3进行比较。此外，可以通过三级或更多级改变参考电压Vref。对于变形范例，能够以仅一个电路实现三级参考电压Vrefl、Vref2,以及Vref3， 由此小型化确定电路。此外，可以响应于时间tl至t4检测RS-FFl的Q输出。此外，参考电压Vref 1至Vref3不必设定为相等间隔，而是可以基于待确定的照明负载的电容合适地设定。(第三实施例)将参照附图8描述根据本发明的第三实施例的负载确定装置。本发明具有与以上实施例相同的配置。在本实施例中，电压施加单元3将小于照明负载4的额定驱动电压的电压施加于照明负载4，且确定单元7确定照明负载4。在本实施例的负载确定装置1中(见附图2)，采用有机EL作为照明负载4。如图8中所示，有机EL具有电压-电流特性，其中，当施加的负载电压V超过有机 EL的启动电压Vf时，负载电流I开始流动并随负载电压V的增大而增大。在图8中，特性曲线上的黑圆Pl标记有机EL的额定操作点(额定电压Vn和额定电流In)，并且白圆P2表示初始施加于有机EL的负载电压Vl的操作点。在确定单元7确定照明负载4时，电压施加单元3从驱动电路8输入低于额定电压Vn的方波电压Vl至照明负载4作为驱动电压。此时，归因于有机EL的浪涌电流，在有机EL的负载电流I中出现峰值电流Ip，并且该峰值电流在电压-电流特性以外临时流动， 如图8中箭头Yl所示。在浪涌状态后，如由箭头Y2所示，负载电流I会聚于恒定电流Il 上以便被稳定化。在此状态中，电流Il和负载电压Vl成为用于调暗控制的操作点。随后， 在完成确定时，以额定操作点Pl的电压Vn和电流h开通照明负载4，操作点由用户任意确定。需要注意，启动电压Vf的值大体取决于装置。因为启动电压Vf归因于诸如环境温度和有机EL的老化变化而变化，所以施加于有机EL的负载电压Vl设定在Vf附近不是优选的。通过预先设定负载电压Vl以便满足关系Vf < Vl <Vn，抑制峰值电流Ip，以保持其低于额定电流^1。特别是，即使在确定负载时开通有机EL，其也处于低于额定驱动电压的调暗控制状况中。因此，随着操作点从白圆P2平滑地移动至黑圆P1，光输出逐渐增大，并且用户在点亮开始时不会感到不适应 (incompatibility)。此外，通过在负载确定期间预先设定负载电压VI，使得其落入范围0 < Vl < Vf, 在不开通照明负载4时仅可以检测浪涌电流。在因为寄生电容Cp小所以检测电压Vd的电平低时，可以增大用于检测的电阻器Rd的值。这使得可能获得较高电平的检测电压。在此情况下，为了防止电路损耗增大，可以增加用于在负载确定后对电阻器Rd进行短路的电路。对于此实施例，因为能够通过使用等于或小于额定电压Vn的负载电压Vl来确定负载，所以能够抑制峰值电流Ip。因此，防止用户将归因于负载确定期间的浪涌电流而来自有机EL的光发射感受为闪光是可能的。此外，在负载确定后，负载电压Vl逐渐增大至额定电压Vn。从而，对于用户来说，感受确定电路确定负载时生成的峰值电流引起的不适应变得困难。此外，减小了浪涌电流，这降低在电压施加单元3和确定单元7的电路元件上的压力。(第四实施例)将参照图9至11描述根据本发明的第四实施例的负载确定装置。在本实施例中， 电压施加单元3具有由扼流圈Ll (感应器)和照明负载4的寄生电容器器Cp构成的谐振电路，并经由扼流圈Ll向照明负载4供应电功率。当确定单元7确定照明负载4时，电压施加单元3将具有谐振电路的谐振频率的电压施加于照明负载4。如图9中所示，本实施例的负载确定装置与以上实施例的不同在于，其中设置了谐振电容器C2来代替图2中所示的电容器Cl和FET2的串联电路，并且设置了并联连接至电阻器Rd并用于对检测电压Vd进行平均的电容器Ca。此外，检测电压Vd为具有谐振频率的正弦波形。驱动电路8以高频率开通和关断FETl，以在FETl和扼流圈Ll之间的连接点处生成高频方波电压。通过利用方波电压，电流检测单元6通过电阻器Rd检测由扼流圈Li、电容器C2以及有机EL如的寄生电容Cp构成的谐振电路中生成的电流。基于根据谐振电路生成的电流获得的并由电容器Ca平均的检测电压Vd,确定单元7确定照明负载4。需要注意，能够使得电阻器Rd的值与照明负载4的电阻相比充分小，因为其仅用于检测电流。接下来，参照图10，将描述谐振电路的谐振操作。图10示出了在谐振电路中流动的检测电流Id的频率特性曲线。谐振曲线31 (交替的长和短的虚线)示出了无负载(未连接照明负载)的特性。谐振曲线32(实线)示出了具有负载A的特性，其中连接一个有机EL(寄生电容Cp)作为照明负载4。谐振曲线33(虚线)示出了具有负载B的特性，其中连接了两个有机EL(寄生电容2Cp)。谐振曲线31、32和33中的每个谐振频率f0、fl和 f2由相应的等式1至3表示。在无负载时，f0 = 1/(2 π · (Li · C2) 1/2)(等式 1)在负载A时fl = 1/(2 π · (Li · (C2+Cp) )1/2)(等式 2)在负载B时f2 = 1/(2 π · (Li · (C2+2Cp)) 1/2)(等式 2)其中，每个谐振频率f0、fl和fl满足关系f0 > fl > f2，并且每个负载具有彼此不同的谐振频率。因此，在每个谐振曲线31、32、和33中，例如在电路操作于比谐振频率f0高的频率 fd时，频率fd与各谐振曲线相交的交叉点表示流过谐振电路的每个电流值。即，无负载时的电流值为10，而负载A的电流值为II，并且负载B时的电流值为12。因为每个谐振特性具有边缘(skirt)曲线，所以电流II、12、和13满足关系IO > Il > 12。从而，电阻器Rd 两端的谐振电压根据照明负载4变化。此外，通过改变电容器C2的电容，谐振电路的谐振频率是可变的。于是，确定单元7检测谐振电压的峰值、有效值等，并通过比较其阈值来确定负载。特别是，当电流为例如10、II、或12时，将通过电流检测单元6中的电阻Rd检测的检测电压Vd与预定阈值比较，并且基于检测电压Vd确定负载。在此实施例中，不像以上实施例中那样从在矩形波的上升处生成的浪涌电流引起的峰值电压获得检测电压Vd，而是从基于操作于固定高频fd的谐振电路中的谐振电流获得的谐振电压获得检测电压Vd。参照图11，将描述通过电容器Ca平均的检测电压Vd的波形。在图11中，(a)示出了以矩形波电压开通和关断FETl时，FETl和扼流圈Ll之间的连接点处的电压波形。(b) 示出了连接负载A时，电阻器Rd两端的未经平均的电压波形(实线)；以及连接负载B时， 未经平均的电压波形(虚线)。(c)示出了连接负载A时的平均电压(实线)，连接负载B 时的平均电压(粗虚线)以及阈值的参考电压Vref (细虚线)。当从FETl输出的方波如图11(a)中那样供应至谐振电路时，电阻器Rd两端的电压变为如图11(b)中所示的正弦波。然后，由电容器Ca对电压进行平均，以形成如图11(c) 中所示的DC电压，即负载A时的检测电压Vdl，以及负载B时的检测电压Vd2。从而，电流检测单元6中的电阻器Rd两端的检测电压Vd由电容器Ca进行平均，并且对高频检测电压进行平滑，由此获得DC检测电压。于是，能够将检测电压Vd与参考电压Vrefl进行比较， 由此区别负载A和负载B。如上述，因为负载A的寄生电容(寄生电容Cp)和负载B的寄生电容(寄生电容 2Cp)不同，所以谐振特性不同，并且由此检测电流，即检测电压，在驱动控制信号的固定频率fd(图10)处不同。随寄生电容变得较大，或随着连接的负载的数量增大，谐振频率变得较低。因此，检测电压Vd变得较小，即Vdl >Vd2。对于本实施例，电压施加单元3设置有包括照明负载4的寄生电容的谐振电路，并且由此能够基于在谐振电路中生成的谐振电压确定具有各寄生电容的照明负载。从而，不仅能够将具有相对小的寄生电容的LED与具有相对大的寄生电容的有机EL进行区别，而且能够区别有机EL的的大小和数量。此外，不基于基于方波的上升处生成的浪涌电流的峰值电流的峰值电压确定负载，而是基于从谐振电路中生成的连续正弦波获得的直流电压确定负载。这使得浪涌电流难以发生，由此抑制峰值电流以减小电路元件上的压力。此外，因为能够通过控制电容器C2的电容值来选择谐振频率，所以展宽了电流检测的范围，并且例如，仅在特定频率(fd)处进行检测是可能的。替代地，开关元件可以串联连接至电容器C2并且仅在确定时开通。此外，由图2中所示的电路中的扼流圈Ll和照明负载4的寄生电容构成的谐振电路是可用的，并且在此情况下，电容器C2的电容排除在谐振操作之外。此外，可以存储频率与每个照明负载的谐振电路的输出特性之间的关系。从而，基于特性，可以对每个负载设定不同频率处的阈值，然后可以在确定单元7进行的确定中通过扫描驱动控制信号的频率fd来确定负载。需要注意，通过在至负载的电流路径中设置DC截止电容器，将图11(b)中所示的电压波形改变为电压的正和负近似对称的情况是可能的。在此情况下，通过全波整流，检测电压Vd是简单地可检测的。在检测后，优选地通过使用开关元件等对DC截止电容器的两个端子进行短路。此外，在检测负载电流时，通过检测延迟相位区的负载电流来减小开关元件上的压力是可能的，延迟区的频率大于谐振频率fO。(第五实施例)将参照图12描述根据本发明的第五实施例的负载确定装置。本发明与以上实施例的不同是，设置有具有彼此并联连接的相同规格的两个负载模块加和2b，并且确定单元 7设置有开关SWl和电流-功率转换单元7。在本实施例中，电流检测单元6通过使用以上谐振电路来检测电流Id(或检测电压Vd)，并且确定单元7基于检测电压Vd确定负载。然后，电压施加单元3基于来自电流检测单元6的检测值(检测电流Id、检测电压Vd)调节供应至照明负载4的功率。负载模块加和2b具有有机EL 4a，有机EL如具有寄生电容Cp。负载模块加在其输出侧具有连接单元5，并且负载模块2b在其输入侧具有连接单元5d。连接单元5c和 5d彼此并联连接。在确定单元7中，来自电流检测单元6的检测电压Vd输入至开关SWl的输入端子以及比较器COMPl的正输入端子。可变参考电压Vrefl输入至COMPl的负输入端子，并且 COMPl将检测电压Vd与参考电压Vrefl进行比较。作为比较的结果，当照明负载4为有机 EL时，H电平的确定信号从RS-FFl输入至开关SWl的控制端子。当H电平信号输入至控制端子时，开关SWl闭合，由此检测电压Vd输入至电流-功率转换单元71。开关SWl由2触头开关构成，并且由RS-FFl的输出闭合和断开。检测电压V2输入至开关SWl的输入端子，开关SWl的输出端子连接至电流-功率转换单元71。代替开关 SW1，例如，可以使用利用诸如半导体开关元件FET的开关装置的半导体继电器或诸如电磁继电器的电连接继电器。电流-功率转换单元71设置有电流-功率转换特性信息，并且当基于检测电压Vd 经由开关SWl输入检测电流Id时，电流-功率转换单元71基于电流-功率转换特性信息将对应于检测电流Id的功率供应至驱动电路8。当没有来自开关SWl的输入时，电流-功率转换单元71输出L电平信号。在电流-功率转换单元71的电流-功率转换特性中，随检测电流Id变得较小，输出较大的功率，并且输出功率随检测电流Id增大而减小。基于图10中所示的谐振电路的谐振电流(或谐振电压)特性设置电流-功率转换特性。参照谐振电流特性，在确定负载时，随寄生电容Cp增大，在固定频率处(例如频率fd)的检测电流变得较小。因此，随谐振电压，即检测电压Vd，变得较小，确定有机EL具有较大的寄生电容。即，能够根据固定频率处的谐振电压或谐振电流获得照明负载4的大小，能够基于检测电流Id确定供应至照明负载4的功率。在本实施例中，能够由驱动电路8改变至负载的输出频率。因此，在确定单元7执行用于负载确定的检测后，例如通过使用从数十kHz至数百kHz的范围的谐振频率，能够在从数十Hz至数千Hz的范围的低频执行通常的操作。在此情况下，因为在高的频率检测负载电压是可能的，所以在启动后能够迅速确定负载。此外，通过改变电流-功率转换特性， 能够防止过量的功率输出。例如，只要电流-功率转换特性包括限制特性，其中输出功率恒定于预定检测电压以下，则能够自动防止过量的输出。对于本实施例，除负载确定外，基于照明负载4的大小，诸如有机EL的数量，的功率供应是可能的。此外，负载电流的高频检测使得可能在负载启动后的短的时间中确定负载，由此防止对用户的不舒服的感觉，诸如闪烁。图13示出了包括负载确定装置1的照明设备10。照明设备10包括电源模块11 和负载模块2c。电源模块11设置为单个单元，包括具有电压施加单元和确定单元的负载确定单元12 ；以及用于将电功率供应至设置在电源模块11中的负载确定单元12的功率供应单元(未示出)。在本实施例中，负载确定装置1包括负载模块2c和负载确定单元12。 通过将用作照明负载的多个发光装置4b模块化为单元来设置负载模块2c。模块化使得照明设备紧凑并且使得装置的诸如置换的维护容易。本发明不限于以上实施例的配置，在本发明的范围内的各种变形是可能的。在以上实施例中，当确定负载时，确定单元7可以使用例如连接单元5两端的电压，代替电流检测单元6检测的电流。此外，开关元件不限于半导体开关元件FET，而是可以使用诸如双极晶体管的其它半导体装置。此外，虽然使用电阻器，但是可以使用变压器等用于电流检测。虽然参照实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，可以不脱离如以下权利要求所限定的本发明的范围作出各种改变和修改。
1权利要求
1.一种照明负载确定装置，包括照明负载；电压施加单元，用于将电压施加至所述照明负载；连接单元，用于连接所述照明负载和所述电压施加单元；检测单元，用于在将所述电压从所述电压施加单元经由所述连接单元施加至所述照明负载时，检测流过所述照明负载的电流和所述照明负载两端的电压的至少其一；以及确定单元，用于基于来自所述检测单元的输出来确定所述照明负载的类型，其中，所述确定单元具有比较器，所述比较器用于将所述检测单元检测的检测值与预定阈值进行比较，并基于所述比较器的输出来确定所述照明负载是否具有电容；并且所述电压施加单元以额定驱动电压点亮所确定的照明负载。
2.如权利要求1所述的照明负载确定装置，其中，所述确定单元施加比所述照明负载的且来自所述电压施加单元的额定驱动电压小的电压来确定所述照明负载。
3.如权利要求1所述的照明负载确定装置，其中，在确定了所述照明负载具有电容时， 基于在所述电压施加单元开始施加所述电压至所述照明负载后预定时段中由所述检测单元检测的最大值，所述确定单元计算所述照明负载的所述电容。
4.如权利要求1所述的照明负载确定装置，其中，所述电压施加单元具有电感器，电功率通过所述电感器供应至所述照明负载，所述电感器与所述照明负载的电容一起构成谐振电路；并且在所述确定单元确定所述照明负载时，所述电压施加单元以所述谐振电路的谐振频率将所述电压施加至所述照明负载。
5.如权利要求4所述的照明负载确定装置，其中，所述确定单元基于来自所述谐振电路的谐振电压来确定所述照明负载。
6.如权利要求4所述的照明负载确定装置，还包括电流-功率转换单元，用于将电流转换为电功率并输出所述电功率，所述电流-功率转换单元具有电流-功率转换特性，其中，基于来自所述电流-功率输出单元的控制功率，所述电压施加单元调节用于驱动所述照明负载的供应功率。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的照明负载确定装置，其中，所述确定单元随时间改变所述阈值。
8.一种照明设备，包括如权利要求1至6中的任一项所述的照明负载确定装置。
全文摘要
一种照明负载确定装置，包括照明负载；电压施加单元，用于将电压施加至所述照明负载；连接单元，用于连接所述照明负载和所述电压施加单元；检测单元，用于在将所述电压从所述电压施加单元经由所述连接单元施加至所述照明负载时，检测流过所述照明负载的电流和所述照明负载两端的电压的至少其一；以及确定单元，用于基于来自所述检测单元的输出来确定所述照明负载的类型。所述确定单元具有比较器，所述比较器用于将所述检测单元检测的检测值与预定阈值进行比较，并基于所述比较器的输出确定所述照明负载具有电容。所述电压施加单元以额定驱动电压点亮所确定的照明负载。
文档编号H05B37/02GK102256403SQ20111007954
公开日2011年11月23日 申请日期2011年3月25日 优先权日2010年3月26日
发明者三嶋正德, 城户大志, 大川将直, 小西洋史, 山本正平, 滨本胜信 申请人:松下电工株式会社