用于将led连接至电子镇流器的驱动器的制造方法
【专利摘要】为了允许在不移除电子镇流器(3)的情况下，由发光二极管电路(2)替换荧光管灯或类似的灯的所述电子镇流器(3)，提供了一种驱动器(1)，其具有第一电路(10)，以对所述电子镇流器(3)的谐振槽进行解谐。所述第一电路(10)包括电容器(11)和双向开关(12)的串联连接。所述串联连接耦合至所述电子镇流器(3)，以接收交流信号。所述驱动器(1)具有第二电路(20)，其用于向所述发光二极管电路(2)提供直流信号。所述第二电路(20)包括整流器，所述整流器具有耦合至所述串联连接的输入，和耦合至所述发光二极管电路(2)的输出。所述驱动器(1)还具有第三电路(30)，其用于向所述第一电路(10)提供控制信号，以控制被供应给所述发光二极管电路(2)的功率量。
【专利说明】用于将LED连接至电子镇流器的驱动器【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于驱动发光二极管电路的驱动器。本发明还涉及一种装置。
[0002]这种装置的示例为灯及其部件。
【背景技术】
[0003]US2010/0033095A1公开了一种代替荧光灯的固态半导体发光二极管。由于该代替基于电压转换和功率因数校正的事实，所以该代替相对复杂并且相对昂贵。
【发明内容】
[0004]本发明的目标在于提供一种改进的驱动器。本发明的另一目标在于提供一种改进的装置。
[0005]根据第一方面，提供一种驱动器，以驱动发光二极管电路，该驱动器包括:[0006]第一电路，其用于对电子镇流器的谐振槽进行解谐，第一电路包括电容器和双向开关的串联连接，该串联连接的端子被布置成耦合至电子镇流器的端子，以从电子镇流器接收交流信号，
[0007]第二电路，其用于向发光二极管电路提供直流信号，第二电路包括整流器，该整流器具有耦合至该串联连接的端子的输入，和被布置成耦合至发光二极管电路的端子的输出，和
[0008]第三电路，其用于向第一电路提供控制信号，以控制被供应给发光二极管电路的
功率量。
[0009]还已知电子镇流器为高频镇流器或启动器镇流器，以启动通常为管形式的荧光灯或类似的灯。由于下列事实，即发光二极管电路具有允许降低功率消耗的更高光效率，所以这些灯需要被这些电路替换。
[0010]优选地，主要地替换管(直接替换)，并且电子镇流器保持在适当位置。出于该目的，驱动器具有第一电路，其用于对电子镇流器的谐振槽进行解谐。第一电路包括电容器和双向开关的串联连接。该串联连接的端子被布置成耦合至电子镇流器的端子，以从电子镇流器接收交流信号。此外，驱动器具有第二电路，其用于向发光二极管电路提供直流信号。第二电路包括整流器，该整流器具有耦合至该串联连接的端子的输入，和具有被布置成耦合至发光二极管电路的端子的输出。最后，驱动器具有第三电路，其用于向第一电路提供控制信号，以控制被供应给发光二极管电路的功率量。
[0011]结果，已经产生了一种相对简单和相对低成本的驱动器，其允许在不移除电子镇流器的情况下，由发光二极管电路替换荧光管灯或类似的灯的电子镇流器。
[0012]发光二极管电路包括一个或更多个任何类型或任何组合的发光二极管。双向开关是被设计成用于交流环境的开关。
[0013]驱动器的一个实施例由下列控制信号限定，该控制信号具有固定开关频率和可调占空比。固定开关频率可能在IOHz至IOOHz之间，并且将通常被选择成低于电子镇流器的运行频率，诸如40kHz。在相应于占空比的关断时间(Toff)的双向开关的不传导模式期间，更多功率(Poff)将被传输至发光二极管电路，并且在相应于占空比的接通时间(Ton =1-Toff)的双向开关的传导模式期间，较少功率(Pon)将被传输至发光二极管电路。结果，被传输给发光二极管电路的平均功率将为Pav = Toff*Poff+Ton*Pon，其中Toff+Ton = I。
[0014]驱动器的一个实施例由下列双向开关限定，该双向开关包括晶体管，该晶体管具有用于接收控制信号的控制电极并且具有第一和第二主电极，电容器的一侧被耦合至串联连接的端子之一，第一主电极经由第一二极管耦合至电容器的另一侧，并且经由第二二极管耦合至串联连接的另一端子，并且第二主电极经由第三二极管耦合至电容器的另一例，并且经由第四二极管耦合至串联连接的另一端子。这四个二极管形成整流器，以对电子镇流器周围的交流环境进行整流，并且将电容器整流为用于晶体管的直流环境。晶体管能够为任何类型的晶体管。不排除其它类型的双向开关。
[0015]驱动器的一个实施例由第三电路限定，该第三电路被连接至检测器，以检测发光二极管电路的参数，并且第三电路包括控制器，以响应检测结果，提供控制信号。这种反馈回路提供更大的稳定性，并且向组件波动提供补偿。
[0016]驱动器的一个实施例由下列参数限定，该参数为流经发光二极管电路的至少一个发光二极管的电流，控制器包括比较器，以比较所述电流或其低通滤波版本与参考电流，并且控制器包括转换器，以将比较结果转换为控制信号。比较器可能是减法电路，或者更复杂的电路。不排除其它类型的参数，诸如电压和光输出。
[0017]驱动器的一个实施例由下列转换器限定，该转换器包括比例积分控制单元、调制器和用于提供电流隔离的隔离器，比例积分控制单元的输出耦合至调制器的输入，调制器的输出耦合至隔离器的晶体管的控制电极，晶体管的主电极之一耦合至变压器的初级侧或隔离器的光电耦合器，并且变压器的次级侧或光电耦合器被布置成提供控制信号。电流隔离在开关的交流侧和第三开关的直流侧之间提供匹配，并且因而提供用于双向开关的浮动驱动。比例积分控制单元提供占空比信息，并且调制器提供用于晶体管的控制电极的控制电极信息。该晶体管能够为任何类型的晶体管。
[0018]驱动器的一个实施例由下列检测器限定，该检测器包括位于整流器的输出之一和发光二极管电路的端子之一之间的电阻器。该检测器相对简单并且相对成本低。不排除其它类型的检测器，例如以检测其它类型的参数。
[0019]驱动器的一个实施例被限定为，其还包括:
[0020]第四电路，其用于对直流信号滤波，该第四电路包括耦合至整流器输出的另一电容器。该另一电容器相对简单并且相对成本低。用于反馈目的所使用的电流可以是流经发光二极管电路的至少一个发光二极管的电流，或者可以是流经发光二极管电路和另一电容器的并联组合的电流。
[0021]驱动器的一个实施例由第三电路限定，该第三电路还被连接至另一检测器，以检测发光二极管电路的另一参数，控制器被布置成，响应另一检测结果，停止控制。该另一检测器提供保护和降低的功率消耗。
[0022]驱动器的一个实施例由另一参数限定，该另一参数为跨整流器输出存在的电压，并且在该电压处于预期范围外的情况下，停止控制。通常，跨整流器输出存在的电压应处于预期范围内。为了能够对此进行检查，另一检测器可包括被连接至整流器输出的两个电阻器的另一串联连接，其中例如将跨电阻器之一存在的电压与参考电压进行比较。不排除其它类型的进一步检测器。
[0023]驱动器的一个实施例被限定为，其还包括:
[0024]第五电路，其用于向控制器提供供应电压。该供应电压可用于避免使用电池。
[0025]驱动器的一个实施例由第五电路限定，该第五电路包括耦合至整流器输出的输入，和稱合至控制器的供应电压输入的输出。
[0026]驱动器的一个实施例由驱动器限定，该驱动器被布置成允许在不移除电子镇流器的情况下，由发光二极管电路替换荧光管灯或类似的灯的电子镇流器。
[0027]根据第二方面，提供一种装置，其包括驱动器，并且还包括电子镇流器和/或发光二极管电路。
[0028]一种洞察力可以是，当电子镇流器与发光二极管电路组合使用时，将通过电容器对电子镇流器进行解谐。基本理念可在于，为了能够控制将被传输至发光二极管电路的输出功率，能够开关电容器。
[0029]另一优点在于，驱动器相对简单并且相对成本低，因此相对耐用，并且在于，驱动器允许在不移除电子镇流器的情况下，由发光二极管电路替换荧光管灯或类似的灯的电子镇流器，由此降低功率消耗和最小化替换时间。
[0030]通过下文所述的实施例将明白本发明的这些和其它方面，并且参考下文所述的实施例阐明本发明的这些和其它方面。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]在附图中:
[0032]图1示出驱动器的实施例，
[0033]图2示出双向开关的实施例，
[0034]图3示出第三电路的实施例，
[0035]图4示出具有发光二极管电路的管，和
[0036]图5示出模拟波形。
【具体实施方式】
[0037]在图1中示出驱动器I的实施例。用于驱动发光二极管电路2的驱动器I包括第一电路10,其用于对电子镇流器3的谐振槽(resonant tank)解谐(detuning)。该第一电路10包括电容器11和双向开关12的串联连接。该串联连接的端子被布置成耦合至电子镇流器3的端子，以从电子镇流器3接收交流信号。
[0038]驱动器I还包括第二电路20，其用于向发光二极管电路2提供直流信号。该第二电路20包括整流器，该整流器具有耦合至该串联连接的端子的输入，和被布置成耦合至发光二极管电路2的端子的输出。例如，整流器包括桥接结构中的一个二极管或两个二极管或四个二极管。
[0039]驱动器I还包括第三电路30，其用于向第一电路10提供控制信号，以控制被供应给发光二极管电路2的功率量。
[0040]优选地，驱动器I还包括第四电路40，其用于对直流信号滤波，该第四电路40包括耦合至整流器输出的另一电容器。
[0041]优选地，驱动器I还包括第五电路50以用于为第三电路30提供供应电压，该第五电路50包括耦合至整流器输出的输入，和耦合至第三电路30的供应电压输入的输出。
[0042]优选地，驱动器I还包括将参考图3讨论的检测器60以及在图3的说明后将讨论的另一检测器70。
[0043]在图2中示出双向开关12的实施例。双向开关12可能包括晶体管13，其具有用于接收控制信号的控制电极以及具有第一与第二主电极。电容器11的一侧耦合至串联连接的端子之一。第一主电极通过第一二极管14耦合至电容器11的另一侧，并且通过第二二极管15耦合至串联连接的另一端子。第二主电极通过第三二极管16耦合至电容器11的另一侧，并且通过第四二极管17耦合至串联连接的另一端子。
[0044]优选地，第三电路30产生的控制信号可具有固定开关频率和可调占空比。
[0045]在图3中示出第三电路30的实施例。第三电路30可能连接至检测器60，以用于检测发光二极管电路2的参数。第三电路30可包括控制器31、32、33、34，以响应检测结果，提供控制信号。
[0046]优选地，该参数为流经发光二极管电路2的至少一个发光二极管的电流。控制器31、32、33、34可包括比较器31，以比较所述电流或其低通滤波版本与参考电流，这里以参考标记37指示该参考电流。控制器31、32、33、34还可包括转换器32、33、34，以将比较结果转换为控制信号。
[0047]优选地，转换器32、33、34包括比例积分控制单元32、调制器33和用于提供电流隔离的隔离器34。比例积分控制单元32的输出耦合至调制器33的输入。调制器33的输出耦合至隔离器34的晶体管35的控制电极。晶体管35的主电极之一耦合至隔离器34的变压器36的初级侧(初级绕组)，并且变压器36的次级侧(次级绕组)被布置成例如经由电阻器桥提供控制信号。代替变压器，能够使用光电耦合器。当使用光电耦合器时，需要另外提供用于驱动双向开关必需的能量。由于变压器能够从其初级侧向其次级侧传递能量的事实，所以变压器不需要这种另外的能量提供。
[0048]检测器60可能包括位于整流器的输出之一和发光二极管电路2的端子之一之间的电阻器。
[0049]第三电路30还可能被连接至另一检测器70，以检测发光二极管电路2的另一参数。控制器31、32、33、34被布置成响应进一步的检测结果，停止控制。优选地，该另一参数为跨整流器的输出存在的电压，并且在该电压处于预期范围外的情况下，停止控制。
[0050]在图4中，示出管包括发光二极管电路2和驱动器I，并且该管被耦合至电子镇流器3。驱动器I允许在不移除电子镇流器3的情况下，由发光二极管电路2替换荧光灯管灯或类似的灯的电子镇流器3。
[0051]在图5中，示出模拟波形，其从顶部至底部包括控制信号、驱动器输入电压、驱动器输入电流、流经电子镇流器3的(谐振槽的)电流、流经电容器11的电流以及流经发光二极管电路2的电流。
[0052]总而言之，为了允许在不移除电子镇流器3的情况下，由发光二极管电路2替换荧光灯管灯或类似的灯的电子镇流器3，驱动器I被提供有第一电路10，以用于对电子镇流器3的谐振槽解谐。第一电路10包括电容器11和双向开关12的串联连接。该串联连接耦合至电子镇流器3，以接收交流信号。驱动器I被提供有第二电路20，用于向发光二极管电路2提供直流信号。该第二电路20包括整流器，该整流器具有耦合至该串联连接的输入，和耦合至发光二极管电路2的输出。驱动器I还提供有第三电路30，用于向第一电路10提供控制信号，以控制被供应给发光二极管电路2的功率量。
[0053]虽然已经在附图和上文说明中详细例示和描述了本发明，但是该例示和说明应被视为例示性或示例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开和附加权利要求，本领域技术人员在实践所要求发明时能够理解和实现所公开实施例的其它变体。在权利要求中，词语“包括...”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在互相不同的从属权利要求中列举特定措施的仅有事实不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何参考标记都不应被视为限制范围。
【权利要求】
1.一种用于驱动发光二极管电路(2)的驱动器(I)，所述驱动器(I)包括: 第一电路(10)，其用于对电子镇流器(3)的谐振槽进行解谐，所述第一电路(10)包括电容器(11)和双向开关(12)的串联连接，所述串联连接的端子被布置成耦合至所述电子镇流器(3)的端子，以从所述电子镇流器(3)接收交流信号， 第二电路(20)，其用于向所述发光二极管电路(2)提供直流信号，所述第二电路(20)包括整流器，所述整流器具有耦合至所述串联连接的所述端子的输入，以及具有被布置成耦合至所述发光二极管电路⑵的端子的输出，以及 第三电路(30)，其用于向所述第一电路(10)提供控制信号，以控制被供应给所述发光二极管电路(2)的功率量。
2.根据权利要求1所述的驱动器(I)，所述控制信号具有固定开关频率和可调占空比。
3.根据权利要求2所述的驱动器(I)，所述双向开关(12)包括晶体管(13)，所述晶体管(13)具有用于接收所述控制信号的控制电极以及具有第一主电极和第二主电极，所述电容器(11)的一例耦合至所述串联连接的所述端子之一，所述第一主电极经由第一二极管(14)耦合至所述电容器(11)的另一侧，并且经由第二二极管(15)耦合至所述串联连接的另一端子，并且所述第二主电极经由第三二极管(16)耦合至所述电容器(11)的另一侧，并且经由第四二极管(17)耦合至所述串联连接的另一端子。
4.根据权利要求1所述的驱动器(I)，所述第三电路(30)被连接至检测器(60)，以用于检测所述发光二极管电路(2)的参数，并且所述第三电路(30)包括控制器(31、32、33、34)，以响应检测结果而提供所述控制信号。
5.根据权利要求4所述的驱动器(I)，所述参数为流经所述发光二极管电路(2)的至少一个发光二极管的电流，所述控制器(31、32、33、34)包括比较器(31)，以用于将所述电流或其低通滤波版本与参考电流进行比较，并且所述控制器(31、32、33、34)包括转换器(32、33、34)，以用于将比较结果转换为所述控制信号。
6.根据权利要求5所述的驱动器(I)，所述转换器(32、33、34)包括比例积分控制单元(32)、调制器(33)和用于提供电流隔离的隔离器(34)，所述比例积分控制单元(32)的输出耦合至所述调制器(33)的输入，所述调制器(33)的输出耦合至所述隔离器(34)的晶体管(35)的控制电极，所述晶体管(35)的主电极之一耦合至所述隔离器(34)的变压器(36)的初级侧或光电耦合器，并且所述变压器(36)的次级侧或所述光电耦合器被布置成提供所述控制信号。
7.根据权利要求5所述的驱动器(I)，所述检测器(60)包括位于所述整流器的所述输出之一与所述发光二极管电路(2)的所述端子之一之间的电阻器。
8.根据权利要求1所述的驱动器(I)，还包括: 第四电路(40)，其用于对所述直流信号进行滤波，所述第四电路(40)包括耦合至所述整流器的所述 输出的另一电容器。
9.根据权利要求1所述的驱动器(I)，所述第三电路(30)还被连接至另一检测器(70)，以用于检测所述发光二极管电路(2)的另一参数，所述控制器(31、32、33、34)被布置成响应进一步检测结果，停止控制。
10.根据权利要求9所述的驱动器(I)，所述另一参数为跨所述整流器的所述输出存在的电压，并且在所述电压处于预期范围外的情况下，停止所述控制。
11.根据权利要求1所述的驱动器(I)，还包括: 第五电路(50)，其用于为所述控制器(31、32、33、34)提供供应电压。
12.根据权利要求11所述的驱动器(I)，所述第五电路(50)包括耦合至所述整流器的所述输出的输入，和I禹合至所述控制器(31、32、33、34)的供应电压输入的输出。
13.根据权利要求1所述的驱动器(I)，其用于允许在不移除所述电子镇流器(3)的情况下，由所述发光二极管电路(2)替换荧光管灯或类似的灯的所述电子镇流器(3)。
14.一种装置，包括根据权利要求1所述的驱动器(I)，并且还包括所述电子镇流器(3)和/或所述发光二极管电 路(2)。
【文档编号】H05B33/08GK103891405SQ201280051600
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年10月17日 优先权日:2011年10月20日
【发明者】陶海敏 申请人:皇家飞利浦有限公司