电路装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种电路装置(1)、检测电路(50、70)和LED驱动电路(100、110)，用于用舍相工作电压操作至少一个照明单元，诸如LED单元。该电路设置(1)包括至少用于从所述电源接收舍相工作电压的输入(6)和/或用于连接到所述至少一个照明单元和脉冲注入电路的输出(7)，脉冲注入电路被配置为确定所述电源的舍相操作，并且在所述舍相操作后的200-700μs之间的延迟时间内从所述电源引入电流脉冲，从而用舍相电源提供所述LED单元的稳定工作。该检测电路(50、70)包括至少用于从所述电源接收舍相工作电压的输入(6)和灯兼容性检测器(52、72)，灯兼容性检测器被配置为确定在工作期间于检测电路(50、70)并联连接到所述舍相电源的并联灯(57)的存在，并且提供对应于确定所述并联灯(57)的兼容性信号给LED驱动电路(100、110)，以便依靠所述并联灯(57)的存在在正常工作模式和兼容模式之间设定所述驱动电路(100、110)。
【专利说明】电路装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及照明领域，特别涉及用于操作具有舍相电源、LED灯、照明系统的照明单元的电路装置以及操作照明单元的方法。
【背景技术】
[0002]当今，基于LED的照明单元被用于许多应用。LED的低功耗和长寿命使得其成为像白炽灯或光管的传统光源的非常有用的替代物。因此，不仅新设计的照明设备通常利用LED，而且在许多市场中，LED产品正用于代替像例如白炽光源或卤素光源的其他光源。这些所谓的改型产品不得不与现有的照明/供电系统兼容。
[0003]在许多照明系统拓扑中，需要光被调光。在后一种情形中，舍相电源/调光器通常被放在灯和主输电线之间。这里，得到的电压的时间进展是舍相正弦波(由调光器建立)。
[0004]能够应用两种类型的舍相调光器:后缘调光器和前沿调光器。在两种调光器中，从正弦半周期的前部分(前沿调光器)或者从末尾部分(后缘调光器)切掉一部分正弦市电电压，从而减少流到灯负载的功率。根据所需要的调暗度，可以调整舍相缘的定时，以便切掉供电电压的较小或较大部分。
[0005]后缘调光器通常为基于M0SFET，并且其包括内电源电路，其为定时和过零检测电路供电。前沿调光器一般为基于TRIAC或者基于两个反并联连接的硅控整流器，其中负载通常需要足够高，以维持TRIAC中的电流超过保持电流。
[0006]尽管现有技术的调光器被设计用于传统照明装置并且适用传统照明装置，诸如白炽灯和卤素灯，但是由于下述事实而出现问题=LED等仅仅消耗这些传统灯大约1/5的功率，而生成类似的光通量。大大降低的功率尽管有益于节省能量，但是在不同类型的调光器中产生不同问题，诸如输出光的可见闪烁，特别是当操作被连接到单个调光器的多个LED灯。另外在前沿调光器中，轻负载可能将TRIAC中的电流拖在低于保持电流。这使得TRIAC被设定为非传导或“断开连接”状态，也被认为是“初期断开连接”。
[0007]因此，本发明的目的是提供一种电路装置，其用于当与舍相电源连接时，特别是多个灯连接到同一舍相电源时增强LED等的操作，以便LED灯可能独立于照明系统的配置而多用途使用。
【发明内容】
[0008]根据本发明，该目标通过根据独立权利要求的电路装置、检测电路和LED驱动电路解决。从属权利要求涉及本发明的优选实施例。
[0009]本发明的基本思想是，尤其在多个灯与舍相电源并联连接的配置中，即包括舍相调光器的情形中，当在舍相操作之后的200-700 μ s之间的延迟时间内从所述电源汲取电流脉冲，能够增加操作的稳定性。因此，尤其能够实质性地减少输出光的可见闪烁。
[0010]基本思想基于本发明人的这种认识，即现有的LED灯的某些类型，在下文中被称作“第一类型的灯”，其通常采用在窄导通间隔期间的能量摄取原理。由具有窄导通间隔的灯建立的负值dl/dt引起连接的舍相调光器的LC电路中或灯的HMI滤波器中出现振荡。进而，当舍相调光器用于提供工作功率给灯时，这个振荡可能引起TRIAC的“早期断开”。在调光器的背景中，并且尤其是前沿(LE)型的调光器，术语“早期”或“未预期”断开指的是所述LE调光器的开关装置，例如TRIAC，其在不期望的时间点被设定到非传导状态，即在交流输入电压的过零之前。
[0011]当应用上述电流脉冲时，减少了该振荡，以便调光器保持在连接状态并且按照预期工作。除了上述减少的可见闪烁，本发明在“混合-负载”配置中尤其有利，即在具有窄导通间隔的灯与在宽导通间隔期间采用能量摄取原理的灯结合的布置中，后者在下文中被称作“改进功率因数的灯”或“第二类型的灯”，例如与所述第一类型的灯并联连接。第二类型的灯一般在所有宽导通间隔期间都需要工作功率以便正确操作。这里，到具有(预期)宽导通间隔的灯的能量输送的早期中断可以引起下列故障的一个，产生不可接受的光输出和/或光学闪烁:调光器的“早期断开”(尤其是对于全部灯和/或在每个半周期有随机或不一致)、空载(工作)电压的波动、边缘位置的抖动、过零检测机构的故障和在灯处空载(工作)电压消失。
[0012]在本上下文中，术语“窄导通间隔”和“宽导通间隔”指其中各自的灯汲取足够的电流(超过舍相电压/调光器的保持电流)以保持调光器传导的时间与调光器的标称接通时间相比的百分比。用于前沿(LE)类型的调光器的接通时间对应于起源于调光器的舍相缘和交流舍相工作(市电)电压的下一个过零之间的时间。具有窄导通间隔的第一类型的灯通常会表现出调光器的断开相，即调光器的TRIAC在下一过零之前关断。所述第一类型的灯的断开相通常大于交流工作电压的每半周期0.5ms,优选地Ims并且最优选地1.5ms,当然这可以取决于调光水平。第一类型的灯(窄导通间隔)特征在于汲取超过调光器的保持电流的电流的接通时间的百分数小于95%，优选地小于80%，并且最优选地小于50%。
[0013]具有窄导通间隔的灯通常在输入处具有峰值整流器。然而，导通间隔也能够通过强迫“早期断开”有意地窄化，以便使能量摄取最小化。替换地或另外，所述第一类型的灯可以特征在于在前沿上的重复峰值电流(RPC)(因为可选的峰值整流器)，其具有显著的后缘，即强负值dl/dt。
[0014]示出“宽导通间隔”的第二类型的灯被配置为防止调光器断开，即保持TRIAC大体上传导，直到交流输入电压的过零。这通常通过由各灯在所述交流舍相电压的每个周期或半周期中汲取足够的电流(超过保持电流)来实现。
[0015]通常，所述第二类型的灯作为(非)线性电阻负载工作，例如相当于白炽灯。此外，包括线性驱动器的LED灯也可以示出所述宽导通间隔。当灯汲取超过调光器的保持电流的电流时的时间的百分比通常超过调光器的分别的接通时间的90%，优选地超过95%，或最优选超过98%。
[0016]也存在混合类型的灯，即其特征在于在上半周期中窄导通间隔并且特征在于在另一半周期中的宽导通间隔。可能存在不等数目的其中灯示出所述窄和/或宽导通间隔行为的半周期。然而，相应的灯可以被配置为并非在每个半周期中都应用所述宽导通间隔，而是至少每10个半周期或更加频繁地应用所述宽导通间隔。先前提到的工作也被称作“有意宽导通间隔工作”。在本发明的上下文中，这些灯为第二类型的灯。
[0017]为了应付上述现象，根据本发明的第一方面提出电路装置和LED灯，在当具有窄导通间隔的同一组中的另一个灯发生负电流坡度时的那一时刻，其就提供附加的电流脉冲或输入电流/电压中的“升压峰”。
[0018]本发明人观察到，如果在LE调光器的上升沿之后200-700 μ s之间提供所述附加升压峰，并且优选大约230 μ S，那么会获得对上述振荡的最强抑制并因此获得稳定的光输出状况。如果在单个调光器上至少一个所述第一类型的灯与至少一个所述第二类型的灯结合，即所述“混合负载”配置，那么尤其需要这个附加升压电流。
[0019]所述附加的电流脉冲会将由所述第一类型的灯引起的调光器中的负值dl/dt暂时变化为正值，或者至少在最关键的相中显著更少负值dl/dt，所述最关键相为所述第一类型的灯的RPC的“尾相”。由此，防止或至少减弱了最终振荡，以便能够有利地避免调光器的无意断开。
[0020]本发明的一个优点是，其能够在用于连接到所述调光器的(单独的)电路装置、具有相应的(驱动器)电路的LED灯中实现，甚至在现有的电子器件的软件中实现，即微处理器、微控制器或计算单元。
[0021]根据本发明的电路装置能够被用于用舍相电源使至少一个照明单元工作，并且尤其是低功率照明单元。
[0022]在这个背景中，低功率照明单元优选指的是包括固态光源的照明单元，例如LED单元，诸如无机LED、有机LED、固态激光等，但不排除其他。该照明单元当然可以包括串联和/或并联连接的超过一个前述部件。术语“低功率”指与像白炽灯泡的传统照明装置的功率消耗相比的该照明单元的功率消耗。至少一个照明单元的功率消耗优选低于20W，更优选地低于15W，最优选低于10W。尤其是，如果操作单个LED (或只有几个LED)，那么适用低的值。然而，本发明不限制于操作单个LED。
[0023]舍相电源提供舍相工作电压，其基本为正弦电压，其中每个波/周期(或通常每个半波/半周期)的一部分被砍掉或切掉。从交流电压的过零开始，这个可以是前沿部分或后缘部分。
[0024]虽然本文中的舍相电源通常包括“调光器”，例如舍相调光器，有时也被称作“相位点火控制器”，在被砍掉的波(或相应的包络线)的那一部分的意义上-其对应于舍相的定时-能够由工作人员调整，也可想得到这个部分是恒定的。无论如何，电压的时间进展(或相应的包络线)示出在每个舍相操作上的相当急剧的倾斜或上升。本领域中已知的任何舍相技术可以在本发明的上下文中使用。
[0025]本发明的电路装置包括用于接收所述舍相工作电压的输入，该输入因而可以适配于连接到电源。另外或可替换地，该电路还可以包括用于连接到至少一个照明单元的输出。每个输入和输出可以通过永久电连接来形成，例如通过焊接，或者通过可拆卸连接，像插头插座连接。当然，每个提出的连接可以是可开关的。进一步，连接可以是间接的，但是优选是直接的。无论如何，连接至少在工作状态必须是导电的。
[0026]此外，本发明的电路装置包括脉冲注入电路，被配置为确定所述电源的舍相操作，并且在所述舍相操作后的200-700 μ s的延迟时间内从所述电源汲取电流脉冲。在本背景中，术语“延迟时间”指的是例如前沿的舍相操作与电流脉冲的最大值或峰值之间的时间。前沿优选地对应于电压从零伏大体上增加到根据市电周期的相应电压的时刻。根据调光器，所述边缘的持续时间可以在几微秒到几十微秒之间变化。
[0027]该延迟时间可以如下面所讨论的那样被预先确定，并且可以为一个或多个参数的函数，诸如LE调光器的接通时间。
[0028]该电流脉冲可以由任何适合的用于从电源汲取附加电流的手段来提供。例如，这可以通过将低电阻元件连接到电源或通过减少永久连接的元件的电阻来提供。可替换地或另外，该电流脉冲可以由电流源和/或开关模式转换器汲取。所述电流源可以优选地是线性驱动器的一部分，最优选地是带分接头的线性驱动器的一部分，也被称作“直接市电驱动器”，其能够被配置为提供根据本发明所述的电流峰。
[0029]该脉冲注入电路可以包括任何合适的装置，以提供所述至少一个电流脉冲。优选地，该脉冲注入电路包括舍相定时检测器，可控延迟单元和电流脉冲注入器，舍相定时检测器与所述输入连接并且适合于确定所述电源的舍相操作，可控延迟单元与所述舍相定时检测器连接并且被配置为响应于所述舍相操作在延迟之后提供触发信号，电流脉冲注入器与所述延迟单元和所述输入连接，以在接收所述触发信号时在200-700 μ s的所述延迟时间内从所述舍相电源汲取至少一个电流脉冲。
[0030]舍相定时检测器可以是任何适当类型的，以确定舍相操作，例如上述的前沿。该延迟单元是可控制的，即其适合于当确定舍相操作时开始延迟。当然，该延迟单元可以进一步适合于关于可变延迟可控，其在相应的输入提供，检测到调光水平和/或其他灯的存在。优选地，舍相定时检测器适合用于用前沿舍相电源/调光器(LE调光器)的操作，其中所述舍相操作对应于前沿。
[0031]电流脉冲注入器可以是任何适当类型，以提供所述电流脉冲，并且例如适合于提供脉冲负载给舍相电源。例如，脉冲注入器可以包括可开关负载电路，其被连接到该输入并且适合于在工作期间至少瞬时提供电负载到舍相电源。
[0032]本实施例假设，除了例如操作期间被连接到电路装置的输出的照明单元的负载，存在可开关的附加电负载。有利地是，因此可能提供独立于照明单元的负载的增大。
[0033]当然，可以想到关于脉冲注入器的不同的实施例。例如，该脉冲注入器可以包括耗散和/或非耗散电流源、可调节电流源、可控泄流电路、带分接头的反向转换器、线性转换器、带分接头的线性转换器和/或功率因数校正装置。
[0034]优选地，所述可控泄流电路包括至少可控开关装置和电阻元件。可替换地或另外，所述功率因数校正装置可以是升压、冲跳升压或反激反激转换器。
[0035]优选地在非耗散实例中，脉冲注入器可以包括缓冲装置，例如缓冲电容器，以存储由脉冲汲取的电流并提供该电流给LED单元。因此，在这个实施例中，进一步提高该设置的效率。在功率因数校正装置的实例中，所述功率因数校正装置可以包括符合的能量储存或缓冲单元，其至少由所述电流脉冲充电，并且提供功率给所述至少一个照明单元。
[0036]关于脉冲注入器和电路装置的上述连接，优选这些连接为永久的，并且这些元件被集成为集成电路和/或是集成电路的一部分。
[0037]根据优选实施例，在开始舍相操作开始之后(延迟时间)，即在所述前沿(在下面被称作电源/调光器的“LE”)之后，在200和700 μ s之间应用所述电流脉冲或升压电流峰(这个峰值的最大值)，优选在200和500 μ s之间，最优选在230之后。可以形成各种脉冲形式，例如按指数衰减脉冲。
[0038]优选地，该电流脉冲具有最大值导数，低于预定陡度值。本实施例提供了尤其有利的对振荡的抑制，所述振荡可以引起上述调光器的无意断开。最优选地，该电流脉冲的后缘具有最大值导数，低于预定陡度值。本实施例的一般概念是，脉冲的上升沿能够是陡峭的，但是电流脉冲的下降缘应该足够浅，以免引起可能造成所提到的调光器断开的振荡。优选地，该预定陆度值是近似l_2mA/ μ s,以便电流脉冲的下降缘梯度最大值应该为2mA/ μ S。当然，该精确值取决于调光器LC组合和所连接的灯的任何最终EMI滤波器的等效LC以及电流(补偿)脉冲的幅度。对于美国和对于欧洲类型的设计，这些值可以是不同的。
[0039]根据进一步优选实施例，上述升压电流峰不具有尖锐的边缘，即其本身不具有强的dl/dt。实例为具有或不具有保持平台的高斯或洛伦兹型峰形和锯齿状形状。
[0040]优选地，在LE调光器的上升沿后的200和500 μ s之间的范围中，所述电流脉冲显著减少连到单个调光器的(即在调光器处测量的)所有灯的全部电流的总dl/dt。在本文中，dl/dt的显著减少被理解为，本实施例使上述第一类型的灯和至少一个上述第二类型的灯的混合安装中，强的负值dl/dt衰减到几乎中性，或者甚至稍微正值dl/dt。
[0041]根据优选实施例中，取决于调光器/电源的接通时间而设定当前沿之后应用所述电流脉冲时的时间。在这个实施例中，因此，该延迟时间为调光器的调光水平的函数。
[0042]如上面所讨论的，术语接通时间或“t_on”指的是舍相操作和随后的例如交流工作电压的零交叉之间的时间，其对应于调光器的导通相或间隔。因此，较小的接通时间对应于连接的照明单元的较低的调光水平或较低的亮度，而较大的接通时间则对应较高的调光水平或较高的亮度。本实施例允许提高调光器的稳定性。
[0043]优选地，其中延迟单元被配置为当调光器的接通时间增加时(逐渐)增加延迟。更加优选地，延迟单元被配置为增加延迟，以便延迟时间在t_on = 2ms时为200-400 μ s和在t_on = Sms时为大约500-600 μ s之间。假设230V市电和50Hz电源频率，5ms的接通时间对应于90度的导电角。
[0044]根据实施例，在全部调光水平下应用所述电流脉冲。然而，根据优选实施例，所述电流脉冲应用于在18度和90度舍相角之间的范围中的调光水平，这分别对应于Ims和5ms之间的接通时间。
[0045]根据另一个实施例，所述升压电流脉冲应用于在36度和71度舍相角之间的范围中的调光水平(这分别对应于2ms和4ms之间的接通时间)。
[0046]为了允许确定延迟时间作为调光水平的函数，可能需要确定交流工作电压的相应的半周期中的舍相边缘的定时，即在工作电压的两个随后的零交叉之间。存在各种可能性来获得定时或调光水平息。
[0047]根据优选实施例，该电路包括零交叉检测器，其与所述脉冲注入电路连接，从而提供所述舍相工作电压的零交叉定时信息。因此，零交叉检测器与所述舍相定时检测器一起允许确定接通时间，即在舍相操作和随后的零交叉之间的时间，即调光水平。
[0048]根据本发明的脉冲注入器可以适合于为提供具有给定振幅和形状的至少一个电流脉冲。根据优选实施例，所述电流脉冲具有典型宽度(脉冲持续时间=宽度=FWHM=半高全宽)，其在100和500 μ s之间，优选在150和300 μ s之间。
[0049]该脉冲幅度可以按照该应用来选择。优选地，所述电流脉冲具有典型高度，即由照明单元汲取的电流的上面的额外脉冲的峰值电流值，其在20和700mA之间，优选在25和400mA之间，并且最优选在25和200mA之间。根据优选实施例，所述电流脉冲提供了在150和800mW之间汲取的典型平均功率，优选在200和500mw之间。
[0050]然而，该脉冲注入器不必一定被配置为将电流脉冲引到恒定幅度或形状。因此，在进一步优选实施例中，脉冲注入器可以被配置为取决于接通时间而适配电流脉冲的幅度和/或形状。这里，脉冲的高度和/或宽度不固定，而取决于舍相角度，即调光水平。
[0051]对于前沿调光器，例如，舍相角度90° (对应于切掉正弦波的一半)可以产生相对高的脉冲，而例如30°的低舍相角度(对应于切掉正弦波的小部分)将产生较低的脉冲。在第一情形中，连接照明单元比在第二情形中消散更少能量。因此，该脉冲注入器可以适合于在第一情形中应用更多附加负载，以确保舍相电源的正确功能。在第二情形中，脉冲-幅度依赖帮助降低在高调光水平(即高光输出)的耗散功率，在高调光水平下灯功率(和散热的热负载)高，并且功率耗散是重要的。
[0052]在上述示例性实施例中，脉冲注入器取决于调光器的接通时间而确定电流脉冲的幅度和/或形状。替换地或另外，并根据本发明的优选实施例，电路装置还包括电压检测电路，其与所述脉冲注入电路耦合，从而提供指示在所述输入的电压的电压信号，所述脉冲注入电路被配置为取决于所述电压信号而设定所述延迟时间和/或所述电流脉冲的幅度。
[0053]根据本实施例，电压检测电路有利地提供电压信号，以便该脉冲注入电路，例如电流脉冲注入器和/或可控延迟单元可以取决于在输入处的电压而适配该定时和/或幅度。
[0054]例如，该200-700 μ s的延迟时间内的延迟和/或电流脉冲的幅度可以取决于检测到舍相电源的“早期断开”，即在零交叉之前，而被适配，以便延迟和脉冲幅度能够被优化以最有效地防止所述“早期断开”。
[0055]因此，优选地是，电压检测电路“观察”在输入端处的电压。电压的dV/dt，即其梯度，为用于检测调光器的TRIAC断开的条件。因此，电压检测电路可以被配置为确定舍相工作电压的导数，并且将该导数与预定梯度波形相比较。例如，预定梯度波形可以对应于典型正弦曲线市电波形的梯度。如对本领域技术人员显而易见的，在这个情形中梯度波形对应于正弦波形的余弦。
[0056]如果电压的dV/dt没有大体上对应于根据预定梯度波形的给定位置期望的值，那么已经发生调光器“早期断开”。在本背景中，术语“大体上对应于”被理解为包括+/-1OV的略微偏离，以便仅仅在dv/dt从预定梯度波形的预期值偏离上述范围的情形中，才确定是“早期断开”。因此在本实施例中，该电压与所存储的预期电压形状相比，并且当电压信号为“失真”时，确定所述“早期断开”。
[0057]当然，存在检测所述“早期断开”的各种替换例。例如，该检测电路可以被配置为通过从调光器汲取电流直到零交叉来应用“测试负载”相/事件，并且观察该电压。在测试负载期间，该电路装置被配置为从电源汲取电流，该电流低于调光器的最小保持电流，以便仅仅这个电流将不足以将调光器的TRIAC保持处于传导。在灯能够实际上汲取这个电流的情形中，即，由于电流流到另一个负载，TRIAC不得不处于传导状态。在不能汲取测试负载电流的情形中，已经发生“早期断开”。为了提供测试负载，该电路装置可以包括可控电流宿。该电流宿可以提供反馈信号，指示编程的电流实际上是否流动。
[0058]优选地，在确定电源的“早期断开”时，可控延迟单元在迭代过程中被配置为改变延迟时间，并且随后确定是否发生“延迟断开”。当在改变延迟时间后没有确定“早期断开”时，该方法结束。最优选地，该延迟单元被配置为通过小于200-700 μ s的总延迟范围的增量来改变该延迟时间，以便可能存在多个增量。进一步优选地，该增量小于总延迟范围的十分之一。
[0059]相应地，可替换地或另外，脉冲注入器可以在迭代过程中被配置为改变脉冲幅度，并且随后确定是否发生“早期断开”。同样在这里，当确定没有“早期断开”时，该方法结束。优选地，脉冲幅度改变，即以小于20到700mA的总幅度范围的增量增加或减少。进一步优选地，该增加小于总幅度范围的十分之一。
[0060]可以结合前面提到的两个实施例，S卩，可控延迟单元和脉冲注入器可以在迭代过程中被配置为改变延迟时间，并且随后确定是否发生“早期断开”，然后在第二迭代过程中改变脉冲幅度，并且随后确定是否发生“早期断开”。这里，该延迟单元首先通过仅仅修改延迟“尝试”防止所述“早期断开”，然后在不可能仅仅通过修改该延迟来防止所述“早期断开”的情形中，脉冲注入器修改脉冲幅度。
[0061]例如，只要检测到“早期断开”，在应用编程的电流波形中的延迟以给定时间增量增加，直到到达预编程限制，或没有发生“早期断开”。如果达到预编程限制，那么在第一步中改变电流波形，该延迟时间被设定为最小值，并且应用波形，再次则增加延迟。对于改变该波形，能够改变峰值幅度、峰值持续时间、电流摄取间隔的剩余期间的值和剩余的持续时间的参数。优选地，峰值幅度或持续时间的改变通过在间隔的剩余期间的值或持续时间的相反改变来补偿，该相反改变通过在每个时间点的即时输入电压加权，以便灯的功率摄取保持稳定。
[0062]通过放在调光器和灯之间的电路中的电流测量装置，能够容易检测到所述电流脉冲的存在。例如在示波器上能够容易测量所述电流峰的存在。
[0063]实施例中的脉冲注入器可以被配置为汲取多个电流脉冲。例如，该脉冲注入器可以被配置为在每个舍相操作时汲取电流脉冲。
[0064]根据本发明的进展，不是在每个半周期中应用所述附加升压电流峰，而是仅仅在定期预定间隔中应用，例如每个第三、第五、第七、第九......半周期或舍相操作中。因此，
该脉冲注入器可以被配置为在预定间隔中汲取电流脉冲。最优选地，该电流脉冲在同一半周期中汲取，其中至少一个灯(在调光器处)从大体上边缘连续是以一样半周期形式开出，其中至少一个的该灯(在该调光器)从边缘到大体上零交叉处连续汲取电流。因此，需要避免调光器断开的相或半周期。
[0065]根据另一个优选实施例，当“测试负载”发生时，即应用保持TRIAC大体上/几乎传导的电流波形，直到市电的零交叉，即先前提到的有意宽导通间隔操作，在这样的半周期中应用所述附加升压电流脉冲。在应用窄导通间隔的半周期期间，停用电流脉冲注入器，以便不生成电流脉冲。这具有下列好处，即为更加有效的能量解决方法。
[0066]优选地，脉冲注入器包括缓冲装置，以存储由所述脉冲汲取的电流或能量，并且将所存储的电流/能量提供给至少一个照明单元。本实施例进一步提高电路装置的能量效率，因为在这里，从电源获得的电能被提供给负载，而非消散。
[0067]最优选地，电路装置包括具有灯兼容性检测器的检测电路。该检测电路允许确定是否存在并联的灯，以便必要时，即当至少一个并联灯也连接到舍相电源时，仅仅在那时有利地生成电流脉冲。因此，所述电流脉冲仅仅提供于电路装置/LED驱动电路的“兼容模式”中。该检测电路及其工作的细节在下面参考本发明的第二方面来讨论。
[0068]如果将电压整流，则便于舍相电压的进一步处理和舍相操作的确定。因此，在本发明的优选实施例中，该输入包括整流器。该输出可以优选包括LED驱动电路，即被配置为提供工作电压/电流以便为至少一个照明单元/LED供电。最优选地，输出包括缓冲装置，例如适当的电容器和/或被连接到脉冲注入器的缓冲装置。
[0069]在本发明的进一步实施例中，电路装置为LED驱动电路，即包括用于从所述电源接收所述舍相工作电压的输入和用于连接到至少一个LED单元的输出。尤其在后一情形中，可以提供LED灯，其包括根据一个或多个前述实施例的电路装置/LED驱动电路和被连接到电路装置/LED驱动电路的输出的至少一个LED单元。
[0070]根据本发明的方面的电路装置可以使用模拟元件实现。然而，如本领域技术人员将会理解，其也能够使用数字元件或在计算机软件中实现。在这点上，术语“计算机”可以包括数字核、微处理器、DSP、状态机等等。
[0071]根据本发明的方面，提供了用电路装置操作至少一个照明单元的方法，所述电路装置包括用于从电源接收舍相工作电压的输入和/或用于连接到所述至少一个低功率照明单元的输出，其中确定所述电源的舍相操作，并且在所述舍相操作后200-700 μ s之间的延迟时间内从所述电源汲取电流脉冲。在上述方法中，当然可以根据前面讨论的一个或多个优选实施例来适配电路装置。
[0072]本发明的第二方面涉及用于连接到LED驱动电路的检测电路和灯兼容性检测器装置，该LED驱动电路具有用于从电源接收舍相操作电压的输入，灯兼容性检测器装置被配置为确定在工作期间被连接到所述舍相电源的并联灯的存在，例如具有窄导通间隔的灯，并且提供指示所述并联灯存在的兼容性信号给所述LED驱动电路，以便取决于所述并联灯的存在而设定驱动电路在正常工作模式和兼容模式之间。
[0073]如上面所讨论的，当结合改进的功率因数或具有宽导通间隔的第二类型的灯与所述第一类型的灯时，本驱动器/灯可能存在这样的好处，提供反作用，诸如提供所述附加升压电流脉冲和/或模仿第一类型的灯的电流波形状，即如下面所解释的以“兼容模式”工作。
[0074]然而，所有可能的反作用使得LED灯更低效，和/或可能损害调光器兼容性。因此，有利的是，仅仅当真实需要时，即当确定并联灯的存在时，才应用所述反作用。因此，本发明的方面允许确定其他灯的存在(或不存在)，尤其是在同一调光器下并因此并联到检测电路的具有窄导通间隔的上述第一类型的灯。
[0075]在本文中，术语“存在”被理解为所述并联灯被连接到同一舍相电源，例如并联到检测电路。该并联灯可能处于或不处于直接实体邻近检测电路。
[0076]根据本方面的检测电路包括用于从相应连接的电源接收舍相工作电压的输入以及灯兼容性检测器，灯兼容性检测器被配置为确定所述至少一个并联灯的存在。如上面所讨论的，该电源可以尤其是舍相电源。
[0077]舍相电源提供舍相工作电压，其基本为正弦电压，其中每个波/周期(或通常每个半波/半周期)的一部分砍掉或切掉。从交流电压的零交叉开始，这个可以是前沿部分或后缘部分。
[0078]虽然本文中的舍相电源通常包括“调光器”，例如舍相调光器，有时也被称作“相位点火控制器”，在砍掉的波(或相应的包络线)的意义上-其对应于舍相的定时-能够由工作人员调整，也可想得到这个部分是恒定的。无论如何，电压的时间进展(或相应的包络线)示出在每个舍相操作上的陡度相当急剧的倾斜或上升。本领域中已知的任何舍相技术可以在上下文中与本发明一起使用。
[0079]输入可以通过永久电连接形成，例如通过焊接，或者通过可拆卸连接，像插塞式连接。当然，每个提到的连接可以是可开关的。进一步，连接可以是间接的，但是优选是直接的。无论如何，连接至少在工作状态必须是导电的。
[0080]灯兼容性检测器至少处于与所述输入连接的供状态，并且可以是任何适当类型，以确定并联灯的存在。当然，该检测器可以与另外的部件集成，尤其是在用根据本发明的第一方面的电路装置和/或LED驱动电路形成检测电路的情形中。最优选地，该检测器包括微控制器、处理器等等，其具有用于检测并联灯的适当编程。灯兼容性检测器与LED驱动电路的连接可以是任何适合的有线或无线类型，像焊接或可拆卸连接，例如插塞式连接。
[0081]根据本发明的第二方面的检测电路的灯兼容性检测器确定灯是否并联连接到同一电源。所提供的兼容性信号允许将连接的LED驱动电路的工作设定到正常或兼容模式。尽管根据本发明的方面的检测电路可以设置为从LED灯分开，但是优选地，检测电路与LED灯和/或LED驱动电路集成。在“独立的”检测电路的情形中，检测器应该优选使用有线或无线控制连接被连接到LED驱动电路，从而发射兼容性信号。
[0082]在检测电路的工作期间，该检测能够以定期间隔来进行。优选地，在检测电路与电源连接时，即在初始化周期期间，进行对所述并联灯的存在的确定。因此，尤其优选地，灯兼容性检测器在初始化周期的持续时间可工作。
[0083]在与功率连接之后，并联灯通常将立即开始工作，因为功率已经出现在其输入端。因此，该检测器装置将“收听”，例如几个市电周期，并且以这种方式“得知”是否存在任何并联灯。
[0084]优选地，在这种情形中，在“收听”期间，即初始化周期期间，所提出的电路应该由调光器看作高阻抗，以便避免调光器的重新点火和舍相电压在电路的输入端处出现。因此，该输入应该优选具有大于10kOhm的高(输入)阻抗。如果从电路的实际角度，提供高阻抗不可行，那么应该提供足够高的阻抗，用于保持调光器至少一个市电半周期不触发。
[0085]最优选地，初始化周期具有在舍相工作电压的I半周期和40半周期之间的持续时间，即I半周期和20个全周期之间的持续时间，尤其优选在2半周期和10半周期之间。例如并考虑50Hz工作电压，该初始化周期应该在1ms和400ms之间，尤其在20ms和10ms之间。
[0086]根据本发明的进一步实施例，所述检测的结果被存储在存储单元中，例如诸如随机存取存储器的半导体存储器，从而保存结果，并因此保存甚至在初始化周期后的兼容性信号的设定，直到灯被关闭或发生重置或“重新编程”。
[0087]如将对本领域技术人员显而易见的，存在多个替换例来确定所述并联灯，当然这也可以取决于相应类型的并联灯。在简单的实施例中，检测器可以适合于确定输入端之间的阻抗，从而检测并联连接灯。
[0088]在并联灯为第一类型的情形中，即具有窄导通间隔的灯，有利的是通过分析工作期间的电压波形来确定灯的存在。根据优选实施例，因此，灯兼容性检测器包括电压检测电路，其与所述输入连接，并且被配置为从所述舍相工作电压，尤其是从电压波形，即电压的时间进展来确定所述兼容性信号。
[0089]在本背景中，术语“窄导通间隔”和“宽导通间隔”涉及其中与调光器名义上的接通时间相比，各自的灯汲取足够电流(超过舍相电源/调光器的保持电流)，从而保持调光器处于传导的时间的百分比。用于前沿(LE)类型的调光器的接通时间对应于由调光器启动的舍相边缘和交流舍相操作(市电)电压的下一个零交叉之间的时间。
[0090]具有窄导通间隔的第一类型的灯通常将示出调光器的相断开，即在下一个零交叉之前，调光器的TRIAC关断。所述第一类型的灯的相的断开大于交流工作电压的每半周期0.5ms,优选地Ims,并且最优选1.5ms,当然这可以取决于调光水平。
[0091]第一类型的灯(窄导通间隔)的特征在于，在小于接通时间的95%，优选地小于80%，并且最优选地小于50%的百分比的情况下汲取超过调光器的保持电流。具有窄导通间隔的灯通常在输入处具有峰值整流器。然而，该导通间隔也能够通过迫使“早期断开”而有意变窄，以便使能量摄取最小化。可替换地或另外，所述第一类型的灯可能特征在于，在前沿上的重复峰值电流(PRC)(因为可选鸟嘴整流器O，具有显著的后缘，即强的负值dl/dt0
[0092]另外或可替换地，检测器可被配置为检测后缘，从而确定所述附加灯的存在，即由附加的灯的断开引起的负的dV/dt。优选地，当在给定时间的工作电压的导数没有大体上对应于所述预定梯度波形时，该电压检测电路被配置为确定舍相工作电压的导数，将该导数与预定梯度波形相比较，并且设定所述兼容性信号以指示所述并联灯。
[0093]因此，优选地，电压检测电路“观察”在输入端处的电压。电压的dV/dt，即梯度，为用于检测调光器的TRIAC断开的条件。因此，该电压检测电路可以被配置为确定舍相工作电压的导数，并且将该导数与预定梯度波形相比较。例如，预定梯度波形可以对应于典型正弦市电波形。如对本领域技术人员显而易见的，这种情形中的梯度波形对应于正弦波形的余弦。
[0094]如果电压的斜度没有大体上对应于根据预定梯度波形的给定时间/位置预期的值，那么已经发生调光器的“早期断开”，并因此存在并联的灯。
[0095]在这个背景中，术语“大体上对应于”被理解为包括+/-1OV的微小偏差，以便只有在dV/dt从预先确定斜度波形的预期值偏离如上所述的范围的情形中，才确定“早期断开”。因此，在本实施例中，电压信号与所储存的电压的预期形状相比较，并且从而当电压信号“失真”时，即偏离理想正弦形状时，确定所述“早期断开”。
[0096]在上述实施例中，例如初始化期间的电压检测电路在输入端“观察到”电压。电压的dV/dt为用于检测调光器的TRIAC的条件，并且因此检测第一类型的所述并联灯的存在，即确定在输入处的电压的后缘。如果电压的dV/dt偏离从观察到正弦波的给定位置预期的值，那么已经发生调光器的“早期断开”，这被认为指示出所述并联灯的存在。
[0097]本实施例基于这样的认识，如果并联灯仍旧经由调光器“连接”到市电则能够发生的陡度最大的dV/dt为本半周期中的电源电压的dV/dt。如果该灯断开，即存在后缘，那么dV/dt通常将实质性偏离理想正弦波，因为灯将非常快速耗尽连接到电力线的电容器，例如连接到AC线的电容器(灯的EMI滤波器和调光器的缓冲电容器)。
[0098]如上所述，存在检测所述并联灯的各种替换例。例如，检测器能够被配置为通过从调光器汲取电流，直到零交叉并且观察该电压，来应用“测试负载”相/事件。在测试负载期间，检测电路被配置为从电源汲取电流，该电流低于调光器的最小保持电流，以便这个电流自身不足以保持调光器的TRIAC处于传导。在灯能够实际上汲取这个电流的情形中，即由于电流流到另一负载，TRIAC不得不处于传导状态。在不能汲取测试负载电流的情形中，已经发生“早期断开”。为了提供测试负载，该检测电路可以包括可控电流宿。电流宿可以提供反馈信号，指示编程电流是否实际上流动。
[0099]可替换地或另外，该检测器可以被配置为比较在输入处的波形与(所储存)期望的形状，从而确定所述并联灯的存在。
[0100]在进一步替换或附加实施例中，并且在用根据第一方面的电路装置形成检测电路的情形中，可能观察到电路装置的内电压。这里，当存在所述第一类型的灯时，由于不同的电流脉冲波形，能够观察到波动。例如，用一些开关式电源拓扑，输出电压的改变与输入电压有关。当输出电压不同于根据外加负载和控制参数所预期的改变时，这指示输入电压没有如预期。
[0101]根据另一个优选实施例，该灯兼容性检测器包括舍相定时检测器和零交叉检测器。舍相检测器与输入连接，并且被配置为确定所述电源的舍相操作，例如如上所述的前沿。零交叉检测器也与输入连接，并且被配置为提供所述舍相工作电压的过零定时信息。当在舍相电压的每个零交叉之间，即在每个半周期中检测到调光器的舍相操作时，确定并联灯，并且在这个情形中为第一类型的并联灯，即具有窄导通间隔。
[0102]本发明人已经确定，如由于调光器的行为没有连接进一步灯的情形，第一类型的并联灯不仅在每个正半周期引起相应调光器边缘，也在每个负半周期中引起相应调光器边缘。因此，本实施例允许非常可靠地确定所述第一类型的并联灯。
[0103]优选地，该检测电路和/或舍相定时检测器适合于用前沿舍相电源/调光器(LE调光器)操作，其中所述舍相操作对应于前沿。
[0104]可以使用模拟元件实现根据本发明的本方面的检测电路。然而，如本领域技术人员将理解，也能够使用数字元件或在计算机软件中实行。在这点上，术语“计算机”可以包括数字核、微处理器、DSP、状态机等。
[0105]在利用连接到LED驱动电路的检测电路检测并联连接的灯的方法中，确定与检测电路并联连接到所述舍相电源的并联灯的存在，并且兼容信号被提供给所述驱动电路，其中所述兼容性信号指示所述第一类型的灯的存在，以便取决于所述并联灯的存在而设定LED驱动电路在正常操作模式和兼容模式之间。
[0106]在上述方法中，检测电路当然可以根据前面讨论的一个或多个优选实施例改编。
[0107]本发明还涉及LED驱动电路，其具有至少输入、输出和可控功率转换器。输入适合于从电源接收舍相工作电压。该输出适合于连接到至少一个LED单元。该可控功率转换器被连接到该输入和输出，从而从舍相工作电压为所述LED单元提供工作电流。该功率转换器适合于在导通间隔持续时间从所述电源循环汲取输入电流。该功率转换器进一步被配置为以正常工作模式和兼容模式工作，其中所述兼容模式中的所述导通间隔比以所述正常工作模式短。
[0108]本发明的方面允许LED驱动电路以两个工作模式工作，例如使用相应开关设定。在本文中，LED单元包括至少一个LED，诸如无机LED、有机LED、固态激光器等。当然，LED单元可以包括一个以上的串联和/或并联连接的先前提到的部件。
[0109]如前面提到的，在混合负载配置中，即在具有窄导通间隔的第一类型的灯或驱动电路与采用在宽导通间隔期间能量摄取原理的灯相结合的布置中，后者在下文中被称作"改进功率因数灯"或"第二类型的灯"，例如，与所述第一类型的灯并联，可能出现问题。这里，到具有(有意)宽导通间隔的灯的能量传递的早期中断，可能引起下列故障的一个而导致不可接受的光输出和/或光学闪烁:调光器的“早期断开”(尤其是随机或对于全部灯不一致和/或在每个半周期)、空载(工作)电压的波动、边缘位置的抖动、零交叉检测机构的故障和在灯处空载(工作)电压的消失。
[0110]根据所述“兼容模式”的上述实例，正常情况下驱动电路将以显著更宽的导通间隔工作，即以“正常工作模式”，最终包括预定水平的大体恒定的保持电流。为了防止混合负载不兼容，驱动电路能够被设定到兼容模式，导通间隔减少和/或高重复峰值电流。这里，驱动器“模仿”第一类型的灯的工作，例如仅具有小导通间隔。在本背景中，术语“导通间隔”指的是LED驱动电路由电源供给电流的时期。优选地，兼容模式中导通间隔的持续时间小于正常工作模式中导通间隔的持续时间的50%，最优选小于25%，并且尤其优选小于10%。
[0111]如上所述，功率转换器可以通过开关由用户操作为设定在正常和兼容模式之间。优选地，该驱动电路包括根据一个或多个上述实施例的检测电路，其中灯兼容性检测器与所述功率转换器连接，从而取决于兼容性信号而设定功率转换器的工作模式。优选地，当兼容性信号指示并联连接的灯时，功率转换器被设定到兼容模式。
[0112]本发明也涉及LED灯，其包括根据一个或多个上述实施例的LED驱动电路以及连接到输出的至少一个LED单元。此外，提供照明系统，其包括舍相电源和根据一个或多个上述实施例的一个或多个连接的LED灯。
【专利附图】
【附图说明】
[0113]结合所包括的附图从优选实施例的描述中，本发明的这些及其他方面、特征和优点将显而易见，并且参考优选实施例的描述得到阐明，其中:
[0114]图1示意地示出将电流脉冲应用到舍相工作电压，
[0115]图2以示意方框图示出根据本发明的第一方面的电路装置的实施例，
[0116]图3a_3e示出脉冲注入电路的适当设置的示例性实施例，
[0117]图3f示出根据图3e的实施例的工作的流程图，
[0118]图4a_4b示出被连接到多个灯的舍相电源的电流波形的示例性的时序图，
[0119]图5以示意方框图示出根据本发明的第二方面的检测电路的实施例，
[0120]图6示出说明图5的实施例的工作的波形，
[0121]图7以示意方框图示出检测电路的第二实施例，
[0122]图8示出包括图2的电路装置与图5的检测电路一起的组合的LED驱动电路的实施例，和
[0123]图9以不意方框图不出具有根据图5的检测电路的进一步LED驱动电路的实施例。
【具体实施方式】
[0124]下面参考图1-4解释本发明的第一方面的基本实施例。根据本发明的方面，建议提供电路装置，该电路装置提高当操作与舍相电源/调光器并联的多个LED灯时的兼容性。电路装置适合于在200到700 μ s的延迟时间内汲取附加的升压电流脉冲，这已经发现尤其能减少LED灯的输出光的光学闪烁。
[0125]本发明的方面基于本发明人的这种认识，即现有的LED灯的某些类型，在下文中被称作“第一类型的灯”，其通常采用在窄导通间隔期间的能量摄取原理。由具有窄导通间隔的灯产生的负值dl/dt引起连接的舍相电源/调光器的LC电路中或灯的EMI滤波器中的振荡。进而，这个振荡可能引起TRIAC的“早期断开”，TRIAC通常在电源的舍相调光器中用作开关元件。
[0126]在调光器的背景中，并且尤其是前沿(LE)型的调光器，术语“早期”或“非有意”断开指的是所述LE调光器的开关器件，例如TRIAC，其在不期望的时间点被设定到非导通状态，即参考前沿类型的调光器，在交流输入电压的零交叉之前。
[0127]在混合负载配置中，即在具有窄导通间隔的灯与在宽导通间隔期间采用能量摄取原理的灯结合的布置中，其中后者在下文中被称作“改进功率因数的灯”或“第二类型的灯”，例如与所述第一类型的灯并联连接，能量输送到具有(有意)宽导通间隔的灯的这种早期中断可能引起光输出的不稳定工作和/或闪烁。这里，电流脉冲的应用使工作稳定并减少闪烁。
[0128]图1的上部示出由前沿(LE)舍相电源/调光器在大约90度相角(正弦工作电压的一半被切掉)提供的舍相电压的实例，这产生5ms或50%的调光器接通时间。如对本领域技术人员显而易见的，仅示出电压的一个半周期。在图的上部中也示出在根据本方面的灯输入电流波形中所述升压电流脉冲的位置，根据本发明人的认识，这应该具有在舍相操作之后200-700 μ s之间的延迟时间D，即所示的调光器边缘。脉冲相对于该边缘的定时被表示为延迟时间D，该脉冲的持续时间被称作宽度W，并且幅度/高度被表示为H。
[0129]图1的下部示出几个可能的实施例，即取决于不同类型的灯，所述附加的升压脉冲被叠加在并联连接的灯的不同的可能的灯的输入电流波形上。附图标记10指示对于用小的衰减的高重复峰值电流(RPC)类型的灯得到的波形，11是用更大衰减，并且12是电阻性灯负载行为。如能够看出，具有RPC类型的输入电流波形的灯示出窄导通间隔，而电阻性灯导通直到电压的各半周期的末尾，即直到零交叉。
[0130]对所示波形的替代，也考虑实际情景，即所述附加的升压电流脉冲在灯电流输入波形已经接近零后出现。
[0131]图2中示出根据本发明的方面的实施例的电路装置I的实施方式。电路装置包括输入6和输出7，其中输出7示例性地连接到LED。因此，电路装置I在下文中也被称作LED驱动电路。
[0132]输入6包括整流器并且将电路I连接舍相电源(未示出)。该电路I包括边缘检测器，即舍相定时检测器2，和过零检测器3，，二者的输出被提供给可变延迟单元4，其提供给定延迟时间的触发信号(参看下方表格)。然后，一旦接收到延迟的触发信号，那么根据所需形状的电流脉冲的波形则由电流脉冲注入器5形成或生成。然后，如图2中虚线所指示的，通过输入6从电源汲取具有所需波形的脉冲。
[0133]根据图2的电流脉冲注入器5可以通过改变输入电流的参考由一个或多个电流源实现，或者由升压-PFC或冲跳升压转换器的控制实现。图3a_3d中示出各种替换例。为了清楚的原因，图3中未示出电路装置I的全部部件。在图3a和3b的设置中，示出具有整流器的输入6、输出7(DC/DC)和多个LED。LED的数目可以偏离任何所示实施例。
[0134]图3a示出对于电流脉冲注入器5a_5d的总共四个可能的设置。当然，不是全部所示实例都需要存在于一个单个电路装置I中，但是通常会可替换使用。
[0135]由于从图3a能够看出，电流脉冲注入器5a_5d可以包括可控制电流源和/或可换向的泄流电路以提供附加的电流脉冲，例如电阻/电容泄流电路。在图3b中，电流脉冲注入器5e对应于升压转换器的设置，而在图3c中，电流脉冲注入器5f对应于冲跳升压或反激转换器，两者也被称作功率因数校正级。
[0136]然而，应当注意，电路装置I的部件并且尤其是电流脉冲注入器5能够可替换地与电路装置I的进一步部件形成为一体。图3d中示出根据本发明的方面的进一步实施例的具有电路装置I’的LED灯30的示意设置。这里，输入6’另外包括桥式整流器、EMI滤波器和冲击保护单元34，其通过前沿舍相调光器/电源33连接到市电32。
[0137]输出7’在具有多个电流源的布置中被形成为具有多个LED，形成带分接头的线性驱动器。由于本领域中已知这种驱动器的一般设置，所以省略其工作细节。根据本实例的脉冲注入器5g为包括可调节的电流源的泄流电路，该电流源通常被配置为如果市电的电压过低以至于无法供电给LED串中的第一 LED，则从调光器汲取电流。所述泄流器(或另一个电流源)能够根据本发明被配置并控制，以便其提供所述附加的电流脉冲。
[0138]在图3d的实施例中，具有适当编程的微控制器31形成延迟单元4’，并且控制泄流器5g的电流源汲取所述电流脉冲。舍相定时检测器2和过零检测器3形成为一体。微控制器31也控制带分接头驱动器设置的进一步电流源，从而提供更紧凑的设置。
[0139]图3e示出电路装置I”的进一步实施例。本实施例对应于图2的实施例，除了进一步的电压检测电路8和延迟单元4”，在这里其按照图3d通过微控制器31以适当编程形成。该电压检测电路8确定在输入6的电压,并且提供电压信号给微控制器31。微控制器31在迭代过程中设定延迟和电流脉冲的脉冲幅度，从而确定最适当的延迟和幅度，并因此控制脉冲注入器5。脉冲注入器5可以示出图3a-3d中示出的任何设置。
[0140]图3f中示出微控制器31的迭代过程。微控制器31在步骤20中开始，并且应用230 μ S的标准延迟时间和200mA的脉冲幅度。在步骤21中，使用电压检测电路8的微控制器31通过比较在输入6的波形与内部存储的期望波形，来确定在工作电压的过零之前是否发生“早期断开”，即电源的TRIAC的断开。如果确定没有“早期断开”，那么该方法在步骤27结束，并且用于电流脉冲的延迟和幅度的当前参数由微控制器31在工作电压的进一步半周期中使用。然而，如果确定“早期断开”，那么微控制器在步骤22中使电流脉冲延迟40 μ S。
[0141]随后在步骤23中，再次确定是否发生“早期断开”。如果情况不是这样，那么该方法在步骤27以当前参数结束。如果仍旧确定“早期断开”，那么微控制器31在步骤24中确定是否能够进一步延迟该脉冲，即如果延迟脉冲仍旧在200μ s-700y s的范围内的话。如果该脉冲能够进一步延迟，那么在步骤22中重复提供该脉冲。然而，如果不可能有进一步延迟的话，那么微控制器31在步骤25中改变脉冲幅度，从而确定这是否防止步骤26中的“早期断开”。在本实例中，该脉冲幅度以5mA递增增加。再次，如果不能确定步骤26中的“早期断开”，那么该方法在步骤27中以当前参数结束。否则，微控制器31在步骤28中检查脉冲幅度是否可能进一步增加。如果情况是这样，那么该幅度在步骤25中递增增加。否贝U，该方法在步骤27中结束，而无需应用脉冲，因为不可能防止所述“早期断开”。
[0142]对本领域技术人员应该显而易见的是，可能存在许多实施方式。然而，应当注意，所述附加的升压电流脉冲不是必须需要升压转换器。为了这个目的，能够使用任何其他的转换器或可适配的电流源。然而，根据优选实施例，所述附加的输入电流(从升压峰)被转换并且至少部分用于驱动LED灯。
[0143]下方表格示出允许在不同相角下稳定运行的参数的实例:
[0144]
SI I延迟时间I脉冲长度 I脉冲高度~I脉冲功率^
120deg 230 μ s~ 300 μ s FWHM~ 25mA240mW
90deg~ 230 μ s~ 300 μ s FWHM~ 25mA200mW
54deg~ 230 μ s~ 300 μ s FWHM~ 200mA750mW
[0145]图4a_4b示出被连接到多个LED灯的舍相电源的电流形状或波形的示例性的时序图。
[0146]在基于三端可控硅器件的前沿(LE)调光器33后方并联连接时，不同类型的LED灯(第一和第二类型的LED灯)生成光闪烁。如前面讨论的，当采用在窄导电时间期间能量摄取原理的灯(第一类型的灯)和采用在宽导电时间或有意宽导通间隔期间能量摄取原理的灯(被称作“改进功率因数灯”或“第二类型的灯”)在混合负载配置中一起使用时，发生该现象。
[0147]图4a在40处示出正弦工作电压的全周期。附图标记41示出在90度相角的调光器/TRIAC电流。能够看出，由于具有小导通间隔的第一类型的灯的RPC的dl/dt大，舍相调光器33的TRIAC电流41迅速降至零。由于在供电电压的过零之前电压崩溃，所以该灯电压42清楚示出早期或“非有意断开”。
[0148]图4b说明表示本发明的工作原理的第一实例。TRIAC电流41'示出在LE调光器的上升沿后大约230μ S的延迟时间处的根据本发明的附加的升压电流脉冲。所述附加升压电流会将由所述第一类型的另一个灯引起的调光器中的负值dl/dt暂时改变为正值，或者改变为至少在最关键的相中显著更少负值dl/dt，所述最关键相为所述其他灯的RPC的尾部。从而，能够从灯电压42’看出，本发明的方面防止引起振荡或衰减该振荡，防止调光器非有意地断开。这里，该电压存在，直到供电电压40的随后零交叉。
[0149]本发明的第二方面涉及检测电路，其确定具有窄导通间隔的第一类型的灯是否连接到舍相电源或调光器。当所述检测电路与图2的电路装置结合和/或在改进功率因数灯中结合时，即在符合的LED驱动电路中结合时，是尤其有利的。
[0150]图5中以示意方框图示出检测电路50的实施例。该检测电路50包括具有桥式整流器的输入6，用于与电源56连接从而接收舍相工作电压。根据本实例的电源56包括前沿类型的舍相调光器(LE调光器，未示出)。当然，输入6可以包括进一步部件，并且特别是如EMI滤波器的次级电容器可以包括在输入6中。
[0151 ] 此外，检测电路50包括灯兼容性检测器52，其被配置为确定另一个灯57是否连接到同一电源56。特别是，该检测电路50确定是否存在先前提到的第一类型的具有窄导通间隔的并联灯57。该检测器52包括过零检测器55和边缘检测器53。处理器54包括适当编程，以确定在工作电压的5个半周期的持续时间每个零交叉之间是否存在所述LE调光器的边缘。在第一类型的并联灯57的情形中，在电压的每个零交叉之间将存在边缘。因此，该处理器54提供兼容性信号，从而当存在所述并联灯57时，允许将LED驱动电路从正常工作模式设定到兼容模式。
[0152]图6中示出检测电路50的工作细节。图6的上部示出典型的正弦波形，例如市电工作电压60，如通常提供到电源/调光器56的。虚线63描绘电压60的零交叉。图6的中部示出舍相工作电压61。这里，能够看出电源/调光器56的舍相操作，每两个半周期出现没有空载的情况，但是也可以在每3、4、5个等周期发生，或者基于不规则，即不是每个连续周期都发生。图6的下部在62示出在所述第一类型的灯57的并联连接的情形中得到的电压波形。这里，在每个半周期中因此在每个零交叉之间存在舍相操作。这由处理器54用于确定所述灯57的存在。
[0153]—旦在所述初始化周期内确定并联灯57的存在或不存在，就通过例如到LED驱动电路的连接58由处理器54提供相应的兼容性信号。该处理器54在内部存储单元(未示出)中存储该结果，从而连续提供兼容性信号，但是然后停止进一步检测。
[0154]因此，在检测器52通电之后，其将在输入6收听“收听”电压几个市电周期，并且以这种方式“得知”是否存在任何第一类型57的灯。当通电时，灯57将立即开始，并且在每个半周期处将在所提出的检测电路50的输入51出现由调光器产生的有陡峭边缘的舍相信号。
[0155]图7示出检测电路70的进一步实施例，其对应于图5中示出的检测电路50的设置，除了检测器72以外。在这个实施例中的检测器72包括与比较器74连接的电压检测电路73。电压检测电路73测量瞬时工作电压，并且提供电压的导数给比较器74。零交叉检测器75检测零交叉的位置，并且在零交叉处启动计数器76。计数器76提供指标给处理器77，处理器77包括存储的查找表，包括用于给定瞬间的理想正弦电压的电压梯度dV/dt的值。处理器77相应地提供预定梯度波形的值给比较器74，即参考导数。
[0156]比较器74比较理想瞬时正弦波的导数与测量结果的导数。如果测量的梯度dV/dt不是基本对应于计算参考导数，即不在预期值的+/-1OV的范围内，那么存在并联灯57，比较器74通过连接58提供相应的兼容性信号给例如连接的LED驱动电路。
[0157]图8示出图2的电路装置与图5的检测电路的组合，即结合本发明的前面提到的方面的两者的LED驱动器100。LED驱动电路100的设置和工作对应于上述图2的描述，除了存在具有根据图5的灯兼容性检测器52的又一检测电路50。这里，检测器52与脉冲注入器5连接，以便只有当检测器52指示所述第一类型的灯57的并联连接(图8中未示出)时才产生电流脉冲，有利地提高驱动器100的效率。
[0158]图9示出LED驱动电路110的进一步实例。该驱动电路包括用于连接到舍相电源的输入6和用于连接到一个或多个LED的输出7。此外，该驱动电路110包括可控制功率转换器111，从而为LED提供适当的工作电流。功率转换器111适合于以正常工作模式和兼容模式工作。在兼容模式中，导通间隔，即功率转换器111从连接的电源汲取电流的时间，比正常工作模式短。在正常工作模式中，功率转换器111被配置为在电源的整个接通时间汲取超过用于电源/调光器(未示出)的保持电流的电流，即关于LE调光器，在由调光器起源的舍相边缘和交流舍相工作电压的下一个零交叉之间的时间都汲取所述电流。在兼容模式中，功率转换器111在最大值为电源的接通时间的50%时间上汲取电流。
[0159]尽管可以减少兼容模式中的效率，但是缩短的导通间隔提供兼容性给第一类型的并联连接灯，即也具有短导通间隔。因此，功率转换器111 “模仿”第一类型的灯的输入电流行为。为了在两种模式之间切换，LED驱动电路110包括根据图5的检测电路50。前面提到的检测电路50为功率转换器111提供兼容性信号，指示所述并联灯的存在，以便只有当检测到所述并联灯时才进入兼容模式。
[0160]这个实施例中的功率转换器111为开关模式电源，允许设定导通间隔。实施例中的功率转换器111为开关模式升压转换器，尽管也可以使用冲跳升压。
[0161]LED驱动电路110还包括泄流电路112，其跨驱动电路110的EMI滤波电容器放置。当在启动时充电时，这个EMI滤波电容器将阻止输入6的二极管电桥导通并感测输入6的跨终端电压。因此，电容器必须借助于弱/电阻泄流电路112略微放电。一方面，这个放电速度必须使得在下一个市电半周期期间调光器没有重新点火，并且另一方面，调光器的点火必须在高低两个调暗角度下在整个市电半周期上可检测。对于泄流电路112，可替换地或另外的，可控电流源可被用于放电过程。
[0162]在附图和前述描述中已经详细示出并描述本发明。这些图示和描述将被认为是说明性或示例性的，而非限制性的；本发明不限制于所公开的实施例。例如，可能在实施例中操作本发明，其中
[0163]-在图8和9的实施例中，代替图5的检测器52，使用根据图7的检测器72，和/或
[0164]-图2-3的电路装置，图5和7的检测电路和/或图8_9的LED驱动电路被集成在LED灯中。
[0165]在权利要求中，单词“包括”不排除其他元件，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实不指示这些措施的组合不能被用于有益处。权利要求中任何附图标记不应该被解释为是对保护范围的限制。
【权利要求】
1.一种电路装置，用于利用舍相电源来操作至少一个照明单元，至少包括 -输入(6)，用于从所述电源接收舍相工作电压，和/或输出(7)，用于连接到所述至少一个照明单元，和 -脉冲注入电路，被配置为确定所述电源的舍相操作，并且在所述舍相操作后200-700 μ s之间的延迟时间内从所述电源汲取电流脉冲。
2.根据权利要求1所述的电路装置，其中所述脉冲注入电路包括 -舍相定时检测器(2)，与所述输入(6)连接并且适合于确定所述电源的舍相操作， -可控延迟单元(4)，与所述舍相定时检测器(2)连接，并且被配置为响应于所述舍相操作在延迟后提供触发信号，和 -电流脉冲注入器(5)，与所述延迟单元和所述输入(6)连接，以在接收所述触发信号时在200-700 μ s的所述延迟时间内从所述舍相电源汲取所述至少一个电流脉冲。
3.根据前述权利要求的任一项所述的电路装置，其中所述延迟时间在200-500μ s之间，优选为230 μ S。
4.根据前述权利要求的任一项所述的电路装置，其中舍相定时检测器(2)适合用于与前沿舍相电源一起操作，其中所述舍相操作对应于前沿。
5.根据前述权利要求的任一项所述的电路装置，其中所述延迟单元(4)另外被配置为取决于所述电源的舍相操作和所述舍相工作电压的随后的零交叉之间的接通时间来设定所述延迟。
6.根据权利要求5所述的电路装置，其中所述延迟单元(4)被配置为当所述接通时间增加时增加所述延迟。
7.根据权利要求6所述的电路装置，其中所述延迟单元(4)被配置为当所述接通时间增加时增加所述延迟，以便对于2ms的接通时间，所述延迟时间在200-400 μ s之间，并且对于5ms的接通时间，延迟时间在500-600 μ s之间。
8.根据前述权利要求的任一项所述的电路装置，其中所述延迟单元(4)适合于只有当所述接通时间在lms-5ms之间时,优选在lms_4ms之间时,才提供所述触发信号。
9.根据前述权利要求任一项所述的电路装置，还包括零交叉检测器(3)，其与所述脉冲注入电路连接，从而提供所述舍相工作电压的零交叉定时信息，以确定在所述电源的舍相操作和舍相工作电压的随后的零交叉之间的所述接通时间。
10.根据前述权利要求的任一项所述的电路装置，还包括电压检测电路，其与所述脉冲注入电路耦合，从而提供指示在所述输入(6)处的电压信号，所述脉冲注入电路被配置为取决于所述电压信号来设定所述延迟时间和/或所述电流脉冲的幅度。
11.根据前述权利要求的任一项所述的电路装置，其中所述脉冲注入器(5)包括缓冲装置，以存储由所述脉冲汲取的电流并且将所述电流提供给所述至少一个照明单元。
12.根据前述权利要求任一项所述的电路装置，还包括具有灯兼容性检测器(52、72)的检测电路(50、70)，所述灯兼容性检测器(52、72)与所述脉冲注入电路连接从而提供兼容性信号，其中所述检测器(52、72)被配置为确定与所述电路装置并联连接到所述舍相电源的并联灯(57)，以便只有当所述兼容性信号指示所述并联灯(57)时才生成所述电流脉冲。
13.根据权利要求12所述的电路装置，其中所述检测电路(50、70)根据权利要求21至27的任一项进行配置。
14.根据前述权利要求的任一项所述的电路装置，其中所述电路装置为LED驱动电路，其包括所述输入(6)和所述输出(7)，其中所述至少一个照明单元为LED单元。
15.一种LED灯，其包括根据前述权利要求任一项所述的电路装置(I)和连接到所述电路装置(I)的所述输出(7)的至少一个LED单元。
16.一种照明系统，其包括适合于提供舍相工作电压的电源和连接到所述电源的根据权利要求15所述的一个或多个LED灯。
17.一种操作具有电路装置(I)的至少一个照明单元的方法，所述电路装置(I)包括用于从电源接收舍相工作电压的输入(6)和/或用于连接到所述至少一个照明单元的输出(7)，其中 -确定所述电源的舍相操作，和 -在所述舍相操作后在200-700μ s之间的延迟时间内从所述电源汲取电流脉冲。
18.一种计算机程序，当在计算机上执行时，所述计算机程序能够实施根据权利要求17所述的方法。
19.一种数据载体，包括根据权利要求18所述的计算机程序。
20.一种用于连接到LED驱动电路的检测电路，其至少包括 -输入(6)，用于从电源接收舍相工作电压，和 -灯兼容性检测器(52、72)，被配置为 -确定并联灯(57)的存在，所述并联灯(57)在工作期间与所述检测电路(52、72)并联连接到所述舍相电源，和 -提供兼容性信号给所述LED驱动电路，所述兼容性信号对应于所述并联灯(57)的确定，以便取决于所述并联灯(57)的存在而在正常工作模式和兼容模式之间设定所述驱动电路。
21.根据权利要求20所述的检测电路，其中所述灯兼容性检测器(50、70)在所述检测电路与电源连接之后的初始化期间的持续时间内可操作。
22.根据权利要求21所述的检测电路，其中所述初始化期间在所述舍相工作电压的I个半周期和20个全周期之间，优选地在2个半周期和10个半周期之间。
23.根据权利要求20-22的任一项所述的检测电路，还包括与所述检测器(52、72)和所述LED驱动电路连接的存储单元，从而接收所述兼容性信号并且将所述兼容性信号提供给所述LED驱动电路。
24.根据权利要求20-23的任一项所述的检测电路，其中所述灯检测器(52、72)包括电压检测电路(73)，其与所述输入(6)连接并且被配置为从所述舍相工作电压确定所述兼容性信号。
25.根据权利要求24所述的检测电路，其中所述电压检测电路(73)被配置为 -确定所述舍相工作电压的导数， -将所述导数与预先确定梯度波形相比较，和 -当所述工作电压在所述舍相工作电压的给定时间处的导数并非基本对应于所述预先确定梯度波形时，设定所述兼容性信号从而指示所述并联灯(57)的存在。
26.根据权利要求25所述的检测电路，其中所述预先确定梯度波形对应于正弦工作电压的波形的梯度。
27.根据权利要求20-26的任一项所述的检测电路，其中所述灯兼容性检测器(52、72)包括 -舍相定时检测器(52)，与所述输入(6)连接并且适合于从所述舍相工作电压确定所述电源的舍相操作，和 -零交叉检测器(55)，与输入(6)连接，从而提供所述舍相工作电压的零交叉定时信息，其中 -所述灯兼容性检测器(52、72)被配置为当在所述工作电压的每个检测的零交叉之间确定舍相操作时，设定所述兼容性信号以指示所述并联灯(57)的存在。
28.—种检测与检测电路(50、70)连接的灯的方法，所述检测电路(50、70)用于连接到LED驱动电路，所述LED驱动电路至少包括用于从电源接收舍相工作电压的输入￠)，其中确定在操作期间与所述检测电路(50、70)并联连接到所述电源的并联灯的存在，并且提供对应于所述并联灯(57)的确定的兼容性信号给LED驱动电路，以便取决于所述并联灯的存在而设定所述LED驱动电路在正常工作模式和兼容模式之间。
29.一种计算机程序，当在计算机上执行时，能够实施根据权利要求28所述的方法。
30.一种数据载体，包括根据权利要求29所述的计算机程序。
31.一种用于用舍相工作电压操作至少一个LED单元的LED驱动电路，其至少包括 -输入(6)，用于从电源接收舍相工作电压， -输出(7)，用于连接到所述至少一个LED单元，和 -可控功率转换器(111)，被连接到所述输出(7)，从而从所述舍相工作电压提供工作电流给所述至少一个LED单元， -所述功率转换器(111)被配置为在正常工作模式和兼容模式中的导通间隔的持续时间内反复从所述电源汲取输入电流，其中在所述兼容模式中的所述导通间隔比所述正常工作模式中短。
32.根据权利要求31所述的LED驱动电路，还包括根据权利要求20-27的至少一项所述的检测电路(50、70)，其中所述灯兼容性检测器(52、72)被配置为取决于所述兼容性信号而将所述驱动电路(100、110)从所述正常工作模式设定到所述兼容模式。
33.根据权利要求31-32的任一项所述的LED驱动电路，其中在所述兼容模式中的导通间隔的持续时间小于在所述正常工作模式中的导通间隔的持续时间的50%。
34.一种LED灯，其包括根据权利要求31-33任一项所述的LED驱动电路(100、110)和连接到所述驱动电路的输出的至少一个LED单元。
35.一种照明系统，其包括适合于提供舍相工作电压的电源和连接到所述电源的根据权利要求34所述的一个或多个LED灯。
【文档编号】H05B33/08GK104170528SQ201380014516
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年3月15日 优先权日:2012年3月16日
【发明者】P·T·J·布南, D·V·玛利纳, R·库尔特, H·J·G·拉德玛彻, B·J·E·霍恩特勒 申请人:皇家飞利浦有限公司