用于LED照明模组的电子驱动器以及LED灯的制作方法

本发明涉及一种用于led照明模组的电子驱动器和led灯。

背景技术：

多年来，作为白炽灯泡的有效替代品，荧光灯已经成为广为人知且广泛应用的照明模组。然而，随着led灯的出现，可以得到更加高效且寿命长的照明装置。因此，存在着用led灯替代现有的荧光灯的需求。

目前可用的荧光灯通常使用镇流器单元(例如，电子控制装置(ecg)、传统控制装置(ccg)或者交流电源)进行操作。以下，“交流电源”具体可以是交流主电源。镇流器单元可适于调节和限制供应给荧光灯的电流，并且适于在荧光灯的启动过程期间提供启动电压(ignitionvoltage)。镇流器单元是荧光灯的灯具的一部分。

更换现有的灯具中存在的镇流器单元将会是耗费人力的并且由此需要大量开销。因此，使用已经安装的镇流器单元操作led灯是比较好的。为了提供兼容于镇流器单元的led灯，目前可用的led灯包括电子驱动器，其用于使镇流器提供的电压和/或电流适应于led灯的照明模组的要求，照明模组包括发光二极管。否则，由于启动序列期间产生的高电压，led灯的电子部件和/或光电部件可能被镇流器单元损坏或毁坏。此外，由于led灯的功耗低于荧光灯的功耗，所以在没有电子驱动器的情况下，镇流器单元将会工作在不稳定状态下。

然而，目前可用的电子驱动器要么是针对使用ecg的操作而优化的，要么是针对使用ccg(或交流电源)的操作而优化的。考虑到兼容性问题，拥有用于将led灯连接到ecg和连接到ccg的电子驱动器是有利的。此外，兼容的led灯通常具有双侧输入。此时，阻抗匹配可能造成兼容性问题。

技术实现要素：

考虑到目前可用的系统的上述缺点，本发明的目的是提供一种改进的用于led照明模组的电子驱动器。另外的目的是提供一种改进的led灯。

这些目的通过根据独立权利要求的电子驱动器和led灯而解决。从属权利要求、说明书和附图给出了优选实施例。

相应地，提供一种用于照明模组的电子驱动器。该电子驱动器包括热敏电阻器和用于将电子驱动器连接到镇流器单元的输入端。所述热敏电阻器与输入端耦接，使得至少在电子驱动器的启动阶段期间，热敏电阻器并联连接到输入端，并且使得在启动阶段之后，如果(特别是仅仅如果)镇流器单元是传统控制装置或交流电源，则热敏电阻器与输入端断开。

启动阶段可以是初始阶段，在该初始阶段，如果荧光灯管连接到镇流器单元，则通常进行点火。在传统控制装置(ccg)作为镇流器单元的情况下，在启动阶段期间输入端处会出现高温，导致热敏电阻器的电阻增加，从而在镇流器单元是ccg时提供高阻抗。

在本申请全文中，诸如“一”或“一个”的不定冠词可被理解为单数或复数，特别是具有“至少一个”、“一个或多个”等含义，除非这是例如通过术语“仅一个”明确排除在外的。

热敏电阻器是依赖于温度的电阻器。优选地，热敏电阻器是ptc电阻器。也就是说，热敏电阻器的电阻优选地与热敏电阻器的温度成正比。

镇流器单元提供交流电流和/或交流电压。特别地，镇流器单元可以是电流源。

根据电子驱动器的至少一个实施例，热敏电阻器与继电器串联连接，其中继电器中没有半导体材料。优选地，热敏电阻器中也没有半导体材料。电子控制装置(ecg)可适用于检测与阻抗相对应的所谓灯丝是否连接到ecg。如果电路中使用了半导体材料，则灯丝检测功能可能失效。

继电器可以是常闭继电器。如果热敏电阻器并联连接至输入端，则继电器可以是“导通”(导电状态，闭合)的，如果热敏电阻器与输入端断开，则继电器可以是“断开”(非导电状态，开路)的。

根据电子驱动器的至少一个实施例，至少在启动阶段，如果镇流器单元是传统控制装置或交流电源，则热敏电阻器具有第一电阻，并且如果镇流器单元是电子控制装置，则热敏电阻器具有第二电阻，第一电阻至少是第二电阻的2倍(特别地，至少5倍)。

根据至少一个实施例，电子驱动器包括电压检测电路，其适用于检测由镇流器单元提供的电压以及向继电器提供开关信号。电压检测电路优先地连接到输入端。

根据电子驱动器的至少一个实施例，电压检测电路包括第一晶体管和直流电路，其中，直流电路适用于在镇流器单元提供高频的高交流电压时向第一晶体管的栅极提供高直流电压，或者适用于在镇流器单元提供低交流电压或低频的高交流电压时向第一晶体管的栅极提供低直流电压。下文中，“高频”可以是高于40khz的频率，其可由ecg提供。“低频”可以是低于100hz的频率，其可由ccg或交流电源提供。根据直流电路提供的直流电压，第一晶体管被“导通”(导电状态，闭合)或“关断”(非导电状态，开路)。为了根据交流电压的频率提供直流电压，直流电路可包括电容器。

根据电子驱动器的至少一个实施例，电压检测电路包括第一晶体管和第二晶体管，其中继电器线圈被连接到第二晶体管的发射极。第二晶体管由此对继电器进行开关。第一晶体管和第二晶体管可类似于施密特触发器地连接。

根据电子驱动器的至少一个实施例，直流电路包括双向整流电路。直流电路由此将镇流器单元提供的交流电压转换为直流电压。

根据至少一个实施例，电子驱动器包括pwm控制器(pwm：脉宽调制)和pwm控制器电源，其中pwm控制器电源与直流电路的输出端耦接，使得pwm控制器电源在启动阶段结束时开启。当pwm控制器电源开启时，热敏电阻器可与各个输入端断开。pwm控制器电源向pwm控制器提供电力，pwm控制器转而向照明模组提供电力。

根据电子驱动器的至少一个实施例，pwm控制器电源的输出端与第二晶体管的栅极耦接。pwm控制器电源可由此控制第二晶体管。

根据至少一个实施例，电子驱动器包括整流桥，其中热敏电阻器耦接在各个输入端和整流桥之间。如果整流桥直接耦接到镇流器单元，则灯丝检测器可检测故障，因为整流桥可以包括半导体材料，特别是二极管。

根据电子驱动器的至少一个实施例，热敏电阻器(以及继电器和电压检测电路，如果适用的话)是灯丝电路的一部分，灯丝电路耦接到输入端，其中灯丝电路的等效电阻最多为10kω。

进一步地，提供一种用于替代荧光灯管的led灯。led灯优选地包括以上所述的电子驱动器。也就是说，参照电子驱动器公开的所有特征也是针对led而公开的，反之亦然。

led灯包电子驱动器(特别是本文所述的电子驱动器)以及具有至少一个发光二极管的led照明模组。led照明模组与电子驱动器的输出端连接。优选地，led灯是用于替代荧光灯的改装led灯。

附图说明

下面将参考附图解释本发明的优选实施例。

图1a、图1b、图1c、图2、图3、图4和图5示出了本文所描述的led灯和电子驱动器的示例性实施例。

具体实施方式

下文中，将参考附图描述本文所描述的电子驱动器和led灯的示例性实施例。在多个附图中，相同或相似的元件或具有相同效果的元件可用相同的附图标记表示。可省略对这些元件的重复描述以避免赘述。附图中示出的元件彼此之间的数字和尺寸关系不应被视为按比例绘制。相反，各个单独的元件可以放大的尺寸表示以更好的显示和/或理解。

图1a、图1b和图1c分别显示了具有照明模组300和不同类型的镇流器单元200的led灯。每个led灯包括本文所述的电子驱动器100并且可以包括附加驱动器110。附加驱动器110可以与本文描述的电子驱动器100相同或相似地形成。但是，附加驱动器110也可以由不同的方式实现。此外，各个led灯可以没有附加驱动器110(图1a到图1c中未示出)。

每个镇流器单元200连接到电子驱动器100(以及附加驱动器110)的输入端201、202。图1a示出了常规的交流电源作为镇流器单元200。图1b示出了ccg作为镇流器单元200。图1c示出了ecg作为镇流器单元200。

为了实现与所有类型的镇流器单元200的兼容性，附加驱动器110的输入阻抗应当优选地被选择为使得其在ecg是镇流器单元200(特别是用于允许灯丝检测)的情况下具有低阻抗，以及在ccg是镇流器单元200的情况下具有低阻抗。例如，这可以由串联连接2个小阻抗电阻器来实现。

电子驱动器100可以更加复杂，因为在ccg模式和/或交流模式(图1a和图1b)中，到电子驱动器100的输入电压的范围可高达185v，甚至高达265v。输入阻抗因此应当远高于附加驱动器110的输入阻抗。如果镇流器单元200是ecg，则电子驱动器100和附加驱动器110的这种阻抗不平衡可能在启动阶段导致灯管故障。

图2和图3示出了如本文所述的电子驱动器100的示例性实施例。图2示出了大致的概念，图3示出了具体的实施方式。电子驱动器100包括用于将镇流器单元200连接到电子驱动器100的输入端201、202。此外，电子驱动器100包括灯丝电路101、具有桥式二极管的整流桥102、pwm控制器电源103、pwm控制器104、电感器l1a、电感器l1b、电感器l2a、电感器l2b以及用于将照明模组300连接到电子驱动器100的输出端301、302。

输入端201、202与用于滤除高频分量的第一电容器c1并联连接。灯丝电路101包括热敏电阻器r1(特别是ptc电阻器)和继电器k1，继电器k1是常闭合继电器并与热敏电阻器r1串联连接。

灯丝电路101具有直流电路111，直流电路111具有第二电容器c2、第三电容器c3、第二二极管d2、第一电阻r21和第二电阻r22。直流电路111根据镇流器单元200提供的交流电压来生成直流电压。直流电路111连接到第一晶体管q1和第二晶体管q2。灯丝电路101还包括第一二极管d1。

电子驱动器100还包括其他电子部件，例如电阻器、电容器和二极管。电子驱动器100包括第四二极管d4和第三电阻r3，它们是pwm电源电路103的一部分。此外，第三晶体管q3耦接到pwm控制器104的输出端。pwm控制器104向第三晶体管q3的栅极提供脉宽调制信号，第三晶体管q3根据调制信号开关照明模组300与镇流器单元200的连接。

在led灯启动之前，如果镇流器单元200是ecg，则热敏电阻器r1和继电器k1将首先提供用于ecg中的灯丝检测和用于启动ecg的低阻抗。由ecg灯丝检测检测到的电流可非常小，使得热敏电阻器r1的阻抗非常低。

在led灯的启动阶段期间，如果镇流器单元200为ecg，则电压检测电路111中的电压将会升高，并且向第一晶体管q1提供高直流电压信号。第一晶体管q1因此被“导通”，这导致第二晶体管q2的栅极连接至地gnd并被“关断”。因此，继电器k1仍然闭合(“导通”)。ecg和照明模组300因此将会工作在标准模式。

如果镇流器单元200是ccg和/或交流电源，则在启动阶段期间，首先，热敏电阻器r1并联连接到输入端201、202。ccg提供了高温，导致热敏电阻器r1的温度升高和阻抗的急剧升高。通过第三电阻r3和第四二极管d4，pwm控制器电源103被启动，由此向第二晶体管q2的栅极供应电压，这导致第二晶体管被“导通”(闭合)。由于ccg或交流电源提供的低频电压不能通过第二电容器c2，所以在镇流器单元200为ccg的情况下，第一晶体管q1被“关断”(开路)。这里，镇流器单元200的频率特性可以被利用。ccg或交流电源提供仅具有小频率(例如50hz至60hz)的交流电压，而ecg提供高频电压，例如至少40khz。

当第二晶体管q2“导通”时，继电器k1线圈的线圈连接到pwm控制器电源103，并且继电器k1“断开”(开路)，从而使热敏电阻器r1与输入端201、202断开。

图4和图5示出了在镇流器单元200是ccg(图4)或ecg(图5)的情况下，启动阶段δt期间的第一晶体管的栅极电压vq1、热敏电阻器压降vr1和继电器线圈电压vk1。

参考图4，在pwm控制器电源103启动之前，在例如161.8ms的启动阶段δt期间，热敏电阻器r1具有例如347v峰值电压(对应于50hz下的约230v)的高电压。然后，pwm控制器电源103被启动，并向继电器k1线圈提供电压，从而使继电器k1开路。因此，热敏电阻器r1从输入端201、202被去除。

参考图5，在ecg的情况下，由于ecg提供的交流电压能够通过第二电容器c2，第一晶体管q1被“导通”。因此，与ccg或交流电源的情况相反，第二晶体管q2的栅极连接至地gnd并且继电器线圈电压vk1太低。因此，继电器k1始终保持闭合，并且热敏电阻器r1保持与输入端201、202并联连接。例如，在ecg的情况下热敏电阻器r1处的压降可以是14.7v。

本发明不限于基于实施例的描述。更确切而言，本发明包括任何新特征以及特征的任何组合，特别包括专利权利要求中的特征的任何组合，即使该特征或该组合本身没有在专利的权利要求或示例性实施例中明确地描述。