用于发光二极管灯的兼容电子镇流器的照明驱动器制造技术

一种照明驱动器包括：整流器，具有被连接用于从电子镇流器接收AC电功率的输入并且具有被连接用于向在串中相互串联布置的多个发光二极管(LED)供应电流的输出；以及切换器件，设置于整流器的输出处并且被配置用于接收切换控制信号并且响应于切换控制信号执行切换操作以调制向多个LED供应的功率量以便使向多个LED供应的功率的平均值等于目标功率水平。可以提供电流传感器以感测电流，并且提供控制器，控制器被配置用于响应于感测的电流控制切换器件的切换操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于发光二极管灯的兼容电子镇流器的照明驱动器
本专利技术主要地涉及一种用于驱动一个或者多个发光二极管(LED)光源的照明驱动器。更具体而言，这里公开的各种专利技术方法和装置涉及一种可以兼容地更新(retrofit)到具有电子镇流器的照明灯具中的基于LED的灯和相关照明驱动器。
技术介绍
有许多商用设置(例如工厂、商店、仓库等)，这些商用设置具有大量照明灯具，这些照明灯具具有安装的荧光管(例如T8或者T12管)和附带电子镇流器。应当注意电子镇流器以许多方式不同于传统电磁(EM)镇流器。EM镇流器在线路频率(例如50Hz或者60Hz)操作，而电子镇流器在显著更高频率(例如40kHz)操作、由此减少可见闪烁。电子镇流器也通常比EM镇流器更高效、比EM镇流器更小和更轻并且有时也提供在它们的输入与输出之间的电隔离，而EM镇流器通常不这样。在另一方面，电子镇流器比EM镇流器更复杂并且需要更多电路。基于半导体光源、比如发光二极管(LED)的照射设备赋予传统荧光HID和白炽灯的可行替代。LED的功能优点和益处包括高能量转换和光效率、更长预计寿命、更低操作成本以及许多其它优点和益处。因而在一些情况下希望用更新、更能量高效的LED光源替换现有传统荧光光源。具体而言，在许多安装中，将希望用LED光源替换安装的荧光管灯。有如今在市面上销售的各种LED替换管灯。为了恰当操作这样的LED灯，它们中的多数需要通过去除现有电子镇流器或者通过将它旁路来重新布线现有荧光管灯照明灯具。然而这是劳动力密集的并且增加总替换成本。用于用LED光源升级现有荧光管照明单元的最容易方式是通过简单地去除旧荧光管灯并且用新管状LED(TLED)灯替换它。应当无需重新布线或者打开荧光管灯照明灯具。TLED灯的主要挑战之一也在于减少成本。LED驱动器成本可以是整个照明单元的显著部分，特别是如果使用切换模式功率供应(SMPS)驱动器。通过利用现有电子镇流器作为LED驱动器系统的部分，带现有电子镇流器的操作提供了用于减少TLED灯的成本的机会。另外，能量节省是TLED灯的关键优点之一。由于TLED灯通常向下(即光出射窗通常在180至240度之间)而不是在管四周(荧光管灯按照定义具有360度的光出射窗)照射，所以TLED灯可以提供比荧光管灯显著更高的光效率。因此，TLED灯的功耗将低于对应荧光管灯。例如为了替换36W4ftTL灯，TLED灯的功耗通常被指定约为20W。因此，40％以上的功耗减少需要由LED驱动器实现。然而在现有荧光管灯照明灯具中的安装的电子镇流器旨在于操作荧光灯。具有电子镇流器的标准4英尺T8荧光管灯的额定功率为32W，并且镇流器被设计成针对这一功率水平以正确电流驱动TL灯。在最简单情况下，LED串可以借助二极管桥以及电容器连接到电子镇流器，该二极管桥用于将电子镇流器供应的高频AC功率转换成用于LED串的DC电流，该电容器用于平滑掉脉动电流。如果选择LED串基本上接近TL灯的点燃电压(burningvoltage)，则LED灯将接收与TL灯相比的相似功率和电流。然而这一简单方法并不具有TLED灯的闭环功率/电流控制。因此，光输出量将严重遭受不同电子镇流器电路设计、灯具的灯配置(即单、双灯)、市电电压变化和LED前向电压的扩展及其温度依赖性的影响。这很难让这样的电路实现+/-10％的LED电流容差。也就是说，提供用于对具有电子镇流器的现有荧光管灯照明灯具进行改型的TLED灯的挑战之一是提供LED照明驱动器，该LED照明驱动器可以与为荧光管灯设计的多种现有安装的电子镇流器和与具有合理前向电压变化的LED可靠地操作。概括而言，为了消除与安装新照明灯具或者重新布线现有照明灯具关联的劳动力成本，将希望将管状LED(TLED)灯更新(retrofit)到具有电子镇流器的现有荧光管灯照明灯具中，以取代现有荧光管灯而又留下现有电子镇流器。此外，将希望能够将相同TLED灯更新到具有各种不同电子镇流器的不同照明灯具中，该各种不同电子镇流器具有不同输出电平。另外，将希望提供一种可以在LED本身的容差范围内与具有不同输出电平的各种不同电子镇流器一起操作的TLED灯设计。
技术实现思路
本公开内容涉及用于基于LED的管(“TLED”)的灯的专利技术方法和装置，该TLED灯可以更新到与为荧光灯设计的各种安装的电子镇流器兼容的现有照明灯具中。例如在一些实施例中，如这里公开的一种TLED灯可以更新到具有电子镇流器的现有荧光管灯照明灯具中以取代现有荧光管灯而又同时保留现有电子镇流器、可以更新到具有不同输出电平的各种不同电子镇流器的广泛的各种不同照明灯具中并且可以在LED本身的容差范围内与具有不同输出电平的多种不同电子镇流器一起操作。一般而言，在一个方面中，本专利技术涉及一种包括管状发光二极管(“TLED”)灯的装置。该TLED灯包括：具有至少一个电连接器的管，被配置用于安装于荧光灯具中；多个发光二极管(LED)，在串中相互串联布置并且设置于管内；以及照明驱动器，设置于管内并且连接到至少一个电连接器并且被配置用于向多个LED供应功率。照明驱动器包括：整流器，具有被连接用于从至少一个电连接器接收AC电功率的输入并且具有被连接用于向多个LED供应功率的输出；切换器件，连接到整流器的输出并且被配置用于被关断和闭合以调制在整流器的输出两端出现的来自多个LED的LED电压；电流传感器，被配置用于感测穿过LED串的LED电流；以及控制器，被配置用于响应于感测的LED电流控制切换器件的切换操作。在一些实施例中，切换器件可以直接连接到整流器的输出，并且在其它实施例中，一个或者多个居间元件可以存在于整流器的输出与切换器件之间。在一个实施例中，控制器被配置用于执行算法以比较感测的LED电流与参考值并且控制向切换器件提供的切换控制信号的占空比和切换速率中的至少一项以便驱动感测的LED电流以等于参考值。根据这一实施例的一个可选特征，该装置也包括：第二电流传感器，被配置用于感测整流器的输出电流；以及过零检测器，连接到第二电流传感器的输出并且被配置用于检测过零在接收的AC电功率的AC输入电流中出现时的近似时间(times)并且向控制器提供指示AC输入电流中的过零的近似时间的信号，其中控制器被配置用于同步切换控制信号的脉冲与AC输入电流中的过零的近似时间。在另一实施例中，控制器被配置用于执行算法以比较感测的LED电流与参考值以产生比较结果；对比较结果进行比例积分以确定脉冲持续时间；并且用脉冲持续时间调制向切换器件提供的切换控制信号以便驱动感测的LED电流以等于参考值。根据另一实施例，该装置也包括被配置用于感测LED电压的电压传感器，其中控制器被配置用于执行算法以根据感测的LED电流和感测的LED电压计算向LED供应的平均LED功率，比较平均LED功率与参考值，并且控制向切换器件提供的切换控制信号的占空比和切换速率中的至少一项以便驱动平均LED功率以等于参考值。根据又一实施例，该装置还包括：电子镇流器，被连接用于向至少一个电连接器供应AC电功率。根据又一实施例，该装置还包括：第二切换器件，连接到整流器的输出并且被配置用于被关断和闭合以调制来自多个LED的在整流器的输出两端出现的LED电压，其中切换器件和第二切换器件被一起本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括管状发光二极管(TLED)灯的装置，所述TLED灯包括：具有至少一个电连接器的管，被配置用于安装于荧光灯具中；多个发光二极管(LED)，在串中相互串联布置并且设置于所述管内；以及照明驱动器，设置于所述管内并且连接到所述至少一个电连接器并且被配置用于向所述多个LED供应功率，所述照明驱动器包括：整流器，具有被连接用于从所述至少一个电连接器接收AC电功率的输入并且具有被连接用于向所述多个LED供应功率的输出；切换器件，连接到所述整流器的所述输出并且被配置用于被关断和闭合以调制在所述整流器的所述输出两端出现的来自所述多个LED的LED电压；电流传感器，被配置用于感测穿过所述LED串的LED电流；以及控制器，被配置用于响应于所述感测的LED电流而控制所述切换器件的切换操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.15 US 61/523,5421.一种包括管状发光二极管(TLED)灯(200、400、900、1100)的装置，所述TLED灯包括：具有至少一个电连接器(35)的管(32)，被配置用于安装于荧光灯具中并且用于接收来自电子镇流器(10)的输入功率；多个发光二极管(LED)(38)，在串中相互串联布置并且设置于所述管内；以及照明驱动器(36、402、902)，设置于所述管内并且连接到所述至少一个电连接器并且被配置用于向所述多个LED供应功率，所述照明驱动器包括：整流器(210)，具有被连接用于从所述至少一个电连接器接收所述电子镇流器(10)的AC电功率的输入，并且具有直接连接至所述多个LED并且向所述多个LED供应所述电子镇流器(10)的经整流的AC电功率的输出；切换器件(220)，连接到所述整流器的所述输出并且被配置用于被关断和闭合以调制在所述整流器的所述输出两端出现的来自所述多个LED的LED电压；电流传感器(440)，被配置用于感测穿过所述LED串的LED电流；以及控制器(430、930)，被配置用于响应于所述感测的LED电流而控制所述切换器件的切换操作。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器被配置用于执行算法以将所述感测的LED电流与参考值进行比较并且以控制向所述切换器件提供的切换控制信号的占空比和切换速率中的至少一项，以便驱动所述感测的LED电流以与所述参考值相等。3.根据权利要求2所述的装置，还包括：第二电流传感器(910)，被配置用于感测所述整流器的输出电流；以及过零检测器(920)，连接到所述第二电流传感器的输出并且被配置用于确定当过零在所述接收的AC电功率的AC输入电流中出现时的近似时间并且向所述控制器提供指示所述AC输入电流中的所述过零的所述近似时间的信号，其中所述控制器被配置用于将所述切换控制信号的脉冲与所述AC输入电流中的所述过零的所述近似时间进行同步。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器被配置用于执行算法以：将所述感测的LED电流与参考值进行比较以产生比较结果；对所述比较结果进行比例积分以确定脉冲持续时间；并且用所述脉冲持续时间调制向所述切换器件提供的切换控制信号以便驱动所述感测的LED电流以与所述参考值相等。5.根据权利要求1所述的装置，还包括被配置用于感测所述LED电压的电压传感器(450)，其中所述控制器被配置用于执行算法以根据所述感测的LED电流和所述感测的LED电压计算向所述LED供应的平均LED功率，将所述平均LED功率与参考值进行比较，并且控制向所述切换器件提供的切换控制信号的占空比和切换速率中的至少一项以便驱动所述平均LED功率以与所述参考值相等。6.根据权利要求5所述的装置，还包括：第二电流传感器(910)，被配置用于感测所述整流器的输出电流；以及过零检测器(920)，连接到所述第二电流传感器的输出并且被配置用于确定当过零在所述接收的AC电功率的AC输入电流中出现时的近似时间并且向所述控制器提供指示所述AC输入电流中的所述过零的所述近似时间的信号，其中所述控制器被配置用于将所述切换控制信号的脉冲与所述AC输入电流中的所述过零的所述近似时间进行同步。7.根据权利要求1所述的装置，还包括被配置用于感测在所述LED两端的LED电压的电压传感器(450)，其中所述控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶海敏，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL