所提供的是用于发光二极管(LED)管形灯的电路替代装置。所述电路包括阴极仿真器，其被配置成(i)耦合到输入功率源且(ii)仿真荧光灯阴极的操作。同样被包括的是整流机构，其具有耦合到所述阴极仿真器的输出的输入端口以及配置用于耦合到包括电流源和输出负载的组的至少一个的输出端口。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术一般涉及带有发光二极管(LED)驱动器的替代线性荧光灯管。
技术介绍
由于它们的效率和寿命的持续性超过荧光灯管，LED已经在照明应用中迅速增加。LED是无汞光源，要求直流(DC)电压或电流来最佳地操作。在控制电流的电源上操作使得LED能够达到每瓦高流明效率、恒定的色温和高显色性。此外，具有100000小时的潜在寿命，LED实际上消除了与线性荧光照明相关的维护和替换成本。在典型的荧光管形灯中，镇流器用于控制通过管形灯的电流，使得电流不会增长到损坏灯的水平。同样地，选择的用于照明应用的镇流器的类型依赖于需要流过镇流器的电流。对于在荧光管形灯中发生的光发射，镇流器创建高压交流(AC)波形，以击穿导电气体并启动灯管中的电流流动。在一些设计中，这能够通过管形灯阴极的加热来进行，，为的是在施加高电压时提供给阴极较小的应力。在LED中，驱动器也调节通过灯泡的电流，但是高电压对于启动不是必须的。同样，LED不包含与在荧光灯中一样启动光发射过程的阴极。驱动器电路(1)将引入的低频AC电压转换为适当的DC电压，并且(2)调节在它的操作期间通过LED的电流、即恒定电流(CC)，以保护LED使之免于线路电压波动。CC电源传递电流通过LED的驱动电路，引起光从二极管被发射。从二极管发射的光的亮度是电流的函数。为了发射光，LED需要最小的操作DC电压和调节电流。电压和电流的要求在LED制造商之间变化很大，并且能够被以串联或并联排列，目的是获得期望的操作电压和电流。尽管它们的好处，但是LED在替代线性荧光管中被使用在有限的应用中，因为传统的荧光镇流器的输出与LED的操作要求是不兼容的，且大多数LED驱动器会被高电压启动所损坏并且与可能的阴极加热(如果被提供)是不匹配的。已经有多个尝试来矫正与用LED驱动器替代荧光管形灯驱动器相关的问题。已经有一种解决方法是将AC连接直接供应给线性荧光灯(LFL)连接器(tombstone，石碑)，并且使用回扫布局。然而这种配置在直接的AC连接中是有问题的，直接的AC连接能够导致对安装者的安全危害，因为石碑(tombstone)并不是为AC线路电压而评估的。这种方法的第二个问题是，如果某人随后移除了LED管并用原来的LFL替代它，当LFL以这种方式直接连接到AC线路的时候，它可启动并将会损坏它自己。已经有另一个解决方案是加入电容器与AC引脚连接串联，而不是使用电源。这种直接的解决方案也是有问题的，因为它典型地在功率水平中引入了大程度的变化(由于这种解决方案依赖于电容的阻抗值来调节电流)。高频和低频镇流器的输出以及甚至各种高频镇流器会导致极端的功率变化。
技术实现思路
基于前面提到的与驱动器替代相关的失败方案，存在对于当被连接到荧光管形灯镇流器时不要求对固定装置重新布线的LED驱动器电路的需求。就是说，存在对于能够与所有镇流器类型工作的LED驱动器电路的需求，所述镇流器类型包括立即启动、迅速启动和程序启动荧光灯整流器。此外，LED替代驱动器电路将限制由LFL镇流器通常提供的可能的高电压。本专利技术的实施例提供LED替代驱动器电路，包括阴极仿真器、电压操纵和整流器，其允许驱动器电路作为不需要知道镇流器结构的通用替代驱动器电路。通用替代驱动器的一个好处是它允许LED驱动器被安装在荧光管形灯镇流器中。照明工业已经探索了用能量效率更加高的LED(因为它们的效率与寿命)来替代标准的荧光灯泡的方法。所提议的驱动器替代解决方案不要求对已有的驱动器进行任何重新布线或其它昂贵的变化，因此具有能够与荧光灯系统直接交换的LED系统是有好处的。在一个实施例中，替代驱动器电路布局创建阴极仿真器，其模仿荧光灯阴极的行为，允许镇流器认为替代驱动器电路的操作与荧光灯是相同的。布局也模拟荧光灯的修正阻抗。通用替代驱动器的另一个好处是驱动器在LED灯管的内部的选择。允许驱动器在内部消除了基于镇流器组成重新布线固定装置的需求且考虑到线性荧光灯的通用替代。它也保护驱动器部件使之免于外部力，该外部力(例如人的接触)可在驱动器已经被安装之后影响驱动器的性能。通用替代驱动器的另一个好处是，它允许驱动器被直接连接到镇流器的功率输入连接引脚。典型地，将LED替代驱动器直接连接到线性荧光灯镇流器引脚的连接引进跨灯驱动器的太多的电压。这种直接连接(没有限制电路的存在)能够造成差不多600V的对地电势、即跨整个灯1200V，这是在大多数的LED驱动器中引起失效的足够的电压。在另一个实施例中，替代驱动器包含开关模式转换器，来考虑替代驱动器在期望恒定输出电流，且因而恒定光输出的应用中的使用。在这个实施例中，开关模式转换器与阴极仿真器、电压和整流器、电源、以及电源控制器相配对。本专利技术的进一步特征和优势，以及本专利技术的各种实施例的结构和操作，被参照对应的附图在下面详细地描述。注意到，本专利技术不受限于本文所描述的具体的实施例。此类实施例只是为了说明性的目的被呈现在本文中。基于本文所包含的教导，另外的实施例对有关领域技术人员来说将是显而易见的。附图说明附图(本文中结合的并且形成说明书的一部分)示出了本专利技术，并且与所述描述一起进一步用来解释本专利技术的原理且使得有关领域技术人员能够制造和使用本专利技术。图1是通用替代驱动器系统的框图。图2是依照本专利技术的示范实施例的通用替代驱动器的示范电路图。图3是依照本专利技术的示范实施例的通用替代驱动器系统的示范电路图。具体实施方式尽管本文中采用用于特定应用的示范实施例来描述本专利技术，但是应该理解，本专利技术不限于此。获得本文所提供的教导的本领域中那些技术人员，将在其范围内认识出另外的改进、应用和实施例，以及本专利技术会在其中有显著效用的另外的领域。除非被以其它方式定义，本文中使用的技术和科学术语与被本专利技术所属领域中的普通技术人员通常理解的具有相同意思。本文中所使用的术语“第一”、“第二”以及类似的术语，不代表任何顺序、量、或重要性，而是被用于区别一个元件与另一个。同样，术语“一(a或an)”不代表量的限制，而是代表被引用项目的至少一个的存在。术语“或”意在包含的并且意味着或任何一个、若干、或所列项目的全部。本文中“包括”、“包含”或“具有”以及其变型意在包括其后列出的项目和其等价物，以及另外的项目。术语“连接”和“耦合”不受限于物理的或机械的连接或耦合，且能够包括电连接或耦合，无论是直接的或间接的。术语“电路”、“电路系统”和“控制器”可包括单个部件或多个部件，其是或有源的和/或无源的部件，并且可以被选择地连接或以其它方式耦合在一起，以提供所描述的功能。图1是一说明，其依照本专利技术的示范实施例，描绘了通用驱动器替代系统100的框图。系统100可以是任何替代驱动器，其在LED负载与荧光灯镇流器之间通用地操作。在一些实施例中，解决方案中将整个驱动器和LED从完整的通用线性荧光灯管压降结合到管状的LED组装件内。在一些实施例中，系统100可以是适合高功率和高电压应用的替代驱动器。如图1所示出的，驱动器替代系统100一般包括功率输入110、替代驱动器电路135、和功率输出175。在带有直接连接到AC线路、或期望精确的恒定电流的地方的应用中，恒定电流电源，典型地，开关模式(switched-mode)电源(SMPS)150被加入。如果这种SMPS被加入，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电路替代装置，用于发光二极管(LED)管形灯，包括：阴极仿真器，被配置用于(i)耦合到输入功率源以及(ii)仿真荧光灯阴极的操作；和整流机构，具有耦合到所述阴极仿真器的输出的输入端口，以及配置用于耦合到来自包含电流源和输出负载的组的至少一个的输出端口。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.18 US 14/1320591.一种电路替代装置，用于发光二极管(LED)管形灯，包括：阴极仿真器，被配置用于(i)耦合到输入功率源以及(ii)仿真荧光灯阴极的操作；和整流机构，具有耦合到所述阴极仿真器的输出的输入端口，以及配置用于耦合到来自包含电流源和输出负载的组的至少一个的输出端口。2.如权利要求1所述的装置，其中所述阴极仿真器包含正和负输入功率源结点；且其中所述阴极仿真器包含：连接到所述正输入功率源结点的第一热敏电阻器；连接到所述负输入功率源结点的第二热敏电阻器；连接到所述正输入功率源结点的第一电阻器；以及连接到所述负输入功率源结点的第二电阻器。3.如权利要求2所述的装置，其中所述整流机构是电压整流器。4.如权利要求3所述的装置，其中所述电压整流器包含耦合到电压限制器的电压整流器和操纵机构。5.如权利要求4所述的装置，其中所述电压整流器被定位成从所述阴极仿真器接收功率，所述电压整流器包含第一二极管和第二二极管；且其中所述第一和第二二极管被配置成接收来自所述阴极仿真器的电压信号且引导所述电压信号到所述正输出功率源结点。6.如权利要求5所述的装置，其中所述电压整流器进一步包括位于第二阵列上的第三二极管和第四二极管，所述第二阵列横向于所述第一和第二功率输入源连接线以及所述第一和第二功率输出源连接线且在所述第一和第二功率输入源连接线与所述第一和第二功率输出源连接线之间，所述第三和第四二极管被定位成接收来自所述负功率输出源的电压且引导它到所述阴极仿真器。7.如权利要求6所述的装置，其中所述第一热敏电阻经由横向于所述输入功率源的连接线被连接到所述正功率输入源结点，且所述第二热敏电阻通过横向于所述负输入功率源的连接线被连接到所述负输入功率源结点。8.如权利要求7所述的装置，其中所述阴极仿真器进一步包括多个电阻器，各被连接到正输入功率源结点或负输入功率源结点。9.如权利要求4所述的装置，其中所述电压整流器机...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·R·罗伯茨，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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