LED照明系统技术方案

一种适于安装在照明器中的LED灯装置(1)。照明器适用于荧光灯并具有镇流器。LED灯装置具有多个LED(25、26、27)和两个或更多个电极(22)，电极用于可释放地连接至照明器并且用于传导来自镇流器的电流以便供应至LED。LED灯装置还具有传感器电路(21)和保护电路(24)。传感器电路和保护电路适于如果镇流器为恒功率电子镇流器，则增加LED灯装置的总负载阻抗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】LED照明系统
本专利技术总体涉及LED灯和LED照明，且更具体地，涉及一种适于替换照明器中的荧光灯的LED灯，该照明器具有用于荧光灯的镇流器。
技术介绍
荧光照明已存在了许多年。这种形式的照明起始于作为白炽灯泡的高效替代品，但是近年来，在效率和功耗方面以及在如下所述的其它方面，已在一定程度上被LED照明超越。LED(发光二极管)是半导体光源，例如具有在被激活时发光的PN结。通常，在被施加适当的电压时，电子能够与器件内的电子空穴复合，从而释放光子形式的能量。这种效应被称为电致发光，并且光的颜色(对应于光子的能量)由半导体的能带间隙确定。用于照明目的的LED通常与一个或多个磷光体组合以拓宽或改变LED器件的发射光谱。荧光灯通常包括填充有惰性气体和少量的汞、两端用双针端帽盖住(因此总共有四个引脚)的灯管。为了有利于启动条件和限制工作期间经过荧光灯的电流，在市电电源与荧光灯之间连接电镇流器。在最初引入荧光照明时，用于限制交流电流的简单电感器被用作镇流器，其通常称为磁性镇流器。最近，荧光灯的照明器通常设置有电子镇流器。电子镇流器包括电子元件，这些电子元件通常首先将交流市电电压转换为直流电压，随后将直流电压转换为高频交流电压以驱动荧光灯。电子镇流器通常主动控制经过荧光灯的电流并将其保持为恒流源。LED照明具有许多优点。例如，LED照明不需要汞，LED照明更具有方向性，LED需要更少的努力来控制或调节功耗，以及与荧光照明相比寿命大大增加。更重要的是，LED照明比荧光照明更省电。因此，期望由LED灯替换荧光灯。然而，在与不同的镇流器使用时，通常LED灯的工作不同。在一些情况下，由LED灯直接替换荧光灯导致整个照明器的故障。目前，市场上存在可放置在现有的荧光照明器中的形状像荧光灯管的LED灯。然而，这些LED灯需要照明器剥离镇流器并重新布线以将LED灯直接连接至市电电源，而无需镇流器的干预或由设计用于LED灯的镇流器替换。剥离和重新布线照明器所需的劳动抵消了转换至LED照明所涉及的许多(如果不是全部)节省，或者甚至提高了成本。由于镇流器的知识超出了普通消费者的知识范围，因此需要与任何现有的设计用于荧光灯的照明器兼容的LED灯，使得当LED灯安装在这样的照明器中时即可投入工作，而无需确定照明器中的镇流器的类型。专利技术人惊奇地发现甚至在电子镇流器之间也存在兼容性问题，特别是在LED灯比其设计用于替换的荧光灯管需要更少能量时。与产生大致相同光量的荧光灯相比，LED灯通常少消耗约30％的能量。最近的趋势达到超过50％的能量节省，例如，以低于29W工作的LED灯替换58W的荧光灯管。然而，专利技术人观察到，一旦LED灯管被设计成以如此低的功率工作(例如，被设计成节省50％能量)，则一些电子镇流器的设计表现异常。在一些情况下，这导致镇流器的寿命不可接受地降低，例如降低至几百分钟。在这种异常情况下，当LED灯安装在具有这种镇流器的照明器中时，从镇流器汲取的电流显著增加，进而导致镇流器中的元件的温度升高。因此，这些镇流器元件变得过热，使得镇流器的寿命降低(例如，由于镇流器中的关键部件的热失控)并且可能导致安全问题。专利技术人观察到具有这种异常行为的镇流器被设计成作为恒功率源而非恒流源工作。图1示出布置在具有恒功率镇流器的照明器中的荧光灯101。照明器连接至交流电压源102(例如，230V/50Hz)和通常包括整流器(可布置在镇流器中)的电子部件103。恒功率镇流器可包括被布置成以基本恒定的功率和例如20kHz-50kHz的范围内的频率生成输出的一个或多个电感器L1、L2以及一个或多个开关SW1、SW2。典型的荧光灯101具有用于可释放地连接至照明器的四个电极(引脚)。通常，照明器不区分荧光灯101的不同电极，使得荧光灯101不必按特定方向连接至照明器。在将灯插入照明器之后，供应来自镇流器的交流电压的两个连接被称为热端，而另外两个连接(连接至电容器104)被称为冷端。在图1中，热端由字母A和D标记，冷端由字母B和C标记。恒功率镇流器被设计成向灯输送(标称)恒定的功率量。标称恒定功率量可例如从跨过灯装置的电压降与流过灯装置的电流量的乘积得出。当荧光灯由设计成以更低功率工作的LED灯装置替换并且由LED灯装置消耗的功率低于镇流器的设计功率时，这些镇流器被设计成增加供应至LED灯装置的电流以达到设计功率。这些镇流器在下文中被称为“恒功率镇流器”，用于区分在下文中被称为“恒流镇流器”的大多数电子镇流器，因为其被设计成保持基本恒定的电流输出。恒功率镇流器通常被设计成以显著高于节能LED灯(例如，被设计成节省50％的能量)的设计工作功率的功率工作。因此，在将这样的LED灯安装在照明器中时，恒功率镇流器确定功率过低(例如，通过确定跨过灯的电压过低)，因此镇流器增加供应至LED灯的电流以达到镇流器的设计功率输出。最终，电流过高并导致缩短镇流器的寿命或导致其故障。
技术实现思路
因此，目的是提供一种可与照明器中的镇流器类型无关地安装在适用于荧光灯(例如，荧光灯管)的照明器中，而无需对照明器进行任何更改的LED灯装置。更具体地，目的是提供这种解决上述问题的LED灯装置。本专利技术的第一方面涉及一种适于安装在照明器中的LED灯装置，该照明器适用于荧光灯管并具有镇流器。根据本专利技术的第一方面的LED灯装置至少适合于在镇流器为电子镇流器的照明器中使用，并且被设计成适用于恒流镇流器或恒功率镇流器。在一些实施例中，LED灯装置包括根据镇流器改变LED的电路配置的电路，使得LED灯装置适合于安装在具有镇流器的照明器中，而无论镇流器是电子镇流器还是磁性镇流器。根据本专利技术的第一方面的LED灯装置包括：多个LED；两个或更多个电极，用于可释放地连接至照明器，并且用于在第一工作模式中从镇流器接收电流以便供应至多个LED；以及传感器电路，用于测量与在第一工作模式中从镇流器接收的电流量有关的一个或多个参数。根据本专利技术的第一方面的LED灯装置布置成以多种工作模式工作，其中在每种工作模式中，来自镇流器的电流被传导经过LED，即使得LED灯装置产生光。多种工作模式包括第一工作模式和第二工作模式。第一工作模式和第二工作模式被设计用于电子镇流器。然而，多种工作模式可包括被设计用于其它类型的镇流器、例如磁性镇流器的其它工作模式。根据本专利技术的第一方面的LED灯装置适于如果所测量的一个或多个参数超出阈值，则从第一工作模式自动切换至第二工作模式，该阈值表示镇流器是恒流镇流器或不是恒流镇流器(例如恒功率镇流器等不是恒流镇流器的电子镇流器)。根据本专利技术的第一方面的LED灯装置使得在第一工作模式中，LED灯装置具有多种工作模式中的最低负载阻抗。以此方式，LED灯装置可以测量最低阻抗模式下的一个或多个参数，并且如果镇流器是恒流镇流器，则可设置成保持在最低阻抗模式。如果所测量的一个或多个参数超出阈值，从而表示镇流器不是恒流镇流器，则LED灯装置切换至较高的阻抗模式。以此方式，当镇流器是恒流镇流器时，LED灯装置可以最低阻抗模式工作。恒流镇流器通常包括自保护/自校正机制，以避免保持恒定电流的潜在问题。专利技术人观察到，如果LED灯阻抗偏离通常的荧光灯管阻抗太多(例如，具有大的或不同的阻抗)，则存在LED灯将被镇流器排斥的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于安装在照明器中的LED灯装置(1)，所述照明器适用于荧光灯管并具有镇流器，所述LED灯装置包括：多个LED(25、26、27)；两个或更多个电极(22)，用于可释放地连接至所述照明器，并且用于从镇流器接收电流；一个或多个整流电路，用于整流所述电流并且用于将整流电流供应至所述LED；传感器电路(21)，用于测量与由LED灯装置从所述镇流器汲取的电流量相关的一个或多个参数；和保护电路(24)，被连接以接收所述整流电流并适于控制由LED灯装置(1)从所述镇流器汲取的电流量，其中所述LED灯装置(1)布置成以多种工作模式工作，包括第一工作模式和第二工作模式，其中所述LED灯装置(1)在第一工作模式中和第二工作模式中具有不同的负载阻抗，并且其中所述保护电路布置成，如果所测量的一个或多个参数超出阈值，则将所述LED灯装置(1)从所述第一工作模式自动切换至第二工作模式，所述阈值表示所述镇流器是恒流电子镇流器还是不是恒流电子镇流器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.26 NL NL2014525;2015.03.26 NL NL20145301.一种适于安装在照明器中的LED灯装置(1)，所述照明器适用于荧光灯管并具有镇流器，所述LED灯装置包括：多个LED(25、26、27)；两个或更多个电极(22)，用于可释放地连接至所述照明器，并且用于从镇流器接收电流；一个或多个整流电路，用于整流所述电流并且用于将整流电流供应至所述LED；传感器电路(21)，用于测量与由LED灯装置从所述镇流器汲取的电流量相关的一个或多个参数；和保护电路(24)，被连接以接收所述整流电流并适于控制由LED灯装置(1)从所述镇流器汲取的电流量，其中所述LED灯装置(1)布置成以多种工作模式工作，包括第一工作模式和第二工作模式，其中所述LED灯装置(1)在第一工作模式中和第二工作模式中具有不同的负载阻抗，并且其中所述保护电路布置成，如果所测量的一个或多个参数超出阈值，则将所述LED灯装置(1)从所述第一工作模式自动切换至第二工作模式，所述阈值表示所述镇流器是恒流电子镇流器还是不是恒流电子镇流器。2.根据权利要求1所述的LED灯装置(1)，其中所述保护电路在所述第一工作模式中具有第一阻抗，并且在所述第二工作模式中具有不同于所述第一阻抗的第二阻抗。3.根据权利要求1或2所述的LED灯装置(1)，其中所述传感器电路(21)适于根据从一个或多个整流电路接收的整流电流测量所述一个或多个参数。4.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯装置(1)，其中所述传感器电路(21)包括熔断器(15、15a)，并且所述保护电路(24)包括阻抗(16、16a、16b)和所述熔断器(15、15a)，所述阻抗(16、16a、16b)与所述多个LED(25、26、27)串联布置，并且所述熔断器(15、15a)与所述阻抗并联布置，并且其中所述第一工作模式对应于所述保护电路(24)的第一状态，在此第一状态下所述阻抗(16、16a、16b)被所述熔断器(15、15a)短路，并且所述第二工作模式对应于所述保护电路(24)的第二状态，在此第二状态下所述熔断器(15、15a)被熔断。5.根据权利要求4所述的LED灯装置(1)，其中所述一个或多个整流电路布置成输出具有频率高于从镇流器接收的电流的频率的AC部分的整流电流，并且其中所述阻抗(16、16a、16b)具有在0.12mH与0.3mH之间的总电感值。6.根据权利要求4或5所述的LED灯装置(1)，其中所述阻抗包括具有第一绕组(16c)和第二绕组(16d)的变压器(16b)，其中所述第一绕组(16c)与所述多个LED(25、26、27)串联布置，并且所述第二绕组(16d)与所述熔断器(15、15a)形成闭环回路。7.根据权利要求1-6中的任一项所述的LED灯装置(1)，其中所测量的一个或多个参数表示所述LED灯装置(1)从所述镇流器接收的电流量和/或所述镇流器跨过所述LED灯装置(1)供应的电压量。8.根据权利要求1-7中的任一项所述的LED灯装置(1)，其中所述多个LED(25、26、27)布置成多个组；其中，所述LED组能够以多种电路配置连接，所述多种电路配置至少包括第一电路配置和第二电路配置，所述第二电路配置具有所述LED组的不同的电路布置，在该电路布置中，所述L...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·W·塞热，S·罗伊，P·斯蒂芬斯，T·格勒嫩达尔，J·霍诺尔德，
申请(专利权)人：硅山有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL