照明驱动器、照明电路和驱动方法技术

一种照明驱动器，被设计成用于驱动未知的照明负载，并且该照明驱动器基于具有受控输出电流的受控DC驱动器。它在操作的第一模式下被使用，以确定照明负载的工作电流，并且在操作的第二模式下被使用，以根据所确定的工作电流并且可选地还根据调光设定将电流递送到照明负载。以这种方式，驱动器基于对负载的电流特性(诸如最大额定电流)的分析，将其输出配置到负载。

Lighting driver, lighting circuit and driving method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】照明驱动器、照明电路和驱动方法
本专利技术涉及一种照明驱动器，并且特别地涉及一种利用受控DC电源为不可由切相调光器调光的LED灯提供调光能力的照明驱动器。
技术介绍
LED由DC电流驱动。因此，LED驱动器具有DC电源或提供AC/DC转换。特别地，从市电AC输入驱动LED照明器需要将AC市电转换为适于驱动LED装置的DC驱动水平。不同的驱动器设计在成本和性能之间寻求不同的平衡。高成本的驱动器通常利用开关模式电源，该开关模式电源提供AC/DC转换以及具有对驱动器的输出电流和/或电压的反馈控制。US2012/0187863和WO2013/072784示出了向LED提供DC电流的LED驱动器的示例。这些文档的驱动器可以与不同的LED负载一起使用，并且它们两者都监测在驱动器的输出处的电流和电压。对于US2012/0187863，驱动器可以根据不同的设定工作，并且在启动时逐渐增加电流，以用于确定多少LED被连接，从而限定要应用的设置。对于WO2013/072784，进行电流探索，以用于确定对应的最大电压，从而设置用于过电压的安全阈值。针对AC供电的LED灯的低成本驱动器避免了开关模式电源的高频开关组件的需求。因此，这种驱动器可以被集成到LED灯中以提供一种LED灯，该LED灯是对AC市电供电的灯座的改型。但是，这种LED灯需要AC市电电压振幅数量级的高正向电压，并且具有串联放置的许多LED。例如，对于LED灯丝灯就是这种情况，其中提供了一系列LED来模仿传统灯丝灯的外观。可能会有大量串联的LED芯片，并且因此具有较高的LED正向电压。图1示出了用于AC市电电源的灯丝LED灯100的电路，其因此合并了集成驱动器。驱动器接收AC市电输入110。在输入110和二极管整流桥BR1之间提供熔丝F1。跨整流器桥的输出提供能量存储缓冲电容器C1，其与输出负载并联。输出负载包括LED装置(其被示意性地示为数目N个串联的LED(LED1至LEDN))以及与该多个LED串联连接的线性电流调节器件D1。电流调节器件D1例如包括双端半导体组件，包括双极晶体管、二极管和电阻器。只要DC电流低于基准值，该组件就会以低电压降传导DC电流。如果DC电流朝向其基准值增加，则该电流会受到其内部功能的限制，以保持低于该基准电流值。这是有源电流调节器件的一个示例，但是可以使用诸如电阻器的无源器件。因此，电流调节器件控制峰值电流流动，其中电容器C1使经整流的AC市电信号平滑。当瞬时市电输入高于平均(rms)值时，电容器被充电，并且当瞬时市电输入低时，电容器将电荷递送给LED装置。这种LED灯的缺点在于其不能容易地被调光，例如由于在能量存储缓冲电容器C1中的高涌入电流，所以不能使用切相调光器对其调光。因此，这种类型的灯通常仅适用于不可调光的应用。然而，已知可以通过从经调节的DC电源而不是AC市电电压为这种LED灯供电，来对这种LED灯调光。然而，在这种情况下，提供给LED灯的DC供电电压的范围必须准确匹配LED串的正向电压，以使能平滑的调光并且不超过LED灯内部的功率耗散，从而不影响其可靠性。然而，灯丝LED灯和相关的经调节的DC电源不是标准化产品，使得不可能提供适用于大范围的LED灯类型的单个DC电源设计。例如，经调节的DC电源不知道灯丝等的电气特性，诸如灯的数目和设施的额定功率水平。一些参数(诸如LED正向电压)也取决于产品并且取决于温度，并且对于经调节的DC电源也不是已知的。结果，经调节的DC电源通常将以高于所需电压的标称操作电压来为这种LED灯的设施供电。这会增加功率损耗和内部线性电流调节器件的温度。作为另外的结果，由于在灯内部的线性电流调节器件上的过多功率损耗，照明设施未被优化。因此，需要一种经调节的DC电源，该经调节的DC电源能够对一系列不同的可能的LED灯装置(特别是被设计为改型AC灯的LED灯)提供有效的调光。
技术实现思路
根据依据本专利技术的一个方面的示例，提供了一种用于驱动LED照明负载的照明驱动器，其包括：受控DC电源；电流传感器，用于感测流过照明负载的电流；以及控制器，连接到电流传感器，以用于控制受控DC电源的输出电流，其中控制器适于实施：操作的第一测试模式，以用于检测照明负载的至少一个工作电流；以及操作的第二工作模式，以用于根据所确定的工作电流而将电流递送到LED照明负载。该驱动器提供电流调节以执行LED照明负载的调光。为了使驱动器能够递送合适的电流，驱动器执行用于检测工作电流的测试模式(第一模式)。该工作电流例如是要被递送到负载的额定电流或其他最大电流。工作电流然后可以被缩放以实施调光功能。由此，可以针对未知的LED照明负载确定工作电流。使用该参数，调光器功能可以以最大调光范围(诸如2％到100％)操作，同时给出较低的功率损耗和较低的照明负载热应力。例如，照明负载包括改型ACLED灯的网络。这些改型灯例如包括与照明负载串联的限流装置。由于该电流限制功能产生了可识别的电流-电压轮廓，因此它特别地使工作电流能够被检测。该驱动器包括电压检测器，并且该控制器适于在第一模式下：向照明负载递送一系列驱动电流；针对每个驱动电流测量输出电压，并且由此获得电压电流关系；以及根据电压电流关系确定工作电流范围，针对该工作电流范围，根据输出电压显示阈值行为处的电流确定最小工作电流和最大工作电流。以这种方式，最大工作电流可以被确定为在随着增加电压而电流保持(或开始保持)基本恒定的水平处的电流。这是比较低电流水平更加与电压无关的额定电流。换句话说，未知电负载的微分电阻在电负载的额定电流处急剧增加。如上所述，这例如是由于在照明负载电路中使用限流组件而导致的。该控制器例如适于在第一模式下：确定增量输出电压相对于驱动电流的增加的函数。电压电流函数中存在一个曲肘(elbow)，并且通过检测针对电流的小增量的电压的大跳跃，可以标识该曲肘的位置。当增量电压增加与负载电流增加的比率高于阈值时，就已经达到最大工作电流。最小工作电流可以被计算为最大工作电流的固定比例，或者可以与电压电流关系无关地确定。控制器可以适于在第二模式下：根据调光水平，递送在最小工作电流和最大工作电流之间的输出工作电流。以这种方式，电流在最小值和最大值之间被调节，其中最大值和最小值从先前检测步骤获得。控制器可以适于执行第一模式：每次功率被新供给至驱动器时；和/或响应于用户输入；和/或响应于计时器信号。每当负载特性可能发生改变时，都需要进行第一(测试)模式。这种改变仅可能在驱动器关闭的情况下发生，但是也可以进行周期性的检测步骤，例如以使得还可以考虑照明负载特性在时间(例如老化)上的改变。控制器可以适于响应于检测到照明负载(特别是照明负载的功耗)上的变化而执行第一模式。可以基于在转换器输出处的电压降或电压改变率的特定特性来检测降低。类似地，可以检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于驱动照明负载的照明驱动器，包括：/n受控DC电源(220)；/n电流传感器(234)，用于感测流过所述照明负载的电流；以及/n控制器(230)，连接到所述电流传感器，以用于控制所述受控DC电源的输出电流，其中所述控制器适于实施：/n操作的第一测试模式，用于确定所述照明负载的至少一个工作电流；以及/n操作的第二工作模式，用于根据所确定的所述工作电流将电流递送到所述照明负载，其中所述控制器在所述第一模式下适于：/n向所述照明负载递送一系列驱动电流；/n针对每个驱动电流测量输出电压，并且由此获得电压电流关系；以及/n根据所述电压电流关系确定工作电流范围，针对所述工作电流范围，根据所述输出电压显示阈值行为处的电流而确定最小工作电流和最大工作电流。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170707 EP 17180155.81.一种用于驱动照明负载的照明驱动器，包括：
受控DC电源(220)；
电流传感器(234)，用于感测流过所述照明负载的电流；以及
控制器(230)，连接到所述电流传感器，以用于控制所述受控DC电源的输出电流，其中所述控制器适于实施：
操作的第一测试模式，用于确定所述照明负载的至少一个工作电流；以及
操作的第二工作模式，用于根据所确定的所述工作电流将电流递送到所述照明负载，其中所述控制器在所述第一模式下适于：
向所述照明负载递送一系列驱动电流；
针对每个驱动电流测量输出电压，并且由此获得电压电流关系；以及
根据所述电压电流关系确定工作电流范围，针对所述工作电流范围，根据所述输出电压显示阈值行为处的电流而确定最小工作电流和最大工作电流。


2.根据权利要求1所述的照明驱动器，其中所述控制器适于在所述第一模式下：
确定增量输出电压相对于驱动电流中的增加的函数。


3.根据前述权利要求中任一项所述的照明驱动器，其中所述控制器适于在所述第二模式下：根据调光水平，递送在所述最小工作电流和所述最大工作电流之间的输出工作电流。


4.根据前述权利要求中任一项所述的照明驱动器，其中所述控制器适于在以下情形执行所述第一模式：
每次功率被新供给至所述驱动器；和/或
响应于用户输入；和/或
响应于计时器信号；和/或
响应于检测到所述照明负载的变化。


5.根据前述权利要求中任一项所述的照明驱动器，其中所述照明负载包括改型ACLED灯的网络。


6.根据前述权利要求中任一项所述的照明驱动器，其中所述受控DC电源具有用作保护功能的最大DC输出电压。


7.根据权利要求4所述的照明驱动器，其中所述控制器适于从对所述受控DC电源的所述输出电压的监测来检测所述照明负载的所述变...

【专利技术属性】
技术研发人员：U·伯克，P·T·J·布南，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL