改型灯以及使用该改型灯的照明系统技术方案

一种与镇流器一起使用的改型灯。提供分流开关以与输出负载并联，并且适于使用脉冲宽度控制来分流灯的输入端子，以便调节通过照明元件的电流。该电流控制用于实现与不同镇流器的兼容性并且用于提供调光控制。检测电路用于检测改型灯的异常驱动状况，并且然后可以通过在一定持续时间内将分流开关保持在稳定状态来超驰分流开关的脉冲宽度控制。这防止过载状况并且避免在部件故障的情况中的DC信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改型灯以及使用该改型灯的照明系统
本专利技术涉及改型灯，特别是用于与AC荧光灯镇流器和AC高强度放电(HID)灯镇流器一起使用的DC驱动灯(诸如LED)。
技术介绍
HID或荧光灯照明装置通常用于照亮工业建筑或住用建筑。通常，这种照明装置包括包含汞的荧光灯管或HID灯，其中流过该灯的电流导致其发射光。气体放电照明装置通常包括适于向气体放电灯提供交流电流的电磁(基于电感器的)或电子(基于半导体开关的)镇流器。镇流器调节流过气体放电灯的电流，以确保失控电流不会对灯造成损坏。最近，越来越期望用LED装置代替气体放电灯。这可以是由于以下原因：诸如延长的使用寿命、更高的效率以及减少的潜在有害物质(诸如汞)的使用。因此，需要可以将电磁镇流器的输出转换成适合于LED装置的形式的装置。在最简单的情况下，可以使用二极管桥和电容器将LED串连接到镇流器，该二极管桥用于将高频AC功率转换为DC，该电容器用于消除纹波电流。如果LED串电压被选择为基本上接近荧光灯管的稳定/放电电压，则LED串将接收与气体放电灯相似的功率和电流。但是，有时LED灯的额定功率大幅低于传统镇流器的额定功率。此外，LED灯中的调光功能是期望的。因此，用作为改型灯的LED灯需要与镇流器兼容。诸如在US2013/221867A1中，已知使用将LED装置与镇流器旁路的分流开关来提供该兼容性。为了使镇流器顺利工作，该分流开关使镇流器的输出短路。在每个半周期中，分流开关的作用是在一定时间内提供短路来调节输出电流。通过调整LED电压和占空比可以控制LED电流。这实现兼容性以及启用调光功能。但是，如果存在异常供电事件(例如对电源的干扰)，则可能会出现不稳定和饱和。例如，如果存在半周期的电压中断，则电磁镇流器将变得不平衡并且将饱和。这可能会导致灯中不受控制的高电流，并且电源/镇流器的断路器功能可能会被触发。该问题是由于使用了分流开关拓扑，因为分流开关在导通时具有很高的阻抗并且导致高电流(而这对于传统的灯并不是一个实质问题，因为其总是具有足够高的阻抗)。通常，镇流器以随时间的平衡电压工作，所以励磁电流和消磁电流将始终相等。中断会破坏该平衡。还期望在故障情况下防止DC电压水平保持活动状态。在任何单一故障状况下，镇流器中输入电流和电压的DC分量应当例如低于2％，以便满足一些安全标准，诸如UL认证。对于分流开关拓扑，当整流桥二极管中的一个二极管被短路时，镇流器上的压降将再次变得不对称，并且具有很高的DC电流分量。这是另一类型的异常供电事件。因此，存在由向灯的外部供电造成的异常供电事件，以及由灯中的部件问题造成的异常供电事件。为了解决该整流二极管故障的问题，提出的一些驱动器在每个桥臂中使用串联的两个二极管代替一个二极管，从而为整流桥提供总计8个二极管。这增加了成本、功率损耗，并且需要更多空间。在高流明分流开关驱动器中，二极管功率损耗是显著的，因此使用双二极管变得不可接受。因此，分流开关驱动器拓扑在容忍由外部干扰或内部部件故障造成的异常驱动状况方面引入了一些困难。
技术实现思路
本专利技术的实施例的目标是处理基于分流开关的LED灯中的诸如上文所提到的异常状况。本专利技术的概念是提供一种与镇流器一起使用的改型灯，在该改型灯中分流开关的普通PWM控制被超驰，并且当存在改型灯的异常驱动状况时，分流开关例如在一定持续时间内被保持在一种状态中，而不是以脉冲宽度调制方式被切换，以减轻潜在风险。这用于防止由异常驱动状况引起的潜在风险，该风险可以是由于电源中断的过电流情况，或者在部件故障情况中形成的DC电流或电压。本专利技术由权利要求限定。根据与本专利技术的一个方面一致的示例，提供了一种与镇流器一起使用的改型灯，包括：一对输入端子，其适于连接到所述镇流器；输出负载，其由所述镇流器驱动并且至少包括照明元件；分流开关，其与所述输出负载并联，并且适于使用脉冲宽度控制分流所述输入端子，以便调节通过照明元件的电流；检测电路，其适于检测改型灯的异常驱动状况；控制电路，其适于超驰分流开关的脉冲宽度控制，并且在一定持续时间内将分流开关保持在稳定状态。该灯提供分流切换以调节输出电流。该分流切换例如在来自镇流器的输入信号的每个半周期发生，或者在镇流器输出信号的每多个周期发生。当分流开关关断时，照明元件(可选地连同储能元件)被提供有来自镇流器的电流；当分流开关接通时，照明元件被提供有来自储能元件(诸如电容器)的电流或照明元件完全不被提供功率，而不是来自输入。分流切换被实施为定期的周期性电流控制周期，以维持期望的照明元件电流。但是，如果存在异常驱动状况，诸如输入端子处的对电源的干扰或镇流器信号的整流中的问题，则可能会出现电流过载。控制电路和检测电路超驰分流开关的定期的周期性控制。例如，这防止镇流器变得饱和。在一组示例中，异常驱动状况可以是过电流状况，并且然后检测电路包括：电流感测元件，其适于在所述分流开关导通时感测通过分流开关的电流；以及比较电路，其适于将所感测的电流与阈值进行比较；并且控制电路适于在所感测的电流超过阈值时将分流开关保持在高阻抗状态以超驰所述脉冲宽度控制。通过这种方式，可以检测到输入端子处的过电流风险，该过电流风险例如由对电源/镇流器的电源干扰引起。控制电路和电流感测元件通过在需要时关断分流开关(即增大分流开关的阻抗)来确保分流开关电流被保持在阈值之下。这增大改型灯的阻抗，并且有助于防止镇流器变得饱和，因为在分流开关接通时，该饱和引起大电流。特别地，此时由于分流开关的导通，由灯呈现给镇流器的负载是低的。在该实施例中，照明元件用于向镇流器提供高阻抗，并且有助于限制过电流。在另一实施例中，灯可以包括在输入端子与输出负载之间的二极管桥式整流器，并且分流开关被放置在二极管桥式整流器与输出负载之间，其中所述镇流器为电磁镇流器。由于电源中断的过电流的风险对于电磁镇流器至关重要。该实施例可以与电磁镇流器良好地配合并且减轻潜在风险。例如，电流感测元件包括电流感测电阻器，该电流感测电阻器用于感测流向输入端子中的一个端子或从输入端子中的一个端子流出的电流，并且所述电流感测电阻器串联在二极管桥式整流器与分流开关和输出负载的互连之间，并且控制电路适于关断所述分流开关。当分流开关接通时，所感测的电流是流过分流开关的电流。该实施例提供了电流感测元件的低成本实施方式。比较电路可以包括比较器，该比较器用于将电流感测电阻器两端的电压与参考值比较，并且其中比较器的输出用于控制分流开关。这提供了用于操作分流开关的简单控制电路，特别地在电流达到阈值时断开分流开关。控制电路可以包括在比较电路的输出与分流开关的控制端子之间的控制栅极。控制栅极改变/超驰分流开关的普通控制周期。特别地，比较器输出用作禁用线，所以每当比较器输出指示高电流时，分流开关就被关断并且被保持在高阻抗状态。在照明元件仍然不足以安全地限制过电流的情况下，在另一实施例中，输出负载可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种与镇流器一起使用的改型灯，包括：/n一对输入端子(14、16)，其适于连接到所述镇流器；/n输出负载(18)，其由所述镇流器驱动，并且至少包括照明元件LED；/n分流开关(M1)，其与所述输出负载(18)并联，并且适于使用脉冲宽度控制来分流所述输入端子，以便调节通过所述照明元件的电流；/n检测电路(50、60)，其适于检测所述改型灯的异常驱动状况；/n控制电路(52、70)，其适于超驰所述分流开关的所述脉冲宽度控制，并且适于在一定持续时间内将所述分流开关保持在稳定状态。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170918 EP 17191583.8;20170725 CN PCT/CN2017/09431.一种与镇流器一起使用的改型灯，包括：
一对输入端子(14、16)，其适于连接到所述镇流器；
输出负载(18)，其由所述镇流器驱动，并且至少包括照明元件LED；
分流开关(M1)，其与所述输出负载(18)并联，并且适于使用脉冲宽度控制来分流所述输入端子，以便调节通过所述照明元件的电流；
检测电路(50、60)，其适于检测所述改型灯的异常驱动状况；
控制电路(52、70)，其适于超驰所述分流开关的所述脉冲宽度控制，并且适于在一定持续时间内将所述分流开关保持在稳定状态。


2.根据权利要求1所述的改型灯，所述异常驱动状况是过电流状况，并且所述检测电路包括：
电流感测元件(R)，其适于在所述分流开关导通时，感测通过所述分流开关的电流；以及
比较电路(U1)，其适于将所感测的所述电流与阈值进行比较；
其中所述控制电路(52)适于在所感测的所述电流超过所述阈值时，将所述分流开关保持在高阻抗状态，以超驰所述脉冲宽度控制。


3.根据权利要求2所述的改型灯，包括在所述输入端子(14、16)与所述输出负载(18)之间的二极管桥式整流器(D1、D2、D3、D4)，并且所述分流开关(M1)被放置在所述二极管桥式整流器与所述输出负载之间。


4.根据权利要求3所述的改型灯，其中所述电流感测元件包括电流感测电阻器(R)，所述电流感测电阻器(R)用于感测流入所述输入端子中的一个输入端子、或从所述输入端子中的一个输入端子流出的电流，并且所述电流感测电阻器串联在所述二极管桥式整流器与所述分流开关(M1)和所述输出负载的互连之间，并且所述控制电路适于关断所述分流开关。


5.根据权利要求4所述的改型灯，其中所述比较电路包括比较器(U1)，所述比较器(U1)用于将所述电流感测电阻器两端的电压与参考值(Ilimit)进行比较，并且其中所述比较器的所述输出用于控制所述分流开关(M1)。


6.根据权利要求2至5中任一项所述的改型灯，其中所述控制电路包括在所述比较电路的所述输出与所述分流开关(M1)的控制端子之间的控制门(52)。


7.根据前述权利要求中任一项所述的改型灯，其中所述输出负载进一步包括与所述照明元件串联的电流限制电路(54)。


8.根据权利要求7所述的改型灯，其中所述电流限制电路(...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·V·马利纳，L·X·张，刘圆强，陈古源，段云飞，T·C·范布德格拉文，付洁，陈执权，孙世光，R·德赫尔加利斯特奥，M·C·范梅尔，
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