涉及照明系统的改进技术方案

公开了一种用于具有固态光源（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ）的照明单元（５０）的功率适配器（２０）。所述功率适配器（２０）包括：输入端（２２），用于连接到主电源；功率传送模块（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，１４０ａ），其耦合到所述输入端（２２），并且提供适合于驱动所述固态光源（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ）的输出；以及控制器（３０），其从所述输入端（２２）接收电压信号，并且能够将控制信号递送到所述功率传送模块（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，１４０ａ）以便减少从所述输入端（２２）汲取的功率。所述功率适配器（２０）从所述输入端（２２）汲取作为所述输入端（２２）处的电压的函数的电流，以便所述功率适配器（２０）对于所述主电源表现为可变电阻器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及照明系统，并且具体地涉及用于固态光源的功率适配器。近来，诸如发光二极管(LED)之类的固态光源已被结合到传统照明系统中，尤其是在家用设置中发现的那些照明系统。LED是电流驱动的器件，其亮度基本上与它们的正向电流成比例。因此在传统上，固态光源会由功率适配器驱动，该功率适配器通常使用脉宽调制(PWM)来调节通过光源的电流，并且调整电流以便控制光输出的强度。具体地，如WO2006/018604中描述的那样，包括多个固态光源的固态照明单元已在家用设置中变得流行，以便提供所谓的“情绪”照明。通过提供三种不同颜色的发光二极管(通常为红、绿和蓝)，并且通过独立地改变来自每个不同颜色组的光输出的强度，可以改变LED照明单元的光输出的总体颜色。一种调节LED电流的传统方法是用恒流电源驱动LED。具体地，恒流电源通常调节电流感测电阻器两端的电压，使得驱动LED的恒定电流由电源的参考电压和电流感测电阻器的值来确定。然而，由于温度和制造偏差，LED通常具有公差范围之内的在器件之间变化的正向电位差。因此使用恒流电源的缺点在于，不同LED的光输出的总功率并从而其强度很可能不同。这可能导致照明单元之间不均匀的光输出。在WO 2006/018604中，对于具有白炽和固态照明单元两者的照明系统，描述了若干功率适配器和调光控制器。这些现有的功率适配器能够使用传统的脉宽调制(PWM)或者使用如WO 2007/026170所述的平方幂律锯齿技术通过产生用于LED的驱动信号来控制光输出的强度和/或颜色特性，使得LED驱动电流的占空比(或接通持续时间)的变化引起经由功率适配器可用于LED的平均电流量的相应变化。这个电流调节级通常是处理器控制的闭环，其由开关式电源馈送以降低主电源的电压。然而，这样的功率适配器可以造成从主电源汲取谐波电流，这可能违反了IEC标准，IEC标准对可以从主电源汲取的电流谐波的范围幅度施加了限制。现在已设计了改进的功率适配器，其克服了或显著减轻了与现有技术相关联的上述缺点和/或其它缺点。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于具有固态光源的照明单元的-->功率适配器，所述功率适配器包括：输入端，用于连接到主电源；功率传送模块，其耦合到所述输入端，并且提供适合于驱动所述固态光源的输出；以及控制器，其从所述输入端接收电压信号，并且能够将控制信号递送到所述功率传送模块以便减少从所述输入端汲取的功率，其中，所述功率适配器从所述输入端汲取作为所述输入端处的电压的函数的电流，以便所述功率适配器对于所述主电源表现为可变电阻器。根据本专利技术的功率适配器大体上是有利的，因为功率适配器和连接的固态光源对于主电源会表现为可变电阻器，所以固态光源会像传统的灯丝灯泡一样起作用。来自固态光源的光输出的强度因此可以由外部功率减少装置控制。代替地，来自固态光源的光输出的强度可以由外部功率减少装置和能够减少从功率适配器的输入端汲取的功率的内部控制器的组合来控制。例如，内部控制器可以适合于当最大功率量可用时使从功率适配器的输入端汲取的功率减少，然后随着可用的功率量下降而减轻该减少，从而使固态光源遵循非线性调光曲线。根据本专利技术的功率适配器的进一步优点在于，典型地为发光二极管(LED)的固态光源可以被提供以预定平均功率，以便实现期望的光输出强度。功率适配器因此使得能够实现具体的光输出强度，而不管LED的正向电位差。最优选地，提供给LED的平均功率基本上等于在功率适配器的输入端处汲取的平均功率。功率适配器和连接的LED因此会在以下方面像连接到功率减少装置时的传统钨丝灯泡一样起作用：其光输出的强度会随着从输入端汲取的功率减少而固有地减少，因此功率适配器并不调节对LED的恒定输出。功率适配器从输入端汲取作为输入端处的电压的函数的电流，以便功率适配器对于主电源表现为可变电阻器。这优选地通过以下实现：(i)使功率适配器的输入端处的电容最小化；(ii)从输入端汲取正弦电流波形，其与输入端处的正弦电压波形基本上同相；以及(iii)汲取与电压成比例的电流，使得电流随着电压下降而下降。这些特征减少了从主电源汲取的谐波电流和电流失真，并且通过去除出现在主电源的电容性负载而增加了功率适配器的功率因数和效率。事实上，这些特征使得功率适配器和连接的固态光源能够作为传统的灯而出现在主电源。固态光源优选地是发光二极管(LED)或者一连串的两个或更多个LED。由于LED或者一连串的两个或更多个LED两端的电位差基本上恒定，所以功率适配器优选地控制从输入端汲取的电流，以便维持从输入-->端汲取的平均功率基本上恒定在预定值。预定平均功率优选地至少部分地由参考信号确定，所述参考信号可以包括由控制器提供的控制信号。功率适配器优选地适合于从输入端汲取电流，该电流与输入端处的电压基本上成比例。特别地，功率传送模块优选地适合于从输入端汲取正弦电流波形，该正弦电流波形与输入端处的正弦电压波形基本上同相，并且功率传送模块和/或控制器优选地包括倍增器，该倍增器确定了会导致从输入端汲取的预定平均功率的电流和电压之间的比例关系。功率传送模块和/或控制器优选地适合于感测功率适配器的输入端处的电压波形，并且基于该电压波形确定将要从输入端汲取的所需电流。功率适配器优选地包括电压监视器，该电压监视器提供功率适配器的输入端处的电压的减少的幅度表示。功率传送模块可以包括功率因数校正电路。然而，功率传送模块的功率因数校正电路优选地不同于传统的功率因数校正电路之处在于，它不包括来自LED的反馈环，并因此相对于LED的控制是开环电路。在这种情况下，功率因数校正电路优选地包括倍增器，该倍增器确定了会导致从输入端汲取的预定平均功率的电流和电压之间的比例关系。预定平均功率作为输出功率被传送到LED，使得LED由从输入端汲取的功率而不是供应给LED的电流来控制。预定平均功率优选地至少部分地由参考信号确定，所述参考信号可以包括控制器的控制信号，并且优选地还由电流感测电阻器确定。从输入端汲取的电流优选地由诸如MOSFET之类的电子开关控制，所述电子开关优选地与电流感测电阻器串联。代替地，功率传送模块可以包括LCL串并联谐振电路，该LCL串并联谐振电路适合于从输入端汲取正弦电流波形，该正弦电流波形与输入端处的正弦电压波形基本上同相。然而，在这种情况下，功率适配器的控制器优选地确定会导致从输入端汲取的预定平均功率的电流和电压之间的比例关系，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于具有固态光源的照明单元的功率适配器，所述功率适配器包括：　输入端，用于连接到主电源；　功率传送模块，其耦合到所述输入端，并且提供适合于驱动所述固态光源的输出；以及　控制器，其从所述输入端接收电压信号，并且能够将控制 信号递送到所述功率传送模块以便减少从所述输入端汲取的功率，　其中，所述功率适配器从所述输入端汲取作为所述输入端处的电压的函数的电流，以便所述功率适配器对于所述主电源表现为可变电阻器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB 2007-3-30 0706152.6;GB 2007-5-31 0710291.61.一种用于具有固态光源的照明单元的功率适配器，所述功率适配
器包括：
输入端，用于连接到主电源；
功率传送模块，其耦合到所述输入端，并且提供适合于驱动所述固态
光源的输出；以及
控制器，其从所述输入端接收电压信号，并且能够将控制信号递送到
所述功率传送模块以便减少从所述输入端汲取的功率，
其中，所述功率适配器从所述输入端汲取作为所述输入端处的电压的
函数的电流，以便所述功率适配器对于所述主电源表现为可变电阻器。
2.如权利要求1所述的功率适配器，其中，来自所述固态光源的光
输出的强度可以由外部功率减少装置和能够减少从所述功率适配器的所
述输入端汲取的功率的所述控制器的组合来控制。
3.如权利要求2所述的功率适配器，其中，所述控制器适合于当最
大功率量可用时使从所述功率适配器的所述输入端汲取的功率减少，然后
随着可用的功率量下降而减轻该减少，从而使所述固态光源遵循非线性调
光曲线。
4.如任何在先权利要求所述的功率适配器，其中，所述固态光源被
提供以预定平均功率。
5.如权利要求4所述的功率适配器，其中，提供给所述固态光源的
所述预定平均功率基本上等于在所述功率适配器的所述输入端处汲取的
平均功率。
6.如权利要求5所述的功率适配器，其中，来自所述固态光源的光
输出的强度随着从所述输入端汲取的功率减少而固有地减少，因此所述功
率适配器并不调节对所述固态光源的恒定输出。
7.如权利要求4至6中任何一项所述的功率适配器，其中，所述预
定平均功率至少部分地由参考信号确定。
8.如任何在先权利要求所述的功率适配器，其中，所述功率适配器
适合于从所述输入端汲取电流，该电流与所述输入端处的电压基本上成比
例。
9.如权利要求8所述的功率适配器，其中，所述功率传送模块适合
于从所述输入端汲取正弦电流波形，该正弦电流波形与所述输入端处的正
弦电压波形基本上同相。
10.如权利要求9所述的功率适配器，其中，所述功率传送模块和/
或所述控制器包括倍增器，该倍增器确定了会导致从所述输入端汲取的预
定平均功率的电流和电压之间的比例关系。
11.如权利要求10所述的功率适配器，其中，所述功率传送模块和/
或所述控制器适合于感测所述功率适配器的所述输入端处的电压波形，并
且基于该电压波形确定将要从所述输入端汲取的所需电流。
12.如权利要求8至10中任何一项所述的功率适配器，其中，所述
控制器适合于检测所述主电源的平均电压，并且选择在所述功率适配器的
所述输入端处汲取的电流和所述功率适配器的所述输入端处的电压之间
的适当比例关系，以便为所述主电源的两个或更多个不同平均电压维持相
同的预定平均功率。
13.如任何在先权利要求所述的功率适配器，其中，所述功率传送模
块包括功率因数校正电路。
14.如权利要求13所述的功率适配器，其中，所述功率因数校正电
路不包括来自所述功率传送模块的输出端的反馈环。
15.如权利要求14所述的功率适配器，其中，所述功率因数校正电
路包括倍增器，该倍增器确定了会导致从所述输入端汲取的预定平均功率
的电流和电压之间的比例关系。
16.如任何在先权利要求所述的功率适配器，其中，所述功率传送模
块包括LCL串并联谐振电路，该LCL串并联谐振电路适合于从所述输入
端汲取正弦电流波形，该正弦电流波形与所述输入端处的正弦电压波形基
本上同相。
17.如权利要求16所述的功率适配器，其中，所述功率适配器的所
述控制器确定会导致从所述输入端汲取的预定平均功率的电流和电压之
间的比例关系，并因此充当倍增器。
18.如任何在先权利要求所述的功率适配器，其中，所述功率传送模
块在其输出端包括变压器和一个或多个二极管，由此将输出的功率信号递
送到所述固态光源。
19.如任何在先权利要求所述的功率适配器，其中，所述功率传送模
块和/或所述控制器的控制电路由与所述功率传送模块的输出端的连接端
供电。
20.如权利要求19所述的功率适配器，其中，与所述功率传送模块
的输出端的所述连接端借助于所述功率传送模块的输出端处的变压器上
的辅助绕组产生。
21.如权利要求20所述的功率适配器，其中，所述功率适配器包括

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫托马斯萨默兰德，查尔斯波洛克，海伦波洛克，
申请(专利权)人：霍尔迪普有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]