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      用于照明元件的驅(qū)動(dòng)單元及其操作方法_2

      文檔序號(hào):9872833閱讀:來源:國(guó)知局
      [0023]要進(jìn)一步注意的是,總線電壓的控制可以包括另外的選項(xiàng),即使優(yōu)選地為該總線電壓提供了至少兩個(gè)電平,一個(gè)電平用于工作模式而另一個(gè)電平則用于待機(jī)模式。
      [0024]可以預(yù)見到的是,總線電壓能夠在給定范圍內(nèi)連續(xù)控制,例如使得所提供的總線電壓與如基準(zhǔn)電壓之類的基準(zhǔn)數(shù)值成比例。
      [0025]在優(yōu)選實(shí)施例中,該第一功率轉(zhuǎn)換器被配置為用于在工作模式和/或待機(jī)模式之間輸出高于輸入電壓的總線電壓,其中在該實(shí)施例的優(yōu)選修改形式中,該第一功率轉(zhuǎn)換器包括升壓電路。
      [0026]在優(yōu)選實(shí)施例中,該第二功率轉(zhuǎn)換器包括線性電壓調(diào)節(jié)器,優(yōu)選地包括低壓差調(diào)節(jié)器。
      [0027]與其它調(diào)節(jié)器(如開關(guān)模式轉(zhuǎn)換)相比,低壓差調(diào)節(jié)器(LDO)對(duì)于較高的電壓差可能不太有效。然而,與這樣的其它DC-DC電路相比,成本可以降低2.5至3倍,其中這樣的DC-DC電路較高的復(fù)雜度在對(duì)于空間具有嚴(yán)格約束的情況下也可能無法被承受。
      [0028]在優(yōu)選實(shí)施例中,該驅(qū)動(dòng)單元被配置為用于提供低于總線電壓的LED電壓,其中在該實(shí)施例的優(yōu)選修改形式中,該第三功率轉(zhuǎn)換器(參見上文)包括降壓電路。
      [0029]在優(yōu)選實(shí)施例中,輸入電壓為12V的交流,其中第一功率轉(zhuǎn)換器包括橋式整流器。
      [0030]提供12V的交流允許該照明元件替代諸如為這樣的電壓所設(shè)計(jì)的鹵素?zé)襞莸某R?guī)光源。
      [0031]在以上實(shí)施例的優(yōu)選修改形式中,總線電壓處于20至28V的直流范圍內(nèi),并且LED電壓至少在工作模式期間處于8至16V的直流范圍內(nèi)。
      [0032]在例如使用用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為總線電壓的升壓轉(zhuǎn)換器以及用于將總線電壓轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ED電壓的降壓轉(zhuǎn)換器的環(huán)境中,該降壓轉(zhuǎn)換器從該升壓轉(zhuǎn)換器的電容汲取能量,其中該電容必須要存儲(chǔ)足夠的能量以維持該降壓轉(zhuǎn)換器的工作。通過提供充分高的電壓,該電容可以足夠小以滿足實(shí)施方式中的空間約束,例如在被稱作MRl 6的多面反射體燈泡的情況下。
      [0033]在優(yōu)選實(shí)施例中,該照明元件是具有大約51mm直徑的多面反射體燈泡。
      [0034]在優(yōu)選實(shí)施例中,該控制單元適于接收指令并且依據(jù)該指令控制該照明元件。
      [0035]該控制單元可以具有該照明元件的開關(guān)或調(diào)光控制之外的附加功能。
      [0036]應(yīng)當(dāng)理解的是,權(quán)利要求1的驅(qū)動(dòng)單元、權(quán)利要求14的照明元件和權(quán)利要求15的操作方法具有特別是如從屬權(quán)利要求所限定的相似和/或相同的優(yōu)選實(shí)施例。
      [0037]應(yīng)當(dāng)理解的是,本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例也可以是從屬權(quán)利要求或以上實(shí)施例與相應(yīng)獨(dú)立權(quán)利要求的任意組合。
      [0038]本發(fā)明的這些和其它方面將由于隨后所描述的實(shí)施例而是顯而易見的并且將參考這些實(shí)施例進(jìn)行闡述。
      【附圖說明】
      [0039]在以下附圖中:
      [0040]圖1示出了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的照明元件的電路的第一部分;
      [0041]圖2示出了依據(jù)圖1的實(shí)施例的照明元件的電路的第二部分;
      [0042]圖3示出了依據(jù)圖1和圖2的實(shí)施例的照明元件的電路的第三部分;
      [0043]圖4依據(jù)圖1至圖3的實(shí)施例的照明元件的電路的第四部分;
      [0044]圖5圖示了依據(jù)圖1至圖4的實(shí)施例的總線電壓和LED電壓的數(shù)值;
      [0045]圖6示出了圖示出依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的操作方法的示意性流程圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0046]圖1示出了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的照明元件的電路中包括驅(qū)動(dòng)單元的第一部分。
      [0047]該實(shí)施例針對(duì)一種多面反射體(MR)燈泡,其中采用LED作為光源并且其被提供以用于通信和控制的控制單元。
      [0048]MR燈泡是鹵素?zé)襞莸钠毡樾问?,其中特別地MR16型(直徑為八分之十六英寸即2英寸或大約51mm)是照明行業(yè)中使用最為廣泛的燈泡之一。
      [0049]在傳統(tǒng)的MR16應(yīng)用情形中,系統(tǒng)包括墻壁安裝的TRIAC,其作為調(diào)光器進(jìn)行操作,具有從市電饋送的110/220VAC 50?60Hz并且依據(jù)調(diào)光器設(shè)置對(duì)市電正弦波形進(jìn)行相切,以及從該TRIAC接收相切功率并且以大約30KHz的頻率將其轉(zhuǎn)換為12VAC的電子變壓器(ET)。一個(gè)或一組MR16燈泡(通常為鹵素?zé)?連接至該ET并且向用戶產(chǎn)生光。這里,TRIAC作為燈泡開關(guān)和調(diào)光器控制進(jìn)行工作,其中常規(guī)的MR16燈泡作為在燈泡需要關(guān)閉時(shí)功耗為零的光源。
      [0050]隨著LED技術(shù)的快速發(fā)展,發(fā)光二極管(LED)正在替代MR16光源中的鹵素?zé)?。由于LED可以容易地進(jìn)行控制,所以可以隨同基于LED的MR16燈泡實(shí)施越來越復(fù)雜的控制機(jī)制。這里,控制通常從TRIAC調(diào)光器轉(zhuǎn)移至MR16燈泡。
      [0051]對(duì)于常規(guī)的基于LED的可控MR16燈泡而言,典型的架構(gòu)可能包括涵蓋了通信、光學(xué)開關(guān)和調(diào)光控制的微控制器單元(MCU)(例如,將數(shù)字命令解釋為P麗信號(hào))以及將P麗信號(hào)轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)動(dòng)LED光學(xué)引擎的恒定電流的電子功率驅(qū)動(dòng)器。假定控制單元(或通信單元,SPM⑶和相關(guān)聯(lián)電路)位于燈泡之中,則控制請(qǐng)求(例如,控制系統(tǒng)、控制面板、RF控制器等)可以僅在控制單元(并且因此上作為總體的燈泡)被供電時(shí)才被接收,及時(shí)光學(xué)器件被關(guān)閉(例如,在待機(jī)期間)。燈泡的通信和控制電路啟動(dòng)而光學(xué)引擎關(guān)閉(即,LED并不輸出光)的狀態(tài)可以被稱之為待機(jī)模式。
      [0052]如以上所指出的,功率效率和待機(jī)功耗對(duì)于MR16燈泡的實(shí)施方式而言是關(guān)鍵所在。例如,CLEMA(歐盟針對(duì)燈具和用于燈具的電氣技術(shù)組件的國(guó)家制造協(xié)會(huì)的聯(lián)盟)具有可靠的0.5瓦的待機(jī)功率要求。
      [0053]常規(guī)地,為了滿足這樣的要求,可控MR16燈泡采用DC-DC轉(zhuǎn)換器作為輔助電源。然而,使用諸如電子開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器之類的電路涉及到相當(dāng)高的成本并且對(duì)于滿足MR16燈泡中所涉及到的空間約束也是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。另一方面,如果使用如低壓差轉(zhuǎn)換器(LDO)的相當(dāng)廉價(jià)的轉(zhuǎn)換器一其所需空間也較少,又難以滿足0.5W的待機(jī)功率要求:其中對(duì)于控制單元而言總線電壓通常為20?28VDC,其被轉(zhuǎn)換為3.2VDC,并且電流要求為30mA,功耗大約為
      0.721(0.0311^\(20+28)/2¥)超過了所期望的0.51
      [0054]圖1所示的照明元件的電路的第一部分連接至AC市電形式的常規(guī)電源101,TRIAC103和電子變壓器105連接至電源1I。電子變壓器105以大約30KHz的頻率向該照明元件的電路的第一部分提供12VAC。
      [0055]更具體地,電子變壓器105連接至橋式整流器107,后者進(jìn)而連接至升壓轉(zhuǎn)換器109,其包括電感L1、開關(guān)SWl、二極管Dl、運(yùn)算放大器0P2、電阻R9和Rs以及電容Cl。通過電感LI的電流由電阻Rs的數(shù)值以及施加于運(yùn)算放大器0P2的非反相輸入119的當(dāng)前基準(zhǔn)電壓所設(shè)置。該當(dāng)前基準(zhǔn)電壓為了便于控制可以被設(shè)置為滯后數(shù)值。
      [0056]升壓轉(zhuǎn)換器109為降壓轉(zhuǎn)換器111提供總線電壓以便驅(qū)動(dòng)多個(gè)發(fā)光二極管113(為了簡(jiǎn)明僅示出了一個(gè))。降壓轉(zhuǎn)換器111包括降壓IC 115、電感L2、二極管D2、電容器C2、開關(guān)SW2和電阻R5,并且將總線電壓調(diào)節(jié)為恒定電流以驅(qū)動(dòng)LED 113。
      [0057]升壓轉(zhuǎn)換器109(以及整體照明元件)被配置為用于以預(yù)定方式從電子變壓器105汲取功率,因此確保了電子變壓器105有足夠的負(fù)載進(jìn)行操作。由于本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉這樣的電子變壓器10
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