CN102057754A

CN102057754A - 用于将电源耦合到灯的装置

Info

Publication number: CN102057754A
Application number: CN2009801162208A
Authority: CN
Inventors: M·文特
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2008-05-06
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2011-05-11
Also published as: WO2009136331A2; US20110043130A1; US8791653B2; RU2526375C2; US20140203734A1; WO2009136331A3; EP2283700A2; JP2011522358A; KR20110010624A; JP5461528B2; RU2010149606A

Abstract

用于将电源(2)耦合到发光二极管灯(3)的装置(1)包括第一部件，用于从电源(2)接收第一电压和电流信号；和第二部件，用于向灯(3)供应第二电压和电流信号。所述第一部件包括检测部件(11)，用于检测所述第一信号的至少之一例如第一电压信号中的第一幅降，以及所述第二部件包括引入部件(12)，用于响应于检测结果，将第二幅降引入到所述第二信号的至少之一例如第二电流信号中。因此，所述第一部件检测由电源(2)造成的第一调光状态，第二部件响应于第一部件已检测到第一调光状态而引入第二调光状态，装置(1)具有自调光功能，以保持电网稳定。

Description

用于将电源耦合到灯的装置

技术领域

本发明涉及用于将电源耦合到灯的装置，也涉及包括装置的设备、方法、计算机程序产品、和介质。

这种装置的例子有灯驱动器和灯接口。这种设备的例子有灯和电源。

背景技术

US2007/0262765 A1公开了一种用脉冲宽度调制控制电光源的方法，以保持电光源的亮度恒定。

发明内容

本发明的目的之一是提供将电源耦合到灯的装置，该装置结构简单并带有自调光功能。

本发明的其他目的是提供设备、方法、计算机程序产品、以及介质。

根据本发明的第一方面，提供将电源耦合到灯的装置，灯包括一个或多个发光二极管，该装置包括：

-用于从电源接收第一电压信号和第一电流信号的第一部件，所述第一部件包括检测部件，用于检测所述第一信号的至少之一中的第一振幅降低(振幅降低简称为幅降)，以及

-向所述灯供应第二电压信号和第二电流信号的第二部件，所述第二部件包括引入部件，用于响应于检测结果而将第二幅降引入到所述第二信号的至少之一中。

所述第一部件，比如第一电路(或电路的第一部件)，从电源接收第一电压信号和第一电流信号。该第一部件包括检测部件用于检测在这些第一信号的至少之一中的第一幅降。所述第二部件，比如第二电路(或所述电路的第二部件)，向灯供应第二电压信号和第二电流信号。该第二部件包括引入部件，用于响应于检测结果将第二幅降引入到这些第二信号的至少之一中。因此，所述第一部件检测由电源所造成的第一调光状态，响应于第一部件已检测到第一调光状态所述第二部件引起第二调光状态。

由于引入所述第一部件和第二部件，所述装置呈简单的结构。第二调光状态是额外的调光状态，其是响应于第一调光状态被引入的，并赋予了该装置自调光功能。

通过使用包括一个或多个发光二极管比如有机发光二极管、无机发光二极管和/或激光发光二极管的灯，这种灯跟其他类型的灯相比对所述幅降不那么敏感。这种灯可方便地被调光而不牺牲使用寿命和维护。当再次提供额定功率时它直接返回到额定功率工作状态。此外，应该指出的是，关于低于额定电流的电流这种灯的发光效率大多提高了。例如，对于一些发光二极管产品，最佳的性能在约额定功率的四分之一处测到。这意味着在实践中输入功率的减小导致较小的光通量下降。

依第一幅降和/或其他数据如一天中的时刻，第二幅降可是固定幅降或可是可变的幅降。

根据一实施方式，所述装置这样被定义：第一幅降是第一电压信号的幅降、第二幅降是第二电流信号的幅降。因此，优选地，来自于电源的第一电压信号的幅降被检测到，并且响应于此，引起发往灯的第二电流信号的幅降。

根据一实施方式，所述装置这样被定义：第一幅降造成电源输出功率被降低、第二幅降导致所述输出功率被进一步降低。因此，优选地，若电源在下降了的等级供应功率，装置与灯的组合将以进一步降低的等级从电源寻求功率供应，以保持电网稳定。

根据一实施方式，所述装置的特征在于

-所述检测部件包括比较部件用于将所述第一信号的所述至少之一的幅度与阈值进行比较，及包括生成部件用于，响应于比较结果，生成控制信号，以及

-引入部件包括用于，响应于所述控制信号，控制所述第二信号的所述至少之一的幅度的电路。

所述比较部件可包括模拟比较器，用于将所述第一信号的所述至少之一的模拟振幅值与模拟阈值进行比较，也可包括数字比较器，用于将所述第一信号的所述至少之一的数字振幅值与数字阈值进行比较。所述生成部件可包括模拟生成器，用于响应于比较结果产生模拟控制信号，或可包括数字生成器，用于响应于比较结果，产生数字控制信号。所述引入部件可以是模拟引入部件，该模拟引入部件包括用于控制所述第二信号的所述至少之一的振幅的模拟电路，或所述引入部件可以是数字引入部件，该数字引入部件包括用于控制所述第二信号的所述至少之一的振幅的数字电路。模拟部件可以每个形成一个或多个芯片的一部分。可能需要引入模数转换器和数模转换器。模拟电路可包括半导体电路如晶体管、闸流晶体管和/或双向晶闸管。数字电路可包括逻辑电路，并可能附有模拟电路。

根据一实施方式，所述装置的特征在于，所述第一幅降的第一持续时间等于或短于所述第二幅降的第二持续时间。依第一持续时间和/或第一幅降和/或其他数据如日期中的时刻，所述第二幅降的所述第二持续时间可是固定的持续时间，或可是可变的持续时间。

根据一实施方式，所述装置的特征在于

-所述检测部件设置为用于检测所述第一信号的所述至少之一中的进一步的第一幅降，所述进一步的第一幅降不同于所述第一幅降，以及

-所述引入部件设置为，响应于进一步的检测结果，将进一步的第二幅降引入到所述第二信号的所述至少之一中，所述进一步的第二幅降不同于所述第二幅降。

所述检测部件可以能够检测所述第一信号的所述至少之一中的不同第一幅降，引入部件可以能够，响应于检测所述第一信号的所述至少之一中的各自不同的第一幅降，将各自不同的第二幅降引入到所述第二信号的所述至少之一中。在这种情况下，不同的第一幅降导致不同的第二幅降。

根据一实施方式，所述装置的特征在于

-所述检测部件设置为用于检测在所述第一信号的所述至少之一中的进一步的第一幅降，所述进一步的第一幅降不同于所述第一幅降，以及

-所述引入部件设置为，响应于进一步的检测结果，将进一步的第二幅降引入到所述第二信号的所述至少之一中，所述第二幅降的第二持续时间不同于所述进一步的第二幅降的进一步的第二持续时间。

检测部件可以能够检测在所述第一信号的所述至少之一中的不同第一幅降，引入部件可以能够响应于检测所述第一信号的所述至少之一中的各自不同的第一幅降，将各自不同的第二幅降引入到所述第二信号的所述至少之一中。所述各自的第二幅降有各自不同的第二持续时间。在这种情况下，不同的第一幅降导致第二幅降有不同的第二持续时间。

根据一实施方式，所述装置的特征在于，第一幅降有第一坡度，该第一坡度可以由检测部件检测。这样的第一坡度例如定义每时间间隔的第一幅降的大小，比如每固定的时间间隔检测到的第一幅降的大小，或比如每检测到的时间间隔的固定大小的第一幅降，或每检测到的时间间隔的检测到的第一幅降的大小。该第一坡度可给出关于第一幅降的其它信息。

根据一实施方式，所述装置的特征在于第二幅降有第二坡度，该第二坡度可以通过引入部件引入。这样的第二坡度例如定义每时间间隔的第二幅降的大小，并且可以或可以不依赖于第一坡度。

坡度或坡度函数可用于得到随时间的自动行为，这可能有助于保持通量在界限范围内变化。

根据一实施方式，所述装置的特征在于

-所述检测部件设置为用于检测每时间间隔的所述第一幅降，以及

-引入部件设置为用于只有在所述第一幅降比振幅阈值大的情况下和/或在所述时间间隔小于时间间隔阈值的情况下才引入第二幅降。

通过检测每时间间隔第一幅降，比如检测每固定的时间间隔的第一幅降的大小，或比如检测每固定大小的第一幅降的时间间隔，或比如每次检测时间间隔就检测第一幅降的大小，仅在第一幅降比振幅阈值大的情况下和/或在所述时间间隔小于时间间隔阈值的情况下才降低第二振幅已成为可能。然后，例如，正弦相位可以一个周期接一个周期地被记录和被比较，以引入自适应性。例如，由于网络控制和正常波动所致的电网振幅相对缓慢的变化不会导致动作，但那些主要是由于断裂的保险丝或过载的电网所致的较快的变化，甚至在一个完整的正弦周期完成之前就可检测到。

根据一实施方式，所述装置的特征在于

-所述第一部件包括整流器，用于将电网的电压和电流信号整流成所述第一电压和电流信号，并且包括电阻器的第一串联电路和二极管和电容器的第二串联电路，所述整流器的输出耦合到所述第一和第二串联电路的输入，所述第一串联电路的输出耦合到所述检测部件的输入；以及

-所述第二部件包括耦合到所述检测部件的输出的控制输入，并包括耦合到所述第二串联电路的输出的输入，及包括要被耦合到灯的输出。

该实施方式的优点是它极其简单和成本低。

根据本发明的第二方面，提供包括所述装置的设备，所述设备进一步包括灯和/或进一步包括电源。

根据本发明的第三方面，提供连接电源和灯的方法，灯包括一个或多个发光二极管，所述方法包括：

-检测步骤，其中检测在从所述电源接收的第一电压和电流信号的至少之一中的第一幅降，以及

-引入步骤，其中响应于检测结果，将第二幅降引入到供应给所述灯的第二电压和电流信号的至少之一中。

根据本发明的第四方面，提供连接电源和灯的计算机程序产品，所述灯包括一个或多个发光二极管，所述计算机程序产品包括

-检测功能，其中检测在从电源接收的第一电压和电流信号的至少之一中的第一幅降，以及

-引入功能，其中响应于检测结果，将第二幅降引入到供应给所述灯的第二电压和电流信号的至少之一中。

根据第五方面，提供用于存储和包括计算机程序产品的介质。

所述设备的诸实施方式、所述方法的实施方式、所述计算机程序产品的实施方式、所述介质的实施方式对应于所述装置的诸实施方式。

可能的一种见解是在电源电压信号的幅降不应导致在灯电流信号中的振幅增加。换言之，可能的一种见解是，关于下降的电源电压，灯功率不应保持恒定。

基本的思路是，电源信号中的第一幅降要被检测，响应于检测结果，第二幅降要被引入到灯信号中。

提供用于将电源耦合到灯的装置，该装置具有简单的结构带自调光功能，这一问题得到了解决。

可能的益处是，包括一个或多个发光二极管的灯，与其他类型的灯相比，对所述幅降不那么敏感。

本发明的这些和其他方面将从本文下面所述的实施方式变得显明，并参考本文下面所述的实施方式阐明。

附图说明

在附图中：

图1示出了装置的一实施方式，

图2显示了所述装置的检测部件的一实施方式，

图3显示了所述装置的引入部件的一实施方式，

图4显示了弱电网的第一曲线图，

图5显示了弱电网和监测信号的第二曲线图。

具体实施方式

用于耦合电源2和灯3的装置1的一实施方式示于图1。灯3包括一个或多个发光二极管。如果灯3包括两个或更多个发光二极管，任何两个或更多个发光二极管可以用至少部分地串联的连接和/或用至少部分地并联的连接互联。所述装置1包括第一部件，用于从电源2如电网接收第一电压信号和第一电流信号。所述第一部件包括检测部件11，用于检测所述第一信号的至少之一的第一幅降。所述装置1还包括第二部件，用于向灯3供应第二电压信号和第二电流信号。所述第二部件包括引入部件12，用于响应于检测结果而将第二幅降引入所述第二信号中的至少之一。

通常，所述幅降是实时幅降，第二幅降的开始(的引入)将有利地从(检测到)第一幅降的开始较短的时间段内引入。或者，所述幅降的一个或多个可以是平均幅降。优选地，第一幅降是第一电压信号的幅降，第二幅降是第二电流信号的幅降。进一步优选地，第一幅降导致电源2输出功率被降低，第二幅降导致这个输出功率被进一步降低。

第一部件可进一步包括整流器13，其例如包括一个二极管或包括桥接的四个二极管，用于将来自电网的电压和电流信号整流成第一电压和电流信号。第一部件可进一步包括由电阻器14和15组成的第一串联电路，和由二极管16和电容器17组成的第二串联电路。整流器13的输出耦合到第一和第二串联电路的输入。第一串联电路的输出(电阻器14和15之间的互连)耦合到检测部件11的输入。可能地，另一个电容器18可与电阻器15并联。

所述第二部件的引入部件12包括耦合到检测部件11的输出的控制输入，并包括耦合到第二串联电路的输出(二极管16和电容器17之间的互连)的输入，和耦合到整流器的输出的输入，并包括要被耦合到灯3的输出。

所述装置1的检测部件11的一实施方式在图2示出。检测部件11可例如包括比较部件41，用于将所述第一信号的所述至少之一的幅度与阈值比较，并可例如包括生成部件42，用于响应于比较结果，生成将经由互联43提供给引入部件12的控制信号。

所述装置1的引入部件12的一实施方式在图3示出。引入部件12可例如包括电路44、45，其中电路44耦合到所述互联43和晶体管45，用于响应于所述控制信号控制所述第二信号的所述至少之一的幅度。

所述部件41和42和电路43可以每个都基于模拟技术或数字技术或两者的混合物。一个或多个模数转换器和一个或多个数模转换器可存在于部件41和42和电路43中，或可被添加到这些部件41和42的和电路43的一个或多个输入及一个或多个输出。也可使用其他半导体和更复杂的电路取代晶体管45。因此，也包括具有更复杂的电路的实施方式，其依赖于测量的第一信号的第一幅降，通过例如脉冲宽度调制的占空比或任何其他种类的导致幅度改变的调制方案在第二信号中引入第二幅降。这种针对幅度改变的调制方案或切换模式可例如包括脉冲密度调制、频率调制、相角调制、相移调制等。

电阻器14和15形成分压器，使得峰值电压可以与阈值比较。或者，这样的分压器可被留在检测部件11之外、或被集成于检测部件11内、或可位于电容器17后、或可以被其他电路如变压器替代。此外可选地，其他电压例如平均电压可以取代峰值电压与阈值比较。二极管16具有解耦功能；或者也可使用解耦电路。检测部件11可以可选地为检测的目的进行计算，在这种情况下，计算结果代替检测结果或者是检测结果的说明。引入部件12可包括发光二极管驱动器。检测部件11通过整流器13供电，但也可以通过电池或其他电源供电。可选地电源2可以是如下的电源：如由电网供电的AC-DC转换器、或由电池供电的DC-DC转换器、或其他电池或太阳能操作的***等。

(弱)电网的第一曲线图显示在图4，(弱)电网和监测信号的第二曲线图显示在图5，二者都是电压相对于时间。监测信号是例如将供应给检测部件11的信号。例如，正常的监测信号在整流至约20V后可以是100Hz。当它下降到低于19.2V时，***检测到弱电网并命令灯3减弱亮度。

几种普通的方法可被利用，如瞬时降低到固定的暗淡等级，或与电网电压的下降相关的平滑下降。为了防止在弱电网中亮度闪烁，当电网电压变得越来越强时调光应逐渐增量。例如调光应随电网周期以预定的百分比逐渐增强。

要执行复杂的控制方案，用数字控制器的模数转换器监测电压可能更适合。在许多新灯中，微控制器(μC)可以任何方式被用于调光、颜色控制和远程控制解码。在这些灯中微控制器有益地被用于分析电网波形和执行如上概述的调光方案。

改进的实施方式甚至可能对不同程度的电网骤降以不同的措施作出反应。例如，在非常深度的下降的情况，电力消耗可被完全切断很短的一段，以使电网更容易恢复到正常。不同于固定的阈值，更适当的可能是具有平均装置，其不断地测量平均电压并相对于所测量的平均电压动态地调整阈值。

如果使用数字控制器，有可能存储数个电网周期的波形并将实际值同步地与早先的测量比较。这样，偏离可以即刻被识别。为此目的，微控制器会需要一些存储容量来存储旧值。为了能够更加快捷地检测偏离，另一个电容器18可被赋以较小的值。以这样的方式，灯3甚至可以在电网电压下降至低于某一限值之前降低功率。

调光值变化的时间坡度(可能对于上升和下降的情形有所不同)允许使导致的灯亮度变化尽可能细微，只要输入不要求立即的(和可见的)反应。

这些种类的装置，例如电SSL镇流器，由于在未来特别的电力计费，可能为公用事业设备所需要，因为发光二极管灯可以对电网的变化以非集中控制的方式较快地作出反应。在灯控制器中的额外工作量可以是非常小的。

额外的应用可能通过集中减小电网电压的手段执行发光二极管灯的调光。这种控制方法已从街道照明知晓，但不能与现有的电子驱动器配套工作，因为这些驱动器通过由其内部电流控制机制增加其输出电流起抵制作用。

在其他实施方式中，可使用单独的在中央场所(例如，在放置楼层灯光控制的位置，其中该灯光控制向灯传递远程命令以降低功率)进行测量的控制器。也可以这样做使得，依据灯的分布和所需的最少功能性通量，不同的灯获得不同的通量减少。在其他的实施方式中，电站通过直接降低电压或凭借例如在每个楼层中的中间电源控制器来命令灯变暗。

总之，用于将电源2耦合到发光二极管灯3的装置1包括从电源2接收第一电压和电流信号的第一部件，和用于向灯3供应第二电压和电流信号的第二部件。所述第一部件包括检测部件11用于检测所述第一信号的至少之一例如在第一电压信号的第一幅降，所述第二部件包括引入部件12，用于响应于检测结果，将第二幅降引入第二信号的至少之一例如第二电流信号中。因此，所述第一部件检测由电源2所造成的第一调暗状态，第二部件响应于第一部件已检测到第一调暗状态而引入第二调暗状态，装置1具有自调光功能，保持电网稳定。

虽然本发明已被详细图示和描述在附图和上述的说明中，这些图示和描述都被认为是示意性或示范性的而不是限制性的；本发明不仅限于公开的诸实施方式。例如，可以在这样的实施方式中实施本发明，其中公开的不同实施方式中的不同部分合并成新的实施方式。

公开的实施方式的其它变体是可以为本领域的技术人员在实施本发明时基于学习附图、公开的内容和所附的权利要求书理解和实现的。在权利要求书中，术语“包括”不排除其他单元或步骤，以及不定冠词“一个”并不排除复数形式。单一处理器或其他单元可完成权利要求书所述的几个组件的功能。某些措施被记载在相互不同的从属权利要求中这一事实并不表示这些措施的组合不能被利用以获得益处。计算机程序可被存储/分布于合适的介质，如连同其他硬件或作为其他硬件的一部分被提供的光存储介质或固态介质，但也可以其他形式分配，如通过互联网或其他有线或无线通讯***。权利要求中的任何附图标记不应该被解释为限制保护范围。

附图标记列表

1 装置

2 电源

3 灯

11 检测部件

12 引入部件

13 整流器

14 电阻器

15 电阻器

16 二极管

17 电容器

18 另一个电容器

41 比较部件

42 生成部件

43 互连

44 电路

45 晶体管

Claims

1.一种用于将电源(2)耦合到灯(3)的装置(1)，所述灯(3)包括一个或多个发光二极管，所述装置(1)包括

-用于从电源(2)接收第一电压信号和第一电流信号的第一部件，所述第一部件包括检测部件(11)，用于检测所述第一信号的至少之一中的第一幅降，以及

-向所述灯(3)供应第二电压信号和第二电流信号的第二部件，所述第二部件包括引入部件(12)，用于响应于检测结果而将第二幅降引入到所述第二信号的至少之一中。

2.根据权利要求1的装置(1)，所述第一幅降是所述第一电压信号的幅降，所述第二幅降是所述第二电流信号的幅降。

3.根据权利要求1的装置(1)，所述第一幅降导致所述电源(2)的输出功率被降低，所述第二幅降导致输出功率被进一步降低。

4.根据权利要求1的装置(1)，其中

-所述检测部件(11)包括比较部件(41)，用于将所述第一信号的所述至少之一的幅度与阈值进行比较，及包括生成部件(42)，用于响应于比较结果而生成控制信号，以及

-引入部件(12)包括用于响应于所述控制信号，控制所述第二信号的所述至少之一的幅度的电路(44，45)。

5.根据权利要求1的装置(1)，所述第一幅降的第一持续时间等于或短于所述第二幅降的第二持续时间。

6.根据权利要求1的装置(1)，其中

-所述检测部件(11)设置为用于检测所述第一信号的所述至少之一中的进一步的第一幅降，所述进一步的第一幅降不同于所述第一幅降，以及

-所述引入部件(12)设置为，响应于进一步的检测结果，将进一步的第二幅降引入到所述第二信号的所述至少之一中，所述进一步的第二幅降不同于所述第二幅降。

7.根据权利要求1的装置(1)，其中

-所述引入部件(12)设置为，响应于进一步的检测结果，将进一步的第二幅降引入到所述第二信号的所述至少之一中，所述第二幅降的第二持续时间不同于所述进一步的第二幅降的进一步的第二持续时间。

8.根据权利要求1的装置(1)，其中，所述第一幅降有第一坡度，该第一坡度可以由所述检测部件(11)检测。

9.根据权利要求1的装置(1)，其中，所述第二幅降有第二坡度，该第二坡度可以通过所述引入部件(12)引入。

10.根据权利要求1的装置(1)，其中

-所述检测部件(11)设置为检测每时间间隔的所述第一幅降，以及

-引入部件(12)设置为只有在所述第一幅降比振幅阈值大的情况下和/或在所述时间间隔小于时间间隔阈值的情况下才引入第二幅降。

11.根据权利要求1的装置(1)，其中

-所述第一部件包括整流器(13)，用于将电网电压和电流信号整流成所述第一电压和电流信号；以及由电阻器(14，15)组成的第一串联电路和由二极管(16)和电容器(17)组成的第二串联电路，所述整流器(13)的输出耦合到所述第一串联电路和第二串联电路的输入，所述第一串联电路的输出耦合到所述检测部件(11)的输入；以及

-所述第二部件包括耦合到所述检测部件(11)的输出的控制输入，并包括耦合到所述第二串联电路的输出的输入，及包括要被耦合到灯(3)的输出。

12.一种设备，包括根据权利要求1的装置(1)，并进一步包括所述灯(3)和/或电源。

13.一种用于连接电源(2)和灯(3)的方法，所述灯(3)包括一个或多个发光二极管，所述方法包括：

-检测步骤，其中检测从所述电源(2)接收的第一电压和电流信号的至少之一中的第一幅降，以及

-引入步骤，其中响应于检测结果，将第二幅降引入到将供给灯(3)的第二电压和电流信号的至少之一中。

14.一种用于连接电源(2)和灯(3)的计算机程序产品，所述灯(3)包括一个或多个发光二极管，所述计算机程序产品包括

-检测功能，其中检测在从电源(2)接收的第一电压和电流信号的至少之一中的第一幅降，以及

-引入功能，其中响应于检测结果，将第二幅降引入到将供给灯(3)的第二电压和电流信号的至少之一中。

15.一种用于存储和包括根据要求14的计算机程序产品的介质。