CN109600877A - 用于led灯的驱动器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了用于LED灯的驱动器和LED灯。用于LED灯(1)的驱动器(10)包括：LED驱动器(140)，其用于驱动LED(18)；电压输入端(101)，其适于将驱动器(10)和作为电源的多开关(2)连接；电压输出端(102)，其适于将LED(18)和LED驱动器(140)连接；以及泄流电路(120)，其用于抑制多开关(2)提供的泄漏电流，其中泄流电路(120)串联连接在电压输入端(101)与LED驱动器(140)之间。

Description

用于LED灯的驱动器

技术领域

本发明涉及用于LED灯的驱动器以及包含这种驱动器的LED灯。

背景技术

作为白炽灯的有效替代品，LED灯是众所周知并被广泛应用的照明装置。

然而，当前可用的LED灯不适用于连接到多开关(multi switch)。特别是，由于即使多开关布置处于关断状态仍然有微弱的漏电流流动，因此连接到多开关布置的LED灯仍会发光或至少闪烁。

特别的，对于非调光(non-dim)的低功率LED灯而言，尚没有已知的方案来解决上述问题，仅仅是规定这些灯不适用于多开关布置。

发明内容

鉴于当前已知LED驱动器的前述缺陷，本发明的目的是提供一种LED灯的驱动器，其适于被连接以与多开关一起工作，并且更佳地，当其连接到多开关时能减少或消除LED灯的闪烁。

通过根据独立权利要求的驱动器和LED灯来实现该目的。由从属权利要求、说明书和附图给出优选的实施例。

相应地，提供了一种用于LED灯的驱动器。驱动器包括：LED驱动器，其用于驱动LED；电压输入端，其适于将驱动器连接至作为电源的多开关；电压输出端，其适于将LED连接至LED驱动器；以及泄流电路，其用于抑制多开关提供的泄漏电流，其中泄流电路串联连接在电压输入端与LED驱动器之间。

这种布置能够特别地使LED与多开关的不稳定输出分离。

特别的，泄流电路(即有源电路)可用于吸收多开关的泄漏电流，使得高效地实现对泄露电流的有效抑制，并且驱动器以及所附接的LED可以与多开关一起使用。特别的，使用所述布置，驱动器可以使得多开关甚至能够对非调光低功率LED进行有效开关。

驱动器可包括至少一个电压输入端，其适于将驱动器连接至多开关，其中多开关作为LED灯(特别是用于LED灯的至少一个LED)的电源工作。为了将多开关作为电源工作，可将多开关耦接到电能的插座或任何其他源。

驱动器的电压输入端可连接至用于抑制多开关提供的泄漏电流的泄流电路。因此，泄流电路可以抑制多开关提供的任意泄漏。

泄流电路可与电压输入端串联连接。优选地，泄流电路可包括至少一个晶体管。这样，泄流电路可包括至少一个有源元件。因此，泄流电路是有源电路。此外，泄流电路还可以包括至少一个电阻或至少一个电阻器。

此外，泄流电路可连接至LED驱动器，优选地，设置适于将LED连接至LED驱动器的电压输出端。

因此，泄流电路可串联连接在电压输入端与LED驱动器之间。优选地，泄流电路也可串联连接在电压输入端和电压输出端之间。

额外地或作为替代，泄漏电路可适于多开关提供的任意电压。优选地，可使用连接在电压输入端和泄漏电路之间的二极管桥将AC线路电压转换为DC电压。因此，二极管桥也可配置为传递电压。

优选地,LED驱动器可以是电子控制器(也被称为ECG或电子镇流器)，用来调节并限制供给LED灯的电流。

优选地，LED灯可包括多个LED并且LED驱动器适于包括多个LED的LED组。多个LED可以串联连接。在进一步优选的实施例中，LED驱动器适于发射可见光(特别是白光)的LED。

根据驱动器的至少一个实施例，泄流电路可包括至少一个电阻器。因此，泄漏电流在泄流电路的内部被电阻器或电阻被转化成热能。

优选地，至少一个电阻设计成使得多开关的全部泄漏电流被吸收。因此，如果LED灯被连接到多开关并且存在流到LED灯的泄漏电流，当多开关关断时，电阻吸收全部泄漏电流，使得LED不会闪烁。特别的,泄漏电流不会通过泄流电路使LED灯的LED闪烁。

根据驱动器的至少一个实施例，泄流电路可包括至少一个晶体管。晶体管是有源元件(特别地，半导体)。晶体管可以是双极型晶体管或达灵顿晶体管。优选地，晶体管是场效应晶体管，例如MOSFET。有利的是，晶体管可以在可变电阻区工作，因此晶体管可以防止泄漏电流通过泄流电路，而仅消耗该泄漏电流。

优选地，晶体管可与泄流电路的至少一个电阻串联连接。

此外，泄流电路还可以包括用于控制晶体管的控制电路，使得当泄漏电流出现时，泄流电路的控制电路将晶体管切换至一状态，也可称为第一状态或“导通”状态。由此，晶体管适于经电阻抑制泄漏。

在驱动器的优选实施例中，驱动器可进一步包括至少一个控制电路，其适于控制泄流电路的至少一个电阻器。

优选地，控制电路可以是泄流电路的一部分并且可以包括至少一个二极管、至少一个电阻以及至少一个晶体管。由此，控制电路适于开关泄流电路的至少一个晶体。因此，泄流电路的至少一个晶体管包括至少第一状态(称作“导通”状态)和第二状态(称作“关断”状态)。当多开关关断时，LED灯也关断，但是微小的泄漏电流仍然在向LED驱动器充电，这就导致了LED闪烁。在此状态下，泄流电路导通，其引导泄漏电流流经泄流电路，因此该泄漏电流被泄流电路所消耗。当多开关导通时，LED灯也导通，泄流电路关断，因此，没有电流流经泄流电路以减少电能损耗。因此，全部输入电流被提供给LED驱动器。

在驱动器的优选实施例中，控制电路可被实现在泄流电路中，使得至少一个控制电路还适于经由至少一个晶体管来控制泄流电路的电流输出。

因此，设置控制电路以抑制由多开关提供的任意电流。

在驱动器的优选实施例中，控制电路可具有电路工作电压，并且电压输出端可具有LED工作电压，其中电路工作电压低于LED工作电压。

因此，控制电路适于在低于LED的工作电压的任意电压范围内控制泄流电路的至少一个晶体管。因此，不会出现泄漏。

根据驱动器的至少一个实施例，驱动器可进一步包括串联连接在泄流电路与LED驱动器之间的电容。

电容可作为滤波器或去偶电容器而被集成。

优选地，电容可用来缓冲以第一或第二状态工作的泄流电路所提供的电压。

根据驱动器的至少一个实施例，驱动器可进一步包括串联连接在电压输入端和泄流电路之间的二极管桥。

优选地，二极管桥具有整流器的功能，并且因此泄流电路可在DC下工作。

进一步的，可以设置LED灯以解决前述目的。该LED灯可包括如前所述的驱动器以及与驱动器的电压输出端相连接的至少一个LED。即，针对驱动器而公开的所有特征也针对LED灯而公开，反之亦然。

因此，LED灯也可与多开关工作。

在LED灯的进一步优选实施例中，LED灯可以是非可调光LED灯并且LED灯的功率可以小于5瓦特。

附图说明

结合以下附图来说明本发明的优选实施例。

图1示出了与向LED等提供功率的电源连接的多开关的示例性示图。

图2示出了包括根据本说明书中的驱动器的LED灯的示例性示图。

图3示出了根据本说明书的驱动器的泄流电路的示例性示图。

具体实施方式

下面，将参照附图描述本发明的优选实施例。这里，可以在附图中用相同的参考标记表示相同或类似的元件或具有相同或类似效果的元件。为了避免赘述，可以省略对这些元件的重复描述。

图中所示的元件的图形之间和大小关系之间不应当被视作成比例的。相反，可以用夸张的尺寸来示出单个元件，以使得能够更好地说明和/或更好地理解。

图1以示意性示图的方式示出了与向LED灯1提供功率的电源3可操作地连接的多开关2的典型结构。

电源3通过电源相位L和中性相位N连接到多开关2。

为了控制电源3提供的功率，多开关2可包括第一开关21、第一指示灯电路210、第二开关22和第二指示灯电路220。多开关2还可包括第三或第四开关或大于2个的任意数量开关。

与电源3连接的第一开关21连接到第一指示灯电路210，该第一指示灯电路210连接至第二指示灯电路220，该第二指示灯电路220连接到第二开关22，该第二开关22连接到LED灯1。

第一开关21和第二开关22与电源相位L相互连接。第一开关21和第二开关22这两者在第一状态和第二状态之间电可切换。根据开关21、22的开关状态(即第一状态和第二状态)，指示灯电路210、220的相应指示灯211、221能够指示对应开关21、22的状态。

要为指示灯211、221供电的电流是大约几mA的非常微小的电流，然而，其也能够向的LED灯1的任意电容充电。这种微小输入电流也被称作“泄漏电流”，并且其对LED灯1的任意电容的不受控制的充电，会导致LED灯1的闪烁。

图2示出了通过多开关2与电源3可操作地连接的LED灯1的的示例性实施例。

LED灯1包括驱动器10和多个LED 18。

驱动器10包括电压输入端101，其适于将驱动器10连接到作为功率的源的多开关2，优选的，通过电源相位L和中性相位N连接。

驱动器10进一步包括与电压输入端101串联连接的二极管桥110。

二极管桥110包括四个二极管1101、1102、1103、1104并且通过接地1105接地。这四个二极管1101、1102、1103、1104布置成H桥。

进一步的，二极管桥110连接到泄流电路120。因此，二极管桥110串联连接在电压输入端101和泄流电路120之间。

泄流电路120包括一个电阻器1201、开关(具体地，晶体管1202)以及适于控制泄流电路的晶体管1202的控制电路1203。

控制电路1203实现在泄流电路120中，以使得控制电路1203还适于通过晶体管1202来控制泄流电路120的电流输出J。控制电路1203还具有电路工作电压(未示出)。

此外，驱动器10包括串联连接在泄流电路与LED驱动器140之间的电容130。

驱动器10还包括适于将驱动器10连接到多个LED 18的电压输出端102。因此，多个LED 18中的至少一个LED连接到驱动器10的电压输出端102。

因此，电压输出端102具有LED工作电压(未示出)。

根据优选实施例，控制电路1203的电路工作电压低于电压输出端102的LED工作电压，因此，布置泄流电路以抑制多开关2提供的泄漏电流。

优选地，泄流电路120串联连接在电压输入端101和LED驱动器140之间，并且电容130串联连接在泄流电路120和LED驱动器140之间。

图2所示的布置的工作原理可描述如下：

当多开关2关断时，仍然活动的泄漏电流J会对电容130充电。电容电压会缓慢上升。一旦电容的电压达到泄流电路120的控制电路1203的工作电压，控制电路1203就会导通开关1202以释放电容电流。因此，电容130的电压将会降低。这样电容130的电压将永远不会超过控制电路1203的工作电压。

由于控制电路1203的工作电压低于多个LED 18的工作电压，因此多个LED18不会闪烁。

当多开关2导通时，电源相位L的电压会连接到控制电路1203以及电容130。

如果控制电路1203检测到高于任何预设电压(例如60V或70V)的电压，则控制电路1203将关断晶体管1202。由此，当多开关2导通时，泄流电路120不会产生额外的电能消耗。

因此，驱动器10提供为与任意类型的多开关可操作。

泄流电路120的优选实施例如图3所示。

图3示出了驱动器10的泄流电路120的优选实施例。

泄流电路120包括串联连接的电阻器1201和晶体管1202，电阻器1201具有电阻R8。晶体管1202受控制电路1203控制。

经由如图2所示作为驱动器的结构的一部分的电源相位L，提供给泄流电路120的电压由于二极管桥(也称为整流桥)而被整流。优选地，该电源相位上的输入电压约为60V。

适于控制泄流电路120的晶体管1202的控制电路1203包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7，以及齐纳二极管D1、晶体管Q2和电阻器1201的电阻R8。

优选地，电阻R2、R5、R6、R7、R8比电阻R1、R3、R4小10倍以上。例如，R8是10千欧，而R3是100千欧，R3优选地为200千欧。齐纳二极管的工作电压可以是输入电压的约五分之一，例如10V。

图3所示的布置的工作原理可描述如下：

在关断状态，当电源线电压为约60V且齐纳二极管为约10V且晶体管Q2基极电压为低时，晶体管Q2断开。因此，泄流电路的晶体管1202工作在放大状态。即，可能有大约为4mA的电流流经电阻R8，这意味着没有电流对电容130(如图2所示)充电。因而不会产生泄漏电流，即多个LED 18关断并且没有闪烁出现。

在导通状态，当电源线电压为约300V时，晶体管Q2的基极电压为高。因此晶体管Q2闭合。于是，晶体管1202连接至接地1105。当晶体管1202的基极电压为低时，晶体管关断并且泄流电路120也被关断。

利用这里描述的驱动器10，解决了多开关导致的LED闪烁问题。进一步的，由于对控制电路的结构(如图3所示)进行了优化，所提供的驱动器10仅具有微小的功率消耗。进一步的，泄流电路120可与任意非可调光型LED灯配合使用，并且不会影响LED驱动器的性能。

本发明不限于基于实施例的描述内容。相反，本发明包括任何新特征以及特征的任何组合，特别是包括专利权利要求的特征的任何组合，即使该特征或该组合本身没有在专利权利要求或示例性实施例中明确指出。

附图标记列表

1 LED灯

10 驱动器

101 电压输入端

102 电压输出端

110 二极管桥

1101 二极管桥的第一二极管

1102 二极管桥的第二二极管

1103 二极管桥的第三二极管

1104 二极管桥的第四二极管

1105 二极管桥的接地

120 泄流电路

1201 泄流电路的电阻器

1202 泄流电路的晶体管

1203 泄流电路的控制电路

130 驱动器的电容

140 驱动器的LED驱动器

18 多个LED

2 多开关

21 第一开关

210 第一指示灯电路

211 第一指示灯

22 第二开关

220 第二指示灯电路

221 第二指示灯

3 电源

L 电源相位

J 泄流电路的电流输出

N 中性相位

R1至R7 控制电路的电阻

D1 控制电路的齐纳二极管

Q2 控制电路的晶体管

Claims (9)

1.一种用于LED灯(1)的驱动器(10)，包括：

LED驱动器(140)，其用于驱动LED(18)，

电压输入端(101)，其适于将驱动器(10)和作为电源的多开关(2)连接，

电压输出端(102)，其适于将LED(18)和LED驱动器(140)连接，以及

泄流电路(120)，其用于抑制多开关(2)提供的泄漏电流，其中泄流电路(120)串联连接在电压输入端(101)与LED驱动器(140)之间。

2.根据权利要求1所述的驱动器(10)，其中泄流电路(120)包括至少一个电阻器(1201)。

3.根据权利要求1或2所述的驱动器(10)，其中泄流电路(120)包括至少一个晶体管(1202)。

4.根据权利要求3所述的驱动器(10)，还包括至少一个控制电路(1203)，其适于控制泄流电路(120)的至少一个晶体管(1202)。

5.根据权利要求4所述的驱动器(10)，其中控制电路(1203)实现在泄流电路(120)中，使得所述至少一个控制电路(1203)还适于通过所述至少一个晶体管(1202)来控制泄流电路(120)的电流输出(J)。

6.根据权利要求5所述的驱动器(10)，其中控制电路(1203)具有电路工作电压并且电压输出端(102)具有LED工作电压，其中所述电路工作电压低于LED工作电压。

7.根据权利要求1或2所述的驱动器(10)，还包括串联连接在泄流电路(120)与LED驱动器(140)之间的电容(130)。

8.根据权利要求1或2所述的驱动器(10)，还包括串联连接在电压输入端(101)与泄流电路(120)之间的二极管桥(110)。

9.一种灯(1)，其包括根据权利要求1或2所述的至少一个驱动器(10)，其中至少一个LED(18)与驱动器(10)的电压输出端(102)相连。