Led灯以及驱动其至少一个led串的方法
【专利摘要】用于安装至荧光灯管底座的发光二极管(LED)灯，所述荧光灯管底座具有可选择性激活的磁性镇流阀，该磁性镇流阀根据激活利用交流电为所述两对插座供电。所述LED灯具有主体，该主体具有在两个相对末端、用于所述相应的插座对的连接插头；至少一个LED串，该LED串沿着所述主体的至少一部分延伸；以及所述主体内部的驱动器，该驱动器将连接插头连接至LED串，所述驱动器包括在开关模式转换器装置中的晶体管、感应器和整流器，用于将所述插座的交流电转换为具有适于为所述LED串供电的直流电；以及脉冲模式控制器，用于根据多荧光灯管底座的激活，间歇式地控制所述晶体管，直至获得穿过至少一个LED串的传导。
【专利说明】
LED灯以及驱动其至少一个LED串的方法
技术领域
[0001]这些改进通常涉及发光二极管(LED)灯系统领域，但是更具体地，提供一种LED灯，该LED灯可替换具有双磁性镇流器的传统荧光灯管底座内的荧光灯管。
【背景技术】
[0002]荧光灯管灯为气体放电灯。当由于电压超过某个阈值而在荧光灯管的电极之间发生放电时，会产生从一个电极至另一个电极的短路，电流迅速上升。如果电流不受控，那么荧光灯管将可能损坏。
[0003]自此以后，荧光灯管底座设置有镇流器，其具有提供令人满意的形式的电能的功能，以正确地驱动其中的荧光灯管。镇流器的两种最常见形式为磁性镇流器和电子镇流器。磁性镇流器使用了许多年了。磁性镇流器的最常见的形式为超前滞后电路和串联电路，串联电路可同时驱动保持在多荧光灯管底座的相应插座内的两个荧光灯管。朝前滞后电路允许补偿荧光灯管的间歇性激活(每个在?50-60HZ运行)180°，这样给眼睛的光线为?100-120Hz，从而降低了潜在的频闪效应。
[0004]近年来，电子镇流器倾向于取代磁性镇流器。电子镇流器通常比磁性镇流器(通常小于Ims)更快地升高高电压量，因此导致更快的瞬时照明。此外，通常为相应的荧光灯管设置单独的电子镇流器。尽管如此，双磁性镇流器仍广泛存在，特别是旧的结构中。
[0005]在更近的几年里，发光二极管(LED)灯受到逐渐增多的关注，特别是现在考虑将它们的照明效率和电能消耗与荧光灯管照明对比竞争。因此，有更多的动机提供LED灯产品，其可简单替换现有镇流器上的荧光灯管。
[0006]虽然提供了在一定程度上令人满意的这种LED灯产品，但是还有改进的空间。具体地，为了解决制备特别适用于双磁性镇流器的LED灯的技术问题。
【发明内容】
[0007]简单地使用驱动具有通常的开关模式转换器的LED串的驱动器将导致在双磁性镇流器中的不平衡的运行，其中在双磁性镇流器中两种最常见的情况交替进行;或者替换荧光灯管的两个LED灯的明显不均匀的光线。
[0008]双磁性镇流器通常加热荧光灯管的灯丝，它们设计为逐步(最常以毫秒计)升高令人满意的放电所需的阈值电压。随着电压达到灯管的阈值电压，放电逐步开始产生，因此电流开始部分地流出。因此，当集成至整个双磁性镇流器和荧光灯管电路中时，荧光灯管代表电力负荷的具体形式。发现这与具有荧光灯管的磁性镇流器允许设置平衡运行模式具体相关。
[0009]发现通过为LED串设置驱动器可以获得在双磁性镇流器中的LED串的平衡运行模式，其中驱动器使LED灯模仿(某种程度上)荧光灯管的电力负荷行为。更具体地，通过间歇地激活通常的开关模式转换器的晶体管，激活电压逐步倾斜上升，当达到LED串阈值电压时，以令人满意的平衡方式驱动两个LED灯。
[0010]根据一方面，提供用于安装在荧光灯管底座的至少两对插座中的相应的一个上的发光二极管(LED)灯，该荧光灯管底座具有选择性激活的磁性镇流器，该磁性镇流器根据激活利用交流电为两个插座对供电，LED灯包括:主体，该主体具有在两个相对末端、用于相应的插座对的连接插头;至少一个LED串，该LED串沿着主体的至少一部分延伸；以及主体内部的驱动器，该驱动器将连接插头连接至LED串，该驱动器设置为在激活所述磁性镇流器之后的一时间段内，将逐渐升高的电压提供至至少一个LED串。
[0011 ]根据另一方面，提供利用在开关模式转换器装置中的晶体管、感应器和整流器驱动至少一个LED串。该方法包括:间歇地激活晶体管直至检测到至少一个LED串的LED的照明。
[0012]根据另一方面，提供用于安装在荧光灯管底座的至少两对插座中的相应一个内的发光二极管(LED)灯，该荧光灯管底座具有选择性激活的磁性镇流器，该磁性镇流器根据激活利用超前滞后装置中的交流电为两个插座对供电，LED灯包括:主体，该主体具有在两个相对末端、用于相应的插座对的连接插头;至少一个LED串，该LED串沿着主体的至少一部分延伸；以及主体内部的驱动器，该驱动器将连接插头连接至LED串，该驱动器包括:在开关模式转换器装置中的晶体管、感应器和整流器，用于将插座的交流电转换为具有适于为LED串供电的直流电；以及脉冲模式控制器，用于根据多荧光灯管底座的激活，间歇式控制晶体管，直至实现跨至少一个LED串的导通(conduct1n)。
[0013]在读了本公开之后，本领域技术人员将明白本发明改进的更多的特点和及其结入口 ο
【附图说明】
[0014]在附图中:
[0015]图1为多荧光灯管底座的实施例的斜视图；
[0016]图2为由两个LED灯与图1的多荧光灯管底座形成的LED灯系统的实施例的斜视图；
[0017]图3为图2的LED灯系统的方框图；
[0018]图4为LED灯驱动器的第一实施例的方框图；
[0019]图5为LED灯驱动器的电路的实施例的示意图；
[0020]图6为LED灯的实施例的斜视图；
[0021 ]图7为LED灯驱动器的第二实施例的方框图。
【具体实施方式】
[0022]图1展示了本领域已知的双荧光灯管底座10的实施例。多荧光灯管底座10通常具有细长的框架12。在所示实施例中，细长的框架12具有背面14和正面16，以及设置在其上的两对插座18，18’。在该实施例中，荧光灯管底座具有两对插座，但是可以理解的是在替换的实施例中，荧光灯管底座可以具有两对以上的插座，并适于接纳两个以上的荧光灯管。当背面14安装至一个表面，插座对18，18’朝向房间或被照亮的区域。在该实施例中，多荧光灯管底座10具有连接至两对插座18，18’的双磁性镇流器20。可利用传统电力接线将电力干线提供至磁性镇流器20，用于为多荧光灯管底座1的两对插座18，18 ’提供交流电流。
[0023]图2为LED灯系统22的实施例，其中LED灯用于替换荧光灯管，多荧光灯管底座10便是为该荧光灯管设计的。更具体地，在移除荧光灯管之后，可手工将两个LED灯24，24’(仅展示了LED灯的第一实施例)安装至相应的插座对18，18 ’。每个LED灯24，24，包含至少一个LED串(串联连接的多个LEDs)，其由具有开关模式转换器和脉冲模式控制器的驱动器(未在图2中展示)(以下将详细描述)驱动，且当与多荧光灯管底座10的双磁性镇流器20结合时，该驱动器允许两个LED灯24，24’的平衡模式的运行。在平衡模式的运行中，通过磁性镇流器20可以在令人满意的类似强度下连续地运行两个LED灯24，24’。
[0024]如上所述，使用由相应的开关模式转换器驱动而不用脉冲模式控制器驱动的LED串导致不令人满意的、两个LED灯的不平衡的运行，例如交替闪烁或两个LED灯的强度不均匀。更具体地，当使用这种LED灯时，开关模式的转换器的控制器试图根据激活立即为LED供电，这使得电流流过该控制器，并可产生电压降和它的失活。这会重复很多次，直至例如，一个LED灯被点亮，这将从磁性镇流器排出电能，防止正确地激活另一个LED灯。
[0025]图3展示了LED灯系统22的方框图，该LED灯系统展示了包含脉冲模式控制器32，32 ’的LED灯24，24 ’的驱动器26，26 ’。更具体地，总线28为多荧光灯管底座10的磁性镇流器20提供交流电。例如，可选择地用由用户启动的断流器30激活该交流电。当启动断流器30时，以并行方式将交流电提供之第一脉冲模式控制器32，以及通过双磁性镇流器20提供至第二脉冲模式控制器32’，这作用于相应的第一和第二开关模式转换器34，34’，以最终为相应的第一和第二LED灯36，36，供电。
[0026]图4更具体地展示了LED灯驱动器26的实施例。在该实施例中，晶体管58、感应器56、和整流器48设置在开关模式转换器装置41内。通常的开关模式转换器也包括控制器芯片60，其用于以连续方式驱动晶体管。在该实施例中，脉冲模式控制器具有电流脉冲发生器43(在该实施例中，其可以称为电流脉冲发生器和限制器，因为它也限制/控制到达控制器芯片的电流强度)。电流脉冲发生器43为控制器芯片60提供间歇性电能，在激活磁性整流器20之后的开始阶段，对晶体管58产生连续的驱动。
[0027]在该实施例中，磁性镇流器20通过开关模式转换器装置41将交流电提供至LED串36。电流脉冲发生器43可将脉冲和受限的电流提供至控制器芯片60。然后，控制器芯片可根据脉冲电流的脉冲重复的进行打开和闭合(打开状态，关闭状态)。在控制器芯片60的每个打开状态，后者具有足够的能量来达到晶体管58的阈值，这可以将电压增量提供至LED串36，逐渐升高电压。一旦将足够的电压增量提供至LED串，可以开始传导电流，并以连续的方式发射光线，在这点上也传导电流。当LED串36传导时，电能通过反馈回路反馈至控制芯片60，反馈回路覆盖电流脉冲发生器的间歇性脉冲，并使控制芯片连续地驱动晶体管。在这个意义上，在该实施例中，反馈回路也可以认为是起到LED串导通传感器53的作用。在这一点上，两个LED灯都可以以平衡方式运行，因为电压的增量增加发生在连接至双磁性镇流阀的两个LED灯中。当获得电流的逐渐增多时(增量增加)，LED灯在某种程度上模仿传统荧光灯管。因此，LED灯可以安装在具有双磁性镇流器中的传统的多个荧光灯管中。
[0028]在具体实施例中，在激活双磁性镇流阀之后，控制芯片60可通过在10ms的一时间段内脉冲打开和关闭2至100次来提供令人满意的电压上升。
[0029]更通常地，驱动器26可推动磁性镇流器20，以提供逐渐增加的电压至两个LED串36，36 ’中的任一个，这使得能够平衡上升的电压和随后点亮第一和第二LED灯36，36 ’。
[0030]如图7所示，在另一个实施例中，脉冲模式控制器32可设置为微控制器形式，该微控制器被编程以提供晶体管58的间歇性激活，直至确定LED串传导(例如，通过传感器)。
[0031]在另一个替换实施例中，或者可以将逐渐增加的电流斜率提供至LED串36(例如没有一块使用脉冲模式转换器装置，和/或通过具有令人满意的功能的计算机或装置)。可以理解的是在优选模式中，每个LED灯具有一个或多个LED串，LED串具有超过500V的电压照明阈值，或者换句话说电压逐渐上升，以达到照明阈值。照明电压上升的持续时间根据多个因素而改变，包括可用电源(总线)。但是，假定它总是比能在小于Ims内使电压上升的电子镇流器先进，这可以被认为是安全的。因此在激活之后，驱动该电压上升多于lms，并且很可能是几十ms ο
[0032]返回图4，可以看出可能的实施例可进一步包括可选的并联电容器52和高速整流器46(其可以使得驱动器更容易地适应电子镇流器的兼容性)，输出滤波电容器50，和安全电路45。
[0033]图5为根据包含脉冲模式控制器和其它可选择的电子部件的LED灯系统的电子电路的实施例。在该示例电路中，电流脉冲发生器具有RC电路，RC电路产生控制芯片的脉冲激活。在具体实施例中，电容具有1mF，电阻具有6-7k0hms。在替换实施例中，使用相似的电流脉冲发生器，例如电容可以是ImF至470mF之间，电阻可以是IkOhms至3k0hms之间。
[0034]图6为LED灯124的第二实施例。与图2的LED灯24，24’的第一实施例相比，其每个都包含一个LED串36，图6的LED灯124具有LED阵列64，该LED阵列64具有彼此相邻的两个LED串36。当然，LED灯124不限于直线型，它的LED阵列64不限于仅仅两个LED串36。此外，LED灯124具有双插针连接插头66，用于与多荧光灯管底座的插座对匹配。驱动器26可隐藏在LED灯内，例如位于LED阵列64下面。
[0035]因此，可以看出，上述实施例及解释仅用于举例。权利要求限定所要保护的范围。
【主权项】
1.用于安装至荧光灯管底座的至少两对插座中的相应一个上的发光二极管(LED)灯，所述荧光灯管底座具有可选择性激活的磁性镇流阀，该磁性镇流阀在激活后利用交流电为所述两对插座供电，所述LED灯包括: 主体，该主体具有在两个相对末端处的、适于所述相应的一对插座的连接插头； 至少一个LED串，该LED串沿着所述主体的至少一部分延伸；以及 所述主体内部的驱动器，该驱动器将连接插头连接至LED串，所述驱动器设置为在激活所述磁性镇流器之后的一时间段期间，将逐渐升高的电压提供至至少一个LED串。2.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于，所述至少一个LED串允许在高于500V的电压时的传导，所述时间段为至少Ims ο3.根据权利要求1或2所述LED灯，其特征在于，所述驱动器包括: 在开关模式转换器配置中的晶体管、感应器和整流器，用于将所述插座的交流电转换为具有适于为所述LED串供电的电压的直流电；以及 脉冲模式控制器，用于根据所述磁性镇流阀的激活，间歇式控制所述晶体管，直至实现跨至少一个LED串的导通。4.根据权利要求3所述的LED灯，其特征在于，在激活所述磁性镇流器之后，所述晶体管在10ms内脉冲2至100次。5.根据权利要求3或4所述的LED灯，其特征在于，所述驱动器还包括连接至所述晶体管的控制器芯片；还包括电流发生器，用于提供脉冲电能，以间歇地驱动所述控制器芯片，以及从所述LED串至所述控制器芯片的电压反馈回路，以根据跨所述至少一个LED串的导通而连续地驱动所述控制器芯片。6.根据权利要求5所述的LED灯，其特征在于，所述电流脉冲发生器包括RC电路，该RC电路具有的电容为ImF至470mF，串联电阻为I kOhms至I OkOhms。7.根据权利要求3或4所述的LED灯，其特征在于，所述脉冲模式控制器包括微控制器和LED串导通传感器，所述微控制器被编程以间歇地驱动所述晶体管，直至根据LED串导通传感器的输入，确定LED串传导。8.根据前面任意一项权利要求所述的LED灯，其特征在于，在激活所述磁性镇流器之后，所述逐步的电压升尚在至少I Oms内完成。9.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于，所述驱动器和所述至少一个LED串模仿传统荧光灯管的电力负荷。10.—种用于驱动至少一个LED串的方法，所述方法包括在激活所述磁性镇流阀之后，在至少Ims的时间段内向所述至少一个LED串提供逐步的电压升高。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，该方法包括利用在开关模式转换器配置中的晶体管、感应器和整流器驱动所述LED串，包括在激活所述磁性镇流阀之后，在10ms的时间段内脉冲所述晶体管2至100次。12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述时间段为在激活所述磁性镇流阀之后至少10ms。
【文档编号】F21S4/00GK105934629SQ201480017573
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2014年1月21日
【发明人】马蒂厄·马尔博夫, 多利安·布劳恩, 安德鲁-迪奥尼齐·皮亚斯科斯基
【申请人】布拉莫尔Led公司