用于模块化的照明系统的双电源smps的制作方法
【专利摘要】本文所述的方法和系统在电网系统不可靠的情况下提供高效的照明。一个方面包含一种照明组件，其包含输入端、可控电力供应部、照明电路和反馈电路，所述输入端从电源接收电力，所述可控电力供应部具有控制输入端，耦合到第一输入端的电力输入端，和基于在控制输入端处接收到的控制信号提供可控的电压电平的输出端，所述照明电路耦合到可控电力供应部的输出端并且被配置为响应于输出电压提供输出光，所述反馈电路被配置为检测至电池的电流和电池两端的电压并且具有耦合到可控电力供应部的控制输入端的输出端，以基于至电池输入端的电流和电池两端的电压中的至少一个，向可控电力供应部提供控制信号。
【专利说明】用于模块化的照明系统的双电源SMPS
[0001]背景1.发明领域
[0002]按照本发明的至少一个实施方式通常涉及开关模式电力供应且特别涉及提供用于模块化的照明系统的双电源开关模式电力供应(SMPS)的系统和方法。
[0003]2.相关技术的讨论
[0004]太阳能、电池和电网照明系统是众所周知的，包含使用白炽灯泡、荧光灯泡和发光二极管(LED)作为光源的那些照明系统。在不发达和/或发展中国家和乡郊地区，可靠的电网电力系统的可用性最多保持时好时坏，并且备用能源系统可能安装和运行费用昂贵且不总是与可用的照明源兼容。高效的照明系统可以特别用于具有不可靠的和或过分昂贵的电网系统的区域。这些照明系统的设计者在向照明模块提供可靠的电源的同时，想办法减少照明系统中的部件。
【发明内容】
[0005]本文所述的至少一个实施方式针对高效的照明系统，其特别用于具有不可靠的和/或过分昂贵的电网系统的区域。
[0006]本发明的第一方面针对一种照明组件，其包含第一输入端、可控电力供应部、电池输入端、照明电路和反馈电路，所述第一输入端从电源接收电力，所述可控电力供应部具有控制输入端，I禹合到第一输入端的电力输入端，和提供输出电压的输出端，所述输出电压具有基于在控制输入端处接收到的控制信号可控的电压电平，所述电池输入端耦合到可控电力供应部的输出端，并且被配置为耦合到电池，所述照明电路耦合到可控电力供应部的输出端并且被配置为响应于输出电压提供输出光，所述反馈电路被配置为检测至电池的电流和电池两端的电压并且具有耦合到可控电力供应部的控制输入端的输出端，以基于至电池输入端的电流和电池两端的电压中的至少一个，向可控电力供应部提供控制信号。
[0007]在照明组件中，可控电力供应部还可以包含耦合到电力输入端的PWM控制器。PWM可以被配置为产生具有占空比的脉冲宽度调制信号。PWM控制器还可以被配置为基于控制信号具有指示至电池输入端的电流和电池两端的电压中的至少一个高于阈值的第一状态来减小脉冲宽度调制信号的占空比。PWM控制器也可以被配置为基于控制信号具有不同于第一状态的第二状态来增加输出电压的占空比。可控电力供应部可以包括被配置为从电力输入端接收电力的变压器。第一输入端可以被配置为从AC电源接收电力。
[0008]照明组件还可以包括第二输入端，其被配置为从太阳能电源接收电力。此外，照明组件可以另外包括DC-DC转换器和转换器反馈电路，所述DC-DC转换器具有转换器控制输入端，稱合到第二输入端的电力输入端，和提供转换器输出电压的转换器输出端，所述转换器输出电压具有基于在转换器控制输入端处接收的转换器控制信号可控的转换器电压电平，所述转换器反馈电路被配置为检测至电池的电流和电池两端的电压并且具有耦合到DC-DC转换器的转换器控制输入端的输出端,其基于至电池输入端的电流和电池两端的电压中的至少一个向DC-DC转换器提供转换器控制信号。照明电路可以耦合到转换器输出端并且被配置为响应于转换器输出电压提供输出光。
[0009]本发明的另一个方面针对一种照明房间的方法。该方法包含从电源接收电力，产生来源于接收的电力的DC电压，该DC电压具有一电压电平，把DC电压施加于照明电路，把DC电压施加于电池，检测至电池的电流，检测电池两端的电压，并且基于至电池的电流和电池两端的电压中的至少一个控制电压电平。
[0010]在该方法中，控制电压电平的动作还可以包括产生具有占空比的脉冲宽度调制信号。如果至电池的电流和电池两端的电压中的至少一个高于阈值，则控制电压电平的动作还可以包括减小脉冲宽度调制信号的占空比。控制电压电平的动作还可以包括增加脉冲宽度调制信号的占空比，直到至电池的电流达到阈值或者电池两端的电压达到阈值。产生DC电压的动作还可以包括使用变压器降低来源于接收的电力的电压。从电源接收电力的动作还可以包括从AC电源和太阳能电源中的至少一个接收电力。该方法还可以包含从电池向照明电路提供电力。
[0011]本发明的另一方面针对一种照明组件，其包含从电源接收电力的至少一个输入端、可控电力供应部、电池输入端、照明电路和控制装置，所述可控电力供应部具有控制输入端，稱合到至少一个输入端的电力输入端，和输出端，所述电池输入端稱合到可控电力供应部的输出端，所述照明电路耦合到可控电力供应部的输出端并且被配置为提供输出光，所述控制装置用于控制电力供应部以向照明电路提供经调节的电压，并且向耦合到电池输入端的电池提供经调节的充电电流和充电电压。
[0012]在该照明组件中，至少一个输入端可以包含被配置为耦合到AC电源的第一输入端和被配置为耦合到太阳能电源的第二输入端。可控电力供应部可以被配置为向电池输入端和照明电路提供输出DC电力。该照明组件还可以包含用于检测在至少一个输入端处的AC电力的丧失，并且用于从电池向照明电路提供电力的装置。在该照明组件中，用于控制的装置可以包含用于以第一模式给电池充电的装置和用于以第二模式给电池充电的装置，所述第一模式供应实质上恒定的电流至电池，所述第二模式供应电池两端的实质上恒定的电压。
[0013]附图简述
[0014]附图不必按照比例绘制。在附图中，相同的数字代表各个图中示出的每个相同或者几乎相同的部件。出于清楚的目的，并不是每个部件都标记在每个附图中。在附图中:
[0015]图1显示按照一个实施方式的照明系统的功能框图。
[0016]图2A显示用于图1中的实施方式的双电源SMPS的功能框图。
[0017]图2B显示图2A中显示的双电源SMPS的更详细的功能框图。
[0018]图2C显示用于图1中的实施方式的DC-DC转换器的功能框图。
[0019]图3显示用于图1中的实施方式的LED阵列。
[0020]图4显示按照一个实施方式的照明组件的分解图。
[0021]图5显示图4中的照明组件的第一透视图。
[0022]图6显示图4中的照明组件的第二透视图。
[0023]详细描述
[0024]如上所述，需要降低高效的照明系统中的部件的数量，以降低整个系统的成本，同时提供功能上不复杂且易于实现的解决方案。
[0025]本文描述的装置和方法不受限于它们在说明书所述的或者附图所示的部件的构造细节和布置细节方面的应用。所述装置和方法能够具有其他实施方式且能够以各种方式被实践或者被执行。仅出于示例性目的，本文提供具体实施例，且不意在进行限制。特别是，结合任何一个或者多个实施方式讨论的动作、元件和特性不意在从任何其他实施方式中的相似作用排除。而且，本文使用的词组和术语是用于描述性目的，且不应该视为限制性的。本文使用的“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”和其变体，意味着涵盖其后所列项和其等价项以及附加项。
[0026]本文公开的至少一些实施方式针对模块化的、高效的照明系统和方法，其包含可基于DC电源和AC电源运行的LED照明系统，所述DC电源包含电池电源、燃料电池和太阳能，所述AC电源包含公共设施电网、发电机或其他AC电源。至少一些实施方式针对LED照明系统，其可被配置用于双电源模式运行，以支持基于电池电力的低功耗运行。至少一些实施方式针对提供双电源开关模式电力供应，其被配置为调节来自AC电源和DC电源两者的电力供应，并且其被配置为提供恒定的电力给LED照明源和电池，以充电电池。
[0027]图1针对按照一个实施方式的模块化的LED照明系统100的功能框图。照明系统100包含LED阵列102、双电源输出控制电路104、LED驱动器电路106、检测电路108、模式开关110和112、电池监视电路114、DC-DC转换器118、双电源开关模式电力供应(SMPS)120、电池122、太阳能电源124和AC电源126。在不同的实施方式中，功能电路可以与图1中所示的不同地组合。
[0028]LED阵列102耦合在双电源输出控制电路104和LED驱动器106之间。模式开关110和112耦合在LED驱动器电路106和电池122之间，并且这些模式开关还耦合到双电源SMPS120的输出端。DC-DC转换器118耦合在太阳能电源124与模式开关110和112之间。双电源SMPS120耦合在AC电源与模式开关110和112之间。电池122耦合到双电源SMPS120、模式开关112和电池监视电路114。检测电路108耦合到双电源SMPS120输出端、DC-DC转换器118输出端和双电源输出控制电路104。
[0029]在运行中，基于由AC电源126、太阳能电源124和电池122中的至少一个提供的电力，LED阵列提供光。当基于AC电源126或基于太阳能运行模式运行时，双电源SMPS120向LED驱动器106和LED阵列102提供一路输出电压，并且向电池122提供另一路输出电压和恒定的电流。
[0030]在AC运行模式中，模式开关112断开以隔离电池，而模式开关110被配置为将双电源SMPS120的输出端耦合到LED驱动器电路106OLED驱动器电路106接收双电源SMPS120的输出电压，并且为LED阵列102提供恒定的输出电流，以点亮LED。在太阳能运行模式中，模式开关110被配置为将DC-DC转换器118的输出端耦合到LED驱动器电路106。在一个实施方式中，DC-DC转换器被配置为从外部太阳能电力系统124接收具有16伏特和21伏特之间的电压的DC电力，并且被配置为向电池112和LED驱动器电路106提供14.5伏特的输出DC电力。在其他实施方式中，可以使用其他电压，以使运行适应于其他太阳能电力系统。
[0031]双电源输出控制电路104在照明系统100基于电池电力运行时，用于提供照明系统100的低功耗运行模式。在AC和太阳能运行模式中，双电源输出控制电路104被控制为运行在正常、高功耗运行模式。
[0032]在电池运行模式中，从电池122向内部开关112提供DC电力，并且模式开关112和模式开关110两者被配置为将电池输出端稱合到LED驱动器的输入端。在一个实施方式中，照明系统被配置为使用具有11.5伏特到13.5伏特的输出电压的电池运行，但是在其他实施方式中，可以使用其他电池电压。在至少一个实施方式中，照明系统被配置为使用容纳更大、更高容量的电池的外部电池运行，然而，在其他实施方式中，除了外部电池，可以使用内部电池，或者可以使用内部电池代替外部电池。
[0033]检测电路108检测AC电力和太阳能电力的存在，并且在一个实施方式中，当可以使用AC电力和太阳能电力两者运行照明系统100时，选择以更加经济的方式基于太阳能电源运行。如果可以使用AC电力或者太阳能电力中的任意一个，则检测电路108还向双电源输出控制电路104提供信号，以控制电路以高功耗运行。如果AC电力和太阳能电力都不可以使用，则检测电路108控制双电源输出控制电路运行在低功耗模式。照明系统以低功耗运行在电池运行模式，允许电池运行更长的一段时间。
[0034]在一个实施方式中，使用与LED阵列串联的并联电阻器实现双电源输出控制电路104，并且使用开关(例如三极管)改变与LED阵列串联的电阻值，以限制到LED阵列的驱动电流。在一个实施方式中，在高功耗运行模式中，穿过LED阵列的总电流是580mA，但在低功耗运行模式中，降到500mA。然而，根据用于阵列的LED的数量和类型，在其他实施方式中，可以使用其他驱动电流值。
[0035]如图1所示，模式开关110是拉线开关，用户可以使用该拉线开关向照明系统100提供电力或者不提供电力。如图1所示，在一个实施方式中，拉线开关连接在双电源SMPS120输出端、内部开关112和LED驱动器106之间。
[0036]在一个实施方式中，内部开关112是可控开关，例如二极管。通过正向偏置或者反向偏置二极管，可以控制该开关。当可以使用来自双电源SMPS120和/或DC-DC转换器118的任意一个的功率时，反向偏置二极管，从而从电池122断开LED驱动器106。当不能使用来自双电源SMPS120或DC-DC转换器118的任意一个的电力时，正向偏置二极管，从而从电池122向照明系统100提供电力。在一个实施方式中，如果可以使用太阳能或AC电力，则开关112被控制在断开位置，并且如果不可以使用两者，则关闭开关112以将电池122耦合到LED驱动器106。
[0037]在一个实施方式中，如果可以使用来自DC-DC转换器118的太阳能电力，则在电池122和LED驱动器106之间共享电力。来自太阳能源的可用电力可用于向LED阵列102提供电力，而且任何剩余电力将用于给电池122充电。
[0038]在一个实施方式中，电池监视电路114 f禹合到电池122的输出端和LED驱动器106。该电路监视电池的剩余电荷，并且当电池消耗其全部电荷水平的50%时，向驱动器106发送信号以切断LED阵列102的电源。在其他实施方式中，电池可能消耗其全部电荷水平的80%。当电池消耗其全部电荷容量的50%时，红色指示LED为亮，并且拉线开关110为接通位置。
[0039]现在参考图2A，其示出了耦合到电池122和负载210的双电源SMPS120的一个例子的框图。双电源SMPS120包含PWM (脉宽调制)控制器202、变压器204、反馈电路206、整流器和滤波器214以及复用器208。在一个实施方式中，负载210为包含LED驱动器106和LED阵列102的照明电路。
[0040]当基于AC电源126运行时，双电源SMPS120接收输入的AC电力并且将AC电力转换成DC电力。在将AC电力转换成DC电力期间，输入的AC电力可以由EMI (电磁干扰)滤波器来滤波，由整流器转换成DC电力并且由电容滤波器来平滑。在一个实施方式中，由于230伏特50Hz的输入AC电压，产生的DC电力具有230伏特的相对高电压。在其他实施方式中，可以使用其他输入电压并且可以使用单相或多相电力。
[0041 ] PWM控制器202接收高压DC电力并且向变压器204提供高频脉冲宽度调制输出电力。在一个实施方式中，PWM控制器202使用62kHz的切换频率。变压器204接收来自PWM控制器202的电力并且逐步降低该高压以提供较低的电压。双电源SMPS120向负载210提供该较低的电压以给LED阵列102提供电力。双电源SMPS120可以具有一个或者多个整流器和滤波器电路214，其由平滑部件和滤波器部件组成，所述平滑部件将AC电力整流成DC电力，所述滤波器部件，在一个实施方式中，对DC电力进行滤波以提供可控的输出电压来给电池充电并给照明系统100提供电力。
[0042]双电源SMPS120也提供电力以给电池充电。可以基于AC电力给电池122充电，或者如果不可使用AC电力时，则基于由DC-DC转换器118提供的太阳能电力给电池122充电。给电池充电基于两种模式:恒定电流模式和恒定电压模式。这两种充电模式使电池在充电周期结束时免受过度充电，并且在充电结束时较好地结束充电。如果电池是放电的，则双电源SMPS将以恒定的电流在恒定电流模式给电池充电，直到该电池上的电荷达到电池电流充电阈值。一旦电池上的电压达到电池电流充电阈值，双电源SMPS120将以恒定的电压在恒定电压模式给电池充电。双电源SMPS120将以恒定的电压给电池充电，直到该电池达到电池电压充电阈值，其指示该电池是完全充电的。
[0043]为在模式之间切换，双电源SMPS120确定电池上的电流和电压。为了确定电池上的电流和电压，反馈电路206接收来自变压器204的电压，并且给复用器208提供感测的电流输出的电压指示。也向复用器208提供电池122两端的电压的电压信号指示。如果穿过电池的电流达到电池电流充电阈值,或者如果电池上的电压达到电池电压充电阈值,则复用器208向PWM控制器202触发反馈信号。
[0044]参考图2B更详细地描述给PWM控制器提供的反馈。如图2B所示，变压器204包含初级线圈、次级线圈和辅助线圈。PWM控制器202调制给变压器204的初级线圈供应的电力。初级线圈在次级线圈中感应AC电压，以产生较低振幅的AC电压作为次级输出。初级线圈在辅助线圈中也感应AC电压，以产生较低振幅的AC电压作为辅助输出。辅助输出用于给光耦合器开关212提供偏压，该光耦合器开关212用于隔离到PWM控制器202的反馈。在一个实施方式中，受控的输出电压根据电池的充电状态从11.5伏特到14.3伏特变化。
[0045]在一个实施方式中，如果可以使用来自太阳能输入124的太阳能电力，则将使用太阳能电力给电池122充电。在一个例子中，在节点224上提供来自DC-DC转换器118的DC电力。在一个例子中，如果同时可以使用AC电力和太阳能电力，则优先选择太阳能电力，因为来自DC-DC转换器118的电压高于来自整流器和滤波器电路214的输出的电压。在一个例子中，来自DC-DC转换器118的电压为14.5伏特，而来自整流器和滤波器电路214的电压为14.3伏特。当太阳能电力的供应变小时，AC电力接管并给电池122和负载210提供电力。[0046]如图2B所示，反馈电路206包括电流感测电阻器R3，其位于SMPS120接地和电池122接地之间，并且在一个例子中，具有0.03欧的电阻。反馈电路具有运算放大器比较器216，其将电流感测电阻器R3上的压降和基准电压218进行比较，并且给复用器208输出感测的电流，所述电流感测电阻器R3上的压降作为电池上的电流的电压指示。复用器208由两个二极管D4和D5组成。二极管D4接收来自运算放大器比较器216的输出，并且二极管D5接收电池上的感测电压，其由分压器220按比例减小。来自D4和D5的复用的反馈信号被施加到分流稳压器220。在一个实施方式中，分流稳压器220为具有2.5伏特内部基准电压的稳压二极管。
[0047]现在将描述按照一个实施方式的双模式充电电路的功能。本文使用的电压值、电流值和电阻值仅仅出于示例性目的，并且可以使用根据电池的不同特性的其他值。根据一个实施方式，如果电池是80%放电的，则电池电压将大约是11.5伏特。接近满电荷的电压是13.5伏特且满电荷电压大约是14.1伏特。然而，其他电池可以具有其他充电特性。在一个实施方式中，给电池供应的恒定电流为3安培，然而也可以使用其他恒定电流。
[0048]由于SMPS电压和电池电压之间的电势差，连接到双电源SMPS120的放电电池将引起至电池的大电流。该至电池的大电流将产生感测电阻器R3上的电压，所述感测电阻器R3连接到运算放大器比较器216的非反向输入端。由基准电压电路218产生的基准电压为0.09伏特，并且被施加到运算放大器216的反向输入端。
[0049]当运算放大器非反向输入电压大于反向输入电压时，则运算放大器输出电压将正向偏压二极管D4。分流稳压器222处的由D4 二极管提供的电压将大于2.5伏特的内部基准电压，并且分流稳压器222将通过光耦合器给PWM控制器提供反馈控制信号，以降低初级线圈处的PWM电压的脉冲宽度。二极管D4将处于正向偏压直到至电池的电流降至3安培。
[0050]当电池被充电时，电池电压将增加并且充电器电压和电池电压之间的电势差将减小到趋于零。在一个实施方式中，为了以恒定的电流给电池充电，PWM控制器202将增加PWM控制器电压脉冲的占空比，使来自于光耦合器212的反馈信号消失。以这种方式，在恒定电流模式期间，电池电流保持在3安培。
[0051 ] 当电池充电器和负载上的电压增加时，充电器电压和电池电压之间的电势差减小。当负载上的电压达到14.3伏特时，分压器将正向偏置二极管D5，并且给PWM控制器发送反馈信号。当电池处于或者接近满电荷时，电池122和负载210上保持恒定的电压。
[0052]现在参考图2C，其示出了使用反馈方案控制太阳能电力输入124的电力来给负载提供电力且给电池充电的一个例子的框图。类似于参考图2A和2B所述的针对AC电力的反馈方案，图2C中的反馈方案能够用于调节到电池122和负载210的太阳能电力。如图2C所示，该反馈方案包含使用DC-DC转换器118，其包含PWM (脉宽调制)控制器226、变压器228、整流器和滤波器电路230和复用器232。
[0053]当可使用太阳能电力时，DC-DC转换器118接收来自于太阳能电源124的DC电力。PWM控制器226接收来自于太阳能电源的DC电力，并且给变压器228提供高频脉冲宽度调制的输出电力。在一个实施方式中，DC电力具有16伏特和21伏特之间的电压电平。变压器228从PWM控制器226接收电力，并且降低所接收的DC电压以提供输出AC电压。通过整流器和滤波器电路230可以对变压器228的输出AC电压进行整流、滤波和平滑，以向电池112和负载210提供14.5伏特的输出DC电力。[0054]类似于图2A和2B中的反馈方案，电阻器R3允许DC-DC转换器118感测至电池122的电流和电池122上的电压。如果电池达到电池充电阈值，则复用器208触发到PWM控制器202的反馈信号。
[0055]在一个实施方式中，如图3所示，使用紧密排列的LED的3x30阵列实现LED阵列102。在一个实施方式中，3行间隔6.985mm，每行LED间隔8.6mm，每个LED具有5mm直径。在一个实施方式中，LED具有3.0到3.5伏特的正向电压、20mA的峰值正向电流、5伏特的反向电压、10微安培的反向电流、1500 - 2000mod的发光强度，并且在5800K波长为白光。在其他实施方式中，可以使用具有不同特性的LED。在一个实施方式中，也提供了绿色LED、红色LED和黄色LED，并且在这个实施方式中，绿色LED发光指示可以使用来自于电网供电或太阳能板的电力且正在给电池充电，黄色LED发光指示电池是满电荷的，并且红色LED发光指示电池耗尽且从电池切断了负载。
[0056]图4显示按照一个实施方式的LED照明组件400的分解图，而图5和图6显示LED照明组件400的透视图。除了 AC电源、太阳能电源和电池全部位于LED照明组件之外且在图4中没有显示，照明系统100的功能框图的部件包含在LED照明组件400中。照明组件400包含前盖402、壳体404、LED板条406、开关模式电源板408、LED驱动器板410、太阳能板411、后盖412、太阳能电力输入端子414、电池电力输入端子415和AC电力输入端子416。LED照明组件也包含拉线开关418和三个LED指示灯419。在一个实施方式中，如图4所示，使用螺杆417把LED照明组件400紧固起来。
[0057]如下面更详细的讨论的，在至少一个实施方式中，LED照明组件400为模块化的、可升级的组件，其具有几个版本，并且基于组件的特定版本可以改变组件中包含的具体的电子器件。更加具体地说，可以去除或者升级SMPS板和太阳能板以改变LED照明组件的版本。为了容易地适应对SMPS板和太阳能板进行改变，在一个实施方式中，使用这些板间的柔性电缆，接头盒连接器将电缆耦合到这些板体上，实现了这些板体之间的连接。如图4所示，LED驱动器板、太阳能板和SMPS板被安装在后盖412。
[0058]一个实施方式中的LED板条包含安装在印刷电路板上的LED阵列102，该板电耦合到LED驱动器板410。当进行组装时，LED安装在壳体404的前面。
[0059]一个实施方式中的壳体404和后盖412由塑料(ABSAbstronM17A)制成，而前盖402由透明塑料(PMMA876G)制成。在其他实施方式中，可以使用其他塑料材料用于前盖402、壳体404和后盖412。在图5中，前盖被示出在运行的、封闭的位置，然而在图6中，前盖被示出在打开的位置，所述打开位置允许对前盖上累积的任何灰尘进行清除。
[0060]输入端子414用于连接到太阳能电源，输入端子415用于连接到电池，输入端子416用于连接到AC源。
[0061]在上文讨论的实施方式中，PWM控制器用作可控的SMPS的一部分以向电池和负载提供调节的电压和电流。在其他实施方式中，可以使用其他类型的可控电力供应部。
[0062]如上所述的双电源SMPS的实施方式可以用于其他应用，包括计算机和计算机外围设备，例如移动电话的消费类电子产品，还有电池充电器。在至少一些实施方式中，SMPS使用单一的PWM控制器向负载提供对电池充电器和电压的调节。在上述的实施方式中，讨论了三种主要的电源，AC电网、电池和太阳能。在其他实施方式中，照明组件也可以被配置为使用其他电源运行，包含燃料电池和风能。[0063]上述对于前和后、左和右、顶部和底部、上部和下部以及类似物的任何提及目的在于便于描述，而不是将本系统和方法或它们的部件限制于任何位置的或空间的取向。
[0064]本文所述的系统和方法的若干实施方式或元件或动作的任何单数形式的提及也可以囊括包含多个这些元件的实施方式，并且本文的任何一个实施方式或元件或动作的复数形式的提及也可以囊括只包含一个元件的实施方式。单数或复数形式的提及不意在将目前公布的系统或方法、它们的部件、动作或者元件限制为单数或复数的配置。
[0065]本文公开的任何实施方式可以结合任何其他实施方式，并且对于“实施方式”、“一些实施方式”、“替代实施方式”、“各种实施方式”、“一个实施方式”或相似物的提及不必是相互排斥的且意在表明结合该实施方式所述的特定的特征、结构或特性可以包含在至少一个实施方式中。本文使用的这些术语不必全都涉及相同的实施方式。任何实施方式可以以与本文公开的方面和实施方式保持一致的任何方式与任何其他实施方式结合。对于“或”的提及可以解释为囊括性的，以至于使用“或”所述的任何术语可以指示所述术语的一个、多个和全部这三种中的任何一种。
[0066]在附图、详细描述或者任何一个权利要求中的技术特征后跟着参考符号处，仅仅出于增加附图、详细描述和权利要求的可理解性的目的，包括了这些参考符号。因此，参考符号的有无都不会对任何权利要求元素的范围具有任何限制性的影响。
[0067]已经如此描述了至少一个实施方式的几个方面，可以理解的是，对于本领域技术人员，各种替代、修改和改进将是很容易出现的。这些替代、修改和改进意在属于本公开内容的一部分，并且意在本发明的范围内。因此，前文的描述和附图仅仅是示例性的，并且本发明的范围应基于所附的权利要求及其等价物的合适解释来确定。
【权利要求】
1.一种照明组件，其包括； 第一输入端，所述第一输入端从电源接收电力； 可控电力供应部，所述可控电力供应部具有控制输入端、耦合到所述第一输入端的电力输入端和提供输出电压的输出端，所述输出电压具有基于在所述控制输入端接收到的控制信号可控的电压电平； 电池输入端，所述电池输入端耦合到所述可控电力供应部的输出端并且被配置为耦合到电池； 照明电路，所述照明电路耦合到所述可控电力供应部的输出端并且被配置为响应于所述输出电压提供输出光；及 反馈电路，所述反馈电路被配置为检测至所述电池的电流和所述电池两端的电压并且具有耦合到所述可控电力供应部的控制输入端的输出端，以基于至所述电池输入端的电流和所述电池两端的电压中的至少一个，向所述可控电力供应部提供所述控制信号。
2.根据权利要求1所述的照明组件，其中所述可控电力供应部还包括耦合到所述电力输入端的PWM控制器，所述PWM控制器被配置为产生具有占空比的脉冲宽度调制信号。
3.根据权利要求2所述的照明组件，其中所述PWM控制器被配置为基于所述控制信号具有指示至所述电池输入端的电流和所述电池两端的电压中的至少一个高于阈值的第一状态来减小所述脉冲宽度调制信号的占空比。
4.根据权利要求2所述的照明组件，其中所述PWM控制器被配置为基于所述控制信号具有不同于所述第一状态的第二状态而增加所述输出电压的占空比。
5.根据权利要求1所述的照明组件，其中所述可控电力供应部还包括变压器，所述变压器被配置为从所述电力输入端接收电力。`
6.根据权利要求1所述的照明组件，其中所述第一输入端被配置为从AC电源接收电力。
7.根据权利要求1所述的照明组件，还包括被配置为从太阳能电源接收电力的第二输入端。
8.根据权利要求7所述的照明组件，还包括: DC-DC转换器，所述DC-DC转换器具有转换器控制输入端、耦合到所述第二输入端的电力输入端和提供转换器输出电压的转换器输出端，所述转换器输出电压具有基于在所述转换器控制输入端处接收的转换器控制信号可控的转换器电压电平；以及 转换器反馈电路，所述转换器反馈电路被配置为检测至所述电池的电流和所述电池两端的电压并且具有耦合到所述DC-DC转换器的所述转换器控制输入端的输出端，以基于至所述电池输入端的电流和所述电池两端的电压中的至少一个向所述DC-DC转换器提供所述转换器控制信号， 其中所述照明电路耦合到所述转换器输出端并且被配置为响应于所述转换器输出电压提供输出光。
9.一种控制照明组件的运行的方法，包括: 从电源接收电力； 产生来源于所接收的电力的DC电压，所述DC电压具有一电压电平； 把所述DC电压施加到照明电路；把所述DC电压施加到电池； 检测至所述电池的电流； 检测所述电池两端的电压；以及 基于至所述电池的电流和所述电池两端的电压中的至少一个控制所述电压电平。
10.根据权利要求9所述的方法，其中控制所述电压电平还包括产生具有占空比的脉冲宽度调制信号。
11.根据权利要求10所述的方法，其中控制所述电压电平还包括:如果至所述电池的电流和所述电池两端的电压中的至少一个高于阈值，则减小所述脉冲宽度调制信号的占空比。
12.根据权利要求10所述的方法，其中控制所述电压电平还包括:增加所述脉冲宽度调制信号的占空比，直到至所述电池的电流达到了阈值或者所述电池两端的电压达到了阈值。
13.根据权利要求9所述的方法，其中产生DC电压还包括:使用变压器降低来源于所接收的电力的电压。
14.根据权利要求9所述的方法，其中从电源接收电力还包括:从AC电源和太阳能电源中的至少一个接收电力。
15.根据权利要求9所述的方法，还包括从所述电池向所述照明电路提供电力。
16.一种照明组件，包括: 至少一个输入端，所述至少一个输入端从电源接收电力； 可控电力供应部，所述可控电力供应部具有控制输入端、输出端和耦合到所述至少一个输入端的电力输入端； 电池输入端，所述电池输入端耦合到所述可控电力供应部的输出端； 照明电路，所述照明电路耦合到所述可控电力供应部的输出端并且被配置为提供输出光；及 控制装置，所述控制装置用于控制所述电力供应部以向所述照明电路提供经调节的电压，并且向耦合到所述电池输入端的电池提供经调节的充电电流和充电电压。
17.根据权利要求16所述的照明组件，其中所述至少一个输入端包含被配置为耦合到AC电源的第一输入端和被配置为耦合到太阳能电源的第二输入端。
18.根据权利要求16所述的照明组件，其中所述可控电力供应部被配置为向所述电池输入端和所述照明电路提供输出DC电力。
19.根据权利要求16所述的照明组件，还包括用于检测在所述至少一个输入端处的AC电力的丧失并且用于从所述电池向所述照明电路提供电力的装置。
20.根据权利要求16所述的照明组件，其中所述控制装置包括用于以给所述电池供应实质上恒定的电流的第一模式给所述电池充电的装置和用于以在所述电池两端供应实质上恒定的电压的第二模式给所述电池充电的装置。
【文档编号】H02J7/35GK103765723SQ201280040187
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年6月29日 优先权日:2011年6月30日
【发明者】德鲁夫·巴德瓦杰, 鲁邦·萨卡 申请人:施耐德电器工业公司