用于LED管灯的辅助装置的制作方法

本发明涉及led管灯领域，并且具体地涉及用于led管灯的辅助电源。

背景技术：

1、在照明领域，对用于更换或改装旧照明单元的led照明单元、特别是荧光管灯越来越感兴趣。这种led照明单元通常称为“led管灯”。这些改装的led照明单元需要被适当设计，使得它们能够从电源(诸如最初被设计用于为荧光灯供电的镇流器)中汲取功率。这种led灯称为“a型”灯，表明它与镇流器兼容。

2、随着市场的增长，还有一项业务是在没有镇流器的情况下进行新安装、或者在镇流器被旁路/移除的情况下重新布线的安装。因此，led管灯直接连接到ac市电电源，并且这称为“b型”灯，换言之，灯的电源是至少包括ac市电电源但不包括镇流器的至少一个组件的电源。例如，镇流器的一个或多个组件(如果曾经存在)(诸如点火器、em镇流器和/或补偿电容器)可能已经被移除、停用或旁路。在实施例中，“b型”电源可以仅包括ac市电电源。

3、即使ac市电电源断开连接或不存在或以其他方式发生故障，即在紧急情况下，或者在用户希望从ac市电电源切换到另一电源以避免在高峰时段过度使用ac市电电源的按需请求情况下，也希望led管灯保持活动(例如，输出光)。因此，优选的是，具有用于led管灯的备用或辅助电源。通常，辅助电源包括被配置为提供dc电压以向led管灯供电的电池或电池布置，可选地，存在用于将电池的dc电压转换为适合于led管灯的更低或更高电压/电流的转换器。这种用于ac led管灯的dc应急概念是已知的。

4、一直希望确保led管灯的备用电源或辅助电源的操作有效、迅速和/或以低故障风险地执行。

5、wo2020194355a1公开了一种应急灯能够接收光学命令以便进行操作和/或配置模式测试。

6、ep0939476a2公开了一种应急照明电源，其中施加到端电路的电压形状可以改变，并且个体备用灯与具有用于检测电压形状的器件的开关单元相关联，从而相应地接通或关断相关联的备用灯。

技术实现思路

1、传统的b型led管灯的问题在于，它们通常包含监测电路，该监测电路被配置为执行安全检测或检查ac市电电源是否正确地被提供给/连接到led管灯，例如，在允许电流流过led管灯之前，检查人体/对象是否没有接触led管灯的一个输入端，而灯的另一输入端已经在活动灯座中，从而在ac市电电源与led灯之间形成阻抗。这样的安全检测在de102013108775中公开。然而，这些监测电路通常依赖于ac市电的某些特性以便正确地起作用，例如，触发安全检测的开始，或者根据ac市电的特定电特性触发安全检测内的某些步骤。例如，一些led管灯在ac市电的低电压(接近过零)下进行安全检测，使得对潜在人体的电压处于低水平，因此是安全的。电特性也可以根据ac市电电压的波形在时域、频域等中的特性来解释。

2、发明人已经认识到，在ac市电发生故障(即，紧急情况)或ac市电不存在的情况下替换ac市电的dc电源不太可能具有这些相同电特性，因为dc电源的输出电压通常是具有1％的非常小的纹波的恒定dc电压。因此，一些led管灯在dc电源启动的情况下可能不能正确操作，因为安全检测不会被dc电源的dc电压触发以开始，更不用说要通过的安全性了，从而防止功率被led管灯的led管汲取，并且led管灯将不会如所期望的那样保持活动。

3、本公开提出了一种克服这个问题的方法，通过适当地调制提供给led管灯的dc电压以具有相同特性，使得dc电压在触发安全检测的开始方面模拟或仿真ac市电，如led管灯的触发电路所见。

4、本发明由权利要求限定。

5、根据本发明的一个方面的示例，提供了一种用于在用于驱动led管灯的交流市电电源电压不存在、发生故障或断开连接的情况下提供用于驱动led管灯的dc电源电压的辅助装置。

6、辅助装置包括：被配置为在交流市电电源不存在、发生故障或断开连接的情况下从dc电压源接收由dc电压源生成的输入dc电压的输入接口；用于连接到led管灯并且用于向所连接的led管灯提供dc电源电压的输出接口；其中辅助装置包括：连接在输入接口与输出接口之间的调制电路，调制电路被配置为根据一个或多个调制模式来调制输入dc电压，其中所述一个或多个调制模式被配置为将输出接口处的dc电源电压控制为具有与交流市电电源电压基本相同的至少一个电特性，从而产生dc电源电压。

7、本发明认识到，ac电源(用于为led管灯供电)的故障可能导致dc电源被用作led管灯的辅助电源。特别地，dc电源通常被配置为提供dc电压，该dc电压在电气上有资格为led管灯供电，因为dc电压可以通过led管灯的整流器桥并且为led管灯的驱动器电路供电。

8、然而，本文中还认识到，现代led管灯通常包括监测电路系统，该监测电路系统被配置为检测或标识ac电源的正确操作或连接(例如，检测灯与中性点/地之间的人体)。当ac电源出现突然或意外故障时，(紧急)dc电压电源启动之前通常会有相当长的时间延迟。这会导致led管灯暂时断电，这表示，当随后施加dc电源电压时，led管灯需要重新检测正确连接。在ac电源的某些特性下，(led管灯的)监测电路系统被激活以进行这个检测。换言之，只有在电源具有某些特性的情况下，监测电路系统才能发起“正确连接”检测。示例特性包括：ac电源的近过零、高dv/dt点(表示它接近过零)或ac电源的低电压。如果检测开始并且通过，则它将允许led管灯操作(即，输出光)。可以假定，当dc电源启动时，led管灯应当固有地通过检测，因为灯将会在没有人体的情况下已经位于插座中。只需激活/触发led管灯即可开始检测。因此，具有在dc电源电压中产生ac电源电压的某些特性的基本原理和优点。

9、本文中提出了使用调制电路来调制dc电压(例如，来自应急电源或备用电源)，以便提供ac电源电压的这些特性。这确保了dc电源能够激活监测电路系统，并且然后为led管灯供电和/或驱动led管灯。

10、为了本说明书的目的，术语“dc电压”用于指代只有一个极性的电压。可以理解，dc电压可以被调制为甚至具有归零或接近归零的方波或锯齿状波形，同时由于其极性没有反转而仍然被认为是“dc电压”。

11、一个或多个调制模式优选地是一个或多个预定调制模式。

12、在详细实施例中，至少一个电特性可以包括被配置为由在安全检测模式下操作的led管灯的监测电路来检测以允许监测电路使用dc电源电压开始或执行安全检测的一个或多个电特性。

13、该实施例定义了在dc电压中调制的电特性的功能，用于由led管灯检测以开始安全检测。

14、在附加或替代实施例中，电特性是监测电路判断连接正确的标准，即，电特性是当不存在人体时在交流市电电源中呈现的电特性。电特性的一个示例是流过监测电路的足够高的峰值电流，这表示，除了监测电路之外，在交流市电电源下不存在人体阻抗。因此，调制电路可以通过临时充当电流源来将该高电流调制到dc电源电压上。

15、可选地，至少一个电特性包括以下项中的至少一项：低于输入dc电压的幅度并且低于预定电压的电压；和/或斜率的梯度的大小大于预定值的下降沿或上升沿。优选地，预定电压基本上低于未调制的dc电压，也低于未调制的dc电压的纹波谷。未调制的dc电压的纹波通常为1％。替代地，如果led管灯的监测电路由任何其他电特性触发，则该电特性可以被调制到dc电压中，只要调制的dc电压仍然属于“dc”电压的定义：单极性电压。

16、典型的监测电路被配置为通过识别到led管灯的输入电压的这些特征中的至少一个来开始检测ac市电电源的正确连接。通过修改dc电压(通过适当的调制)以具有这些特征中的一个或多个，则由辅助装置提供的电压可以(至少在最初)模拟ac市电电源。

17、在一些示例中，调制电路适于使用一个或多个调制模式的两次或更多次迭代的序列来调制输入dc电压。

18、一些led管灯需要多个检测实例，并且如果多个检测实例的结果都是安全的，则开启驱动器，因此该实施例提供了多个调制模式的序列以触发led管灯中的多个检测实例。这提供了与led管灯更好的兼容性。

19、重复调制模式也有助于提供冗余，例如，如果调制模式的第一次迭代未能触发或通过安全测试(例如，由于噪声等)。

20、可选地，调制模式以与电特性在交流市电电源电压中出现的频率基本相同的频率出现。该实施例更好地模仿ac市电。例如，如果电特性是接近零电压，则它可以在100hz或120hz的频率下发生，以模仿经整流的ac市电电压中接近零电压的发生。然而，如果led管灯对电特性的发生没有严格的时序要求，则调制电路可以使迭代尽可能接近，从而使led管灯尽快完成安全检测。

21、调制电路可以适于顺序地执行具有一个电特性的第一调制模式的一次或多次迭代；以及具有不同于第一调制模式的电特性的另一电特性的不同的第二调制模式的一次或多次迭代。第一调制模式可以提供具有电特性的dc电源电压，并且第二调制模式可以提供具有不同于第一调制模式的电特性的另一电特性的dc电源电压。

22、因此，每个调制模式可以在dc电源电压中提供不同类型的电特性。

23、由于用于触发监测电路的电特性可以根据不同品牌或型号的led管灯而不同，因此该实施例将尝试多种不同的电特性，以便提供与不同led管灯的更广泛的兼容性。

24、因此，调制电路被配置为执行由至少两个阶段形成的序列，第一阶段包括第一调制模式的一次或多次迭代的执行，第二阶段包括不同的第二调制模式的一次或多次迭代的执行。当然，调制电路可以被配置为执行由任何数目的阶段(例如，n阶段)形成的序列，其中在每个阶段期间执行不同调制模式一次或多次。

25、该序列可以重复任何次数，例如重复多于一次。

26、在一些示例中，辅助装置还包括被配置为检测led管灯何时汲取led驱动功率的功率检测器，其中调制电路被配置为响应于功率检测器检测到led驱动功率正在被led管灯汲取而停止调制输入dc电压。

27、可以认识到，一旦监测电路已经执行了安全检测并且允许led管灯汲取功率，则监测电路将不会重复安全监测，直到功率重置/再循环。因此，为了提高辅助装置的效率并且向led管灯提供一致的功率，辅助调制电路可以停止调制经转换的电压。这里，led驱动功率是指用于使led发光的功率，而不是用于诸如led管灯的监测电路等外围电路的功率。该功率应当优选地具有高于几百ma的电流，例如大于300ma或大于500ma，而用于外围电路(诸如led管灯的监测电路)的操作的电流通常低于100ma或50ma。

28、调制电路可以包括与输入接口或输出接口串联或并联的开关。开关可以被断开和接通，从而调制dc电压。开关可以单独在线性模式下或在线性模式和断开/接通模式的交替中交替工作以调制dc电压。

29、可选地，调制电路适于在监测电路的安全检测已经开始之后使dc电源电压提供电度量，该电度量将由监测电路检测，以使用dc电源电压来通过安全检测。

30、辅助装置可以适于连接在dc-dc转换器与led管灯之间。特别地，输入接口可以被配置为连接到dc-dc转换器，并且辅助装置可以充当dc-dc转换器与led管灯之间的附加模块。这在不修改/改变dc-dc转换器的情况下提供了廉价的附加模块。

31、替代地，辅助装置可以包括被配置为修改输出dc电压的电压电平的dc-dc转换器。

32、在该实施例中，辅助装置整体上是用于支持b型led管灯的dc备用驱动器。

33、在一些示例中，调制电路包括dc-dc转换器，其中dc-dc转换器被配置为改变其转换操作以调制输入dc电压，并且将至少一个电特性添加到辅助装置的输出接口处的dc电源电压。在该实施例中，除了其提供基本恒定的dc电源电压以向led管灯中的led供电的原始功能之外，dc-dc转换器还被重新用于生成电特性。这为备用驱动器中的dc-dc转换器提供了双重功能。

34、例如，dc-dc转换器可以适于在可选的低频突发模式下工作以改变输入dc电压，从而在dc电源电压中产生至少一个电特性。

35、该实施例相对简单，因为使dc-dc转换器以突发模式工作比改变转换的频率或占空比更容易。此外，b型led管灯所需要的电特性通常处于低频域，因此使dc-dc转换器在低频突发模式下工作已经足够了。这里，“低”频是相对于作为开关模式电源(smps)的dc-dc转换器的开关的“高”频而言的。smps的开关的高频可以在几十khz到几百khz的范围内，而突发操作的低频可以在10hz到200hz的范围内。

36、辅助装置还可以包括适于接收对用于驱动led管灯的交流市电电源电压的不存在、发生故障或断开连接的指示的ac状态检测电路，其中dc-dc转换器被配置为仅响应于ac状态检测电路接收到对交流市电电源电压的不存在、发生故障或断开连接的指示而转换输入dc电压。在ac市电仍然存在但用户想要切换到dc源的按需请求中使用dc源的情况下，ac状态检测电路将被替换为用于接收对按需请求的指示的接口。

37、以这种方式，辅助装置可以仅被配置为响应于ac状态检测电路指示用于驱动led管灯的交流市电电源电压不存在、发生故障或断开连接而向输出接口提供dc电源电压。这是dc备用驱动器的典型操作。

38、辅助装置还可以包括被配置为至少部分地平滑dc电源电压的平滑电容器。

39、还提出了一种备用驱动器，该备用驱动器包括：先前描述的辅助装置、以及dc电压源，该dc电压源包括：适于连接到备用能量存储装置的电源输入接口；以及适于转换在驱动器输入接口处接收的来自备用能量存储装置的能量以生成用于辅助装置的dc电压的dc-dc转换电路。备用驱动器还可以包括备用能量存储装置，诸如电池或电池布置。

40、备用驱动器还可以包括适于接收对用于驱动led管灯的交流市电电源电压的不存在、发生故障或断开连接的指示的电源ac状态检测电路，其中dc-dc转换电路被配置为仅响应于电源ac状态检测电路接收到对交流市电电源电压的不存在、发生故障或断开连接的指示而转换来自备用能量存储装置的能量。在ac市电仍然存在但用户想要切换到dc电源的按需请求中使用dc源的情况下，ac状态检测电路将被替换为用于接收对按需请求的指示的接口。

41、本发明的这些和其他方面将从下文所述的实施例中很清楚并且参考这些实施例进行阐述。