CN101347048A

CN101347048A - 灯驱动器电路中的辅助电源

Info

Publication number: CN101347048A
Application number: CNA2006800489863A
Authority: CN
Inventors: J·范姆尔斯; A·德艾梅达塔瓦雷斯; D·J·A·克莱森斯
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2009-01-14
Also published as: JP2009521086A; US20080309250A1; WO2007072278A1; EP1967047A1

Abstract

灯驱动器电路向灯(例如荧光灯)提供具有工作频率的交变电流以操作该灯。为了切断该灯，将交变电流的频率改变到非工作频率。由于频率改变，灯驱动器电路的阻抗元件的阻抗发生改变。结果是，灯电流降低到0，灯熄灭。根据本发明，具有非工作频率的电流被用来产生提供给例如控制电路的其他电路的电压。因此，灯驱动器电路以及相关联的控制电路可以工作在工作模式或者待机模式，即非工作模式而不需要单独的电压供应源。在待机模式，可以控制该控制电路以将灯驱动器电路从非工作模式转换到工作模式，从而接通灯。

Description

灯驱动器电路中的辅助电源

技术领域

本发明涉及一种灯驱动器电路和利用这样一种灯驱动器电路操作灯的方法。特别地，本发明涉及一种具有待机模式(standby mode)的灯驱动器电路。

背景技术

一种已知的电子灯驱动器电路，设计用于驱动荧光灯，与一种普通的电源开关(power switch)一起使用来接通或者切断灯。当灯和灯驱动器电路被关断时，它们借助于电源开关与电源断开。灯和/或灯驱动器电路都不消耗功率。

在受控镇流电路(即受控灯驱动器电路)中，灯的数字控制已经变得可行，开关灯借助于电子控制信号来完成。因此，灯驱动器电路不再借助于电源开关被切断，而是被设成待机模式。在待机模式下，灯驱动器电路等待命令，例如，接通灯或向控制器报告它的状态。在这样一种待机模式下，只需要少量的功率来接收控制信号以及对这样的控制信号作出反应。

在已知的具有待机模式的镇流电路中，辅助电源是由同灯驱动器电路集成在一起的分立的开关模式电源构成。包括辅助电源的这样一种电路是一种昂贵的和复杂的电路。

发明目的

本发明的目的是提供一种具有待机模式而不需要单独电源的灯驱动器电路。

发明内容

在本发明的一个实施例中，提供了一种包括交变电流供应电路的灯驱动器电路，该电流供应电路包括阻抗元件并被配置成提供具有用于驱动灯处于工作状态的工作频率的电流，以及提供具有用于驱动灯处于非工作状态的待机频率的电流，其中灯驱动器电路还包括操作地耦合到灯驱动器电路的电压供应电路，用于当灯处于非工作状态时产生电压。

在根据本发明的灯驱动器中，灯在供应给灯的交变电流的工作频率下工作。为了关断灯，使用另一个频率，即非工作频率。由于该另一频率，阻抗元件的阻抗，比如电感和/或电容，会发生改变。结果是，电流不再流过灯，而是许多流过同灯并联的电容器或者任何其他元件。因此，当电流持续流过同灯并联的电容器或者任何其他元件时，灯熄灭。其余的电流可以被有利地利用来产生电压，该电压作为供应电压使灯驱动器电路能够对控制输入信号作出响应。

例如根据一种已知的供应控制电路的灯驱动器电路和根据一种使用控制输入具有变暗能力的灯驱动器电路，辅助电压供应是已知的。辅助供应通常是在从灯驱动器获得的HF信号的帮助下实现。然而，这些已知的灯驱动器电路不具有待机模式。例如，这对于通常应用在灯驱动器的功率因子校正(PFE)电路中来供电集成电路的辅助电源同样适用。

使用已经在灯驱动器电路中可用的信号(比如交变电流)的电源另外的优点在于，低成本以及需要相对较小的体积和面积。

在一个实施例中，灯驱动器电路包括电容器，该电容器也包括在电压供应电路中用于产生电压。因而，电压供应电路和灯驱动器电路耦合在一起。本领域技术人员容易理解如何使用电容器来产生电压，交变电流流过电容器。

在一个实施例中，灯驱动器电路包括电感(inductance)，此电感是变压器的初级绕组，变压器的二级绕组包括在电压供应电路中。初级线圈和二级绕组之间的耦合被用于响应电流供应电路提供的交变电流而在电压供应电路中产生电压。电压供应电路还可以包括整流器电路，其同变压器的二级绕组串联，用于整流产生的电压。

在一个实施例中，二级绕组是分开的(split)绕组，分裂绕组的中心端接地(mass)，第一接线端(end terminal)和第二接线端同整流电路连接。因此，交流电压就被有效地转换成了直流电压。

在一个实施例中，整流电路包括同二级绕组的第一接线端连接的第一二极管，同二级绕组的第二接线端连接的第二二极管，在电气公共端(electrical common)和与第一及第二二极管连接的输出端之间的节点处产生直流电压。可选择的是，电容器可以连接在输出端和电气公共端之间来平滑产生的直流电压。

在一个实施例中，整流电路是全波整流桥，其中整流桥(rectifierbridge)的第一和第二交流端(AC)同二次绕组的第一和第二接线端耦合，整流桥的第一直流(DC)端同电气公共端连接，电气公共端和连接在整流桥的第二直流(DC)端的输出端之间产生直流电压。可选择的是，电容器可以连接在输出端和电气公共端之间以平滑产生的直流电压。

在另一个实施例中，电压供应电路同灯驱动器电路的输出连接，用于接收交变供应电流，所述电压供应电路被配置来将交变供应电流转换成合适的电压。本领域技术人员容易理解，如何设计这样的电压供应电路以及如何将其集成到灯驱动器电路中。

在一个方面，本发明还提供一种照明系统，该照明系统包括根据本发明的灯驱动器电路；耦合到灯驱动器电路用于接收交变电流的荧光灯；和控制电路，其耦合到灯驱动器电路的电压供应电路用于接收供应电压，以及耦合到灯驱动器电路用于响应控制输入而控制提供给荧光灯的交变电流的频率。

在一个方面，本发明还提供一种操作灯的方法，该灯由向该灯提供交变电流的灯驱动器驱动，该方法包括：由灯驱动器电路供应具有工作频率的交变电流以驱动处于工作状态的灯；由灯驱动器电路供应具有待机频率的交变电流以驱动处于非工作状态的灯；当灯处于非工作态时，利用具有待机频率的交变电流来产生电压。

附图说明

根据下文中所描述的实施例，本发明的这些以及其他方面将是显而易见的，并参考这些实施例对本发明进行阐述。

在附图中：

图1示出了现有技术的灯驱动器电路以及荧光灯；

图2示出了根据本发明的灯驱动器电路以及电压供应电路的实施例；

图3示出了图2的灯驱动器电路中使用的控制电路的实施例；以及

图4示出了根据本发明的包括灯驱动器电路和荧光灯的照明系统的实施例，当被切断时该荧光灯是可控的。

具体实施方式

图1示出用于操作荧光灯FL的现有技术灯驱动器电路。灯驱动器电路包括两个输入端I1，I2来接收直流(DC)电压。高频反相器电路包括开关元件S1、S2，电感器L1和电容器C1、C2，并在电路节点N1，N2之间将直流电压转换成交流电流。电容器C3，用于调节加热荧光灯FL的电极的加热电流，以及用于点燃荧光灯FL。控制电路CC连接到开关S1，S2的控制端。

图1所示的灯驱动器电路的操作在本技术领域是众所周知的。控制电路CC控制开关S1和S2，使得开关S1和S2是交替切换导通的。也可以存在这样一段时间，其间S1和S2都不导通。由于电感器L1、灯FL以及电容器C3的阻抗，产生合适的交变电流并将其提供给荧光灯FL。控制电路CC控制的开关S1和S2的切换频率决定了产生的交变供应电流的频率。基于所述频率，电感器L1、荧光灯FL以及电容器C3的阻抗决定了流过的电流量。

图2示出灯驱动器电路的一个实施例，灯驱动器电路包括电压供应电路，用于在灯处于工作状态或者非工作状态时生成电压。基本的灯驱动器电路同图1所示的灯驱动器电路是一样的，包括直流电压输入端I1、I2，开关S1、S2，第一电感L1，第一，第二，第三电容器C1、C2、C3，荧光灯FL和控制电路CC。控制电路CC可能和图1所示以及描述的控制电路不一样，将在下文进行描述。

电压供应电路包括第二电感器L2，和第二电感器L2相应的接线端连接的第一和第二二极管D1和D2。第二电感器L2是分裂的(split)绕组，它的中心端和电路公共端或地连接。第四电容器C4连接在第一、第二二极管D1、D2和电路公共端或地之间。在第四电容器C4和第一、第二二极管D1，D2之间，提供输出电压端Vout。

第一电感器L1和第二电感器L2分别作为变压器的初级绕组和二级绕组示出，由此耦合第一和第二电感器L1，L2。电感器L1和L2之间的耦合使得当交变电流流过第一电感器L1时，在第二电感器L2中产生交变电流。

交变电流的相位决定了，第二电感器L2中产生的交变电流是分别从中心端流向第一接线端还或是第二接线端，然后到第一二极管D1还或是第二二极管D2。第一和第二二极管D1、D2阻止了电流从第四电容器C4流向第二电感器L2。

第二电感器L2中产生的电流流向第四电容器C4，并对电容器C4充电。因此，电容器C4上产生电压。该电压加在输出电压端Vout。

为了在灯FL熄灭时在输出电压端Vout上提供电压，通过改变交变电流的频率使得流过灯FL的电流量减小到0来切断灯FL。通过电容器C3的剩余电流适于在输出电压端提供期望的电压。控制电路CC被配置成控制所述频率。因此，图2的控制电路CC布置成以至少两个不同的频率控制开关S1，S2：工作频率和非工作频率。对比而言，图1的现有技术的灯驱动器电路中，控制电路配置成仅以一个预定的频率控制开关。

图3示出，与用在图2所示的灯驱动器电路中的开关S1，S2连接的合适控制电路的实施例。控制电路包括在这样的灯驱动器电路中普遍使用的现有技术集成电路IC。集成电路IC包括分别同开关S1，S2的控制端连接的两个控制端CT1、CT2。半桥电压端HB和电气公共端或地端GND连接到相应的电路节点。电阻端RT和电容端CT连接到包括电阻器R1和第六电容器C6的RC电路。端点T1，T2，T3可以被连接到其他电路元件，如图2所示。

RC电路(R1，C6)的阻抗特性决定了加在开关S1，S2上的开关频率(Switching frequency)。为了提供第二开关频率，与第五电容器C5串联的第三开关S3同第六电容器并联。第三开关S3可以是手动控制的或者电气控制的。例如，第三开关S3可以是合适的晶体管。

当开关S3导通时，第五和第六电容器C5，C6并联，因此相比于仅有第六电容器C6的情况而言，就提供了大的电容。因此，如果开关S3不导通时，开关S1，S2的开关频率等于非工作频率，因此灯熄灭。如果开关S3导通，开关S1，S2的开关频率等于工作频率，因此灯打开。这样，第三开关S3就可以用来接通或切断灯FL。

图4示出的示意图说明了根据本发明的用户可控荧光灯F1。如图3所示类型的灯驱动器电路LDC与荧光灯FL连接，用于为灯FL提供交变电流。灯驱动器电路LDC包括电压供应电路，该电压供应电路通过输出电压端Vout1和Vout2为用户控制电路UCC提供合适的电压。用户控制电路UCC包括用户控制输入端UCI和与灯驱动器电路LDC的控制输入CI连接的用户控制输出UC0。灯驱动器电路LDC的控制输入CI控制第三开关S3的状态(图3，S3，可电气控制(未示出))，从而控制荧光灯FL的工作状态。提供合适的供应电压给输入端I1，I2。

在工作状态，具有工作频率的交变电流供应给灯FL。提供合适的电压给用户控制电路UCC，其控制灯驱动器电路LDC来提供处于工作频率的交变电流。

为了响应经过用户控制输入端UCI的用户输入，用户控制电路UCC控制灯驱动器电路LDC改变，例如增加，工作频率到合适的预先设定的非工作频率，借此切断(switching off)灯FL。由于剩余的交变电流的存在，用户控制电路UCC的电压供应被保持。因此，虽然荧光灯FL被切断，灯驱动器电路LDC仍然开启，以便为用户控制电路UCC提供所需要的合适电压。

用户控制输入端UCI可以是任何类型的输入端。例如，该输入端可以是无线通讯输入端(射频，红外等)或者有接线端。同与用户控制电路UCC进行通讯的用户控制设备之间的通讯可以是双向通讯。

本发明的具体实施例在这里被披露；然而，需要理解的是这里所披露的实施例仅是可以各种形式实现的本发明的示范。因此，这里所披露的特殊的结构和功能细节不被认为是限制性的，而仅是作为权利要求的基础，以及作为教导本领域的技术人员以几乎任何适当详述的结构多样性地利用本发明的代表性基础。再者，这里使用的术语和短语不意在限制本发明；而意在提供本发明的可理解描述。

这里使用的术语”一”或者”一个”，被定义成一个或者多于一个。这里使用的术语多个，被定义成两个或者多于两个。这里使用的术语另一个被定义成至少第二或者更多。这里使用的术语包括和/或具有被定义成包括(即开放语言)。这里使用的术语耦合，被定义成连接，虽然不是必须直接连接的，也不是必须有线连接的。

Claims

1.灯驱动器电路，包括交变电流供应电路，所述电流供应电路包括阻抗元件，并配置成提供具有工作频率的电流，用于驱动处于工作状态的灯，以及提供具有非工作频率的电流，用于驱动处于非工作态的灯，其中所述灯驱动器电路还包括与所述灯驱动器电路操作地耦合的电压供应电路，用于在所述灯处于非工作状态时产生电压。

2.如权利要求1所述灯驱动器电路，其中，所述灯驱动器电路配置成驱动荧光灯。

3.如权利要求1或2所述灯驱动器电路，其中，所述灯驱动器电路包括电容器，所述电容器包括在所述电压供应电路中，用于产生电压。

4.如权利要求1或2所述灯驱动器电路，其中，所述灯驱动器电路包括电感，该电感是变压器的初级绕组，所述变压器的二级绕组包括在所述电压供应电路中，用于响应电流供应电路提供的所述交变电流在所述电压供应电路中产生电压。

5.如权利要求4所述灯驱动器电路，其中，所述电压供应电路还包括同所述变压器的所述二级绕组串联的整流器电路，用于整流产生的交变电压。

6.如权利要求5所述灯驱动器电路，其中，所述二级绕组是分裂绕组，所述分裂绕组的中心端同电气公共端连接，第一接线端和第二接线端同所述整流器电路连接。

7.如权利要求6所述灯驱动器电路，其中，所述整流器电路包括与所述二级绕组的所述第一接线端连接的第一二极管，与所述二级绕组的所述第二接线端连接的第二二极管，在所述电气公共端和与所述第一和第二二极管相连接的输出端之间的节点处产生直流电压。

8.如权利要求5所述灯驱动器电路，其中，所述整流器电路是全波整流桥，其中，所述整流桥的第一和第二交流端同所述二级绕组的第一接线端和第二接线端耦合，所述整流桥的第一直流端与所述电气公共端连接，在所述整流桥的第二直流端和所述电气公共端之间产生直流电压。

9.如前面的权利要求任何一个所述的灯驱动器电路，其中，所述非工作频率高于所述工作频率。

10.照明系统，包括：

根据前面的权利要求任何一个所述的灯驱动器电路；

荧光灯，其耦合到所述灯驱动器电路用于接收交变电流；以及

控制电路，其耦合到所述灯驱动器电路的所述电压供应电路用于接收供应电压，并耦合到所述灯驱动器电路用于响应控制输入而控制提供给所述荧光灯的所述交变电流的频率。

11.操作一种灯的方法，该灯由向该灯提供交变电流的灯驱动器电路驱动，该方法包括：

由灯驱动器电路提供具有工作频率的交变电流，以驱动所述处于工作状态的灯；

由灯驱动器电路提供具有待机频率的交变电流，以驱动所述处于非工作态的灯；以及

当所述灯处于非工作状态时，使用具有待机频率的交变电流产生电压。