CN101749577A - 具有广域输入电压的发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发光装置，包含一光源、一外壳，以及耦合于该光源、封入该外壳中、且接收一广域输入电压的一整合控制电路。

Description

具有广域输入电压的发光装置
技术领域
本发明涉及一种发光装置，尤其是指一种具有一广域输入电压的发光装置。
背景技术
住宅与工业照明的电压标准的大小与频率随着国家的不同而变化。世界上大多数的工业化国家使用交流电力来照明。最常用的频率从许多欧洲国家与中国大陆的50Hz到北美与台湾的60Hz。航空电力供应装置最常用的频率则是400Hz。
当交流线频率的变动在不同的国家间很小时(50-60Hz)，线电压的变动在不同的国家间则是相当大的，范围从美国的110V到不同的欧洲国家和中国大陆的240V。不同的标准包括100V、110V、120V、208V、220V及240V。目前并无国际标准，因为在不同国家间现存电力网结构外的巨额投资，不久的将来也不可能会有此标准。至于什么是适当的电压，并没有一个正确的答案。事实上，许多人现在相信使用交流电而非直流电作为常模的决定，如今显现出是一个不怎么理想的决定。
除了电压在不同国家间的变化，电压在同一个国家甚至同一栋建筑中，也可能有实质的变化。在美国，某人可能发现，有110V、117V、120V和高到277V或甚至更高的电压全都在在同一栋建筑中。例如，在一个美国公司中，办公室区域的配电可能是120V，而工厂地区的配电可能是208V。这一情势，比我们所初步认定的更常见。
发光装置，更常以“灯泡”为人所知，不论它们是萤光灯、白炽灯泡、白色发光二极管(WLED)、冷阴极萤光灯(CCFL)或其他类型，必须依据它们的性质，被设计为工作在一个在不同国家间或甚至在单一建筑内所发现的更为紧缩的电压范围。如果一个任何类型的灯泡，被设计为要工作在110V，而被错误地使用于配电是220V的装置，其结果几乎确定是失效，可能是灾难性的，以及甚至是有潜在危险的。如果灯泡没有马上失效，那么一个缓慢的失效可能更危险，因为它可能没有立即被侦测到。相对于立即的失效，它可能缓慢的过热，于无人在附近注意到它、而采取适当行动之时，引起一个严重的火灾危险。安全可以说是有关于不适当地将一个灯具连接到其输入线电压的最大问题。
大量的不同类型的灯具，须要满足众多不同供应电压的照明需要。制造如此多不同发光装置的后勤，以及运输与储存这些发光装置的复杂性，增加了这些装置的成本。其亦可能增加生产这些装置所需的能量，以及由于制造这些装置所造成的增加温室气体的排放(和其他不想要的副产品)。
目前需要的是一个可容许一个宽范围的电源供应装置电压的发光装置。
发明内容
本案的主要目的在于提供一种可容许一个宽范围的电源供应电压的发光装置。
本案的又一主要目的在于提供一种发光装置，包括一光源，一外壳，及一控制电路，其耦合于该光源并设置于该外壳内部，接收一具有一输入电压值与输入频率值的广域输入电压，该输入电压值与该输入频率值分别位于一相对宽的电压值范围与一相对宽的频率值范围内。
进一步地，该控制电路包括一整流级，该整流级接收一输入电压，该输入电压自具有相对高电压值和相对高频率值的第一电压变化至具有相对低电压值和相对低频率值的第二电压。
进一步地，该控制电路包括一预稳压级，其提供功率因数校正功能；一整流级，其接收该广域输入电压，并耦合于该预稳压级；及一安定器电路，其耦合于该预稳压级和该光源。
进一步地，该广域输入电压的相对宽的电压值范围为5伏特至360伏特，该相对宽的频率值范围为0赫兹至400赫兹。
进一步地，该预稳压级根据该整流级对应输出一输出电压，该输出电压为一相对高的汇流排电压。
进一步地，该相对高的汇流排电压为400伏特至600伏特。
进一步地，该预稳压级为一升压式转换器、一升降压式转换器、一返驰式转换器、一SEPIC转换器、一推挽式转换器或一顺向式转换器。
进一步地，该整流级为二极管桥式电路。
进一步地，该光源为一冷阴极萤光灯、一外部电极萤光灯、一热极萤光灯或一纳米碳管灯，该安定器电路为一逆变器，以向该光源提供一具有高压的交流信号。
进一步地，该光源为一发光二极管，该安定器为定电流控制的电流源。
附图说明
图1为显示一应用于一广域输入电压的具由整合控制电路的发光装置的电路示意图；
图2a和图2b分别为显示依据本发明构想的较佳实施例的预稳压级的电路图；
图3a、图3b和图3c分别为显示依据本发明构想的较佳实施例的安定器电路的电路示意图。
具体实施方式
为了让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并接合附图，作详细说明如下：
通过应用本发明的技术，我们设想可工作在从低于12V(例如，5V)的直流电压到超过360V的交流电压，以及承受一相对较宽范围、从0Hz到400Hz的频率值的照明装置。这类型的装置将特别有益于发展中的国家，其电力可能以许多形式传送。
用于灯具装置的驱动器的电子元件的成本与尺寸正持续地降低。这使得灯具驱动器的电子元件更可能符合成本效益性地被包含于真正的发光装置之内。当此成为事实时，所包含的驱动器电子元件可以被设计为包括一宽广的输入电压范围，基本上使得发光装置在关系到输入电压时，是“广域”的。
尽管有一些链波，本发明在电源供应器的输入处包含一整流装置，例如一二极管桥式整流器，或其他可以将交流电力改变为直流电力的装置。其下一级是一预稳压级。图1显示了一个通用的结构，使该整流级被吸收至预稳压级中，以及耦合于一输入火线及一输入中线。在图1中，该整合控制电路(或一控制电路)包括预稳压级及耦合于该预稳压级的一光源驱动器(例如，一安定器电路)。该整合控制电路可以是整个地封入或者部分地封入该发光装置。该光源耦合于该安定器电路。该预稳压级从该整流器获取输入，以及提供一高压，其为稳定的直流汇流排电压，从400V到600V(视将使用的特定照明技术而定)。该预稳压级也可以提供功率因数校正(PFC)功能。常见的拓朴，将是一升压式转换器(包括一电感L、一二极管D以及一开关S1)，或者一返驰式转换器(包括一变压器T、一二极管D、一电容C以及一开关S1)，各自如图2a与图2b所示，也可包括一升降压式、一SEPIC、一推挽式和一顺向式转换器(均未显示)。这种由升压式转换器所推导出的拓朴，例如升压式，升降压式以及返驰式(一个隔离版本的升降压式)转换器特别地适用于一宽的输入范围，因为输出电压到输入电压的比率是切换责任周期的一个非线性的函数。由降压式转换器所推导出的拓朴，可能也可以使用，然而，它们的输出电压到输入电压的比率通常是切换责任周期的一个线性函数，其可能限制输入电压的范围，而使其超出了有用的范围。
预稳压级的输出将提供给一安定器电路，其为该类型被驱动发光装置所特有的。如果该发光装置是一个冷阴极萤光灯(CCFL)，那么安定器电路(包括在第三图A中的开关S2与S3，以及一共振槽)将提供一具相对高压的交流信号到该装置。更为常见的热阴极萤光灯管也将需要一具相对高压的交流安定器电路。这两个个案的好处是，预稳压级所提供的稳定的直流汇流排电压，容许安定器电路在性能与效率上被最适化。白光发光二极管(WLED)将由一电流源所驱动(一定电流控制串联电连接该光源)，如图3b与图3c所示。如前所述，该预稳压级所提供的高汇流排电压，可以适用于所考虑的发光装置的特定类型，以改善其效率与性能。
依传统思维将会建议：“因太过昂贵而不应考虑‘在一灯具的安定器之前增加一预稳压级’”。然而，其所增加的成本是远少于人们起先所可能预期的。该预稳压的汇流排电压容许该安电器的电磁部分(通常是最昂贵的组件)变得更小，使得额外电路的成本的冲击最小化。该预稳压的汇流排也提供更符合正弦曲线的电流波形，用于萤光照明中，其将导致更长的使用寿命。如果我们考虑到效率增加的改进，再联想到寿期的增加，那就很容易明白，来自一预稳压的发光装置所隐藏的作业成本的节省，可能远多过于支付任何由于添加的电子元件所增加的成本。
使用具有广域输入电压的发光装置的益处包括：
隐藏的较高效率——由于能量节约带来快速的投资回收；
隐藏的功率因数校正——线品质的改进；
由于预稳压带来的稳定的光输出；
易于开发新市场；
较佳的性能——可以使该安定器适用于该发光装置；
改善安全性——来自火灾与电击两方面，也没有使用错误电压的风险，因为该装置可工作于所有的电压；
易于储存与运输——因为具有“单一尺寸”；以及
萤光灯寿期的改善——预稳压提供正弦曲线的电流波形。
综上所述，本发明提供了一种可容许一个宽范围的电源供应电压的发光装置，其具有进步性与新颖性。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发光装置，包括：
一光源；
一外壳；及
一控制电路，其耦合于该光源并设置于该外壳内部，接收一具有一输入电压值与输入频率值的广域输入电压，该输入电压值与该输入频率值分别位于一相对宽的电压值范围与一相对宽的频率值范围内。
2.如权利要求1所述的发光装置，其中，该控制电路包括一整流级，该整流级接收一输入电压，该输入电压自具有相对高电压值和相对高频率值的第一电压变化至具有相对低电压值和相对低频率值的第二电压。
3.如权利要求1所述的发光装置，其中，该控制电路包括：
一预稳压级，其提供功率因数校正功能；
一整流级，其接收该广域输入电压，并耦合于该预稳压级；及
一安定器电路，其耦合于该预稳压级和该光源。
4.如权利要求3所述的发光装置，其中，该广域输入电压的相对宽的电压值范围为5伏特至360伏特，该相对宽的频率值范围为0赫兹至400赫兹。
5.如权利要求4所述的发光装置，其中，该预稳压级根据该整流级对应输出一输出电压，该输出电压为一相对高的汇流排电压。
6.如权利要求5所述的发光装置，其中，该相对高的汇流排电压为400伏特至600伏特。
7.如权利要求5所述的发光装置，其中，该预稳压级为一升压式转换器、一升降压式转换器、一返驰式转换器、一SEPIC转换器、一推挽式转换器或一顺向式转换器。
8.如权利要求2或3所述的发光装置，其中，该整流级为二极管桥式电路。
9.如权利要求2或3所述的发光装置，其中，该光源为一冷阴极萤光灯、一外部电极萤光灯、一热极萤光灯或一纳米碳管灯，该安定器电路为一逆变器，以向该光源提供一具有高压的交流信号。
10.如权利要求2或3所述的发光装置，其中，该光源为一发光二极管，该安定器为定电流控制的电流源。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109519984A (zh) * 2017-09-18 2019-03-26 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 电磁炉及其功率控制方法、功率控制装置和存储介质

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130229119A1 (en) * 2012-03-05 2013-09-05 Luxera, Inc. Dimmable Solid State Lighting System, Apparatus and Method, with Distributed Control and Intelligent Remote Control
CN109688669B (zh) * 2019-03-11 2021-01-29 福州大学 一种高功率因数无电解电容led驱动电源及其控制方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5661645A (en) * 1996-06-27 1997-08-26 Hochstein; Peter A. Power supply for light emitting diode array
US7202613B2 (en) * 2001-05-30 2007-04-10 Color Kinetics Incorporated Controlled lighting methods and apparatus
KR100910595B1 (ko) * 2003-11-06 2009-08-03 테세이 소프트웨어 디벨롭먼트 케이지, 엘엘씨 발광 장치 어레이에서 전력 효율을 최적화하기 위한 방법및 장치
KR20080099352A (ko) * 2003-12-11 2008-11-12 필립스 솔리드-스테이트 라이팅 솔루션스, 인크. 조명 소자를 위한 열 관리 방법 및 조명 고정구
US7187140B2 (en) * 2003-12-16 2007-03-06 Microsemi Corporation Lamp current control using profile synthesizer
WO2006023149A2 (en) * 2004-07-08 2006-03-02 Color Kinetics Incorporated Led package methods and systems
US7375476B2 (en) * 2005-04-08 2008-05-20 S.C. Johnson & Son, Inc. Lighting device having a circuit including a plurality of light emitting diodes, and methods of controlling and calibrating lighting devices

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109519984A (zh) * 2017-09-18 2019-03-26 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 电磁炉及其功率控制方法、功率控制装置和存储介质

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