CN102474933A - 泄放电路 - Google Patents

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Abstract

用于切相调光器(2)和发光二极管电路(3)的组合的泄放电路(1)包括用于增加选择的数目的有源电路系统(4)。该有源电路系统(4)可以包括用于限制流经该泄放电路(1)的电流的限流电路(5)。该有源电路系统(4)可以包括用于响应于检测结果而启用或停用该限流电路(5)的电压检测电路(6)，并且可以包括诸如微处理器电路(7)之类的用于控制该限流电路(5)的控制电路系统，并且可以包括用于使用从流经该发光二极管电路(3)的电流导出的信息来控制该限流电路(5)并且控制该发光二极管电路(3)的至少一部分的控制电路(9)，该发光二极管电路(3)包括反向并联的发光二极管(31-32)或串联和/或并联发光二极管(33-36)。

Description

泄放电路
技术领域
本发明涉及用于切相调光器和发光二极管电路的组合的泄放电路。本发明还涉及包括这种泄放电路的发光二极管电路、涉及包括这种泄放电路的切相调光器、以及涉及包括这种泄放电路并且还包括发光二极管电路和/或切相调光器和/或用于切相调光器的稳定负载的设备。这种发光二极管电路的示例是包括无论何种类型的一个或多个发光二极管的电路。这种设备的示例是灯、调光器和稳定负载。
背景技术
现有技术的泄放电路在通过将诸如电阻器之类的无源元件并联耦合至发光二极管电路来对发光二极管电路进行调光的同时改进切相调光器的性能。这种无源元件提供相对较少的选择。
US 2007/0182338 A1公开了一种用于调节固态照明的亮度水平的电流调节器。
发明内容
本发明的目标在于提供用于切相调光器和发光二极管电路的组合的改进的泄放电路，该泄放电路提供相对多的选择；提供包括这种泄放电路的改进的发光二极管电路；提供包括这种泄放电路的改进的切相调光器；以及提供包括这种泄放电路并且还包括发光二极管电路和/或切相调光器和/或用于切相调光器的稳定负载的改进的设备。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于切相调光器和发光二极管电路的组合的泄放电路，该泄放电路包括有源电路系统，该有源电路系统包括用于限制流经该泄放电路的电流的限流电路，该有源电路系统还包括用于使用从流经该发光二极管的电流导出的信息以用于控制该限流电路的控制电路。
通过在该泄放电路中使用有源电路系统，该泄放电路可以提供相对多的选择。
大体上因为如下事实而需要泄放电路，即发光二极管电路具有最小的阈值电压值并且只要提供具有较小电压值的电压，则发光二极管电路将不汲取电流。同时，然而，切相调光器要求最小电流以能够进行操作，诸如以稳定的方式进行操作并且检测输入电压的相位和/或过零。附加地，某些类型的调光器即使在处于关闭模式时也需要最小电流，而在灯上的电压则接近于零。
限流电路允许将流经泄放电路的电流限制到减少的值。该减少的值可以针对特定切相调光器来手动选择，或者可以响应于对特定情形的检测而自动地选择，从而减少该泄放电路的功耗。这在当前较为重要并且构成较大的优势。
从流经发光二极管电路的电流导出的信息可以有利地用于控制限流电路。
根据一个实施例，通过连接至限流电路的输入和输出的控制电路来限定泄放电路。
根据一个实施例，通过包括第一串联连接和第二串联连接的并联连接的限流电路来限定泄放电路，该第一串联连接包括第一电阻器和电压参考元件，该第二串联连接包括第二电阻器和晶体管，该晶体管的控制电极连接至第一电阻器和电压参考元件之间的互连，该互连是限流电路的输入，第二电阻器和晶体管之间的又一互连是限流电路的输出。这是容易实现的简单且低成本的实施例。电压参考元件可以是齐纳二极管，并且晶体管可以是任何类型的晶体管。
根据一个实施例，通过进一步包括电压检测电路的有源电路系统限定泄放电路，该电压检测电路用于响应于检测结果来启用或停用限流电路。电压检测电路检测供应给泄放电路和/或发光二极管电路的电压的电压值，并且基于该电压值来启用或停用限流电路。发光二极管电路仅针对供应给发光二极管电路的电压的电压值高于阈值而汲取电流。因此，泄放电路仅需要引入附加的电流，直至到达该阈值为止。这种方式进一步减少了泄放电路的功耗，这在当前较为重要并且构成较大优势。
根据一个实施例，通过包括第三电阻器和第四电阻器的第三串联连接并且包括又一晶体管的电压检测电路来限定泄放电路，该又一晶体管的控制电极连接至第三电阻器和第四电阻器之间的互连，并且该又一晶体管的主电极连接至限流电路的输入。这是容易实现的简单并且低成本的实施例。该又一晶体管可以是任何类型的晶体管。该输入例如是第一电阻器和电压参考元件之间的互连。
根据一个实施例，通过还包括控制电路系统的有源电路系统限定泄放电路，该控制电路系统诸如用于控制限流电路的微处理器电路。诸如微处理器电路之类的控制电路系统是电压检测电路的更为高级的版本并且可以提供更多的选择。
根据一个实施例，通过从流经发光二极管电路的电流导出的信息来限定泄放电路，该信息包括该电流的幅值和/或该电流的时间上的开始点或结束点，对限流电路的所述控制包括对流经泄放电路的电流的减少的值的适配、和/或对限流电路和/或有源电路系统的启用或停用。从流经发光二极管的电流导出的信息(诸如例如该电流的幅值和/或该电流的时间上的开始点或结束点)可以被有利地用于对限流电路进行控制，诸如例如对流经泄放电路的电流的减少的值的适配、和/或对限流电路和/或电路系统的启用或停用。
根据一个实施例，通过包括反向并联的发光二极管的发光二极管电路来限定泄放电路，该泄放电路还包括用于将第一电压转换成第二电压的整流器，第一电压是用于给发光二极管电路供电的AC电压，第二电压是用于给有源电路系统供电的DC电压。整流器可以包括一个二极管或两个二极管或二极管桥中的四个二极管。反向并联的发光二极管可以包括一对或多对的反向并联的发光二极管，并且可以包括两个或更多个反向并联的发光二极管串，并且可以包括发光二极管的其他反向并联的组合。
根据一个实施例，通过包括串联和/或并联发光二极管的发光二极管电路来限定泄放电路，该泄放电路还包括用于将第一电压转换成第二电压的整流器，第一电压是AC电压，而第二电压是用于给发光二极管电路和有源电路系统供电的DC电压。由于下面的事实这是一个有效的实施例，即整流器具有双项功能，并且其用于给发光二极管电路和有源电路系统这两者供电。串联和/或并联发光二极管可以包括串联发光二极管，并且可以包括并联发光二极管，并且可以包括发光二极管的其他串联和/或并联组合。
根据一个实施例，通过连接至第五电阻器与串联和/或并联发光二极管之间的互连的控制电路来限定泄放电路。经由第五电阻器，可以容易地导出信息(诸如例如电流的幅值和/或流经发光二极管电路的电流的时间上的开始点或结束点)，以用于控制限流电路，该控制是诸如例如对流经泄放电路的电流的减少的值的适配、和/或对限流电路和/或电路系统的启用或停用。
根据一个实施例，通过还连接至串联和/或并联发光二极管的两个或多个发光二极管之间的互连的控制电路来限定泄放电路，该控制电路用于进一步控制发光二极管电路的至少部分。该控制例如可以包括在时间间隔期间内使得一个或多个发光二极管的串联串短路，从而减少该串联串的最小阈值电压值。该串联串的其他发光二极管继而可以在较长的时间内汲取电流，并且泄放电路继而可以运行较短的时间，这减少了泄放电路的功耗。
根据一个实施例，通过包括调光器检测电路的有源电路系统来限定泄放电路，该调光器检测电路用于响应于检测结果来启用或停用泄放电路。优选地，这种检测电路还可以在若干类型的调光器之间进行区分，并且可以针对不同的时间间隔选择泄放电流的不同的值。基于调光器类型(所谓的“前沿”或“后沿”调光器)，其还可以用于在将泄放电路停用持续周期的一部分，例如仅在电压半周期的第一部分期间具有电流。这种方式进一步减少了泄放电路的功耗，这在当前较为重要并且构成较大的优势。
根据本发明的第二方面，提供了一种包括如上所述的泄放电路的发光二极管电路。
根据本发明的第三方面，提供了一种包括如上限定的泄放电路的切相调光器。
根据本发明的第四方面，提供了一种设备，其包括如上限定的泄放电路，并且还包括发光二极管电路和/或切相调光器和/或用于切相调光器的稳定负载。
发光二极管电路的实施例、切相调光器的实施例以及设备的实施例对应于泄放电路的实施例。
可以认识到，无源元件提供相对少的选择。基本的想法可以是：有缘元件提供相对多的选择；限流电路将用于限制流经泄放电路的电流；以及控制电路将用于使用从流经发光二极管的电流导出的信息以用于控制限流电路。
已经解决了提供一种用于切相调光器和发光二极管电路的组合的改进的泄放电路的问题，该泄放电路提供相对多的选择。又一优势是泄放电路的减少的功耗，并且简单、低成本和高效的容易实现的实施例。
将参考下面描述的实施例来说明本发明的这些和其他方面，并且这将使其变得显然。
附图说明
在附图中：
图1示出了第一配置中的切相调光器、泄放电路和发光二极管电路，
图2示出了泄放电路的第一实施例，
图3示出了第二配置中的切相调光器、泄放电路和发光二极管电路，
图4示出了泄放电路的第二实施例，
图5示出了包括泄放电路的发光二极管电路的第一实施例，
图6示出了包括泄放电路的发光二极管电路的第二实施例，
图7示出了包括泄放电路的切相调光器，以及
图8示出了包括切相调光器、泄放电路和发光二极管电路的设备。
具体实施方式
在图1中，示出了第一配置中的切相调光器2、泄放电路1和发光二极管电路3。切相调光器2的两个输入端子待耦合至未示出的(市电)电源，并且切相调光器2的两个输出端子耦合至泄放电路1的两个输入端子并且可能经由可选的电阻器91耦合至发光二极管电路3的两个输入端子。在该第一配置中，发光二极管电路3例如包括反向并联的发光二极管31和32。
并不排除又一些发光二极管以及发光二极管的其他组合。可选的电阻器91可以备选地形成发光二极管电路3的一部分。在图1中，切相调光器2被示出为使两个走线中断的块。在最低限度的情形中，切相调光器可以仅使走线之一中断，而不需要使另一个中断。在更为扩展的情形中，切相调光器可以使走线之一中断并且可以使用来自另一个走线的信息，或者可以使两个走线中断等。
泄放电路1包括整流器8，该整流器8具有形成泄放电路1的两个输入端子的两个输入端子，以及具有耦合至有源电路系统4的两个输入端子的两个输出端子。该有源电路系统4包括用于限制流经泄放电路4的电流的限流电路5与用于响应于检测结果而启用或停用限流电路5的电压检测电路6的并联连接。备选地，电压检测电路6可以被诸如微处理器电路7之类的用于控制限流电路5的控制电路系统替换。电压检测电路6的输出耦合至限流电路5的输入。
在图2中，更为详细地示出了泄放电路1的第一实施例。整流器8包括在二极管桥中的4个二极管81-84。备选地，可以使用一个或两个二极管。限流电路5包括第一串联连接和第二串联连接的并联连接。第一串联连接包括第一电阻器51和诸如齐纳二极管之类的电压参考元件52，而第二串联连接包括第二电阻器53和诸如晶体管54之类的有源元件。晶体管54的控制电极连接至第一电阻器51和电压参考元件52之间的互连。
电压检测电路6包括第三电阻器61和第四电阻器62的第三串联连接，并且包括诸如晶体管63之类的又一有源元件。又一晶体管63的控制电极连接至第三电阻器61和第四电阻器62之间的互连，而又一晶体管63的主电极连接至限流电路5的输入。
该输入例如是第一电阻器51和电压参考元件52之间的互连。并不排除除了晶体管54和63之外的有源元件。当使用微处理器电路7时，微处理器电路7的输入可以连接至限流电路5的输出。该输出例如是第二电阻器53和晶体管54之间的互连。
元件51-54形成电流源，当整流器8的输出端子处在电压阈值水平之上时，该电流源由元件61-63停用。
诸如微处理器电路7之类的控制电路系统通过分析泄放电流(在电阻器53处或跨电阻器53的电压)以及所施加的输入电压的形状而允许甚至更为智能的检测和控制。微处理器电路7经由电压签名(voltage signature)可以区分前沿和后沿，并且可以检测调光器的存在。如果不存在调光器，则泄放电路1可以保持关断，因而避免附加的消耗。通常使用三端双向可控硅开关(triac)的前沿调光器要求最大的泄放电流。可以在电压为最低时的时间段期间在电阻器53处或跨电阻器53测量实际施加的电流。微处理器电路7继而可以将受限电流调节为刚在该水平之上的值，并且因而使针对特定调光器的泄放消耗最小化。
在图3中，示出了在第二配置中的切相调光器2、泄放电路1和发光二极管电路3。切相调光器2的两个输入端子待耦合至未示出的(市电)电源，并且切相调光器2的两个输出端子耦合至泄放电路1的两个输入端子。泄放电路1包括整流器8，该整流器8形成泄放电路1的两个输入端子的两个输入端子，以及具有耦合至有源电路系统4的两个输入端子的两个输出端子。该有源电路系统4包括用于限制流经泄放电路4的电流的限流电路5与用于响应于检测结果而启用或停用限流电路5的电压检测电路6的并联连接。备选地，电压检测电路6可以被诸如微处理器电路7之类的用于控制限流电路5的控制电路系统替换。
有源电路系统4还可能包括用于将有源电路系统4的输入端子耦合至其输出端子的两个可选的电阻器91和92。有源电路系统4可以还包括例如耦合至有源电路系统4的输出端子的控制电路9，并且控制电路9具有例如耦合至限流电路5的输入的输出并且具有例如耦合至限流电路5的输出的输入。控制电路9使用从流经发光二极管电路3的电流导出的信息以用于控制限流电路5。电压检测电路6的输出耦合至限流电路5的输入。在该第二配置中，发光二极管电路3例如包括发光二极管33-36的串联串。
并不排除又一些发光二极管和发光二极管的其他组合。可选的电阻器91和92可以备选地形成发光二极管电路3的一部分。
在图4中，更详细地示出了泄放电路1的第二实施例。整流器8包括在二极管桥中的四个二极管81-84。备选地，可以使用一个或两个二极管。限流电路5包括第一串联连接和第二串联连接的并联连接。第一串联连接包括第一电阻器51和诸如齐纳二极管之类的电压参考元件52，并且第二串联连接包括第二电阻器53和诸如晶体管54之类的有源元件。晶体管54的控制电极连接至第一电阻器51和电压参考元件52之间的互连。
电压检测电路6包括第三电阻器61和第四电阻器62的第三串联连接，并且包括诸如晶体管63之类的又一有源元件。又一晶体管63的控制电极连接至第三电阻器61和第四电阻器62之间的互连，并且又一晶体管的主电极连接至限流电路5的输入。
该输入例如是第一电阻器51和电压参考元件52之间的互连。并不排除除了晶体管54和63之外的有源元件。
控制电路9具有例如耦合至有源电路系统4的输出端子的端子95和96，并且具有例如耦合至限流电路5的输入的输出端子94，并且具有例如耦合至限流电路5的输出的输入端子93。控制电路9使用从流经发光二极管电路3的电流导出的信息以用于控制限流电路5。该输出例如是第二电阻器53和晶体管54之间的互连。例如，电阻器91或92处或跨电阻器91或92的电压可以指示流经发光二极管电路3的幅值。控制电路9可以还具有耦合至相应的发光二极管33-34和34-35以及35-36之间的相应的端子97和98和99，以用于进一步控制串联串的至少一部分。
在图5中，示出了包括泄放电路1的发光二极管电路3的第一实施例。此处，发光二极管电路3包括一对或多对反向并联的发光二极管31-32。
在图6中，示出了包括泄放电路1的发光二极管电路3的第二实施例。此处，发光二极管电路3包括发光二极管33-36的一个或多个串联串。
在图7中，示出了包括泄放电路1的切相调光器2。切相调光器2还包括诸如例如三端双向可控硅开关元件电路之类的调光电路21。在图7中，调光电路21被示出为使两个走线中断的块。在最低限度的情形中，调光器电路可以仅使走线之一中断，而不需使另一个中断。在更为扩展的情形中，调光电路可以使走线之一中断并且使用来自另一走线的信息，或者可以使两个走线中断等。
在图8中，示出了包括切相调光器2、泄放电路1和发光二极管电路3的设备10。在最低限度的情形中，设备10包括泄放电路1；在更为扩展的情形中，也可以存在切相调光器2和/或发光二极管电路3和/或用于切相调光器的稳定负载。所述泄放电路1可以形成这种稳定负载的一部分。
控制电路9还可以连接至接地并且可以备选地经由电压检测电路6或经由诸如微处理器电路7之类的控制电路系统来实现。
优选地，通过为有源电路系统4提供诸如用于检测一个或多个切相的检测器之类的调光器检测电路，可以响应于检测结果而启用或停用整个泄放电路1，例如持续一个时间段，其中例如可以在每个时间段或在一个时间段之后立即做出另一检测。这种检测器可以经由诸如微处理器电路7之类的控制电路系统来实施。
本发明消除了当发光二极管电路或LED电路连接至标准调光器时可能遭受的极端闪烁的劣势。更具体地，发光二极管电路的标称功率已远低于调光器正确工作所需的最小功率，并且应该能够进一步降低该标称功率。大多数调光器在所有时刻都要求某些电流返回路径，但是例如AC-LED仅在某一阈值电压之上导通。在该阈值电压之下，将没有电流流经该负载。基于三端双向可控硅开关元件的调光器要求使三端双向可控硅开关元件保持导电的最小电流，并且例如小的改进型LED灯仅汲取已低于该水平的电流。许多调光器在被关断时仍产生可视光输出，并且显现增加的待机消耗。
本发明的附加的优势可以是自身集成了电源(不要求附加的辅助电压源，泄放电路在接近零输入电压时开始操作，并且泄放电路在灯关断时保持启用)、自限峰值电流(在市电电流中无尖峰，固有的自我保护，并且与电阻性方案相比该泄放电路功耗最小)、在高电压时的自动停用(峰值市电电流没有增加、改进的市电总谐波失真、以及最小的功耗)以及泄放电路操作的可选的自适应控制(根据进一步减少功率损耗以及增加的调光器兼容性的要求调节峰值电流，并且仅在真正需要时启用泄放电路，在未连接/未使用调光器时无功率损耗，以及可以按照其他方式将功率损耗减少50％)。
由于三端双向可控硅开关元件本身的情况，基于三端双向可控硅开关元件的调光器要求增加的泄放电流。通过增加检测装置，可以基于检测到的需求而适配电流源的电流水平。另一感兴趣的方面在于，基于调光器的类型，仅每个半周期的前一半或后一半需要启用泄放电路。因而，当使用调光器时，检测装置可以停用电流源约达该时间的一半。如果连接至一个调光器的灯多于一个，则每个灯的泄放电流的要求减少。可以使能检测装置以检测该情形并且相应地减少电流设置以减少功率损耗。最后，如果未使用调光器，则可以通过完全停用泄放电路来使功耗最小化。
综上所述，用于切相调光器2和发光二极管电路3的组合的泄放电路1包括有源电路系统4以增加选择的数目。有源电路系统4可以包括用于限制流经泄放电路1的电流的限流电路5。有源电路系统4可以包括用于响应于检测结果而启用或停用限流电路5的电压检测电路6，并且可以包括诸如处理器电路7之类的用于控制限流电路5的控制电路系统，并且可以包括用于使用从流经发光二极管电路3的电流导出的信息以用于控制限流电路5和控制发光二极管电路5的至少一部分的控制电路9，该发光二极管电路3包括反向并联的发光二极管31-32或串联和/或并联发光二极管33-36。
虽然已经在附图和前面的描述中详细地示出和描述了本发明，但是这些图示和描述应被认为是说明性或示例性的，而非限制性的；本发明并不限于所公开的实施例。例如，可以在所公开的不同实施例的不同部件组合成新的实施例中实施本发明。
本领域技术人员通过对附图、公开内容和所附的权利要求书的研究，在实践所请求保护的本发明时可以理解和实现对所公开的实施例的其他变型。在权利要求书中，词语“包括”并不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”并不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现在权利要求书中记载的若干项的功能。在互相不同的从属权利要求中记载某些方案的单独事实并不表明无法有利地使用这些方案的组合。权利要求书中的任何参考符号不应解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种用于切相调光器(2)和发光二极管电路(3)的组合的泄放电路(1)，所述泄放电路(1)包括有源电路系统(4)，所述有源电路系统(4)包括用于限制流经所述泄放电路(1)的电流的限流电路(5)，所述有源电路系统(4)还包括用于使用从流经所述发光二极管电路(3)的电流导出的信息以用于控制所述限流电路(5)的控制电路(9)。
2.根据权利要求1所述的泄放电路(1)，所述控制电路(9)连接至所述限流电路(5)的输入和输出。
3.根据权利要求2所述的泄放电路(1)，所述限流电路(5)包括第一串联连接和第二串联连接的并联连接，所述第一串联连接包括第一电阻器(51)和电压参考元件(52)，所述第二串联连接包括第二电阻器(53)和晶体管(54)，所述晶体管(54)的控制电极连接至所述第一电阻器(51)和所述电压参考元件(52)之间的互连，所述互连为所述限流电路(5)的输入，所述第二电阻器(53)和所述晶体管(54)之间的又一互连为所述限流电路(5)的输出。
4.根据权利要求1所述的泄放电路(1)，所述有源电路系统(4)还包括用于响应于检测结果而启用或停用所述限流电路(5)的电压检测电路(6)。
5.根据权利要求4所述的泄放电路(1)，所述电压检测电路(6)包括第三电阻器和第四电阻器(61、62)的第三串联连接，并且包括又一晶体管(63)，所述又一晶体管(63)的控制电极连接至所述第三电阻器和所述第四电阻器(61、62)之间的互连，并且所述又一晶体管(63)的主电极连接至所述限流电路(5)的输入。
6.根据权利要求1所述的泄放电路(1)，所述有源电路系统(4)还包括诸如微处理器电路(7)之类的用于控制所述限流电路(5)的控制电路系统。
7.根据权利要求1所述的泄放电路(1)，从流经所述发光二极管电路(3)的电流导出的所述信息包括该电流的幅值和/或该电流的时间上的开始点或结束点，对所述限流电路(5)的所述控制包括对流经所述泄放电路(1)的电流的减少的值的适配和/或对所述限流电路(5)和/或所述有源电路系统(4)的启用或停用。
8.根据权利要求1所述的泄放电路(1)，所述发光二极管电路(3)包括反向并联的发光二极管(31、32)，所述泄放电路(1)还包括用于将第一电压转换成第二电压的整流器(8)，所述第一电压是用于给所述发光二极管电路(3)供电的AC电压，并且所述第二电压是用于给所述有源电路系统(4)供电的DC电压。
9.根据权利要求1所述的泄放电路(1)，所述发光二极管电路(3)包括串联和/或并联的发光二极管(33-36)，所述泄放电路(1)还包括用于将第一电压转换成第二电压的整流器(8)，所述第一电压是AC电压，并且所述第二电压是用于给所述发光二极管电路(3)和所述有源电路系统(4)供电的DC电压。
10.根据权利要求9所述的泄放电路(1)，所述控制电路(9)连接至第五电阻器(91、92)与所述串联和/或并联的发光二极管(33-36)之间的互连。
11.根据权利要求10所述的泄放电路(1)，所述控制电路(9)还连接至所述串联和/或并联的发光二极管(33-36)的两个或多个发光二极管之间的互连，以用于进一步控制所述发光二极管电路(3)的至少一部分。
12.根据权利要求1所述的泄放电路(1)，所述有源电路系统(4)包括用于响应于检测结果而启用或停用所述泄放电路(1)的调光器检测电路。
13.一种包括根据权利要求1所述的泄放电路(1)的发光二极管电路(3)。
14.一种包括根据权利要求1所述的泄放电路(1)的切相调光器(2)。
15.一种包括根据权利要求1所述的泄放电路(1)的设备(10)，所述设备(10)还包括发光二极管电路(3)和/或切相调光器(2)和/或用于切相调光器(2)的稳定负载。
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