CN103731950B - 照明装置及其降压方法 - Google Patents

Abstract

一种照明装置及其降压方法，其中该照明装置包括：交流电源发生器，用于产生供照明装置其他器件和电路使用的交流电源；m个负载组件，每两个相邻的负载组件分别在各组件的首尾两端交替形成首端共接点和尾端共接点；以及m‑1个均流元件，每个均流元件分别连接在所述首端共接点和尾端共接点之一和该交流电源发生器的两个输出端口之一之间；其中所述m个负载组件包括m‑n个低阻抗负载组件。本申请可以降低交流电源发生器的输出电压，且造价低廉。

Description

照明装置及其降压方法

技术领域

本申请涉及一种照明装置，特别是涉及一种具有降压功能的照明装置及其降压方法。

背景技术

在现有的很多国际安全标准中，对发光二极管（LED）照明装置驱动电路的输出电压均有相关的限制，这些国际安全标准例如包括IEC61347-2-13和UL1310等。在IEC61347-2-13中，规定LED驱动器的输出电压只有在≤50Vac RMS或120Vdc的条件下，才能满足SELV（超低安全电压）的要求；在UL1310中，规定LED驱动器的输出电压只有在≤42.4Vac RMS或60Vdc的条件下，才能满足SELV的要求。

然而在某些应用场合下，因为要用到大量的LED灯管来满足照明需求。在这种情形下，就需要将多串LED并联使用，以避免输出电压超过安全标准的限制。然而，使用过多的LED串，会使整个系统的相关配套器件变多，系统变得更加复杂，而且成本也大幅增加。

图1示出现有技术中的一种可接多串LED的LED照明装置，其中位于交流电源发生器中的变压器Tr次级侧右方的均流器件及相关保护电路均集成于LED灯板侧，其余左侧电路均集成于交流电源发生器侧。所述交流电源发生器产生的电源为一交流电流源，用于给照明装置的位于Tr次级侧右方的器件和电路供电。在某种情形下，由于需要在每一串上串接较多数目的LED以满足照明要求，导致该交流电流源的输出端口的电压（即变压器次级输出端的电压）较高，从而很有可能无法满足SELV的要求，即高于诸如IEC61347-2-13或UL1310等对超低安全电压规定的上限值。

而且，有时候为了满足标准化生产的要求，每串LED数目必须保持一致，这样就更加导致了LED并联串数及每串LED的配套器件的成倍增加，极大地抬高了照明装置的总体成本。

因此如何发展一种可改善上述公知技术缺陷的具有降压功能的照明装置，使其能够在花费较小成本的情形下满足SELV要求，实为目前迫切需要解决的课题。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本申请的目的在于提供一种照明装置及其降压方法，用于允许降低照明装置中的交流电源发生器两端的电压，使其满足安全电压等要求，同时又不会大幅度增加电路成本。

本发明的进一步的目的在于在满足照明要求的同时降低所述交流电源发生器两端的输出电压，以使其符合安全标准，且所述照明装置处于正常的工作状态。

根据本申请的一个方案，其提供一种照明装置，包括交流电源发生器，用于产生供照明装置其他器件和电路使用的交流电源；m个负载组件，其中，第一负载组件一端电性连接于所述交流电源发生器，另一端与第二负载组件的一端电性连接于第一共接点；第i负载组件一端与第i-1负载组件的一端电性连接于第i-1共接点，第i负载组件另一端与第i+1负载组件的一端电性连接于第i共接点；第m负载组件一端与其紧邻的第m-1负载组件的一端电性连接于第m-1共接点，第m负载组件另一端电性连接于所述交流电源发生器；以及m-1个均流元件，其中，第一均流元件电性连接于所述交流电源发生器和第一共接点之间，第i-1均流元件电性连接于所述交流电源发生器和第i-1共接点之间，第i均流元件电性连接于所述交流电源发生器和第i共接点之间，第m-1均流元件电性连接于所述交流电源发生器和第m-1共接点之间，所述均流元件用以平衡流过与其相连接的两个所述负载组件的电流；其中，基于所述交流电源发生器的极性，每两个相邻的负载组件之间极性相反且分别工作于所述交流电源的正半周期或负半周期；以及所述m个负载组件中包括m-n个低阻抗负载组件，用以降低所述交流电源发生器的输出电压，其中m、n和i均为正整数，且m≥3，m>n≥1，以及m＞i＞1。

根据本发明的实施例，其中所述m个负载组件中还包括n个发光负载组件，每个所述低阻抗负载组件中的低阻抗负载的阻抗值小于任意一个发光负载组件中的发光负载的阻抗值。

根据本发明的实施例，每个所述发光负载组件包括：LED组，由至少一个LED彼此串联连接而形成；滤波电路，与所述LED组并联连接；以及保护电路，与所述LED组并联连接。

据本发明的实施例，其中每个所述负载组件包括整流元件，所述整流元件与所述发光负载组件中的发光负载或所述低阻抗负载组件中的低阻抗负载同极性地串联连接。

根据本发明的实施例，其中所述整流元件为整流二极管。

根据本发明的实施例，其中每个所述负载组件上的电流均相等。

根据本发明的实施例，其中所述低阻抗负载组件的低阻抗负载为导线或正向导通的二极管。

根据本发明的实施例，其中所述均流元件的每一个为电容。

根据本发明的实施例，其中所述m-n个低阻抗负载组件被设置于所述n个发光负载组件一侧，或将所述m-n个低阻抗负载组件分成两组且分别设置于所述n个发光负载组件两侧。

根据本发明的实施例，其中所述交流电源发生器由谐振式直流-交流转换器构成。

根据本发明的实施例，其中所述谐振式直流-交流转换器包括：半桥开关电路，由两个串联连接的开关元件组成，其将直流输入电压转换为直流方波并从所述两个开关元件的共接点输出；以及谐振槽，由串联连接的谐振电容、谐振电感以及变压器组成，用以接收来自所述半桥开关电路的直流方波并将其转换为交流电流源，并由该变压器的次级侧输出至所述负载组件。

根据本发明的实施例，其中当没有设置所述m-n个低阻抗负载组件时，所述n个发光负载组件的每一个发光负载组件上的电流为第一电流，且所述交流电源发生器的输出电压为第一电压，当设置了所述m-n个低阻抗负载组件时，调整所述交流电源发生器的输出电流为m/n倍的所述第一电流，从而使得所述m个负载组件的每一个上的第二电流等于该第一电流，并使得所述交流电源发生器输出的第二电压被降低为n/m倍的所述第一电压。

根据本申请的一个方案，其提供一种照明装置的降压方法，该方法包括以下步骤：在m个负载组件中设置m-n个低阻抗负载组件，以形成如权利要求1至11的任意一个所述的照明装置，其中所述低阻抗负载组件用以降低所述照明装置中的交流电源发生器的输出电压。

根据本发明的实施例，该方法还包括以下步骤：在所述m个负载组件中设置n个发光负载组件，且在没有设置所述m-n个低阻抗负载组件时，所述n个发光负载组件的每一个发光负载组件上的电流为第一电流，且所述交流电源发生器的输出电压为第一电压，当设置了所述m-n个低阻抗负载组件时，调整所述交流电源发生器的输出电流为m/n倍的所述第一电流，从而使得所述m个负载组件的每一个上的第二电流等于该第一电流，并使得所述交流电源发生器输出的第二电压被降低为n/m倍的所述第一电压。

本申请将至少一个低阻抗负载组件设置到照明装置的多个发光负载组件中，利用这些低阻抗负载组件作为降压电路来降低照明装置中的交流电源发生器的输出端口的输出电压，从而满足了安全用电要求。本申请在满足照明要求的同时降低所述交流电源发生器两端的输出电压，以使其符合安全标准，且不会影响所述照明装置的正常工作状态。本申请的照明装置具有结构简单、易于配置和使用、以及成本低廉等优点。

附图说明

参见如下的附图来详细描述配置和实施例，其中以相同的附图标记指代相同的元件。

图1为示出根据现有技术的一个实施例的照明装置驱动电路的电路图

图2为示出根据现有技术的另一个实施例的照明装置驱动电路的电路图

图3为示出根据本申请第一实施例的照明装置的原理图

图4为示出根据本申请第一实施例的一个示例性照明装置的电路图

图5为示出根据本申请第一实施例的另一个示例性照明装置的电路图

图6为示出根据本申请第二实施例的照明装置的电路图

图7为示出根据本申请第三实施例的照明装置的电路图

图8为示出根据本申请第四实施例的照明装置的电路图

图9为示出根据本申请第五实施例的照明装置的电路图

图10为示出根据本申请第六实施例的照明装置的电路图

其中，附图标记说明如下：

Vin：直流输入电压；

S1～S2：开关元件；

Cs：谐振电容；

Ls：谐振电感；

Tr：变压器；

LED1～LED（n）：LED组；

Co1～Co（n）：滤波电路；

P1～P（n）：保护电路；

D1～D（m）：整流元件；

C1～C（m-1）：均流元件；

Vab：交流电源发生器的输出电压；

V1～V2：LED负载1及LED负载2上的电压；

Vo：当没有设置低阻抗负载组件时，交流电源发生器的输出电压；

Vc1～Vc2：均流电容1和均流电容2上的电压；

Io：当没有设置低阻抗负载组件时，流过发光负载组件的电流。

具体实施方式

以下将结合附图具体描述本申请的多个实施方式。为明确说明起见，多个实施例的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实施例的细节不应该被用以限制本申请。

为了描述的方便或清楚起见，附图中示出的尺寸可被夸大、省略或示意性地示出。并且，元件的尺寸无须严格按比例示出。

图3为根据本申请第一实施例的照明装置的原理图。

对于采用多串并联LED组构成的照明装置而言，为了改善流经各串LED的电流的不均匀问题，本领域中已经开发和应用了许多关于发光二极管组件的电流平衡技术。其中，在由本申请人于2012年4月11日提交的中国专利申请No.201210106272.0且发明名称为“电流平衡电路”的申请文件中，具体公开了一种利用电容的安培-秒平衡（Amp-Second Balance）特性实现并联 连接的多个LED串之间的电流平衡电路，本申请的照明装置就是在此电流平衡电路的基础上进一步发展形成的。

图1和图2的电路结构基本示出了前述申请中的电流平衡电路的配置和连接关系。概括而言，上述电流平衡电路的工作原理是：将均流电容分别依序连接在照明装置的交流电源的第一和第二输出端口之一与每两串首尾连接但方向相反的LED的共接点之间，由于电容的电荷平衡特性，顺向流过每个均流电容的平均电流值会等于反向流过该均流电容的平均电流值，因此就使得相邻的两串LED负载的电流平均值相等。

本申请的照明装置是在上述电流平衡电路的基础上增加了降压功能。

如图3所示，本申请所采用的LED照明装置包括：交流电源发生器，用于产生交流电流源以给照明装置的其他器件和电路供电；分别设置在该交流电源发生器的两个输出端口的均流电容1～2；两个首尾连接但方向相反的发光负载组件（后称LED负载组件），各自包括由LED灯串组成的LED组、滤波电路以及保护电路（图3中以LED负载1和LED负载2表示），其中LED负载1的组件的一端连接LED负载2的组件一端以形成共接点，并经由均流电容1而连接至交流电源发生器的一个输出端口，LED负载1的组件的另一端连接至交流电源发生器的另一输出端口，以及LED负载2的组件的另一端经由均流电容2而连接至交流电源发生器的该另一输出端口；以及一个低阻抗负载组件，其中该低阻抗负载组件包括低阻抗负载。这里，低阻抗负载的阻抗值明显低于正常工作的LED负载组件的LED负载的阻抗值，例如，低阻抗负载的阻抗值可以约为照明装置的LED负载1或LED负载2的阻抗值的1/3或更小，乃至可以小到几乎为0。所述低阻抗负载例如可以是一段导线或一个正向导通的二极管等。

本申请的照明装置还包括连接在低阻抗负载组件中以及各LED负载组件中的整流元件（例如图3所示的整流器1～3），其中整流器1串接在LED负载1上并与其LED的导通方向相同，整流器2串接在LED负载2上并与其LED的导通方向相同，但与整流器1方向相反，而整流器3串接在低阻抗负载上并与整流器2方向相反。这种设置是为了保证LED负载1和低阻抗负载在交流电源的正半周期内正常工作，LED负载2在交流电源的负半周期内正常工作，且均流电容1和均流电容2能够平衡流过LED负载1、LED 负载2和低阻抗负载的平均电流，使得流过它们的平均电流相等。

由于均流电容1～2的安培-秒平衡特性，流过LED负载1～2以及低阻抗负载这三个组件的电流平均值相等，则LED负载1上的电压V1的数值基本等于LED负载2上的电压V2的数值，但方向相反。在没有接入如虚线所标出的低阻抗负载组件时，在保证LED负载1～2正常工作的状态下，假设LED负载1或2上的电压V1=V2=Vo，且流过LED负载1或2的电流为Io，则交流电源发生器的输出端口电压Vab的幅值就等于Vo。当接入低阻抗负载组件后，通过调节交流电源发生器的配置来改变交流电源发生器的输出电流，使其等于没有接入低阻抗负载组件时的交流电源发生器的输出电流Io的3/2倍，从而使流过LED负载1～2的电流保持不变（即等于没有接入低阻抗负载组件时流过各LED负载1～2的电流Io），且流过低阻抗负载组件的电流也为Io，因为低阻抗负载上的电压显著低于LED负载1～2上的电压，可将其忽略，因此LED负载1上的电压V1和LED负载2上的电压V2仍然是数值等于Vo而方向相反。此时，在Vab、Vc1、Vc2、V1和V2之间满足由以下关系式组成的方程式组：

Vab=Vc2；

Vab=Vc1+V1；

-Vab=Vc1+Vc2+V2

V1=-V2=Vo

其中Vc1为均流电容1上的电压，Vc2均流电容2上的电压。

通过计算上述方程式组可知，均流电容2上会产生正的直流偏置电压Vc2=（2/3）*Vo，均流电容1上会产生负的直流偏置电压Vc1＝-（1/3）*Vo。这两个直流偏置电压会使所述输出端口电压Vab等于（2/3）*Vo，从而实现了降压功能。而且对于LED负载1～2的每一个而言，其工作电流和电压在设置低阻抗负载组件前后均保持不变，因此能够一直保持正常工作状态。

需要指出的是，当要求满足较高的照明需求时，可以在该照明装置中增加LED负载或在每个LED负载中增加LED个数，其中在增加LED负载时会增加每串LED负载所需要的滤波电路、保护电路等配套器件，抬高了照明装置的总体成本；而在每个LED负载中增加LED个数时，为了保证照明装置正常工作，需要保证交流电源发生器的输出电流保持不变，此时流过每 个LED负载的电流也保持不变（等于Io），但每个LED负载中总负载的增大会导致该LED负载两端电压的升高，这样会引起交流电源发生器的输出电压升高（大于Vo），此时在照明装置中增加低阻抗负载组件，可以降低该交流电源发生器的输出电压（小于或等于Vo），使其符合安全标准。

所以，为了满足较高的照明需求而在原照明装置中的每个LED负载中增加LED个数时，可以通过低阻抗负载组件降低交流电源发生器的输出电压，在保证照明装置正常工作的前提下使该输出电压不会超出安全标准的限制，提高了该照明装置的安全性能，使得照明系统更加容易配置和安装，同时增加低阻抗负载不会加入额外的滤波电路和保护电路，大大降低了成本。

须注意，在本发明的上述实施例及下面将要述及的实施例中，各关系式中的等号关系以及照明装置的电路中的电压和电流的相等关系实际上均为近似等于，在电路实际运行中应该将信号误差、导线及低阻抗元件等的阻抗及功率损耗等因素考虑在内。

图4为基于图3的原理图的一个示例性照明装置的电路图。其中，该照明装置中的交流电源发生器包括直流输入电压Vin和谐振式直流-交流转换器。该谐振式直流-交流转换器包括：由开关元件S1与S2构成的半桥开关电路，其将直流输入电压Vin转换为直流方波；以及由谐振电感Ls、谐振电容Cs以及变压器Tr构成的谐振槽，用以接收来自半桥开关电路的直流方波并将其转换为交流电流源，并由该变压器Tr的次级侧输出，以给右侧的器件和电路供电。

该照明装置还包括均流电容C1～C2、整流二极管D1～D3、以及两个LED负载组件和一个低阻抗负载组件，其中低阻抗负载组件中的低阻抗负载由导线构成。每组LED负载组件上分别包括滤波电容Co1～Co2、保护电路P1～P2、以及各自由多个LED灯串组成的LED组（图4中以LED1和LED2表示）。

如图4所示，包含整流二极管D3的低阻抗负载组件上会流过同LED1组件和LED2组件上同样大小的电流，但该低阻抗负载组件上仅有均流电容C2承受大部分电压，因此在均流电容C2会有一个上正下负的直流偏置电压产生。基于与上述方程式组相同的关系式，可以计算出该均流电容C2上的直流偏置电压等于（2/3）*Vo。同理在均流电容C1上也会有一个上负下正 的直流偏置电压产生，该直流偏置电压等于-（1/3）*Vo。这两个直流偏置电压会使得变压器Tr次级侧的输出电压小于LED1或LED2上的电压，即等于（2/3）*Vo，从而实现了降压功能。

图5为基于图3的原理图的另一个示例性照明装置的电路图。与图4示出的照明装置不同的地方在于，与整流二极管D3串联的低阻抗负载从一段导线变为一个同极性地串联的二极管D4，即二极管D4与LED1的极性相同。

如图5所示，由整流二极管D3和负载二极管D4构成的低阻抗负载组件上会流过与LED1、LED2组件上同样大小的电流，但该低阻抗负载组件上仅有均流电容C2承受大部分电压。基于与上述方程式组相同的关系式，可以计算出在均流电容C2会有一个上正下负的直流偏置电压（等于（2/3）*Vo）产生。同理在均流电容C1上也会有一个上负下正的直流偏置电压（等于-（1/3）*Vo）产生。这两个直流偏置会使变压器Tr次级侧的输出电压小于LED1或LED2上的电压，即等于（2/3）*Vo，从而实现了降压功能。

图6给出了本申请的照明装置的第二实施例。与图4示出的照明装置不同的地方在于将LED2负载设置为与整流二极管D3串联，而原来与整流二极管D3串联的低阻抗负载（例如导线）被设置为与整流二极管D2串联。该照明装置中的交流电源发生器的配置与本申请的第一实施例相同，即，在设置了低阻抗负载组件之后，同样需要使该交流电源发生器的输出电流增加至没有接入低阻抗负载组件时的交流电源发生器的输出电流Io的3/2倍，以保持每个负载组件上的电流不变。

如图6所示，由整流二极管D2构成的低阻抗负载组件上会流过与LED1、LED2组件上同样大小的电流，但该低阻抗负载组件上仅有均流电容C1～C2能承受大部分电压。基于与上述方程式组类似的关系式，可以计算出在均流电容C1～C2上均会有一个上负下正的直流偏置电压（等于-（1/3）*Vo）产生。该直流偏置会使变压器次级侧的输出电压幅值小于LED负载上的电压，即等于（2/3）*Vo，从而实现了降压功能。

图7给出了本申请的照明装置的第三实施例。与图6示出的照明装置不同的地方在于将LED1负载设置为与整流二极管D2串联，原来与整流二极管D2串联的作为低阻抗负载的导线被设置为与整流二极管D1串联。该照明装置中的交流电源发生器的配置与本申请的第一和第二实施例相同，即， 在设置了低阻抗负载组件之后，同样需要使该交流电源发生器的输出电流增加至没有接入低阻抗负载组件时的交流电源发生器的输出电流Io的3/2倍，以保持每个负载组件上的电流不变。

如图7所示，包含整流二极管D1的低阻抗负载组件上会流过与LED1、LED2组件上同样大小的电流，但该低阻抗负载组件上仅有均流电容C1能承受大部分电压。基于与上述方程式组类似的关系式，可以计算出在均流电容C1上会有一个上正下负的直流偏置电压（等于（2/3）*Vo）产生。同理在均流电容C2上也会有一个上负下正的直流偏置电压（等于-（1/3）*Vo）产生。这两个直流偏置电压会使变压器Tr次级侧的输出电压小于LED负载上的电压，即等于（2/3）*Vo，从而实现了降压功能。

图8给出了本申请的照明装置的第四实施例。与图7示出的照明装置不同的地方在于LED1负载也被低阻抗负载的导线取代。该照明装置中的交流电源发生器的配置与本申请的第一至第三实施例原理相同，但在设置了低阻抗负载组件之后，需要使交流电源发生器的输出电流增加至没有接入低阻抗负载组件时的交流电源发生器的输出电流Io的3倍，以保持每个负载组件上的电流不变。

如图8所示，分别包含整流二极管D1和D2的两个阻抗负载组件的每一个低阻抗负载组件上均会流过与LED2组件上同样大小的电流，但这两个阻抗负载组件上仅有均流电容C1和C2分别承受大部分电压。基于与上述方程式组类似的关系式，可以计算出在均流电容C1上会有一个上正下负的直流偏置电压（等于（1/3）*Vo）产生。同理在均流电容C2上也会有一个上负下正的直流偏置电压等于-（2/3）*Vo）产生。这两个直流偏置电压会使变压器Tr次级侧的输出电压小于LED负载上的电压，即等于（1/3）*Vo，从而实现了降压功能。

图9给出了本申请的照明装置的第五实施例。该照明装置包括均流电容C1～C3、整流二极管D1～D4、三个LED负载组件包括滤波电容Co1~Co3和保护电路P1~P3以及各自由多个LED灯串组成的LED组（图9中以LED1、LED2和LED3表示），以及一个低阻抗负载组件包括导线。该照明装置中的交流电源发生器的配置与本申请的第一至第四实施例原理相同，但在设置了低阻抗负载组件之后，需要使交流电源发生器的输出电流增加至没有接入 低阻抗负载组件时的交流电源发生器的输出电流Io的4/3倍，以保持每个阻抗负载组件上的电流不变。

如图9所示，包含整流二极管D4的低阻抗负载组件上会流过与LED1、LED2、和LED3组件上同样大小的电流，但该低阻抗负载组件上仅有均流电容C3承受大部分电压。基于与上述方程式组类似的关系式，可以计算出在均流电容C3上会有一个上负下正的直流偏置电压（等于-（3/4）*Vo）产生。同理在均流电容C2上会有一个上正下负的直流偏置电压（等于（2/4）*Vo）产生，而在均流电容C1上会有一个上负下正的直流偏置电压（等于-（1/4）*Vo）产生。该直流偏置会使变压器Tr次级侧的输出电压小于LED负载上的电压，即等于（3/4）*Vo，从而实现了降压功能。

从以上实施例可以看出，本申请的具有降压功能的照明装置是在前述中国专利申请No.201210106272.0所披露的电流平衡电路的基础上发展起来的。本申请的技术方案可以理解为，在上述电流平衡电路中的多个LED负载组件中，可以采用低阻抗负载替换其中的一个或部分LED负载组件中原有的LED负载，以形成一个或数个低阻抗负载组件，在使得保留下来的多个LED负载组件上的工作电流保持不变的条件下，交流电源发生器两端输出的电压会由于低阻抗负载组件的存在而下降，从而实现一定程度的降压功能。

或者，本申请的技术方案也可以理解为，在上述电流平衡电路中的多个LED负载组件保持不变的情形下，额外增加一个或数个低阻抗负载组件并使它们延续同样的负载组件连接关系，即每两个相邻的两个低阻抗负载组件或在相邻的LED负载组件与低阻抗负载组件之间依序在各组件首尾两端形成共接点，并将均流电容分别接在这些共接点和交流电源发生器的输出端口之一之间。此时，通过升高交流电源发生器的输出电流以使各负载组件保持与接入所述低阻抗负载组件之前同样的工作电流，在此条件下，交流电源发生器两端的输出电压会由于低阻抗负载组件的存在而下降，从而实现一定程度的降压功能。

综上所述，在保持如上所述的电路配置和连接关系的基础上，可以归纳出本申请的更具概括性的实施例（第六实施例）。图10示出了根据本申请第六实施例的照明装置的电路图。该照明装置中的交流电源发生器的配置与 本申请的第一至第五实施例原理相同。

根据本申请的实施例，提供一种照明装置，包括：交流电源发生器，用于产生供照明装置其他器件和电路使用的交流电源；m个负载组件，其中，第一负载组件一端电性连接于所述交流电源发生器，另一端与第二负载组件的一端电性连接于第一共接点；第i负载组件一端与第i-1负载组件的一端电性连接于第i-1共接点，第i负载组件另一端与第i+1负载组件的一端电性连接于第i共接点；第m负载组件一端与其紧邻的第m-1负载组件的一端电性连接于所述第m-1共接点，第m负载组件另一端电性连接于所述交流电源发生器；以及m-1个均流元件，其中，第一均流元件电性连接于所述交流电源发生器和第一共接点之间，第i-1均流元件电性连接于所述交流电源发生器和第i-1共接点之间，第i均流元件电性连接于所述交流电源发生器和第i共接点之间，第m-1均流元件电性连接于所述交流电源发生器和第m-1共接点之间，用以平衡流过所述m个负载组件所接收的来自所述交流电源发生器的输出电流；其中，基于所述交流电源发生器的极性，每两个相邻的负载组件之间极性相反且分别工作于所述交流电源的正半周期或负半周期；以及所述m个负载组件中包括m-n个低阻抗负载组件，用以降低所述交流电源发生器输出的电压值，其中m、n和i均为正整数，且m≥3，m>n≥1，以及m＞i＞1。

具体而言，如图10所示，假设本申请的照明装置一共包括m个负载组件，每个负载组件包括至少一个整流元件，所述至少一个整流元件与该负载组件中的负载串联连接，并且每两个相邻的负载组件分别在首尾两端交替形成首端共接点和尾端共接点。在所述m个负载组件中有n个负载组件为照明装置的发光负载组件，而m-n个负载组件为低阻抗负载组件，其中的低阻抗负载例如为导线或正向导通的二极管。

所述照明装置还包括m-1个均流元件，每个均流元件分别连接在所述首端共接点和尾端共接点之一与该照明装置中的交流电源发生器的两个输出端口之一之间，其中连接首端共接点的均流元件与该交流电源发生器的第一输出端口连接，而连接尾端共接点的均流元件与该交流电源发生器的第二输出端口连接。

其中所述m-n个低阻抗负载组件中的低阻抗负载的阻抗值明显低于所述 m个负载组件的其他负载组件中的负载阻抗值，该低阻抗负载的阻抗值可以是其他负载组件中的阻抗值（发光负载阻抗值）的1/3或更小，乃至可以小到几乎为0。

根据本申请的实施例，所述m-1个均流元件的每一个均流元件可以为均流电容C1～C（m-1）。

根据本申请的实施例，在形成共接点的每两个相邻的负载组件中，一个负载组件上的整流元件的导通方向与另一个负载组件上的整流元件的导通方向相反，也就是说，假设两个负载组件在其首端形成了一个共接点，一个负载组件上的整流元件的导通方向是从此共接点朝向此负载组件的尾端，则另一个负载组件上的整流元件的导通方向就应该是从该另一个负载组件的尾端朝向该共接点。

根据本申请的实施例，所述整流元件的每一个整流元件可以为整流二极管D1～D（m）。

所述照明装置的n个发光负载组件可以包括：LED组，其中LED组分别由至少一个LED灯管彼此串联连接而形成的灯串LED1～LED（n）；滤波电路（例如为滤波电容）Co1～Co（n），分别与所述LED组件LED1～LED（n）并联连接；以及保护电路P1～P（n），分别与所述LED组件并联连接。

在未设置低阻抗负载组件时，此时交流电源发生器的输出端电压Vab等于所有n个发光负载组件的LED组上的负载电压之和的1/n，即等于每个发光负载组件两端的电压（假设为Vo）。若该电压无法满足低电压要求，则可接入如图10所示的m-n个低阻抗负载组件，并且使交流电源发生器的输出电流增加至原来的m/n倍，使得一共m个负载组件中每个负载组件上的电流保持不变。在这种情况下，原来每串LED负载的工作状态不变，但变压器Tr的次级侧输出的交流电压幅值Vab=（n/m）*Vo，从而实现了降压功能。

需要指出的是，m-n个低阻抗负载组件的设置位置可以是随机的，即，可以设置于m个负载组件的任意位置，但是，其较佳设置方式是将它们设置于n个发光负载组件的两侧之一、或将m-n个低阻抗负载组件分成两组且分别设置于n个发光负载组件的两侧，因为若是在两侧的负载组件中设置的是LED负载，会对其滤波电容有更高的要求。将n个LED负载设置在中间位 置就可以降低对其滤波电容的要求。

对于采用多串LED构成其发光负载组件的照明装置而言，最典型和最常见的降压功能应用方式是m=8，n=6，即采用6个LED负载组件加2个低阻抗负载组件的形式。但本申请的实施例不限于此，较为常见的还有m=3，n=1或m=3，n=2等等。

理论上，低阻抗负载组件的个数m-n可以是小于m的任意数值，例如m=10，n=1，m-n=9。但是低阻抗负载组件的个数m-n的较佳设置方式是刚好将交流电源发生器的输出电压的幅值降低到安全电压阈值以下即可，没必要额外增加过多的低阻抗负载组件，因为额外增加的低阻抗负载组件会给整个照明装置带来额外的功率损耗。

图3至图10中示出的交流电源发生器的输出端的电压极性、各LED组件两端的电压极性、以及各均流电容两端的电压极性等均是以交流电源发生器的正半周电流输出（交流电源发生器的输出端的上端为正、下端为负）为例而示出，在交流电源发生器的负半周电流输出时，上述极性均与上述图示相反。

本申请的交流电源发生器、LED负载组件、低阻抗负载组件、均流元件和整流元件等的具体实现不仅仅局限于上述实施例，也可以采用其他方式实现。

本申请的照明装置也可以是除了LED照明装置之外的其他类型的照明装置，例如OLED照明装置等。

根据本申请的一个实施例，还提供一种照明装置的降压方法，其包括设置如上所述的照明装置中的低阻抗负载组件以降低交流电源发生器的输出电压。其中，在该照明装置中的n个发光负载组件上的工作电流与其在没有设置m-n个低阻抗负载组件时的工作电流保持不变的条件下，当将m-n个低阻抗负载组件连接至所述n个发光负载组件以形成总共m个负载组件时，则交流电源发生器的输出电压被降为其在没有设置m-n个低阻抗负载组件时的输出电压的n/m倍，其中m和n均为正整数，且m≥3，n≥1，以及m>n。

具体而言，该照明装置的降压方法包括以下步骤：在m个负载组件中设置m-n个低阻抗负载组件，以形成如上所述的照明装置，其中所述低阻抗负载组件用以降低所述照明装置中的交流电源发生器的输出电压。

该方法还包括以下步骤：在m个负载组件中设置n个发光负载组件，且在没有设置所述m-n个低阻抗负载组件时，所述n个发光负载组件的每一个发光负载组件上的电流为第一电流（即Io），且所述交流电源发生器的输出电压为第一电压（即Vo），当设置了所述m-n个低阻抗负载组件时，调整所述交流电源发生器的输出电流为m/n倍的该第一电流，从而使得所述m个负载组件的每一个上的第二电流等于该第一电流，并使得所述交流电源发生器输出的第二电压被降低为n/m倍的该第一电压之。

其中该照明装置中的交流电源发生器包括直流输入电压Vin和谐振式直流-交流转换器。该谐振式直流-交流转换器包括：由开关元件S1与S2构成的半桥开关电路，其将直流输入电压Vin转换为直流方波；以及由谐振电感Ls、谐振电容Cs以及变压器Tr构成的谐振槽，用以接收来自半桥开关电路的直流方波并将其转换为交流电流源，并由该变压器Tr的次级侧输出，以给右侧的器件和电路供电。

对于本领域技术人员来说，显然可对本申请作各种变化与修改而不脱离本申请的精神和范围。因此，本申请意图涵盖对本申请做出的各种修改和变化，只要它们落在所附权利要求及其等同方案的保护范围内即可。

Claims (14)

1.一种照明装置，包括：

交流电源发生器，用于产生供照明装置其他器件和电路使用的交流电源；

m个负载组件，其中，第一负载组件一端电性连接于所述交流电源发生器，另一端与第二负载组件的一端电性连接于第一共接点；第i负载组件一端与第i-1负载组件的一端电性连接于第i-1共接点，第i负载组件另一端与第i+1负载组件的一端电性连接于第i共接点；第m负载组件一端与其紧邻的第m-1负载组件的一端电性连接于第m-1共接点，第m负载组件另一端电性连接于所述交流电源发生器；以及

m-1个均流元件，其中，第一均流元件电性连接于所述交流电源发生器和第一共接点之间，第i-1均流元件电性连接于所述交流电源发生器和第i-1共接点之间，第i均流元件电性连接于所述交流电源发生器和第i共接点之间，第m-1均流元件电性连接于所述交流电源发生器和第m-1共接点之间，所述均流元件用以平衡流过与其相连接的两个所述负载组件的电流；

其中，基于所述交流电源发生器的极性，每两个相邻的负载组件之间极性相反且分别工作于所述交流电源的正半周期或负半周期；以及

所述m个负载组件中包括n个发光负载组件及m-n个低阻抗负载组件，所述m-n个低阻抗负载组件用以降低所述交流电源发生器的输出电压，其中m、n和i均为正整数，且m≥3，m>n≥1，以及m＞i＞1；

其中当没有设置所述m-n个低阻抗负载组件时，所述交流电源发生器的输出电压为第一电压，当设置了所述m-n个低阻抗负载组件时，使得所述交流电源发生器输出的第二电压被降低为n/m倍的所述第一电压。

2.如权利要求1所述的照明装置，其中每个所述低阻抗负载组件中的低阻抗负载的阻抗值小于任意一个所述发光负载组件中的发光负载的阻抗值。

3.如权利要求2所述的照明装置，其中每个所述发光负载组件包括：

LED组，由至少一个LED彼此串联连接而形成；

滤波电路，与所述LED组并联连接；以及

保护电路，与所述LED组并联连接。

4.如权利要求2所述的照明装置，其中每个所述负载组件包括整流元件，所述整流元件与所述发光负载组件中的发光负载或所述低阻抗负载组件中的低阻抗负载同极性地串联连接。

5.如权利要求4所述的照明装置，其中所述整流元件为整流二极管。

6.如权利要求1所述的照明装置，其中每个所述负载组件上的电流均相等。

7.如权利要求1至6的任意一个所述的照明装置，其中所述低阻抗负载组件的低阻抗负载为导线或正向导通的二极管。

8.如权利要求1至6的任意一个所述的照明装置，其中所述均流元件的每一个为电容。

9.如权利要求1至6的任意一个所述的照明装置，其中所述m-n个低阻抗负载组件被设置于所述n个发光负载组件一侧，或将所述m-n个低阻抗负载组件分成两组且分别设置于所述n个发光负载组件两侧。

10.如权利要求1至6的任意一个所述的照明装置，其中所述交流电源发生器由谐振式直流-交流转换器构成。

11.如权利要求10所述的照明装置，其中所述谐振式直流-交流转换器包括：

半桥开关电路，由两个串联连接的开关元件组成，其将直流输入电压转换为直流方波并从所述两个开关元件的共接点输出；以及

谐振槽，由串联连接的谐振电容、谐振电感以及变压器组成，用以接收来自所述半桥开关电路的直流方波并将其转换为交流电流源，并由该变压器的次级侧输出至所述负载组件。

12.如权利要求1至6的任意一个所述的照明装置，其中当没有设置所述m-n个低阻抗负载组件时，所述n个发光负载组件的每一个发光负载组件上的电流为第一电流，当设置了所述m-n个低阻抗负载组件时，调整所述交流电源发生器的输出电流为m/n倍的所述第一电流，从而使得所述m个负载组件的每一个上的第二电流等于该第一电流。

13.一种照明装置的降压方法，该方法包括以下步骤：

在m个负载组件中设置m-n个低阻抗负载组件，以形成如权利要求1至11的任意一个所述的照明装置，其中所述低阻抗负载组件用以降低所述照明装置中的交流电源发生器的输出电压；

在所述m个负载组件中设置n个发光负载组件，在没有设置所述m-n个低阻抗负载组件时，所述交流电源发生器的输出电压为第一电压，当设置了所述m-n个低阻抗负载组件时，使得所述交流电源发生器输出的第二电压被降低为n/m倍的所述第一电压。

14.根据权利要求13所述的照明装置的降压方法，该方法还包括以下步骤：

在所述m个负载组件中设置n个发光负载组件，在没有设置所述m-n个低阻抗负载组件时，所述n个发光负载组件的每一个发光负载组件上的电流为第一电流，当设置了所述m-n个低阻抗负载组件时，调整所述交流电源发生器的输出电流为m/n倍的所述第一电流，从而使得所述m个负载组件的每一个上的第二电流等于该第一电流。