CN104871648A - 用于led串的应急照明转换 - Google Patents

用于led串的应急照明转换 Download PDF

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Abstract

公开了应急照明装置和方法。应急照明装置包括被配置为耦接到应急照明模块并耦接到固态发射器组的输入端的无源谐振转换器电路,在所述输入端处,该固态发射器组从LED驱动器接收正常操作电流。无源谐振转换器电路被配置为从应急照明模块接收应急操作电流并且响应于该应急操作电流而在该固态发射器组的应急输入处把转换的应急操作电流提供给该固态发射器组。应急照明模块可以是荧光应急照明模块。

Description

用于LED串的应急照明转换
[0001] 对相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年6月28日提交的标题为“Emergency Lighting Convers1nFor LED Strings”的美国临时专利申请N0.61/840,724的权益和优先权,并且是于2013年 I 月 24 提交的标题为 “LED Lighting Apparatus For Use With AC-Output LightingBallasts”的美国专利申请N0.13/749, 082的部分继续,并且是于2012年11月14日提交的标题为 “Emergency Lighting Devices With LED Strings” 的美国专利申请N0.13/676,791的部分继续,这些申请的全部公开内容通过引用被结合于此。
技术领域
[0003] 本申请涉及应急照明系统,并且更具体而言涉及用于荧光和固态光源的应急照明系统以及相关的方法。
背景技术
[0004] 应急照明,有时候被称为出口照明,是在电力损失情况下被激活的照明。应急照明的一个目的是允许建筑物里面的人在停电或其它紧急情况下安全地离开建筑物。应急照明被许多电气规范要求在商业建筑物中使用。这种规范一般而言规定在电力损失情况下必须提供的光量以及必须提供这种光的持续时间。例如,美国建筑规范要求应急照明在停电期间沿着出口的路径提供一英尺烛光的光最少90分钟。
[0005] 应急照明通常是由安装有荧光光源的应急灯具提供的,其中荧光光源在非应急状态下提供光。固态照明装置对于代替这些荧光光源是有吸引力的并且可以提供改进的能量效率、降低的热量生成、延长的寿命以及期望的性能特点,诸如某些颜色和/或颜色呈现能力。但是,LED可能需要不同的应急照明模块并且替换现有的荧光应急照明模块将是昂贵的。
发明内容
[0006] 本公开内容的实施例包括应急照明装置和用于利用现有的应急照明模块操作固态发射器组的方法。根据一些实施例,应急照明装置包括被配置为耦接到应急照明模块并耦接到固态发射器组的输入端的无源谐振转换器电路。应急照明装置可以是荧光应急照明装置。固态发射器组在该固态发射器组的输入端处从LED驱动器接收正常操作电流。无源谐振转换器电路被配置为从应急照明模块接收应急操作电流,并且响应于该应急操作电流而在固态发射器组的应急输入处把转换的应急操作电流提供给该固态发射器组。
[0007] 根据进一步实施例,无源谐振转换器电路被配置为在没有有源电压或电流调节的情况下支持从应急照明模块到固态发射器组的电力传输。
[0008] 根据一些实施例,应急照明装置包括耦接到无源谐振转换器电路并且被配置为接收应急操作电流的隔离变压器。
[0009] 根据进一步实施例,无源谐振转换器电路包括无源整流器电路和谐振电路。谐振电路可以包括谐振CL电路,该谐振CL电路包括与固态发射器组串联耦接的至少一个电感器以及与这至少一个电感器和固态发射器组并联耦接的至少一个电容器。
[0010] 根据一些实施例,诸如灯的应急照明装置,包括被配置为发射第一颜色的光并且具有输入端和输出端的第一固态发射器组。应急照明装置还包括耦接到应急照明模块并耦接到第一固态发射器组的输入端的无源谐振转换器电路。第一固态发射器组被配置为在该固态发射器组的输入端处从LED驱动器接收正常操作电流。无源谐振转换器电路被配置为从应急照明模块接收应急操作电流并且在第一固态发射器组的应急输入处向第一固态发射器组提供转换的应急操作电流。
[0011] 根据一些实施例,操作应急照明装置的方法包括在固态发射器组从LED驱动器接收正常操作电流,使得正常操作电流在该固态发射器组的输入端处从LED驱动器输入并且在该固态发射器组的输出端处被输出。该方法还包括,一旦确定应急模式,在耦接到应急照明模块和固态发射器组的输入端的无源谐振转换器电路从应急照明模块接收应急操作电流。该方法还包括响应于应急操作电流而在该固态发射器组的应急输入处从无源谐振转换器电路向该固态发射器组提供转换的应急操作电流。
[0012] 根据一些实施例,诸如灯的应急照明装置,包括被配置为发射第一颜色的光并且具有输入端和输出端的第一固态发射器组、被配置为发射第二颜色的光并且具有输入端和输出端的第二固态发射器组,以及被配置为发射第三颜色的光并且具有输入端和输出端的第三固态发射器组。第一、第二和第三固态发射器组被配置为在正常模式期间在第一、第二、第三固态发射器组的输入端处从LED驱动器接收正常操作电流。应急照明装置还包括被配置为耦接到应急照明模块以及第一、第二和第三固态发射器组的应急输入的无源谐振转换器电路。无源谐振转换器电路被配置为在应急模式期间从应急照明模块接收应急操作电流并且在应急输入处向第一、第二和第三固态发射器组提供转换的应急操作电流。
[0013] 根据进一步实施例,应急照明装置可以包括电连接在第三固态发射器组上的位置和第二固态发射器组上的第一位置之间的第一二极管,以及电连接在第二固态发射器组上的第二位置和第一固态发射器组上的位置之间的第二二极管。一旦确定应急模式,转换的应急操作电流在第三固态发射器组的应急位置处输入并且在第一固态发射器组的应急位置处输出。
[0014] 根据一些实施例,应急照明模块是被配置为向第一、第二和第三固态发射器组的输入端单独提供正常操作电流的多串LED驱动器。
[0015] 根据进一步实施例,应急照明装置可以包括耦接到无源谐振转换器电路并且被配置为接收应急操作电流的隔离变压器。
[0016] 根据一些实施例中,操作应急照明装置的方法包括在第一、第二和第三固态发射器组从LED驱动器接收正常操作电流。该方法包括,在确定应急模式时,从应急照明模块接收应急操作电流。该方法还包括在位于第一固态发射器组的输入端和输出端之间的应急输入处向第一、第二和第三固态发射器组提供转换的应急操作电流,其中转换的应急操作电流继续通过把第一固态发射器组电连接到第二固态发射器组的第一二极管、继续通过把第二固态发射器组电连接到第三固态发射器组的第二二极管,并且在位于第三固态发射器组的输入端和输出端之间的应急输出处被输出。
[0017] 在审阅以下附图和详细描述时,根据本发明实施例的其它系统、方法和/或计算机程序产品对于本领域技术人员将是或者将变得显然。所有此类附加的系统、方法和/或计算机程序产品都意图包括在本描述中、包括在本发明的范围内并且受所附权利要求的保护。
附图说明
[0018] 为了提供对本发明的进一步理解而被包括并且结合在本申请中并构成其一部分的附图说明了本发明的某些实施例。在附图中:
[0019]图1是根据各种实施例用于利用荧光应急照明模块给固态发射器供电的应急照明装置的图。
[0020]图2是根据各种实施例用于利用荧光应急照明模块给固态发射器供电的应急照明装置的图。
[0021]图3是根据各种实施例用于利用荧光应急照明模块给固态发射器供电的应急照明装置的图。
[0022]图4是根据各种实施例用于利用荧光应急照明模块给固态发射器供电的应急照明装置的图。
[0023]图5是根据各种实施例用于利用电隔离的荧光应急照明模块给固态发射器供电的应急照明装置的图。
[0024]图6是根据各种实施例用于利用电隔离的荧光应急照明模块给固态发射器供电的应急照明装置的图。
[0025]图7是根据各种实施例用于利用电隔离的荧光应急照明模块给固态发射器供电的应急照明装置的图。
[0026]图8是根据各种实施例用于利用荧光应急照明模块给固态发射器供电的应急照明装置的图。
[0027]图9是根据各种实施例用于利用的荧光应急照明模块给固态发射器供电的应急照明装置的图。
[0028]图10是根据各种实施例用于利用荧光应急照明模块给固态发射器供电的应急照明装置的图。
[0029] 图11和12是根据各种实施例的灯。
[0030] 图13根据各种实施例说明了在荧光灯布置中的应急照明装置。
[0031] 图14是根据各种实施例说明操作应急照明装置的方法的流程图。
[0032] 图15是根据各种实施例说明操作应急照明装置的另一种方法的流程图。
具体实施方式
[0033] 现在将在下文中参考其中示出本发明实施例的附图更完全地描述本发明的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式体现并且不应当被认为局限于本文所阐述的实施例。更确切地说,这些实施例的提供是为了使本公开内容将更加透彻和完整,并且将向本领域技术人员完全传达本发明的范围。
[0034] 应当理解,虽然术语第一、第二等可以在此被用来描述各种元件,但是这些元件不应该受这些术语的限制。这些术语仅仅是用来区分一个元件与另一个。例如,在不背离本发明范围的情况下,第一元件可以被称为第二元件,并且类似地,第二元件可以被称为第一元件。如在此所使用的,术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项的任意和所有组合。
[0035] 在此所使用的术语仅仅是为了描述特定的实施例,而不是要限制本发明。如在此所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式“一”和“该”也意图包括复数形式。应当进一步理解的是,当在此使用时,术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在,但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组的存在或添加。
[0036] 除非另有定义,否则在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)都具有与本发明所属的技术领域中普通技术人员普遍理解的相同含义。应当进一步理解的是,这里所使用的术语应被解释为具有与其在本说明书上下文以及相关领域中的意义一致的意义,并且将不以理想化或过于正式的意义来解释,除非在此明确地这样定义。
[0037] 如在此所使用的,除表示装置能够发光之外,表述“照明仪器”或“照明装置”没有限制。即,照明装置可以是照亮面积或体积的装置,其中的面积或体积例如为结构,游泳池或温泉、房间、仓库、指示器、道路、停车场、车辆、例如路标的标牌、广告牌、轮船、玩具、镜子、船只、电子装置、小船、飞机、体育场、计算机、远端音频装置、远端视频装置、手机、树,窗户、LCD显示器、洞穴、隧道、院子、灯柱,或者照亮外壳的装置或装置阵列,或者用于以下的装置:边缘或背光照明(例如,背光海报、标牌、LCD显示器)、灯泡更换(例如,用于更换AC白炽灯、低压灯、荧光灯等)、用于室外照明的灯、用于安全照明的灯、用于住宅外照明的灯(壁挂式,柱挂式)、吸顶灯/壁灯、橱柜照明、灯(地板和/或桌子和/或书桌)、景观照明、轨道照明、任务照明、特种照明、吊扇照明、存档/艺术显示照明、高振动/冲击照明、工作灯等,镜子/梳妆台照明,或者任何其它发光装置。本发明性主题还可以涉及被照射的外壳(可以被均匀或不均匀地照射的体积),包括被封住的空间以及根据本发明性主题的至少一个照明装置,其中照明装置(均匀或不均匀地)照射被封住的空间的至少一部分。
[0038] 具有LED串的照明装置可以在正常操作下被LED驱动器驱动。当存在到LED串的电力损失或中断时,应急照明模块(诸如由应急照明模块控制的应急LED驱动器)在应急模式下操作。应急LED驱动器向LED串供给应急操作电流。应急电流可以从辅助源(诸如可再充电的电池组)吸取。但是,许多现有的应急照明模块驱动荧光灯泡,其中荧光灯泡可以要求与LED串不同的功率配置。用LED应急驱动器代替这些荧光应急照明模块可能成本过高。因此,照明装置可能不能完全利用LED照明。
[0039] 本公开内容的实施例描述了利用现有荧光应急照明模块给LED串供电的应急照明装置。根据各种实施例,荧光应急照明模块可以连接到无源谐振转换器电路,该无源谐振转换器电路连接到一个或多个LED串并且向LED串提供DC电压信号。应当认识到,无源谐振转换器电路可以作为LED灯的组成部分和LED串一起或者作为独立组件提供。而且,LED串可以具有各种配置和/或数量的LED。
[0040] 当前技术没有把荧光和LED组件合并到单个应用中。荧光市场与LED市场隔得很远。在此所述的实施例允许用户升级到LED照明组件,同时仍然允许使用荧光应急照明模块(ELM)配件。
[0041] 图1说明了根据一些实施例的应急照明装置100。照明装置100包括在正常操作下驱动电流140通过LED串110的LED驱动器102。照明装置100还包括无源谐振转换器电路160,无源谐振转换器电路160可以包括谐振电路120和无源整流器130。
[0042] 无源谐振转换器电路160可以从荧光或者其它气体放电灯镇流器(诸如荧光应急照明模块104)接收应急操作电流150。荧光应急照明模块104可以包括在被改型以便使用LED串的现有荧光照明灯具中,作为对至少一个荧光管或紧凑型荧光灯(CEL)的代替。无源谐振转换器电路160可以被配置为提供转换的应急操作电流170通过LED串110,其中操作电流170经过整流和滤波。无源谐振转换器电路160可以被配置为在不执行电压或电流调节的情况下把转换的应急操作电流170提供给LED串110,而不像例如有源DC电源。在一些实施例中,无源谐振转换器电路160可以被配置为基本上匹配应急荧光照明模块104的输出阻抗,由此提供应急荧光照明模块104与LED串110之间相对有效电力传输的控制。一般而言,通过LED串110的转换的应急操作电流170可以是电感、电容和LED电压的函数,输送到LED的功率是LED电流和电压的函数。
[0043] 根据一些实施例,无源谐振转换器电路160可以包括无源整流器电路130和谐振电路120。如图1中所示,无源整流器电路130的输入可以耦接到应急荧光照明模块104,并且谐振电路120的输入可以耦接到无源整流器130的输出。LED串110可以耦接到谐振电路120的输出。
[0044] 在一些实施例中,整流器电路130和谐振电路120的布置可以颠倒。如图2中所示,照明装置200的谐振电路120可以连接到应急荧光照明模块104,而整流器电路130连接在谐振电路120和LED串110之间。在一些实施例中,应急荧光照明模块104可以是包括通常在荧光、高强度放电(HID)和其它气体放电照明应用中所使用类型的谐振AC/DC电源的电子镇流器。在其它实施例中,应急荧光照明模块104可以由备用电池供电。谐振电路120可以被配置为对应急荧光照明模块104的输出提供阻抗匹配。谐振电路120可以包括谐振LC输出电路。
[0045] 根据一些实施例,无源整流器130可以包括无源二极管桥全波整流器电路,包括二极管132-138。如图1中所示,整流器电路130的第一端口耦接到应急荧光照明模块104。整流器电路130的第二端口耦接到谐振电路120的输入端口。谐振电路120可以包括CL滤波电路,包括以并联/串联布置连接的电容器124和电感器122。用于谐振电路120的CL形式可以是特别有利的,因为应急荧光照明模块104可以具有相对高的源阻抗,而LED串110可以呈现相对低的负载阻抗。把电容器124放在电感器122和应急荧光照明模块104之间可以减少电压振荡和/或提供附加的阻抗控制。谐振电路120的输出端口耦接到LED串HO。
[0046] 应当认识到,在其它实施例中,整流器电路130和/或谐振电路120可以采取其它形式。例如,谐振电路120可以包括其它类型的谐振电路,诸如串联谐振电路或其它布置。在一些实施例中,谐振电路120可以被配置为提供与应急荧光照明模块104中谐振回路输出电路的阻抗匹配。
[0047] 在一些实施例中,阻塞电容器可以被用来阻塞较低频率的AC电流,这种AC电流对于LED串110的操作可能是不期望的。这种阻塞电容器还可以对例如防止与较旧的产生相对低频(例如,50/60HZ)输出而不是由典型电子镇流器产生的显著较高频率输出的非电子镇流器一起使用照明装置100是有用的,其中电子镇流器更适合驱动LED。在一些实施例中,照明装置100可以与另一种类型的应急模块接合,这种模块使用半桥输出电路,其通过包括电感器、电容器和电阻器的谐振电路驱动负载。
[0048] 在某些应用中,诸如在荧光反光槽型灯具中的更换灯应用中,从镇流器引出的线可以提供显著的电感,这会导致不期望的电压在如上所述配置的照明电路系统的输入处生成。根据一些实施例,照明装置100可以包括通过缓冲电路(snubber)的添加来驱动LED串110的整流器电路130和谐振电路120,其中缓冲电路包括电阻器和两个电容器。缓冲电路可以限制由于把照明装置100耦接到荧光应急照明模块104的线的电感而跨整流器电路130的输入产生的电压。
[0049] 应急照明模块,诸如以上所述的那些,可以与图3的示图300中的应急照明装置一起使用。图3示出了第一固态发射器或LED组或串320。第一 LED串320具有输入端302和输出端304。第一 LED串320串联电连接到第二 LED串330,其中第二 LED串330具有输入端304和输出端306。
[0050] 在应急照明装置300中,正常操作电流140在第一 LED串320的输入端302处从LED驱动器102接收。正常操作电流140继续到第二 LED串330并且从输出端306离开。第一串320可以是一种颜色,而第二串330可以是另一种颜色。分流电路系统可以被用来分流来自第二串330的电流,以便调节从第二串330发射的颜色。
[0051] 根据一个进一步实施例,第一串320发射非白色的光,诸如蓝移黄(BSY)的颜色,并且第二串330发射红色的光。从这两个串发射的光的混合体是具有比典型白光更有利的显色指数(CRI)的目标白色。即,目标白光可以提供反射光的对象的更准确颜色呈现。
[0052] 在图3的实施例中,照明装置300的无源谐振转换器电路160在应急输入308处把转换的应急操作电流供给至第一 LED串320,该电流在应急输出310处输出。可以一旦确定照明装置操作在应急模式就提供转换的应急操作电流。这种应急模式确定可以基于应急操作电流150的损失、减少或中断。应急荧光照明模块104可以检测这种电流变化。
[0053] 应急输入308可以放在第一串320的输入302和输出304之间。该位置可以与应急输出310的位置协调地被配置或调节,其中应急输出310位于第二 LED串330的输入端304和输出端306之间。这种协调可以在应急模式下供给发射的光的混合体,这类似于在正常操作下由两个串发射的光的混合体。可以基于目标光混合体,诸如目标白光,来配置第一LED串320灯的数量与第二 LED串330灯的数量的比率。在一些实施例中,在应急操作模式下,色点可以不同。在一些实施例中,比率可以包括对于每个红LED有两个BSY LEDo在更多情况下,应急输入308和应急输出310的放置可以为了维持这个比率而确定。虽然比率是相同的,但是LED的总数可以减少。这可以是需要的,因为应急荧光照明模块104可以比正常操作电流140供给更小的应急操作电流150。例如,在正常操作期间,LED驱动器102可以在第一和第二个串320和330上施加200V的DC电压。但是,由于在主线功率损失之后在应急操作期间可用的所存储电池功率的本质,应急荧光照明模块104在转换之后只能跨应急输入308和应急输出310施加30-40V。
[0054] 根据其它实施例,应急输入308和应急输出310的放置可以被配置为都位于第一串320的输入端302和输出端304之间。在其它情况下,两端都位于第二串330上。
[0055] 根据一些实施例,照明装置300可以被配置为使得应急输入308和应急输出310的位置可基于应急照明模块(诸如应急荧光照明模块104)的规范来调节。例如,如果现有的应急荧光照明模块104具有某个额定电压或功率,则应急输入308和应急输出310的位置可以是可选择的,从而利用应急荧光照明模块104满足某个光发射需求或颜色和亮度目标。在一些情况下,可以存在多个从中选择的位置。在其它情况下,应急输入和输出可以机械或电调节,以便在每个串上包括任何确定数量的固态发射器。
[0056] 根据一些实施例,图4说明了照明装置400,该照明装置400可以把串电压增加至更靠近荧光管的电平。应急照明装置400包括多个串,诸如第一 LED串410、第二 LED串420和第三LED串430。每个串可以是不同的颜色。在其它情况下,有些串可以共享颜色。例如,LED串410和420可以发射BSY光,而LED串430可以发射红光,从而结果产生的所发射光的混合体或子混合体实现具有80或更大的高CRI指数的目标白色。
[0057] 在照明装置400中,供给LED串410、420和430的正常操作电流可以由多串LED驱动器402提供,其中多串LED驱动器402可以单独向每个LED串供给电流。可以一起或单独控制串。一旦确定应急模式,LED串410、420和430可以在应急输入460处从无源谐振转换器电路160接收转换的应急操作电流,该电流在应急输出470处输出。所供给的应急操作电流可以类似于或小于正常操作电流。可以有区别地将电流供给不同的LED串。
[0058] 根据一些实施例,照明装置400可以包括添加的第一二极管440,以便电连接LED串410和LED串420。二极管440的阳极连接到LED串410,并且二极管440的阴极连接到LED串420,使得正常操作电流不流经二极管440的路径。在各种实施例中,二极管440反向偏置,这与施加到LED串410-430的正常操作电压的极性一致。在进一步实施例中,第二二极管450被添加,以便电连接LED串420和LED串430。二极管450的阳极连接到LED串420,并且二极管450的阴极连接到LED串430,使得正常操作电流不流经二极管450的路径。在各种实施例中,二极管450也反向偏置。
[0059] 在应急模式下,转换的应急操作电流在应急输入460处从无源谐振转换器电路160流入LED串410、经过LED串410、经过二极管440、经过LED串420、经过二极管450并且进入LED串430。转换的应急操作电流继续从应急输出470离开。应当指出,在其它实施例中,照明装置400可以被配置为使得电流流经LED串410-430的任意组合。照明装置400的配置的好处包括在应急操作期间给多串布置的选定串供电的能力。在一些情况下,LED串410-430可以被配置为发射不同的颜色,并且选择不同或更少的串可以有意地实现由于光混合体的变化造成的替代目标颜色。
[0060] 例如,LED串410和420可以是BSY LED的串,而串430是红LED的串。随后,三个LED串410-430的LED的组合可以发射出呈现具有更高CRI的目标白光的光的混合体。这种目标白光可以由多边形中的CIE区域限定,其中该多边形是由具有位于各个既定CIE坐标的端点的线段限定的。在以上结合的申请中讨论了示例坐标。
[0061] 因此,在这种实施例中,如果在应急模式下只有一个BSY和一个红色串发射光,则目标光颜色会具有较小的CRI或者不同的颜色。在应急操作中,不是太关心CIR。但是,剩余的LED串仍然能够提供相似的颜色或足够白的光。而且,应急模式期间每个串中LED的比率可以被调节为维持与正常操作中相同的颜色。
[0062] 根据一些实施例,还可以提供流电隔离。例如,如图5中所示,照明装置500可以包括二极管桥整流器电路130、耦接到整流器电路130的输出的CL谐振电路120,以及可以如上所述操作的LED串110。利用隔离电路510将整流器电路130的输入耦接到应急荧光照明模块104。隔离电路510可以包括隔离变压器512,它可以是2级(Class 2)隔离变压器。特别地,变压器512的次级绕组可以耦接到二极管桥整流器电路130的输入,并且变压器512的初级绕组可以耦接到应急荧光照明模块104的输出。
[0063] 根据一些实施例,图6说明了照明装置600,除照明装置600包括隔离电路510之夕卜,它类似于照明装置400。根据一些实施例,图7说明了照明装置700,除LED串410-430被单个串LED驱动器102驱动之外,它类似于图6。
[0064] 根据一些实施例,图8说明了照明装置800。照明装置800在正常操作模式下利用LED驱动器102驱动LED串110。应急荧光照明模块104在应急操作模式下通过无源谐振转换器电路160驱动LED串810。
[0065] 根据一些实施例,图9说明了照明装置900,它被扩展,使得泄漏电感器902和904以及隔离变压器512组合到一个组件中。变压器512的电感器904的泄漏电感与电容器906 一起被用来满足电感器904之前满足的滤波功能。
[0066] 图10说明了照明装置1000,它被扩展,以示出被添加的电压保护电路1002,以防止附加电路的输出高出UL 2级应用的电压限制(依赖于应用,60V或42.4V)。附加电路的功能是在开路或其它故障条件下把转换器的输出锁存在低于2级限值。附加电路可以被包括在LED PCB上或者附加模块上,允许相同的LED负载在停电或其它故障条件下从荧光应急照明模块104流掉。
[0067] 图1-10说明了用于布置谐振电路120、整流器电路130和隔离电路510的各种实施例,以使LED串与荧光应急照明模块接合。但是,谐振电路120、整流器电路130和隔离电路510的组件可以构成各种其它布置。例如,把LED串接合到荧光应急照明镇流器的一些布置可以被配置为类似于在与本申请同时提交、代理人案号为5308-1954TSIP、标题为“LEDLIGHTING APPARATUS FOR USE WITH AC-OUTPUT LIGHTING BALLASTS”的相关申请中所描述的实施例,通过引用将该申请的全部公开内容结合于此。
[0068] 可以以多种不同的物理形式布置在此所描述的实施例的组件。这些形式可以包括,但不限于,完整的照明装置、更换灯、灯更换集合(或套件)和/或用于灯更换应用的模块或其它电路配件。更换灯可以是,例如,用于常规荧光灯管的插入式或螺丝拧入式更换,使用产生AC输出的镇流器的CFL或其它类型的灯,诸如HID灯。灯更换套件或集合可以包括,例如,被配置为插入或用螺丝拧入一个或多个现有灯连接器(例如,螺丝拧入式或插入式插座、夹具或其它电连接器)中的一个或多个灯,连同被配置为利用例如现有布线中的拼接连接和/或更换布线束(harness)或集合把灯具连接器接合到镇流器的电路模块。
[0069] 例如,根据一些实施例,图11说明了用于荧光管灯更换的基于LED的更换灯1100。更换灯1100包括至少部分半透明的外壳1102。至少一个LED串1106位于外壳1102中并且被配置为提供通过外壳1102的至少一个半透明部分的照明。(一个或多个)LED串1106耦接到无源谐振转换器电路1104的输出,其中无源谐振转换器电路1104可以如上所讨论地操作。无源谐振转换器电路1104的输入可以耦接到灯1100的至少一个外部触点,在此示为被配置为与灯插座的触点配对的至少一个引脚1102。灯插座的触点耦接到应急荧光照明模块104,例如,最初被用来驱动常规荧光管的镇流器。
[0070] 根据一些实施例,图12说明了更换管1100的内部物理布局的例子,包括在衬底1202上被支撑的无源谐振转换器电路1104和(一个或多个)LED串1106,其中衬底1202例如为印刷电路板和/或其它提供机械支撑并利用例如电路迹线和/或导线方便这些组件的电互连的支撑结构。
[0071] 根据进一步实施例,灯可以被配置为包括无源谐振转换器电路的一部分,无源谐振转换器电路的其它部分位于灯的外面并且经布线连接到灯,使得灯和外部电路系统充当灯更换集合或套件。例如,根据一些实施例,图13说明了照明装置,诸如灯1300,包括被封在适合代替标准荧光管的外壳中的LED串/灯泡1310和1320。灯1300还包括荧光应急照明模块1302、附加电路1304和LED驱动器1306。在正常操作期间,LED驱动器1306驱动LED串1310和1320。附加电路1304包括无源谐振转换器电路,诸如无源谐振转换器电路160。附加电路1304的无源谐振转换器电路可以包括耦接到无源整流器电路的谐振电路(例如,如上所述的谐振CL电路)。附加电路1304可以采取例如可拼接到现有布线或以别的方式电连接到荧光照明灯具中的整流器和灯插座的模块的形式。附加电路1304的组件可以被配置为处于各种布置,包括灯更换集合或套件。
[0072] 如以上所指出的,本发明性主题的一些实施例适用于其它类型的镇流器驱动的照明装置,包括诸如HID装置的气体放电灯装置(例如,汞蒸气、金属卤化物、钠蒸气、氙弧等)、低压钠灯装置以及CFL。适合在荧光照明系统中用作基于LED的灯的灯的示例性实施例在与本申请同时提交的、Medendorp等人的、代理人案号为025736.000539、标题为“LEDLAMP”的相关申请中描述,通过引用将该申请的全部公开内容结合于此。
[0073] 还提供了操作应急照明装置的方法。根据一些实施例,图14示出了用于操作应急照明装置的方法1400的流程图。在固态发射器组处从LED驱动器接收正常操作电流,使得正常操作电流在固态发射器组的输入端处从LED驱动器输入并且在固态发射器组的输出端处输出(框1402) ο
[0074] 一旦确定应急模式,在耦接到荧光应急照明模块和固态发射器组的输入端的无源谐振转换器电路处从荧光应急照明模块接收应急操作电流(框1404)。在其它实施例中,应急输出可以位于第一组的输入端和输出端之间。这个框可以包括确定供给至照明装置的正常操作电流、电压或功率已降至低于或者不能满足阈值。当检测到这种降低时,利用荧光应急照明模块,应急操作模式可以补充或代替电流的减小。LED驱动器可以得到通知,以完全禁用其自己。如上所述,应急模块可以使用微控制器,以切换到应急操作模式。在其它实施例中,不是接收电流,而是方法可以包括供给正常操作电流和应急操作电流。
[0075] 在框1406,响应于应急操作电流,在固态发射器组的应急输入处,转换的应急操作电流从无源谐振转换器电路被提供给固态发射器组。
[0076] 根据一些实施例,图15示出了用于操作应急照明装置的另一种方法1500。在第一、第二和第三固态发射器组处从LED驱动器接收正常操作电流(框1502)。一旦确定应急模式,从荧光应急照明模块接收应急操作电流(框1504)。
[0077] 在框1506,在位于第一固态发射器组的输入端和输出端之间的应急输入处,转换的应急操作电流被提供给第一、第二和第三固态发射器组,其中转换的应急操作电流继续通过把第一固态发射器组电连接到第二固态发射器组的第一二极管、继续通过把第二固态发射器组电连接到第三固态发射器组的第二二极管,并且在位于第三固态发射器组的输入端和输出端之间的应急输出处被输出。
[0078] 在一些实施例中,在正常操作下,从第一、第二和第三固态发射器组发射的光的混合体产生目标白光(至少80的CRI),并且在应急操作模式下产生更低CRI或更暗的白光。
[0079] 上述应急照明装置的实施例利用更大的灵活性提供更有针对性的光,以说明不同规范的应急驱动器。可以使用颜色的各种组合,包括更高效地提供具有相对高CRI的白色的颜色混合体。
[0080] 上述实施例还允许在安装LED照明的同时使用荧光应急照明模块(ELM)。一个例子包括从焚光T8 (Fluorescent T8)照明到LED照明的升级照明。之前,如果旧的安装已经包括基于荧光灯T8的ELM解决方案,则消费者将需要用与LED照明兼容的ELM产品来替换ELM解决方案。由于ELM产品可以是相对昂贵的,因此这可显著影响升级到LED照明的投资故事的回报。通过使消费者继续安装他们现有的荧光ELM产品并且直接利用新的LED照明解决方案使用该产品,在此所述的实施例允许增加的灵活性和显著的潜在成本节约。
[0081] 当满足安装需求的LED照明配件不可用时,另一个优点变得显然。由于荧光技术已经可用长得多的时间,因此在市场上有多得多的用于荧光配件的选项,诸如ELM。以上所述的实施例允许从这些常规选项中选择配件,直到更多LED选项变得可用。
[0082] 在此已经连同以上描述和附图公开了许多不同实施例。虽然采用了特定的术语,但它们仅仅是在通用和描述性的意义上使用的,而不是为了限制,本发明主题的范围在以下权利要求中阐述。而且,应当理解,字面描述和说明这些实施例的每种组合和子组合将是过度重复和模糊的。因而,可以以任何方式和/或组合来组合所有实施例,并且本说明书,包括附图在内,将被认为构成在此所述实施例以及制备和使用它们的方式和过程的所有组合和子组合的完整书面描述,并且应支持针对任何这种组合或子组合的权利要求。

Claims (34)

1.一种应急照明装置,包括: 无源谐振转换器电路,被配置为耦接到应急照明模块并耦接到固态发射器组的输入端,在所述输入端处,所述固态发射器组从LED驱动器接收正常操作电流, 其中所述无源谐振转换器电路被配置为从所述应急照明模块接收应急操作电流,并且响应于所述应急操作电流而在所述固态发射器组的应急输入处把转换的应急操作电流提供给所述固态发射器组。
2.如权利要求1所述的应急照明装置,其中所述应急照明模块是荧光应急照明模块。
3.如权利要求1所述的应急照明装置,其中所述无源谐振转换器电路被配置为在没有有源电压或电流调节的情况下支持从所述应急照明模块到所述固态发射器组的电力传输。
4.如权利要求1所述的应急照明装置,还包括耦接到所述无源谐振转换器电路并且被配置为接收所述应急操作电流的隔离变压器。
5.如权利要求1所述的应急照明装置,其中所述无源谐振转换器电路包括无源整流器电路和谐振电路。
6.如权利要求5所述的应急照明装置,其中所述无源整流器电路的输入被配置为耦接到所述应急照明模块,并且其中所述谐振电路和所述固态发射器组的所述应急输入耦接到所述无源整流器电路。
7.如权利要求6所述的应急照明装置,其中所述谐振电路包括谐振CL电路,所述谐振CL电路包括与所述固态发射器组串联耦接的至少一个电感器以及与所述至少一个电感器和所述固态发射器组并联耦接的至少一个电容器。
8.如权利要求5所述的应急照明装置,其中所述谐振电路的输入被配置为耦接到所述应急照明模块,并且其中所述无源整流器电路耦接在所述谐振电路和所述固态发射器组的所述应急输入之间。
9.如权利要求8所述的应急照明装置,其中所述谐振电路包括谐振CL电路,所述谐振CL电路包括与所述应急照明模块串联耦接的第一电感器和与所述应急照明模块并联耦接的至少一个电容器。
10.如权利要求9所述的应急照明装置,还包括: 第二电感器,串联耦接在所述第一电感器和所述无源整流器电路之间;及 隔离变压器,耦接在所述第一电感器和所述第二电感器之间。
11.一种应急照明装置,包括: 第一固态发射器组,被配置为发射第一颜色的光并且具有输入端和输出端;及 无源谐振转换器电路,耦接到应急照明模块并耦接到所述第一固态发射器组的所述输入端,其中所述第一固态发射器组被配置为在所述固态发射器组的所述输入端处从LED驱动器接收正常操作电流, 其中所述无源谐振转换器电路被配置为从所述应急照明模块接收应急操作电流并且在所述第一固态发射器组的应急输入处把转换的应急操作电流提供给所述第一固态发射器组。
12.如权利要求11所述的应急照明装置,其中所述应急照明模块是荧光应急照明模块。
13.如权利要求11所述的应急照明装置,其中所述应急输入位于所述第一固态发射器组的所述输入端和所述输出端之间,使得只有所述第一固态发射器组的第一部分接收转换的应急操作电流,其中所述第一部分包括比所述第一固态发射器组少的固态发射器。
14.如权利要求11所述的应急照明装置,还包括: 第二固态发射器组,被配置为发射第二颜色的光,具有输入端和输出端,其中所述第二固态发射器组的所述输入端串联电连接到所述第一固态发射器组的所述输出端,其中所述第二固态发射器组的所述输出端被配置为输出所述正常操作电流,并且其中所述第二固态发射器组被配置为从所述第一固态发射器组的所述输出端接收所述转换的应急操作电流,并且在应急输出处输出所述转换的应急操作电流,其中所述应急输入和所述应急输出位于所述第一固态发射器组的所述输入端和所述第二固态发射器组的所述输出端之间。
15.如权利要求14所述的应急照明装置,其中所述转换的应急操作电流使所述第一固态发射器组和所述第二固态发射器组发射光的混合体,所述光的混合体匹配由所述正常操作电流产生的光的混合体。
16.如权利要求14所述的应急照明装置,其中所述转换的应急操作电流使所述第一固态发射器组和所述第二固态发射器组发射光的混合体,所述光的混合体与由所述正常操作电流产生的光的混合体不同。
17.一种操作应急照明装置的方法,包括: 在固态发射器组处从LED驱动器接收正常操作电流,使得所述正常操作电流在所述固态发射器组的输入端处从所述LED驱动器输入并且在所述固态发射器组的输出端处输出;及 一旦确定应急模式,在耦接到应急照明模块和固态发射器组的所述输入端的无源谐振转换器电路处从所述应急照明模块接收应急操作电流;及 响应于所述应急操作电流,在所述固态发射器组的应急输入处从所述无源谐振转换器电路向所述固态发射器组提供转换的应急操作电流。
18.如权利要求17所述的方法,其中所述应急照明模块是荧光应急照明模块。
19.如权利要求17所述的方法,其中提供所述转换的应急操作电流包括:在没有有源电压或电流调节的情况下提供所述转换的应急操作电流。
20.如权利要求17所述的方法,还包括:电隔离所述无源谐振转换器电路与所述应急照明模块。
21.—种应急照明装置,包括: 第一固态发射器组,被配置为发射第一颜色的光,具有输入端和输出端; 第二固态发射器组,被配置为发射第二颜色的光,具有输入端和输出端;及 第三固态发射器组,被配置为发射第三颜色的光并且具有输入端和输出端,其中第一、第二和第三固态发射器组被配置为在正常模式期间在所述第一、第二、第三固态发射器组的输入端处从LED驱动器接收正常操作电流;及 无源谐振转换器电路,被配置为耦接到应急照明模块并耦接到所述第一、第二和第三固态发射器组的应急输入,其中所述无源谐振转换器电路被配置为在应急模式期间从所述应急照明模块接收应急操作电流,并且在所述应急输入处向所述第一、第二和第三固态发射器组提供转换的应急操作电流。
22.如权利要求21所述的应急照明装置,其中所述应急照明模块是荧光应急照明模块。
23.如权利要求21所述的应急照明装置,其中所述第一颜色与所述第二颜色是相同的颜色。
24.如权利要求21所述的应急照明装置,其中所述第一颜色与所述第二颜色是不同的颜色。
25.如权利要求24所述的应急照明装置,其中所述第二颜色与所述第三颜色是不同的颜色。
26.如权利要求25所述的应急照明装置,其中所述第二固态发射器组的应急位置和所述第三固态发射器组的应急位置被配置为使得由所述第二固态发射器组和所述第三固态发射器组发射的光的混合体是目标颜色。
27.如权利要求21所述的应急照明装置,还包括: 第一二极管,电连接在所述第一固态发射器组上的位置和所述第二固态发射器组上的第一位置之间;及 第二二极管,电连接在所述第二固态发射器组上的第二位置和所述第三固态发射器组上的位置之间,其中,一旦确定应急模式,所述转换的应急操作电流在所述第一固态发射器组的应急位置处输入并且在所述第三固态发射器组的应急位置处输出。
28.如权利要求21所述的应急照明装置,其中所述应急照明模块是多串LED驱动器,被配置为向所述第一、第二和第三固态发射器组的输入端单独提供正常操作电流。
29.如权利要求21所述的应急照明装置,还包括耦接到所述无源谐振转换器电路并且被配置为接收所述应急操作电流的隔离变压器。
30.如权利要求21所述的应急照明装置,其中所述第一、第二和第三固态发射器组在应急操作模式下发射光的混合体,所述光的混合体是具有至少80的显色指数(CRI)的目标白色。
31.一种操作应急照明装置的方法,包括: 在第一固态发射器组、第二固态发射器组和第三固态发射器组处从LED驱动器接收正常操作电流; 一旦确定应急模式,从应急照明模块接收应急操作电流;及 在位于所述第一固态发射器组的输入端和输出端之间的应急输入处向第一、第二和第三固态发射器组提供转换的应急操作电流,其中所述转换的应急操作电流继续通过把所述第一固态发射器组电连接到所述第二固态发射器组的第一二极管、继续通过把所述第二固态发射器组电连接到所述第三固态发射器组的第二二极管,并且在位于所述第三固态发射器组的输入端和输出端之间的应急输出处被输出。
32.如权利要求31所述的方法,其中所述应急照明模块是荧光应急照明模块。
33.如权利要求31所述的方法,其中提供所述转换的应急操作电流包括:在没有有源电压或电流调节的情况下提供所述转换的应急操作电流。
34.如权利要求31所述的方法,还包括:电隔离所述无源谐振转换器电路与所述应急照明模块。
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