CN105325059B

CN105325059B - Led改装灯

Info

Publication number: CN105325059B
Application number: CN201480036351.6A
Authority: CN
Inventors: B·C·范迪杰克; 陶海敏; B·苏
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2014-08-18
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2034-08-18
Also published as: WO2015028329A1; RU2656854C2; JP6096331B2; EP2995174A1; US20160174326A1; CN105325059A; EP2995174B1; JP2016526752A; CA2915385A1; RU2016102857A3; US9480123B2; CA2915385C; ES2608568T3; RU2016102857A

Abstract

本发明涉及一种适于利用交流进行操作的LED改装灯。该LED灯包括LED单元，第一和第二开关器件(例如，第一和第二继电器)，并联耦合至该第一开关器件的启动电压供电单元(1010)，并联耦合至该第二开关器件的点亮检测单元(1020)，以及用于将该第一和第二开关器件设置为导通状态的开关驱动单元(1030)。如果该第一和第二开关器件之一被短路，则不提供启动供电电压或检测信号，而使得向用户外部指示该故障。

Description

LED改装灯

技术领域

本发明涉及一种LED改装灯，以及一种用于利用交流操作LED改装灯的方法。

背景技术

WO2012127371A1公开了一种具有两对外部连接管脚的电气灯，上述管脚适于将该灯连接至电压供应以便对内部照明模块进行供电。每对管脚通过开路开关而从该照明模块断开连接，除非有非零电压被应用于该对并且使得该开关闭合。该灯可以适用于开关启动的灯具，在不同对的两个管脚之间提供欧姆连接，而且适用于具有电容连接的快速启动灯具。

为了满足LED改装灯有所提高的安全性要求，可能必须有另外的措施。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种满足有所强化的绝缘要求的LED改装灯。本发明进一步的目标是提供一种操作LED改装灯的相对应的方法。

在本发明的第一方面，提供了一种适于利用交流进行操作的LED改装灯。该LED灯包括：

-LED单元；

-第一开关器件和第二开关器件，所述第一开关器件、所述第二开关器件和所述LED单元串联连接；

-并联耦合至所述第一开关器件的启动电压供电单元，所述启动电压供电单元适于在第一开关器件处于非导通状态的情况下生成启动供电电压；

-并联耦合至所述第二开关器件的点亮检测单元，所述点亮检测单元适于在第二开关器件处于非导通状态的情况下生成检测信号；和

-适于响应于所述检测信号而将所述启动供电电压提供至所述第一和第二开关器件的开关驱动单元，其中所述第一和第二开关器件适于在接收到所述启动供电电压时呈现导通状态。

该第一和第二开关器件例如可以是电气操作的开关，诸如继电器。在该LED改装灯被插入到灯具之前，后者在将灯连接至电源之前，两个开关器件优选地处于非导通状态。因此，由于只要开关器件并未导通就没有电流会流过灯的市电电流线路上的开关器件，所以TL管的两端相互绝缘。该点亮检测单元适于检测HF信号，其例如被应用于该LED灯的市电电流线路。也就是说，当将TL管的两端插入电气灯具时，例如在市电电流线路上检测到点亮电压。基于该点亮电压出现在市电电流线路上，该开关驱动单元可以随后使得该第一和第二开关器件从非导通状态变为导通状态。仅在该第一和第二开关器件已经被设置为导通状态之后，电流才可以在市电电流线路上流过该第一和第二开关器件并且灯将会点亮。另一方面，如果仅管灯的一端被插入到灯具之中，则在大多数情况下镇流器不会生成HF信号，并且在一些情况下不会在市电电流线路上提供规律或充分的HF信号，并且该第一和第二开关器件保持为非导通。也就是说，一些镇流器在灯被连接至镇流器输出的“热”侧时的情况下生成一些点亮电压，但是这样的点亮电压将仅持续很短时间。因此，在安装根据本发明第一方面的LED改装灯时确保了安全性。该开关驱动单元可以通过提供启动供电电压而将该第一和第二开关器件设置为导通状态。特别地，如果该第一和第二开关器件包括相应的第一和第二继电器，则该开关驱动单元例如可以通过向继电器线圈提供启动供电电压，进而对继电器触点进行切换而使得继电器闭合(即，变为导通)，而将该第一和第二继电器设置为导通状态。

原则上，具有两个开关器件而不是仅一个开关器件已经使得安全性有所提高，原因在于，如果一个开关器件发生故障(例如，使得该开关器件在导通状态下卡住)，则另一个开关器件仍然提供基本的绝缘。本发明的第一方面提供了该灯将在下一次启动时指示该故障的附加优势。将第一和第二开关器件设置为导通状态一方面需要启动供电电压，另一方面需要检测信号。如果第一开关器件已经发生了故障(例如，已经被卡住)并且保持导通，则不会生成启动供电电压。这是由于启动电压供电单元被并联耦合至该第一开关器件。换句话说，如果该第一开关器件发生故障(例如，如果该第一开关器件包括卡住的继电器)，则启动电压供电单元就被第一开关器件旁路从而不会有启动供电电压被提供至该第一和第二开关器件。在第一开关器件卡在导通状态的情况下，该灯将仍然不会工作，这是因为开关驱动单元并没有将第二开关器件设置为导通状态(因为没有启动供电电压被提供至第二开关器件)。另一方面，如果第二开关器件已经发生故障并保持导通，则不生成检测信号。这是由于点亮检测单元并联耦合至该第二开关器件。换句话说，如果该第二开关器件发生故障(例如，如果该第二开关器件包括卡住的继电器)，则该点亮检测单元就被该第二开关器件旁路从而不会有检测信号被提供至开关驱动单元。在第二开关器件卡在导通状态的情况下，该灯将仍然不会工作，这是因为开关驱动单元并没有将第一开关器件设置为导通状态(因为点亮检测单元并没有向开关驱动单元提供检测信号，并且因此没有启动供电电压被提供至第一开关器件)。

该灯适于利用例如由50/60Hz的市电供电线路经由适当供电单元—例如，灯具的镇流器单元—所提供的交流进行操作。

该LED单元优选地可以包括任意类型的固态光源，诸如无机LED、有机LED或者例如激光二极管的固态激光器。对于一般照明应用而言，该LED单元优选地可以包括至少一个高功率LED，即具有高于1lm的光通量。对于改装应用而言，优选地该LED单元的总体光通量处于300lm至10000lm的范围之内，这对应于典型地5W至80W的荧光管灯。更为优选地，该LED单元的正向电压处于30V至200V的范围之内，特别地，该范围对于4英尺(1英尺＝0.3048m)的灯而言为50V至100V。

该LED单元显然可以包括另外的电气或电子组件，诸如例如用来设置亮度和/或颜色的驱动器单元、整流电路、平滑级或滤波电容器和/或放电保护二极管。该LED单元可以包括多于一个的LED，例如在其中需要例如使用RGB-LED对所发出的光进行颜色控制的应用中，或者为了进一步增加LED灯的光通量。此外，该LED灯可以包括多于一个的LED单元。

该第一和第二开关器件可以为被循环控制为导通和非导通状态的任意适当类型。如将要在下文中讨论的，至少一种状态能够由控制单元所设置。该第一和第二开关设备还应当在最大电压和电流方面针对应用的电气规范进行调适。

该LED灯可以适于被连接至PL型荧光灯灯具。然而，优选地，该LED灯至少包括第一和第二灯帽。该灯帽应当适于提供LED单元和补偿电路与相应灯具并且因此与电源的电气连接。该灯帽因此可以被提供以相对应的接触元件，诸如双管脚基座。例如，该灯帽可以具有T5或T8荧光灯的电气和/或机械特性。

优选地，该LED灯是LED管灯，诸如直型管灯。更为优选地，该LED灯是双灯帽的管灯，其例如具有部署在外壳的相对两端的第一和第二灯帽。

根据优选实施例，所述LED灯进一步包括市电电流线路，所述第一开关器件、所述第二开关器件和所述LED单元沿所述市电电流线路串联连接；所述点亮检测单元适于响应于在所述市电电流线路上检测到点亮电压而生成所述检测信号。因此，由于只要开关器件并未导通就没有电流会流过市电电流线路上的开关器件，所以TL管的两端互相绝缘。该点亮检测单元适于检测被应用于市电电流线路的HF信号。也就是说，当将TL管的两端插入到电气灯具之中时，市电电流线路上的点亮电压被检测到。基于点亮电压出现在市电电流线路上，该开关驱动单元因此可以使得第一和第二开关器件从非导通状态变为导通状态。仅在第一和第二开关器件已经被设置为导通状态之后，电流才会在市电电流线路上流过该第一和第二开关设备并且灯会发亮。另一方面，如果仅管灯的一端被插入该灯具，则在大多数情况下镇流器并不生成HF信号，，并且在一些情况下不会在市电电流线路上提供规律或充分的HF信号，并且该第一和第二开关器件保持为非导通。也就是说，一些镇流器在灯被连接至镇流器输出的“热”侧时的情况下生成一些点亮电压，但是这样的点亮电压将仅持续很短时间。因此，在安装根据本发明第一方面的LED改装灯时确保了安全性。

根据另外的优选实施例，所述LED单元进一步包括稳态电压供电单元。该稳态电压供电单元适于生成稳态供电电压。该稳态电压供电单元进一步适于从所述LED灯的市电电流线路得出用于所述第一和第二开关器件的稳态供电电压。例如可以通过向该第一和第二开关器件提供稳态供电电压而将该第一和第二开关器件保持在导通状态。在稳态操作期间，该稳态供电电压例如可以基于市电电流线路上的市电电流而得出。在第一和第二开关器件包括第一和第二继电器的情况下，该稳态供电电压可以被提供至相应线圈以便保持该第一和第二继电器闭合。

根据另外的优选实施例，该稳态电压供电单元进一步适于响应于所述LED灯的市电电流线路上的功率下降而至少临时将所述第一和第二开关器件设置为非导通状态。因此，当TL管灯的一端与相应灯具断开连接时，该市电电流线路上的电流停止流动。市电电流线路上的这种变化例如可以被该稳态电压供电单元所检测到。该稳态电压供电单元随后将该第一和第二开关器件的状态从导通变为非导通。因此，由于没有电流会沿市电电流线路流过第一和第二开关器件，所以该LED改装灯的两端互相绝缘。因此，尝试拆除根据本发明优选实施例的灯的用户并没有由于在灯的另一端仍然连接至电源的情况下接触到该灯一端的触点而受到电击的风险。

根据另外的优选实施例，该稳态电压供电单元适于向第一和第二开关器件提供所述稳态供电电压。该稳态电压供电单元连接在所述第一和第二开关器件之间。特别地，该第一开关器件和稳态电压供电单元可以沿市电电流路径串联连接，并且该稳态电压供电单元和第二开关器件可以沿市电电流路径串联连接。以这种方式，市电电流线路上的电流信号在通过该稳态电压供电单元之前通过第一开关器件，并且该电流信号在通过第二开关器件之前通过稳态电压供电单元。同样，市电电流线路上的电流信号可以在通过稳态电压供电单元之前通过第二开关器件，并且该电流信号可以在通过第一开关器件之前通过稳态电压供电单元。该优选实施例的优势在于，可以针对第一和第二开关器件仅必需满足基本绝缘要求。特别地，如果第一开关器件包括具有第一线圈和第一触点的第一继电器，并且第二开关器件包括具有第二线圈和第二触点的第二继电器，则相应继电器的线圈至触点的路径仅必须满足基本的绝缘要求。

根据另外的优选实施例，该稳态电压供电单元包括分流供电电路，其适于从在稳态操作模式期间从所述LED灯的市电电流线路抽取能量。在启动期间(即，在将电源连接至LED灯两端时)，可能向第一和第二开关器件提供经转换的点亮电压作为启动供电电压。也就是说，该点亮电压并非必然直接提供至开关，相反其适于提供能量以在检测到点亮时使得两个开关闭合。然而，在这种情况下，进一步有利的是，一旦LED灯处于稳态操作，提供将第一和第二开关器件保持在导通状态的电路。这能够通过采用从市电电流线路抽取能量的稳态电压供电单元来实现。该稳态电压供电单元优选地包括分流供电电路，其从市电电流线路抽取能量。以下对分量供电电路的可能实施方式的示例进行描述。

根据另外的优选实施例，该分流供电电路包括：

-全二极管桥和分流开关；和/或

-包括至少两个二极管和至少两个MOSFET的主动式全桥；和/或

-非对称半桥。

当开关(或MOSFET)处于导通状态时，市电电流路径被旁路。当该开关(或MOSFET)处于非导通状态(即，被关闭)时，市电电流例如可以被用来对滤波电容器进行充电。因此，可能通过控制开关(或MOSFET)的状态来调整低供电电压。被相应调整的供电电压随后可以被用来向开关器件提供能量。特别地，如果开关器件包括第一和第二继电器，则经调整的供电电压可以向相应的继电器线圈提供能量。优选地，该分流供电电路包括非对称半桥，因为这样的电路包括较少的组件并且成本较低。

根据另外的优选实施例，该启动电压供电单元包括并联耦合至该第一开关器件的第一电容器。该点亮检测单元包括并联耦合至该第二开关器件的第二电容器。特别地，该第一电容器可以用来创建启动供电电压，并且该第二电容器可以用来检测HF驱动器的点亮阶段，由此生成检测信号。

根据另外的优选实施例，该第一开关器件包括第一继电器，并且该第二开关器件包括第二继电器。该第一和第二继电器例如可以使用电磁体而以机械方式操作开关机制，但是本领域技术人员也知晓继电器的其它操作原理。通过采用第一和第二继电器，可能通过诸如提供至第一和第二继电器的供电电压的低功率信号对沿市电电流线路流动的电流进行控制。

根据另外的优选实施例，该第一继电器包括第一线圈并且该第二继电器包括第二线圈。该第一和第二线圈被连接以从所述开关驱动单元接收所述启动供电电压。该第一和第二继电器在从所述开关驱动单元接收到所述启动供电电压时从非导通状态变为导通状态。

根据另外的优选实施例，该第一和第二开关器件适于在所述启动供电电压高于最低阈值电压的情况下呈现所述导通状态。该第一和第二开关器件例如可以分别包括第一和第二继电器。优选地，该第一和第二继电器是正常情况下开路的继电器。优选地，该第一和第二继电器仅在接收到非零电压—即，在某个最低阈值电压数值之上的电压—时闭合。

根据另外的优选实施例，该LED灯适于利用电子镇流器进行操作，并且所述市电电流线路上的所述点亮电压对应于来自所述电子镇流器的HF信号。通过利用电子镇流器对该LED灯进行操作，通过该LED灯的电流的量可以受到限制。当将该LED灯的两端安装到它们相应的灯具之中时，该电子镇流器可以沿市电电力线路提供HF信号，其进而可以被点亮检测单元检测为点亮电压。

根据另外的优选实施例，该点亮检测单元适于检测来自所述电子镇流器的HF信号。

根据另外的优选实施例，该开关驱动单元适于控制所述第一和第二开关器件以至少临时将所述LED单元从电源断开连接。该开关驱动单元进一步适于控制所述第一和第二开关器件以至少临时将所述LED单元连接至电源。通过将该第一和第二开关器件设置为非导通状态，该开关驱动单元可以控制所述第一和第二开关器件以至少临时将所述LED单元从电源断开连接。通过将该第一和第二开关灯具设置为导通状态，该开关驱动单元可以控制所述第一和第二开关器件以至少临时将所述LED单元连接至电源。因此，只要该第一和/或第二开关器件处于非导通状态，该LED单元就可以完全从电源断开连接。

根据另外的优选实施例，在稳态操作模式期间，所述启动电压供电单元和所述点亮检测单元被第一和第二开关器件所旁路。该启动电压供电单元和点亮检测单元例如沿该灯的市电电流线路而并联耦合至第一和第二开关器件。优选地，该启动电压供电单元包括第一电容器并且该点亮检测单元包括第二电容器。该第一电容器例如并联耦合至该第一开关器件。该第二电容器例如并联耦合至该第二开关器件。当将该LED改装灯的两端插入到其灯具之中并且连接HF电压时，HF电流流过至少一个电容器。该HF电流可以沿市电电流线路提供点亮电压。该点亮电压因此可以被该点亮检测单元例如利用该第二电容器进行检测。作为响应，假设已经生成了非零启动供电电压，可以通过向开关器件提供启动供电电压而将该第一和第二开关器件设置为导通状态。电流随后可以流过该第一和第二开关器件而不是该第一和第二电容器。

根据另外的优选实施例，如果所述第一开关器件处于导通状态，则所述启动电压供电单元被第一开关器件所旁路。另外，如果所述第二开关器件处于导通状态，则所述点亮检测单元被第二开关器件所旁路。将该第一和第二开关器件设置为导通状态一方面要求启动供电电压，而且另一方面要求检测信号。如果第一开关器件发生故障并且保持导通，则不会生成启动供电电压。这是因为启动电压供电单元被并联耦合至第一开关器件。换句话说，如果该第一开关器件发生故障(例如，如果该第一开关器件包括卡住的继电器)，则启动供电电压单元就被第一开关器件旁路从而不会有启动供电电压被提供至该第一和第二开关器件。在第一开关器件卡在导通状态的情况下，该灯将仍然不会工作，这是因为开关驱动单元并没有将第二开关器件设置为导通状态(因为没有启动供电电压被提供至第二开关器件)。另一方面，如果第二开关器件已经发生故障并保持导通，则不生成检测信号。这是由于点亮检测单元并联耦合至该第二开关器件。换句话说，如果该第二开关器件发生故障(例如，如果该第二开关器件包括卡住的继电器)，则该点亮检测单元就被该第二开关器件旁路从而不会有检测信号被提供至开关驱动单元。在第二开关器件卡在导通状态的情况下，该灯将仍然不会工作，这是因为开关驱动单元并没有将第一开关器件设置为导通状态(因为点亮检测单元并没有向开关驱动单元提供检测信号，并且因此没有启动供电电压被提供至第一开关器件)。

根据另外的优选实施例，该第一二开关器件包括第一继电器，并且该第二开关器件包括第二继电器。优选地，该第一和第二继电器是正常情况下开路的继电器。通过提供处于正常开路状态的第一和第二继电器，该第一和第二继电器在正常情况下并不导通。换句话说，如果没有启动或稳态供电电压被应用于继电器线圈，就没有电流会流过LED改装灯的市电电流线路。然而，如果启动供电电压被应用于继电器线圈，则该第一和第二继电器闭合并且因此变为导通状态，而使得电流可以沿该灯的市电电流线路流动。

在本发明的第二方面，提供了一种利用交流操作LED改装灯的方法。该LED灯包括LED单元、第一开关器件和第二开关器件，所述第一开关器件、所述第二开关器件和所述LED单元串联连接。该方法包括步骤：

-在该第一开关器件处于非导通状态的情况下生成启动供电电压；

-在该第二开关器件处于非导通状态的情况下生成检测信号；

-响应于所述检测信号，将所述启动供电电压提供至所述第一和第二开关器件，其中所述第一和第二开关器件适于在接收到所述启动供电电压时呈现导通状态。

将要理解的是，权利要求1的LED改装灯和权利要求15的操作LED改装灯的方法具有如从属权利要求中所限定的相似和/或相同的优选实施例。

将要理解的是，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求或以上实施例与相应独立权利要求的任意组合形式。

本发明的这些和其它方面将参考随后描述的实施例进行阐述并且将因此是显而易见的。

附图说明

在以下附图中：

图1示意性且示例性地示出了常规TL管的示例；

图2示意性且示例性地示出了具有LED和电子器件的改装TL管的示例；

图3示意性且示例性地示出了具有绝缘的LED和电子器件的改装TL管的示例；

图4示意性且示例性地示出了具有HF镇流器灯具上的绝缘的LED和电子器件的改装TL管的示例；

图5示意性且示例性地示出了测试LED管的电介质强度的示例；

图6A和6B示意性且示例性地示出了继电器管脚安全性解决方案的示例；

图7示意性且示例性地示出了实施所提出的TLED继电器管脚安全性解决方案的LED改装灯的实施例；

图8示意性且示例性地示出了实施所提出的TLED继电器管脚安全性解决方案的LED改装灯的另外的实施例；

图9示意性且示例性地示出了实施所提出的TLED继电器管脚安全性解决方案的LED改装灯的另外的实施例；

图10示意性且示例性地示出了实施所提出的TLED继电器管脚安全性解决方案的LED改装灯的另外的实施例；

图11图示了其中一个开关器件被短路的情形；

图12图示了其中另一个开关器件被短路的情形；和

图13示出了示意性且示例性地图示操作LED改装灯的方法的实施例的流程图。

具体实施方式

图1示意性且示例性地示出了常规TL管的示例。常规TL管型灯之所以安全是因为管内的气体要在该管末端上的两处连接之间形成传导路径之前首先被点亮。该点亮经由启动器和镇流器或生成高电压的HF的组合来执行。当管在没有从市电断开电压的同时被安装到灯具之中时，该安全性是必要的。在灯并未被正确插入(例如，一侧被插入而另一侧还没有)的情况下，该灯的一侧被连接至带电市电而另一侧的电触点与带电市电绝缘。如图1所示，接触常规TL管的管脚是安全的。

然而，在使用诸如基于LED的改装灯的基于LED的灯时，在管两端中的电子器件之间存在有传导路径。因此，安全性并没有得到保证。这由图2所图示，其示出了包括LED和电子器件(例如，LED驱动器)的改装TL管(TLED)。该LED和驱动器并未针对接触到管脚被电击提供充分的保护。

图3中图示了针对该问题的已知解决方案，其示出了具有绝缘的电子器件和LED的改装TL。从管的第一侧取得电力，同时通过在另一侧上的两个连接之间采用短路而将该侧与第一侧形成绝缘。

在这种情况下，灯的两侧之间没有传导路径。然而，启动器必须被短路(例如，保险丝)所替代以便令该灯工作。另一种缺陷在于，在HF镇流器的情况下，在并不打开灯具并实施短接连线的情况下，并没有用于在该灯上形成短路的启动器或连线。在更换为LED改装灯时，这是耗时且高成本的。图4图示了在具有HF镇流器灯具上的绝缘电子器件和LED的改装TL中需要如何进行重新连线以便使得灯工作。

提供一种兼容HF镇流器的TLED越来越令人感兴趣。就此而言，管脚安全性是关键挑战之一。一种可能的解决方案包括利用继电器实现电气管脚安全性。继电器管脚安全性的一种优势在于其防错使用。另外，正常灯的观感得以被保持，因为在末端帽处并没有按钮(例如，机械安全性开关)。

图5图示了测试LED管的电介质强度的示例设置。作为示例，测试电压500可以被应用于管两端以便评估是否发生了击穿或飞弧(flash over)。

图6图示了利用继电器提供管脚安全性的基本原理。灯600在内部包括继电器并且可以被连接至HF镇流器610和市电电源620，后者优选为230V的市电电源。该继电器在灯600的两端都被激励时闭合(图6A)并且在管600的仅一端被激励时保持断开(图6B)。

特别令人感兴趣的是遵守绝缘要求并且提供单一故障安全的解决方案。迄今为止，市场上针对兼容HF的TLED几乎没有满足有所强化的绝缘要求的电气管脚安全性解决方案。

图7示出了所提出的TLED继电器管脚安全性解决方案的框图，其图示了基本原则。灯700包括LED负载和内部驱动器740、灯丝仿真电路750、760，以及继电器管脚安全性电路，后者包括第一继电器710、第二继电器720和继电器电压供应730。灯700需要满足从一端到另一端的管脚之间有所强化的绝缘要求。解决方案提供了第一和第二开关器件(诸如第一和第二继电器710、720)以及用于继电器线圈的绝缘的电压供应730。两个继电器710、720在开路触点之间以及线圈和触点之间都被证明是基本绝缘的。

管的两端之间具有多条并联路径701、702、703、704、705、706，例如经由两个继电器的两个开关，经由线圈到第一继电器的触点和低电压供应到驱动器和LED，经由第一继电器的开关、第二继电器的触点至线圈以及低电压供应到该驱动器和LED，经由左侧端点到低电压供应并且到该驱动器和LED。

所有那些路径701、702、703、704、705、706都必须满足强化的绝缘要求。强化绝缘由单个绝缘系统提供，该系统针对电击提供了等同于双重绝缘的保护程度。换句话说，能够利用两个基本绝缘来构建强化绝缘。从图7能够看到，可以通过相应地构建电路来实现强化绝缘。该系统是单一故障安全的，即在桥接绝缘屏障之一时是安全的。

继电器线圈供电电压可以包括检测来自镇流器770(其连接至市电电源780)的HF信号的点亮检测，以及可以从镇流器输出电流得出的稳态供电电压单元，其用于将DC电源提供至第一和第二继电器线圈。

适用于优选实施例的继电器必需根据基本绝缘要求(关于线圈和触点之间以及开路触点之间的绝缘)而被释放。

继电器710、720在仅有灯700的一侧被插入时保持开路。主电流仅能够在灯700的两侧都被完全插入灯保持器时才会流动。如果仅插入了灯700的一侧，则继电器线圈将不会得到电压并且开路触点提供了管脚安全性。

继电器触点对来自HF镇流器770的电流进行开关。来自镇流器770的HF电流例如可以经由Y电容器而被检测并且提供为继电器线圈供电的初始电压，而使得第一和第二继电器710、720的触点闭合。该供电被稳态线圈电压供应730所接管。

用于继电器线圈电压供应730的绝缘屏障能够使用如变压器、Y电容器等的安全性组件来构建。以下对多个示例进行解释。

图8示出了将继电器管脚安全性实施到LED灯800之中的另一个示例，该LED灯800优选地可以是HF兼容的TLED 800，该灯具有用于继电器线圈的非绝缘分流供应890。启动阶段期间的继电器电压供应经由Y电容器C1、C2进行部署。初始的HF电流经由Y电容器C1、C2流动。该电流对第一和第二继电器710、720的线圈进行激励并且闭合相应的触点。在稳态操作模式中，继电器线圈供电电压被分流供应890通过使用开关网络(其一些示例在图11中示出)从主电流路径抽取能量而获取。然而，在该电路中，第一继电器710的线圈至触点路径必须满足强化的绝缘要求。电容器C1和C2满足基本绝缘要求(即，C1和C2可以为Y-2类型)。然而，电容器C1和C2可以被单个电容器(未示出)所替代，只要该电容器为Y-1类型(即，提供强化绝缘)即可。该单个电容器随后与两个继电器710、720的串并联连接。

此外，该系统可以如图9所图示的来实施，其示出了LED灯900的继电器管脚安全性，该LED灯900优选地可以是HF兼容的TLED900，其具有部署在两个继电器710、720之间的非绝缘分流供应890。继电器线圈分流电压供应890位于两个继电器710、720之间。该设置所提供的优势在于，继电器的线圈至触点仅必须满足基本绝缘要求。特别地，电容器C1和C2可以为Y电容器。该电路的原理与图8中的电路类似。

该系统满足强化绝缘要求。然而，继电器仍然对每个基本绝缘屏障进行桥接。继电器的公知故障模式为触点卡住(stuck contact)。这本身并不构成问题，原因在于该设置仅降低至基本绝缘。然而，如果TLED利用单个短路的继电器保持工作，则没有该故障的外部指示并且该产品将会被继续使用。如果恰好第二继电器也发生故障(例如，短路)，则对于终端用户而言根本没有任何保护。这样的状况是不期望出现的。

为了避免这种情形，该电路应当在启动时检测到继电器之一是否短路。如果是这样的情况下，则不应当向继电器应用驱动信号。在这种情况下，TLED将不会带着短路的继电器进行工作，因此向终端用户给出了问题的清晰指示。不再对继电器进行开关还将避免使得剩余继电器的进一步退化，这避免了可能出现的短路状况。

图10中示出了根据本发明的一个方面的解决方案的详细示图。，该附图集中于开关器件(例如，继电器)710、720以及它们的控制电路1010、1020、1030。该基本电路由其间具有两个基本绝缘屏障的三个模块1、2和3所组成。在继电器驱动部分1030的顶端，示出了附加的保护模块1060和解谐网络1050。解谐网络1050和保护模块1060都是可选的。它们是为了针对过电流、灯输入电流中的DC偏移量、开路LED负载等以及故障状况提供保护。这些故障可以经由解谐网络1050和保护模块1060而被检测到。一旦被检测，继电器就会被关闭以确保产品安全性。

该实施方式的基本想法是在部分1和2之间使用第一电容器来创建启动电源并且在部分2和3之间使用第二电容器来检测HF驱动器的点亮阶段。该检测信号发起继电器的闭合。

图10下面的部分图示了继电器驱动单元1030的操作。在启动1031时，灯处于关闭状态1036。如果出现供电电压和点亮检测1032，该灯就可以被设置为开启状态1037。如果没有出现供电电压，该灯将会返回关闭状态1036(步骤1035)。另一方面，如果出现了供电电压，但是保护模块在灯输入记录到过高电流或dc偏移量(步骤1033)，则该灯将被设置为关闭状态1038。供电电压因此将从继电器线圈断开连接，并且灯输入电流被中断。结果，该灯返回其初始的关闭状态1036(步骤1034)。在这种情况下，供电以及保护1039能够被获得。关闭状态1036和1038是相似的。但是关闭状态1038对应于其中保护触发并且继电器线圈供电被断开连接的情形。此时，分流供应890中仍然留存有一些能量。该能量最终耗尽并且该灯返回至初始状态1036。在该处理期间，由于继电器处于非导通模式，所以该灯实际上处于关闭模式。

为了闭合继电器，需要利用部分1和2之间的电容器所生成的电力。因此，如果部分1和2之间的第一开关器件(例如，继电器710)被短路，则启动电压供应单元1010并不提供启动供电电压并且不可能驱动继电器710、720。图11中图示了其中部分1和2之间的继电器710被短路的情形。

如果部分2和3之间的第二开关器件(优选地包括第二继电器720)被短路，则部分2和3之间的电容器也被旁路。然而，部分2和3之间的电容器被点亮检测单元1020用来检测点亮阶段。因此，可以利用部分1和2之间的电容器生成启动供电电压，但是并没有用来驱动继电器的检测信号。图12中图示了其中部分2和3之间的继电器被短路的情形。

在下文中，将参考13所示的流程图对利用交流对LED改装灯进行操作的方法的实施例进行示例性描述，所述LED改装灯包括LED单元、第一开关器件和第二开关器件，所述第一开关器件、所述第二开关器件和所述LED单元串联连接。

在步骤1310，该操作LED改装灯的方法开始。

在步骤1320，确定第一开关器件是否处于非导通状态。在那种情况下，这里之前所描述的启动电压供应单元并不被第一开关器件所旁路。

如果第一开关器件处于非导通状态，则在步骤1330优选地由启动电压供应单元生成启动供电电压。

在步骤1340，确定第二开关器件是否处于非导通状态。在那种情况下，这里之前所描述的点亮检测单元并不被该第二开关器件所旁路。

如果第二开关器件处于非导通状态，则在步骤1350优选地由点亮检测单元生成检测信号。

在步骤1360，该启动供电电压响应于该检测信号被提供至该第一和第二开关器件。如以上所描述的，该第一和第二开关器件适于在接收到该启动供电电压时呈现导通状态。

本发明的示例应用涉及到在用于TL改装灯具的任意HF镇流器兼容的LED改装灯中提供管脚安全性。本发明尤其与兼容HF镇流器的T8LED管相关。

LED灯可以包括允许在导通和非导通状态之间进行变化的任意类型的开关器件。

虽然在以上所描述的实施例中，开关器件包括继电器，但是这些实施例仅是优选实施例，并且在其它实施例中，该开关器件可以包括例如MOSFET、三端双向可控硅(triac)、IGBT等。

虽然在以上所描述的实施例中示出了电压供应单元的某些配置，但是本发明并不局限于电压供应单元的某些配置。在一个实施例中，电压供应单元并不包括放大器、滤波电容器或变压器。

通过研习附图、公开和所附权利要求，本领域技术人员在实践所请求保护的发明时能够理解并实施针对所公开实施例的其它变化。

在权利要求中，词语“包括”并不排除其它的要素或步骤，并且不定冠词“一个”(“a”或“an”)并不排除多个。

单个单元或器件可以实现权利要求中所引用的若干事项的功能。某些措施在互相不同的从属权利要求中进行引用的仅有事实并非指示这些措施的组合无法被加以利用。

由一个或多个单元或器件所执行的如检测市电电流线路上的点亮电压，检测市电供电线路上的功率下降等等的确定能够由任意其它数量的单元或器件来执行。例如，由单个单元所执行的检测市电电流线路上的点亮电压能够由任意其它数量的不同单元来执行。依据以上所描述的操作方法的LED灯的确定和/或控制能够被实施为计算机程序的程序代码器件和/或专用硬件。

权利要求中的任何附图标记都不应当被理解为对范围加以限制。

本发明涉及一种适用于利用交流进行操作的LED改装灯。该LED灯包括LED单元，第一和第二开关器件(例如，第一和第二继电器)，并联耦合至该第一开关器件的启动电压供应单元，并联耦合至该第二开关器件的点亮检测单元，以及用于将该第一和第二开关器件设置为导通状态的开关驱动单元。如果该第一和第二开关器件之一被短路，则不提供启动供电电压或检测信号，而使得向用户外部指示该故障。

Claims

1.一种适于利用交流进行操作的LED改装灯(700，800，900)，包括：

-LED单元(740)；

-第一开关器件(710)和第二开关器件(720)，所述第一开关器件(710)、所述第二开关器件(720)和所述LED单元(740)串联连接；

-并联耦合至所述第一开关器件(710)的启动电压供电单元(1010)，所述启动电压供电单元(1010)适于在所述第一开关器件(710)处于非导通状态的情况下生成启动供电电压；

-并联耦合至所述第二开关器件(720)的点亮检测单元(1020)，所述点亮检测单元(1020)适于在所述第二开关器件(720)处于非导通状态的情况下生成检测信号；和

-适于响应于所述检测信号而将所述启动供电电压提供至所述第一和第二开关器件(710，720)的开关驱动单元(1030)，其中所述第一和第二开关器件(710，720)适于在接收到所述启动供电电压时呈现导通状态。

2.根据权利要求1所述的LED改装灯(700，800，900)，其中所述LED改装灯(700，800，900)进一步包括市电电流线路，所述第一开关器件(710)、所述第二开关器件(720)和所述LED单元(740)沿所述市电电流线路串联连接，所述点亮检测单元(1020)适于响应于在所述市电电流线路上检测到点亮电压而生成所述检测信号。

3.根据权利要求1所述的LED改装灯(700，800，900)，其中所述LED单元(740)进一步包括稳态电压供电单元(890)，所述稳态电压供电单元(890)适于生成稳态供电电压，其中所述稳态电压供电单元(890)进一步适于从所述LED改装灯(700，800，900)的市电电流线路得出用于所述第一和第二开关器件(710，720)的稳态供电电压。

4.根据权利要求3所述的LED改装灯(700，800，900)，其中所述稳态电压供电单元(890)进一步适于响应于所述LED改装灯(700，800，900)的市电电流线路上的功率下降而至少临时将所述第一和第二开关器件(710，720)设置为非导通状态。

5.根据权利要求3所述的LED改装灯(700，800，900)，其中所述稳态电压供电单元(890)适于向第一和第二开关器件(710，720)提供所述稳态供电电压，其中所述稳态电压供电单元(890)连接在所述第一和第二开关器件(710，720)之间。

6.根据权利要求5所述的LED改装灯(700，800，900)，其中所述稳态电压供电单元(890)包括分流供电电路，其适于从在稳态操作模式期间从所述LED改装灯(700，800，900)的市电电流线路抽取能量。

7.根据权利要求6所述的LED改装灯(700，800，900)，其中所述分流供电电路包括：

-全二极管桥和分流开关；和/或

-包括至少两个二极管和至少两个MOSFET的有源全桥；和/或

-非对称半桥。

8.根据权利要求1所述的LED改装灯(700，800，900)，其中所述启动电压供电单元(1010)包括并联耦合至所述第一开关器件(710)的第一电容器，并且其中所述点亮检测单元(1020)包括并联耦合至所述第二开关器件(720)的第二电容器。

9.根据权利要求1所述的LED改装灯(700，800，900)，其中所述第一开关器件(710)包括第一继电器，并且其中所述第二开关器件(720)包括第二继电器。

10.根据权利要求9所述的LED改装灯(700，800，900)，其中所述第一继电器包括第一线圈，并且所述第二继电器包括第二线圈；所述第一和第二线圈被连接以从所述开关驱动单元(1030)接收所述启动供电电压，其中所述第一和第二继电器在从所述开关驱动单元(1030)接收到所述启动供电电压时从非导通状态变为导通状态。

11.根据权利要求1所述的LED改装灯(700，800，900)，其中所述第一和第二开关器件(710，720)适于在所述启动供电电压高于最低阈值电压的情况下呈现所述导通状态。

12.根据权利要求2所述的LED改装灯(700，800，900)，其中所述LED改装灯(700，800，900)适于利用电镇流器进行操作，并且其中所述市电电流线路上的所述点亮电压对应于来自所述电镇流器的HF信号。

13.根据权利要求12所述的LED改装灯(700，800，900)，其中所述点亮检测单元(1020)适于检测来自所述电镇流器的HF信号。

14.根据权利要求1所述的LED改装灯(700，800，900)，其中如果所述第一开关器件(710)处于导通状态，则所述启动电压供电单元(1010)被第一开关器件(710)所旁路，并且其中如果所述第二开关器件(720)处于导通状态，则所述点亮检测单元(1020)被第二开关器件(720)所旁路。

15.一种利用交流操作LED改装灯(700，800，900)的方法，所述LED改装灯(700，800，900)包括LED单元(740)、第一开关器件(710)和第二开关器件(720)，所述第一开关器件(710)、所述第二开关器件(720)和所述LED单元(740)串联连接，其中所述方法包括步骤：

-在所述第一开关器件(710)处于非导通状态的情况下生成(1330)启动供电电压；

-在所述第二开关器件(720)处于非导通状态的情况下生成(1350)检测信号；

-响应于所述检测信号，将所述启动供电电压提供(1360)至所述第一和第二开关器件(710，720)，其中所述第一和第二开关器件(710，720)适于在接收到所述启动供电电压时呈现导通状态。