CN105704889B - 电源设备和照明设备 - Google Patents
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Abstract
一种电源设备(2),包括分别电气连接到LED光源(31和32)的LED驱动电路(22和23),以及控制电路(26)。所述LED光源(31和32)中的每个包括串联电气连接的发光二极管(LD1或LD2)。所述控制电路被配置为当电流被禁止流过目标光源(31或32)时执行对目标驱动电路(22或23)的控制,使得低于阈值电压(Vth)的电压被施加在所述目标光源两端,其中,在所述阈值电压时电流开始流过所述目标光源。所述目标光源为所述LED光源(31和32)的部分。所述目标驱动电路包括所述LED驱动电路(22和23)中的对应于所述目标光源的LED驱动电路。
Description
技术领域
本发明总体上涉及电源设备和照明设备,并且更具体地涉及电源设备和照明设备中的每个均被配置为操作发光二极管的电源设备和照明设备。
背景技术
日本公开号2011-258517(在后文中被称作“文件1”)中公开的LED电源设备迄今已经被提出作为被配置为操作发光二极管(LED)的电源设备。文件1中公开的LED电源设备采用两种LED阵列作为光源,所述两种LED阵列的色温彼此不同。LED电源设备被配置为通过调节流过这两种LED阵列的电流来使光源(混色光)(color mixing light)的色温变化。
文件1中公开的LED电源设备周期性地接通和断开两个LED阵列,使得每个周期交替点亮两个LED阵列。在该LED电源设备中,光源(混色光)的色温是通过使在一个周期期间在其中两个LED阵列分别被点亮的两个时间段的比率进行变化来调节的。
所考虑的是一种控制,所述控制在色温调节范围的上限或下限处允许电流仅流过一个LED阵列同时禁止电流流过另一LED阵列。在该情况中,由于两个LED阵列的两个阳极端彼此连接,因此在两个LED阵列的两个阳极端之间出现大的电势差。亦即,两个LED阵列中的每个均由串联连接的LED形成,每个LED阵列的一端为阴极并且其另一端为阳极。因此要求电气连接到它们的两个阴极端的两个导电路径被间隔开,以便确保对LED阵列和电源电路被安装在其上的基板的电气绝缘。然而,这造成基板(电路基板)的尺寸增大。
发明内容
鉴于以上情况得到了本发明,本发明的目的是提供一种能够具有与常规设备相比减小的尺寸的电源设备和照明设备。
本发明的电源设备包括分别电气连接到多个LED光源的多个LED驱动电路,以及控制电路。所述多个LED光源中的每个均包括串联电气连接的发光二极管。所述多个LED光源在阳极侧的端部彼此电气连接。所述控制电路被配置为分别通过所述多个LED驱动电路来调节流过所述多个LED光源的电流。所述控制电路被配置为当电流被禁止流过目标光源,且电流流过所述多个LED光源中除所述目标光源之外的至少一光源,且当所述至少一光源被点亮时,执行对目标驱动电路的控制,使得低于阈值电压的电压被施加在所述目标光源两端,其中,在所述阈值电压时电流开始流过所述目标光源。所述目标光源为所述多个LED光源的部分。所述目标驱动电路包括所述多个LED驱动电路中对应于所述目标光源的LED驱动电路。
本发明的照明设备包括所述电源设备、所述多个LED光源,以及所述多个LED光源被附接到其的设备本体。
在本发明中,能够提供一种能够具有与常规设备相比减小的尺寸的电源设备和照明设备。
附图说明
附图仅通过范例的方式而非限制的方式来描绘根据本教导的一个或多个实施方式。在附图中,相同的附图标记指相同或相似的元件,其中:
图1为根据实施例的照明设备的电路图;
图2为描绘根据实施例的照明设备中的光源单元的色温与电源设备的输出电流之间的关系的图;
图3为描绘用于根据实施例的照明设备的发光二极管的正向电流与正向电压之间的关系的图;
图4为根据实施例的电源设备的主要部分的波形图;
图5为根据实施例的照明设备的立体视图;
图6为根据实施例的照明设备的分解的立体视图;并且
图7为根据实施例的电源设备的分解的立体视图。
具体实施方式
在后文中参考附图解释了根据实施例的电源设备以及具有该电源设备的照明设备。
图1为根据实施例的照明设备1的电路图。照明设备1包括电源设备2和光源单元3。
光源单元3包括连接在第一端子P21与第二端子P22之间的(第一)LED光源31,和连接在第一端子P21与第三端子P23之间的(第二)LED光源32。在该实施例中,LED光源31的色温不同于LED光源32的色温。LED光源31包括多个(例如,七十二个)发光二极管LD1,所述多个发光二极管LD1中的每个的发光色均为对应于为大约6000K的色温的日光色。发光二极管LD1串联连接在第一端子P21与第二端子P22之间,以便允许电流从第一端子P21流到第二端子P22。LED光源32包括多个(例如,七十二个)发光二极管LD2,所述多个发光二极管LD2中的每个的发光色均为对应于为大约3000K的色温的灯泡色。发光二极管LD2串联连接在第一端子P21与第三端子P23之间,以便允许电流从第一端子P21流到第三端子P23。
电源设备2被配置为独立地为LED光源31和32供应各自的DC(直流)电力(第一DC电力和第二DC电力)。在图1的范例中,电源设备2包括整流电路20、电压转换器电路21、LED驱动电路22和23,以及控制电路2A。控制电路2A由第一控制器25和第二控制器26形成。
整流电路20由二极管桥形成。整流电路20被配置为对从AC电源100(例如,商业AC电源)供应的AC(交流)电压进行全波整流,以向电压转换器电路21供应整流电压。
电压转换器电路21例如为升压斩波电路,并且被配置为使来自整流电路20的整流电压平滑,以将平滑电压转换成第一电压(例如,大约400V)的第一DC电压。例如,电压转换器电路21包括扼流线圈L1、开关设备Q1、二极管D1,以及平滑电容器C1(例如,电解质电容器)。在该范例中,扼流线圈L1的第一端电气连接到整流电路20的正输出端。开关设备Q1(例如,场效应晶体管)电气连接在扼流线圈L1的第二端与整流电路20的负输出端之间。二极管D1的阳极电气连接到扼流线圈L1与开关设备Q1的接点。平滑电容器C1电气连接在整流电路20的负输出端与二极管D1的阴极之间。
第一控制器25被配置为通过向开关设备Q1的控制电极(栅极)供应驱动信号来以高频率对开关设备Q1进行打开和关闭,从而允许电压转换器电路21执行升压操作。亦即,第一控制器25被配置为调节被供应到开关设备Q1的控制信号的占空比(ON duty)或频率,使得使电压转换器电路21的输出电压为第一电压。
LED驱动电路22例如为(第一)降压斩波电路并且包括二极管D2、平滑电容器C2、扼流线圈L2、开关设备Q2,以及电阻器R21至R23。平滑电容器C2、扼流线圈L2与开关设备Q2串联连接,以构成电气连接在电压转换器电路21的输出端(平滑电容器C1的两端)之间的串联电路。二极管D2的阴极电气连接到电压转换器电路21的正输出端,同时二极管D2的阳极电气连接到扼流线圈L2与开关设备Q2的接点。平滑电容器C2电气连接在电源设备2的第一输出端子P11与第二输出端子P12之间。第一输出端子P11通过电线电气连接到光源单元3的第一端子P21,同时第二输出端子P12通过电线电气连接到光源单元3的第二端子P22。LED光源31电气连接在平滑电容器C2的两端之间。电阻器(放电电阻器)R21与平滑电容器C2并联电气连接。第二控制器26被配置为通过向开关设备Q2的控制电极供应控制信号VQ2来对开关设备Q2进行打开和关闭。亦即,第二控制器26被配置为通过以高频率(例如,大约50kHz)对开关设备Q2进行打开和关闭来允许LED驱动电路22执行降压操作。
电阻器R22和R23的串联电路与扼流线圈L2和开关设备Q2的串联电路并联电气连接。在电阻器R23两端的电压V23要被供应到第二控制器26。当使要被施加在LED光源31两端的电压(即,在平滑电容器C2两端的电压)变化时,在电阻器R21与R22的接点处的电势也变化。在电阻器R23两端的电压V23也相应地变化。第二控制器26因此能够根据电阻器R23两端的电压V23的幅度来检测施加在LED光源31两端的电压。在该实施例中,被配置为测量施加在LED光源31两端的电压的第一伏特计由第二控制器26、电阻器R21至R23等的算术函数形成。
LED驱动电路23例如为(第二)降压斩波电路,并且包括二极管D3、平滑电容器C3、扼流线圈L3、开关设备Q3,以及电阻器R31至R33。平滑电容器C3、扼流线圈L3和开关设备Q3串联连接,以构成电气连接在电压转换器电路21的输出端之间的串联电路。二极管D3的阴极电气连接到电压转换器电路21的正输出端,同时二极管D3的阳极电气连接到扼流线圈L3与开关设备Q3的接点。平滑电容器C3电气连接在电源设备2的第一输出端子P11与第三输出端子P13之间。第三输出端子P13经由电线电气连接到光源单元3的第三端子P23。LED光源32电气连接在平滑电容器C3的两端之间。电阻器(放电电阻器)R31与平滑电容器C3并联电气连接。第二控制器26被配置为通过向开关设备Q3的控制电极供应控制信号VQ3来对开关设备Q3进行打开和关闭。亦即,第二控制器26被配置为通过以高频率(例如,大约50kHz)对开关设备Q3进行打开和关闭来允许LED驱动电路23执行降压操作。
电阻器R32和R33的串联电路与扼流线圈L3和开关设备Q3的串联电路并联电气连接。电阻器R33两端的电压V33要被供应到第二控制器26。当使要被施加在LED光源32两端的电压(即,平滑电容器C3两端的电压)变化时,在电阻器R31与R32的接点处的电势也变化。在电阻器R33两端的电压V33也相应地变化。第二控制器26因此能够根据电阻器R33两端的电压V33的幅度来检测施加在LED光源32两端的电压。在该实施例中,被配置为测量施加在LED光源32两端的电压的第二伏特计由第二控制器26、电阻器R31至R33等的算术函数形成。
第二控制器26被配置为从外部设定设备200接收调色信号(发光色调节信号)S1和调光信号(亮度调节信号)S2。第二控制器26还被配置为基于调色信号S1和调光信号S2来调节要被供应到开关设备Q2的控制信号VQ2的占空比和频率以及要被供应到开关设备Q3的控制信号VQ3的占空比和频率。因此,第二控制器26通过独立地控制LED驱动电路22和23的两个输出(输出水平)来独立地控制LED光源31和32的光学输出。亦即,能够通过混合LED光源31和32的两个输出光来控制光源单元3(其输出光)的色温和光通量。
现在参考图2解释由第二控制器26进行的调色操作(发光色调节操作)。在图2中,点划线示出在调色(对发光色的调节)期间LED驱动电路22的输出电流I1(流过LED光源31的负载电流)与光源单元3的色温之间的关系。在图2中,实线示出在调色(对发光色的调节)期间LED驱动电路23的输出电流I2(流过LED光源32的负载电流)与光源单元3的色温之间的关系。
解释当调色信号S1和调光信号S2从设定设备200被供应到第二控制器26时的操作,其中,调色信号S1为用于将色温设定到3000K的信号,并且调光信号S2为用于将光通量设定到最大的信号。在该情况中,第二控制器26确定控制信号VQ2的占空比和频率,使得LED驱动电路22的输出电流I1为零(电流值I11)。第二控制器26还确定控制信号VQ3的占空比和频率,使得LED驱动电路23的输出电流I2为最大值(电流值I21)。第二控制器26然后控制为使得其发光色为日光色的LED光源31不被点亮,并且使得其发光色为灯泡色的LED光源32以最大亮度被点亮。结果,光源单元3(混色光)的色温变为大约3000K(灯泡色的色温)。
解释当调色信号S1和调光信号S2从设定设备200被供应到第二控制器26时的操作,其中,调色信号S1为用于将色温设定到6000K的信号,并且调光信号S2为用于将光通量设定到最大的信号。在该情况中,第二控制器26确定控制信号VQ2的占空比和频率,使得LED驱动电路22的输出电流I1为最大值(电流值I13)。第二控制器26还确定控制信号VQ3的占空比和频率,使得LED驱动电路23的输出电流I2为零(电流值I23)。第二控制器26然后控制为使得其发光色为日光色的LED光源31以最大亮度被点亮,并且使得其发光色为灯泡色的LED光源32不被点亮。结果,光源单元3的色温变为大约6000K(日光色的色温)。
解释当调色信号S1和调光信号S2从设定设备200被供应到第二控制器26时的操作,其中,调色信号S1为用于将色温设定到3000K以上且6000K以下(例如,4000K)的信号,并且调光信号S2为用于将光通量设定到最大的信号。在该情况中,第二控制器26确定控制信号VQ2的占空比和频率,使得LED驱动电路22的输出电流I1为根据调色信号S1设定的、并且小于最大值(电流值I13)的电流值I12。第二控制器26还确定控制信号VQ3的占空比和频率,使得LED驱动电路23的输出电流I2为根据调色信号S1设定的、并且小于最大值(电流值I21)的电流值I22。第二控制器26然后控制为使得LED光源31和32以根据调色信号S1设定的各自的亮度被点亮。结果,光源单元3以整体上根据调色信号S1设定的色温(例如,4000K)被点亮。
当增大光源单元3(其混色光)的色温时,第二控制器26控制LED驱动电路22和23两者的输出(输出水平),以增大流过LED光源31的电流I1并且还减小流过LED光源32的电流I2。当减小光源单元3的色温时,第二控制器26控制LED驱动电路22和23两者的输出,以减小流过LED光源31的电流I1并且还增大流过LED光源32的电流I2。
将参考图2解释由第二控制器26进行的调光操作。
解释当调色信号S1和调光信号S2从设定设备200被供应到第二控制器26时的调色和调光操作,其中,调色信号S1为用于将色温设定到大约4000K的信号,并且调光信号S2为用于将光通量设定到最大值的一半的信号。在该情况中,第二控制器26确定控制信号VQ2的占空比和频率,使得LED驱动电路22的输出电流I1为电流值I12的一半的I14。第二控制器26还确定控制信号VQ3的占空比和频率,使得LED驱动电路23的输出电流I2为电流值I22的一半的电流值I24。来自发光二极管的光通量一般成比例于流过发光二极管的电流的幅值。因此,当将光源单元3的光通量设定为其最大值的一半时,第二控制器26控制为使得流过每个LED光源的发光二极管的电流为当其光通量具有最大值时的电流值的一半。根据由第二控制器26进行的调色和调光控制,LED光源31和32以各自的亮度被点亮,并且被控制为使得光源单元3的色温变为由调色信号S1设定的大约4000K,并且其光通量变为最大值的一半。
第二控制器26被配置为接收电阻器R23两端的电压V23和电阻器R33两端的电压V33。第二控制器26被配置为将电压V23和V33与各自的阈值进行比较,以判断是否发生电路故障。当电压V23在其阈值以上或电压V33在其阈值以上时,第二控制器26判断发生故障。在该情况中,第二控制器26通过关闭开关设备Q2和Q3来停止降压操作。
参考图5和图6来解释照明设备1的结构。根据该实施例的照明设备1为天花板安装式照明设备。
照明设备1包括被配置为被安装在天花板上的设备本体11,和被配置为被可拆卸地附接到设备本体11的光源单元3。
设备本体11由压制金属板制成,并且具有凹陷12,所述凹陷12被配置为容纳光源单元3并且被提供在设备本体11的沿其整体长度的下面。
如图6所示,光源单元3包括两个电路板41、矩形安装构件42(电路板41被附接到所述矩形安装件42,其中,电路板41在安装构件42的纵向方向上对齐),以及盖子43(其被配置为被附接到安装构件42以覆盖电路板41)。
每个电路板41均为形状如长窄矩形的印刷电路板。构成LED光源31的发光二极管LD1被安装在电路板41中的一个的下面(与盖子43相反的一面),使得以在其纵向方向上的规律间隔处被设置。在后文中,该电路板41也被称作“第一电路板”。类似地,构成LED光源32的发光二极管LD2被安装在电路板41中的另一个的下面,使得以在其纵向方向上的规律间隔处被设置。在后文中,该电路板41也被称作“第二电路板”。备选地,发光二极管LD1和发光二极管LD2可以在它们的纵向方向上被交替安装在电路板41上,使得每两个相邻的发光二极管彼此不同。
连接器411被提供在第一电路板41处(图6中右边的电路板41),所述连接器411被配置为经由电线电气连接到电源设备2的第一输出端子P11至第三输入端子P13。第一电路板41被形成具有被包括在连接器411中的导电路径,例如,铜层,所述导电路径电气连接到第一端子P21至第三端子P23。在电路板41的面对端处提供被配置为电气连接电路板41的两个连接器412。通过接合电路板41的连接器412,从电源设备2供应到第一电路板41的电力能够被供应到第二电路板41(图6中左边的电路板41)。该实施例包括发光二极管LD1和LD2被安装在其上的两个电路板41,但可以根据要求的发光二极管LD1和LD2的数目来改变电路板41的数目。
安装构件42由弯折金属板制成,并且具有在其纵向方向上观看像U的横截面形状。两个电路板41被附接在安装构件42的下面上,其中,发光二极管LD1和LD2朝下。电源设备2和接线盒4被附接在安装构件42的上面上。电源设备2的输入线缆(包括两根或三根线)电气连接到接线盒4。接线盒4被配置为与电力线缆(包括两根或三根线)电气连接,所述电力线缆经由在天花板材料(吊顶)中切割的孔从在天花板材料以上的天花板空间被馈送到下面的房间中。电力线缆因此要经由接线盒4电气连接到电源设备2。接线盒4利用(一个或多个)金属配件5被固定到安装构件42的上面。
盖子43由具有半透明和散射性质的合成树脂材料(例如,奶白色丙烯酸树脂)制成,并且为在其上面(在安装构件42一侧的面)中具有开口的长件。盖子43从其横向观看形状为向下凸出的半圆。盖子43被附接到安装件42以覆盖两个电路板41。
电源设备2被附接在安装构件42的上面上。如图6和图7所示,电源设备2包括电路板51、盒52和绝缘片53。
盒52由压制金属板制成,并且形状像底部敞开的箱体。盒52被固定在安装构件42的上面上,电路板51被容纳在所述盒52中。
绝缘片53由具有电气绝缘性质的合成树脂制成,并且从其横向观看形状像U。绝缘片53被设置在盒52内部并且使电路板51与盒52电气绝缘。
电路板51由印刷电路板形成,并且形状像长窄矩形。例如,电路板51为双侧印刷线路板。如以上所陈述的,图1中示出的电源设备2由整流电路20、电压转换器电路21、LED驱动电路22、LED驱动电路23、第一控制器25、第二控制器26等形成。构成电源设备2的部件部分被安装在电路板51的两侧上。
当光源单元3的色温被调谐到日光色的色温(大约6000K)时,根据该实施例的电源设备2允许电流仅流过其发光色为日光色的LED光源31,并且禁止电流流过其发光色为灯泡色的LED光源32。
在该情况中,假设第二控制器26将控制信号VQ3的占空比设定为0%以完全关闭LED驱动电路23的开关设备Q3。在LED光源32两端的电压V2对应于由电阻器R31、R32和R33的划分比率(division ratio)确定的电压。亦即,在LED光源32两端的电压V2对应于通过如下确定的分压:电压转换器电路21的输出电压;电阻器R31的电阻;以及电阻器R32和R33的组合电阻。电阻器R31被提供用于当从AC电源100到电压转换器电路21的电力被关掉时对平滑电容器C3中存储的电荷进行放电。电阻器R31的电阻值被设定为显著小于电阻器R32与R33的组合电阻,使得平滑电容器C3中存储的电荷被立即放电。相应地,当通过完全关闭开关设备Q3来不点亮LED光源32时,与当LED光源31被点亮时在LED光源31两端的电压V1相比,LED光源32两端的电压V2大大减小。当构成LED光源31的发光二极管LD1的数目为七十二并且每个发光二极管LD1的正向电压在每个发光二极管LD1被点亮时为大约3V(参见图3)时,在LED电源31两端的电压V1在LED电源31被点亮时为216V(=72×3)。在每个电路板41中,相应地,在当LED光源31被点亮时电气连接到LED光源31的阴极端的导电路径(电气连接到第二端子P22的导电路径)与当LED光源32不被点亮时电气连接在LED光源32的阴极端的导电路径(电气连接到第三端子P23的导电路径)之间出现大的电势差。类似地,在电路板51中,在当LED光源31被点亮时电气连接到LED光源31的阴极端的导电路径(电气连接到第二输出端子P12的导电路径)与当LED光源32不被点亮时电气连接到LED光源32的阴极端的导电路径(电气连接到第三输出端子P13的导电路径)之间出现大的电势差。电路板51要求间隔开电气连接到第二输出端子P12的导电路径与电气连接到第三输出端子P13的导电路径,以便确保它们之间的电气绝缘。这由于需要增大电源设备2的宽度而引起电源设备2的尺寸增大。
图3示出了发光二极管(例如,发光二极管LD1或LD2)的正向电流与正向电压之间的特性的测量结果,其中,发光二极管LD1为中性白类型的并且发光二极管LD2为灯泡色类型的(其能够通过与磷光体组合的蓝色LED来实现)。从测量结果能够看出,当发光二极管LD1和LD2中的每个的正向电压为2V或更小时,没有电流流过发光二极管LD1和LD2中的每个。
因此,当熄灭例如LED光源32时,第二控制器26对LED驱动电路23的开关Q3进行打开和关闭(振荡),使得施加在LED光源32两端的电压V2保持为在其中LED光源32不被点亮的范围内的高电压。如以上所陈述的,当发光二极管LD1和LD2中的每个的正向电压为2V或更小时,发光二极管LD1和LD2中的每个都不被点亮。LED光源32因此即使是在由72个串联连接的发光二极管LD2形成的LED光源32两端施加为144V(=2×72)的电压时也不被点亮。在该实施例中,因此关于144V设定为大约15%的裕量。在该情况中,第二控制器26被配置为对开关设备Q3进行打开和关闭,使得施加在要不被点亮的LED光源32两端的电压被保持到在为110V或更大与120V或更小的电压范围内的电压。
参考图4来解释以上所陈述的第二控制器26的操作。
图4为当在色温调节范围的上限处,LED光源31被点亮并且LED光源32不被点亮时,即,当电流I1仅流过LED光源31并且电流被禁止流过LED光源32时,电源设备2的主要部分的波形图。
第二控制器26通过以控制信号VQ2的占空比对开关设备Q2进行打开和关闭来通过LED驱动电路22将根据调光信号S2的电流I1供应到LED光源31,从而点亮LED光源31。
第二控制器26还控制为使得施加到LED光源32(电流被禁止流过所述LED光源32)的电压V2被保持为在低于阈值电压(在阈值电压时电流开始流过LED光源32)的范围内的尽可能高的电压。例如,阈值电压为大约172.8V(=2.4×72)并且到每个发光二极管LD2的阈值电压为大约2.4V(参见图3)。第二控制器26总是基于电阻器R23两端的电压V23来监测LED光源31两端的电压V1,并且总是基于电阻器R33两端的电压V33来监测LED光源32两端的电压V2。当施加在LED光源32两端的电压V2减小至下限电压(振荡开始电压)V2L(例如,110V)时(图4中的时间t1),第二控制器26开始开关设备Q3的开关操作。当开关设备Q3开始开关操作时,LED驱动电路23的输出电压(即,施加在LED光源32两端的电压V2)通过LED驱动电路23的斩波器操作而增大。当LED光源32两端的电压V2增大到上限电压(振荡停止电压)V2H(例如,120V)时(图4中的时间t2),第二控制器26停止开关设备Q3的开关操作。在LED驱动电路23停止斩波器操作之后,LED驱动电路23的输出电压(即,LED光源32两端的电压V2)逐渐减小。随后,当LED光源32两端的电压V2减小到下限电压V2L时(图4中的时间t3),第二控制器26再一次开始开关设备Q3的开关操作,从而增大电压V2。当LED光源32两端的电压V2增大到上限电压V2H时(图4中的时间t4),第二控制器26停止开关设备Q3的开关操作。亦即,间歇地执行开关设备Q3的开关操作。在LED光源32未被点亮的同时,第二控制器26重复上述操作。结果,LED光源32两端的电压V2被保持为在其中电流被禁止流过LED光源32的范围内的尽可能高的电压。
第二控制器26可以被配置为,当LED光源32两端的电压V2减小到下限电压V2L(图4中的时间t1),伴随着电流被禁止流过LED光源32时,在恒定时间T1内对开关设备Q3进行打开和关闭(振荡)。恒定时间T1可以被设定为允许LED光源32两端的电压V2增大大约10V并且比允许电压V2增大并超过上述阈值电压的时间短的时间。例如,恒定时间T1可以为5毫秒。当LED光源32两端的电压V2减小到下限电压V2L时,第二控制器26在恒定时间内对开关设备Q3进行打开和关闭(振荡),从而使电压V2保持为在其中电流被禁止流过LED光源32的范围内的尽可能高的电压。
在色温调节范围的下限处,第二控制器26控制为使得LED光源31和32分别不被点亮和被点亮。在该情况中,电流I2仅流过第二LED光源32,同时电流被禁止流过LED光源31。类似于在其中LED光源32不被点亮(熄灭)的情况,第二控制器26将LED光源31两端的电压保持为在其中电流被禁止流过LED光源31的范围内的尽可能高的电压。
在该实施例中,第二控制器26被配置为当电流被禁止流过LED光源32时将LED光源32两端的电压V2保持为低于阈值电压(第一阈值电压)(在所述阈值电压时电流开始流过LED光源32)的电压,所述电压例如为(第一)阈值电压的85%或70%的电压。相应地,与在其中LED光源32两端的电压在LED光源32不被点亮时为零的情况相比,能够减小在LED光源31的阴极端处在LED光源31被点亮时的电压(在第二端子P22处的电压)与在LED光源32的阴极端处在LED光源32不被点亮(熄灭)时的电压(在第三端子P23处的电压)之间的电势差。第二控制器26被配置为当电流被禁止流过LED光源31时将LED光源31两端的电压V1保持为低于阈值电压(第二阈值电压)(在所述阈值电压时电流开始流过LED光源31)的电压,所述电压例如为(第二)阈值电压的85%或70%的电压。相应地,与在其中LED光源31两端的电压在LED光源31不被点亮时为零的情况相比,能够减小在LED光源32的阴极端处在LED光源32被点亮时的电压(在第三端子P23处的电压)与在LED光源31的阴极端处在LED光源31不被点亮(熄灭)时的电压(在第二端子P22处的电压)之间的电势差。
在每个电路板41中,与在其中LED光源31或LED光源32两端的电压在LED光源31或LED光源32不被点亮时为零的情况相比,能够缩短被提供在电气连接到第二端子P22的导电路径与电气连接到第三端子P23的导电路径之间的、用于确保它们之间的电气绝缘的距离。类似地,在电路板51中,与在其中LED光源31或LED光源32两端的电压在LED光源31或LED光源32不被点亮时为零的情况相比,能够缩短被提供在电气连接到第二输出端子P12的导电路径与电气连接到第三输出端子P13的导电路径之间的、用于确保它们之间的电气绝缘的距离。因此能够减小电路板41和51的尺寸以减小电源设备2和光源单元3的尺寸,从而将电源设备2和光源单元3容纳在具有根据通过减小电路板41和51的尺寸获得的减量的小宽度的设备本体11中。
在色温调节范围的上限处,光源单元3能够发出整体上在LED光源31(其发光色)的色温处的光,这是因为电流被禁止流过具有低色温的LED光源32。在色温调节范围的下限处,光源单元3能够发出整体上在LED光源32(其发光色)的色温处的光,这是因为电流被禁止流过具有高色温的LED光源31。因此与在其中LED光源31和32两者在色温调节范围的上限和下限中的每个处都被点亮时的情况相比,能够扩宽色温调节范围。
如以上所陈述的,根据该实施例的电源设备2包括分别电气连接到LED光源(LED光源31和32)的LED驱动电路(LED驱动电路22和23),和控制电路2A(具体为第二控制器26)。LED光源中的每个都包括串联电气连接的发光二极管(发光二极管LD1或LD2)。LED光源在阳极侧的端部彼此电气连接。控制电路2A(26)被配置为分别通过LED驱动电路22和23来调节流过LED光源31和32的电流。控制电路2A被配置为当电流被禁止流过目标光源(31或32)时执行对目标驱动电路(22或23)的控制,使得低于阈值电压的电压被施加在目标光源两端,其中,在所述阈值电压时电流开始流过目标光源。目标光源为LED光源的部分(例如,一个)。目标驱动电路包括LED驱动电路中对应于目标光源的(一个或多个)LED驱动电路。控制电路2A允许目标驱动电路施加在目标光源两端的电压在零电压以上并且在阈值电压以下。
在该架构中,与在其中电流被禁止流过的LED光源两端的电压为零的情况相比,能够减小在目标光源的阴极侧的端部与电流流过的LED光源的阴极侧的端部之间的电势差。能够缩短被提供在电气连接到目标光源的阴极侧的端部的导电路径与电气连接到电流流过的LED光源的阴极侧的端部的导电路径之间的、用于确保它们之间的电气绝缘的距离,这是因为它们之间的电势差被减小。结果,能够减小电源设备的电路板的尺寸,并且能够减小电源设备的整体尺寸。
根据该实施例的电源设备2可以包括伏特计(电压测量电路)27和28,所述伏特计27和28被配置为分别测量LED光源31和32两端的电压。在图1的范例中,伏特计27由电阻器R21至R23以及控制电路2A(具体为第二控制器26)形成,同时伏特计28由电阻器R31至R33以及控制电路2A(具体为第二控制器26)形成。LED驱动电路22和23中的每个可以为斩波电路。期望的是控制电路2A(具体为第二控制器26)被配置为当利用伏特计27和28中对应于目标光源的伏特计测量的电压减小到低于阈值电压Vth的下限电压V2L时允许目标驱动电路间歇地执行斩波器操作,以用于增大目标电源两端的电压。
控制电路2A(具体为第二控制器26)可以被配置为当高于下限电压V2L并且低于阈值电压Vth的电压被施加在目标光源两端时允许目标驱动电路停止斩波器操作,从而允许目标驱动电路间歇地执行斩波器操作。在范例中,高于下限电压V2L并且低于阈值电压Vth的电压为上限电压V2H。在另一范例中,从当利用对应于目标光源的伏特计测量的电压减小到下限电压V2L时的时间点流逝恒定时间T1时,高于下限电压V2L并且低于阈值电压Vth的电压为目标驱动电路的输出电压。
由于当目标光源两端的电压在下限电压至上限电压的范围内时,控制电路2A执行对目标驱动电路的前述控制,因此能够在目标光源的两端施加为下限电压或更大以及上限电压或更小的电压。能够缩短被提供在电气连接到目标光源的阴极侧的端部的导电路径与电气连接到电流流过的LED光源的阴极侧的端部的导电路径之间的、用于确保它们之间的电气绝缘的距离,这是因为它们之间的电势差被减小。
根据该实施例的照明设备1包括前述电源设备2、电气连接到LED驱动电路(22和23)的LED光源(LED光源31和32),以及LED光源被附接到其的设备本体11。
照明设备1包括电源设备2,并且相应地能够减小照明设备1的尺寸。
在照明设备1中,LED光源(LED光源31和32)(其发光色)的色温可以彼此不同。
光源单元3(其混色光)的色温因此能够通过控制LED光源的输出(输出水平)来调节。
在图4的范例中,下限电压V2L为110V,并且上限电压V2H为120V。在该情况中,上限电压V2H是基于低于LED光源31或32的阈值电压Vth(大约172.8V)的为144V的电压来设定的。亦即,能够通过将上限电压V2H设定为120V使得提供针对144V为大约15%的裕量来防止LED光源31或32被点亮。另外,110V(其比上限电压V2H低10V)被设定为下限电压V2L,以便在LED光源31或32两端施加尽可能高的电压。
换言之,上限电压V2H被设定为阈值电压Vth的大约70%的电压,同时下限电压V2L被设定为阈值电压Vth的大约64%的电压。因此,通过将下限电压V2L设定为低于阈值电压Vth(期望地为上限电压V2H)并且等于或高于阈值电压Vth的大约60%的电压,能够提供与常规设备相比尺寸减小的电源设备。
上限电压V2H期望地被设定为大约为阈值电压Vth的84%至85%的电压,这是因为期望的是下限电压V2L被设定为尽可能高的电压。当上限电压V2H被设定为例如大约145V时,下限电压V2L可以与上限电压V2H相同,但是归因于反馈控制而期望地被设定为低于上限电压V2H的电压。例如,下限电压V2L可以被设定为大约135V(大约为阈值电压Vth的75%至80%)。因此,期望的是下限电压V2L被设定为低于阈值电压Vth(期望地为上限电压V2H)并且等于或高于阈值电压Vth的大约75%的电压。更期望的是下限电压V2L被设定为低于阈值电压Vth(期望地为上限电压V2H)并且等于或高于阈值电压Vth的大约80%的电压。
尽管前面已经描述了被视为最佳模式的那些范例和/或其他范例,但是应当理解,可以在其中做出各种修改,并且在本文中公开的主题可以以各种形式和范例来实施,并且它们可以应用于众多应用中,在本文中仅描述了这些应用中的一些。权利要求旨在要求保护落入本教导的范围内的任意和所有的修改和变型。
Claims (7)
1.一种电源设备,包括:
多个LED驱动电路,其分别电气连接到多个LED光源;以及
控制电路,其中
所述多个LED光源中的每个均包括串联电气连接的发光二极管,
所述多个LED光源的阳极侧的端部彼此电气连接,
所述控制电路被配置为分别通过所述多个LED驱动电路来调节流过所述多个LED光源的电流,并且
所述控制电路被配置为当电流被禁止流过目标光源,且电流流过所述多个LED光源中除所述目标光源之外的至少一光源,且当所述至少一光源被点亮时,执行对目标驱动电路的控制,使得低于阈值电压的电压被施加在所述目标光源两端,其中,在所述阈值电压时电流开始流过所述目标光源,所述目标光源为所述多个LED光源的部分,所述目标驱动电路包括所述多个LED驱动电路中的对应于所述目标光源的LED驱动电路。
2.如权利要求1所述的电源设备,包括被配置为分别测量在所述多个LED光源两端的电压的多个伏特计,其中
所述多个LED驱动电路中的每个均为斩波电路,并且
所述控制电路被配置为当利用所述多个伏特计中的对应于所述目标光源的伏特计测量的电压降低到低于所述阈值电压的下限电压时允许所述目标驱动电路间歇地执行斩波器操作,以用于增大在所述目标光源两端的电压。
3.如权利要求2所述的电源设备,其中,所述控制电路被配置为当高于所述下限电压并且低于所述阈值电压的电压被施加在所述目标光源的两端时允许所述目标驱动电路停止所述斩波器操作,从而允许所述目标驱动电路间歇地执行所述斩波器操作。
4.如权利要求1所述的电源设备,其中,低于所述阈值电压的所述电压等于或高于所述阈值电压的60%,在所述阈值电压时电流开始流过所述目标光源。
5.如权利要求4所述的电源设备,其中,低于所述阈值电压的所述电压等于或高于所述阈值电压的75%或80%,在所述阈值电压时电流开始流过所述目标光源。
6.一种照明设备,包括:
如权利要求1至5中的任一项所述的电源设备;
所述多个LED光源;以及
设备本体,所述多个LED光源被附接到所述设备本体。
7.如权利要求6所述的照明设备,其中,所述多个LED光源的色温彼此不同。
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