CN106105395A - 泄放器控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明描述了被实现用于在电源(4)和负载(3)之间使用的模拟泄放器控制装置(1)，该泄放器控制装置(1)被实现用于生成泄放器激活信号(20_on)以激活设置在电源(4)和负载(3)之间的泄放器(20)，并且其中泄放器激活信号(20_on)仅在检测到电压输入信号(U_in)上的相切沿(LE、FE)时生成。本发明进一步描述了LED灯驱动器(2)，其被实现用于驱动包括多个LED光源(30)的照明负载(3)并且包括这种泄放器控制装置(1)。本发明还描述了照明装置(6)，其包括：LED照明负载(3)；被实现用于驱动照明负载(3)的驱动器电路(2)；用于提供调光器(5)和驱动器(2)之间的兼容性的泄放器(20)；以及被实现用于仅在检测到电源输入信号(U_in)上的相切沿(LE、FE)时激活泄放器(20)的这种泄放器控制装置(1)。

Description

泄放器控制装置

技术领域

本发明描述了泄放器控制装置；LED灯驱动器；以及照明装置。

背景技术

基于LED的灯正越来越广泛地用于家庭和办公室环境中，因为LED效率高并且可以以宽范围的设计实现并且产生精确的色温。如果LED灯要连接到已经安装的调光器，则LED灯必须与调光器兼容。在电源和光源之间使用的类型的调光器一般是前沿或者后沿相切调光器。这些通过以下方式来工作：在全波整流电压信号的正弦半波的开始处(前沿)或者在全波整流电压信号的正弦半波的结束处(后沿)，“切断”或者抑制正弦市电信号的一部分以便减少到光源的输入功率。通过“移除”到灯的输入电压的一部分，更少的能量被传递到以后的驱动器电子元件。为了保证调光器的正确操作，电子开关的保持电流需要贯穿整个市电周期由灯的驱动电子元件(或者“驱动器”)抽取。例如，可控硅(triac)需要至少25mA至30mA的保持电流以便正确地起作用。这容易通过包括白炽光源、卤素光源等的灯的驱动器实现。然而，如果LED(发光二极管)灯要与已经安装的或者已经存在的调光器一起操作，则其需要与调光器兼容，即其必须能够处理在相位沿/相切期间由调光器生成的高振荡并且能够在整个相位之上保证最小电流(“保持电流”)。此外，由LED灯输出的光必须根据调光水平(即根据减少的操作功率)减少。

现代LED驱动器抽取相对低的平均电流，当LED驱动器要结合调光器使用时，这成为问题。LED是低功率设备，并且趋势是随着LED的效率增加，功率消散甚至更低。这意味着电子驱动器仅在市电周期的开始处抽取了显著的电流水平，而在周期的剩余部分期间抽取低的电流。因此，对于LED灯的驱动器而言，可能难以或者不可能连续抽取所需要的最小保持电流。这通常导致相切调光器的哑火，并且这转而可能在由LED灯输出的光中导致不期望的可视闪烁。

处理这一问题的一种方法是在调光器电子元件中并入“泄放器”。泄放器保证了驱动器不依赖于由特定LED驱动级抽取的电流而在整个市电周期期间抽取最小保持电流。然而，这种泄放器消散大量功率，例如即使不存在调光器或者调光器未执行任何相切，也在操作期间消散在1.0至2.0W范围内的功率。在处理不必要的功率消散问题的一些方法中，数字或者混合信号电路被用于检测调光器的存在和/或检测调光器的活动，并且适当地开启或者关闭泄放器。然而，在灯驱动器中并入这种数字或者混合信号电路的需要明显增加了其开销。

US 2011/0234115 A1公开了适合连接到相位控制调光器的LED驱动电路。电路包括边沿检测电路和用于从电流馈送线提取用于LED的电流的电流提取电路。电流提取电路的值根据边沿检测电路的检测结果变化。当不存在调光器时，电流提取电路可以关闭。

因此，本发明的目的是提供更高效率并且更经济的操作LED灯的方式，从而避免上文提及的问题。

发明内容

本发明的目的是通过权利要求1的泄放器控制装置；通过权利要求13的LED灯驱动器；以及通过权利要求14的照明装置实现的。

根据本发明，模拟泄放器控制装置被实现用于在电源和负载之间使用，并且被实现用于生成泄放器激活信号以激活设置在电源和负载之间的泄放器，该泄放器激活信号仅在检测到去往泄放器控制装置的电压输入信号上的相切沿时生成。在本发明的上下文中，表述“模拟泄放器控制装置”要理解成意指相比于使用微控制器和其它数字部件实现的其它已知的泄放器激活器模块，泄放器控制装置是仅使用模拟部件实现的。

根据本发明的泄放器控制装置的优势是，仅如果存在调光器或者调光器处于使用中(即如果在电压输入信号上执行相切)时，激活泄放器。泄放器控制装置通过发出输出信号以激活泄放器来对检测到的相切做出响应。则这可以如预期那样起作用以保证LED驱动器和调光器之间的兼容性。如果不存在调光器，即没有连接在负载和电源之间的调光器，则根据本发明的泄放器控制装置保证泄放器决不被激活。以这一方式，防止了泄放器在其中未执行相切的情况下不必要地消散功率。此外，泄放器控制装置的操作不依赖在电源和负载之间是否连接调光器，这极大地简化了必须使得与调光器兼容(但是其可以与调光器一起使用或者可以不与调光器一起使用)的高功率效率产品的设计。

根据本发明，LED灯驱动器被实现用于驱动包括多个LED光源的照明负载，并且包括根据本发明的泄放器控制装置。

根据本发明的LED灯驱动器的优势是，LED灯驱动器自动与任何种类的相切调光器兼容，但是可以不与其和电源之间的调光器一起使用也无妨。这使得制造具有这种LED灯驱动器的宽范围的LED灯成为可能，以便改装成可以已经包括或者可以尚未包括调光器的现有照明装置。

根据本发明，照明装置包括：照明负载，其中照明负载包括多个LED光源；被实现用于驱动照明负载的驱动器电路；用于提供调光器和驱动器之间的兼容性的泄放器；以及被实现用于仅在检测到电源输入信号上的相切沿时激活泄放器的根据本发明的泄放器控制装置。

根据本发明的照明装置的优势是，即使在电源和负载之间没有使用调光器，或者即使存在调光器但调光器未激活(即电源输入信号未被剪切)，也保证LED灯驱动器的高效率操作。

从属权利要求和以下描述特别地公开了本发明的有利实施例和特征。实施例的特征可以适当地组合。在一个权利要求分类的上下文中描述的特征可以等效地应用于另一权利要求分类。

去往照明装置的驱动器的电压输入一般作为全波整流信号出现，使得每个360°正弦市电周期相位被转换成两个180°半波。如果照明装置包括在电源和任何驱动器电子元件之间的相切调光器，并且如果调光器是有效的，则整流功率输入信号的每个半波的一些部分将被剪切，使得‘导通部分’小于180°。例如，前沿相切调光器可以抑制每个半波的第一15°部分，使得导通角被减少到165°。相同的导通角可以通过抑制或者剪切每个半波的最后15°的后沿相切调光器实现。在每种情形下，电源信号在相切部分期间为零。

即使相切调光器未在其调光模式下使用，最大导通角通常也不完全是180°而可以小几度；因此在下文中，每当提及‘整个’或者‘最大’导通角时，这可以理解为意指在存在但无效的调光器的情形下的略微小于180°。根据本发明的泄放器控制装置可以通过适当地选择部件、例如通过适当地选择电阻器值，来处理这种最大导通角。

在调光期间，信号的零和非零部分之间的转变是明显的边沿。因此，在本发明的特别优选的实施例中，泄放器控制装置包括被实现用于检测电压输入信号上的相切沿的边沿检测电路部分。边沿检测电路优选地仅响应于电源输入信号的零和非零部分之间的急剧转变。这可以使用模拟部件的任何合适设置来实现。在本发明的优选实施例中，边沿检测电路部分包括一阶串联RC电路(例如与电阻器串联的电容器)以响应于电压输入信号上的相切沿而生成脉冲。脉冲因此用信号通知电源信号的零和非零部分之间的边沿转变的出现，并且可以被用于执行适当的动作，这将在下文解释。由相切造成的输入电压信号上的突然上升或者下降由RC高通电路的与电容器串联连接的欧姆电阻来检测。然而，电压的突然陡峭上升(或者下降)可能损坏电路的电子部件。因此，在本发明的另一优选实施例中，泄放器控制装置包括附加于边沿检测电路部分的分压器。分压器包括串联的两个电阻器，并且从电阻器之间的节点取得电压输出。选择电阻值以保证输出信号足够大以便有用但是不超过将可能损坏其它电子部件的临界值。

在照明装置中使用的调光器可以被实现用于执行前沿相切，或者可以被实现用于执行后沿相切。一般地，驱动器电子元件和调光器彼此独立地设计和制造，使得驱动器没有关于它要与其一起协作的调光器的‘信息’。因此，优选地，根据本发明的泄放器控制装置的边沿检测电路部分被实现用于检测电压输入信号上的上升的相切沿和/或下降的相切沿。以这一方式，驱动器不需要关于调光器的任何具体信息，但是泄放器控制装置将总是正确地激活泄放器，无论调光器执行前沿调光还是后沿调光。同样地，泄放器控制装置将总是保证只要没有指示相切的“事件”，则泄放器保持无效。

根据本发明的泄放器控制装置因此可以从功率输入信号仅提取相关信息，即功率输入信号被相切(调光器明显有效)；或者功率输入信号未被相切(没有使用调光器，或者调光器未激活)。在下文中，不以任何方式限制本发明，可以假设的是，功率输入信号是电压信号。泄放器控制装置因此检测是否一部分已经被从输入电压信号“剪切”，并且据此激活或者停用泄放器。

根据本发明的泄放器控制装置可以使用由边沿检测器生成的脉冲从一个状态切换到另一状态。从一个状态到另一状态的改变可以每180°期间出现一次，即在全波整流输入信号的每个半波期间出现一次，因为相切事件可以在输入信号的这种180°部分期间最多出现一次。在本发明的优选实施例中，泄放器控制装置包括设置为响应于由边沿检测电路部分生成的脉冲而导通的第一晶体管开关。例如，第一晶体管开关可以是NPN双极结型晶体管(BJT)，并且边沿检测器的输出可以连接到晶体管开关的端子。只要边沿检测器输出不足以开启第一晶体管开关，则这一晶体管开关将不导通。然而，当边沿检测器输出脉冲时，第一晶体管开关将导通，即其将被‘开启’。例如，在前沿调光器的情形下，边沿检测器电路部分将检测电压输入信号上的上升沿并且将输出正脉冲。因此，如果这一输出连接到第一晶体管开关的基极端子，则每当脉冲出现时(即每当在输入电压信号上检测到相切的上升沿时)，其都将开启第一晶体管开关。相似地，在后沿调光器的情形下，边沿检测器电路部分将检测电压输入信号上的下降沿并且将输出负脉冲。因此，如果这一输出连接到第一晶体管开关的发射极端子，则每当脉冲出现时(即每当在输入电压信号上检测到相切的下降沿时)，其都将开启第一晶体管开关。

由边沿检测器输出的脉冲可以非常短。因此，第一晶体管开关仅短暂激活。然而，第一晶体管开关的这一短暂激活可以被用于触发进一步的开关动作。在本发明的优选实施例中，泄放器控制装置部分包括设置为响应于由导通的第一晶体管开关引起的电压降而导通的第二晶体管开关，并且其中泄放器激活信号在第二晶体管开关的输出处生成。例如，PNP BJT的基极端子可以连接到第一晶体管开关的集电极。在其中第一晶体管开关导通的短暂区间期间，可以在第二PNP晶体管开关的基极端子处产生电压降。这将第二PNP晶体管开关“开启”。然后可以从例如第二晶体管开关的发射极输出得到泄放器激活信号。这一输出将保持“开启”或者“高”，只要第二PNP晶体管开关的基极端子处的电压足够低。PNP晶体管的基极端子处的电压降可以以任何合适的方式产生。在本发明的特别优选的实施例中，泄放器控制装置包括设置为通过第一晶体管开关放电的定时电容器。由通过第一晶体管开关的突然放电引起的突然电压降具有开启PNP第二晶体管开关的作用。由于边沿检测器脉冲的持续时间仅非常短暂，‘放电路径’仅短时间打开，在这之后，定时电容器可以再次再充电。定时电容器的值优选地被选择为实现足够“慢”的再充电，以便在该电压输入半周期的剩余部分内保持第二晶体管开关‘开启’。

在上文提及的示例中，第一晶体管开关是NPN BJT，而第二晶体管开关是PNP BJT。当然，“相反的”实现方式同样是可能的，即针对第一晶体管开关使用PNP BJT并且针对第二晶体管开关使用NPN BJT。备选地，代替使用BJT，晶体管开关可以使用诸如MOSFET之类的场效应晶体管实现。技术人员将意识到如下可能性：在模拟电路中使用备选晶体管设置以响应于由边沿检测器检测到的脉冲并且在上文描述的“状态”之间切换。

在某些条件下，边沿检测或者对边沿检测器的输出的响应可能需要帮助。例如，可以限制定时电容器的放电路径。因此，在本发明的优选实施例中，泄放器控制装置还包括设置为帮助对电压输入信号上的相切沿的检测的低阻抗路径电路部分。例如，去耦合电容器可以被用于传输由后沿调光器生成的下降沿，并且同时将边沿检测器电路和第一开关晶体管之间的DC偏置去耦合。

边沿检测器输出的振幅可能在一些情形下不足以可靠地开启第一晶体管开关。因此，在本发明的优选实施例中，泄放器控制装置包括用于放大边沿检测电路部分的输出信号的放大电路部分。这可以改善泄放器激活电路对于短的相切部分的性能，例如如果仅在进行非常小的调光，并且导通角接近180°。

根据所使用的晶体管开关的类型，有效的第二晶体管的输出(在其发射极处取得)可以具有低或者高电压水平。使用上文给出的具有PNP BJT作为第二晶体管开关的示例，执行相切的调光器在第二晶体管开关的发射极处产生“有效高”信号。这是将被用于激活泄放器的信号，因为正在执行相切。然而，根据泄放器实现方式，可以优选地使用“低”信号激活泄放器。因此，在本发明的优选实施例中，泄放器控制装置包括逻辑反向器以获得具有期望的“极性”的泄放器激活信号。例如，逻辑反向器可以被实现为第三晶体管开关。

根据本发明的泄放器控制装置可以被实现为用于连接在灯的现有调光器和现有电子驱动器之间的独立(self-contained)模块。然后这种模块可以被用于改装现有单元并且改善现有电子驱动器的效率，同时仍然保证驱动器和调光器之间的兼容性。然而，在本发明的优选实施例中，泄放器控制装置被并入在灯的驱动器电路中。这简化了总体设计，因为泄放器控制装置的输出可以直接连接到泄放器电路。来自泄放器控制装置的输出信号(指示泄放器应该适当地被停用或者激活)可以借助于适当的电路部件接合到现有泄放器。下面将描述示例性设置。

本发明的其它目的和特征将通过结合附图考虑的以下详细描述变得明显。然而，要理解的是，附图仅被设计用于说明性目的而不作为对本发明的限制的定义。

附图说明

图1示出了根据本发明的泄放器控制装置的第一实施例的简化电路图；

图2示出了图1的泄放器控制装置的相关信号的图；

图3示出了根据本发明的泄放器控制装置的第二实施例的简化电路图；

图4示出了图3的泄放器控制装置的相关信号的图；

图5示出了现有技术照明装置的电压输入、灯电流、以及功率损失的图；

图6示出了根据本发明的照明装置的电压输入、灯控制、以及功率损失的图；

图7示出了根据本发明的泄放器控制装置的第三实施例的简化电路图；

图8示出了根据本发明的泄放器控制装置的第四实施例的简化电路图；

图9示出了根据本发明的泄放器控制装置的第五实施例的简化电路图；

图10示出了根据本发明的照明装置的一个实施例的简化框图；

图11示出了根据本发明的照明装置中的泄放器电路的简化电路图。

在图中，相同的数字通篇指代相同的对象。图中的对象不必按比例绘制。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的泄放器控制装置1的第一实施例的简化电路图，其包括边沿检测器10、第一晶体管开关Q1、定时电容器C_tim、以及第二晶体管开关Q2。如果连接在驱动器和电源之间的调光器有效剪切功率输入信号的部分，泄放器控制装置1被用于激活灯驱动器的泄放器。到泄放器控制装置1的输入电压U_in因此将是可以经历相切或者可以未经历相切的整流电压信号。跨输入端子11施加输入电压U_in。辅助电压供应(将从其得到泄放器激活信号20_on)未在此示出，但是将被理解为跨端子12连接。第一晶体管开关Q1是NPN BJT，而第二晶体管开关Q2是PNP BJT。前沿相切信号的急剧增加的上升沿由边沿检测器10检测，边沿检测器10通过生成短持续时间的正脉冲做出响应。边沿检测器10被实现为简单一阶RC滤波器，其中电容器C₁与第一电阻器R₁串联。边沿检测器10的输出连接到第一晶体管开关Q1的基极端子，并且由包括第一电阻器R₁和第二电阻器R₂的分压器进行限制。定时电容器C_tim与第一晶体管开关Q1并联连接。因此，当在边沿检测器10的输出处出现正脉冲时，随后的相对高的基极端子电压为定时电容器C_tim打开通过第一晶体管开关Q1的放电路径。然而，跨定时电容器C_tim的电荷支配着第二晶体管开关Q2的基极端子处的电压，并且因此控制第二晶体管开关Q2是‘开启’还是‘关闭’。因此，当定时电容器C_tim通过由第一晶体管开关Q1和电阻器R_d限定的路径放电时，产生的电压降将PNP晶体管开关Q2‘开启’。泄放器激活信号20_on变成‘高’，并且指示泄放器应该由于检测到相切而被激活。泄放器激活信号20_on跨PNP晶体管Q2的集电极和地之间的电阻器R_out出现。如果在整流输入信号U_in的半波期间未检测到相切，则边沿检测器10将不生成输出脉冲，晶体管开关Q1、Q2两者都将保持“关闭”，并且泄放器激活信号20_on将保持“低”。

图2示出了图1的泄放器控制装置的相关信号的图。八个整流半波U_in(其上不执行相切)的示例性第一区间int_A之后是跨越八个相切半波的区间int_B；转而这些之后是具有八个半波(其上不执行相切)的另一区间int_A。当然，选择每个区间中八个整流半波的数目仅是为了解释的目的，并且将要理解的是，区间可以跨越任何时间长度。在图中，在相切区间int_A期间，未执行相切，使得输入电压存在于整个导通角之上。边沿检测器电路10的输出U_{10_out}因此是简单的振荡信号，其最大振幅由对RC部件的选择支配(选择为足够低以便不开启第一晶体管开关Q1)。在相切区间int_B期间，每个整流半波的开始处的一小部分被抑制或者切掉(这在跨越几个半周期的放大视图中更清楚地示出，放大视图使用了不同的比例来指示相切输入电压信号U_in的前沿LE)。边沿检测器10通过在其通常输出信号U_{10_out}的顶上生成脉冲10_LE进行响应。脉冲10_LE的振幅将依赖于执行相切的点。如果相位的仅一小部分被剪切，例如在每个半波的首个10°内，脉冲10_LE将对应地小。当相位的一大部分被剪切时，例如在半波的接近90°的点处，脉冲10_LE将具有对应的高振幅。在任何情形下，脉冲10_LE的振幅超过最小基极电压以便开启第一晶体管开关Q1。定时电容器C_tim可以在其中该晶体管Q1被开启的短暂时段期间通过第一晶体管开关Q1放电，使得PNP晶体管Q2的基极处的电压下降。PNP晶体管Q2的基极处的低电压将其开启，使得输出13处的电压(即信号U_{Q2_out})从低值Q2_LO切换到高值Q2_HI。这一信号将被用于激活灯的驱动器的泄放器电路，这将在下文解释。

图3示出了根据本发明的泄放器控制装置1的第二实施例的简化电路图。这一实施例被用于检测并且响应于输入电压信号上的后沿相切。电路很大程度上与图1的电路相同，但是边沿检测器10的输出却连接到第一晶体管开关Q1的发射极，第一晶体管开关Q1在这一情形下也是NPN BJT。后沿相切信号的下降沿由边沿检测器10检测，边沿检测器10通过生成短暂负脉冲进行响应，再次该短暂负脉冲作用于为定时电容器C_tim打开通过第一晶体管开关Q1和电阻器R₂的放电路径。再次，跨PNP晶体管Q2的集电极和地之间的电阻器R_out测量泄放器控制装置1的输出。

图4示出了图3的泄放器控制装置的相关信号的图。再次输入电压U_in在相切区间期间经历由后沿调光器进行的相切。在无效区间期间，输入电压不经历相切并且具有基本上180°的导通角。此外在这里，边沿检测器电路10的输出U_{10_out}是振荡信号，其中在这一情形下最小振幅被选择为足够高以便不开启第一晶体管开关Q1。在相切区间期间，每个整流半波的结束处的一小部分被抑制或者切掉(这在跨越几个周期的所指示的区间的放大视图中以不同的比例更清楚地示出)。边沿检测器10通过生成负脉冲10_FE对下降沿FE进行响应。这一负脉冲10_LE足够低以便开启第一晶体管开关Q1，因为其基极连接到地并且因此处于更高的电势。定时电容器C_tim可以在其中该晶体管Q1被开启的短暂时段期间通过第一晶体管开关Q1放电。此外在这里，结果是PNP晶体管Q2的基极处的电压下降，使得PNP晶体管Q2被开启(如信号U_{Q2_out}所指示那样)，使得对应的输出信号20_on从低值Q2_LO切换到高值Q2_HI，并且将被用于激活灯的驱动器的泄放器电路，这将在下文解释。

图5示出了具有为了与调光器兼容而并入了泄放器的灯驱动器的现有技术照明装置的电压输入U_in、灯电流I_LED、以及功率损失PL_pa的图。该图示出了当装置中不存在调光器、或者存在调光器但是调光器无效(即光输出为处于100％的未调光的)时的情况。在开启该装置后不久，灯电流I_LED达到相对稳定的值。灯电流I_LED的“带状”外观是因为灯驱动器电子元件的高开关频率。因为未执行相切，电压输入U_in是具有如这里所示那样的最大导通的全波整流输入。因此，当未执行调光时，该装置遭受与泄放器关联的功率损失PL_pa。当泄放器总是抽取电流以保证驱动器与可能存在的和操作的任何调光器兼容时，消散的功率的水平在每个半波的开始和结束处(即靠近市电电压信号的换向处)特别明显。明显地，这些功率损失在其中未执行调光的区间期间是不期望的，并且如果照明装置甚至不包括调光器(因为泄放器是不需要的但是导致了增加的功率消耗)，则是非常不期望的。

图6示出了根据本发明的照明装置(即其中仅当需要时，上文描述的模拟泄放器控制装置的实施例被用于激活泄放器)的电压输入U_in、灯电流I_LED、以及功率损失PL_pa的图。此外在这里，该图示出了当装置中不存在调光器、或者存在调光器但是调光器无效(即光输出为处于100％的未调光的)时的情况。灯电流I_LED和电压输入U_in如上文在图5中描述那样。这里，消散的功率的水平明显降低。显著的功率损失水平被限制于整流输入信号的最初几个半波，因为需要几个周期对模拟泄放器控制装置的晶体管开关和定时电容器进行设置。此后，相比于上文的图5中的现有技术情况，功率损失水平是可忽略的。

图7示出了根据本发明的泄放器控制装置1的第三实施例的简化电路图。这里，泄放器控制装置1可以检测并且响应于相切信号上的前沿和后沿两者。换句话说，泄放器控制装置1的这一实施例可以被用于检测前沿相切调光器的动作和/或后沿相切调光器的动作。这一实施例基本上是图1的实施例，延伸为包括图3的实施例的功能。前沿检测通过前沿晶体管开关Q1_LE来处理。后沿检测通过另一晶体管开关Q1_FE来处理。这一实施例还示出了可以连接到第二晶体管开关Q2的集电极以便获得具有反向极性的输出信号的“逻辑反向器”14，如果需要这种反向的话。可以提供这一附加电路，使得泄放器控制装置可以连接到更宽范围的灯驱动器，因为有很多各种各样的泄放器电路，并且一些泄放器电路可以使用“低有效”的激活信号来更容易地停用。“逻辑反向器”14可以在本文中公开的其它实施例中的任何实施例中使用。

图8示出了根据本发明的泄放器控制装置1的第四实施例的简化电路图。这里，图7的电路的后沿检测通过低阻抗路径电路部分15进行了改善，当检测到相切后沿时，低阻抗路径电路部分15向定时电容器C_tim提供低阻抗路径。在这一实现方式中，使用PNP晶体管开关Q1_FE(其中偏置电阻器R₁₅连接到其基极端子)检测后沿。去耦合电容器C₁₅被用于将得到的DC偏置电去耦合。这一实施例还利用了其用于平滑输出信号20_on的平滑电容器C_s。当然，这种平滑电容器可以在本文中公开的其它实施例中的任何实施例中使用。

图9示出了根据本发明的泄放器控制装置1的第五实施例的简化电路图。这一实施例基于图8的实施例，并且包括对边沿检测电路的改善。这里，之前的图中示出的较低的感测电阻器R₂被分压器设置中的两个电阻器R_2A、R_2B代替。这作用于增加由边沿检测器10生成的后沿脉冲的振幅，使得靠近180°的导通角(即仅具有非常短的相切部分)也将由泄放器控制装置1可靠地检测。

根据本发明的泄放器控制装置提供在其中不需要泄放器的功能的时间期间使泄放器停用的有效并且可靠的方式，并且仅使用几个相对便宜的模拟部件实现这一点。通过当不需要泄放器时使泄放器停用，灯的驱动器电子元件的效率可以以若干百分点得到改善。例如，使用基于图9中所示的实施例的根据本发明的照明装置在实验过程中测量到了从73.5％到82.4％的非常可喜的效率改善。

图10示出了根据本发明的照明装置6的实施例的简化框图。LED照明负载3由驱动器2驱动。驱动器2接收从市电电源4和全波整流器40获得的全波整流输入电压信号。全波整流输入电压信号还可以经历由调光器5进行的前沿或者后沿相切。为了保证与这种调光器5的兼容，驱动器2包括泄放器20。对于当调光器5未激活时(即当输入电压具有最大导通角时)驱动器2的高功率效率的操作而言，驱动器2包括例如如在前面的图中描述的根据本发明的泄放器控制装置1。泄放器20仅在如果检测到相切时由泄放器控制装置1激活，并且泄放器控制装置1的这一功能由开关符号指示。因此，泄放器20将仅在其中照明负载3被调光的相位期间运行。泄放器20的激活由合适的激活信号控制，例如如在图2和图4中描述的从第二开关晶体管Q2取得的输出信号20_on；或者如在图8中描述的第二开关晶体管的反向输出、或者从这种输出得到的信号等。当然，如果不存在调光器，则激活信号保持在保证泄放器保持无效的水平。

图11示出了诸如上文在图10中示出的驱动器2之类的灯驱动器中使用的泄放器20的简化电路图。这里，除了其它元件之外，驱动器包括降压转换器21、泄放器20、以及根据本发明的泄放器控制装置1。泄放器20被设计为从电源抽取最小(保持)电流，而不考虑由负载抽取的电流。这一通常使用的类型的泄放器基于电流吸收架构，该电流吸收架构具有电流感测电阻器R_bleed、控制晶体管Q₂₀、以及包括电阻器R₂₀和晶体管达林顿(Darlington)级Q₂₁、Q₂₂的漏电流。当由驱动器抽取的电流低时，跨感测电阻器R_bleed的电压降也减少。这迫使控制晶体管Q₂₀通过打开达林顿级Q₂₁、Q₂₂而变为高欧姆的，这使得从市电抽取了附加的电流。通常，如果驱动器2未从市电(跨端子22连接)抽取任何电流，则泄放器20完全打开，即最大电流流过泄放器20。这一最大电流依赖于可以连接在驱动器2和电源之间的相切调光器的可控硅的最小保持电流。仅当驱动电子元件抽取比最小保持电流少的电流并且如果相切调光器有效(即如果输入电压的导通角小于其最大导通角)时，需要泄放功能。因此，这意味着对于现有技术设置中使用的大部分LED驱动器而言，这一类型的泄放器在当驱动器抽取低电流时的非调光状态下导致非常高的功率损失(平均高达约2.0W)。

这里，泄放器20可由来自根据本发明的泄放器控制装置1的激活信号20_on控制。泄放器1借助于具有激活晶体管Q₁₀和电容器C₁₀的接口电路而连接到泄放器20。如果正在执行相切，则激活信号20_on是“高”(假设为正‘极性’)，使得激活晶体管Q₁₀(PNP BJT)‘关闭’，电容器C₁₀完全充电，达林顿级Q₂₁、Q₂₂‘开启’，并且泄放器将以通常方式起作用，即按需要通过达林顿级Q₂₁、Q₂₂从电源抽取附加的电流。如果未在使用调光器，或者如果调光器未在执行任何相切，则激活信号20_on低，使得激活晶体管Q₁₀“开启”，电容器C₁₀通过激活晶体管Q₁₀放电，达林顿级Q₂₁、Q₂₂“关闭”，并且防止了泄放器从电源抽取电流。接口电路可以按期望被实现为泄放器电路的一部分，或者泄放器控制装置的一部分。

虽然以优选实施例和其变体的形式公开了本发明，但是将要理解的是，可以对其做出大量附加修改和变化而不脱离本发明的范围。

为了清楚，要理解的是，贯穿本申请，对“一(a)”或者“一个(an)”的使用不排除多个，并且“包括”不排除其它步骤或者元素。提及“单元”不排除使用多于一个单元。

Claims (12)

1.一种被实现用于在电源(4)和负载(3)之间使用的模拟泄放器控制装置(1)，所述泄放器控制装置(1)被实现用于生成泄放器激活信号(20_on)以激活设置在所述电源(4)和所述负载(3)之间的泄放器(20)，并且其中所述泄放器激活信号(20_on)仅在检测到电压输入信号(U_in)上的相切沿(LE、FE)时生成，所述模拟泄放器控制装置(1)包括边沿检测电路部分(10)，所述边沿检测电路部分(10)被实现用于检测所述电压输入信号(U_in)上的相切沿(LE、FE)并且响应于所述电压输入信号(U_in)上的相切沿(LE、FE)来生成脉冲(10_LE、10_FE)，并且所述模拟泄放器控制装置(1)进一步包括：

-端子(12)，被配置为将所述模拟泄放器控制装置(1)连接到辅助电压供应；

-第一晶体管开关(Q1、Q1_LE、Q1_FE)，设置为响应于由所述边沿检测电路部分(10)生成的所述脉冲(10_LE、10_FE)而导通；

-第二晶体管开关(Q2)，设置为响应于由导通的所述第一晶体管开关(Q1、Q1_LE、Q1_FE)引起的电压降而导通，并且其中所述泄放器激活信号(20_on)在所述第二晶体管开关(Q2)的输出端子处生成；以及

-定时电容器(C_tim)，设置为通过所述第一晶体管开关(Q1、Q1_LE、Q1_FE)放电并且当放电时启动所述第二晶体管开关(Q2)。

2.根据权利要求2所述的泄放器控制装置，其中所述边沿检测电路部分(10)被实现用于检测所述电压输入信号(U_in)上的相切前沿(LE)和/或相切后沿(FE)。

3.根据权利要求2所述的泄放器控制装置，包括响应于所述相切前沿(LE)的所述脉冲(10_LE)而导通的第一晶体管开关(Q1_LE)、以及响应于所述相切后沿(LE)的所述脉冲(10_FE)而导通的第二晶体管开关(Q1_FE)。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的泄放器控制装置，其中所述边沿检测电路部分(10)包括一阶RC高通电路(10)，所述一阶RC高通电路(10)被实现用于响应于所述电压输入信号(U_in)上的相切沿(LE、FE)而生成脉冲(10_LE、10_FE)。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的泄放器控制装置，包括低阻抗路径电路部分(15)，所述低阻抗路径电路部分(15)设置为帮助检测所述电压输入信号(U_in)上的相切后沿(FE)。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的泄放器控制装置，包括分压器(R₁、R₂)，所述分压器(R₁、R₂)附加于所述边沿检测电路部分(10)。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的泄放器控制装置，包括放大电路部分，所述放大电路部分用于放大所述边沿检测电路部分(10)的输出信号(U₁₀__out)。

8.根据权利要求1所述的泄放器控制装置，包括反向电路部分(14)，所述反向电路部分(14)被实现用于将所述第二晶体管开关输出的极性反向。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的泄放器控制装置，其中所述晶体管开关(Q1、Q1_LE、Q1_FE、Q2)包括双极结型晶体管。

10.一种LED灯驱动器(2)，被实现用于驱动包括多个LED光源(30)的照明负载(3)，并且包括根据权利要求1至9中的任一项所述的泄放器控制装置(1)。

11.一种照明装置(6)，包括

-照明负载(3)，其中所述照明负载(3)包括多个LED光源(30)；

-驱动器电路(2)，被实现用于驱动所述照明负载(3)；

-泄放器(20)，用于提供调光器(5)和所述驱动器(2)之间的兼容性；以及

-根据权利要求1至9中的任一项所述的泄放器控制装置(1)，被实现用于仅在检测到电源输入信号(U_in)上的相切沿(LE、FE)时激活所述泄放器(20)。

12.根据权利要求11所述的照明装置，其中所述泄放器控制装置(1)被并入在所述驱动器电路(2)中。