CN109982477B - 具有多个驱动器的固态照明 - Google Patents

Abstract

本申请公开了具有多个驱动器的固态照明，其中LED灯具包括可再充电电池、LED阵列、多个驱动器、及控制电路。该LED灯具可用于替换连接到AC市电的荧光或传统的LED灯。多个驱动器包括配置成对可再充电电池充电的第一驱动器、配置成当AC市电的线电压无法获得时，转换来自可再充电电池的DC电压，以便点亮LED阵列的第二驱动器、及配置成当AC市电的线电压可获得时，使LED阵列工作的第三驱动器。控制电路配置成管理多个驱动器，使得当AC市电的线电压可获得时，令第二驱动器失能及在执行可再充电电池测试时，令第一驱动器和第三驱动器失能，而无不确定和安全的问题。

Description

具有多个驱动器的固态照明

技术领域

本发明涉及发光二极管(LED)灯具，尤其涉及具有多个驱动器的LED灯具，所述多个驱动器能够自动选择交流(AC)市电的线电压或可再充电电池的直流(DC)电压，无误地操作LED灯具。

背景技术

源于半导体LED的固态照明迄今在一般照明应用领域已受到大量关注。由于其相较传统的白炽灯泡和荧光灯管更节能、更保护环境(不使用危险物料)、效率更高、尺寸更小及寿命更长的潜力，基于LED的固态照明将在不久成为一般照明的主流。同时，随着LED技术的发展，在全球范围内能量效率和清洁技术的驱动下，越来越多的家庭和组织将采用LED照明用于其照明应用。在该趋势下，对潜在安全的担心如电击和起火风险变得尤为重要，因此值得加以探讨并解决。

在现今用LED灯代替现有荧光灯的更新应用中，消费者可选择采用兼容镇流器的LED灯(使用用于与荧光灯搭配工作的现有镇流器)或通过去除/绕过镇流器而采用可与AC市电搭配工作的LED灯。任一应用均具有其优点和缺点。在前一情形下，尽管镇流器消耗额外的功率，但更换荧光灯简单，不需重新接线，这使得消费者具有其为最佳替代品的第一印象。但事实是该方法的总成本高，尽管其初始成本非常低。例如，兼容镇流器的LED灯仅与特定类型的镇流器一起工作。如果现有镇流器与兼容镇流器的LED灯不兼容，消费者将不得不更换镇流器。较早以前建立的一些设施包括不同类型的灯具，这需要大量的劳动力来识别镇流器和更换不兼容的镇流器。此外，兼容镇流器的LED灯的寿命比镇流器长。当旧镇流器坏掉时，将需要更换新的镇流器以保持兼容镇流器的LED灯工作。维护将较复杂，有时对灯进行，有时对镇流器进行。因针对遍及设施的数百个灯具调换兼容镇流器的LED灯产生的成本将超过初始节省的成本。此外，更换故障镇流器需要经过认证的电工。劳动成本和长期维护成本对于终端用户将不可接受。从节能角度，镇流器始终消耗功率，即使兼容镇流器的LED灯坏掉或未安装时也是如此。这样，在使用兼容镇流器的LED灯时节约的任何能量因镇流器恒定使用能量而变得没有意义。从长远来看，兼容镇流器的LED灯相较自立的可使用AC市电操作的LED灯更贵但效率反而更低。

相反地，可使用AC市电操作的LED灯不需要镇流器即可工作。在使用可使用AC市电操作的LED灯之前，必须去除或绕过灯具中的镇流器。去除或绕过镇流器不需要电工，可由终端用户进行更换。每一可使用AC市电操作的LED灯独立工作。一旦安装好，可使用AC市电操作的LED灯将仅需要在50000小时之后进行更换。鉴于兼容镇流器的LED灯和可使用AC市电操作的LED灯的上述优点和缺点，似乎市场需要一种最有成本效益的解决方案，其使用可与AC市电一起使用并与镇流器兼容的通用LED灯，使得LED灯用户可通过采用前述LED灯而节约初始成本，之后在镇流器坏掉时翻新灯具以与AC市电一起使用。

此外，可使用AC市电操作的LED灯可容易地与应急照明一起使用，这在保护消费者利益主义时代尤其重要。许多城市的法规均要求在有100人以上聚集的零售及集合区域，必须安装应急照明系统。职业安全与健康管理局(OSHA)要求，在建筑物的电源无法获得之后，建筑物的出口通道应以最少10.8lux的照明强度适当且自动地照明至少90分钟，使得具有正常视力的雇员或顾客能够看见出口路线，顺利离开该区。这意味着，应急出口照明在低能见度撤离期间内，必须要可靠且有效地工作。为确保应急照明系统的可靠性和有效性，建筑物业主应遵守国家消防协会(NFPA)的应急照明系统的要求，其强调性能、运行、电源和测试。OSHA要求大多数商业建筑物遵循NFPA标准，否则将遭受大量罚款。满足OSHA要求需要时间和投资，但不满足它们又会导致罚款甚至面临起诉。如果一建筑物具有构成违反法规的应急照明的问题，解决该问题的最快方式是使用应急灯模组与正常照明集成在一起的多功能LED灯，以替换现有的灯。法规还要求检查和测试应急灯以确保它们始终处于适当的工作的状态。因此，制造商有责任设计集成有应急LED模块的LED灯或LED灯具，使得在LED灯或LED灯具被安装在天花板上或在房间中之后，应急LED模块可被执行现场个别测试。

发明内容

包括全波整流器、多个驱动器、一个或多个发光二极管(LED)阵列、可再充电电池及控制电路的LED灯具可用于替换连接到AC市电的灯具座中的荧光或传统LED灯具。具有多个驱动器的LED灯具自动选择AC市电的线电压或可再充电电池的DC电压。LED灯具还包括配置成抑制电磁干扰(EMI)噪声的输入滤波器。全波整流器配置成将AC市电的线电压转换为第一直流(DC)电压。多个驱动器包括第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器。第一驱动器包括第一功率维持装置、第一接地参考点及与第一接地参考点电隔离的第二接地参考点。第一驱动器经输入滤波器连接到全波整流器，配置成将第一DC电压转换为第二DC电压，以对可再充电电池充电从而达到第三DC电压。第二驱动器包括第二功率维持装置。当AC市电的线电压无法获得时，第二驱动器从可再充电电池接收第三DC电压并将第三DC电压转换为第四DC电压，点亮一个或多个LED阵列。第三驱动器包括第三功率维持装置，其经输入滤波器连接到全波整流器。第三驱动器配置成将第一DC电压转换为第五DC电压。当AC市电的线电压可获得时，第五DC电压对一个或多个LED阵列供电。控制电路包括光耦合器，配置成当来自AC市电的线电压可获得时，通过控制第二功率维持装置而令第二驱动器失能及在执行可再充电电池测试时通过分别控制光耦合器和第三功率维持装置而令第一驱动器和第三驱动器失能。光耦合器包括红外发射二极管和光电晶体管，分别连接到第二接地参考点和第一接地参考点。光耦合器配置成在被使得失能时，令第一驱动器失能。第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和控制电路配置成无误地自动选择AC市电的线电压或可再充电电池的第三DC电压，以使一个或多个LED阵列工作。而当执行可再充电电池测试时，可确认可再充电电池一直处于可工作的状态。

第一驱动器经第一二极管连接到第二驱动器以控制电流流动方向。第二驱动器经第二二极管和第一电感器连接到一个或多个LED阵列。当一个或多个LED阵列从第二驱动器接收驱动电流时，从一个或多个LED阵列返回的电流经第二电感器和第三二极管流到第二接地参考点，完成自可再充电电池的功率转移。第三驱动器直接连接到一个或多个LED阵列。当一个或多个LED阵列从第三驱动器接收驱动电流时，从一个或多个LED阵列返回的电流流回到连接到第一接地参考点的第三驱动器，完成自AC市电的功率转移。

控制电路还包括连接到光耦合器的红外LED的第一晶体管，当AC市电的线电压可获得时，第一晶体管开启，红外LED也开启，从而开启光耦合器的光电晶体管及随后经第一接地参考点的返回电流启动了第一功率维持装置，从而致能第一驱动器。控制电路还包括连接到第二驱动器的第二晶体管，配置成下拉第二功率维持装置上的电压，从而在AC市电的线电压可获得时，令第二驱动器失能。控制电路还包括连接到第三驱动器的第三晶体管，配置成下拉第三功率维持装置上的电压，从而在执行可再充电电池测试时，令第三驱动器失能。控制电路还包括测试开关，当执行可再充电电池测试时，测试开关被致能以发送相对于第二接地参考点的低水平测试信号。测试开关还连接到第二晶体管以恢复第二功率维持装置上的电压，从而在执行可再充电电池测试时致能第二驱动器。测试开关还连接到第一晶体管，配置成令光耦合器失能，从而使第一功率维持装置与第一接地参考点断开连接，因而在执行可再充电电池测试时令第一驱动器失能。控制电路还包括配置成监测AC市电的线电压的电压传感器，当执行可再充电电池测试时，电压传感器感测AC市电的线电压中的小突波电压信号并控制第三晶体管，令第三驱动器失能。

在这些方式中，控制电路被致能以管理多个驱动器，使得在AC市电的线电压可获得时，令第二驱动器失能，及在执行可再充电电池测试时，令第一驱动器和第三驱动器失能，其中一个或多个LED阵列由多个驱动器在控制电路的控制下操作，而没有不确定和安全问题。

在一实施例中，多个驱动器、可再充电电池和控制电路与LED灯具中的一个或多个LED阵列集成在一起，以操作一个或多个LED阵列。在另一实施例中，多个驱动器和控制电路集成在电子控制模块中，从外部操作LED灯中的一个或多个LED阵列。

附图说明

本发明的非限制和非穷尽的实施例结合附图进行描述，其中在所有附图中，除非另行指出，类似的组件使用同一标记。

图1为根据本发明的具有多个驱动器的LED灯具的框图，多个驱动器自动选择AC市电的线电压或可再充电电池的DC电压，而操作LED灯具。

图2为根据本发明的第一驱动器的实施例。

图3为根据本发明的第二驱动器的实施例。

图4为根据本发明的第三驱动器的实施例。

图5为根据本发明的LED灯具的框图，其中多个驱动器和控制电路集成在电子控制模块中，从外部操作LED灯中的一个或多个LED阵列。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的具有多个驱动器的LED灯具800的框图，多个驱动器自动选择AC市电的线电压或可再充电电池的DC电压，以使LED灯具800工作。LED灯具800包括一个或多个LED阵列214；电导体251和252；连接到两个电导体251和252的全波整流器603；可再充电电池500；配置成抑制EMI噪声的输入滤波器102；第一驱动器501；第二驱动器502；第三驱动器503；及控制电路504。全波整流器603配置成将AC市电的线电压转换为第一DC电压。第一驱动器501包括第一功率维持装置505、第一接地参考点254及与第一接地参考点254电隔离的第二接地参考点255。第一驱动器501经输入滤波器102连接到全波整流器603，配置成将第一DC电压转换为第二DC电压，以对可再充电电池500充电，从而达到第三DC电压。第二驱动器502包括第二功率维持装置506，其从可再充电电池500接收第三DC电压并将可再充电电池500的第三DC电压转换为第四DC电压。当AC市电的线电压无法获得时，第四DC电压用来点亮一个或多个LED阵列214。第三驱动器503包括第三功率维持装置507，其经输入滤波器102连接到全波整流器603。第三驱动器503配置成将第一DC电压转换为第五DC电压。当AC市电的线电压可获得时，第五DC电压对一个或多个LED阵列214供电。控制电路504包括光耦合器600，其配置成当AC市电的线电压可获得时，通过控制第二功率维持装置506而令第二驱动器502失能及在进行可再充电电池测试时通过分别控制光耦合器600和第三功率维持装置507而令第一驱动器501和第三驱动器503失能。光耦合器600包括红外发射二极管(LED)607和光电晶体管608，分别连接到第二接地参考点255和第一接地参考点254。光耦合器600配置成在被令失能时，令第一驱动器501失能。第一驱动器501、第二驱动器502、第三驱动器503和控制电路504配置成无误地自动选择AC市电的线电压或可再充电电池500的第三DC电压，以使一个或多个LED阵列214工作。执行可再充电电池测试以确认可再充电电池500一直处于可工作的状态。全波整流器603具有高电位V+和低电位V-，分别连接到输入滤波器102的高侧和低侧，低电位连接到第一接地参考点254。

第一驱动器501经第一二极管140连接到第二驱动器502以控制电流流动方向。第二驱动器502经第二二极管204和第一电感器236连接到一个或多个LED阵列214。当一个或多个LED阵列214从第二驱动器502接收驱动电流时，从一个或多个LED阵列214返回的电流经第二电感器237和第三二极管209流到第二接地参考点255，完成自可再充电电池500的功率转移。第三驱动器503直接连接到一个或多个LED阵列214。当一个或多个LED阵列214从第三驱动器503接收驱动电流时，从一个或多个LED阵列214返回的电流流回到连接到第一接地参考点254的第三驱动器503，完成自AC市电的功率转移。

在图1中，控制电路504还包括连接到光耦合器600的红外LED 607的第一晶体管301，当AC市电的线电压可获得时，第一晶体管301开启，红外LED 607也开启，因而打开光耦合器600的光电晶体管608，及随后经第一接地参考点254的返回电流而启动第一功率维持装置505，从而致能第一驱动器501。控制电路504还包括连接到第二驱动器502的第二晶体管302，配置成下拉第二功率维持装置506上的电压，从而当AC市电的线电压可获得时，令第二驱动器502失能。控制电路504还包括连接到第三驱动器503的第三晶体管303，配置成下拉第三功率维持装置507上的电压，从而在执行可再充电电池测试时，令第三驱动器503失能。控制电路504还包括测试开关304，当执行可再充电电池测试时，测试开关304被致能以发送相对于第二接地参考点255的低水平测试信号。测试开关304还连接到第二晶体管302以恢复第二功率维持装置506上的电压，从而在执行可再充电电池测试时，致能第二驱动器502。测试开关304还连接到第一晶体管301，配置成令光耦合器600失能，从而使第一功率维持装置505与第一接地参考点254断开连接因而在执行可再充电电池测试时，令第一驱动器501失能。控制电路504还包括连接到电导体252的电压传感器305。电压传感器305配置成监测AC市电的线电压的电压传感器，当执行可再充电电池测试时，电压传感器305感测AC市电的线电压中的小突波电压信号并控制第三晶体管303，以令第三驱动器失能。

图2示出了根据本发明的第一驱动器的实施例。第一驱动器501还包括配置成使第一输出126与第一输入125隔离的第一变压器120，其中第一输入125和第一输出126分别连接到第一接地参考点254和第二接地参考点255。第一驱动器501为隔离的降压转换器，第二DC电压低于第一DC电压但高于用于对可再充电电池500充电的第三电压。第一驱动器501还包括一个或多个启动电阻105、功率因数校正(PFC)和控制装置103、与PFC和控制装置103通信的降压(Buck)转换器100、连接到第一变压器120的次级绕组123以累积输出电压并对可再充电电池500(图1中)的输出电容器106、电流感测电阻器107、及控制流入可再充电电池500的输出电流的二极管124。降压转换器100包括受PFC和控制装置103控制的开关101、二极管104、齐纳(Zener)二极管108、其电流充电和放电受开关101和二极管104控制的电感器121(即第一变压器120的初级绕组)、分压器109、及从第一变压器120的辅助绕组122提取部分能量以将能量泵入第一功率维持装置505中并维持PFC和控制装置103的电压反馈模块130。第一功率维持装置505配置成提供使PFC和控制装置103工作的低DC电压。当第一功率维持装置505提供的低DC电压耗尽时，PFC和控制装置103停止工作，第一驱动器501也停止工作。当来自第一功率维持装置505的低DC电压施加到PFC和控制装置103时，第一驱动器501维持其运行，其中第一驱动器501可在输入电压的AC周期内检测电感器121中的零电流从而产生零电流检测信号，及在零电流检测信号的控制下控制所述开关101分别开和关恒定不变的开时间和变化的关时间。通过调整切换频率、接通时间和关断时间，PFC和控制装置103控制所述开关101开和关，使得电感器121在接通期间充电及在关断期间放电，当达到预期的输出电压时，可以对可再充电电池500充电。平均电感器电流因而等于流入可再充电电池500的输出电流。当开关101开时，二极管104被反向偏压偏置，输入电流从开关101和电流感测电阻器107流入电感器121。当流入电感器121的电流增加时，跨电流感测电阻器107的电压随之增加。电流感测电阻器107与PFC和控制装置103连接，其持续接收信号并调节关断时间，使得供给可再充电电池500的输出电压和电流，被调整以满足电池充电要求。输出电容器106接收能量以累积输出电压，并经二极管124传导电流，以对可再充电电池500充电。在图2中，第一功率维持装置505经连接线119连接到光耦合器600的光电晶体管608，并受光耦合器600控制，如图1中所示。

图3示出了根据本发明的第二驱动器的实施例。第二驱动器502为非隔离的升压转换器，用来产生第四DC电压。第四DC电压高于可再充电电池500的第三DC电压及跨过一个或多个LED阵列的正向电压。当AC市电的线电压无法获得时，第四DC电压更高效地操作一个或多个LED阵列214而不会闪烁。第二驱动器502将第三DC电压转换为相对于第二接地参考点255的第四DC电压，其中第二输入225和第二输出226分别经第一二极管140连接到可再充电电池500及经第二二极管204、第一电感器236和第二电感器237连接到一个或多个LED阵列214，如图1中所示。第二驱动器502还包括输入电容器208、一个或多个启动电阻205、PFC和控制装置203、与PFC和控制装置203通信的降压转换器200、经第二二极管204连接到电感器220以累积用于使一个或多个LED阵列214(图1)运行的第四DC电压的输出电容器206、电流感测电阻器207、及控制流入一个或多个LED阵列214的输出电流的二极管202。降压转换器200包括受PFC和控制装置203控制的开关201、二极管202、齐纳二极管224、其电流充电和放电受开关201和二极管202控制的电感器220。为维持PFC和控制装置203，电流经一个或多个启动电阻205持续将能量泵入第二功率维持装置506。第二功率维持装置506配置成提供使PFC和控制装置203工作的低DC电压。当第二功率维持装置506提供的低DC电压耗尽时，PFC和控制装置203停止工作，第二驱动器502也停止工作。当来自第二功率维持装置506的低DC电压施加到PFC和控制装置203时，第二驱动器502维持其运行，其中第二驱动器502可在输入电压的AC周期内检测电感器220中的零电流从而产生零电流检测信号，及在零电流检测信号的控制下控制所述开关201分别开和关恒定不变的开时间和变化的关时间。通过调整切换频率、接通时间和关断时间，PFC和控制装置203控制所述开关201开和关，使得电感器220在接通时间期间充电及在关断时间期间放电，及使得达到预期的输出电压以使一个或多个LED阵列214工作。平均电感器电流因而等于流入一个或多个LED阵列214的输出电流。当开关201开时，二极管202被反向偏压偏置，输入电流从开关201和电流感测电阻器207流入电感器220。当流入电感器220的电流增加时，跨电流感测电阻器207的电压随之增加。电流感测电阻器207与PFC和控制装置203连接，其持续接收信号并调节关断时间使得供给一个或多个LED阵列214的输出电压和电流被调整。如此，当AC市电的线电压无法获得或执行可再充电电池测试时，被调整后的输出电压和电流能满足运行要求。当开关201关断时，二极管202被正向偏压偏置，跨越输出电容器206两端的输出电压即为第四DC电压，亦为第三DC电压+开关201开时充电的电感器电压。因而，第四DC电压高于第三DC电压。这样的电压被累积在第二输出226处，经第二二极管204(图1中)传导电流以使一个或多个LED阵列214工作。在图3中，第二功率维持装置506经连接线219连接到控制电路504中的第二晶体管302并受测试开关304控制，如图1中所示。在图3中，第二驱动器502还可包括第二二极管204、第三二极管209、第一电感器236和第二电感器237，如图1中所示。

图4示出了根据本发明的第三驱动器的实施例。第三驱动器503还包括配置成使第三输出326与第三输入325隔离的第二变压器320，其中第三输入325连接到第一接地参考点254，及第三输出326也连接到第一接地参考点254，但经一安全电容器355连接到第一接地参考点以降低电击风险。第三驱动器503为隔离的降压转换器，产生第五DC电压。第五DC电压低于第一DC电压但高于当AC市电的线电压无法获得或执行可再充电电池测试时，使一个或多个LED阵列214工作的第四电压。第三驱动器503还包括一个或多个启动电阻305、PFC和控制装置303、与PFC和控制装置303通信的降压转换器300、电阻器356、与电阻器356并联及连接到第二变压器320的次级绕组323以累积输出电压的输出电容器306、电流感测电阻器307、及控制流入一个或多个LED阵列214的输出电流的二极管324。降压转换器300包括受PFC和控制装置303控制的开关301、二极管304、齐纳二极管308、其电流充电和放电受开关301和二极管304控制的电感器321(即第二变压器320的初级绕组)、分压器309、及从第二变压器320的辅助绕组322提取部分能量以将能量泵入第三功率维持装置507中并维持PFC和控制装置303的电压反馈模块330。第三功率维持装置507配置成提供使PFC和控制装置303工作的低DC电压。当第三功率维持装置507提供的低DC电压耗尽时，PFC和控制装置303停止工作，第三驱动器503也停止工作。当来自第三功率维持装置507的低DC电压施加到PFC和控制装置303时，第三驱动器503维持其运行，其中第三驱动器503可在输入电压的AC周期内检测电感器321中的零电流从而产生零电流检测信号，及在零电流检测信号的控制下控制所述开关301分别开和关恒定不变的开时间和变化的关时间。通过调整切换频率、接通时间和关断时间，PFC和控制装置303控制所述开关301开和关，使得电感器321在接通时间期间充电及在关断时间期间放电，及使得达到期望的输出电压(即第五DC电压)以使一个或多个LED阵列214以全功率运行。平均电感器电流因而等于流入一个或多个LED阵列214的输出电流。当开关301开时，二极管304被反向偏压偏置，输入电流从开关301和电流感测电阻器307流入电感器321。当流入电感器321的电流增加时，跨电流感测电阻器307的电压增加。电流感测电阻器307与PFC和控制装置303连接，其持续接收信号并调节关断时间，使得供给一个或多个LED阵列214的输出电压和电流被调整以满足全功率下的需要。输出电容器306经二极管324接收能量以累积输出电压并使一个或多个LED阵列214工作。在图4中，第三功率维持装置507经连接线319连接到控制电路504中的第三电阻器303并受电压传感器305控制，如图1中所示。

在实践中，第四DC电压设计成低于第五DC电压以使一个或多个LED阵列214工作，使得一个或多个LED阵列214在当AC市电的线电压无法获得时，消耗的功率比当市电的输入AC电压可获得时，消耗的功率更低，俾以节能。在该情形下，可再充电电池500可如法规要求的那样持续供电90分钟以上。在图4中，第五DC电压直接施加到一个或多个LED阵列214，而通过第二驱动器506从可再充电电池500接收的能量转换的第四DC电压经第二二极管204、第一电感器236和第二电感器237施加到一个或多个LED阵列214，以避免任何电压交叉耦合。

图5示出了根据本发明的LED灯具900的框图，其中多个驱动器和控制电路集成在电子控制模块中，从外部操作LED灯具中的一个或多个LED阵列。在图5中，与图1中同样的组件用同样的标记。LED灯具900包括包含一个或多个LED阵列214的灯700、可再充电电池500和电子控制模块750。电子控制模块750包括电导体251和252；连接到两个电导体251和252的全波整流器603；配置成抑制EMI噪声的输入滤波器102；第一驱动器501；第二驱动器502；第三驱动器503；及控制电路504。全波整流器603配置成将AC市电的线电压转换为第一直流(DC)电压。第一驱动器501包括第一功率维持装置505、第一接地参考点254及与第一接地参考点254电隔离的第二接地参考点255。第一驱动器501经输入滤波器102连接到全波整流器603，配置成将第一DC电压转换为第二DC电压以对可再充电电池500充电，从而达到第三DC电压。第二驱动器502包括第二功率维持装置506，其从可再充电电池500接收第三DC电压并将第三DC电压转换为第四DC电压，当AC市电的线电压无法获得时，点亮一个或多个LED阵列214。第三驱动器包括第三功率维持装置507，其经输入滤波器102连接到全波整流器603。第三驱动器503配置成将第一DC电压转换为第五DC电压，当AC市电的线电压可获得时，对一个或多个LED阵列214供电。控制电路504包括光耦合器600。控制电路504配置成当AC市电的线电压无法获得时，通过控制第二功率维持装置506而令第二驱动器502失能及在执行可再充电电池测试时，通过分别控制光耦合器600和第三功率维持装置507而令第一驱动器501和第三驱动器503失能。光耦合器600包括红外发射二极管(LED)607和光电晶体管608，分别连接到第二接地参考点255和第一接地参考点254。光耦合器600配置成在被令失能时，令第一驱动器501失能。第一驱动器501、第二驱动器502、第三驱动器503和控制电路504配置成无误地自动选择AC市电的线电压或可再充电电池500的第三DC电压，以使一个或多个LED阵列214工作。执行可再充电电池测试时，亦能确认可再充电电池500始终处于可工作的状态。全波整流器603具有高电位V+和低电位V-，分别连接到输入滤波器102的高侧和低侧，低电位连接到第一接地参考点254。

第一驱动器501经第一二极管140连接到第二驱动器502以控制电流流动方向。第二驱动器502经第二二极管204和第一电感器236连接到一个或多个LED阵列214。当一个或多个LED阵列214从第二驱动器502接收驱动电流时，从一个或多个LED阵列214返回的电流经第二电感器237和第三二极管209流到第二接地参考点255，完成自可再充电电池500的功率转移。第三驱动器503直接连接到一个或多个LED阵列214。当一个或多个LED阵列214从第三驱动器503接收驱动电流时，从一个或多个LED阵列214返回的电流流回到连接到第一接地参考点254的第三驱动器503，完成自AC市电的功率转移。

在图5中，控制电路504还包括连接到光耦合器600的红外LED 607的第一晶体管301，当AC市电的线电压可获得时，第一晶体管301开启，红外LED607也开启，从而开启光耦合器600的光电晶体管608及随后经第一接地参考点254的返回电流而启动第一功率维持装置505，从而致能第一驱动器501。控制电路504还包括连接到第二驱动器502的第二晶体管302，配置成下拉第二功率维持装置506上的电压，从而当AC市电的线电压可获得时，令第二驱动器502失能。控制电路504还包括连接到第三驱动器503的第三晶体管303，配置成下拉第三功率维持装置507上的电压，从而在执行可再充电电池测试时，令第三驱动器503失能。控制电路504还包括测试开关304，当执行可再充电电池测试时，测试开关304被致能以发送相对于第二接地参考点255的低水平测试信号。测试开关304还连接到第二晶体管302以恢复第二功率维持装置506上的电压，从而在执行可再充电电池测试时，致能第二驱动器502。测试开关304还连接到第一晶体管301，配置成令光耦合器600失能，从而使第一功率维持装置505与第一接地参考点254断开连接，因而在执行可再充电电池测试时，令第一驱动器501失能。控制电路504还包括连接到电导体252的电压传感器305，其配置成监测AC市电的线电压的电压传感器，当执行可再充电电池测试时，电压传感器305感测AC市电的线电压中的小突波电压信号并控制第三晶体管303，以令第三驱动器失能。图5中的第一驱动器501、第二驱动器502和第三驱动器503具有与图2-4中所示一样的配置。第一驱动器501、第二驱动器502和第三驱动器503均为开关式电源，利用其高效率和容易适应多种不同的输入和输出电压。当与LED灯具一起使用时，这样的多个驱动器可在操作LED灯具时提高灯具效能及在对可再充电电池充电时节能。

在本发明的优选实施例已进行图示和描述的同时，应意识到，可对本发明进行改变、修改和改进，而不背离本发明的范围。从本发明可容易地通过使用多种不同组合完成一样或不同的目标而得到基于LED的灯具中的另一种具有多个驱动器的方案。因而，前面的描述和附图仅作为例子，而不用于限制。

Claims (15)

1.一种LED灯具，包括：

配置成连接到交流AC市电的至少两个电导体；

一个或多个LED阵列；

可再充电电池；

全波整流器，连接到至少两个电导体并配置成将AC市电的线电压转换为第一DC电压；

配置成抑制电磁干扰噪声的输入滤波器；

第一驱动器，包括第一功率维持装置、第一接地参考点、及与第一接地参考点电隔离的第二接地参考点，所述第一驱动器经所述输入滤波器连接到所述全波整流器，所述第一驱动器配置成将所述第一DC电压转换为第二DC电压，及对所述可再充电电池充电至第三DC电压；

第二驱动器，包括第二功率维持装置，所述第二驱动器配置成从可再充电电池接收所述第三DC电压，当AC市电的线电压无法获得时，将第三DC电压转换为第四DC电压，以便点亮一个或多个LED阵列；

第三驱动器，包括第三功率维持装置，所述第三驱动器经所述输入滤波器连接到所述全波整流器，所述第三驱动器配置成当AC市电的线电压可获得时，将所述第一DC电压转换为第五DC电压，并对所述一个或多个LED阵列，以全功率供电，并满足LED灯具效能要求；及

控制电路，包括光耦合器，所述控制电路配置成当AC市电的线电压可获得时，通过控制所述第二功率维持装置而令所述第二驱动器失能及在执行可再充电电池测试时，通过控制所述第三功率维持装置而令所述第三驱动器失能；

其中，

所述光耦合器包括红外LED和光电晶体管，分别连接到第二接地参考点和第一接地参考点，所述光耦合器配置成当其被使得失能时，令第一驱动器失能；

所述第一驱动器、所述第二驱动器、所述第三驱动器、及所述控制电路配置成自动选择AC市电的线电压或所述可再充电电池的所述第三DC电压，以使所述一个或多个LED阵列工作；及

执行可再充电电池测试是用来确认可再充电电池处于可工作的状态。

2.根据权利要求1所述的LED灯具，其中所述控制电路还包括连接到所述光耦合器的红外LED的第一晶体管，及其中当AC市电的线电压可获得时，所述第一晶体管被开启，所述红外LED也被开启，从而开启所述光耦合器的光电晶体管及随后经所述第一接地参考点的返回电流而启动所述第一功率维持装置，从而致能所述第一驱动器。

3.根据权利要求2所述的LED灯具，其中所述控制电路还包括连接到所述第二驱动器的第二晶体管，所述第二晶体管配置成可下拉所述第二功率维持装置上的电压，从而当AC市电的线电压可获得时，令所述第二驱动器失能。

4.根据权利要求1所述的LED灯具，其中所述控制电路还包括连接到所述第三驱动器的第三晶体管，所述第三晶体管配置成可下拉所述第三功率维持装置上的电压，从而在执行可再充电电池测试时，令所述第三驱动器失能。

5.根据权利要求3所述的LED灯具，其中所述控制电路还包括测试开关，及其中当执行可再充电电池测试时，所述测试开关被致能以发送相对于所述第二接地参考点的低水平测试信号。

6.根据权利要求5所述的LED灯具，其中所述测试开关还连接到所述第二晶体管以恢复所述第二功率维持装置上的电压，从而在执行可再充电电池测试时致能所述第二驱动器。

7.根据权利要求5所述的LED灯具，其中所述测试开关还连接到所述第一晶体管，所述测试开关配置成令所述光耦合器失能，从而使所述第一功率维持装置与所述第一接地参考点断开连接，因而在执行可再充电电池测试时，令所述第一驱动器失能。

8.根据权利要求4所述的LED灯具，其中所述控制电路还包括配置成监测AC市电的线电压的电压传感器，及其中当执行可再充电电池测试时，所述电压传感器感测AC市电的线电压中的小突波电压信号并控制所述第三晶体管，令所述第三驱动器失能。

9.根据权利要求1所述的LED灯具，其中所述第一驱动器还包括第一输入、第一输出、及配置成使所述第一输出与所述第一输入隔离的第一变压器，及其中所述第一输入和所述第一输出分别连接到所述第一接地参考点和所述第二接地参考点。

10.根据权利要求1所述的LED灯具，其中所述第三驱动器还包括第三输入、第三输出、及配置成使所述第三输出与所述第三输入隔离的第二变压器，及其中所述第三输入连接到所述第一接地参考点，所述第三输出经一安全电容器连接到所述第一接地参考点，以降低电击风险。

11.根据权利要求1所述的LED灯具，其中所述第二驱动器还包括升压转换器，提供所述第四DC电压，其高于所述第三DC电压及跨过一个或多个LED阵列的正向电压，以使所述一个或多个LED阵列，无闪烁地工作。

12.根据权利要求1所述的LED灯具，其中所述第四DC电压低于所述第五DC电压，使得当AC市电的线电压无法获得时，所述一个或多个LED阵列消耗的功率小于当AC市电的线电压可获得时，所述一个或多个LED阵列消耗的功率。

13.根据权利要求1所述的LED灯具，其中所述第二驱动器还包括至少一个二极管及连接到所述一个或多个LED阵列的至少一个电感器，其中所述第五DC电压直接施加到所述一个或多个LED阵列，及其中所述第四DC电压经过所述至少一个二极管和所述至少一个电感器施加到所述一个或多个LED阵列以避免电压交叉耦合。

14.根据权利要求1所述的LED灯具，其中所述第一驱动器还包括第一降压转换器，提供所述第二DC电压，其低于所述第一DC电压但高于所述第三DC电压。

15.根据权利要求1所述的LED灯具，其中所述第三驱动器还包括第二降压转换器，提供所述第五DC电压，其低于所述第一DC电压但高于跨过一个或多个LED阵列的正向电压，所述第二降压转换器配置成使所述一个或多个LED阵列以全功率工作。

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