CN110049591B - 用于led灯的电压检测电路以及放置到荧光灯灯具中的led灯 - Google Patents

Abstract

用于LED灯(1)的电压检测电路(10)以及包括电压检测电路的、优选地用于放置到荧光灯灯具中的LED灯。电压检测电路(10)包括：电压检测电路输入(11)，其被构造为接收用于操作LED灯(1)的DC负载电压(HV)；电压检测电路输出(13)，其被构造为提供集电极电压(Vcc)；以及一个或多个晶体管(14、15)，其被构造为检测关断LED灯(1)的事件并在该事件中保持集电极电压(Vcc)低于重新启动LED灯(1)所需的最低电压。

Description

用于LED灯的电压检测电路以及放置到荧光灯灯具中的LED灯

技术领域

本发明涉及用于LED灯的电压检测电路以及包括电压检测电路的、优选地用于放置到荧光灯灯具中的LED灯。

背景技术

作为白炽灯泡的高效替代品，荧光灯已经是广为人知且广泛应用的照明设备。然而，随着LED灯(LED是发光二极管的缩写)的出现，更高效和长寿的照明装置可供使用。此外，与荧光灯相比，由于例如不需要汞，LED灯的材料更安全。因此，存在用LED灯替代现有的荧光灯(优选地，无需更换整个照明设备或者灯具)的需求。

当前可用的荧光灯灯具通常包括用于调节和限制提供至荧光灯的电流的所谓的电子镇流器(也称为电子控制装置，ECG)。电子镇流器通常以高达50kHz的高频操作灯。这样选择电子镇流器的频率是为了达到荧光气体的谐振频率，由此能够主动控制通过荧光灯的电流并从而提高荧光灯的效率。

在关断电子镇流器之后，有些电子镇流器具有剩余电压输出。该剩余电压输出是由于存储在电子镇流器的电子电路中的剩余能量所致。在关断(即，断电)之后，该剩余能量被缓慢释放，由此导致频率小于10Hz的剩余电压和/或电流脉冲。如果普通荧光灯管连接到电子镇流器，因为电压太小，这些剩余脉冲将不会引起荧光灯重新启动。然而，在LED灯(尤其是无源LED管型灯)连接到电子镇流器的情况下，剩余电压和/或电流脉冲足以重新启动LED灯中的LED，从而导致LED灯的闪烁和/或闪光。在电子镇流器的电子电路被去能(de-energized)之后，不再有剩余电压和/或电流脉冲可被观察到。

为了将LED灯连接到电子镇流器，LED灯通常包括灯驱动器，其将由电子镇流器提供的电压和/或电流调节至LED的电压和/或电流要求。然而，当前可用的灯驱动器不解决LED灯关断期间的闪烁和/或闪光问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于LED灯的电压检测电路，其减少(优选地，消除)由剩余电压脉冲引起的LED的重新启动。本发明的另一个目的是提供包括这种电压检测电路的LED灯。

该目的通过根据独立权利要求的电压检测电路和LED灯来解决。优选实施例由从属权利要求、说明书和附图给出。

相应地，提供了用于LED灯的电压检测电路。

电压检测电路包括电压检测电路输入，其被构造为接收用于操作LED灯的DC负载电压。为此目的，电压检测电路输入可以连接到为LED灯提供负载电压的电源。电源可以包括或形成用于LED灯的电子镇流器。电源可以包括整流器电路，用于将例如经由网络电源供应的AC电压转换成DC电压。整流器电路可以经由二极管电桥来实现，然而，可以使用向电压检测电路提供和供应适当的DC电力的任何设备。

电压检测电路还包括电压检测电路输出，其被构造为提供集电极电压Vcc。换言之，集电极电压Vcc是电压检测电路的输出电压。优选地，电压检测电路包括连接到或被构造为连接到参考电位(优选地，地GND)的电压检测电路GND输出。

电压检测电路还包括一个或多个晶体管，其被构造为检测关断LED灯的事件并在该事件中保持集电极电压Vcc低于重新启动LED灯所需的最低电压。

本文描述的电压检测电路实现了防闪烁设备，该设备提供对电源(特别是电子镇流器)的关断过程的可靠控制。电压检测电路可以与灯驱动器相分离并独立于灯驱动器。因为只需要标准的电子元件来实现电压检测电路，所以该设备可以以合算的方式生产。

优选地，电压检测电路被构造为检测接通LED灯的事件，并且在该事件中输出启动LED灯所需的集电极电压。在这种情况下，电压检测电路额外地提供对电源(特别是电子镇流器)的接通过程的可靠控制。

优选地，电压检测电路包括第一晶体管和第二晶体管，其中第一晶体管的集电极连接到第二晶体管的基极，第二晶体管的集电极连接到电压检测电路输出。两个晶体管的布置提供了一种合算且灵活的用于减少或消除由剩余电压脉冲引起的LED的闪烁的电压检测电路。为此目的，电压检测电路可以包括二极管(优选地为肖特基二极管)，其中二极管的阴极连接到电压检测电路输入，二极管的阳极连接到第一晶体管的基极。此外，电压检测电路可以包括与第一晶体管并联连接的电容器。

为了提供高效和小尺寸的器件，电压检测电路优选地包括或被实现为集成电路。

此外，提供了包括如上所述的灯电路和电压检测电路的LED灯。也就是说，针对电压检测电路公开的所有特征也是针对LED灯公开的。

灯电路包括被构造为接收DC负载电压的第一灯电路输入。为此目的，第一灯电路输入可以连接到或被构造为连接到为LED灯提供负载电压的电源，该电源可以是关于电压检测电路定义的同一电源。电源可以包括或形成用于LED灯的电子镇流器。电源可以包括整流器电路，用于将例如经由网络电源供应的AC电压转换成DC电压。整流器电路可以经由二极管电桥来实现，然而，可以使用向灯电路提供和供应适当的DC电力的任何设备。灯电路还包括连接到电压检测电路输出的第三灯电路输入。优选地，LED灯还包括连接到电压检测电路GND输出的第二灯电路输入。

在这方面，需要注意到的是，术语“第一”、“第二”、“第三”应被视为元件或组件的命名的一部分，但不表示特定的顺序或偏好。

优选地，灯电路包括一个或多个LED和被构造为操作LED的灯驱动器电路。为此目的，灯驱动器电路可以包括变压器。

优选地，灯电路适于连接到作为电源的荧光灯灯具的电子镇流器。特别地，LED灯可以适于放置到荧光灯灯具中。为了在原本为荧光灯设计的灯具中使用高效、寿命长和节省的LED灯，这一点特别有用。

附图说明

下面将参考附图解释本发明的优选实施例。

图1示出了根据本发明实施例的连接到灯电路的电压检测电路的框图。

图2示出了根据本发明实施例的包括电压检测电路的LED灯的电路结构的示意图。

图3示出根据本发明另一实施例的包括电压检测电路的LED灯的电路结构的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图描述本发明的优选实施例。在图中，相同的、相似的或具有相同或相似效果的元件具有相同的参考标号。为避免冗余描述，可省略对这些元件的重复描述。

图以及图中所示元件相互间的尺寸关系不应被视为按比例的。相反，单个元件可以夸大的尺寸示出以便更好地说明和/或更好地理解。

在详细介绍示例性电路结构之前，将相对于图1提供关于如何在关断灯时减小(优选地，消除)LED灯的重新启动(闪烁)的一般概念。

图1示出了包括连接到灯电路20的电压检测电路10的LED灯1的框图。灯电路20可以包括灯驱动器以及一个LED或一组LED。灯电路20经由第一灯电路输入21连接到提供负载电压HV的电源。第一灯电路输入例如可以连接到DC网络电源。参考电位或地用GND来表示，并经由第二灯电路输入22输入。

除了第一灯电路输入21和第二灯电路输入22之外，灯电路20包括第三灯电路输入23，其被构造为接收作为电压检测电路10的输出电压的集电极电压Vcc。为此，电压检测电路10具有接收HV的电压检测电路输入11、连接到GND的电压检测电路GND输出12以及提供上述集电极电压Vcc的电压检测电路输出13。

电压检测电路10可以包括或可以被实现为包含一个或多个晶体管和/或MOSFET的集成电路(IC)。

在关断LED灯1(断开与负载电压HV的连接或中断负载电压HV)的情况下，电压检测电路10被激活并用于保持Vcc低于维持或重新启动LED灯1所需的最低电压。在该操作状态中，LED灯1的驱动器不接收任何(相关)输入。在接通的情况下，电压检测电路10检测并释放Vcc，使得LED灯1的驱动器启动并有规律地工作。基于电压检测电路10，在电压保护或反馈保护下，消除了在关断灯时不期望的LED灯1的重新启动。

参考图2的示意性电路图来说明包括灯电路20和电压检测电路10的LED灯1的实施例。以下描述集中讨论特征元件；即，技术人员熟知的每个基本元件(例如电阻器、结、电容器、二极管等)的位置和功能的详细描述可以被省略，因为它们在图2和图3的示例性电路图中被清楚而明确地示出。

灯电路20包括灯驱动器电路200以及串联连接的一个或多个LED。用参考标号250来表示LED组，该LED组也可以是单个LED。LED组250可以构成LED负载。灯电路20经由第二灯电路输入22和第三灯电路输入23连接到电压检测电路10。第一灯电路输入21接收负载电压HV，其可以由全局DC网络电源或图2和图3中例示的整流器电路300来提供。

整流器电路300(其不一定是LED灯1的一部分)提供负载电压HV至电压检测电路输入11以及灯电路输入21。在图2所示出的示例中，经由二极管电桥来实现整流器电路300；然而，可以使用生成或提供DC电力的任何设备。

灯驱动器电路200包括变压器201，其建立用于操作LED组250的镇流器。需注意到的是，灯驱动器电路200的所示电路是个示例，其可以被调整、被修改或被任何其他合适的驱动器电路替代，只要灯驱动器电路200能够操作LED组250并与电压检测电路10通信。

参考图2中所示出的电路图，电压检测电路10包括第一晶体管14以及第二晶体管15，这两者在本示例中都由双极晶体管来实现。二极管16(例如由肖特基二极管来实现)的阴极连接到电压检测电路输入11以接收整流器电路300的HV。二极管16的阳极连接到第一晶体管14的基极。第一晶体管14的发射极连接到HV以及第二晶体管15的基极。第一晶体管14的集电极连接到第二晶体管15的集电极。第二晶体管15的发射极提供Vcc。电压检测电路10可以包括与第一晶体管14并联(即，与第一晶体管14的发射极和集电极并联)连接的电容器17。

负载电压HV以及电压检测电路输出12和13可经由耦合器2与相应的灯电路输入21、22和23相连。然而，连接设备的方式可以以不同方式实现，例如，连接设备的方式包括不同的插头以及其中电压检测电路10是LED灯1的组成部分的整体解决方案。

参考图3的示意性电路图，示出了包括灯电路20和电压检测电路10的LED灯1的另一个实施例。

例如通过合上电源开关(未示出)来接通LED灯1。DC负载电压HV被提供给灯驱动器电路200以及电压检测电路10。负载电压HV例如可以是40V。

本文描述的电压检测电路实现了独立于灯驱动器的防闪烁设备。提供了具有良好性能的对电源(尤其是电子镇流器)的关断过程的简单控制。由于只需要标准的电子元件来实现电压检测电路，因此可以以合算的方式生产该设备。

本发明不受基于实施例的描述的限制。确切地说，本发明包括任何新的特征以及特征的任何组合，特别是包括专利权利要求中的特征的任何组合，即使该特征或者该组合本身没有在专利权利要求或者示例性实施例中明确地指定。

参考标号列表

1LED灯

2耦合器

10电压检测电路

11电压检测电路输入

12电压检测电路GND输出

13电压检测电路输出

14第一晶体管

15第二晶体管

16二极管

17电容器

20灯电路

21第一灯电路输入

22第二灯电路输入

23第三灯电路输入

200灯驱动器电路

201变压器

250LED/LED组

300整流器电路

HV负载电压

GND参考电压/地

Vcc集电极电压

Claims (14)

1.一种用于LED灯(1)的电压检测电路(10)，其中，所述电压检测电路(10)包括：

电压检测电路输入(11)，其被构造为接收用于操作所述LED灯(1)的DC负载电压(HV)；

电压检测电路输出(13)，其被构造为提供集电极电压(Vcc)；以及

一个或多个晶体管(14、15)，其被构造为检测关断所述LED灯(1)的事件并在该事件中保持所述集电极电压(Vcc)低于重新启动所述LED灯(1)所需的最低电压。

2.根据权利要求1所述的电压检测电路(10)，其中，所述电压检测电路(10)包括连接到或被构造为连接到参考电位的电压检测电路GND输出(12)。

3.根据权利要求1所述的电压检测电路(10)，其中，所述电压检测电路(10)被构造为检测接通所述LED灯(1)的事件并在该事件中输出启动所述LED灯(1)所需的集电极电压(Vcc)。

4.根据权利要求1所述的电压检测电路(10)，其中，所述电压检测电路(10)包括第一晶体管(14)和第二晶体管(15)，所述第一晶体管(14)的集电极连接到所述第二晶体管(15)的基极并且所述第二晶体管(15)的集电极连接到所述电压检测电路输出(13)。

5.根据权利要求4所述的电压检测电路(10)，其中，所述电压检测电路(10)包括二极管(16)，该二极管(16)的阴极连接到所述电压检测电路输入(11)并且该二极管(16)的阳极连接到所述第一晶体管(14)的基极。

6.根据权利要求5所述的电压检测电路(10)，其中，所述二极管(16)是肖特基二极管。

7.根据权利要求4所述的电压检测电路(10)，其中，所述电压检测电路(10)包括与所述第一晶体管(14)并联连接的电容器(17)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电压检测电路(10)，其中，所述电压检测电路(10)包括集成电路或被实现为集成电路。

9.一种LED灯(1)，其包括灯电路(20)以及根据前述权利要求中任一项所述的电压检测电路(10)，其中，所述灯电路(20)包括被构造为接收DC负载电压(HV)的第一灯电路输入(21)以及连接到所述电压检测电路输出(13)的第三灯电路输入(13)。

10.根据权利要求9所述的LED灯(1)，其中，所述LED灯(1)还包括连接到所述电压检测电路GND输出(12)的第二灯电路输入(22)。

11.根据权利要求9所述的LED灯(1)，其中，所述灯电路(20)包括一个或多个LED(250)以及用于操作所述LED(250)的灯驱动器电路(200)。

12.根据权利要求11所述的LED灯(1)，其中，所述灯驱动器电路(200)包括变压器(201)。

13.根据权利要求9所述的LED灯(1)，其中，所述灯电路(20)适于连接到作为电源的荧光灯灯具的电子镇流器。

14.根据权利要求9所述的LED灯(1)，其中，所述LED灯(1)适于放置到荧光灯灯具中。

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