CN112042279B - 改装led灯 - Google Patents

Abstract

一种改装灯，用于与荧光照明镇流器一起使用。改装灯包括细丝仿真电路。检测电路通过检测跨细丝仿真电路可能存在的加热电压，来(至少)检测连接的镇流器是瞬时启动电子镇流器还是电磁镇流器。作为响应，LED布置可以以串联配置(用于瞬时启动电子镇流器)或以并联配置(用于电磁镇流器)连接。以此方式，管理输出功率以确保有效操作。在不同配置中还可以提供不同的引脚安全功能。

Description

改装LED灯

技术领域

本发明涉及适用于连接到荧光镇流器的改装LED灯，诸如管状LED(TLED)。

背景技术

固态照明(SSL)迅速成为许多照明应用中的标准。这是因为SSL元件(诸如发光二极管(LED))可以展现出卓越的使用寿命和能量消耗，以及实现可控的光输出颜色、强度、光束扩展度和/或照明方向。

管状照明设备被广泛用于商业照明应用，诸如用于办公室照明、零售环境、走廊、酒店等。常规的管状灯配件在每个端部处具有插座连接器，以用于与管状灯的每个端部处的连接引脚进行机械和电气连接。常规的管状灯是以荧光灯管的形式。存在配备有针对荧光管灯的电磁或电子镇流器的照明器的巨大安装底座。

现在有管状LED(“TLED”)灯，这些灯可以被用作传统的荧光灯管的直接替代。以此方式，可以获得固态照明的优点，而无需改变包括现有的荧光照明镇流器的现有照明配件。实际上，与荧光灯镇流器兼容的TLED是用LED照明替代荧光照明的最直接且成本最低的方法。重新布线(移除镇流器、将TLED直接连接到AC电源)和替代整个照明器二者既麻烦又昂贵。电磁(EM)和电子高频(HF)镇流器二者被用于在荧光照明中。EM镇流器输出具有其频率基本上在50/60Hz的电源频率下的AC信号，而HF镇流器输出具有10KHz及以上的频率的AC信号。电子高频镇流器还包括具有细丝加热/检测功能的程序启动类型和快速启动类型以及不具有这种功能的瞬时启动类型。

通常需要不同的管状LED设计以用于连接到EM和HF镇流器。

可能出现以下问题：客户不知道在照明器材内安装了哪种镇流器，因此希望能够提供与许多不同类型的镇流器兼容的TLED。

为了完整起见，图1示出了与电子(高频)荧光镇流器兼容的TLED的典型框图。

镇流器10包括半桥并联谐振转换器，并且它驱动可兼容电子(高频)镇流器的TLED12。

镇流器10和可兼容高频的TLED 12，经由在TLED的一端处的连接引脚1和2、以及经由TLED的另一端处的连接引脚3和4连接(为简单起见，在电路图的一侧上示出)。

可兼容高频的TLED 12通常包括图1中所描绘的构建块中的一些或全部。这些构建块是细丝仿真单元14、用于待机功能的可重新配置电容电路16、阻抗匹配电路18、整流器20、LED驱动器22、平滑电容器23和LED串24。

对于这些构建块中的大多数，图1中所示出的实现只是示例，并且其功能的其他实现也是可能的并且也可以被使用。图1中所示出的LED驱动器是分流开关驱动器。

半桥镇流器10的设计细节未在图1中示出。这种镇流器也只是示例，并且其他实现(诸如推挽转换器)也是可能的并且正在使用。

TLED 12包括被用于将其连接到镇流器10的四个连接引脚。引脚1和引脚2位于TLED的一端处，并且引脚3和引脚4位于TLED的另一端处。细丝仿真单元包括将引脚1和引脚2连接到引脚5以及将引脚3和引脚4连接到引脚6的第一电路系统。引脚安全性和启动电路16、匹配电路18和整流器20仅经由引脚5和引脚6连接到镇流器。

电子(高频)荧光灯镇流器内使用了不同类型的启动技术，这导致了不同的镇流器输出，并且因此导致了去往所连接的灯的不同输入。

程序和快速启动镇流器依靠低压预热方法，以便在灯开关被接通时，镇流器加热/检测灯的细丝，然后将其接通。因此，程序和快速启动镇流器具有灯丝加热/检测电路。特定加热电路或检测电路对于程序启动镇流器和快速启动镇流器可能不同，并且具有不同的操作持续时间：对于快速启动类型而言小于500ms，并且对于程序启动类型而言大于1s。电磁镇流器也具有类似于电子镇流器的这种预热功能，并且其还包括灯丝加热电路(其具体实现可能与程序启动镇流器或快速启动镇流器的具体实现不同)。通常，在这些不同类型的镇流器中的细丝加热/检测电路在该专利申请中被称为灯丝接口电路。

瞬时启动镇流器不使用预热方法。相反，这些瞬时启动镇流器在初始接通时，跨灯施加高电压。在荧光灯不经常接通和关断时，使用瞬时启动镇流器。与其他任何类型的灯镇流器相比，瞬时启动镇流器消耗更少的能量。

程序启动镇流器通常与占用或运动传感器配对。以此方式，镇流器在维持能量效率的同时，使灯启动循环的次数最大化。程序启动镇流器触发特定的事件序列，以最终使灯通电。程序例如包括在预热间隔期间提供电压对阴极进行预热之前，跨灯施加低电压。在预热间隔期间，将跨灯的电压保持为低，以减少辉光电流量。然后施加较高的电压以建立电弧。

这些不同类型的电子镇流器使兼容性问题更加复杂。

图2示出了与EM荧光镇流器兼容的TLED 30的典型框图。TLED30包括驱动器32，该驱动器连接到LED布置34，该布置是以LED串的形式。

LED驱动器32包括整流器、EMI滤波器和驱动器电路(例如开关模式电源电路，例如降压电路)。

灯的连接引脚(和照明器外壳的端部连接器的对应端子)在一端处限定带电端子1且在另一端处限定中性端子3。可兼容EM镇流器的LED管通常被设计用于如图2中所示出的单端输入，即驱动器仅由一端处的引脚供电。虚设启动器38(通常是熔断短路)被用于闭合两端之间的电流环路。

该连接方案防止引脚泄漏电流，并且因此提供了引脚安全性，这是因为从灯本身的一端到另一端没有导电路径。因此，如果有人在一端处触摸引脚，而在另一端已通电的情况下则不会有泄漏电流流过。输入功率被施加到管的一端，并且另一端设置有保险丝36，用于使电流通过，以完成在外部带电L连接与中性N连接之间的电路。然后，用虚设启动器38替代固定装置中的辉光启动器。可以以任一种定向安装灯。

然而，也有双端输入LED管，该LED管的引脚安全性通常是连接到电子镇流器的问题。已经提出了各种引脚安全性措施。这些引脚安全性措施通常通过至少一个开关来中断TLED的两端之间的电气连接，该开关仅当TLED的两端被插入到照明器中时才闭合。然而，电气和机械引脚安全性机制都是已知的。在机械引脚安全性解决方案中，在按下按钮时，在TLED的每个端部处都将开关闭合。在将TLED插入照明器中时，灯座会按下按钮，或需要手动按下。

因此，需要使得改装灯能够与不同的镇流器类型兼容，并且还需要确保引脚安全性。

US 9441795公开了一种改装LED灯，该LED灯包括用以基于频率或测量到的电流来检测镇流器是EM镇流器还是HF电子镇流器的电路(第[0014]段)，并在连接到HF镇流器(或低电流)时并联连接LED组，并且在连接到EM镇流器(或高电流)时串联连接LED组。其基于使LED布置的总正向电压适应存在的镇流器的类型。对于较高电压的EM镇流器，更多的LED串联，因此具有较高的串电压。例如，基于检测镇流器的输出处的频率、输出阻抗或电压或电流的变化率来检测存在哪种镇流器类型。

US 9144121(和US 2013/0127350)公开了一种可重新配置LED阵列，该阵列使用可以串联或并联连接的LED对。配置改变了LED阵列的额定电压，并且其功能用以匹配电源电压并为电源干线电压提供恒定电流。US20170027028A1还公开了根据镇流器的输出频率、或镇流器的电流或电压中的与频率相关的参数，对电路配置进行切换。

设计用于多种镇流器类型的灯的问题在于它们具有不良的能量性能。特别地，在US9441795中，来自不同镇流器(电流和电压)的输出不同，使得不同镇流器类型将产生不同的效率。

发明内容

本发明由权利要求限定。

在本发明的上下文中，目标是为不同的镇流器(尤其是具有不同输出电流的镇流器)提供具有兼容性和统一功率的灯。例如，本发明的实施例旨在与用于T8大小的荧光灯的瞬时启动电子镇流器和EM镇流器、以及用于T12大小的荧光灯的程序启动和快速启动电子镇流器兼容。发明人已经发现，用于T8的瞬时启动电子镇流器的输出电流低于用于T12的EM/程序启动或快速启动镇流器的输出电流。因此，本发明的构思是根据灯所连接的荧光镇流器的类型来重新配置灯的LED。特别地，根据由镇流器提供的电流来更改配置，使得功率与不同镇流器类型之间的功率更加一致(相似)，并且因此尤其针对具有大输出电流的镇流器而获得效率提高。更具体地，在具有大镇流器电流的EM镇流器、快速启动和程序启动电子镇流器的情况下，LED并联配置；并且在具有小镇流器电流的瞬时启动镇流器的情况下，LED串联配置，使得灯的总功率(等效地电压乘以电流)是一致的，即更相似。

US9441795公开了一种相反的方法：当测量到的电流很大(指示EM镇流器)时，LED串联连接；否则，对于指示HF镇流器的测量到的小电流，LED并联连接。该情况的技术问题是，对于不同类型的镇流器，灯具有完全不同的输出功率。

与US 2013/0127350的主要区别在于，US 2013/0127350用于在给定电压源的不同幅度的情况下，通过重新配置LED来提供恒定电流。电流由LED的并联或串联配置确定。同样在该现有技术中，由于LED的正向电压不是恒定的而是电流保持恒定，所以功率不是恒定的。相反，本发明特别适用于具有额定电流源的镇流器：重新配置不能改变镇流器的电流(电流取决于镇流器的额定值)，或重新配置不能与镇流器的输入电压匹配(镇流器不是电压源)。本发明的重新配置用于匹配不同的镇流器电流，从而为不同类型的镇流器提供通用的相似功率。可以通过使LED电压变化来提供相似的功率，以避免在串联配置的电流高的情况下，串联LED分段会消耗过多的功率。因此，本发明的重新配置不同于US 2013/0127350。

根据依据本发明的方面的示例，提供一种与照明镇流器一起使用的改装灯，包括：

第一对连接引脚和第二对连接引脚，

细丝仿真电路，在第一对连接引脚之间和/或第二对连接引脚之间，

检测电路，包括电压检测元件，以对跨细丝仿真电路可能存在的加热电压做出反应；

LED布置，包括至少两个LED分段；以及

重新配置电路，被适配为在加热电压不存在的情况下以串联配置连接至少两个LED分段，并且在加热电压存在的情况下以并联配置连接至少两个LED分段。

在实施例中，检测电路被适配为对可能存在的加热电压做出反应，以便检测所连接的照明镇流器是否是没有灯接口电路的第一类镇流器和/或具有灯接口电路的第二类镇流器，其中所述灯接口电路包括被适配为输出加热电压的灯丝加热电路、第一类镇流器被额定输出第一电流，并且第二类镇流器被额定输出高于第一电流的第二电流。

更具体地，例如用于T8大小的荧光管灯的瞬时启动电子镇流器，例如递送用于T12大小的荧光管灯的电磁镇流器、以及用于T12大小的荧光管灯的程序启动/快速启动电子镇流器的大约一半的输出电流。通过对较高电流电磁镇流器或程序启动电子镇流器或快速启动电子镇流器使用并联配置，电流在两个分支之间分配，每个分支具有低的串电压。因此，当相同灯由瞬时启动电子镇流器驱动时，总功率减小并与功率匹配，其中对于瞬时启动电子镇流器，LED分段被串联地重新配置。可以通过镇流器是否向灯的细丝输出加热电压来区分具有不同输出电流的那些镇流器。因此，本发明的实施例提出根据是否存在加热电压来重新配置LED分段。以此方式，在不使用复杂的检测技术(诸如频率检测)来区分镇流器的情况下，LED配置被设置为与向灯递送的电流匹配。特别地，该设计针对能够由电子和电磁镇流器两者驱动的灯给予更好的节能性能。在此，权利要求中的术语“额定”意味着镇流器用作电流源以输出该电流，而基本上与负载的阻抗无关。

串联配置例如包括串联电容，该串联电容被适配为在并联配置的传导路径中被旁路。

因此，串联配置包括不存在于并联配置的传导路径中的串联电容。在高频率下，电容器具有低阻抗，而在低频率下，它们具有高阻抗。如果将灯连接到EM镇流器，这些电容器通过阻挡危险的低频电流分量来执行引脚安全性功能，并且它们还充当针对HF镇流器的高频信号的电流限制器，因此，如果灯连接到HF镇流器，则也提供引脚安全性功能。通过仅以串联配置提供电容器，可以考虑从镇流器接收到的高频信号来优化这些电容器。

优选地，所述照明镇流器包括荧光照明镇流器，其中所述第一类镇流器不具有灯丝接口电路，并且所述第二类镇流器具有灯丝接口电路。

该实施例提供了一种用于荧光灯的改装灯。传统的荧光灯与不同类型的具有或不具有灯丝接口电路的镇流器一起使用，并且该实施例为两种类型提供了兼容性。

例如，第一类镇流器包括瞬时启动电子镇流器，并且第二类镇流器包括电磁镇流器、程序启动电子镇流器和快速启动电子镇流器中的任何一个。

EM镇流器、快速启动和程序启动电子镇流器以及灯丝接口电路递送高电流，为此需要并联配置。否则，在不具有灯丝接口电路的情况下，瞬时启动电子镇流器递送低电流，为此选择串联配置。

因此，可以看出，镇流器的瞬时启动(低电流)类型触发了串联配置，并且镇流器的其他(高电流)类型触发了并联配置。

优选地，灯丝接口电路还包括被适配为检测灯丝阻抗的灯丝检测电路。

对于具有可选的细丝检测电路的程序启动电子镇流器，灯优选地包括细丝仿真电路，该细丝仿真电路被适配为连接到细丝检测电路。

优选地，快速启动镇流器中的灯丝加热电路被适配为在500ms内操作，并且程序启动镇流器中的灯丝加热电路被适配为操作达高于1s。

灯可以包括第一对连接引脚和第二对连接引脚，并且包括细丝仿真电路，该细丝仿真电路在相应对的连接引脚之间并且连接到检测电路，其中所述细丝仿真电路包括电阻和电容，以及

所述检测电路包括电压检测元件，以通过对可能存在的跨相应对的连接引脚的加热电压做出反应，来检测所述第一类型或第二类型，该加热电压由灯丝接口电路输出。

这种情况提供了一种检测镇流器中的灯丝接口电路并从而检测第一类型或第二类型的方法。

灯可以包括：第一二极管桥式整流器，被适配为用于串联配置，其中至少两个LED分段的串联配置在第一二极管桥式整流器的正输出与负输出之间；以及第二二极管桥式整流器，被适配为用于并联配置，其中并联配置在第二桥式整流器的正输出与负输出之间。

使用单独的二极管桥式整流器使得能够针对两种配置实现不同的电流路径。

例如，可以存在从第二二极管桥式整流器的正输出到至少两个LED分段中的第一LED分段的阳极的第一交叉二极管、从至少两个LED分段的第二分段的阴极到第二二极管桥式整流器的负输出的第二交叉二极管、从第二二极管桥式整流器的正输出到至少两个LED分段中的第二LED分段的阳极的第三交叉二极管，以及从至少两个LED分段中的第一LED分段的阴极到第二二极管桥式整流器的负输出的第四交叉二极管。

注意，当将二极管描述为从A到B的位置时，其指示二极管的正向方向是从A到B(即，阳极在A处，且阴极在B处)。

这些交叉二极管以并联连接的形式在第二二极管桥式整流器与LED分段之间提供传导路径(针对信号的两个相反极性)。串联配置优选地还包括从第一LED分段的阴极转送到第二LED分段的阳极的二极管。该二极管被用于允许串联连接，并阻止从第三交叉二极管到第四交叉二极管的传导路径。

检测电路例如包括在第一对引脚之间的第一检测单元和在第二对引脚之间的第二检测单元。这些单元被用于从由镇流器接收到的信号中检测镇流器的类型。

例如，第一和第二检测单元各自包括选通开关，该选通开关包括电源端子和控制端子，其中如果该引脚对之间的电压超过阈值，则所述选通开关被适配为连接第二二极管桥式整流器。该实施例通过相同的选通开关组件实现了检测和重新配置的两种功能，并且节省了组件数目和成本。

选通开关例如包括TRIAC，并且检测单元还包括滤波电路，该滤波电路包括在相应连接引脚对之间并联的电容器和电阻器。可以使用其他选通开关，诸如可控硅整流器或晶体管电路。

TRIAC例如响应于栅极电流。因此，跨引脚的电压可以被转换为电流。滤波器电路通过提供噪声电流的路径(使噪声电流平滑)来避免错误触发TRIAC，然后该噪声电流的路径不会进入TRIAC的栅极。

选通开关还可选地包括分流电路，用于使该对之间的一部分电流从选通开关的控制端子分流。这很有用，因为一些镇流器将更高电流注入引脚中，如果不对高电流进行分流，则可能会损坏TRIAC。

每个选通开关例如在相应连接引脚对中的一个连接引脚与经由电源端子的第二二极管桥式整流器的输入之间，并且控制端子连接到对应连接引脚对中的另一连接引脚。因此，它允许或阻止电流流向第二二极管桥式整流器(或从第二二极管桥式整流器流出)，并且因此启用或禁用并联配置。禁用并联配置提供了引脚安全性功能。当在并联配置中被启用时，电路中的二极管会自动实现并联配置代替串联配置。因此，并联配置具有较低的阻抗，并且转而有效地禁用了串联配置，该串联配置不仅具有串联LED的高阻抗而且具有额外的电容。

如上文所提及，电容器可以与选通开关一起用于引脚安全性。特别地，灯可以是管状LED灯，该管状LED灯被适配为改装T8或T12大小的荧光管状灯，其中第一镇流器类型被适配为用于T8大小的荧光管状灯，并且所述第二镇流器类型被适配为用于T12大小的荧光管状灯。串联配置包括在一个输入处的第一串联电容器(C2)和在另一输入处的第二串联电容器(C3)。

因此，这些电容器位于连接引脚处，以提供引脚安全性。第一和第二串联电容器例如各自具有在0.5nF至10nF范围内的电容。

优选地，并联配置的正向电压基本上是串联配置的正向电压的一半。这种情况针对不同类型的镇流器提供了改装灯的一致/相似的输出功率。

代替与荧光照明镇流器一起被使用，改装灯例如是HID替代LED灯，并且所述照明镇流器包括HID照明镇流器。

本发明的这些和其他方面将从下文描述的(多个)实施例变得明显，并且将参考下文描述的(多个)实施例来阐述。

附图说明

为了更好地理解本发明，并更清楚地示出本发明如何付诸实现，现在将仅通过示例参考附图，在附图中：

图1示出了用于电子镇流器的已知TLED设计；

图2示出了用于电磁镇流器的已知TLED设计；

图3示出了根据本发明的TLED设计的示例；

图4示出了通过图3的TLED设计的一个传导路径；

图5示出了通过图3的TLED设计的另一传导路径；

图6示出了检测电路和开关Q1的备选实施例。

具体实施方式

将参考附图来描述本发明。

应该理解，详细描述和具体示例在指示装置、系统和方法的示例性实施例的同时仅仅旨在进行图示，而不旨在限制本发明的范围。本发明的装置、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点将通过以下描述、所附权利要求和附图变得更好理解。应该理解，诸图仅仅是示意性的，而并非按比例绘制。还应该理解，贯穿诸图，使用相同的附图标记来指示相同或者相似的部分。

本发明提供了一种与荧光照明镇流器一起使用的改装灯。检测电路(至少)检测连接的镇流器是具有低输出电流的镇流器还是具有高输出电流的镇流器。作为响应，LED布置可以以串联配置(用于低输出电流镇流器)或以并联配置(用于高输出电流镇流器)连接。以此方式，维持和管理输出功率，以确保(尤其)高输出电流镇流器的高效操作。在不同的配置中还提供了不同的引脚安全性功能。

图3示出了根据本发明的示例的灯。

灯包括两对四个输入引脚，这对于管状灯是常规的。第一对包括引脚Pin1和Pin2，并且第二对包括引脚Pin3和Pin4。每个引脚都连接到相应热熔器F1至F4。

四个引脚连接到镇流器，该镇流器可以是电子高频镇流器(具有快速启动、瞬时启动或程序启动)或其可以是电磁镇流器。

灯包括LED布置D1-D4、D41-D44，该LED布置包括至少两个LED分段。LED D1-D4形成(各自具有两个LED的两个平行分支的)第一段，且LED D41-D44形成(同样，各自具有两个LED的两个平行分支的)第二段。当然，每个段可以包括任何数目的LED。

跨第一对和第二对存在来自镇流器的、用于驱动LED布置的驱动电压。注意，灯可以在端对端定向、以及在两个可能的180度旋转位置中的任一位置的情况下进行应用。对于瞬时启动镇流器，将灯座分流，因此每一端处的两个引脚都被短路。对于程序启动和快速启动EM镇流器，所有四个引脚都被连接。

引脚1连接到由桥式二极管BD2、BD3、BD6和BD7形成的第一二极管桥式整流器的第一输入。引脚3连接到该第一二极管桥式整流器的第二输入。从Pin1和Pin3(分别)到第一二极管桥式整流器的第一和第二输入的连接不是直接的，而是通过相应串联电容器C2和C3进行的。

引脚1也连接到由桥式二极管BD4、BD5、BD9和BD10形成的第二二极管桥式整流器的第一输入。Pin3连接到该第二二极管桥式整流器的第二输入。然而，与第二二极管桥式整流器的连接是通过选通切换设备Q1、Q2进行的。因此，连接也不是直接的，而是可以控制的。

检测电路DET1、DET2至少被用于检测连接的镇流器是高输出电流电子镇流器(包括EM、程序启动或快速启动镇流器)还是低输出电流镇流器(包括瞬时启动镇流器)。

如果镇流器是低输出电流镇流器(如瞬时启动电子镇流器)，则两个LED分段以串联配置连接，并且如果镇流器是高输出电流镇流器(如电磁镇流器)，则两个LED分段以并联配置连接。第一二极管桥式整流器用于串联配置，并且第二二极管桥式整流器用于并联配置。串联配置包括两个串联电容器，并且它们不存在于并联配置的传导路径中。

配置由一些有源组件和一些无源组件控制。有源组件包括两个选通切换设备Q1、Q2，在本示例中，这些选通切换设备示出为TRIAC。当这些选通切换设备闭合时，进行与第二二极管桥式整流器的引脚连接。这种情况将建立LED分段的并联连接。如将从下文的讨论中清楚地看出，由于阻抗较低，这种情况会自动禁用串联配置。

无源组件包括二极管BD1、BD8、BD12、BD13，这些二极管一起可以被认为包括重新配置电路。注意，这些二极管和两个二极管桥式整流器中的二极管都可以视为全局二极管桥式电路的一部分(因此，针对桥式二极管它们被命名为BD#，而LED则被命名为D#)。二极管BD1、BD8、BD12、BD13在两个二极管桥式整流器之间提供交叉路径，并且因此它们可以被认为包括交叉二极管。

存在从第二二极管桥式整流器的正输出到第一二极管桥式整流器的正输出的第一交叉二极管BD1、从第一二极管桥式整流器的负输出到第二二极管桥式整流器的负输出的第二交叉二极管BD8、从第二二极管桥式整流器的正输出到至少两个LED分段之间的第一节点N1的第三交叉二极管BD12以及从至少两个LED分段之间的第二节点N2到第二二极管桥式整流器的负输出的第四交叉二极管BD13。

这些交叉二极管提供从第二二极管桥式整流器向上到LED分段再以并联方式向下返回的传导路径。二极管BD11串联在至少两个LED分段之间，连接在第二节点N2与第一节点N1之间。这种情况阻止了二极管BD12与二极管BD13之间的连接，该连接使第二二极管桥式整流器的输出短路。

检测电路包括在第一对引脚Pin1、Pin2之间的第一检测单元DET1和在第二对引脚Pin3、Pin4之间的第二检测单元DET2。第一和第二检测单元各自包括滤波器电路和相应的选通开关Q1、Q2。第一检测单元DET1具有与电阻器R2并联的电容器C1，并且第二检测单元DET2具有与电阻器R3并联的电容器C4。

在该实施例中，检测电路用于检测镇流器的灯丝接口电路的存在，以便检测镇流器的类型，这是因为灯丝接口电路的存在与否，与该镇流器是高输出电流镇流器还是低输出电流镇流器密切相关。检测电路实现电压检测功能，并在未检测到EM镇流器/程序启动/快速启动镇流器的引脚电压时关断TRIAC，并在检测到这种引脚电压时接通TRIAC。对于北美的EM镇流器和程序启动/快速启动镇流器，该引脚电压例如为3.6V。包含C1和R2的滤波电路用于使引脚电压平滑，以避免错误检测。

TRIAC是电流驱动的组件。当小的正或负电流通过栅极引脚时，TRIAC将短路。在瞬时启动镇流器的情况下，每一端处的两个引脚都会短路，使得不会有电流流经TRIAC的栅极。TRIAC处于断开。

北美的EM镇流器大多是快速启动镇流器，其中细丝电压为3.6V。在每一端的两个引脚处的该细丝电压的情况下，小电流流经栅极，并且TRIAC导通。程序启动镇流器也具有细丝电压，并且使得TRIAC也将导通。一些程序启动镇流器具有较高细丝电流，这可能会导致对于TRIAC过高的栅极电流。为此，可以选择附加RC分量或不同值，以使大多数细丝穿过RC电路并减少流经TRIAC栅极的电流。图6示出了该实施例。

因此，程序启动镇流器、快速启动镇流器以及EM镇流器之间的共同特征是灯丝加热电路。EM镇流器可能没有细丝检测电路，而程序启动和快速启动镇流器可能具有细丝检测。这些电路称为“细丝接口电路”。瞬时启动镇流器没有细丝接口电路。

如上文所提及，最基本的功能是检测镇流器是瞬时启动电子镇流器还是电磁镇流器。

瞬时启动电子镇流器与电磁/程序启动/快速启动镇流器的输出电流之间存在显著差异。例如，对于T8瞬时启动电子镇流器，输出电流几乎低至T12电磁/程序启动/快速启动镇流器的电流的一半。这种情况意味着对于单灯设计，输出适当的灯功率是个问题。由于镇流器之间的差异，当连接到瞬时启动电子高频镇流器时，灯电流可能约为200mA，且当连接到低频电磁镇流器或程序启动/快速启动高频镇流器时，灯电流可能约为430mA。对于相同的LED布局，T12电磁/程序启动/快速启动镇流器的功率将是T8瞬时启动电子镇流器的功率的两倍。

串联和并联配置解决了该问题。通过将并联配置用于更高电流镇流器，电流在两个分支之间分配，并且每个分支操作与LED分段对应的串电压(即串联连接的串电压的一半)。因此，总功率减小。通过此方式，LED配置可以被设置为与向灯递送的电流匹配。特别地，该设计针对能够由高和低输出电流镇流器两者驱动的灯给予更好的节能性能。而且，由于TRIAC的断开，并联配置不起作用，因此如果灯未恰当地连接到镇流器，则该并联配置不会传导泄漏电流；串联配置是导电的，但串联电容器会阻挡来自EM镇流器的低频电流并限制来自HF镇流器的高频电流，使得电流不会对人体接触有损伤。因此，检测电路和重新配置电路提供引脚安全性和输出功率调节。这是一个重要的技术优点。

如上文所说明的，检测电路DET1、DET2可以检测连接的镇流器是快速启动或程序启动电子镇流器还是EM镇流器。在该情况下，两个LED分段并联连接，因为这是一种高电流操作模式。

图4示出了针对串联配置的传导路径，并且图5示出了针对并联配置的传导路径。这些传导路径都假设Pin1处于比Pin3高的电压，使得电流从Pin1流向Pin3。然而，在镇流器(EM或HF)的AC输出电流的相反相位中，在相反的电流流动方向上存在等效的传导路径。如对于本领域的技术人员将明显的是，二极管桥式整流器二极管的一个子集被用于一个传导方向，而其余的另一子集被用于相反的传导方向。

对于图4的串联配置，假设灯连接到瞬时启动镇流器，跨Pin1和Pin2或跨Pin3和Pin3没有引脚电压，TRIAC Q1、Q2关断。传导路径通过以下路径到Pin3：第一二极管桥式整流器的输入侧二极管BD2、通过第一LED分段D1至D4、通过串联二极管BD11、通过第二LED分段D41至D44、通过第一二极管桥式整流器的输出侧二极管BD7。电流路径也流经电容器C2、C3。

第二二极管桥式整流器被两个TRIAC隔离，因此没有电流流过交叉二极管。

对于图5的并联配置，假设灯连接到程序启动/快速启动镇流器或EM镇流器，因此跨Pin1和Pin2和跨Pin3和Pin4存在引脚电压，TRIAC Q1、Q2接通。

第一传导路径通过以下路径到Pin3：第一TRIAC Q1、通过第二二极管桥式整流器的输入侧二极管BD4、通过交叉二极管BD1、通过第一LED分段D1至D4、通过交叉二极管BD13、通过第二二极管桥式整流器的输出侧二极管BD10并通过TRIAC Q2。这是第一并联分支。

第二传导路径通过以下路径到到Pin3：第一TRIAC Q1、通过第二二极管桥式整流器的输入侧二极管BD4、通过交叉二极管BD12、通过第二LED分段D41至D44、通过交叉二极管BD8、通过第二二极管桥式整流器的输出侧二极管BD10并通过TRIAC Q2。这是第二并联分支。交叉二极管提供比(另一)LED分段更直接的传导路径，使得抑制串联配置。

检测电路用作细丝仿真电路。这些检测电路包括RC网络电路，以对细丝进行仿真以用于程序启动镇流器。当连接到程序启动(或快速启动)镇流器时，这些检测电路触发TRIAC以设置并联模式。因此，检测电路可以具有比所示出的简单并联布置更复杂的RC网络，以便提供所需的检测和细丝仿真。

如上文所说明的，串联电容器C2、C3提供电流限制功能以及引脚安全性功能。第一和第二串联电容器可以各自具有在0.5nF至10nF范围内的电容。

在串联配置中，电容器提供去往低频组件的电流阻挡功能(因为它们对低频具有高阻抗)，这些低频组件是对人体有损伤的组件，并且电容器限制了来自电子镇流器的高频电流。这些电容器不在用于低频(电磁)镇流器的电路中，因此不会妨碍电路的低频操作的操作。

当利用低频电磁镇流器进行操作时，TRIAC通过阻挡异常电流条件来实现引脚安全性。当未检测到引脚电压(意味着灯未恰当连接到EM镇流器或程序启动镇流器或快速启动镇流器)时，TRIAC断开并且并联配置无效。其余的串联配置具有串联电容器，以阻挡来自EM镇流器的低频电流，将程序启动/快速启动镇流器或瞬时启动镇流器的高频电流限制在对人体有害的水平。因此，无论(错误地)连接到灯的镇流器类型如何，都不会存在有害电流。

在上文实施例中，检测电路由电压检测电路实现，以检测镇流器中的细丝接口电路，该细丝接口电路直接与其输出电流相关。这仅是示例。检测电路可以使用其他方式来确定镇流器是低电流类型还是高电流类型。例如，检测可以具有电流感测元件以直接感测镇流器的输出电流。

注意，上文实施例是基于用于荧光灯的照明镇流器。本发明还适用于提供HID改装LED灯，该改装LED灯针对用于HID灯的不同照明镇流器通用。

注意，存在图3中所示出的一些附加的电容器和电阻器，以用于电路优化，诸如电压滤波。

通过学习附图、公开内容和所附权利要求，本领域的技术人员在实践所要求的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，措辞“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或者另一单元可以满足在权利要求中记载的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中记载某些测量这一事实并不指示不能有利地使用这些测量的组合。计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，诸如与其他硬件一起提供的或作为其他硬件的部分提供的光学存储介质或固态介质，但也可以以其他形式分布，诸如经由因特网或其他有线或无线电信系统。权利要求中的任何附图标记都不应该被解释为是对范围的限制。

Claims (15)

1.一种改装灯，与照明镇流器一起被使用，所述改装灯包括：

第一对连接引脚(Pin1、Pin2)和第二对连接引脚(Pin3、Pin4)，

细丝仿真电路，在所述第一对连接引脚之间、和/或所述第二对连接引脚之间，

检测电路(DET1、DET2)，包括电压检测元件，以对跨所述细丝仿真电路的可能存在的加热电压做出反应；

LED布置(D1-D4、D41-D44)，包括至少两个LED分段(D1-D4；D41-D44)；以及

重新配置电路(BD1、BD8、BD12、BD13)，被适配为在所述加热电压不存在的情况下以串联配置连接所述至少两个LED分段，并且在所述加热电压存在的情况下以并联配置连接所述至少两个LED分段。

2.根据权利要求1所述的改装灯，其中所述串联配置包括串联电容，所述串联电容被适配为在所述并联配置的导电路径中被旁路，并且所述照明镇流器包括荧光照明镇流器。

3.根据权利要求2所述的改装灯，其中所述检测电路被适配为对可能存在的所述加热电压做出反应，以便检测所连接的所述照明镇流器是否是第一类镇流器和/或第二类镇流器，所述第一类镇流器没有灯接口电路，所述第二类镇流器具有灯接口电路，其中所述灯接口电路包括灯丝加热电路，所述灯丝加热电路被适配为输出所述加热电压，

所述第一类镇流器包括：瞬时启动电子镇流器，并且所述第二类镇流器包括以下各项中的任何一项：

电磁镇流器；

程序启动电子镇流器；以及

快速启动电子镇流器。

4.根据权利要求3所述的改装灯，其中所述第一类镇流器额定输出第一电流，并且所述第二类镇流器额定输出高于所述第一电流的第二电流，

所述灯接口电路还包括灯丝检测电路，所述灯丝检测电路被适配为检测灯丝阻抗，

其中所述快速启动电子镇流器中的所述灯丝加热电路被适配为在500ms内操作，并且所述程序启动电子镇流器中的所述灯丝加热电路被适配为操作达大于1s。

5.根据权利要求1所述的改装灯，其中所述细丝仿真电路包括电阻(R2)和电容(C1)中的至少一者。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的改装灯，包括：

第一二极管桥式整流器(BD2、BD3、BD6、BD7)，被适配为被用于所述串联配置，其中所述至少两个LED分段的所述串联配置在所述第一二极管桥式整流器(BD2、BD3、BD6、BD7)的正输出与负输出之间；以及

第二二极管桥式整流器(BD4、BD5、BD9、BD10)，被适配为被用于所述并联配置，其中所述并联配置在所述第二二极管桥式整流器(BD4、BD5、BD9、BD10)的正输出和负输出之间。

7.根据权利要求6所述的改装灯，还包括第一交叉二极管(BD1)、第二交叉二极管(BD8)、第三交叉二极管(BD12)，以及第四交叉二极管(BD13)，所述第一交叉二极管(BD1)从所述第二二极管桥式整流器的所述正输出到所述至少两个LED分段中的第一LED分段的阳极，所述第二交叉二极管(BD8)从所述至少两个LED分段的第二分段的阴极到所述第二二极管桥式整流器的所述负输出，所述第三交叉二极管(BD12)从所述第二二极管桥式整流器的所述正输出到所述至少两个LED分段中的第二LED分段的阳极，所述第四交叉二极管(BD13)从所述至少两个LED分段中的所述第一LED分段的阴极到所述第二二极管桥式整流器的所述负输出。

8.根据权利要求7所述的改装灯，其中所述串联配置还包括二极管(BD11)，所述二极管(BD11)从所述第一LED分段的所述阴极转送到所述第二LED分段的所述阳极。

9.根据权利要求1所述的改装灯，其中所述检测电路包括在所述第一对引脚之间的第一检测单元(DET1)、以及在所述第二对引脚之间的第二检测单元(DET2)。

10.根据权利要求9所述的改装灯，其中所述第一检测单元和所述第二检测单元各自包括选通开关(Q1；Q2)，所述选通开关包括电源端子和控制端子，其中如果所述引脚对之间的电压超过阈值，则所述选通开关被适配为连接所述第二二极管桥式整流器。

11.根据权利要求10所述的改装灯，其中每个选通开关(Q1、Q2)包括TRIAC、双极晶体管或MOSFET，以及

所述检测单元还包括滤波电路，所述滤波电路包括在相应连接引脚对之间并联的电容器和电阻器，

所述选通开关还可选地包括分流电路，用于使所述对之间的一部分电流从所述选通开关的所述控制端子分流。

12.根据权利要求10或11所述的改装灯，其中每个选通开关在相应连接引脚对中的一个连接引脚(Pin1、Pin3)与经由所述电源端子去往所述第二二极管桥式整流器的输入之间，并且所述控制端子连接到对应的连接引脚对中的另一连接引脚(Pin2、Pin4)。

13.根据权利要求3所述的改装灯，包括管状LED灯，所述管状LED灯被适配为改装T8或T12大小的管状荧光灯，其中所述第一类镇流器被适配用于T8大小的管状荧光灯，并且所述第二类镇流器被适配用于T12大小的管状荧光灯，以及

其中所述串联配置包括在一个输入处的第一串联电容器(C2)和在另一输入处的第二串联电容器(C3)。

14.根据权利要求13所述的改装灯，其中所述第一串联电容器和第二串联电容器各自具有在0.5nF至10nF的范围内的电容，以及

所述并联配置的正向电压基本上是所述串联配置的正向电压的一半。

15.根据权利要求1所述的改装灯，包括HID替换LED灯，并且所述照明镇流器包括HID照明镇流器。

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