CN1968560A - 电路装置以及操作至少一个led和至少一个电灯的方法 - Google Patents

电路装置以及操作至少一个led和至少一个电灯的方法 Download PDF

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O·布泽
M·赫克曼
R·勒歇勒
A·勒希纳
S·迈尔
T·波利尚斯基
B·鲁多尔夫
B·谢梅尔
K·施密德特曼
H·施密特
T·西格蒙德
A·施托尔姆
H·维尔尼
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Abstract

本发明涉及一种用于操作至少一个LED和至少一个电灯(LP)的电路装置，其中该电灯至少具有一个第一灯丝(W1)和一个第二灯丝(W2)，该电路装置包括：用于电灯(LP)的第一灯丝(W1)的第一端子(A1)和用于电灯(LP)的第二灯丝(W2)的第二端子(A2)；以及用于给该电灯(LP)供电的灯电源单元；该电路装置还包括LED电源单元(10)，该LED电源单元耦合到用于电灯(LP)的第二灯丝(W2)的第二端子(A2)，并被设计成给至少一个LED供电。本发明还涉及一种用于利用该电路装置来操作至少一个LED和至少一个电灯(LP)的方法。

Description

电路装置以及操作至少一个LED和至少一个电灯的方法
技术领域
本发明涉及一种用于操作至少一个LED(发光二极管)和至少一个电灯的电路装置，其中该至少一个电灯至少具有一个第一灯丝和一个第二灯丝，该电路装置包括用于电灯的第一灯丝的第一端子和用于电灯的第二灯丝的第二端子以及用于给电灯供电的灯电源单元。本发明还涉及一种利用这种电路装置操作至少一个LED和至少一个电灯的相应的操作方法。
背景技术
本发明所基于的主要问题在于电灯、例如荧光灯和LED在照明单元中运行以便实现特殊的视觉效果、例如以便改变色温。为此，在现有技术中使用两个镇流器，精确地说用于发光二极管的镇流器和用于荧光灯的第二镇流器。在这种情况下，这种照明单元的制造者通过相应的线路将两个镇流器连接到照明单元的系统连接端子上。这种已知的解决方法的缺点在于这种照明单元的制造者进行布线的复杂性以及这种照明单元的两个镇流器的空间需求。
发明内容
本发明的目的在于研制出开始所述的电路装置或者开始所述的操作方法，以便可以减小布线的复杂性并减小用来驱动电灯和发光二极管的单元的空间需求。
通过具有专利权利要求1的特征的电路装置以及具有专利权利要求10的特征的操作方法来实现该目的。
大体上，本发明基于这样的认识，即如果至少一个电灯和至少一个LED利用同一个镇流器来操作，则可以克服现有技术的缺点。这是因为，第一，这仅仅需要这一个镇流器被布线到系统连接端子上。第二，特别是如果特殊的元件既用于操作至少一个电灯又用于操作至少一个LED，则这种镇流器需要的空间小于在根据现有技术的方法中所需要的两个镇流器所需的空间。
如果通过电灯的电流被调节，那么这还产生以下的优点，即各个LED的光通量被固定在预定的公差内，而不管所连接的LED的数量是多少。而且，利用根据本发明的电路装置，LED也可以被用来确定电灯是否是完好的。这是因为仅仅在电灯完好的情况下才出现至用于电灯的第二灯丝的第二端子的电流，也就是至第二灯丝的电流的总和不等于零，结果是，当电灯没有损坏时，至少一个LED仅仅照明。
一个优选的实施例的特征在于以下事实，即LED电源单元具有输入端和输出端，该输入端和输出端就它们的电位而言彼此直流隔离。直流隔离确保没有直流电从LED电源单元的输入端被传输到LED电源单元的输出端。由于这些措施，所以可以容易地遵守LED的操作的安全规则，其中该安全规则是针对一些应用或者在不同国家中所设想的。
LED电源单元特别优选地包括初级侧耦合到第二端子的变压器。在操作过程中，具有恒定幅度的交变电流因此流过变压器的初级侧并因此也在变压器的次级侧流动。通过选择匝数比，可以确定次级侧上的交变电流的幅度。通过LED的电流决定由LED输出的光的颜色和亮度。在这种情况下，电容优选地与变压器的次级侧并联连接。由于该措施，所以可以独立于变压器的匝数比来设置通过至少一个发光二极管的电流。
作为变压器的替代方案，LED电源单元可以包括电容耦合输出装置，该电容耦合输出装置耦合到第二端子。在这种情况下，发光二极管优选地通过与耦合电容器并联的两个电容器来操作，该耦合电容器是操作电灯所需的。在这种情况下，通过LED的电流小于或等于通过电灯的电流。在这种情况下，电容耦合输出装置同样确保没有直流电从LED电源单元的输入端被传输到LED电源单元的输出端。就好的绝缘特性而言，可能的电容耦合输出装置特别是所谓的X或Y电容器。
此外，电压限制装置、特别是齐纳二极管优选地与至少一个LED并联连接。这个电压限制装置保护至少一个发光二极管以防过载，因为在大多数发光二极管的情况下，所消耗的功率随着操作电压而增加。特别是在多个串联连接的LED的情况下，根据本发明的电路装置的应用故障因此可以被防止：由于电压限制装置的尺寸被适当地确定，所以可以限制能够在该电路装置不过载的情况下操作的LED的总数和/或能够在LED中转换的总功率。
LED电源单元优选地还包括整流器，该整流器被设计成在LED电源单元的输出端处、也就是在至少一个LED连接到LED电源单元上的端子处提供整流信号。
电灯的第二灯丝优选地是冷灯丝。
如果LED电源单元的输入端被耦合在用于电灯的第二端子和参考电位之间，则是进一步优选的，其中该参考电位尤其是地电位。
当将多个LED连接到根据本发明的电路装置上时，这些LED优选地串联连接。
为了使LED中的电流平滑，可以有利地在LED的电流路径中串联地引入平滑电感器。
另外的有利的实施例在从属权利要求中被描述。
上面参考根据本发明的电路装置所述的优选实施例和优点相应地适用于根据本发明的操作方法。
附图说明
现在，下面将参考附图来描述根据本发明的电路装置的三个示例性实施例，其中：
图1示出根据本发明的电路装置的第一示例性实施例；
图2示出根据本发明的电路装置的第二示例性实施例；以及
图3示出根据本发明的电路装置的第三示例性实施例。
具体实施方式
图1示出根据本发明的电路装置的第一示例性实施例的示意图，为了清楚起见，仅仅示出与本发明有关的元件。如公知的那样根据系统电压产生的并且通常数量级为400V的所谓的中间电路电压UZW被施加到串联电路上，该串联电路包括由第一桥式晶体管实现的第一开关S1和由第二桥式晶体管实现的第二开关S2。在本示例性实施例中，半桥电路作为桥接电路使用。但是，如对于本领域的普通技术人员来说明显的那样，本发明还可以利用全桥电路或者甚至在传统镇流器、也就是没有桥接电路的镇流器的情况下实现。开关S1和S2以公知的方式被驱动，以便实现逆变器。桥接电路的中心点M被限定在两个开关S1和S2之间。桥中心点M通过耦合电容器C1和电感器L1连接到电灯LP、特别是连接到荧光灯。谐振电容器C2与灯LP并联设置。电路装置包括用于灯LP的第一灯丝W1的第一端子A1以及用于灯LP的第二灯丝W2的第二端子A2。如从图中可以看出，灯丝W1是灯LP的热灯丝，灯丝W2是灯LP的冷灯丝。LED电源单元10被耦合到用于电灯的第二灯丝W2的第二端子A2，并且被设计成给至少一个LED供电。LED电源单元10包括具有变压比的变压器Tr，该变压器的初级侧被耦合在电灯LP的端子A2和地电位之间。变压器Tr的次级侧与电容器C3并联连接，这使得可以不管变压器Tr的匝数比如何而设置通过至少一个LED的电流。电容器C3耦合到整流器的输入端，该整流器包括二极管D1至D4，整流器的输出端被耦合到LED。通过选择变压器Tr的变压比并选择电容器C3的电容，可以设置由LED输出的光的特性、尤其是光颜色和亮度。为了保护LED以防尤其是在电灯LP的启动操作期间由于过高的电压而过载，电压限制装置、在这个例子中齐纳二极管Z1与LED并联设置。
图2示出根据本发明的电路装置的第二示例性实施例的相关元件的示意图，其中已经参考图1被引入的相同的附图标记被用于对应于图1中的那些元件的元件。在图2中所示的示例性实施例中，LED电源单元10包括耦合到电灯LP的第二端子A2上的电容耦合输出装置。这个第二耦合输出装置包括两个电容器C5、C6，它们与用于电灯LP的耦合电容器C4并联运行。在端子A2上的电位大于地电位时，电流相应地流经电容器C5、二极管D1、LED、二极管D4和电容器C6。在端子A2上的电位低于地电位时，电流流经电容器C6、二极管D2、LED、二极管D3和电容器C5。
图3示出根据本发明的电路装置的第三示例性实施例的相关元件的示意图，其中已经参考图1被引入的相同的附图标记又被用于对应于图1中的那些元件的元件。在图3中所示的示例性实施例中，电灯LP的电源线中的电感L1表示变压器的初级绕组，该变压器的两个次级绕组L21和L22与电容器C7和C8一起被设置成与灯LP的各个端子A1、A2串联，以对灯进行预热。为了防止在电灯LP的预热操作期间电流传输到LED，变压器Tr的初级侧具有第一绕组和第二绕组，第一绕组耦合到端子A2的第一馈线，并且第二绕组耦合到端子A2的第二馈线。

Claims (11)

1、一种用于操作至少一个LED和至少一个电灯(LP)的电路装置，其中所述电灯至少具有一个第一灯丝(W1)和一个第二灯丝(W2)，该电路装置包括：
-用于所述电灯(LP)的第一灯丝(W1)的第一端子(A1)和用于所述电灯(LP)的第二灯丝(W2)的第二端子(A2)；以及
-用于给所述电灯(LP)供电的灯电源单元；
其特征在于，
该电路装置还包括LED电源单元(10)，该LED电源单元被耦合到用于所述电灯(LP)的第二灯丝(W2)的第二端子(A2)，并被设计成给所述至少一个LED供电。
2、如权利要求1所述的电路装置，
其特征在于，所述LED电源单元(10)具有输入端和输出端，该输入端和输出端就它们的电位而言彼此直流隔离。
3、如权利要求1和2中任一个所述的电路装置，
其特征在于，所述LED电源单元(10)包括初级侧被耦合到第二端子(A2)的变压器。
4、如权利要求3所述的电路装置，
其特征在于，所述变压器(Tr)的次级侧与电容并联连接。
5、如权利要求1和2中任一个所述的电路装置，
其特征在于，所述LED电源单元(10)包括耦合到第二端子(A2)的电容耦合输出装置。
6、如在前的权利要求之一所述的电路装置，
其特征在于，电压限制装置、尤其是齐纳二极管(Z1)与所述至少一个LED并联连接。
7、如在前的权利要求之一所述的电路装置，
其特征在于，所述LED电源单元(10)包括整流器，该整流器被设计成在所述LED电源单元(10)的输出端处提供整流信号。
8、如在前的权利要求之一所述的电路装置，
其特征在于，所述电灯(LP)的第二灯丝(W2)是冷灯丝。
9、如在前的权利要求之一所述的电路装置，
其特征在于，所述LED电源单元(10)的输入端被耦合在用于所述电灯(LP)的第二端子(A2)和参考电位之间，其中该参考电位尤其是地电位。
10、如在前的权利要求之一所述的电路装置，
其特征在于，平滑电感器与所述至少一个LED串联连接。
11、一种用于利用电路装置来操作至少一个LED和至少一个电灯(LP)的方法，其中所述电灯(LP)至少具有一个第一灯丝(W1)和一个第二灯丝(W2)，该电路装置具有用于所述电灯(LP)的第一灯丝(W1)的第一端子(A1)和用于所述电灯(LP)的第二灯丝(W2)的第二端子(A2)以及用于给所述电灯(LP)供电的灯电源单元(10)；
其特征在于，
该电路装置还包括LED电源单元(10)，该LED电源单元耦合到用于所述电灯(LP)的第二灯丝(W2)的第二端子(A2)并且给所述至少一个LED供电。
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