CN207150893U - 照明电路和灯 - Google Patents

Abstract

在此公开了照明电路和灯。一种照明电路包括：照明器件；输入，用于接入输入功率；驱动电路，连接到所述输入，用于将所述输入功率转换为输出功率并施加在输出线路上；输出线路，连接到所述照明器件，用于将所述输出功率提供给照明器件；控制电路，包括供电端子；以及能量缓存器件，与所述照明器件并联连接。所述照明电路还包括：瞬变电压抑制元件，反向连接至所述输入或所述输出线路以防止所述输入或所述输出线路过压，且正向与所述能量缓存器件和所述控制电路的供电端子形成电流回路。

Description

照明电路和灯

技术领域

本公开涉及照明领域，具体地涉及照明电路和灯。

背景技术

目前存在一种场景切换(Scene Switch)LED灯，其提供多种不同照明情境，例如，明亮情境、自然情境以及舒适温馨情境等，以迎合不断演进的居家照明需求。此外，还存在一种温暖光辉(Warm Glow)LED灯，其提供更加丰富自然的光线，例如，其发出的暖黄光类似于白炽灯的光线，而其发出的暖红光则类似于傍晚时分的日光，这种光线变化能满足整个家庭的光照需求。上述两种LED灯通过不同的照明电路来被调节。通常的一种实现方法是通过电源开关的开通和关断行为来切换不同的场景，那么要求灯内的控制电路能够在电源开关开通和关断时都保持供电，从而能够检测到电源开关的行为。电源开关开通时必然是可以为控制电路供电的，而在电源开关关断的短暂时间内为控制电路供电成为了需要解决的技术问题。现有技术中普遍通过很大的平滑电容器来向控制电路提供电力。

实用新型内容

本公开的实施例提供了照明电路和灯，其所要解决的问题是在电源断开之后的一段时间内继续对控制电路供电，以满足多功能灯对控制电路供电的要求，并且其借助于电路中已有的、集成了对控制电路的供电以及浪涌电流保护的瞬变电压抑制元件来完成对控制电路的供电。

在一个方面，一种照明电路包括：照明器件；输入，用于接入输入功率；驱动电路，连接到所述输入，用于将所述输入功率转换为输出功率并施加在输出线路上；输出线路，连接到所述照明器件，用于将所述输出功率提供给照明器件；控制电路，包括供电端子；以及能量缓存器件，与所述照明器件并联连接。所述照明电路还包括：瞬变电压抑制元件，反向连接至所述输入或所述输出线路以防止所述输入或所述输出线路过压，且正向与所述能量缓存器件和所述控制电路的供电端子形成电流回路。

根据本公开的实施例，所述照明电路通过所述瞬变电压抑制元件不仅可以保护电路免受浪涌电流，还可以将所述瞬变电压抑制元件与所述能量缓存器件一起形成用于在一段时间内向所述控制电路供电的电流回路，从而简化了在输入电源关断情况下对控制电路的供电方案。

在一些示例实施例中，所述照明电路还包括线性开关，其连接于所述能量缓存器件与所述供电端子之间。以此方式，在能量缓存器件与供电端子之间形成稳压供电电路，保证控制电路的正常且持续工作。

在一些示例实施例中，所述瞬变电压抑制元件与所述照明器件和所述能量缓存器件的并联相互串联耦合在所述输出线路与接地线之间，以及所述供电端子也耦合在所述输出线路与接地线之间。以此方式，当电源接通时，瞬变电压抑制元件起到浪涌电流保护的作用，当电源断开时，瞬变电压抑制元件正向地与能量缓存器件连接，以形成用于向控制电路供电的电流回路。

在一些示例实施例中，所述驱动电路包括开关电源，所述开关电源包括降压转换器，所述照明器件、所述降压转换器的功率电感以及所述降压转换器的功率开关串联在所述输入中的正极和所述输入中的负极之间，所述照明器件的阳极连接到所述输出线路。

在一些示例实施例中，所述驱动电路包括开关电源，所述开关电源包括降-升压转换器，所述降-升压转换器的功率电感的第一端连接到所述输入中的正极以及所述照明器件的阴极，所述功率电感的第二端连接到所述输入中的负极以及通过所述降-升压转换器的续流二极管连接到所述照明器件的阳极，且所述输出线路连接到所述照明器件的阳极，所述降-升压转换器的功率开关与所述功率电感串联在所述输入中的正极和负极之间。以此方式，通过降-升压转换器来实施所述照明电路中的驱动电路。

在一些示例实施例中，所述瞬变电压抑制元件反向连接至所述输入，其阳极连接至所述输入的负极，阴极连接至所述输入的正极。以此方式，瞬变电压抑制元件起到对控制电路的供电以及浪涌电流保护的作用。

在一些示例实施例中，所述驱动电路包括线性电源。以此方式，通过线性电源来实施所述照明电路中的驱动电路。

在一些示例实施例中，所述线性电源包括工作在线性区的半导体开关，所述半导体开关与所述照明器件和所述能量缓存器件的并联相互串联耦合在所述输出线路与接地线之间。以此方式，瞬变电压抑制元件起到对控制电路的供电以及浪涌电流保护的作用。

在一些示例实施例中，所述照明器件包括发光二极管，且所述能量缓存器件包括电解电容器。以此方式，通过发光二极管和电解电容器来实施所述照明电路中的部件。

在另一方面，一种灯包括如上所述的照明电路。以此方式，所述灯适应于多功能LED灯对控制电路供电的要求。

根据本公开的实施例的照明电路借助于瞬变电压抑制元件集成了对控制电路的供电以及浪涌电流保护，从而能够在实现多功能LED灯的同时缩小照明电路所占的面积。

附图说明

通过参照附图的以下详细说明，本公开的实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中将以示例以及非限制性的方式对本公开的多个实施例进行说明，附图中：

图1示出了根据本公开的实施例的用于多功能LED灯的照明电路的框图；

图2示出了根据本公开的实施例的照明电路的示意图；

图3示出了根据本公开的实施例的照明电路在接通电源时向控制电路供电的示意图；

图4示出了根据本公开的实施例的照明电路在断开电源时向控制电路供电的示意图；

图5示出了根据本公开的实施例的照明电路的电路示意图；

图6示出了根据本公开的实施例的照明电路的电路示意图；以及

图7示出了根据本公开的实施例的照明电路的电路示意图。

具体实施方式

现在将参照附图中所示的各种示例性实施例对本公开的原理进行说明。应当理解，这些实施例的描述仅仅为了使得本领域的技术人员能够更好地理解并进一步实现本公开，而并不意在以任何方式限制本公开的范围。应当注意的是，在可行情况下可以在图中使用类似或相同的附图标记，并且类似或相同的附图标记可以表示类似或相同的部件。本领域的技术人员将容易地认识到，从下面的描述中，本文中所说明的结构和方法的替代实施例可以被采用而不脱离通过本文描述的本实用新型的原理。

目前温暖光辉LED灯只能通过双向可控硅(TRAIC)调光器进行调光，而场景切换LED灯由于闪烁问题不能与TRAIC调光器兼容。在场景切换LED灯中，开关被用于控制灯的调光和色温，并且微控制单元(MCU)在开关断开之后在几秒中的时间内仍然需要电力以监控开关的行为。

在用于集成上述两种类型LED灯的多功能LED灯的照明电路中，对MCU的供电成为了较大挑战。灯的拓扑结构必须基于可调光平台，并且能量缓存器件在浮置的外侧。此外，在灯关闭或开关断开之后，对MCU的供电端子Vcc的供电必须稳定几秒使得MCU工作。已提出使用用于MCU供电的专用能量缓存器件，但是其并非成本有效并且占据较大的电路面积。

本公开的构思涉及使用转换器的输出侧的、原用于照明器件的能量缓存器件和原用于浪涌电流保护的瞬变电压抑制元件来提供在开关断开时用于向MCU供电的电流路径，这样不需要增加专用的能量缓存器件和供电路径，就可以为MCU供电。

图1示出了根据本公开的实施例的用于多功能LED灯的照明电路的框图。如图1所示，照明电路10包括转换器12、微控制单元(MCU)14、开关器件16和照明器件18。转换器12被配置为向MCU 14和照明器件18供电。MCU 14被配置为检测输入电压并且估计应用条件，以确定照明电路10的操作条件。当开关器件16导通时，转换器12经由输出线路Vbus向MCU 14的供电端子Vcc供电。当开关器件16断开时，MCU 14仍然需要一些时间来检测和估计照明电路10的操作条件，因此MCU 14的供电端子Vcc需要被供电持续约5秒。在此情况下，在转换器12中，能量缓存器件和瞬变电压抑制元件与MCU 14的供电端子Vcc形成电流回路，通过该电流回路将能量缓存器件中存储的电能提供给MCU 14的供电端子Vcc，使得MCU 14保持工作状态。能量缓存器件在开关器件16导通时被充电。瞬变电压抑制元件正向与能量缓存器件和MCU 14的供电端子Vcc形成电流回路之外，还可以起到浪涌电流保护的作用。根据本公开的照明电路借助于瞬变电压抑制元件而集成了对MCU的供电以及浪涌电流保护的功能，从而在能够实现多功能LED灯的同时缩小照明电路所占的面积。

下文中将描述实现本公开的上述构思的照明电路的示例电路图及其操作。

图2示出了根据本公开的实施例的照明电路的示意图。如图2所示，照明电路100包括照明器件102、输入Vin+、Vin-、驱动电路104、输出线路Vbus、控制电路106、能量缓存器件108、以及瞬变电压抑制元件110。

输入Vin+、Vin-被配置为从电源114接收输入功率。该输入为两端输入。电源114可以本身是直流电源，或者也可以是将交流电源进行整流。

驱动电路104连接到输入Vin+、Vin-，并且被配置为将输入功率转换为输出功率以及在第一输出端Vo+处将输出功率施加在输出线路Vbus上。驱动电路104的GND端子连接到接地线Vgnd。

输出线路Vbus连接到照明器件102以将输出功率提供给照明器件102。此外，输出线路Vbus还耦合到控制电路106。

照明器件102的阳极连接到输出线路Vbus。照明器件102基于对其施加的条件来发出光。照明器件102可以包括发光二极管(LED)。例如，照明器件102包括一个或多个LED。

控制电路106被配置为控制或监控照明电路100的操作。例如，控制电路106被配置为控制驱动电路104。例如，控制电路106被配置为监控驱动电路104中的电压或电流。控制电路106包括供电端子Vcc，供电端子Vcc耦合在输出线路Vbus与接地线Vgnd之间。控制电路106还包括GND端子，其与接地线Vgnd连接。控制电路106可以包括微控制单元(MCU)。一般来说，当电源114供电时，驱动电路在Vbus上提供电压信号，控制电路106所需的供电由Vbus提供。

能量缓存器件108与照明器件102并联连接。能量缓存器件108的一端连接到输出线路Vbus，能量缓存器件108的另一端连接到照明器件102的阴极。能量缓存器件108的另一端还连接到驱动电路104的第二输出端Vo-。能量缓存器件108原本的功能是滤除到LED102的电流纹波，使得LED102上的电流稳定，从而避免LED102闪烁。能量缓存器件108典型地可以包括电解电容器。

瞬变电压抑制元件110反向耦合至输入Vin+、Vin-或输出线路Vbus，在此实施例中它是连接到输出线路Vbus。瞬变电压抑制元件110的一端连接至能量缓存器件108的另一端和照明器件102的阴极，瞬变电压抑制元件110的另一端连接至接地线Vgnd。瞬变电压抑制元件110与照明器件102和能量缓存器件108的并联相互串联耦合在输出线路Vbus与接地线Vgnd之间。以此方式，瞬变电压抑制元件110被耦合为防止输出线路Vbus过压。即，瞬变电压抑制元件110可以保护照明电路100免受浪涌电流。

此外，如将在稍后描述，瞬变电压抑制元件110正向与能量缓存器件108和控制电路106的供电端子Vcc形成电流回路。以此方式，瞬变电压抑制元件110在电源断开时可以与能量缓存器件108一起用于形成向控制电路106供电的电流回路。瞬变电压抑制元件110可以包括瞬态电压抑制(TVS)二极管。在此情况下，TVS二极管110的正极连接至接地线Vgnd，TVS二极管110的负极连接至能量缓存器件108的另一端。

如图2所示，照明电路100还可以包括线性开关112，线性开关112耦合在能量缓存器件108及总线Vbus与供电端子Vcc之间。线性开关112的控制端(例如栅极)经由电阻器116耦合到输出线路Vbus，线性开关112的第一端经由电阻器118耦合到输出线路Vbus，线性开关112的第二端与控制电路106的供电端子Vcc连接。线性开关112的控制端还可以连接到齐纳二极管120的负极，齐纳二极管120的正极连接到接地线Vgnd，以避免线性开关112的控制端过压。电阻器116和118用于对线性开关112进行偏置。线性开关112用作传递元件，其将来自输出线路Vbus的信号或功率传递给控制电路106。通过线性开关112，可以在能量缓存器件108与供电端子Vcc之间形成快速启动Vcc电路。线性开关112可以包括任何已知类型的晶体管。

图3和图4示出了驱动电路100的操作。具体地，图3示出了根据本公开的实施例的照明电路在接通电源时向控制电路供电的示意图，图4示出了根据本公开的实施例的照明电路在断开电源时向控制电路供电的示意图。

参照图3，当接通电源时，来自电源114的输入功率通过驱动电路104被转换为输出功率，并且该输出功率从第一输出端Vo+经由输出线路Vbus被提供给控制电路106，电流通过GND流回。此外，从第一输出端Vo+输出的输出功率经由输出线路Vbus还被提供给照明器件102和能量缓存器件108，使得照明器件102发光，并且能量缓存器件108被充电，电流通过Vo-流回。对控制电路106供电的电流回路由图3中的箭头表示。此时，与照明器件102和能量缓存器件108的并联相互串联连接的瞬变电压抑制元件110起到浪涌电流保护的作用。

参照图4，当断开电源时，来自电源114的输入功率被断开。如上面提到，控制电路106还需要在断开电源之后的一段时间(以下简称为期望时间)内被供电。此时，瞬变电压抑制元件110与能量缓存器件108和控制电路106的供电端子Vcc形成电流回路，如图4中的箭头表示。

具体地，当断开电源时，瞬变电压抑制元件110与将要放电的能量缓存器件108正向地连接，即，将要放电的能量缓存器件108的正极经由线性开关112、控制电路106和接地线Vgnd连接到瞬变电压抑制元件110的正极，瞬变电压抑制元件110的负极与将要放电的能量缓存器件108的负极连接，从而形成用于向控制电路106供电的电流回路。以此方式，瞬变电压抑制元件110在断开电源时用于形成向控制电路106供电的电流回路，以满足控制电路106在期望时间内保持工作状态的需求。

能量缓存器件108进行放电以将存储的电能通过如上形成的电流回路提供给控制电路106的供电端子Vcc，以便在期望时间内向控制电路106供电，使得控制电路106保持工作状态。期望时间的长度取决于能量缓存器件108中存储的电能的量。能量缓存器件108的参数可以被设置为确保控制电路106在期望时间内保持工作状态。

如上参照图2至图4所述，根据本公开的实施例的照明电路中，瞬变电压抑制元件在接通电源时起到浪涌电流保护作用，并且在断开电源时用于形成向控制电路供电的电流回路。以此方式，根据本公开的实施例的照明电路借助于瞬变电压抑制元件而集成了对控制电路的供电以及浪涌电流保护的功能，从而在能够实现多功能灯的同时缩小照明电路所占的面积。

下文中将参照图5至图7描述图2中示出的照明电路100的驱动电路104的具体电路图。

图5示出了根据本公开的实施例的照明电路的电路示意图。驱动电路200可以包括开关电源，开关电源包括降压转换器202，如图5所示。降压转换器202被配置为将转换后的输出功率提供给控制电路106。此外，与图2所示的照明电路类似地，照明电路200还包括照明器件102、输出线路Vbus、控制电路106、能量缓存器件108、以及瞬变电压抑制元件110。

降压转换器202包括集成电路(IC)204、晶体管206和功率电感208。IC 204的供电端子Vcc耦合到输入中的正极，IC 204的输出端子PWM连接到晶体管206的控制端，IC 204的GND端子耦合到输入中的负极。晶体管206的第一端连接至功率电感208的第二端，晶体管206的第二端耦合至输入中的负极。功率电感208的第一端连接到照明器件102的阴极。照明器件102的阳极连接到输出线路Vbus。输出线路Vbus耦合到输入中的正极。接地线Vgnd耦合到输入中的负极。

当接通电源时，IC 204的输出端子PWM将控制信号提供给晶体管206的控制端(例如栅极)，使得晶体管206进行高频开关，且能量缓存器件108被充电。当断开电源时，晶体管206断开，瞬变电压抑制元件110正向地与能量缓存器件108连接，以形成用于向控制电路106供电的电流回路。

图6示出了根据本公开的实施例的照明电路的电路示意图。驱动电路300可以包括开关电源，开关电源包括降-升压转换器302，如图6所示。降-升压转换器302被配置为将转换后的输出功率提供给控制电路106。此外，与图2所示的照明电路类似地，照明电路300还包括照明器件102、输出线路Vbus、控制电路106、能量缓存器件108、以及瞬变电压抑制元件110。

降-升压转换器302包括集成电路(IC)304、晶体管306、功率电感308和续流二极管310。IC 304的供电端子Vcc耦合到输入中的正极，IC 304的输出端子PWM连接到晶体管306的控制端，IC 304的GND端子耦合到输入中的负极。晶体管306的第一端连接至功率电感308的第二端，晶体管306的第二端耦合至输入中的负极。功率电感308的第一端耦合到输入中的正极，以及连接到照明器件102的阴极，所述功率电感308的第二端还经由续流二极管310耦合到照明器件102的阳极。输出线路Vbus连接到照明器件102的阳极。接地线Vgnd耦合到输入中的负极。

此外，瞬变电压抑制元件110反向耦合至输入。即，瞬变电压抑制元件110的正极耦合至输入的负极，变电压抑制元件110的负极耦合至输入的正极。

当接通电源时，IC 304的输出端子PWM将控制信号提供给晶体管306的控制端(例如栅极)，使得晶体管306进行高频开关，且能量缓存器件108被充电。当断开电源时，晶体管306断开，瞬变电压抑制元件110正向地与能量缓存器件108连接，以形成用于向控制电路106供电的电流回路。

图7示出了根据本公开的实施例的照明电路的电路示意图。驱动电路400可以包括线性电源402，如图7所示。线性电源402被配置为将转换后的输出功率提供给控制电路106。此外，与图2所示的照明电路类似地，照明电路400还包括照明器件102、输出线路Vbus、控制电路106、能量缓存器件108、以及瞬变电压抑制元件110。

线性电源402包括集成了线性开关的集成电路(IC)406，其线性开关与照明器件102和能量缓存器件108的并联相互串联耦合在输出线路Vbus与接地线Vgnd之间，以用作传递元件。可替代地，线性电源402包括作为离散器件的工作在线性区的半导体开关，以替代线性开关的集成电路，该半导体开关与照明器件102和能量缓存器件108的并联相互串联耦合在所述输出线路Vbus与接地线Vgnd之间，即，利用受控的半导体开关来代替IC 406。

类似地，当接通电源时，线性开关开通，能量缓存器件108被充电。当断开电源时，线性开关断开，瞬变电压抑制元件110正向地与能量缓存器件108连接，以形成用于向控制电路106供电的电流回路。

图7中的泄放电路可以附加地用于提供对基于Triac的切相调光器的兼容性，以提供小的泄放电流使得Triac正常激发。

如上参照图5至图7所述，通过降压转换器、降-升压转换器和线性电源来实施根据本公开的实施例的照明电路中的驱动电路。也就是说，根据本公开的构思的瞬变电压抑制元件可以与不同类型的电压转换器协作，以得到期望类型的照明电路。

综上所述，根据本公开的构思的瞬变电压抑制元件不仅可以防止照明电路免受浪涌电流，还可以与通常设置在驱动电路或转换器的输出侧的能量缓存器件一起形成用于在期望时间内向控制电路或MCU供电的电流回路，使得照明电路满足以不同模式工作的多功能灯的要求。

以上说明描述了根据本公开的一个方面的照明电路。根据本公开的另一方面，还提供一种灯，其包括上面描述的照明电路。在一些实施例中，所述灯可以为LED灯。借助于上述照明电路，所述灯能够以不同的模式工作。

尽管在本申请中权利要求书已针对特征的特定组合而制定，但是应当理解，本公开的范围还包括本文所公开的明确或隐含或对其任何概括的任何新颖特征或特征的任何新颖的组合，不论它是否涉及目前所要求保护的任何权利要求中的相同方案。

Claims (10)

1.一种照明电路(100)，包括：

照明器件(102)；

输入(Vin+、Vin-)，用于接入输入功率；

驱动电路(104)，连接到所述输入(Vin+、Vin-)，用于将所述输入功率转换为输出功率并施加在输出线路(Vbus)上；

输出线路(Vbus)，连接到所述照明器件(102)，用于将所述输出功率提供给照明器件(102)；

控制电路(106)，包括供电端子(Vcc)；以及

能量缓存器件(108)，与所述照明器件(102)并联连接；

其特征在于，还包括：

瞬变电压抑制元件(110)，反向连接至所述输入(Vin+、Vin-)或所述输出线路(Vbus)以防止所述输入(Vin+、Vin-)或所述输出线路(Vbus)过压，且正向与所述能量缓存器件(108)和所述控制电路(106)的供电端子(Vcc)形成电流回路。

2.根据权利要求1所述的照明电路(100)，其特征在于，还包括线性开关(112)，连接于所述能量缓存器件(108)与所述供电端子(Vcc)之间。

3.根据权利要求1所述的照明电路(100)，其特征在于，所述瞬变电压抑制元件(110)与所述照明器件(102)和所述能量缓存器件(108)的并联相互串联耦合在所述输出线路(Vbus)与接地线(Vgnd)之间，以及

所述供电端子(Vcc)也耦合在所述输出线路(Vbus)与接地线(Vgnd)之间。

4.根据权利要求3所述的照明电路(100)，其特征在于，所述驱动电路(104)包括开关电源，所述开关电源包括降压转换器(202)，所述照明器件(102)、所述降压转换器(202)的功率电感(208)以及所述降压转换器(202)的功率开关(206)串联在所述输入中的正极和所述输入中的负极之间，所述照明器件(102)的阳极连接到所述输出线路(Vbus)。

5.根据权利要求3所述的照明电路(100)，其特征在于，所述驱动电路(104)包括开关电源，所述开关电源包括降-升压转换器(302)，所述降-升压转换器(302)的功率电感(308)的第一端连接到所述输入中的正极以及所述照明器件(102)的阴极，所述功率电感(308)的第二端连接到所述输入中的负极以及通过所述降-升压转换器(302)的续流二极管(310)连接到所述照明器件(102)的阳极，且所述输出线路(Vbus)连接到所述照明器件(102)的阳极，所述降-升压转换器(302)的功率开关(306)与所述功率电感(308)串联在所述输入中的正极和负极之间。

6.根据权利要求5所述的照明电路(100)，其特征在于，所述瞬变电压抑制元件(110)反向连接至所述输入(Vin+、Vin-)，其阳极连接至所述输入的负极，阴极连接至所述输入的正极。

7.根据权利要求3所述的照明电路(100)，其特征在于，所述驱动电路(104)包括线性电源(402)。

8.根据权利要求7所述的照明电路(100)，其特征在于，所述线性电源(402)包括工作在线性区的半导体开关，所述半导体开关与所述照明器件(102)和所述能量缓存器件(108)的并联相互串联耦合在所述输出线路(Vbus)与接地线(Vgnd)之间。

9.根据权利要求1所述的照明电路，其特征在于，所述照明器件(102)包括发光二极管，且

所述能量缓存器件(108)包括电解电容器。

10.一种灯，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任一项所述的照明电路。