201230861 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於照明領域，且特定言之，係關於一種經調 適以用於藉由交流電操作之LED改裝燈。 【先前技術】 近來，已利用發光二極體（LED)來開發照明裝置以用於 多種照明應用。歸因於愈來愈多地將LED用於照明應用， 開發LED燈來替代常用的白熾燈或螢光燈，亦即，用於改 裝應用。除與常用燈相比此類LED燈之壽命增加且因此降 低成本以外，LED燈通常亦含有較少有害物質，使得可更 有效率地進行此等燈之再循環程序。 對於上文所提及之改裝應用，LED燈通常經調適以適配 待改裝之各別燈具之燈座。此外，由於燈之維護通常由使 用者來進行，因此LED燈應易於藉由任何類型之合適燈具 操.作而不必精細修改該燈具。 LED通常展現高於常用光源之發光效率，且因此對於給 定光通量，自電源供應器汲取較少電流。儘管此事實對於 針對能源節省之當前努力係有利的，但在改裝針對標稱功 率而設計之燈具時仍可出現多種困難。取決於該燈具之電 路設計，不同的電流汲取可導致顯著的電力問題，諸如， 安定器之過熱或在藉由此類燈具操作LED燈時不可接受的 低功率因數。 因此，本發明之目標為提供一種藉由交流電操作之LED 改裝燈，其可以符合成本效率之方式來製造且允許通用且 159264.doc 201230861 最佳化之操作，尤其在常用類型之燈具的情況下β 【發明内容】 該目標係藉由一種如技術方案1之LED燈、一種如技術 方案16之照明系統及一種如技術方案17之操作LED燈之方 法來解決。附屬請求項係關於本發明之較佳實施例。 本發明之基本想法係提供一種具有至少一 led單元之交 流電LED改裝燈，該燈可對應於給定電規格（諸如，根據應 用之功率消耗、電流及/或光通量，亦即，給定電源供應 單元或燈具之燈安定器之規格）來操作。因此，本發明led 燈允許最佳化操作而不必改變（例如）該電源供應單元或燈 具之組態。因此，根據本發明之LED燈尤其有利地用於改 裝應用中（亦即，用於替代常用螢光燈或氣體放電燈），此 係因為在該燈具之佈線中不必進行任何變更。 本發明LED燈在與具有功率因數校正（pFC)電路之燈安 疋器連接地使用時為尤其有利的，此係因為對於此等應用 而言’將通過該燈之平均電流維持在所定義範圍中以獲得 令人滿意之補償結果且因此獲得高功率因數為重要的。然 而，本發明設置有利地允許亦藉由不具有PFC電路之燈安 定器來操作該燈，使得使用者可在並不詳細知曉安定器之 電路及類型的情況下將該燈用於多種燈具中。因此，僅需 要一種類型之燈來改裝給定類型之燈具，此情形使安裝程 序簡單且使該燈符合成本效率的。 根據本發明’該LED燈經調適以用於藉由一交流電操作 且包含：至少一 LED單元；一補償電路，其具有一可控制 159264.doc 201230861 開關裝置，該補償電路並聯地連接至該led單元以提供一 替代電流路徑；及一控制單元，其經調適以按一補償模式 控制該開關裝置，在該補償模式中將該開關裝置設定至一 導電狀態歷時該交流電之每一半循環中之一分流週期的持 續時間。取決於該控制，本發明LED燈因此允許將電規格 (諸如，該LED燈及/或該LED單元之電流或功率消耗）調適 至一預定義補償值》 本發明之燈經調適以用於藉由一交流電操作’該交流電 (諸如）經由合適電源供應單元（例如，燈具之安定器單元） 藉由50/60 Hz電源供應線來提供。 根據本發明之LED燈包含至少一LED單元，依據本發 明，該至少一 LED單元可包含任何類型之固態光源諸 如，無機LED、有機LED或固態雷射器（例如，雷射二極 體）。 對於一般照明應用而言，該LED單元可較佳包含至少一 高功率LED，亦即，具有大於i流明之光通量。較佳地， 該高功率LED提供大於20流明，最佳大於5〇流明之光通 量。 對於改裝應用而言，LED單元之總通量處於3〇〇流明至 000机明之範圍中，此範圍對應於典型之$ w至8 w螢光 管形燈最佳地，LED單元之順向電壓處於5〇 v至2〇〇 V，尤其70 V至150 V，且最佳95 V至12〇 v之範圍中。 當然，該LED單元可包含其他電組件或電子組件，諸 如，（例如）用以設定亮度及/或色彩之驅動器電路、整流電 159264.doc 201230861 路、平滑級、濾波器電容器及/或放電保護二極體。該led 單元可包含一個以上LED ’例如，在以下應用中：需要對 所發射之光進行色彩控制（例如，使用RGB-LED)或為了進 一步增加LED燈之光通量。此外，該LED燈可包含（例如） 並聯地連接至該補償電路之一個以上LED單元。 該補償電路可為任何合適類型以提供替代電流路徑，亦 即，並聯地連接至該LED單元之電連接，（例如）從而允許 至少臨時地繞過該LED單元。該補償電路包含至少一可栌 制開關裝置，使得可將該電路至少切換或控制至導電狀熊 及非導電狀態》 在該導電狀態中，該補償電路提供替代電流路徑，使得 在操作期間，導引該LED燈之操作電流至少部分地通過該 補償電路。在該非導電狀態中，該補償電路展示一高電 阻’使得無任何實質電流通過該電流，亦即，殘餘電流應 較佳地小於10 mA。最佳地，該補償電路在該非導電狀態 中為開路，使得全電流可用以驅動該至少一 led單元。 該開關裝置可為任何合適類型以將其週期性地控制至導 電狀態及非導電狀態。如下文將論述，可藉由控制電路來 設定該等狀態中之至少一者。另外’依據最大電壓及電 流，該開關裝置應經調適以符合應用之電規格，而且考慮 切換頻率，亦~，在該交流電之每一半循ί裒中設定至導電 狀釔該開關裝置可較佳包含閘流體、雙向三極體開關或 任何。適類型之電晶體（諸如，M0SFET或雙極電晶體）以 設定補償電路之狀態。 159264.doc 201230861 除開關裝置以外，取決於應用，該補償電路亦可包含其 他電裝置或電子裝置，例如，限流裝置（諸如，電阻器或 無功元件）。 然而較佳地，該補償電路之電阻低於該led單元之電 阻，使得在導電狀態中，該補償電路及（因此）該led單元 上之電壓低於在非導電狀態中的電壓。最佳地，在導電狀 態中該補償電路上之電壓小於2 V。尤其較佳地，該補償 電路為低電阻電路，亦即，具有20歐姆之最大電阻。 根據本發明，該補償電路並聯地連接至該LED單元。當 然’該LED燈可包含其他組件’諸如’外殼、經調適以符 合各別類型之燈具之一或多個燈座、平滑級、閃爍渡波器 電路及/或（例如）用以在RGB LED單元之狀況下設定所發射 之光之色彩的其他控制電路。該補償電路及該LED單元之 並聯電路配置可直接連接至燈座或經由其他電組件連接至 燈座。較佳地，LED燈包含串聯地連接於燈座與補償電路 及LED單元之並聯電路配置之間的整流電路，以用於提供 直流電來驅動該LED單元。或者，亦有可能將該整流電路 與該LED單元一體地形成，如上文所論述。 該LED燈可經調適以連接至PL型螢光燈燈具。然而，根 據本發明之較佳實施例，該LED燈包含至少一第一燈頭及 第二燈頭《該等燈頭應經調適以提供LED單元及補償電路 分別與該燈具且因此與電源之電連接。因此，該等燈頭可 (例如）具備對應接觸元件（諸如，雙接針基座）。舉例而 5，該等燈頭可具有T5或T8螢光燈之電性質及/或機械性 159264.doc 201230861 質。 較佳地，該LED燈為LED管形燈（諸如，直管形燈最 佳地，該LED燈為（例如）具有配置於外殼之相對端上之第 一燈頭及第二燈頭的雙燈頭管形燈。 根據本發明之LED改裝燈進一步包含一控制單元，該控 制單元經調適以按補償模式控制該開關裝置。在此模式 中，將該開關裝置設定至導電狀態歷時該交流電之每一半 循環中之該分流週期的持續時間，該交流電可（例如）由5〇 Hz或60 Hz燈安定器來供應。 因此，週期性地啟動該補償電路，使得在操作期間，該 電路在交流電之每一半循環中提供對該LED單元之替代電 流路徑，且因此自該安定器或電源供應器汲取所定義電 流。 、根據本發明之控制單元可為任何合適類型以按該補償模 式啟用該開關裝置之控制，如上文所描述。因此，該控制 單凡可包含離散及/或整合之電組件或電子組件、微處理 器及/或（例如）具有合適程式化之計算單元。較佳地，將該 控制單元與該開關裝置整合以提供最緊密設置。 取決於各別應用，可應用各種控制策略。舉例而言，該 控制單元可經組態以將該LED單元之功率消耗控制至（例 如）貫質上對應於（+/-10%)待替代之螢光燈之光通量的預定 義補侦值。或者或另外，該控制單元可經組態以將該燈之 總功率消耗及/或通過該燈之電流控制至預定義補償值以 用於藉由具有PFC電路之安定器來操作。 159264.doc 201230861 如上文所論述，本發明LED在與電源供應器或具有PFC 電路之安定器一起使用時為尤其有利的，此係因為在此等 狀況下’將該電流維持在所定義範圍中以獲得無功功率之 所要補償係重要的。尤其在並聯補償式安定器之狀況下， 維持通過該燈之給定電流係重要的，此係因為通過該並聯 電容之電流通常為固定。因此，總體配置之功率因數主要 取決於通過串聯電感及LED燈之電流。 因此’尤其在此類電源供應器或安定器之狀況下，該控 制單元較佳經組態以將通過該燈之電流控制至實質上對應 於（+/-10%)電源供應器或安定器（例如，待替代之螢光燈） 之標稱電流。 有利地，本發明led燈進一步可與不具有pFC電路之電 源供應器相容，此係因為對分流週期之控制允許靈活控 制。此外，本發明LED燈主要為電阻性負載，且有利地不 引起該電源供應器（亦即，交流電及電壓）中之實質相移。 因此，該LED燈可與多種電源供應器電路及各別燈具一起 使用’此情形呈現該LED燈對於改裝應用為尤其有利的。 根據一較佳實施例，該控制單元經組態以將該led單元 之功率消耗調適至—預定義補償值。如上文所論述，由於 在導電狀態期間該補償電路提供替代電流路徑，因此該 單70上之電壓相應地減少。因此，可由該控制單元藉 由分流週期之持續時間之變化來設定該led單元之功率消: 耗’使得可容易地將功率消耗設定至該預定義補償值。 該補償值可為（例如）藉由該控制單元之設計而在工廠設 159264.doc 201230861 定之固定設定點值。或者，該預定義補償值可為可變的 (例如，待由安裝者使用對應使用者介面來設定），且儲存 於與該控制單元連接之記憶體裝置中。因此，該安裝者可 根據各別應用來容易地設定該燈之功率消耗。當然，術語 • 「預定義補償值」可指代一範圍，亦即，最小及最大補償 . 值。 在導電狀態中，該補償電路（例如）自電源供應器或安定 器汲取某一電流。因此，可提供與led單元及補償電路之 並聯電路配置串聯的限流裝置以避免補償電路中之電流超 過安全位準。 或者或另外，該LED燈可經調適以用於藉由無功燈安定 器（諸如，典型螢光燈具之磁性安定器單元）來操作。此 处至夕無功元件（例如，電感及/或電容）串聯地連接至 該燈，且因此限制通過該燈之最大電流。因此，該控制單 兀可提供在無需該燈中之額外限流裝置之情況下將該LED 單元之功率消耗控制至預定義補償值。根據當前實施例， 因此有可能藉由對應控制來調適LED單元之功率消耗，同 時即使在分流週期期間仍提供通過該燈之電流路徑，使得 了根據各別安定器之標稱電流（例如，待替代之螢光燈之 標稱電流）來維持通過該燈之電流。 當然’該電源供應器或安定器可包含一個以上無功元 件舉例而έ且在典型之並聯補償式螢光燈安定器中，該 串聯電感由具有合適電容之並聯PFC電路來補償。 如上文所論述，在該補償模式中，該控制單元經調適以 159264.doc 201230861 將該開關裝置設定至導電狀態歷時該交流電之每一半循環 中之分流週期的持續時間。尤其在無功燈技器之狀況 下較佳在5玄交流電之無功階段期間將該開關裝置設定至 導電狀態。 在、’.σ 〇無功女疋器或電源供應器使用該燈時，該串聯無 功元件引起供應電流相對於該電壓之相移。因此，該供應 器提供具有有效且無功階段之電力。在本發明上下文中， 術σ *、’、功阳各J指代供應至該安定器之電壓與電流之乘 積為負使得未將任何有效或實際電力遞送至負載（亦即， 安定器及LED燈之設置）的間隔。根據當前實施例在該交 流電之無功階段期間將該開關裝置控制至導電狀態。由於 在有功階段期間將有效電力自（例如）電網傳送至該安定 器因此有可能有利地減小安定器之功率耗散，使得當前 實施例提供安定器及燈中之減少的熱產生；從而導致損失 相應地減少。 根據本發明之另一較佳實施例，控制該開關裝置使得該 刀流週期之分流開始時間或分流結束時間對應於該交流電 之零點交越。 在本發明之上下文中，術語「分流開始時間」及「分流 結束時間」I別指代開關裝4自非導電狀態至導電狀態及 自導電狀態至非導電狀態之狀態改變的瞬時，亦即，分流 週期在交流電之半循環中的開始時序及結束時序。術語 「零點交越」指代在每一半循環中實質上無任何電流流動 之瞬時，亦即，在該交流電接近零點時（例如，在交流電 159264.doc 12 201230861 之零點交越之前或之後+/-i毫秒之間隔内）。 當前實施例為尤其有利的，此係因為在每一半循環中之 該開關裝置之至少一狀態改變係在該電流實質上為零之瞬 時進行，從而導致開關裝置之壽命較高且LED燈之電磁相 容性改良。此外，當前設置允許更簡化且因此更符合成本 效率之電路設置。 舉例而言，該開關裝置可包含自閂鎖開關裝置，該自閃 鎖開關裝置在電流低於一所定義保持電流時（例如，接近 零）設定至非導電狀態’且因此可將其稱作零點交越偵測 器。該自閂鎖開關裝置可（例如）包含至少一閘流體或雙向 二極體開關，該至少一閘流體或雙向三極體開關在啟動後 即在該交流電接近該零點交越時提供自致動重設。因此， 該電路之控制及對應設置經進一步簡化。 在該燈連接至具有串聯電感之無功電源供應器之特定狀 况下（諸如，在電感性燈安定器中），較佳控制該開關裝置 使得該分流結束時間對應於該交流電之零點交越以進一步 減小該安定器中之功率耗散。接著藉由該控制單元來控制 該功率消耗及該分流週期之㈣時間，例如，藉由對分流 開始時間之對應時序控制。因此，亦將#前控制稱作「前 邊緣控制」。 在（諸如）用於電路之電容性支路中的燈中之一者之一些 ,、里duo」帛光燈燈具中的電容性串聯補償式安定器（亦 即電备性女定器）之狀況下，較佳控制該開關裝i㈣ 該分流開始時間對應於該交流電之該零點交越。 159264.doc -13· 201230861 此處，由於串聯電谷之相移使電流超前於電壓，因此根 據當前實施例之控制有利於減小該電容性安定器中之功率 耗散。下文中亦將當前控制稱作「後邊緣控制」。 為設定上文所論述之較佳操作模式，控制單元可包含對 應開關，使得安裝者可在電感性安定器之狀況下將該開關 裝置之控制模式設定至前邊緣控制，或在電容性安定器之 狀况下將β亥開關裝置之控制模式設定至後邊緣控制模式。 或者或另外，該控制單元可較佳經調適以在一或多個偵測 模式中操作以自動地判定最合適之控制方法，下文中將參 考本發明之另一較佳實施例來論述該控制方法。 根據一較佳實施例，電壓控制電路並聯地連接至該LED 單兀及該補償電路以（例如）獨立於通過該LED單元之電流 而調適該LED單元之順向電壓。該電壓控制電路可（例如） 藉由該等LED之部分之可控制分流來提供該led單元之總 順向電壓之減少。因此’有可能藉由順向電a之對應減少 來提供對該LED單元之功率消耗的進一步增強之控制。該 電壓控制電路（例如）包含一合適間關以啟動另一電路，從 而使該LED單元之該等LED中之至少—者分流，但限制條 件為該等LED中之至少—者仍與電源連接。可根據所達到 之給定電流位準來操作該開關。 較佳地，該控制單元可包含㈣器以判定該交流電之零 點交越。當前實施財利地提供料序且尤其對分流週期 在該交流電之每-半猶環中之相位設定/位置之更靈活押 制。 " 159264.doc • 14- 201230861 該偵測器可為任何合適_以判定電流之該零點交越。 舉例而言’該㈣單元可包含微處理器單元連同合適之電 瓜偵測器其與LED單it及補償電路之並聯電路配置連 接°該控制^可接著控制該開關裝置且因此控制分流開 始及/或分流結束時間(例如，根據分流週期之所要持續時 間及安定器之各別類型，如上文所論述)。舉例而言，該 债測器可包含電流量測電路以用於判定通過該燈（例如， 補償電路及LED單元之並聯電路）之電流。 或者或另外且尤其在上文所提及之自閂鎖開關裝置之狀 況下，控制單元較佳包含連接至該開關裝置之臨限值裝 置。舉例而言，該臨限值裝置可包含合適類型之diac、 UJT(可程式化單接面電晶體）或具有合適參考電壓之比較 器電路。在電壓驅動之臨限值裝置（諸如，DIAC)之狀況 下，驅動電路可經配置以將電壓提供至該臨限值裝置，該 電壓與S亥父流電成所定義關係。該驅動電路可另外提供延 遲週期及/或包含電壓平均級。該驅動電路可（例如）為與該 臨限值裝置連接之RC電路。 在結合自閂鎖開關裝置來使用該臨限值裝置之狀況下， 該臨限值裝置可（例如）用以根據與該零點交越之預定義關 係來將該開關裝置觸發至導電狀態。在下一零點交越後即 重設該自閂鎖開關裝置，且在交流電之後續半循環中重複 該程序。 根據本發明之另一較佳實施例，該控制單元經調適以控 制該分流週期之分流開始時間，使得在該交流電之零點交 159264.doc •15· 201230861 越之後的第一延遲週期之後將該開關裝置設定至該導電狀 態。 該實施例允許相對於交流電之零點交越來容易地設定分 流開始時間，此實現對分流週期且因此對LED單元之功率 消耗的靈活控制。 在另—較佳實施例中，該控制單元經進一步調適以控制 該分流週期之分流結束時間，使得在該分流週期之分流開 始時間之後的第二延遲週期之後將該開關裝置設定至非導
電狀態。當前實施例展現對分流週期且因此對燈及/或LED 單70之功率消耗/電流之最靈活控制的優勢，同時仍提供 相當簡單之設置。舉例而言，有可能控制分流週期，使得 該分流開始時間及該分流結束時間不對應於交流電壓之零 點交越，下文中將此控制稱作「雙邊緣控制」。 該控制單元可（例如）包含至少一電子計時器以在第一延 遲週期及/或第二延遲週期屆期之後提供各別控制信號。 當然，可將該計時器與微處理器一體地提供。或者或另 外，可使用RC電路來提供該第一延遲週期及/或第二延遲 週期。 第一延遲週期及/或第二延遲週期可為固定的且（例如）在 工廠設定的。或者，可由安裝者使用上文所論述之使用介 面來設定該等延遲週期。 為進-步增強本發明LED燈之操#，該㈣單元可較佳 包含回饋電路（亦稱作「回饋單元」或「回饋電路」）以量 測該LED燈之電流及/或電M。該回饋電路可為任何合適類 159264.doc -16 - 201230861 型以量測L E D燈之電流及/或電壓且因此（例如）量測功率消 耗，使得在操作期間，可根據實際消耗之量測來將燈 及/或LED單元之功率消耗調適至補償值（亦即，在封閉迴 路操作中）。此實施例為尤其有利的，此係因為電子組件 之電特性可能隨溫度或歸因於老化而改變。可（例如）提供 回饋電路以量測LED單元及補償單元之並聯電路配置的電 j及/或電壓》或者或另外，可提供該回饋電路以量測led 單元及/或補償電路之電流及/或電壓。 所量測之電流及/或電壓可用以設定分流週期之持續時 間，例如，根據上文所論述之控制模式及時序程序。詳言 之，該控制單元可包含職制器或PID控制器以允許對功 率之可靠且快速之控制，從而滿^預定義補償值。 較佳地，回饋電路耗接至該控制單元以根據該所量測之 電流及/或電壓來設定該第一延遲週期及/或第二延遲週 根據本發明之發展，控制單元經進—步調適以在第―偵 測模式中操作，在該第一偵測模式中藉由第一時序 =^來操作該_裝置，使得該分流週期之分流結束時 ^對應於該交流電之零點交越。接著，料該咖燈之電 ^置在量測之後，藉由第二時序㈣參數集合來操作開關 置函使得該分流結束時間不對應於該交流電之零點交 ί =次駿該咖燈之電流且在根據該第—集合之㈣ 小於根據该第_集合之所判定電流的狀況下，藉由 該第一時序控制參數集合來操作該開關裝置。 159264.doc 201230861 在上述第一偵測模式中之操作允許最有效率地操作led 燈’尤其在該燈係結合無功安定器單元來使用之狀況下 (如先前所描述）^如上文所論述，較佳在使用電感性安定 器時藉由前邊緣控制來操作開關裝置，其中將分流結束時 間設定至對應於電流之零點交越。在（例如）使用後邊緣控 制驅動電感性安定器之狀況下，可導致相對較高之安定器 損失，此情形可引起溫度問題。由於哪種類型之燈安定器 存在於待改裝之燈具中對於安裝者通常為非顯而易見的， 因此當前實施例有利地允許判定安定器之特定類型以允許 最合適的控制方法。 可在將LED燈連接至電源後即自動地起始第一偵測模 式。或者或另外，可由安裝者（例如）使用已論述之使用者 介面來開始第一偵測模式。 一旦起始了第一偵測模式，控制裝置即藉由第一控制參 數集合來操作開關裝置，使得該分流結束時間對應於該交 流電之零點交越(亦即’前邊緣控制方法可根據應用來 ㈣分流週期之持續時間（亦即，分流開始時間）。舉例而 a，有可旎以適合於將燈之功率消耗調適至適合於大多數 應用之補償值的預設持續時間來開始。 較佳地’對於交流電之多個半循環（亦即，穩定週期）， 藉由6亥第-控制參數集合來操作開關裝置，使得燈功率及 (因此）電流達到穩定位準。 一 ^ *疋ED燈之電流且將該電流（例如）儲存於控制單 凡之合適C憶體中’諸如’儲存於微控制器之記憶體中。 159264.doc 201230861 如上文所論述，可由該回饋電路來判定電流，可提供該回 饋電路以量測LED單元及補償單^之並聯電路配置的電流 及/或電壓。或者Μ外’可提細饋電路以㈣㈣單元 及/或該補償電路之電流。 隨後藉由第二控制參數集合來操作開關裝置，該第二控 制參數集合具有不同於該第一時序控制參數集合之分流: 束時序。第二時序控制參數集合可對應於該後邊緣控制， 使得該分㈣始時間經設定為與電流之零點交越對應。 然而較佳地，根據第二時序控制參數集合，使該分流週 期相對於根據第-控制參數集合之分流週期偏移達預定義 债測偏移。最佳地，該债測偏移處於i毫秒至3毫秒之範圍 中，且對於50咖60 Hz之電源頻率，2毫秒為尤其較佳 的0 尤其較佳地，該第二控制參數集合之分流週期的持續時 間對應於該第一集合之持續時間。 接著，較佳在該穩定週期之後再次判定該LED燈之電 流。該至少兩個所判定電流係（例如）藉由該微控制器來比 較。在根據該第"集合之燈之功率消耗及（因此）電流（由於 電壓恆定）低於根據該第二集合之電流之狀況下，判定電 感性安定器。因此，藉由後邊緣控制來操作開關裝置以提 供減少之安定器損失。第一偵測模式接著結束且燈可較佳 地在具有所判定控制參數之該補償模式中操作，如上文所 論述。 在上文所提及之比較的結果為根據該第二控制參數集合 159264.doc •19· 201230861 之功率消耗減少的狀況下，最佳地，根據該後邊緣控制來 操作開關裝置，亦即，使得該分流開始時間對應於該交流 電之零點交越。 根據本發明之另一較佳實施例，提供額外可控制負載開 關’該負載開關經配置成與該LED單元串聯以至少臨時地 使該LED單元與電源斷開。 負載開關可為待（例如）由控制單元經由對應控制連接而 至少控制至導電及非導電狀態之任何合適類型。負載開關 (例如）可包含一或多個電晶體（諸如，雙極電晶體或 MOSFET)。在LED單元不與電源連接之狀況下（亦即，在 LED單元不提供有該交流電之狀況下），該負載開關提供處 於閒置狀態中之該燈之操作。該負載開關在下文所描述之 第二偵測模式中尤其有用。 如上文所論述，該負載開關經配置以控制該LED單元與 電源之連接。因此，在一實例中，負載開關可經配置成與 較佳與該LED單元整合之該補償電路並聯。為在閒置狀態 中提供上述操作’該補償電路之開關裝置在此狀況下應被 没定為非導電的。或者’可提供負載開關以控制LED單元 及補償電路之總體並聯配置與電源之連接。 根據上文’負載開關允許在閒置狀態中操作燈。此操作 對於第二偵測模式中之操作可為尤其有利的。 根據本發明之發展’控制單元經調適以在第二偵測模式 中操作’其中控制負载開關以使LED單元與電源斷開。接 著’判定遠LED燈處之電壓且將該電壓與電壓臨限值比 159264.doc •20- 201230861 較。在所判定電壓對應於該臨限值(亦 臨限值）之狀況下，藉由第=w & 次间於該 错由第二時序控制參數集合來 關裝置。否則’亦即’當所料„低於該臨限值時 時==數集合來操作開關裝置，其中在該交流 電之：一丰循環中的根據該第三時序控制參數集合之分流 週期實質上不與根據該第四時序控制參數集合之分流週期 重疊。 因此，取決於在不具有負載之燈(亦即，處於該間置狀 態中）處呈現的電壓，當前實施例提供根據第三參數集合 及第四參數集合之該開關裝置的操作。當然，在根據第三 時序控制參數集合及第四時序控制參數集合之操作之前， 應較佳閉合該負載開關以使led單元為操作的。 管在前文中描述之在該第—偵測模式中之操作可用於 判疋》亥燈疋連接至50 Hz電網系統中之電感性安定器抑或 電容性安定器’但當藉由所謂的「雙燈快速起動安定器 (X节用於60 Hz電網纟統中）」|使用該燈時在該第二偵測 模式中的操作為尤其有利的^相比於上文所論述之安定器 類里此處兩個燈彼此串聯連接iL與自麵變壓器連接。該 安定器通常進一步包括並聯地連接至該等燈及輔助陰極加 .、’、器電路中之—者的起動電容器，提供輔助陰極加熱器電 路以點亮所連接之螢光燈。 在藉由决速起動類型之安定器使用根據本發明之兩個燈 時，根據第三時序控制參數及第四時序控制參數之操作允 。午增強之操作’此係因為該兩個燈之分流週期實質上不重 159264.doc •21 · 201230861 疊。 歸因於該快速起動類型之安定器之設計，非吾人所樂見 的損失歸因於在將兩個燈之開關裝置同時設定至導電狀態 之狀況下的過量電流而可能會發生。因此，在藉由雙燈快 速起動類型之安定器使用本發明之燈時，可增強總體設置 之功率因數。 因此，在本發明上下文中，將「不重疊」理解為提供如 下情況：當兩個燈同時操作時，在交流電之每一半循環 中’第一燈之分流週期之定位不同於第二燈之分流週期之 定位’使得不同時將該兩個燈之開關裝置設定至導電狀 態。然而’根據當前解釋’小的重疊（+/_2毫秒）為可能的 且包含該小的重疊（+/-2毫秒），此係因為即使在此重疊之 狀況下，當前類型之安定器中的自耦變壓器仍延遲過量電 流流動。 根據當前實施例，為提供該等燈中之一者在該快速起動 類型安定器中係藉由該等第三參數來操作且各別的另一燈 係藉由該等第四參數來操作，判定處於閒置狀態中之燈處 之電壓。如上文所提及，由於典型之雙燈快速起動安定器 包含與該等燈中之一者並聯的起動電容器，因此在處於該 閒置狀態中之該等燈中之一者處將呈現高於該臨限電壓之 對應電壓’而在各別的另一燈處不呈現該電壓。因此，取 決於該閒置狀態下之電壓，當前實施例允許根據該第三參 數集合設定該等燈中之一者，且根據第四參數集合設定各 別的另一燈。因此可有利地避免同時分流。 159264.doc •22- 201230861 只要該等分流週期實質 椒㈣一*产 疊’便可根據應用來撰淫 根據第二時序控制參數集合及第四 來選擇 流週期及持續時間。舉⑽言， 集合之分 置的操作可對應於後邊緣控制，亦 開始時間對應於交流電之零點交越。為 之分流 單元可經進一步組離使得根壚$ 疊，控制 _ 據該第四參數集合之開關奘署 的操作對應於前邊緣控制，亦即 點交越。 |p刀流結束時間對應於零 然而較佳地’根據該第四參數集合，該開關裝置之操作 對應於雙邊緣控制以提供甚至進—步增加之功率因數。最 佳地’選擇第三時序控制參數集合及第四時序控制參數集 合使得相應分㈣期為連續的，料，根據料控制參數 集合中之一者之操作的分流結束時間對應於（仏4毫秒）根 據各別的另-參數集合之操作的分流開始時間。 應根據應用且較佳取決於分別使用之快速起動類型之安 定器的起動電容器上的電壓來選擇根據當前實施例之電壓 L限值。較佳地，電壓臨限值實質上對應於i75 10%)，該電壓提供典型之快速起動安定器中之上文所論述 的揉作。最佳地，電壓臨限值為排除性範圍，從而提供增 加之穩定性。舉例而言’可在所判定電壓高於190 V之狀 況下藉由該第三集合來操作開關裝置，且當該電壓低於 160 V時根據該第四集合來操作開關裝置。 當然’儘管可在該控制單元經調適以用於分別根據第一 或第二镇測模式操作的實施例中來操作本發明之燈，但該 159264.doc •23- 201230861 燈較佳允許根據第一偵測模式及第二偵測模式兩者之操 作。 ’、 此處，安裝者可使用上文所提及之使用者介面來設定各 別偵測模式《或者或另外且鑒於上述類型之雙燈快速起動 安定器通常用於60 Hz電網中，而電感/電容類型用於5〇Hz 電網中，控制單元可進一步較佳地包含頻率偵測器，使得 控制單元在判定到50 Hz(+/-4 Hz)交流電之狀況下根據該 第一偵測模式來操作，且在判定到6〇 Hz(+/_4 Hz)交流電 之狀況下根據該第二偵測模式來操作。 【實施方式】 本發明之上述及其他目標、特徵及優勢將自較佳實施例 之描述而變得顯而易見。 圖1以不意性側視圖展不根據本發明之led改裝燈1之實 施例。LED燈1包含沿縱向燈轴3延伸之管狀外殼2 ^外殼2 係由透明塑膠材料（例如，聚甲基丙稀酸甲酯（pMMA))製 成。在燈1之縱向末端中之每一者上，提供具有對應連接 器接針6之燈頭5以供連接至典型燈具（諸如，在圖2a及圖 2b之示意圖中所展示之勞光燈具2〇、2〇')。除電連接以 外’燈頭5亦提供燈1在各別燈具2〇、20'中之機械固定及支 撐。因此，該LED燈為改裝燈，其經調適以用於連接至用 於螢光直管形燈（fluorescent linear tube lamp)之燈具20、 20'。在當前狀況下’ LED燈1為對於具有大約12〇 cm之長 度之典型TL-D 36W螢光燈的替代物，亦即，對於η管之 替代物。 159264.doc • 24· 201230861 LED改裝燈1之連接器接針6與電燈電路4連接，下文將 詳細解釋電燈電路4。 圖2a展示螢光燈具20之典型實施例之示意性電路圖》燈 具20包含端子21以用於連接至電源電供應器22(諸如， 110/220 V AC供應線）。為連接諸如LED燈1之燈，提供兩 個燈座27，根據當前實例，該兩個燈座27為G13型。燈座 27及（因此）安裝之燈1經由燈安定器26與電源電供應器22連 接。燈安定器26包含串聯電感25(例如，合適線圈），因為 螢光燈之負阻抗行為，串聯電感25通常用以在螢光燈安裝 於燈具20中之狀況下限制電流。下文中亦將燈安定器26稱 作「無功安定器」。 因為在藉由交流電操作時串聯電感25引起相移（如自圖 5a可見），所以將功率因數校正（pFC)電路28並聯連接至串 聯電感及燈1之配置，亦即，安定器2〇因此被稱作並聯補 償式「電感性或磁性安定器」。 PFC電路28包含合適電容器23使得可校正相移，亦即， 以獲得足夠高之功率因數。如自圖2a可見，典型螢光燈安 定器26具備並聯pFC電路28。因此，為提供高功率因數， 通過串聯電感25且因此通過燈丨之電流需要匹配pFC電路 之設計（亦即，安定器26及（因此）燈具2〇之標稱負載）。 安定器26進一步包含輔助電路24，使用該輔助電路24以 起動附接至燈具20之螢光燈。在使用具有本發明1^〇燈1 之燈具20時’該輔助電路為不必要的但可保持為未觸動 的，此係因為電路24並不阻礙1^]3燈1之操作。 159264.doc -25- 201230861 以示意圖在圖2b中展示典型螢光燈具 例。燈具20,經調適以固拣兩加α 週固持兩個燈1且因此配備有第-對燈 座27及第二對對應燈座27，。如上文所論述，第一對燈座27 經由㈣電感25與電源連接。第二對燈座27,串聯於另一電 感25’及串聯電容器23.而與電源連接。根據當前實例，選 擇具有充分高電容之電容器23,使得兩個電感La之電 感功率得到補償。因此，可藉由此電路設計而省略如在圖 2a中所展示之專用PFC電路28。 因此，無功安定器26,包含電感性支路（即，電感25及燈 座27之電路）及電容性支路（亦即，電容㈣，、電感及燈 座27’之電路€管在電感性支路中，相纟設定對應於圖 5a(亦即’電流51滯後於電壓52)，但先電容性支路中，相 位設定對應於圖13(亦即，此處電流51超前於電壓52)。因 此，連接至燈座27之燈1具備電感性安定器，而連接至燈 座27之另一燈丨具備電容性安定器，使得通過兩個燈1之電 流彼此補償，其限制條件為在兩個燈丨中之電流及（因此）功 率消耗實質上彼此對應。出於清晰之原因，在圖2b中省略 連接至燈座27及27’之用以起動螢光燈的對應輔助電路24。 圖3展示根據圖2a之具有根據圖1之所連接led燈1的燈 具20。為不使當前解釋之主要態樣模糊，在圖3之示意圖 中移除所有不重要的機械組件，諸如，LED燈1之外殼2或 燈具20之燈座27。 如自該圖可見，LED燈1之燈電路4經由串聯電感25連接 至電源電供應器22。如上文所描述，在當前實施例中未使 159264.doc -26· 201230861 用輔助電路24。LED燈1之電路4包含整流器8，整流器8將 在圖5a中所展示之輸入交流電51轉換為如在圖5b之上部分 中所展示之具有怪定極性的輸出電流5 3。該整流器之輸出 端連接至LED單元7 ’在當前實施例中，LED單元7包含串 聯連接之若干高（或中等）功率LED。 LED單元7並聯連接至具有可控制開關裝置9之補償電 路。可控制開關裝置9由控制單元1 〇驅動以使led單元7臨 時短路歷時施加至燈1之交流電5 1之每一半循環中的分流 週期（shunt period)57之持續時間。因此，燈電路4允許獨 立於LED之順向電壓位準來調適led單元7之功率消耗。 因此，燈1在結合並聯補償式無功安定器26(如在圖23中 所展示）使用時為尤其有利的，此係因為在此處，通過燈1 之電流滿足燈具20之標稱負載以達成高功率因數為重要 的。然而，由於燈1本身不引起任何實質相移，因此亦可 藉由未補償式磁性安定器（圖中未示）來利用燈1，此係因為 未添加任何無功功率。因此，LED燈1為高度通用的。 以示意圖在圖4中展示燈電路4之詳細實施例。電路4經 由對應端子40經燈1之燈座27(在圖4中未展示）而連接。該 等端子連接至整流器8，根據當前實施例，整流器8為包含 四個二極體41之全波橋式整流器。電容器43經配置以減少 電磁干擾。在圖5a之時序圖中展示在操作（例如）燈具2〇中 之燈1時施加至電路4之輸入電流51，連同在電流51之整個 循環中在端子21處之燈具2〇之線路電壓52。在圖5b之上部 分中展示整流器8之輸出電流53 ^ 159264.doc •27· 201230861 整流器8之輸出端連接至開關裝置9、控制單元1〇及1^〇 單元7之並聯電路。如所展示，LED單元7包含若干高功率 LED 44。LED 44之總順向電壓為1〇〇 v，且因此大致匹配 典型螢光燈之操作電壓。 此外，LED單元7包含並聯連接之平滑電容器45及二極 體46以避免電容器45在開關裝置9使LED單元7短路時放 電。 根據當前實施例，藉由閘流體47(亦即，自閂鎖裝置）形 成開關裝置9，閘流體47之閘極端子連接至控制單元1〇之 DIAC 48。DIAC 48充當臨限值裝置以相對於電流5丨之零 點交越55來提供分流週期57之開始之所定義時序。該控制 單元進一步包含時序電容器49及對應電阻器5〇。電容器49 及電阻器50形成RC電路以向DIAC 48提供時序驅動信號， 使得DIAC 48、電容器49及電阻器50之配置形成「時序電 路」。如在下文中所論述，該驅動信號遵循電流5丨，但歸 因於RC電路之特性，該驅動信號在每一零點交越55之後 提供給定延遲週期直至達到DIAC 48之臨限電壓為止。 下文中參看圖5a及圖5b來解釋燈電路4在使用期間之操 作。 如已論述的’圖5a及圖5b展示輸入交流電51及在整流器 8之輸出端處之輸出電流53的時序圖。歸因於串聯電感25 之無功功率’線路電壓52相對於輸入電流51而相移。輸入 電流5 1相應地提供無功階段54，如在圖5a中所指示。在無 功階段54期間’未將任何有效電力自電源供應器22傳送至 159264.doc -28· 201230861 電感25及燈1之串聯連接。 以電流之零點交越55之瞬時開始或參考圖5b中所展示之 輸出電流53「零點」，經由電阻器50對時序電容器49充 電。在此階段期間之電壓粗略地恆定在LED 44之順向電壓 之位準時’電容器49之充電大致為線性斜坡直至達到 DIAC 48之臨限電壓為止》當該電壓達到DIAC 48之臨限 電壓時，電流流至閘流體47之閘極端子中，從而將閘流體 47控制至導電狀態。因此，使led單元7短路》歸因於閘 流體47之特性，該裝置在交流電之下一零點交越55後即重 設其自身。在圖5b之下部分中展示閘流體47之狀態及分流 週期57之對應時序（亦即，分流開始時間及分流結束時 間），其中「0」表示閘流體47之非導電狀態且「i」表示 閘流體47之導電狀態。 如自圖5a及圖5b將顯而易見，使用DIAC 48&RC電路控 制閘流體47在電流51之每一零點交越之後提供延遲週期。 根據當前實例’將分流週期57設以與無功階段M對應。 因此’在導電狀態期間’在安定器26、26，中之功率耗散並 未實質上增加。然而’在分流週期57期間使[ED單元7短 路，使得未將任何電壓施加至咖單元卜因為通過燈！之 電肌51受串聯電感25、25•限制，所以單元7之功率消 耗得以減少。 如上文所提及，此情形在使用常用類型之高功率LED 44 為尤“有利的。在使用高功率LE〇 44與大約⑽v之 向電魔的_聯連接| :客@ 接不滿足待替代之螢光燈之電壓時，由 159264.doc -29· 201230861 LED 44沒取之所得電流顯著高於典型螢光燈之電流且因此 南·於典型安定器26、26'之標稱電流以提供顯著高的功率因 數。因此’當前實施例允許將LED燈1之功率消耗設定至 所要位準。 圖6以示意圖展示LED燈1之燈電路4,的第二實施例。除 控制單元10’包含回饋電路60以外，當前實施例實質上對應 於圖4之實施例。儘管在圖4之實施例中由DIAc 48、電阻 器50及時序電容器49之配置來判定在零點交越55之後直至 閘流體47經没定為導電狀態為止的延遲，但回饋電路允 許根據LED 44之實際功率消耗來調適該延遲且因此調適分 流週期57之持續時間。因此，可補償LED 44之功率消耗歸 因於老化或溫度的變化。 回饋電路60連接至LED單元7·之電流感測電阻器61以判 定對應於通過LED 44之當前電流的電壓。比較由此獲得之 電壓與（例如）來自合適電壓供應器之電壓參考62以判定功 率消耗之變化（假定LED 44具有恆定電壓）。回饋電路6〇進 一步連接至DIAC 48之輸入端。取決於所判定變化，回饋 電路60「洩放」對應電流或自時序電容器59汲取對應電流 以調適延遲時間且因此調適分流週期57之持續時間，如根 據圖7之時序圖的下部分中所展示。 圖8a以示意圖展示燈電路4，，之第三實施例。除回饋單元 60’及對應低電壓供應電路62,以外，圖8之實施例實質上對 應於圖6之實施例。 低電壓供應電路62·包含電阻器81及兩個齊納（zener)二極 159264.doc • 30- 201230861 體82之配置。用於回饋單元6〇'之低電壓供應器經由二極體 83向外耦接，且向運算放大器84提供操作電力。另外，自 分流電壓參考8 5 (例如’ TL3 41)、電阻器93及電阻器86、 87(其形成分壓器）之配置產生電壓參考信號。將電容器94 提供為能量緩衝器以使低電壓供應器中之漣波平滑。 運算放大器84與電容器88連接以形成用於回饋控制之誤 差積分器。運算放大器84之輸出驅動電晶體89，電晶體89 自時序電容器49汲取對應電流。二極體95抑制自電晶體89 至時序電容器49之電流流動。電阻器96確保電容器49不被 直接分流。 如上文所論述’將電阻器61用作電流感測電阻器。電容 器90、91及電阻器92之電路形成低通渡波器以提取電阻器 61上之電壓之DC分量。接著比較該DC電壓與在運算放大 器84之正輸入端處的參考電壓。接著由電容器88及運算放 大器84對誤差進行積分以形成用於電晶體89之控制信號。 圖8b展示LED燈1之電路4，，，之第四實施例。除簡化之回 饋單元60，，以外’圖8b之實施例實質上對應於圖8a之實施 例，簡化之回饋單元60"有利地進一步降低LED燈1之總成 本。 與圖8不同，在圖9中之實施例中未使用任何運算放大器 來控制電晶體89。實情為，跨越分流電壓參考85而置放積 分電容器97。根據當前實施例’誤差積分器及電壓參考兩 者之功能性由分流電壓參考85及電容器97來提供，此情形 進—步簡化設置。 159264.doc -31· 201230861 圖9展示LED燈1之電路4'"’之第五實施例。除LED單元7，， 及另外之渡波器電路9 8及電壓控制電路9 9以外，圖9之實 施例實質上對應於圖4之實施例《濾波器電路98使led單 元7"之電流穩定以避免LED 44之可見閃爍。因此，可將電 容器45之電容選擇為相對較小。電容器45減少供應至led 單元7"之電壓的「漣波」。第二濾波器級由達靈頓 (darlington)電晶體131、電阻器133、電阻器134及電容器 132形成。電阻器133及電容器132形成Rc高通濾波器，該 RC尚通濾波器經定尺寸以具有相對較小之電容及高電 阻，因此使得能夠使用小型且便宜之組件。此濾波器級之 低漣波輸出電壓由電晶體13 1放大為全LED電流位準。電 阻器134之定尺寸設定在^^濾波器輸出上之最大負載。在 輸入電壓減小之階段中，電阻器133及電容器132之輸出導 致放大電晶體131可能不再操作。電流自電容器132通過電 阻器134及電晶體131而流至LED 44。此情形將電容器132 上之電壓減少至一值使得此階段經最小化，且在大多數時 間中將電晶體13 1保持在操作電壓範圍中。額外齊納二極 體130防止在起動期間在電容器45上具有高電壓位準。由 於在起動之後的第一循環中未對電容器132充電，故電晶 體13 1不為導電的且無任何電流流至led 44，因此電容器 45經充電而具有全電源電壓。此時，二極體⑽提供第二
為電容器45上之漣波電堡 間’二極體130上之最大電壓約 且因此將二極體130設定為非導 159264.doc • 32 · 201230861 電狀態。 電壓控制電路99允許藉由LED 44之部分的可控制分流 (藉由電晶體110進行）來減少LED單元7"之總順向電壓。因 此，有可能藉由該順向電壓之對應減少來提供對LED單元 7·’之功率消耗的進一步增強控制。藉由通過lED 44之電流 來控制電晶體11 〇。若通過LED 44之電流增加至高於由電 阻器111定義之臨限值（例如，若電阻器〗丨丨上之電壓增加至 高於0.7 V)，則電晶體11〇經設定為導電的且經由二極體 112使LED 44之該部分短路。同時，經由電阻器1丨4及J15 啟動電晶體113 ^通過電阻器116之對應電流將電晶體u〇 保持處於導電狀態，而將電阻器丨丨〗上之電壓減少至零， 此係因為該電流現流經電晶體丨1〇。電路99之閂鎖狀態佔 據主導直至將燈1關斷為止，因此一旦偵測到高電流，電 路4""即切換至「高電流」模式且閂鎖至此模式。 儘管刖文所提及之實施例允許相對簡單且因此高度符合 成本效率的電路設計，但當然該控制歸因於閘流體47而受 限制，閘流體47將分流週期57之結束時間連結至交流電5丄 之零點交越55。 圖10展示允許兩度靈活控制之燈電路4，""之第六實施 例。根據當前實施例，開關裝置91包含M〇SFET 1〇1以至 少臨時地使LED單V分流。使用合適的閘極驅動器單元 103將MOSFET 1〇1之閘極端子連接至微處理器1〇2。微處 理器102包含連接至電流摘測器1〇4及12〇之回饋電路電 流偵測器104及120可為（例如）如參看所解釋之簡單感測 159264.doc •33· 201230861 電阻器。溫度感測器105進一步連接至微處理器ι〇2以提供 過熱保護。此外，電壓偵測器106感測整流器8之輸出端之 電壓。低電壓電源供應器109將合適電壓提供至閘極驅動 器單元103、微處理器102及溫度感測器1〇5。如上文所論 述，根據圖10之實施例允許對時序及分流週期57之持續時 間的更靈活控制，使得當前實施例有利地允許較大控制範 圍。微處理器102具備根據應用之合適程式化。舉例而 言，微處理器102可經程式化而具有第一計時器及第二計 時器以根據回應於電流53之零點交越55之第一延遲週期來 设疋分流開始時間。接著藉由該第二計時器來設定分流週 期之持續時間且因此設定功率減少量，該第二計時器控制 分流結束時間以將其設定至在分流週期開始之後的第二延 遲週期之後。 如在圖11之時序圓所展示，當前實施例因此允許控制分 流週期57 ’使得將分流開始時間設定至電流$ 1之零點交越 55。或者，如藉由虛線在圖^中所展示，進一步有可能將 刀流、束時間調整至零點交越55。另彳，有可能控制分流 週d 57 分流開始時間及分流結束時間兩者均不同於 零點交越55 ’如在圖17之下部分中所展示。因此，可自由 也將刀桃週期57定位於電流5 i之該半循環内（亦稱作「雙 邊緣控制」），你丨‘如咕 , 如’在第一半循環中開始且在後續半循 環中結束以允許碁澉、工> w , 敢靈/舌控制。此外’如在下文中參看圖12 至圖14所論述，在雷六 在電合性女疋益之狀況下，當前實施例允 許進一步改良之操作。 159264.doc -34- 201230861 為允許設定燈1之功率消耗，微處理器1〇2經程式化以控 制MOSFET 101。微處理器102藉由電壓偵測器1〇6及電流 偵測器104之量測來以規則間隔判定！^!)燈！之功率。將對 應結果進行濾波，使得判定LED單元7,之平均功率消耗。 Μ處理器102比較LED單元7'之平均功率消耗與預定義補償 值。根據當前實施例’可在工廠根據額定值（亦即，對應 於LED 44之所要通量的LED單元7'之功率消耗）將預定義補 償值設定於可由微處理器1〇2存取之記憶體（圖中未示）中。 基於該計算，微處理器1〇2判定第一延遲週期及第二延遲 週期以設定第一計時器及第二計時器。 接著在電流5 1之每一半循環中相應地控制MOSFET 101。微處理器102使用電流偵測器120判定輸入電流51之 零點交越55。在偵測到零點交越55後，即啟動第一計時 器’第一計時器在第一延遲週期之後將M〇SFET ιοί設定 為導電狀態。此外，第一計時器觸發第二計時器。在第二 延遲週期屆期之後，第二計時器將MOSFET 101控制至非 導電狀態。接著，隨後在電流5 i之每一半循環中重複該控 制循環。在偵測到LED單元7,之功率消耗之改變（例如，歸 因於溫度或老化）後，即相應地調整第一延遲週期及第二 延遲週期。 由於向微處理器102供應對應於當前電壓及電流位準之 信號’因此有可能同步至電源頻率且補償零點交越55之失 真。使用該微處理器102之當前實施例進一步允許提供對 遞送至LED單元7'之電力的濾波及平滑。舉例而言，或者 159264.doc -35- 201230861 或另外’微處理器102可經程式化而具有第三計時器，第 三計時器量測後續零點交越55之間的時間間隔。藉由比較 發生實際零點交越55之時間點與預期時間點（例如，根據 零點交越55之先前時序），偵測失真或干擾。將固定分流 時序應用於不對稱波形可能導致光輸出之脈動及/或失真 之放大。 因此，當前實施例允許判定電源供應器（mains supply)中 之DC偏移或導致產生DC磁化電流（例如，在磁性（未補償 或並聯補償）安定器中）之任何其他失真。在此類失真之狀 況下’相對於零點交越5 5之時序來調適分流週期5 7之時 序。因此，提供控制單元10·來偵測及補償一些失真，或在 不經進一步放大之情況下至少接受該失真。 在所偵測失真高於預定義失真極限之情況下，（例如）藉 由可重設熔斷器（圖中未示）來暫時中止燈i之操作，從而使 得切斷LED單元7"至電源之連接以防止過量dc輸入電流。 圖12以另一示意圖展示用於LED燈1之燈電路4,MM,的第 七實施例。除用以將電路4，，…，之平均電流消耗提供至微處 理器102·之低通遽波器12 1以外，圖12之實施例對應於圖1 〇 之實施例。電流偵測器12 0經進一步調適以偵測零點交越 55且將對應信號提供至微處理器102,》如所展示，可替代 地&供第·一電流偵測益12 0以量測通過補償電路且因此通 過開關裝置9·及MOSFET 101之電流。可接著藉由簡單地 加上通過開關裝置9’及LED單元7,之電流來判定總電流。 根據當前實施例’微處理器102,經程式化以（例如）在 159264.doc •36· 201230861 LED燈1與燈具20、2〇,連接且因此與電源供應器η連接後 即在第一偵測模式中操作。 在第-偵測模式中，判定咖燈!是連接至電感性安定 器（如（例如）在圖2a中所展示）抑或連接至電容性安定器（例 如，燈具20,之電容性支路，如在圖㈣所展示）。由於在 藉由電容性安定器操作燈i時電流51超前於線路電壓”， 因此無功階段54之時序及在每一半循環中之有效階段與在 電感性安定器中之相位設定相反（在圖5a中展示）。 圖14展示® 12之電路4在第—_模式期間之操作的 流程圖。如上文所論述，在^〇燈1與燈具2〇、2〇,連接 後’即以步驟14〇開始第一谓測模式。在步驟i4i中，微處 理器102,根據第-控制參數集合來控制開關裝置9,，使得 分流結束時間對應於交流電之零點交越55(亦即，在前邊 緣控制模式中）。在交流電51之複數個循環中維持當前控 制’使得燈功率穩定。在步驟142中，第二電流偵測器12〇 判定平均燈電流且微處理器丨〇 2，相應地判定燈〖之平均功率 消耗。 隨後在步驟M3中’微處理器1〇2,根據第二控制參數集 合來操作開關裝置9、如自圖14之右側可見，根據步驟143 之操作之分流週期57相對於步驟141中之操作㈣移（例 如偏移達2毫秒）。在步驟144中，在交流電之一些循環 之後’❹第二電流偵測器12()再次狀平均電流。 在步驟145中，微處理器1〇2，接著判定步驟142之所判定 電流是否小於在步驟144中判定之電流。若步驟142之所判 159264.doc •37- 201230861 =電流小於在㈣144中所判定之電流’則判定電感性安 定器。相應地，在步驟146中控制開關裝置9ι，使得 期之該結束對應於交流電之零 ”。 X风电之零點父越55(亦即，前邊緣控 制）。因此，確保將分流週期57設定為電流Μ之益功階 段’使得當使LED單元7,短路時電感器25中之電流並不實 質上增加。因此，該控制提供減少之安定器損失。 另一方面，若在步驟142中所量測之電流高於步驟Μ*之 電流’則判定電容性安定器。此處，在步驟147中控制開 關裝置9’ ’使得分流開始時間對應於交流電之零點交越 55(亦即’後邊緣控制模式）。因此，在藉由電容性安定器 操作燈丨時，再次將分流週期57設定為電流幻之益功階 段。 第一制模式接著結束，且藉由所衫之㈣模式來操 作開關裝置9’。如參看圖1()所解釋，根據led單元7,之所 量測功率消㈣控制分流週期57之持續時間。根據上文所 論述之實施例’判定通過該燈之電流以選擇對應於各別安 定器類型之時序控制方法。在步驟142及步驟144中所量測 之電流彼此並非實質上不同之狀況下，用以選擇適當控制 方法之另-準則為判定零點交越55之時序如上文參看圖 1〇所論述。因此，或者或另外，微處理器102·可經調適以 在步驟142及144中判定後續零點交越55之時間點，從而判 定根據步驟141及143之哪一控制參數集合提供交流電51_ 之最少失真，且接著相應地控制開關裝置9,。 圖15以另一示意圖展示乙£1)燈丨之燈電路4的第八實 159264.doc -38 · 201230861 施例。除經由閘極驅動器（圖中未示）與微處理器丨〇2，，連接 之額外MOSFET負載開關15 〇以外，圖丨5之實施例對應於 圖10之實施例。開關150允許控制LED燈7"'與電源之連接 且允許使用電壓偵測器106來判定閒置狀態下的電壓。當 然’在操作期間，該閘極驅動器（儘管圖中未示）與低電壓 電源供應器109連接。 根據當前實施例，微處理器1〇2"經程式化以（例如）在 LED燈1與電源供應器22連接後即在第二偵測模式中操 作。在藉由根據圖16之燈具20"來操作燈1時，根據該第二 偵測模式之操作為尤其有利的，燈具2〇"包含如通常在6〇
Hz電網（mains grid)系統中所使用之雙燈快速起動安定器 26，，° 根據圖16之燈具20’’經調適以固持兩個燈1，且因此大體 上對應於在圖2b中所展示之燈具20'的設置。然而，如自該 圖而變得顯而易見，對應燈座27、27,經配置使得該等燈1 彼此串聯連接。除上文所提及之串聯電感25及電容器23,以 外’快速起動類型安定器26M進一步包含起動電容器！ 6〇， 起動電容器160結合自耦變壓器161及辅助陰極加熱器電路 162允許螢光燈在附接至燈具2〇,，時點亮螢光燈。 儘管在根據圖2b之實施例中LED燈1可彼此獨立地操 作’但歸因於根據燈具20，'之設置的LED燈1之串聯連接， 應避免兩個所安裝之燈1之MOSFET 101的同時操作且因此 避免使分流週期57重疊以增強總體設置之功率因數。 在第二偵測模式中，因此判定燈1連接至燈座27(在圖16 159264.doc -39- 201230861 中之右侧）抑或連接至燈座27’（左側），且判定根據第三時 序控制參數集合來控制該燈抑或根據第四時序控制參數集 合來控制該燈以避免兩個所安裝之燈1之M0SFET 1〇1的同 時操作且因此避免同時分流。 圖18展示電路4，"，"，在第二賴測模式期間之操作的流程 圖。在步驟180中，在LED燈1與燈具20"(亦即，與電源供 應器22)連接後即開始在第二偵測模式中之操作。在步驟 181中，微處理器102，，接著將負載開關15〇及開關裝置9,控 制在打開 '非導電狀態。隨後，在步驟丨82中，微處理器 102"在交流電之一些循環之後查詢電壓偵測器1〇6以判定 在LED單元7’’’不與電源連接且因此處於該閒置狀態中之情 況下LED燈1處之閒置電壓。在步驟183中，接著閉合負載 開關15 0 ’亦即，使其進入導電狀態。 在步驟184中，微處理器1〇2••判定在步驟182中所判定之 該閒置電壓是否等於或高於175伏特之電壓臨限值，該175 伏特之電壓臨限值係根據快速起動安定器26"之當前實例 而設定。在間置電壓等於或高於電壓臨限值之狀況下，判 定燈1連接至燈具20"之燈座27(亦即，圖16之右手側）。根 據當前實例，開關裝置9|處於根據該第三參數集合操作之 狀況下（步驟1 86)，使得分流開始時間對應於交流電之零點 交越55(亦即’後邊緣控制）。 在閒置電壓低於電壓臨限值之各別的另一狀況中，判定 燈1連接至燈具20’’之燈座27·且因此連接至圖16之左側。此 處，藉由雙邊緣控制根據第四參數集合來操作開關裝置 159264.doc 201230861 9 (步驟185)，亦即，分流開始時間及分流結束時間兩者皆 Z對應於零點交越55。第二偵測模式接著結束且根據所判 疋之控制參數集合來操作開關裝置9,。 根據上文，當在根據圖丨6之雙燈快速起動類型燈具1〇,, 中根據第一摘測模式來相應地操作兩個燈1時，由此可 見，藉由後邊緣控制來操作該等燈j中之一者且藉由雙邊 緣控制來操作各別的另—燈。因此且自圖17之時序圖可 見，在操作電流51或整流器8之對應輸出電流53之每一半 循環中’第-燈!之分流週期57a不與第二燈i之分流週期 57b重疊（在圖17中展示卜目此’當燈ι在快速起動類型安 定器26"中操作時，當前實施例提供高功率因數。 儘管已出於清晰之原因而分離地描述在根據圖14之第— 偵測模式及在根據圖18之第二偵測模式中的上述操作，但 在使用兩種偵測模式獲得高度通㈣賤丨之實施例中操 作本發明亦係可能的。 此處’安裝者可使用使用者介面或開關來設定各別偵測 模式。或者或另外且繁於上述類型之雙燈快速起動安定器 通节用於60 Hz電網中，❿電感/電容類型用於％ 電網 中’控制早το 10’可進一步較佳地包含頻率债測器，使得控 制單元1〇,及微處理器⑽,在判定到5q邮流電之狀況下 根據第1測模式來操作，且在判㈣6q Hz交流電之狀 況下根據第二偵測模式來操作。 本發明已在圖式及前文描述中進行了詳細說明及描述。 應將此說明及描述視為說明性或例示性的而非限制性的； 159264.doc •41 · 201230861 本發明不限於所揭示之實施例。舉例而言，可根據以下實 施例來操作本發明，其中： -LED單元 7、7’、7"、7"，僅包含單一 LED 44， _ LED單元7、7’、7’’、7…包含OLED或雷射二極體作為發 光元件， -將開關裝置9、9’及/或控制單元10、10,、10·，與燈頭5中 之一者一體地形成， -代替整流器8而將整流電路與led單元7、7,、7"、7，··一 體地形成， -將根據圖9之實施例的配置與圖8、圖8a或圖8b之實施例 中之一者組合，亦即，與回饋電路60、60,或60，'組合， -在圖10、圖12及/或圖15之實施例中，藉由類比計時器 電路來實現用於MOSFET 101之控制信號之產生，該類 比計時器電路由微控制器1〇2、1〇2,、102'，來控制， -代替MOSFET 101而使用雙極電晶體、igbt或不同類型 之可控制開關， -在圖10、圖12及/或圖15之實施例中，提供使用者介面 使得可由使用者來設定預定義補償值， -在圖12之實施例中，替代步驟142及步驟144中之電流的 判定或除步驟142及步驟144中之電流的判定之外，判定 LED單元7,之功率消耗，及/或 -在圖15之實施例中，選擇不同於175 V之電壓臨限值或 該電壓臨限值為排除性範圍。 【圖式簡單說明】 159264.doc -42- 201230861 圖1以示意性側視圖展示根據本發明之LED改裝燈之實 施例， 圖2a展示用於與本發明LED燈一起使用之例示性燈具的 示意性電路圖， • 圖2b展示用於與本發明LED燈一起使用之第二例示性燈 . 具的示意性電路圖， 圖3展示具有根據圖1之實施例的經連接led燈之圖2a之 示意性電路圖， 圖4展示用於根據第一實施例之LED改裝燈之電燈電路 的示意圖， 圖5a展示電感性安定器中之電流及電壓之相位設定的時 序圖， 圖5b展示根據圖4之實施例之操作的時序圖， 圖6展示根據第二實施例之電燈電路的示意圖， 圖7展示圖6之實施例之時序圖， 圖8a展示根據第三實施例之電燈電路的示意圖， 圖8b展示根據第四實施例之電燈電路的示意圖， 圖9展示根據第五實施例之電燈電路的示意圖， • 圖10展示根據第六實施例之電燈電路的示意圖， . 圖11展示根據圖10之實施例的LED燈之操作之另一時序 圖， 圖12展示根據第七實施例之電燈電路的示意圖， 圖13展示電容性安定器中之電流及電壓之相位設定的另 一時序圖， 159264.doc -43· 201230861 圖14展示根據圖12之實施例之操作的流程圖， 圖15展示根據第八實施例之電燈電路的示意圖， 圖16展示用於與本發明LED燈一起使用之第三例示性燈 具的示意性電路圖， 圖17展示根據圖15之實施例的兩個LED燈之操作的另一 時序圖*及 圖18展示根據圖1 5之實施例之操作的流程圖。 【主要元件符號說明】 1 LED改裝燈 2 管狀外殼 3 縱向燈軸 4 電燈電路 4丨 燈電路 4" 燈電路 4'" 電路 4"" 電路 4""' 燈電路 ^ t 1 1 » ! 1 燈電路 ^ III Μ 1 1 燈電路 5 燈頭 6 連接器接針 7 LED單元 7' LED單元 7" LED單元 159264.doc -44- 201230861 8 9 9, 10 10' 10" 20 20' 20" 21 22 23 23, 24 25 25' 26 26' 26" 27 27, 28 LED燈/LED單元 整流器 可控制開關裝置 可控制開關裝置 控制單元 控制單元 控制單元 螢光燈具 螢光燈具 燈具 端子 電源電供應器 電容器 串聯電容器 輔助電路 串聯電感/電感器 串聯電感 並聯補償式無功安定器/螢光燈安定器/無功燈 安定器 無功燈安定器 雙燈快速起動類型之安定器/無功燈安定器 燈座 燈座 功率因數校正（PFC)電路 159264.doc -45- 201230861 40 端子 41 二極體 43 電容器 44 高功率發光二極體（LED) 45 平滑電容器 46 二極體 47 閘流體 48 雙向觸發二極體（DIAC) 49 時序電容器 50 電阻器 51 交流電/操作電流 52 線路電壓 53 輸出電流 54 無功階段 55 零點交越 57 分流週期 57a 分流週期 57b 分流週期 60 回饋電路 60' 回饋電路/回饋單元 60" 回饋電路/回饋單元 61 電阻器 62 電壓參考 62， 低電壓供應電路 159264.doc -46- 201230861 81 電阻器 82 齊納二極體 83 二極體 84 運算放大器 85 分流電壓參考 86 電阻器 87 電阻器 88 電容器 89 電晶體 90 電容器 91 電容器 92 電阻器 93 電阻器 94 電容器 95 二極體 96 電阻器 97 積分電容器 98 濾波器電路 99 電壓控制電路 101 金屬氧化物半 102 微處理器 102' 微處理器 102" 微處理器 103 閘極驅動器單 元 導體場效電晶體（MOSFET) 159264.doc -47- 201230861 104 105 106 109 110 111 112 113 114 115 116 120 121 130 131 132 133 134 150 160 161 162 電流偵測器 溫度感測器 電壓偵測器 低電壓電源供應器 電晶體 電阻器 二極體 電晶體 電阻器 電阻器 電阻器 電流偵測器 低通滤波器 齊納二極體 達靈頓電晶體/放大電晶體 電容器 電阻器 電阻器 MOSFET負載開關 起動電容器 自耦變壓器 輔助陰極加熱器電路 159264.doc -48-