本公開(kāi)一般涉及用于為負(fù)載供電的驅(qū)動(dòng)器電路，并且更具體而言，涉及可連接到包含過(guò)流、過(guò)溫和過(guò)壓保護(hù)的熒光鎮(zhèn)流器的驅(qū)動(dòng)器電路。

背景技術(shù)：

基于發(fā)光二極管(led)的照明系統(tǒng)比其它類(lèi)型的照明系統(tǒng)，諸如例如，白熾或熒光照明，可以給出若干能量和可靠性優(yōu)點(diǎn)。因此，基于led的照明系統(tǒng)可以被用于替代其它現(xiàn)有照明技術(shù)。由于許多原因，熒光管照明在許多應(yīng)用中，尤其在商業(yè)市場(chǎng)中，歷史上已經(jīng)是照明的重要來(lái)源。然而，熒光燈通常不能從交流電(ac)直接運(yùn)行。為了使熒光照明實(shí)用和相對(duì)容易使用，可以在ac電源和熒光燈管之間放置鎮(zhèn)流器，以便控制和調(diào)節(jié)電壓、電流和功率。

從熒光管照明轉(zhuǎn)換到較新技術(shù)，諸如基于led的照明系統(tǒng)，會(huì)由于與熒光照明基本上相關(guān)聯(lián)的特性而變得昂貴。特別地，從熒光管照明到led管照明的轉(zhuǎn)換通常需要熒光燈管以及用于控制對(duì)熒光燈管供電的鎮(zhèn)流器被首先去除。然后，通常不需要鎮(zhèn)流器的led管燈隨后被安裝。一些人會(huì)覺(jué)得在可以安裝led燈管之前首先去除鎮(zhèn)流器是麻煩和耗時(shí)的。因此，在本領(lǐng)域中存在的持續(xù)需求是以更高效的方案用led管照明改造熒光管照明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了用于為負(fù)載供電的驅(qū)動(dòng)器電路。該驅(qū)動(dòng)器電路包括用于連接到鎮(zhèn)流器的輸入端、整流器、開(kāi)關(guān)和故障電路。整流器將從輸入端接收到的ac電力轉(zhuǎn)換為dc電力。整流器包含整流器輸入端。開(kāi)關(guān)電連接到整流器輸入端。開(kāi)關(guān)響應(yīng)于接收到激活信號(hào)而被激活以在整流器輸入端處形成短路。故障電路電連接到開(kāi)關(guān)。故障電路響應(yīng)于檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)器電路的過(guò)壓、過(guò)溫和過(guò)流狀態(tài)中的至少一種而產(chǎn)生激活信號(hào)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了用于為負(fù)載供電的驅(qū)動(dòng)器電路。該驅(qū)動(dòng)器電路包括用于連接到鎮(zhèn)流器的輸入端、整流器、開(kāi)關(guān)、故障電路和電荷泵電路。整流器把從輸入端接收到的ac電力轉(zhuǎn)換成dc電力。整流器包含整流器輸入端。開(kāi)關(guān)電連接到整流器輸入端。開(kāi)關(guān)響應(yīng)于接收到激活信號(hào)而被激活以在整流器輸入端處形成短路。故障電路電連接到開(kāi)關(guān)。故障電路響應(yīng)于檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)器電路的過(guò)壓、過(guò)溫和過(guò)流狀態(tài)中的至少一種而產(chǎn)生激活信號(hào)。電荷泵電路向故障電路提供基本上恒定的dc電流。

在又另一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了照明系統(tǒng)。該照明系統(tǒng)包括熒光鎮(zhèn)流器、發(fā)光二極管(led)管燈和用于給led管燈供電的驅(qū)動(dòng)器電路。驅(qū)動(dòng)器電路包括用于連接到鎮(zhèn)流器的輸入端、整流器、開(kāi)關(guān)和故障電路。整流器把從輸入端接收到的ac電力轉(zhuǎn)換成dc電力。整流器包含整流器輸入端。開(kāi)關(guān)電連接到整流器輸入端。開(kāi)關(guān)響應(yīng)于接收到激活信號(hào)而被激活以在整流器輸入端處形成短路。故障電路電連接到開(kāi)關(guān)。故障電路響應(yīng)于檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)器電路的過(guò)壓、過(guò)溫和過(guò)流狀態(tài)中的至少一種而產(chǎn)生激活信號(hào)。

附圖說(shuō)明

圖1是包含用于向負(fù)載提供dc電流的驅(qū)動(dòng)器電路的照明系統(tǒng)的示例性框圖；

圖2a-2b是圖1所示的驅(qū)動(dòng)器電路的示例性電路圖，其中電路包含作為可控硅整流器(scr)的開(kāi)關(guān)；

圖3a-3b是圖2a-2b所示的電路圖的替代實(shí)施例，其中圖2a所示的開(kāi)關(guān)是金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(mosfet)并且該驅(qū)動(dòng)器電路包含鎖定電路；以及

圖4a-4b是圖3a-3b所示的電路圖的替代實(shí)施例，其中開(kāi)關(guān)是scr。

具體實(shí)施方式

以下詳細(xì)描述將說(shuō)明本發(fā)明的一般原理，其示例另外在附圖中示出。在附圖中，相同的標(biāo)號(hào)指示相同或功能類(lèi)似的元件。

圖1是包含電連接到熒光鎮(zhèn)流器12的驅(qū)動(dòng)器電路10的照明系統(tǒng)8的示例性框圖。驅(qū)動(dòng)器電路10向負(fù)載18提供dc電流。在所示的實(shí)施例中，負(fù)載18是發(fā)光二極管(led)管燈。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，所公開(kāi)的驅(qū)動(dòng)器電路10也可以用于向需要dc電力的任何其它類(lèi)型的負(fù)載供電。驅(qū)動(dòng)器電路10可以包括用于連接到熒光鎮(zhèn)流器12的一對(duì)電力輸入線20。熒光鎮(zhèn)流器12可以電連接到ac電源(未示出)，諸如例如，標(biāo)稱(chēng)120伏ac的電源線。熒光鎮(zhèn)流器12可以用于控制和調(diào)節(jié)熒光管燈(未示出)的電壓、電流和功率。如下面更詳細(xì)解釋的，當(dāng)熒光管燈(未示出)被固態(tài)照明(即，led管燈)代替時(shí)，驅(qū)動(dòng)器電路10消除了去除照明系統(tǒng)8的熒光鎮(zhèn)流器12的需求。

圖2a-2b是圖1所示的驅(qū)動(dòng)器電路10的示例性電路圖。參考圖1-2a，驅(qū)動(dòng)器電路10包括兩個(gè)限流電容器c1和c2(在圖2a中示出)、整流器26、dc濾波器28、保護(hù)電路30、電荷泵電路32、過(guò)壓電路34、過(guò)溫電路36和過(guò)流電路38。過(guò)壓電路34、過(guò)溫電路36和過(guò)流電路38是用于在故障狀態(tài)期間關(guān)閉或阻止電力傳遞通過(guò)驅(qū)動(dòng)器電路10的故障電路42的一部分，這將在下面更詳細(xì)地解釋。整流器26可以與限流電容器c1和c2電聯(lián)通，并且將來(lái)自熒光鎮(zhèn)流器12的輸入ac電力轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)dc電力。雖然整流器26被示為全波二極管橋式整流器，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解，也可以使用任何類(lèi)型的全波整流器。

整流器26的輸出端可以與dc濾波器28電聯(lián)通。在如圖2a-2b所示的示例性實(shí)施例中，dc濾波器28可以包含電容器c6。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易理解，電容器c6可以是充當(dāng)平滑電容器的電解電容器。具體而言，電容器c6可以用于平滑或減少由整流器26提供的dc電力中的波紋量，使得可以向驅(qū)動(dòng)器電路10內(nèi)的其余部件提供相對(duì)穩(wěn)定的dc電力。

保護(hù)電路30可以包含兩個(gè)二極管d5和d6、開(kāi)關(guān)q1和電阻器r1。開(kāi)關(guān)q1包含陽(yáng)極a和陰極c，其中陽(yáng)極a電連接到整流器26的輸入端44，并且二極管d5和d6將電流引導(dǎo)到開(kāi)關(guān)q1的陽(yáng)極a。開(kāi)關(guān)q1的柵極g可以電連接到故障電路42。如下面更詳細(xì)解釋的，響應(yīng)于檢測(cè)到故障狀態(tài)，故障電路42產(chǎn)生施加到開(kāi)關(guān)q1的柵極g的激活信號(hào)48，從而激活開(kāi)關(guān)q1。一旦開(kāi)關(guān)q1被激活，就可以在整流器26內(nèi)形成短路狀態(tài)。具體而言，開(kāi)關(guān)q1可以響應(yīng)于接收到來(lái)自故障電路42的激活信號(hào)48而在整流器26的輸入端44處形成短路。

在如圖1所示的非限制性實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)q1是可控硅整流器(scr)，其也被稱(chēng)為閘流晶體管。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，開(kāi)關(guān)q1不限于scr，并且也可以使用由故障電路42激活的其它類(lèi)型的開(kāi)關(guān)元件。例如，在圖3a-3b所示的實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)q1是金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(mosfet)。返回參考圖2a-2b，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的是，一旦被激活，scrq1就可以保持激活，直到流過(guò)scrq1的電流下降到scrq1的相應(yīng)保持電流以下。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，scrq1的保持電流為約2ma。

參考圖1-2b，電荷泵電路32向故障電路42的過(guò)壓電路34、溫度電路36和過(guò)流電路38提供基本上恒定的dc電流。在圖2a-2b所示的實(shí)施例中，電荷泵電路32可以包含電容器c3和c4、二極管d7和齊納二極管d8。電容器c3可以用于限制到齊納二極管d8的電流。齊納二極管d8可以用于調(diào)節(jié)由電荷泵電路32提供的電壓。例如，在一種方案中，齊納二極管d8可以用于將提供給故障電路42的電壓限制到約6.2伏。二極管d7提供整流并在電容器c4上維持電荷。如果齊納二極管d8兩端的電壓下降到電路10的電源電壓vcc之下，那么二極管d7還阻止電流使電容器c4放電。在一個(gè)實(shí)施例中，電源電壓vcc為約5.6伏，然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，該電壓本質(zhì)上僅僅是示例性的。

參考電壓電路41包含形成分壓器的兩個(gè)電阻器r2和r3和電容器c5。參考電壓電路41產(chǎn)生由故障電路42用作參考值以便檢測(cè)故障狀態(tài)的參考電壓vref。故障狀態(tài)可以是以下中的至少一種：驅(qū)動(dòng)器電路10的過(guò)壓狀態(tài)、過(guò)溫狀態(tài)或過(guò)流狀態(tài)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，如果驅(qū)動(dòng)器電路10的母線電壓b+超過(guò)400伏，則觸發(fā)過(guò)壓狀態(tài)，如果驅(qū)動(dòng)器電路10的驅(qū)動(dòng)器板(未示出)的溫度超過(guò)110℃，則觸發(fā)過(guò)溫狀態(tài)，并且如果流出負(fù)載18的電流超過(guò)350ma，則觸發(fā)過(guò)流狀態(tài)。

故障電路42的過(guò)壓電路34包含電壓感測(cè)電路50、比較器u1a、電連接到電源電壓vcc的電阻器r9以及二極管d9。電壓感測(cè)電路50可以包含電容器c7以及電阻器r5、r6和r7。電阻器r6和r7形成分壓電路。驅(qū)動(dòng)器電路10的母線電壓+b可以從整流器26傳遞通過(guò)電壓感測(cè)電路50，并由比較器u1a的正輸入端接收。

由參考電壓電路41產(chǎn)生的參考電壓vref由比較器u1a的負(fù)輸入端接收。響應(yīng)于母線電壓+b超過(guò)參考電壓vref，比較器u1a的輸出端58變?yōu)楦唠娖讲⑶耶a(chǎn)生激活信號(hào)48。比較器u1a的輸出端58電連接到開(kāi)關(guān)q1的柵極g。激活信號(hào)48使開(kāi)關(guān)q1導(dǎo)通，從而在整流器26內(nèi)形成短路狀態(tài)。

繼續(xù)參考圖2a-2b，過(guò)溫電路36包含溫度感測(cè)電路60、比較器u1b、電連接到電源電壓vcc的電阻器r10以及二極管d10。溫度感測(cè)電路60可以包含電容器c8以及電阻器r8和溫度感測(cè)電阻器ptc1。電阻器r8和溫度感測(cè)電阻器ptcl形成分壓器。在所示的實(shí)施例中，溫度感測(cè)電阻器ptc1是正溫度系數(shù)電阻器(ptc)電阻器。溫度感測(cè)電阻器ptc1可以用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器電路10的驅(qū)動(dòng)器板(未示出)的溫度。

隨著驅(qū)動(dòng)器板的溫度增加，溫度感測(cè)電阻器ptc1的電阻相應(yīng)地增加，從而增加溫度感測(cè)電阻器ptc1兩端的電壓。溫度感測(cè)電阻器ptc1兩端的電壓由比較器u1b的正輸入端接收。由參考電壓電路41產(chǎn)生的參考電壓vref由比較器u1b的負(fù)輸入端接收。響應(yīng)于溫度感測(cè)電阻器ptc1兩端的電壓超過(guò)參考電壓vref，比較器u1b的輸出端58變?yōu)楦唠娖讲⑶耶a(chǎn)生激活信號(hào)48。比較器u1b的輸出端68電連接到開(kāi)關(guān)q1的柵極g。激活信號(hào)48使開(kāi)關(guān)q1導(dǎo)通，從而在整流器26內(nèi)形成短路狀態(tài)。

過(guò)流電路38包含電流感測(cè)電路70、比較器u1c、電連接到電源電壓vcc的電阻器r11以及二極管d11。電流感測(cè)電路70可以包含電容器c9以及電阻r4、r14和r15。電流感測(cè)電路70可以檢測(cè)流出負(fù)載18的電流(圖1)。具體而言，在如圖2a-2b所示的實(shí)施例中，負(fù)載18是一個(gè)或多個(gè)led(未示出)。流自驅(qū)動(dòng)器電路10的輸出端74之一的電流可以流過(guò)電阻器r4、r14和r15，并且被發(fā)展成由比較器u1c的正輸入端接收的過(guò)流電壓。過(guò)流電壓表示流自驅(qū)動(dòng)器電路10的輸出端74的電流(即，過(guò)流電壓是基于流出led的電流)。由參考電壓電路41產(chǎn)生的參考電壓vref由比較器uic的負(fù)輸入端接收。響應(yīng)于過(guò)流電壓超過(guò)參考電壓vref，比較器u1c的輸出端78變?yōu)楦唠娖讲⑶耶a(chǎn)生激活信號(hào)48。比較器u1c的輸出端78電連接到開(kāi)關(guān)q1的柵極g。激活信號(hào)48使開(kāi)關(guān)q1導(dǎo)通，從而在整流器26內(nèi)形成短路狀態(tài)。

在如圖2a-2b所示的實(shí)施例中，過(guò)壓電路34、溫度電路36和過(guò)流電路38各自包含用于提供故障保護(hù)的比較器u1a、u1b和u1c。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，其它類(lèi)型的電路系統(tǒng)，例如晶體管，可以替代地使用。此外，電阻器r12和電容器c13可以電連接到每個(gè)相應(yīng)比較器u1a、u1b和u1c的輸出端58、68和78。電阻器r12與電阻器r9、r10和r11形成電壓分壓器電路。電容器c13是濾波器電容器。

圖3a-3b是驅(qū)動(dòng)器電路100的替代實(shí)施例。除了開(kāi)關(guān)q1已經(jīng)被用mosfet替換之外，圖3a-3b所示的驅(qū)動(dòng)器電路100基本上類(lèi)似于圖2a-2b所示的驅(qū)動(dòng)器電路10，故障電路42現(xiàn)在包含鎖定電路102，并且電流感測(cè)電路70包含位于驅(qū)動(dòng)器電路100的輸出74處的額外電阻器r16。在所示出的非限制性實(shí)施例中，mosfet是n-通道m(xù)osfet。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，當(dāng)與scr相比時(shí)，mosfet會(huì)導(dǎo)致較低的成本。

鎖定電路102可以用于保持由過(guò)壓電路34、溫度電路36或過(guò)流電路38檢測(cè)到的故障狀態(tài)。在如圖3a-3b所示的實(shí)施例中，鎖定電路102包含電阻器r12、電容器c14、二極管d12和比較器u1d。由過(guò)壓電路34、溫度電路36或過(guò)流電路38產(chǎn)生的激活信號(hào)48被發(fā)送到比較器u1d的正輸入端。由參考電壓電路41產(chǎn)生的參考電壓vref由比較器u1d的負(fù)輸入端接收。當(dāng)形成激活信號(hào)48時(shí)(即，檢測(cè)到故障狀態(tài))，那么在比較器u1d的正輸入端的電壓超過(guò)參考電壓vref。因此，比較器u1d的輸出108變?yōu)楦唠娖?即，激活信號(hào)48出現(xiàn)在比較器u1d的輸出端108處)。比較器u1d的輸出端108電連接到開(kāi)關(guān)q1的柵極g。激活信號(hào)48使開(kāi)關(guān)q1導(dǎo)通，從而在整流器26內(nèi)形成短路狀態(tài)。

圖4a-4b是驅(qū)動(dòng)器電路200的又另一個(gè)實(shí)施例。除了開(kāi)關(guān)q1是scr之外，圖4a-4b所示的驅(qū)動(dòng)器電路200基本上類(lèi)似于圖3a-3b所示的驅(qū)動(dòng)器電路100，從而導(dǎo)致在驅(qū)動(dòng)器電路200內(nèi)包含較少的電氣元件。具體而言，參考3a、3b、4a和4b，驅(qū)動(dòng)器電路200不包含電連接到比較器u1a、u1b和u1c的輸出端的二極管(即，二極管d9、d10和d11)。驅(qū)動(dòng)器電路200也不包含電連接到比較器u1a、u1b和u1c的輸出端的電容器(即，電容器c11、c10和c12)。驅(qū)動(dòng)器電路200還僅包含電連接到比較器u1a、u1b和u1c的輸出端的單個(gè)電阻器r9(電阻器r10和r11已從驅(qū)動(dòng)器電路200中省略)。此外，電流感測(cè)電路70的電阻器r16已在驅(qū)動(dòng)器電路200中省略。驅(qū)動(dòng)器電路200的鎖定電路102也不包含電阻器12或二極管d12。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，雖然mosfet通常導(dǎo)致較低的成本，但是利用用于開(kāi)關(guān)q1的scr可以導(dǎo)致較少的部件，這又可以導(dǎo)致復(fù)雜性降低并降低總體成本。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還將認(rèn)識(shí)到，為了降低部件成本，也可以在驅(qū)動(dòng)器電路200內(nèi)使用非靈敏柵極scr。

如圖1-4b所示和以上所述的所公開(kāi)的電路10提供了用于驅(qū)動(dòng)led照明的相對(duì)低成本、精確的方案，并且還消除了在熒光管燈被諸如led管燈的固態(tài)照明替代的情況下去除熒光鎮(zhèn)流器的需求。具體而言，由所公開(kāi)的電路10提供的高頻率整流和故障保護(hù)消除了去除熒光鎮(zhèn)流器的需求并且提供了替換驅(qū)動(dòng)器。

雖然本文所述的設(shè)備和方法的形式構(gòu)成本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于這些設(shè)備和方法的精確形式，并且在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以在其中做出改變。