用于照明元件的驅(qū)動(dòng)單元及其操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于照明元件的驅(qū)動(dòng)單元及其操作方法以及一種包括這樣的驅(qū)動(dòng)單元的照明元件。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于包括至少一個(gè)發(fā)光二極管并且具有工作模式和待機(jī)模式的照明元件的驅(qū)動(dòng)單元，以及一種操作用于這樣的照明元件的這種驅(qū)動(dòng)單元的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在許多領(lǐng)域，包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)的照明元件作為白熾燈的替換一特別是作為鹵素?zé)舻奶鎿Q一而被研發(fā)。
[0003]除了常規(guī)燈具通過(guò)控制電源而提供的簡(jiǎn)單開(kāi)/關(guān)(0N/0FF)狀態(tài)之外，(包括LED的)照明元件目前可以提供包括通信(即，具體照明元件的遠(yuǎn)程控制)在內(nèi)的更為復(fù)雜的操作，上述通信尤其涉及到調(diào)光，其中這使得照明元件的控制單元即使在光學(xué)引擎關(guān)閉的情況下也必須被提供以功率。照明元件在沒(méi)有提供照明的同時(shí)準(zhǔn)備進(jìn)行通信以及被控制的這種模式被稱作待機(jī)模式。
[0004]優(yōu)選地，在待機(jī)模式期間，照明元件的功耗總體上應(yīng)當(dāng)很低。例如，在MR16燈泡的情況下，CLEMA(歐盟針對(duì)燈具和用于燈具的電氣技術(shù)組件的國(guó)家制造協(xié)會(huì)的聯(lián)盟)具有0.5瓦的待機(jī)功率要求。
[0005]實(shí)現(xiàn)所期望的功率效率和待機(jī)功耗所面臨的困難在于，為此常規(guī)所采用的器件與設(shè)計(jì)上的如可用空間和成本考慮的其它約束形成矛盾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種用于照明元件的驅(qū)動(dòng)單元，一種用于驅(qū)動(dòng)單元的操作方法，以及一種包括這樣的驅(qū)動(dòng)單元的照明元件，它們?cè)谡彰髟O(shè)計(jì)的空間和成本約束下允許更好的功率效率和待機(jī)功耗。
[0007]在本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于照明元件的驅(qū)動(dòng)單元，該照明元件包括至少一個(gè)光源，后者包括至少一個(gè)發(fā)光二極管，該驅(qū)動(dòng)單元包括:第一功率轉(zhuǎn)換器，其被配置為通過(guò)汲取預(yù)定義電流波形的至少一部分來(lái)接收輸入功率并且輸出總線電壓;控制單元，其被配置為控制該驅(qū)動(dòng)單元;第二功率轉(zhuǎn)換器，其用于向該控制單元提供功率，該第二功率轉(zhuǎn)換器的輸入至少耦合至該總線電壓，其中該驅(qū)動(dòng)單元在該控制單元的控制下具有工作模式和待機(jī)模式，在工作模式中利用該總線電壓而提供LED電壓以便對(duì)該至少一個(gè)發(fā)光二極管進(jìn)行操作，以及在待機(jī)模式中，并不提供用于操作該至少一個(gè)發(fā)光二極管的LED電壓，但同時(shí)提供功率至該控制單元，其中該控制單元被配置為將該第一功率轉(zhuǎn)換器所輸出的總線電壓的電平從工作模式中的工作電平調(diào)節(jié)為待機(jī)模式中的待機(jī)電平，反之亦然。
[0008]在本發(fā)明的第二方面，提供了一種照明元件，包括:第一功率轉(zhuǎn)換器，其被配置為通過(guò)汲取預(yù)定義電流波形的至少一部分來(lái)接收輸入功率并且輸出總線電壓;控制單元，其被配置為控制該照明元件;第二功率轉(zhuǎn)換器，其用于向該控制單元提供功率，該第二功率轉(zhuǎn)換器的輸入至少耦合至該總線電壓，包括至少一個(gè)發(fā)光二極管的至少一個(gè)光源，其中該照明元件在該控制單元的控制下具有工作模式和待機(jī)模式，在工作模式中至少一個(gè)發(fā)光二極管利用該總線電壓進(jìn)行操作，以及在待機(jī)模式中該至少一個(gè)發(fā)光二極管并不進(jìn)行操作但同時(shí)提供功率至該控制單元，其中該控制單元被配置為將該第一功率轉(zhuǎn)換器所輸出的總線電壓的電平從工作模式中的工作電平調(diào)節(jié)為待機(jī)模式中的待機(jī)電平，反之亦然。
[0009]在本發(fā)明的第三方面中，提供了一種用于包括至少一個(gè)發(fā)光二極管的照明元件的驅(qū)動(dòng)單元的操作方法，上述驅(qū)動(dòng)單元被配置為使得該照明元件具有工作模式和待機(jī)模式，在工作模式中至少一個(gè)發(fā)光二極管利用總線電壓進(jìn)行操作以及在待機(jī)模式中該至少一個(gè)發(fā)光二極管并不進(jìn)行操作但同時(shí)提供功率至該控制單元，該操作方法包括步驟:通過(guò)汲取預(yù)定義電流波形的至少一部分來(lái)接收輸入功率并且輸出總線電壓，轉(zhuǎn)換輸入電壓并輸出總線電壓，在該工作模式和待機(jī)模式之間進(jìn)行切換時(shí)調(diào)節(jié)所輸出的總線電壓，并且在待機(jī)模式中對(duì)總線電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換以便向控制單元提供功率。
[0010]本發(fā)明所基于的想法在于，通過(guò)在整個(gè)驅(qū)動(dòng)單元的不同級(jí)處使用不同電壓有選擇地向控制單元提供功率，增加了自由度，其可以被用于提高功率效率特別是用于降低待機(jī)功耗同時(shí)仍然滿足具體的空間和成本約束。
[0011]該預(yù)定義電流波形可以根據(jù)環(huán)境和特定實(shí)施方式而采取各種形式。這樣的預(yù)定義電流波形的示例可以如以下列表中所指示地進(jìn)行定義:周期的預(yù)定義部分(特別是周期的一個(gè)或多個(gè)部分，例如該周期的前χ%，峰值輸入電流功率高于平均功率或者與均方根輸入電壓乘以因數(shù)成預(yù)定關(guān)系，等等)。
[0012]注意到，該預(yù)定義電流波形(或預(yù)定義負(fù)載)可以優(yōu)選地或有利地被提供以允許該照明元件由包括電子變壓器的常規(guī)裝置進(jìn)行供電，后者需要特定負(fù)載進(jìn)行操作。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，甚至在待機(jī)模式中，該第一功率轉(zhuǎn)換器也進(jìn)行操作并且根據(jù)預(yù)定義機(jī)制汲取功率(即使待機(jī)模式的機(jī)制與工作模式可能有所不同)，而使得該照明元件可以在提供輸入電壓的電子變壓器的環(huán)境中使用。
[0014]然而，在待機(jī)模式中，該預(yù)定義電流波形(或負(fù)載)并非嚴(yán)格必須被持續(xù)提供:如果所提供的負(fù)載在待機(jī)模式的周期部分期間是充足的，則可以從輸入取得充足能量并將其存儲(chǔ)(例如，在電容器中)以供控制單元保持操作(例如，被電容所支持直至下一個(gè)這樣的周期)。
[0015]有利地，即使在待機(jī)模式期間，該照明元件所給出的負(fù)載也可以足夠高以供電子變壓器進(jìn)行操作，而使得多個(gè)照明元件也可以由一個(gè)電子變壓器進(jìn)行供電，而無(wú)論該多個(gè)照明元件中的一個(gè)或多個(gè)可以處于待機(jī)模式。
[0016]在優(yōu)選實(shí)施例中，在該驅(qū)動(dòng)單元中或者在該照明元件中，該第二功率轉(zhuǎn)換器的輸入經(jīng)由開(kāi)關(guān)電路耦合至該第一功率轉(zhuǎn)換器，該開(kāi)關(guān)電路還將該第二功率轉(zhuǎn)換器的輸入耦合至在該驅(qū)動(dòng)單元或照明元件內(nèi)所提供的另外的電壓。
[0017]特別地，在有利的修改形式中，該開(kāi)關(guān)電路被配置為用于在待機(jī)模式期間向該第二功率轉(zhuǎn)換器提供總線電壓并且在工作模式期間提供該另外的電壓。
[0018]作為針對(duì)該修改形式的附加選項(xiàng)，可能提供第三功率轉(zhuǎn)換器，其輸出用于對(duì)該至少一個(gè)發(fā)光二極管進(jìn)行供電的LED電壓，該第三功率轉(zhuǎn)換器的輸入至少被耦合至總線電壓，其中該另外的電壓是該第三功率轉(zhuǎn)換器所提供的LED電壓或另一個(gè)電壓。
[0019]針對(duì)控制單元的供電并不局限于直接從總線電壓獲取功率，而且在該照明元件的工作模式期間所提供的其它電壓也可以被用于對(duì)該控制單元進(jìn)行供電。如果在工作期間期間對(duì)該控制單元進(jìn)行供電的第二功率轉(zhuǎn)換器被提供以低于總線電壓的LED電壓，則由于第二功率轉(zhuǎn)換器中所進(jìn)行的轉(zhuǎn)換所導(dǎo)致的功率損失有所減少，由此尤其減少了該照明元件內(nèi)的總體發(fā)熱。
[0020]在以上實(shí)施例的另一種修改形式中，在工作模式和待機(jī)模式期間，該開(kāi)關(guān)電路被部署為使得該第二功率轉(zhuǎn)換器的輸入在總線電壓高于預(yù)定閾值電平時(shí)被電連接至另外的電壓，并且在總線電壓低于預(yù)定閾值電平時(shí)被電連接至該第一功率轉(zhuǎn)換器的輸出。
[0021]有利地，利用總線電壓這樣的閾值，在工作模式和待機(jī)模式之間切換時(shí)可以使用簡(jiǎn)單的電路在總線電壓和LED電壓之間進(jìn)行切換，另外其中對(duì)總線電壓的控制還會(huì)導(dǎo)致對(duì)用于為該控制單元供電的電壓進(jìn)行選擇。
[0022]所要注意的是，以上所討論的兩種修改形式可以在某種程度上可以是相符的:除了變換周期(如啟動(dòng)或者工作模式和待機(jī)模式之間的變化)之外，閾值方法實(shí)際上可以被用來(lái)確保在待機(jī)模式期間的(有所減小的)總線電壓以及在工作模式期間的另外的電壓(例如，LED電壓)被用于對(duì)控制單元進(jìn)行供電。