專利名稱：Led改裝燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明領(lǐng)域并且具體地涉及被適配為用于利用交流進(jìn)行操作的LED改裝燈。
背景技術(shù)：
最近，已針對(duì)各種照明應(yīng)用利用發(fā)光二極管(LED)開發(fā)照明設(shè)備。由于用于照明應(yīng)用的LED的日益增加的使用，開發(fā)LED燈以代替普通白熾燈或熒光燈即用于改裝應(yīng)用。除了該LED燈與普通燈相比的壽命的增加以及因此更低的成本之外，LED燈典型地包括更少的危險(xiǎn)材料，因此可以更有效地執(zhí)行該燈的回收過程。對(duì)于上述改裝應(yīng)用，LED燈典型地被適配為適應(yīng)相應(yīng)的將要被改裝的燈具的燈座。此外，由于典型地由用戶執(zhí)行燈的維護(hù)，所以應(yīng)該容易地利用任意類型的適當(dāng)?shù)臒艟卟僮髟揕ED燈而無需對(duì)該燈具的精心修改。LED典型地比普通光源展示更高的發(fā)光效率并且因此對(duì)于給定的光通量從電源汲取更少電流。雖然該事實(shí)對(duì)于節(jié)能的當(dāng)前努力有利，但是當(dāng)改裝被設(shè)計(jì)為用于標(biāo)稱功率的燈具時(shí)可能出現(xiàn)困難。依賴于燈具的電路設(shè)計(jì)，不同的電流汲取可能導(dǎo)致顯著的電氣問題如當(dāng)利用該燈具操作LED燈時(shí)鎮(zhèn)流器的過熱或者不可接受地低的功率因子。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種可以節(jié)約成本地制造并且允許特別地利用普通類型的燈具來多樣化和優(yōu)化操作的利用交流操作的LED改裝燈。

發(fā)明內(nèi)容
由根據(jù)權(quán)利要求1的LED燈、根據(jù)權(quán)利要求16的照明系統(tǒng)和根據(jù)權(quán)利要求17的操作LED燈的方法解決該目的。從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。本發(fā)明的基本思想在于提供一種具有至少一個(gè)LED單元的交流的LED改裝燈，其中可以對(duì)應(yīng)于給定電氣規(guī)范(如根據(jù)應(yīng)用的功耗、電流和/或光通量)——即給定電源單元或燈具的燈鎮(zhèn)流器的規(guī)范——操作該燈。該發(fā)明性的LED燈因此允許優(yōu)化的操作而無需改變例如所述電源單元或燈具的配置。根據(jù)本發(fā)明的LED燈因此在改裝應(yīng)用即用于代替普通熒光燈或氣體放電燈的使用中特別有利，因?yàn)樵跓艟叩呐渚€中無需更改。當(dāng)與具有功率因子校正(PFC)電路的燈鎮(zhèn)流器連接使用時(shí)，該發(fā)明性的LED燈特別有利，因?yàn)閷?duì)于該應(yīng)用重要的是維持經(jīng)過該燈的平均電流處于限定范圍內(nèi)，以獲得滿意的補(bǔ)償結(jié)果并且因此高的功率因子。然而，該發(fā)明性的裝置有利地允許利用不具有PFC電路的燈鎮(zhèn)流器操作該燈，因而用戶可以在各種各樣的燈具中使用該燈而無需該電路和鎮(zhèn)流器的類型的詳細(xì)的知識(shí)。因此，僅需要一種類型的燈來改裝給定類型的燈具，這提供了簡(jiǎn)單的安裝過程和節(jié)約成本的燈。根據(jù)本發(fā)明，該LED燈被適配為利用交流操作，并且包括:至少一個(gè)LED單元；具有可控切換設(shè)備的補(bǔ)償電路，其并聯(lián)連接到該LED單元以提供交流路徑；以及控制單元，被適配為在補(bǔ)償模式中控制該切換設(shè)備，在該補(bǔ)償模式中在該交流的每個(gè)半周期中將該切換設(shè)備設(shè)置到導(dǎo)通狀態(tài)以持續(xù)分流時(shí)段的持續(xù)時(shí)間。依賴于該控制，該發(fā)明性的LED燈允許將電氣規(guī)范如LED燈和/或LED單元的電流或功耗適配為預(yù)定的補(bǔ)償值。該發(fā)明性的燈被適配為利用如由50/60HZ的市電經(jīng)由適當(dāng)?shù)碾娫磫卧鐭艟叩逆?zhèn)流器單元提供的交流進(jìn)行操作。根據(jù)本發(fā)明的LED燈包括至少一個(gè)LED單元，就本發(fā)明而言，該LED單元可以包括任意類型的固態(tài)光源如無機(jī)LED、有機(jī)LED或固態(tài)激光器(例如激光二極管)。對(duì)于通用照明應(yīng)用，LED單元可以優(yōu)選地包括至少一個(gè)高功率LED即具有大約Ilm的光通量。優(yōu)選地，該高功率LED提供大于201m最優(yōu)選地大于501m的光通量。對(duì)于改裝應(yīng)用，LED單元的總通量處于3001m-100001m的范圍中是特別優(yōu)選地，這對(duì)應(yīng)于典型的5W-80W熒光管燈。最優(yōu)選地，該LED單元的前向電壓處于50V-200V特別是70V-150V并且最優(yōu)選地95V-120V的范圍中。該LED單元當(dāng)然可以包括另外的電氣或電子組件如驅(qū)動(dòng)器單元例如以設(shè)置亮度和/或顏色、整流電路、平滑級(jí)、濾波電容器和/或放電保護(hù)二極管。例如在期望顏色控制發(fā)光的應(yīng)用(如使用RGB-LED)中或者為了進(jìn)一步增加LED燈的光通量，該LED單元可以包括多個(gè)LED。此外，該LED燈可以包括例如與所述補(bǔ)償電路并聯(lián)連接的多個(gè)LED單元。該補(bǔ)償電路可以是用于提供交流路徑(即與所述LED燈并聯(lián)的電氣連接，從而例如允許至少臨時(shí)地旁路該LED單元)的任意適當(dāng)?shù)念愋汀Ｔ撗a(bǔ)償電路包括至少一個(gè)可控切換設(shè)備，因而可以至少切換或控制該電路到導(dǎo)通狀態(tài)和非導(dǎo)通狀態(tài)。在所述導(dǎo)通狀態(tài)中，該補(bǔ)償電路提供交流路徑，因而在操作期間，至少部分地經(jīng)過該補(bǔ)償電路導(dǎo)向該LED燈的操作電流。在該非導(dǎo)通狀態(tài)中，該補(bǔ)償電路顯示高阻抗，因而基本上沒有電流通過該電路，即殘余電流應(yīng)該優(yōu)選地小于10mA。最優(yōu)選地，該補(bǔ)償電路在非導(dǎo)通狀態(tài)中開啟，因而全部電流可用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)LED單元。該切換設(shè)備可以具有將被反復(fù)控制到導(dǎo)通狀態(tài)和非導(dǎo)通狀態(tài)的任意適當(dāng)?shù)念愋?。如將在下文中討論的，可以由控制單元設(shè)置該狀態(tài)中的至少一個(gè)狀態(tài)。另外在最大電壓和電流方面以及關(guān)于切換頻率(即在交流的每個(gè)半周期中被設(shè)置到導(dǎo)通狀態(tài))，該切換設(shè)備應(yīng)適配于該應(yīng)用的電氣規(guī)范。該切換設(shè)備可以優(yōu)選地包括晶閘管、三端雙向交流開關(guān)(tiac)或任意適當(dāng)類型的晶體管(如MOSFET或雙極性晶體管)以設(shè)置補(bǔ)償電路的狀態(tài)。除了該切換設(shè)備之外，取決于應(yīng)用，該補(bǔ)償電路還可以包括另外的電氣或電子設(shè)備，如限流設(shè)備(如電阻器或無功元件)。然而，該補(bǔ)償電路的該阻抗優(yōu)選地低于LED單元的阻抗，因而在該導(dǎo)通狀態(tài)中，跨該補(bǔ)償電路以及因此該LED單元的電壓比在非導(dǎo)通狀態(tài)中更低。更優(yōu)選地，在導(dǎo)通狀態(tài)中跨該補(bǔ)償電路的電壓低2V。特別優(yōu)選地，該補(bǔ)償電路是低阻抗電路，即具有200hm的最大阻抗。根據(jù)本發(fā)明，將該補(bǔ)償電路與所述LED單元并聯(lián)連接。該LED燈當(dāng)然可以包括另外的組件，如外殼、適配于各自燈具類型的一個(gè)或多個(gè)燈座、平滑級(jí)、閃爍濾波電路和/或另外的控制電路例如以在RGB LED單元的情況中設(shè)置發(fā)光的顏色。可以直接或經(jīng)由另外的電氣組件將補(bǔ)償電路與LED單元的并聯(lián)電路配置連接到所述燈座。該LED燈優(yōu)選地包括串聯(lián)連接在該燈座與該補(bǔ)償電路和LED單元的所述并聯(lián)電路配置之間的整流電路，用于提供直流以驅(qū)動(dòng)所述LED單元?？商鎿Q地，還可能一體形成如上所討論的所述整流電路與所述LED單元。 該LED燈可以被適配為連接到PL型熒光燈具。然而，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，該LED燈至少包括第一燈頭和第二燈頭。該燈頭應(yīng)該被適配為向LED單元與補(bǔ)償電路的電氣連接提供各自的固定裝置以及因此功率。因此可以例如向燈頭提供對(duì)應(yīng)的接觸元件如雙管腳(b1-pin)底座。燈頭可以例如具有T5或T8熒光燈的電氣和/或機(jī)械屬性。該LED燈優(yōu)選地是LED管燈如線性管燈。該LED燈最優(yōu)選地是雙帽管燈例如具有被排列在外殼的相對(duì)端部的第一和第二燈頭。根據(jù)本發(fā)明的LED改裝燈，還包括被適配為在補(bǔ)償模式中控制所述切換設(shè)備的控制單元。在該模式中，在可以例如由50Hz或60Hz的燈鎮(zhèn)流器提供的所述交流的每半周期中，將所述切換設(shè)備設(shè)置到導(dǎo)通狀態(tài)持續(xù)所述分流時(shí)段的持續(xù)時(shí)間。因此反復(fù)地激活該補(bǔ)償電路，從而在操作期間該電路在交流的每個(gè)半周期中向LED單元提供交流路徑，并且因此從鎮(zhèn)流器或電源汲取限定的電流。根據(jù)本發(fā)明的控制單元可以是具有允許在如上所述的補(bǔ)償模式中控制切換設(shè)備的任意適當(dāng)?shù)念愋?。該控制單元因此可以包括例如具有適當(dāng)編程的離散的和/或集成的電氣或電子組件、微處理器和/或計(jì)算單元。優(yōu)選地，將該控制單元與該切換設(shè)備集成以提供最緊湊的設(shè)置。取決于相應(yīng)的應(yīng)用，可以應(yīng)用各種控制策略。例如，該控制單元可以被配置為將該LED單元的功耗控制到預(yù)定的補(bǔ)償值(例如基本上與將要被替換的熒光燈的光通量相對(duì)應(yīng)(+-10% )?？商鎿Q地或另外地，該控制單元可以被配置為將燈的總功耗和/或經(jīng)過該燈的電流控制為預(yù)定的補(bǔ)償值以便利用具有PFC電路的鎮(zhèn)流器進(jìn)行操作。如上所討論的，當(dāng)與電源或具有PFC電路的鎮(zhèn)流器一起使用時(shí)，本發(fā)明的LED燈特別有利，因?yàn)樵谠撉闆r中重要的是將電流維持處于限定范圍中以獲得無功功率的期望補(bǔ)償。特別是在并聯(lián)補(bǔ)償鎮(zhèn)流器的情況中，重要的是維持經(jīng)過燈的給定電流，因?yàn)榻?jīng)過并聯(lián)電容的電流通常是固定的。因此，總配置的功率因子主要依賴于經(jīng)過串聯(lián)電感和LED燈的電流。因此，特別是在該電源或鎮(zhèn)流器的情況中，該控制單元優(yōu)選地被配置為將經(jīng)過燈的電流控制為基本上對(duì)應(yīng)于(+-10% )例如將要被替換的熒光燈的電源或鎮(zhèn)流器的標(biāo)稱電流。本發(fā)明的LED燈進(jìn)一步有利地與不具有PFC電路的電源兼容，因?yàn)榉至鲿r(shí)段的控制允許彈性控制。另外，本發(fā)明的LED燈主要是電阻性負(fù)載并且有利地基本上不導(dǎo)致電源(即交流和電壓)中的相位偏移。該LED燈因此可以與各種各樣電源電路和各自的燈具一起使用，這導(dǎo)致該LED燈對(duì)于改裝應(yīng)用特別有利。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，該控制單元被配置為將該LED單元的功耗適配到預(yù)定的補(bǔ)償值。因?yàn)椋缟纤鲈趯?dǎo)通狀態(tài)期間，該補(bǔ)償電路提供交流路徑，所以相應(yīng)地降低跨LED單元的電壓。因此，控制單元可以通過該分流時(shí)段的持續(xù)時(shí)間的變化，設(shè)置LED單元的功耗，因而可以容易地將該功耗設(shè)置為預(yù)定的補(bǔ)償值。該補(bǔ)償值可以是固定設(shè)置點(diǎn)值，例如通過控制單元的設(shè)計(jì)的出廠設(shè)置?？商鎿Q地，該預(yù)定的補(bǔ)償值可以是可變的例如由安裝人員使用對(duì)應(yīng)的用戶接口設(shè)置并且存儲(chǔ)在與控制單元相連接的存儲(chǔ)器設(shè)備中。因此，安裝人員可以根據(jù)相應(yīng)的應(yīng)用容易地設(shè)置燈的功耗。當(dāng)然，術(shù)語(yǔ)預(yù)定的補(bǔ)償值可以涉及一個(gè)范圍，即最小和最大的補(bǔ)償值。在導(dǎo)通狀態(tài)中，該補(bǔ)償電路例如從電源或鎮(zhèn)流器汲取特定電流。因此，可以與LED單元和補(bǔ)償電路的并聯(lián)電路配置串聯(lián)地提供限流設(shè)備，以避免補(bǔ)償電路中的電流超過安全級(jí)別?？商鎿Q地或另外地，LED燈可以被適配為利用無功燈鎮(zhèn)流器例如典型的熒光燈具的磁鎮(zhèn)流器單元進(jìn)行操作。在這里，至少一個(gè)無功元件例如電感和/或電容被串聯(lián)連接到該燈并且因此限制經(jīng)過該燈的最大電流。因此，控制單元可以提供LED單元的功耗到預(yù)定的補(bǔ)償值的控制而無需該燈中的附加限流設(shè)備。根據(jù)本實(shí)施方式，因此能夠通過對(duì)應(yīng)的控制適配LED單元的功耗，而同時(shí)即便在所述分流時(shí)段期間也提供經(jīng)過該燈的電流路徑，從而可以根據(jù)相應(yīng)的鎮(zhèn)流器的標(biāo)稱電流(例如將要被替換的熒光燈的標(biāo)稱電流)維持經(jīng)過該燈的電流。當(dāng)然，該電源或鎮(zhèn)流器可以包括多個(gè)無功元件。例如并且在典型的并聯(lián)補(bǔ)償熒光燈的鎮(zhèn)流器中，由具有適當(dāng)電容的并聯(lián)PFC電路補(bǔ)償串聯(lián)的電感。如上所討論的，在所述補(bǔ)償模式中的控制單元被適配為在所述交流的每個(gè)半周期中將該切換設(shè)備設(shè)置到導(dǎo)通狀態(tài)持續(xù)分流時(shí)段的持續(xù)時(shí)間。特別是在無功燈鎮(zhèn)流器的情況中，該切換設(shè)備優(yōu)選地在所述交流的無功階段期間被設(shè)置到導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)結(jié)合無功鎮(zhèn)流器或電源使用該燈時(shí)，串聯(lián)無功元件導(dǎo)致供給電流到電壓的相位偏移。因此，電源提供具有有效和無功階段的功率。在本申請(qǐng)的上下中，術(shù)語(yǔ)“無功階段”涉及這樣一個(gè)間隔，其中在該間隔中向鎮(zhèn)流器提供的電壓與電流的乘積是負(fù)的，因而沒有向負(fù)載(即鎮(zhèn)流器與LED燈的設(shè)置)傳遞有效的或真實(shí)的功率。根據(jù)本實(shí)施方式，在所述交流的無功階段期間該切換設(shè)備被控制到導(dǎo)通狀態(tài)。由于在有功階段期間，有效功率從例如市電網(wǎng)被傳送到鎮(zhèn)流器，因此其有利地能夠降低鎮(zhèn)流器的功率耗散，因此本實(shí)施方式提供了該電源或鎮(zhèn)流器中的降低的熱量生成；導(dǎo)致相應(yīng)地降低損耗。根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，控制該切換設(shè)備，從而所述分流時(shí)段的分流開始時(shí)間或分流結(jié)束時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述交流的零交叉。在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語(yǔ)“分流開始時(shí)間”和“分流結(jié)束時(shí)間”分別指代該切換設(shè)備從非導(dǎo)通狀態(tài)到導(dǎo)通狀態(tài)以及從導(dǎo)通狀態(tài)到非導(dǎo)通狀態(tài)的狀態(tài)改變的時(shí)刻，即交流的半周期中的分流時(shí)段的開始和結(jié)束定時(shí)。術(shù)語(yǔ)“零交叉”指代在每個(gè)半周期中基本上沒有電流流動(dòng)即當(dāng)交流例如在交流的零交叉之前或之后的+-1ms的間隔中接近零點(diǎn)時(shí)的時(shí)刻。本實(shí)施方式特別有利，因?yàn)樵诿總€(gè)半周期中該切換設(shè)備的，至少一個(gè)狀態(tài)改變是在這樣一種時(shí)刻執(zhí)行的，其中在該時(shí)刻中電流基本為零，這導(dǎo)致切換設(shè)備的更高壽命以及LED燈的改進(jìn)的電磁兼容性。此外，本設(shè)置允許進(jìn)一步的簡(jiǎn)化并且因此更加節(jié)約成本的電路設(shè)置。例如，切換設(shè)備可以包括自鎖(self-latching)切換設(shè)備，當(dāng)電流低于限定的保持電流例如接近零時(shí)該自鎖切換設(shè)備被設(shè)置到非導(dǎo)通狀態(tài)并且因此被稱為零交叉檢測(cè)器。該自鎖切換設(shè)備可以例如包括至少一個(gè)晶閘管或三端雙向交流開關(guān)(triac)，它們?cè)诩せ顣r(shí)在當(dāng)交流接近所述零交叉時(shí)提供自制動(dòng)復(fù)位。因此，進(jìn)一步簡(jiǎn)化該電路的控制和對(duì)應(yīng)的設(shè)置。 在該燈到無功電源的連接例如在電感性燈鎮(zhèn)流器中具有串聯(lián)電感的特定情況中，優(yōu)選地控制切換設(shè)備，因而所述分流結(jié)束時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述交流的零交叉，以進(jìn)一步減小鎮(zhèn)流器中的功率耗散。然后由控制單元例如通過分流開始時(shí)間的定時(shí)的對(duì)應(yīng)的控制，控制分流時(shí)段的功耗和持續(xù)時(shí)間。因此，該功率控制又被稱為“上升沿控制”。在電容性串聯(lián)補(bǔ)償鎮(zhèn)流器(即電容性鎮(zhèn)流器)例如針對(duì)電路的電容性分支的一個(gè)燈用于一些典型的“duo”熒光燈具的情況中，優(yōu)選地控制切換設(shè)備，從而所述分流開始時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述交流的所述零交叉。因?yàn)樵谶@里串聯(lián)電容的相位偏移導(dǎo)致電流領(lǐng)先電壓，所以根據(jù)本實(shí)施方式的控制有利地減小所述電容性鎮(zhèn)流器中的功率耗散。本控制在下文又被稱為“下降沿控制”。為了設(shè)置以上討論的優(yōu)選操作方式，該控制單元可以包括對(duì)應(yīng)的開關(guān)，因而安裝人員可以將切換設(shè)備的控制模式在電感性鎮(zhèn)流器的情況中設(shè)置為上升沿控制或者在電容性鎮(zhèn)流器的情況中設(shè)置為下降沿控制?？商鎿Q地或另外，控制單元可以優(yōu)選地被適配為操作在一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)模式中，以自動(dòng)確定在下文中參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的討論中的最適當(dāng)?shù)目刂品椒ā８鶕?jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，將電壓控制單元并聯(lián)連接到該LED單元和補(bǔ)償電路，以例如依賴于經(jīng)過該LED單元的電流適配該LED單元的前向電壓。該電壓控制單元可以例如通過一部分LED的可控分流來提供LED單元的總前向電壓的降低。因此，能夠通過前向電壓的對(duì)應(yīng)的降低提供LED單元的功耗的進(jìn)一步增強(qiáng)的控制。電壓控制電路例如包括適當(dāng)?shù)拈_關(guān)以激活另外的電路，從而分流LED單元的至少一個(gè)LED，但是前提是該至少一個(gè)LED仍然與電源相連?？梢愿鶕?jù)達(dá)到的給定電流級(jí)別操作該開關(guān)?？刂茊卧梢詢?yōu)選地包括用于確定所述交流的零交叉的檢測(cè)器。本實(shí)施方式有利地提供定時(shí)并且特別地為該交流的每個(gè)半周期中的分流時(shí)段的定相/位置的更加彈性的控制。該檢測(cè)器可以是用于確定電流的零交叉的任何適當(dāng)?shù)念愋汀？刂茊卧梢岳绨ㄅc適當(dāng)?shù)碾娏鳈z測(cè)器一起的、與LED單元和補(bǔ)償電路的并聯(lián)電路配置相連接的微處理器單元?？刂茊卧缓罂梢岳绺鶕?jù)如上文所討論的分流時(shí)段的希望的持續(xù)時(shí)間和相應(yīng)的鎮(zhèn)流器類型，控制所述切換設(shè)備并且因此分流開始和/或分流結(jié)束時(shí)間。該檢測(cè)器可以例如包括用于確定經(jīng)過該燈的電流的電流測(cè)量電路，例如補(bǔ)償電路和LED單元的并聯(lián)電路?？商鎿Q地或者另外地并且特別地在上述自鎖切換設(shè)備的情況中，該控制單元優(yōu)選地包括連接到所述切換設(shè)備的閾值設(shè)備。該閾值設(shè)備可以例如包括適當(dāng)類型的DIAC、UJT(可編程單結(jié)型晶體管)或者具有適當(dāng)?shù)膮⒖茧妷旱谋容^器電路。在電壓驅(qū)動(dòng)閾值設(shè)備如DIAC的情況中，驅(qū)動(dòng)電路可以被配置為向該閾值設(shè)備提供電壓，該電壓與交流具有限定的關(guān)系。所述驅(qū)動(dòng)電流可以另外地提供延遲時(shí)段和/或包括電壓平均級(jí)。該驅(qū)動(dòng)電路可以是例如與所述閾值設(shè)備相連接的RC電路。在與所述自鎖切換設(shè)備結(jié)合地使用該閾值設(shè)備的情況中，該閾值設(shè)備可以例如用于根據(jù)與所述零交叉的預(yù)定關(guān)系，觸發(fā)所述切換設(shè)備到導(dǎo)通狀態(tài)。然后在下一個(gè)零交叉時(shí)復(fù)位該自鎖切換設(shè)備，并且在交流的接下來的半周期中重復(fù)該過程。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，該控制單元被適配為控制所述分流時(shí)段的分流開始時(shí)間，因而在所述交流的零交叉之后的第一延遲時(shí)段之后將該切換設(shè)備設(shè)置到導(dǎo)通狀態(tài)。
該實(shí)施方式允許容易地關(guān)于交流的零交叉設(shè)置分流開始時(shí)間，這允許分流時(shí)段并且因此LED單元的功耗的彈性控制。在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，該控制單元還被適配為控制該分流時(shí)段的分流結(jié)束時(shí)間，因而在所述分流時(shí)段的分流開始時(shí)間之后的第二延遲時(shí)段之后將該切換設(shè)備設(shè)置到非導(dǎo)通狀態(tài)。本實(shí)施方式展示了分流時(shí)段并且因此燈和/或LED單元的功耗/電流的最彈性的控制的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)仍然提供相當(dāng)簡(jiǎn)單的設(shè)置。例如能夠控制該分流時(shí)段，從而所述分流開始時(shí)間和所述分流結(jié)束時(shí)間不對(duì)應(yīng)于交流電壓的零交叉，在下文被稱為“雙沿控制”?？刂茊卧梢岳绨ㄖ辽僖粋€(gè)電子定時(shí)器以在第一延遲時(shí)段和/或第二延遲時(shí)段到期之后提供各自的控制信號(hào)。當(dāng)然，可以與微處理器一體地提供該定時(shí)器?？商鎿Q地或另外，可以使用RC電路來提供所述第一延遲時(shí)段和/或第二延遲時(shí)段。該第一延遲時(shí)段和/或第二延遲時(shí)段可以是固定的或者例如出廠設(shè)置的?？商鎿Q地，可以由安裝人員使用上述討論的所用的接口來設(shè)置該延遲時(shí)段。為了進(jìn)一步增強(qiáng)本發(fā)明的LED燈的操作，控制單元可以優(yōu)選地包括反饋電路，又被稱為“反饋單元”，以測(cè)量所述LED燈的電流和/或電壓。該反饋電路可以是任意適當(dāng)?shù)念愋鸵詼y(cè)量LED燈的電流和/或電壓并且因此例如功耗，因而在操作期間，LED燈和/或LED單元的功耗可以根據(jù)實(shí)際消耗的測(cè)量即在閉環(huán)操作中被適配為補(bǔ)償值。該實(shí)施方式是特別有利的，因?yàn)殡娮咏M件的電氣特征可能隨著溫度或由于老化而改變?？梢岳缣峁┰摲答侂娐芬詼y(cè)量LED單元與補(bǔ)償單元的并聯(lián)電路配置的電流和/或電壓?？商鎿Q地或另外，可以提供該反饋電路以測(cè)量LED單元和/或補(bǔ)償電路的電流和/或電壓。測(cè)量的電流和/或電壓可以例如根據(jù)上文討論的控制模式和定時(shí)程序，用于設(shè)置分流時(shí)段的持續(xù)時(shí)間。具體地，控制單元可以包括PI控制器或PID控制器，以允許功率的可靠并且迅速的控制以滿足預(yù)定的補(bǔ)償值。優(yōu)選地，將反饋電路耦合到所述控制單元，以根據(jù)所述測(cè)量的電流和/或電壓設(shè)置所述第一延遲時(shí)段和/或第二延遲時(shí)段。根據(jù)本發(fā)明的研究，控制單元進(jìn)一步被適配為操作在第一檢測(cè)模式中，其中在第一檢測(cè)模式中利用定時(shí)控制參數(shù)的第一集合操作切換設(shè)備，因而所述分流時(shí)段的分流結(jié)束時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述交流的零交叉。然后確定所述LED燈的電流。在該測(cè)量之后，用定時(shí)控制參數(shù)的第二集合操作切換設(shè)備，因而所述分流結(jié)束時(shí)間不對(duì)應(yīng)于所述交流的零交叉。再次確定所述LED燈的電流，并且在根據(jù)所述第一集合的所確定的電流小于根據(jù)所述第二集合的所述確定的電流的情況中，利用定時(shí)控制參數(shù)的所述第一集合操作切換設(shè)備。在以上第一檢測(cè)模式中的操作允許最有效地操作LED燈，這特別地在如前文所述的，結(jié)合無功鎮(zhèn)流器單元來使用該燈的情況中。如上文所討論的，優(yōu)選地當(dāng)使用具有上升沿控制的電感性鎮(zhèn)流器時(shí)操作該切換設(shè)備，其中該分流結(jié)束時(shí)間被設(shè)置為對(duì)應(yīng)于電流的零交叉。在例如使用下降沿控制來驅(qū)動(dòng)電感性鎮(zhèn)流器的情況中，可能導(dǎo)致相對(duì)高的鎮(zhèn)流器損耗，這可能導(dǎo)致溫度問題。由于哪種類型的燈鎮(zhèn)流器存在于將要改裝的燈具中通常對(duì)安裝人員不顯而易見，所以本實(shí)施方式有利地允許確定具體類型的鎮(zhèn)流器以允許最適當(dāng)?shù)目刂品椒ā？梢栽贚ED燈連接到電源時(shí)自動(dòng)開始第一檢測(cè)模式?？商鎿Q地或另外，可以由安裝人員例如使用已經(jīng)討論的用戶接口開始該第一檢測(cè)模式。
一旦開始第一檢測(cè)模式，控制設(shè)備利用定時(shí)控制參數(shù)的第一集合操作切換設(shè)備，因而所述分流結(jié)束時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述交流的零交叉，即上升沿控制方法。可以根據(jù)應(yīng)用選擇分流時(shí)段的持續(xù)時(shí)間，即分流開始時(shí)間。例如，可能從適用于將燈的功耗適配為適用于大部分應(yīng)用的補(bǔ)償值的默認(rèn)持續(xù)時(shí)間開始。優(yōu)選地，針對(duì)該交流的多個(gè)半周期即穩(wěn)定性時(shí)段，利用定時(shí)控制參數(shù)的所述第一集合操作切換設(shè)備，因而燈功率并且因此電流達(dá)到穩(wěn)定級(jí)別。然后LED燈的電流被確定并且例如被存儲(chǔ)在控制單元的適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)器中，諸如微控制器的存儲(chǔ)器中?？梢杂扇缟衔乃懻摰乃龇答侂娐反_定該電流，其中可以提供該反饋電路以測(cè)量LED單元與補(bǔ)償單元的并聯(lián)電路配置的電流和/或電壓?？商鎿Q地或另外，可以提供該反饋電路以測(cè)量LED單元和/或所述補(bǔ)償電路的電流。接下來，利用與定時(shí)控制參數(shù)的所述第一集合不同的具有分流結(jié)束時(shí)間的定時(shí)控制參數(shù)的第二集合操作切換設(shè)備。定時(shí)控制參數(shù)的第二集合可以對(duì)應(yīng)于所述下降沿控制，因而將所述分流開始時(shí)間設(shè)置為對(duì)應(yīng)于電流的零交叉。然而，優(yōu)選地根據(jù)定時(shí)控制參數(shù)的第二集合，該分流時(shí)段將針對(duì)根據(jù)定時(shí)控制參數(shù)的第一集合的分流時(shí)段被偏移預(yù)定的檢測(cè)偏移量。更優(yōu)選地，針對(duì)50Hz到60Hz的市電頻率，該檢測(cè)偏移量處于Ims到3ms的范圍中并且特別優(yōu)選地為2ms。特別優(yōu)選地，控制參數(shù)的所述第二集合的分流時(shí)段的持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述第一集合的持續(xù)時(shí)間。然后，優(yōu)選地在所述穩(wěn)定化時(shí)段之后，再次確定所述LED燈的電流。例如由所述微控制器比較至少兩個(gè)所確定的電流。在燈的功耗并且因此根據(jù)所述第一集合的電流(因?yàn)樵撾妷菏呛愣ǖ?低于根據(jù)所述第二集合的電流的情況中，確定為電感性鎮(zhèn)流器。因此，利用下降沿控制來操作該切換設(shè)備，以提供降低的鎮(zhèn)流器損失。第一檢測(cè)模式然后結(jié)束并且可以優(yōu)選地在所述補(bǔ)償模式中利用如上文討論的所確定的控制參數(shù)操作該燈。在上述比較導(dǎo)致控制參數(shù)的所述第二集合的降低的功耗的情況中，最優(yōu)選地根據(jù)所述下降沿控制操作切換設(shè)備，即從而所述分流開始時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述交流的零交叉。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，提供附加的可控負(fù)載開關(guān)，該開關(guān)與所述LED單元串聯(lián)布置以至少臨時(shí)地從電源斷開所述LED單元。該負(fù)載開關(guān)可以是任意適當(dāng)?shù)念愋停岳绫豢刂茊卧ㄟ^對(duì)應(yīng)的控制連接至少控制為導(dǎo)通狀態(tài)和非導(dǎo)通狀態(tài)。該負(fù)載開關(guān)可以例如包括一個(gè)或多個(gè)晶體管，諸如雙極晶體管或M0SFET。負(fù)載開關(guān)提供對(duì)空閑狀態(tài)中的燈的操作，而無需將LED單元連接到電源，即無須提供所述交流。該負(fù)載開關(guān)在下文所述的第二檢測(cè)模式中特別有用。如上文所討論的，負(fù)載開關(guān)被布置為控制所述LED單元與電源的連接。因此，該負(fù)載開關(guān)可以在一個(gè)示例中被配置為與所述補(bǔ)償電路并聯(lián)，優(yōu)選地與所述LED單元一體。為了提供上述在空閑狀態(tài)中的操作，所述補(bǔ)償電路的切換設(shè)備在該情況中應(yīng)該被設(shè)置為非導(dǎo)通。可替換地，可以提供負(fù)載開關(guān)以控制LED單元和補(bǔ)償單元的整個(gè)并聯(lián)配置與電源的連接。根據(jù)上文，負(fù)載開關(guān)允許在空閑狀態(tài)中操作該燈。該操作可能對(duì)于第二檢測(cè)模式中的操作特別有利。根據(jù)本發(fā)明的研究，該控制單元被適配為在第二檢測(cè)模式操作中，在該第二檢測(cè)模式中，控制該負(fù)載開關(guān)從電源斷開LED單元。然后確定在所述LED燈的電壓并且將該電壓與電源閾值比較。在所確定的電壓對(duì)應(yīng)于所述閾值即等于或高于所述閾值的情況中，利用定時(shí)控制參數(shù)的第三集合操作切換設(shè)備。否則，即當(dāng)所確定的電壓低于所述閾值時(shí)，利用定時(shí)控制參數(shù)的第四集合操作切換設(shè)備，其中在所述交流的每個(gè)半周期中，根據(jù)定時(shí)控制參數(shù)的所述第三集合的分流時(shí)段基本上與根據(jù)定時(shí)控制參數(shù)的所述第四集合的分流時(shí)段不重疊。本實(shí)施方式因此依賴于出現(xiàn)在沒有負(fù)載的燈(即處于所述空閑模式)上的電壓，根據(jù)參數(shù)的第三集合和第四集合提供所述切換設(shè)備的操作。當(dāng)然，應(yīng)該優(yōu)選地在根據(jù)定時(shí)控制參數(shù)的所述第三集合和第四集合的操作之前關(guān)閉負(fù)載開關(guān)，以使LED單元可操作。雖然在前文中所述的上述第一檢測(cè)模式中的操作可用于確定燈是否被連接到50Hz市電網(wǎng)系統(tǒng)中的電感性或電容性鎮(zhèn)流器，但是當(dāng)與典型地用于60Hz市電網(wǎng)系統(tǒng)中的所謂的“雙燈快速啟動(dòng)鎮(zhèn)流器”一起使用時(shí)，在所述第二檢測(cè)模式中的操作特別有利。與上文討論的鎮(zhèn)流器類型相反，在這里將兩個(gè)燈彼此并且與自動(dòng)變壓器串聯(lián)連接。該鎮(zhèn)流器進(jìn)一步典型地包括與該燈和輔助陰極加熱器電路之一并聯(lián)連接的啟動(dòng)器電容器，其中提供該啟動(dòng)器電容器以點(diǎn)亮連接的熒光燈。當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的具有快速啟動(dòng)型鎮(zhèn)流器的兩個(gè)燈時(shí)，根據(jù)所述第三和第三定時(shí)控制參數(shù)的操作允許增強(qiáng)的操作，因?yàn)閮蓚€(gè)燈的分流時(shí)段基本上不重疊。由于所述快速啟動(dòng)型鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)，在兩個(gè)燈的切換設(shè)備將被同時(shí)設(shè)置到導(dǎo)通狀態(tài)的情況中，由于過度電流流動(dòng)可能發(fā)生不想要的損耗。因此，當(dāng)使用具有雙燈快速啟動(dòng)型鎮(zhèn)流器的本發(fā)明的燈時(shí)，可以增強(qiáng)總設(shè)置的功率因子。在本發(fā)明的上下中，因此將“不重疊”理解為當(dāng)同時(shí)操作兩個(gè)燈時(shí)，在交流的每個(gè)半周期中，第一個(gè)燈的分流時(shí)段的定位與第二個(gè)燈的分流時(shí)段的定位不同，從而所述兩個(gè)燈的切換設(shè)備不會(huì)被同時(shí)設(shè)置到導(dǎo)通狀態(tài)。然而，可能并且包括根據(jù)本解釋的小的重疊(+/-2ms)是的，因?yàn)楸绢愋偷逆?zhèn)流器中的自動(dòng)變壓器即使在該重疊的情況中也延遲過多的電流流動(dòng)。根據(jù)本實(shí)施方式，為了提供利用所述第三參數(shù)操作所述快速啟動(dòng)型鎮(zhèn)流器中的一個(gè)燈并且利用所述第四參數(shù)操作相應(yīng)的另一個(gè)燈，則確定處于空閑狀態(tài)中的燈的電壓。因?yàn)槿缟纤?，典型地雙燈快速啟動(dòng)鎮(zhèn)流器包括與其中一個(gè)燈并聯(lián)的啟動(dòng)器電容器，比所述閾值電壓更高的對(duì)應(yīng)的電壓將出現(xiàn)在其中一個(gè)處于空閑狀態(tài)中的燈上，而所述電壓不出現(xiàn)在相應(yīng)的另一個(gè)燈上。因此，本實(shí)施方式允許依賴于所述空閑狀態(tài)中的電壓，根據(jù)參數(shù)的所述第三集合設(shè)置其中一個(gè)燈并且根據(jù)參數(shù)的第四集合設(shè)置相應(yīng)的另一個(gè)燈。因此可以有利地避免同時(shí)分流。只要分流時(shí)段基本上不重疊，就可以選擇根據(jù)應(yīng)用選擇根據(jù)定時(shí)控制參數(shù)的第三集合和第四集合的分流時(shí)段和持續(xù)時(shí)間。例如，根據(jù)所述第三集合的切換設(shè)備的操作可以對(duì)應(yīng)于下降沿控制，即所述分流時(shí)段的分流開始時(shí)間對(duì)應(yīng)于交流的零交叉。為了提供不重疊，可以進(jìn)一步配置該控制單元，使得根據(jù)參數(shù)的所述第四集合的切換設(shè)備的操作對(duì)應(yīng)于上升沿控制，即分流結(jié)束時(shí)間對(duì)應(yīng)于零交叉。然而，根據(jù)參數(shù)的所述第四集合，所述切換設(shè)備的操作優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于雙沿控制，以提供甚至進(jìn)一步增加的功率因子。最優(yōu)選地，選擇所述第三和第四集合的定時(shí)控制參數(shù)，使得分流時(shí)段是連續(xù)的，即根據(jù)其中一個(gè)控制參數(shù)集合的操作的分流結(jié)束時(shí)間對(duì)應(yīng)于(+-4ms)根據(jù)相應(yīng)的另一個(gè)控制參數(shù)集合的操作的分流開始時(shí)間。應(yīng)該根據(jù)應(yīng)用并且優(yōu)選地依賴于分別使用的快速啟動(dòng)型鎮(zhèn)流器的啟動(dòng)電容器上的電壓來選擇根據(jù)本實(shí)施方式的電壓閾值。優(yōu)選地，該電壓閾值基本上對(duì)應(yīng)于175V(+-10% )，其提供典型的快速啟動(dòng)鎮(zhèn)流器中的上文討論的操作。最優(yōu)選地，該電壓閾值是一個(gè)排除范圍，從而提供增加的穩(wěn)定性?？梢岳缭谒_定的電壓高于190V的情況中利用所述第三集合，以及當(dāng)該電壓低于160V時(shí)根據(jù)所述第四集合操作該切換設(shè)備。雖然在所述控制單元被適配為用于分別根據(jù)第一或第二檢測(cè)模式進(jìn)行操作的實(shí)施方式中，當(dāng)然可以操作本發(fā)明的燈，但是優(yōu)選地該燈允許根據(jù)所述第一和第二檢測(cè)模式兩者進(jìn)行操作。在這里，安裝人員可以使用上述的用戶接口，設(shè)置相應(yīng)的檢測(cè)模式?？商鎿Q地或另外并且鑒于以上類型的雙燈快速啟動(dòng)鎮(zhèn)流器典型地用于60Hz電網(wǎng)而在50Hz電網(wǎng)中使用電感性/電容性類型，所以控制單元可以進(jìn)一步優(yōu)選地包括頻率檢測(cè)器，使得該控制單元在確定50Hz (+-4Hz)交流的情況中根據(jù)所述第一檢測(cè)模式操作，并且在確定60Hz (+-4Hz)交流的情況中根據(jù)所述第二檢測(cè)模式操作。


本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從優(yōu)選實(shí)施方式的描述變得顯而易見，其中:圖1在示意性側(cè)視圖中顯示了根據(jù)本發(fā)明的LED改裝燈的一個(gè)實(shí)施方式，圖2a顯示了用于與本發(fā)明的LED燈一起使用的一個(gè)示例性燈具的示意性電路圖，圖2b顯示了用于與本發(fā)明的LED燈一起使用的第二示例性燈具的示意性電路圖，圖3顯示了利用根據(jù)圖1的實(shí)施方式的連接的LED燈的圖2的示意性電路圖，圖4示出了用于根據(jù)第一實(shí)施方式的LED改裝燈的電燈電路的示意圖，圖5a顯示了在電感性鎮(zhèn)流器中的電流和電壓的定相的定時(shí)圖，圖5b顯示了根據(jù)圖4的實(shí)施方式的操作的定時(shí)圖，圖6顯示了根據(jù)第二實(shí)施方式的電燈電路的示意圖，圖7顯示了圖6的實(shí)施方式的定時(shí)圖，圖8a顯示了根據(jù)第三實(shí)施方式的電燈電路的示意圖，圖8b顯示了根據(jù)第四實(shí)施方式的電燈電路的示意圖，圖9顯示了根據(jù)第五實(shí)施方式的電燈電路的示意圖，圖10顯示了根據(jù)第六實(shí)施方式的電燈電路的示意圖，圖11顯示了根據(jù)圖10的實(shí)施方式的LED燈的操作的進(jìn)一步的定時(shí)圖，圖12顯示了根據(jù)第七實(shí)施方式的電燈電路的示意圖，圖13顯示了在電容性鎮(zhèn)流器中的電流和電壓的定相的進(jìn)一步的定時(shí)圖，圖14顯示了根據(jù)圖12的實(shí)施方式的操作的流程圖，圖15顯示了根據(jù)第八實(shí)施方式的電燈電路的示意圖，圖16顯示了用于與本發(fā)明的LED燈一起使用的第三示例性燈具的示意性電路圖，圖17顯示了根據(jù)圖15的實(shí)施方式的兩個(gè)LED燈的操作的進(jìn)一步定時(shí)圖，以及
圖18顯示了根據(jù)圖15的實(shí)施方式的操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1在示意性側(cè)視圖中顯示了根據(jù)本發(fā)明的LED改裝燈I的一個(gè)實(shí)施方式。LED燈I包括沿縱向燈軸3延伸的管狀外殼2。外殼2由透明塑料材料例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制造。在燈I的每個(gè)縱向末端提供具有對(duì)應(yīng)的接觸管腳6的燈頭5，以便連接到典型的燈具(lamp fixture)(如圖2a和2b的示意圖中所示的突光燈具20、20’)。除了電氣連接之外，燈頭5還在相應(yīng)的燈具20、20’中提供燈I的機(jī)械固定和支撐。該LED燈因此是適配于連接到熒光線性管狀燈的燈具20、20’的改裝燈。在本情況中，LED燈I是典型的TL-D36W熒光燈即具有近似120cm的長(zhǎng)度的T8-管的替代。LED改裝燈I的接觸管腳6與電燈電路4連接，如下文中詳細(xì)解釋的。圖2a顯示了熒光燈具20的典型實(shí)施方式的示意性電路圖。燈具20包括用于連接到市電源22如110/220V AC電源線的端子21。為了燈(如LED燈I)的連接，提供兩個(gè)燈座27，根據(jù)本示例該兩個(gè)燈座是G13型。燈座27并且因此已安裝的燈I通過燈鎮(zhèn)流器26與市電源22相連接。燈鎮(zhèn)流器26包括串聯(lián)電感15例如適當(dāng)?shù)木€圈，其通常在熒光燈被安裝在燈具20的情況中，因?yàn)闊晒鉄舻呢?fù)阻抗行為而限流。燈鎮(zhèn)流器26在下文中又被稱為“無功鎮(zhèn)流器”。如圖5a中可見的，當(dāng)利用交流操作時(shí)串聯(lián)的電感25導(dǎo)致相位偏移，所以將功率因子校正(PFC)電路28與串聯(lián)的電感和燈I的配置并聯(lián)連接，即鎮(zhèn)流器20因此被稱為并聯(lián)補(bǔ)償?shù)摹半姼行曰虼判枣?zhèn)流器”。PFC電路28包括適當(dāng)?shù)碾娙萜?3因而可以校正相位偏移即以獲得足夠高的功率因子。如圖2a中可見的，典型的熒光燈鎮(zhèn)流器26提供提供有并聯(lián)的PFC電路28。因此，為了提供高功率因子，經(jīng)過串聯(lián)電感25并且因此燈I的電流需要與PFC電路28的設(shè)計(jì)即鎮(zhèn)流器2并且因此燈具20的標(biāo)稱負(fù)載匹配。鎮(zhèn)流器26進(jìn)一步包括用于啟動(dòng)依附到燈具20的熒光燈的輔助電路24。當(dāng)與本發(fā)明的LED燈I 一起使用燈具20時(shí)，該輔助電路是非必要的并且可以不變，因?yàn)殡娐?4不阻礙LED燈I的操作。在圖2b中在示意圖中顯示了典型的熒光燈具20’的第二實(shí)施方式。燈具20’被適配為保持兩個(gè)燈I并且因此裝配第一燈座對(duì)27和第二對(duì)應(yīng)燈座對(duì)27’。第一燈座對(duì)27通過如上文所討論的串聯(lián)電感25與電源相連接。第二燈座對(duì)27’利用另一個(gè)電感25’和串聯(lián)的電容器23’與電源串聯(lián)相連接。根據(jù)本示例，電容器23’被選擇為具有足夠高的電容，因而補(bǔ)償兩個(gè)電感25、25’的電感性功率。因此，利用該電路設(shè)計(jì)可以省略如圖2a中所示的專用PFC電路28。無功鎮(zhèn)流器26’因此包括電感性分支即電感25和燈座27的電路以及電容性分支即電容器23’、電感25’和燈座27’的電路。雖然在電感性分支中，定相對(duì)應(yīng)于圖5a，即電流51滯后于電壓52，但是在電容性分支中，定相對(duì)應(yīng)于圖13，即在這里電流51超前于電壓52。因此，向連接到燈座27的燈I提供電感性鎮(zhèn)流器，而向連接到燈座27’的另一燈I提供電容性鎮(zhèn)流器，因而只要兩個(gè)燈I中的電流并且因此功耗基本上彼此對(duì)應(yīng)，經(jīng)過兩個(gè)燈I的電流就彼此補(bǔ)償。為了清楚起見，在圖2b中省略了被連接到燈座27和27’的用于啟動(dòng)熒光燈的輔助電路24。圖3顯示了利用根據(jù)圖1的連接的LED燈I的根據(jù)圖2a的燈具20。為了不模糊本解釋的主要方面，在圖3的示意圖中去除了全部純機(jī)械組件，如LED燈I的外殼2或燈具20的燈座27。如該圖可見的，LED燈I的燈電路4通過串聯(lián)電感25連接到市電源22。如上所述，在本實(shí)施方式中未使用輔助電路24。LED燈I的電路4包括整流器8，整流器8將圖5a中所示的輸入交流51轉(zhuǎn)換成如圖5b的上部所示的恒定極性的輸出電流53。將整流器的輸出連接到LED單元7，LED單元7在本實(shí)施方式中包括多個(gè)串聯(lián)連接的高(或中等)功率LED。將LED單元7并聯(lián)連接到具有可控切換設(shè)備9的補(bǔ)償電路。由控制單元10驅(qū)動(dòng)可控切換設(shè)備9，以在施加于燈I的交流51的每個(gè)半周期中，臨時(shí)地短路LED單元7持續(xù)分流時(shí)段57的持續(xù)時(shí)間。燈電路4因此允許與LED的前向電壓電平無關(guān)地適配LED單元7的功耗。因此，當(dāng)與圖2a中所示的并聯(lián)補(bǔ)償無功鎮(zhèn)流器26結(jié)合運(yùn)用時(shí)，燈I特別有利，因?yàn)樵谶@里重要的是經(jīng)過燈I的電流滿足燈具20的標(biāo)稱負(fù)載以實(shí)現(xiàn)高功率因子。然而，由于燈I自身不導(dǎo)致任何實(shí)質(zhì)的相位偏移，所以可以與非補(bǔ)償?shù)拇判枣?zhèn)流器(未顯示)一起利用燈1，因?yàn)椴辉黾訜o功功率。LED燈I因此高度多樣化。在圖4中在示意圖中顯示了燈電路4的詳細(xì)的實(shí)施方式。經(jīng)由對(duì)應(yīng)的端子40將電流4與燈I的燈座27 (圖4中未顯示)接通。將該端子連接到整流器8，根據(jù)本實(shí)施方式的整流器8是包括4個(gè)二極管41的全波橋型整流器。電容器43被配置為降低電磁干擾。在圖5a的定時(shí)圖中，顯示了當(dāng)在例如燈具20中操作燈I時(shí)向電路4施加輸入電流51，連同用于電流51的全周期的端子21處的燈具20的線電壓52。在圖5b的上部分顯示了整流器8的輸出電流53。將整流器8的輸出連接到切換設(shè)備9、控制單元10和LED單元7的并聯(lián)電路。如圖所示，LED單元7包括多個(gè)高功率LED 44。LED 44的總前向電壓是100V并且因此近似地匹配典型的熒光燈的操作電壓。此外，LED單元7包括并聯(lián)連接的平滑(smoothing)電容器45和二極管46，以當(dāng)切換設(shè)備9短路LED單元7時(shí)避免電容器45的放電。根據(jù)本實(shí)施方式，由晶閘管47即自鎖設(shè)備形成切換設(shè)備9，該晶閘管47的柵極端子連接到控制單元10的DIAC 48。DIAC 48作為閾值設(shè)備以提供關(guān)于電流51的零交叉55的分流時(shí)段57的開始的限定的定時(shí)。控制單元進(jìn)一步包括定時(shí)電容器49和對(duì)應(yīng)的電阻器50。電容器49和電阻器50形成RC電路以向DIAC 48提供定時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，因而DIAC 48、電容器49和電阻器50的配置形成“定時(shí)電路”。如下面所討論的，驅(qū)動(dòng)信號(hào)跟隨電流51，但是由于RC電路的特征而在每個(gè)零交叉55之后提供給定的延遲時(shí)段，直到達(dá)到DIAC 48的閾值電壓為止。下文中參考圖5a和5b解釋在使用期間燈電路4的操作。如已經(jīng)討論的，圖5a和5b顯示了輸入交流51和在整流器8的輸出處的輸出電流53的定時(shí)圖。由于串聯(lián)電感25的無功功率，線電壓52關(guān)于輸入電流51相位偏移。輸入電流51因此提供無功階段54，如圖5a中所指示的。在無功階段54期間，沒有有效功率從電源22傳遞到串聯(lián)連接的電感25和燈I。從該電流的零交叉55的時(shí)刻開始一或者參考圖5b中所示的輸出電流53“零點(diǎn)”一通過電阻器50對(duì)定時(shí)電容器49充電。由于在該階段期間的電壓粗略地恒定處于LED 44的前向電壓的電平，所以電容器49的充電近似線性斜坡，直到到達(dá)DIAC 48的閾值電壓為止。當(dāng)該電壓到達(dá)DIAC 48的閾值電壓時(shí)，電流流動(dòng)進(jìn)入晶閘管47的柵極端子、從而控制晶閘管47到導(dǎo)通狀態(tài)。LED單元7因此被短路。由于晶閘管47的特征，設(shè)備在交流的下一個(gè)零交叉55時(shí)復(fù)位其自身。在圖5b的下部分中顯示晶閘管47的狀態(tài)和分流時(shí)段57的相應(yīng)定時(shí)即分流開始時(shí)間和分流結(jié)束時(shí)間，其中“0”表示晶閘管47的非導(dǎo)通狀態(tài)并且“I”表示晶閘管47的導(dǎo)通狀態(tài)。如從圖5a和5b變得顯而易見的，晶閘管47的使用DIAC 48和RC電路的控制提供在電流51的每個(gè)零交叉之后的延遲時(shí)段。根據(jù)本示例，將分流時(shí)段57設(shè)置為與無功階段54相對(duì)應(yīng)。因此，在導(dǎo)通狀態(tài)期間，鎮(zhèn)流器26、26’中的功率耗散基本上不增加。然而，在分流時(shí)段57期間將LED單元7短路，因而沒有電壓被施加到LED單元7。因?yàn)榻?jīng)過燈I的電流51受到串聯(lián)電感25、25’限制，所以LED單元7的功耗被降低。當(dāng)使用如上所述的普通類型的高功率LED 44時(shí)，這特別有利。當(dāng)使用具有近似100V的前向電壓的高功率LED 44的所示串聯(lián)連接以滿足將要被替換的熒光燈的電壓時(shí)，由LED 44汲取的結(jié)果電流顯著高于典型的熒光燈的電流并且因此典型的鎮(zhèn)流器26、26’的標(biāo)稱電流，以提供足夠高的功率因子。因此，本實(shí)施方式允許將LED燈I的功耗設(shè)置到希望的級(jí)別。圖6在示意圖中顯示了 LED燈I的燈電路4’的第二實(shí)施方式。本實(shí)施方式基本上對(duì)應(yīng)于圖4的實(shí)施方式，例外在于控制單元10’包括反饋電路60。雖然在圖4的實(shí)施方式中，由DIAC 48、電阻50和定時(shí)電容器49的配置確定在零交叉55之后直到晶閘管47被設(shè)置到導(dǎo)通狀態(tài)為止的延遲，但是反饋電路60允許根據(jù)LED 44的實(shí)際功耗來適配該延遲并且因此分流時(shí)段57的持續(xù)時(shí)間。因此，可以補(bǔ)償由于老化和溫度而導(dǎo)致的LED 44的功耗的變化。反饋電路60被連接到LED單元7’的電流傳感電阻器61，以確定與經(jīng)過LED 44的當(dāng)前電流相對(duì)應(yīng)的電壓。因此將獲得的電壓與例如來自適當(dāng)?shù)碾妷涸吹膮⒖茧妷?2相比較，以確定假定LED 44的恒定電壓時(shí)的功耗的變化。反饋電路60進(jìn)一步被連接到DIAC 48的輸入。依賴于所確定的變化，反饋電路60 “分流”或汲取來自定時(shí)電容器59的對(duì)應(yīng)的電流，以適配延遲時(shí)間并且因此分流時(shí)段57的持續(xù)時(shí)間，如根據(jù)圖7的定時(shí)圖的下部分中所示的。圖8a在示意圖中顯示了燈電路4”的第三實(shí)施方式。圖8的實(shí)施方式基本上對(duì)應(yīng)于圖6的實(shí)施方式，例外在于反饋電路60’和對(duì)應(yīng)的低電壓源電路62’。低電壓源電路62’包括電阻器81和兩個(gè)齊納二極管82的配置。經(jīng)由二極管83向外耦合用于反饋電路60’的低電壓源并且提供具有操作功率的OP-amp 84。另外，從分流電壓參考85例如TL 341、電阻器93和電阻器86、87的用于形成分壓器的配置生成電壓參考信號(hào)。提供電容器94作為能量緩沖器以平滑掉低電壓源中的波紋。OP-amp 84與電容器88相連接，以形成用于反饋控制的誤差積分器。0P_amp 84的輸出驅(qū)動(dòng)晶體管89，晶體管89從定時(shí)電容器49汲取對(duì)應(yīng)的電流。二極管95禁止電流從晶體管89流向定時(shí)電容器49。電阻器96確保電容器49不直接被分流。電阻器61被用作如上所述的電流傳感電阻器。電容器90、91和電阻器92的電路形成低通濾波器，以提取跨電阻器61的電壓的DC分量。然后將DC電壓與在OP-amp 84的正輸入處的參考電壓比較。然后由電容器88和OP-amp 84對(duì)誤差進(jìn)行積分以形成用于晶體管89的控制信號(hào)。圖Sb顯示了 LED燈I的電路4”’的第四實(shí)施方式。圖8b的實(shí)施方式基本上對(duì)應(yīng)于圖8a的實(shí)施方式，例外在于簡(jiǎn)化的反饋電路60”，其有利地進(jìn)一步降低LED燈I的總成本。與圖8不同，在圖9的實(shí)施方式中不使用運(yùn)算放大器來控制晶體管89。相反，跨分流電壓參考85放置積分電容器97。根據(jù)本實(shí)施方式由分流電壓參考85和電容器97提供誤差積分器和電壓參考這兩個(gè)功能，這進(jìn)一步簡(jiǎn)化設(shè)置。圖9顯示了 LED燈I的電路4””的第五實(shí)施方式.圖9的實(shí)施方式基本上對(duì)應(yīng)于圖4的實(shí)施方式，例外在于LED單元7”和附加的濾波器電路98和電壓控制電路99。濾波器電路98穩(wěn)定化LED單元7”的電流，以避免LED 44的可見的閃爍。因此電容器45的電容可以被選擇為相對(duì)小。電容器45降低向LED單元7”提供的電壓的“波紋”。由達(dá)林頓晶體管131、電阻器133、134和電容器132形成第二濾波器級(jí)。電阻器133和電容器132形成RC高通濾波器，其被設(shè)計(jì)成具有相對(duì)小的電容和高阻抗，因此允許小的并且廉價(jià)的組件的使用。由晶體管131將該濾波器級(jí)的低波紋輸出電壓放大到全LED電流級(jí)別。電阻器134的規(guī)格設(shè)置RC濾波器輸出上的最大負(fù)載。在輸入電壓下降的階段中，電阻器133和電容器132的輸出導(dǎo)致放大晶體管131不再操作。電流從電容器132經(jīng)過電阻器134和晶體管131流向LED 44。這將電容器132的電壓降低到這樣一種值，其中該值使得該階段被最小化并且大部分時(shí)間保持晶體管131處于操作電壓范圍內(nèi)。附加的齊納二極管130在啟動(dòng)期間防止電容器45上的高電壓電平。由于在啟動(dòng)之后在第一周期中不再充電電容器132，所以晶體管131不導(dǎo)通并且沒有電流流向LED 44，因此用全市電壓充電電容器45。此時(shí)，二極管130提供第二電流路徑并且只要在電壓一達(dá)到二極管130的齊納電壓，就立刻允許電流流動(dòng)。在正常操作期間，跨二極管130的最大電壓大約為電容器45上的波紋電壓并且因此被設(shè)置到非導(dǎo)通狀態(tài)。電壓控制電路99允許一部分LED 44通過晶體管110的可控的分流，降低LED單元7”的總前向電壓。因此能夠通過前向電壓的相應(yīng)的降低，提供LED單元7”的功耗的進(jìn)一步增強(qiáng)的控制。由經(jīng)過LED 44的電流控制晶體管110。如果經(jīng)過LED 44的電流增加到由電阻器111限定的閾值之上，例如如果電阻器111上的電壓增加到高于0，7V，則將晶體管110設(shè)置為導(dǎo)通，并且通過二極管112短路所述部分LED 44。同時(shí)，通過電阻器114和115激活晶體管113。經(jīng)過電阻器116的對(duì)應(yīng)的電流保持晶體管110處于導(dǎo)通狀態(tài)，同時(shí)將跨電阻器111的電壓降低到0，因?yàn)殡娏鳜F(xiàn)在流經(jīng)晶體管110。電路99的鎖狀態(tài)成功，直到燈I被關(guān)閉為止，因此，一旦檢測(cè)到高電流，電路4””則被切換到“高電流”模式并且被鎖到該模式。雖然前述實(shí)施方式允許相對(duì)簡(jiǎn)單并且因此高度節(jié)約成本的電路設(shè)計(jì)，但是控制當(dāng)然由于晶閘管47受到限制，該晶閘管47將分流時(shí)段57的結(jié)束時(shí)間與交流51的零交叉55關(guān)聯(lián)。
圖10顯示了燈電路4””’的第六實(shí)施方式，其允許高度彈性的控制。根據(jù)本實(shí)施方式，切換設(shè)備9’包括MOSFET 101，以至少臨時(shí)地分流LED單元7’。使用適當(dāng)?shù)臇艠O驅(qū)動(dòng)器單元103，將MOSFET 101的柵極端子連接到微處理器102。微處理器102包括被連接到電流檢測(cè)器104和120的反饋電路，該電流檢測(cè)器例如可以是參考圖6所解釋的簡(jiǎn)單傳感電阻器。進(jìn)一步將溫度傳感器105連接到微處理器102以提供過熱保護(hù)。此外，電壓檢測(cè)器106感測(cè)整流器8的輸出的電壓。低電壓電源108提供適當(dāng)?shù)碾妷旱綎艠O驅(qū)動(dòng)器單元103、微處理器102和溫度傳感器105。如上文所討論的，根據(jù)圖10的實(shí)施方式允許分流時(shí)段57的定時(shí)和持續(xù)時(shí)間的更加彈性的控制，從而本實(shí)施方式有利地允許更大的控制范圍。根據(jù)應(yīng)用向微處理器102提供適當(dāng)?shù)木幊??？梢岳缬玫谝缓偷诙〞r(shí)器編程微處理器102，以響應(yīng)于電流53的零交叉55，根據(jù)第一延遲時(shí)段設(shè)置分流開始時(shí)間。然后由所述第二定時(shí)器設(shè)置分流時(shí)段的持續(xù)時(shí)間并且因此功率降低的量，其中第二定時(shí)器在開始分流時(shí)段之后在被設(shè)置到第二延遲時(shí)段之后控制分流結(jié)束時(shí)間。如圖11中的定時(shí)圖所示的，本實(shí)施方式因此允許控制分流時(shí)段57，從而將分流開始時(shí)間設(shè)置為電流51的零交叉55?？商鎿Q地，進(jìn)一步可能將分流結(jié)束時(shí)間調(diào)整為零交叉55，如圖11中由虛線所示的。進(jìn)一步地，有可能控制分流時(shí)段57，因而分流開始時(shí)間和分流結(jié)束時(shí)間都與零交叉55不同，如圖17的下部分所示的。因此可以在電流51的所述半周期中自由地定位分流時(shí)段57，也被稱為“雙沿控制”，例如在第一半周期中開始并且在接下來的半周期中結(jié)束以允許最彈性的控制。另外，本實(shí)施方式在如下文參考圖12-14所討論的電容性鎮(zhèn)流器的情況中允許進(jìn)一步改進(jìn)的操作。為了允許設(shè)置燈I的功耗，微處理器102被編程為控制MOSFET 101。微處理器102通過電壓檢測(cè)器106和電流檢測(cè)器104的測(cè)量，在規(guī)律的間隔中確定LED燈I的功率。對(duì)相應(yīng)的結(jié)果進(jìn)行濾波，因而確定LED單元7’的平均功耗。微處理器102將LED單元7’的平均功耗與預(yù)定的補(bǔ)償值相比較。根據(jù)本實(shí)施方式，該預(yù)定的補(bǔ)償值被出廠設(shè)置在存儲(chǔ)器(未顯示)中，微處理器102根據(jù)與LED 44的希望的通量相對(duì)應(yīng)的額定功率即LED單元7’的功耗訪問該存儲(chǔ)器?；谠撚?jì)算，微處理器102計(jì)算所述第一和第二延遲時(shí)段以設(shè)置第一定時(shí)器和第二定時(shí)器。然后因此在電流51的每個(gè)半周期中控制MOSFET 101。微處理器102使用電流檢測(cè)器120確定輸入電流51的零交叉55。在零交叉55的檢測(cè)時(shí)，激活第一定時(shí)器，第一定時(shí)器在第一延遲時(shí)段之后將MOSFET 101設(shè)置到導(dǎo)通狀態(tài)。此外，第一定時(shí)器觸發(fā)第二定時(shí)器。在第二延遲時(shí)段到期之后，第二定時(shí)器控制MOSFET 101到非導(dǎo)通狀態(tài)。然后接下來在電流51的每個(gè)半周期中重復(fù)該控制周期。在檢測(cè)到LED單元7’的功耗例如由于溫度或老化改變時(shí)，相應(yīng)地調(diào)整第一和第二延遲時(shí)段。由于向微處理器102提供與當(dāng)前電壓和電流級(jí)別相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，所以能夠與市電頻率同步并且補(bǔ)償零交叉55的畸變。使用所述微處理器102的本實(shí)施方式進(jìn)一步允許提供向LED單元7’傳遞的功率的濾波和平滑?？梢岳缈商鎿Q地或另外地利用第三定時(shí)器編程微處理器102，測(cè)量隨后的零交叉55之間的時(shí)間間隔。通過比較真實(shí)零交叉55發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)與例如根據(jù)零交叉55的以前的定時(shí)的預(yù)期時(shí)間點(diǎn)，檢測(cè)畸變或擾動(dòng)。向非對(duì)稱波形施加固定的分流定時(shí)可能導(dǎo)致光輸出的脈動(dòng)和/或畸變的放大。本實(shí)施方式因此允許確定市電源中的DC偏移量或者例如在磁性(非補(bǔ)償或并聯(lián)補(bǔ)償?shù)?鎮(zhèn)流器中導(dǎo)致DC磁化電流的積聚的任意其他畸變。在該畸變的情況中，關(guān)于零交叉55的定時(shí)適配分流時(shí)段57的定時(shí)。因此提供控制單元10’以檢測(cè)并且補(bǔ)償一些畸變或者至少接收所述畸變而沒有進(jìn)一步放大。在所檢測(cè)的畸變高于預(yù)定畸變限制的情況中，例如通過可復(fù)位的保險(xiǎn)絲(未顯示)擱置燈I的操作，因而中斷LED單元7”到電源的連接，以防止過度的DC輸入電流。圖12在另一個(gè)示意圖中顯示了用于LED燈I的燈電路4”””的第七實(shí)施方式。圖12的實(shí)施方式對(duì)應(yīng)于圖10的實(shí)施方式，例外在于用于向微處理器102’提供電路4”””的平均電流消耗的低通濾波器121。電流檢測(cè)器120進(jìn)一步被適配為檢測(cè)零交叉55并且向微處理器102’提供對(duì)應(yīng)的信號(hào)。如圖所示，可以可替換地提供第二電流檢測(cè)器120，以測(cè)量經(jīng)過補(bǔ)償電路并且因此切換設(shè)備9’和M0SFET101的電流。然后可以通過經(jīng)過切換設(shè)備9’和LED單元7’的電流的簡(jiǎn)單的加法確定總電流。根據(jù)本實(shí)施方式，微處理器102’被編程為例如在將LED燈I連接到燈具20、20’并且因此電源22時(shí)在第一檢測(cè)模式中操作。在第一檢測(cè)模式中，確定LED燈I是否被連接到如圖2a中所示的電感性鎮(zhèn)流器或圖2b中所示的電容性鎮(zhèn)流器例如燈具20’的電容性分支。由于當(dāng)利用電容性鎮(zhèn)流器操作燈I時(shí)，電流51超前于線電壓52，所以在每個(gè)半周期中的無功階段54和有功階段的定時(shí)與圖5a中所示的電感性鎮(zhèn)流器中的定相相反。圖14顯示了在第一檢測(cè)模式期間圖12的電路4”””的操作的流程圖。如上文所討論的，在將LED燈I連接到燈具20、20’時(shí)，從步驟140開始第一檢測(cè)模式。在步驟141中微處理器102’根據(jù)第一控制參數(shù)集合控制切換設(shè)備9’，因而分流結(jié)束時(shí)間對(duì)應(yīng)于交流的零交叉55，即處于上升沿控制模式中。在交流51的多個(gè)周期內(nèi)維持該控制，因而，穩(wěn)定化燈的功率。在步驟142，第二電流檢測(cè)器120確定平均燈電流，并且微處理器102’對(duì)應(yīng)地確定燈I的平均功耗。接下來在步驟143中，微處理器102’利用第二控制參數(shù)集合操作切換設(shè)備9’。如從圖14的右側(cè)可以看出的，根據(jù)步驟143的操作的分流時(shí)段57關(guān)于步驟141中的操作偏移例如2ms。在交流的一些周期之后，在步驟144中再次使用第二電流檢測(cè)器120確定平均電流。然后在步驟145中微處理器102’確定步驟142所確定的電流是否小于步驟144中所確定的電流。如是這樣，則確定為電感性鎮(zhèn)流器。因此在步驟146中，控制切換設(shè)備9’，因而分流時(shí)段的所述結(jié)束對(duì)應(yīng)于交流的零交叉55即上升沿控制。因此確信分流時(shí)段57被設(shè)置到電流51的無功階段，因而當(dāng)短路LED單元7’時(shí)電感25中的電流基本上不增加。該控制因此提供降低的鎮(zhèn)流器損耗。另一方面，如果在步驟142中測(cè)量的電流高于步驟144的電流，則確定為電容器鎮(zhèn)流器。在這里，在步驟147中控制切換設(shè)備9’，因而分流開始時(shí)間對(duì)應(yīng)于交流51的零交叉55即下降沿控制模式。因此，當(dāng)利用電容性鎮(zhèn)流器操作燈I時(shí)，再次將分流時(shí)段57設(shè)置到電流51的無功階段。第一檢測(cè)模式然后結(jié)束，并且利用所確定的控制模式操作切換設(shè)備9’。如參考圖10所解釋的，根據(jù)LED單元7’的所測(cè)量的功耗控制分流時(shí)段57的持續(xù)時(shí)間。根據(jù)上文討論的實(shí)施方式，確定經(jīng)過燈的電流，以選擇對(duì)應(yīng)于各自的鎮(zhèn)流器類型的定時(shí)控制方法。在步驟142和144中所測(cè)量的電流基本上沒有彼此不同的情況中，用于選擇適當(dāng)?shù)目刂品椒ǖ倪M(jìn)一步的標(biāo)準(zhǔn)是確定零交叉55的定時(shí)，如上文參考圖10所討論的。因此，微處理器102’可以另外或可替換地被適配為在步驟142和144中確定隨后的零交叉55的時(shí)間點(diǎn)，以確定根據(jù)步驟141和143的控制參數(shù)集合中的哪個(gè)集合在交流51中提供最小畸變，并且然后相應(yīng)地控制切換設(shè)備9’。圖15在另一個(gè)示意圖中顯示了 LED燈I的燈電路4”””’的第八實(shí)施方式。圖15的實(shí)施方式對(duì)應(yīng)于圖10的實(shí)施方式,例外在于通過柵極驅(qū)動(dòng)器(未顯不)與微處理器102”相連接的MOSFET負(fù)載開關(guān)150。開關(guān)105允許控制LED單元7”與電源的連接，并且允許使用電壓檢測(cè)器106確定空閑狀態(tài)中的電壓。當(dāng)然，在操作期間柵極驅(qū)動(dòng)器(盡管沒有顯示)與低電壓源109連接。根據(jù)本實(shí)施方式，微處理器102”被編程為例如在將LED燈I連接到電源22時(shí)在第二檢測(cè)模式中操作。當(dāng)利用根據(jù)圖16的燈具20’來操作燈I時(shí)，根據(jù)所述第二檢測(cè)模式的操作特別有利，其中燈具20”包括如典型地在60Hz的市電網(wǎng)系統(tǒng)中所使用的雙燈快速啟動(dòng)鎮(zhèn)流器26”。根據(jù)圖16的燈具20”被適配為夾持兩個(gè)燈I并且因此總體對(duì)應(yīng)于如圖2b所示的燈具20’的設(shè)置。然而，如從附圖將顯而易見的，對(duì)應(yīng)的燈座27、27’被布置成使得燈I彼此串聯(lián)連接。除了上述串聯(lián)電感25和電容器23’之外，快速啟動(dòng)鎮(zhèn)流器26”進(jìn)一步包括啟動(dòng)電容器160，其與自動(dòng)變壓器161和輔助陰極加熱器電路162的結(jié)合允許在被附接到燈具20”時(shí)點(diǎn)亮熒光燈。盡管在根據(jù)圖2b的實(shí)施方式中，LED燈I可以彼此獨(dú)立地操作，但是由于根據(jù)燈具20”的設(shè)置的LED燈I的串聯(lián)連接，應(yīng)該避免兩個(gè)已安裝的燈I的MOSFET 101的同時(shí)操作并且因此重疊的分流時(shí)段57，以增強(qiáng)總設(shè)置的功率因子。在第二檢測(cè)模式中，因此確定燈I是連接到燈座27(圖16中的右側(cè))還是燈座27’ (左側(cè))并且根據(jù)定時(shí)控制參數(shù)的第三集合或定時(shí)控制參數(shù)的第四集合來控制該燈，以避免兩個(gè)已安裝的燈I的MOSFET 101的同時(shí)操作并且因此同時(shí)的分流。圖18顯示了第二檢測(cè)模式期間的電路4”””’的操作的流程圖。在步驟180中在將LED燈I與燈具20”即與電源22連接時(shí)，開始第二檢測(cè)模式中的操作。在步驟181中微處理器102”然后控制負(fù)載開關(guān)150和切換設(shè)備9’到斷開、非導(dǎo)通狀態(tài)。接下來，微處理器102”在步驟182中在交流的一些周期之后查詢電壓檢測(cè)器106，以確定LED單元7”上的空閑電壓而無需LED單元7”與電源連接并且因此處于所述空閑狀態(tài)中。在步驟183中負(fù)載開關(guān)150然后被閉合即回到導(dǎo)通狀態(tài)。在步驟184中微處理器102”確定在步驟182中確定的空閑電壓是否等于或高于根據(jù)快速啟動(dòng)鎮(zhèn)流器26”的當(dāng)前示例所設(shè)置的175伏特的電壓閾值。在空閑電壓等于或高于該閾值電壓的情況中，確定燈I被連接到燈具20”的燈座27即圖16的右手側(cè)。根據(jù)本示例，在該情況中根據(jù)參數(shù)的所述第三集合操作切換設(shè)備9’ (步驟186)，因而分流開始時(shí)間對(duì)應(yīng)于交流的零交叉55即下降沿控制。在空閑電壓低于閾值電壓的相應(yīng)的其他情況中，確定燈I被連接到燈具20”的燈座27”并且因此圖16的左手側(cè)。在這里，根據(jù)參數(shù)的所述第四集合利用雙沿控制(即分流開始時(shí)間和分流結(jié)束時(shí)間均不對(duì)應(yīng)于零交叉55)操作切換設(shè)備9’ (步驟185)。第二檢測(cè)模式然后結(jié)束并且根據(jù)控制參數(shù)的所確定的集合操作切換設(shè)備9’。當(dāng)根據(jù)上文，在根據(jù)圖16的雙燈快速啟動(dòng)型燈具10”中根據(jù)第二檢測(cè)模式相應(yīng)地操作兩個(gè)燈I時(shí)，其遵循利用下降沿控制操作其中一個(gè)燈I并且利用雙沿控制操作相應(yīng)的另一個(gè)燈。因此并且如圖17的定時(shí)圖可見的，在操作電流51或整流器8的對(duì)應(yīng)的輸出電流53的每個(gè)半周期中，所述第一燈I的分流時(shí)段57a與所述第二燈I的分流時(shí)段57b不重疊，如圖17所示。本實(shí)施方式因此當(dāng)在快速啟動(dòng)型鎮(zhèn)流器26”中操作燈I時(shí)提供了高功率因子。雖然為了清楚起見，獨(dú)立地描述根據(jù)圖14的第一檢測(cè)模式中和根據(jù)圖18的第二檢測(cè)模式中的以上操作，但是可能在應(yīng)用兩個(gè)檢測(cè)模式以獲得高度多樣化的LED燈I的實(shí)施方式中操作本發(fā)明。在這里，安裝人員可以使用用戶接口或開關(guān)設(shè)置相應(yīng)的檢測(cè)模式。可替換地或另外地并且鑒于以上類型的雙燈快速啟動(dòng)型鎮(zhèn)流器典型地用于60Hz的電網(wǎng)而電感型/電容型用于50Hz的電網(wǎng)，所以控制單元10’可以進(jìn)一步優(yōu)選地包括頻率檢測(cè)器，因而在確定50Hz的交流的情況中控制單元10’和微處理器102”根據(jù)所述第一檢測(cè)模式操作，并且在確定60Hz的交流的情況中控制單元10’和微處理器102”根據(jù)所述第二檢測(cè)模式來操作。在附圖和前文的描述中詳細(xì)地示出并且描述了本發(fā)明。要將該說明和描述視為說明性的或示例性的而不是限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施方式。例如可能根據(jù)下面一種實(shí)施方式操作本發(fā)明，其中:-LED 單元 7、7'、7"、7"'僅包括單個(gè) LED 44，-LED單元7、7'、7"、7"'包括OLED或激光二極管作為發(fā)光元件，-與其中一個(gè)燈頭5—體地形成切換設(shè)備9、9'和/或控制單元10、10'、10"，-與LED單元7、7'、7"、7"'一體地形成整流電路來代替整流器8，-將根據(jù)圖9的實(shí)施方式的配置與圖8、8a或8b的實(shí)施方式中的一個(gè)實(shí)施方式即與反饋電路60、60’或60”組合，-在圖10、12和/或15的實(shí)施方式中，由受微控制器102、102’、102”控制的模擬定時(shí)器電路實(shí)現(xiàn)用于MOSFET 101的控制信號(hào)的生成，-使用雙極性晶體管、IGBT或不同類型的可控開關(guān)以代替MOSFET101，-在圖10、12和/或15的實(shí)施方式中，提供用戶接口，因而可以由用戶設(shè)置預(yù)定的補(bǔ)償值，-在圖12的實(shí)施方式中，可替換地或除了步驟142和144中的電流的確定之外，確定LED單元7’的功耗，和/或-在圖15的實(shí)施方式中，選擇與175V不同的電壓閾值或者該電壓閾值是一個(gè)排除范圍。
權(quán)利要求
1.一種被適配為用于利用交流進(jìn)行操作的LED改裝燈，至少包括: LED 單元(7、7'、7"、7"')； 具有可控切換設(shè)備(9、9')的補(bǔ)償電路，其并聯(lián)連接到所述led單元a、r、7"、 "')以提供交流路徑；以及 控制單元(10、1(V、10")，被適配為在補(bǔ)償模式中控制所述切換設(shè)備，在所述補(bǔ)償模式中在所述交流的每個(gè)半周期中將所述切換設(shè)備(9)設(shè)置到導(dǎo)通狀態(tài)以持續(xù)分流時(shí)段的持續(xù)時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其中所述控制單元(10、10'、10")被配置為將所述LED單元(7、7'、7"、7",)的功耗適配到預(yù)定的補(bǔ)償值。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的LED燈，其被適配為利用無功燈鎮(zhèn)流器(26、26'、26")操作。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的LED燈，其中在所述交流的無功階段期間將所述切換設(shè)備(9、9')設(shè)置到所述導(dǎo)通狀態(tài)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的LED燈，其中控制所述切換設(shè)備(9、9')，使得所述分流時(shí)段的分流開始時(shí)間或分流結(jié)束時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述交流的零交叉。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一 所述的LED燈，其中所述切換設(shè)備(9、9')是自鎖切換設(shè)備。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的LED燈，所述控制單元(10、10'、10")包括用于確定所述交流的零交叉的檢測(cè)器。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的LED燈，其中所述控制單元(10、10'、10")被適配為控制所述分流時(shí)段的分流開始時(shí)間，從而在所述交流的零交叉之后的第一延遲時(shí)段之后，將所述切換設(shè)備(9、9')設(shè)置到所述導(dǎo)通狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED燈，其中所述控制單元(10、10'、10")進(jìn)一步被適配為控制所述分流時(shí)段的分流結(jié)束時(shí)間，從而在所述分流時(shí)段的分流開始時(shí)間之后的第二延遲時(shí)段之后，將所述切換設(shè)備(9、9')設(shè)置到非導(dǎo)通狀態(tài)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的LED燈，所述控制單元包括用于測(cè)量所述LED燈的電流和/或電壓的反饋電路(60、60'、60")。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的LED燈，其中所述控制單元(10、10'、10")被適配為根據(jù)所測(cè)量出的電流和/或電壓，控制所述分流時(shí)段的持續(xù)時(shí)間。
12.根據(jù)權(quán)利要求10-11之一所述的LED燈，其中所述控制單元(10、10'、10")進(jìn)一步被適配為在第一檢測(cè)模式中操作，在所述第一檢測(cè)模式中: 利用定時(shí)控制參數(shù)的第一集合操作所述切換設(shè)備(9、9')，從而所述分流時(shí)段的分流結(jié)束時(shí)間對(duì)應(yīng)于所述交流的零交叉， 確定所述LED燈⑴的電流， 至少利用定時(shí)控制參數(shù)的第二集合操作所述切換設(shè)備(9、9')，從而所述分流結(jié)束時(shí)間不對(duì)應(yīng)于所述交流的零交叉， 確定所述LED燈(I)的電流，以及 在根據(jù)所述第一集合所確定的電流小于根據(jù)所述第二集合所確定的電流的情況中，利用定時(shí)控制參數(shù)的所述第一集合操作所述切換設(shè)備(9、9')。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的LED燈，還包括可控負(fù)載開關(guān)(150)，其與所述LED單元0、r、7"、7"')串聯(lián)布置以至少臨時(shí)地將所述LED單元(J、V、7"、7"')從電源斷開。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的LED燈，其中所述控制單元(10、10'、10")被適配為在第二檢測(cè)模式中操作，在所述第二檢測(cè)模式中: 控制所述負(fù)載開關(guān)(150)以將所述LED單元(J、V、7"、7"，)從電源斷開， 確定在所述LED燈(I)的電壓并且與將所述電壓與電壓閾值比較，以及 在所確定的電壓等于或高于所述電壓閾值的情況中，至少利用定時(shí)控制參數(shù)的第三集合操作所述切換設(shè)備(9、9')，以及 在所確定的電壓低于所述電壓閾值的情況中，至少利用定時(shí)控制參數(shù)的第四集合操作所述切換設(shè)備(9、9')，其中在所述交流的每個(gè)半周期中根據(jù)定時(shí)控制參數(shù)的所述第三集合的分流時(shí)段基本上不與根據(jù)定時(shí)控制參數(shù)的所述第四集合的分流時(shí)段重疊。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的LED燈，所述控制單元(10、10'、10")進(jìn)一步包括頻率檢測(cè)器，使得在確定50Hz交流的情況中，所述控制單元(10、10'、10")根據(jù)所述第一檢測(cè)模式來操作，并且在確定60Hz交流的情況中，所述控制單元(10、10'、10")根據(jù)所述第二檢測(cè)模式來操作。
16.一種用于利用交流電源進(jìn)行操作的照明系統(tǒng)，至少包括: 無功燈鎮(zhèn)流器(20、20'、20");以及 被適配為用于連接到所述燈鎮(zhèn)流器的LED改裝燈(I)，所述LED燈(I)至少包括: LED 單元(7、7'、7"、7"')； 具有可控切換設(shè)備(9、9')的補(bǔ)償電路，其并聯(lián)連接到所述LED單元(J、V、7"、 "')以提供交流路徑的；以及 控制單元(10、10'、10")，被適配為在補(bǔ)償模式中控制所述切換設(shè)備(9、9')，在所述補(bǔ)償模式中在所述交流的每個(gè)半周期中將所述切換設(shè)備(9)設(shè)置到導(dǎo)通狀態(tài)以持續(xù)分流時(shí)段的持續(xù)時(shí)間。
17.一種利用交流操作LED改裝燈(I)的方法，所述LED燈(I)包括至少一個(gè)LED單元(J、r、7"、7"')，具有可控切換設(shè)備(9、9')的補(bǔ)償電路，所述補(bǔ)償電路并聯(lián)連接到所述LED單元以提供交流路徑，其中在補(bǔ)償模式中在所述交流的每個(gè)半周期中將所述切換設(shè)備(9、9')設(shè)置到導(dǎo)通狀態(tài)以持續(xù)分流時(shí)段的持續(xù)時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種被適配為利用交流進(jìn)行操作的LED燈(1)。LED改裝燈(1)包括LED單元(7、7′、7″、7″′)和具有可控切換設(shè)備(9、9′)的補(bǔ)償電路，該補(bǔ)償電路被并聯(lián)連接到所述LED單元(7、7′、7″、7″′)以提供交流路徑?？刂茊卧?10、10′、10″)被適配為在補(bǔ)償模式中控制所述切換設(shè)備(9、9′)，其中在該補(bǔ)償模式中在該交流的每個(gè)半周期中，將所述切換設(shè)備(9、9′)設(shè)置到導(dǎo)通狀態(tài)持續(xù)分流時(shí)段的持續(xù)時(shí)間，以允許適配本發(fā)明的LED燈(1)的功率/電流，使得該LED燈(1)的多樣化和優(yōu)化操作成為可能。
文檔編號(hào)H05B33/08GK103181241SQ201180050418
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者C·德佩, G·紹爾蘭德, H·J·G·拉德馬赫爾, 陶海民, W·P·M·M·簡(jiǎn)斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司