專(zhuān)利名稱(chēng)：用于運(yùn)行電力照明器件的方法以及運(yùn)行電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行照明器件的方法，其中，由直流電源在中間聯(lián)接轉(zhuǎn)換器的情況下給至少一個(gè)照明器件供應(yīng)電力運(yùn)行能。雖然本發(fā)明在與照明器件相關(guān)的方面具有普遍意義，在此尤其感興趣的是應(yīng)利用來(lái)自交流電網(wǎng)的電能運(yùn)行的發(fā)光二極管(LED，0LED)的運(yùn)行。
背景技術(shù)：
已知的是，用于運(yùn)行多個(gè)LED的極為有效的形式是，較多數(shù)量的LED通過(guò)并聯(lián)和串聯(lián)連接成LED模塊，由盡可能恒定的直流電源供給該LED模塊。為了由220V的電網(wǎng)交流電壓產(chǎn)生盡可能恒定的直流電流，首先對(duì)電網(wǎng)交流電壓整流。通過(guò)整流獲得帶有約為220V的電壓峰值的脈沖式的直流電壓。之后，借助于變壓器將該脈沖的直流電壓轉(zhuǎn)換成帶有約 12V或24V的較低的電壓值的直流電壓。例如，變壓器可為開(kāi)關(guān)控制器，其在其輸出端處提供(借助于儲(chǔ)存電容)在很大程度上平整的直流電壓。例如，典型的開(kāi)關(guān)控制器為反激式轉(zhuǎn)換器或降壓轉(zhuǎn)換器(Tiefsetzsteller)。就是說(shuō)，以這種方式獲得直流電源，其下降的直流電壓適合用于運(yùn)行中間模塊或轉(zhuǎn)換器，其在其輸出端處提供用于運(yùn)行LED模塊的必要的恒定的直流電流。因此，最后提及的轉(zhuǎn)換器構(gòu)成(從LED模塊側(cè)起觀看)電流源?，F(xiàn)在，LED越來(lái)越多地在功率LED方向上的發(fā)展帶來(lái)的結(jié)果為，LED模塊同樣必須被視為“高功率的”LED模塊(帶有高的功率的LED模塊)。為了運(yùn)行這種高功率LED模塊，自然地必須提供相應(yīng)的照明器件轉(zhuǎn)換器，所述照明器件轉(zhuǎn)換器也可提供相應(yīng)地高的恒定的直流電流。同樣已經(jīng)開(kāi)發(fā)了這種照明器件轉(zhuǎn)換器。然而現(xiàn)在，希望新開(kāi)發(fā)的照明器件轉(zhuǎn)換器連同有由所述照明器件轉(zhuǎn)換器供電的高功率LED模塊利用傳統(tǒng)的直流電源運(yùn)行。然而，這并不是能毫無(wú)疑問(wèn)地實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)檎彰髌骷D(zhuǎn)換器具有比傳統(tǒng)的為了運(yùn)行低功率LED模塊(帶有更低的功率的LED模塊)而開(kāi)發(fā)的轉(zhuǎn)換器明顯更高的輸入電容。在接通結(jié)構(gòu)級(jí)(Baustufe)時(shí)，高的輸入電容導(dǎo)致，在輸入電容充電時(shí)出現(xiàn)高的接通電流(“涌入電流”)，所述接通電流使得常規(guī)設(shè)置的用于切斷系統(tǒng)的過(guò)流保護(hù)電路被觸發(fā)，因?yàn)樵诖顺霈F(xiàn)與在不期望的短路時(shí)相同的現(xiàn)象。過(guò)流保護(hù)電路通常如此工作，S卩，測(cè)量由轉(zhuǎn)換器承受的電流并且與上限值相比較，并且當(dāng)由轉(zhuǎn)換器承受的電流超過(guò)上限值時(shí)由轉(zhuǎn)換器分離或切斷直流電源。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在，本發(fā)明的目的為，如下改進(jìn)開(kāi)頭描述的方法，使得系統(tǒng)可將通過(guò)照明器件轉(zhuǎn)換器、尤其是LED轉(zhuǎn)換器在接通時(shí)引起的過(guò)流與短路相區(qū)分，并且僅僅在短路的情況下引起切斷。該目的這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)，即，與在運(yùn)行階段期間相比，在接通階段的固定的或適應(yīng)性地確定的時(shí)間段期間不同地調(diào)節(jié)或控制進(jìn)入過(guò)流保護(hù)模式的引入。一種設(shè)計(jì)方案在于，提出一種用于運(yùn)行照明器件、尤其是LED或OLED運(yùn)行的方法、尤其是LED或OLED，在其中基于直流電壓在中間聯(lián)接轉(zhuǎn)換器的情況下利用電力運(yùn)行能供應(yīng)照明器件，在其中，測(cè)量由轉(zhuǎn)換器承受的電流并且將其與極限值相比較，在其中，當(dāng)由轉(zhuǎn)換器承受的電流超過(guò)極限值時(shí)，例如通過(guò)分離或切斷轉(zhuǎn)換器的電壓供應(yīng)而激活過(guò)流保護(hù)模式，其特征在于，與在隨后的運(yùn)行階段期間相比，在接通階段的固定的或適應(yīng)性地確定的時(shí)間段期間不同地調(diào)節(jié)或控制過(guò)流保護(hù)模式的激活。在該第一解決方案中，例如如此長(zhǎng)地設(shè)計(jì)接通階段，即，首先高的過(guò)度的接通電流如此程度地下降直至其結(jié)束，即，之后其位于(上)極限值之下并且不會(huì)再導(dǎo)致切斷。在照 明器件轉(zhuǎn)換器中短路時(shí)，由該轉(zhuǎn)換器承受的電流在接通階段結(jié)束之后也可會(huì)高于上極限值并且由此導(dǎo)致直流電源與照明器件轉(zhuǎn)換器的分離或?qū)е缕潆娏鞴?yīng)被切斷。另一個(gè)設(shè)計(jì)方案在于，在接通階段期間提高用于由照明器件轉(zhuǎn)換器承受的電流的極限值并且之后再次使其下降。在第二解決方案中，在接通階段期間如此程度地提高上極限值，S卩，由照明器件轉(zhuǎn)換器引起的過(guò)流的峰值可靠地低于上極限值，而短路電流高于上極限值并且在接通階段期間就已經(jīng)導(dǎo)致系統(tǒng)切斷。又一個(gè)設(shè)計(jì)方案在于，在兩個(gè)短暫地彼此相繼的測(cè)量時(shí)刻附加重復(fù)地測(cè)量直流電源的輸出電壓并且將兩個(gè)測(cè)量值相互比較，并且只要在相應(yīng)地第二測(cè)量時(shí)刻的電壓測(cè)量值大于在相應(yīng)地第一測(cè)量時(shí)刻的電壓測(cè)量值，不進(jìn)行分離或斷開(kāi)。在該設(shè)計(jì)方案中利用的是，在接通階段期間照明器件轉(zhuǎn)換器的輸入電容的充電電壓基本上線(xiàn)性地上升，以使得此后過(guò)渡到恒定的電壓值。在短路的情況中，在照明器件轉(zhuǎn)換器的輸入端上，輸入電壓實(shí)際上可保持為零并沒(méi)有升高/斜度。此外本發(fā)明涉及一種用于照明器件、優(yōu)選用于LED模塊的運(yùn)行電路。


下面根據(jù)附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。其中圖I示出用于運(yùn)行LED模塊的運(yùn)行電路的示意性的框圖的第一實(shí)施形式；圖2示出在根據(jù)圖I的運(yùn)行電路中的接通電流的時(shí)間曲線(xiàn)圖，以及其如何在接通階段期間使切斷機(jī)構(gòu)失效；圖3示出用于運(yùn)行LED模塊的運(yùn)行電路的示意性的框圖的第二實(shí)施形式；圖4示出在根據(jù)圖3的運(yùn)行電路中的接通電流的時(shí)間曲線(xiàn)圖，以及其如何在接通階段期間調(diào)整切斷機(jī)構(gòu)；圖5示出用于運(yùn)行LED模塊的運(yùn)行電路的示意性的框圖的第三實(shí)施形式；圖6示出在根據(jù)圖5的運(yùn)行電路中的接通電流的時(shí)間曲線(xiàn)圖，以及其如何在接通階段期間調(diào)整切斷機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式圖I示出運(yùn)行電路11，該運(yùn)行電路連接到交流電網(wǎng)上并給LED模塊12供應(yīng)恒定的直流電流。運(yùn)行電路11包括由交流電網(wǎng)供應(yīng)可能地被整流的交流電壓的直流電源I (第一轉(zhuǎn)換器級(jí))組成，直流電源I在其輸出端上提供約12至24V的恒定的直流電壓，給照明器件轉(zhuǎn)換器(第二轉(zhuǎn)換器級(jí)，通常為DC/DC)供應(yīng)該直流電壓，所述照明器件轉(zhuǎn)換器本身構(gòu)成用于運(yùn)行LED模塊12的恒定電流源。LED模塊12由多個(gè)照明器件LED組成，它們通過(guò)并聯(lián)和
/或串聯(lián)組合在一起。直流電源I包含整流器3、例如橋式整流器，其對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行整流。之后，在變壓器4中使經(jīng)整流的電網(wǎng)電壓在其電壓值上下降到約12至24V。優(yōu)選地，變壓器為通過(guò)控制單元主動(dòng)地實(shí)現(xiàn)脈沖式工作的電路、例如開(kāi)關(guān)控制器、例如反激式轉(zhuǎn)換器或降壓轉(zhuǎn)換器。
借助于電流測(cè)量件5測(cè)量由直流電源I后面的照明器件轉(zhuǎn)換器承受的電流并且將其作為測(cè)量值I告知給比較器8。此外，由極限值發(fā)生器7為比較器提供用于電流I的上極限值Ie。比較器8比較輸送給它的兩個(gè)電流值I和Ie。當(dāng)電流I超過(guò)上極限值Ie時(shí)，比較器8操縱開(kāi)關(guān)件2，此時(shí)開(kāi)關(guān)件2無(wú)延遲地將直流電源I與電網(wǎng)分離。此外備選地，當(dāng)然也可以分離在直流電源I和照明器件轉(zhuǎn)換器10之間的連接。第一轉(zhuǎn)換器級(jí)具有直流電源、控制單元(例如集成的電路、例如ASIC、μ C或它們的復(fù)合型)以及用于測(cè)量值I的評(píng)估電路。在圖2中示出，由于通過(guò)在用于照明器件轉(zhuǎn)換器10的方框中示出的高的輸入電容，接通電流首先快速上升并且在一定過(guò)沖(Clberschwinger)之后再次下降。在該圖示中同樣示出，在正常的用于低功率LED模塊的轉(zhuǎn)換器中接通電流如何表現(xiàn)(不帶過(guò)沖的平緩上升的曲線(xiàn))，以及當(dāng)在直流電源I后面的轉(zhuǎn)換器10在輸入端上出現(xiàn)短路時(shí)，接通電流的表現(xiàn)?，F(xiàn)在如此選擇電流I的上極限值Ie，使其低于接通電流的峰值。因此，和短路電流一樣，接通電流同樣可導(dǎo)致系統(tǒng)的切斷(例如通過(guò)第一轉(zhuǎn)換器級(jí)的控制單元觸發(fā))。為了防止出現(xiàn)這種情況，現(xiàn)在，在接通階段期間激活切斷機(jī)構(gòu)。這在圖I中象征性地通過(guò)以下方式指出，即，時(shí)鐘電路6給比較器8提供兩個(gè)標(biāo)記接通階段的開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)間信號(hào)h和t2?，F(xiàn)在，在通過(guò)這兩個(gè)時(shí)間信號(hào)規(guī)定的接通階段之內(nèi)切斷機(jī)構(gòu)失效。在根據(jù)圖3的框圖中利用相同的附圖標(biāo)記表示相對(duì)于在圖I中相應(yīng)的電路部件未改變的電路部件。因此，這里僅解釋區(qū)別。在圖3中不同的是，極限值發(fā)生器7在此輸出兩個(gè)電流I的上極限值，具體而言一個(gè)首先在接通階段期間提高的上極限值Iei和在接通階段之后再次下降的第二極限值Ie2。在這種情況中，時(shí)鐘電路6向極限值發(fā)生器7報(bào)告兩個(gè)時(shí)間信號(hào)h和t2。如可從圖4中所示，在接通階段中電流I的提高的上極限值Iei在過(guò)沖的(Uberschwingend)接通電流的峰值之上,但是在短路電流之下。由此,在接通階段期間已經(jīng)可以在短路時(shí)通過(guò)第一轉(zhuǎn)換器級(jí)的控制單元實(shí)現(xiàn)切斷。相反地，過(guò)度的接通電流不會(huì)引起切斷。在根據(jù)圖5的框圖中，除了電流，附加地還測(cè)量在直流電源I的輸出端上的或在直流電源I后面的照明器件轉(zhuǎn)換器的輸入端上的電壓，具體而言利用電壓測(cè)量件9進(jìn)行測(cè)量。所述電壓測(cè)量件持續(xù)地將測(cè)得的電壓值報(bào)告邏輯電路部件8 (可以是第一轉(zhuǎn)換器級(jí)的所述控制單元的部件)。由時(shí)鐘電路6重復(fù)地為邏輯電路部件8規(guī)定兩個(gè)彼此相繼的測(cè)量時(shí)刻h和t2，在這兩個(gè)測(cè)量時(shí)刻邏輯電路部件8評(píng)估當(dāng)前的電壓測(cè)量值U1和U20此外，如至今為止那樣，由電流測(cè)量電路部件5將由照明器件轉(zhuǎn)換器10承受的電流I的測(cè)量值報(bào)告給邏輯電路部件8。如至今為止那樣，邏輯電路部件比較測(cè)得的電流和由極限值發(fā)生器供應(yīng)該邏輯電路部件的上極限值IG，并且當(dāng)測(cè)得的電流I大于上極限值Ie時(shí)并且當(dāng)滿(mǎn)足另一個(gè)下面根據(jù)圖6解釋的條件時(shí)促使系統(tǒng)切斷。根據(jù)圖6，邏輯電路部件8評(píng)估在重復(fù)地由時(shí)鐘電路6給出的測(cè)量時(shí)刻h和t2測(cè)得的電壓值仏和U2，并且將其相互比較。測(cè)量時(shí)刻&和〖2分別短暫地彼此相繼?，F(xiàn)在，觸發(fā)切斷過(guò)程的所述另一個(gè)條件為，只要相應(yīng)的第二電壓值U2大于相應(yīng)地在此前短時(shí)間處測(cè)得的第一電壓值仏，則不允許進(jìn)行切斷。該條件以這樣的認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)，即，在正常的走勢(shì)中，在照明器件轉(zhuǎn)換器10的輸入端電容上的電壓較為平緩地線(xiàn)性地上升(沒(méi)有過(guò)沖)，從而當(dāng)在照明器件轉(zhuǎn)換器10的輸入端上的電壓達(dá)到其最大值并且保持恒定時(shí)，可視為接通階段 結(jié)束。如所看到的那樣，在該時(shí)刻輸入電流超過(guò)其峰值并且再次下降到上極限值Ie之下。相反，短路電流可隨時(shí)(即同樣在接通階段期間)引起切斷。
權(quán)利要求
1.一種用于運(yùn)行照明器件(12)、尤其是LED或OLED的方法，其中基于直流電壓(I)在中間連接轉(zhuǎn)換器(10)的情況下給所述照明器件(12)供應(yīng)電力運(yùn)行能， 其中，測(cè)量由所述轉(zhuǎn)換器(10)承受的電流(I)并且將其與極限值(Itj)相比較， 其中，當(dāng)由所述轉(zhuǎn)換器(10)承受的電流(I)超過(guò)所述極限值(Itj)時(shí)，例如通過(guò)斷開(kāi)或切斷所述轉(zhuǎn)換器(10)的電壓供給而激活過(guò)流保護(hù)模式， 其特征在于， 與在隨后的運(yùn)行階段期間相比，在接通階段的固定的或適應(yīng)性地確定的時(shí)間段期間不同地調(diào)節(jié)或控制所述過(guò)流保護(hù)模式中的激活。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述轉(zhuǎn)換器(10)的電壓供給的接通之后在固定的或適應(yīng)性地確定的時(shí)間段期間鎖止所述過(guò)流保護(hù)模式的激活。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其中，在所述轉(zhuǎn)換器的電壓供給的接通之后在固定的或適應(yīng)性地確定的時(shí)間段期間提高所述極限值(Ie2)并且之后再次使其下降(Iei)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其中，此外重復(fù)地在兩個(gè)短暫地彼此相繼的測(cè)量時(shí)刻(tpt2)測(cè)量所述直流電壓(I)并且將兩個(gè)測(cè)量值(UpU2)相互比較，并且 其中，只要在相應(yīng)第二測(cè)量時(shí)刻(t2)的電壓測(cè)量(U2)值大于在相應(yīng)第一測(cè)量時(shí)刻U1)的電壓測(cè)量值(U1),不激活所述過(guò)流保護(hù)模式。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過(guò)連接在交流電壓上的整流器(3)和連接在其之后的變壓器(4)產(chǎn)生所述直流電壓(I)，所述變壓器(4)將由所述整流器(3)提供的經(jīng)整流的交流電壓轉(zhuǎn)換成帶有不同的電壓值的直流電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述變壓器(4)為反激式轉(zhuǎn)換器或降壓轉(zhuǎn)換器。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述照明器件(12)為一個(gè)LED或多個(gè)組合成一個(gè)模塊的LED，并且用于所述照明器件(12)的轉(zhuǎn)換器(10)形成恒定電流源。
8.—種控制電路、尤其是IC例如ASIC或微控制器，其設(shè)計(jì)成用于實(shí)施根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法。
9.一種用于至少一個(gè)照明器件(12)、尤其是LED或OLED的運(yùn)行電路(11)，該運(yùn)行電路具有 直流電源(1)， 連接在所述直流電壓(I)之后的轉(zhuǎn)換器(10)，該轉(zhuǎn)換器給所述照明器件(12)供應(yīng)電力運(yùn)行能， 用于由所述轉(zhuǎn)換器(10)承受的電流⑴的測(cè)量件(5)， 將所述電流測(cè)量值⑴和極限值(Ie)相比較的比較件(8)， 開(kāi)關(guān)件(2)，當(dāng)由所述轉(zhuǎn)換器(10)承受的電流⑴超過(guò)所述極限值(IJ時(shí)，例如通過(guò)將所述開(kāi)關(guān)件(2)或直流電源(I)與所述轉(zhuǎn)換器(10)分離或切斷所述直流電源(1)，所述開(kāi)關(guān)件選擇性地將所述運(yùn)行電路弓I入過(guò)流保護(hù)模式中， 其中，所述開(kāi)關(guān)件(2)構(gòu)造成用于，與在隨后的運(yùn)行階段期間相比，在接通階段的固定的或適應(yīng)性地確定的時(shí)間段期間不同地調(diào)節(jié)或控制到所述過(guò)流保護(hù)模式中的引入。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的運(yùn)行電路，其具有時(shí)間控制的調(diào)整件出、7、8)，所述調(diào)整件在所述轉(zhuǎn)換器的接通之后在固定的或適應(yīng)性地確定的時(shí)間段期間使所述開(kāi)關(guān)件(2)失效。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的運(yùn)行電路(11)，其具有時(shí)間控制的調(diào)整件(6、7、8)，所述調(diào)整件在所述轉(zhuǎn)換器的接通之后在固定的或適應(yīng)性地確定的時(shí)間段期間提高所述極限值(Ie2)并且之后再次使其下降(Iel)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的運(yùn)行電路(11)， 其具有另外的測(cè)量件(9)，利用所述另外的測(cè)量件(9)重復(fù)地在兩個(gè)彼此相繼的測(cè)量時(shí)刻(tpt2)測(cè)量所述直流電源(I)的輸出電壓(U1, U2)，以及 具有時(shí)間控制的所述調(diào)整件，只要在相應(yīng)第二測(cè)量時(shí)刻(t2)的電壓測(cè)量(U2)值大于在相應(yīng)第一測(cè)量時(shí)刻U1)的電壓測(cè)量值(U1),所述調(diào)整件使所述開(kāi)關(guān)件(2)失效。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項(xiàng)所述的用于照明器件(12)的運(yùn)行電路(11)，其中，所述直流電源(I)具有待連接到電網(wǎng)上的整流器(3)和連接在其之后的開(kāi)關(guān)控制器(4)，所述開(kāi)關(guān)控制器將由所述整流器(3)提供的直流電壓轉(zhuǎn)換成具有不同的電壓值的直流電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于照明器件(12)的運(yùn)行電路(11)，其中，所述開(kāi)關(guān)控制器(4)為反激式轉(zhuǎn)換器或降壓轉(zhuǎn)換器。
15.根據(jù)權(quán)利要求9至14中任一項(xiàng)所述的用于照明器件(12)的運(yùn)行電路(11)，其中，所述照明器件(12)為一個(gè)LED或多個(gè)組合成一個(gè)模塊的LED，并且用于所述照明器件(12)的轉(zhuǎn)換器(10)形成恒定電流源。
16.一種LED或OLED燈，其具有根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一項(xiàng)所述的運(yùn)行電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行電力照明器件(12)的方法和運(yùn)行電路(11)，其中，由直流電源(1)通過(guò)中間聯(lián)接轉(zhuǎn)換器(10)給該照明器件(12)供應(yīng)電力運(yùn)行能，其中，測(cè)量由轉(zhuǎn)換器(10)接收的電流(I)并且將其與極限值(IG)相比較，其中，如果由轉(zhuǎn)換器(10)接收的電流(I)超過(guò)上限值(IG)時(shí)，從轉(zhuǎn)換器(10)分離或切斷直流電壓源(1)，并且其中在接通階段期間使分離/切斷切換機(jī)構(gòu)(2)失效。
文檔編號(hào)H05B33/08GK102804920SQ201080057204
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者于爾根·芬克 申請(qǐng)人:特里多尼克有限兩合公司