Устройство драйвера и способ управления для управления нагрузкой, в частности световой головкой, включающей в себя управление входным током питания, чтобы он отвечал предварительно заданным условиям



Устройство драйвера и способ управления для управления нагрузкой, в частности световой головкой, включающей в себя управление входным током питания, чтобы он отвечал предварительно заданным условиям
Устройство драйвера и способ управления для управления нагрузкой, в частности световой головкой, включающей в себя управление входным током питания, чтобы он отвечал предварительно заданным условиям
Устройство драйвера и способ управления для управления нагрузкой, в частности световой головкой, включающей в себя управление входным током питания, чтобы он отвечал предварительно заданным условиям
Устройство драйвера и способ управления для управления нагрузкой, в частности световой головкой, включающей в себя управление входным током питания, чтобы он отвечал предварительно заданным условиям
Устройство драйвера и способ управления для управления нагрузкой, в частности световой головкой, включающей в себя управление входным током питания, чтобы он отвечал предварительно заданным условиям

 


Владельцы патента RU 2636056:

ФИЛИПС ЛАЙТИНГ ХОЛДИНГ Б.В. (NL)

Изобретение относится к устройству драйвера и соответствующему способу управления для управления нагрузкой, в частности световой головкой, имеющей один или более излучателей света. Техническим результатом является обеспечение совместимости с требованиями для гармоник главной сети и возможности справляться с нарушениями подачи напряжения на основную сеть при обеспечении непрерывного стабильного энергоснабжения нагрузки. Результат достигается тем, что устройство драйвера (10) для управления нагрузкой (14), в частности световой головкой (14), имеющей один или более световых эмиттеров, содержит входные клеммы для приема входного напряжения (V10) от внешнего источника питания (12), выходные клеммы для подачи электропитания на нагрузку, для энергоснабжения нагрузки (14), задающий каскад (16), соединенный с входными клеммами и с выходными клеммами, причем задающий каскад (16) адаптирован для регулирования входного тока (I1), выводимого из внешнего источника питания (12), и для регулирования электропитания, подаваемого на выходной терминал, срезающий предварительно заданный уровень, устройство обнаружения (24) для измерения по меньшей мере одного электрического параметра (V10, V12, I2, V20) задающего каскада (16) и для определения отклонения входного напряжения от предварительно заданных условий энергоснабжения на основе электрического параметра (V10, V12, I2, V20), причем задающий каскад (16) адаптирован для регулирования входного тока (I1) согласно предварительно заданным условиям, если отклонение от входного напряжения является более низким, чем пороговый уровень (63), и для обеспечения отклонения входного тока (I1) от предварительно заданных условий, если отклонение от входного напряжения превышает пороговый уровень (63). 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к устройству драйвера и соответствующему способу управления для управления нагрузкой, в частности, световой головкой, имеющей один или более излучателей света. Кроме того, настоящее изобретение относится к световым приборам.

Уровень техники

Драйверы для твердотельных световых применений, например, модулей СИД или усовершенствованных ламп, должны удовлетворять требованиям гармоник сети, которые могут быть заданы национальными или международными стандартами, маркерами энергии, поставщиком мощности сети, и т.д. Некоторые из стандартов являются необязательными, но другие из них - применяются в обязательном порядке, поскольку иначе продукт (источник света, включающий в себя драйвер) могут не выпустить на рынок в некоторых областях. Различные виды технологий коррекции коэффициента электрической мощности используются для ограничения гармоник входного тока и для снижения токов холостого хода, выводимых из питающей сети. В оптимальном случае, из питающей сети выводят синусоидальный входной ток, обеспечивающий синусоидальное напряжение сети. Это приводит к получению высокого коэффициента электрической мощности и к отсутствию каких-либо гармоник, вследствие чего происходит эмулирование омической нагрузки, которая не выводит реактивную мощность из питающей сети.

Для управления входными токами известны технологии управления коэффициентом мощности, в которых силовой каскад представляет собой PFC-каскад, регулируемый PFC-контроллером. PFC-контроллер умножает выпрямленное входное напряжение посредством команды, отфильтрованной фильтром нижних частот, представляющих среднюю потребляемую мощность для управления PFC-каскадом и для регулирования случайного входного тока.

В качестве альтернативы, драйверы также могут быть сконструированы для генерирования низкоуровневого общего гармонического искажения таким образом, чтобы требования для гармоник основной сети выполнялись без требования наличия специального PFC-каскада. Такое управляющее устройство известно, например, из US 2010/0060182 Al.

В качестве дополнительной возможности для снижения гармонического искажения, на первичной обмотке может быть использован пассивный драйвер входного тока, такой как RC- или LC-цепь, в сочетании с однокаскадным переключаемым источником электропитания. В этом случае, контур управления переключаемого источника электропитания приводит к подстройке между напряжением на шине и перенесенной мощностью и используется для регулирования разряда электрической энергии на первичной обмотки, которая влияет на гармоники, в ходе перезарядки первичного конденсатора.

В качестве дополнительного альтернативного решения может быть использован линейный драйвер, такой как резьбовой линейный драйвер (tapped linear driver, TLD) или переключаемый матричный драйвер (switch matrix driver, SMD), в котором ток, подаваемый на общую СИД-нагрузку, является регулируемым, и электроэнергия некоторым образом разбивается на сегменты, формируя общую СИД-нагрузку, и в котором форму входного тока определяют по току, текущему в общую СИД-нагрузку, и по компоновке общей СИД-нагрузки.

Ограничения для драйверов, известных из уровня техники, состоят в том, что электропитание, подаваемое на СИД-нагрузку, отвечает требованию, до тех пор, пока напряжение основной сети соответствует ожидаемым параметрам, таким как форма и амплитуда волны. Контур управления и параметры проектируют таким образом, чтобы они обеспечивали подачу достаточного электропитания на нагрузку, при поддержании допустимых гармоник входного тока. Однако, даже если сигнал основной сети искажается, этот контур управления и эти параметры все еще остаются применимыми. Следовательно, например, при частичном отключении основной сети или при плосковершинных сигналах напряжения на основной сети, подаваемая мощность будет падать ниже средней требуемой мощности, поскольку контур управления и параметры спроектированы для номинального входного сигнала. В результате, устройства драйверов, известные из уровня техники, не могут подавать непрерывную стабильную мощность на нагрузку, если напряжение основной сети искажено, даже если для силовой цепи может быть предусмотрена подача достаточной выходной мощности.

WO 2008/112820 A2 раскрывает осветительную систему светоизлучающего диода, включающую в себя PFC и контроллер выходного напряжения и осветительную энергосистему на основе СИД, в которой контроллер работает от вспомогательного напряжения, меньшего, чем напряжение хорды, генерируемое осветительной энергосистемой на основе СИД, и в которой общее эталонное напряжение позволяет всем компонентам осветительной системы работать совместно.

Сущность изобретения

Задача настоящего изобретение состоит в обеспечении устройства драйвера и способа управления для управления нагрузкой, в частности, световой головкой, имеющей один или более световых эмиттеров, обеспечивая совместимость с требованиями для гармоник главной сети и возможность справляться с нарушениями подачи напряжения на основную сеть, при обеспечении непрерывного стабильного энергоснабжения нагрузки. Кроме того, задача настоящего изобретение состоит в обеспечении соответствующего светового прибора.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения обеспечено устройство драйвера, содержащее:

- входные клеммы для приема входного напряжения от внешнего источника питания,

- выходные клеммы для подачи электропитания на нагрузку, для энергоснабжения нагрузки,

- задающий каскад, соединенный с входными клеммами и с выходными клеммами, причем задающий каскад адаптирован для регулирования входного тока, выводимого из внешнего источника питания, и для регулирования электропитания, подаваемого на выходные клеммы, имеющие предварительно заданный уровень,

- устройство обнаружения для измерения, по меньшей мере, одного параметра электрического сигнала задающего каскада и для определения отклонения входного напряжения от предварительно заданных условий энергоснабжения, на основе параметра электрического сигнала,

причем задающий каскад адаптирован для регулирования входного тока согласно предварительно заданным условиям, если отклонение от входного напряжения является более низким, чем пороговый уровень, и для обеспечения отклонения входного тока от предварительно заданных условий, если отклонение от входного напряжения превышает пороговый уровень.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения обеспечен способ управления для управления нагрузкой, содержащий этапы:

- приема входного напряжения от внешнего источника питания на входных клеммах,

- регулирования входного тока, выводимого из внешнего источника питания, и подачи выходной электрической мощности на выходные клеммы, имеющие предварительно заданный уровень для энергоснабжения нагрузки посредством задающего каскада,

- измерения параметра электрического сигнала задающего каскада,

- определения отклонения входного напряжения от предварительно заданных условий энергоснабжения, на основе параметра электрического сигнала, и

- регулирования входного тока выводимый из внешнего источника питания согласно предварительно заданным условиям, если отклонение от входного напряжения является более низким, чем пороговый уровень, и обеспечения отклонения входного тока от предварительно заданных условий, если отклонение от входного напряжения превышает пороговый уровень.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения обеспечен световой прибор, содержащий блок освещения, имеющий один или более световых головок, в частности, блок СИД, содержащий один или более СИД, и устройство драйвера для управления упомянутым блоком освещения, как предполагается согласно настоящему изобретению.

Предпочтительный вариант воплощения изобретения задан в зависимых пунктах формулы изобретения. Следует понимать, что заявленный способ имеет сходный и/или тот же предпочтительный вариант воплощения, что и для заявленного устройства, и как задано в зависимых пунктах формулы изобретения.

Настоящее изобретение создано на основе идеи измерения отклонения входного напряжения посредством устройства обнаружения, для определения того, отклоняется ли входное напряжение от предварительно заданных условий энергоснабжения. Если входное напряжение соответствует предварительно заданным условиям энергоснабжения, то входной ток, выводимый из внешнего источника питания, в частности, из основной сети, приходится регулировать в соответствии и при согласовании с предварительно заданными условиями, например, с требованиями для гармоник основной сети, заданными поставщиком электропитания для основной сети или соответствующими требованиями законодательства. Если отклонение от входного напряжения от предварительно заданных условий энергоснабжения превышает определенный уровень, устройство драйвера может оказаться непригодным для обеспечения требуемого электропитания для энергоснабжения нагрузки, при дополнительном выведении входного тока от внешнего источника питания, который подчиняется предварительно заданным условиям. В этом случае, отклонение от предварительно заданных условий допускается для обеспечения достаточного уровня мощности для энергоснабжения нагрузки. Это выполняется за счет изменения контура управления или параметров контура управления. Следовательно, необходимое электропитание для энергоснабжения нагрузки можно подавать непрерывно по более широкому диапазону отклонений входного сигнала, по сравнению с конвертером без этих средств, даже если входное напряжение отклоняется от предварительно заданных условий энергоснабжения.

В предпочтительном варианте воплощения устройство драйвера дополнительно содержит регулирующую ступень, соединенную с задающим каскадом для регулирования задающего каскада, причем регулирующая ступень адаптирована для регулирования задающего каскада, на основе первой управляющей команды или первого управляющего параметра, если отклонение от входного напряжения является более низким, чем пороговый уровень, и на основе второй управляющей команды, или второго управляющего параметра, или первой и второй управляющей команды или параметра, если отклонение от входного напряжения превышает пороговый уровень. Этот обеспечивает простое решение для управления задающим каскадом, в зависимости от отклонения от входного напряжения.

В предпочтительном варианте воплощения регулирующая ступень адаптирована для определения первой управляющей команды или управляющего параметра, на основе входного напряжения, и второй управляющей команды или управляющего параметра, на основе уровня выходной электрической мощности. Это обеспечивает эффективную возможность для управления устройством драйвера, в котором входной ток регулируют, на основе входного напряжения, если отклонение от входного напряжения является меньшим, чем пороговый уровень, и для регулирования входного тока, на основе уровня выходной электрической мощности, если отклонение от входного напряжения превышает пороговый уровень, для подачи непрерывной стабильной мощности на нагрузку.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту воплощения регулирующая ступень адаптирована для регулирования задающего каскада, на основе двух управляющих команд или управляющих параметров, и на основе двух весовых коэффициентов, определяемых согласно выявленному отклонению от входного напряжения от предварительно заданных условий энергоснабжения. Это является простым решением для снижения усилий для регулирования входного тока, причем непрерывный управляющий сигнал может быть обеспечен, в зависимости от отклонения от входного напряжения.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту воплощения регулирующая ступень сконструирована для применения порогового уровня, на основе измеренных условий состояния окружающей среды, уровня мощности, срока службы нагрузки и/или срока службы устройства драйвера. Это обеспечивает индивидуальные требования к устройству драйвера, адаптированного для текущих условий окружающей среды и для условий нагрузки и устройства драйвера.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту воплощения регулирующая ступень сконструирована для применения весовых коэффициентов в течение продолжительности цикла входного напряжения. Это обеспечивает эффективную возможность для индивидуального точного регулирования значений входного тока согласно отклонению от входного тока.

В предпочтительном варианте воплощения устройство обнаружения соединяют с входными клеммами для выявления входного напряжения в качестве электрического параметра. Это является простой и быстрой возможностью для выявления отклонения от входного напряжения с низким временем отклика.

В предпочтительном варианте воплощения предварительно заданные условия энергоснабжения заданы как зависимая от времени эталонная функция для входного напряжения. Это обеспечивает возможность точного выявления отклонения от входного напряжения с низкими техническими усилиями.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту воплощения устройство обнаружения содержит дискретизатор для дискретизации входного напряжения.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту воплощения устройство обнаружения содержит эталонный генератор для генерирования эталонной функции и для синхронизации эталонной функции с входным напряжением. Это обеспечивает точное сопоставление эталонной функции и входного напряжения и снижает усилия по регулированию и измерению для определения отклонения входного напряжения.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту воплощения устройство обнаружения соединено с выходными клеммами для выявления выходного электрического параметра задающего каскада в виде параметра электрического сигнала. Это является эффективной возможностью выявления отклонения от входного напряжения, на основе результирующей выходной мощности устройства драйвера.

В предпочтительном варианте воплощения электрический параметр определяют, на основе внутреннего контроля или сигнала считывания задающего каскада. Это является практическим решением для выявления отклонения от входного напряжения со сниженными техническими усилиями, поскольку дополнительное измерительное устройство может быть опущено.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту воплощения предварительно заданные условия для входного тока соответствуют требованиям для гармоник главной сети. Это обеспечивает возможность согласования напряжения основной сети с требованиями поставщика или требованиям законодательства и получения разрешения на эксплуатацию устройства драйвера и на соединение устройства драйвера с основной сетью.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту воплощения пороговый уровень является большим или равным допустимому отклонению от входного напряжения от предварительно заданных условий, в качестве допустимого для требований по гармоникам основной сети.

Как было упомянуто выше, настоящее изобретение обеспечивает усовершенствованное устройство драйвера для управления нагрузкой, в котором входной ток, выводимый из внешнего источника питания, поддается регулированию, если входное напряжение подчиняется предварительно заданным условиям энергоснабжения, и для обеспечения непрерывного электропитания, даже если входное напряжение отклоняется от предварительно заданных условий энергоснабжения, поскольку отклонение от предварительно заданных условия тока является допустимым, если входное напряжение отклоняется от предварительно заданных условий энергоснабжения. Это является решением, которое дает возможность обеспечения надежного электропитания, даже если входное напряжение отклоняется от предварительно заданных условий энергоснабжения.

Краткое описание чертежей

Эти и другие аспекты изобретения станут ясными и будут освещены со ссылкой на вариант (варианты) воплощения, описанные ниже. На следующих чертежах:

Фиг. 1 показывает схематическую блок-схему устройства драйвера для регулирования входного тока, выводимого из внешнего источника питания;

Фиг. 2 показывает подробную блок-схему варианта воплощения устройства драйвера, показанную на фиг. 1,

Фиг. 3 показывает диаграмму, иллюстрирующую выявление отклонения от входного напряжения от предварительно заданных условий энергоснабжения, и

Фиг. 4 показывает подробную схематическую блок-схему варианта воплощения устройства драйвера согласно фиг. 2.

Подробное описание изобретения

Фиг. 1 показывает схематическую блок-схему устройства драйвера, обозначенную в основном как 10. Устройство драйвера 10 соединено с внешним 12 источником напряжения, который предпочтительно представляет собой основную сеть, и который обеспечивает подачу напряжения V10 в качестве входного напряжения V10 на устройство драйвера 10. Устройство драйвера 10 выводит входной ток I1 из внешнего 12 источника напряжения. Устройство драйвера 10 подает выходное напряжение V20 и выходной ток 12 на нагрузку 14 для энергоснабжения нагрузки 14.

Устройство драйвера 10 содержит задающий каскад 16 для преобразования входного напряжение V10 в выходное напряжение V20 и для вычерчивания графика входного тока I1 и для обеспечения выходного тока 12, для энергоснабжения нагрузки. Устройство драйвера 10 дополнительно содержит стандартный 18 контур управления и вспомогательный 20 контур управления, каждый из которых соединен с внешним 12 источником напряжения, с нагрузкой 14 и с задающим каскадом 16 для приема входных сигналов. Стандартный 18 контур управления и вспомогательный 20 контур управления соединены с регулирующей ступенью 22, которая соединена с задающим каскадом 16, для регулирования задающего каскада 16.

Устройство драйвера 10 дополнительно содержит устройство обнаружения 24, соединенное с задающим каскадом 16, для выявления отклонения от входного напряжения V10 от предварительно заданных условий энергоснабжения, и соединенное с регулирующей 22 ступенью для регулирования задающего каскада 16, на основе отклонения от входного напряжения, и на основе управляющих параметров, обеспечиваемых стандартным 18 контуром управления и вспомогательным 20 контуром управления.

Стандартный 18 контур управления подает первую 2 6 управляющую команду или первый 2 6 управляющий параметр на регулирующую 22 ступень, на основе входного напряжения V10, обеспечиваемого внешним 12 источником напряжения. Вспомогательный 20 контур управления подает вторую 28 управляющую команду или второй 2 8 управляющий параметр на регулирующую 22 ступень, на основе требования для выходной мощности нагрузки 14. Регулирующая 22 ступень подает управляющий сигнал 30 на задающий каскад 16, для управления задающим каскадом 16. Задающий каскад 16 регулирует входной ток I1, выводимый из внешнего 12 источника напряжения, и обеспечивает выходное напряжение V20 и выходной ток 12, на основе управляющего сигнала 30.

Устройство обнаружения 24 выявляет отклонение от входного напряжения V10 от предварительно заданных условий энергоснабжения, на основе электрического параметра 31 задающего каскада 16, и подает управляющий сигнал 32 на регулирующую 22 ступень. Электрический параметр 31 задающего каскада 16, выявленный устройством обнаружения 24, может представлять собой входное напряжение V10, выходное напряжение V20, выходной ток 12 или внутренний управляющий сигнал задающего каскада 16. Регулирующая 22 ступень комбинирует первую 26 управляющую команду или управляющий параметр 26 и вторую 28 управляющую команду или управляющий параметр 28, на основе отклонения от входного напряжения, с получением соответствующего управляющего сигнала 30 для управления задающим каскадом 16.

Если входное напряжение V10 не отклоняется от предварительно заданных условий энергоснабжения или слегка отклоняется от предварительно заданных условий энергоснабжения в предварительно заданных пределах, то устройство обнаружения 24, соответственно, подает управляющий сигнал 32 на регулирующую 22 ступень, а регулирующая 22 ступень подает управляющий сигнал 30 на задающий каскад 16, на основе первой 26 управляющей команды или управляющего параметра 26. Первая 26 управляющая команда или управляющий параметр 26 генерируется стандартным 18 контуром управления, на основе входного напряжения V10, для регулирования входного тока I1, соответствующего входному напряжению V10. В этом случае, входной ток I1 регулируют таким образом, чтобы он удовлетворял предварительно заданным условиям, таким как требования для гармоник главной сети, налагаемым поставщиком основной сети, и/или удовлетворял требованиям законодательства, для снижения тока холостого хода, выводимого из внешнего 12 источника напряжения, и для эмулирования омической нагрузки. Вспомогательный 20 контур управления подает вторую 28 управляющую команду или управляющий параметр 28 на регулирующую 22 ступень, на основе потребляемой мощности нагрузки 14. Если входное напряжение V10 отклоняется от предварительно заданных условий энергоснабжения, то регулирующую 22 ступень адаптируют для обеспечения управляющего сигнала 30, на основе второго управляющего параметра 28, для обеспечения выходного напряжения V20 и выходного тока 12 для энергоснабжения нагрузки 14 по требованию. Если отклонение от входного напряжения V10 находится на максимальном уровне, то управляющий сигнал 30 создается только на основе второй 28 управляющей команды или управляющего параметра 28. Если входное напряжение V10 соответствует предварительно заданным условиям энергоснабжения, то управляющий сигнал 30 создается только на основе первой 26 управляющей команды или управляющего параметра 26. Если отклонение от входного напряжения V10 от предварительно заданного условия энергоснабжения находится на уровне между максимумом и минимумом, то регулирующая 22 ступень будет комбинировать первую и вторую управляющую команду или управляющий параметр 26, 28, с образованием комбинированного управляющего сигнала 30 согласно степени отклонения от входного напряжения.

Следовательно, устройство драйвера 10 регулирует входной ток I1 согласно предварительно заданным условиям входного тока,если входное напряжение V10 удовлетворяет предварительно заданным условиям энергоснабжения и позволяет выводить входной ток I1, отклоняющийся от предварительно заданных условий входного тока. Поэтому, выходная мощность для энергоснабжения нагрузки 14 может быть обеспечена, даже если входное напряжение V10 отклоняется от предварительно заданных условий энергоснабжения, и выводит входной ток I1 согласно условиям входного тока, если входное напряжение V10 удовлетворяет предварительно заданным условиям энергоснабжения таким образом, чтобы эмулировалась омическая нагрузка.

Фиг. 2 показывает подробную блок-схему, иллюстрирующую специальный вариант воплощения устройства драйвера 10. Идентичные элементы обозначены идентичными ссылочными номерами, причем здесь подробно описаны лишь различия.

Задающий каскад 16 содержит блок 36 выпрямителя, предназначенный для выпрямления входного напряжения V10 до выпрямленного входного напряжения V12. Блок 36 выпрямителя соединен с делителем 38 напряжения и входным 40 конденсатором, подключенным параллельно к блоку 36 выпрямителя. Блок 36 выпрямителя дополнительно соединен с индуктором 42 для электрического соединения блока 36 выпрямителя с регулируемым переключателем 44. Индуктор 42 дополнительно соединен с диодом 46 и с выходным конденсатором 48. Задающий каскад 16 содержит выходной 50 измерительный блок, подключенный параллельно к выходному конденсатору 48 для измерения выходного напряжения V20 и/или выходного тока 12. Нагрузка 14 подключена параллельно к выходному 50 измерительному блоку и образована из блока СИД 14.

Выпрямленное входное напряжение V12 подают на индуктор 42, а регулируемый переключатель 44 по желанию часто переключают для преобразования выпрямленного входного напряжения V12 в выходное напряжение V20, для подачи выходного тока 12 на нагрузку 14 и для выведения входного тока I1 из внешнего 12 источника напряжения. Регулируемый переключатель 44 регулируют посредством регулирующей 22 ступени, как будет разъяснено в дальнейшем.

Регулирующая 22 ступень содержит драйвер 52 переключателя,регулятор 54 выходного сигнала и умножитель 56. Драйвер 52 переключателя соединен с выходом регулируемого переключателя 44 и с управляющим входом регулируемого переключателя 44, для управления регулируемым переключателем 44. Регулятор 54 выходного сигнала принимает выходной сигнал, например, выходной ток 12, выходное напряжение V20 или выходную мощность задающего каскада 16 из выходного 50 измерительного блока и подает сигнал 57 средней потребляемой мощности на умножитель 56. Умножитель 56 соединен с комбинирующим устройством 58 для комбинирования первого 26 управляющего параметра, полученного с делителя 38 напряжения, и второго 28 управляющего параметра, полученного со вспомогательного 20 контура управления. Комбинированный сигнал 60, обеспечиваемый комбинирующим устройством 58, и сигнал 57 средней потребляемой мощности, обеспечиваемый регулятором 54 выходного сигнала, умножаются умножителем 56 и подаются в виде входного сигнала 62 на драйвер 52 переключателя.

Устройство обнаружения 24 выявляет электрический параметр для определения отклонения от входного напряжения от предварительно заданных условий энергоснабжения. Устройство обнаружения 24 соединяют либо с входными клеммами задающего каскада 16, для выявления входного напряжения V10 в качестве электрического параметра, или с блоком 36 выпрямителя, для выявления выпрямленного напряжения V12 в качестве электрического параметра, либо соединяют с выходным 50 измерительным блоком, для выявления выходного параметра задающего каскада 16 в качестве электрического параметра. Устройство обнаружения 24 принимает пороговый уровень 63 от порогового генератора 64, который определяется, на основе внешнего параметра 66, например, установок регулятора освещенности, температуры окружающей среды, срока службы нагрузки 14, срока службы задающего каскада 16, уровня мощности и/или уровня окружающего света.

Устройство обнаружения 24 принимает внешний параметр 66 и сигнал 57 средней потребляемой мощности от устройства 68 фильтра, соединенного с выходным 50 измерительным блоком. Вспомогательный 20 контур управления принимает внешний параметр 66 и отклонение от входного напряжения от устройства обнаружения 24 для генерирования второго 28 управляющего параметра.

Устройство обнаружения 24 регулирует комбинирующее устройство 58 для комбинирования первого и второго управляющих параметров 26, 28, на основе весовых коэффициентов согласно выявленному отклонению от входного напряжения от предварительно заданных условий энергоснабжения.

Следовательно, регулируемый переключатель 44 регулируют посредством управляющего сигнала 30, обеспечиваемого регулирующей 22 ступенью согласно входному напряжению V10 и требуемой выходной мощности, если отклонение от входного напряжения от предварительно заданных условий энергоснабжения является меньшим, чем пороговый уровень 63, или регулируемый переключатель 44 настраивают, на основе средней потребляемой мощности 57, обеспечиваемой регулятором 54 выходного сигнала, если отклонение от входного напряжения V10 достигает максимального уровня, или на основе сочетания входного напряжения V10 и сигнала 57 средней потребляемой мощности, если отклонение находится между пороговым уровнем 63 и максимальным уровнем.

Фиг. 3 показывает зависимость эталонного сигнала, искаженного входного напряжения V10 и отклонения от искаженного входного напряжения V10 и эталонного сигнала.

Для выявления отклонения от входного напряжения V10 от предварительно заданных условий энергоснабжения, может быть внедрен осциллятор, настраиваемый и синхронизируемый до достижения частоты основной сети, и он может генерировать синусоидальный эталонный сигнал, как показано на фиг. 3а. Пример искаженного входного напряжения V10 показан на фиг. 3с. Искаженное входное напряжение V10 сопоставляют с эталонным сигналом, и различие показано на фиг. 3b.

Пороговый уровень 63 для ожидаемого сигнала, для определения разности между входным напряжением V10 и эталонным сигналом может быть достигнут, на основе абсолютной разности, или может представлять собой сочетание относительной ошибки или гасящего порогового уровня, равного примерно нулю, направленного на предотвращение того, чтобы неточности приводили к крупным относительным ошибкам при низком входном напряжении, которое может вызвать ложное выявление искажения.

Сопоставление входного напряжения V10 и эталонного сигнала обеспечивает быстрый отклик и точную функцию отклонения от входного напряжения, поскольку усреднение входного напряжения V10 может обеспечить медленный отклик, а в случае, показанном на фиг. 3 синусоидальная положительная полуволна может быть усреднена искаженной отрицательной полуволной входного напряжения V10.

В этом конкретном случае, отклонение от входного тока I1 от предварительно заданных условий может быть допустимой только при искаженной отрицательной полуволне входного напряжения V10, когда отрицательные пики функции сравнения превышают пороговый уровень 63. Это приводит к точному контролю входного тока II.

Для выявления входного напряжения V10 может быть использован блок дискретизации, принимающий периодические измерения и сопоставляющий измеренные значения с предварительно заданными ожидаемыми значениями входного напряжения V10. На основе предварительно заданных ожидаемых значений, например, сохраненных в поисковой таблице, может быть определено отклонение от входного напряжения V10 от синусоидальной волны.

В дополнительном упрощенном варианте воплощения, измерительное устройство измеряет максимальное значение входного напряжения V10 или может определить среднее входное напряжение V10. Максимальные значения или среднее значение входного напряжения V10 сопоставляют с пороговым уровнем 63, заданным пороговым генератором 64 для определения того, отклоняется ли входное напряжение V10 от предварительно заданных условий.

Фиг. 4 показывает определенный вариант воплощения устройства драйвера 10 по фиг. 2. Идентичные элементы обозначены идентичными ссылочными номерами, из которых в настоящей работе подробно разъяснены только различия.

Задающий каскад 16 содержит трансформатор 70, подключенный между входным 40 конденсатором и регулируемым переключателем 44. Трансформатор 70 заменяет индуктор 42. Трансформатор 70 служит для выявления нулевого тока и обеспечивает соответствующий сигнал 71 нулевого тока, подаваемый на драйвер 52 переключателя, для управления регулируемым переключателем 44. Следовательно, входной ток I1 можно контролировать более точно.

Задающий каскад 16 дополнительно содержит резистор 76, подключенный последовательно к нагрузке 14. Эталонное напряжение VR выявляют на узле 77 между нагрузкой 14 и резистором 76, соответствующим падению напряжения на резисторе 76 и соответствующим выходному току 12 на нагрузке 14. Эталонное напряжение VR подают на регулятор 54 выходного сигнала для определения сигнала 57 средней потребляемой мощности.

Выходной ток 12 можно подавать в качестве входного сигнала на устройство обнаружения 24 для определения отклонения входного напряжения от предварительно заданных условий энергоснабжения.

В случае, когда задающий каскад 16 является постоянным во время срока службы PFC, умножитель 56 не умножает комбинированный сигнал 60 и сигнал средней потребляемой мощности при уровне сигнала, но выполняет умножение путем объединения электрического тока в индукторе 42 или в трансформаторе 70 в ходе времени работы регулируемого переключателя 44. При таком применении, принцип этого изобретения также можно использовать. Время включенного состояния, которое обычно бывает постоянным параметром 26 для контура управления, можно заменить на резервный сигнал 28, приводящий к непостоянному времени работы, вследствие чего вытягивается другой входной ток.

Предпочтительным применением устройства драйвера 10 является резьбовой линейный драйвер (tapped linear driver, TLD). При этом применении, определенная длина нити СИД адаптирована для входного напряжения V10. Для получения постоянного светового выхода, драйвер может включать в себя переключающий механизм и может выводить несколько токов I2', I2'', и т.д. на различные сегменты нагрузки. По меньшей мере, один из выходных токов I2, I2', I2'' … резьбового линейного драйвера может быть повышен в случае пониженной длины нити СИД. Повышение выходной мощности может привести к повышению входного тока I1 и может увеличить ток, выводимый из внешнего 12 источника напряжения. Следовательно, входной ток I1 может быть повышен для понижения входного напряжения V10. Это повышение тока ограничено определенными пределами по амплитуде и определенными промежутками времени, для получения предварительно заданного входного тока I1. Например, входной ток I1 может быть ограничен трехкратным током при максимумах номинального напряжения основной сети. Если выявлено отклонение от входного напряжения V10 от предварительно заданных условий энергоснабжения, ограничение относительно входного тока может быть ослаблено или устранено, для обеспечения стабильного светового выхода с допустимыми нагрузками по мощности/току для драйвера и нагрузки в виде СИД. При искажении входного напряжения V10, может быть допустим более высокий предел, например, пятикратный.

Настоящее изобретение повышает выходную мощность за счет ее увеличения, до достижения номинального уровня в течение тех периодов времени, когда напряжение основной сети понижено. Это может привести к более высокому механическому напряжению для компонентов в устройстве драйвера 10 и в нагрузке 14, что потенциально негативно влияет на срок службы. Нагрузка 14 может регистрировать события; когда выходная мощность задающего каскада 16 повышена, и в случае, когда достигнута критическая продолжительность повышения мощности, выходная мощность может быть снижена, или это повышение может быть опущено.

В примерах, представленных в настоящей работе, мощность, подаваемую на нагрузку 14, поддерживают постоянной, для обеспечения постоянного светового выхода таким образом, чтобы пользователь не заметил никакого искажения входного напряжения V10. В качестве альтернативы или дополнительно, задающий каскад 16 может применять выходную мощность для более низкого уровня, для обеспечения более высокого допуска, если напряжение основной сети отклоняется от предварительно заданных условий. Это также может быть связано с регистрацией продолжительности повышения мощности.

Тогда как изобретение было проиллюстрировано и подробно описано на чертежах и в вышеприведенном описании, такая иллюстрация и описание следует рассматривать как иллюстративное или примерное, а не ограничивающее; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами воплощения. Другие разновидности раскрытых вариантов воплощения могут быть поняты и реализованы специалистами в данной области техники при воплощении на практике заявленного изобретения, на основе исследования чертежей, раскрытия и прилагаемой формулы изобретения.

В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает наличия других элементов или этапов, а единственное число не исключает множественности. Единичный элемент или другая единица может выполнить функции нескольких объектов, перечисленных в формуле изобретения. Сам факт, что определенные измерения перечислены в отличных друг от друга зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что не может быть успешно использовано сочетание этих измерений.

Компьютерную программу можно хранить/распространять на подходящих носителях, таких как оптический носитель информации или твердотельный носитель, подаваемый вместе, или как часть другого аппаратного оборудования, но ее можно также распространять в других формах, например, через Интернет или другие проводные или беспроводные телекоммуникационные системы.

Никакие ссылочные обозначения в формуле изобретения не следует рассматривать как ограничивающие объем изобретения.

1. Устройство драйвера (10) для управления нагрузкой (14), в частности световой головкой (14), имеющей один или более световых эмиттеров, причем устройство содержит

- входные клеммы для приема входного напряжения (V10) от внешнего источника питания (12),

- выходные клеммы для подачи электропитания на нагрузку для энергоснабжения нагрузки (14),

- задающий каскад (16), соединенный с входными клеммами и с выходными клеммами, причем задающий каскад (16) адаптирован для регулирования входного тока (I1), выводимого из внешнего источника питания (12), и для регулирования электропитания, подаваемого на выходные клеммы, обладающие предварительно заданным уровнем,

- устройство обнаружения (24) для измерения по меньшей мере одного параметра электрического сигнала (V10, V12, I2, V20) задающего каскада (16) и для определения отклонения входного напряжения от предварительно заданных условий энергоснабжения на основе параметра электрического сигнала (V10, V12, I2, V20),

в котором задающий каскад (16) адаптирован для регулирования входного тока (I1) согласно предварительно заданным условиям, если отклонение от входного напряжения будет ниже, чем пороговый уровень (63), и для обеспечения отклонения входного тока (I1) от предварительно заданных условий, если отклонение от входного напряжения превышает пороговый уровень (63).

2. Устройство драйвера по п. 1, дополнительно содержащее регулирующую ступень (22), соединенную с задающим каскадом (16) для регулирования задающего каскада (16), причем регулирующая ступень (22) адаптирована для регулирования задающего каскада (16) на основе первой управляющей команды (26), если отклонение от входного напряжения является более низким, чем пороговый уровень (63), и на основе второй управляющей команды (28) или первой (26) и второй управляющих команд (28), если отклонение от входного напряжения превышает пороговый уровень (63).

3. Устройство драйвера по п. 2, в котором регулирующая ступень (22) адаптирована для определения первой управляющей команды (26) на основе входного напряжения (V10) и второй управляющей команды (28) на основе уровня выходной электрической мощности.

4. Устройство драйвера по п. 2 или 3, в котором регулирующая ступень (22) адаптирована для регулирования задающего каскада (16) на основе двух управляющих команд (26, 28) и на основе двух весовых коэффициентов, определяемых согласно выявленному отклонению входного напряжения от предварительно заданных условий энергоснабжения.

5. Устройство драйвера по любому из пп. 1, 2, 3, в котором регулирующая ступень (22) сконструирована для применения порогового уровня (63) на основе измеренных условий окружающей среды, уровня мощности, срока службы нагрузки и/или срока службы устройства драйвера.

6. Устройство драйвера по любому из пп. 2, 3, в котором регулирующая ступень (22) сконструирована для применения весовых коэффициентов в течение продолжительности цикла входного напряжения (V10).

7. Устройство драйвера по любому из пп. 1, 2, 3, в котором устройство обнаружения (24) соединено с входными клеммами для выявления входного напряжения (V10) в качестве электрического параметра (V10).

8. Устройство драйвера по п. 7, в котором предварительно заданные условия энергоснабжения представляют собой зависимую от времени эталонную функцию для входного напряжения (V10).

9. Устройство драйвера по п. 8, в котором устройство обнаружения (24) содержит дискретизатор для дискретизации входного напряжения (V10).

10. Устройство драйвера по п. 9, в котором устройство обнаружения (24) содержит эталонный генератор для генерирования эталонной функции и для синхронизации эталонной функции с входным напряжением (V10).

11. Устройство драйвера по любому из пп. 1, 2, 3, в котором устройство обнаружения (24) соединено с выходными клеммами для выявления выходного электрического параметра (V20, I2) задающего каскада (16) в качестве параметра электрического сигнала.

12. Устройство драйвера по любому из пп. 1, 2, 3, 8, 9, 10, в котором параметр электрического сигнала определяют на основе внутреннего контроля или сигнала считывания задающего каскада (16).

13. Устройство драйвера по любому из пп. 1, 2, 3, 8, 9, 10, в котором предварительно заданные условия для входного тока соответствуют требованиям для гармоник главной сети.

14. Способ управления для управления нагрузкой (14), в частности, световой головкой (14), содержащей один или более световых эмиттеров, причем способ управления содержит этапы

- приема входного напряжения от внешнего источника питания (12) на входных клеммах,

- регулирования входного тока (I1), выводимого из внешнего источника питания (12), и подачи выходной электрической мощности на выходные клеммы, имеющие предварительно заданный уровень для энергоснабжения нагрузки (14) посредством задающего каскада (16),

- измерения параметра электрического сигнала (V10, V12, I2, V20) задающего каскада,

- определения отклонения входного напряжения от предварительно заданных условий энергоснабжения на основе параметра электрического сигнала (V10, V12, I2, V20) и

- регулирования входного тока (I1), выводимого из внешнего источника питания (12) согласно предварительно заданным условиям, если отклонение от входного напряжения является более низким, чем пороговый уровень (63), и обеспечения отклонения входного тока (I1) от предварительно заданных условий, если отклонение от входного напряжения превышает пороговый уровень (63).

15. Световой прибор, содержащий

- блок освещения (14), имеющий один или более световых головок, в частности блок СИД, содержащий один или более СИД, и

- устройство драйвера (10) для управления упомянутым блоком освещения (14) по любому из пп. 1-13.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области светотехники. Предложены светоизлучающий модуль (100), лампа и светильник.

Изобретение относится к способу регулировки подключенного к исполнительному механизму светодиодного сигнализатора (1) для работы в дневном и ночном режиме. По меньшей мере, однократно изменяют посредством светодиодного сигнализатора (1) входной ток (Isg) и входное напряжение (Usg) на светодиодном сигнализаторе (1) и на основе разницы значений входного тока и входного напряжения определяют эффективное дополнительное сопротивление светодиодного сигнализатора (1).

Изобретение относится к светотехнике и позволяет осуществлять питание светодиодных светильников непосредственно от внешних бытовых электросетей. Технический результат - возможность эксплуатации светодиодного излучателя с высоким КПД излучения напрямую от источников переменного тока без использования стабилизатора тока.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является увеличение долговечности источника света с органическими люминесцентными материалами.

Изобретение относится к светотехнике и электронной коммутации для обеспечения управлением яркостью свечения светодиодов (СД) для подсвета знаков и надписей на лицевой панели пультов, используемых в бортовом оборудовании летательных аппаратов (ЛА) с изменяющейся внешней засветкой, а также для СД, используемых в качестве источников световой индикации.

Предложено средство защиты для обеспечения безопасности осветительного устройства. Измеряют электрический параметр путем возбуждения осветительного устройства с конкретными уставками возбуждения и сравнивают его с оценочным ожидаемым значением электрического параметра таким образом, что в случае обнаруженного системного отказа могут быть обеспечены выдача сигнала предупреждения об опасности или отключение.

Изобретение относится к возбудителю освещения для возбуждения одного или более источников света, в частности светодиодных (СИД) источников света, и к блоку освещения, включающему в себя возбудитель освещения.

Изобретение относится к задающей схеме для возбуждения нагрузки, причем нагрузка содержит по меньшей мере один светоизлучающий диод (СИД). Техническим результатом является снижение потерь энергии и уменьшение помех.

Изобретение относится к области светотехники. Раскрыты способы и устройство, относящиеся к осветительному устройству на основе светоизлучающих диодов (СИД), имеющему сенсорную светоизлучающую поверхность, к которой может прикасаться пользователь для изменения характеристик светоотдачи СИД осветительного устройства.

Изобретение относится к области светотехники. Схема драйвера LED (светоизлучающих диодов) содержит, по меньшей мере, одну цепочку (10) LED (12), соединенных последовательно, и источник питания, для преобразования напряжения сети переменного тока в выходное напряжение (Uвых), прикладываемое к упомянутой, по меньшей мере, одной цепочке (10) LED.

Изобретение относится к светодиодной системе освещения, содержащей схему источника питания и один или более модулей LED. Схема источника питания оборудуется терминалами (K1, K2) ввода для связи с источником напряжения питания и первым и вторым терминалами (K3, K4) вывода и схемой (I, II) возбуждения, соединенной между терминалами ввода и первым и вторым терминалами вывода для генерирования тока LED. Схема (I, II) возбуждения содержит схему (II) управления возбуждением, оборудованную терминалом (K7) ввода для увеличения или уменьшения тока LED в зависимости от наличия сигнала на терминале ввода схемы управления возбуждением. Один или более модулей LED содержат первый и второй терминалы (K5, K6) ввода для связи с соответственно первым и вторым терминалами вывода схемы источника питания, последовательную компоновку (LS) LED-нагрузки и блок (R1) восприятия тока, подсоединенный между терминалами ввода, схему управления модулем для генерирования сигнала управления током на терминале вывода схемы управления модулем и подсоединенную к блоку восприятия тока и к генератору (R3, R4, R5, Z1) опорного сигнала для генерирования опорного сигнала, представляющего желаемую величину тока LED, причем сигнал управления током имеет первое значение в случае, если желаемое значение тока LED ниже, чем измеренное значение тока LED, и второе значения в случае, если желаемое значение тока LED выше, чем измеренное значение тока LED, и схему (D1; Sg, DC, C1, C2) подсоединения, подсоединенную во время работы между терминалом вывода схемы управления модулем и терминалом ввода схемы управления возбуждением для передачи первого значения сигнала управления током к терминалу ввода схемы управления возбуждением и для блокировки второго значения, и причем сигнал на терминале ввода схемы управления возбуждением имеет значение по умолчанию, когда все сигналы управления током имеют свое второе значение. Технический результат- упрощение светодидной системы освещения. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх