照明组件的制作方法
- 国知局
- 2024-08-02 15:34:31
本发明涉及照明组件,特别地涉及具有多个壳体的照明组件,每个壳体具有其自己的照明板和照明驱动器。
背景技术:
1、一些照明组件非常大和重,以便能够提供期望的光输出。在顶灯的情况下,这种照明组件的安装变得具有挑战性。特别地,期望能够由一个人进行安装。
2、为此目的,已知将照明安装件的主体分成可以按顺序组装的两个(或更多)部分。例如,一个部分可以是功能照明单元,其目的是提供期望的输出流明水平,并且另一个部分提供装饰(环境)光。在另一个示例中,两个部分可以是对称的,并且是较大顶灯的左半部和右半部。
3、每个部分具有它自己的光源(通常是led装置),但可能存在用于控制两个照明安装部分的单个主控制器。
4、图1示出了已知照明组件10的一个示例。
5、存在第一壳体20和第二壳体30。第一壳体20接收市电输入(“ac220”),并且包括ac/dc转换器22以及主控制器24。由ac/dc转换器22生成的电源vcc被提供给由第一驱动器控制器27控制的第一驱动器26,并且这驱动第一照明板28上的光源装置。
6、第二壳体30经由两个壳体之间的电连接,接收由ac/dc转换器22生成的电源vcc。该电源被提供给由第二驱动器控制器34控制的第二驱动器32,并且驱动第二照明板36上的光源装置。控制器24可以与照明驱动器27、32两者通信。更具体地,控制器24还可以经由两个壳体之间的控制连接与照明驱动器32通信,其中控制连接和电连接可以被放入到一个多引脚连接器中。
7、尽管不是优选,但由于照明板和金属壳体太大,在照明板和金属壳体20、30之间不可避免地存在寄生电容器cr1、cr2。在组装中,经常出现金属壳体相互接触的情况,即壳体电连接在一起。因此,两个照明板28、36并且因此驱动器通过寄生电容器cr1、cr2被连接、被耦合在一起。
8、图2示出了驱动器和照明板电路。每个驱动器包括开关模式电源(特别地,降压转换器),该开关模式电源具有主控制晶体管q1、q3、电感器l1、l2、二极管d1、d2和分流开关(特别地,分流晶体管q2、q4)。第一驱动器具有第一主控制晶体管q1和第一分流晶体管q2,第二驱动器具有第二主控制晶体管q3和第二分流晶体管q4。主控制晶体管由相应驱动器控制器生成的脉冲宽度调制信号pmw1、pwm3控制,并且分流晶体管由脉冲宽度调制信号pwm2、pwm4控制。
9、第一照明单元板28具有第一led装置280,并且第二照明单元板36具有第二led装置360,
10、因此,存在由每个驱动器控制器生成的两个pwm控制信号。一个pwm控制信号控制开关模式电源的主功率开关,并且因此控制开关模式电源的能量转换功能。另一个pwm控制信号控制与照明板上的光源装置并联的分流开关。分流开关的目的是实现深度调光。由于最近需要非常深度的调光,两个pwm信号可以具有相似的频率。
11、因此,第一驱动器控制器27具有输出信号pwm1和pwm2,并且第二驱动器控制器34具有输出信号pwm3和pwm4。降压转换器的平均/峰值电流随着pwm1或pwm3的占空比而缩放;而实际led电流(即调光水平)随着pwm2或pwm4的占空比而缩放。
12、如果第一驱动器26或第二驱动器32中的仅一个驱动器在操作,则整体组件稳定并且性能良好。这是因为另一个驱动器完全关断,更具体地,主电源开关关断,并且所有部件相对于接地连接是电气浮置的。
13、然而,如果两个驱动器26、32都在操作,并且例如第二驱动器的第二分流开关q4被接通和关断以进行深度调光,则这将使第一驱动器26不稳定。
14、这是图2中所示的情况。当第二分流开关q4导通时,led单元360的阴极被电平移位高至输入电压;当主电源开关q1导通时,led单元280的阴极被耦合到地电压,并且差分电压使得如由箭头40所示汲取的电流被注入到第一驱动器。该寄生电流流动干扰了第一驱动器26。
15、具体地,电流流入第一驱动器26的电感器l1,而不流向光源280(或者如果电流感测电阻器在高电压侧,则不流向电流感测电阻器),因此第一驱动器26的操作电流包括未被监测的组分。这使得第一驱动器26的输出部分地不受调节。
16、这导致驱动器不稳定,并且因此导致灯闪烁。当寄生电容(cr1和cr2)较大并且占空比较小时,这是特别的问题。因此,当灯被调光到低调光水平(在驱动器中的一个驱动器处)时,灯会闪烁(由于与另一个驱动器的电容性耦合)。
17、此外,当第一分流晶体管q2也被导通和关断以进行深度调光时,可能会发生相同的情况。在该情况下,反向电流从第一驱动器26通过寄生电容(cr1和cr2)流到第二驱动器。寄生电容cr1和cr2以交替极性进行充电,并且泄漏电流将永远不会停止。
18、开关的行为由图3中的信号波形示出。
19、图3示出了四个pwm信号。通过pwm4在第二驱动器中实现深度调光,pwm4使分流开关导通以获得大占空比。该信号pwm4的一部分与由pwm1控制的主控制开关q1的导通脉冲中的一个导通脉冲的重叠被示为区域42,并且在该重叠中,可能出现从第二驱动器到第一驱动器的泄漏电流。
20、解决该问题的一种已知方式是确保两个驱动器的分流控制信号(pwm2/pwm4)之间的同步,或者当一个驱动器的分流开关(例如,q4)导通时,关断另一个驱动器的主控制开关(例如,q1)。
21、us 8946935公开了一种电源装置,该电源装置具有连接到外部设备的多个开关模式电源。为了减少干扰,多个电源的切换频率是同步的。
22、然而,在独立系统位于分离壳体中的情况下,两个驱动器由不同的控制器控制,使得难以实现同步。
23、需要在不要求复杂同步的情况下解决该闪烁问题。
技术实现思路
1、本发明由权利要求限定。
2、本发明的构思是提供一种具有两个照明装置(每个照明装置具有照明单元板和开关模式驱动单元)的照明组件。凭借阻挡装置,防止了开关模式驱动单元之间通过寄生电容的电流流动,该电流流动由通过第一开关模式驱动单元和第二开关模式驱动单元的切换而在两个照明装置之间形成的差分电压引起。该阻挡装置允许正常电流流过照明单元板的照明单元,但是在一个方向上(例如,从第二照明装置到第一照明装置)或更优选地在两个方向上阻挡在开关模式驱动单元之间的流动。
3、根据依据本发明的一个方面的示例,提供了一种照明组件,包括:
4、第一照明装置,包括用于安装第一照明单元的第一照明单元板、用于驱动第一照明单元的第一开关模式驱动单元、以及第一点,其中第一开关模式驱动单元适于在特定时刻将第一电压电位切换到第一点;
5、第二照明装置,包括用于安装第二照明单元的第二照明单元板、用于驱动第二照明单元的第二开关模式驱动单元、以及第二点,其中第二开关模式驱动单元适于在特定时刻将第二电压电位切换到第二点,第二电压电位比第一电压电位低差分电压;
6、寄生电容,存在于第一点和第二点之间;以及
7、阻挡装置,被耦合在第一照明装置的第一点和第二照明装置的第二点之间的路径中,其中阻挡装置适于:阻挡经由寄生电容从第一照明装置和第二照明装置中的一个照明装置流向第一照明装置和第二照明装置中的另一个照明装置的电流,该电流由差分电压引起。
8、阻挡装置防止电流流入一个驱动单元,该电流可能导致如上所述的闪烁。例如,阻挡装置被布置成相对于在电路操作(更具体地,电路切换)期间出现的差分电压反向偏置,以便阻挡从一个驱动单元流向另一个驱动单元的电流。该电流流动经由照明单元板,因此路径例如是从一个开关模式驱动单元经由照明板和寄生电容到另一个开关模式驱动单元。
9、当两个照明装置的操作(更具体地,开关模式驱动单元的切换)期间出现的差分电压引起在一个方向上(从一个开关模式驱动单元到另一个开关模式驱动单元)的电流流动时,阻挡装置可以例如阻挡在一个方向上的电流流动。替代地,阻挡装置可以阻挡第一开关模式驱动单元和第二开关模式驱动单元之间在两个方向上的电流流动。
10、例如,阻挡装置用于阻挡经由寄生电容从第一照明单元板流向第二开关模式驱动单元或从第二照明单元板流向第一开关模式驱动单元的电流。
11、在另外的实施例中,寄生电容的电容在1nf和100nf之间。该电容是会导致大量泄漏电流的通常值,并且本技术适于解决该问题。
12、第一开关模式驱动单元和第二开关模式驱动单元的切换例如是异步的。第一开关模式驱动单元和第二开关模式驱动单元的异步切换可以是电压差的根本原因之一,并且有时难以解决该根本原因,因此需要补救措施。补救措施是可能的,因为阻挡装置意味着不需要同步来防止不期望的电流流动。
13、更具体地,在异步切换中,第一开关模式驱动单元例如适于:在特定时刻,将第一电压电位切换到寄生电容的阳极位置,并且第二开关模式驱动单元适于:在所述特定时刻,将第二电压电位切换到寄生电容的阴极位置,并且阻挡装置从有效阳极位置到有效阴极位置被反向偏置。因此,将会导致电流流动被阻挡装置阻挡。
14、第一开关模式驱动单元例如包括与第一照明单元并联的第一分流开关,并且第二开关模式驱动单元包括与第二照明单元并联的第二分流开关。
15、第一分流开关适于在第一分流开关对第一照明单元分流时,将输入电压切换到第一照明单元的阴极,并且第二分流开关适于在第二分流开关对第二照明单元分流时,将输入电压切换到第二照明单元的阴极。
16、这些分流开关用于调光控制,以扩展由开关模式驱动单元提供的调光范围。因此,它们可以实现深度调光。然而,当分流开关导通时,它直接将照明单元旁路,并且将输入电压连接到照明单元的阴极,由此将照明单元的阴极电平移位为高电压,这有效地产生了高电位(这可能成为麻烦)。如上所述,在深度调光水平下,存在异步切换的特别风险,导致两个开关模式驱动单元之间的不平衡(差分)电压,最终导致引起寄生泄漏电流。
17、第一开关模式驱动单元例如包括第一转换器,第一转换器包括适于将地电压耦合到第一转换器中的点的第一功率切换部件,并且第二开关模式驱动单元包括第二转换器,第二转换器包括适于将地电压耦合到第二转换器中的点的第二功率切换部件。
18、在特定时刻,第一分流开关例如适于导通,并且第二转换器的功率切换部件适于导通,从而经由寄生电容,将第一照明单元上的输入电压与第二转换器上的地电压耦合。
19、在第二时间段中,第二分流开关例如适于在第一转换器的功率切换部件适于导通时导通,从而将第二照明单元上的输入电压施加到第一转换器上的地电压。
20、如果不存在阻挡部件,则由于转换器切换期间的交变差分电压,因而在这些时间段期间出现交变泄漏电流。当差分电压交替时,寄生电容交替地被充电为相反极性,使得泄漏电流始终存在。因此,本发明的实施例对于防止这种问题特别有利。
21、阻挡装置例如包括:
22、适于阻挡从第一分流开关到第一照明单元的阴极的电流的第一阻挡元件;或者
23、适于阻挡从第一照明单元的阳极到第一分流开关的电流的第一阻挡元件。
24、该第一阻挡元件因此是第一照明装置的一部分。
25、应当指出,本领域技术人员应当知道,各种差分电压可以由开关模式驱动单元的不同装置中的异步切换引起,并且本领域技术人员可以分析各种差分电压的位置,并且进而可以将阻挡元件放置在适当的位置。因此,阻挡元件的上面限定的位置不是唯一的并且不应当如此限制本发明的范围。
26、照明组件包括承载第一开关模式驱动单元的第一板,并且第一阻挡元件可以被安装在第一照明单元板上或被安装在承载第一开关模式驱动单元的第一板上。因此,第一阻挡元件在第一照明单元和第一分流开关之间,并且它可以在第一驱动单元板(具有第一分流开关)上或者在第一照明单元板(具有第一照明单元)上。
27、阻挡装置还可以包括:
28、适于阻挡从第二分流开关到第二照明单元的阴极的电流的第二阻挡元件;或者
29、适于阻挡第二照明单元的阳极到第二分流开关的电流的第二阻挡元件。
30、该第二阻挡元件因此是第二照明装置的一部分。因此,通过寄生电容的电流流动在两个方向上被阻挡。
31、照明组件包括承载第二开关模式驱动单元的第二板,并且第二阻挡元件可以形成在第二照明单元板上或形成在承载第二开关模式驱动单元的第二板上。因此,第二阻挡元件在第二照明单元和第二分流开关之间,并且它可以在第二驱动单元板(具有第二分流开关)上或在第二照明单元板(具有第二照明单元)上。
32、该阻挡元件或每个阻挡元件例如包括从照明单元的阴极到分流开关的电流输出端子为正向的二极管,或者包括被配置为从分流开关的电流输入端子到照明单元的阳极为正向的二极管。可以替代地使用二极管式连接的晶体管或其他单向流动器件。
33、第一开关模式驱动单元可以包括第一降压转换器,并且第二开关模式驱动单元包括第二降压转换器,其中当第二降压转换器的功率切换部件适于导通时,第一分流开关适于导通。当降压转换器接通时,它有效地将地电位切换到降压转换器中。该地电位和上述高电位可以形成差分电压,以经由寄生电容产生足够的泄漏电流。应当理解,其他类型的转换器也可能存在该技术问题,并且可以通过本发明的适当实现来解决。因此,本发明的范围不限于降压转换器。
34、经由寄生电容在第一照明装置和第二照明装置之间流动的电流优选地位于与从一个照明装置处的功率输入流到另一个照明装置的电流环路不同的电流环路中。
35、这意味着,照明装置的内置电流控制(其通常从输入将设计功率耦合进来)可能无法调节来自泄漏电流的功率输入,并且由于功率未被调节而可能引起闪烁。因此,需要使用本发明的实施例来阻挡由差分电压引起的电流。
36、照明组件可以包括用于第一照明装置的第一金属壳体,以及用于第二照明装置的第二金属壳体,该些壳体彼此接触,其中寄生电容形成在每个照明单元板与其相应的金属壳体之间。
37、照明单元板包括焊盘,并且寄生电容例如形成在:
38、照明单元板的焊盘与照明单元板的金属基板之间,金属基板与金属壳体电接触;或者
39、照明单元板的焊盘与金属壳体之间。
40、参考下文描述的实施例,本发明的这些和其他方面将变得明显并得到阐明。
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