ГАЛОГЕННАЯ МОДИФИКАЦИЯ ОСВЕТИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА НА ОСНОВЕ СИД (СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИХ ДИОДОВ) С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСФОРМАТОРА И КОНТРОЛЛЕРА
HALOGEN MODIFICATION OF LIGHTING DEVICE BASED ON LED (LIGHT-EMITTING DIODES) USING ELECTRONIC TRANSFORMER AND CONTROLLER

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к цепи управления для управления, по меньшей мере, частью преобразователя мощности. Изобретение дополнительно относится к устройству, к способу, к компьютерному программному продукту и к носителю.
Примерами такого преобразователя мощности являются одноступенчатые преобразователи, двухступенчатые преобразователи, одиночные повышающие преобразователи, одиночные вольтодобавочные преобразователи, сочетания повышающих и вольтодобавочных преобразователей, регуляторы мощности, регуляторы тока и ограничители тока, и т.д. Примерами такого устройства являются преобразователи мощности, упомянутые выше, и лампы, содержащие один или более светоизлучающих диодов, и т.д.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В WO 2011/033415 A1 раскрыто осветительное устройство, содержащее ступень подвода мощности, ступень создания буфера мощности, драйвер и цепь светоизлучающего диода. Ступень подвода мощности, ступень создания буфера мощности и драйвер можно рассматривать как форму преобразователь мощности.
При замене галогенной лампы на цепь светоизлучающего диода, при сохранении галогенного трансформатора, могут возникнуть проблемы с галогенным трансформатором, благодаря тому, что галогенный трансформатор спроектирован для обеспечения первого количества мощности, подаваемой к галогенной лампе, и это первое количество мощности, как правило, будет больше, чем второе количество мощности, которое потребляется цепью светоизлучающего диода. Галогенные трансформаторы требуют наличия минимальной выходной мощности для эффективной работы, а цепи светоизлучающего устройства требуют, например, в три - в десять раз меньше мощности, чем галогенные лампы для получения сходного количества света.
В WO2011/056068 A2 раскрыто модулирование тока нагрузки, как обеспечено преобразователем на фазе с выпрямленным выходным напряжением переменного тока, посредством электронного трансформатора, для поддержания работы ЭТ. Точнее говоря, на странице 14, в WO2011/056068 подчеркивается, что график b на Фигуре 5 изображает профиль тока 210, который позволяет ЭТ поддерживать обеспечение выходного напряжения.
А что касается WO2010/023280 A1, то в нем раскрыт способ и цепь для управления нагрузкой СИД. Электронный трансформатор может быть обеспечен на входе источника питания 11 и может обеспечивать выходное напряжение с синусоидальной волной, имеющей форму входящего напряжения сети, умноженного на +1 и -1, в соответствии с частотой прерывания. Преобразователь 3 соединен с входом источника питания через цепь 1 доведения до необходимого режима, которая представляет собой мостовой выпрямитель.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является обеспечение цепи управления для улучшения ситуации, при которой преобразователь мощности обменивается первыми сигналами напряжения и тока или их выпрямленными версиями с электронным галогенным трансформатором и в которой преобразователь мощности подает вторые сигналы напряжения и тока на цепь светоизлучающего диода. Кроме того, задачами изобретения являются обеспечение устройства, способа, компьютерного программного продукта и носителя.
Согласно первому аспекту обеспечена цепь управления для управления преобразователем мощности, причем преобразователь мощности содержит вход для приема первых сигналов напряжения и тока или их выпрямленных версий с электронным галогенным трансформатором для галогенных ламп, причем преобразователь мощности содержит выход для подачи вторых сигналов напряжения и тока на цепь светоизлучающего диода, цепь управления содержит детектор для детектирования амплитуды, по меньшей мере, одного из первых сигналов напряжения и тока, а цепь управления содержит контроллер для того, чтобы, в ответ на результат детектирования, поступающий с детектора, приводить преобразователь мощности в различные режимы, причем первый сигнал тока в различных режимах имеет различные амплитуды, где различные амплитуды содержат различные постоянные значения и/или различные формы, в которых контроллер установлен для того, чтобы в ходе каждого полуцикла работы электронного трансформатора попеременно деактивировать и активировать преобразователь (4) мощности и/или изменять характеристики, по меньшей мере, части преобразователя (4) мощности для реализации различных режимов.
Преобразователь мощности может быть соединен с электронным галогенным трансформатором через выпрямитель, и в этом случае преобразователь мощности будет принимать выпрямленные версии первых сигналов напряжения и тока, поступающих с электронного галогенного трансформатора. В качестве альтернативы, выпрямитель может образовывать часть преобразователя мощности, и в этом случае преобразователь мощности будет принимать первые сигналы напряжения и тока непосредственно от электронного галогенного трансформатора.
Детектор выявляет амплитуду, по меньшей мере, одного из первых сигналов напряжения и тока. Детектор, как правило, будет выявлять амплитуду первого сигнала напряжения, а затем можно регулировать первый сигнал тока. Для этого контроллер будет, в ответ на результат детектирования, полученный от детектора, приводить преобразователь мощности в различные режимы. В соответствующих (последующих) первом и втором режимах первый сигнал тока имеет соответствующие первую и вторую амплитуды, отличные друг от друга. Соответствующие первая и вторая амплитуды могут иметь соответствующие первое и второе постоянные значения, отличные друг от друга, или соответствующие первое и второе значения производных, отличные друг от друга, или оба. В результате, относительно неизменчивый первый сигнал тока согласно уровню техники был преобразован в относительно изменчивый первый сигнал тока. Электронный галогенный трансформатор, при обеспечении такого изменчивого первого сигнала тока, больше не претерпевает никаких проблем, таких как его осцилляция, затухающая или завершающаяся, которая обычно возникает, когда постоянное значение относительно неизменчивого первого сигнала тока согласно уровню техники представляет собой слишком низкое значение для снижения количества мощности, подаваемой от электронного галогенного трансформатора на преобразователь мощности.
Цепь светоизлучающего диода содержит один или более светоизлучающих диодов любого вида (видов) и в любом сочетании (сочетаниях).
Вариант воплощения цепи управления задается контроллером, установленным для (де)активации, по меньшей мере, части преобразователя мощности и/или для изменения характеристики, по меньшей мере, части преобразователя мощности, для реализации различных последующих режимов. (Де)активация, по меньшей мере, части преобразователя мощности может, например, содержать (де)активацию небольшой детали, такой как транзистор или импеданс, или (де)активацию большой детали, такой как группа транзисторов или ступень, или (де)активацию всего преобразователя мощности, и т.д. Характеристика, по меньшей мере, части преобразователя мощности может, например, содержать характеристику привязки по времени, или частотную характеристику, или характеристику импеданса, или характеристику гистерезиса, или индуктивную характеристику (при наличии индуктора) или емкостную характеристику (при наличии конденсатора), или характеристику зарядки (разрядки) (при зарядке (разрядке) индуктора или конденсатора), и т.д.
Вариант воплощения цепи управления задается средним значением первого сигнала тока, в случае функционирования цепи управления, меньшего, чем среднее значение первого сигнала тока, в случае, когда цепь управления не функционирует. Таким образом, электронный галогенный трансформатор подает меньше мощности, чем было спроектировано для подачи мощности.
Вариант воплощения цепи управления задается детектированием амплитуды, по меньшей мере, одного из первых сигналов напряжения и тока, содержащим детектирование полярности и/или детектирование перехода через ноль. Детектор обычно будет выявлять амплитуду первого сигнала напряжения, такую как последующие полярности первого сигнала напряжения или такую как последующие прохождения через ноль у первого сигнала напряжения. Детектирование одной полярности может рассматриваться как совпадающее с одним полуциклом первого сигнала напряжения и может обеспечить два последующих прохождения через ноль, косвенно благодаря тому, что прохождения через ноль будут происходить непосредственно перед и непосредственно после периода действия этой одной полярности. В случае, когда прохождение через ноль необходимо выявить более точно, могут быть выявлены последующие полярности. Одно изменение полярности - это хороший показатель прохождения через ноль. Прохождения через ноль могут быть затем обнаружены между положительной полярностью и отрицательной полярностью, и наоборот. Два последующих изменения полярности первого сигнала напряжения и/или два последующих прохождения через ноль для первого сигнала напряжения являются хорошими показателями одного полуцикла первого сигнала напряжения. Аналогично, может быть выявлена амплитуда первого сигнала тока.
Вариант воплощения цепи управления задается контроллером, установленным для введения, по меньшей мере, двух полностью различных режимов в ходе одного полуцикла первого сигнала напряжения. Является предпочтительным, чтобы в целях стабилизации один полный режим не совпадал с прохождением через ноль или с изменением полярности первого сигнала напряжения. По меньшей мере два полных режима необходимо для создания относительного изменения первого сигнала тока.
Вариант воплощения цепи управления задается контроллером, установленным для регулирования количества мощности, подаваемой на цепь светоизлучающего диода, за счет регулирования времени осуществления режимов и/или за счет регулирования постоянных значений. Для адаптации среднего значения первого сигнала тока может быть использована привязка по времени и/или постоянные значения. Адаптация среднего значения первого сигнала тока приводит к адаптации количества мощности, подаваемой от электронного галогенного трансформатора на преобразователь мощности.
Вариант воплощения цепи управления задается различными модами волны, содержащими:
- первый режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое постоянное значение, и второй режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет второе постоянное значение, большее, чем первое постоянное значение,
- первый режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое постоянное значение, второй режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет второе постоянное значение, меньшее, чем первое постоянное значение, и третий режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет третье постоянное значение, большее, чем второе постоянное значение,
- первый режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое постоянное значение, второй режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое положительное значение производной, и третий режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое отрицательное значение производной,
- первый режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое отрицательное значение производной, второй режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое положительное значение производной, и третий режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет второе отрицательное значение производной, и четвертый режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет второе положительное значение производной,
- первый режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое постоянное значение, и вторую моду волны, в которой амплитуда первого сигнала тока имеет второе постоянное значение, большее, чем первое постоянное значение, и имеет первое положительное значение производной, и/или
- первый режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет постоянное значение, и второй режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое положительное значение производной, и третий режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое отрицательное значение производной, и четвертый режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет второе положительное значение производной, и пятый режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет второе отрицательное значение производной.
Для каждого одного из шести случаев, два или более различных режимов можно менять местами, меньшее и большее постоянные значения можно менять местами, постоянные значения могут быть заменены на значения производных, и наоборот, а положительные значения производных могут быть заменены на отрицательные значения производных, и наоборот. А для каждых двух или более из шести случаев, часть одного из них и часть другого из них могут быть скомбинированы.
Вариант воплощения цепи управления задается цепью управления, дополнительно содержащей дополнительный детектор для детектирования значения первого сигнала напряжения или его выпрямленной версии и/или значения первого сигнала тока или его выпрямленной версии.
Мгновенные и/или средние значения первых сигналов напряжения и тока или их выпрямленных версий могут быть использованы для управления количествами мощности, подаваемой на цепь светоизлучающего диода.
Вариант воплощения цепи управления задается контроллером, установленным для изменения количества мощности, подаваемой на цепь светоизлучающего диода через задание привязки по времени для режимов и/или через задание постоянных значений, в ответ на результат детектирования, полученный с дополнительного детектора. Опять же, но теперь уже в ответ на результат детектирования, полученный с дополнительного детектора, привязка по времени и/или постоянные значения могут быть использованы для адаптации среднего значения первого сигнала тока.
Вариант воплощения цепи управления задается цепью управления, дополнительно содержащей пусковую цепь для введения импульса пускового тока в электронный трансформатор, в случае, когда электронный трансформатор прекратил осциллировать. Такая пусковая цепь повышает производительность сочетания цепи управления и преобразователя мощности, например, коэффициент мощности и/или эффективность в применениях, связанных с отсутствием затухания.
Вариант воплощения цепи управления задается электронным галогенным трансформатором, содержащим источник питания с автоколебательным переключаемым режимом, спроектированный для обеспечения первого количества мощности на его выходе, причем цепь светоизлучающего диода сконструирована для потребления второго количества мощности, где второе количество меньше, чем первое количество.
Согласно второму аспекту обеспечено устройство, содержащее цепь управления, как было задано выше, и дополнительно содержащее преобразователь мощности и/или цепь светоизлучающего диода.
Согласно третьему аспекту обеспечен способ для управления, по меньшей мере, частью преобразователя мощности, причем преобразователь мощности содержит вход для приема первых сигналов напряжения и тока или их выпрямленных версий с галогенным трансформатором для галогенных ламп, и преобразователь мощности, содержащий выход для подачи вторых сигналов напряжения и тока на цепь светоизлучающего диода, причем способ содержит этап детектирования амплитуды, по меньшей мере, одного из первых сигналов напряжения и тока, и способ содержит этап, состоящий в том, чтобы в ответ на получение результата детектирования из упомянутого детектирования, приводить преобразователь мощности в различные режимы, причем первый сигнал тока в различных режимах имеет различные амплитуды, причем различные амплитуды содержат различные постоянные значения и/или различные формы, в которых контроллер установлен для попеременной деактивации и активации преобразователя мощности в ходе каждого полуцикла работы электронного трансформатора.
Согласно четвертому аспекту компьютерный программный продукт обеспечен для выполнения этапов способа, как было задано выше.
Согласно пятому аспекту обеспечен носитель для хранения и содержащий компьютерный программный продукт, как было задано выше.
Основная идея состоит в том, что первый сигнал тока должен представлять собой относительно изменчивый первый сигнал тока.
Проблема в обеспечении цепи управления для улучшения ситуации, при которой преобразователь мощности осуществляет обмен первых сигналов напряжения и тока или их выпрямленных версий с электронным галогенным трансформатором и в которой преобразователь мощности подает вторые сигналы напряжения и тока на цепь светоизлучающего диода, был решена.
Дополнительным преимуществом является то, что различные режимы вводят дополнительные опции регулирования.
Эти и различные аспекты изобретения станут ясны из и будут освещены со ссылкой на варианты воплощения, описанные ниже.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На чертежах:
Фиг. 1 показывает первый вариант воплощения цепи управления, соединенной с преобразователем мощности, связанным с электронным галогенным трансформатором через выпрямитель и связанным с цепью светоизлучающего диода,
Фиг. 2 показывает второй вариант воплощения цепи управления, соединенной с преобразователем мощности, связанным с электронным галогенным трансформатором через выпрямитель и связанным с цепью светоизлучающего диода,
Фиг. 3 показывает вариант воплощения электронного галогенного трансформатора,
Фиг. 4 показывает анализ электронного галогенног трансформатора,
Фиг. 5 показывает первые формы сигнала,
Фиг. 6 показывает вторые формы сигнала,
Фиг. 7 показывает третьи формы сигнала,
Фиг. 8 показывает вариант воплощения преобразователя мощности,
Фиг. 9 показывает четвертые формы сигнала,
Фиг. 10 показывает пятые формы сигнала,
Фиг. 11 показывает шестые формы сигнала, и
Фиг. 12 показывает седьмые формы сигнала.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ
На Фиг. 1 показан первый вариант воплощения цепи управления 1. Цепь управления 1 соединена с преобразователем мощности 4 для подачи сигнала режима на преобразователь 4 мощности, для приведения преобразователя 4 мощности в различные режимы. Цепь управления 1 может (не обязательно) принимать буферный сигнал от преобразователя 4 мощности. Вход преобразователя 4 мощности связан с электронным галогенным трансформатором 2 через выпрямитель 3 для обмена выпрямленной версии первых сигналов напряжения и тока с электронным галогенным трансформатором 2. В качестве альтернативы, выпрямитель 3 может образовывать часть преобразователя 4 мощности, и в этом случае преобразователь 4 мощности и электронный галогенный трансформатор 2 непосредственно обмениваются первыми сигналами напряжения и тока. Выход преобразователя 4 мощности связан с входом цепи светоизлучающего диода 5 для подачи вторых сигналов напряжения и тока на цепь 5 светоизлучающего диода. Цепь управления 1 управляет, по меньшей мере, частью преобразователя 4 мощности.
Цепь управления 1 содержит детектор 11 для детектирования амплитуды, по меньшей мере, одного из первых сигналов напряжения и тока и содержит контроллер 12 для того, чтобы в ответ на результат детектирования, поступивший с детектора 11, приводить преобразователь 4 мощности в различные режимы. В различных режимах, первый сигнал тока имеет различные амплитуды. Различные амплитуды содержат различные постоянные значения (различные уровни) и/или различные значения производных (различные формы).
Является предпочтительным, чтобы контроллер 12 (де)активировал, по меньшей мере, часть преобразователя 4 мощности и/или изменял характеристику, по меньшей мере, части преобразователя 4 мощности для реализации различных режимов. Является предпочтительным, чтобы среднее значение первого сигнала тока, в случае, когда цепь управления 1 функционирует, было бы меньше, чем среднее значение первого сигнала тока, в случае, когда цепь управления 1 не функционирует.
На Фиг. 1 показан еще один вариант воплощения детектора 11. Здесь детектор 11 содержит транзистор с контрольным электродом, связанным через резистор и диод с одним из выходных выводов электронного галогенного трансформатора 2. Первый основной электрод транзистора соединен с землей, а второй основной электрод транзистора соединен с контроллером 12 и связан через другой резистор с выводом подачи напряжения. Однако, специалистам в данной области техники будут ясны многие различные варианты воплощения детектора 11, и их не следует исключать.
Является предпочтительным, чтобы детектирование амплитуды, по меньшей мере, одного из первых сигналов напряжения и тока содержало детектирование полярности и/или детектирование перехода через ноль для первого сигнала напряжения. Является предпочтительным, чтобы контроллер вводил, по меньшей мере, два полностью различных режима в ходе одного полуцикла первого сигнала напряжения.
Детектор 11, показанный на Фиг. 1, выявляет одну полярность. Благодаря тому, что прохождения через ноль будут иметь место лишь сразу перед и после периода действия этой одной полярности, этот детектор 11 также косвенно обеспечивает прохождения через ноль. Однако, в случае, когда эти прохождения через ноль необходимо выявлять более точно, могут быть использованы два детектора 11, идентичных детектору, показанному на Фиг. 1, причем первый детектор связан с первым выводом входа выпрямителя 3, а второй выпрямитель связан со вторым выводом входа выпрямителя 3. Прохождения через ноль затем могут быть обнаружены между положительной полярностью и отрицательной полярностью, и наоборот.
На Фиг. 2 показан второй вариант воплощения цепи управления 1. Этот второй вариант воплощения отличается от первого варианта воплощения тем, что цепь управления 1 дополнительно содержит дополнительный детектор 13. Дополнительный детектор 13, например, выявляет значение выпрямленной версии первого сигнала напряжения через цепь 14 определения напряжения, которая, например, содержит последовательное соединение из двух резисторов, подключенных параллельно к входу преобразователя 4 мощности, путем измерения напряжения на межсоединении между резисторами, притом, что один из резисторов, возможно, подключен параллельно к конденсатору. В качестве альтернативы, может быть выявлено значение (невыпрямленного) первого сигнала напряжения. Дополнительный детектор 13, например, выявляет значение выпрямленной версии первого сигнала тока через цепь 15 определения тока, которая, например, содержит резистор, подключенный последовательно к выводу входа преобразователя 4 мощности, путем измерения напряжения на этом резисторе. В качестве альтернативы, может быть выявлено значение (невыпрямленного) первого сигнала тока. Дополнительно, в качестве альтернативы, цепи 14 и/или 15 могут образовывать часть преобразователя 4 мощности.
Детектирование выпрямленного первого сигнала напряжения может выявить дисбаланс в емкостном полумосте электронного галогенного трансформатора. Дисбаланс емкостного полумоста может быть активно выправлен путем детектирования дисбаланса и регулирования амплитуд тока на полуцикл первого сигнала напряжения. Детектирование выпрямленного первого сигнала напряжения также может выявить огибающую преобразованного напряжения сети, которая также может содержать некоторую информацию о затухании, связанном с прерыванием фаз.
Система дополнительно содержит пусковую цепь 16 для адаптации, по меньшей мере, одного из первых сигналов напряжения и тока. Для этого пусковую цепь 16 размещают между выводами выхода электронного галогенного трансформатора 2 и выводами входа выпрямителя 3. Здесь пусковая цепь 16 показана расположенной за пределами цепи управления 1 и за пределами электронного галогенного трансформатора 2, а в качестве альтернативы пусковая цепь 16 может быть расположена внутри цепи управления 1 и/или может быть расположена внутри электронного галогенного трансформатора 2. Пусковая цепь 16 может вводить импульс пускового тока в электронный галогенный трансформатор 2, в случае, когда электронный галогенный трансформатор 2 прекратил осцилляцию. Импульс пускового тока вызывает запуск осцилляции. Таким образом, осцилляцию электронного галогенного трансформатора 2 можно контролировать с его вторичной стороны. Пусковая цепь 16 повышает производительность электронного галогенного трансформатора 2, но ее присутствие не обязательно, благодаря тому, что внутри электронного галогенного трансформатора 2 имеется блок запуска. Блок запуска, как показано на Фиг. 3, также вызывает запуск осцилляции, но при (много) более низкой частоте запуска, чем у пусковой цепи 16. Кроме того, пусковую цепь 16 можно успешно контролировать, в отличие от блока запуска, который обычно не поддается регулированию.
Контроллер 12 принимает первые сигналы детектирования, поступающие от детектора 11, и принимает вторые сигналы детектирования, поступающие от дополнительного детектора 13, и подает сигнал запуска на пусковую цепь 16.
На Фиг. 3 показан вариант воплощения электронного галогенного трансформатора 2 в упрощенной версии. Электронный галогенный трансформатор 2 содержит два транзистора 21 и 22. Первый основной электрод транзистора 21 связан с выводом подачи напряжения, который связывают с сетью питания возможно через фильтр, не показанный и обычно образующий часть электронного галогенного трансформатора 2 и/или возможно через реостат. Вывод подачи напряжения дополнительно связан с одной стороной конденсатора 23. Второй основной электрод транзистора 21 связан с первым основным электродом транзистора 22. Второй основной электрод транзистора 22 связан с землей или различным эталонным напряжением. Другая сторона конденсатора 23 связана с одной стороной конденсатора 24, а другая сторона конденсатора 24 связана с землей или различным эталонным напряжением. Первая обмотка первого трансформатора 25 соединена с контрольным электродом и вторым основным электродом транзистора 21. Вторая обмотка первого трансформатора 25 соединена с контрольным электродом и вторым основным электродом транзистора 22. Третья обмотка первого трансформатора 25 связана со вторым основным электродом транзистора 21 и с одной стороной первой обмотки второго трансформатора 26. Другая сторона первой обмотки второго трансформатора 26 связана с другой стороной конденсатора 23. Вторая обмотка трансформатора 26 связана с блоком 27, который представляет собой сочетание выпрямителя 3 и преобразователя 4 мощности, и в дополнение, галогенную лампу (согласно уровню техники), либо цепь 5 светоизлучающего диода. Не исключены и два или более блока 27, соединенных параллельно друг с другом.
Наконец, блок запуска 28, известный из уровня техники, связан с выводом подачи напряжения и с контрольным электродом транзистора 22.
На Фиг. 4 в виде упрощенной версии показан анализ электронного галогенного трансформатора 2. По сравнению с Фиг. 3, второй трансформатор 26 и блок 27 были заменены на резистор 54, а первый трансформатор 25 был заменен на индуктор 53, соединенный параллельно с первым диодом 51, представляющим собой переход от контрольного электрода к первому основному электроду транзистора 21, и соединенный параллельно со вторым диодом 52, представляющим собой переход от контрольного электрода к первому основному электроду транзистора 22.
На Фиг. 5 показаны первые формы сигнала (согласно уровню техники). На виде согласно Фиг. 1-5 график A1 представляет собой первый сигнал напряжения на выходе электронного галогенного трансформатора 2, а график A2 представляет собой сигнал тока, текущего через индуктор 53. График B1 представляет собой первый сигнал тока, текущего от выхода электронного галогенного трансформатора 2 к выпрямителю 3, график B2 (снижающаяся линия) представляет собой сигнал тока, текущего через диод 51, а график B3 (повышающаяся линия) представляет собой сигнал тока, текущего через диод 52. Очевидно первый сигнал тока (график B1) имеет, хотя и чередующуюся, постоянную амплитуду.
На Фиг. 6 показаны вторые формы сигнала. На изображениях согласно Фиг. 1-5 график C1 представляет собой первый сигнал напряжения на выходе электронного галогенного трансформатора 2, а график C2 представляет собой сигнал тока, текущего через индуктор 53. График Dl отображает первый сигнал тока, текущего от выхода электронного галогенного трансформатора 2 к выпрямителю 3, график D2 (понижающиеся линии) отображает сигнал тока, текущего через диод 51, график D3 (повышающиеся линии) отображает сигнал тока, текущего через диод 52, графики E и F отображают детектирование полярности и/или детектирование переходов через ноль, а график G отображает различные режимы преобразователя 4 мощности. Здесь сначала вводят первый режим (график Dl равен нолю), затем вводят второй режим (график Dl не равен нолю) с последующим интервалом времени, вызванным паразитными элементами. Затем первый и второй режимы и паразитный интервал времени повторяются, и т.д. Первый сигнал тока (график Dl) здесь принимает импульсную форму.
В общем смысле, на Фиг. 6 присутствует первый режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое постоянное значение, и второй режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет второе постоянное значение, большее, чем первое постоянное значение, и т.д.
На Фиг. 7 показана третья форма сигнала. На изображении согласно Фиг. 1-5 график HI отображает первый сигнал напряжения на выходе электронного галогенного трансформатора 2, а график H2 отображает сигнал тока, текущего через индуктор 53. График I1 отображает первый сигнал тока, текущего от выхода электронного галогенного трансформатора 2 к выпрямителю 3, график I2 (понижающиеся линии) отображает сигнал тока, текущего через диод 51, график I3 (повышающиеся линии) представляет собой сигнал тока, текущего через диод 52, графики J и K отображают детектирование полярности и/или детектирование переходов через ноль, а график L отображает различные режимы преобразователя 4 мощности. Здесь сначала вводят первый режим (график I1 не равен нолю), затем вводят второй режим (график I1 равен нолю), затем вводят третий режим (график I1 не равен нолю) с последующим интервалом времени, вызванным паразитными элементами. Затем первый, второй и третий режимы и паразитный интервал повторяются, и т.д. Первый и третий режимы могут являться идентичными или неидентичными режимами. Первый сигнал тока (график I1) здесь принимает импульсную форму.
В более общем виде, на Фиг. 7 присутствует первый режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое постоянное значение, и второй режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет второе постоянное значение, меньшее, чем первое постоянное значение, и третий режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет третье постоянное значение, большее, чем второе постоянное значение, и т.д.
На Фиг. 6 контроллер 12 установлен, по меньшей мере, для введения одного полного первого режима и одного полного второго режима в ходе одного полуцикла первого сигнала напряжения (один импульс на полуцикл первого сигнала напряжения). На Фиг. 7 контроллер 12 установлен, по меньшей мере, для введения одного полного первого режима и одного полного второго режима и одного полного третьего режима в ходе одного полуцикла первого сигнала напряжения (два импульса на полуцикл первого сигнала напряжения). Опять же, третий режим может быть идентичным, или нет, первому режиму.
На Фиг. 8 показан вариант воплощения преобразователя 4 мощности. Этот преобразователь 4 мощности содержит повышающий преобразователь 41 и понижающий преобразователь 42, причем вход понижающего преобразователя 42 связан с выходом повышающего преобразователя 41. Между обоими преобразователями 41 и 42 иногда может присутствовать энергонакопительный конденсатор 43, и может присутствовать цепь 44 определения напряжения, например, сходная цепи 14 для мониторинга выявления количества сохраненной энергии, имеющейся в энергонакопительном конденсаторе 43. В качестве альтернативы, энергонакопительный конденсатор 43 и/или цепь 44 могут образовывать часть повышающего преобразователя 41 или понижающего преобразователя 42. Цепь управления 1 соединяют с повышающим преобразователем 41 для подачи сигнала режима на преобразователь 4 мощности и соединяют с цепью 44 для приема буферного сигнала от преобразователя 4 мощности, а также соединяют с понижающим преобразователем 42 для подачи и/или приема сигнала модуляции ширины импульса от преобразователя 4 мощности, для дополнительного регулирования и т.д. Не исключены и многие различные варианты воплощения преобразователя 4 мощности, такие как одноступенчатые преобразователи, двухступенчатые преобразователи, одиночные повышающие преобразователи, одиночные понижающие преобразователи, регуляторы мощности, регуляторы тока и ограничители тока, и т.д.
На Фиг. 9 показан четвертый режим. На изображении согласно Фиг. 1-5 график M1 представляет собой первый сигнал напряжения на выходе электронного галогенного трансформатора 2, а график M2 представляет собой сигнал тока, текущего через индуктор 53. График N представляет собой выпрямленный первый сигнал тока, текущего от выхода выпрямителя 3 к входу преобразователя 4 мощности. Здесь сначала вводят первый режим (график N равен нолю), затем вводят второй режим (график N повышается), затем вводят третий режим (график N снижается), затем вводят четвертый режим (график N повышается), затем вводят пятый режим (график N понижается), затем вводят шестой режим (график N повышается), затем вводят седьмой режим (график N равен нолю) и т.д. Первый и седьмой режимы могут быть идентичными режимами или нет, второй, четвертый и шестой режимы могут быть идентичными или нет, и третий и пятый режимы могут быть идентичными или нет. Здесь имеют место шесть режимов на один полуцикл первого сигнала напряжения, но не исключены более шести или менее шести.
В более общем виде, на Фиг. 9, существует первый режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое постоянное значение, и второй режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое положительное значение производной, и третий режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое отрицательное значение производной, и т.д.
На Фиг. 10 показана пятый режим. На изображении согласно Фиг. 1-5 график O1 отображает первый сигнал напряжения на выходе электронного галогенного трансформатора 2, а график O2 отображает сигнал тока, текущего через индуктор 53. График P отображает выпрямленный первый сигнал тока, текущего от выхода выпрямителя 3 к входу преобразователя 4 мощности. Здесь сначала вводят первый режим (график P понижается), затем вводят второй режим (график P повышается), затем вводят третий режим (график P понижается), затем вводят четвертый режим (график P повышается), затем вводят пятый режим (график P понижается), затем вводят шестой режим (график P повышается) и т.д. Первый, третий и пятый режимы могут быть идентичными или нет, и второй, четвертый и шестой режимы могут быть идентичными или нет. Здесь имеют место шесть режимов на один полуцикл первого сигнала напряжения, но возможны более шести или менее шести.
В более общем виде, на Фиг. 10 присутствует первый режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое отрицательное значение производной, второй режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое положительное значение производной, третий режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет второе отрицательное значение производной, и четвертый, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет второе положительное значение производной, и т.д.
На Фиг. 11 показана шестая формы сигнала. На изображении согласно Фиг. 1-5 график Q1 отображает первый сигнал напряжения на выходе электронного галогенного трансформатора 2, а график Q2 отображает сигнал тока, текущего через индуктор 53. График R отображает выпрямленный первый сигнал тока, текущего от выхода выпрямителя 3 на вход преобразователя 4 мощности. Здесь сначала вводят первый режим (график R равен нолю), затем вводят второй режим (график R повышается, начиная со смещения). Здесь имеют место два режима на один полуцикл первого сигнала напряжения, хотя не исключены и более двух.
В более общем виде, на Фиг. 11 имеет место первый режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое постоянное значение, и второй режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет второе постоянное значение (смещение) большее, чем первое постоянное значение, и имеет первое положительное значение производной, и т.д.
На Фиг. 12 показана седьмая формы сигнала. На изображении согласно Фиг. 1-5 график S1 представляет собой первый сигнал напряжения на выходе электронного галогенного трансформатора 2, а график S2 представляет собой сигнал тока, текущего через индуктор 53. График T представляет собой выпрямленный первый сигнал тока, текущего от выхода выпрямителя 3 на вход преобразователя 4 мощности. Здесь сначала вводят первый режим (график T равен нолю), затем вводят второй режим (график T повышается), затем вводят третий режим (график T понижается), затем вводят четвертый режим (график T повышается), затем вводят пятый режим (график T понижается), затем вводят шестую моду волны (график T еще больше понижается) и т.д. Здесь имеют место шесть режимов на один полуцикл первого сигнала напряжения, но возможны более шести или менее шести.
В более общем виде, на Фиг. 12 имеет место первый режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет постоянное значение, второй режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое положительное значение производной, третий режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет первое отрицательное значение производной, четвертый режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет второе положительное значение производной, и пятый режим, в котором амплитуда первого сигнала тока имеет второе отрицательное значение производной, и т.д.
Электронный галогенный трансформатор 2 может содержать источник питания с автоколебательным переключаемым режимом, спроектированным для обеспечения первого количества мощности на его выходе, в результате чего цепь 5 светоизлучающего диода может быть сконструирована для потребления второго количества мощности, причем второе количество меньше, чем первое количество. При наличии цепи 1 управления, как показано на Фиг. 1 и 2, это больше не является проблемой.
Является предпочтительным, чтобы контроллер 12 задавал количество мощности, подаваемой на цепь 5 светоизлучающего диода через задание привязки по времени для режимов и/или через задание постоянных значений. Дополнительно является предпочтительным, чтобы контроллер 12 мог изменять количество мощности, подаваемой на цепь 5 светоизлучающего диода через задание привязки по времени для режимов и/или через задание постоянных значений, возможно в ответ на результат детектирования, полученный с дополнительного детектора 13.
Например, на изображении по Фиг. 6 первое количество мощности, подаваемой от электронного галогенного трансформатора 2 на преобразователь 4 мощности, может быть повышено/понижено за счет повышения/понижения продолжительности периода действия второго режима и за счет повышения/понижения постоянного значения первого сигнала тока (Dl) во втором режиме.
Например, на изображении по Фиг. 7 первое количество мощности, подаваемой от электронного галогенного трансформатора 2 на преобразователь 4 мощности, может быть повышено/понижено за счет повышения/понижения продолжительность периода действия первого и третьего режимов и за счет повышения/понижения постоянное значение первого сигнала тока (II) в первом и третьем режимах.
Например, на изображении по Фиг. 9, первое количество мощности, подаваемой от электронного галогенного трансформатора 2 на преобразователь 4 мощности может быть повышено/понижено за счет повышения/понижения продолжительности периода действия второй, четвертой и шестой режимов и за счет понижения/повышения продолжительности периода действия первого, третьего и пятого режимов.
Например, на изображении по Фиг. 10, первое количество мощности, подаваемой от электронного галогенного трансформатора 2 на преобразователь 4 мощности, может быть повышено/понижено за счет повышения/понижения продолжительности периода действия второго, четвертого и шестого режимов и путем понижения/повышения продолжительности периода действия первого, третьего и пятого режимов.
Например, на изображении по Фиг. 11, первое количество мощности, подаваемой от электронного галогенного трансформатора 2 на преобразователь 4 мощности, может быть повышено/понижено за счет повышения/понижения продолжительности периода действия второго режима, и за счет повышения/понижения постоянного значения (в данном случае, смещения) первого сигнала тока (R) во втором режиме, и за счет понижения/повышения продолжительности периода действия первого режима.
Например, на изображении по Фиг. 12 первое количество мощности, подаваемой от электронного галогенного трансформатора 2 на преобразователь 4 мощности, может быть повышено/понижено за счет повышения/понижения продолжительности периода действия второй и четвертой режимы и за счет понижения/повышения продолжительности периода действия первого, третьего, пятого и шестого режимов.
Значение (положительной/отрицательной) производной от амплитуды первого сигнала тока в конкретном режиме задает градиент первого сигнала тока в этой моде волны и обычно не регулируется, а задается одним или более параметров электронного галогенного трансформатора 2. На изображении по Фиг. 12 электронный галогенный трансформатор 2 ответственен исключительно за различные отрицательные значения производных амплитуды первого сигнала тока в пятой и шестой модах волны. В результате, на изображении по Фиг. 12, в качестве альтернативы, пятый и шестой режимы можно рассматривать как идентичные режимы и/или как один и тот же режим преобразователя 4 мощности. В последнем случае, на Фиг. 12 имеют место пять режимов на один полуцикл первого сигнала напряжения.
Таким образом, контроллер 12 может регулировать среднее значение первого сигнала тока для регулирования первого количества мощности, подаваемой от электронного галогенного трансформатора 2 на преобразователь 4 мощности, за счет (де)активации, по меньшей мере, части преобразователя 4 мощности и/или за счет изменения в характеристике, по меньшей мере, части преобразователя 4 мощности для реализации различных режимов. (Де)активация, по меньшей мере, части преобразователя 4 мощности может содержать, например, (де)активацию небольшой части, такой как транзистор или импеданс, или (де)активацию большой части, такой как группа транзисторов или ступень, или (де)активацию всего преобразователя 4 мощности, и т.д. Характеристика, по меньшей мере, части преобразователя 4 мощности может содержать, например, характеристику привязки по времени, или частотную характеристику, или характеристику импеданса, или характеристику гистерезиса, или индуктивную характеристику (при наличии индуктора), или емкостную характеристику (при наличии конденсатора), или характеристику зарядки (разрядки) (при зарядке (разрядке) индуктора или конденсатора) и т.д.
Формы сигнала, представленные на Фиг. 9, могут быть реализованы, например, посредством преобразователя 4 мощности, в форме (с регулированием по гистерезису) повышающего преобразователя, с модулированными гистерезисными уровнями, в котором заряд индуктора высвобождается по другому пути снабжения. Этот другой путь снабжения позволяет мгновенно отключать контроллер 12 от входного тока повышающего преобразователя. Формы сигнала, представленные на Фиг. 10, могут быть реализованы, например, через преобразователь 4 мощности, в форме повышающего преобразователя с регулированием по гистерезису, с динамическим уровнем гистерезиса. Этот уровень гистерезиса можно динамически регулировать, для отслеживания/следования току намагничивания первого трансформатора 25. Формы сигнала на Фиг. 11 могут быть реализованы, например, через преобразователь 4 мощности, в форме промежуточного вольтодобавочного преобразователя (также называемого преобразователем обратного хода). Градиент между минимальным и максимальным уровнем тока зависит от уровня входного напряжения и величины индуктора в электронном галогенном трансформаторе. Уровень мощности зависит от минимального и максимального уровня и продолжительности периода действия второго режима. Формы сигнала, представленные на Фиг. 12, могут быть реализованы, например, через преобразователь 4 мощности в форме регулярного, регулируемого по гистерезису повышающего преобразователя, в сочетании с операцией импульсной загрузки, как также показано на Фиг. 6 и 7, то есть исходя из (де)активации (части) преобразователя 4 мощности, и т.д.
На изображении по Фиг. 6, 7, 9, 11 и 12 было обнаружено, что в случае, когда один полуцикл делится на первую часть и последующую вторую часть, в соответствии с результатами моментального испытания, предпочтительно более средняя мощность будет выведена во второй части, а не в первой части. На изображении по Фиг. 6, 7 и 9-12, дополнительные (положительные/отрицательные) смещения не могут быть введены нигде.
Подытоживая, цепи 1 управления приводят преобразователи мощности 4 в различные режимы в ответ на результаты детектирования. Преобразователи 4 мощности обмениваются возможными выпрямленными первыми сигналами напряжения/тока с электронными галогенными трансформаторами 2 и подают вторые сигналы напряжения/тока на цепи 5 светоизлучающих диодов. Первые сигналы тока имеют, в различных режимах, различные амплитуды. Различные амплитуды обладают различными постоянными значениями и/или различными значениями производных. В результате, первый сигнал тока становится относительно изменчивым первым сигналом тока. Затем, галогенные трансформаторы 2 больше не претерпевают никаких проблем, которые возникают, когда необходимо обеспечить меньшие количества мощности, чем спроектировано. Детектирование может включать в себя детектирование полярности и/или детектирование переходов через ноль в первых сигналах напряжения. Галогенные трансформаторы 2 содержат источники питания с автоколебательным переключаемым режимом, спроектированные для обеспечения первых количеств мощности на их выходах. Цепи светоизлучающих диодов 5 спроектированы для потребления вторых количеств мощности, меньших, чем первые количества.
Притом, что изобретение было проиллюстрировано и подробно описано на чертежах и в вышеприведенном описании, каждую иллюстрацию и описание следует рассматривать как иллюстративные или примерные, а не ограничивающие; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами воплощения. Различные видоизменения для раскрытых вариантов воплощения могут быть поняты и выполнены специалистами в данной области техники при реализации заявленного изобретения, исходя из изучения чертежей, раскрытия и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает наличия различных элементов или этапы, а единственное число не исключает множественности. Сам факт, что определенные меры перечислены в отличных друг от друга, зависимых пунктах формулы изобретения, не указывают на то, что их нельзя успешно использовать. Никакие ссылочные обозначения, приведенные в формуле изобретения, не следует рассматривать как ограничивающие объем.