用于向用于发射光的光装置供电的设备以及用于操作该设备的方法 |
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| 申请号 | CN201680009690.4 | 申请日 | 2016-02-09 | 公开(公告)号 | CN107251653B | 公开(公告)日 | 2019-08-13 |
| 申请人 | 飞利浦灯具控股公司; | 发明人 | H.陈; H.陈; | ||||
| 摘要 | 一种用于向具有 电流 导通状态和电流阻断状态的光装置（1）供电的设备。该设备包括：存储 电路 （2），其具有耦合到光装置（1）的电容器（21）和与电容器并联 定位 的 电阻 器 （22）；用于确定照明装置的状态的第一确定电路（3）；用于在电流阻断状态下确定存储电路的两个放电曲线的点的第二确定电路（4）；用于从放电曲线导出存储电路的诸如寿命终结之类的状况的导出电路（5）；包括元件（61）的 开关 电路（6），其中该开关电路被配置成开关与电容器（21）并联的元件（61），借此利用从电容器断开的元件确定第一放电曲线并且利用连接到电容器的元件确定第二放电曲线，该电容器经由 电阻器 （22）和元件（61）二者放电。该元件（61）可以包括电阻器、电容器或电感器。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于向用于发射光的光装置（1）供电的设备，该光装置（1）被配置成处于电流导通状态或者处于电流阻断状态，该设备进一步包括： |
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| 说明书全文 | 用于向用于发射光的光装置供电的设备以及用于操作该设备的方法 技术领域背景技术[0003] US2008/0030143A1公开了一种具有用于告示平滑电容器的寿命终结的电路的放电灯照明设备。该平滑电容器位于电源关断部段的输出与逆变器主电路的输入之间。放电灯连接到逆变器主电路的输出。 [0004] WO2013110027公开了使用作为时间的函数的输出电容器的放电电流确定该输出电容器的退化。 发明内容[0005] US5804973公开了使用放电电容器的一个电压曲线检测电容器的恶化。缺点大体上是此现有技术求放电电压的微分以计算电容器的时间常数，以便定性地确定电容器是否已经恶化，而不计算电容器的绝对容量。 [0006] 本发明的一个目的是提供一种改进的设备和一种更精确且定量的改进的器具。本发明的另外一个目的是提供一种改进的方法。 [0007] 根据第一方面，提供一种用于向用于发射光的光装置供电的设备，该光装置被配置成处于电流导通状态或者处于电流阻断状态，该设备包括： [0010] - 第二确定电路，其被配置成在光装置的电流阻断状态下确定存储电路的放电曲线的点，以及 [0011] - 导出电路，其被配置成从放电曲线导出存储电路的状况； [0012] 其中该设备进一步包括： [0014] - 存储电路的放电曲线的点包括针对从元件断开并且经由电阻而不经由元件放电的电容确定的存储电路的第一放电曲线的第一点，以及 [0015] - 存储电路的放电曲线的点包括针对连接到元件并且经由电阻和元件二者放电的电容确定的存储电路的第二放电曲线的第二点。 [0016] 该设备向用于发射光的光装置供电。该光装置被配置成处于电流导通状态和电流阻断状态，这些状态是交变状态：电流导通状态随后是电流阻断状态，且反之亦然。在电流导通状态中，光装置可以传导电流信号，并且它可以发射光。在电流阻断状态中，光装置阻断电流信号，并且它不发射光。该设备包括耦合到光装置的存储电路。该存储电路包括用于存储能量、例如用于使递送给光装置的输入信号中的波动平滑的电容。该设备进一步包括用于确定光装置是处于电流导通状态还是处于电流阻断状态的第一确定电路，以及用于确定在光装置的电流阻断状态中存储电路的放电曲线的点的第二确定电路。该设备进一步包括用于从放电曲线导出存储电路的状况的导出电路。 [0017] 设备的操作如下。当光装置的馈给开始时，向电容供电。电容被充电，并且不向处于电流阻断状态中的光装置供电。电容一被在预定义的程度上充电，光装置就进入到电流导通状态中，并且从那个时刻起，电力被提供给电容和光装置的组合。当光装置的馈给结束时，不再向电容和光装置供电。然后，电容经由其内部或外部电阻以及经由仍旧处于电流导通状态中的光装置放电。电容一被在预定义的程度上放电，光装置就进入到电流阻断状态中，并且电容不再经由光装置放电。从那个时刻起，电容进一步经由其内部或外部电阻放电。该设备通过确定光装置已经进入电流阻断状态来确定此时刻。然后，该设备确定存储电路的放电曲线的点，同时电容正在仅经由其内部或外部电阻放电。然后，该设备例如通过将放电曲线（的部分）与先前确定的放电曲线（的部分）进行比较而从放电曲线导出存储电路的状况。 [0018] 作为结果，可以在存储电路无需位于电源关断部段的输出与逆变器主电路的输入之间的情况下导出存储电路的状况，比如例如平滑电容器的寿命终结。存储电路可以保持耦合到光装置，而光装置不干扰存储电路的放电曲线的点的确定，这归因于以下事实：放电光装置的点在光装置已经进入到电流阻断状态中之后被确定。换言之，存储电路的状况可以被导出，而无需将存储电路与光装置隔离。这是巨大的技术优点。 [0019] 存储电路的状况可以通过使用所有确定的点、通过使用所确定的点中的仅仅一些、通过使用一些或所有确定的点和放电曲线的其他点的组合、或者通过仅使用所述其他点而从放电曲线导出。放电曲线的这些其他点可以例如由于所确定的点中的一些或更多的作用而被估计或计算。该设备可以进一步包括用于驱动光装置的驱动器。存储电路、第一和第二确定电路和/或导出电路可以形成或不形成这样的驱动器的一部分。 [0020] 通过确定两个不同的放电曲线并且通过例如使用拟合算法，可以针对元件的给定值，计算电容的值和其内部或外部电阻的值。通过将电容及其内部或外部电阻的值与先前确定的值进行比较，可以导出存储电路的状况。开关电路可以形成或不形成可能存在的驱动器的部分。开关电路可以包括用于所述开关的开关并且可以包括元件。 [0021] 定义了设备的一个实施例，其中在通过光装置的至少一个电流导通状态分隔的光装置的相应电流阻断状态下确定相应的第一和第二点。根据第一可能性，在馈给结束之后，针对从元件断开的电容确定第一放电曲线的第一点。在针对连接到元件的电容确定第二放电曲线的第二点之前，该设备等待，直到馈给再次开始和结束。或者反之亦然。因此，在此情况下，第一次确定存储电路的状况花费开始和结束馈给的两个循环。 [0022] 定义了设备的一个实施例，其中在光装置的同一电流阻断状态下确定相应的第一和第二点。根据第二可能性，在馈给结束之后，首先针对连接到元件的电容确定第一放电曲线的第一点。然后，在电容被放电至其完全的程度之前的时间，电容从元件断开，并且其次第二放电曲线的第二点被确定。或者反之亦然。因此，在此情况下，确定存储电路的状况总是仅花费开始和结束馈给的一个循环。 [0023] 定义了设备的一个实施例，其中元件包括电阻器、电容器和电感器。优选地，该元件包括无源元件，比如电阻器、电容器或电感器。 [0024] 定义了设备的一个实施例，其中存储电路的状况包括电容的状况并且导出电路被配置成根据第一和第二放电曲线计算电容的容量值。与仅检测R*C的乘积的现有技术相比，此实施例可以计算电容的绝对容量值，从而是更精确的。电容相对多地遭受恶化。发光二极管电路形式的光装置的预期寿命可以为100000小时，其中电容的预期寿命可以为10000小时。 [0025] 定义了设备的一个实施例，其中存储电路的状况包括电阻的状况或电容和电阻的状况，并且导出电路被配置成：根据第一和第二放电曲线计算电阻的电阻值，或者根据第一和第二放电曲线计算电阻的电阻值和电容的容量值。此电阻可以是电容的内部电阻或者耦合到电容的外部电阻，比如驱动器电路的内部电阻，如前面所提及的。与仅检测R*C的乘积的现有技术相比，此实施例可以计算电阻的绝对值，因此影响内部电阻的驱动器电路中的缺陷也可以被检测。 [0026] 定义了设备的一个实施例，其中所述状况将存储电路分类为处于良好状况或处于不良状况。当处于良好状况时，存储电路和/或包括存储电路的可能存在的驱动器可以被进一步使用，当处于不良状况时，存储电路和/或包括存储电路的可能存在的驱动器可能需要被替换。 [0027] 定义了设备的一个实施例，其中该设备进一步包括： [0028] - 指示电路，其被配置成依据存储电路的状况，生成用于向人指示该状况的指示信号。 [0029] 优选地，该设备可以进一步包括用于依据存储电路的状况生成用于向人指示该状况的指示信号的指示电路。此指示可以经由光装置通过立刻中断该灯或调制该灯来执行，或者可以经由另一个生成器或经由人机接口执行。该指示电路可以形成或不形成可能存在的驱动器的部分。 [0030] 定义了设备的一个实施例，其中该光装置在电流导通状态下被配置成接收具有等于或大于阈值的幅度值的输入信号，该幅度值在光装置的电流阻断状态下小于阈值。这是一个简单实施例，其中光装置的状态在检测递送给光装置的输入信号的作用下被确定。输入信号的幅度值可以是瞬时幅度值。由光装置接收的输入信号是设备所传输的输出信号。 [0031] 定义了设备的一个实施例，其中输入信号包括电压信号，并且其中阈值包括阈值电压值。优选地，输入信号包括电压信号。但是可替换地，输入信号可以包括电流信号。 [0032] 定义了设备的一个实施例，其中第一确定电路被配置成将电压信号的电压幅度值与阈值电压值进行比较。优选地，第一确定电路将递送给光装置的电压信号的电压幅度值与阈值电压值进行比较。但是可替换地，第一确定电路可以将递送给光装置的电流信号的电流幅度值与阈值电流进行比较。这些幅度值可以是瞬时幅度值。 [0033] 定义了设备的一个实施例，其中第二确定电路被配置成确定作为时间的函数的电压幅度值形式的存储电路的放电曲线的点。优选地，存储电路的放电曲线的点是作为时间的函数的瞬时电压幅度值。但是可替换地，存储电路的放电曲线的点可以是作为时间的函数的瞬时电流幅度值。然而，这样的瞬时电流幅度值需要在电容与电阻之间被确定，这可能是相对困难的。 [0034] 根据第二方面，提供一种用于发射光的器具，包括用于发射光的光装置（1）和如上文所描述的设备之一。该光装置（1）被配置成处于电流导通状态或处于电流阻断状态。 [0035] 定义了器具的一个实施例，其中光装置包括发光二极管电路。发光二极管电路可以包括无论哪种且以无论什么组合方式的一个或多个发光二极管。具有电流导通状态和电流阻断状态的其他光装置未被排除。通过向任意光装置串联添加一个或多个二极管和/或一个或多个齐纳二极管，包括所述一个或多个二极管和/或所述一个或多个齐纳二极管的任意光装置被给予电流导通状态和电流阻断状态。 [0036] 根据第三方面，提供一种用于操作用于向用于发射光的光装置供电的设备的方法，其中光装置被配置成处于电流导通状态或处于电流阻断状态，其中该设备包括耦合到光装置的存储电路，其中存储电路包括电容，并且其中该方法包括步骤： [0037] - 确定光装置处于电流导通状态或处于电流阻断状态， [0038] - 在光装置的电流阻断状态下确定存储电路的放电曲线的点，以及[0039] - 从放电曲线导出存储电路的状况。 [0040] 基本思想是，确定光装置的状态，仅在光装置的电流阻断状态下确定存储电路的放电曲线的点，以及从放电曲线导出存储电路的状况。 [0041] 已经解决了提供改进设备的问题。另外的优点在于，该设备可能是简单的、鲁棒的和低成本的，加之下述事实：可以在无需将存储电路与光装置隔离的情况下确定存储电路的状况。 [0043] 在附图中： [0044] 图1示出设备的第一实施例， [0045] 图2示出设备的第二实施例， [0046] 图3示出控制器的一个实施例， [0047] 图4示出两个放电曲线A和B，以及 [0048] 图5示出两个放电曲线C和D。 具体实施方式[0049] 在图1中，示出设备的第一实施例。设备2-5，比如例如用于向诸如例如用于发射光的发光二极管电路之类的光装置1供电的灯驱动器。光装置1被配置成处于电流导通状态或处于电流阻断状态。在电流导通状态中，光装置1可以传导电流信号，并且它可以发射光。在电流阻断状态中，光装置1阻断电流信号，并且它不发射光。 [0050] 设备2-5包括电气耦合到光装置1的存储电路2。此存储电路2包括电容21并且可以进一步包括与电容21并联定位的电阻22，这里被示出为外部电阻，但是可替换地它可以是电容21的内部电阻。 [0051] 设备2-5包括用于确定光装置处于电流导通状态或处于电流阻断状态的第一确定电路3、用于在光装置1的电流阻断状态下确定存储电路2的放电曲线的点的第二确定电路4、以及用于从放电曲线导出存储电路2的状况的导出电路5。此状况可以例如是良好状况或不良状况，并且可以包括电容21的状况或电阻22的状况或电容21和电阻22的状况。 [0052] 设备2-5的操作如下。当光装置1的馈给开始时，经由可以形成或不形成设备2-5的部分的逆变器8向电容21和电阻22的并联组合供电。电容21被充电，并且不向处于电流阻断状态的光装置供电。电容21一被充电至第一（充足）程度，光装置1就进入电流导通状态，并且从该时刻起电力被提供给电容21、电阻22和光装置1的组合。当光装置1的馈给结束时，电力不再被提供给电容21、电阻22和光装置1。电容21然后经由电阻22以及经由仍旧处于电流导通状态的光装置1放电。电容21一被放电至第二（不足）程度，光装置1就进入电流阻断状态，并且电容21不再经由光装置1放电。从那个时刻起，电容21进一步仅经由电阻22放电。设备2-5通过确定光装置1已经进入电流阻断状态来确定此时刻。从那个时刻起，设备2-5确定存储电路2的放电曲线的点，同时电容21经由电阻22放电。然后，设备2-5例如通过将放电曲线（的部分）与先前确定的放电曲线（的部分）进行比较而从放电曲线导出存储电路2的状况。 [0053] 作为结果，可以在存储电路2无需与光装置1隔离的情况下导出存储电路2的状况，比如例如电容21的寿命终结。这是巨大的技术优点。存储电路2可以形成或不形成逆变器8的部分。为了能够确定光装置1是处于电流导通状态还是处于电流阻断状态，第一确定电路3例如测量跨光装置1存在的电压信号的电压幅度值，或者例如检测流过光装置1的电流信号的电流幅度值。为了能够在光装置1的电流阻断状态下确定存储电路2的放电曲线的点，第二确定电路4例如检测跨电容21存在的电压信号的电压幅度值，或者例如检测流过电容 21的电流信号的电流幅度值。为了能够从放电曲线导出存储电路2的状况，导出电路5例如将新数据与旧数据进行比较，或者例如执行一个或多个计算。 [0054] 优选地，设备2-6进一步包括用于开关与电容21并联的元件61的开关电路6。这样的开关电路6例如包括元件61和开关62的串联组合。元件61可以是有源元件或无源元件，优选地它包括电阻器、电容器或电感器。开关62可以是任何种类的开关。通过引入开关电路6，可以确定两个不同的放电曲线。在这种情况下，存储电路2的放电曲线的点可以包括针对从元件61断开的电容21确定的存储电路2的第一放电曲线的第一点，并且存储电路2的放电曲线的点可以包括针对连接到元件61的电容21确定的存储电路2的第二放电曲线的第二点，或反之亦然。 [0055] 通过确定两个不同的放电曲线并且通过例如使用拟合算法，可以针对元件61的给定值计算电容21的值和电阻22的值。通过将电容21和电阻22的值与先前确定的值进行比较，存储电路2的状况可以相对精确地导出。 [0056] 相应的第一和第二点可以在通过光装置1的至少一个电流导通状态分隔的光装置1的相应的电流阻断状态中被确定。在馈给结束之后，例如针对从元件61断开的电容21，确定第一放电曲线的第一点。在第二放电曲线的第二点被确定之前，现在例如针对连接到元件61的电容21，设备2-6等待，直到馈给再次开始和结束。或者反之亦然。因此，在此情况下，第一次确定存储电路2的状况花费开始和结束馈给的两个循环。此解决方案可以有利地用于相对频繁地被激活或去活的设备2-6。 [0057] 相应第一和第二点可替换地可以在光装置1的同一电流阻断状态中被确定。在馈给结束之后，首先例如针对连接到元件61的电容21确定第一放电曲线的第一点。然后，在电容21被放电至其完全程度之前的时间，电容21例如从元件61断开，并且其次现在针对从元件61断开的电容21确定第二放电曲线的第二点。或者反之亦然。因此，在此情况下，确定存储电路2的状况总是花费开始和结束馈给的仅一个循环。此解决方案可以有利地用于相对偶发地被激活或去活的设备2-6。 [0058] 优选地，设备2-7进一步包括用于依据存储电路2的状况生成用于向人指示该状况的指示信号的指示电路7。这里，指示信号被用来生成光学地或声学地等且/或经由无线或有线连接等供应给人的警报。 [0059] 在图2中，示出设备的第二实施例。第二实施例与图1中所示的第一实施例的不同之处在于第一确定电路3、第二确定电路4和导出电路5以诸如例如微控制器或处理器等之类的控制器10的形式示出，在于存在包括逆变器8和存储电路2的驱动器电路9，并且在于指示电路7的输出耦合到逆变器8的输入。 [0060] 控制器10的输入耦合到光装置1的输入。控制器10的输出耦合到用于操作开关62的开关电路6的控制输入，并且耦合到用于控制它的指示电路7的控制输入。光装置1在电流导通状态下接收具有等于或大于阈值的幅度值的输入信号，并且在光装置1的电流阻断状态下，该幅度值小于阈值。在图2中，此输入信号包括电压信号，并且该阈值包括阈值电压值。控制器10中的第一确定电路3是例如比较器并且被配置成将电压信号的电压幅度值与阈值电压值进行比较。控制器10中的第二确定电路4是例如缓冲器并且被配置成确定/存储作为时间的函数的电压幅度值形式的存储电路2的放电曲线的点。 [0061] 在图2中，指示信号被用来控制逆变器8以用于生成经由光装置1供应给人的警报，或者用来使用逆变器8作为接口以用于经由耦合到逆变器8的输入的馈给线缆将警报发送给人。 [0062] 在控制器10与光装置1的输入之间，在必要时可能存在未示出的电压传感器，或者在必要时可能存在未示出的模拟数字转换器，或者这些中的一个或多个可以形成控制器10的部分。在图2中，存储电路2、控制器10、开关电路6和指示电路7中的一个或多个以及这些中的每一个的部分可以形成或不形成驱动器9的部分。可替换地，来自图2的指示电路7可以用在图1中所示的实施例中，且反之亦然。可替换地，在图2中，第一确定电路3和/或第二确定电路4可以从控制器10中移除并且单独示出。在图1中，控制器可以替换第一和第二确定电路3和4和导出电路5中的一个或多个。 [0063] 在图3中，示出控制器10的一个实施例。控制器10包括：模拟数字转换器11或AD转换器11，其具有耦合到光装置1的输入的输入；具有耦合到AD转换器11的输出的第一输入的比较器12，其用于将递送给光装置1的输入的电压信号的数字值与递送给比较器12的第二输入的阈值电压值进行比较；具有耦合到AD转换器11的输出的输入的缓冲器13，其用于存储作为时间的函数的电压信号的数字值；以及具有耦合到比较器12的输出的输入且具有耦合到缓冲器13的输入/输出的输入/输出的处理器14，其用于确立存储电路2的状况。可能地与AD转换器11组合的比较器12形成第一确定电路，可能地与AD的转换器11组合的缓冲器13形成第二确定电路，并且处理器14形成导出电路，等等。 [0064] 下列等式描述RC放电曲线，其中R和C是电容和电阻。 [0065] [0066] 在图4中，示出两个放电曲线A和B（竖直轴：电压，水平轴：时间）。放电曲线A已经针对与电容21并联连接的电阻器形式的元件61被记录，并且放电曲线B已经针对从电容21断开的电阻器形式的元件61被记录。这些记录已经在光装置1的不同电流阻断状态期间发生。 [0067] 在图5中，示出两个放电曲线C和D（竖直轴：电压，水平轴：时间）。放电曲线C已经针对与电容21并联连接的电阻器形式的元件61被记录，并且放电曲线D已经针对从电容21断开的电阻器形式的元件61被记录。这些记录已经在光装置1的同一电流阻断状态期间发生。清楚地，放电曲线C和D的组合偏离惯常曲线E。在粗略地由圆指示的时刻，元件61从电容21断开。开关元件61的良好时刻是两个放电曲线C和D的总电压区间的大约中途，而没有排除其他时刻。选择所述时刻的另一种方式是在预定义的时间量已经从第一记录的开始等逝去之后进行开关。 [0068] 通过确定两个不同的放电曲线并且通过例如使用拟合算法，针对元件61的给定值，电容21的值和电阻22的值可以被计算。通过将计算的值与先前确定的值进行比较，可以导出存储电路2的状况。 [0069] 在元件61包括电阻器R61的情况下，并且在电容21的值由C21指示并且电阻22的值由R22指示的情况下，并且针对第一放电曲线，定义当元件61从电容21和电阻22断开时P=R22C21，并且针对第二放电曲线，定义当元件61连接到电容21和电阻22时Q=R61R22C21/(R61+R22)，则可以导出R22=(P-Q)R61/Q并且可以导出C21=PQ/((P-Q)R61)，由此P和Q可以从两个放电曲线导出。在元件61包括电容器或电感器的情况下，可以进行类似的导出。 [0070] 第一和第二单元可以经由第三单元间接耦合，并且可以在没有第三元件处于其间的情况下直接耦合。所示出和/或讨论的任何实施例（的部分）可以与所示出和/或讨论的任何其他实施例（任何的部分）组合。 [0071] 总之，用于向用于发射光的光装置供电的设备包括具有耦合到光装置1的电容21的存储电路2。光装置1具有电流导通状态和电流阻断状态。该设备进一步包括用于确定状态的第一确定电路3、用于在电流阻断状态下确定存储电路2的放电曲线的点的第二确定电路4、以及用于从放电曲线导出存储电路2的诸如寿命终结之类的状况的导出电路5，存储电路2不需要与光装置1隔离。该设备可以进一步包括用于开关与电容21并联的元件61的开关电路6，由此可以确定两个放电曲线，一个针对从元件61断开的电容21，且一个针对连接到元件61的电容21。元件61可以包括电阻器、电容器或电感器。 |
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