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LED驱动器以及与该驱动器一起使用的LED模块

摘要

一种LED驱动器包括两个输出触头(310、311)和附加触头(312),该附加触头使得能够检测LED驱动器与LED模块(301)的连接。该LED驱动器具有正常电流调节模式和开路保护电压调节模式。响应于检测到LED模块的连接,LED驱动器从电压调节模式切换为电流调节模式。这使得LED模块能够在LED驱动器保持被供电的同时连接到LED驱动器,特别是因为在连接到LED模块之前,LED驱动器被置于电压调节模式中。

著录项

  • 公开/公告号CN112385318A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-02-19

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 昕诺飞控股有限公司;

    申请/专利号CN201980037988.X

  • 申请日2019-06-04

  • 分类号H05B45/30(20200101);H05B45/50(20200101);F21V23/06(20060101);H02H9/02(20060101);

  • 代理机构11256 北京市金杜律师事务所;

  • 代理人李春辉

  • 地址 荷兰艾恩德霍芬市

  • 入库时间 2023-06-19 09:54:18

说明书

技术领域

本发明涉及LED驱动器和LED模块。

背景技术

未来,照明设备可能没有LED灯泡或灯管,但是代替地可能包括电连接的LED驱动器和LED模块。在一些LED驱动器应用中,需要进行热接线,即,将LED模块的LED连接到已经正在操作的LED驱动器。这与现在更换通电的照明设备中的LED灯泡或LED灯管的情形类似。

通常,如果驱动器输出为开路,则驱动器正在运行,其中输出电容器被充电至驱动器的开路负载电压(开路电压或OCV),由于驱动器仍然输出大量功率、该大量功率然后被存储在输出电容器中的事实,所以该开路负载电压可能会高于最大负载输出电压。

图1示出了LED驱动器的输出级1,该输出级1包括输出电容器100、LED负载101、以及开关102,该开关102代表LED负载101与驱动器的连接和断开连接。当LED负载101在它先前已经被断开连接之后,重新连接到输出时(等效于闭合开关102),具有较高电压的电容器100通过LED负载101放电,从而造成来自驱动器的涌出电流或通过LED的涌入电流。

由于LED的等效低欧姆动态电阻,所以在这种热接线应用中,可以预期几安培或者甚至数十安培的涌入电流。到LED的高涌入电流通常会缩短工作寿命,并且损害LED的可靠性。它还可能造成危险的安全问题。

已知期望防止在热接线过程中产生任何涌出电流,并且存在对该问题的已知解决方案。

图2示出了LED驱动器的输出级2,并且示出了一种涉及将电流限制部件放置成与LED负载串联的方法。驱动器输出电容器被示为200。一个电容器端子连接到驱动器的第一输出触头210。LED负载201连接在第一输出触头210与第二输出触头211之间。第二输出触头211通过两个并联支路连接到另一电容器端子。第一支路是串联的晶体管220和电流限制电阻器221,而第二支路是晶体管222。

当通过将LED负载引线插入到输出端子210和211,而将LED负载201连接到已经正在操作的LED驱动器时,第一支路220、221被控制为电流源,其中第二支路的晶体管被关断。晶体管220是FET设备,该FET设备在沟道饱和模式(栅极源极电压Vgs控制漏极电流Id)中操作。在跨支路的电压下降到某个阈值之后(这意味着输出电容器200中存储的电荷足够低,以致只生成小的且可接受的涌出电流),第二支路中的晶体管222被完全接通,使得该晶体管222对电流源进行分流,以减少功率耗散。

然而,即使在正常操作期间也存在串联设备(即,晶体管222),这是不太理想的,因为不能消除该串联设备的功率耗散。这种功率耗散添加到总功率损失,因此降低照明效率,这在任何条件下都决不是优选的。

因此,需要一种节能的方式来防止高涌入电流,以使LED模块可以热接线到活动驱动器。

发明内容

现有技术在LED模块与LED驱动器之间具有两个触头。本发明的概念是在LED驱动器与LED负载之间提供三(或更多)触头连接,该三(或更多)触头连接用于检测LED负载的连接。LED驱动器具有电流调节模式和电压调节模式,每当LED模块被断开连接时使用电压调节模式,并且根据对三个触头中的一个触头的检测,驱动器从电压调节模式切换为电流调节模式。

本发明由权利要求书限定。

根据本发明的一个方面的示例,提供了一种LED驱动器,其包括第一输出触头和第二输出触头,该第一输出触头和第二输出触头适于在第一模式中连接到LED模块并且向该LED模块供电,该第一模式为输出电流调节模式,其中LED驱动器包括:

第三触头,其适于与不同的电压相关联,该不同的电压取决于LED驱动器是否连接到LED模块;

检测电路,其用以检测与第三触头相关联的电压;以及

控制器,

其中LED驱动器具有用于开路保护的第二模式,该第二模式是具有调节电压的输出电压调节模式,

其中控制器适于响应于检测到的与第三触头相关联的电压,将LED驱动器从第二模式切换为第一模式。

该驱动器具有用于驱动LED模块的正常电流调节(第一)模式。另外,它具有开路保护(第二)模式。一方面,该第二模式防止了LED驱动器过载,另一方面,该第二模式保持LED驱动器被激活,并且使得LED模块能够一连接到LED驱动器就被供电并发光,特别是因为LED驱动器被置于电压调节第二模式中。对LED模块的连接的检测是基于第三触头,并且该检测用于从操作的开路保护模式切换为正常电流调节模式。电压调节模式还使得驱动器能够向LED模块以外的其他部件(诸如传感器或无线通信模块)提供电源。

该方法避免需要与LED模块串联的电流限制元件,因为在连接LED模块时,驱动器处于(低)电压调节模式中,并且没有涌出电流去往LED模块。

例如,第三触头适于直接连接到LED模块,并且第三触头和第二输出触头适于通过LED模块与第二输出触头和第三触头的正确连接而短路。

因此,当LED模块被连接时,与第三触头相关联的电压和第三触头与第二输出触头的短接有关。检测短路电压相对容易且准确,因此本实施例提供了一种优选实现方式。

例如,第一模式具有第一输出电压阈值,并且第二模式用于将输出调节到低于第一输出电压阈值的调节电压。

通过这种方式,例如由试图将电流驱动到开路的电流调节驱动器造成的高输出电压用于标识LED模块未被连接。该高输出电压是第一输出电压阈值。仅在开路条件期间并且当处于第一模式中时,才达到该高输出电压。然后,输出电压被调节在较低电压处,以免使LED驱动器过载和向重新连接的LED模块的涌出。

控制器可以适于:当达到第一输出电压阈值时控制LED驱动器从第一模式切换为第二模式,并且控制LED驱动器将输出电压放电到调节电压。

当从电流调节第一模式切换为电压调节第二模式(具有较低电压)时,发生输出电压(例如,输出电压被存储在输出电容器上)的受控放电,并且这提供快速电压调节,以保证安全。

检测电路可以适于检测在第三触头与第二输出触头之间的电压,作为检测到的与第三触头相关联的电压。例如,驱动器创建在这两个触头之间的电压,直到这两个触头通过与LED模块的连接而短接。这提供了一种方便的方式来检测LED模块的连接或断开连接。

可以设置输出电容器,并且检测电路还适于检测输出电容器处的输出电压是否达到第一输出电压阈值。

通过检测电容器处的输出电压,可以检测由于开路条件而导致的电压增加(超过阈值)。输出电压的受控放电(当切换为较低电压第二模式时)例如包括操作与输出电容器并联的放电元件。

检测电路可以包括逻辑电路,该逻辑电路用于向控制器提供信号,以基于在第三触头与第二输出触头之间的电压以及输出电容器处的电压两者,来切换模式。

逻辑电路对电容器处的输出电压以及和与LED模块的连接有关的检测电压进行处理。例如,逻辑电路包括诸如锁存器电路之类的存储器设备,该锁存器电路当检测到高电容器电压时触发(例如,置位),而当检测到LED模块连接时触发(例如,复位)。

第三触头可以适于在第二输出触头已经与LED模块进行接触之后,与LED模块接触。因此,在模式改变可以发生而回到第一操作模式之前,LED模块连接到LED驱动器电路。因此,开路保护模式保持在位,直到进行与第三触头的最后连接。这提供了一种防止在LED模块与第二输出触头之间的不恰当连接的保卫机制。

例如,第一输出触头和第二输出触头以及第三触头被布置成与LED模块接合,使得第一输出触头适于在第三触头和第二输出触头与LED模块接触之前,与LED模块接触。因此,当LED模块已经完全连接到第一输出触头和第二输出触头两者时,以及在将第二输出触头和第三触头连接在一起之后,对LED模块连接进行检测。这提供了一种防止在LED模块与第一/第二输出触头之间的不恰当连接的保卫机制。

可以在第三触头与第一输出触头之间设置第一阻抗,并且可以在第三触头与第二输出触头之间设置第二阻抗。这些阻抗限定了分压器。当LED模块未被连接时,它们生成输出电压,并且因为当LED模块被连接时阻抗中的一个阻抗的短接,所以该输出电压发生了改变。

第四触头可以耦合到第三触头,其中在LED模块正确连接到第一触头时,并且在LED模块正确连接到第三触头之前,所述第四触头适于耦合到第一触头。

因为可以检测与两个输出触头的连接次序,所以使用四触头布置使得能够检测所连接的LED模块的两个端子的连接次序。通过这种方式,如果连接次序错误,则为了安全,不发起电流调节模式。

因此,检测电路可以适于检测第一触头和第二触头连接到LED模块的次序,并且控制器适于仅针对一个连接次序将LED驱动器切换为第一模式。因此,可以容许LED模块的随机连接,并且将仅在正确连接次序之后,才发起电流调节模式。

在这种布置中,第一阻抗可以在第三触头与第四触头之间,并且第二阻抗可以在第三触头与第二输出触头之间。因此,在该示例中,分压器在第三触头与第四触头之间,并且分压器的分割比根据与LED模块的连接来调整。因此,连接可以通过测量分压器输出中的改变来检测。

在一个备选实施例中,对第三触头进行短接接线由设置阻抗来替换。第三触头和第二输出触头适于在LED模块正确连接到第二输出触头(311)和第三触头时,通过LED模块的设置阻抗而被连接,LED驱动器还包括向第三触头注入电流的电流源,并且适于根据第三触头上的电压来设置标称输出电流;

LED驱动器还适于:如果第三触头上的电压在范围内,则将LED驱动器从第二模式切换为第一模式;并且如果第三触头上的电压超出该范围,则将LED驱动器切换为第二模式。

在该实施例中,原本用于设置LED驱动器的标称输出电流的设置阻抗,由LED驱动器重新用于确定LED模块是否正确连接,并且在正常电流模式与开路保护模式之间切换。这通过现有标称电流设置接口来提供附加功能。注意,该标称电流设置接口到目前为止尚未用于保护/开路检测目的。

本发明还提供了一种包括LED单元的LED模块,该模块要与如上面所限定的LED驱动器一起使用,该模块包括:

第一输入端子和第二输入端子,适于连接到LED驱动器的第一输出触头和第二输出触头,

第三输入端子,用以与LED驱动器的第三触头接触,以及

开关,用以根据来自第一输入端子的有效电压,来改变与第三输入端子相关联的电压。

该模块具有附加开关,这意味着如上面所解释的,仅在已经正确连接了第一输出触头之后,才改变第三触头的电压,以使然后正确地发起电流调节模式。短接通过主动地依赖于第一输出触头的正确连接的开关来实现,而非通过引脚连接器设计来实现。这意味着LED模块还检查与第一输出触头的连接。仅当与第一触头进行连接时,对第三触头的电压的测量才有效。这提供了进一步的安全性,并且允许按任一次序来进行第一接触或第二/第三接触。

例如,开关适于根据来自第一输入端子的有效电压,来使第二输入端子和第三输入端子短路。

本发明的这些和其他方面将从下文所描述的实施例中显而易见,并且将参考下文所描述的实施例,对本发明的这些和其他方面进行阐释。

附图说明

为了更好地理解本发明,并且为了更清楚地示出本发明可以如何实施,现在将仅通过示例的方式参考附图,其中:

图1示出了LED驱动器的已知输出级的第一示例;

图2示出了LED驱动器的已知输出级的第二示例;

图3示出了根据本发明的LED驱动器的第一示例;

图4示出了可以在图3的驱动器中使用的通用两触头连接器;

图5在端视图和横截面中示出了凸形连接器;

图6示出了用于LED模块的图5的凸形连接器和用于LED驱动器的凹形版本;

图7示出了对图3的电路的修改,其允许两引脚连接器,并且可以首先与任一引脚连接;

图8示出了可以实现图3的锁存器的置位-复位锁存器4;

图9示出了用于在图3或图8的电路中使用的、电流源电路形式的放电元件的一个示例;

图10示出了用于在图3或图8的电路中使用的电压调节器的一个示例;

图11示出了使用开关来实现短路功能的、对LED模块的可能修改;

图12示出了本发明的另一实施例,其重新使用驱动器的Rset来检测LED模块的存在,并且在正常模式与保护模式之间切换;

图13示意性地示出了图5和图6所示的实施例中的、在移除LED模块时触头的连接;以及

图14示意性地示出了图4所示的实施例中的、在移除LED模块时触头的连接。

具体实施方式

将参考附图对本发明进行描述。

应当理解,详细描述和具体示例虽然指示了装置、系统和方法的示例性实施例,但是仅旨在用于说明的目的,并不旨在限制本发明的范围。根据以下描述、所附权利要求书和附图,本发明的装置、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。应当理解,图仅是示意性的,并没有按比例绘制。还应当理解,在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部分。

本发明提供了一种LED驱动器,该LED驱动器包括两个输出触头和附加触头,该附加触头使得能够检测LED驱动器与LED模块的连接。驱动器具有正常电流调节模式和开路保护电压调节模式。响应于检测到LED模块的连接,LED驱动器从电压调节模式切换为电流调节模式。这使得能够在LED驱动器保持被供电的同时,将LED模块连接到LED驱动器,特别是因为在模块连接之前,LED驱动器置于电压调节模式中。

图3示出了根据本发明的LED驱动器3的第一示例。驱动器输出电容器被示出为300。一个电容器端子连接到驱动器的第一输出触头310。LED负载301连接在第一输出触头310与第二输出触头311之间。第二输出触头311连接到另一电容器端子。

在第一输出触头310与第二输出触头311之间设置有第一阻抗321和第二阻抗322的电阻器分压器。这些阻抗限定了分压器。电阻器分压器的输出连接到第三触头312。

控制器340具有两个输入,该控制器340在该示例中采用锁存器电路的形式。第一输入来自驱动器的输出电压,该驱动器的输出电压被馈送到具有滞后结构的比较器330(或施密特触发器)。第二输入来自分压器321、322,第二输入也被馈送到具有滞后的比较器320。提供输出信号341(“disch”,其代表“放电”),作为来自控制器340的输出。如下面所解释的,该输出信号341用于控制在驱动器输出电容器300上存储的输出电压的放电。

当驱动LED负载/模块时,驱动器提供经调节的输出电流。为此,示意性地示出了电流调节器344。示出了用于电压调节模式的电压调节器346。锁存器340、调节器344和346、以及比较器320和330可以一起被视为形成LED驱动器的整体控制器的部分。

当负载被断开连接时,经调节的电流驱动的结果是:电流继续流入电容器300中,并且比较器330检测到输出电压增加到高于第一输出电压阈值。然后,锁存器电路340进行设置,以使输出341(信号“disch”)取值“1”。电压调节模式(用于开路保护)用于将输出调节到低于第一输出电压阈值的调节电压。因此,一旦在电流调节期间已经基于达到高输出电压而检测到开路,模式就会切换为较低电压处的电压调节。

实际电压水平将取决于正在被驱动的负载。高电压阈值将高于LED模块中LED的正常正向电压,并且调节电压将低于该正常正向电压。例如,调节电压是要由LED驱动器供电的其他电路(诸如传感器或无线通信电路)所需的电源电压。因此,电压阈值可以是数十伏或者甚至数百伏,而调节电压可以小于10V。

电压调节器346监测信号“disch”341,并且(通过设置提供给电压调节器的参考)将调节电压设置为低于第一输出电压阈值的合适水平,使得控制器或其他电路的低电压电源仍可以操作。

当从电流调节模式切换为电压调节模式时(即,当达到第一输出电压阈值时),LED驱动器将电容器300上存储的输出电压放电到调节电压。为此,诸如电流源或虚拟负载之类的放电元件350用于使输出电容器300放电。注意,放电元件350是可选特征。还可能的是,LED驱动器将让输出电容器泄漏电荷,以达到调节电压。

与第三触头312相关联的分压器用于感测在LED驱动器与LED/LED模块之间的连接。在该实施例中,LED模块的正确连接将改变分压比,并且如果分压器321、322的输出下降到低于某个阈值,则输出信号“disch”被清除,使得输出电容器300的放电停止,并且电压控制器的参考被设置回到正常。如从下面的描述中将显而易见的,这尤其是响应于分压器在触头312处的输出电压通过与LED模块的连接而被下拉到负输出311。

因此,锁存器对电容器处的输出电压、以及和与LED模块的连接有关的检测电压进行处理。锁存器当检测到高电容器电压时触发(例如,置位),并且当检测到LED模块连接时触发(例如,复位)。

电路需要能够检测LED模块301的插入。这通过第三触头312完成,该第三触头312与第二输出触头311形成了两触头连接器。第二输出触头311和第三触头312当LED被连接时短路,并且当LED模块被移除时开路。

通过这种方式,每次LED模块被连接时,LED驱动器都经历从低于LED正向电压的经调节的低输出电压开始的上升过程,LED驱动器逐渐增加其占空比和输出功率,以使可以消除/减少涌出电流。

因此,第三触头312适于与不同的电压相关联,该不同的电压取决于LED驱动器是否连接到LED模块。当LED模块未被连接时,触头312在正常分压器输出处,并且分压比为R

因此,驱动器具有用于驱动LED模块的第一正常电流调节模式。另外,驱动器具有开路保护模式,该开路保护模式是第二电压调节模式。在该模式中,在LED驱动器保持被供电的同时,LED模块可以连接到LED驱动器。这避免需要与LED模块串联的电流限制元件,因为在连接LED模块时,驱动器处于(低)电压调节模式中。

当LED模块被移除时,输出电压高于阈值,所以比较器330输出1,具有反相器的比较器320输出0,因此锁存器340输出1(“disch”),以使输出电压放电并且控制LED驱动器进入电压调节模式。在放电之后,输出电压低于阈值,比较器330输出0,但是锁存器电路340仍然输出先前的为1的输出,并且保持电压调节模式。在复位输入R变为1时(意味着第三触头312上的电压为零,这是由LED模块的正确连接造成的),锁存器电路340将输出零。锁存器电路的零输出将禁用放电,并且还控制LED驱动器进入电流调节模式。

该设计需要与LED模块的连接,以在触头311与312之间形成短接。图4示出了可以实现该目的的通用两触头连接器。引脚302是LED模块的一个端子(负输入),其被设计成与触头311和312的两触头连接器机械配合。在插入到连接器中时,引脚302首先与连接到触头311的接线接触,然后(也)与连接到触头312的接线接触,从而将两个触头连接在一起。仅允许较早连接第二触头311的这种机械结构用于防止LED驱动器在形成经由第二触头311的实际电流回路之前进入电流调节模式。

当LED模块被插入时,连接器需要使触头311和312可靠地短路。此外,在使311和312短路之前,应当与触头310进行连接。这是因为一检测到短路,LED模块就应当完全准备好接收经调节的电流,即,另一触头310应当已经连接。

如果使用两触头连接器,并且可以按任一次序连接(例如,如果存在可以按任一次序连接的两个单独连接器),则需要按正确次序进行连接,以便正确进行模式切换。

图14示出了在移除LED模块时触头的连接;从相反方向则示出了在附接LED模块时的连接。连接到LED的阳极和阴极的较暗的块是LED模块的正触头和负触头。尤其是,负触头为302。在左图中,LED模块正确连接到驱动器,其中LED模块的正触头连接到驱动器的正输出310;并且负触头302连接到负输出312和第三触头311两者。如上所述,由于负输出312和第三触头311短接并且第三触头接收接地电压,所以驱动器将处于正常电流模式中。在中间图中,LED模块正在被移除,第三触头311首先与负触头302和负输出311断开连接,使得其电压从接地变为某个电压。驱动器将退出正常电流模式并且进入开路保护模式。在右图中,LED模块被完全移除。

为了确保正确的连接次序,可以使用三触头连接器。通过这种方式,连接器本身限定了进行电连接的次序。

图5在端视图和横截面中示出了凸形连接器,该凸形连接器具有三个长度不同的同心端子。内部端子312'在中心轴上,并且中间端子310'和外部端子311'是同心的。中间端子310'向前突出最远,所以首先与凹形连接器进行接触。因此,该中间端子310'适合作为用于与LED驱动器的第一输出触头310接触的LED模块端子310'。内部端子312'稍微较远地向后突出,所以其次与凹形连接器进行接触。因此,该内部端子312'适合作为用于与LED驱动器的第三触头312接触的LED模块端子312'。外部端子311'向后突出最远,所以最后与凹形连接器进行接触。因此,该外部端子311'适于作为用于与LED驱动器的第二输出触头311接触的LED模块端子311'。

注意,在(图11所示的)一个备选实施例中,触头311和312可以按任一次序进行接触,因为只有当两者都连接时,分压器的输出才会被下拉到低电压轨(如下面所进一步解释的)。

图6示出了用于LED模块301的图5的连接器、以及用于LED驱动器3的凹形版本(该凹形版本的所有三个触头都在相同纵向程度处终止)。在该LED模块中,触头312'和311'通过接线360短路。

该三触头连接器提供了连接器的安全机械结构,以避免连接器311与312之间的意外或过早短路。触头311与312之间的短路通过最后连接312和312'而发生在凸形连接器中。因此,仅当进行连接311/311'和连接312/312'两者时,分压器的输出才会被下拉。

该设计需要用于LED模块的三引脚连接器,该三引脚连接器并非标准的。然而,使用三触头连接器确保了连接器只能以一种方式结合。

图7示出了对图3的电路的修改,其允许两引脚连接器,并且可以首先与任一引脚连接。通过仅需要来自LED模块的两个引线接线,减少了总系统成本,但是这种系统需要能够容许两个引线接线的随机插入次序。

与图3中相同的部件被给予相同的附图标记,并且不再重复描述。

触头310被分成两个触头部分310a和310b(即,第一输出触头是310a,并且存在新的第四触头310b)。与图3的锁存器340相比,对控制逻辑340b进行了修改,使得在第三触头312处的电压降低到低于点火电压Vfire之前,必须检测到第三触头312处的高于装备电压Varm的电压升高,其中Varm>Vfire。

在正确插入期间,首先,第三触头312被拉到具有高于零的某个值的分压器输出(当310a和310b被连接时),然后将第三触头312下拉到具有基本上为零的电压的低电压轨(当311和312被连接时)

如果最终用户在阳极引线接线(LED+)之前插入阴极引线接线(LED-),则缺失“装备-点火”过程,并且输出电容器300保持在低电压处。在不正确插入期间,触头312首先被直接拉到低电压(当311和312被连接时),并且永不上升。在分压器的输出处,电压总是为零。

因此,只有正确插入次序才导致电流调节模式,而无涌出电流。这使得传统LED模块能够与两个单独引线接线一起使用,而无需替换为三触头功率适配器类型的电缆。如果连接次序错误,则LED模块将不运转,并且用户将需要断开连接并且按正确次序重新连接。

第四触头310b通过分压器的顶部阻抗321耦合到第三触头312。第四触头310b适于:在LED模块正确连接到第一触头310a时,并且在LED模块正确连接到第三触头312之前,耦合到第一输出触头310a。因此,所旨在的连接次序是连接310a和310b,然后连接311和312。

在该设计中,分压器的第一阻抗321在第三触头312与第四触头310b之间,并且分压器的第二阻抗322在第三触头312与第二输出触头311之间。

因为可以检测与两个输出触头的连接,所以使用四触头布置使得能够检测LED模块的连接次序。通过这种方式,因为分压器的输出总是为零并且LED驱动器不知道LED模块是否正确连接以接收电流,所以如果连接次序错误,则不会发起电流调节模式。因此,控制器适于仅针对一个连接次序而将LED驱动器切换为第一模式。因此,可以容许LED模块的随机连接。

控制器340b内部的逻辑可以通过诸如微控制器中的算法之类的有限状态机来实现。

为了完整起见,图8示出了可以实现图3的锁存器340的置位-复位锁存器4。它包括一组晶体管400、401、402和电阻器403、404、410、411、420、421。它具有置位输入S、复位输入R、以及锁存器输出Q。这是一种分立电路实现方式,但是,当然可以使用集成电路。图8的电路是标准SR锁存器电路,并且由于其对本领域技术人员而言是众所周知的,所以将不对其进行完整描述。

图9示出了电流源电路形式的放电元件350的一个示例。晶体管510通过锁存器电路接通,这然后设置在分压器511、512的结点处的输出电压。

该电压被供应给FET设备500的栅极,并且接通该FET设备500,以通过电阻器501从电容器300(图3)汲取预定电流。当电容器电压已经下降到分压器电压时,分压器511、512输出低电压,该低电压关断MOSFET 500,并且电容器停止放电。因此,在移除LED模块之后,晶体管500用作使电容器放电到设置水平的电流源。

图10示出了具有可切换参考的电压调节器346的一个示例。

在参考Vref与接地之间的分压器600设置到比较器610的同相输入的电压。所设置的电压取决于晶体管620的开关状态,该晶体管620将分压器的较低阻抗设置为一个电阻器或并联的两个电阻器。比较器610具有负反馈路径630,其根据提供给同相输入的输入来对输出进行调节。

因此,取决于由锁存器电路340所控制的晶体管620的状态,生成两个电压调节输出。

上面的示例使得能够利用标准两引脚布局或三引脚连接器,来连接到标准LED模块。

图11示出了对LED模块的可能修改,其中第一输入端子310'和第二输入端子311'适于连接到LED驱动器的第一输出触头310和第二输出触头311。

驱动器与模块之间的连接是三个引脚。在触头311与312之间的短接在LED模块中实现,而非通过引脚连接器设计实现。

第三输入端子312'是要与LED驱动器的第三触头312接触。设置开关700,以根据来自第一输入端子310'的有效电压,来改变与第三输入端子312'相关联的电压。

因此,如果首先连接到第一输入端子310',则该连接向开关700提供控制信号,开关700然后立即实现第二输入端子311'和第三输出端子312'的短接。这种布置意味着可以容许首先利用任一端子进行接触的LED模块的连接。如果首先连接第一输出触头310,则通过开关迫使在第二输出触头与第三触头之间的短路。

如果第二输出触头311在第一输出触头310之前首先被连接,则在第二输出触头311与第三触头312之间的短接仍然不发生,直到在第一输出触头310进行其连接时通过开关来迫使该短接。

因此,可以容许不同的连接次序,并且针对那些不同次序,可以建立电流调节模式,而非如上面示例中那样需要断开连接和重新连接。

上面的讨论假设LED模块总是以正确极性连接。特别地,机械连接器设计可以确保总是这种情况。因此,上面的保护系统仅确保了:正确的连接次序得以确保。

对连接和所得电压和电流的检测还可以用于检测所连接的LED模块的极性,因此当LED模块被不正确连接时,防止电流调节模式。

在一个备选实施例中,在LED驱动器与LED模块之间的Rset接口被重新用于检测LED模块的存在,并且使LED驱动器在正常电流模式与开路保护模式之间切换。图12中示出了这种实施例。

Rset接口是一种用于设置LED驱动器的标称输出电流的众所周知的接口。在LED驱动器侧处,除了正输出触头310和负输出触头311之外,第三触头312用于连接到LED模块中的设置阻抗的一端(示出为312′)。阻抗的另一端可以连接LED模块的两个输入触头中的任一输入触头,并且在本实施例中,该阻抗的另一端连接到负输入触头311'。偏置电流源通过第三触头312和负输出触头311注入偏置电流Ibias。通常,LED驱动器在启动期间,通过检测跨触头312和311的电压,来检测Rset的存在和值。如果存在电压,则该电压由放大器AMP处理并且被发送到MCU或IC,以确定LED驱动器的设置电流Iset;如果不存在电压,则MCU或IC也将以默认/最小输出电流在正常电流模式中操作。注意,设置阻抗Rset是固定电阻器或者被一次性配置,因此在LED模块操作中不太可能改变。此外,Rset接口不被认为是用于任何保护目的的手段。基于上面的事实,该Rset接口与温度保护接口完全不同,该温度保护接口在LED模块操作期间具有变化的阻抗。

该实施例提出检测LED模块的存在,并且根据要与LED模块的Rset连接的第三触头312上的电压(相对于接地311),在正常电流模式与开路保护模式之间切换。如图12所示,额外的比较器Comp用于检测第三触头312上的电压。触头还被成形以使第三触头312和触头312'在连接LED模块时最后连接,并且在移除时首先断开连接。在图12以及图13的左图中,触头312上的电压为Rset*Ibias,并且比较器Comp确定该电压在阈值之内,并且输出启用信号=1,并且驱动器在正常电流模式中工作。在图13的中间图中,触头312和312′被首先断开连接。如果触头312上的电压变大,则当比较器Comp确定电压超过阈值时,其输出启用信号=0。驱动器将Rset看作不存在,并且LED模块也不存在,因此驱动器将退出正常电流模式并且进入开路保护模式。在图13的右图中,所有触头都被完全断开连接。

在第三触头上不存在Rset的情况下驱动器将如何反应,驱动器可以被灵活配置:作为输出默认电流的传统驱动器,或者作为进入开路保护模式的所提出的实施例。例如,可以向驱动器发送指示要替换LED模块的维护信令,并且驱动器将作为所提出的实施例做出反应,因此当LED模块热插拔时,该驱动器是安全的;在维护之后,可以再次向驱动器发送信令,并且该信令请求驱动器以传统方式做出反应:即使不存在Rset,也输出默认/最小电流。

注意,术语“触头”用于驱动器输出引脚,并且术语“端子”用于LED模块输入引脚。术语的这种区别是为了帮助文本清晰,但本质上是任意的。

通过研究附图、公开内容和所附权利要求,本领域技术人员在实践所要求保护的发明时,可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中,词语“包括”不排除其他元件或步骤,并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中所记载的几个项的功能。在互相不同的从属权利要求中记载某些措施的简单事实,并不指示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以存储在/分布在合适介质上,诸如与其他硬件一起被供应或作为其他硬件的部分被供应的光学存储介质或固态介质,但是还可以以其他形式分布,诸如经由互联网或其他有线或无线电信系统。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制范围。

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