用於模塊化的照明系統的雙電源smps的製作方法
2023-10-08 01:18:49 3
用於模塊化的照明系統的雙電源smps的製作方法
【專利摘要】本文所述的方法和系統在電網系統不可靠的情況下提供高效的照明。一個方面包含一種照明組件，其包含輸入端、可控電力供應部、照明電路和反饋電路，所述輸入端從電源接收電力，所述可控電力供應部具有控制輸入端，耦合到第一輸入端的電力輸入端，和基於在控制輸入端處接收到的控制信號提供可控的電壓電平的輸出端，所述照明電路耦合到可控電力供應部的輸出端並且被配置為響應於輸出電壓提供輸出光，所述反饋電路被配置為檢測至電池的電流和電池兩端的電壓並且具有耦合到可控電力供應部的控制輸入端的輸出端，以基於至電池輸入端的電流和電池兩端的電壓中的至少一個，向可控電力供應部提供控制信號。
【專利說明】用於模塊化的照明系統的雙電源SMPS
[0001]背景1.發明領域
[0002]按照本發明的至少一個實施方式通常涉及開關模式電力供應且特別涉及提供用於模塊化的照明系統的雙電源開關模式電力供應(SMPS)的系統和方法。
[0003]2.相關技術的討論
[0004]太陽能、電池和電網照明系統是眾所周知的，包含使用白熾燈泡、螢光燈泡和發光二極體(LED)作為光源的那些照明系統。在不發達和/或發展中國家和鄉郊地區，可靠的電網電力系統的可用性最多保持時好時壞，並且備用能源系統可能安裝和運行費用昂貴且不總是與可用的照明源兼容。高效的照明系統可以特別用於具有不可靠的和或過分昂貴的電網系統的區域。這些照明系統的設計者在向照明模塊提供可靠的電源的同時，想辦法減少照明系統中的部件。
【發明內容】
[0005]本文所述的至少一個實施方式針對高效的照明系統，其特別用於具有不可靠的和/或過分昂貴的電網系統的區域。
[0006]本發明的第一方面針對一種照明組件，其包含第一輸入端、可控電力供應部、電池輸入端、照明電路和反饋電路，所述第一輸入端從電源接收電力，所述可控電力供應部具有控制輸入端，I禹合到第一輸入端的電力輸入端，和提供輸出電壓的輸出端，所述輸出電壓具有基於在控制輸入端處接收到的控制信號可控的電壓電平，所述電池輸入端耦合到可控電力供應部的輸出端，並且被配置為耦合到電池，所述照明電路耦合到可控電力供應部的輸出端並且被配置為響應於輸出電壓提供輸出光，所述反饋電路被配置為檢測至電池的電流和電池兩端的電壓並且具有耦合到可控電力供應部的控制輸入端的輸出端，以基於至電池輸入端的電流和電池兩端的電壓中的至少一個，向可控電力供應部提供控制信號。
[0007]在照明組件中，可控電力供應部還可以包含耦合到電力輸入端的PWM控制器。PWM可以被配置為產生具有佔空比的脈衝寬度調製信號。PWM控制器還可以被配置為基於控制信號具有指示至電池輸入端的電流和電池兩端的電壓中的至少一個高於閾值的第一狀態來減小脈衝寬度調製信號的佔空比。PWM控制器也可以被配置為基於控制信號具有不同於第一狀態的第二狀態來增加輸出電壓的佔空比。可控電力供應部可以包括被配置為從電力輸入端接收電力的變壓器。第一輸入端可以被配置為從AC電源接收電力。
[0008]照明組件還可以包括第二輸入端，其被配置為從太陽能電源接收電力。此外，照明組件可以另外包括DC-DC轉換器和轉換器反饋電路，所述DC-DC轉換器具有轉換器控制輸入端，稱合到第二輸入端的電力輸入端，和提供轉換器輸出電壓的轉換器輸出端，所述轉換器輸出電壓具有基於在轉換器控制輸入端處接收的轉換器控制信號可控的轉換器電壓電平，所述轉換器反饋電路被配置為檢測至電池的電流和電池兩端的電壓並且具有耦合到DC-DC轉換器的轉換器控制輸入端的輸出端,其基於至電池輸入端的電流和電池兩端的電壓中的至少一個向DC-DC轉換器提供轉換器控制信號。照明電路可以耦合到轉換器輸出端並且被配置為響應於轉換器輸出電壓提供輸出光。
[0009]本發明的另一個方面針對一種照明房間的方法。該方法包含從電源接收電力，產生來源於接收的電力的DC電壓，該DC電壓具有一電壓電平，把DC電壓施加於照明電路，把DC電壓施加於電池，檢測至電池的電流，檢測電池兩端的電壓，並且基於至電池的電流和電池兩端的電壓中的至少一個控制電壓電平。
[0010]在該方法中，控制電壓電平的動作還可以包括產生具有佔空比的脈衝寬度調製信號。如果至電池的電流和電池兩端的電壓中的至少一個高於閾值，則控制電壓電平的動作還可以包括減小脈衝寬度調製信號的佔空比。控制電壓電平的動作還可以包括增加脈衝寬度調製信號的佔空比，直到至電池的電流達到閾值或者電池兩端的電壓達到閾值。產生DC電壓的動作還可以包括使用變壓器降低來源於接收的電力的電壓。從電源接收電力的動作還可以包括從AC電源和太陽能電源中的至少一個接收電力。該方法還可以包含從電池向照明電路提供電力。
[0011]本發明的另一方面針對一種照明組件，其包含從電源接收電力的至少一個輸入端、可控電力供應部、電池輸入端、照明電路和控制裝置，所述可控電力供應部具有控制輸入端，稱合到至少一個輸入端的電力輸入端，和輸出端，所述電池輸入端稱合到可控電力供應部的輸出端，所述照明電路耦合到可控電力供應部的輸出端並且被配置為提供輸出光，所述控制裝置用於控制電力供應部以向照明電路提供經調節的電壓，並且向耦合到電池輸入端的電池提供經調節的充電電流和充電電壓。
[0012]在該照明組件中，至少一個輸入端可以包含被配置為耦合到AC電源的第一輸入端和被配置為耦合到太陽能電源的第二輸入端。可控電力供應部可以被配置為向電池輸入端和照明電路提供輸出DC電力。該照明組件還可以包含用於檢測在至少一個輸入端處的AC電力的喪失，並且用於從電池向照明電路提供電力的裝置。在該照明組件中，用於控制的裝置可以包含用於以第一模式給電池充電的裝置和用於以第二模式給電池充電的裝置，所述第一模式供應實質上恆定的電流至電池，所述第二模式供應電池兩端的實質上恆定的電壓。
[0013]附圖簡述
[0014]附圖不必按照比例繪製。在附圖中，相同的數字代表各個圖中示出的每個相同或者幾乎相同的部件。出於清楚的目的，並不是每個部件都標記在每個附圖中。在附圖中:
[0015]圖1顯示按照一個實施方式的照明系統的功能框圖。
[0016]圖2A顯示用於圖1中的實施方式的雙電源SMPS的功能框圖。
[0017]圖2B顯示圖2A中顯示的雙電源SMPS的更詳細的功能框圖。
[0018]圖2C顯示用於圖1中的實施方式的DC-DC轉換器的功能框圖。
[0019]圖3顯示用於圖1中的實施方式的LED陣列。
[0020]圖4顯示按照一個實施方式的照明組件的分解圖。
[0021]圖5顯示圖4中的照明組件的第一透視圖。
[0022]圖6顯示圖4中的照明組件的第二透視圖。
[0023]詳細描述
[0024]如上所述，需要降低高效的照明系統中的部件的數量，以降低整個系統的成本，同時提供功能上不複雜且易於實現的解決方案。
[0025]本文描述的裝置和方法不受限於它們在說明書所述的或者附圖所示的部件的構造細節和布置細節方面的應用。所述裝置和方法能夠具有其他實施方式且能夠以各種方式被實踐或者被執行。僅出於示例性目的，本文提供具體實施例，且不意在進行限制。特別是，結合任何一個或者多個實施方式討論的動作、元件和特性不意在從任何其他實施方式中的相似作用排除。而且，本文使用的詞組和術語是用於描述性目的，且不應該視為限制性的。本文使用的「包括」、「包含」或「具有」、「含有」、「涉及」和其變體，意味著涵蓋其後所列項和其等價項以及附加項。
[0026]本文公開的至少一些實施方式針對模塊化的、高效的照明系統和方法，其包含可基於DC電源和AC電源運行的LED照明系統，所述DC電源包含電池電源、燃料電池和太陽能，所述AC電源包含公共設施電網、發電機或其他AC電源。至少一些實施方式針對LED照明系統，其可被配置用於雙電源模式運行，以支持基於電池電力的低功耗運行。至少一些實施方式針對提供雙電源開關模式電力供應，其被配置為調節來自AC電源和DC電源兩者的電力供應，並且其被配置為提供恆定的電力給LED照明源和電池，以充電電池。
[0027]圖1針對按照一個實施方式的模塊化的LED照明系統100的功能框圖。照明系統100包含LED陣列102、雙電源輸出控制電路104、LED驅動器電路106、檢測電路108、模式開關110和112、電池監視電路114、DC-DC轉換器118、雙電源開關模式電力供應(SMPS)120、電池122、太陽能電源124和AC電源126。在不同的實施方式中，功能電路可以與圖1中所示的不同地組合。
[0028]LED陣列102耦合在雙電源輸出控制電路104和LED驅動器106之間。模式開關110和112耦合在LED驅動器電路106和電池122之間，並且這些模式開關還耦合到雙電源SMPS120的輸出端。DC-DC轉換器118耦合在太陽能電源124與模式開關110和112之間。雙電源SMPS120耦合在AC電源與模式開關110和112之間。電池122耦合到雙電源SMPS120、模式開關112和電池監視電路114。檢測電路108耦合到雙電源SMPS120輸出端、DC-DC轉換器118輸出端和雙電源輸出控制電路104。
[0029]在運行中，基於由AC電源126、太陽能電源124和電池122中的至少一個提供的電力，LED陣列提供光。當基於AC電源126或基於太陽能運行模式運行時，雙電源SMPS120向LED驅動器106和LED陣列102提供一路輸出電壓，並且向電池122提供另一路輸出電壓和恆定的電流。
[0030]在AC運行模式中，模式開關112斷開以隔離電池，而模式開關110被配置為將雙電源SMPS120的輸出端耦合到LED驅動器電路106OLED驅動器電路106接收雙電源SMPS120的輸出電壓，並且為LED陣列102提供恆定的輸出電流，以點亮LED。在太陽能運行模式中，模式開關110被配置為將DC-DC轉換器118的輸出端耦合到LED驅動器電路106。在一個實施方式中，DC-DC轉換器被配置為從外部太陽能電力系統124接收具有16伏特和21伏特之間的電壓的DC電力，並且被配置為向電池112和LED驅動器電路106提供14.5伏特的輸出DC電力。在其他實施方式中，可以使用其他電壓，以使運行適應於其他太陽能電力系統。
[0031]雙電源輸出控制電路104在照明系統100基於電池電力運行時，用於提供照明系統100的低功耗運行模式。在AC和太陽能運行模式中，雙電源輸出控制電路104被控制為運行在正常、高功耗運行模式。
[0032]在電池運行模式中，從電池122向內部開關112提供DC電力，並且模式開關112和模式開關110兩者被配置為將電池輸出端稱合到LED驅動器的輸入端。在一個實施方式中，照明系統被配置為使用具有11.5伏特到13.5伏特的輸出電壓的電池運行，但是在其他實施方式中，可以使用其他電池電壓。在至少一個實施方式中，照明系統被配置為使用容納更大、更高容量的電池的外部電池運行，然而，在其他實施方式中，除了外部電池，可以使用內部電池，或者可以使用內部電池代替外部電池。
[0033]檢測電路108檢測AC電力和太陽能電力的存在，並且在一個實施方式中，當可以使用AC電力和太陽能電力兩者運行照明系統100時，選擇以更加經濟的方式基於太陽能電源運行。如果可以使用AC電力或者太陽能電力中的任意一個，則檢測電路108還向雙電源輸出控制電路104提供信號，以控制電路以高功耗運行。如果AC電力和太陽能電力都不可以使用，則檢測電路108控制雙電源輸出控制電路運行在低功耗模式。照明系統以低功耗運行在電池運行模式，允許電池運行更長的一段時間。
[0034]在一個實施方式中，使用與LED陣列串聯的並聯電阻器實現雙電源輸出控制電路104，並且使用開關(例如三極體)改變與LED陣列串聯的電阻值，以限制到LED陣列的驅動電流。在一個實施方式中，在高功耗運行模式中，穿過LED陣列的總電流是580mA，但在低功耗運行模式中，降到500mA。然而，根據用於陣列的LED的數量和類型，在其他實施方式中，可以使用其他驅動電流值。
[0035]如圖1所示，模式開關110是拉線開關，用戶可以使用該拉線開關向照明系統100提供電力或者不提供電力。如圖1所示，在一個實施方式中，拉線開關連接在雙電源SMPS120輸出端、內部開關112和LED驅動器106之間。
[0036]在一個實施方式中，內部開關112是可控開關，例如二極體。通過正向偏置或者反向偏置二極體，可以控制該開關。當可以使用來自雙電源SMPS120和/或DC-DC轉換器118的任意一個的功率時，反向偏置二極體，從而從電池122斷開LED驅動器106。當不能使用來自雙電源SMPS120或DC-DC轉換器118的任意一個的電力時，正向偏置二極體，從而從電池122向照明系統100提供電力。在一個實施方式中，如果可以使用太陽能或AC電力，則開關112被控制在斷開位置，並且如果不可以使用兩者，則關閉開關112以將電池122耦合到LED驅動器106。
[0037]在一個實施方式中，如果可以使用來自DC-DC轉換器118的太陽能電力，則在電池122和LED驅動器106之間共享電力。來自太陽能源的可用電力可用於向LED陣列102提供電力，而且任何剩餘電力將用於給電池122充電。
[0038]在一個實施方式中，電池監視電路114 f禹合到電池122的輸出端和LED驅動器106。該電路監視電池的剩餘電荷，並且當電池消耗其全部電荷水平的50%時，向驅動器106發送信號以切斷LED陣列102的電源。在其他實施方式中，電池可能消耗其全部電荷水平的80%。當電池消耗其全部電荷容量的50%時，紅色指示LED為亮，並且拉線開關110為接通位置。
[0039]現在參考圖2A，其示出了耦合到電池122和負載210的雙電源SMPS120的一個例子的框圖。雙電源SMPS120包含PWM (脈寬調製)控制器202、變壓器204、反饋電路206、整流器和濾波器214以及復用器208。在一個實施方式中，負載210為包含LED驅動器106和LED陣列102的照明電路。
[0040]當基於AC電源126運行時，雙電源SMPS120接收輸入的AC電力並且將AC電力轉換成DC電力。在將AC電力轉換成DC電力期間，輸入的AC電力可以由EMI (電磁幹擾)濾波器來濾波，由整流器轉換成DC電力並且由電容濾波器來平滑。在一個實施方式中，由於230伏特50Hz的輸入AC電壓，產生的DC電力具有230伏特的相對高電壓。在其他實施方式中，可以使用其他輸入電壓並且可以使用單相或多相電力。
[0041 ] PWM控制器202接收高壓DC電力並且向變壓器204提供高頻脈衝寬度調製輸出電力。在一個實施方式中，PWM控制器202使用62kHz的切換頻率。變壓器204接收來自PWM控制器202的電力並且逐步降低該高壓以提供較低的電壓。雙電源SMPS120向負載210提供該較低的電壓以給LED陣列102提供電力。雙電源SMPS120可以具有一個或者多個整流器和濾波器電路214，其由平滑部件和濾波器部件組成，所述平滑部件將AC電力整流成DC電力，所述濾波器部件，在一個實施方式中，對DC電力進行濾波以提供可控的輸出電壓來給電池充電並給照明系統100提供電力。
[0042]雙電源SMPS120也提供電力以給電池充電。可以基於AC電力給電池122充電，或者如果不可使用AC電力時，則基於由DC-DC轉換器118提供的太陽能電力給電池122充電。給電池充電基於兩種模式:恆定電流模式和恆定電壓模式。這兩種充電模式使電池在充電周期結束時免受過度充電，並且在充電結束時較好地結束充電。如果電池是放電的，則雙電源SMPS將以恆定的電流在恆定電流模式給電池充電，直到該電池上的電荷達到電池電流充電閾值。一旦電池上的電壓達到電池電流充電閾值，雙電源SMPS120將以恆定的電壓在恆定電壓模式給電池充電。雙電源SMPS120將以恆定的電壓給電池充電，直到該電池達到電池電壓充電閾值，其指示該電池是完全充電的。
[0043]為在模式之間切換，雙電源SMPS120確定電池上的電流和電壓。為了確定電池上的電流和電壓，反饋電路206接收來自變壓器204的電壓，並且給復用器208提供感測的電流輸出的電壓指示。也向復用器208提供電池122兩端的電壓的電壓信號指示。如果穿過電池的電流達到電池電流充電閾值,或者如果電池上的電壓達到電池電壓充電閾值,則復用器208向PWM控制器202觸發反饋信號。
[0044]參考圖2B更詳細地描述給PWM控制器提供的反饋。如圖2B所示，變壓器204包含初級線圈、次級線圈和輔助線圈。PWM控制器202調製給變壓器204的初級線圈供應的電力。初級線圈在次級線圈中感應AC電壓，以產生較低振幅的AC電壓作為次級輸出。初級線圈在輔助線圈中也感應AC電壓，以產生較低振幅的AC電壓作為輔助輸出。輔助輸出用於給光耦合器開關212提供偏壓，該光耦合器開關212用於隔離到PWM控制器202的反饋。在一個實施方式中，受控的輸出電壓根據電池的充電狀態從11.5伏特到14.3伏特變化。
[0045]在一個實施方式中，如果可以使用來自太陽能輸入124的太陽能電力，則將使用太陽能電力給電池122充電。在一個例子中，在節點224上提供來自DC-DC轉換器118的DC電力。在一個例子中，如果同時可以使用AC電力和太陽能電力，則優先選擇太陽能電力，因為來自DC-DC轉換器118的電壓高於來自整流器和濾波器電路214的輸出的電壓。在一個例子中，來自DC-DC轉換器118的電壓為14.5伏特，而來自整流器和濾波器電路214的電壓為14.3伏特。當太陽能電力的供應變小時，AC電力接管並給電池122和負載210提供電力。[0046]如圖2B所示，反饋電路206包括電流感測電阻器R3，其位於SMPS120接地和電池122接地之間，並且在一個例子中，具有0.03歐的電阻。反饋電路具有運算放大器比較器216，其將電流感測電阻器R3上的壓降和基準電壓218進行比較，並且給復用器208輸出感測的電流，所述電流感測電阻器R3上的壓降作為電池上的電流的電壓指示。復用器208由兩個二極體D4和D5組成。二極體D4接收來自運算放大器比較器216的輸出，並且二極體D5接收電池上的感測電壓，其由分壓器220按比例減小。來自D4和D5的復用的反饋信號被施加到分流穩壓器220。在一個實施方式中，分流穩壓器220為具有2.5伏特內部基準電壓的穩壓二極體。
[0047]現在將描述按照一個實施方式的雙模式充電電路的功能。本文使用的電壓值、電流值和電阻值僅僅出於示例性目的，並且可以使用根據電池的不同特性的其他值。根據一個實施方式，如果電池是80%放電的，則電池電壓將大約是11.5伏特。接近滿電荷的電壓是13.5伏特且滿電荷電壓大約是14.1伏特。然而，其他電池可以具有其他充電特性。在一個實施方式中，給電池供應的恆定電流為3安培，然而也可以使用其他恆定電流。
[0048]由於SMPS電壓和電池電壓之間的電勢差，連接到雙電源SMPS120的放電電池將引起至電池的大電流。該至電池的大電流將產生感測電阻器R3上的電壓，所述感測電阻器R3連接到運算放大器比較器216的非反向輸入端。由基準電壓電路218產生的基準電壓為0.09伏特，並且被施加到運算放大器216的反向輸入端。
[0049]當運算放大器非反向輸入電壓大於反向輸入電壓時，則運算放大器輸出電壓將正向偏壓二極體D4。分流穩壓器222處的由D4 二極體提供的電壓將大於2.5伏特的內部基準電壓，並且分流穩壓器222將通過光耦合器給PWM控制器提供反饋控制信號，以降低初級線圈處的PWM電壓的脈衝寬度。二極體D4將處於正向偏壓直到至電池的電流降至3安培。
[0050]當電池被充電時，電池電壓將增加並且充電器電壓和電池電壓之間的電勢差將減小到趨於零。在一個實施方式中，為了以恆定的電流給電池充電，PWM控制器202將增加PWM控制器電壓脈衝的佔空比，使來自於光耦合器212的反饋信號消失。以這種方式，在恆定電流模式期間，電池電流保持在3安培。
[0051 ] 當電池充電器和負載上的電壓增加時，充電器電壓和電池電壓之間的電勢差減小。當負載上的電壓達到14.3伏特時，分壓器將正向偏置二極體D5，並且給PWM控制器發送反饋信號。當電池處於或者接近滿電荷時，電池122和負載210上保持恆定的電壓。
[0052]現在參考圖2C，其示出了使用反饋方案控制太陽能電力輸入124的電力來給負載提供電力且給電池充電的一個例子的框圖。類似於參考圖2A和2B所述的針對AC電力的反饋方案，圖2C中的反饋方案能夠用於調節到電池122和負載210的太陽能電力。如圖2C所示，該反饋方案包含使用DC-DC轉換器118，其包含PWM (脈寬調製)控制器226、變壓器228、整流器和濾波器電路230和復用器232。
[0053]當可使用太陽能電力時，DC-DC轉換器118接收來自於太陽能電源124的DC電力。PWM控制器226接收來自於太陽能電源的DC電力，並且給變壓器228提供高頻脈衝寬度調製的輸出電力。在一個實施方式中，DC電力具有16伏特和21伏特之間的電壓電平。變壓器228從PWM控制器226接收電力，並且降低所接收的DC電壓以提供輸出AC電壓。通過整流器和濾波器電路230可以對變壓器228的輸出AC電壓進行整流、濾波和平滑，以向電池112和負載210提供14.5伏特的輸出DC電力。[0054]類似於圖2A和2B中的反饋方案，電阻器R3允許DC-DC轉換器118感測至電池122的電流和電池122上的電壓。如果電池達到電池充電閾值，則復用器208觸發到PWM控制器202的反饋信號。
[0055]在一個實施方式中，如圖3所示，使用緊密排列的LED的3x30陣列實現LED陣列102。在一個實施方式中，3行間隔6.985mm，每行LED間隔8.6mm，每個LED具有5mm直徑。在一個實施方式中，LED具有3.0到3.5伏特的正向電壓、20mA的峰值正向電流、5伏特的反向電壓、10微安培的反向電流、1500 - 2000mod的發光強度，並且在5800K波長為白光。在其他實施方式中，可以使用具有不同特性的LED。在一個實施方式中，也提供了綠色LED、紅色LED和黃色LED，並且在這個實施方式中，綠色LED發光指示可以使用來自於電網供電或太陽能板的電力且正在給電池充電，黃色LED發光指示電池是滿電荷的，並且紅色LED發光指示電池耗盡且從電池切斷了負載。
[0056]圖4顯示按照一個實施方式的LED照明組件400的分解圖，而圖5和圖6顯示LED照明組件400的透視圖。除了 AC電源、太陽能電源和電池全部位於LED照明組件之外且在圖4中沒有顯示，照明系統100的功能框圖的部件包含在LED照明組件400中。照明組件400包含前蓋402、殼體404、LED板條406、開關模式電源板408、LED驅動器板410、太陽能板411、後蓋412、太陽能電力輸入端子414、電池電力輸入端子415和AC電力輸入端子416。LED照明組件也包含拉線開關418和三個LED指示燈419。在一個實施方式中，如圖4所示，使用螺杆417把LED照明組件400緊固起來。
[0057]如下面更詳細的討論的，在至少一個實施方式中，LED照明組件400為模塊化的、可升級的組件，其具有幾個版本，並且基於組件的特定版本可以改變組件中包含的具體的電子器件。更加具體地說，可以去除或者升級SMPS板和太陽能板以改變LED照明組件的版本。為了容易地適應對SMPS板和太陽能板進行改變，在一個實施方式中，使用這些板間的柔性電纜，接頭盒連接器將電纜耦合到這些板體上，實現了這些板體之間的連接。如圖4所示，LED驅動器板、太陽能板和SMPS板被安裝在後蓋412。
[0058]一個實施方式中的LED板條包含安裝在印刷電路板上的LED陣列102，該板電耦合到LED驅動器板410。當進行組裝時，LED安裝在殼體404的前面。
[0059]一個實施方式中的殼體404和後蓋412由塑料(ABSAbstronM17A)製成，而前蓋402由透明塑料(PMMA876G)製成。在其他實施方式中，可以使用其他塑料材料用於前蓋402、殼體404和後蓋412。在圖5中，前蓋被示出在運行的、封閉的位置，然而在圖6中，前蓋被示出在打開的位置，所述打開位置允許對前蓋上累積的任何灰塵進行清除。
[0060]輸入端子414用於連接到太陽能電源，輸入端子415用於連接到電池，輸入端子416用於連接到AC源。
[0061]在上文討論的實施方式中，PWM控制器用作可控的SMPS的一部分以向電池和負載提供調節的電壓和電流。在其他實施方式中，可以使用其他類型的可控電力供應部。
[0062]如上所述的雙電源SMPS的實施方式可以用於其他應用，包括計算機和計算機外圍設備，例如行動電話的消費類電子產品，還有電池充電器。在至少一些實施方式中，SMPS使用單一的PWM控制器向負載提供對電池充電器和電壓的調節。在上述的實施方式中，討論了三種主要的電源，AC電網、電池和太陽能。在其他實施方式中，照明組件也可以被配置為使用其他電源運行，包含燃料電池和風能。[0063]上述對於前和後、左和右、頂部和底部、上部和下部以及類似物的任何提及目的在於便於描述，而不是將本系統和方法或它們的部件限制於任何位置的或空間的取向。
[0064]本文所述的系統和方法的若干實施方式或元件或動作的任何單數形式的提及也可以囊括包含多個這些元件的實施方式，並且本文的任何一個實施方式或元件或動作的複數形式的提及也可以囊括只包含一個元件的實施方式。單數或複數形式的提及不意在將目前公布的系統或方法、它們的部件、動作或者元件限制為單數或複數的配置。
[0065]本文公開的任何實施方式可以結合任何其他實施方式，並且對於「實施方式」、「一些實施方式」、「替代實施方式」、「各種實施方式」、「一個實施方式」或相似物的提及不必是相互排斥的且意在表明結合該實施方式所述的特定的特徵、結構或特性可以包含在至少一個實施方式中。本文使用的這些術語不必全都涉及相同的實施方式。任何實施方式可以以與本文公開的方面和實施方式保持一致的任何方式與任何其他實施方式結合。對於「或」的提及可以解釋為囊括性的，以至於使用「或」所述的任何術語可以指示所述術語的一個、多個和全部這三種中的任何一種。
[0066]在附圖、詳細描述或者任何一個權利要求中的技術特徵後跟著參考符號處，僅僅出於增加附圖、詳細描述和權利要求的可理解性的目的，包括了這些參考符號。因此，參考符號的有無都不會對任何權利要求元素的範圍具有任何限制性的影響。
[0067]已經如此描述了至少一個實施方式的幾個方面，可以理解的是，對於本領域技術人員，各種替代、修改和改進將是很容易出現的。這些替代、修改和改進意在屬於本公開內容的一部分，並且意在本發明的範圍內。因此，前文的描述和附圖僅僅是示例性的，並且本發明的範圍應基於所附的權利要求及其等價物的合適解釋來確定。
【權利要求】
1.一種照明組件，其包括； 第一輸入端，所述第一輸入端從電源接收電力； 可控電力供應部，所述可控電力供應部具有控制輸入端、耦合到所述第一輸入端的電力輸入端和提供輸出電壓的輸出端，所述輸出電壓具有基於在所述控制輸入端接收到的控制信號可控的電壓電平； 電池輸入端，所述電池輸入端耦合到所述可控電力供應部的輸出端並且被配置為耦合到電池； 照明電路，所述照明電路耦合到所述可控電力供應部的輸出端並且被配置為響應於所述輸出電壓提供輸出光；及 反饋電路，所述反饋電路被配置為檢測至所述電池的電流和所述電池兩端的電壓並且具有耦合到所述可控電力供應部的控制輸入端的輸出端，以基於至所述電池輸入端的電流和所述電池兩端的電壓中的至少一個，向所述可控電力供應部提供所述控制信號。
2.根據權利要求1所述的照明組件，其中所述可控電力供應部還包括耦合到所述電力輸入端的PWM控制器，所述PWM控制器被配置為產生具有佔空比的脈衝寬度調製信號。
3.根據權利要求2所述的照明組件，其中所述PWM控制器被配置為基於所述控制信號具有指示至所述電池輸入端的電流和所述電池兩端的電壓中的至少一個高於閾值的第一狀態來減小所述脈衝寬度調製信號的佔空比。
4.根據權利要求2所述的照明組件，其中所述PWM控制器被配置為基於所述控制信號具有不同於所述第一狀態的第二狀態而增加所述輸出電壓的佔空比。
5.根據權利要求1所述的照明組件，其中所述可控電力供應部還包括變壓器，所述變壓器被配置為從所述電力輸入端接收電力。`
6.根據權利要求1所述的照明組件，其中所述第一輸入端被配置為從AC電源接收電力。
7.根據權利要求1所述的照明組件，還包括被配置為從太陽能電源接收電力的第二輸入端。
8.根據權利要求7所述的照明組件，還包括: DC-DC轉換器，所述DC-DC轉換器具有轉換器控制輸入端、耦合到所述第二輸入端的電力輸入端和提供轉換器輸出電壓的轉換器輸出端，所述轉換器輸出電壓具有基於在所述轉換器控制輸入端處接收的轉換器控制信號可控的轉換器電壓電平；以及 轉換器反饋電路，所述轉換器反饋電路被配置為檢測至所述電池的電流和所述電池兩端的電壓並且具有耦合到所述DC-DC轉換器的所述轉換器控制輸入端的輸出端，以基於至所述電池輸入端的電流和所述電池兩端的電壓中的至少一個向所述DC-DC轉換器提供所述轉換器控制信號， 其中所述照明電路耦合到所述轉換器輸出端並且被配置為響應於所述轉換器輸出電壓提供輸出光。
9.一種控制照明組件的運行的方法，包括: 從電源接收電力； 產生來源於所接收的電力的DC電壓，所述DC電壓具有一電壓電平； 把所述DC電壓施加到照明電路；把所述DC電壓施加到電池； 檢測至所述電池的電流； 檢測所述電池兩端的電壓；以及 基於至所述電池的電流和所述電池兩端的電壓中的至少一個控制所述電壓電平。
10.根據權利要求9所述的方法，其中控制所述電壓電平還包括產生具有佔空比的脈衝寬度調製信號。
11.根據權利要求10所述的方法，其中控制所述電壓電平還包括:如果至所述電池的電流和所述電池兩端的電壓中的至少一個高於閾值，則減小所述脈衝寬度調製信號的佔空比。
12.根據權利要求10所述的方法，其中控制所述電壓電平還包括:增加所述脈衝寬度調製信號的佔空比，直到至所述電池的電流達到了閾值或者所述電池兩端的電壓達到了閾值。
13.根據權利要求9所述的方法，其中產生DC電壓還包括:使用變壓器降低來源於所接收的電力的電壓。
14.根據權利要求9所述的方法，其中從電源接收電力還包括:從AC電源和太陽能電源中的至少一個接收電力。
15.根據權利要求9所述的方法，還包括從所述電池向所述照明電路提供電力。
16.一種照明組件，包括: 至少一個輸入端，所述至少一個輸入端從電源接收電力； 可控電力供應部，所述可控電力供應部具有控制輸入端、輸出端和耦合到所述至少一個輸入端的電力輸入端； 電池輸入端，所述電池輸入端耦合到所述可控電力供應部的輸出端； 照明電路，所述照明電路耦合到所述可控電力供應部的輸出端並且被配置為提供輸出光；及 控制裝置，所述控制裝置用於控制所述電力供應部以向所述照明電路提供經調節的電壓，並且向耦合到所述電池輸入端的電池提供經調節的充電電流和充電電壓。
17.根據權利要求16所述的照明組件，其中所述至少一個輸入端包含被配置為耦合到AC電源的第一輸入端和被配置為耦合到太陽能電源的第二輸入端。
18.根據權利要求16所述的照明組件，其中所述可控電力供應部被配置為向所述電池輸入端和所述照明電路提供輸出DC電力。
19.根據權利要求16所述的照明組件，還包括用於檢測在所述至少一個輸入端處的AC電力的喪失並且用於從所述電池向所述照明電路提供電力的裝置。
20.根據權利要求16所述的照明組件，其中所述控制裝置包括用於以給所述電池供應實質上恆定的電流的第一模式給所述電池充電的裝置和用於以在所述電池兩端供應實質上恆定的電壓的第二模式給所述電池充電的裝置。
【文檔編號】H02J7/35GK103765723SQ201280040187
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年6月29日 優先權日:2011年6月30日
【發明者】德魯夫·巴德瓦傑, 魯邦·薩卡 申請人:施耐德電器工業公司