[发明专利]用于模块化的照明系统的双电源SMPS

说明书

背景

1.发明领域

按照本发明的至少一个实施方式通常涉及开关模式电力供应且特别涉及提供用于模块化的照明系统的双电源开关模式电力供应（SMPS）的系统和方法。

2.相关技术的讨论

太阳能、电池和电网照明系统是众所周知的，包含使用白炽灯泡、荧光灯泡和发光二极管（LED）作为光源的那些照明系统。在不发达和/或发展中国家和乡郊地区，可靠的电网电力系统的可用性最多保持时好时坏，并且备用能源系统可能安装和运行费用昂贵且不总是与可用的照明源兼容。高效的照明系统可以特别用于具有不可靠的和或过分昂贵的电网系统的区域。这些照明系统的设计者在向照明模块提供可靠的电源的同时，想办法减少照明系统中的部件。

发明内容

本文所述的至少一个实施方式针对高效的照明系统，其特别用于具有不可靠的和/或过分昂贵的电网系统的区域。

本发明的第一方面针对一种照明组件，其包含第一输入端、可控电力供应部、电池输入端、照明电路和反馈电路，所述第一输入端从电源接收电力，所述可控电力供应部具有控制输入端，耦合到第一输入端的电力输入端，和提供输出电压的输出端，所述输出电压具有基于在控制输入端处接收到的控制信号可控的电压电平，所述电池输入端耦合到可控电力供应部的输出端，并且被配置为耦合到电池，所述照明电路耦合到可控电力供应部的输出端并且被配置为响应于输出电压提供输出光，所述反馈电路被配置为检测至电池的电流和电池两端的电压并且具有耦合到可控电力供应部的控制输入端的输出端，以基于至电池输入端的电流和电池两端的电压中的至少一个，向可控电力供应部提供控制信号。

在照明组件中，可控电力供应部还可以包含耦合到电力输入端的PWM控制器。PWM可以被配置为产生具有占空比的脉冲宽度调制信号。PWM控制器还可以被配置为基于控制信号具有指示至电池输入端的电流和电池两端的电压中的至少一个高于阈值的第一状态来减小脉冲宽度调制信号的占空比。PWM控制器也可以被配置为基于控制信号具有不同于第一状态的第二状态来增加输出电压的占空比。可控电力供应部可以包括被配置为从电力输入端接收电力的变压器。第一输入端可以被配置为从AC电源接收电力。

照明组件还可以包括第二输入端，其被配置为从太阳能电源接收电力。此外，照明组件可以另外包括DC-DC转换器和转换器反馈电路，所述DC-DC转换器具有转换器控制输入端，耦合到第二输入端的电力输入端，和提供转换器输出电压的转换器输出端，所述转换器输出电压具有基于在转换器控制输入端处接收的转换器控制信号可控的转换器电压电平，所述转换器反馈电路被配置为检测至电池的电流和电池两端的电压并且具有耦合到DC-DC转换器的转换器控制输入端的输出端，其基于至电池输入端的电流和电池两端的电压中的至少一个向DC-DC转换器提供转换器控制信号。照明电路可以耦合到转换器输出端并且被配置为响应于转换器输出电压提供输出光。

本发明的另一个方面针对一种照明房间的方法。该方法包含从电源接收电力，产生来源于接收的电力的DC电压，该DC电压具有一电压电平，把DC电压施加于照明电路，把DC电压施加于电池，检测至电池的电流，检测电池两端的电压，并且基于至电池的电流和电池两端的电压中的至少一个控制电压电平。

在该方法中，控制电压电平的动作还可以包括产生具有占空比的脉冲宽度调制信号。如果至电池的电流和电池两端的电压中的至少一个高于阈值，则控制电压电平的动作还可以包括减小脉冲宽度调制信号的占空比。控制电压电平的动作还可以包括增加脉冲宽度调制信号的占空比，直到至电池的电流达到阈值或者电池两端的电压达到阈值。产生DC电压的动作还可以包括使用变压器降低来源于接收的电力的电压。从电源接收电力的动作还可以包括从AC电源和太阳能电源中的至少一个接收电力。该方法还可以包含从电池向照明电路提供电力。

本发明的另一方面针对一种照明组件，其包含从电源接收电力的至少一个输入端、可控电力供应部、电池输入端、照明电路和控制装置，所述可控电力供应部具有控制输入端，耦合到至少一个输入端的电力输入端，和输出端，所述电池输入端耦合到可控电力供应部的输出端，所述照明电路耦合到可控电力供应部的输出端并且被配置为提供输出光，所述控制装置用于控制电力供应部以向照明电路提供经调节的电压，并且向耦合到电池输入端的电池提供经调节的充电电流和充电电压。