阅读说明：本技术 用于灯的管状led装置的转换电路 (Conversion circuit for tubular LED device of lamp ) 是由 B·阿克曼 T·J·P·范登比格拉尔 P·J·斯托贝拉 陶海敏 H·T·范德赞登 于 2018-06-01 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种用于灯的转换电路。该转换电路将来自镇流器的第一信号转换为用于照明装置的第二信号。转换电路包括变压器,该变压器具有有助于从第一信号到第二信号的期望转换的特性。由第一绕组和第二绕组形成的变压器还为连接到第二绕组的辅助设备提供隔离的供电源。(The present invention provides a conversion circuit for a lamp that converts a th signal from a ballast to a second signal for a lighting fixture the conversion circuit includes a transformer having characteristics that facilitate a desired conversion from a th signal to the second signal the transformer formed by the th winding and the second winding also provides an isolated power supply for auxiliary equipment connected to the second winding.)

用于灯的管状LED装置的转换电路

技术领域

本发明涉及用于灯的转换电路，并且更特别地涉及一种包括电感器装置的转换电路。

背景技术

固态照明(SSL)迅速成为许多照明应用中的规范。这是因为诸如发光二极管(LED)之类的SSL元件可以表现出优异的寿命和能耗，并且能够实现可控的光输出颜色、强度、光束扩展和/或照明方向。

管状照明器件广泛用于商业照明应用，诸如用于办公室照明、零售环境、走廊、旅馆等。传统管状灯具的每端都有插座连接器，用以与管状灯每端处的连接插脚进行机械和电气连接。传统管状灯的形式为荧光灯管。装配有用于荧光管灯的电子镇流器的灯具的安装底座很大。照明设备被认为是电子镇流器和与其连接的发光装置(例如，灯或照明器件)的组合。

现在，管状LED(“TLED”)灯可以直接替换传统荧光灯管。这样，可以获得固态照明的优点而无需改变现有灯具。确实，与荧光灯镇流器兼容的TLED是用LED照明代替荧光照明的最直接且成本最低的方法。重新布线(移除镇流器，将TLED直接连接到AC市电)以及更换整个灯具两者显然既麻烦又昂贵。电磁(EM)镇流器和电子高频(HF)镇流器都被用于荧光照明。

通常，镇流器或与其连接的TLED中没有市电隔离。因此，TLED内部的带电部件连接到镇流器，带电部件是导电部件，其在正常使用时可能引起电击。因此，TLED内部的所有电子器件都必须作为电气不安全的高压电子器件对待。因此，不能与已知TLED内部的电子器件建立直接且电气安全的电压连接。

发明内容

本发明由权利要求书限定。

根据按照本发明的一个方面的示例，提供了一种转换电路，其用于将来自荧光镇流器的第一信号转换为用于灯的管状LED装置的第二信号，该管状LED装置适于输出光，该转换该电路包括输入，其用于接收来自荧光镇流器的第一信号；输出，其用于将第二信号输出到管状LED装置；电感器装置，其连接在输入和输出之间，该电感器装置由第一绕组和第二绕组形成，其中第二绕组磁耦合到第一绕组，其中第一绕组和第二绕组一起形成变压器，用以提供用于灯的辅助设备的隔离供电源，并且其中变压器的泄漏电感或磁化电感中的至少一者有助于第一信号到第二信号的期望转换。

第一绕组和第二绕组一起充当用于辅助设备的变压器。特别地，变压器使得辅助设备能够由荧光镇流器供电，同时保持电气/电流隔离。从而辅助设备可以通过到用于灯的转换电路的电气安全连接来供电。

第一绕组既用作用于转换电路的电感器，又用作用于辅助设备的变压器的一部分。因此，灯的转换电路的电感器可以被拨出而用在辅助设备的隔离供电源中。这减少了包含转换电路的灯的大小和复杂性，因为可以利用转换电路的现有电感器来向辅助设备提供功率。而且，由于灯中绕组的总数减少，灯的重量可以显著减小。

转换电路可以例如包括滤波器、阻抗匹配电路、开关模式供电源等或由其组成。一般而言，在本说明书的含义内，包括电感器并且至少使用所述电感器来转换信号的灯的任何电路都被认为是转换电路。

本发明依赖于灯的转换电路的现有电感器用作变压器的绕组的使用。变压器向灯的辅助设备提供功率。辅助设备可以例如包括用于灯的通信模块；用于灯的备用电池；传感器；灯控制器等等。

辅助设备从而可以位于灯的主体外部的附加隔室中。因此，可以显著减小灯所占据的空间。这对于例如使得灯能够在现有灯槽、凹槽或灯具内‘改装’可能是必要的。

在一些实施例中，转换电路是阻抗匹配电路，并且由第一绕组和第二绕组形成的变压器的泄漏电感或磁化电感中的至少一者有助于阻抗匹配电路的阻抗匹配。

变压器的泄漏电感可以在阻抗匹配电路中充当串联电感。形成变压器的电感器的磁化电感可以充当阻抗匹配电路中的并联电感。变压器继续向辅助设备提供与高频镇流器的隔离。

在其他实施例中，转换电路是开关模式供电源，并且第一绕组形成开关模式供电源的储能电感器。

在诸如降压转换器、升压转换器或降压-升压转换器之类的开关模式供电源中使用电感器对本领域技术人员而言是众所周知的。本发明利用这种电感器的存在以为用于灯的辅助设备提供隔离供电源。因此，现有电感器重新用作变压器的绕组。

可选地，转换电路包括连接在输入和输出之间的电容器装置。电容器装置可以有利地向转换电路提供其他滤波能力、阻抗匹配能力或储能能力。

在至少一个实施例中，转换电路被适配为使得输入包括用于接收第一信号的双端子输入，该双端子输入包括第一输入端子和第二输入端子，并且输出包括用于供应第二信号的双端子输出，该双端子输出包括第一输出端子和第二输出端子。

可选地，电感器装置连接在以下各项中的任一项之间：第一输入端子和第一输出端子；第二输入端子和第二输出端子；第一输入端子和第二输入端子；或第一输出端子和第二输出端子。

电感器可以串联在输入和输出之间。在其他实施例中，电感器可以以并联布置连接在输入和输出之间。输入和输出之间的电感器装置的连接指示电感器装置形成输入的任一端子与输出的任一端子之间的路径的一部分。例如，在两个输入端子之间连接电感器装置提供了从一个输入端子到另一输入端子然后到输出端子的路径。

在至少一个实施例中，第二绕组与输入和输出两者都电流隔离。

因此，当转换电路在使用中时，第二绕组可以与镇流器和管状LED装置两者都电流隔离。这样，辅助设备可以有利地与镇流器和管状LED装置两者都电流隔离，同时还从镇流器汲取功率。这允许第二绕组和辅助设备与(例如，由镇流器提供的)电气不安全的电压隔离，而无需约束管状LED装置的操作。

根据本发明构思的方面，提出了一种灯，其包括如前所述的转换电路；以及管状LED装置，其耦合到转换电路的输出。

该灯还可以包括辅助设备，其适于从第二绕组汲取功率，其中该辅助设备与转换电路电流隔离。

如概述性指出的，辅助设备可以包括用于灯的通信模块；用于灯的备用电池或储能设备；传感器；灯控制器等等。

辅助设备可以包括储能设备，其中由第二绕组提供的功率为储能设备充电。在一些实施例中，储能设备适于向管状LED装置提供辅助电源。

管状LED装置可选地包括整流器、LED驱动器、以及布置成串的至少一个LED。

灯还可以包括灯丝仿真单元，其用于将转换电路的输入连接到荧光镇流器。

还提供了一种照明设备，其包括荧光镇流器；以及如先前所描述的灯。

根据本发明构思的另一方面，还提供一种用于将来自荧光镇流器的第一信号转换为用于灯的管状LED装置的第二信号的方法，该管形LED装置适于输出光，该方法包括：在输入处接收来自荧光镇流器的第一信号；至少使用连接在输入和输出之间的电感器装置将第一信号转换为第二信号，其中电感器装置由第一绕组和磁耦合到该第一绕组的第二绕组形成；在输出处将第二信号输出到管状LED装置；以及为灯的辅助设备提供隔离供电源，其中第一绕组和第二绕组一起形成用于提供隔离供电源的变压器，并且变压器的泄漏电感或磁化电感中的至少一者有助于从第一信号到第二信号的期望转换。

附图说明

现在参考附图对本发明的示例进行详细描述，其中

图1和图2图示了根据已知实施例的照明设备；

图3图示了根据第一实施例的包括转换电路的灯；

图4图示了根据第一实施例的转换电路的变压器；

图5图示了根据第二实施例的包括转换电路的灯；

图6图示了根据第二实施例的用于转换电路的变压器；

图7图示了根据另一实施例的用于转换电路的变压器；

图8图示了根据第三实施例的包括转换电路的照明设备；

图9图示了根据第四实施例的包括转换电路的照明设备；以及

图10是图示了根据实施例的方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种用于灯的转换电路。该转换电路将来自镇流器的第一信号转换为用于照明装置的第二信号。转换电路包括变压器，该变压器具有有助于实现从第一信号到第二信号的期望转换的特性。由第一绕组和第二绕组形成的变压器还为连接到第二绕组的辅助设备提供隔离供电源。

根据本发明的构思，提出了一种转换电路，其具有第一绕组和磁耦合到该第一绕组的第二绕组。由第一绕组和第二绕组形成的变压器被设计为具有磁化电感/泄漏电感，这有助于将第一信号转换为第二信号。第二绕组向灯的辅助设备提供隔离的供电源。这允许使灯的大小最小化。

实施例至少部分地基于以下认识：转换电路的电感器可以适于向辅助设备提供隔离供电源，并且变压器的特性可以被设计为使得变压器的泄漏电感/磁化电感可以有助于第一信号的期望转换。特别地，通过变压器的适当设计，变压器的泄漏电感和/或磁化电感可以代替或充当转换电路的电感器装置。

说明性实施例可以例如在改装灯中采用以连接到现有(荧光)镇流器。特别地，所提出的实施例使得能够使灯的大小最小化，同时向辅助设备提供隔离供电源(其允许使灯进一步最小化)，同时还提供合适的镇流器兼容性。

图1和图2示出了由荧光镇流器2和灯3形成的不同照明设备1的框图。

镇流器2包括半桥并联谐振转换器，并且它驱动兼容电子(高频，HF)镇流器的灯3。该灯包括灯丝仿真单元5和管状LED(TLED)装置6。管状LED装置6包括整流器7、LED驱动器8、以及布置成LED串9的至少一个LED。

转换电路10将灯丝仿真单元5连接到管状LED装置6。特别地，转换电路10包括连接到灯丝仿真单元5的输入11和连接到管状LED装置的输出12。

输入11包括第一输入端子11A和第二输入端子11B。输出12包括第一输出端子12A和第二输出端子12B。

灯3包括四个连接管脚4，其用于将其连接到镇流器2。第一管脚和第二管脚位于灯的一端，而第三管脚和第四管脚位于灯的另一端。灯丝仿真单元5包括第一电路，后者将第一管脚和第二管脚连接到转换电路的第一输入端子11A以及将第三管脚和第四管脚连接到转换电路的第二输入端子11B。

转换电路10将(经由灯丝仿真单元5)从镇流器2接收的第一信号转换为用于管状LED装置6的第二信号。在一些实施例中，省略了灯丝仿真单元5，使得转换电路10可以直接从镇流器2接收信号。在这种实施例中，转换电路可以仅经由两个端子连接到镇流器。

图1的LED驱动器8是降压转换器，而图2的LED驱动器8是分流开关。

应当领会，对于大多数这些构建块，图1和图2所示的实现方式仅仅是示例，并且其功能的其他实现方式也是可能的并且也被使用。

在所图示的示例中，转换电路10由匹配电路组成。兼容HF镇流器的灯的匹配电路10被用于减小镇流器的输出功率。特别地，灯3的匹配电路适当地匹配用于HF镇流器2的最佳阻抗。

在图1中，匹配电路10包括串联连接在输入11和输出12之间的电感器LMAT以及并联连接在输入11和输出12之间的电容器CMAT。这通常标记为并联电容/串联电感匹配电路。出于兼容性的原因并且对于这种匹配电路，LED驱动器可以包括降压转换器。

在图2中，匹配电路10替代地包括电容器CMAT，其串联在输入11和输出12之间；以及电感器LMAT，其并联在输入11和输出12之间。这通常标记为并联电感/串联电容匹配电路。为了确保与该匹配电路的兼容性，LED驱动器8可以替代地包括分流开关。然而，技术人员应当领会，匹配电路的设计与所使用的LED驱动器的类型之间没有固定关系。

通常，匹配电路10通常包括电感器装置，其串联或并联连接在输入11和输出12之间。

匹配电路中的串联元件会阻碍流向LED串的电流。匹配电路中的并联元件允许电流从HF镇流器流向灯，而不会到达LED串。灯3中匹配电路10的存在将镇流器2的半桥并联谐振转换器转换为更高阶谐振转换器。

在实施例中，转换电路10可以替代地或进一步包括滤波器(例如，用于滤除噪声)、开关模式电源(诸如降压转换器、升压转换器、或降压-升压转换器)等。一般而言，转换电路10包括电感器装置中的至少一个电感器，其用于将从镇流器接收的第一信号转换为用于灯的TLED装置的第二信号。

因此，第一信号到第二信号的转换可以包括阻抗匹配、滤波、功率转换、电压/电流调节等。

管脚安全电路和启动电路还可以位于输入11和输出12之间。

因为包含TLED装置的灯通常被设计为替换现有管状灯(例如，荧光管)，所以包含TLED装置的灯的体积可能会受到限制。特别地，其外部尺寸应当与其所替换的TL灯的外部尺寸几乎相同。而且，包含TLED装置的灯的重量可以具有受约束的重量。这可能是出于与现有灯具兼容的原因。作为示例，国际标准IEC62776“被设计为改装线性荧光灯的双端帽型(Double-capped)LED灯-安全规范”，第1.0版，2014年12月记载：“对于带G5帽的灯，灯的总质量不得超过200克，而对于带G13帽的灯，灯的总质量不得超过500克。”

由于这些空间和重量的约束，将辅助设备(其例如包含电池或电路，该电池或电路用于诸如感测、通信和/或控制等之类的支持功能)定位在灯外部的附加隔室中并且使用电缆将其连接到灯可能是有益的。

辅助设备的电路可以通常使用电气安全的低压电子器件进行操作。根据UL60950-1标准，电气安全的低压可能与60V DC或42.4V AC的上限相关联。为了减少对用户的危险电击的可能性，因此期望在灯与灯外部的辅助隔室之间建立电气安全的低压连接。这需要一些在灯内部的电气安全的低压电子器件。

常用镇流器不包括市电隔离。因此，灯内部存在连接到TL镇流器的带电部件，其可能会导致电击。由于包含TLED装置的典型灯不包括市电隔离，所以必须将这种灯内部的所有电子器件视为电气不安全的高压电子器件。因此，不能与当前使用的灯内部的电子器件直接建立电气安全的低压连接。

尽管可以使用专用隔离变压器来实现灯中的市电隔离，但这会显著增加灯的重量，并且还会占据有限可用空间的很大一部分。

本发明提出占用转换电路10的电感器以向灯3的隔离辅助设备提供功率。特别地，转换电路的电感器装置中的电感器被作为变压器的第一绕组对待。第二绕组磁耦合到第一绕组，以便向辅助设备提供隔离供电源。

换句话说，转换电路的电感器由变压器代替。变压器的泄漏电感可以充当转换电路的串联电感。变压器的磁化电感可以充当转换电路的并联电感。变压器可以被设计为具有适合于为转换电路提供必要电感的特性(即，泄漏电感/磁化电感)，从而消除了对附加电感器的需求。

将会清楚，镇流器2和LED串9之间的电压适配可以由LED驱动器8执行。以这种方式，变压器不需要被用于这种电压适配(这对于变压器而言是典型的)。相反，本发明提出使用变压器(i)用于辅助设备(以及可选地，输出)的电流隔离；和(ii)作为匹配电路中的电感两者。这样，假定无论如何都要电感(例如，在转换电路中)，则仅将少量的体积和/或重量添加到灯3。

图3图示了在灯3的情况下的转换电路10的第一实施例。为了清楚起见，省略了镇流器。

转换电路10包括电感器装置20，其连接在转换电路10的输入11和输出12之间。优选地，转换电路10仅包括无源部件。

电感器装置包括形成第一绕组21的第一电感器21和磁耦合到该第一绕组的第二绕组22。这样，在第一绕组中流动的电流在第二绕组22中感应出对应电流。第一绕组21和第二绕组22一起形成变压器。可替代地，第一绕组21和第二绕组22可分别被标记为初级绕组/主绕组和次级绕组/辅助绕组。

变压器21、22提供用于连接到灯3的辅助设备30的隔离供电源。特别地，第二绕组22与第一绕组21、并且因此与镇流器电流隔离。辅助设备30可以被定位为从第二绕组22汲取功率，以便与第一绕组21、并且因此与镇流器电流隔离。

第一绕组21有助于将在输入11处接收的第一信号转换为在转换电路的输出12处提供的第二信号。也就是说，变压器被设计为具有使得其能够替换现有的或已知的转换电路10的电感器的特性。特别地，变压器的泄漏电感充当匹配电路的串联电感。这由图3的泄漏电感器23表示。因此，如图3所示，由泄漏电感器23和变压器21、22组成的电路被认为是与实际(非理想)变压器21、22等效的电路。

如本领域技术人员所众所周知的，理想变压器具有带有N_p个初级匝的第一绕组21和带有N_s个次级匝的第二绕组22。这种理想变压器的第一绕组和第二绕组之间的关系由众所周知的以下等式决定：

在等式(1)中，V_p表示施加到第一绕组的电压，而V_s表示施加到第二绕组的电压。由于能量没有存储在理想变压器内部，所以流入第一绕组21的功率(瞬时能量)等于流出第二绕组22的功率。电流I_p表示流入第一绕组的电流，而电流I_s表示流入第二绕组的电流，这得出以下等式：

V_p.I_p+V_s.I_s＝0 (2)

然而，这种理想变压器很少用于管状灯以进行电压/电流转换，因为这种变压器通常笨重、庞大且具有大体积或表面积。实际上，如先前所指示的，LED驱动器8可以用于执行这种转换。

用于本发明的转换电路的变压器21、22旨在替换或充当用于转换电路的电感器，并且提供电流隔离。特别地，变压器被设计为具有非理想特性(本文中为泄漏电感23)，以协助将输入11处的第一信号转换为输出12处的第二信号。

由于变压器不必有助于电压转换，所以与典型变压器相比，该变压器可能更轻且体积更小。实际上，假设转换电路要求电感正确/有效操作，那么通过使用变压器21、22(并且利用泄漏电感/磁化电感)而非单独使用电感器，则仅向灯3增加少量的体积和/或重量。

这样，变压器21、22在转换电路10中充当电感器。例如，变压器(特别地，泄漏电感)可以有助于通过转换电路进行阻抗匹配；通过转换电路进行滤波(例如，在LC电路或PI滤波器中)；通过转换电路(例如，降压-升压电路的储能电感器)进行供电源生成等等。

变压器21、22的特性被设计为使得来自变压器的泄漏电感和/或磁化电感有助于从在输入11处接收的信号到在输出12处提供的信号的期望转换。稍后，对具有这种特性的合适电容器进行描述。

优选地，第一绕组和第二绕组具有相同的匝数，使得第一绕组21两端的电压与第二绕组22两端的感应电压相同。然而，绕组的数目可以变化，以便更改由变压器21、22提供的电感。

辅助设备30可以例如包括用于灯的灯控制器、辅助电源、传感器、或通信模块。如先前所描述的，提供这种辅助设备以向灯提供除简单照明的功能之外的附加功能可能是有利的。

换句话说，辅助设备30可以位于灯的外壳的外部，但是适于向灯提供一些功能(特别地，能够在低电压下操作的功能)。例如，这允许显著减小灯的大小，以适配在由不同管状灯(例如，荧光灯)先前占据的现有灯槽或空隙内。这提高了在现有灯具或设施中改装基于LED的灯的简便性。

为了提供用于执行转换电路的功能的合适泄漏电感，第一绕组21和第二绕组22可以形成非典型或不完美的变压器。也就是说，变压器21、22可以特别地被设计为提供适合于替换已知转换电路的电感器的泄漏电感。

转换电路还可以包括连接在输入11和输出12之间的电容器装置25。本文中，电容器装置并联连接在输入11和输出12之间，但是在其他实施例中，电容器装置25可以串联连接在输入11和输出12之间。

显而易见的是，包括变压器21、22的电感器装置20连接在输入11和输出12之间。

图4图示了用于转换电路10的第一实施例的合适的变压器40的横截面。特别地，该变压器确保可以提供的泄漏电感(即，有效泄漏电感器23)的值合适且精确。变压器提供了市电(即，镇流器)隔离和实质的泄漏电感。

变压器40包括第一绕组41和第二绕组42。第一绕组和第二绕组布置围绕同一中心轴线，并且第一绕组设置在第二绕组上方(即，与第二绕组竖直地偏移)。第一绕组和第二绕组的半径或直径可以基本上相同。绕组安装在绕线筒43上，该绕线筒43形成线圈的形状。变压器40还包括设置在绕线筒43之间、并且包围绕线筒43的软磁芯44。

可以通过第一绕组和第二绕组的匝数并且通过绕组的几何形状，诸如调整第一绕组和第二绕组之间的距离，来控制变压器40的泄漏电感。

特别地，如果匝数比(N_p/N_s)固定，则泄漏电感将与匝数(即，第一绕组/第二绕组的匝数、或第一绕组和第二绕组的总匝数)的平方成比例。对于第一绕组和第二绕组之间的距离增加，泄漏电感增加。

图5图示了根据本发明第二实施例的转换电路10。如先前所描述的，在灯3的背景下描述了转换电路10。第二实施例表示第一实施例的修改形式，并且为了简洁起见，不再重复两个实施例共同的元件。

转换电路10包括连接在输入11和输出12之间的电感器装置50。该电感器装置包括形成第一绕组51的电感器51，和第二绕组52。第一绕组51和第二绕组52一起形成变压器51、52。

与先前一样，变压器51、52向辅助设备30提供隔离供电源。

变压器51、52提供电感，该电感有助于在输入11处接收的第一信号到在转换电路10的输出12处提供的第二信号的期望转换。

然而，在根据第二实施例的转换电路10中，由第一绕组51和第二绕组52形成的变压器在输入11和输出12之间提供了并联电感。并联电感由并联电感器53表示，该并联电感器53表示变压器51、52的磁化电感。因此，如图5所示，由并联电感器53和变压器51、52组成的电路被认为是实际变压器51、52的等效电路。

变压器51、52被适当地设计为以便有助于转换电路的功能。例如，变压器51、52可以被设计为使得第一绕组的磁化电感(即，由并联电感器53表示)有助于对在输入处接收的信号进行滤波(例如，针对特定频率)。可替代地，并联电感器53可以有助于灯3的阻抗匹配。

转换电路10还可以设有电容器装置55。本文中，电容器装置55串联连接在输入11和输出12之间，但是电容器也可以并联连接在输入11和输出12之间。电容器装置还有助于输入11处的第一信号到输出12处的第二信号的转换。

图6图示了用于转换电路的第二实施例的合适变压器60的横截面。变压器60适于提供适当大的磁化电流，以便有助于由转换电路10执行的转换。

变压器60包括彼此同心的第一绕组61和第二绕组62。第一绕组61的直径大于第二绕组62的直径，尽管在其他实施例中，第一绕组的直径可以小于第二绕组的直径。

绕组61，62布置成围绕绕线筒63，该绕线筒63由软磁芯64包围。软磁芯64还设置在绕线筒的两个直径上相对的部分之间的间隙内。同心布置的第一绕组61和第二绕组62由绝缘层65分开。

距离保持器66将第一绕组61支撑在绕线筒63上。该距离保持器增加了第一绕组和第二绕组之间的爬电距离。爬电距离是沿着绝缘层的表面测量的第一绕组和第二绕组之间的最短距离。因此，距离保持器可以提高产品的安全性，并且确保变压器符合适当标准。

气隙67设置在第一绕组和第二绕组的两个直径上相对的部分之间。即，气隙67形成在软磁芯64中，并且该气隙67跨绕线筒63以及第一绕组61和第二绕组62的直径上的相对侧之间。

变压器60提供稳定的磁化电感，其没有显著取决于绕组中流动的电流的幅度。这是由于气隙67位于软磁芯64的中心脚中。气隙的高度或大小定义了由变压器60提供的磁化电感。

对于较小气隙67，磁化电感大，而对于较大气隙67，磁化电感小。因此，使用小气隙和少量匝数来实现期望磁化电感似乎很有吸引力。然而，使气隙变小与芯中通量密度的增加有关。因此，可能优选的是限制气隙的最小尺寸，以便避免芯的饱和或芯的过度损失。

该变压器60从而提供具有良好控制和精确的磁化电感的市电隔离。

在备选实施例或其他实施例中，不是气隙67或者除了气隙67之外，可以通过使用软磁粉芯(soft magnetic powder core)来实现对变压器的磁化电感的控制。软磁粉芯的磁导率相对较小，但是其磁化特性比例如烧结铁氧体的磁化特性要更加线性得多。

在荧光灯镇流器中使用的频率下操作时，带有气隙的芯通常由烧结铁氧体制成。作为离散气隙67的备选或补充，用于变压器的芯(期望控制磁化电感)可以由具有低磁导率的软磁材料(诸如金属粉末芯)形成。使用“分布式气隙”，可以考虑使用这种材料。

以与先前所述类似的方式，如果匝数比N_p/N_s固定，则磁化电感将与匝数(即，第一绕组/第二绕组的匝数或第一绕组和第二绕组的总匝数)的平方成比例。

图7图示了用于转换电路的实施例的另一变压器70的横截面，其中期望泄漏电感(即，串联电感)和磁化电感(即，并联电感)两者。

变压器70类似于参照图5所描述的变压器。特别地，变压器包括第一绕组71和第二绕组72，该第一绕组和第二绕组围绕共用的中心轴线彼此上下设置。软磁芯74围绕绕组/绕线筒的直径上相对侧设置，并且设置在它们之间。

可以通过第一绕组和第二绕组的匝数并且通过绕组的几何形状来控制变压器70的泄漏电感。

为了还能够控制变压器70的磁化电感，可以在绕组71，72的直径上相对的部分之间设置气隙77。改变气隙77的大小和/或高度可以改变变压器70的磁化电感的幅度。

一般而言，为了同时充当电感和电流隔离器，能量应当存储在变压器中。说明书为此提出了至少三个实施例：(i)在软磁芯中引入气隙(如图6和图7所示)，其导致磁化电感；(ii)增加绕组区域中第一绕组和第二绕组之间的距离(如图4和图7所示)，其导致泄漏电感；(iii)由磁导率小的软磁材料形成磁芯，其导致磁化电感减小。磁芯的磁导率降低与离散气隙的大小增加相对应。

注意，对于第一绕组和第二绕组之间的大距离(即，如图4和图7所示)，泄漏电感大，而对于第一绕组和第二绕组之间的小距离(如图6所示)，泄漏电感小。图8图示了根据本发明第三实施例的转换电路。在灯3的背景下图示了转换电路10，并且为了简洁起见，将不对与先前实施例相同或相似的灯的元件进行描述。

转换电路10提供第二绕组82，该第二绕组82磁性耦合到(例如，根据已知实施例的)匹配电路的电感器81中的一个电感器。第二绕组从而可以从磁耦合的电感器81汲取用于(例如，灯外部的)辅助设备的功率。

因此，匹配电路10可以包括由至少一个电感器81形成的电感器装置80，该至少一个电感器81形成第一绕组81。第一绕组81有助于由转换电路10执行的转换(例如，滤波、阻抗匹配)。第二绕组82磁耦合到第一绕组81。辅助设备(未示出)从第二绕组汲取功率，使得该辅助设备与第一绕组并且因此与灯3和镇流器2电流隔离。

第一绕组81或电感器串联连接在转换电路10的输入11和输出12之间。特别地，第一绕组连接在输入11的第一端子11A与输出12的第一端子12A之间。在其他实施例中，第一绕组可以连接在输入11的第二端子11B和输出12的第二端子12B之间。

如之前一样，转换电路10还可以包括电容器装置83，该电容器装置83包括至少一个电容器，该电容器装置83适于有助于将第一信号转换为第二信号。电容器装置83可以并联或串联配置连接在转换电路10的输入11和输出12之间。

来自第二绕组82的虚线指示从第二绕组82到辅助设备(未示出)的连接。

第一绕组81和第二绕组82可以一起形成变压器。该变压器可以体现为先前具体参照图4、图6和图7所描述的任何变压器。

为了概念上的理解，可以认为第一绕组81和第二绕组82不会形成理想变压器。相反，第二绕组82从由第一绕组形成的电感器中搭接到少量能量。如此，第二绕组82仅承载用于辅助设备的电流。

第二绕组82不会电流连接到管状LED装置6，使得第二绕组(因此辅助设备)与管状LED装置6和镇流器2两者都电流隔离。这样，第二绕组可以与转换电路的输入11和输出12电流隔离。

这改善了辅助设备的隔离，同时还使管状LED装置能够在潜在电气不安全的高电压下操作。这可以增加辅助设备和/或管状LED装置的灵活性和可定制性。

图9图示了根据本发明的第四实施例的转换电路10。本发明的第四实施例是参考图8所描述的第三实施例的略微修改形式。

特别地，电感器装置90并联连接在输入11和输出12之间，使得电感器91(形成第一绕组)并联连接在输入11和输出12之间。这提供了并联电感。

特别地，第一绕组91连接在输入11的第一端子11A和输入11的第二端子11B之间，从而以并联布置连接在输入11和输出12之间。在备选实施例中，第一绕组91可以连接在输出12的第一端子12A和输出12的第二端子12B之间。

转换电路还可以包括电容器装置93，该电容器装置93连接在转换电路的输入11和输出12之间。电容器装置93串联连接在输入11和输出12之间。然而，在备选实施例中，电容器装置93可以并联连接在输入和输出之间。

图8和图9所示的转换电路10优选地利用变压器的磁化电感，而非泄漏电感。当设计转换电路时，电感器81、91(即，第一绕组)根据转换电路10的要求设计，例如用于滤波或阻抗匹配要求。然后，该电感器81、91的电感将等于变压器的磁化电感。

随后，添加具有少量匝数的第二绕组82、92，优选地使用如图6所描绘的设计，以便使泄漏电感最小(因为这不是需要的)。这形成了变压器81、82或91、92。

流入第一绕组81、91的电流的主要部分将流过充当电感器的磁化电感。只有一小部分电流会经由第二(辅助)绕组流到辅助设备。该电流的大小可以经由辅助设备的输入电阻来控制。

因此，所提出的第三实施例和第四实施例要么将现有的电感器替换为变压器，并且利用了变压器的泄漏电感/磁化电感的存在以用于转换信号，要么将现有电感器用作变压器的绕组。特别地，所形成的变压器为辅助设备提供了隔离的供电源。因此，辅助设备和第二绕组与镇流器2和管状LED装置6两者都电流隔离。

优选地，辅助设备是形成用于灯的备用电源的储能设备(例如，包括电池或电容器)。这种储能设备可以从由第一绕组和第二绕组形成的变压器提供的隔离供电源充电。

辅助设备的储存能量可以用于诸如紧急照明和与电网相关的储能功能(如负载转移)的目的。而且，使用电池中的储能使得能够对(由镇流器)所提供的供电源进行功率校正。这使得能够改善镇流器和灯之间的兼容性，提高包括镇流器和灯的照明设备的整体效率，以及改善灯的调光和待机操作。

储能设备可以例如经由双向转换器向灯放电。在一些实施例中，功率经由第二绕组放电，从而在第一绕组中感应出电流。在实施例中，连接到第二绕组(即，辅助设备)的电路可以用交流电驱动第二绕组，从而在第一绕组中感应出电流。因此，第一绕组可以从第二绕组接收功率。

当转换电路形成用于灯的匹配电路时，实施例特别有利。这是因为匹配电路通常需要电感阻抗以正确地匹配镇流器所需的阻抗。如本发明所提出的，通过用变压器替换电感器并且利用变压器的泄漏特性(例如，泄漏电感/磁化电感)，可以提供双变压器-电感器。也就是说，变压器充当隔离供电源和用于匹配电路的电感器两者。这允许(例如，向辅助设备)提供隔离供电源，同时使变压器所占据的空间最小化。

匹配电路允许灯与更大范围的镇流器兼容，并且灯的最小大小允许灯适配到用于容纳灯的现有灯槽或其他空隙中。这种灯槽/空隙可能是之前针对荧光管设计的，因此可能具有受限制的大小和/或重量限制。

在一些实施例中，提出了一种方法，该方法包括以下步骤：在荧光镇流器和管状LED装置之间安装如先前所描述的转换电路。

如图10所示，还提出了一种用于为灯的辅助设备提供供电源的方法100。方法100还用于将来自荧光镇流器的第一信号转换为用于灯的管状LED装置的第二信号，该管状LED装置适于输出光。该方法包括：在输入处从荧光镇流器接收101第一信号。该方法还包括：使用连接在输入和输出之间的至少一个电感器装置将第一信号转换102为第二信号，其中该电感器装置由第一绕组和磁耦合到该第一绕组的第二绕组形成。该方法还包括：在输出处将第二信号输出103到管状LED装置；以及为灯的辅助设备提供104隔离供电源。第一绕组和第二绕组一起形成用于提供隔离供电源的变压器，并且变压器的泄漏电感或磁化电感中的至少一者有助于将第一信号到第二信号的期望转换。

将第一信号转换为102第二信号并且输出103第二信号的步骤可以与提供104隔离供电源的步骤并行发生。也就是说，可以在转换电路正在执行对第一信号的转换和对第二信号的提供同时，向辅助设备提供隔离供电源。实际上，从前述内容中显而易见的是，对第一信号的转换和对第二信号的提供可以引起提供隔离供电源的步骤(因为这些步骤可能导致电流在第一绕组中，并且由此在磁耦合的第二绕组中流动)。

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其他变型。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。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的单纯事实并不意味着不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。