[發明專利]自適應電路

有效

• 申請號: 201010176180.0
• 申請日: 2010-05-14
• 公開（公告）號: CN102244955A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: H·J·G·拉德馬徹
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02;F21S2/00;F21V23/06;H02M7/04;F21Y101/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;李輝

技術領域

本發明描述了一種用于從較高電壓AC電源驅動較低電壓DC負載的自適應電路。本發明還描述了一種LED改進燈和一種從較高電壓AC電源驅動較低電壓DC負載的方法。

背景技術

LED(發光二極管)技術的進步已經導致具有令人滿意的高光輸出的LED的開發，使得其成為白熾燈或熒光燈的令人感興趣的可替換方案。LED照明設備可以容易地被設計成超過100lm/W的效能。此外，LED比常規燈更高效、更可靠并且具有更長的壽命。因此，使用LED替換常規燈有助于降低能耗和來自發電廠的排放。包含串聯連接的LED結(以形成具有高正向電壓的LED串)的封裝或芯片適合于低成本普通照明應用，并且用于直接運行于AC市電電源的LED設備——稱為ACLED或者市電兼容LED(MCLED)——在目前是可用的。然而，存在與直接市電驅動有關的一些缺陷。首先，與平均值相比，提供給ACLED的電流波形具有高的峰值。因此，由于“下垂(droop)”的原因，ACLED以降低的效率而被驅動。其次，僅當瞬時市電電壓高于ACLED封裝的LED串的正向電壓時，電流流經ACLED封裝才是可能的。因此，在相對“長”的時段期間，沒有光發射。這被感知為令人厭煩的“閃爍”，從而這樣的燈對于諸如室內照明之類的應用是不可接受的。

使用整流器和電容器可以解決閃爍問題，但是仍然需要高電壓LED串，因為LED的工作電壓必須與得到的整流的市電電壓匹配。通常，LED芯片包括串聯連接的一個或多個LED結，使得正向電壓之和與電源電壓匹配。顯然，串聯連接以充當LED負載的給定尺寸的結越多，則LED負載的功耗越高。如技術人員所已知的，為了獲得具有高正向電壓和低功耗的LED負載，將需要小的結尺寸。然而，非常小的結制造起來是昂貴的，并且由于較小的有源區的原因，這種設備可獲得的總體效率是令人不滿意的。因此，不能經濟地實現且操作工作于230V市電電源的低功率LED封裝。為了操作更經濟的可用設備，例如額定110V市電的設備，諸如變壓器或電容性電源之類的附加電路系統必須用來將高輸入電壓轉換成必要的低輸出電壓。這樣的電路是有損耗的、昂貴的、龐大的且笨重的，并且與小于0.5的不可接受低功率因數相關聯。

然而，0.5是用于LED燈的一些能量標簽所規定的最小功率因數。但是即使沒有這個要求，也希望實現高的功率因數，同時最小化實現這樣的高功率因數所需的損耗和成本。希望較高功率因數的一個原因在于，在固定實際功耗和低功率因數下，負載的輸入電流(以及因而還有一些部件的電流應力)典型地為高。為了實現至少希望的最小功率因數，已知的電路需要部件的非常精確的匹配。然而，即使對于相同的LED封裝，由于不可避免的部件公差以及電壓(電壓元(bin))的變化的原因，使得這非常困難。因此，使用已知的方法，設計使用不同的LED電壓元大量制造的具有可接受功率因數的燈實際上是不可行的。在一種可替換的方法中，JP5709736描述了電容性分裂電路的使用，其具有兩個或更多開關以便獲得降壓。然而，在所描述的電路中，至少其中一個開關在市電電壓瞬變期間易遭受極端電壓應力，使得除非向開關提供附加的過電壓保護，否則開關可能最終失效。此外，至少兩個開關是必要的，并且這些開關必須與輸入信號精確同步。

因此，本發明的目的是提供避免上面提到的問題的改進的自適應電路。

發明內容

本發明的目的是通過權利要求1的自適應電路、通過依照權利要求8的低功率LED改進燈以及通過依照權利要求10的從整流的較高電壓AC電源驅動較低電壓DC負載的方法來實現的。

依照本發明，用于從整流的較高電壓AC電源驅動較低電壓DC負載的自適應電路包括：電荷存儲電路，該電荷存儲電路包括基本上串聯連接的第一電容器和第二電容器，其中第二電容器基本上與負載并聯連接；以及被實現為受控電流源的有源開關，其用于控制負載電流，使得在閉合開關狀態下，負載電流至少從電荷存儲電路的第一電容器汲取，并且在斷開開關狀態期間，負載電流基本上從第二電容器汲取。

在這里以及在下文中，術語“較高電壓”應當被理解為指稱具有基本上正弦形狀的任何AC電壓，例如任何家庭可用的市電電壓，例如歐洲的230V，美國的110V等等。在下文中，為了簡單起見但是絕沒有限制本發明地，AC電源可以簡單地稱為“市電電源”或者“市電”。術語“較低電壓”應當被理解為設備的遠低于所述(相對)較高電壓AC電源的額定電壓。例如，對于“較高電壓”230V市電電源電壓而言，“較低電壓”設備可以是事實上被設計成運行于110V市電電源的設備。另一方面，對于“較高電壓”110V市電電源而言，“較低電壓”負載可以是60V設備。