[發明專利]用于控制向光源供電的設備和相關的方法

有效

• 申請號: 201110100470.1
• 申請日: 2011-04-19
• 公開（公告）號: CN102307409A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 費德里科·卡拉羅;保羅·德安娜;迭戈·菲格拉
• 申請（專利權）人: 奧斯蘭姆有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;陳煒

技術領域

本公開涉及用于控制向光源供電的技術。在特別關注本公開可能應用于向如下光源的供電控制下設計了本公開：利用該光源的輸出強度依賴于流過源自身的電流的(平均)強度，對該光源進行經由脈沖寬度調制(PWM)實現的輸出強度調節功能(所謂的“調光”)。LED(發光二極管)光源是具有這種特征的源的示例。

背景技術

圖1中的流程圖示意性地示出了光源L，其包括例如組織成一個或多個單元的一個或多個LED?L1、L2、L3......(在圖示示例中串聯連接)，對這些單元可耦合各個開關，例如電子開關S1、S2。開關以如下方式連接到各自的LED單元：使得當開關斷開時，來自電源10的電流Iout流過該單元的LED，其因此被通電，而當開關閉合(即導電)時，電流流過開關自身而不流過LED，其因此被斷電。

通過控制開關S1、S2的斷開和閉合，例如通過改變驅動開關的斷開和閉合的矩形波形的占空比，并且作為改變各個LED單元被各自的開關通電或短路且從而被斷電的時間間隔的時長的結果，有可能相應地改變輸出光強度。以上操作是根據已知標準進行的，從而這里不需要更詳細的解釋。

在實現圖1中示意性示出的類型的調光解決方案時，期望具有動態響應非常迅速的電流源10，以便于能夠盡可能穩定地維持在LED上流動的輸出電流Iout。即使在每個給定時刻通電的LED數目及時迅速地變化的情況中亦是如此。

為了滿足該要求，發生器10的行為應如同理想的電流發生器，能夠與由LED?L1、L2、L3......，以及與其耦合的開關S1、S2......即時構成的負載的變化完全無關地維持同一輸出電流值Iout。

在現有技術中，已知用于諸如LED的光源的直流驅動解決方案，其中電源包括開關模式電源，SPMS。

具體地，已知基于反饋機制的解決方案，其中表示流過負載的電流的信號被用作控制回路的驅動變量。所使用的控制器的設計可以是例如被稱為PI(比例/積分控制)的設計，或者是被稱為PID(比例/積分/導數)的設計。

在各種已知的解決方案中，電流反饋回路的帶寬確定地維持在電源10的開關頻率(典型地在20至200kHz的范圍中)以下(大約為十分之一或更少)。僅通過用于驅動LED的占空比調制獲得進行調光動作的能力。

發明內容

本發明人已觀察到，這種以前已知的解決方案不能保證令人滿意的操作。事實上，由于電路特征(例如在“降壓”類型轉換器的情況下的輸出電感器)，用作反饋變量的從電源輸出的電流的變化傾向于以反饋回路的固有延遲跟隨電壓變化，該電壓變化是由于負責調光功能的開關的斷開和閉合而導致的負載變化引起的。因此，反饋回路具有過慢地執行其控制功能的傾向。

本發明的目的在于克服上述缺陷。

根據本發明，通過具有權利要求中具體闡述的特征的設備實現該目的。本發明還涉及相關方法。

權利要求是在此提供的本發明的技術教導的整體組成部分。

在各種實施例中，維持快速且有效的輸出電流調節的問題并非通過跟隨可能的短期電流變化來解決，而是通過基于在輸出處觀察到的電壓變化而在某種程度上預期(或者預測)可能的短期電流變化來解決。

附圖說明

現將參考附圖，僅借助于非限制性示例描述本發明，在附圖中：

圖1在上文中已經予以描述，

圖2是實施例的功能性框圖，以及

圖3示出了實施例的電路布置的細節。

具體實施方式

在下面的描述中，給出了大量具體細節以提供對實施例的透徹理解。這些實施例可以在沒有一個或多個這些具體細節的情況下實施，或者可以通過其他方法、部件、材料等實施。在其他情形中，未詳細示出或描述公知的結構、材料或者操作以避免使實施例的方面模糊。

在本說明書中通篇提到的“一個實施例”或者“實施例”意味著結合實施例描述的特定的特征、結構或者特性包括在至少一個實施例中。因此，在本說明書中通篇各處出現的用語“在一個實施例中”或者“在實施例中”不一定都指的是同一實施例。此外，特定的特征、結構或者特性可以以任何適當的方式組合在一個或多個實施例中。

在此提供的標題僅為了方便并且并不解釋實施例的范圍或者意義。

在圖2中，被點劃線包圍的模塊是適于包括在圖1中示出的類型的一般結構中的電源10的各種實施例中的模塊。