[發明專利]智能FET電路

有效

• 申請號: 201280052124.3
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN103891413A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: S·巴塔利亞
• 申請（專利權）人: 佛森技術公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02;H03K17/687
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

背景技術

固態照明裝置在工業應用中有許多用途。已經變得相當普遍是紫外線(UV)照明裝置用于涂層(包括油墨、粘合劑、防腐劑等)的固化。和現有汞弧燈裝置相比，固態照明裝置通常使用更少的電力、成本更少并且可以更容易處置。

作為例子，固態照明裝置可以由激光二極管或發光二極管(LED)構成。該裝置通常具有經設置以提供帶有具體分布的光(例如長而細的光區域或更寬而深的光區域)的一個或若干陣列。各個元件存在于陣列中，照明裝置可以由若干陣列，或設置成模塊的若干陣列構成，其中該照明裝置具有若干模塊。

一般情況下，固態照明裝置可以接收來自恒定電壓源的電力。允許連續電流調節的電路驅動裝置中的固態照明元件。在一些實例中，該電路可以包括作為可變電阻器的一個或更多個場效應晶體管或其他裝置。這些裝置兩端存在可變壓降，導致至固態照明元件陣列的可變電壓。這些裝置的光輸出強度取決于驅動它們的電流，因此電流的任何變化引起光輸出的變化，這是一個不期望有的特性。

當前方法沒有考慮可變電阻器的功耗。可變電阻器在電路中工作以連續調節電流。隨著正向電壓增加，可變電阻器兩端的壓降增加，功耗也增加。這使電路的效率變低。

另外，可變電阻器中的功耗產生熱量。可變電阻器的熱量管理會需要散熱器，或可變電阻器自身必須大而笨重。

附圖說明

圖1示出用于固態照明裝置的驅動電路的現有技術實施例。

圖2示出用于固態照明裝置的驅動電路的實施例。

圖3示出用于具有穩壓器級的固態照明電路的驅動電路的實施例。

圖4A和4B示出用于固態照明裝置的驅動電路的更詳細的實施例。

具體實施方式

圖1示出用于固態照明裝置的驅動電路10的現有實施例。在本實施例中，可變電阻器是場效應晶體管(FET)的形式，其接收強度信號電壓。雖然實施例在此將可變電阻器作為FET討論，但必須注意的是該電路可以采用其他形式的可變電阻器。

在本實施例中，固態發光元件(諸如發光二極管(LED)或激光二極管)的至少一個陣列產生光。元件可以被配置為基板上的單個陣列、基板上的多個陣列、連接在一起的若干基板上的單個或多個若干陣列等。在一個實施例中，發光元件陣列可以由Phoseon?Technology公司制造的硅光Matrix^TM(SLM)構成。

可變電阻器驅動電路14接收驅動所需電流到陣列12的強度電壓信號16。通常情況下，電源26是恒定電壓電源，并且驅動電路14和可變電阻器18提供電流22的連續調節。電流可以沿著反饋路徑20返回到可變電阻器。陣列12也接收可變電阻器24的電壓。從可變電阻器電壓的角度看，該電路是開環系統。

這個設計有一些問題。例如，該陣列接收來自由允許連續電流調節的電路驅動的上述恒定電壓電源的電力。在任何給定時間，可變電阻器損耗的電力取決于陣列的正向電壓、陣列自身和電流。可變電阻器兩端的壓降等于V_power－V_forward，其中V_forward是被驅動陣列的正向電壓。隨著該差值增加，可變電阻器中的功耗也增加，導致照明裝置更低的效率。

作為一個實例，可變電阻器電壓可以在1到8伏特的范圍內變化，這取決于不同發光元件陣列的需求。驅動2安培的電流通過陣列將因而引起2瓦特到16瓦特的功耗變化。這導致照明裝置低效率。

另外，可變電阻器產生熱量。在可變電阻器由FET構成的實施例中，熱量管理問題需要大而笨重的FET。該裝置還可以采用散熱器用于熱量管理，并且FET產生的額外熱需要比較小的FET所需的散熱器更大并更笨重的散熱器。

與圖1的開環電路相反，圖2示出一種閉環電路30。在電路30中，類似于圖1的電路10，可變電阻器18接收強度電壓控制信號16。然后可變電阻器接收它的驅動信號，產生電流22，電流22沿著路徑20反饋回來。在本實施例中，來自可變電阻器24的電壓不去到陣列12。相反，電壓反饋24到達穩壓器32。然后，穩壓器32輸出信號到陣列12和誤差放大器42。在本實施例中，可變電阻器采用FET的形式，但是也可以使用其他選擇(諸如雙極型晶體管、數字電位計或任何電控限流裝置)。驅動電路根據使用的可變電阻器將采取不同的形式。

使用閉環系統，穩壓器32的電壓輸出保持為大于上述陣列所需電壓的約0.5V。該電壓允許可變電阻器調整在任何所需水平的陣列電流。與現有方法相比，更低的功耗增加電路的效率，并減少產生的熱量。