[發(fā)明專利]具有諧振變換器的LED轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280064028.0
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN104012175A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設計）人: 愛德華多·佩雷拉
• 申請（專利權(quán)）人: 赤多尼科兩合股份有限公司
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;楊薇

本發(fā)明總體涉及發(fā)光二極管(LED)的操作，其中發(fā)光二極管不僅是指無機發(fā)光二極管，也是指有機發(fā)光二極管(OLED)。以下將有代表性地采用術語LED。

已經(jīng)知道了LED的光射出或者說亮度與流過LED的電流相關。因此為了亮度調(diào)節(jié)(調(diào)光)，LED優(yōu)選以一種模式來操作，在該模式中，流過LED的電流被調(diào)節(jié)。

原則上已經(jīng)知道了可以具有一個或多個串聯(lián)的LED的LED線路從恒流電源接受電功率。也知道了為了實現(xiàn)調(diào)光而采用脈沖寬度調(diào)制(PWM)，從而能在PWM脈沖群接通持續(xù)時間內(nèi)執(zhí)行恒流控制。因此在調(diào)光時改變PWM信號的占空比。

為了提供恒流電源的供電電壓，例如可以使用有源計時PFC電路(功率因數(shù)修正電路)。

最后，還要在LED操作中關注其它要求。例如通常要求在LED線路和PFC供電電壓(一般是電網(wǎng)電壓)之間的電隔離。

這些要求例如由具有計時恒流電源的LED轉(zhuǎn)換器提供，例如和從DE102010031239A1中知道的那樣。該文獻所述的計時恒流電源也能以逆向變換器形式形成。

還公開了這樣的LED轉(zhuǎn)換器，其能給可變負載即LED線路上的各種數(shù)量可變的LED或者不同類型的LED通電。尤其是，因此優(yōu)選采用例如逆向變換器，因為這種變換器可以相對靈活地調(diào)節(jié)，并且能借此對LED轉(zhuǎn)換器所操作的負載的變化作出良好反應(例如由加入或去除LED和/或由溫度變化而引起)。此外，例如可以在1至16之間改變LED數(shù)量。因此，LED轉(zhuǎn)換器例如必須能夠針對(唯一的)LED例如提供3伏輸出電壓，而它對于例如16個串聯(lián)LED必須提供48伏輸出電壓。但尤其在采用逆向變換器時，由其傳輸?shù)哪芰渴艿较拗疲驗樵骷绕涫浅跫墏?cè)繞組不能被無限增大。

逆向變換器的另一個問題是，在初級側(cè)設置用于控制或調(diào)整逆向變換器的開關的控制電路。為了該控制電路能進行所述的控制或調(diào)整，一般進行從逆向變換器的次級側(cè)至控制電路的測量信號反饋(Feedback)，在這里，為了保持電隔離而也必須電隔離地進行該反饋。

為了做到這一點，例如采用光耦合器，它允許測量信號被以電隔離的方式進行反饋。但光耦合器的使用造成與電路總成本相比相對高的成本。而且，使用壽命還有光耦合器的暫時組成部分受到限制。而且很長時間以來，例如從熒光燈鎮(zhèn)流器領域知道了諧振變換器(諧振變換器)。在那里，諧振變換器例如被用于產(chǎn)生熒光燈操作所需要的高電壓。諧振變換器尤其是一種直流電壓變換器，其為了傳輸能量而以振蕩回路工作。諧振變換器此時將直流電壓轉(zhuǎn)換為單相或多相的交流電壓，并且為了最佳操作而一般以近似恒定的負載工作。諧振變換器在恒定運行時(即在以恒定負載運行時)在諧振曲線的預定頻率工作點工作。

但不利的是，在負載因LED線路變化(LED串聯(lián)電路中的不同的LED或不同數(shù)量的LED)而變化時，諧振曲線上的頻率工作點也位移，進而該諧振變換器不再最佳工作。

但這意味著不僅電壓過高(電壓增益)，即總線電壓與輸出電壓之比改變，而且相位角(電流IL和電壓V_bus之間角度，如圖1所示)改變。

因此，可能出現(xiàn)反應區(qū)域，即由相位位移造成的無功電流的增大，此時諧振變換器的功率降低。因此，諧振變換器的頻率工作點在采用例如16個LED時與只是用一個LED時相比更加接近諧振峰點，在只使用一個LED時該頻率工作點強烈上移即離開諧振峰點。因而，以一個LED運行時的效率顯著降低。

因此，本發(fā)明提出以下任務，提供一種LED轉(zhuǎn)換器，其設計成具有諧振變換器并且容許在負載變化時的靈活可變的操作。同時，應該省掉實現(xiàn)電隔離的信號反饋。

本發(fā)明利用根據(jù)獨立權(quán)利要求的裝置、方法和集成電路來完成該任務。本發(fā)明的其它有利實施方式是從屬權(quán)利要求的主題。

因此，本發(fā)明提供一種LED轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器用于操作具有至少一個LED、優(yōu)選具有多個LED的至少一個LED線路中的負載，其中該LED轉(zhuǎn)換器在初級側(cè)包括供應有直流電壓的諧振變換器，該諧振變換器具有形成有兩個交替計時開關的半橋，所述半橋通過連接于其中點的串聯(lián)/并聯(lián)諧振回路提供用于該LED線路的供電電壓，其中一個控制單元被設定為，為了控制通過LED轉(zhuǎn)換器被傳給LED線路的功率而在每個接通周期內(nèi)作為反饋實際值參數(shù)直接或間接地確定經(jīng)過該半橋的低電勢開關的電流的峰值，并且作為控制參數(shù)調(diào)節(jié)該半橋的節(jié)拍、即頻率和/或占空比。

控制單元可以通過對測量電阻上的電壓/電流進行采樣來確定該峰值。控制單元可以存儲分別通過采樣所獲得的較大的值，即瞬時峰值。

控制單元可以將存儲值同步化回退給該半橋的低電勢開關的電路。