[發明專利]用于可調光固態照明設備的驅動電路

有效

• 申請號: 201380030469.3
• 申請日: 2013-05-01
• 公開（公告）號: CN104365004B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 胡清琮;P·阿塞雷
• 申請（專利權）人: 克里公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 金曉

技術領域

本發明的主題涉及用于固態照明設備的驅動電路。

背景技術

固態照明陣列被用于許多照明應用。例如，包括固態發光裝置陣列的固態照明面板已經在例如建筑照明和/或重點照明中用作直接照明源。固態發光裝置可以包括例如包括一個或更多個發光二極管(LED)的封裝的發光裝置，所述封裝的發光裝置可以包括可包括形成pn結的半導體層的無機發光二極管和/或可包括有機發光層的有機發光二極管(OLED)。典型地，固態發光裝置通過發光層或發光區域中的電載流子(即，電子和空穴)的重新組合來生成光。固態發光裝置可以包括例如包括一個或更多個發光二極管(LED)的封裝的發光裝置。

Cree公司生產使用發光二極管來照明的各種嵌入式筒燈(recessed downlight)，例如LR-6和CR-6。固態照明面板也通常被用作用于小型液晶顯示器(LCD)屏幕和較大的顯示器的背光，所述小型液晶顯示器屏幕例如在便攜式電子裝置中使用的LCD顯示器屏幕，所述較大的顯示器例如LCD電視顯示器。

典型地用直流信號對固態照明裝置進行供電。但是，按照慣例是以交流形式傳輸功率的。因此，一般期望固態燈具包括交流/直流轉換器，以將交流線電壓轉換成直流電壓。

升壓轉換器可以用于從交流線電壓生成直流電壓，并具有高的功率因數和低的總諧波失真。基于LED的負載的電壓可以高于輸入(線)交流電壓的峰值。在這種情況下，單級升壓轉換器可以用作實現高功率效率和低成本的驅動器。例如，將120V、60Hz的交流電轉換成200-250V的直流輸出的功率因數校正(power factor corrected，PFC)升壓轉換器可以用于以10-15W的功率水平來驅動高壓(HV)LED陣列

對于一般的照明應用，期望固態照明設備能夠兼容舍相調光信號(phase cut dimming signal)。舍相調光器通常用于降低輸入功率以用于傳統的白熾燈具，這導致了燈具變暗。舍相調光器在每個周期中僅使輸入電壓波形的一部分通過。因此，在舍相交流輸入信號的該部分期間，不向燈具提供電壓。

與舍相調光信號的兼容性也可用于基于升壓轉換器的LED驅動器。一種低成本的方法是使用開環控制，這意味著驅動器將不對由于舍相調光導致的LED電流減小進行響應，而是在調光器導通時間期間保持預設的輸入電流。以這種方式，實現了“自然的”調光性能，并且由于調光器導通時間減少因而輸入功率以及因此LED電流將減小。一種其它的方法是驅動器使用閉環控制。由于控制環路是完整和有效的，因此這些驅動器將嘗試補償由于調光器舍相導致的輸入功率減小。在這些情況下為了對LED進行調光，應當使控制環路飽和，使得輸入電流不能增大。例如可以通過對誤差放大器的輸出進行鉗位來實現控制環路飽和。

由于舍相調光導致的另一挑戰是升壓轉換器生成用于在深度調光期間對升壓轉換器的控制電路供電(所謂的“管理供電(housekeeping power)”)的偏置電壓。傳統的LED驅動電路從升壓電路電感器的輔助繞組取得管理供電。在調光器關閉時段期間，取決于輸入波形被調光器切去多少，控制電路可能失去供電。這可以導致整個驅動電路斷開，整個驅動電路斷開可以導致固態照明設備的可見閃爍或其他問題。

發明內容

根據一些實施例的電壓調節器包括：充電開關，包括耦合到高電壓節點的第一端子、第二端子以及控制端子；整流器，耦合到所述充電開關的所述第二端子；輸出電容器，耦合到所述整流器；控制開關，耦合到所述第二端子；以及控制電壓調節電路，耦合到所述充電開關的所述控制端子。所述控制開關和所述充電開關被配置用于使得當所述控制開關被關斷時，所述控制開關上的電壓的升高導致所述充電開關的控制端子上的電壓的增大，所述增大足以使得充電電流流過所述整流器并流入所述輸出電容器。所述控制電壓調節電路被配置用于使所述控制開關上的增大的電壓耗散，以使得所述充電電流僅在響應于所述控制開關被關斷的有限的時間段之內流動。

所述控制電壓調節電路可包括耦合到所述充電開關的所述控制端子的鉗位二極管。

所述電壓調節器還可包括電阻器，所述電阻器與所述鉗位二極管相并聯，并被配置用于使得被所述鉗位二極管鉗位后的電壓耗散。所述電阻器的電阻被選擇以提供所述充電電流的期望的脈沖寬度。

所述控制開關具有寄生電容，當所述控制開關被關斷時所述寄生電容被充電，由此導致所述控制開關上的電壓的升高。