[發(fā)明專利]電源電壓管理

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380053646.X
• 申請日: 2013-04-16
• 公開（公告）號: CN104813742B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 霍斯特·克內(nèi)德根
• 申請（專利權(quán)）人: DIALOG半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務(wù)所44237
• 代理人: 盧杏艷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于固態(tài)光源的驅(qū)動電路。特別是，本發(fā)明涉及啟動和/或維持用于驅(qū)動電路的集成電路的電源電壓。

背景技術(shù)

接通燈泡組件的市電電源之后，啟動燈泡組件的驅(qū)動電路，特別是啟動該驅(qū)動電路的控制芯片通常需要用于驅(qū)動電路的附加元件。附加元件增加對整體功率損耗和驅(qū)動電路的額外材料成本。特別是與切相調(diào)光器一起使用時，控制器芯片的電源通常要求電源電壓電容的電容值相對高，以在任何時候維持平滑和穩(wěn)定的電源電壓Vcc。使用高電容可導(dǎo)致更長的啟動時間，或者可導(dǎo)致使用更高的啟動電流。這可能會降低系統(tǒng)的效率，并可能導(dǎo)致啟動電阻的費用增加。

本發(fā)明提出上面提到的與啟動和維持用于驅(qū)動電路的集成電路(IC)如控制器的電源電壓相關(guān)的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一方面，描述了一種用于固態(tài)光源(如LED或OLED光源)的驅(qū)動電路。該驅(qū)動用于將從市電獲得的能量提供給光源。例如可提供由驅(qū)動電路產(chǎn)生的驅(qū)動電壓或驅(qū)動電流給光源。該驅(qū)動電壓例如可對應(yīng)于固態(tài)光源的導(dǎo)通電壓。該驅(qū)動電流可用于控制光源的亮度級。

驅(qū)動電路可包括開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器，該開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器包括電源轉(zhuǎn)換開關(guān)。該電源轉(zhuǎn)換器可包括一個或多個：反激轉(zhuǎn)換器、降壓轉(zhuǎn)換器、升壓轉(zhuǎn)換器、降壓-升壓轉(zhuǎn)換器、以及單端初級電感轉(zhuǎn)換器。在更一般的術(shù)語中，電源轉(zhuǎn)換器可以包括或可以是基于電感的電源轉(zhuǎn)換器。電源轉(zhuǎn)換開關(guān)可以包括晶體管，例如金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器可用于將在開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的輸入端的輸入電壓轉(zhuǎn)換成開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的輸出端的輸出電壓。輸出電壓可例如對應(yīng)于提供給光源的驅(qū)動電壓。

驅(qū)動電路可包括控制器，控制器用于生成柵極控制信號，以使電源轉(zhuǎn)換開關(guān)進入導(dǎo)通狀態(tài)和/或斷開狀態(tài)。控制器可實施為集成電路(IC)。電源轉(zhuǎn)換開關(guān)可在隨后的導(dǎo)通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間交替，從而形成隨后的導(dǎo)通期間和斷開期間。導(dǎo)通期間和隨后的斷開期間可稱為換向周期。控制器可以換向周期率(在100kHz的范圍內(nèi))和占空比(指定導(dǎo)通期間的持續(xù)時間和換向周期的持續(xù)時間之間的比率)操作該電源轉(zhuǎn)換開關(guān)。

驅(qū)動電路可包括電源電壓電容，該電源電壓電容與控制器連接并用于提供電源電壓給控制器。電源電壓電容可用電能進行充電，該電能用于操作控制器。電源電壓應(yīng)當通常位于預(yù)定電壓區(qū)間內(nèi)，以確保控制器的穩(wěn)定和安全操作。

如上面指出的，開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器可包括電感。特別是，開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器可包括變壓器。變壓器的初級線圈可與電源轉(zhuǎn)換開關(guān)串聯(lián)。這樣，電源轉(zhuǎn)換開關(guān)可控制流過初級線圈的電流。流過初級線圈的電流可例如使用電流感應(yīng)裝置進行測量，該電流感應(yīng)裝置包括例如分流電阻，該分流電阻與電源轉(zhuǎn)換開關(guān)和初級線圈串聯(lián)。

此外，變壓器可包括次級線圈裝置，該次級線圈裝置用于提供輸出電壓。該初級線圈和次級線圈裝置可以電磁方式耦合。次級線圈裝置可包括次級線圈。該初級線圈、次級線圈和電源轉(zhuǎn)換開關(guān)可以是反激轉(zhuǎn)換器的一部分。特別地，該次級線圈可與次級開關(guān)如次級二極管串聯(lián)，從而次級線圈相對于初級線圈操作于反激模式。這可通過適當選擇初級線圈和次級線圈的各個極性和次級二極管的偏置方向來實現(xiàn)。

此外，次級線圈裝置通過電源電壓晶體管(在這里也稱為電源電壓開關(guān))耦合到電源電壓電容。次級線圈裝置包括通過電源電壓的晶體管耦合到電源電壓電容的輔助線圈。變壓器的初級線圈和輔助線圈可以電磁方式耦合。電源電壓晶體管或開關(guān)可以是控制器的內(nèi)部功率開關(guān)。特別地，輔助線圈可與控制器(如控制芯片)的第一引腳耦合和電源電壓電容可與控制器的第二引腳耦合。控制器的第一引腳和第二引腳可通過內(nèi)部電源電壓晶體管在控制器內(nèi)部連接。

電源電壓晶體管可操作于線性模式，從而電源電壓晶體管呈現(xiàn)出限流和可調(diào)節(jié)的導(dǎo)通電阻。可替代地或另外，電源電壓晶體管可與限流電阻器或一些其它限流元件串聯(lián)，以限制到電源電壓電容的電流。通過這樣做可避免流向電源電壓電容的電流峰。