[發明專利]無輔助繞組的高壓轉換器

有效

• 申請號: 201510011383.7
• 申請日: 2015-01-09
• 公開（公告）號: CN104868703B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 霍斯特·克內德根;王曉艷;汪傳陽
• 申請（專利權）人: Dialog半導體（英國）有限公司;DIALOG半導體股份有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H05B37/02
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所44237
• 代理人: 盧杏艷

技術領域

本發明涉及用于固態發光(SSL)裝置如發光二極管(LED)的驅動電路和/或電源轉換器。

背景技術

在包括反激開關電路或反激電源轉換器的LED驅動電路中，變壓器通常用于通過變壓器的次級繞組將驅動電路的輸入端的電能傳遞給LED。此外三級或輔助繞組可用于提供電源給驅動電路的控制器(如集成電路)，和/或用于提供關于電源轉換器內的開關波形的不同電壓和瞬態信號的信息。

使用這樣的輔助繞組是不利的，因為輔助繞組給驅動電路和/或電源轉換器增加了額外的成本。另一個方面，通過移除輔助繞組，一些特性比如提供邏輯電源電壓給驅動電路的控制器，檢測變壓器續流和/或測量各種電壓可能不再提供。

本發明用于解決上述技術問題。尤其是本發明描述了一種驅動電路和/或電源轉換器，該驅動電路和/或電源轉換器用于提供一個或上述的特性而不需要附加的輔助繞組。因此，提供了一種經濟有效的驅動電路和/或電源轉換器，尤其是用于SSL應用的驅動電路和/或電源轉換器。

關于SSL裝置的驅動電路和/或電源轉換器的進一步要求是調光器的兼容性，尤其是切相調光器的兼容性。本發明描述的驅動電路和/或電源轉換器可用于和/或可操作兼容于這樣的調光器。這樣，可提供用于SSL裝置的經濟有效且與調光器兼容的驅動電路。

發明內容

根據一個方面，描述了一種用于驅動電路的控制器，該驅動電路用于給受輸入電壓(如市電電壓)影響的負載提供驅動電壓。該驅動電路包括電源轉換器網絡和功率晶體管。該電源轉換器網絡可包括電感(如變壓器)。特別地，該電源轉換網絡可包括反激轉換器網絡或諧振轉換器網絡。該功率晶體管(在本發明也稱為功率開關)可包括金屬氧化物半導體(MOS)晶體管，例如場效應晶體管，特別是N型MOS晶體管。可選地或另外，該功率晶體管可包括雙極型晶體管。

該控制器可包括控制晶體管(這里也稱為控制開關)，該控制晶體管用于將功率晶體管的低壓端與電壓電勢(如地)連接或斷開，以使功率晶體管分別處于傳導狀態或截止狀態。如果是MOS晶體管，該低壓端可包括該MOS晶體管的源極，以及如果是雙極型晶體管，該低壓端可包括該雙極型晶體管的發射極。該功率晶體可進一步包括高壓端。如果是MOS晶體管，該高壓端可包括該MOS晶體管的漏極，以及如果是雙極型晶體管，該高壓端可包括該雙極型晶體管的集電極。該功率晶體可進一步包括中間電壓端。如果是MOS晶體管，該中間體壓端可包括該MOS晶體管的柵極，以及如果是雙極型晶體管，該中間體壓端可包括該雙極型晶體管的基極。

該控制晶體管可用于將功率晶體管的低壓端直接與低壓電勢連接(如地)，不需要任何中間元件。該功率晶體管的中間電壓端可維持在柵極電壓值。通過將功率晶體管的柵極-源極電壓(或基極-發射極)升高到大于功率晶體管的閾值電壓，功率晶體管可進入傳導狀態。在另一方面，通過將功率晶體管的柵極-源極電壓(或基極-發射極)下降到小于閾值電壓，功率晶體管可進入截止狀態(在截止狀態中基本上沒有漏極-源極電流(或發射極電流)流過該功率晶體管)。該傳導狀態可包括導通狀態，在該導通狀態中，功率晶體管具有最小的導通電阻。進一步，該傳導狀態可包括一種狀態，在該狀態中該導通電阻被調整并且該功率晶體管表現為具有可變電阻值的電阻。

該控制器進一步包括充電晶體管(這里也稱為充電開關)，該充電晶體管與控制晶體管并聯并用于將功率晶體管的低壓端與供電電容連接或斷開，以使功率晶體管分別進入傳導狀態或截止狀態。特別地，功率晶體管的低壓端可連接到供電電容的一端。供電電容的另一端可與低壓電勢(如地)連接。這樣，通過該供電電容，該充電晶體管可將功率晶體管的低壓端連接到低壓電勢。該充電晶體管可以是電流源和/或電流鏡像的一部分。

該供電電容可用于給控制器和/或驅動電路的其他功能提供邏輯電壓。這樣，通過閉合充電晶體管，功率晶體管的低壓端可達到邏輯電壓(加上低壓電勢的電平)。該電平可足夠低(相對于柵極電壓)以提供高于功率晶體管的閾值電壓的柵極-源極電壓(或基極-發射極電壓)。