[發(fā)明專利]驅(qū)動(dòng)電路和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580061460.8
• 申請(qǐng)日: 2015-11-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107006091B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·R·米什拉;R·潘古羅里
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 飛利浦照明控股有限公司
• 主分類號(hào): H05B33/08
• 分類號(hào): H05B33/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 鄭立柱

驅(qū)動(dòng)電路具有驅(qū)動(dòng)單元(50)，其基于包括第一端子(10a)和第二端子(10b)的輸入電壓(10)提供用于負(fù)載(51)的電流。驅(qū)動(dòng)單元(50)包括線性驅(qū)動(dòng)器，其包括在輸入和負(fù)載之間的電流調(diào)節(jié)元件(Q3)，所述元件具有可控電阻特性。與驅(qū)動(dòng)單元(50)和輸入電壓串聯(lián)的補(bǔ)償單元(52)提供補(bǔ)償電壓。這用于根據(jù)輸入電壓和負(fù)載的操作條件來(lái)控制跨驅(qū)動(dòng)單元的電壓。補(bǔ)償單元(52)包括開(kāi)關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器和作為開(kāi)關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的能量源的第二電容器(C2)，其中電流調(diào)節(jié)元件(Q3)、負(fù)載(51)和第二電容器(C2)在第一端子(10a)和第二端子(10b)之間串聯(lián)連接。以這種方式，可以減少驅(qū)動(dòng)單元的操作范圍，以減少驅(qū)動(dòng)單元上的功率損耗，并且補(bǔ)償電壓還可以與能量采集系統(tǒng)一起使用，以提高整體系統(tǒng)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于向負(fù)載傳送電流的驅(qū)動(dòng)電路。在優(yōu)選實(shí)施例中，它涉及一種接收DC(直流)電壓輸入并且產(chǎn)生用于向負(fù)載應(yīng)用的DC輸出電壓的驅(qū)動(dòng)器。

背景技術(shù)

節(jié)能是任何系統(tǒng)或設(shè)備中最重要的要求之一。為此，在某些應(yīng)用中，AC(交流)電網(wǎng)被本地DC電網(wǎng)所取代。

DC電網(wǎng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它們?yōu)榛贚ED的照明提供了部署緊湊型的低成本高可靠性的線性驅(qū)動(dòng)器的機(jī)會(huì)。

在實(shí)踐中，為了降低能耗，LED驅(qū)動(dòng)器中還采用了調(diào)光控制技術(shù)。需要寬的調(diào)光范圍以適應(yīng)不同的操作條件。通常，有不同類別的調(diào)光方法，包括模擬調(diào)光和脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)光。

在模擬調(diào)光中，電流幅度調(diào)整固有地引起色溫變化。在其中LED的顏色至關(guān)重要的應(yīng)用中不推薦使用模擬調(diào)光。

在PWM調(diào)光中，用于驅(qū)動(dòng)LED燈的LED電流的平均量通?；赑WM信號(hào)的脈沖寬度和周期來(lái)確定。當(dāng)調(diào)光水平降低并且LED電流的導(dǎo)通周期縮短時(shí)，人眼可以察覺(jué)到光的閃爍。這限制了調(diào)光范圍(特別是針對(duì)最小脈沖寬度的閾值)以實(shí)現(xiàn)來(lái)自LED設(shè)備的可預(yù)測(cè)和可接受的性能。此外，在低調(diào)光水平下，LED驅(qū)動(dòng)器的效率在85％-90％的范圍內(nèi)。

已知用于LED調(diào)光的各種控制方法來(lái)控制顏色移位和閃爍。在一般照明應(yīng)用(室內(nèi)和室外照明)中，效率和閃爍的問(wèn)題比顏色移位問(wèn)題更為重要。因此，在室內(nèi)和室外照明應(yīng)用中可以考慮模擬調(diào)光。此外，在使用DC電網(wǎng)(其是本地電網(wǎng))的應(yīng)用中，母線電壓變化(±2％)通常小于市電AC應(yīng)用(±15％)，因此針對(duì)基于LED的照明可以使用簡(jiǎn)單的、低成本、高可靠性的線性驅(qū)動(dòng)器，如圖1所示。

圖1所示的驅(qū)動(dòng)電路包括諸如母線電壓的DC輸入10、LED串12形式的負(fù)載、和線性LED驅(qū)動(dòng)器14。

線性LED驅(qū)動(dòng)器14提供根據(jù)負(fù)載而變化的電阻，導(dǎo)致恒定的輸出電壓。它用作調(diào)節(jié)設(shè)備，使其作用類似于可變電阻器，連續(xù)調(diào)整分壓器網(wǎng)絡(luò)以保持恒定的輸出電壓，并且將輸入電壓和調(diào)節(jié)電壓之差連續(xù)地耗散為廢熱。由于線性調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)電壓必須始終低于輸入電壓，因此效率受到限制，并且輸入電壓必須足夠高，以便始終允許有源設(shè)備降低某一電壓。

線性驅(qū)動(dòng)器可以被放置在源和調(diào)節(jié)負(fù)載之間(串聯(lián)調(diào)節(jié)器)，或者可以與負(fù)載并聯(lián)放置(分流調(diào)節(jié)器)。簡(jiǎn)單的線性調(diào)節(jié)器可以例如僅包含齊納二極管和串聯(lián)電阻器，而更復(fù)雜的調(diào)節(jié)器包括分離的電壓基準(zhǔn)級(jí)、誤差放大器和功率傳輸元件。發(fā)射極跟隨級(jí)可以用于形成簡(jiǎn)單的串聯(lián)電壓調(diào)節(jié)器。

圖2中示出了在各種DC母線電壓下的線性LED驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)示例的測(cè)量的效率輪廓。受驅(qū)動(dòng)的LED裝置例如包括兩個(gè)串聯(lián)LED的兩個(gè)并聯(lián)串的配置，給出20W的LED負(fù)載。

D軸代表調(diào)光水平，E軸代表效率。圖2示出了三個(gè)不同的輸入母線電壓：曲線20中的200V，曲線22中的210V和曲線24中的220V，并且圖2示出了作為調(diào)光水平的函數(shù)的效率。從圖2清楚的是，線性LED驅(qū)動(dòng)器的效率對(duì)輸入與輸出電壓差非常敏感。