[發明專利]用于驅動至少兩組固態照明元件的驅動器和方法

有效

• 申請號: 201780007657.2
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN108476571B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: J·德羅斯·艾倫
• 申請（專利權）人: 昕諾飛控股有限公司
• 主分類號: H05B45/20
• 分類號: H05B45/20;H05B45/10;H05B45/325
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱

提供了一種用于驅動至少兩組固態照明元件的驅動器。提供了一種開關電容器功率轉換器，并且開關裝置被選擇性地用于在功率轉換器的輸出處將第一組固態照明元件和第二組固態照明元件以串聯連接方式連接，或者在功率轉換器的輸出處連接第一組固態照明元件，而不連接第二組固態照明元件。開關電容器功率轉換器的第一占空比和開關裝置的第二占空比控制兩者都被控制。在這種驅動器設計中，開關電容器功率轉換器和開關裝置是使用占空比方法獨立控制的。開關電容器功率轉換器被用于提供電流控制，并且開關裝置被用于控制第二組照明元件是否被連接到輸出。

技術領域

本發明涉及用于驅動至少兩組固態照明元件的驅動器和驅動方法。

背景技術

將不同顏色的光源組合起來以使能可變的顏色輸出是眾所周知的。通過獨立控制三個原色光源，可以生成一系列輸出顏色。通常，每個光源都設置有分離的驅動器。例如WO2014/103666中所公開的這種單個驅動。

還存在照明系統，其中組合了兩種不同顏色的光源。雖然這不能使得輸出顏色的全色控制，但它確實使得能夠獲得各種照明效果。例如，通過組合白色和紅色LED串，色溫調光是可能的，通過色溫調光，色溫根據調光水平而變化。

為了降低成本，在具有這種色溫調光的系統(諸如基于發光二極管(LED)的照亮器)中使用單一功率轉換級將是可取的。

已經提出了使用組合了開關電容器轉換器(SCC)和切換電感式轉換器的混合轉換器的具有成本效益的功率轉換器。這些類型的轉換器提供有效的高開關頻率操作、降低的尺寸以及降低的復雜性。當前的模式控制使得它們特別適用于基于LED的照明應用。

例如，WO2015/040575公開了為驅動兩種不同的LED使用這種類型的混合開關電容器轉換器設計以便實現黑體調光，其中，色點根據調光水平而變化。在WO2015/040575中，兩個LED處于分離的并聯配置，并且轉換器傳遞兩個獨立的輸出電壓，每個輸出電壓與分離的輸出濾波器相關聯。因此，仍然有一些組件的副本。此外，還使用額外的可控電壓調節器來調整開關電容轉換器的電壓。

發明內容

當需要分立解決方案時，避免添加具有兩個分離驅動器的復雜性和成本是特別重要的，那么這可能還需要修改以提供附加智能以便使得期望的組合功能性能夠被實施。相反，期望將雙驅動器解決方案集成為單一集成電路的一部分，使得添加所期望附加功能性的電路開銷成本方面存在較小影響。將組件計數降低到單一有源封裝可減少印刷電路板的復雜性、占板面積和成本。

本發明的基本思想是在開關電容器功率轉換器的相同輸出處串聯連接兩個固態照明元件(諸如LED區段)，使得開關電容器功率轉換器可以為兩個照明元件供電。此外，額外的開關可以被耦合到兩個照明元件中的一個以用于附加的控制。以這樣方式，可以分別地控制兩個照明元件。

本發明由權利要求所限定。

根據本發明的一個方面的示例，提供了一種用于驅動至少兩組固態照明元件的驅動器，包括：

開關電容器功率轉換器，包括電容器組和開關陣列、輸出根據開關陣列被限定；

開關裝置，選擇性地用于：

在輸出處將第一組照明元件和第二組固態照明元件以串聯連接方式連接；或者

在輸出處連接第一組固態照明元件，而不連接第二組固態照明元件；以及

控制器，用于提供開關電容器功率轉換器的第一占空比控制和開關裝置的第二占空比控制。

在這種驅動器設計中，開關電容器功率轉換器和開關裝置是使用占空比方法獨立控制的。開關電容器功率轉換器被用于提供總體電流控制，并且開關裝置被用于通過控制第二組照明元件是否被連接到輸出來控制第二組的平均電流。本發明因此提供具有單一輸出的驅動器，例如使用單一輸出電感器來為兩個以上的固態照明元件供電。該驅動程序適用于單片集成。