通過磁存儲元件中的能量交替?zhèn)鬟f來給多個照明設(shè)備調(diào)光的制作方法
【專利摘要】一個單一磁存儲元件，用于向多個照明設(shè)備供電，其中所述照明設(shè)備可能是具有不同顏色的發(fā)光二極管（LED）串。一種開關(guān)電路用于控制多個照明設(shè)備能量的變換應(yīng)用，另一個開關(guān)電路可根據(jù)不同的能級向初級繞組充電以控制多個照明設(shè)備的強度。尤其是，在給照明設(shè)備調(diào)光時，可通過控制所述多個照明設(shè)備來進行所需顏色配置，且僅需單個磁存儲元件用于向照明設(shè)備供給能量。
【專利說明】通過磁存儲元件中的能量交替?zhèn)鬟f來給多個照明設(shè)備調(diào)光
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及可調(diào)光發(fā)光二級管燈中的照明設(shè)備電源，尤其是一種通過單相變壓器給多個照明設(shè)備調(diào)光的照明設(shè)備電源。
【背景技術(shù)】
[0002]照明控制和電源集成電路(IC)常用于電子系統(tǒng)和可更換消費類照明設(shè)備，例如發(fā)光二級管(LED)和緊湊型熒光燈(CFL)替換傳統(tǒng)的白熾燈泡。
[0003]尤其，通常在可調(diào)光更換燈泡中，不匹配傳統(tǒng)白熾燈泡的色相/強度分布以用作照明。所需不同顏色的單一 LED串用于改變燈光的色調(diào)，這增加了成本。另外，每個LED串通常需配有單獨的可控電源，從而增加了額外的成本，特別是需進行隔離時。
[0004]因此，宜提供一種配有多個LED串的低成本電源電路，而無需單獨電源。進一步地，宜提供一種配有多個LED串的隔離電源電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及一種向多個照明設(shè)備供電的電路，其中集成電路包括一個電路和電路操作方法。
[0006]所述電路使用一個單一磁存儲元件，該元件在充電時進行充電并在反激時放電。多個照明設(shè)備交替使用反激間隔能量傳遞，其中該照明設(shè)備可能是不同顏色的串聯(lián)LED串?？赏ㄟ^交替切換所述磁存儲元件至多個照明設(shè)備的開關(guān)電路進行交替能量轉(zhuǎn)移，或通過使用并聯(lián)連接的LED串總正向偏壓和所提供的開關(guān)設(shè)備可禁用帶有較低總正向偏壓的LED串來進行部分交替能量轉(zhuǎn)移，從而使另一個LED串導通。
[0007]該電路可能是一種隔離電路，利用變壓器作為磁存儲元件；二次側(cè)開關(guān)電路和控制變壓器充電的初級側(cè)開關(guān)同步可通過單一隔離控制路徑完成，并通過變壓器從初級到二次傳輸；例如，在非供電時利用調(diào)制電源信號或信息傳輸?；蛘?，由于LED串的總正向偏壓不同，初級側(cè)控制器可檢測到二次繞組電壓或反激間隔時間的變化，并利用檢測信息同步初級側(cè)開關(guān)。
[0008]本發(fā)明的上述和其他目標、特征和優(yōu)點，從以下，尤其是，如附圖中所示的本發(fā)明優(yōu)選實施例中顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于描述照明電路的方框圖。
[0010]圖2A-2D是根據(jù)本發(fā)明替代實施例的用于圖1照明電路的簡化示意圖。
[0011]圖3A是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的照明電路簡化示意圖。
[0012]圖3B是根據(jù)本發(fā)明替代實施例的初級側(cè)交流集成電路30B圖。
[0013]圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的照明電路簡化示意圖。
[0014]圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的照明電路簡化示意圖。[0015]圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的照明電路簡化示意圖。
[0016]圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的照明電路簡化示意圖。
[0017]圖8A-8E是根據(jù)本發(fā)明不同實施例的不同照明設(shè)備中的信號時序圖。
[0018]圖9A-9E是根據(jù)本發(fā)明其他實施例的照明設(shè)備中的信號時序圖。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明涉及照明設(shè)備供電和控制的電路和方法。在特定實施例中，發(fā)光二極管(LED)串包替換白熾燈；因LED串調(diào)光，提供給不同顏色串的相對能量會發(fā)生變動，這樣實現(xiàn)所需光譜和強度分布。本發(fā)明利用單個磁存儲設(shè)備，如變壓器或感應(yīng)器，向多個照明設(shè)備供電，并向該磁存儲設(shè)備補給能量以提供給相應(yīng)的照明設(shè)備，從而降低成本和電路電源的復雜性，其中控制照明設(shè)備的單個磁設(shè)備。
[0020]參見圖1，示出根據(jù)本發(fā)明實施例的照明電路5。變壓器Tl，提供一種磁存儲元件，其中能量交替供給第一照明設(shè)備LDl和第二照明設(shè)備LD2。變壓器Tl進一步隔離與整流線路電壓源+%相連的初級側(cè)電路和照明設(shè)備，其中該設(shè)備在所述實施例中為照明設(shè)備LDl中的串聯(lián)發(fā)光二極管(LED)DIA-DIZ串，在照明設(shè)備LD2中為LED D2A-D2Z。盡管示例性照明設(shè)備為圖中所示的LED，根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，照明設(shè)備LDl和LD2可以是另一種類型的照明設(shè)備。
[0021]集成電路(IC)IO配有初級側(cè)控制器14，該控制器操作開關(guān)晶體管NI，如外部IClO所示，但是該集成電路也可包含在ICio中。初級側(cè)控制器14可能是脈沖寬度的調(diào)制器，或其他合適的控制器，該控制器可根據(jù)調(diào)光值DM通過激活開關(guān)晶體管NI控制施加到變壓器Tl初級繞組上的能量，該調(diào)光值可通過集成電路10內(nèi)部或外部源提供，并通過調(diào)光檢測電路12任意確定，該檢測電路可檢測調(diào)光器的調(diào)光水平，該調(diào)光器控制來自電源電壓+Vs的線電壓。如圖1中所示的照明電路5還包括一個二級側(cè)開關(guān)電路20，當初級側(cè)控制器14啟動開關(guān)晶體管NI時，該電路在充電間隔期間可控制能量的交替應(yīng)用，該能量存儲在變壓器Tl中。在相應(yīng)的反激間隔期間，二級側(cè)開關(guān)電路交替選擇照明設(shè)備LDl和LD2之間的輸出電流或電壓。
[0022]在對應(yīng)于照明設(shè)備LDl和LD2的不同充電過程中，通過控制存儲在變壓器Tl中的能量級，可根據(jù)調(diào)光值DIM控制照明設(shè)備LDl和LD2提供的照明強度級。通過使用不同顏色的照明設(shè)備LDl和LD2，可獲得匹配白熾燈的調(diào)光分布。為在適當周期內(nèi)提供適當?shù)哪芰考?，須維持初級側(cè)控制器14和二次側(cè)開關(guān)電路20之間的同步過程。如下述根據(jù)本發(fā)明的各種實施例，主同步源可能是初級側(cè)控制器14或二次側(cè)開關(guān)電路20，同步信息可通過變壓器Tl或另一種隔離或非隔離連接發(fā)送/接收。根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，集成電路10中的電壓傳感電路16可檢測變壓器Tl次級繞組的條件，該條件指示二次側(cè)開關(guān)電路的周期狀態(tài)，消除了提供外部組件用于同步的需要。
[0023]參見圖2A，示出用于執(zhí)行如圖1所示的照明電路5的部分照明電路.在所示實施例中，二次側(cè)開關(guān)電路20A，包括一個阻塞二極管D5，該二極管可防止任一電容器Cl和C2放電，其中所述電容器與相應(yīng)的照明設(shè)備LDl和LD2進行并聯(lián)連接。開關(guān)SI根據(jù)控制電路22提供的控制信號從變壓器Tl次級繞組中交替選擇照明設(shè)備LDl和LD2上的電流或電壓應(yīng)用。控制電路22從隔離耦合設(shè)備中接收同步信號SYNC，如光耦合器21或另一種電路，如信號變壓器。[0024]參見圖8A，所示為圖2A中所示電路中的示例性信號。在h和h之間的第一充電間隔中，在變壓器Tl中存儲能量，該變壓器在初級繞組電流IL在T1時達到頂峰時確定。根據(jù)門驅(qū)動信號drive通過激活開關(guān)晶體管NI來增加初級繞組電流Ipki值。在h和t2之間的第一反激間隔中，由于同步信號sync激活，開關(guān)SI將變壓器Tl次級繞組中的反激二次電流Isec施加到電容器Cl上，以為照明設(shè)備LDl供電。在t3和t4之間的第二充電間隔中，在變壓器Tl中存儲能量，該變壓器在初級繞組電流L在t4時達到頂峰時確定。在t4和t5之間的第二反激間隔中，由于同步信號sync未激活，開關(guān)SI將變壓器Tl次級繞組中的反激電流Ise。施加到電容器C2上，以為照明設(shè)備LD2供電。重復如圖8A中所示的波形，向電容器Cl和C2連續(xù)交替充電，以向照明設(shè)備LDl和LD2提供能量。通過控制h和t4時的初級繞組電流Ipki值，分別控制照明設(shè)備LDl和LD2的強度。因此，通過控制h和t2之間的時間段，控制照明設(shè)備LDl的強度；通過控制&和t4之間的時間段，控制照明設(shè)備LD2的強度。如圖8A中所示的同步信號sync僅用作說明，該信號可在任何時候出現(xiàn)，除了 h和t2之間、t3和t4之間的時間段，這樣開關(guān)SI位置在反激間隔中不會發(fā)生變化。[0025]雖然圖8A所示為照明電路5在非連續(xù)導通模式(DCM)下的操作情況，此時通過變壓器Tl初級繞組的電流總是返回至零狀態(tài)，照明電路5也可在連續(xù)導通模式(CCM)下操作。圖SB所示為CCM操作情況，此時剩余能量存儲在磁存儲元件中，該元件從未完全放電，因此如圖8A所示的時間t2和t3一致。[0026]參見圖2B，所示為圖2A中的電路變化，該變化可能全部或部分施加到圖1中的電路中。如圖2B中所示的電路，所示為本發(fā)明技術(shù)用于正向變換器拓撲結(jié)構(gòu)中，其中該結(jié)構(gòu)具有抽頭次級繞組。由于如圖2B中所示的電路操作和結(jié)構(gòu)類似于圖2A中所示的電路，以下僅描述兩種電路之間的差別。如圖2B中所示的電路，同步信息通過同步調(diào)制器26中的變壓器TlA提供，該調(diào)制器與變壓器TlA初級繞組相連。通過控制初級側(cè)開關(guān)晶體管N1A、NIB、P1A、PlB可交替調(diào)制同步信息，該晶體管形成一個全橋電路，該電路由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制電路27控制。變壓器TlA次級繞組上的調(diào)制同步信息通過同步檢測電路24檢測出，該電路從調(diào)制同步信息中構(gòu)建同步信號SYNC。二次側(cè)控制電路22接收SYNC信號并控制相應(yīng)的開關(guān)SI。圖2B還示出利用全橋整流器使用分裂次級變壓器T1A，該整流器由二極管D10-D13形成，以分別通過濾波電感器LlO和Lll分別給電容器Cl和C2充電。調(diào)制同步信息示例性波形如圖8C所示。示例性初級繞組電壓波形Vu在t6時還包括調(diào)制高頻脈沖，該脈沖可通過同步調(diào)制器26疊加在變壓器TlA初級繞組上，并由同步檢測電路24檢測。檢測出脈沖后，同步信號sync在t8時無效。或者，示例性初級繞組電壓波形VLB在七7時還包括窄脈沖，該脈沖可通過同步調(diào)制器26或開關(guān)晶體管NI疊加在變壓器TlA初級繞組上，并由同步檢測電路24檢測。檢測出窄脈沖后，同步信號sync在t8時無效。[0027]參見圖2C，所示為圖2A和2B中的電路變化，該變化可能全部或部分施加到圖1中的電路5及此處列出的其他電路中。由于如圖2C中所示的電路操作和結(jié)構(gòu)類似于圖2A和2B中所示的電路，以下僅描述兩種電路之間的差別。如圖2C中所示的電路，開關(guān)SI在LED串返回路徑中通過晶體管N2和N3實施，該LED串由LED DlA-DlN和D2A-D2M形成，從而通過減少開關(guān)電路所需的操作電壓簡化控制電路22的控制要求。還示出了可選第三LED串，該串具有存儲電容器C3，由LED D3A-D3L形成并由晶體管N4控制，這表明本發(fā)明的交替動作并不限于兩種照明設(shè)備供能之間的交替，而可提供大量的照明設(shè)備。二極管D16-D18隔離LED串并防止通過變壓器Tl的電流回流。
[0028]參見圖8D，所示為三個照明設(shè)備之間的交替供能。在t1(l和tn之間的充電間隔中及tn和t12之間的反激間隔中，能量傳輸?shù)紺l以向LED串供能，該串由LED DlA-DlN形成。類似地，在t13和t14之間的充電間隔中及t14和t15之間的反激間隔中，能量傳輸?shù)紺2以向LED串供能，該串由LED D2A-D2M形成。最后，在t15和t16之間的充電間隔中及t17和t18之間的反激間隔中，能量傳輸?shù)紺l以向LED串供能，該串由LED D3A-D3L形成。如圖8D中所示的信號sync僅用于指示轉(zhuǎn)動過程中的第一(或可選最后)電力傳輸周期，如成對充電和反激間隔。盡管所示波形提供了一個充電間隔與一個反激間隔之間的關(guān)系，結(jié)合充電間隔在本發(fā)明范圍之內(nèi)，這樣在多個照明設(shè)備中分割反激電流，從而反激間隔交替，而充電間隔相結(jié)合。在此方案中，使同步信號sync有效可指示反激間隔開始，斷開可指示二級側(cè)開關(guān)電路所需的狀態(tài)更改。
[0029]—種方案也在本發(fā)明交替操作范圍之內(nèi)，其中對應(yīng)于一個照明設(shè)備的多個充電和反激間隔也包含在對應(yīng)于另一個照明設(shè)備的另一個間隔內(nèi)。參見圖SE，在t2(l時開始的電力傳輸周期及在t21時開始的另一種周期施加到相同的照明設(shè)備上，如圖1所示的照明設(shè)備LDl ;在t22時開始的第三電力傳輸周期施加到第二照明設(shè)備上，如圖1所示的照明設(shè)備LD2。該方案特別適合一些LED顏色搭配，其中LED特定顏色需具有較多的電流以產(chǎn)生適當水平的強度。
[0030]參見圖2D，示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的照明電路。由于如圖2D中所示的電路操作和結(jié)構(gòu)類似于圖2A-2C中所示的電路，以下僅描述兩種電路之間的差別。圖2D為用于交替激活兩種或多種LED串充電的簡化電路和技術(shù)。與其為LED串配置晶體管或其他開關(guān)，不如使LED串具有不同的總正向偏壓。事實上，由于不同顏色的LED通常具有不同的正向電壓，LED串的正向總電壓一般會有所不同。進一步地，不同強度要求不同顏色和或由于不同顏色LED輸出端之間的差異，LED —般會決定不同串的不同LED數(shù)量。LED串的正向總電壓差可加以利用。由于LED串并聯(lián)連接，僅接通具有最低正向總電壓的LED串電源，而由于具有最低正向總電壓的LED串的夾緊動作，具有較高正向總電壓的LED串不會導電。通過增加晶體管N2到LED D2A-D2M形成的LED串，該LED具有最低的正向總電壓Vf2，該LED串可能會被禁用，導致LED D1A-D2N形成的LED串接通電源。通過在每個反激間隔期間啟動晶體管N2，在兩個LED串之間實現(xiàn)交替。圖9A為波形's，該波形表示穿過變壓器Tl次級繞組的電壓。由于正向總電壓Vfi值較高，在t3(l時穿過次級繞組的電壓相對于在t31時的電壓具有較高的幅值。晶體管N2由門信號gate操作，該門在t31時激活，導致通過變壓器Tl次級繞組的電壓較低。圖2D中所示的技術(shù)通過為LED串，而不是具有最高正向總電壓的LED串配置控制晶體管可用于照明電路，該照明電路具有兩個以上的LED串。
[0031]參見圖3A，示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的照明電路。IC30A包括一個初級側(cè)控制器34A，該控制器通過穿過整流線路電源+Vs的變壓器TlB初級繞組操作開關(guān)晶體管N30的開關(guān)電流。初級側(cè)控制器34A包括一個脈沖寬度調(diào)制器(PWM) 39，用于根據(jù)存儲在鎖存器LI和L2中的調(diào)光值控制開關(guān)晶體管N30的導通時間。根據(jù)所選信號sel狀態(tài)，在調(diào)光值中間選擇多路器35，該調(diào)光值存儲在鎖存器LI和L2中。[0032]變壓器TlB包括一個輔助繞組aux，該繞組提供一個反饋信號，該信號指示由于之前導通的二極管D16或D17變成反向偏壓時，變壓器TlB的二次電流Isrc停止流動。當穿過輔助繞組aux的電壓值基本等于零時，遲滯比較器Kl產(chǎn)生一個零指示信號zero?？刂七壿?1配有零指示信號zero，該邏輯使用信號zero提供的信息控制PWM39操作，尤其控制選擇信號sel的狀態(tài)，該信號根據(jù)在給定周期內(nèi)為何種照明設(shè)備供電進行交替。選擇信號sel提供信息用于同步初級側(cè)電路和二級側(cè)電路，該電路與變壓器TlB相連，同時保持隔離，而無需傳輸額外信息或附加隔離器，如光耦合器。選擇信號sel根據(jù)分頻時鐘信號Φ產(chǎn)生，該時鐘信號由控制邏輯31產(chǎn)生。在控制信號st的控制下，選擇性地反轉(zhuǎn)分頻時鐘信號Φ以通過邏輯“異或”門33產(chǎn)生選擇信號sel，該控制信號從控制邏輯31中的接通電路確定，如下進一步詳述?？刂菩盘杝t指示分頻時鐘信號Φ與觸發(fā)器32輸出相位之間的相位關(guān)系，該觸發(fā)器交替啟動電路中的晶體管N2，該晶體管與變壓器TlB次級繞組相連。
[0033]圖3A中所示的二級側(cè)電路類似于以上圖2D中所示的電路，除了每次穿過變壓器TlB次級繞組的電壓上升高于閾值時，觸發(fā)器32會更改狀態(tài)，如在反激間隔開始時。電阻器R2連接觸發(fā)器32的時鐘輸入端至變壓器TlB的次級繞組，二極管D20可防止觸發(fā)器32的時鐘輸入端被拉到負電壓，該電壓可在反激間隔結(jié)束后損壞觸發(fā)器32。觸發(fā)器32的反相輸出端與觸發(fā)器32的輸入端相連，這樣在每個周期，觸發(fā)器32的輸出端可進行狀態(tài)交替。因此，每隔一個周期啟動晶體管N2，這樣二極管DlA-DlN和D2A-D2M形成的LED串，及其對應(yīng)的存儲電容器Cl和C2可交替充電，如上述圖2D所示。然而，觸發(fā)器32的初始狀態(tài)最初時可能不與分頻時鐘信號Φ狀態(tài)同步。
[0034]再次回到IC30A的內(nèi)部細節(jié)，有關(guān)觸發(fā)器32狀態(tài)的信息可從輔助繞組aux中獲取，該觸發(fā)器可確定二次側(cè)電路中的何種二極管D16或D17在給定反激過程中導電。由于通過次級繞組的電壓在接通二極管DlA-DlN和D2A-D2M形成的LED串時不同，相應(yīng)反激間隔結(jié)束時間在交替周期內(nèi)會有所不同。圖9B中所示的波形用于指示圖3A中的電路信號。由于電壓Vaux此時下降到零，零指示信號zero在變壓器TlB 二次電流Isec下降到零之后的t42時更改狀態(tài)以觸發(fā)遲 滯比較器K1。零指示信號zero在反激間隔開始時和再次二次電流Ise。之后的t42時更改狀態(tài)，這樣零指示信號zero的脈沖寬度基本等于反激間隔時間?？刂七壿?1還接收門信號gate，從而所得信息用于指示充電間隔(ta、tC2)和反激間隔(tF1、tF2)的時間。充電和反激間隔時間與輸出電壓相關(guān)，如下所示:
v0UT1=n*vs*tc1/tf1 和 v_=n*vs*tC2/tF2,
其中Vron和Vtok是指反激間隔Tfi和Tf2過程中的二次電壓，N指示次級繞組匝數(shù)與初級繞組匝數(shù)之比。假設(shè)電源電壓Vs和匝數(shù)比N恒定，可計算VOTT1/VTOT2之比=(Ta*TF2) /(TF1*TC2);如大于1，則表明第一反激間隔正在給二極管DlA-DlN形成的LED串充電；如小于1，則表明第一反激間隔正在給二極管形成的LED串充電，允許控制電路31確定觸發(fā)器32正確的同步狀態(tài)，而未直接提供反饋信號。如計算數(shù)值不是預期值，控制邏輯31更改控制信號st的狀態(tài)以反相選擇信號sel和正確同步選擇器35的操作，需要時,如t42時所不。
[0035]參見圖3B，初級側(cè)IC30B的替代實施例可用于替代集成電路30A，如圖3A所示。IC30B包括一個初級側(cè)控制器34B，該控制器通過穿過整流線路電源+Vs的變壓器TlB初級繞組操作開關(guān)晶體管N30的開關(guān)電流。初級側(cè)控制器34B還包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)，該轉(zhuǎn)換器與變壓器TlB的輔助繞組信號aux相連，除了執(zhí)行其他反饋功能，在反激間隔過程中指示通過次級繞組的電壓，如上所述，指示觸發(fā)器32的狀態(tài)。在替代實施例中，ADC38或另一個電壓傳感電路，如比較器電路，可能與變壓器TlB的初級繞組相連，以在反激間隔過程中指示通過變壓器TlB的次級繞組電壓。IC30B的其他操作和結(jié)構(gòu)類似于圖3A中所示的IC30A操作和結(jié)構(gòu)。因此，以下所示僅為其操作和結(jié)構(gòu)的其他差別。
[0036]邏輯“異或”門33由控制信號det控制，該信號接收自PWM控制器39并通過比較ADC38采集的電壓源自交替反激過程中的控制信號det的正確狀態(tài)。由于通過變壓器TlB次級繞組的電壓在接通二極管DlA-DlN和D2A-D2M形成的LED串時不同，ADC38在反激間隔開關(guān)S30中采集的電壓在交替周期內(nèi)會有所不同。圖9C中所示的波形用于指示圖3B中的電路信號，所示信號vaux波形是通過變壓器TlB的次級繞組電壓。所示波形描述了觸發(fā)器32初始不同步的狀態(tài)條件?？刂菩盘杝t更改兩個所述反激間隔之間的狀態(tài)，除非隨后損失同步過程，否則該信號不會再次更改狀態(tài)。
[0037]參見圖4，示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的照明電路。圖4中所示的電路類似于圖2D和3A中所示的電路，除了圖4中的電路同步在反激間隔開始時由二級側(cè)電路通過激活控制電路22開關(guān)S40提供，以指示控制電路22中的電路狀態(tài)(如觸發(fā)器的連接方式，按照圖3A中所示的觸發(fā)器32的連接方式)，其中該控制電路控制晶體管N2門的狀態(tài)以在LEDDlA-DlN和LED D2A-D2M形成的LED串之間交替充電。窗口比較器46指示通過變壓器Tl的初級繞組電壓，該電壓在關(guān)閉開關(guān)S40時為零。通過檢測關(guān)閉開關(guān)S40時的脈沖，可得到同步信號SYNC，用于同步初級側(cè)控制器44。圖4中的電路波形如圖9D所示，該圖所示為在t60時激活信號以激活開關(guān)S40，在t61時隨后去活開關(guān)S40，從而造成波形電壓\從t6Q至t61時為零，該檢測電壓用于生成同步信號sync。
[0038]參見圖5，示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的照明電路。圖5中所示的電路類似于以上所述電路，除了反激式轉(zhuǎn)換器拓撲結(jié)構(gòu)使用變壓器；圖5中所示的電路使用具有感應(yīng)器LI的可升降轉(zhuǎn)換器拓撲結(jié)構(gòu)，該感應(yīng)器可用作磁存儲元件。在充電階段，激活開關(guān)晶體管MO以通過控制電路42A在感應(yīng)器LI中存儲電流，該控制電路通過輸入電源電壓+Vs操作。感應(yīng)器LI充電到適當量后，控制電路42A去活晶體管MO，以使升壓反激式轉(zhuǎn)換器通過二極管D16或D17導電，這取決于晶體管N2是否通過另一個控制電路42B激活，該控制電路以上述圖2D所示電路中的方式控制晶體管N2門，但通過電容器C2的升壓電源電壓操作?？赏ㄟ^以上披露的任何技術(shù)同步控制電路42A和42B，或，由于輸入和輸出電路之間無變壓器隔離，可以非隔離的方式連接控制電路42A和42B，如通過耦合電容器。
[0039]參見圖6，示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的照明電路。圖6中所示的照明電路類似于以上圖34中所示的照明電路，因此以下僅描述兩種電路之間的差別。如圖6中所示的照明電路，二極管D26與二極管DlA-DlN和D2A-D2M形成的LED串的常見回流連接進行串聯(lián)，以省去為每個LED串配置單獨二極管的需要，如圖3A中所示的二極管D16和D17。在所描述的實施例中，二極管DIA-DIN和D2A-D2M形成的LED串也是串聯(lián)。集成電路30A提供第一開關(guān)周期時間，當觸發(fā)器32的輸出端/Q處在邏輯低狀態(tài)且晶體管N2關(guān)閉時，該電路在第一開關(guān)間隔內(nèi)提供穿過串聯(lián)LED組的第一電壓。隨后操作集成電路30A以提供第二開關(guān)周期時間，當觸發(fā)器32的輸出端/Q處在邏輯高狀態(tài)且晶體管N2打開時，該電路在第二開關(guān)間隔內(nèi)提供二極管DlA-DlN形成的LED串的第二電壓。
[0040]進一步地，觸發(fā)器32從電壓供電，該電壓在第一開關(guān)周期結(jié)束時通過電容器Cl和C2的串聯(lián)組合保持，當反激間隔結(jié)束和二極管D26停止導通時，變壓器TlB次級繞組上的電壓下降到零，從而提供通過R2 二極管D24和齊納二極管Zl串聯(lián)組合的電壓。齊納二極管Dl限制電容器C4上產(chǎn)生的電源電壓VPS，該電容器為觸發(fā)器32供電，并提供齊納二極管Zl的齊納電壓根據(jù)電阻器R2的電阻和觸發(fā)器32中內(nèi)部保護二極管的電流處理能力，可能不需要二極管D24。電阻器R4和電容器C5稍微延遲，造成觸發(fā)器32在初級側(cè)開關(guān)周期開始后輕微撥動，因此同樣不需要此觸發(fā)器，此時觸發(fā)器32的/Q輸出端直接連接到觸發(fā)器32的D輸入端。圖9E中所示的波形用于指示圖6中所示的電路信號。比較圖3A中所示的電路，如圖6中所示的電路，觸發(fā)器32的輸出狀態(tài)在每個周期開始更改，而不是結(jié)束時更改。由于激活初級側(cè)開關(guān)，電壓Vpa上升，觸發(fā)器32撥動。同樣，通過重新給電容器C2充電至齊納電壓νΖε.，可消除電源電壓Vps下降。通過在t4(l和t43后切換觸發(fā)器32，可避免由于次級繞組在t44和t45時的漏感響聲。
[0041]參見圖7，示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的照明電路。圖7中所示的照明電路類似于上述圖6中的照明電路。因此，以下僅描述兩種電路之間的差別。如圖7中所示的照明電路，二極管DlA-DlN和D2A-D2M形成的LED串進行并聯(lián)連接；如圖3A中所示的電路，晶體管N2控制二極管D2A-D2M形成的LED串是否在給定周期內(nèi)激活。如圖3A中所示的電路，二極管D2A-D2M形成的LED串具有較低的總正向偏壓；這樣，當二極管N2接通電源時，變壓器TlB提供的所有電流通過二極管D2A-D2M形成的LED串。
[0042]雖然本發(fā)明參考優(yōu)選實施例特別示出和描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員意識到在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下上述和其他變化僅為形式變化，且細節(jié)可能會變動。
【權(quán)利要求】
1.一種給兩個以上照明設(shè)備供電的電路，所述電路包括: 第一輸出端，用于向所述照明設(shè)備中的第一設(shè)備提供第一輸出電流或電壓； 第二輸出端，用于向所述照明設(shè)備中的第二設(shè)備提供第二輸出電流或電壓； 第一開關(guān)電路，與輸入電源稱合； 磁存儲元件，與所述第一開關(guān)電路耦合，具有至少一個繞組，其中所述第一開關(guān)電路在充電間隔期間從所述輸入電源給所述磁存儲元件充電；及 第二開關(guān)電路，與所述磁存儲元件耦合，用于在充電間隔期間后交替的反激間隔期間向所述第一輸出端提供所述第一輸出電流或電壓，以及向所述第二輸出端提供所述第二輸出電流或電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述第二開關(guān)電路更改選擇狀態(tài)，響應(yīng)第一開關(guān)電路開始充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其中所述第一開關(guān)電路包括觸發(fā)器，所述觸發(fā)器具有一個時鐘輸入端，所述時鐘輸入端通過一個電阻器與所述磁存儲元件的第二繞組的第一端耦合，其中所述觸發(fā)器的電源返回端通過二極管與所述磁存儲元件的所述第二繞組的第一端相連，其中所述第二繞組的第二端與所述第一輸出端相連，這樣當穿過第二繞組的電壓的極性為第一輸出電流或 電壓正在向照明設(shè)備中的第一個供電時，所述二極管為正向偏壓，而當所述第一開關(guān)電路向所述磁存儲元件充電時，所述二極管為反向偏壓，使所述觸發(fā)器的所述時鐘輸入端電壓撥動觸發(fā)器，以更改選擇狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述磁存儲元件是帶有與所述第一開關(guān)電路耦合的初級繞組和與所述第二開關(guān)電路耦合的次級繞組的的變壓器，其中所述第一開關(guān)電路在充電間隔為所述初級繞組充電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，還包括用于控制所述第一開關(guān)電路的第一控制電路，其中所述第一控制電路控制所述第一開關(guān)電路來控制所述磁存儲元件的充電到不同的能量存儲級，在對應(yīng)于交替反激間隔的交替充電間隔期間，由此不同能量轉(zhuǎn)移到各個照明設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路，還包括用于控制所述第二開關(guān)電路的第二控制電路，其中所述第二開關(guān)電路具有與第一開關(guān)電路的輸出端耦合的輸出端，以同步交替充電間隔和交替反激間隔。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路，其中所述第一控制電路接收到對應(yīng)于不同第一照明設(shè)備和第二照明設(shè)備的不同強度級的多個調(diào)光值，其中所述第一控制電路根據(jù)相應(yīng)的所述多個調(diào)光值設(shè)置所述不同的能量存儲級。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，還包括至少一個額外輸出端向至少一個額外相應(yīng)的照明設(shè)備之一提供至少一個額外的輸出電流或電壓；其中所述第二開關(guān)電路在所述交替反激間隔交替地將所述磁存儲原件耦合至所述第一輸出端、第二輸出端和至少一個額外輸出端。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述兩個以上照明設(shè)備是兩個以上的發(fā)光二極管電路，每個電路具有一個或多個串聯(lián)發(fā)光二極管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電路，其中所述兩個以上發(fā)光二極管電路的相應(yīng)總正向偏壓具有不同數(shù)值，且其中所述第二開關(guān)電路包括將第一端耦合到第二端的開關(guān)設(shè)備，其中所述磁存儲元件與第一端子靜態(tài)耦合，其中所述第一照明元件的總正向偏壓值比第二照明元件的總正向偏壓值高，由此，當所述開關(guān)設(shè)備斷開連接時，所述第一輸出電流通過第一照明元件傳導，但是當啟動所述開關(guān)設(shè)備時，所述第二輸出電流通過第二照明元件傳導。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路，其中所述磁存儲元件是變壓器，其中所述兩個以上發(fā)光二極管電路與所述變壓器的次級繞組耦合；還包括用于控制所述第一開關(guān)電路的第一控制電路，其中所述第一控制電路在對應(yīng)于交替反激間隔的交替充電間隔期間控制所述第一開關(guān)電路來控制所述變壓器的初級繞組充電到不同的伏秒產(chǎn)品值，由此第一輸出電流不同于所述第二輸出電流；且其中所述第一控制電路包括電壓傳感電路，該電路用于在交替反激間隔中感應(yīng)所述變壓器的所述初級繞組的不同反射電壓，確定所述交替反激間隔是否緊隨正確的相應(yīng)充電間隔，并根據(jù)確定的結(jié)果改變充電間隔順序。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電路，其中所述磁存儲元件是一種變壓器，其中所述兩個以上發(fā)光二極管電路與所述變壓器的次級繞組耦合；兩個以上發(fā)光二極管電路的相應(yīng)總正向偏壓具有不同數(shù)值，其中所述第一照明元件的總正向偏壓值比第二照明元件的正向偏壓值高；還包括用于控制所述第一開關(guān)電路的第一控制電路，其中所述第一控制電路在對應(yīng)于交替反激間隔的交替充電間隔期間控制所述第一開關(guān)電路來控制所述變壓器的初級繞組充電到不同的伏秒產(chǎn)品值，由此所述第一輸出電流不同于所述第二輸出電流；其中所述第一控制電路包括電壓傳感電路用于在交替反激間隔中感應(yīng)通過所述變壓器的所述初級繞組的不同反射電壓，確定交替反激間隔是否緊隨正確的相應(yīng)充電間隔，并根據(jù)確定結(jié)果改變充電間隔的順序。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電路，其中所述磁存儲元件是變壓器，所述兩個以上發(fā)光二極管電路與所述變壓器的次級繞組耦合；其中所述兩個以上發(fā)光二極管電路的相應(yīng)總正向偏壓具有不同數(shù)值，其中所述第一照明元件的總正向偏壓值比第二照明元件的總正向偏壓值高；還包括用于控制所述第一開關(guān)電路的第一控制電路，在對應(yīng)于交替反激間隔的交替充電間隔期間控制所述第一開關(guān)電路來控制所述變壓器的初級繞組充電到不同的伏秒產(chǎn)品值，由此所述第一輸出電流不同于第二輸出電流；其中所述第一控制電路包括電路用于感應(yīng)所述交替反激間隔的不同持續(xù)時間，確定所述交替反激間隔是否緊隨正確的相應(yīng)充電間隔，并根據(jù)確定結(jié)果 改變充電間隔順序。
14.一種集成電路,包括: 輸出端，用于向磁存儲元件提供充電電流，以向兩個以上與所述磁存儲元件耦合的照明設(shè)備提供能源 '及 第一開關(guān)電路具有與輸入電源I禹合的輸入和與輸出端I禹合的輸出，以在充電間隔給所述磁存儲原件充電，其中在充電間隔后的相應(yīng)非重疊和交替反激間隔期間向所述兩個以上照明設(shè)備提供能源，由此在相應(yīng)的照明設(shè)備間向兩個以上照明設(shè)備的交替應(yīng)用能量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的集成電路，還包括用于控制所述第一開關(guān)電路的第一控制電路，其中第一控制電路在對應(yīng)于交替反激間隔的交替充電間隔期間控制所述第一開關(guān)電路來控制所述變壓器的初級繞組充電到不同的能量存儲級，由此在充電間隔后的反激間隔期間向所述兩個以上照明設(shè)備提供不同能量。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的集成電路，其中所述磁存儲元件是變壓器，且其中所述輸出端向所述變壓器的初級繞組提供所述充電電流，且其中所述兩個或多個照明設(shè)備與所述變壓器的次級繞組耦合。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的集成電路，其中所述兩個以上照明設(shè)備是兩個以上發(fā)光二極管電路，每個發(fā)光二極管電路具有一個以上串聯(lián)發(fā)光二極管；其中所述兩個或多個發(fā)光二極管電路的總正向偏壓具有不同的總正向偏壓值，其中所述第一照明元件的總正向偏壓值比第二照明元件的總正向偏壓值高；還包括用于控制所述第一開關(guān)電路的第一控制電路，其中所述第一控制電路在對應(yīng)于交替反激間隔的交替充電間隔期間控制所述第一開關(guān)電路來控制所述變壓器的初級繞組充電到不同的能量存儲級，由此所述第一輸出電流或電壓不同于所述第二輸出電流或電壓；且其中所述第一控制電路包括電壓傳感電路用于在交替反激間隔期間感應(yīng)通過所述變壓器初級繞組的不同反射電壓，確定交替反激間隔是否緊隨正確的相應(yīng)充電間隔，并根據(jù)確定結(jié)果改變充電間隔順序。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的集成電路，其中所述兩個或多個照明設(shè)備是兩個以上發(fā)光二極管電路，每個所述發(fā)光二極管電路具有一個以上串聯(lián)的發(fā)光二極管；所述兩個以上的發(fā)光二極管電路的總正向偏壓具有不同的總正向偏壓值，其中第一照明元件的總正向偏壓值比第二照明元件的總正向偏壓值高；還包括用于控制所述第一開關(guān)電路的第一控制電路，其中所述第一控制電路在對應(yīng)于交替反激間隔的交替充電間隔期間控制所述第一開關(guān)電路來控制所述變壓器的初級繞組充電到不同的能量存儲級，由此所述第一輸出電流或電壓不同于所述第二輸出電流或電壓；其中所述第一控制電路包括電路用于感應(yīng)所述交替反激間隔的不同持續(xù)時間，確定所述交替反激間隔是否緊隨正確的相應(yīng)充電間隔，并根據(jù)確定結(jié)果改變所述充電間隔的順序。
19.一種電路,包括: 第一輸出端，用于向具有第一種顏色的第一發(fā)光二極管串提供第一輸出電流； 第二輸出端，用于向具有第二種顏色的第二發(fā)光二極管串提供第二輸出電流；以及 具有磁存儲元件的電源開關(guān)電路，能`量從所述磁存儲元件交替地在第一期間供給第一輸出端，在第二期間供給與所述第一輸出端基本不重疊的第二輸出端，由此，由此不同電流或電壓可施加在所述第一輸出端和所述第二輸出端上，以控制所述第一發(fā)光二極管串和所述第二發(fā)光二極管串提供的相對照明強度。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電路，還包括調(diào)光控制電路，該調(diào)光控制電路在所述第一期間之前的第三期間和在所述第二期間之前的第四期間控制所述磁存儲元件的充電，由此根據(jù)提供給所述調(diào)光控制電路的調(diào)光控制輸入控制在所述第一期間供給所述第一段的能量和在所述第二期間供給所述第二端的能量。
21.—種向多個照明設(shè)備供電的方法,包括: 在充電間隔向磁存儲元件進行第一控制充電； 在所述充電間隔后的交替反激間隔期間，對所述磁存儲元件進行第二控制放電，以在所述多個照明設(shè)備之間交替應(yīng)用存儲在所述磁存儲元件中的能量； 在第一個反激間隔期間，向第一個所述照明設(shè)備第一提供第一輸出電流或電壓；以及 在第二反激間隔期間，向第二個所述照明設(shè)備第二提供第二輸出電流或電壓。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括在與交替反激間隔對應(yīng)的交替充電間隔期間控制所述第一開關(guān)電路來控制所述磁存儲元件放電到不同的能量級，由此將不同的能量轉(zhuǎn)移到所述各個照明設(shè)備。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，還包括將所述第一控制和第二控制同步。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述同步，響應(yīng)于所述第一控制的充電開始，更改所述第二控制過程的狀態(tài)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，還包括對應(yīng)于所述第一個照明設(shè)備和所述第二個照明設(shè)備的不同強度接收多個調(diào)光值，且其中所述第一控制根據(jù)相應(yīng)的所述多個調(diào)光值設(shè)置不同的能量存儲級。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，向至少一個額外的相應(yīng)照明設(shè)備提供至少一個額外的輸出電流或電壓，且其中所述第二控制在交替反激間隔期間交替地將能量從所述磁存儲元件供給所述第一輸出電流或電壓，所述第二輸出電流或電壓，以及所述至少一個額外的電流或電壓。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述兩個以上照明設(shè)備是兩個以上發(fā)光二極管電路，每個發(fā)光二極管電路具有一個或多個串聯(lián)發(fā)光二極管；且其中所述第一提供和第二提供向?qū)?yīng)的所述發(fā)光二極管電路提供所述第一輸出電流或電壓和所述第二輸出電流或電壓。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述兩個以上發(fā)光二極管電路的相應(yīng)總正向偏壓具有不同的值，且其中所述第二控制包括控制將所述第一照明設(shè)備耦合到所述第二照明設(shè)備的開關(guān)設(shè)備，其中所述變壓器的所述次級繞組與所述第一照明設(shè)備靜態(tài)相連，其中所述第一照明設(shè)備的總 正向偏壓值比第二照明設(shè)備的總正向偏壓值高；由此，當所述開關(guān)設(shè)備斷開時，所述第一輸出電流通過所述第一照明設(shè)備傳導，但是當所述開關(guān)設(shè)備啟動時，所述第二輸出電流通過所述第二照明設(shè)備傳導。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述磁存儲元件是具有初級繞組和次級繞組的變壓器，其中所述第一控制在對應(yīng)于所述交替反激間隔的交替充電間隔期間控制所述變壓器的所述初級繞組的充電到不同的伏秒產(chǎn)品值，由此所述第一輸出電流不同于所述第二輸出電流；且其中所述方法還包括: 在交替反激間隔期間感應(yīng)通過所述變壓器的所述初級繞組的不同反射電壓；和 確定所述交替反激間隔是否緊隨正確的相應(yīng)充電間隔，并根據(jù)確定的結(jié)果改變所述充電間隔的順序。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述磁存儲元件是具有初級繞組和次級繞組的變壓器；其中所述兩個以上發(fā)光二極管電路的相應(yīng)總正向偏壓具有不同的值，其中所述第一照明元件的總正向偏壓值比第二照明元件的總正向偏壓值高；其中所述第一控制在控制在對應(yīng)于所述交替反激間隔的交替充電間隔期間控制所述第一開關(guān)電路將所述變壓器的所述初級繞組充電到不同的伏秒產(chǎn)品值，由此所述第一輸出電流不同于所述第二輸出電流；，由此第一輸出電流不同于第二輸出電流；且其中所述方法還包括: 在交替反激間隔期間感應(yīng)通過所述變壓器的所述初級繞組的不同反射電壓；和 確定所述交替反激間隔是否緊隨正確的相應(yīng)充電間隔，并根據(jù)確定的結(jié)果改變所述充電間隔的順序。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述磁存儲元件是具有初級繞組和次級繞組的變壓器；其中與所述兩個以上發(fā)光二極管電路的相應(yīng)總正向偏壓具有不同數(shù)值，其中所述第一照明元件的較高總正向偏壓值比所述第二照明元件的較低總正向偏壓值高；其中所述第一控制在控制在對應(yīng)于所述交替反激間隔的交替充電間隔期間控制所述第一開關(guān)電路將所述變壓器的所述初級繞組充電到不同的伏秒產(chǎn)品值，由此所述第一輸出電流不同于所述第二輸出電流；，由此第一輸出電流不同于第二輸出電流；且其中所述方法還包括:檢測所述交替反激間隔的不同期間；和 確定所述交替反激間隔是否緊隨正確的相應(yīng)充電間隔，并根據(jù)確定的結(jié)果改變所述充電間隔的順序。 ·
【文檔編號】H02M1/36GK103460577SQ201180047836
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2010年7月30日
【發(fā)明者】約翰·L·梅爾森, 韋斯利·L·莫克里 申請人:美國思睿邏輯有限公司