用于led驅(qū)動(dòng)器調(diào)光的方法和電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于LED驅(qū)動(dòng)器調(diào)光的方法和電路。一種LED驅(qū)動(dòng)器包括變壓器、電流控制環(huán)路和電流調(diào)整電路。變壓器的初級側(cè)響應(yīng)于輸入信號而將能量傳遞至變壓器的次級側(cè)。次級側(cè)以對應(yīng)于被傳遞至次級側(cè)的能量的量的量值將輸出電流遞送至一個(gè)或多個(gè)LED。電流控制環(huán)路控制初級側(cè)中的電流，以使得輸出電流等于參考電流信號。電流調(diào)整電路響應(yīng)于去除一部分輸入信號的切相信號而將電流調(diào)整信號注入電流控制環(huán)路中。電流控制環(huán)路還響應(yīng)于電流調(diào)整信號而減小初級側(cè)中的電流，以使得連接至次級側(cè)的每個(gè)LED的亮度減小對應(yīng)于電流調(diào)整信號的量值的量。
【專利說明】用于LED驅(qū)動(dòng)器調(diào)光的方法和電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及LED驅(qū)動(dòng)器，尤其涉及LED驅(qū)動(dòng)器調(diào)光。
【背景技術(shù)】
[0002]基于LED (發(fā)光二極管)的固態(tài)照明(SSL)的許多應(yīng)用需要調(diào)光能力。LED對功率輸入的改變瞬間作出反應(yīng)，從而使SSL特別適用于調(diào)光的場合。然而，LED燈具設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)與各種傳統(tǒng)調(diào)光控制技術(shù)一起工作的產(chǎn)品時(shí)以及在提供用以工作在緊急無線網(wǎng)絡(luò)控制的場合中的能力的一些情形下面臨挑戰(zhàn)。燈具設(shè)計(jì)者首先必須理解用于實(shí)際降低LED的亮度的技術(shù)和用于將調(diào)光信息饋送至燈具中的機(jī)制的相關(guān)但獨(dú)立的概念。存在兩種可用于降低LED的光輸出的基本替換方案:模擬調(diào)光和脈沖寬度調(diào)制(PWM)調(diào)光。
[0003]模擬調(diào)光簡單地控制饋送至LED的驅(qū)動(dòng)電流。全亮度使用全電流。驅(qū)動(dòng)器電子設(shè)備線性地減小電流以對LED進(jìn)行調(diào)光。模擬調(diào)光可易于實(shí)施，但其可能不提供最佳的總體性能。LED的效率往往在較低的電流下升高，但LED可能不會(huì)在較低的驅(qū)動(dòng)電流下產(chǎn)生一致的顏色。
[0004]對于PWM調(diào)光，驅(qū)動(dòng)器電子設(shè)備將全振幅電流的脈沖提供至LED。驅(qū)動(dòng)器改變脈沖的占空比以控制表觀亮度。PWM調(diào)光依賴于人眼的整合脈沖中的光的平均最的能力。如果脈沖頻率足夠高(通常為約200Hz)，則眼睛無法感知到脈動(dòng)，而只能感知到總體平均值。
[0005]對于用以正確地對相位控制調(diào)光器作出反應(yīng)的LED燈具，有必要將若干個(gè)功能塊添加至驅(qū)動(dòng)器電子裝置中。例如，通常提供傳感器以用于在功率因子校正(PFC)級之前監(jiān)視AC輸入波形并生成與切相的量成比例的輸出信號?？刂破黩?qū)動(dòng)連接在DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端處的MOSFET開關(guān)。當(dāng)未檢測到AC切相時(shí)，以100%的占空比驅(qū)動(dòng)輸出以給出全亮度。AC切相通過切除一部分AC波形來降低燈的亮度。例如，正相三端雙向可控硅調(diào)光器(forward-phase triac dimmer)在每個(gè)半正弦波的前沿處切除一部分AC波形。與此相對照，反相調(diào)光器在后沿處切除一部分AC波形以使得調(diào)光器關(guān)閉部分正弦波。在任一種情形下，LED調(diào)光均通過切除一部分AC波形而得到。期望減少支持LED調(diào)光所需的部件的數(shù)目，從而簡化LED驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)并降低系統(tǒng)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本文描述的實(shí)施例，通過使用被提供至LED驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓中的停頓(切相)的長度(持續(xù)時(shí)間)以降低去往被連接至LED驅(qū)動(dòng)器的LED的電流來實(shí)現(xiàn)LED調(diào)光。
[0007]在一種情形下，在驅(qū)動(dòng)器變壓器的次級側(cè)上生成與輸入電壓停頓成比例的脈沖信號。該脈沖信號是通過使用在次級側(cè)上測量的初級電壓的停頓的持續(xù)時(shí)間(在切相調(diào)光期間)而被生成的。從次級側(cè)上的電流參考信號減去脈沖信號的平均值，電流參考信號為針對額定LED電流的次級側(cè)上的參考電壓。該差值被用作被提供至LED驅(qū)動(dòng)器的電流控制環(huán)路以用于調(diào)整去往LED的電流的命令值。
[0008]在另一種情形下，在初級側(cè)上測量輸入電壓停頓長度且將對應(yīng)值注入LED驅(qū)動(dòng)器電流控制環(huán)路中。次級側(cè)上的LED電流是通過電流感測變壓器來測量的，且電流控制環(huán)路接收次級側(cè)上的LED電流的值和初級側(cè)上的輸入電壓停頓長度的值這兩者。電流控制環(huán)路被提供這兩個(gè)值之和。當(dāng)在LED驅(qū)動(dòng)器輸入電壓中存在切相時(shí)，LED輸出電流隨著停頓持續(xù)時(shí)間成比例地減小。
[0009]根據(jù)LED驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)實(shí)施例，該驅(qū)動(dòng)器包括具有初級側(cè)和次級側(cè)的變壓器。初級側(cè)可操作用于響應(yīng)于輸入信號而將能量傳遞至次級側(cè)，而次級側(cè)可操作用于以對應(yīng)于被傳遞至次級側(cè)的能量的量的量值將輸出電流遞送至一個(gè)或多個(gè)LED。LED驅(qū)動(dòng)器的電流控制環(huán)路可操作用于控制初級側(cè)中的電流以使得輸出電流等于參考電流信號。LED驅(qū)動(dòng)器的電流調(diào)整電路可操作用于響應(yīng)于去除一部分輸入信號的切相信號而將電流調(diào)整信號注入電流控制環(huán)路中。電流控制環(huán)路還可操作用于響應(yīng)于電流調(diào)整信號而減小初級側(cè)中的電流以使得連接至次級側(cè)的每個(gè)LED的亮度減小對應(yīng)于電流調(diào)整信號的量值的量。
[0010]根據(jù)操作LED驅(qū)動(dòng)器的方法的一個(gè)實(shí)施例，該方法包括:響應(yīng)于輸入信號而將能量從變壓器的初級側(cè)傳遞至變壓器的次級側(cè)以使得次級側(cè)以對應(yīng)于被傳遞至次級側(cè)的能量的最的最值將輸出電流遞送至一個(gè)或多個(gè)LED ;通過電流控制環(huán)路控制初級側(cè)中的電流以使得輸出電流等于參考電流信號；響應(yīng)于去除一部分輸入信號的切相信號而將電流調(diào)整信號注入電流控制環(huán)路中；以及響應(yīng)于電流調(diào)整信號而減小初級側(cè)中的電流以使得連接至次級側(cè)的每個(gè)LED的亮度減小對應(yīng)于電流調(diào)整信號的量值的最。
[0011]在閱讀以下詳細(xì)描述后以及在查看附圖后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其它特征和優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖中的元件相對于彼此不一定是按比例的。相同的附圖標(biāo)記表示對應(yīng)的類似部件。各個(gè)所圖示的實(shí)施例的特征可以被組合，除非它們相互排斥。實(shí)施例在圖中被描述并在隨后的說明中被詳述。
[0013]圖1圖示了具有調(diào)光支持的LED驅(qū)動(dòng)器的實(shí)施例的電路圖。
[0014]圖2圖示了被包括在用于支持調(diào)光的LED驅(qū)動(dòng)器中的電流調(diào)整電路的實(shí)施例的電路圖。
[0015]圖3圖示了具有調(diào)光支持的LED驅(qū)動(dòng)器的另一實(shí)施例的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1圖示了具有LED調(diào)光支持的LED驅(qū)動(dòng)器的實(shí)施例。LED驅(qū)動(dòng)器包括具有初級側(cè)(P)和次級側(cè)(S)的變壓器(Tl)。變壓器提供輸入端(AC線)和輸出端(LED+/LED-)之間的電隔離。在圖1中通過標(biāo)記為‘電隔離’的線來標(biāo)識(shí)電隔離。變壓器的初級側(cè)響應(yīng)于輸入信號而將能最傳遞至次級側(cè)，而次級側(cè)以對應(yīng)于被傳遞至次級側(cè)的能量的量的最值將輸出電流遞送至一個(gè)或多個(gè)LED。由LED驅(qū)動(dòng)器控制的LED在圖1中未示出，但可被連接至LED驅(qū)動(dòng)器的輸出端并通過標(biāo)記“LED 二極管串”被以文字方式表示。LED驅(qū)動(dòng)器的電流控制環(huán)路100控制變壓器的初級側(cè)中的電流以使得LED驅(qū)動(dòng)器的輸出電流等于參考電流信號。
[0017]LED驅(qū)動(dòng)器的電流調(diào)整電路110響應(yīng)于去除一部分輸入信號的切相信號而將電流調(diào)整信號注入電流控制環(huán)路100中。切相信號可被提供作為輸入信號的一部分，或被單獨(dú)提供。無論哪一種方式，切相信號對應(yīng)于期望的LED調(diào)光的最，即輸入信號的相位被切除得越多，調(diào)光就越多，這是期望的。電流調(diào)整信號與輸入電壓切相的量成比例。電流控制環(huán)路100響應(yīng)于電流調(diào)整信號而減小初級側(cè)中的電流以使得被連接至次級側(cè)的每個(gè)LED的亮度減小對應(yīng)于電流調(diào)整信號的量值的量。
[0018]在圖1中示出的實(shí)施例中，電流調(diào)整電路110位于變壓器的次級側(cè)上而電流控制環(huán)路100位于初級側(cè)上。電流調(diào)整電路110包括電壓-電流調(diào)節(jié)器(ICl)以及其它無源和有源元件。
[0019]圖2圖示了被包括在電流調(diào)整電路110中的電壓-電流調(diào)節(jié)器ICl的實(shí)施例。根據(jù)該實(shí)施例，電壓-電流調(diào)節(jié)器包括由偏置和帶隙參考電路提供的高精度帶隙參考電壓、電壓誤差放大器(V-OTA)、電流誤差放大器(C-OTA)以及由控制邏輯控制的輸出驅(qū)動(dòng)器。電壓-電流調(diào)節(jié)器的輸入端和輸出端如下:S(1)為電源電壓；VSE(2)為電壓感測輸入端；OUT(3)為輸出端；CSE(4)為電流感測輸入端；GND(5)為接地參考電勢；CC0(6)為電流補(bǔ)償輸出端；VC0(7)為電壓補(bǔ)償輸出端；而CRE(8)為C-OTA參考輸入端。V-OCA的輸出端通過電阻器Rvc連接至VCO管腳，驅(qū)動(dòng)器的輸出端通過電阻器R。連接至OUT管腳，以及C-OTA的輸出端通過電阻器R。。連接至CCO管腳。
[0020]電壓誤差放大器V-OTA將輸入電壓VSE與參考電壓Vref進(jìn)行比較。差值被衰減且成比例的電流驅(qū)動(dòng)該輸出端。如果LED串制動(dòng)，則這一特征用作保護(hù)。
[0021 ] 電流誤差放大器C-OTA將管腳CRE處的電壓與C-OTA的反相輸入端處的電壓進(jìn)行比較。CSE管腳連接在分流電阻(R12)的末端上。電阻器R11與R12構(gòu)成分壓器。CRE管腳接地。在該配置的情況下用于電流控制的參考點(diǎn)(Vr)變成:
[0022]Vr=VEEF* (R12 / (Rn+RI2) (I)
[0023]通過CSE管腳測量電流。電流誤差放大器C-OTA調(diào)整電源以使得在CSE處感測到的LED驅(qū)動(dòng)器的輸出電流(1)匹配命令值Vr / R18(感測電阻器)。當(dāng)LED驅(qū)動(dòng)器的感測的輸出電流(1)的絕對值與用于測量輸出電流的感測電阻器(R18)的乘積大于參考點(diǎn)Vr時(shí)，總電壓為正且C-OTA生成電流。該電流是通過光耦合器(OClA)被提供至初級側(cè)上的電流控制環(huán)路100，并充當(dāng)去往電流控制環(huán)路100的命令以降低被提供至LED的輸出電流。如果Vr不變，則LED驅(qū)動(dòng)器將提供恒定輸出電流。當(dāng)Vr改變時(shí)，LED驅(qū)動(dòng)器輸出電流相應(yīng)地改變。通過改變Vr引入LED調(diào)光。在一個(gè)實(shí)施例中，ICl為由英飛凌科技股份公司制造并銷售的電壓電流調(diào)節(jié)器TLE4305。
[0024]在圖1中，電流控制環(huán)路100通過光耦合器(OClA)和電壓-電流調(diào)節(jié)器ICl被連接至次級側(cè)的主繞組(TlXfmr)。電流調(diào)整電路110被連接至次級側(cè)的輔助繞組(TlbXfmr)。電流控制環(huán)路100基于參考電流信號和經(jīng)由光耦合器OClA從電流調(diào)整電路110接收到的電流調(diào)整信號之間的差值來控制初級側(cè)中的電流。
[0025]除了電壓-電流調(diào)節(jié)器ICl，電流調(diào)整電路110還包括連接至次級側(cè)上的輔助繞組的電阻器-電容器(RC)網(wǎng)絡(luò)、連接至輔助繞組的M0SFET(Q2)、與Q2并聯(lián)耦合的電阻器R28以及與Q2和電阻器R28并聯(lián)耦合的電容器C23。RC網(wǎng)絡(luò)包括電容器C21和C22以及電阻器R25和R26。電阻器R25和R26構(gòu)成分壓器。
[0026]當(dāng)能量從變壓器的初級側(cè)傳遞至次級側(cè)時(shí)，電流調(diào)整電路110的MOSFET Q2接通并使電阻器R28和電容器C23短路。將電容器C21和C22的大小選擇為使得C22?C21且RC網(wǎng)絡(luò)具有使得MOSFET Q2在沒有切相信號存在時(shí)在輸入信號的周期性脈沖期間保持接通的時(shí)間常數(shù)。這樣，當(dāng)沒有切相信號存在時(shí)，電阻器R28和電容器C23對電流控制環(huán)路100沒有影響。當(dāng)Ql在非切相操作期間關(guān)斷時(shí)，跨次級側(cè)輔助繞組(TlbXfmr)的端子兩端的電壓反相，其繼而導(dǎo)致電流流經(jīng)二極管D6和D7并對電容器C21、C22充電。當(dāng)Ql接通時(shí)，二極管D6和D7被反向偏置。
[0027]當(dāng)存在切相信號時(shí)，由于C21*(R25+R26)〈〈C22*R27，因此RC網(wǎng)絡(luò)使C21完全放電且C22保持被充電。作為響應(yīng)，MOSFET Q2關(guān)斷，從而使得電阻器R28和電容器C23能生成具有對應(yīng)于切相信號的持續(xù)時(shí)間(長度)的量值的電流調(diào)整信號。
[0028]當(dāng)不存在切相信號時(shí)，MOSFET Q2保持接通且電流調(diào)整信號固定在可忽略的值，而當(dāng)存在切相信號時(shí)，MOSFET Q2保持關(guān)斷且電流調(diào)整信號變得不可忽略且可變。電壓-電流調(diào)節(jié)器ICl的電流誤差放大器C-OTA的負(fù)輸入端接收電流調(diào)整信號。當(dāng)電流調(diào)整信號固定(即無切相)時(shí)，電流誤差放大器C-OTA提供恒定電流，而當(dāng)電流調(diào)整信號可變(即存在切相)時(shí)，電流誤差放大器C-OTA提供可變電流。
[0029]圖1的LED驅(qū)動(dòng)器還可包括在一端處連接至電阻器R28并在另一端處經(jīng)由電阻器R29耦合至電容器C22的附加光耦合器(0C2A)。光耦合器0C2A接收脈沖寬度調(diào)制調(diào)光信號(PWM調(diào)光)并將脈沖寬度調(diào)制調(diào)光信號的電當(dāng)量注入電流調(diào)整電路110中。電流調(diào)整電路110基于PWM調(diào)光信號的電當(dāng)量生成電流調(diào)整信號。因此，或者基于切相或者基于PWM的LED調(diào)光可受到LED驅(qū)動(dòng)器支持。
[0030]在圖1中示出的LED驅(qū)動(dòng)器的工作期間，電阻器R5、R6和R7以及二極管D3在電流控制環(huán)路的控制器IC(IC2)處提供啟動(dòng)電壓Vcc。在一個(gè)實(shí)施例中，IC2為由英飛凌科技股份公司制造并銷售的增壓控·制器TDA4863。TDA4863是具有高功率因子和低THD (總諧波失真)的控制器1C。電阻器R5、R6和R7以及二極管D3對電容器C7充電。當(dāng)電壓達(dá)到例如13V的適當(dāng)高的值時(shí)，IC2變成運(yùn)行的。當(dāng)IC2運(yùn)行時(shí)，Vcc的電源由初級側(cè)上的輔助繞組(4、5)、二極管05以及由電容器C4和C2、齊納二極管D2、電阻器R8和MOSFET Q5構(gòu)成的線性調(diào)節(jié)器來提供。二極管D4將線性調(diào)節(jié)器連接至Vcc。在啟動(dòng)期間二極管D4使電容器C2斷開連接，從而使啟動(dòng)更快。
[0031]由電阻器R16和R17以及電容器ClO構(gòu)成的分壓器實(shí)現(xiàn)臨界導(dǎo)通模式。當(dāng)IC2的管腳7上的電壓過零(即來自回掃變壓器的電流被放電至次級側(cè)且在變壓器和MOSFET Ql的寄生電容和變壓器磁化電感之間發(fā)生振蕩)時(shí)，IC2接通設(shè)置初級側(cè)上的電流的MOSFETQl0
[0032]由電阻器Rl、R2、R3和R4以及電容器C3構(gòu)成的分壓器提供有關(guān)輸入電壓(AC線路)的信息，輸入電壓由關(guān)于AC中性線的橋式整流器(BRl)接收。分壓器分壓比優(yōu)選為至少100: I。電容器C3相對較小且該濾波器的帶寬為約1kHz，以過濾噪聲。該信號被乘法器使用以對輸入電流進(jìn)行整形。電容器C14以及電阻器R19和R22對電流控制環(huán)路100中的增益和相位進(jìn)行整形。控制器IC2包括運(yùn)算放大器，且C14、R19和R22被布置在該運(yùn)算放大器周圍。電阻器R21將來自光耦合器OClA的電流轉(zhuǎn)換成電壓。電阻器R14為用于過流保護(hù)和對輸入電流整形的電流感測電阻器。
[0033]在變壓器的次級側(cè)上，電阻器R19為用于感測輸出電流(1)的分流電阻器，輸出電流(1)由電壓-電流調(diào)節(jié)器ICl使用，如本文中之前所述的。電容器C19為ICl的電流感測管腳CSE上的小濾波器。則電阻器R23和R24構(gòu)成電壓感測分壓器，如果LED串制動(dòng)，所述電壓感測分壓器與ICl內(nèi)部的參考電壓和電流誤差放大器C-OTA—起用來提供過壓保護(hù)。
[0034]圖3圖示了 LED驅(qū)動(dòng)器的另一個(gè)實(shí)施例。圖3中示出的實(shí)施例類似于圖1中示出的實(shí)施例，然而電流控制環(huán)路100連接至變壓器的初級側(cè)且電流調(diào)整電路110連接至次級側(cè)處的電流感測變壓器(T201Xfmr)。電流感測變壓器感測次級側(cè)處的輸出信號。
[0035]根據(jù)這一實(shí)施例，電流調(diào)整電路包括電阻器-電容器-二極管(RCD)網(wǎng)絡(luò)。RCD網(wǎng)絡(luò)包括電阻器 R211、R219、R220、R221、R222 和 R223、二極管 D204 和 D206、齊納二極管 D205以及電容器C210和C211。RCD網(wǎng)絡(luò)生成電流調(diào)整信號。被包括在ICl中的電流誤差放大器(C-OTA)查看跨電容器C210兩端的電壓，并且電阻器R219提供有關(guān)感測的輸出電流(1)的信息。
[0036]當(dāng)切相信號不存在時(shí)，電流控制環(huán)路100接通MOSFET Q201，而當(dāng)切相信號存在時(shí)，電流控制環(huán)路100關(guān)斷MOSFET Q201。當(dāng)被接通時(shí)，MOSFET Q201超馳(override) RCD網(wǎng)絡(luò)以使得當(dāng)不存在切相信號時(shí)跨電容器C210的電流調(diào)整信號固定在可忽略的值。否則，RCD網(wǎng)絡(luò)生成作為切相的持續(xù)時(shí)間的函數(shù)的電流調(diào)整信號。也就是說，切相事件的持續(xù)時(shí)間越長，跨電容器C210的電壓就越大。電流調(diào)整電路110將電流調(diào)整信號疊加至通過電流感測變壓器感測到并通過電阻器R219被轉(zhuǎn)換成電壓的輸出信號。電流控制環(huán)路100經(jīng)由MOSFET Ql控制初級側(cè)中的電流以使得輸出電流(1)與電流調(diào)整信號和輸出信號之和成比例。
[0037]在次級側(cè)上，當(dāng)MOSFET Ql關(guān)斷并且跨次級側(cè)繞組的電壓的極性反向時(shí)，二極管D207正向偏置。電容器C213和C214是確保在工作期間LED被適當(dāng)?shù)刎?fù)載的濾波器的一部分。
[0038]在切相事件期間，ICl的管腳6處的輸出為低且MOSFET Q201不導(dǎo)通。結(jié)果，二極管D206被正向偏置且電阻器R222和R221使信號以與切相的持續(xù)時(shí)間成比例的量注入電流控制環(huán)路100中。該信號被疊加至感測的輸出電流(1)，從而使電流控制環(huán)路100相應(yīng)地減小初級側(cè)處的電流。當(dāng)不存在對輸入信號的切相時(shí)，ICl的管腳6處的輸出為高且MOSFET Q201導(dǎo)通，使得二極管D206被反向偏置且沒有電流流過電阻器R221和R222，從而實(shí)際上將電流調(diào)整信號設(shè)置為零。
[0039]可提供可選的光耦合器0C200A和電阻器R223，以用于提供基于PWM的LED調(diào)光。在這種情形下，調(diào)光信號由生成相應(yīng)電流的光耦合器0C200A檢測。該電流經(jīng)由電阻器R223被疊加至感測的輸出電流(1)，并與參考電流進(jìn)行比較以減小初級側(cè)電流，如果如前那樣發(fā)信號通知調(diào)光的話。
[0040]諸如“第一(first) ”、“第二(second) ”等的術(shù)語被用來描述各種元件、區(qū)域、部分等，且還不意圖是限制性的。貫穿整個(gè)描述，類似的術(shù)語指代類似的元件。
[0041]如本文中所使用的，術(shù)語“具有(having) ”、“包含(contaning) ”、“包括(including) ”、“包括(comprising) ”等是指示提到的元件或特征的存在、但不排除其它元件或特征的開放式術(shù)語。冠詞“一(a)”、“一個(gè)(an)”、“該(the) ”意圖包括復(fù)數(shù)和單數(shù)，除非上下文另外明確指出。[0042]應(yīng)理解，本文中描述的各個(gè)實(shí)施例的特征可被相互組合，除非另外明確指出。
[0043]雖然已經(jīng)在本文中示出并描述了具體實(shí)施例，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的是，各種替換和/或等價(jià)實(shí)施方式可取代所示出和描述的具體實(shí)施例而不脫離本發(fā)明的范圍。本申請意圖覆蓋本文中描述的具體實(shí)施例的任何改編或變形。因此，意圖是本發(fā)明僅由權(quán)利要求及其等價(jià)體來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種LED驅(qū)動(dòng)器,包括: 變壓器，其具有初級側(cè)和次級側(cè)，所述初級側(cè)可操作用于響應(yīng)于輸入信號而將能量傳遞至所述次級側(cè)，并且所述次級側(cè)可操作用于以對應(yīng)于被傳遞至所述次級側(cè)的能量的量的最值將輸出電流遞送至一個(gè)或多個(gè)LED ； 電流控制環(huán)路，其可操作用于控制所述初級側(cè)中的電流以使得所述輸出電流等于參考電流信號； 電流調(diào)整電路，其可操作用于響應(yīng)于去除一部分輸入信號的切相信號而將電流調(diào)整信號注入所述電流控制環(huán)路中；以及 其中，所述電流控制環(huán)路還可操作用于響應(yīng)于所述電流調(diào)整信號而減小所述初級側(cè)中的電流，以使得被連接至所述次級側(cè)的每個(gè)LED的亮度減小對應(yīng)于所述電流調(diào)整信號的量值的量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動(dòng)器，其中所述電流控制環(huán)路被連接至所述次級側(cè)的主繞組，并且所述電流調(diào)整電路被連接至所述次級側(cè)的輔助繞組。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動(dòng)器，其中當(dāng)不存在切相信號時(shí)，所述電流調(diào)整信號固定在可忽略的值，而當(dāng)存在切相信號時(shí)，所述電流調(diào)整信號可變，以及其中所述電流控制環(huán)路包括電流誤差放大器，所述電流誤差放大器具有用于接收所述參考電流信號的第一輸入端、用于接收所述電流調(diào)整信號的第二輸入端，以及可操作用于在所述電流調(diào)整信號固定時(shí)提供恒定電流并在所述電流調(diào)整信號可變時(shí)提供可變電流的輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動(dòng)器，其中所述電流調(diào)整電路包括被連接至所述輔助繞組的電阻器-電容器(RC)網(wǎng)絡(luò)、被連接至所述輔助繞組的晶體管、與所述晶體管并聯(lián)耦合的電阻器以及與所述晶體管和所述電阻器并聯(lián)耦合的電容器，其中，所述晶體管可操作用于在能量從所述初級側(cè)`傳遞至所述次級側(cè)時(shí)接通并使與所述晶體管并聯(lián)連接的所述電阻器和所述電容器短路，其中所述RC網(wǎng)絡(luò)具有當(dāng)不存在切相信號時(shí)在輸入信號的周期性脈沖期間使所述晶體管保持接通的時(shí)間常數(shù)，以及其中所述RC網(wǎng)絡(luò)可操作用于在存在切相信號時(shí)完全放電以使得所述晶體管關(guān)斷且與所述晶體管并聯(lián)連接的所述電阻器和電容器生成具有對應(yīng)于所述切相信號的持續(xù)時(shí)間的量值的電流調(diào)整信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動(dòng)器，還包括光耦合器，其可操作用于接收脈沖寬度調(diào)制調(diào)光信號并將所述脈沖寬度調(diào)制調(diào)光信號的電當(dāng)量注入所述電流調(diào)整電路中，以及其中所述電流調(diào)整電路可操作用于基于所述PWM調(diào)光信號的所述電當(dāng)量生成所述電流調(diào)整信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED驅(qū)動(dòng)器，其中所述電流控制環(huán)路的輸出通過光耦合器被率禹合至所述初級側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED驅(qū)動(dòng)器，其中所述電流控制環(huán)路可操作用于基于所述電流調(diào)整信號和所述參考電流信號之間的差值控制所述初級側(cè)中的電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動(dòng)器，其中所述電流控制環(huán)路被連接至所述初級側(cè)，并且所述電流調(diào)整電路被連接至所述次級側(cè)處的電流感測變壓器，以及其中所述電流感測變壓器可操作用于感測所述次級側(cè)處的輸出信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED驅(qū)動(dòng)器，其中所述電流調(diào)整電路可操作用于將所述電流調(diào)整信號疊加至由所述電流感測變壓器感測的所述輸出信號，以及其中所述電流控制環(huán)路可操作用于控制所述初級側(cè)中的電流以使得所述輸出電流與所述電流調(diào)整信號和所述輸出信號之和成比例。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LED驅(qū)動(dòng)器，其中所述電流調(diào)整電路包括可操作用于生成所述電流調(diào)整信號的電阻器-電容器-二極管(RCD)網(wǎng)絡(luò)和連接至所述RCD網(wǎng)絡(luò)的晶體管，其中所述電流控制環(huán)路可操作用于在不存在切相信號時(shí)接通所述晶體管并在存在切相信號時(shí)關(guān)斷所述晶體管，以及其中所述晶體管在被接通時(shí)超馳所述RCD網(wǎng)絡(luò)，以使得當(dāng)不存在切相信號時(shí)，所述電流調(diào)整信號固定在可忽略的值。
11.一種操作LED驅(qū)動(dòng)器的方法,該方法包括: 響應(yīng)于輸入信號而將能量從變壓器的初級側(cè)傳遞至變壓器的次級側(cè)，以使得所述次級側(cè)以對應(yīng)于被傳遞至所述次級側(cè)的能量的量的量值將輸出電流遞送至一個(gè)或多個(gè)LED ； 通過電流控制環(huán)路控制所述初級側(cè)中的電流，以使得所述輸出電流等于參考電流信號; 響應(yīng)于去除一部分所述輸入信號的切相信號而將電流調(diào)整信號注入所述電流控制環(huán)路中；以及 響應(yīng)于所述電流調(diào)整信號而減小所述初級側(cè)中的電流，以使得被連接至所述次級側(cè)的每個(gè)LED的亮度減小對應(yīng)于所述電流調(diào)整信號的量值的量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所 述的方法，其中所述電流控制環(huán)路被連接至所述次級側(cè)的主繞組，并且所述電流調(diào)整信號是由連接至所述次級側(cè)的輔助繞組的電流調(diào)整電路生成的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中當(dāng)不存在切相信號時(shí)所述電流調(diào)整信號固定在可忽略的值，而當(dāng)存在切相信號時(shí)所述電流調(diào)整信號可變，以及其中所述電流控制環(huán)路包括電流誤差放大器，所述電流誤差放大器具有用于接收所述參考電流信號的第一輸入端、用于接收所述電流調(diào)整信號的第二輸入端，以及可操作用于在所述電流調(diào)整信號固定時(shí)提供恒定電流并在所述電流調(diào)整信號可變時(shí)提供可變電流的輸出端。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述電流調(diào)整電路包括連接至所述輔助繞組的電阻器-電容器(RC)網(wǎng)絡(luò)、連接至所述輔助繞組的晶體管、與所述晶體管并聯(lián)耦合的電阻器以及與所述晶體管和所述電阻器并聯(lián)耦合的電容器，以及其中響應(yīng)于切相信號而將電流調(diào)整信號注入所述電流控制環(huán)路中包括: 當(dāng)不存在切相信號時(shí)，在輸入信號的周期性脈沖期間經(jīng)由所述RC網(wǎng)絡(luò)使所述晶體管保持接通，以使得與所述晶體管并聯(lián)耦合的所述電阻器和所述電容器被短路且所述電流調(diào)整信號固定在可忽略的值；以及 當(dāng)存在切相信號時(shí)，使所述RC網(wǎng)絡(luò)完全放電以促使所述晶體管關(guān)斷，以使得與所述晶體管并聯(lián)連接的所述電阻器和電容器生成具有對應(yīng)于切相信號的持續(xù)時(shí)間的量值的電流調(diào)整信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括: 接收光脈沖寬度調(diào)制調(diào)光信號； 將所述光脈沖寬度調(diào)制調(diào)光信號的電當(dāng)最注入所述電流調(diào)整電路中；以及 基于所述PWM調(diào)光信號的所述電當(dāng)量生成所述電流調(diào)整信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括通過光耦合器將所述電流控制環(huán)路的輸出耦合至所述初級側(cè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括基于所述電流調(diào)整信號和所述參考電流信號之間的差值控制所述初級側(cè)中的電流。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述電流控制環(huán)路被連接至所述初級側(cè)，并且所述電流調(diào)整信號是通過連接至所述次級側(cè)處的電流感測變壓器的電流調(diào)整電路生成的，該方法還包括通過所述電流感測變壓器感測所述次級側(cè)處的輸出信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括: 將所述電流調(diào)整信號疊加至通過所述電流感測變壓器感測的所述輸出信號；以及 控制所述初級側(cè)中的電流以使得所述輸出電流與所述電流調(diào)整信號和所述輸出信號之和成比例。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述電流調(diào)整電路包括用于生成所述電流調(diào)整信號的電阻器-電容器-二極管(RCD)網(wǎng)絡(luò)和連接至所述RCD網(wǎng)絡(luò)的晶體管，該方法還包括: 當(dāng)存在切相信號時(shí)，關(guān)斷所述晶體管以使得由所述RCD網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的所述電流調(diào)整信號的生成不被所述晶體管超馳；以及 當(dāng)不存在切相信號時(shí)，接通所述晶體管以超馳所述RCD網(wǎng)絡(luò)并將所述電流調(diào)整信號固定在可忽略的 值。
【文檔編號】H02M3/335GK103874287SQ201310757397
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月17日
【發(fā)明者】M·伊萬科維克, F·索耶 申請人:英飛凌科技奧地利有限公司