專利名稱：用于諸如照明發(fā)光二極管系統(tǒng)的光源的供電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及用于提供光源的電路。以對(duì)本公開可能應(yīng)用于提供照明發(fā)光二極管(LED)系統(tǒng)的特別關(guān)注來設(shè)計(jì)本公開。
背景技術(shù)：
圖1中的框圖概括地示出用于向光源S，例如照明LED系統(tǒng)提供電力的解決方案。具體地，圖1涉及包括“智能”模塊10的照明LED系統(tǒng)，其中，該“智能”模塊10具有安裝在板模塊10上、位于光源S(包括一個(gè)或更多個(gè)LED)附近的控制邏輯電路12。因此，以這樣的方式來設(shè)計(jì)大體上由20表示的相關(guān)的供電電路向LED模塊10既提供用于光源S的LED的供電電流lout，還提供用于邏輯電路12的供電電壓+AUX。在圖1中所示的實(shí)施例中，這通過除提供接地端子22之外還提供電流(Iout)饋送端子/線M和電壓(+AUX)饋送端子/線來實(shí)現(xiàn)。供電電路20可以是開關(guān)式轉(zhuǎn)換器。在各種實(shí)施例中，LED模塊10和供電電路20能夠借助于模擬總線或數(shù)字總線進(jìn)行通信。在如圖1中所示的“電流驅(qū)動(dòng)”模塊10中，取決于負(fù)載的運(yùn)行條件，供電電路20 的輸出電壓能夠達(dá)到從OV到最大允許電壓的范圍內(nèi)的值。因此，能夠有用的是(或者甚至是強(qiáng)制的，為了符合安全性標(biāo)準(zhǔn)和故障安全要求)，供電電路的電力輸出(即，圖1中所示的示例中的端子/線24)能夠從模塊10 “斷開”，即能夠借助于有源開關(guān)(例如，諸如功率 MOSFET的電子固態(tài)開關(guān))切斷供電電路的電力輸出。為了滿足該要求，可以在地線22中介入該開關(guān)。該解決方案具有的缺點(diǎn)在于，當(dāng)?shù)鼐€22被斷開時(shí)，會(huì)發(fā)生不期望的邏輯電路12的反極化。此外，對(duì)于這樣的設(shè)計(jì)，在經(jīng)由線22向邏輯模塊12提供電能的同時(shí)，無法斷開向源S的LED的供電。作為替代，該開關(guān)能夠被移到線M，將該開關(guān)介入該線24，以使得開關(guān)能夠在接通狀態(tài)(導(dǎo)電)和關(guān)斷狀態(tài)(不導(dǎo)電)之間切換，在該接通狀態(tài)下確保電力饋送線的連通性，而在該關(guān)斷狀態(tài)下，開關(guān)斷開這樣的電力饋送線。為了提供如上所指出的可由電力MOSFET構(gòu)成的開關(guān)，要求在供電電路20的“高側(cè)”處存在輔助電壓。原理上，能夠經(jīng)由在開關(guān)式類型的供電電路20中所設(shè)置的電力變壓器上的額外的輔助繞組來產(chǎn)生該輔助電壓。然而，該解決方案并不適用于電路20的所有拓?fù)?例如， 其不適用于降壓轉(zhuǎn)換器)。另一個(gè)理論上可能的解決方案是使用PMOS開關(guān)。然而，尤其是在高操作電壓(80V 或更高)下，這樣的元件與NMOS元件相比結(jié)果是非常昂貴。因此，該解決方案不適用于所有成本起重要作用的那些應(yīng)用
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出能夠克服之前描述的缺點(diǎn)的解決方案。根據(jù)本發(fā)明，通過具有下面權(quán)利要求中所具體闡述的特征的裝置來實(shí)現(xiàn)這樣的目的。上述權(quán)利要求是本文提供的本發(fā)明的技術(shù)教導(dǎo)的組成部分。在各種實(shí)施例中，根據(jù)可應(yīng)用于絕緣的和非絕緣的所有“前向”拓?fù)渲械臉?biāo)準(zhǔn)來解決為了驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)而產(chǎn)生高側(cè)電壓的問題，上述“前向”拓?fù)淅鐬榻祲?逐步降低電壓)轉(zhuǎn)換器、半橋、單個(gè)開關(guān)前向轉(zhuǎn)換器以及從這樣的基本拓?fù)渑缮乃锌赡艿耐負(fù)洹Ｔ诟鞣N實(shí)施例中，借助于簡(jiǎn)單的電路，使用少數(shù)低成本元件并且無需在例如轉(zhuǎn)換器中的變壓器中設(shè)置額外繞組來實(shí)現(xiàn)這樣的結(jié)果。


現(xiàn)在將參考附圖僅通過非限制的示例來描述本發(fā)明，其中圖1已經(jīng)在上文中描述過。圖2是實(shí)施例的框圖。
具體實(shí)施例方式在下面的描述中，給出諸多具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)實(shí)施例的透徹理解?？梢栽跊]有上述具體細(xì)節(jié)中的一個(gè)或更多個(gè)的情況下，或者利用其它的方法、組件、材料等，來實(shí)施上述實(shí)施例。在其它實(shí)例中，未示出或詳細(xì)描述公知的結(jié)構(gòu)、材料或操作，以避免遮蔽實(shí)施例的方面。貫穿本說明書所提及的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”意味著關(guān)于該實(shí)施例而描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，貫穿本說明書中各處的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在實(shí)施例中”的出現(xiàn)并不必然都指同一實(shí)施例。此外，在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性進(jìn)行組合。本文中設(shè)置的標(biāo)題僅是為了方便，并不解釋實(shí)施例的范圍或意義。在圖2中，用相同的附圖標(biāo)記表示與已經(jīng)參考圖1而描述的部件、元件或組件相同或等同的部件、元件或組件；因此，下文中將不重復(fù)其描述。圖2涉及這樣的實(shí)施例，其中，在參考圖1所描述的、適于向LED模塊10(或向類似光源)饋送供電電流Iout的電路中，將例如由NMOS功率晶體管構(gòu)成的電子開關(guān)30介入電力饋送線M中。如圖1中所示的端子/線沈并沒有明確在圖2中示出，因?yàn)槠鋵?duì)于理解和實(shí)施本實(shí)施例并不重要。然而，在各種實(shí)施例中，端子/線沈可能不得不出現(xiàn)。各種實(shí)施例基于輸出電感L的設(shè)置(如在之前提到的所有前向派生拓?fù)渲械那闆r一樣)，可假設(shè)將輸出電感L介入線24，串聯(lián)到開關(guān)30。附圖標(biāo)記302明確地表示電子開關(guān) 30的相關(guān)控制端子(例如，NMOS晶體管的柵極G)。圖2中涉及的示例性實(shí)施例通過這樣的電路來整流輸出電感L上的電壓該電路將二極管Dl、電阻Rl和電容器Cl包括在一組中，其中，該二極管Dl經(jīng)由其陽極連接到端子 /線24(即連接到供電電路20的正輸出)。以這樣的方式，在Cl上產(chǎn)生“高”供電電壓。隨后通過耦合電阻R2和齊納二極管 Zl將該電壓施加到NMOS晶體管30的源極S和柵極G之間，其中，該齊納二極管Zl限制G和S之間的最大施加電壓。此外，在各種實(shí)施例中，可設(shè)置另一電子開關(guān)Tl (例如，雙極性或M0S，優(yōu)選NMOS晶體管)，該電子開關(guān)Tl工作于柵極G(即開關(guān)30的控制端子)與接地線20之間。因此，這樣的布置使得當(dāng)開關(guān)Tl閉合(導(dǎo)電)時(shí)，將開關(guān)30的柵極或控制端子連接到接地端子20。另一開關(guān)Tl的控制端子(雙極性晶體管中的基極或MOS晶體管中的柵極)實(shí)際上代表這樣的端子在該端子上(經(jīng)由根據(jù)與本說明書不特別相關(guān)的已知標(biāo)準(zhǔn)而生成的外部命令)可接通(變成導(dǎo)電)或者關(guān)斷(變成不導(dǎo)電)電力開關(guān)30。圖2中涉及的實(shí)施例是基于這樣的事實(shí)整流器組Dl、RU Cl生成電感L上的電壓的整流后的版本。這樣的整流后的電壓對(duì)電容器Cl進(jìn)行充電以被鎮(zhèn)流，并且用于驅(qū)動(dòng)開關(guān)30的控制電極(柵極)。在正常工作期間，利用流經(jīng)模塊10(光源S)的LED的電流對(duì)電容器Cl進(jìn)行充電， 而且在電容器Cl上的電壓和在齊納二極管Zl上的電壓將電子開關(guān)30的柵極/源極電壓保持在“高”電平，因此將電子開關(guān)30保持在閉合狀態(tài)。如果必須“斷開”線24 (例如如果移除負(fù)載S)，則關(guān)閉晶體管Tl，使得晶體管Tl將開關(guān)30的柵極G接地，并且將線M斷開。在這些情形下，能夠經(jīng)由另一電阻R3繼續(xù)對(duì)電容器Cl進(jìn)行充電(即使當(dāng)沒有負(fù)載S時(shí))，其中，該另一電阻R3連接在電容器Cl相對(duì)于電阻Rl的端子和地線22之間。為了 “重新連接”線24(例如如果將負(fù)載S再次耦合)，則打開晶體管Tl，并且經(jīng)由齊納Zl再一次將電容器Cl上的電壓施加到開關(guān)30的柵極和源極(G-S)之間，以這種方式使開關(guān)30的線導(dǎo)電，并且將線M耦合到負(fù)載。因此，各種實(shí)施例允許使用高側(cè)的電子開關(guān)來連接和斷開負(fù)載S，而不影響接地線 22的物理連接，這允許保持圖1中邏輯電路12的期望的供電狀態(tài)。如圖2所示，各種實(shí)施例是基于簡(jiǎn)單的電路，其不要求電路20中的變壓器(如果有的話)的輔助繞組。此外，尤其是與可能使用PMOS組件相比，設(shè)想的解決方案通常非常經(jīng)濟(jì)。當(dāng)然，在不損害本發(fā)明基本原理的情況下，以及在不偏離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可相對(duì)于已經(jīng)僅通過示例方式描述的那些內(nèi)容，對(duì)細(xì)節(jié)和實(shí)施例進(jìn)行甚至是相當(dāng)大的變化。
權(quán)利要求
1.一種用于光源( 的供電電路，所述供電電路包括引向所述光源( 的電流(Iout) 饋送線04)和接地線(22)，其中，所述電路包括介入所述電流饋送線04)的輸出電感 (L)，所述電路包括介入所述饋送線04)、能夠在接通狀態(tài)和關(guān)斷狀態(tài)之間切換的電子開關(guān) (30)，在所述接通狀態(tài)下所述電子開關(guān)(30)確保所述饋送線04)的連通性，在所述關(guān)斷狀態(tài)下所述電子開關(guān)(30)斷開所述電流饋送線(M)，所述電路還包括介于所述輸出電感(L) 和所述電子開關(guān)(30)之間以對(duì)所述輸出電感(L)上的電壓進(jìn)行整流的整流器組(Dl、RU Cl)，所述整流器組(D1、R1、C1)產(chǎn)生的電壓構(gòu)成將所述電子開關(guān)(30)維持在所述接通狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中，所述整流器組(D1、R1、C1)包括電容器(Cl)，所述電容器的充電電壓驅(qū)動(dòng)所述電子開關(guān)(30)的控制電極(302，G)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其中，齊納二極管(Zl)耦合到所述電容器(Cl)以限制從所述電容器(Cl)向所述電子開關(guān)(30)的控制電極(302，G)施加的電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電路，包括耦合電阻(似)以將所述電容器(Cl)的電壓施加到所述電子開關(guān)的控制電極(302，G)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任意一項(xiàng)所述的電路，還包括耦合到所述電容器(Cl)的、 介于所述電容器(Cl)和所述接地線02)之間的另一電阻(R3)，所述另一電阻(R3)允許在將所述電流饋送線04)斷開時(shí)加載所述電容器(Cl)。
6.根據(jù)之前權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的電路，其中，所述電子開關(guān)(3)是NMOS晶體管。
7.根據(jù)之前權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的電路，包括另一電子開關(guān)(Tl)以選擇性地連接到所述接地線0 以及所述電子開關(guān)(30)的所述控制電極(302，G)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路，其中，所述另一電子開關(guān)(Tl)選自雙極性晶體管和 MOS晶體管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于諸如照明發(fā)光二極管系統(tǒng)的光源(S)的供電電路(20)，該供電電路(20)包括引向光源(S)的接地線(22)和電流饋送線(24)。該電路包括介入電流饋送線(24)的輸出電感(L)以及介入同一電流饋送線(24)的電子開關(guān)(30)。開關(guān)(30)能夠在接通狀態(tài)和關(guān)斷狀態(tài)之間切換，在該接通狀態(tài)下確保該電流饋送線(24)的連通性，在該關(guān)斷狀態(tài)下將電流饋送線(24)斷開。該電路還包括耦合到輸出電感(L)以對(duì)該電感上的電壓進(jìn)行整流的整流器組(D1、R1、C1)。整流器組(D1、R1、C1)產(chǎn)生的電壓允許將開關(guān)(30)維持在該接通狀態(tài)。優(yōu)選地，經(jīng)由耦合電感(R2)和限制齊納二極管(Z1)將電容器(C1)上的電壓施加到開關(guān)(30)的控制電極(302，G)。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102238782SQ201110104178
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者保羅·德安娜, 米凱萊·梅內(nèi)加齊, 費(fèi)德里科·卡拉羅 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆有限公司