專利名稱：固態(tài)照明驅動器電路以及相關軟件的制作方法
技術領域：
本公開總體涉及固態(tài)照明。更具體地，本公開涉及配置為用于諸如發(fā)光二極管(“LED”)的串聯(lián)布置的電負載并包括用于智能控制的各種傳感器的固態(tài)照明、功率因子校正電路、以及驅動器電路。
背景技術：
照明系統(tǒng)通常用于照亮公共區(qū)域。戶外照明系統(tǒng)的光源典型地響應于低環(huán)境光條件(例如，在日落后)開通并在高環(huán)境光條件期間(例如，在白天時間期間)關斷。具有響應于環(huán)境光條件的自動開通-關斷控制系統(tǒng)的許多戶外照明系統(tǒng)包括光電導管(即光電管)。具有自動開通-關斷控制的已知的戶外照明器具包括對可見光敏感的光電管。該光電管不能區(qū)分環(huán)境光和照明器具產(chǎn)生的光。為了防止光電管受到照明器具產(chǎn)生的光的影響(例如，觸發(fā))，光電管必須遠離離開照明器具的光取向(即瞄準)。結果，光電管經(jīng)常位于它們受到有害條件的影響的位置中。照明系統(tǒng)還能夠受到差的或非最佳的功率因子校正(PFC)的影響。差的PFC性能能夠導致降低的組件壽命。差的PFC性能還能夠引起功率作為熱的昂貴的浪費，以及伴隨的處理該熱的需求。當高電壓功率用于諸如包括具有LED的那些固態(tài)發(fā)光裝置的固態(tài)發(fā)光裝置的照明系統(tǒng)時，該條件能夠受到特別關注。因此，存在用于改善照明技術的需求。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及并包括技術和系統(tǒng)，包括電路，提供固態(tài)照明、功率因子校正電路、以及配置為用于諸如串聯(lián)布置的發(fā)光二極管(“LED”)的電負載的驅動電路，包括用于智能控制的各種傳感器。本公開中描述的包括電路的所述技術和系統(tǒng)能夠以增大的和更一致的功率和電流調節(jié)給電部件提供相對高的電壓。本公開的方面涉及LED照明器具或光源，除其它事情外，該LED照明器具或光源能夠提供以下屬性/功能性中的任何期望的選擇周邊環(huán)境感測、熱自監(jiān)視、基于傳感器的功率管理、通信、和/或可編程性。
本公開的一方面包括環(huán)境光感測。光源的實施例能夠具有感測日光或其它環(huán)境光條件，并在合適時，例如在白天時間，關斷光輸出的能力。本公開的一方面包括運動探測。光源的實施例能夠感測運動并控制光輸出以從低功率(暗)狀態(tài)轉變至全功率狀態(tài)。本公開的一方面包括LED溫度感測。光源的實施例能夠具有感測其自己的LED的溫度并在需要時減小功率以保護它們的能力。本公開的另一方面包括驅動器電路溫度感測。光源的實施例能夠具有探測驅動器電路的溫度感測并在需要時減小功率以保護它的能力。本公開的另一方面包括通信/控制-光源能夠具有經(jīng)由位于SSD和SSL之間的模塊來進行通信/控制的能力。本公開的另一方面包括用于重新編程功能性的能力。能夠給光源的實施例提供相關驅動器和/或光板微控制器的重新編程，或改變操作參數(shù)，例如使用IR或RF遙控。本公開的另一方面包括電流設定點選擇。光源的實施例能夠包括驅動器，該驅動器能夠經(jīng)由與SSL的通信來接收電流設定點，并且在沒有該通信時運行于預編程設定點。本公開的另一方面包括恒定電流能力。光源的實施例能夠包括驅動器，該驅動器能夠以從0至450V的LED正向電壓提供恒定電流。本公開的另一方面包括增強的效率和降低的組件應力。實施例能夠包括固件，用于調整功率因子校正(“PFC”)升壓電壓。本公開的另一方面包括滯后(hysteretic)PFC啟動。本公開的范例實施例能夠采用或實施為操作和控制LED的配置，例如期望數(shù)量的合適的LED的串聯(lián)配置。PFC級/電路的范例實施例和驅動器級/電路能夠配置在并布置在組合電路中。該實施例能夠用作電源并可以配置在公共電路板上，或與公共電路板一起配置，例如在公共電路的相對側上。當與附圖一起閱讀以下描述時，本公開的其它方面、實施例和細節(jié)將變得明顯。


當與附圖一起閱讀以下描述時，可以更充分地理解本公開的方面和實施例，附圖視為本質上是示例性的，而非限制性的。圖不必成比例，而是將重點放在公開的原理上。圖中圖IA描繪示出根據(jù)本公開的范例實施例的LED光源的正視圖的照片/圖示；圖IB描繪包括運動傳感器和關聯(lián)的安裝盤的替代實施例；圖2包括圖2A-2B，其描繪根據(jù)本公開的范例實施例的用于光源的兩串LED的電路圖3A-3E描繪根據(jù)本公開的范例實施例的固態(tài)驅動器(SSD)電路的電路部分；圖4描繪根據(jù)本公開的范例實施例的滯后功率因子校正(PFC)啟動的方法；圖5A-5B描繪根據(jù)本公開的實施例的光感測電路的實施例；圖6描繪根據(jù)本公開的范例實施例的運動探測電路的示意圖；圖7描繪根據(jù)本公開的范例實施例的光源LED面板的照片/圖示的放大截面；圖8A-8C描繪根據(jù)本公開的范例實施例的具有運動傳感器模塊和傳感器模塊安裝盤的光源。雖然圖中描繪了某些實施例，但是描繪的實施例是示例性的，并且可以在本公開的范圍內設想并實踐所示的那些實施例以及于此描述的其它實施例的變形。 此外，本領域技術人員將理解，雖然圖中示出了某些組件值和/或部件/模型數(shù)，但是可以在本公開的范圍內使用具有其它合適的值和額定值的其它合適的部件/組件。
具體實施例方式本公開的方面涉及LED照明器具、或光源，除其它事情外，該LED照明器具、或光源能夠提供周邊環(huán)境感測、熱自監(jiān)視、基于傳感器的功率管理、通信、和/或可編程性。本公開的方面和實施例能夠提供LED照明器具、或光源，該LED照明器具、或光源能夠提供以下屬性/功能性中的任何期望的選擇A.環(huán)境光感測一光源能夠具有感測日光或其它環(huán)境光條件，并在合適時，例如在白天時間，關斷光輸出的能力；B.運動探測——當被供電時，光源能夠感測運動并控制光輸出以從低功率(暗)狀態(tài)轉變至全功率狀態(tài)；C. LED溫度感測——光源能夠具有感測其自己的LED的溫度并在需要時減小功率以保護它們的能力；D.驅動器溫度感測一光源能夠具有感測內部驅動器電路的溫度并在需要時減小功率以保護它的能力；E.通信/控制一光源能夠具有經(jīng)由位于SSD與SSL之間的模塊來進行通信/控制的能力；F.重新編程功能性——能夠給光源提供SSL或SSD微控制器的重新編程，或改變操作參數(shù)，例如使用IR或RF遙控；G.電流設定點選擇一光源能夠包括驅動器(SSD)，該驅動器能夠經(jīng)由與SSL的通信來接收電流設定點，并且在沒有該通信時運行于預編程設定點；H.恒定電流——光源能夠包括SSD，該SSD能夠以從0至450V的LED正向電壓提供恒定電流；I.增強的效率和降低的組件應力——固件能夠用于調整PFC(功率因子校正)升壓電壓；J.滯后PFC啟動一能夠提供能夠相對迅速地實現(xiàn)期望的開通時間的改善的PFC。當與附圖一起閱讀于此的描述時，可以更充分地理解本公開的方面和實施例，附圖視為本質上是示例性的，而非限制性的。圖中，描繪的電路實施例的主要的特征提供有參考字符(例如，圖3A中的晶體管333)并且在相關的描述中被引用，而其它較不主要的特征不具有圖中的該參考字符或在說明書中引用；然而，在此詳細描述中描述的圖中，為方便理解，除代表性額定值、引腳數(shù)量、和/或值(例如，圖3D中所示的額定為30V的具有120 u F的名義電容的電解電容器C15)外，描繪的電路的功能組件設置有代表性地施加的電壓輸入和接地符號以及電路元件符號和字母(根據(jù)常規(guī)標準)。本領域技術人員將理解，雖然圖中示出了某些組件值和/或部件/模型數(shù)，但是可以在本公開的范圍內使用具有其它合適的值的其它合適的部件/組件。圖IA描繪示出了根據(jù)本公開的范例實施例的LED光源100的正視圖的照片/圖示。光源100能夠包括外殼102和前蓋104，其能夠對期望波長范圍的光(例如，可見)透明。外殼104能夠由合適的材料(例如金屬片)制成。前蓋能夠由合適的透明材料制成，例如玻璃、聚碳酸脂、丙烯等。光源能夠包括反射器106，反射器106配置為并布置為具有多個獨立的反射凹坑108 (N)，反射凹坑108 (N)設計為將來自多個LED IlO(N)的光引導出蓋104。光源能夠包括合適的功率和控制電子器件112，例如，用于容納多個LED及控制和功率電子器件的一個或多個電路板，如關于本公開的其它圖更詳細地描述的。圖IB描繪包括運動傳感器120和用于將傳感器和相關的傳感器電路板聯(lián)接至光源外殼的關聯(lián)的安裝盤122的光源的替代實施例100B。圖2包括圖2A-2B，其描繪根據(jù)本公開的范例實施例的用于光源的兩串LED200A-200B的電路圖200A-200B。LED 202A、200B能夠相同或不同。對于范例實施例，LED202A和200B能夠在單個印刷電路板的相對的單個上(如由劃分線I指示的)。在范例實施例中，LED 202A 和 202B 能夠包括 Nichia NS6W LED 或 Osram Golden Dragon LED。在替代實施例中，LED也能夠連接在N個并聯(lián)串中，每個串包括M個串聯(lián)的LED。例如，實施例能夠包含SSL，該SSL具有128個LED，該128個LED配置為兩個并聯(lián)串，每個串64個LED。圖3A-3E描繪根據(jù)本公開的范例實施例的固態(tài)驅動器“SSD”電路300的多個子電路的示意圖。電路300能夠包括多個功能部件，包括如圖3A中所示的具有控制器304的主控制器電路302。在范例實施例中，圖3A-3E中描繪的電路部分能夠放置在具有光源的單個印刷電路板上，光源例如是圖I中的光源100。在范例實施例中，Amtel公司制造的商業(yè)上可獲得的AT90PWM316控制器能夠用于控制器304 ;該控制器設計用于燈鎮(zhèn)流器(ballast)和電動機控制應用，并且特征在于16K字節(jié)閃存、10通道高級PWM、11通道10位ADC、10位DAC、具有4位分辨率增強和DALI協(xié)議支持的三個12位高速PSC (功率級控制器)、以及內部比較器和A/D轉換器?？刂破?04能夠具有多個引腳，例如如所示的引腳306( “LED_PWM”)、308 ( “ACMP_LED1”)、和 310 ( “AD_LED1” )。圖3B描繪用于控制和調節(jié)至跨322和324的電負載的功率的SSD電路300的控制和功率調節(jié)部分320，電負載諸如是圖2A中的LED 202A。在所示的范例實施例中，電路320能夠包括和/或用作降壓調節(jié)器(Buck regulator)。如所示，對于一些應用，輸出電壓能夠是 500V DC0 跡線 326 ( “LED_PWM”)、328 ( “ACMP_LED1”)、和 330 ( “AD_LED1”)能夠連接至控制器304的對應引腳(圖3A)。繼續(xù)參照圖3B，操作中，隨跡線326變高，晶體管開關332開通，容許電流流過跨322和324的電負載，例如LED串。電流于是流過并聯(lián)電阻器對333。與控制器302中的內部比較器(存在于范例實施例中)串聯(lián)，RC電路331和329均用作低通濾波器。RC電路、331和329均用作低通濾波器。用于331的時間常數(shù)比用于329的時間常數(shù)長。這能夠容許硬件和/或固件以最小的軟件看管需要(例如中斷)來控制電路操作，這能夠釋放軟件資源用于其它使用。參照圖3C-3D，SSD電路300能夠包括EMI濾波部分340和包括升壓電路/部分(例如，以升壓預轉換器布局或電路部分配置)的功率因子校正(PFC)級370。EMI濾波器340能夠配置為接收AC功，諸如由具有線、中線、和地的典型的120伏AC源供應，如所示。EMI濾波電路340能夠包括變阻器342、保險絲344、多個電容器346和352 (I) -352 (4)、以及一個或多個線圈/感應器350(1)-350(2)，用于EMI屏蔽/濾波。另外，電路340能夠包括整流器356用于產(chǎn)生整流的AC輸出358。跡線360能夠將EMI濾波電路340連接至控制器304。在范例實施例中，如Diodes公司制造的商業(yè)上可獲得的GBU806 二極管、名義上額定為8A、600V的整流器橋能夠用于整流器356。參照圖3D，在范例應用和實施中，PFC級370能夠配置為操作于臨界導通模式(CRM)中。PFC級370可以如所示地配置為并布置為接收來自EMI濾波電路340的整流的AC，EMI濾波電路340用于促使/產(chǎn)生用于升壓電路的整流電壓和電流以供應至電路部分320。PFC級370能夠包括PFC線圈372，并且能夠產(chǎn)生期望的升壓的電壓，例如500VDC，在380所示的。在范例實施例中，PFC線圈能夠是用于PFC升壓的4810144R感應器，額定在 400 微亨，如由 SD 57201-5012 USA, Watertown, 16009th Avenue SW 的 Minntronix公司制造的商業(yè)上可獲得的。跡線 374( “AD_ACIN”)、376( “ACMP_PFC_ZC”)、378 ( “PFC_PWM)和382(AD_B00ST”)能夠連接至控制器用于PFC控制，控制器例如為圖3A中的控制器302。該PFC控制能夠包括滯后PFC啟動操作，如針對圖4更詳細描述的。諸如控制器304中的固件能夠用于調整PFC(功率因子校正)級370提供的PFC升壓電壓。能夠通過實施可調整升壓電壓來提供高效和較低組件應力。優(yōu)選地，升壓電壓大于峰值輸入電壓和輸出電壓。不需要時運行于高固定升壓電壓導致較低效率和較高組件應力。對于高輸入電壓，需要高的升壓。然而，經(jīng)常的情況是，SSD運行于120V AC輸入，具有例如240VDC的中間輸出。在該情況下，峰值AC輸入或輸出中的較高者以上60V (左右)的升壓電壓對于效率和減小的組件應力更好。然而，在一些情況下，將升壓電壓降低得太低能夠使得EMI前端變得過載。監(jiān)視PFC MOSFET電流能夠用于防止此狀況，并且用于調整升壓電壓。控制器304和控制電路能夠提供滯后PFC啟動，如上所述。能夠提供該滯后PFC啟動用于改善的PFC性能和操作，如對圖4所描述的。參照圖3E，SSD電路300也能夠包括在關聯(lián)的照明元件(例如，圖2中的LED 202)處于關斷狀態(tài)時，用于印刷電路板組件電路的電源390?？刂破?91能夠限制輸出的電流，對于短的情況和對于安全其能夠是有益的。具有包括的控制器393的離線開關電源392能夠包括在如所示的電路300中。對于范例實施例，能夠包括線性電壓調節(jié)器394。繼續(xù)參照圖3E，SSD電路300中也能夠包括通信電路395。通信電路395能夠包括LIN收發(fā)器396。LIN收發(fā)器396能夠配置為通過單根線397與SSL板上的相對(counter)部件通信，例如通過SSL板上的主組件控制的從組件。電路396 (或使用的其它通信電路)能夠提供光源，該光源具有經(jīng)由位于SSD與SSl之間的模塊進行通信/控制的能力。該模塊可以提供各種通信方法/協(xié)議。協(xié)議能夠包括，但不限于DALI、0-10v模擬、4-20maA模、擬、LIN、CAN、RS-232、RS-422、RS-485、以太網(wǎng)、Flexray、Zigbee、DASH7。電路 300 也能夠包括標準頭部(header) 398,如所示。圖4描繪根據(jù)本公開的范例實施例的滯后功率因子校正(“滯后PFC”)啟動的方法400。通過它們的性質，升壓PFC的設定必須改變慢以有效。好的臨界導通模式升壓PFC的關鍵是在數(shù)個AC循環(huán)上的恒定的MOSFET開通時間。在穩(wěn)態(tài)操作中，這是可能的。然而，在啟動期間，應當迅速地建立適當?shù)拈_通時間。存在進行這個的一些方式。單芯片方案通過觀看升壓電壓的補償反饋網(wǎng)絡來處理這個。也能夠通過于此稱作“滯后PFC”啟動的另一選項來利用例如微控制器302的微控制器進行這個，“滯后PFC”啟動如由本公開的范例實施例提供。在范例實施例中，方法400能夠具體化在軟件和/或固件中(利用合適的計算機/機器可讀指令以任何合適的語言)。繼續(xù)參照圖4，在輸出電流關斷(降壓調節(jié)器關斷)時，PFC以名義速率(rate)啟動并且開始對升壓電容器進行充電，如在402描述的。當達到一些高固定電壓時，比如 475V，在低的值開通降壓，比如200mA，并且PFC關斷，如在404描述的。升壓電容器于是在給負載饋電時放電。當其放電到某一較低的固定電壓時，比如425v，PFC又開通。這能夠發(fā)生多次，如在406描述的，同時開通時間調整為使得從425V至475V的時間等于從475V至425V的時間，如在408描述的(“調整第一電壓與第二電壓之間的斜坡上升電壓時間等于斜坡下降時間”)。在向下的時間期間，通過升壓電容器給負載饋電。而在上升時，PFC電路給負載和電容器二者饋電。能夠形成容許對穩(wěn)態(tài)操作所需的開通時間的好的預測的上升時間和下降時間的比率，如在410描述的。于是在達到穩(wěn)態(tài)值時該模式退出(示為“退出”)。此技術的優(yōu)點是能夠使用非常簡單的微控制器，因為不需要漂移點數(shù)學，其是穩(wěn)定的并且具有迅速達到穩(wěn)定條件的能力。圖5A-5B描繪根據(jù)本公開的實施例的光感測電路500A-500B。每個光探測電路500A.500B能夠包括光學傳感器502A、502B和微控制器504A、504B，光學傳感器502A、502B也稱作“光”傳感器。光感測電路500A和500B示為相類似，并且可以被優(yōu)化用于特定類型的SSL板，例如分別地，圖2的板200A和200B。電路500A、500B能夠包括電壓調節(jié)部分506A、506B。范例實施例能夠包括線收發(fā)器，或LIN收發(fā)器，508A、508B，它們能夠與相對部件通信，例如用作用于如圖3E中所示的SSD的從LIN收發(fā)器396的主。除其它事情外，LIN收發(fā)器能夠設定對來自傳感器502A、502B的數(shù)據(jù)進行通信的時間片協(xié)議。電路500A、500B中也示出的是，用于運動探測電路的連接部，例如如對圖6所示并描述的。該傳感器能夠連接至合適的控制器(例如圖3A的302)，并且能夠在傳感器502探測到光時，調暗或關斷LED (例如圖2A的LED 202)的光輸出。繼續(xù)參照圖5A-5B，光傳感器，例如傳感器502A，能夠是任何合適的光傳感器并且能夠如期望地選擇傳感器的探測波長范圍，例如通過合適地選擇傳感器的材料。光電二極管和/或光電晶體管能夠用于范例實施例。對于范例實施例，光傳感器能夠感測關聯(lián)的LED發(fā)射的波長范圍外的可見或IR光，LED例如為圖2中的LED 202。如圖5A-5B中所示的，合適的光學傳感器包括 OSRAM Opto Semiconductor SFH 320FA-4-Z Phototransistor IRChip Silicon NPN Transistor 980nm 2-Pin PLCC,如由 Osram Gmbh制造的商業(yè)上可獲得的。圖6描繪根據(jù)本公開的范例實施例的運動探測電路600的示意圖。如先前注意到的，本公開的光源和照明組件能夠提供運動探測感測并且能夠包括包括一個或多個光學傳感器602、604的運動探測傳感器電路600。在范例實施例中，光學傳感器602是中波紅外探測器或長波紅外探測器。合適的光學探測器包括Panasonic AMNl 1112和Perkin ElmerLHi 1128，Panasonic AMN11112具有內建電子器件，所以用于它的電阻器對PCB上的放大器進行旁路，Perkin Elmer LHi 1128不具有內建電子器件，所以需要電路600的放大器。取決于應用，范例實施例能夠包括不同傳感器602、604之間進行切換的特征。也示出了連接端子606，例如適合用于至圖5B中的光傳感器電路500B的連接。繼續(xù)參照圖6，因為一些優(yōu)選的紅外波長范圍被玻璃進行了濾光，所以電路600能夠放置在分開的電路板上，該電路板具有至例如聚乙烯的非玻璃、透鏡/蓋的通路，使得能夠接收感興趣的IR波長。對于一些應用，具有電路600的電路板能夠位于光源外殼(例如由金屬片制成的光源外殼)中的與孔口相鄰處。
圖7描繪根據(jù)本公開的范例實施例的光源LED面板700的照片/圖示的放大截面。與安裝在印刷電路板706上的光電二極管(光學傳感器)704 —起示出了多個LED 702。三個引線的組708示為用于光電二極管704和具有控制器712的相關電路。引線對710示為將功率(例如在500V)供應至LED 702。圖8A-8C描繪根據(jù)本公開的范例實施例的具有運動傳感器的光源的實施例800A。除其它事情外，圖8A-8C描繪了安裝運動傳感器(或其它組件)至反射器或外殼用于與例如雨和雪的環(huán)境抵抗力一起提供光/光學感測或光輸出的特征。圖8A的截面視圖能夠對應于圖IB中的切割截面A-A。光源800A包括運動傳感器板804上的運動傳感器802。運動傳感器804能夠包括運動探測電路，例如如對圖6所示和描述的，并且能夠具有合適的連接插頭或用于連接至SSL板的特征，例如至圖5B的連接510B。也包括的是用于傳感器802的模制密封物808 (其與板804 —起能夠稱作傳感器模塊)。模制密封物能夠由任何合適的材料制成。范例實施例包括聚合物材料，例如三元乙丙橡膠(ethylene propylene diene Monomer (M-class)rubber) (EPDM)、娃樹脂等。運動傳感器板804能夠通過合適的緊固件或連接部聯(lián)接至傳感器模塊安裝盤806。在范例實施例中，能夠使用如由810指示(并且更詳細地示于圖SC中)的螺紋連接來將板804緊固至盤806。同樣地，傳感器模塊安裝盤806自身能夠通過合適的連接部安裝至外殼和透鏡框架814。在范例實施例中，能夠使用如由812指示的螺紋連接來將盤806緊固至框架814。圖SB描繪光源800A的傳感器模塊的部分的詳細視圖。除運動傳感器802和襯墊808外，相對于透鏡框架814示出了安裝盤806和安裝盤邊緣806A。圖8示出了孤立的傳感器模塊801 (為清楚省略了傳感器);傳感器的位置由802’指示。如所示，對于范例實施例，傳感器板804與安裝盤806之間的連接部810能夠包括由襯墊的突出或抬起部分817圍繞的鉚釘或螺釘815和帶螺紋(例如金屬)圓柱816。示出了連接部820。因此，除其它事物外，本公開的實施例能夠提供周邊環(huán)境溫度感測、熱自監(jiān)視、基于傳感器的功率管理、通信和/或可編程性。本公開的方面和實施例能夠提供LED照明器具、或光源，該器具、或光源能夠提供以下屬性/功能性中的任何期望的選擇環(huán)境光感測——光源能夠具有感測日光或其它環(huán)境光條件，并在合適時，例如在白天時間，關斷光輸出的能力；運動探測——當被供電時，光源能夠感測運動并控制光輸出以從低功率(暗)狀態(tài)轉變至全功率狀態(tài)；LED溫度感測——光源能夠具有感測其自己的LED的溫度并在需要時減小功率以保護它們的能力；驅動器溫度感測一光源能夠具有感測內部驅動器電路的溫度并在需要時減小功率以保護它的能力；通信/控制——光源能夠具有經(jīng)由位于SSD和SSL之間的模塊來進行通信/控制的能力；重新編程功能性——能夠給光源提供SSL或SSD微控制器的重新編程，或改變操作參數(shù)，例如使用IR或RF遙控；電流設定點選擇——光源能夠包括驅動器(SSD)，該驅動器能夠經(jīng)由與SSL的通信來接收電流設定點，并且在沒有該通信時運行于預編程設定點；恒定電流——光源能夠包括SSD，該SSD能夠以從O至450V的LED正向電壓提供恒定電流；增強的效率和降低的組件應力——固件能夠用于調整PFC(功率因子校正)升壓電壓；以及滯后PFC啟動一能夠提供能夠相對迅速地實現(xiàn)期望的開通時間的改善的PFC。此外，根據(jù)本公開的實施例能夠用于施加相對高電壓(例如425V-500+V DC)功率給LED(或其它光源)的串聯(lián)配置，它們用于許多工業(yè)中并用于許多應用。該LED通常需要2.5與4. 5V之間的施加的電壓。LED能夠是任何種類、顏色(例如，發(fā)射想要的照明裝置 需要的任何顏色或白光或顏色和白光的混合)和亮度性能或強度，優(yōu)選地在可見光譜中。LED能夠包括產(chǎn)生想要的單個顏色或多個顏色的陣列的任何半導體配置和材料或組合(合金)。LED能夠具有與LED內置或放置在LED之上的折射光學器件，或無折射光學器件；并且能夠替代地或也具有將低角度和中角度LED光向外重新引導的圍繞反射器。雖然已經(jīng)于此描述了某些實施例，但是本領域技術人員應當理解，本公開的方法、系統(tǒng)和設備可以不脫離其精神以其它特定形式具體化。例如，雖然在某些輸入或輸出電壓和電流的背景中描述了于此的方面和實施例，但是當然可以在本公開的范圍內實現(xiàn)和利用其它形式。此外，雖然已經(jīng)在將功率供應至由串聯(lián)配置的LED構成的電負載的背景中描述了本公開的實施例，但是作為LED的電負載的描述僅是范例性的，并且本公開的范圍不限于此。應當理解，本公開事實上能夠與任何類型的電負載一起使用。本領域技術人員將理解，本公開的實施例能夠實施在硬件、軟件、固件、或其任何組合中、以及在一個或多個通信網(wǎng)絡或鏈路上。此外，本公開的實施例能夠包括在各種信號中或由各種信號攜帶，例如通過無線RF或IR通信鏈路傳輸或從因特網(wǎng)下載。因此，于此描述以及所附權利要求中所聲明的實施例在本公開的所有方面應視為示例性的而非限制性的。
權利要求
1.一種固態(tài)照明驅動器電路，包括 EMI濾波器，配置為并布置為從AC電源接收AC輸入； 整流器，連接所述EMI濾波器，所述整流器配置為并布置為從所述EMI濾波器接收AC功率并產(chǎn)生整流的電流； 功率因子校正(PFC)級，包括連接至所述整流器的升壓電路，所述升壓電路配置為并布置為接收所述整流的電流并產(chǎn)生具有比所述AC電源的所述AC輸入高的電壓的功率因子校正的輸出； 降壓調節(jié)器，配置為并布置為從所述PFC級接收功率并調節(jié)功率以供應至多個LED ；以及 控制器，配置為并布置為控制所述降壓調節(jié)器和PFC級用于滯后PFC啟動。
2.如權利要求I所述的電路，其中，所述控制器包括比較器。
3.如權利要求I所述的電路，其中，所述升壓部分配置成并布置成臨界導通模式布局。
4.如權利要求I所述的電路，其中，所述控制器配置為并布置為(i)在所述PFC級的電流處于關斷條件并且所述降壓調節(jié)器處于關斷條件時，使得所述PFC級以名義速率啟動并開始對升壓電容器進行充電；(ii)當達到期望的高固定電壓時，在低電流值關斷所述降壓調節(jié)器并關斷所述PFC級；(iii)將第一電壓與第二電壓之間的斜坡上升電壓時間調整為等于所述第一電壓與所述第二電壓之間的斜坡下降電壓；以及(iv)形成上升時間與下降時間的比率以預測穩(wěn)態(tài)操作所需的開通時間。
5.如權利要求I所述的電路，其中，所述控制器包括A/D轉換器。
6.如權利要求I所述的電路，其中，所述電壓調節(jié)器還包括耦合在二極管與地之間的存儲電容器。
7.如權利要求I所述的電路，其中，所述EMI濾波器配置為并布置為接收120VAC的輸入并且所述升壓電路配置為并布置為產(chǎn)生約500V DC的輸出。
8.如權利要求I所述的電路，其中，所述控制器配置為并布置為提供對所述降壓調節(jié)器的PWM控制。
9.如權利要求I所述的電路，還包括配置為并布置為與固態(tài)照明(SSL)電路通信的通Ih電路。
10.如權利要求9所述的電路，其中，所述通信電路以選自以下協(xié)議構成的組中的協(xié)議操作DALI、O-IOv 模擬、4-20maA 模擬、LIN、CAN、RS-232、RS-422、RS-485、以太網(wǎng)、Flexray、Zigbee、DASH7。
11.如權利要求I所述的電路，還包括電源。
12.如權利要求11所述的電路，還包括線性電壓調節(jié)器。
13.一種照明電源，包括 (i)PFC級，包括 EMI濾波器，配置為并布置為接收來自AC電源的AC輸入； 整流器，連接所述EMI濾波器部分，所述整流器配置為并布置為接收來自所述EMI濾波器的AC功率并產(chǎn)生整流的電流；以及 升壓部分，連接至所述整流器，所述升壓部分配置為并布置為接收所述整流的電流并產(chǎn)生具有比所述AC電源的所述AC輸入高的電壓的功率因子校正的輸出；以及(ii)驅動器級，配置為并布置為從所述PFC級接收輸出并作為輸出功率供應至電負載，所述驅動器級包括降壓調節(jié)器；以及 (iii)控制器，配置為并布置為控制所述降壓調節(jié)器和PFC級用于滯后PFC啟動。
14.如權利要求13所述的電源，其中，所述控制器配置為并布置為(i)在所述PFC級的電流處于關斷條件并且所述降壓調節(jié)器處于關斷條件時，使得所述PFC級以名義速率啟動并開始對升壓電容器進行充電；(ii)當達到期望的高固定電壓時，在低電流值關斷所述降壓調節(jié)器并關斷所述PFC級；(iii)將第一電壓與第二電壓之間的斜坡上升電壓時間調整為等于所述第一電壓與所述第二電壓之間的斜坡下降電壓；以及(iv)形成上升時間與下降時間的比率以預測穩(wěn)態(tài)操作所需的開通時間。
15.如權利要求13所述的電源，其中，所述控制器包括比較器。
16.如權利要求13所述的電源，其中，所述升壓部分配置成并布置成臨界導通模式布局。
17.如權利要求13所述的電源，其中，所述控制器包括A/D轉換器。
18.一種照明設備，包括(i)PFC級，包括 EMI濾波器，配置為并布置為接收來自AC電源的AC輸入； 整流器，連接所述EMI濾波器部分，所述整流器配置為并布置為接收來自所述EMI濾波器的AC功率并產(chǎn)生整流的電流；以及 升壓部分，連接至所述整流器，所述升壓部分配置為并布置為接收所述整流的電流并產(chǎn)生電壓比所述AC電源的所述AC輸入高的功率因子校正的輸出；以及 (ii)包括降壓調節(jié)器的功率調節(jié)電路，配置為并布置為接收來自所述PFC級的輸出并作為輸出功率供應至電負載，所述驅動器級包括驅動器控制器； (iii)控制器，配置為并布置為控制所述降壓調節(jié)器和PFC級用于滯后PFC啟動；以及 (iv)一個或多個照明元件，配置為并布置為從所述功率調節(jié)電路接收功率。
19.如權利要求18所述的照明設備，其中，所述控制器配置為并布置為(i)在所述PFC級的電流處于關斷條件并且所述降壓調節(jié)器處于關斷條件時，使得所述PFC級以名義速率啟動并開始對升壓電容器進行充電；(ii)當達到期望的高固定電壓時，在低電流值關斷所述降壓調節(jié)器并關斷所述PFC級；(iii)將第一電壓與第二電壓之間的斜坡上升電壓時間調整為等于所述第一電壓與所述第二電壓之間的斜坡下降電壓；以及(iv)形成上升時間與下降時間的比率以預測穩(wěn)態(tài)操作所需的開通時間。
20.如權利要求18所述的照明設備，其中，所述一個或多個照明元件包括一個或多個LED。
21.如權利要求20所述的照明設備，其中，所述一個或多個LED包括以串聯(lián)配置連接的多個LED。
22.如權利要求20所述的照明設備，其中，所述一個或多個LED包括兩組多個LED，每組多個LED以串聯(lián)配置連接。
23.如權利要求18所述的照明設備，其中，每組多個在單個印刷電路板的分開的側上。
24.如權利要求18所述的照明設備，還包括探測環(huán)境光的光學傳感器。
25.如權利要求18所述的照明設備，還包括探測運動的運動探測器。
26.如權利要求21所述的照明設備，其中，所述多個LED配置在并布置在矩形陣列中。
27.如權利要求26所述的照明設備，還包括反射器，所述反射器配置為并布置為圍繞所述多個LED裝配以沿期望的方向引導光輸出。
28.如權利要求27所述的照明設備，其中，所述反射器包括用于所述多個LED的多個凹坑。
29.如權利要求25所述的照明設備，還包括光源外殼，孔口和運動傳感器模塊盤連接至所述外殼，其中，所述運動傳感器安置在連接至所述運動傳感器模塊盤的運動傳感器電路板上，并且其中，所述運動傳感器模塊盤包括用于運動傳感器模塊的密封物。
30.一種給LED光源提供滯后功率因子校正(PFC)啟動的方法，所述方法包括 (i)在所述PFC級的電流處于關斷條件并且所述降壓調節(jié)器處于關斷條件時，使得所述PFC級以名義速率啟動并開始對升壓電容器進行充電； (ii)當達到期望的高固定電壓時，在低電流值關斷所述降壓調節(jié)器并關斷所述PFC級； (iii)將第一電壓與第二電壓之間的斜坡上升電壓時間調整為等于所述第一電壓與所述第二電壓之間的斜坡下降電壓；以及 (iv)形成上升時間與下降時間的比率以預測穩(wěn)態(tài)操作所需的開通時間。
31.如權利要求29所述的方法，還包括重復(i)和(ii)。
全文摘要
除其它事情外，描述的LED照明器具、或光源、相關組件、驅動器電路、方法以及軟件/固件能夠提供周邊環(huán)境感測、熱自監(jiān)視、基于傳感器的功率管理、通信、和/或可編程性。也描述了配置為用于諸如串聯(lián)布置的發(fā)光二極管的電負載的驅動器和照明電路。能夠組合PFC級和驅動器級的實施例以用作電源，并可以配置在公共電路板上。功率因子校正和驅動器電路能夠與一個或多個照明元件組合為照明設備。也描述了滯后功率因子校正啟動的方法。
文檔編號H02M1/42GK102754525SQ201080047450
公開日2012年10月24日 申請日期2010年9月22日 優(yōu)先權日2009年10月20日
發(fā)明者J·D·博耶, K·A·凱利, M·布倫戴奇 申請人:Lsi工業(yè)公司