發(fā)光二極管(LED)為被開(kāi)發(fā)用于取代傳統(tǒng)照明系統(tǒng)(諸如熒光燈和白熾燈)的光源，以提供更高效節(jié)能的系統(tǒng)。由于白熾燈光源通常功耗為60-100W并且具有短的壽命，所以LED燈泡因?yàn)榫哂蟹浅５偷墓暮透L(zhǎng)壽命將成為優(yōu)異的替代品。因此，已對(duì)與三端雙向可控硅(TRIAC)調(diào)光器兼容的LED燈泡的開(kāi)發(fā)進(jìn)行了大量研究，TRIAC調(diào)光器在照明系統(tǒng)是很常見(jiàn)的。

TRIAC可調(diào)光的LED燈泡的主要問(wèn)題是調(diào)光器兼容性。常規(guī)TRIAC調(diào)光器被設(shè)計(jì)成處理由白熾燈泡引起的數(shù)百瓦特。消耗少得多的功率的LED燈泡將與那些由高功率器件構(gòu)成的調(diào)光器相互作用。如果調(diào)光器與LED燈泡之間的相互作用不穩(wěn)定，則會(huì)感知到可見(jiàn)閃爍。

為了防止可見(jiàn)閃爍，常規(guī)TRIAC調(diào)光器在激勵(lì)(fire)時(shí)需要閉鎖電流，且在激勵(lì)之后的TRIAC接通期間需要保持電流。如果不滿足這兩種電流，則TRIAC調(diào)光器不奏效(misfire)并且LED光源閃爍。

閉鎖電流和保持電流在不同調(diào)光器模式之間是不同的。閉鎖電流和保持電流的典型范圍為約5-50mA。當(dāng)使用白熾燈泡時(shí)，因白熾燈泡的高功耗，這些操作要求并不會(huì)引起問(wèn)題。然而，具有小得多的輸出功率的LED燈泡在不具有附加電路的情況下不能在整個(gè)電網(wǎng)周期內(nèi)維持此電流量。

常規(guī)電源適配器通常需要提供兼容性的第二級(jí)，但是這增加了成本。還已知的是調(diào)節(jié)LED本身，以試圖在即便電源不穩(wěn)定時(shí)也降低或消除閃爍。

現(xiàn)在已設(shè)計(jì)出改進(jìn)的電源適配器，其克服或基本上緩解了與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的上述和/或其他缺點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種電源適配器，其包括：輸入端，用于連接至AC電源；輸出端，用于連接至負(fù)載；以及諧振電路，該諧振電路耦接至所述輸入端，所述諧振電路向所述輸出端提供適合于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的功率，其中，該電源適配器包括控制器，在使用中該控制器適于在兩個(gè)或更多個(gè)不同模式下驅(qū)動(dòng)諧振電路，以選擇從AC電源汲取的電流的不同特性。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了用于電源適配器的控制器，該電源適配器包括：輸入端，用于連接至AC電源；輸出端，用于連接至負(fù)載；以及諧振電路，該諧振電路耦接至所述輸入端，所述諧振電路向所述輸出端提供適合于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的功率，在使用中該控制器適于在兩個(gè)或更多個(gè)不同模式下驅(qū)動(dòng)諧振電路，以選擇從AC電源汲取的電流的不同特性。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電源適配器，其包括：輸入端，用于連接至AC電源；輸出端，用于連接至負(fù)載；以及諧振電路，該諧振電路耦接至所述輸入端，所述諧振電路向所述輸出端提供適合于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的功率，該諧振電路具有兩個(gè)或更多個(gè)諧振頻率，所述兩個(gè)或更多個(gè)諧振頻率相互不是諧波，其中，該電源適配器包括控制器，在使用中該控制器適于以兩個(gè)或更多個(gè)諧振頻率中每個(gè)或者在兩個(gè)或更多個(gè)諧振頻率中每個(gè)附近驅(qū)動(dòng)該諧振電路，以選擇從AC電源汲取的電流的不同特性。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了用于電源適配器的控制器，該電源適配器包括：輸入端，用于連接至AC電源；輸出端，用于連接至負(fù)載；以及諧振電路，該諧振電路耦接至所述輸入端，所述諧振電路向所述輸出端提供適合于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的功率，該諧振電路具有兩個(gè)或更多個(gè)諧振頻率，所述兩個(gè)或更多個(gè)諧振頻率相互不是諧波，在使用中該控制器適于以兩個(gè)或更多個(gè)諧振頻率中的每個(gè)或者在兩個(gè)或更多個(gè)諧振頻率中的每個(gè)附近驅(qū)動(dòng)諧振電路，以選擇從AC電源汲取的電流的不同特性。

負(fù)載可以是光源，例如，固態(tài)光源?？梢詫⒖刂破骶幊坛稍谑褂弥幸詢蓚€(gè)或更多個(gè)諧振頻率中的每個(gè)或在兩個(gè)或更多個(gè)諧振頻率中的每個(gè)附近驅(qū)動(dòng)諧振電路，以例如在沒(méi)有用戶輸入的情況下選擇從AC電源汲取的電流的不同特性?？梢詫⒖刂破骶幊坛筛鶕?jù)所編程的動(dòng)作和/或響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)諧振電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

控制器可以適于在AC周期例如在AC半周期內(nèi)以兩個(gè)或更多個(gè)諧振頻率中的多個(gè)或者在兩個(gè)或更多個(gè)諧振頻率中的多個(gè)附近來(lái)對(duì)諧振電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)?？刂破骺梢赃m于在所選擇的控制器模式下在每個(gè)AC周期例如在每個(gè)AC半周期內(nèi)以兩個(gè)或更多個(gè)諧振頻率中的多個(gè)或者在兩個(gè)或更多個(gè)諧振頻率中的多個(gè)附近來(lái)對(duì)諧振電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

控制器可以適于檢測(cè)AC電源的功率降低器件并選擇預(yù)定電流分布，以用于確定待要從AC電源汲取的電流的特性。

電源適配器可以具有例如用于穩(wěn)定的前沿(例如TRIAC)調(diào)光器開(kāi)關(guān)的、在調(diào)光器開(kāi)關(guān)接通時(shí)間內(nèi)或該時(shí)間的大部分內(nèi)汲取電流的電流分布。

電源適配器可以具有例如用于不穩(wěn)定的前沿(例如TRIAC)調(diào)光器開(kāi)關(guān)的、在AC電源的半周期的中間部分期間在預(yù)定時(shí)間段汲取電流的電流分布。特別地，AC電源的半周期的中間部分可以與過(guò)零交叉分開(kāi)，并且可以是在電壓足夠高使TRIAC穩(wěn)定時(shí)的部分。所汲取的電流相較于在另一電流分布例如用于穩(wěn)定的調(diào)光器開(kāi)關(guān)的電流分布下所汲取的電流可以處于較高水平。這可以通過(guò)在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)利用諧振電路的第二諧振頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)，這使較大的電流被燈汲取。

期間汲取電流的預(yù)定時(shí)間段可以短于在另一電流分布例如穩(wěn)定的調(diào)光器開(kāi)關(guān)的電流分布下期間汲取電流的時(shí)間段，以將向LED的功率輸出維持為足夠低，以確保燈不過(guò)熱。特別地，電流分布可以被調(diào)整，使得電流輸出在整個(gè)半周期或全周期內(nèi)基本上相同。

在檢測(cè)到不穩(wěn)定性時(shí)可以進(jìn)入用于不穩(wěn)定的前沿(例如TRIAC)調(diào)光器開(kāi)關(guān)的電流分布。電源適配器可以適于監(jiān)測(cè)諧振波形，從而檢測(cè)該波形的變化。諧振波形的變化可以具有間隙、快速改變或其他變化的形式。諧振波形的變化的存在或不存在可以指示與電源適配器連接的功率降低器件的類型，例如，調(diào)光器開(kāi)關(guān)。諧振波形的任何間隙、變化或快速改變的存在可以指示誤觸發(fā)和不穩(wěn)定的前沿(例如TRIAC)調(diào)光器的存在?？梢栽?至3個(gè)干線半周期內(nèi)檢測(cè)到諧振波形的任何間隙、變化或快速改變，使得快速激活合適的電流分布，其結(jié)果是人眼感覺(jué)不到燈的閃爍。

對(duì)于前沿電流分布，當(dāng)功率降低器件的開(kāi)關(guān)例如調(diào)光器開(kāi)關(guān)的TRIAC在預(yù)定時(shí)間段例如大約300μs內(nèi)激勵(lì)時(shí)，電源適配器可以創(chuàng)建負(fù)載條件，以便于調(diào)光器開(kāi)關(guān)的TRIAC的閉鎖。該負(fù)載條件可以通過(guò)使諧振電路的半橋驅(qū)動(dòng)器的高側(cè)開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間和低側(cè)開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間重疊來(lái)實(shí)現(xiàn)。該負(fù)載條件期間汲取的電流可以比所述周期的其余部分內(nèi)汲取的電流大，例如至少兩倍的幅度。負(fù)載條件時(shí)段期間汲取的電流可以例如逐漸地降低。例如，電流最初可以為所述周期的其余部分中所汲取的電流的至少兩倍幅度，并且該電流在負(fù)載條件時(shí)間段期間可以降低至所述周期的其余部分中所汲取的電流。

電源適配器可以具有例如用于恒定干線電源或后沿調(diào)光器開(kāi)關(guān)的、在調(diào)光器開(kāi)關(guān)接通時(shí)間內(nèi)或該時(shí)間的大部分內(nèi)汲取電流的電流分布。對(duì)于后沿調(diào)光器開(kāi)關(guān)，可能需要在一旦所述調(diào)光器開(kāi)關(guān)關(guān)斷后汲取較大的電流，以在足夠短的時(shí)間段內(nèi)使所述調(diào)光器開(kāi)關(guān)放電。這可以通過(guò)在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)利用諧振電路的第二諧振頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)，這使較大的電流被燈汲取?？商鎿Q地，例如可以通過(guò)使諧振電路的半橋驅(qū)動(dòng)器的高側(cè)開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間和低側(cè)開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間重疊來(lái)創(chuàng)建負(fù)載條件。

電源適配器可以具有例如用于不穩(wěn)定的前沿(例如TRIAC)調(diào)光器開(kāi)關(guān)的如下電流分布：在調(diào)光器開(kāi)關(guān)的TRIAC激勵(lì)之后在初始時(shí)間段之后例如在一旦浪涌電流崩潰時(shí)，該電流分布停止汲取電流，從而關(guān)斷調(diào)光器的TRIAC。初始時(shí)段可以為預(yù)定時(shí)間段，例如300μs。

浪涌電流可以對(duì)能量存儲(chǔ)裝置例如一個(gè)或多個(gè)電容器充電，所述能量存儲(chǔ)裝置在調(diào)光器的TRIAC已經(jīng)關(guān)斷時(shí)向輸出端提供功率。

向輸出端提供功率可以繼續(xù)，直到調(diào)光器的TRIAC又接通，這可以通過(guò)檢測(cè)輸入電壓的變化例如急劇上升來(lái)檢測(cè)。電源適配器在調(diào)光器的TRIAC接通的時(shí)間段期間可以停止向輸出端提供功率。

這允許具有非常高的閉鎖和保持電流要求(例如1000W)的TRIAC調(diào)光器對(duì)非常低的功率的LED(例如5W)進(jìn)行調(diào)光，而沒(méi)有可見(jiàn)閃爍。特別地，這允許使用單級(jí)電源適配器，例如諧振電源適配器，其沒(méi)有具有用以調(diào)節(jié)閃爍的第二級(jí)的電源適配器那么昂貴。

該電流分布被視為本身具有新穎性和創(chuàng)造性，因此，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電源適配器，包括：輸入端，用于連接至包括功率降低器件的AC電源；輸出端，用于連接至負(fù)載；耦接至輸入端的能量存儲(chǔ)裝置；以及諧振電路，該諧振電路耦接至輸入端，該諧振電路向輸出端提供適合于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的功率，其中，電源適配器包括控制器，該控制器適于檢測(cè)AC電源的功率降低器件中的開(kāi)關(guān)的啟用并且降低從AC電源汲取的電流以停用所述開(kāi)關(guān)，該能量存儲(chǔ)裝置在期間功率降低器件的開(kāi)關(guān)被停用的時(shí)段期間向輸出端提供功率。

該負(fù)載可以是光源，例如固態(tài)光源。

諧振電路可以具有一諧振頻率，對(duì)于變化的輸入電壓，使用該諧振頻率所述諧振電路能夠維持基本恒定的電流輸入。諧振電路因此可以為L(zhǎng)CL串并聯(lián)諧振電路。LCL串并聯(lián)諧振電路包括串聯(lián)的第一電感器L1和第一電容器C1，以及并聯(lián)的負(fù)載支路，該負(fù)載支路包括第二電感器L2。第一電感器L1和第一電容器C1串聯(lián)連接在諧振電路的兩個(gè)輸入端子之間，而負(fù)載支路并聯(lián)地跨接在第一電容器C1上，其中負(fù)載支路包括串聯(lián)連接的第二電感器L2和用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的輸出端。

利用LCL串并聯(lián)諧振電路的電源適配器在WO 2008/120019、WO 2010/041067、WO 2010/139992、WO2011/083336和WO 2012/010900中有所描述，上述每個(gè)申請(qǐng)的教導(dǎo)都整體通過(guò)引用方式被結(jié)合到本文中。

LCL串并聯(lián)諧振電路的使用提供了適合于固態(tài)光源(諸如LED)的具有基本恒定的電流汲取和高效率的電源適配器。特別地，輸出電流變得獨(dú)立于輸出電壓，并且如果電源適配器由低頻正弦電壓輸入供電且輸出電壓是恒定的，即LED負(fù)載，那么輸入電流變成對(duì)于TRIAC調(diào)光器驅(qū)動(dòng)而言理想的低頻的基本方形波，因?yàn)槠湟员M可能低的功率維持保持電流，同時(shí)向LED提供隨低頻輸入電壓改變亮度的電流源，即，這使LED表現(xiàn)得像燈泡，并且使得能夠由TRIAC調(diào)光器以相對(duì)于其他電源適配器技術(shù)極大減小的功率和較高的功率因數(shù)進(jìn)行控制。

因此，負(fù)載可以為一個(gè)或多個(gè)LED，并且可以從TRIAC或SCR調(diào)光器汲取輸入。

LCL串并聯(lián)電路可以適于具有至少兩個(gè)諧振頻率，第一諧振頻率在給定輸入電壓下提供獨(dú)立于負(fù)載的恒定電流輸出，而第二諧振頻率在給定的輸入電壓下提供隨著負(fù)載變化的電流。LCL串并聯(lián)電路還將具有0Hz的第三諧振頻率，即直流(DC)電流。

這些諧振頻率可以通過(guò)選擇第一電感器、第二電感器和第一電容器來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得這些元件的電抗基本上相等。相對(duì)于第一諧振頻率，第二諧振頻率可以適于在輸出端提供顯著較大的功率。電源適配器的控制器因此可以適于在不同諧振頻率之間切換，以利用它們不同的特性。

諧振電路可以由諧振驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)，諧振驅(qū)動(dòng)電路向諧振電路提供諧振驅(qū)動(dòng)信號(hào)。諧振驅(qū)動(dòng)信號(hào)優(yōu)選地為交流信號(hào)，并且優(yōu)選地由可以控制兩個(gè)或四個(gè)電子開(kāi)關(guān)例如場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)的振蕩器提供。諧振驅(qū)動(dòng)信號(hào)通常具有方形波的形式。驅(qū)動(dòng)電路的目的在于利用交流電壓激發(fā)諧振電路，交流電壓通常由正電壓和負(fù)電源的區(qū)塊構(gòu)成。電子開(kāi)關(guān)通常以全橋逆變器(4個(gè)開(kāi)關(guān))或半橋逆變器(2個(gè)開(kāi)關(guān))的形式連接在一起。

電源適配器可以適于修改將會(huì)被諧振電路內(nèi)部地汲取的電流的波形，并且特別是修改該波形的形狀和/或大小。特別地，可以向諧振電路提供諧振驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其中，諧振驅(qū)動(dòng)信號(hào)適于確定所需的輸入電流波形。例如，電源適配器可以包括用于向諧振電路提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的至少一個(gè)半橋驅(qū)動(dòng)電路和用于半橋驅(qū)動(dòng)電路的開(kāi)關(guān)控制器，該半橋驅(qū)動(dòng)電路具有高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)控制器可以適于在至少一種模式下提供以下各項(xiàng)：i)提供具有不同持續(xù)期的接通時(shí)間的高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)；ii)提供具有重疊的接通時(shí)間的高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)以及iii)提供具有同步的接通時(shí)間的高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)。

可以利用具有不同持續(xù)期的接通時(shí)間的高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)來(lái)控制從輸入端汲取的電流。特別地，高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)可以具有不同持續(xù)期的接通時(shí)間，即不對(duì)稱的接通時(shí)間，使得高側(cè)開(kāi)關(guān)與低側(cè)開(kāi)關(guān)之間的不對(duì)稱程度確定從輸入端汲取的電流。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，高側(cè)開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間與低側(cè)開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間之間的不對(duì)稱程度越大，從輸入端汲取的電流越小。

例如如果高側(cè)開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間與低側(cè)開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間之間不存在重疊，則在輸入端處汲取的電流可以基本上等于在輸出端處提供的電流。這使得能夠通過(guò)開(kāi)關(guān)控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，而無(wú)需改變驅(qū)動(dòng)諧振電路的頻率，并因此沒(méi)有任何必要改變諧振電路本身。特別地，為了減小從輸入端汲取的電流和在輸出端提供的電流，高側(cè)開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間和低側(cè)開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間可以相對(duì)于彼此變化，例如使得高側(cè)開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間短于低側(cè)開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間。

可以利用具有不同持續(xù)期的接通時(shí)間(即不對(duì)稱的接通時(shí)間)的高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)來(lái)確定在輸入端汲取的電流的波形，例如以提供調(diào)光器兼容性和/或降低諧波失真。特別地，這可以通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)：開(kāi)關(guān)控制器向高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)提供不同持續(xù)期的接通時(shí)間，即不對(duì)稱的接通時(shí)間，并且在每個(gè)輸入周期期間改變高側(cè)開(kāi)關(guān)與低側(cè)開(kāi)關(guān)之間的不對(duì)稱程度以確定從輸入端汲取的電流的波形。

可以利用開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間之間的重疊以在每個(gè)輸入周期中的重疊時(shí)段創(chuàng)建負(fù)載條件，這可以在每個(gè)輸入周期中的重疊時(shí)段相對(duì)于傳送至輸出端的電流增大在輸入端處汲取的電流。這使得例如能夠減小輸出端處的電流，而不會(huì)減小在輸入端處汲取的電流。另外，這使得能夠在每個(gè)輸入周期中在重疊時(shí)段汲取用于調(diào)光器開(kāi)關(guān)的閉鎖電流，并且能夠在每個(gè)輸入周期中隨后汲取較低的保持電流，而無(wú)需改變驅(qū)動(dòng)諧振電路的頻率。由于相對(duì)于通常汲取數(shù)毫秒的保持電流(例如50mA)，用于干線電源中的常規(guī)調(diào)光器開(kāi)關(guān)的閉鎖電流(例如85mA)通常僅需要汲取數(shù)百微秒，未提供給輸出端的附加電流(35mA)將導(dǎo)致230V干線電源上的可接受的小損失，例如100-200mW。此控制還可以有助于減少僅在常規(guī)調(diào)光器開(kāi)關(guān)的TRIAC激勵(lì)后可見(jiàn)的電壓降低問(wèn)題，并且因此可以取消對(duì)緩沖電路的需求以及與緩沖電路相關(guān)聯(lián)的損失。

電源適配器還可以具有下述模式：其中，通過(guò)開(kāi)關(guān)控制器向高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)提供同步的接通時(shí)間，不在輸出端處提供功率，但電源適配器向輸入端提供負(fù)載條件。

接通時(shí)間重疊的持續(xù)期或同步接通時(shí)間的持續(xù)期越長(zhǎng)，所提供的負(fù)載的電阻或動(dòng)態(tài)阻抗越低。這對(duì)固態(tài)光源(例如LED)特別有利。特別地，該負(fù)載條件可以提供DC路徑，該DC路徑防止誤啟動(dòng)狀況。這使得能夠與調(diào)光器一起使用，并且還防止取能電源(pickup supply)發(fā)生灼熱。

開(kāi)關(guān)控制器可以利用上述接通時(shí)間配置的任何組合，以提供在輸入端處汲取的所期望的電流以及輸出端處所要求的電流。

在電源適配器具有通過(guò)使開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間重疊或同步來(lái)生成負(fù)載條件的模式的情況下，控制器可以適于確定該負(fù)載條件的阻抗對(duì)于電源的電壓是否是可接受的。因此，控制器優(yōu)選地適于監(jiān)測(cè)電源的電壓。

電源適配器可以適于在兩種或更多種模式之間進(jìn)行切換，每種模式向高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)提供不同的接通時(shí)間配置。由于本發(fā)明使得能夠在無(wú)需改變驅(qū)動(dòng)諧振電路的頻率的情況下實(shí)現(xiàn)不同模式，所以在每種模式下優(yōu)選地以諧振電路的諧振頻率或該諧振頻率的子諧波或者在諧振電路的諧振頻率或該諧振頻率的子諧波附近驅(qū)動(dòng)該諧振電路。

電源適配器可以適于監(jiān)測(cè)輸入電壓，并且基于該輸入電壓來(lái)更改在輸出端處提供的電流與跨接在輸入端上的電阻之間的比率。特別地，可以基于輸入電壓成比例地更改該比率，使得在切換模式時(shí)不會(huì)造成電流和/或輸入電阻的突變。在電源適配器適于與干線電源和固態(tài)光源一起使用的情況下，電流和/或輸入電阻的這種突變會(huì)引起干線上的振鈴或諧波、輸出端處的可能閃爍，并且可導(dǎo)致調(diào)光器不兼容?？梢酝ㄟ^(guò)改變高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間的重疊量來(lái)更改該比率。

高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)優(yōu)選地為雙極結(jié)型晶體管(BJT)，這種BJT通常沒(méi)有場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)那么昂貴。此外，因?yàn)锽JT具有有限的增益，所以相對(duì)于具有無(wú)限增益并需要阻尼電路的FET而言，降低了由于浪涌電流使開(kāi)關(guān)損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

在目前優(yōu)選的實(shí)施方案中，半橋驅(qū)動(dòng)電路的高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)設(shè)置成使其相應(yīng)的發(fā)射極或源極端子連接在半橋的中心。

在本實(shí)施方案中，由于施加至晶體管的基極或柵極端子的開(kāi)關(guān)電壓是相對(duì)于發(fā)射極或源極端子處的電壓為參考的，這使得能夠?qū)崿F(xiàn)浮地(floating ground)形式的公共參考。這消除了任何對(duì)電平移位電路的需求，電平移位電路通常為昂貴的高壓電路并且導(dǎo)致功率損耗，從而降低效率。因此，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明降低了成本并且增加了效率。另外，本發(fā)明使驅(qū)動(dòng)電路能夠處于低電壓，并且使同一驅(qū)動(dòng)電路能夠驅(qū)動(dòng)高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)二者。

高側(cè)開(kāi)關(guān)優(yōu)選地為NPN雙極結(jié)型晶體管(BJT)或類似功能的晶體管。低側(cè)開(kāi)關(guān)優(yōu)選地為PNP雙極結(jié)型晶體管(BJT)或類似功能的晶體管。作為雙極結(jié)型晶體管(BJT)的晶體管使開(kāi)關(guān)控制器能夠處于低電壓，例如低于5V，例如2V。在提供集成電路的情況下，可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)二極管以及能量存儲(chǔ)裝置(諸如電容器)形成低壓電源。

開(kāi)關(guān)通常在基極或柵極端子處配置有開(kāi)關(guān)電壓，該開(kāi)關(guān)電壓是相對(duì)于發(fā)射極或源極端子處的電壓確定的。高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)的發(fā)射極或源極端子之間的連接因此優(yōu)選地向高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)電壓提供浮地形式的公共參考。高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)的集電極或漏極端子可以分別連接至電路的正供電電壓和正常地，例如0V。

低側(cè)開(kāi)關(guān)優(yōu)選地在該開(kāi)關(guān)的基極/柵極具有負(fù)開(kāi)關(guān)電壓，該負(fù)開(kāi)關(guān)電壓是相對(duì)于浮地形式的公共參考確定的。負(fù)開(kāi)關(guān)電壓可以通過(guò)例如電荷泵生成。

開(kāi)關(guān)控制器優(yōu)選地采用集成電路的形式。開(kāi)關(guān)控制器的地連接優(yōu)選連接至高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)的發(fā)射極或源極端子，使得開(kāi)關(guān)控制器的地連接具有與高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)共用的浮地形式的參考。

開(kāi)關(guān)控制器優(yōu)選地設(shè)置有本地源、或始于正常地的自舉(bootstrap)，或者通?？缃釉诟邆?cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)上的電容器可以適于向開(kāi)關(guān)控制器供電，這些本地源、自舉或電容器可以給微處理器上的電荷泵二極管供電。

本發(fā)明的該實(shí)施方案在用于驅(qū)動(dòng)LCL串并聯(lián)諧振電路時(shí)特別有利。該布置使半橋驅(qū)動(dòng)電路能夠在無(wú)需任何反饋(例如從電感器到振蕩驅(qū)動(dòng)器的反饋)的情況下運(yùn)行。該布置還消除了對(duì)任何反饋?zhàn)儔浩鞯男枨?，反饋?zhàn)儔浩黧w積大且昂貴。本發(fā)明還特別有利于LCL電路的原因在于其允許使用低壓處理。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種照明裝置，其適合于直接連接至干線電源，該照明裝置包括如上所述的電源適配器和一個(gè)或多個(gè)非固態(tài)光源。

調(diào)光器電路優(yōu)選地包括一個(gè)或多個(gè)可控硅整流器(SCR)或TRIAC。

現(xiàn)在將參照附圖僅通過(guò)說(shuō)明性的方式詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電源適配器的一個(gè)實(shí)施方案的開(kāi)關(guān)控制器和半橋驅(qū)動(dòng)電路；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的電源適配器的一個(gè)實(shí)施方案的LCL串并聯(lián)諧振電路和DC鏈路電容器(DC link capacitor)；

圖3至圖6示出了整個(gè)半周期內(nèi)與根據(jù)本發(fā)明的電源適配器的第一、第二、第三以及第四模式相關(guān)聯(lián)的電壓和電流。

根據(jù)本發(fā)明的電源適配器的一個(gè)實(shí)施方案包括輸入整流級(jí)(圖中未示出)、開(kāi)關(guān)控制器(RAIS-DH)和半橋驅(qū)動(dòng)電路(HSD、LSD)(圖1中示出)、以及LCL串并聯(lián)諧振電路(L1、C1、L2)和輸出整流級(jí)(圖2中示出)。高側(cè)開(kāi)關(guān)Q1為NPN BJT晶體管，而低側(cè)開(kāi)關(guān)Q2為PNP BJT晶體管。Q1和Q2設(shè)置成使其發(fā)射極/源極連接至一公共點(diǎn)，該公共點(diǎn)形成用于Q1和Q2二者的浮地。該公共點(diǎn)還提供半橋驅(qū)動(dòng)電路的輸出，在此實(shí)施方案中，該輸出被饋送至適合于驅(qū)動(dòng)固態(tài)光源的LCL串并聯(lián)諧振電路(其具有在GB 2449616 B8和WO 2010/041067 A1中詳細(xì)描述的形式)。

Q1和Q2每個(gè)都是通過(guò)向各自的基極/柵極提供開(kāi)關(guān)脈沖而被切換的，開(kāi)關(guān)脈沖的電壓以開(kāi)關(guān)的發(fā)射極/源極為參考。當(dāng)Q1接通時(shí)，浮地將處于正供電電壓，例如330V，并且在Q1的基極/柵極處的電壓相對(duì)于浮地并且從而相對(duì)于發(fā)射極/源極電壓通常將為正。當(dāng)Q2接通時(shí)，浮地將處于正常地，例如0V，并且在Q1的基極/柵極處的電壓相對(duì)于浮地并且從而相對(duì)于發(fā)射極/源極電壓將為負(fù)。

開(kāi)關(guān)Q1和Q2由開(kāi)關(guān)控制器驅(qū)動(dòng)，該開(kāi)關(guān)控制器是被標(biāo)示為RAIS-DH的集成電路，其也以浮地為參考。由于開(kāi)關(guān)控制器RAIS-DH驅(qū)動(dòng)BJT晶體管，這需要+-0.7V，所以可以以2V向開(kāi)關(guān)控制器供電。為了接通Q1，該開(kāi)關(guān)控制器向Q1的基極/柵極提供相對(duì)于浮地(處于正供電電壓，例如330V)并且因此相對(duì)于發(fā)射極/源極電壓為正的脈沖。為了接通Q2，該開(kāi)關(guān)控制器向Q2的基極/柵極提供相對(duì)于浮地(處于正常地，例如0V)并且因此相對(duì)于發(fā)射極/源極電壓為負(fù)的脈沖。

Q1形成用于LCL串并聯(lián)諧振電路(圖2中示出)的高側(cè)驅(qū)動(dòng)器(HSD)，而Q2形成用于LCL串并聯(lián)諧振電路(圖2中示出)的低側(cè)驅(qū)動(dòng)器(LSD)，所述LCL串并聯(lián)諧振電路提供適合于驅(qū)動(dòng)固態(tài)光源的輸出。開(kāi)關(guān)控制器被配置成：通過(guò)控制高側(cè)驅(qū)動(dòng)器(HSD)和低側(cè)驅(qū)動(dòng)器(LSD)的接通時(shí)間，操縱在輸入處汲取的電流、被傳送至輸出的電流、和/或電源適配器的阻抗。

諧振電路的輸出使用二極管橋來(lái)進(jìn)行整流，然后由電容器在整流器的輸出進(jìn)行平滑，以形成適合于驅(qū)動(dòng)LED的輸出。電容器C5和C6創(chuàng)建了用于諧振電路的第二端的連接點(diǎn)，基本上處于DC+和0V之間的電壓的中間。

LCL串并聯(lián)諧振電路被配置成使得其具有兩個(gè)非零諧振頻率。

圖3至圖6示出了整個(gè)半周期內(nèi)與根據(jù)本發(fā)明的電源適配器的第一、第二、第三以及第四模式相關(guān)聯(lián)的電壓和電流。具體地，第一跡線(1)示出了在調(diào)光器開(kāi)關(guān)之前看到的干線電源的電壓，其通常為正弦形式。第二跡線(2)示出了來(lái)自調(diào)光器開(kāi)關(guān)的電壓輸出，其為燈的輸入電壓。第三跡線(3)是由燈從干線電源汲取的電流。

在圖3中，示出用于不穩(wěn)定的前沿(例如TRIAC)調(diào)光器開(kāi)關(guān)的第一模式。

在該模式下，在調(diào)光器開(kāi)關(guān)的TRIAC激勵(lì)之后在300μs的預(yù)定時(shí)間段之后，即在一旦浪涌電流已崩潰時(shí)，控制器使電源適配器停止汲取電流，從而關(guān)斷調(diào)光器的TRIAC。電源適配器在該時(shí)期汲取的浪涌電流對(duì)DC鏈路電容器充電。在不向燈傳送功率的預(yù)定時(shí)間段(由圖3中附圖標(biāo)記4示出)之后，這足以使TRIAC關(guān)斷，電源適配器向輸出端和燈提供來(lái)自DC鏈路電容器的功率。特別地，一旦TRIAC已關(guān)斷，燈汲取恒定的電流。繼續(xù)向輸出端提供功率，直到調(diào)光器開(kāi)關(guān)的TRIAC又接通，這通過(guò)檢測(cè)輸入電壓中的急劇上升來(lái)檢測(cè)到。

這允許具有非常高的閉鎖和保持電流要求(例如1000W)TRIAC調(diào)光器對(duì)非常低的功率的LED(例如5W)進(jìn)行調(diào)光，而沒(méi)有可見(jiàn)閃爍。特別地，這允許使用單級(jí)電源適配器，例如，諧振電源適配器，其比具有用以調(diào)節(jié)閃爍的第二級(jí)的電源適配器便宜。

在圖4中，示出了用于不穩(wěn)定的前沿(例如TRIAC)調(diào)光器開(kāi)關(guān)的第二模式。

在此模式下，當(dāng)電壓足夠高以使TRIAC穩(wěn)定時(shí)，電源適配器和燈在半周期的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)汲取電流。所汲取的電流相較于穩(wěn)定的調(diào)光器開(kāi)關(guān)汲取的電流可以處于較高的水平。這可以通過(guò)在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)利用諧振電路的第二諧振頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得燈汲取較大的電流。

期間汲取電流的所述預(yù)定時(shí)間段短于期間在穩(wěn)定模式下汲取電流的時(shí)間段，以將向LED輸出的功率維持在與其他模式下相同的水平，從而確保燈不過(guò)熱。

在檢測(cè)到不穩(wěn)定性時(shí)，進(jìn)入該模式。電源適配器適于監(jiān)測(cè)諧振波形，以檢測(cè)指示不穩(wěn)定性的該波形的變化。諧振波形的變化可以具有間隙、快速改變或其他變化的形式，其指示誤觸發(fā)和不穩(wěn)定的前沿(例如TRIAC)調(diào)光器的存在。該特征可以使得能夠省略直接監(jiān)測(cè)輸入電壓的電路。此外，諧振波形的任何間隙、變化或快速改變可以在1至3個(gè)干線半周期內(nèi)檢測(cè)到，使得快速激活合適的操作模式，其結(jié)果是人眼感知不到燈的閃爍。

此外，盡管圖4中未示出，但是當(dāng)TRIAC激勵(lì)時(shí)電源適配器在預(yù)定時(shí)段例如大約300μs內(nèi)還創(chuàng)建了負(fù)載條件，以便于調(diào)光器開(kāi)關(guān)的TRIAC的閉鎖。該負(fù)載條件通過(guò)使諧振電路的半橋驅(qū)動(dòng)器的高側(cè)開(kāi)關(guān)(HSD)的接通時(shí)間和低側(cè)開(kāi)關(guān)(LSD)的接通時(shí)間重疊來(lái)實(shí)現(xiàn)。在該負(fù)載條件期間汲取的電流最初為在所述周期的其余部分中汲取的電流的幅度的2倍至3倍，并且該電流在負(fù)載條件的時(shí)段期間逐漸降低至在所述周期的其余部分中汲取的電流。

在圖5中，示出了用于穩(wěn)定的前沿(例如TRIAC)調(diào)光器開(kāi)關(guān)的第三模式。

在此模式下，電源適配器使燈能夠在調(diào)光器開(kāi)關(guān)接通的整個(gè)時(shí)間段期間汲取電流。

此外，盡管圖4中未示出，但是當(dāng)TRIAC激勵(lì)時(shí)電源適配器在預(yù)定時(shí)段例如大約300μs內(nèi)還創(chuàng)建了負(fù)載條件，以便于調(diào)光器開(kāi)關(guān)的TRIAC的閉鎖。該負(fù)載條件通過(guò)使諧振電路的半橋驅(qū)動(dòng)器的高側(cè)開(kāi)關(guān)(HSD)的接通時(shí)間和低側(cè)開(kāi)關(guān)(LSD)的接通時(shí)間重疊來(lái)實(shí)現(xiàn)。在該負(fù)載條件期間汲取的電流最初為在所述周期的其余部分中汲取的電流的幅度的2倍至3倍，并且該電流在負(fù)載條件時(shí)段期間逐漸降低至在所述周期的其余部分中汲取的電流。

在圖6中，示出了用于后沿調(diào)光器開(kāi)關(guān)的第四模式。

在此模式下，電源適配器使燈能夠在調(diào)光器開(kāi)關(guān)接通的整個(gè)時(shí)間段期間汲取電流。

此外，電源適配器在一旦調(diào)光器開(kāi)關(guān)關(guān)斷后汲取較大的電流，以便在足夠短的時(shí)間段內(nèi)使調(diào)光器開(kāi)關(guān)放電。這通過(guò)在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)利用諧振電路的第二諧振頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致燈吸收較大的電流。然而，這還可以通過(guò)使諧振電路的半橋驅(qū)動(dòng)器的高側(cè)開(kāi)關(guān)(HSD)的接通時(shí)間和低側(cè)開(kāi)關(guān)(LSD)的接通時(shí)間重疊來(lái)創(chuàng)建負(fù)載條件來(lái)實(shí)現(xiàn)。