本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及低壓照明領(lǐng)域，更具體地，涉及用于向具有電子變壓器的低壓燈提供功率的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的低壓照明系統(tǒng)10，其包括向調(diào)光器20提供主電源信號(hào)14(其例如表示輸出端16兩端的電壓15)的主電源12，調(diào)光器20是可被簡(jiǎn)單開(kāi)關(guān)替換的光學(xué)部件。在圖1所示的低壓照明系統(tǒng)10中，調(diào)光器20生成例如表示調(diào)光器輸出26兩端的電壓25的調(diào)光器信號(hào)24，其中電壓25具有比主電源信號(hào)14更低的平均功率。例如，調(diào)光器20可以切割主電源信號(hào)14的相位。調(diào)光器信號(hào)24被提供給電子變壓器30。電子變壓器30將調(diào)光器信號(hào)24轉(zhuǎn)換至變壓器輸出信號(hào)34(其例如表示變壓器輸出36兩端的電壓35)，其為低壓燈40提供電源信號(hào)，低壓燈40從電子變壓器30中汲取燈電流42。低壓燈40可以是鹵素?zé)簟l(fā)光二極管(LED)燈或另一種類(lèi)型的燈，其在低壓電源(即，產(chǎn)生12V_RMS(均方根)以下的電源電壓的電源)下進(jìn)行操作。

電子變壓器30可以包括自振蕩電路，其要求最小電流(稱(chēng)為振蕩電流)來(lái)自保持可靠的振蕩。如果燈電流42小于為電子變壓器30指定的振蕩電流，則電子變壓器30可能不會(huì)可靠地進(jìn)行操作并且低壓燈40可能閃爍或不能照明。

鹵素?zé)舻臒綦娏魍ǔ４笥跒殡娮幼儔浩?0指定的振蕩電流。然而，LED燈通常更有效，并且與具有可比較發(fā)光度(luminosity)的鹵素?zé)粝啾染哂懈偷念~定功率。雖然通常期望較高的效率和較低的功耗，但與LED燈相關(guān)聯(lián)的燈電流42可以低于為電子變壓器30指定的振蕩電流。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開(kāi)的教導(dǎo)，可以減少或消除與確保具有LED燈的可靠電子變壓器操作相關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)和問(wèn)題。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，適合用于低壓電子變壓器的低壓燈包括升壓轉(zhuǎn)換級(jí)，該升壓轉(zhuǎn)換級(jí)耦合至可包括一個(gè)或多個(gè)LED或者其他低壓光產(chǎn)生部件的負(fù)載。在至少一個(gè)實(shí)施例中，升壓轉(zhuǎn)換級(jí)包括電感器、開(kāi)關(guān)以及接通和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)控制器。

在至少一些實(shí)施例中，電感器接收電子變壓器的輸出并且向整流器提供電感器電流，整流器向開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)提供整流電流。開(kāi)關(guān)可以被配置為斷言整流電流是否被路由至負(fù)載或者返回到電子變壓器。例如，開(kāi)關(guān)可以被配置為：當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，整流電流被提供給負(fù)載，而當(dāng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)返回電子變壓器。低壓照明領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，本文公開(kāi)的其中電感器接收來(lái)自電子變壓器的未整流信號(hào)的實(shí)施例不同于被設(shè)計(jì)用于包括傳統(tǒng)MR16-兼容LED燈的電子變壓器的至少一些低壓燈，在這些燈中，整流器對(duì)變壓器輸出進(jìn)行整流并向電感器提供整流信號(hào)。

開(kāi)關(guān)控制器可被配置為通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)控制器向開(kāi)關(guān)的控制端子提供的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)進(jìn)行斷言來(lái)接通開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)控制器還可以被配置為使開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的斷言與變壓器輸出同步。例如，開(kāi)關(guān)控制器可以被配置為控制變壓器輸出的邊緣轉(zhuǎn)換與開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的斷言之間的時(shí)間間隔。此外，開(kāi)關(guān)控制器可以接收來(lái)自升壓轉(zhuǎn)換級(jí)的一個(gè)或多個(gè)輸入的集合并且進(jìn)一步根據(jù)任何一個(gè)或多個(gè)這些輸入來(lái)控制開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。

在兼容用于磁性變壓器和電子變壓器的實(shí)施例中，升壓轉(zhuǎn)換級(jí)的部分可以選擇性地僅在向LED燈提供功率的變壓器為電子變壓器時(shí)連接。在這些實(shí)施例中，LED燈可以包括電子變壓器檢測(cè)電路，其被配置為響應(yīng)于檢測(cè)到向LED燈提供功率的變壓器是電子變壓器而啟動(dòng)升壓轉(zhuǎn)換器電路。電子變壓器檢測(cè)電路例如可以包括高通濾波器，其觸發(fā)被配置為包括或排除來(lái)自接收變壓器輸出的LED燈的功率級(jí)中的電感器的開(kāi)關(guān)。高通濾波器可以被配置為基于電子變壓器輸出的高頻分量特性來(lái)區(qū)分電子變壓器輸出和磁性變壓器輸出。適當(dāng)?shù)碾娮幼儔浩鳈z測(cè)電路可以包括在2013年5月13日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)第61/822,673號(hào)的電子變壓器檢測(cè)電路的元件，其全部結(jié)合于此作為參考。由于以下詳細(xì)描述強(qiáng)調(diào)使用與變壓器輸出同步的升壓轉(zhuǎn)換器電路以利于電子變壓器中的自振蕩電路的穩(wěn)定和可靠操作，所以下面示出和公開(kāi)的變壓器可以描述為或者假設(shè)為電子變壓器。然而，每當(dāng)本文的變壓器被描述或假設(shè)為電子變壓器時(shí)，都可以通過(guò)包括電子變壓器檢測(cè)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)與磁性變壓器的兼容性，從而選擇性地針對(duì)具有電子變壓器的操作激活升壓轉(zhuǎn)換器。

現(xiàn)在返回到升壓轉(zhuǎn)換器電路，升壓轉(zhuǎn)換器電路可以包括耦合至開(kāi)關(guān)的電感器，并且可以被配置為在實(shí)際功率傳輸模式或電抗功率傳輸模式中進(jìn)行操作。當(dāng)在電抗功率傳輸模式中進(jìn)行操作時(shí)，能量可以在電子變壓器和電感器之間來(lái)回傳輸。與電抗功率傳輸相關(guān)聯(lián)的電感器電流對(duì)通過(guò)LED燈從電子變壓器汲取的總電流有所貢獻(xiàn)。以這種方式，包括升壓功率電路和本文公開(kāi)的控制器的低壓LED燈有利地滿足電子變壓器的振蕩電流要求，而不犧牲LED燈的較高效率并且不引入調(diào)光器兼容性問(wèn)題。

根據(jù)本公開(kāi)的這些和其他實(shí)施例，低壓燈的低壓升壓轉(zhuǎn)換級(jí)包括電感器、開(kāi)關(guān)和被配置為接收一個(gè)或多個(gè)控制器輸入的開(kāi)關(guān)控制器。控制器輸入可以例如包括變壓器輸入、感測(cè)輸入和負(fù)載輸入。變壓器輸入可以耦合或以其他方式配置以接收電子變壓器的輸出。感測(cè)輸入可被配置為接收表示電流流過(guò)開(kāi)關(guān)的感測(cè)信號(hào)，其可以表示電感器電流。負(fù)載輸入可以被配置為接收表示負(fù)載電壓的LOAD信號(hào)。

開(kāi)關(guān)控制器可以包括控制器邏輯，其被配置為至少部分地基于一個(gè)或多個(gè)控制器輸入來(lái)生成或控制開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。開(kāi)關(guān)控制信號(hào)可以耦合至開(kāi)關(guān)的控制輸入以閉合和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)或者以其他方式控制開(kāi)關(guān)的傳導(dǎo)狀態(tài)。在閉合時(shí)，開(kāi)關(guān)可以提供用于電感器電流的至少一部分的電流路徑。穿過(guò)閉合時(shí)的開(kāi)關(guān)提供的電流路徑的電流可以表示電感器和電子變壓器之間的能量的電抗傳輸。

在至少一些實(shí)施例中，，控制器邏輯被配置為根據(jù)電感器電流參數(shù)的閾值(預(yù)定的或其他方式得到的)，使開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的至少一些轉(zhuǎn)換(即，開(kāi)關(guān)的閉合和斷開(kāi))與變壓器輸出的邊緣轉(zhuǎn)換同步。例如，變壓器輸出的負(fù)到正轉(zhuǎn)換可以表示電感器充電周期的結(jié)束，并且控制器邏輯可以被配置為在充電周期結(jié)束之前足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)閉合開(kāi)關(guān)，以確保充電周期結(jié)束時(shí)的電感器電流(其對(duì)應(yīng)于最小峰值電感器電流)大于或等于為電子變壓器指定的最小峰值電感器電流。開(kāi)關(guān)的閉合的定時(shí)可以通過(guò)包括指定最小峰值電感器電流、電感器的電感以及變壓器輸出的幅度和振蕩頻率的因素來(lái)影響。開(kāi)關(guān)控制信號(hào)和變壓器輸出的同步通過(guò)確保遵從電子變壓器的最小峰值電感器電流要求來(lái)利于電子變壓器的穩(wěn)定和可靠的振蕩。

在一些實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的斷言進(jìn)一步被控制，以確保最小峰值電感器電流不超過(guò)為電感器指定的最大閾值。例如，控制器邏輯可以被配置為充分地延遲開(kāi)關(guān)的閉合，以確保充電周期結(jié)束時(shí)的電感器電流小于或等于為電感器指定的最大電感器電流。延遲量可以通過(guò)包括最大電感器電流、電感器的電感、變壓器輸出的幅度以及變壓器的振蕩頻率的因素來(lái)確定。

控制器邏輯可以被配置為根據(jù)LOAD信號(hào)的觸發(fā)值，在電感器放電周期(例如，變壓器輸出的正到負(fù)轉(zhuǎn)換之后的周期)期間解除斷言開(kāi)關(guān)控制信號(hào)或以其他方式斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。在這些實(shí)施例中，存儲(chǔ)在電感器中的能量的真實(shí)傳輸在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)發(fā)生，因?yàn)殡姼衅髂芰吭谪?fù)載中被耗散。觸發(fā)值的變化可以導(dǎo)致更多或更少的能量從電感器傳輸至負(fù)載。

因此，控制器邏輯的實(shí)施例提供了當(dāng)負(fù)載要求相對(duì)于電子變壓器要求的振蕩電流較小的電流時(shí)排他地或主要地在電抗傳輸模式中操作開(kāi)關(guān)的能力，從而通過(guò)增加從電子變壓器汲取的電流來(lái)更好地激發(fā)電子變壓器性能而基本不增加負(fù)載中耗散的功率。類(lèi)似地，當(dāng)負(fù)載要求電流更接近或超過(guò)振蕩電流時(shí)，控制器邏輯可以操作開(kāi)關(guān)以產(chǎn)生能量從電感器到負(fù)載更真實(shí)的傳輸。在該操作模式中，電感器的切換再次促進(jìn)從變壓器汲取的增加的電流以及電子變壓器性能的對(duì)應(yīng)改善，但是使用存儲(chǔ)在電感器中的能量以提供負(fù)載要求的真實(shí)功率?？刂破鬟壿嬁梢灾С謫蚊}沖操作模式，其中，控制器邏輯在變壓器輸出的每半循環(huán)或半周期接通開(kāi)關(guān)一次?？刂破鬟壿嬤€可以支持多脈沖模式，其中，控制器邏輯在變壓器輸出半周期期間循環(huán)斷開(kāi)和接通多次。在多脈沖模式中，控制器邏輯可以在充電周期內(nèi)較早地閉合開(kāi)關(guān)，然后隨著電感器電流接近指定的高值(例如，最小峰值電感器電流和最大電感器電流之間的值)，控制器邏輯可以斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，存儲(chǔ)在電感器中的能量在負(fù)載中耗散并且電感器電流下降。當(dāng)電感器電流下降到指定低值以下時(shí)，控制器邏輯可以再次接通開(kāi)關(guān)，使得電感器電流再次上升。該次序可以在充電周期的持續(xù)時(shí)間內(nèi)重復(fù)。多脈沖模式有利地能夠使控制器邏輯確保遵從最小峰值電感器電流和最大電感器電流參數(shù)，同時(shí)利用存儲(chǔ)在電感器中的能量來(lái)滿足負(fù)載的能量要求。

開(kāi)關(guān)控制器可以實(shí)施有限狀態(tài)機(jī)或以其他方式作為有限狀態(tài)機(jī)操作，該有限狀態(tài)機(jī)限定控制器邏輯可以采用的狀態(tài)集合以及用于從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)。有限狀態(tài)機(jī)可以包括單脈沖有限狀態(tài)機(jī)、多脈沖有限狀態(tài)機(jī)或二者。

在至少一個(gè)實(shí)施例中，單脈沖有限狀態(tài)機(jī)可以包括三個(gè)狀態(tài)的集合?？刂破鬟壿嬁梢猿跏蓟癁镺N狀態(tài)，其中開(kāi)關(guān)閉合。在至少一些實(shí)施例中，當(dāng)振蕩信號(hào)和邊緣信號(hào)都為T(mén)RUE時(shí)，控制器邏輯可以從ON狀態(tài)轉(zhuǎn)換至EDGE狀態(tài)。振蕩信號(hào)可以表示電子變壓器何時(shí)適當(dāng)?shù)卣袷帯＿吘壭盘?hào)可以表示變壓器輸出的邊緣轉(zhuǎn)換，例如從第一電壓到第二電壓的相對(duì)快速的轉(zhuǎn)換(或者反之亦然)，包括從相同或相似幅度的正電壓到負(fù)電壓的轉(zhuǎn)換(并且反之亦然)或者從正電壓到零電壓的轉(zhuǎn)換(或者反之亦然)。

當(dāng)處于EDGE狀態(tài)時(shí)，單脈沖有限狀態(tài)機(jī)可以保持開(kāi)關(guān)閉合，并且監(jiān)控表示感測(cè)信號(hào)的值是否小于低閾值的COMP_LO信號(hào)。單脈沖有限狀態(tài)機(jī)可以在檢測(cè)到COMP_LO信號(hào)為FALSE(即，感測(cè)信號(hào)小于低閾值)時(shí)從EDGE狀態(tài)轉(zhuǎn)換至OFF狀態(tài)。

當(dāng)轉(zhuǎn)換至OFF狀態(tài)時(shí)，單脈沖有限狀態(tài)機(jī)可以斷開(kāi)開(kāi)關(guān)或者以其他方式斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，并且監(jiān)控指示有限狀態(tài)機(jī)處于電流OFF狀態(tài)多長(zhǎng)時(shí)間的OFF計(jì)數(shù)器。當(dāng)OFF計(jì)數(shù)器的值達(dá)到或超過(guò)閾值時(shí)，有限狀態(tài)機(jī)可以轉(zhuǎn)換至ON狀態(tài)并接通開(kāi)關(guān)。在這些實(shí)施例中，OFF計(jì)數(shù)器的閾值確定在變壓器輸出半周期的開(kāi)始之后開(kāi)關(guān)保持?jǐn)嚅_(kāi)多長(zhǎng)時(shí)間，這可用于控制電感器經(jīng)歷的最小峰值電感器電流。閾值的較低值將使得開(kāi)關(guān)在變壓器輸出半周期中較早地閉合，并且將增加最小峰值電感器電流，而閾值的較高值將使得開(kāi)關(guān)在變壓器輸出半周期中較遲閉合并且將降低最小峰值電感器電流。

支持多脈沖操作的開(kāi)關(guān)控制器的實(shí)施例可以執(zhí)行有限狀態(tài)機(jī)，其包括與單脈沖有限狀態(tài)機(jī)的有限狀態(tài)機(jī)狀態(tài)不同或除此之外的有限狀態(tài)機(jī)狀態(tài)。在至少一個(gè)實(shí)施例中，多脈沖有限狀態(tài)機(jī)可以包括ON狀態(tài)，這類(lèi)似于單脈沖有限狀態(tài)機(jī)(其中開(kāi)關(guān)閉合)，并且控制器邏輯被配置為對(duì)于檢測(cè)到振蕩信號(hào)和COMP_HI信號(hào)都被斷言，通過(guò)解除斷言開(kāi)關(guān)控制信號(hào)、轉(zhuǎn)換至CCM_OFF狀態(tài)、并且監(jiān)控表示CCM_OFF狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間的CCM_OFF計(jì)數(shù)器來(lái)進(jìn)行響應(yīng)?？刂破鬟壿嬁梢赃M(jìn)一步被配置為：在處于CCM_OFF狀態(tài)的同時(shí)，對(duì)于檢測(cè)到CCM_OFF計(jì)數(shù)器超過(guò)CCM_OFF閾值，通過(guò)斷言開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，轉(zhuǎn)換至CCM_ON狀態(tài)進(jìn)行響應(yīng)。

在CCM_ON狀態(tài)中，控制器邏輯可以監(jiān)控COMP_HI信號(hào)、CCM_ON計(jì)數(shù)器和COMP_LO信號(hào)。如果COMP_HI信號(hào)為T(mén)RUE，則控制器邏輯可以轉(zhuǎn)換回CCM_OFF狀態(tài)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，并且如之前監(jiān)控CCM_OFF計(jì)數(shù)器。在斷言COMP_HI信號(hào)之前，如果控制器邏輯檢測(cè)到CCM_ON計(jì)數(shù)器超過(guò)CCM_ON閾值且COMP_LO信號(hào)為FALSE，則控制器邏輯可以斷開(kāi)開(kāi)關(guān)并且從CCM_ON狀態(tài)轉(zhuǎn)換至OFF狀態(tài)。

在OFF狀態(tài)中，控制器邏輯可以被配置為監(jiān)控OFF計(jì)數(shù)器并且對(duì)于檢測(cè)到OFF計(jì)數(shù)器超過(guò)OFF閾值，通過(guò)接通開(kāi)關(guān)、并且轉(zhuǎn)換回ON狀態(tài)進(jìn)行響應(yīng)。

當(dāng)在ON狀態(tài)時(shí)，如果控制器邏輯在斷言COMP_HI信號(hào)之前檢測(cè)到振蕩信號(hào)和邊緣信號(hào)均被斷言，則控制器邏輯可以閉合開(kāi)關(guān)并轉(zhuǎn)換到EDGE狀態(tài)?？刂破鬟壿嬁梢员３衷贓DGE狀態(tài)，直到COMP_LO信號(hào)為T(mén)RUE，此時(shí)控制器邏輯可以轉(zhuǎn)換至OFF狀態(tài)。

根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例，低壓裝置包括但不限于低壓照明裝置，其可以包括被配置為接收變壓器輸出信號(hào)并向負(fù)載提供負(fù)載電流的升壓轉(zhuǎn)換級(jí)。升壓轉(zhuǎn)換級(jí)可以包括：電感器，耦合至輸入端口，被配置為接收變壓器輸出信號(hào)；開(kāi)關(guān)，耦合至電感器；以及控制器?？刂破骺梢园刂破鬏斎?，包括但不限于被配置為接收來(lái)自變壓器的變壓器輸出的變壓器輸入、被配置為接收表示開(kāi)關(guān)中的電流的感測(cè)信號(hào)的感測(cè)輸入以及被配置為接收表示負(fù)載電壓的LOAD信號(hào)的負(fù)載輸入，并且控制器邏輯被配置為至少部分地基于控制器輸入生成開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。開(kāi)關(guān)控制信號(hào)可以被配置為控制開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。裝置可以進(jìn)一步包括低壓發(fā)光二極管燈?？刂破鬟壿嬁梢员慌渲脼楦鶕?jù)用于電感器電流的最小閾值斷言開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。

根據(jù)本文公開(kāi)的又一些實(shí)施例，開(kāi)關(guān)控制方法可以包括接收控制器輸入，后者包括接收來(lái)自變壓器的變壓器輸出，接收表示開(kāi)關(guān)中的電流的感測(cè)信號(hào)，以及接收表示負(fù)載電壓的LOAD信號(hào)。該方法可以包括：至少部分地基于控制器輸入生成開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，其中，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)被配置為控制開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，并且開(kāi)關(guān)影響與耦合至變壓器輸出的電感器相關(guān)聯(lián)的電感器電流的電流路徑。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本文包括的附圖、說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求容易地理解本公開(kāi)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。至少通過(guò)權(quán)利要求中具體指定的元件、特征和組合來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)施例的目的和優(yōu)勢(shì)。

應(yīng)該理解，前面的一般描述和以下的詳細(xì)描述都是示例和說(shuō)明性性，并且不限于本公開(kāi)中闡述的權(quán)利要求。

附圖說(shuō)明

可以通過(guò)結(jié)合附圖參考以下描述來(lái)獲取對(duì)本發(fā)明及其優(yōu)勢(shì)的更加完全的理解，其中，類(lèi)似的參考標(biāo)號(hào)表示類(lèi)似的特征，其中：

圖1示出了本領(lǐng)域已知的低壓照明系統(tǒng)；

圖2示出了低壓燈的升壓轉(zhuǎn)換級(jí)，其包括開(kāi)關(guān)控制器以操作與電感器相關(guān)聯(lián)的開(kāi)關(guān)；

圖3示出了在電抗功率傳輸模式下操作的圖2的升壓轉(zhuǎn)換級(jí)；

圖4包括示出電抗功率傳輸模式操作的第一示例性波形；

圖5包括示出電抗功率傳輸模式操作的第二示例性波形；

圖6示出了在實(shí)際功率傳輸模式下進(jìn)行操作的圖2的升壓轉(zhuǎn)換級(jí)；

圖7包括示出控制器的單脈沖操作的示例性波形，具有從電感器和到負(fù)載的實(shí)際能量的傳輸；

圖8包括示出控制器的單脈沖操作的波形的第二示例，具有從電感器和到負(fù)載的實(shí)際能量的傳輸；

圖9包括示出控制器的多脈沖操作的示例性波形；

圖10示出了圖2的開(kāi)關(guān)控制器的示例性元件；

圖11示出了在單脈沖模式中由圖2的開(kāi)關(guān)控制器支持的有限狀態(tài)機(jī)；

圖12包括示出圖11的操作的示例性波形；

圖13示出了在多脈沖模式中由圖2的開(kāi)關(guān)控制器支持的有限狀態(tài)機(jī)；

圖14包括示出圖11的操作的示例性波形；以及

圖15示出了圖2的開(kāi)關(guān)控制器的振蕩信號(hào)邏輯的操作。

具體實(shí)施方式

圖2示出了包括耦合至開(kāi)關(guān)控制器110和負(fù)載190的升壓轉(zhuǎn)換級(jí)100的低壓燈199的所選元件。負(fù)載190可以包括一個(gè)或多個(gè)低壓光產(chǎn)生部件，包括一個(gè)或多個(gè)低壓發(fā)光二極管。所示升壓轉(zhuǎn)換級(jí)100包括電感器L，其接收電子變壓器130的輸出并向整流器140提供電感器電流I_L。整流器140向開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)155提供整流電流I_R。整流電流I_R通常為正，并且幅度近似等于電感器電流I_L。開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)155連接至開(kāi)關(guān)Q，并且還經(jīng)由包括鏈接二極管D_LINK和鏈接電容器C連接至負(fù)載190。鏈接電容器C連接在升壓轉(zhuǎn)換級(jí)100的輸出181兩端。升壓轉(zhuǎn)換級(jí)輸出181被提供給負(fù)載190。

圖2所示的開(kāi)關(guān)控制器110基于電子變壓器130的輸出以及來(lái)自升壓轉(zhuǎn)換級(jí)100的一個(gè)或多個(gè)輸入生成操作開(kāi)關(guān)Q的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS。當(dāng)開(kāi)關(guān)Q斷開(kāi)時(shí)，流過(guò)開(kāi)關(guān)Q的開(kāi)關(guān)電流I_Q可忽略并且基本所有的整流電流I_R如鏈接二極管電流I_D一樣流過(guò)鏈接二極管D_LINK。當(dāng)開(kāi)關(guān)Q閉合時(shí)，基本所有的整流電流I_R通過(guò)開(kāi)關(guān)Q流回到電子變壓器130，即，I_R基本等于I_Q，并且I_D為零或可忽略。因此，當(dāng)開(kāi)關(guān)Q閉合時(shí)，開(kāi)關(guān)電流I_Q表示從電子變壓器130汲取的電流，其不在負(fù)載190中消耗并不會(huì)由此增加功耗。此外，當(dāng)開(kāi)關(guān)Q閉合以及變壓器輸出電壓V_OT為正且相對(duì)恒定時(shí)，電感器電流I_L近似線性地增加。開(kāi)關(guān)控制器110可以在足以確保電感器電流I_L達(dá)到要求保持電子變壓器130的穩(wěn)定操作的最小峰值的持續(xù)時(shí)間內(nèi)確認(rèn)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS，但是不會(huì)太長(zhǎng)而使電感器電流I_L超過(guò)為電感器指定的最大電感器電流。

圖2所示的升壓轉(zhuǎn)換級(jí)100包括輸入103，其包括第一端子101和第二端子102。輸入103被配置為接收來(lái)自電子變壓器130的變壓器輸出電壓V_OT。開(kāi)關(guān)控制器110的輸入113與輸入103并聯(lián)，使得開(kāi)關(guān)控制器110接收來(lái)自電子變壓器130的變壓器輸出電壓V_OT。電感器L連接在輸入103的第一端子101與整流器140的整流器輸入133的第一端子131之間。輸入103的第二端子102連接至整流器輸入133的第二端子132。

圖2所示的整流器140是二極管橋式整流器，其包括輸入節(jié)點(diǎn)141和142、二極管D1、D2、D3和D4以及輸出節(jié)點(diǎn)143和144。如圖2所示，二極管D1和D3的陰極連接至第一輸出節(jié)點(diǎn)143，以及二極管D2和D4的陽(yáng)極連接至第二輸出節(jié)點(diǎn)144。第一輸入節(jié)點(diǎn)141連接至D1陽(yáng)極和D2陰極，以及第二輸入節(jié)點(diǎn)142連接至D3陽(yáng)極和D4陰極。如圖2所示，第一輸出節(jié)點(diǎn)143連接至整流器輸出153的第一端子151。第二輸出節(jié)點(diǎn)144連接至整流器輸出153的第二端子152。盡管圖2所示的整流器140是二極管橋式整流器，但整流器140也可以以其他適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)施。

整流器輸出153的第一端子151連接至開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)155，以及整流器輸出153的第二端子152連接至接地節(jié)點(diǎn)159。整流器140向開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)155提供整流電流IR。開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)155連接至二極管(其在本文稱(chēng)為鏈接二極管D_LINK)的陽(yáng)極以及連接至開(kāi)關(guān)Q的第一輸出端子162-1。圖2所示的開(kāi)關(guān)Q是固態(tài)晶體管165，其可以實(shí)施為雙極晶體管或場(chǎng)效應(yīng)晶體管。開(kāi)關(guān)Q的第二輸出端子162-2連接至感測(cè)節(jié)點(diǎn)157。圖2所示的開(kāi)關(guān)Q還包括輸入端子161，其接收來(lái)自開(kāi)關(guān)控制器110的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS。控制器110接收來(lái)自感測(cè)節(jié)點(diǎn)157的感測(cè)信號(hào)115。感測(cè)節(jié)點(diǎn)157連接至感測(cè)晶體管R_S的第一端子。感測(cè)電阻器R_S的第二端子連接至接地節(jié)點(diǎn)159。

當(dāng)圖2所示的開(kāi)關(guān)控制器110斷言(assert)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS以閉合、激活、接通或以其他方式將開(kāi)關(guān)Q置于低阻抗OR導(dǎo)通狀態(tài)下時(shí)，在開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)155與感測(cè)節(jié)點(diǎn)157之間創(chuàng)建短路或虛擬短路，并且整流電流I_R可以容易地在第一輸出端子162-1與第二輸出端子162-2之間容易地流過(guò)開(kāi)關(guān)Q。相反，當(dāng)開(kāi)關(guān)控制器110解除斷言開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS時(shí)，開(kāi)關(guān)Q斷開(kāi)、去激活、關(guān)斷或以其他方式置于在高阻抗?fàn)顟B(tài)時(shí)，在開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)155與感測(cè)節(jié)點(diǎn)157之間建立開(kāi)路或虛擬開(kāi)路，并且整流電流I_R被防止或基本防止在第一輸出端子162-1與第二輸出端子162-2之間流動(dòng)。

在一些實(shí)施例中，鏈接二極管D_LINK的陰極連接至輸出節(jié)點(diǎn)171。輸出節(jié)點(diǎn)171連接至升壓轉(zhuǎn)換級(jí)輸出183的第一端子181。輸出節(jié)點(diǎn)171還向開(kāi)關(guān)控制器110的LOAD輸入提供LOAD信號(hào)116。鏈接電容器C被示出連接在輸出節(jié)點(diǎn)171與接地節(jié)點(diǎn)159之間，升壓轉(zhuǎn)換級(jí)輸出183的第二端子182也連接至接地節(jié)點(diǎn)159。在該實(shí)施例中，鏈接電容器電壓V_C等于驅(qū)動(dòng)負(fù)載190的升壓轉(zhuǎn)換級(jí)輸出電壓V_B。

開(kāi)關(guān)Q被示為其輸出端子162-1和162-2與感測(cè)電阻器R_S串聯(lián)。當(dāng)開(kāi)關(guān)Q閉合時(shí)，從開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)155流過(guò)開(kāi)關(guān)Q的開(kāi)關(guān)電流I_Q基本等于整流器電流I_R。當(dāng)開(kāi)關(guān)Q斷開(kāi)時(shí)，開(kāi)關(guān)電流I_Q可忽略，并且整流電流I_R與二極管電流I_D一樣流過(guò)鏈接二極管D_LINK。如果開(kāi)關(guān)Q隨后閉合時(shí)，開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)155處的電壓將隨著電感器電流I_L跳動(dòng)，整流電流I_R和二極管電流I_D均快速地增加。二極管電流I_D的快速增加將使得鏈接電容器電壓V_C上升到穩(wěn)定狀態(tài)電壓之上，并且以這種方式，相對(duì)于整流輸出153的幅度提升升壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓V_B。如果開(kāi)關(guān)Q周期性地?cái)嚅_(kāi)和閉合，則升壓轉(zhuǎn)換級(jí)輸出電壓V_B的幅度將大于整流器輸出電壓V_R的幅度。

當(dāng)開(kāi)關(guān)Q閉合時(shí)感測(cè)節(jié)點(diǎn)157處的感測(cè)電壓V_S是電感器電流I_L和感測(cè)電阻R_S的函數(shù)。例如，使用1Ω的感測(cè)電阻器R_S，以毫伏(mV)為單位的感測(cè)電壓V_S近似接近以毫安(mA)為單位的電感器電流I_L的幅度。圖2所示的升壓轉(zhuǎn)換級(jí)向開(kāi)關(guān)控制器110提供感測(cè)電壓V_S作為感測(cè)信號(hào)115。

從定性角度來(lái)看，開(kāi)關(guān)控制器110與開(kāi)關(guān)Q和電感器L結(jié)合適合于將低壓LED燈連接至電子變壓器。通過(guò)控制開(kāi)關(guān)Q，開(kāi)關(guān)控制器110可以控制電感器電流I_L以確保遵從電子變壓器要求的最小峰值電感器電流而不違反最大電感器電流限制。例如，開(kāi)關(guān)控制器110可以經(jīng)由感測(cè)信號(hào)157監(jiān)控電感器電流I_L，并且基于所感測(cè)的電感器電流，當(dāng)電感器電流I_L達(dá)到指定或期望值時(shí)，開(kāi)關(guān)控制器110可以斷開(kāi)開(kāi)關(guān)Q。感測(cè)電感器電流I_L的能力直接減小與電感器的大小、變壓器電壓的幅度和其他對(duì)電感器電流和電感器電流的改變率有所貢獻(xiàn)的各種參數(shù)相關(guān)的關(guān)注點(diǎn)。

圖3示出了當(dāng)開(kāi)關(guān)Q接通時(shí)在電抗功率傳輸模式下進(jìn)行操作的升壓轉(zhuǎn)換級(jí)100。如圖3所示，根據(jù)變壓器輸出電壓V_OT的極性，電感器電流I_L遵從從電子變壓器130開(kāi)始、通過(guò)二極管D1、開(kāi)關(guān)Q和二極管D4(當(dāng)I_L為正時(shí))以及通過(guò)二極管D3、開(kāi)關(guān)Q和二極管D2(當(dāng)I_L為負(fù)時(shí))的電流路徑301。在該操作模式中，電子變壓器130和電感器L電抗性地交換能量。與圖3的電抗功率傳輸模式相關(guān)聯(lián)的電感器電流I_L和電流路徑301強(qiáng)調(diào)維持電子變壓器130要求的振蕩電流的能力而沒(méi)有功耗或非常小的實(shí)際功耗。

圖4示出了電抗功率傳輸模式中操作的變壓器輸出電壓V_OT、電感器電流I_L和開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS的示例性波形，其中開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS始終接通。變壓器輸出電壓V_OT被示出在(2*T_W)^-1的頻率下在正電壓V_HI與負(fù)電壓V_LO之間振蕩，其中，T_W是V_OT的半周期。對(duì)于電壓器輸出電壓V_OT的恒定值，開(kāi)關(guān)Q閉合時(shí)電感器L兩端的電壓基本恒定，并且根據(jù)具有電感L的電感器的電流-電壓關(guān)系V_L＝L*dI_L/dt(其中，V_L是電感器兩端的電壓)，電感器電流I_L在變壓器輸出電壓V_OT為正時(shí)近似線性地增加而當(dāng)變壓器輸出信號(hào)為負(fù)時(shí)近似線性地降低。對(duì)于R_S充分小的值，當(dāng)開(kāi)關(guān)Q閉合時(shí)，V_L近似等于V_OT，并且電感器電流I_L增加的速率近似為V_OT/L。在圖4的示例中，假設(shè)V_HI和V_LO具有相同的幅度，峰值電感器電流I_PEAK是V_HI、L和T_W的線性函數(shù)，更具體地，I_PEAK＝(V_HI*T_W)/2L。

圖5示出了強(qiáng)調(diào)使用開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS來(lái)控制電感器電流I_L的峰值I_PEAK的電抗功率傳輸模式的示例，而與變壓器輸出電壓半周期T_W的持續(xù)時(shí)間無(wú)關(guān)。如圖5所示，例如，在變壓器輸出電壓V_OT的邊緣轉(zhuǎn)換之后延遲間隔T_DELAY對(duì)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS進(jìn)行斷言，使得對(duì)于給定值L、V_HI和T_W，峰值電感器電流I_PEAK＝V_HI*(T_W-T_DELAY)/2L可以由開(kāi)關(guān)控制器110來(lái)控制。圖5示出了使得峰值電感器電流I_PEAK大于電子變壓器130要求的最小峰值電感器電流I_MINPEAK且小于為電感器L指定的最大電感器電流I_MAX的T_DEALY的值。

圖5的時(shí)序圖還示出了當(dāng)電壓器輸出電壓V_OT的極性從正(V_HI)轉(zhuǎn)換至負(fù)(V_LO)時(shí)，電感器電流I_L從V_OT邊緣197開(kāi)始從峰值I_PEAK減小到零。在SCS邊緣198處，圖5所示的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS被解除斷言，如同電感器電流I_L達(dá)到零。由于圖5所示的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS保持被斷言直到電感器L中不存在能量(即，直到I_L達(dá)到零)，圖5中的能量的所有傳送都是電抗能量傳送。

圖6示出了當(dāng)開(kāi)關(guān)Q斷開(kāi)時(shí)在實(shí)際功率傳輸模式下進(jìn)行操作的升壓轉(zhuǎn)換級(jí)100。如圖所示，電感器電流I_L遵循從電感器L、通過(guò)整流器二極管D1(當(dāng)I_L為正時(shí))和鏈接二極管D_LINK到達(dá)輸出節(jié)點(diǎn)171的電流路徑302。在該操作模式中，存儲(chǔ)在電感器L中的能量對(duì)鏈接電容器C進(jìn)行充電、在負(fù)載190中消散，或者這二者。

圖7示出了類(lèi)似于圖5的波形示例。然而，在圖7的波形中，在電感器L中存儲(chǔ)的所有能量返回到電子變壓器之前，即在電感器電流I_L的幅度返回到零之前，在202處解除斷言開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS。通過(guò)圖7所示的定時(shí)，當(dāng)開(kāi)關(guān)Q斷開(kāi)時(shí)存儲(chǔ)在電感器L中的能量210被傳輸至負(fù)載190(圖6)。通過(guò)改變跟隨開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS被解除斷言的變壓器輸出電壓V_OT的邊緣轉(zhuǎn)換的時(shí)間量，開(kāi)關(guān)控制器110可以控制存儲(chǔ)在電感器L中的被傳輸至負(fù)載的能量的量。

圖8示出了類(lèi)似于圖7的波形，除了圖8中在212處SCS信號(hào)的解除斷言基本發(fā)生在與變壓器輸出電壓V_OT的循環(huán)轉(zhuǎn)換的結(jié)束相同的時(shí)間處。在該示例中，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)的電感器電流I_L大于圖7中開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)的電感器電流I_L，結(jié)果，由參考標(biāo)號(hào)220表示的圖8中發(fā)生的實(shí)際功率傳輸大于由參考標(biāo)號(hào)210表示的圖7的實(shí)際功率傳輸。

圖4、圖5、圖7和圖8所示的定時(shí)配置均是單脈沖結(jié)構(gòu)，其中，每變壓器輸出電壓V_OT的半周期僅一次斷言開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS。

圖9示出了在變壓器輸出電壓VOT的單半個(gè)周期內(nèi)兩次或更多次地?cái)嘌蚤_(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS的多脈沖定時(shí)配置。在開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS的第一斷言321期間(其在相對(duì)于V_OT上升邊緣320的時(shí)間T_DELAY處開(kāi)始)，在時(shí)間322處，在變壓器輸出信號(hào)半周期的結(jié)束之前，電感器電流從零增加到指定值(在圖9中標(biāo)記為COMP_HI值)。然后，通過(guò)在322處解除斷言開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS，持續(xù)標(biāo)記為CCM_OFF間隔的間隔(在此期間，存儲(chǔ)在電感器L中的能量部分地傳送至負(fù)載)，開(kāi)關(guān)Q斷開(kāi)。圖9示出了隨著當(dāng)I_L在325處達(dá)到COMP_LO值并且電感器電流I_L在標(biāo)記為CCM_ON的間隔期間開(kāi)始增加時(shí)，開(kāi)關(guān)Q接通，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS開(kāi)始被重新斷言。當(dāng)電感器電流在參考標(biāo)號(hào)326處再次達(dá)到COMP_HI值時(shí)，開(kāi)關(guān)Q再次斷開(kāi)，以開(kāi)始第二CCM_OFF間隔。CCM_OFF間隔之后是CCM_ON間隔的這種序列可以持續(xù)到時(shí)間328處的變壓器輸出信號(hào)半周期的末尾。

在圖9所示的示例中，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS在變壓器輸出信號(hào)半周期的末尾處處于斷言狀態(tài)并且保留斷言持續(xù)以半周期的末尾之后的間隔，直到SCS在時(shí)間329處解除斷言，并且保持在電感器L中的能量330被傳輸至負(fù)載。開(kāi)關(guān)控制器110的實(shí)施例可以基于一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的滿足在329處斷開(kāi)開(kāi)關(guān)Q。例如，329處SCS信號(hào)的解除斷言可以在I_L下降到COMP_LO之下且開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS的最后斷言331的寬度大于最小CCM_ON閾值時(shí)發(fā)生。此外，盡管圖9示出SCS在變壓器輸出信號(hào)半周期的末尾處處于斷言狀態(tài)，但SCS信號(hào)可以在變壓器輸出信號(hào)半周期的末尾處處于解除斷言狀態(tài)。

定性地，圖9的波形示出了通過(guò)以下操作控制電感器電流I_L并利用存儲(chǔ)在電感器中的能量的能力：在變壓器輸出信號(hào)半周期中相對(duì)較早地接通開(kāi)關(guān)Q、監(jiān)控電感器電流直到其達(dá)到COMP_HI值(例如，其大于最小峰值電感器電流但小于最大電感器電流I_MAX)，然后開(kāi)始觸發(fā)開(kāi)關(guān)Q斷開(kāi)和接通以將電感器能量的一部分傳送至負(fù)載，同時(shí)在最小峰值電感器電流和最大電感器電流之間的相對(duì)較窄的范圍內(nèi)保持電感器電流。

圖10示出了適合用于圖1的升壓轉(zhuǎn)換級(jí)100的示例性開(kāi)關(guān)控制器110的元件。圖10所示的開(kāi)關(guān)控制器110在SENSE_IN輸入處接收感測(cè)信號(hào)115，在LOAD_IN輸入處接收LOAD信號(hào)116，并且經(jīng)由表示為VA_IN和VB_IN的輸入對(duì)接收變壓器輸出電壓V_OT。在至少一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)控制器110從接收的輸入中得到一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部信號(hào)的集合。圖10所示的開(kāi)關(guān)控制器110包括控制器邏輯400，其接收內(nèi)部信號(hào)并生成在SCS_OUT輸出上輸出的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS。

在一些實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)控制器110向第一比較器401的第一輸入以及第二比較器402的第一輸入提供感測(cè)信號(hào)115。第一比較器401的第二輸入從數(shù)模轉(zhuǎn)換器403接收預(yù)定或可配置的DAC_HI信號(hào)，同時(shí)第二比較器402的第二輸入接收來(lái)自數(shù)模轉(zhuǎn)換器404的預(yù)定或可配置的DAC_LO信號(hào)406。

圖10所示的開(kāi)關(guān)控制器110基于感測(cè)信號(hào)115和DAC_HI信號(hào)405的相對(duì)值生成COMP_HI信號(hào)410。開(kāi)關(guān)控制器110還基于比較器402確定的感測(cè)信號(hào)115和DAC_LO信號(hào)406的比較生成COMP_LO信號(hào)420。

圖10所示的開(kāi)關(guān)控制器110向生成振蕩信號(hào)431的振蕩邏輯430提供COMP_LO信號(hào)420。振蕩信號(hào)431可以表示電子變壓器130的操作狀態(tài)。例如，通過(guò)指示電感器電流I_L何時(shí)超過(guò)I_MINPEAK或另一最小閾值，振蕩信號(hào)431可以指示升壓轉(zhuǎn)換級(jí)100是否汲取足夠的電流來(lái)保持電子變壓器的可靠操作。以下參照?qǐng)D15更詳細(xì)地描述振蕩邏輯430的示例性實(shí)施。

在圖10所示開(kāi)關(guān)控制器110的實(shí)施例中，通過(guò)EDGE檢測(cè)邏輯440來(lái)接收變壓器輸出信號(hào)V_OT，EDGE檢測(cè)邏輯440生成EDGE信號(hào)441來(lái)表示電壓器輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)換，例如變壓器輸出電壓V_OT的邊緣。

圖10示出了提供給計(jì)數(shù)器邏輯450的第一輸入的LOAD信號(hào)116，計(jì)數(shù)器邏輯450接收參考電壓信號(hào)452作為第二輸入。如圖10所示，計(jì)數(shù)器邏輯450生成表示為OFF_COUNT_MAX 451的計(jì)數(shù)器值，其可用于在變壓器輸出電壓半周期的開(kāi)始后對(duì)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS的第一斷言進(jìn)行定時(shí)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)LOAD信號(hào)116表示較少負(fù)載時(shí)，計(jì)數(shù)器邏輯450生成OFF_COUNT_MAX的較大值。相反，當(dāng)LOAD信號(hào)116表示相對(duì)較多的負(fù)載時(shí)，計(jì)數(shù)器邏輯450可以生成OFF_COUNT_MAX的較小值。

圖10所示的控制器110包括存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)元件470。存儲(chǔ)器470可以利用計(jì)數(shù)器可讀存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)的任何適當(dāng)形式來(lái)實(shí)施，包括但不限于磁性存儲(chǔ)、固態(tài)存儲(chǔ)、非易失性存儲(chǔ)、易失性存儲(chǔ)等。圖10所示的存儲(chǔ)器470存儲(chǔ)或以其他方式包括配置設(shè)置480。存儲(chǔ)在圖10所示存儲(chǔ)器470中的配置設(shè)置480可以包括但不限于使能或表示多脈沖操作的多脈沖配置設(shè)置、對(duì)應(yīng)于用于確定COMP_HI信號(hào)的DAC_HI參考403的DAC_HI配置設(shè)置、對(duì)應(yīng)于用于確定COMP_LO信號(hào)的DAC_LO參考404的DAC_LO配置設(shè)置、表示為電感器L指定的最小峰值電流的最小峰值電感器電流配置設(shè)置、對(duì)應(yīng)于為電感器L推薦的最大電流的最大電感器電流IMAX設(shè)置、表示電感器L的電感器的電感配置設(shè)置以及電子變壓器頻率配置設(shè)置、表示CCM_ON間隔的CCM_ON配置設(shè)置以及表示CCM_OFF間隔的CCM_OFF設(shè)置。其他實(shí)施例可以采用比圖10所示更多的配置設(shè)置、更少的配置設(shè)置和/或不同的配置設(shè)置。

圖10的控制器邏輯400可以接收控制器邏輯輸入，作為非限制性示例包括COMP_HI信號(hào)410、COMP_LO信號(hào)420、振蕩信號(hào)431、EDGE信號(hào)441和OFF_COUNT_MAX信號(hào)451。圖10所示的控制器邏輯基于由控制器邏輯400接收的控制器邏輯輸入和配置設(shè)置480生成開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS?？刂破鬟壿?00可以控制開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS以支持圖4、圖5、圖7、圖8和圖9所示的任何定時(shí)配置以及這些所示配置的變形。

現(xiàn)在參照?qǐng)D11，在至少一些實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)控制器110實(shí)施包括限定集合的操作狀態(tài)以及用于在限定狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的限定標(biāo)準(zhǔn)的有限狀態(tài)機(jī)。圖11示出了在單脈沖模式中由開(kāi)關(guān)控制器110支持的示例性有限狀態(tài)機(jī)501。圖11所示的有限狀態(tài)機(jī)501包括ON狀態(tài)502、EDGE狀態(tài)510和OFF狀態(tài)520。在至少一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)控制器110例如在功率重置之后初始化到ON狀態(tài)502。在ON狀態(tài)502中，開(kāi)關(guān)Q閉合并且開(kāi)關(guān)控制器110監(jiān)控振蕩信號(hào)431和邊緣信號(hào)441。如果且當(dāng)振蕩信號(hào)431和邊緣信號(hào)441均為T(mén)RUE時(shí)，圖11所示的有限狀態(tài)機(jī)501沿著轉(zhuǎn)換路徑503從ON狀態(tài)502轉(zhuǎn)換至EDGE狀態(tài)510。在檢測(cè)到COMP_LO信號(hào)處于FALSE狀態(tài)時(shí)，即NOT COMP_LO為真，圖11所示的有限狀態(tài)機(jī)501沿著轉(zhuǎn)換路徑504從EDGE狀態(tài)510轉(zhuǎn)換至OFF狀態(tài)520。當(dāng)有限狀態(tài)機(jī)501轉(zhuǎn)換至OFF狀態(tài)520時(shí)，有限狀態(tài)機(jī)501斷開(kāi)開(kāi)關(guān)Q并且清除OFF計(jì)數(shù)器。在至少一個(gè)實(shí)施例中，OFF計(jì)數(shù)器在提供給控制器110的邏輯時(shí)鐘信號(hào)的每個(gè)循環(huán)內(nèi)遞增一次，并且控制器110針對(duì)OFF_COUNT_MAX設(shè)置451監(jiān)控OFF計(jì)數(shù)器。當(dāng)OFF計(jì)數(shù)器超過(guò)OFF_COUNT_MAX 451時(shí)，圖11所示的有限狀態(tài)機(jī)501從OFF狀態(tài)520轉(zhuǎn)換至ON狀態(tài)502。

圖12示出了用于圖11的有限狀態(tài)機(jī)501的變壓器輸出電壓VOT、電感器電流I_L和開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS的示例性波形。如圖12所示，OFF狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間T_DELAY表示開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS在變壓器輸出信號(hào)V_OT的低-高轉(zhuǎn)換之后保持解除斷言的時(shí)間量。在持續(xù)時(shí)間T_DELAY的末尾處，有限狀態(tài)機(jī)501轉(zhuǎn)換至ON狀態(tài)501，并且開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS被斷言且電感器電流I_L開(kāi)始上升。圖11和圖12所示的有限狀態(tài)機(jī)501在開(kāi)關(guān)Q閉合的情況下保持在ON狀態(tài)502，直到邊緣532處變壓器輸出電壓V_OT的半周期的末尾。在該配置中，峰值電感器電流僅通過(guò)T_DELAY531和升壓轉(zhuǎn)換級(jí)100的電特性來(lái)限制。

在變壓器輸出電壓VOT的邊緣轉(zhuǎn)換532之后，EDGE信號(hào)441為T(mén)RUE且開(kāi)關(guān)控制器110轉(zhuǎn)換至EDGE狀態(tài)510，開(kāi)關(guān)Q保持閉合且電感器電流I_L隨著電感器能量返回到電子變壓器130而降低。當(dāng)電感器電流I_L下降到要求保持COMP_LO信號(hào)410為T(mén)RUE的COMP_LO閾值時(shí)，有限狀態(tài)機(jī)501從EDGE狀態(tài)510轉(zhuǎn)換至OFF狀態(tài)520。有限狀態(tài)機(jī)501在SCS邊緣533處解除斷言開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS以斷開(kāi)開(kāi)關(guān)Q。當(dāng)開(kāi)關(guān)Q斷開(kāi)時(shí)，保持在電感器L中的電感器能量535被傳輸至負(fù)載。

圖13示出了支持多脈沖操作并包括五個(gè)狀態(tài)的有限狀態(tài)機(jī)601。有限狀態(tài)機(jī)601包括ON狀態(tài)602、EDGE狀態(tài)610以及OFF狀態(tài)620，其類(lèi)似于圖11所示的ON狀態(tài)502、EDGE狀態(tài)510和OFF狀態(tài)520。然而，在圖11所示的有限狀態(tài)機(jī)501的ON狀態(tài)502僅可以轉(zhuǎn)換至EDGE狀態(tài)510的情況下，圖13所示的有限狀態(tài)機(jī)601可以從ON狀態(tài)602轉(zhuǎn)換至兩個(gè)不同的狀態(tài)。從ON狀態(tài)602的兩個(gè)轉(zhuǎn)換要求檢測(cè)振蕩信號(hào)431。然而，不同于有限狀態(tài)機(jī)501，除了被有限狀態(tài)機(jī)501監(jiān)控的邊緣信號(hào)和振蕩信號(hào)，有限狀態(tài)機(jī)601監(jiān)控COMP_HI信號(hào)。圖13所示的有限狀態(tài)機(jī)601在檢測(cè)到振蕩信號(hào)和COMP_HI信號(hào)都被斷言時(shí)從ON狀態(tài)602轉(zhuǎn)換至CCM_OFF狀態(tài)630。有限狀態(tài)機(jī)601在檢測(cè)到振蕩信號(hào)和邊緣信號(hào)都被斷言時(shí)從ON狀態(tài)602轉(zhuǎn)換至EDGE狀態(tài)610。意識(shí)到，COMP_HI信號(hào)與具有大于或等于預(yù)定閾值限制的值的電感器電流相關(guān)聯(lián)，如果在變壓器輸出半周期的末尾之前，電感器電流I_L等于或超過(guò)COMP_HI閾值，則有限狀態(tài)機(jī)601轉(zhuǎn)換至CCM_OFF狀態(tài)630。

在邊緣轉(zhuǎn)換631處，在圖14中圖形地示出從ON狀態(tài)602到CCM_OFF狀態(tài)630的轉(zhuǎn)換。在CCM_OFF狀態(tài)630中，開(kāi)關(guān)控制器110斷開(kāi)開(kāi)關(guān)Q，同時(shí)變壓器輸出電壓V_OT被保持，在所示示例中，保持為正電壓。通過(guò)開(kāi)關(guān)Q斷開(kāi)，電感器L開(kāi)始將能量傳輸至負(fù)載并且電感器電流I_L開(kāi)始下降。返回參照?qǐng)D13，有限狀態(tài)機(jī)601監(jiān)控CCM_OFF計(jì)數(shù)器以確定開(kāi)關(guān)控制器110保持在CCM_OFF狀態(tài)630多長(zhǎng)時(shí)間。當(dāng)CCM_OFF計(jì)數(shù)器等于或超過(guò)CCM_OFF閾值時(shí)，有限狀態(tài)機(jī)601從CCM_OFF狀態(tài)630轉(zhuǎn)換至CCM_ON狀態(tài)640，其中，開(kāi)關(guān)控制器信號(hào)SCS被斷言并且第二信號(hào)、邊緣使能信號(hào)被設(shè)置為1。

圖13所示的有限狀態(tài)機(jī)601可以從CCM_ON狀態(tài)640轉(zhuǎn)換至CCM_OFF狀態(tài)630或OFF狀態(tài)620兩者之一。如果COMP_HI信號(hào)被斷言同時(shí)有限狀態(tài)機(jī)601處于CCM_ON狀態(tài)640時(shí)，有限狀態(tài)機(jī)601轉(zhuǎn)換回CCM_OFF狀態(tài)630。在圖14的邊緣轉(zhuǎn)換641處圖形地示出從CCM_ON狀態(tài)640到CCM_OFF狀態(tài)630的這一轉(zhuǎn)換。圖14示出了有限狀態(tài)機(jī)601可以隨著電感器電流I_L在COMP_HI和COMP_LO值之間上升和下降同時(shí)變壓器輸出電壓V_OT保持基本恒定，而在CCM_OFF狀態(tài)630和CCM_ON狀態(tài)640之間來(lái)回振蕩兩個(gè)或多個(gè)循環(huán)。

如果且當(dāng)CCM_ON計(jì)數(shù)器超過(guò)CCM_ON_MIN值且COMP_LO信號(hào)為FALSE時(shí)，圖13所示的有限狀態(tài)機(jī)601可以從CCM_ON狀態(tài)640轉(zhuǎn)換至OFF狀態(tài)620。如圖14所示，從CCM_ON狀態(tài)640轉(zhuǎn)換到OFF狀態(tài)620可以發(fā)生在變壓器輸出電壓V_OT邊緣651之后。當(dāng)變壓器輸出電壓V_OT在邊緣651處轉(zhuǎn)換時(shí)，V_OT轉(zhuǎn)換至負(fù)值同時(shí)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS保持開(kāi)關(guān)Q閉合。有限狀態(tài)機(jī)501開(kāi)始將存儲(chǔ)在電感器L中的電抗能量傳輸回電子變壓器130，并且電感器電流I_L開(kāi)始下降。當(dāng)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SCS隨后在參考661處解除斷言時(shí)，開(kāi)關(guān)Q斷開(kāi)且電感器L將其剩余能量655傳輸至負(fù)載。

通過(guò)控制CCM_OFF閾值限制、CCM_ON閾值限制以及COMP_HI和COMP_LO信號(hào)，有限狀態(tài)機(jī)601可以靈活地實(shí)施圖14所示的狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)換以控制T_DELAY的持續(xù)時(shí)間以及CCM_ON/CCM_OFF間隔的數(shù)量和持續(xù)時(shí)間。在圖14所示的有限狀態(tài)機(jī)601中，COMP_HI閾值和COMP_LO閾值均在最小峰值電感器電流I_MINPEAK與最大電感器電流I_MAX之間的范圍內(nèi)，其中COMP_HI閾值大于COMP_LO閾值。在該配置中，開(kāi)關(guān)控制器110通過(guò)滿足用于振蕩電流的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確保電子變壓器的可靠操作而不違反電感器額定的最大電流。

尤其針對(duì)從初始ON狀態(tài)到一些其他狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，圖13和圖14所示的有限狀態(tài)機(jī)601以及圖11和圖12所示的有限狀態(tài)機(jī)501均監(jiān)控振蕩信號(hào)。在這些實(shí)施例的兩者中，升壓轉(zhuǎn)換級(jí)100的有限狀態(tài)機(jī)在開(kāi)關(guān)控制信號(hào)被斷言的情況下保持在初始ON狀態(tài)，直到振蕩信號(hào)表示電子變壓器電路的正確運(yùn)行。參照?qǐng)D15，有限狀態(tài)機(jī)501、有限狀態(tài)機(jī)601或者另一適當(dāng)?shù)挠邢逘顟B(tài)機(jī)的部分可以包括用于根據(jù)圖15的流程圖執(zhí)行操作的振蕩信號(hào)邏輯。如圖15所示，操作700包括COMP_LO信號(hào)的初始比較(塊702)。如果COMP_LO信號(hào)為真，則操作700轉(zhuǎn)換到塊704，其中，死區(qū)計(jì)數(shù)器(dead counter)被初始化為零且振蕩信號(hào)被斷言。然后，圖15所示的方法700轉(zhuǎn)換回到塊702。如果在進(jìn)行塊702的比較時(shí)比較低被否斷言(un-asserted)，則圖15所示的方法700從塊702轉(zhuǎn)換至塊706，其中，死區(qū)計(jì)數(shù)器遞增。然后，在塊708中，圖15所示的方法700將死區(qū)計(jì)數(shù)器與死區(qū)計(jì)數(shù)器最大值進(jìn)行比較。如果死區(qū)計(jì)數(shù)器等于或超過(guò)死區(qū)計(jì)數(shù)器最大值，則方法700轉(zhuǎn)換至塊710，其中，振蕩信號(hào)被解除斷言，并且死區(qū)計(jì)數(shù)器被設(shè)置為死區(qū)計(jì)數(shù)器最大值。如果在塊708中死區(qū)計(jì)數(shù)器小于死區(qū)計(jì)數(shù)器最大值，則方法700在塊712中將振蕩信號(hào)設(shè)置為1并且轉(zhuǎn)換回塊702。

如圖15所示，方法700初始地?cái)嘌哉袷幮盘?hào)并且保持振蕩信號(hào)，除非COMP_LO信號(hào)在由死區(qū)計(jì)數(shù)器最大值確定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)保持解除斷言。如果COMP_LO信號(hào)在比由死區(qū)計(jì)數(shù)器最大值確定的間隔長(zhǎng)的間隔內(nèi)保持解除斷言，則在塊710中解除斷言振蕩信號(hào)。

如本文所使用的，當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)元件被表示為相互“耦合”時(shí)，這些術(shù)語(yǔ)表示這兩個(gè)或多個(gè)元件為電通信，而不管是直接還是間接連接，不管是否具有中間元件。

本公開(kāi)包括本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的對(duì)本文的示例性實(shí)施例所做的所有改變、替換、變形、更改和修改。類(lèi)似地，在合適的情況下，所附權(quán)利要求涵蓋本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的對(duì)本文的示例性實(shí)施例所做的所有改變、替換、變形、更改和修改。此外，在所附權(quán)利要求中對(duì)被適配、被布置、能夠、被配置、被使能、可操作或操作性地用于執(zhí)行特定功能的裝置或系統(tǒng)或者裝置或系統(tǒng)的部件的引用涵蓋該裝置、系統(tǒng)或部件，不管它或者該特定功能是否被啟動(dòng)、接通或解鎖，只要該裝置、系統(tǒng)或部件如此適配、布置、能夠、配置、使能、可操作或?yàn)椴僮餍缘募纯伞?/p>

本文引用的所有示例和條件語(yǔ)言旨在教學(xué)目的，以用于幫助讀者理解發(fā)明人為了進(jìn)一步拓展本領(lǐng)域所貢獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容和概念，并且這些示例和條件語(yǔ)言被解釋為不限于這些具體引用的示例和條件。盡管詳細(xì)描述了本公開(kāi)的實(shí)施例，但應(yīng)該理解，在不背離本公開(kāi)的精神和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行各種改變、替換和更改。