發(fā)光二極管燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開內(nèi)容涉及驅(qū)動(dòng)LED (發(fā)光二極管)燈，并且更具體地涉及生成指示跨LED燈的電感器的電壓的反饋信號(hào)，也就是說，生成非隔離LED驅(qū)動(dòng)器中的電壓反饋信號(hào)。
【背景技術(shù)】
[0002]在諸如建筑照明、汽車頭燈和尾燈、用于液晶顯示裝置的背光和閃光燈的廣泛的多種電子應(yīng)用中正在采用LED。與傳統(tǒng)照明光源如白熾燈和熒光燈相比，LED具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，包括高效率、良好的方向性、顏色穩(wěn)定性、高可靠性、長壽命、小尺寸和環(huán)境安全。
[0003]由于LED在功率效率(每瓦流明)和光譜質(zhì)量方面提供了優(yōu)于白熾燈(燈泡)的顯著優(yōu)勢(shì)，所以LED在照明應(yīng)用中的使用有望被擴(kuò)展。此外，與可能會(huì)由于熒光燈廢物處理而導(dǎo)致汞污染的熒光燈照明系統(tǒng)(與熒光燈結(jié)合的熒光鎮(zhèn)流器)相比，LED燈表現(xiàn)出更低的環(huán)境影響。
[0004]然而，在不修改已在白熾燈泡周圍構(gòu)造的當(dāng)前布線和部件設(shè)施的情況下，傳統(tǒng)LED燈不能直接代替白熾燈和可調(diào)光熒光系統(tǒng)。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)白熾燈是電壓驅(qū)動(dòng)裝置，而LED是電流驅(qū)動(dòng)裝置，因此需要不同的技術(shù)來控制其各自的光輸出的強(qiáng)度。
[0005]許多調(diào)光器開關(guān)通過控制施加于白熾燈的AC輸入電力的相位角來調(diào)整燈輸入電壓的RMS電壓值，以對(duì)白熾燈進(jìn)行調(diào)光?？刂葡辔唤鞘怯靡哉{(diào)整供給白熾燈泡的RMS電壓并且提供調(diào)光能力的有效且簡(jiǎn)單的方法。然而，由于LED為電流驅(qū)動(dòng)裝置并且因此LED燈為電流驅(qū)動(dòng)裝置，所以控制輸入電壓的相位角的常規(guī)調(diào)光器開關(guān)與傳統(tǒng)LED燈不兼容。
[0006]解決該兼容性問題的一種方案使用以下LED驅(qū)動(dòng)器，該LED驅(qū)動(dòng)器感測(cè)燈輸入電壓以確定調(diào)光器開關(guān)的工作占空周期，并且在調(diào)光器開關(guān)的工作占空周期降低時(shí)減小通過LED燈的經(jīng)調(diào)節(jié)的正向電流。在一些情況下，LED驅(qū)動(dòng)器向跨變壓器的LED燈遞送電力，將LED燈的輸出與輸入隔離。為了調(diào)節(jié)通過LED的電流，LED驅(qū)動(dòng)器接收關(guān)于輸出電壓或通過LED的電流的反饋。許多LED驅(qū)動(dòng)器使用變壓器的初級(jí)側(cè)的輔助繞組來感測(cè)輸出。然而，經(jīng)由輔助繞組感測(cè)輸出電壓增添了 LED驅(qū)動(dòng)器的復(fù)雜性，使LED驅(qū)動(dòng)器的成本和尺寸二者增加。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]為了降低LED燈的成本和復(fù)雜性，在不依賴于輔助變壓器繞組的情況下生成指示跨電感器的輸出的電壓的反饋信號(hào)。根據(jù)各種實(shí)施方式的LED燈包括一個(gè)或更多個(gè)LED以及耦接至輸入電壓源和一個(gè)或更多個(gè)LED的電感性元件(例如，電感器或變壓器的初級(jí)繞組)。開關(guān)耦接至電感性元件，使得響應(yīng)于開關(guān)接通而在電感器中生成電流以及響應(yīng)于開關(guān)斷開而不在電感器中生成電流。第一電流檢測(cè)器耦接在輸入電壓源與LED燈的接地節(jié)點(diǎn)之間，以及第二電流檢測(cè)器耦接在電感性元件與接地節(jié)點(diǎn)之間。由第一電流檢測(cè)器檢測(cè)到的電流與跨輸入電壓源的體電壓成比例，而由第二電流檢測(cè)器檢測(cè)到的電流與跨開關(guān)的漏極電壓成比例。
[0008]在一個(gè)實(shí)施方式中，比較器確定由第二電流檢測(cè)器檢測(cè)到的電流與由第一電流檢測(cè)器檢測(cè)到的電流之間的差。該電流差被轉(zhuǎn)換成電壓(例如，基于第一電流檢測(cè)器的電阻和第二電流檢測(cè)器的電阻)，并且輸入至開關(guān)控制器作為指示跨電感性元件的電壓的反饋信號(hào)。當(dāng)電感性元件中的電流不為零時(shí)，該電壓等于跨LED的電壓。當(dāng)電流為零時(shí)，該電壓會(huì)由于電感性元件的電感和電容而振蕩，這可以用于谷模式檢測(cè)以提高LED驅(qū)動(dòng)器的效率。開關(guān)控制器基于反饋信號(hào)來控制開關(guān)的切換，以調(diào)節(jié)通過一個(gè)或更多個(gè)LED的輸出電流。
[0009]在說明書中描述的特征和優(yōu)點(diǎn)并非是無遺漏的，并且具體地，借鑒附圖、說明書和權(quán)利要求書，許多另外的特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將是明顯的。此外，應(yīng)當(dāng)指出的是，說明書中所使用的語言主要是為了易讀和指導(dǎo)的目的而選擇的，而非被選擇成描繪或限制本實(shí)用新型的主題。
【附圖說明】
[0010]通過結(jié)合附圖來考慮以下詳細(xì)描述，可以容易地理解本實(shí)用新型的實(shí)施方式的教
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[0011 ]圖1不出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的LED燈電路。
[0012]圖2A至圖2B是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的LED燈的部件的框圖。
[0013]圖3示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的體電壓和漏極電壓的示例波形。
[0014]圖4示出了展示根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的體電壓、體電流、漏極電壓與漏極電流之間的關(guān)系的示例波形。
【具體實(shí)施方式】
[0015]附圖和以下描述僅通過說明的方式涉及本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出的是，根據(jù)以下討論，將容易認(rèn)識(shí)到本文所公開的結(jié)構(gòu)和方法的替選實(shí)施方式，作為在不背離要求保護(hù)的本實(shí)用新型的原理的情況下可以采用的可行替選方案。
[0016]現(xiàn)在將詳細(xì)地參照在附圖中示出其示例的本實(shí)用新型的若干實(shí)施方式。要指出的是，在任何可實(shí)踐的情況下，可以在附圖中使用相似或相同的附圖標(biāo)記，并且其可以表示相似或相同的功能。附圖僅出于說明的目的描繪了本實(shí)用新型的實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)以下描述將容易認(rèn)識(shí)到，在不背離本文所描述的本實(shí)用新型的原理的情況下可以采用本文所示的結(jié)構(gòu)和方法的替選實(shí)施方式。
[0017]如下面將參照附圖更詳細(xì)說明的，利用電壓反饋信號(hào)來提供經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的開關(guān)電源不需要輔助繞組。例如，根據(jù)各種實(shí)施方式的LED燈系統(tǒng)和方法在不使用輔助變壓器繞組的情況下生成指示耦接至一個(gè)或更多個(gè)LED裝置的經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的反饋信號(hào)。由于輔助繞組增添了成本和復(fù)雜性，因而不依賴于輔助繞組而生成反饋信號(hào)降低了 LED燈系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。
[0018]圖1示出了包括與常規(guī)調(diào)光器開關(guān)120 —起使用的LED燈130的LED燈系統(tǒng)。根據(jù)各種實(shí)施方式的LED燈130是常規(guī)調(diào)光器開關(guān)設(shè)定中的白熾燈的直接替代。調(diào)光器開關(guān)120與AC輸入電壓源110和LED燈130串聯(lián)地放置。調(diào)光器開關(guān)120接收調(diào)光輸入信號(hào)125，并且使用該輸入信號(hào)125來設(shè)定LED燈130的期望光輸出強(qiáng)度。調(diào)光器開關(guān)120接收AC輸入電壓信號(hào)115，并且響應(yīng)于調(diào)光輸入信號(hào)125來調(diào)整燈輸入電壓135的V-RMS值。換言之，通過調(diào)節(jié)施加于LED燈130的燈輸入電壓135的RMS值來實(shí)現(xiàn)調(diào)光器開關(guān)120對(duì)由LED燈130輸出的光強(qiáng)度的控制。LED燈130控制LED燈130的光輸出強(qiáng)度，以與燈輸入電壓135成比例地改變，盡管LED為電流驅(qū)動(dòng)裝置而不是電壓驅(qū)動(dòng)裝置，但也呈現(xiàn)出與白熾燈相類似的行為。調(diào)光輸入信號(hào)125可以手動(dòng)地(經(jīng)由在本文中未示出的旋鈕或滑塊開關(guān))提供或者經(jīng)由自動(dòng)化照明控制系統(tǒng)(在本文中未示出)提供。
[0019]調(diào)光器開關(guān)120通過控制AC輸入電壓信號(hào)115的相位角來調(diào)整燈輸入電壓135的V-RMS。特別地，調(diào)光器開關(guān)120通過消除AC輸入信號(hào)115的每個(gè)半周期的一部分來減小輸入電壓135的V-RMS。一般地，調(diào)光器開關(guān)120通過增加每個(gè)半周期的被消除的部分并且從而減小調(diào)光器接通時(shí)間來增加調(diào)光效果(即，降低光強(qiáng)度)。
[0020]圖2A至圖2B是示出LED燈130的部件的框圖。在一個(gè)實(shí)施方式中，LED燈130包括橋式整流器DBl、輸入電容器Cl、電感性元件L1、輸出電容器C2、開關(guān)SI和開關(guān)控制器Ulo LED燈130的其他實(shí)施方式可以包括不同的或另外的部件。
[0021]橋式整流器DBl對(duì)通過調(diào)光器開關(guān)120輸入至LED燈130的電壓信號(hào)135進(jìn)行整流，并且提供跨輸入電容器Cl的經(jīng)整流的電壓。電感性元件L1、二極管Dl、電容器C2和開關(guān)SI形成降壓升壓型電力變換器，該降壓升壓型電力變換器提供輸出至一個(gè)或更多個(gè)LED如圖2所示的LEDl的經(jīng)調(diào)節(jié)的電流?？刂破鱑l控制開關(guān)SI的接通和斷開周期，以向LEDl提供經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電流。當(dāng)開關(guān)SI接通時(shí)，由于二極管Dl反向偏置，所以輸入至LED燈130的電力被存儲(chǔ)在電感性元件LI中。在開關(guān)SI的斷開周期期間，電流被提供至跨電容器C