用于至少一個負載的驅(qū)動器電路以及對其進行操作的方法
【專利摘要】提供了一種用于對至少一個諸如LED單元(7)的負載進行操作的驅(qū)動器電路(1)，包括用于從電源(6)接收輸入電壓(V?IN)的輸入(2)，用于向所述負載提供輸出電壓(V?OUT)的輸出(3)，以及具有與開關(guān)設(shè)備(13)相連接的至少一個存儲電感器(11)的開關(guān)轉(zhuǎn)換器(4)，所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器(4)被部署為通過所述開關(guān)設(shè)備(13)在至少充電模式和放電模式之間的連續(xù)開關(guān)操作而生成平均輸出電流。此外，開關(guān)控制器(5)與所述開關(guān)設(shè)備(13)相連接以控制所述開關(guān)設(shè)備(13)的操作，并且包括電感性地耦合至所述存儲電感器(11)以提供對應(yīng)于通過所述存儲電感器(11)的電感器電流(I?S)的變化的反饋電壓的反饋電感器(24)，和與所述反饋電感器(24)相連接以從所述反饋電壓確定至少一個補償信號的電壓補償電路(25)，所述補償信號對應(yīng)于所述輸入電壓(V?IN)或所述輸出電壓(V?OUT)。為了提供一種成本有效且通用的驅(qū)動器電路(1)，該開關(guān)控制器(5)被配置為至少根據(jù)所述電感器電流(I?S)在所述放電和所述充電模式之間對所述開關(guān)設(shè)備(13)進行控制，并且根據(jù)所述至少一個補償信號對開關(guān)操作的占空比進行控制，而使得在所述輸入電壓(V?IN)或輸出電壓(V?OUT)發(fā)生變化的情況下，提供至負載的所述平均輸出電流基本上保持恒定。
【專利說明】用于至少一個負載的驅(qū)動器電路以及對其進行操作的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電源的領(lǐng)域，尤其涉及一種用于至少諸如LED單元的負載的驅(qū)動器電路以及對其進行操作的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在照明領(lǐng)域，目前的研發(fā)專注于降低用于日常照明的功耗。對于諸如住宅或商業(yè)環(huán)境中的一般房間照明應(yīng)用而言，發(fā)光二極管(LED)已經(jīng)成為了常規(guī)的白熾燈或鹵素燈的一種替代形式。除了有所降低的功耗之外，LED進一步提供了壽命明顯有所增加的優(yōu)勢，這降低了安裝和更換的成本。
[0003]當采用包括LED或類似設(shè)備的光源時，通常必須要為一個或多個LED提供恒定電流，原因在于通過LED的電流隨著所施加的電壓指數(shù)變化。在沒有適當電路的情況下，電壓變化容易導(dǎo)致過載電流并因此損壞LED。因此，驅(qū)動器電路是本領(lǐng)域已知的，其在利用諸如市電之類的電壓源驅(qū)動LED時對電流加以限制。
[0004]出于諸如房間照明應(yīng)用之類的照明目的而在光源中使用LED時所存在的一個普遍問題在于，照明輸出需要基本上是無閃爍的以向例如辦公環(huán)境中的用戶提供恒定亮度的適當照明。本領(lǐng)域中存在著復(fù)雜的電路設(shè)計，例如使用開關(guān)模式電源，其允許即使在諸如電壓源所提供的電壓發(fā)生變化之類的困難操作條件下仍然為LED提供相對應(yīng)的恒定電流。
[0005]然而，當前可用的解決方案通常包括復(fù)雜且因此高成本的電路，這對于大規(guī)模市場應(yīng)用而言并不適宜。
[0006]鑒于上文，本發(fā)明的目標是提供一種用于至少諸如LED單元的負載的通用驅(qū)動器電路，其在提供高質(zhì)量且基本上無閃爍的照明輸出的同時也是成本有效的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]該目標通過根據(jù)本發(fā)明的一種用于對至少一個諸如LED光源的負載進行操作的驅(qū)動器電路以及對負載進行操作的方法而實現(xiàn)。其它從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0008]本發(fā)明的基本思想是提供一種自驅(qū)動類型的開關(guān)模式驅(qū)動器電路，即其包括開關(guān)轉(zhuǎn)換器，該開關(guān)轉(zhuǎn)換器具有與反饋電感器電感性地耦合的存儲電感器，以及在操作期間不僅將所述反饋電感器所提供的反饋電壓用于對通過存儲電感器的電感器電流進行控制，而且還用于對所述驅(qū)動器電路的輸入和/或輸出電壓的變化進行補償。
[0009]本發(fā)明是基于本發(fā)明人的以下認識，特別是在對LED進行驅(qū)動的情況下，所述輸入和輸出電壓的變化能夠從所述反饋電壓進行確定，這允許對這樣的變化進行補償而并不必具有復(fù)雜的附加電路系統(tǒng)或電壓傳感器，這提供了特別成本有效的設(shè)置而適用于大規(guī)模市場應(yīng)用。
[0010]本發(fā)明因此允許對通過至少一個負載的控制有所改善，從而即使在所述輸入和/或輸出電壓發(fā)生變化的情況下，在操作期間提供至負載的平均電流也基本上保持恒定。因此，當對LED進行驅(qū)動時，提供了高質(zhì)量的輸出照明。
[0011]本發(fā)明的驅(qū)動器電路至少包括用于從電源接收輸入電壓的輸入、用于向諸如LED單元的負載提供輸出電壓的輸出、以及具有至少一個存儲電感器和開關(guān)設(shè)備的開關(guān)轉(zhuǎn)換器，所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器被部署為通過所述開關(guān)設(shè)備在至少充電模式和放電模式之間的連續(xù)開關(guān)操作而生成平均輸出電流。該驅(qū)動器電路進一步包括至少與所述開關(guān)設(shè)備相連接以控制器開關(guān)操作的開關(guān)控制器。
[0012]輸入和輸出可以為任意適當類型以允許分別連接至電源和至少一個負載。輸入和輸出中的每一個例如可以包括兩個電氣端子，諸如連接管腳、焊盤、插頭/插座連接器或者任意其它適當連接器以允許相對應(yīng)的電氣連接。該連接可以是持久或臨時的，后者至少對于電源和輸入之間的連接是優(yōu)選的。
[0013]在當前的解釋中，術(shù)語“所連接”或“連接”是指導(dǎo)電連接，從而電流能夠在分別連接的設(shè)備或電路之間進行流動。該連接可以是直接或間接的，即通過中間組件或電路。
[0014]輸入和輸出可以包括另外的組件或電路；例如，輸入可以包括整流器和/或平滑級以向開關(guān)轉(zhuǎn)換器提供單極或直流電壓。相對應(yīng)地，輸出例如可以包括用于對輸送至一個或多個所連接負載的電壓和/或電流進行平滑的濾波器設(shè)備?？商鎿Q地或除此之外，輸入和/或輸出可以包括另外的機械組件，例如在驅(qū)動器電路被提供為從電力和/或負載去除的情況下，包括至少一個相對應(yīng)可分離的電連接器或插頭。特別是在至少一個所連接負載是LED單元的情況下，優(yōu)選地輸入和/或輸出利用燈具插座、連接器和/或具有顏色識別器的獨立懸索進行整合。
[0015]如以上所討論的，輸入適于從電源接收輸入電壓。該電源可以是任意適當類型，例如該電源可以是AC市電線路。輸入電壓因此可以對應(yīng)于交變電壓，即來自于IlOV或220V的市電連接?？商鎿Q地，該電源可以是提供DC電壓的電氣或電子變壓器。
[0016]至少一個電氣負載可以為任意適當類型。特別地，該驅(qū)動器電路可以是用于對例如白熾燈、鹵素燈或熒光等之類的燈具或光源進行操作的燈具驅(qū)動器電路。優(yōu)選地，至少一個負載是LED單元。該LED單元可以是任意適當類型并且可以包括至少一個發(fā)光二極管(LED)，在本發(fā)明的方面，發(fā)光二極管可以是任意類型的固態(tài)光源，諸如無機LED、有機LED或固態(tài)激光器，例如，激光器二極管。LED單元顯然可以包括多于一個的以上所提到的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的組件。在本發(fā)明的驅(qū)動器電路的操作期間，多個LED單元的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接例如可以通過諸如緩沖級之類的中間組件而連接至輸出。
[0017]出于一般照明的目的，LED單元優(yōu)選地可以包括至少一個高功率LED，即在例如3V的相對低的電壓具有高達IA的高額定電流。優(yōu)選地，所述高功率LED提供大于501m的光通量。
[0018]LED單元顯然可以包括另外的電氣、電子或機械組件，諸如例如對亮度和/或顏色進行控制的控制器、平滑級和/或一個或多個濾波電容器。
[0019]如以上所提到的，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動器電路進一步包括開關(guān)轉(zhuǎn)換器。該開關(guān)轉(zhuǎn)換器包括至少一個存儲電感器和開關(guān)設(shè)備。該開關(guān)轉(zhuǎn)換器可以包括另外的組件。該開關(guān)轉(zhuǎn)換器被部署為通過該開關(guān)設(shè)備至少在充電模式和放電模式之間的連續(xù)開關(guān)操作而輸出所述平均輸出電流。在該說明中，術(shù)語“平均輸入電流”是指時間平均電流，其被提供至在操作期間連接至輸出的至少一個負載。[0020]該存儲電感器可以為任意適當類型而在與電源相連接時在磁場中存儲電能。優(yōu)選地，該存儲電感器包括一個或多個導(dǎo)電體的繞組。最為優(yōu)選地，該存儲電感器包括至少一個線圈。
[0021]該開關(guān)設(shè)備可以為任意適當類型以至少允許所述充電和放電模式，諸如電力開關(guān)。優(yōu)選地，該開關(guān)設(shè)備包括至少一個晶體管，最為優(yōu)選地是M0SFET。
[0022]如之前所討論的，該開關(guān)轉(zhuǎn)換器至少允許充電和放電模式。在所述充電模式中，該存儲電感器與輸入和電源相連接以在所述磁場中存儲電能。根據(jù)驅(qū)動器電路的一般設(shè)置，當前模式中的負載可以與輸入相連接或者與之斷開連接。
[0023]在放電模式期間，該存儲電感器與負載向連接以提供所述輸出電壓。典型地，處于該模式的存儲電感器與電源斷開連接。然而，應(yīng)當注意的是，即使在放電模式中，例如低于50mA的毫安范圍內(nèi)的微小空閑電流也可能從電源流向存儲電感器。
[0024]該開關(guān)轉(zhuǎn)換器可以對應(yīng)于典型的升壓和/或降壓轉(zhuǎn)換器的設(shè)置。優(yōu)選地，特別是在所述負載為LED單元并且所述輸入電壓為市電電壓的情況下，該開關(guān)轉(zhuǎn)換器是降壓轉(zhuǎn)換器，諸如典型的降壓式(buck)轉(zhuǎn)換器。最為優(yōu)選地，該驅(qū)動器電路是非隔離的開關(guān)模式驅(qū)動器電路，即對應(yīng)于驅(qū)動器電路，其中所述輸入和所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器串聯(lián)連接至所述輸入，例如沒有任何另外的電流隔離。
[0025]如以上所描述的，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動器電路進一步包括開關(guān)控制器。該開關(guān)控制器可以包括任意適當?shù)碾x散和/或集成電路以對開關(guān)設(shè)備的開關(guān)操作進行控制，即將開關(guān)設(shè)備從充電模式設(shè)置為放電模式，反之亦然。因此，該開關(guān)控制器應(yīng)當經(jīng)由適當控制連接而與所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器和/或開關(guān)設(shè)備相連接。出于進一步提高成本效率的原因，優(yōu)選地該開關(guān)控制器僅包括離散組件。
[0026]根據(jù)本發(fā)明，該開關(guān)控制器包括至少一個反饋電感器和電壓補償電路。該反饋電感器電感性地耦合至所述存儲電感器以提供反饋電壓，該反饋電壓對應(yīng)于操作期間通過所述存儲電感器的電感器電流的變化。該反饋電感器可以是任意適當類型；優(yōu)選地，該反饋電感器包括導(dǎo)電體的一個或多個繞組。最為優(yōu)選地，該反饋電感器包括至少一個線圈。該反饋電感器可以通過任意適當布置而電感性地耦合至存儲電感器，例如通過共用磁核。
[0027]根據(jù)本發(fā)明，該電壓補償電路與所述反饋電感器進行連接以從所述反饋電壓確定至少一個補償信號，其中所述補償信號對應(yīng)于所述輸入或輸出電壓。該電壓補償電路可以為用于從所述反饋電壓確定所述至少一個補償信號的任意適當類型，包括集成或離散電路，其中后者是優(yōu)選的。至少一個補償信號可以為任意適當?shù)哪M或數(shù)字類型。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)控制器被配置為根據(jù)所述電感器電流而在所述充電和所述放電模式之間對所述開關(guān)設(shè)備進行控制，即提供基于電感器電流的電流控制。例如，該開關(guān)控制器可以被配置為將所述反饋電壓與預(yù)定閾值進行比較并且相應(yīng)地設(shè)置開關(guān)設(shè)備的模式，即所定義的上限和下限閾值之間的“閾值”電流控制。由于開關(guān)操作的控制基于通過存儲電感器自身的電流，所以與使用振蕩器等的開關(guān)控制相比，相對應(yīng)的控制通常被稱作“自驅(qū)動控制”。
[0029]此外，該開關(guān)控制器被配置為根據(jù)所述電壓補償電路所確定的所述至少一個補償信號而對開關(guān)操作的占空比進行控制，這允許即使在所述輸入或輸出電壓有所變化的情況下也保持提供至負載的平均輸出電流基本恒定。在本文中，術(shù)語“基本上恒定”是指平均輸出電流大幅獨立于所述輸入和/或輸出電壓的變化，即所述電壓的變化僅以明顯更小的量級對平均輸出電路有所影響。
[0030]優(yōu)選地，針對相結(jié)合的輸入電壓15%的變化以及輸出電壓20%的變化，該平均輸出電流的變化小于5%。最為優(yōu)選地，針對輸出電壓20%的變化，平均輸出電流的變化小于3%。特別優(yōu)選地，針對輸入電壓15%的變化，平均輸出電流的變化小于4%。
[0031]特別地，當使用本發(fā)明的驅(qū)動器電路對諸如LED單元的燈具進行操作時，開關(guān)轉(zhuǎn)換器的平均輸出電流對應(yīng)于LED的輸出光通量，即亮度，從而本發(fā)明有利地即使在所述輸入或輸出電壓發(fā)生變化的情況下也支持近似恒定的光輸出，即提供高質(zhì)量的光輸出。
[0032]在本文中，術(shù)語“占空比”被理解為開關(guān)設(shè)備在其中處于充電模式的時間與充電和放電模式的總時間的比。
[0033]如之前所提到的，本發(fā)明因此有利地即使在電源所提供的輸入電壓或輸出電壓，即負載處的電壓，發(fā)生變化的情況下也提供恒定的平均輸出電流。
[0034]在市電連接的情況下，即當電源是AC市電線路時，輸入電壓的變化例如可能由于典型的線路波動而出現(xiàn)。在之前所提到的包括LED單元和開關(guān)轉(zhuǎn)換器的串聯(lián)連接的非隔離設(shè)置中，這樣的波動在充電模式期間的各種時刻導(dǎo)致存儲電感器處的各種壓降并且因此導(dǎo)致增加/降低的電流消耗，即相對應(yīng)地改變光通量。所述輸入電壓的變化例如可能是由于所連接的LED單元的變化的正向電壓。例如，在使用顏色可控的RGB LED單元時或者在將本發(fā)明的驅(qū)動器電路隨彼此具有不同正向電壓的不同LED單元使用時可能會出現(xiàn)這種情況。此外，輸出電壓可能在LED單元存在缺陷時發(fā)生變化，即在串聯(lián)連接中的一些LED發(fā)生短路的情況下。本發(fā)明在這些情況下也提供基本恒定的平均輸出電流并且因此提供了一種高度通用的驅(qū)動器電路。
[0035]雖然根據(jù)本發(fā)明的研發(fā)而優(yōu)選的是，電壓補償信號對應(yīng)于輸入電壓而使得平均輸出電流在輸入電壓發(fā)生變化的情況下基本上保持恒定，但是該電壓補償電路被配置為從所述反饋電壓確定第一和第二補償信號。該第一補償信號對應(yīng)于輸入電壓，而第二補償信號則對應(yīng)于輸出電壓。根據(jù)該優(yōu)選實施例的開關(guān)控制器被配置為接收所述第一和所述第二補償信號并且根據(jù)所述第一和所述第二補償信號二者對開關(guān)操作的占空比進行控制。
[0036]該實施例優(yōu)選地允許進一步有所改進的控制，原因在于所述輸入電壓和所述輸出電壓二者的變化都通過改變開關(guān)操作的占空比而得到補償并且因此提供了平均輸出電流。
[0037]除了以上所提到的電流控制之外，該實施例中的開關(guān)控制器可以被配置為基于所述第一和第二補償信號的相加而對占空比進行控制，而使得該占空比在輸入電壓或輸出電壓發(fā)生變化時相應(yīng)地進行調(diào)適。
[0038]優(yōu)選地，該開關(guān)控制器被配置為使得在所述第一補償信號增大的情況下，開關(guān)操作的占空比減小。根據(jù)該實施例，該開關(guān)控制器基于驅(qū)動器電路的輸入電壓而提供了空度比控制。
[0039]該實施例是基于以下認識，其中特別是在以上所提到的非隔離設(shè)置中，有所增大的輸入電壓由于其電阻減小而通過LED單元提供基本上更高的電流，即相對應(yīng)有所減少的充電時間。根據(jù)該實施例，開關(guān)操作的占空比因此有所減小以保持輸送至負載的平均電流恒定并且因此保持光通量恒定。在第一補償信號有所減小的可替換情形中，最為優(yōu)選地，該開關(guān)控制器應(yīng)當被配置為增大占空比以相應(yīng)地對減小的電流消耗進行補償。[0040]針對上文可替換地或除此之外，該開關(guān)控制器優(yōu)選地可以被配置為使得在所述第二補償信號增大的情況下，該占空比增加，即基于驅(qū)動器電路的輸出電壓的反空度比控制。
[0041]對應(yīng)于上文，例如由于所連接的LED單元的增加的正向電壓所導(dǎo)致的更高的輸出電壓導(dǎo)致了平均輸出電流的下降，特別是在以上所提到的非隔離設(shè)置中。由于在該設(shè)置中，在放電模式器件操作電力由存儲電感器提供至負載，所以增大的輸出電壓導(dǎo)致了存儲電感器更快的放電并且因此導(dǎo)致了放電模式的時間減少。為了對所導(dǎo)致的平均輸出電流的下降進行補償，占空比增力卩。顯然，此外優(yōu)選地，在所述第二補償信號減小的情況下，該開關(guān)操作的占空比相應(yīng)地減小。
[0042]雖然占空比根據(jù)所述輸入和/或輸出電壓的線性控制是優(yōu)選的，但是通?？梢愿鶕?jù)連接至輸出的負載的特性而采用非線性控制。
[0043]根據(jù)本發(fā)明另外的研發(fā)，該電壓補償電路被配置為在充電模式期間根據(jù)反饋電壓來確定所述(第一)補償信號。
[0044]如上文中所討論的，由于反饋電壓與反饋電感器的電感性耦合，所述電壓對應(yīng)于電感器電流即其梯度的變化。在充電模式中，電能通過電感器電流而被存儲在存儲電感器的磁場中，該電感器電流在該模式中由電源所提供。電感器電流在充電模式中的增加即其梯度取決于所施 加的相應(yīng)電壓。因此，在充電模式期間，輸入電壓更高或更低的振幅導(dǎo)致不同的電流梯度并且因此在反饋電壓的振幅中有所反映。
[0045]可替換地或除此之外，該電壓補償電路可以被配置為在放電模式期間根據(jù)反饋電壓來確定所述第二補償信號。
[0046]在放電模式期間，電能由存儲電感器輸送至負載。由于電感器的電氣特性提供了該設(shè)備抵制電感器電流的變化，所以生成電壓，直至電流可能通過負載進行流動。所生成的電壓因此對應(yīng)于輸出電壓(忽略最終的附加組件上的壓降)，例如在對LED單元進行驅(qū)動時對應(yīng)于其正向電壓。由于更高的輸出電壓導(dǎo)致存儲電感器更快放電，所以該模式中的電感器電流的梯度因此取決于輸出電壓，從而輸出電壓的改變或變化導(dǎo)致反饋電壓相對應(yīng)有所變化的振幅。
[0047]由于存儲電感器在該模式中的放電，反饋電壓可以表現(xiàn)出與放電模式中的極性相反的極性。
[0048]然而，要注意的是，反饋電壓不必須需要反映輸入和輸出電壓的確切振幅，因為為了允許對電壓變化進行補償，即對距標稱電壓的偏移進行補償，反饋電壓相應(yīng)地反映該變化就足矣。
[0049]該電壓補償電路可以包括用于分別在充電和放電模式中確定所述第一和/或第二補償信號的任意適當電路。例如，該電壓補償電路可以包括一個或多個開關(guān)以將反饋電感器循環(huán)地與相對應(yīng)的信號調(diào)節(jié)電路進行連接，以相應(yīng)地生成所述第一和第二電壓補償信號。優(yōu)選地，該電壓補償電路包括用于確定所述第一補償信號的正電流路徑以及用于確定所述第二補償信號的負電流路徑，其二者都與所述反饋電感器相連接。為了確保每個電流路徑僅在相應(yīng)模式期間被激活，其均可以包括至少一個二極管，其以相反極性進行配置而使得在充電模式期間電流僅被提供至正電流路徑而在放電模式期間電流僅被提供至負電流路徑。
[0050]為了給予電感器電流提供以上所提到的電流控制，根據(jù)另外的優(yōu)選實施例的開關(guān)控制器包括第一閾值電路，其與所述反饋電感器相連接并且被配置為在所述反饋電壓對應(yīng)于預(yù)定的最小電流閾值時將開關(guān)設(shè)備從放電模式設(shè)置為充電模式。
[0051]該實施例提供了基于如反饋電壓所反映的電感器電流的控制。該第一閾值電路可以為任意適當類型，例如包括比較器，比較器將所述反饋電壓與對應(yīng)于所述最小電流閾值的預(yù)定最小電壓進行比較。優(yōu)選地，該預(yù)定最小電流閾值對應(yīng)于基本上OA(+/-1OmA)的電感器電流，即根據(jù)大約OV的反饋電壓。
[0052]除此之外或可替換地并且根據(jù)本發(fā)明的研發(fā)，該開關(guān)控制器包括第二閾值電路。該第二閾值電路被配置為在對應(yīng)于所述電感器電流的電流控制信號對應(yīng)于最大電流閾值時將開關(guān)設(shè)備設(shè)置為放電模式。
[0053]該第二閾值電路的操作對應(yīng)于以上所討論的第一閾值電路。該第二閾值電路可以為任意適當類型，例如包括比較器，比較器將所述電流控制信號與對應(yīng)于所述最大電流閾值的預(yù)定電壓進行比較。該電流控制信號可以使用另外的反饋電感器或使用單獨的感應(yīng)器件而得自于反饋電壓。該最大電流閾值應(yīng)當根據(jù)應(yīng)用進行設(shè)置，即根據(jù)負載和/或開關(guān)轉(zhuǎn)換器的電氣規(guī)范進行設(shè)置。
[0054]優(yōu)選地，該第二閾值電路連接至所述電壓補償電路以通過根據(jù)所述第一和/或第二補償信號而改變所述電流控制信號和/或所述最大電流閾值而對所述開關(guān)操作的占空比進行控制。因此，該占空比通過對通過所述存儲電感器的峰值電感器電流進行控制而得以被設(shè)置。
[0055]如以上所討論的，該實施例提供了本發(fā)明的驅(qū)動器電路進一步簡化的設(shè)置，特別是在最小電流閾值固定的情況下。該占空比控制因此可以通過針對所述最大電流閾值和/或電流控制信號提供偏移量或偏置而實現(xiàn)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會顯而易見的，可以通過減小所述最小電流閾值或者通過增大電流控制信號而相應(yīng)地提供占空比的減小。
[0056]為了提供最簡單的電路設(shè)置，優(yōu)選地該第二閾值電路被配置為根據(jù)所述第二補償信號而偏置最大電流閾值。
[0057]該實施例提供了在輸出電壓增大時，占空比相應(yīng)增大，導(dǎo)致了所述反空度比控制。第二補償信號例如可以針對基準電壓提供偏移量，該基準電壓對應(yīng)于正常操作條件的預(yù)定最大電流閾值。
[0058]在進一步優(yōu)選的實施例中，該第二閾值電路被配置為根據(jù)所述第一補償信號而偏置電流控制信號，即針對對應(yīng)于所述電感器電流的所述電流控制信號提供偏移量。根據(jù)該實施例，由所述第一補償信號向所述電流控制信號提供偏移量以使得在輸入電壓增大并且因此第一補償信號增大時，該占空比有所減小，即提供以上所提到的空度比控制。
[0059]如上文中所討論的，電流控制信號例如可以從所述反饋電壓進行確定。根據(jù)進一步優(yōu)選的實施例，本發(fā)明的驅(qū)動器電路進一步包括電流傳感器以確定所述電流控制信號。該電流傳感器與所述存儲電感器串聯(lián)連接以使得所述電流控制信號至少在充電模式期間對應(yīng)于所述電感器電流。該電流傳感器可以包括任意適當電路，最簡單地，可以采用典型的電流感應(yīng)電阻器。
[0060]在本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施例中，該開關(guān)控制器還包括開路檢測器。該開路檢測器被配置為將第二補償信號與預(yù)定安全電壓閾值進行比較，從而該開關(guān)操作的占空比在所述輸出電壓超過預(yù)定安全電壓閾值的情況下大幅地減小。[0061]該實施例對于解決開路輸出情形中的最終危險是特別有利的，即在沒有輸出連接至負載或者負載故障的情況下。特別地，在以上所提到的開關(guān)轉(zhuǎn)換器的非隔離設(shè)置中，其中在放電模式期間，存儲電感器通過負載進行放電，由于電感器試圖保持電感器電流，所以開路輸出狀態(tài)導(dǎo)致輸出處的電壓急劇增大。
[0062]該實施例因此降低開關(guān)操作的占空比以限制平均輸出電流并因此限制所提供的電能。在該實施例中，術(shù)語“大幅地”是指至少50%的減小，優(yōu)選地為90%，進一步優(yōu)選為92%而最優(yōu)選為95%。
[0063]根據(jù)本發(fā)明的研發(fā)，該開路檢測器被配置為通過在輸出電壓超過所述預(yù)定安全電壓閾值的情況下減小最大電流閾值而降低占空比。
[0064]雖然該開路檢測器可以為任意適當設(shè)置，但是優(yōu)選地該開路檢測器與所述電壓補償電路進行整合。在上文中，已經(jīng)對適于在根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動器電路中使用的開關(guān)轉(zhuǎn)換器的若干種設(shè)置進行了討論。特別是將該驅(qū)動器電路隨所述至少一個LED單元使用時，該開關(guān)轉(zhuǎn)換器優(yōu)選地為分接開關(guān)轉(zhuǎn)換器。根據(jù)分接開關(guān)轉(zhuǎn)換器的典型設(shè)置，該存儲電感器包括與開關(guān)設(shè)備串聯(lián)連接的第一和第二繞組。
[0065]該實施例在輸入電壓和輸出電壓之間差異相當大的情況下特別有利，例如在發(fā)光二極管需要利用市電電壓進行操作時的情形。典型的分接開關(guān)轉(zhuǎn)換器設(shè)置提供了根據(jù)第一和第二繞組之間的繞組比率對電壓進行調(diào)適。在這樣的設(shè)置中，充電模式期間的輸出優(yōu)選地應(yīng)當與第一和第二繞組串聯(lián)連接。最為優(yōu)選地，開關(guān)轉(zhuǎn)換器應(yīng)當包括交替電流路徑，從而在放電模式期間，輸出即負載連接至存儲電感器的第一繞組。
[0066]根據(jù)本發(fā)明另外的方面，提供了一種LED光源，其至少包括如以上所描述的根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動器電路，該驅(qū)動器電路與至少一個LED單元相連接。顯然，驅(qū)動器電路和/或LED單元可以對應(yīng)于之前所提到的一個或多個實施例。
[0067]本發(fā)明的另一個方面涉及一種利用驅(qū)動器電路對諸如LED單元的負載進行操作的方法，該驅(qū)動器電路包括用于從電源接收輸入電壓的輸入，用于連接至所述負載的輸出，以及具有至少一個與開關(guān)設(shè)備相連接的存儲電感器的開關(guān)轉(zhuǎn)換器，所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器被部署為通過所述開關(guān)設(shè)備在至少充電模式和放電模式之間的連續(xù)開關(guān)操作而生成平均輸出電流。該驅(qū)動器電路進一步包括電感性地耦合至所述存儲電感器以提供反饋電壓的反饋電感器，該反饋電壓對應(yīng)于通過所述存儲電感器的電感器電流的變化。此外，電壓補償電路與所述反饋電感器相連接以從所述反饋電壓確定至對應(yīng)于所述輸入或輸出電壓的至少一個補償信號。
[0068]根據(jù)本發(fā)明的該方面，根據(jù)所述電感器電流對開關(guān)設(shè)備的開關(guān)設(shè)備進行控制并且根據(jù)所述至少一個補償信號對開關(guān)操作的占空比進行控制，而使得在所述輸入和輸出電壓發(fā)生變化的情況下，平均輸出電流基本上保持恒定。顯然，本發(fā)明的該方面可以在對應(yīng)于以上所討論的一個或多個優(yōu)選實施例的實施例中進行操作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0069]本發(fā)明的這些和其它方面、特征和優(yōu)勢將結(jié)合附圖參考優(yōu)選實施例的描述進行闡述并且將由此是顯而易見的，其中:
[0070]圖1以示意性框圖示出了根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動器電路的實施例；和[0071]圖2以詳細電路圖示出了圖1的實施例。
【具體實施方式】
[0072]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動器電路I的示意性框圖。驅(qū)動器電路I包括輸入2、輸出3、開關(guān)轉(zhuǎn)換器4和開關(guān)控制器5。輸入2連接至電源6，其根據(jù)該示例為220V或IlOV的市電線路并且被配置為向驅(qū)動器電路I提供輸入電壓VIN。輸出3通過輸出端子8連接至LED單元7，該輸出端子8可以形成可分離的連接器。根據(jù)該示例的LED單元7包括串聯(lián)連接的多個高功率LED (未示出)，其導(dǎo)致了對應(yīng)于LED的整體正向電壓的輸出電壓VOT。
[0073]根據(jù)圖1的驅(qū)動器電路I被配置為從市電電源6向LED單元7提供操作電流。由于典型的LED利用大幅地低于市電電壓的電壓進行驅(qū)動，所以根據(jù)該示例的驅(qū)動器電路I的設(shè)置對應(yīng)于開關(guān)模式降壓電源電路。
[0074]開關(guān)轉(zhuǎn)換器4包括具有主繞組9和副繞組10的存儲電感器11。兩個繞組9、10形成線圈，線圈互相耦合并且與通過共用磁核26與另外的反饋電感器24進行耦合。繞組9、10在被提供以電力時被適配為在磁場中存儲能量。此外，開關(guān)轉(zhuǎn)換器4包括鉗位二極管12和開關(guān)設(shè)備13，該鉗位二極管12提供交流路徑，而該開關(guān)設(shè)備13根據(jù)該示例為開關(guān)控制器5所控制的MOSFET。
[0075]如將從圖1所顯而易見的，輸出3以及因此的LED單元7在輸入2和開關(guān)轉(zhuǎn)換器4之間串聯(lián)連接，由于主繞組9和副繞組10，該開關(guān)轉(zhuǎn)換器對應(yīng)于典型的降壓轉(zhuǎn)換器配置并且更確切地對應(yīng)于所謂的“分接”降壓轉(zhuǎn)換器配置。根據(jù)該實施例的分接降壓轉(zhuǎn)換器設(shè)置允許從諸如市電的電源6提供大幅地有所降低的輸出電壓VOTT，同時保持相對高的效率。在這樣的配置中，副繞組10和主繞組9的繞組比率應(yīng)當近似地匹配Vott與Vin之比以提供提高的效率。
[0076]輸入2包括整流器14，例如典型的橋型二極管整流器。電容器15連接至整流器14的輸出，即連接在DC線路16和接地端17之間以平滑所提供的輸入電壓VIN。輸出3除了之前所提到的端子8之外還包括電解緩沖電容器18和保護齊納二極管19。緩沖電容器18在開關(guān)轉(zhuǎn)換器4的開關(guān)操作期間減少紋波電流。齊納二極管19例如在沒有負載連接至端子8，即輸出3處于“開路”狀態(tài)，的情況下將端子8上的電壓限制為安全水平。
[0077]根據(jù)典型的降壓轉(zhuǎn)換器的功能，開關(guān)設(shè)備13順序進行操作，即被設(shè)置為閉合和打開狀態(tài)以允許其中存儲電感器11串聯(lián)連接在DC線路16和接地端17之間的充電模式(閉合狀態(tài))以及其中開關(guān)設(shè)備13斷開從而并沒有實質(zhì)性的電流被開關(guān)設(shè)備4從電源6所獲取的放電模式。在充電模式中，繞組9、10將電能存儲在相對應(yīng)的磁場中。
[0078]在放電模式期間，存儲電感器11的副繞組10在閉合電路中與鉗位二極管12和LED單元7連接而使得繞組9、10所存儲的能量被提供至LED單元7。由于共用磁核26，繞組9、10的兩者的能量被提供至LED單元7。因此,該示例中的LED單元7在充電和放電模式期間都被提供以操作電力。繞組9在放電模式期間被短路或者簡單地保持開路。
[0079]如之前所提到的，開關(guān)設(shè)備13的模式由開關(guān)控制器5進行設(shè)置?？刂破?根據(jù)電感器電流Is對開關(guān)設(shè)備13進行設(shè)置，并且包括第一閾值電路23和第二閾值電路21，這二者均與開關(guān)設(shè)備13相連接。第一閾值電路23在電感器電流Is下降至該示例中例如為OA的最低電流閾值Imin時將開關(guān)設(shè)備13從放電模式設(shè)置為充電模式。此外,第一閾值電路23在與電源6相連接時提供驅(qū)動器電路I的初始啟動。
[0080]第二閾值電路21在電感器電流Is對應(yīng)于根據(jù)所期望的平均輸出電流所設(shè)置的最大電流閾值Imax時將開關(guān)設(shè)備13從充電模式設(shè)置為放電模式。
[0081]驅(qū)動器電路I的操作總體上對應(yīng)于電流控制的開關(guān)模式電源。在電路I與電力連接之后，開關(guān)設(shè)備13被第一閾值電路23設(shè)置為充電模式。電感器電流Is相應(yīng)地上升，利用電力對LED單元7和存儲電感器11進行供電。當電感器電流Is達到Imax時，開關(guān)設(shè)備13被第二閾值電路21設(shè)置為放電模式。在該模式中，存儲電感器11的副繞組10通過鉗位二極管12利用來自于充電模式期間存儲在其磁場之中的能量的操作電流對LED單元7進行供電。因此，(時間)平均輸出電流被提供至LED單元7。
[0082]由于基于電感器電流Is的開關(guān)操作，驅(qū)動器電路I在無需例如外部振蕩器的情況下提供了 “自驅(qū)動”控制，使得該設(shè)置是高度成本有效的。
[0083]為了確定電感器電流Is是否對應(yīng)于所述最大電流閾值Imax，第二閾值電路21通過感應(yīng)連接20與存儲電感器11進行連接以接收電流控制信號。分流電阻器22被布置為使得感應(yīng)連接20上的電流控制信號對應(yīng)于電感器電流Is。
[0084]由于在放電模式期間，即在開關(guān)設(shè)備13處于其斷開狀態(tài)時，沒有電流能夠在感應(yīng)連接20上被確定，第一閾值電路23連接至反饋電感器24，其根據(jù)所述主繞組和副繞組9、10而是具有所定義數(shù)量的導(dǎo)體繞組的線圈。如將從圖1所顯而易見的，反饋電感器24通過共用磁核26電感性地耦合至存儲電感器11。因此，反饋電感器24在操作期間提供對應(yīng)于電感器電流Is的變化的反饋電壓。
[0085]如以上所提到的，反饋電感器24連接至第一閾值電路23，其在反饋電壓下降至對應(yīng)于最小電流閾值Imin = OA的OV時將開關(guān)設(shè)備13控制為閉合狀態(tài)。如下文中將會更為詳細解釋的，反饋電壓的極性變化被認為是Imin = OA的指示。為了允許第一閾值電路23對開關(guān)設(shè)備13的模式進行控制，第一閾值電路23與DC線路16相連接，DC線路16也在驅(qū)動器電路I與電源6初始連接時使得開始開關(guān)轉(zhuǎn)換器4的開關(guān)操作。閾值電路21、23的設(shè)置和操作的細節(jié)將參考圖2進行解釋。
[0086]雖然反饋電感器24因此被用來基于電感器電流Is而對開關(guān)設(shè)備13進行控制，即用于以上所提到的自驅(qū)動控制，但是電感器24在操作期間所提供的反饋電壓還允許確定輸入電壓Vin和輸出電壓Vott的變化，這允許對這樣的變化進行補償，否者其可能會導(dǎo)致所提供的平均輸出電流的非預(yù)期變化，在對LED進行驅(qū)動時尤其如此。這里，由于LED的指數(shù)電壓/電流關(guān)系，電壓變化導(dǎo)致通過設(shè)備的電流的急劇變化，這導(dǎo)致了所發(fā)射光線的光通量的變化并且在最差情況下會損壞LED。
[0087]因此，反饋電感器24還與電壓補償電路25相連接。電壓補償電路25基于反饋電壓而確定輸入電壓Vin和輸出電壓Vtot的變化并且向第二閾值電路21提供對應(yīng)于Vin和Vqut的第一和第二補償信號。
[0088]兩個補償信號被第二閾值電路21用來針對最大電流閾值Imax提供偏移量/偏差以及電流控制信號，這將參考圖2更為詳細地進行解釋。相對應(yīng)的“偏移量控制”提供了開關(guān)操作的占空比的調(diào)適。因此，提供至LED單元7的平均輸出電流以及因此的光通量得以穩(wěn)定化并且獨立于Vin和Vtm的變化基本上保持恒定。
[0089]電壓補償電路25的操作基于本發(fā)明人的以下認識，其中反饋電感器24的反饋電壓在充電模式期間對應(yīng)于輸入電壓Vin而在放電模式期間則對應(yīng)于輸出電壓Votjt,從而能夠在沒有復(fù)雜的額外感應(yīng)電路的情況下確定所述輸入電壓Vin和輸出電壓Vtot的變化。
[0090]如以上所提到的，在充電模式期間，電感器電流Is將根據(jù)所施加的輸入電壓Vin而增大。當輸入電壓Vin例如由于市電線路的波動而增大時，電感器電流Is在充電模式期間的梯度相應(yīng)增加，即電流將更快增大。有所增加的電感器電流Is的梯度由于電感耦合而導(dǎo)致了相應(yīng)增大的反饋電壓，并且因此是Vin的量級的度量。
[0091]對應(yīng)于上文,在放電模式期間，Is的梯度取決于輸出電壓Vmjt,即LED單兀7的正向電壓，原因在于增大/減小的輸出電壓Vtot使得存儲電感器11更快/更慢地進行放電。因此，放電模式中的反饋電壓對應(yīng)于輸入電壓Vot。
[0092]注意到，反饋電壓并非必然反映輸入和輸出電壓Vin和Vot的絕對振幅。然而，由于如以上所提到的，電壓補償電路25被提供以確定Vin和Vtot的變化，即距正常操作水平的偏差，所以絕對振幅的重要性僅是微乎其微。
[0093]除了以上對Vin和Vtot的變化的補償之外，Vout的確定進一步允許在輸出3開路時增加驅(qū)動器電路I的安全性，當LED單元7在操作期間發(fā)生故障時尤其是這種情況，其導(dǎo)致了開路。在這樣的情況下，處于所述放電模式的存儲電感器11上的電壓將急劇增大，這是因為電感器11試圖抵御電流Is的變化。雖然齊納二極管19在這樣的情況下對緩沖電容器18進行保護，然而在端子8所施加的電壓可能是危險的。
[0094]開關(guān)控制器5因此包括開路檢測器28，其與所述電壓補償電路25整體形成。開路檢測器28確定輸出電壓Vtot是否達到了預(yù)定安全電壓閾值，并且因此允許確定LED單元7的故障。開路檢測器28在這種情況下將Imax減小其正常設(shè)置的至少50%并且因此將平均輸出電流減小至安全水平。
[0095]圖1中本發(fā)明的驅(qū)動器電路特別是開關(guān)控制器5的詳細功能隨后將參考圖2進行解釋。
[0096]圖2以詳細電路圖不出了圖1的實施例。驅(qū)動器電路I的附圖標記和基本功能對應(yīng)于上文，因此以下解釋將關(guān)注于開關(guān)控制器5的組件的設(shè)置和功能，也就是第一和第二閾值電路23、21以及電壓補償電路25。
[0097]如從該示圖而會顯而易見的，根據(jù)該示例的第一閾值電路23由電阻器Rl和R12以及電容器C2所構(gòu)成。電阻器Rl和R12提供了在驅(qū)動器電路I與電源6的初始連接之后，操作電流從DC線路16提供至開關(guān)設(shè)備13的柵極以將開關(guān)轉(zhuǎn)換器4設(shè)置為充電模式。
[0098]因此如之前所提到的，電感器電流Is增大并導(dǎo)致感應(yīng)連接20上的電流控制信號相應(yīng)地增大。
[0099]該電流控制信號被提供至第二閾值電路21的比較器U1，其將該電流控制信號與基準電壓Vkef進行比較。
[0100]電壓(DC分量加上功率頻率波紋電壓)Vkef對應(yīng)于最大電流閾值Imax并且在正常操作期間根據(jù)MOSFET Q2的柵極驅(qū)動電源進行設(shè)置，柵極通過由Rl、R9和Rll所形成的分壓器而反映了 DC線路16的電壓。如將在下文中所解釋的，開路檢測器28的MOSFET Q2 (圖2中未示出)在正常操作期間處于導(dǎo)通狀態(tài)。
[0101]當感應(yīng)連接20上的電流控制信號等于Vkef時，Ul的輸出使能MOSFET Q3。因此，開關(guān)設(shè)備13的柵極通過Rll與接地端17相連接并且相應(yīng)地進行放電，這導(dǎo)致開關(guān)設(shè)備13被設(shè)置為放電模式。
[0102]如上文中所提到的，在放電模式期間，通過鉗位二極管12而保持副繞組10和LED單元7之間的電流流動。由于開關(guān)設(shè)備13并不導(dǎo)通，所以感應(yīng)連接20上的電流控制信號將下降為零。因此，比較器Ul的輸入為低并且對MOSFET Q3進行重置。在放電模式期間，反饋電感器24上的反饋電壓將由于副繞組10和反饋電感器24的反向相位點而為負。因此，開關(guān)設(shè)備13將保持在放電模式。
[0103]此時，電感器電流Is下降至0A，存儲電感器11將通過開關(guān)設(shè)備13的漏極-源極而利用寄生電容發(fā)生諧振，這將使得電流流動逆轉(zhuǎn)。反饋電感器24上的反饋電壓因此將改變其極性并且導(dǎo)致開關(guān)設(shè)備13被從DC線路16通過電阻器R12和Rl所提供的電壓重置為充電模式，從而重復(fù)開關(guān)周期。
[0104]如上文中所討論的，反饋電感器24進一步與電壓補償電路25相連接以允許從反饋電壓對Vin和Vot進行補償。
[0105]電壓補償電路25包括正電流路徑，該正電流路徑包括二極管D2、電阻器R8和齊納二極管Z4。齊納二極管Z4與比較器Ul的正輸入相連接并且因此針對電流控制信號提供偏移量。由于二極管D2，該正電流路徑在充電模式進行操作，接收反饋電壓，其在該模式中對應(yīng)于輸入電壓VIN。該正電流路徑因此通過TA向第二閾值電路21提供第一補償信號。
[0106]該正路徑進一步包括從屬電源電路，其由電阻器R2、R3和電容器C3、C4所構(gòu)成。電阻器R2限制通過C3的電流并且使得從屬電源與R8和TA解耦合，即與第一補償信號解耦合。R3和C4針對從屬電源而形成了高頻解耦網(wǎng)絡(luò)。在開路檢測器28的操作中尤其需要該從屬電源電路。
[0107]在充電模式中，如以上所討論的，第一補償信號通過電阻器R8和齊納二極管Z4的組合而被提供至比較器Ul。在由反饋電感器24上有所增加的反饋電壓所反映的輸入電壓Vin增大時，第一補償信號相應(yīng)增大。在這種情況下，針對感應(yīng)連接20上對應(yīng)于輸入電壓Vin的電流控制信號的增大的偏移量導(dǎo)致了占空比的減小。因此，將不會得到補償?shù)妮斎腚妷篤in的增大將會導(dǎo)致通過減小開關(guān)操作的占空比，而使得通過LED單元7有所增大的平均電流得到補償，該占空比即開關(guān)設(shè)備13在其中處于充電模式的時間。在輸入電壓Vin下降的情況下，通過R8和TA所提供的電流較小，從而占空比相對應(yīng)地有所增大。
[0108]電壓補償電路25進一步包括負電流路徑，該負電流路徑由二極管D3、齊納二極管Z2、電阻器R6和雙極晶體管Q4所組成。該負電流路徑在放電模式期間由于負繞組10在該模式的放電而導(dǎo)通，反饋電感器24所提供的反饋電壓將會為負。
[0109]晶體管Q4在作為由R6、Z2和D3所調(diào)整的等效阻抗而以線性模式進行工作。該負電流路徑即Q4對基準電壓Vkef進行調(diào)整，如上文中所提到的，該基準電壓Vkef對應(yīng)于最大電流閾值IMX。如將從圖2顯而易見的，晶體管Q4通過R13而從從屬電源電路形成電流，即從從屬電源電路所提供的電壓Vdd形成電流。
[0110]當輸出電壓Vtot例如在LED單元7是RGB顏色可控類型并且其正向電壓在操作期間有所變化的情況下有所增大，因此增大的反饋電壓導(dǎo)致負電流路徑中的反向電流增大。結(jié)果，晶體管Q4從Vdd向Vkef形成更大電流，導(dǎo)致Vkef的增大。
[0111]增大的Vkef導(dǎo)致占空比增大。相對應(yīng)地，提供至LED單元7的平均輸出電流有所增大而對增大的Vott進行補償。[0112]在輸出電壓Vtot減小的情況下，相對應(yīng)減小的反饋電壓導(dǎo)致通過雙極晶體管Q4的電流減小并且因此導(dǎo)致Vkef減小。
[0113]如上文中所提到的，電壓補償電路25進一步包括由MOSFET Q2、電阻器R4、R4和齊納二極管Z1、Z3所組成的開路檢測器28。在正常操作期間，Q2的柵極通過R4和Z3而被提供以來自Vdd的操作電壓，即來自從屬電源。Q2因此導(dǎo)通。
[0114]在LED單元7發(fā)生故障的情況下，即在端子8開路時，保護二極管19將電壓限制為其齊納電壓。因此由反饋電壓所反映的增大的輸出電壓￥_在負電流路徑上提供負電源，將D3和Zl設(shè)置為導(dǎo)通。因此，在Q2的柵極出現(xiàn)反向電流，其將Q2設(shè)置為非導(dǎo)通狀態(tài)。該狀態(tài)中的電壓基準Vkef由于分壓器的附加電阻器RlO減小。RlO必須被選擇為足夠高。Vkef的減小導(dǎo)致了占空比明顯減小，從而“負載開路”情形中的平均輸入電流因此減小而提高的驅(qū)動器電路I的操作安全性。
[0115]已經(jīng)在附圖和上述描述中對本發(fā)明進行了詳細圖示和描述。這樣的圖示和描述要被理解為是說明性或示例性而非是限制性的；本發(fā)明并不局限于所公開的實施例。例如，可能根據(jù)以下實施例對本發(fā)明進行操作，其中:
[0116]-不同于LED單元7，另外類型的負載被連接至輸出3，諸如例如白熾燈或鹵素燈的光源，
[0117]-不同于所示出的分接降壓轉(zhuǎn)換器設(shè)置，開關(guān)轉(zhuǎn)換器4對應(yīng)于典型的降壓轉(zhuǎn)換器或反激式轉(zhuǎn)換器設(shè)置，和/或
[0118]-反饋電感器24包括兩個或更多單獨耦合至存儲電感器11的獨立繞組。
[0119]在通過對附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求的研習而對所請求保護的發(fā)明進行實踐時，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解并實施針對所公開實施例的可替換變化形式。在權(quán)利要求中，詞語“包括”并不排除其它要素或步驟，并且不定冠詞“一”和“一個”并不排除復(fù)數(shù)。某些措施在互相不同的從屬權(quán)利要求中被引用的事實并非指示這些措施的組合無法被有利地利用。權(quán)利要求中的任意附圖標記都不應(yīng)當被理解為對其范圍進行限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于對至少一個諸如LED單元(7)的負載進行操作的驅(qū)動器電路，包括 -輸入(2)，所述輸入⑵用于從電源(6)接收輸入電壓(Vin)， _輸出(3),所述輸出(3)用于向所述負載提供輸出電壓(Vom)的， -開關(guān)轉(zhuǎn)換器(4)，所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器(4)至少具有與開關(guān)設(shè)備(13)相連接的存儲電感器(11)，所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器(4)被部署為通過所述開關(guān)設(shè)備(13)在至少充電模式和放電模式之間的連續(xù)開關(guān)操作而生成平均輸出電流，以及 -開關(guān)控制器(5)，所述開關(guān)控制器(5)與所述開關(guān)設(shè)備(13)相連接以控制所述開關(guān)設(shè)備(13)的所述開關(guān)操作，其至少包括: -反饋電感器(24)，所述反饋電感器(24)電感地耦合至所述存儲電感器(11)以提供對應(yīng)于通過所述存儲電感器(11)的電感器電流(Is)的變化的反饋電壓，以及 -電壓補償電路(25)，所述電壓補償電路(25)與所述反饋電感器(24)相連接以從所述反饋電壓確定至少一個補償信號，所述補償信號對應(yīng)于所述輸入電壓(Vin)或所述輸出電壓(Vqut)，其中 -所述開關(guān)控制器(5)被配置為根據(jù)所述電感器電流(Is)在所述放電和所述充電模式之間至少對所述開關(guān)設(shè)備(13)進行控制，并且根據(jù)所述至少一個補償信號對所述開關(guān)操作的占空比進行控制，而使得在所述輸入電壓(Vin)或輸出電壓(Vott)發(fā)生變化的情況下，提供至所述負載的所述平均輸出電流基本上保持恒定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器電路，其中所述電壓補償電路(25)被配置為從所述反饋電壓確定第一和第二補償信號，所述第一補償信號對應(yīng)于所述輸入電壓(Vin)而所述第二補償信號則對應(yīng)于所述輸出電壓(Vott)，并且其中所述開關(guān)控制器(5)被配置為根據(jù)所述第一補償信號和所述第二補償信號對所述占空比進行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動器電路，其中所述電壓補償電路(25)被配置為在所述充電模式期間從所述反饋電壓確定所述第一補償信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3中的一項所述的驅(qū)動器電路，其中所述電壓補償電路(25)被配置為在所述放電模式期間從所述反饋電壓確定所述第二補償信號。
5.根據(jù)之前任一項權(quán)利要求所述的驅(qū)動器電路，其中所述開關(guān)控制器(5)進一步包括第一閾值電路(23)，所述第一閾值電路(23)與所述反饋電感器(24)相連接，所述第一閾值電路(23)被配置為在所述反饋電壓對應(yīng)于預(yù)定的最小電流閾值時將所述開關(guān)設(shè)備(13)從所述放電模式設(shè)置為所述充電模式。
6.根據(jù)之前任一項權(quán)利要求所述的驅(qū)動器電路，其中所述開關(guān)控制器(5)進一步包括第二閾值電路(21)，所述第二閾值電路(21)被配置為在對應(yīng)于所述電感器電流(Is)的電流控制信號對應(yīng)于最大電流閾值時將所述開關(guān)設(shè)備(13)設(shè)置為放電模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的驅(qū)動器電路，其中所述第二閾值電路(21)連接至所述電壓補償電路(25)以通過根據(jù)所述第一補償信號和/或所述第二補償信號而改變所述電流控制信號和/或所述最大電流閾值而對所述開關(guān)操作的所述占空比進行控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求6-7中的一項所述的驅(qū)動器電路，其中所述第二閾值電路(21)被配置為根據(jù)所述第二補償信號而偏置所述最大電流閾值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中的一項所述的驅(qū)動器電路，其中所述第二閾值電路(21)被配置為根據(jù)所述第一補償信號而偏置所述電流控制信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中的一項所述的驅(qū)動器電路，其中所述控制信號由與所述存儲電感器(11)串聯(lián)連接的電流傳感器所確定。
11.根據(jù)之前任一項權(quán)利要求所述的驅(qū)動器電路，其中所述開關(guān)控制器(5)進一步包括開路檢測器(28)，所述開路檢測器(28)被配置為將所述第二補償信號與預(yù)定安全電壓閾值進行比較，從而所述開關(guān)操作的所述占空比在所述輸出電壓超過預(yù)定安全電壓電平的情況下被大幅地減小。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動器電路，其中所述開路檢測器(28)被配置為通過在所述輸出電壓超過所述預(yù)定安全電壓閾值的情況下減小所述最大電流閾值而大幅地降低所述占空比。
13.根據(jù)之前任一項權(quán)利要求所述的驅(qū)動器電路，其中所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器(40)為分接的開關(guān)轉(zhuǎn)換器。
14.一種LED光源，包括根據(jù)之前任一項權(quán)利要求所述的驅(qū)動器電路(I)以及連接至所述驅(qū)動器電路的所述輸出的至少一個LED單元(7)。
15.一種利用驅(qū)動器電路⑴對諸如LED單元(7)的負載進行操作的方法，所述驅(qū)動器電路⑴包括: -輸入(2)，所述 輸入⑵用于從電源(6)接收輸入電壓(Vin)， _輸出(3),所述輸出(3)用于向所述負載提供輸出電壓(Vom)， -開關(guān)轉(zhuǎn)換器(4)，所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器(4)至少具有與開關(guān)設(shè)備(13)相連接的存儲電感器(11)，所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器(4)被部署為通過在至少充電模式和放電模式之間的連續(xù)開關(guān)操作而生成平均輸出電流， -反饋電感器(24)，所述反饋電感器(24)電感耦合至所述存儲電感器(11)以提供對應(yīng)于通過所述存儲電感器(11)的電感器電流(Is)的變化的反饋電壓，以及 -電壓補償電路(25)，所述電壓補償電路(25)與所述反饋電感器(24)相連接以從所述反饋電壓確定至少一個補償信號，所述補償信號對應(yīng)于所述輸入電壓(Vin)或所述輸出電壓(Vqut)，其中 -所述開關(guān)設(shè)備(13)根據(jù)所述電感器電流(Is)在所述放電模式和所述充電模式之間進行操作，并且所述開關(guān)操作的占空比根據(jù)所述至少一個補償信號被控制，而使得在所述輸入電壓(Vin)或所述輸出電壓(Vott)發(fā)生變化的情況下，提供至所述負載的所述平均輸出電流基本上保持恒定。
【文檔編號】H05B33/08GK104025711SQ201380004446
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月10日
【發(fā)明者】賴兵 申請人:皇家飛利浦有限公司