恒压和恒流驱动器电路转让专利

申请号 : CN201580028716.5

文献号 : CN106797183B

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发明人 : T·陈A·C·赫西

申请人 : 技术消费产品股份有限公司

摘要 :

公开了一种用于向负载传递大体恒定的电压的驱动器电路。所述驱动器电路包括输入AC电力的源、整流器和恒压驱动器。所述整流器连接到所述输入AC电力的源并且生成DC电压。所述恒压驱动器从所述整流器接收所述DC电压。所述恒压驱动器包括:选择性启用的开关元件,其用于接收所述DC电压;控制器;和输出线。所述控制器接收所述DC电压并且被配置成向所述开关元件发送驱动信号,以启用所述开关元件。所述输出线向所述负载提供所述大体恒定的电压。

权利要求 :

1.一种向负载传递大体恒定的电压和大体恒定的电流的驱动器电路,所述负载包括不同色温的多个LED阵列,所述驱动器电路包括:输入AC电力的源;

整流器,其连接到所述输入AC电力的源,所述整流器生成DC电压;

恒压驱动器,其用于从所述整流器接收所述DC电压,所述恒压驱动器包括:选择性启用的开关元件,其用于接收所述DC电压;

控制器,其用于接收所述DC电压,所述控制器被配置成向所述开关元件发送驱动信号,以启用所述开关元件;

输出线,其提供大体恒定的电压;

多个恒流驱动器,所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器与所述恒压驱动器的所述输出线直接通信以接收所述大体恒定的电压;以及控制信号驱动器,所述控制信号驱动器与所述恒压驱动器的所述输出线通信,并且向所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器提供选择性可变控制信号,其中所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器向所述多个LED阵列中相应的一个LED阵列提供选择性可控制的、大体恒定的电流,并且其中所述多个LED阵列是选择性可控制的以便改变发射光的色温。

2.根据权利要求1所述的驱动器电路,还包括与所述开关元件通信的降压转换器,其中,如果所述开关元件被启用,则所述降压转换器接收所述DC电压。

3.根据权利要求2所述的驱动器电路,其中,所述降压转换器包括续流二极管、初级绕组和次级绕组。

4.根据权利要求3所述的驱动器电路,其中,所述次级绕组是电压调节器电路的一部分。

5.根据权利要求4所述的驱动器电路,其中,通过所述次级绕组将来自所述初级绕组的电压递降,之后将所述电压发送到线性电压调节器。

6.根据权利要求5所述的驱动器电路,其中,所述控制信号驱动器接收从来自所述初级绕组的所述电压递降且向下调节的电压。

7.根据权利要求1所述的驱动器电路,其中,所述恒压驱动器包括浮动接地。

8.根据权利要求1所述的驱动器电路,其中,所述恒压驱动器接地。

9.根据权利要求1所述的驱动器电路,其中,使用脉宽调制(PWM)控制或线性控制来驱动所述负载。

10.根据权利要求1所述的驱动器电路,其中,所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器包括用于向所述负载提供大体恒定的电流的电流控制器。

11.根据权利要求1所述的驱动器电路,其中,所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器接地。

12.根据权利要求1所述的驱动器电路,其中,所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器包括浮动接地。

13.根据权利要求1所述的驱动器电路,其中,所述多个LED阵列基于红色、绿色、蓝色(RGB)颜色混合,并且其中,所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器相互分开地驱动所述多个LED阵列中的每个LED阵列,以产生指定色温的光输出。

14.根据权利要求1所述的驱动器电路,其中,所述多个LED阵列包括不同色温的白色LED阵列,并且其中,选择性控制所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器相互分开地驱动所述多个LED阵列中的每个LED阵列,以在不使光的亮度变暗淡的情况下改变发射光的色温。

15.根据权利要求1所述的驱动器电路,其中,所述多个LED阵列包括不同色温的白色LED阵列,并且其中,选择性控制所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器相互分开地驱动所述多个LED阵列中的每个LED阵列,使得随着LED阵列变暗淡,来自所述多个LED阵列的发射光的色温增大。

16.根据权利要求1所述的驱动器电路,所述驱动器电路还包括连接到所述整流器的电磁干扰(EMI)滤波器。

17.一种向不同色温的多个LED阵列传递大体恒定的电压和大体恒定的电流的驱动器电路,所述驱动器电路包括:输入AC电力的源;

整流器,其连接到所述输入AC电力的源,所述整流器生成DC电压;

恒压驱动器,其用于从所述整流器接收所述DC电压,其中,所述恒压驱动器包括浮动接地,所述恒压驱动器包括:选择性启用的高压侧开关元件,其用于接收所述DC电压;

控制器,其用于接收所述DC电压,所述控制器被配置成向所述高压侧开关元件发送驱动信号,以启用所述高压侧开关元件;以及输出线,其提供大体恒定的电压;

多个恒流驱动器,所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器与所述恒压驱动器的所述输出线直接通信以接收所述大体恒定的电压;以及控制信号驱动器,所述控制信号驱动器与所述恒压驱动器的所述输出线通信,并且向所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器提供选择性可变控制信号,其中所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器向所述多个LED阵列中相应的一个LED阵列提供选择性可控制的、大体恒定的电流,并且其中所述多个LED阵列是选择性可控制的以便改变发射光的色温。

18.根据权利要求17所述的驱动器电路,还包括与所述高压侧开关元件通信的降压转换器,其中,如果所述高压侧开关被启用,则所述降压转换器接收所述DC电压。

19.根据权利要求18所述的驱动器电路,其中,所述降压转换器包括续流二极管、初级绕组和次级绕组。

20.根据权利要求19所述的驱动器电路,其中,所述次级绕组是电压调节器电路的一部分。

21.根据权利要求20所述的驱动器电路,其中,通过所述次级绕组将来自所述初级绕组的电压递降,之后将所述电压发送到线性电压调节器。

22.根据权利要求17所述的驱动器电路,其中,所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器包括用于向所述多个LED阵列中相应的一个LED阵列提供大体恒定的电流的电流控制器。

23.根据权利要求17所述的驱动器电路,其中,所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器接地。

24.根据权利要求17所述的驱动器电路,其中,所述多个LED阵列基于红色、绿色、蓝色(RGB)颜色混合,并且其中,所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器相互分开地驱动所述多个LED阵列中的每个LED阵列,以产生指定色温的光输出。

25.根据权利要求17所述的驱动器电路,其中,所述多个LED阵列包括不同色温的白色LED阵列,并且其中,选择性控制所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器相互分开地驱动所述多个LED阵列中的每个LED阵列,以在不使光的亮度变暗淡的情况下改变发射光的色温。

26.根据权利要求17所述的驱动器电路,其中,所述多个LED阵列包括不同色温的白色LED阵列,并且其中,选择性控制所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器相互分开地驱动所述多个LED阵列中的每个LED阵列,使得随着LED阵列变暗淡,所述多个LED阵列的发射光的色温增大。

27.一种向不同色温的多个LED阵列传递大体恒定的电压和大体恒定的电流的驱动器电路,所述驱动器电路包括:输入AC电力的源;

整流器,其连接到所述输入AC电力的源,所述整流器生成DC电压;

恒压驱动器,其用于从所述整流器接收所述DC电压,其中,所述恒压驱动器接地,所述恒压驱动器包括:选择性启用的开关元件,其用于接收所述DC电压;

控制器,其用于接收所述DC电压,所述控制器被配置成向所述开关元件发送驱动信号,以启用所述开关元件;以及输出线,其提供大体恒定的电压;

多个恒流驱动器,所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器与所述恒压驱动器的所述输出线直接通信以接收所述大体恒定的电压;以及控制信号驱动器,所述控制信号驱动器与所述恒压驱动器的所述输出线通信,并且向所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器提供选择性可变控制信号,其中所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器向所述多个LED阵列中相应的一个LED阵列提供选择性可控制的、大体恒定的电流,并且其中所述多个LED阵列是选择性可控制的以便改变发射光的色温。

28.根据权利要求27所述的驱动器电路,还包括与所述开关元件通信的降压转换器,其中,如果开关被启用,则所述降压转换器接收所述DC电压。

29.根据权利要求28所述的驱动器电路,其中,所述降压转换器包括续流二极管、初级绕组和次级绕组。

30.根据权利要求29所述的驱动器电路,其中,所述次级绕组是电压调节器电路的一部分。

31.根据权利要求30所述的驱动器电路,其中,通过所述次级绕组将来自所述初级绕组的电压递降,之后将所述电压发送到线性电压调节器。

32.根据权利要求27所述的驱动器电路,其中,所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器包括用于向所述多个LED阵列中相应的一个LED阵列提供大体恒定的电流的电流控制器。

33.根据权利要求27所述的驱动器电路,其中,所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器包括浮动接地。

34.根据权利要求27所述的驱动器电路,其中,所述多个LED阵列基于红色、绿色、蓝色(RGB)颜色混合,并且其中,所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器相互分开地驱动所述多个LED阵列中的每个LED阵列,以产生指定色温的光输出。

35.根据权利要求27所述的驱动器电路,其中,所述多个LED阵列包括不同色温的白色LED阵列,并且其中,选择性控制所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器相互分开地驱动所述多个LED阵列中的每个LED阵列,以在不使光的亮度变暗淡的情况下改变发射光的色温。

36.根据权利要求27所述的驱动器电路,其中,所述多个LED阵列包括不同色温的白色LED阵列,并且其中,选择性控制所述多个恒流驱动器中的每个恒流驱动器相互分开地驱动所述多个LED阵列中的每个LED阵列,使得随着LED阵列变暗淡,所述多个LED阵列的发射光的色温增大。

37.一种向负载传递大体恒定的电压和大体恒定的电流的驱动器电路,所述驱动器电路包括:输入AC电力的源;

整流器,其连接到所述输入AC电力的源,所述整流器生成DC电压;

恒压驱动器,其用于从所述整流器接收所述DC电压,所述恒压驱动器包括:选择性启用的开关元件,其用于接收所述DC电压;

控制器,其用于接收所述DC电压,所述控制器被配置成向所述开关元件发送驱动信号,以启用所述开关元件;以及输出线,其提供大体恒定的电压;

至少一个恒流驱动器,其与所述恒压驱动器的所述输出线通信以接收所述大体恒定的电压;

控制信号驱动器,所述控制信号驱动器与所述恒压驱动器的所述输出线通信,并且向所述至少一个恒流驱动器中的每个恒流驱动器提供选择性可变控制信号;以及降压转换器,其与所述开关元件通信,其中如果所述开关元件被启用,则所述降压转换器接收所述DC电压。

38.根据权利要求37所述的驱动器电路,其中,所述降压转换器包括续流二极管、初级绕组和次级绕组。

39.根据权利要求38所述的驱动器电路,其中,所述次级绕组是电压调节器电路的一部分。

40.根据权利要求39所述的驱动器电路,其中,通过所述次级绕组将来自所述初级绕组的电压递降,之后将所述电压发送到线性电压调节器。

41.根据权利要求40所述的驱动器电路,其中,所述控制信号驱动器接收从来自所述初级绕组的所述电压递降且向下调节的电压。

42.根据权利要求37所述的驱动器电路,其中,所述恒压驱动器包括浮动接地。

43.根据权利要求37所述的驱动器电路,其中,所述恒压驱动器接地。

说明书 :

恒压和恒流驱动器电路

[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求2014年5月30日提交的美国临时申请No.62/005321的权益。

技术领域

[0003] 本公开一般涉及驱动器电路,更具体地涉及用于向负载传递大体恒定的电压和大体恒定的电流的驱动器电路。

背景技术

[0004] 基于发光二极管(LED)的照明系统可以提供优于其他类型照明系统(诸如,例如,白炽或荧光照明)的许多能量和可靠性优点。因此,基于LED的照明系统可以被广泛用于取代其他现有照明技术。
[0005] 在用于提供基于LED的灯的一种方案中,多个LED可以在照明灯具内相互串联连接成串,其中,可以用稳流电流来驱动LED。具体地,可以使用诸如(例如)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或双极性结型晶体管(BJT)的旁路开关来选择性控制通向位于串内的特定一组LED的电流。然而,这种类型的布置可能相对困难并且进行控制非常复杂。因此,本领域中一直就需要用于控制一个或更多个LED的更有效、更简单且有成本效益的方法。

发明内容

[0006] 在一个实施例中,公开了一种用于向负载传递大体恒定的电压的驱动器电路。所述驱动器电路包括输入AC电力的源、整流器、恒压驱动器、和与所述恒压驱动器的输出线通信的至少一个恒流驱动器。所述整流器连接到所述输入AC电力的源并且生成DC电压。所述恒压驱动器从所述整流器接收所述DC电压。所述恒压驱动器包括:选择性启用的开关元件,其用于接收所述DC电压;控制器;和输出线。所述控制器接收所述DC电压并且被配置成向所述开关元件发送驱动信号,以启用所述开关元件。所述输出线向所述负载提供所述大体恒定的电压。
[0007] 在另一个实施例中,公开了一种用于向至少一个LED传递大体恒定的电压和大体恒定的电流的驱动器电路。所述驱动器电路包括输入AC电力的源、整流器、恒压驱动器和至少一个恒流驱动器。所述整流器连接到所述输入AC电力的源并且生成DC电压。所述恒压驱动器从所述整流器接收所述DC电压。所述恒压驱动器包括浮动接地。所述恒压驱动器包括:选择性启用的高压侧开关元件,其用于接收所述DC电压;控制器;和输出线。所述控制器接收所述DC电压并且被配置成向所述高压侧开关元件发送驱动信号,以启用所述高压侧开关元件。所述输出线向所述至少一个LED提供所述大体恒定的电压。所述恒流驱动器与所述恒压驱动器的输出线通信。
[0008] 在又一个实施例中,公开了一种用于向至少一个LED传递大体恒定的电压和大体恒定的电流的驱动器电路。所述驱动器电路包括输入AC电力的源、整流器、恒压驱动器和至少一个恒流驱动器。所述整流器连接到所述输入AC电力的源并且生成DC电压。所述恒压驱动器从所述整流器接收所述DC电压。所述恒压驱动器接地。所述恒压驱动器包括:选择性启用的开关元件,其用于接收所述DC电压;控制器;和输出线。所述控制器接收所述DC电压并且被配置成向所述开关元件发送驱动信号,以启用所述开关元件。所述输出线向所述至少一个LED提供所述大体恒定的电压。所述恒流驱动器与所述恒压驱动器的输出线通信。

附图说明

[0009] 图1是驱动器电路的示例性框图;
[0010] 图2是示出图1中示出的驱动器电路的示例性电路图;
[0011] 图3是示出图1和图2中示出的恒压驱动器的电路图;
[0012] 图4是图3中示出的控制器的示意性图示;
[0013] 图5是示出图1和图2中示出的电压调节器的电路图;
[0014] 图6是图1和图2中示出的控制信号驱动器的图示;以及
[0015] 图7是图1和图2中示出的恒流驱动器的图示。

具体实施方式

[0016] 下面的具体实施方式将例示本发明的总体原理,在附图中另外示出了其示例。在附图中,类似的附图标记指示相同或功能类似的元件。
[0017] 图1是用于向负载提供大体恒定的电流和大体恒定的电压的驱动器电路10的示例性框图。在一个非限制实施例中,负载可以是相互串联连接的一个或更多个发光二极管(LED)。驱动器电路10可以包括一对电力输入线20,电力输入线20连接到AC电力的源(未示出)(诸如,例如,标称120伏AC的主电力线)。驱动器电路10还可以包括熔丝22、诸如金属氧化物压敏电阻(MOV)的压敏电阻24、整流器26、电磁干扰(EMI)滤波器28、恒压驱动器30、一个或更多个恒流驱动器34、控制信号驱动器36、电压调节器38、一个或更多个LED阵列40。各LED阵列40可以包括相互串联连接成串的一个或更多个LED。可以为各LED阵列40设置单个恒流驱动器32。
[0018] 输入线20可以连接到整流器26,整流器26将输入的AC电力转换成脉动DC电力。尽管整流器26被示出为全波二极管桥整流器,但也可以使用任何其他类型的全波整流器。整流器26的输出连接到EMI滤波器28。参照图1和图2二者,在一个非限制实施例中,EMI滤波器28可以包括与电阻器R2并联连接的电感器L1以及两个电容器C1和C2。EMI滤波器28的输出可以被称为输入电压VIN。如图1中看到的,输入电压VIN可以被提供到恒压驱动器30。如以下更详细讨论的,恒压驱动器30包括用于向恒流驱动器34提供大体恒定的电压的电路和控制逻辑。可以使用各恒流驱动器34向LED阵列40中的对应一个LED提供大体恒定的电流。
[0019] 控制信号驱动器36可以用于向恒流驱动器34提供驱动或控制信号44,以控制光输出。在一个示例性实施例中,可以使用脉宽调制(PWM)控制来驱动LED阵列40。本领域的技术人员应该容易理解,通过控制PWM脉冲的形状、持续时间和频率,可以控制LED阵列40的光输出。虽然描述了PWM控制,但要理解,该配置仅仅是可以如何驱动LED阵列40的例示示例。例如,在另一个实施例中,可以替代地使用也被称为线性控制的模拟控制信号来控制LED阵列40的光输出。
[0020] 为了将LED阵列40相互分开进行控制,可以由控制信号驱动器36来驱动恒流驱动器34。因此,在一个实施例中,LED阵列40可以均具有互不相同的色温,由此导致白光的不同变化(例如,冷亮白与暖黄光)。在另一种方法中,LED阵列40可以具有各种颜色(例如,LED阵列40中的一个可以是绿色,另一个LED阵列40可以是蓝色,第三LED阵列40可以是黄色)。因此,为了向各LED阵列40提供保持所期望颜色(例如,绿色、蓝色或黄色)所需的电流,可以将恒流驱动器34均分开驱动。在又一个实施例中,LED阵列40可以基于红色、绿色、蓝色(RGB)颜色混合,其中,LED阵列40中的一个可以是红色,另一个LED阵列40可以是绿色,并且第三LED阵列40可以是蓝色。为了将LED阵列40的光输出相互混合在一起来产生指定颜色的光,可以将恒流驱动器34均分开驱动。例如,在一个实施例中,可以将LED阵列40混合在一起,产生白光。
[0021] 在一个实施例中,LED阵列40可以包括用于产生白光的白色LED。在这种方法中,为了基于白色LED的色温来改变白光,可以将恒流驱动器34均相互分开驱动。例如,在一个实施例中,白色LED可以具有从大约2开氏度变化至大约6500开氏度的色温。各恒流驱动器34可以控制对应的LED阵列40,以使白色LED相对较冷(导致青白色光)或相对较热(进而导致相对琥珀白色光)。在这种具体方法中,白色LED没有变暗淡。
[0022] 在利用调光的替代方法中,为了对白色LED的色温进行调光以及改变,可以将恒流驱动器34均相互分开驱动。这是因为,不同于白炽灯,LED通常没有在它们暗淡时改变颜色。例如,100瓦白炽灯泡变暗淡整个强度的75%导致颜色从青白色变成琥珀白色。相比之下,减小LED的电流使强度减小,但光谱功率分布保持大约相同。因此,恒流驱动器34可以控制LED阵列40,使得随着LED阵列40变暗淡,LED阵列40的色温也增大(即,随着LED阵列40的光输出减小,导致相对青白色的光)。
[0023] 在如图1中所示的示例性实施例中,恒压驱动器30包括浮动接地,恒流驱动器32均接地。针对恒压驱动器30的浮动接地可以提供用于驱动器电路10的改进或增强的功率因数。然而,要理解,在替代实施例中,恒压驱动器30可以接地,并且恒流驱动器32也均可以设置浮动接地。
[0024] 图3是恒压驱动器30的示例性电路图。参照图2至图3二者,输入电压VIN可以被提供到恒压驱动器30的输入线42。输入线42可以连接到控制器50以及开关元件52。控制器50可以指的是电子电路、组合逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)、执行代码的(共用、专用、或成组的)处理器、提供所描述功能的其他合适组件或以上中的一些或全部的组合(诸如,在片上系统中)的部分或包括这些。术语模块可以包括存储供处理器执行的代码的(共用、专用、或成组的)存储器。如以上使用的术语代码可以包括软件、固件、或微代码,并且可以表示程序、小程序、功能、类或对象。
[0025] 开关元件52可以是任何类型的晶体管(诸如,例如,金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或双极结型晶体管(BJT))。在如示出的实施方式中,开关元件52是N沟道MOSFET。输入线42连接到开关元件52的漏极D。使用N沟道MOSFET可能导致从漏极到源极的相对低电阻(RDS)。相对低电阻RDS可能导致整个MOSFET上有较少功率损失,进而将产生较少的热。在所示出的示例性实施例中,开关元件52作为选择性启用的高压侧开关布置在恒压驱动器30中,恒压驱动器30包括浮动接地。使用开关元件52将电流提供到恒压驱动器30,并且开关元件52受来自控制器50的驱动信号控制,以下将对此进行更详细的描述。
[0026] 图4是控制器50的详细视图。在一个实施例中,控制器50可以在固定频率不连续模式下操作。如图4中看到的,控制器50可以包括八个引脚或输入/输出。具体地,引脚1是时钟,引脚2是补偿,引脚3是地,引脚4是电源(VDD),引脚5是驱动,引脚6是电流感测,引脚7未使用,引脚8是高电压。参照图3和图4二者,输入线42通过电阻器R4连接到高电压引脚8并且将电力通过电阻器R4传递到高电压引脚8。将功率传递到高电压引脚8启用或接通了控制器50。一旦启用了控制器50,就通过电源引脚4发送电流并且对存储电容器C6进行充电。存储电容器C6可以是例如电解电容器或陶瓷电容器。
[0027] 控制器50持续通过电源引脚4发送电流,直到存储电容器C6被充电至预定或阈值充电水平。具体地,控制器50包括用于确定存储电容器C6何时被充电至阈值水平的电路或控制逻辑。一旦存储电容器C6被充电至阈值充电水平,那么控制器50就可以通过驱动引脚5将驱动电压发送到开关元件52的栅极G。驱动电压可以足以启用或导通开关元件52。在一个实施方式中,为了导通开关元件52,驱动电压应该大于开关元件的源S处的电压(Vs)加上开关元件的阈值电压(Vth)或Vs+Vth。
[0028] 一旦启用开关元件52,电流就可以从开关元件52流向降压转换器(buck converter)60。在如图3中所示的非限制实施例中,降压转换器60可以包括变压器,变压器包括初级绕组T1A、次级绕组T1B(图5中示出)以及回扫或续流二极管D7,然而,本领域的技术人员应该理解,也可以使用其他类型的电压递降转换器。在一个示例性实施例中,续流二极管D7是肖特基二极管。中间抽头62可以布置在初级绕组T1A的中间。中间抽头62发送来自初级绕组T1A的电流,使其通过二极管D2和电阻器R13。可以使用来自中间抽头62的电流对电容器C6进行充电,并且还将该电流供给到控制器50的电源引脚4。因此,恒压驱动器30是自馈电电路,因为来自降压转换器60的电流的一部分被重新按路线回到控制器50。
[0029] 可以使用电流感测引脚6来确定从开关元件52流向降压转换器60的电压以及峰电流。具体地,参照图3,电阻器R3和R10可以形成分压电路64,使用分压电路64将来自开关元件52的电压递降。除了电压感测之外,电阻器R5和二极管D1可以构成峰电流感测电路66,峰电流感测电路66将来自开关元件52的峰电流发送到电流感测引脚6。
[0030] 可以使用控制器50基于分压电路64形成的电压和峰电流感测电路66形成的峰电流(二者都被发送到电流感测引脚6)来调节提供到降压转换器60的电压。具体地,控制器50可以在最小阈值电压和最大阈值电压之间操作。例如,在一个实施例中,最小操作阈值电压可以是大约11伏。只有如果阈值电压超过11V时,才可以启用控制器50。最大操作阈值可以是大约16V。这意味着,如果电压超过该值,则控制器50被关闭或禁用。
[0031] 倘若控制器50被禁用或关闭,恒压驱动器30可以仍然输出大体恒定的电压。这是因为,作为降压转换器60的一部分的续流二极管D7允许电感器(例如,初级绕组T1A)在控制器50被禁用的情况下从电感器本身牵引电流。因此,即使在控制器50被禁用的情况下,恒压驱动器30也可以提供大体恒定的电压。存储电容器C7可以被设置成减少或大体消除降压转换器60的输出电压中的任何波纹。因此,如图3中看到的,恒压驱动器30可以在输出线68处生成稳压的大体恒定的电压VCV。
[0032] 图5是电压调节器38的示例性图示。参照图3和图5二者,电压调节器38可以包括降压转换器60的次级绕组T1B、与次级绕组T1B串联布置的二极管D3、线性电压调节器70、相互并联的两个电容器C8和C9。可以使用电压调节器38来生成供应到控制信号驱动器36(图7中示出)的稳压低电压74。在一个示例性实施例中,稳压低电压74可以是大约3.3V,然而,要理解,也可以使用其他电压值。
[0033] 在来自初级绕组T1B的电压被发送到线性电压调节器之前,可以调节次级绕组T1B上的匝数,以将来自降压转换器60(图3)的初级绕组T1B的电压递降。例如,在一个实施例中,次级绕组T1B可以将来自初级绕组T1A的电压从大约30V递降至大约5V。这样进而可以减少从线性电压调节器70耗散的热的量。具体地,首先,可以使用次级绕组T1B将来自降压转换器60的电压递降,之后线性调节器70进一步递降来自降压转换器60的电压递降。本领域的技术人员应该容易理解,来自降压转换器60的电压可以被直接提供到线性调节器70,然而,这种方法可能产生更多热,不及所例示的方法那么有效。
[0034] 图6是控制信号驱动器36的图示。参照图1至图2和图5至图6,控制信号驱动器36从电压调节器38接收稳压低电压74。稳压低电压74可以被发送到控制器80。控制器80将驱动信号44发送到一个或更多个恒流驱动器34,并且以下对其进行更详细描述并且在图7中示出。
[0035] 图7是示例性恒流驱动器34的电路图。在如图7中所示的实施例中,LED阵列40只包括单个LED D5。然而,要理解,也可以使用恒流驱动器44来驱动相互串联连接的LED的阵列。恒流驱动器44可以包括恒压输入线82以及驱动信号输入线84、控制器86、电感器L2、二极管D4、电阻器R8和R9和电容器C13。在如图7中所示的示例性实施例中,控制器86可以包括8个引脚或输入/输出。具体地,引脚1是电流感测,引脚2是电流感测,引脚3是接地,引脚4是电源(VCC),引脚5是关断定时器,引脚6是驱动器控制,引脚7是输入电压(VIN),引脚8是漏极。
控制器86的一个可商购示例模型号NCL30160的集成电路(IC),其一般用于进行LED控制,并且得自Hamilton,Bermuda的ON Semiconductor Trading Ltd.。
[0036] 引脚1和2都是电流感测引脚,并且可以用于设置通过LED D5的电流。具体地,电阻器R9将电流感测引脚1和2二者连接到地。在电流感测引脚1和2二者两端形成电压,并且控制器86基于引脚1和2两端的电压来确定电流。
[0037] 来自控制信号驱动器36(图6)的驱动信号44被发送到驱动器控制引脚6,并且来自恒压驱动器30(图3)的稳压恒定电压VCV被传递到控制器86的输入电压引脚7。来自恒压驱动器30的稳压恒定电压VCV也被供应到LED阵列40。控制器86还可以包括用于调节通向LED阵列40的电流的控制逻辑。具体地,漏极引脚8可以调节通向LED阵列40的电流,使得LED阵列40被提供大体恒定的电流(例如,按开关频率)。电感器L2可以设置在驱动引脚8和LED阵列40之间,并且用于控制器86和LED阵列40之间的能量传递。
[0038] 总体上参照图1至图7,可以使用所公开的驱动器电路10来提供用于向负载提供大体恒定的电压和电流的相对有成本效益且简单的方法。除了有成本效益且有效之外,所公开的驱动器电路10还可以向LED的串提供改进的强度、色调(hue)、色温和光均匀度。
[0039] 虽然本文中描述的设备和方法的形式构成了本发明的优选实施例,但要理解,本发明不限于这些精确形式的设备和方法,在本文中可以在不脱离本发明的范围的情况下进行改变。