專利名稱：發(fā)光二極管系統(tǒng)的電子變壓器兼容性的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制電子系統(tǒng)中的電流的控制系統(tǒng)。更具體來講，本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，其用于控制固態(tài)照明(SSL)裝置如(例如)發(fā)光二極管(LED)或發(fā)光二極管(LED)的陣列或組的驅(qū)動(dòng)器中的電流，所述驅(qū)動(dòng)器具有與電子變壓器兼容并且支持調(diào)光功能的驅(qū)動(dòng)電路。還通過增強(qiáng)流過電子變壓器的電流來改善LED系統(tǒng)與某些類型的電子變壓器的兼容性。
背景技術(shù)：
固態(tài)照明(SSL)是指一種利用發(fā)光二極管(LED)而非電燈絲或氣體作為照明源的照明。固態(tài)照明(SSL)中普遍使用的是多種類型的LED。第一種類型的LED即最通用類型的LED是半導(dǎo)體LED。半導(dǎo)體LED由注入或摻雜有雜質(zhì)以形成p_n結(jié)的半導(dǎo)體材料的芯片構(gòu)成。適用于SSL的其他類型的LED包括有機(jī)LED或發(fā)光聚合物(LEP)。在這些LEP中，發(fā)射型電致發(fā)光層由有機(jī)化合物的膜構(gòu)成。該層通常含有聚合物物質(zhì)，這種聚合物物質(zhì)允許沉積能夠產(chǎn)生光的適合的有機(jī)化合物。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“發(fā)光二極管(LED)”包括任何類型的這種固態(tài)照明裝置，包括半導(dǎo)體LED、有機(jī)LED或LEP。現(xiàn)在，本領(lǐng)域的技術(shù)人員已實(shí)現(xiàn)并認(rèn)識(shí)到LED在現(xiàn)今照明系統(tǒng)中的益處和廣泛的可應(yīng)用性。多年來，鹵素類的燈是照明系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)的主要光源。在過去的數(shù)年內(nèi)，隨著LED 技術(shù)的發(fā)展，LED優(yōu)于鹵素?zé)舻膬?yōu)點(diǎn)已變得愈來愈明顯。與鹵素?zé)粝啾?，LED相對(duì)更小并且工作壽命更長(zhǎng)。鹵素?zé)襞莺蚅ED之間的另一個(gè)重要差別是，LED工作所需的功率量明顯更小。例如，鹵素?zé)艨赡茉?0瓦至50瓦的范圍內(nèi)工作而LED在大約5瓦至15瓦下工作。術(shù)語(yǔ)“固態(tài)”是指如下事實(shí)LED中的光是從固態(tài)物體(例如，半導(dǎo)體塊或有機(jī)層或材料)發(fā)射的，而不是像傳統(tǒng)的白熾光燈泡和熒光燈中的情況一樣是從真空或氣體管發(fā)射的。與傳統(tǒng)照明不同，SSL產(chǎn)生可見光并使其發(fā)熱減少或者寄生能量擴(kuò)散減少。另外，其固態(tài)性質(zhì)使其耐沖擊、振動(dòng)和磨損的能力更強(qiáng)，由此其壽命明顯延長(zhǎng)。SSL的瓦特/流明輸出也高于白熾光燈泡和熒光燈等。這些優(yōu)點(diǎn)使得SSL對(duì)于商業(yè)和家用照明目的而言是特別有吸引力的，并且因此逐漸取代了燈絲或基于氣體的照明應(yīng)用。當(dāng)LED用于照明應(yīng)用時(shí)，使用LED的組或陣列來實(shí)現(xiàn)必要的亮度和其他所需的照明特性。不管顏色、類型、色彩、尺寸或功率如何，所有的LED在以恒定電流驅(qū)動(dòng)時(shí)都工作于最佳狀態(tài)。LED制造商指定其器件在特定電流值下的特性(如，流明數(shù)、光束圖案、顏色)。 使用一個(gè)或更多個(gè)LED驅(qū)動(dòng)器來有效控制LED陣列的電特性，使其適合照明。LED驅(qū)動(dòng)器是整裝電源，該電源的輸出與LED陣列的電特性匹配。大多數(shù)LED驅(qū)動(dòng)器被設(shè)計(jì)用于提供恒定電流來操作LED陣列。采用與其他照明應(yīng)用相同的方式給SSL供電，S卩，開始就一直使用交流(AC)電源。 根據(jù)幾何位置或應(yīng)用，AC源的范圍可以在1IOV和MOV之間。這些AC源頻率的范圍在50Hz 和60Hz之間。當(dāng)在SSL中使用AC電源時(shí)，需要用功率因數(shù)校正(PFC)將AC電源中的損失降低至最低。PFC是實(shí)際負(fù)載功率和由電子負(fù)載(例如，LED驅(qū)動(dòng)器)引出的視在負(fù)載 (apparent load)之比。PFC是衡量電流如何有效地被轉(zhuǎn)換成可用的工作輸出的標(biāo)準(zhǔn)，并且更具體來講，是負(fù)載電流對(duì)電源系統(tǒng)效率的影響程度的有力指示。在現(xiàn)有技術(shù)的方法中，具有PFC的LED驅(qū)動(dòng)器包括至少兩個(gè)通用處理階段。第一個(gè)階段是功率因數(shù)校正階段，這個(gè)階段產(chǎn)生了經(jīng)校準(zhǔn)的高電壓。第二階段包括DC/DC/LED驅(qū)動(dòng)器階段，這個(gè)階段將DC電流傳遞到LED陣列。該方法需要跨LED陣列的電容值高，以實(shí)現(xiàn)負(fù)載傳遞。雖然這種方法在SSL中能啟用PFC，但它有一些缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)包括驅(qū)動(dòng)LED 驅(qū)動(dòng)器所用的總組件的數(shù)量較高并且LED驅(qū)動(dòng)電路的成本會(huì)相應(yīng)增加。這種方法還包括操作上的低效率，這是因?yàn)樗髮⑤斎氲腁C源在應(yīng)用于LED陣列之前被轉(zhuǎn)換成DC。為了實(shí)現(xiàn)PFC，現(xiàn)有技術(shù)的方法還要求測(cè)量和監(jiān)控LED電流，從而進(jìn)一步造成操作上的低效率。近來，MR16燈使用電子變壓器來提供操作這些燈所需的低電壓。通常，這些MR16 燈使用鹵素?zé)簦@些鹵素?zé)羰羌冸娮栊缘牟⑶乙?draw)大約20瓦至50瓦的功率。電子變壓器被設(shè)計(jì)用于與這些鹵素?zé)粢黄鸩僮鞑⑶乙笥糜谡_操作的特定最小功率。在轉(zhuǎn)變 MR16LED系統(tǒng)的過程中，所期望的是允許在不必替換預(yù)先存在的電子變壓器的情況下操作這些LED。電子變壓器的電氣特性需要在變壓器內(nèi)有一定量的電流。如果流過電壓器的電流低于閾值，則變壓器將有效關(guān)斷，直至電流升到閾值之上。然而，LED所引出的功率量明顯比鹵素?zé)羲龅墓β柿啃?。結(jié)果，MR16 LED與預(yù)先存在的電子變壓器的兼容性是重要的設(shè)計(jì)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各種實(shí)施方案提供了固態(tài)照明應(yīng)用中的功率因數(shù)校正。在某些實(shí)施方案中，由控制電路塊來控制LED陣列的LED驅(qū)動(dòng)器的功率因數(shù)校正?？刂齐娐穳K包括能夠測(cè)量和控制LED驅(qū)動(dòng)器的輸入電流的電子電路。該控制電路塊包括至少一個(gè)開關(guān)裝置，所述開關(guān)裝置使特定頻率下交流形式的電流能施加到LED陣列，而不管主電源是DC電源還是AC 電源。設(shè)置波形整形器(如，電感器)，以在AC信號(hào)被轉(zhuǎn)換成經(jīng)整流的DC信號(hào)之前改變AC 信號(hào)。該波形整形器(form shaper)在保持AC功率信號(hào)的平均電流的同時(shí)提高了 AC功率信號(hào)上的峰值電流。LED驅(qū)動(dòng)器并沒有測(cè)量LED陣列中的任何電流來調(diào)整固態(tài)照明應(yīng)用。相反，LED驅(qū)動(dòng)器測(cè)量并控制輸入電流，使得LED驅(qū)動(dòng)器的輸入電流與主電源的電流同相，以實(shí)現(xiàn)PFC。 因?yàn)長(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)器的輸入電流與主電源同相，所以LED驅(qū)動(dòng)器表現(xiàn)為跨主電源的電阻性負(fù)載并導(dǎo)致PFC。在一些實(shí)施方案中，LED驅(qū)動(dòng)器是MR16 LED驅(qū)動(dòng)器并且在驅(qū)動(dòng)器的正或負(fù)輸入處并入電流波形整形器。具體來講，電流波形整形器位于電子變壓器和驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的橋式整流器之間。通過改變從變壓器接收的電流的波形，電流波形整形器在變壓器的每個(gè)開關(guān)周期有效地拉伸(pull)出增大的峰值電流。在某些實(shí)施方案中，電流波形整形器是電感器，其將方波電流改變?yōu)閺恼髌鞅灰龅娜遣娏鳎瑥亩斐上鄬?duì)較高的峰值電流。


將參照本發(fā)明的實(shí)施方案，在附圖中圖示說明這些實(shí)施方案的各方面的實(shí)施例。 這些附圖旨在是示例性的，而非限制性的。雖然在這些實(shí)施方案的上下文中總體描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明的范圍不限于本文公開的本發(fā)明的特定實(shí)施方案。圖1圖示說明在固態(tài)照明(SSL)應(yīng)用中用于實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正(PFC)的整體控制系統(tǒng)的實(shí)施方案；圖2是圖示說明示出電阻性負(fù)載的整體等效框圖的框圖；圖3提供本發(fā)明實(shí)施方案的電路圖，其中，電路圖示說明采用固定頻率峰值電路模式控制的簡(jiǎn)化DC輸入升壓LED驅(qū)動(dòng)器；圖4圖示說明本發(fā)明實(shí)施方案的電路圖，其中，升壓LED驅(qū)動(dòng)電路被設(shè)計(jì)用于AC 輸入的功率因數(shù)校正(PFC)；圖5圖示說明具有功率因數(shù)校正(PFC)的降壓-升壓型(buck-boost) LED驅(qū)動(dòng)器的實(shí)施方案的電路圖；圖6圖示說明通過使用變壓器裝置(setup)在AC輸入和LED陣列之間提供隔離的本發(fā)明實(shí)施方案的電路圖；圖7A是示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的MR16 LED照明系統(tǒng)的總圖，該MR16 LED照明系統(tǒng)在MR16 LED驅(qū)動(dòng)器的正輸入處具有電流波形整形元件；圖7B是示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的MR16 LED照明系統(tǒng)的總圖，該MR16 LED照明系統(tǒng)在MR16 LED驅(qū)動(dòng)器的負(fù)輸入處具有電流波形整形元件；圖8是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的通用MR16 LED驅(qū)動(dòng)器的總圖；以及圖9圖示說明根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的示出波形整形的電流波形。
具體實(shí)施例方式在下面的描述中，出于說明的目的，闡述了具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是，可以在不選用這些細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施本發(fā)明。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的實(shí)施方案(以下描述了其中一些實(shí)施方案)可以有利地被并入多個(gè)不同的裝置和系統(tǒng)?？驁D所示的結(jié)構(gòu)和裝置是本發(fā)明示例性實(shí)施方案的示例并且被包括以避免模糊本發(fā)明。此外，附圖中各組件之間的連接并不旨在限于直接連接。 反之，可以通過中間組件改變、重構(gòu)或者以其他方式改變這些組件之間的這種連接。本文中引用本發(fā)明的“一個(gè)實(shí)施方案”或“實(shí)施方案”意味著結(jié)合該實(shí)施方案描述的特定特征、結(jié)構(gòu)、特性或功能被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中。在說明書中的各個(gè)地方所使用的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”不必都是參照本發(fā)明的單個(gè)實(shí)施方案。圖1圖示說明固態(tài)照明(SSL)應(yīng)用中用于實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正(PFC)的整體控制系統(tǒng)的實(shí)施方案。在這種情況下，主電源101向LED控制系統(tǒng)供電。在一個(gè)實(shí)施方案中，主電源是直流(DC)電源103，用于提供DC電流以為控制系統(tǒng)供電。在另一個(gè)實(shí)施方案中，主電源是交流(AC)電源102，用于提供AC電流以為控制系統(tǒng)供電。一個(gè)實(shí)施例是具有正弦波波形的AC電流。另一個(gè)波形實(shí)施例是方波。可以通過對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員均應(yīng)是顯而易見的方式來實(shí)現(xiàn)這些電源。電源101向LED驅(qū)動(dòng)器105供電，LED驅(qū)動(dòng)器105是用于調(diào)整LED陣列110的輸出的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。在本實(shí)施方案中，可以采用多個(gè)在市面上能得到的LED驅(qū)動(dòng)器，這些LED驅(qū)動(dòng)器對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。在當(dāng)前的實(shí)施方案中，可以采用允許對(duì)輸入電流進(jìn)行編程的任何LED驅(qū)動(dòng)器。在一個(gè)實(shí)施方案中，由控制電路塊112控制LED陣列110的LED驅(qū)動(dòng)器105的功率因數(shù)校正(PFC)。驅(qū)動(dòng)電路105從電源101接收功率。控制電路塊112包括能夠?qū)ED 驅(qū)動(dòng)器105的輸入電流進(jìn)行測(cè)量和控制的電路。該控制電路塊112包括至少一個(gè)開關(guān)裝置 (圖1中未示出)，不管主電源101是DC電源還是AC電源，開關(guān)裝置都能夠?qū)⑻囟l率下交流形式的電流施加到LED陣列110?？刂齐娐穳K112的功能和控制電路塊112內(nèi)的各種組件在其被應(yīng)用于以下討論的另外的實(shí)施方案時(shí)，將被進(jìn)一步詳細(xì)說明。LED陣列110包括固態(tài)照明器件。顧名思義，LED陣列110包括被布置用于提供所期望的SSL結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管(LED)的陣列或組。LED器件的實(shí)例包括半導(dǎo)體LED、有機(jī) LED、聚合物L(fēng)ED等。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，SSL應(yīng)用中采用其他類型的LED或其他材料將是顯而易見的，并且本發(fā)明中可以容易地采用這些器件中的任何器件。在圖1所示的一個(gè)實(shí)施方案中，控制塊112被構(gòu)造成能夠測(cè)量和控制LED驅(qū)動(dòng)器 105的輸入電流。與現(xiàn)有的方法相反，LED驅(qū)動(dòng)器105并不是測(cè)量LED陣列110中的任何電流來調(diào)整固態(tài)照明應(yīng)用。相反，LED驅(qū)動(dòng)器105測(cè)量和控制輸入電流，使得LED驅(qū)動(dòng)器105 的輸入電流與主電源101的電流同相，以實(shí)現(xiàn)PFC。因?yàn)長(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)器105的輸入電流與主電源101同相，所以LED驅(qū)動(dòng)器105表現(xiàn)為跨主電源101的電阻性負(fù)載，從而導(dǎo)致PFC。在某些實(shí)施方案中，LED驅(qū)動(dòng)器105是MR16 LED驅(qū)動(dòng)器并且在LED驅(qū)動(dòng)器105的正輸入處或負(fù)輸入處并入電流波形整形器。具體來講，電流波形整形器位于電子變壓器和驅(qū)動(dòng)器105內(nèi)的橋式整流器之間。通過改變從變壓器接收的電流波形，電流波形整形器在變壓器的每個(gè)開關(guān)周期有效地拉伸出增大的峰值電流。在某些實(shí)施方案中，電流波形整形器是電感器，其將方波電流改變?yōu)閺恼髌饕龅娜遣娏?，從而?dǎo)致相對(duì)較高的峰值電流。圖2是圖示說明在測(cè)量了 LED驅(qū)動(dòng)器105的輸入電流并控制其與主電源101同相之后的圖1的等效電路圖的框圖。在這種情況下，LED驅(qū)動(dòng)器105等效地表現(xiàn)為跨主電源 101的完全電阻性負(fù)載120。除了 PFC之外，還構(gòu)造控制電路塊112，使得可以采用外部電壓來控制流過LED陣列110的電流的大小。可以通過控制電路塊112或通過LED驅(qū)動(dòng)器105或通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他任何部件來調(diào)節(jié)該外部電壓。以下更詳細(xì)地提供了用于實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的特定實(shí)施方案的一些實(shí)施例。注意的是，每種實(shí)現(xiàn)方式中的組件和電路的布置是示例性的，并且是出于說明本公開所圖示說明的實(shí)施方案的目的而提供的。通過控制LED的輸入電流，即，通過測(cè)量并控制LED驅(qū)動(dòng)器 105的輸入電流使得輸入電流與主電源101同相并且使得LED驅(qū)動(dòng)器105表現(xiàn)為跨主電源 101的電阻性負(fù)載120，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)出其他組合或布置來實(shí)現(xiàn)PFC。圖3圖示說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的電路300，其中，電路圖示說明采用固定頻率峰值電流模式控制(FFPCMC)的簡(jiǎn)化DC輸入升壓LED驅(qū)動(dòng)器。該實(shí)施方案是DC輸入應(yīng)用可以采用的LED驅(qū)動(dòng)器的實(shí)施例。圖3中的電路300包括是DC電源的主電源301。DC 電源301向LED驅(qū)動(dòng)器305供電。LED驅(qū)動(dòng)器305被構(gòu)造成具有輸入電子組件的組合，以控制LED驅(qū)動(dòng)器305的輸入電流。在本實(shí)施方案中，采用LED驅(qū)動(dòng)器305是出于示例性的目的被采用的。應(yīng)該理解，可以用任何其他可以向LED負(fù)載提供可編程電流的LED驅(qū)動(dòng)器來替代該特定LED驅(qū)動(dòng)器。LED驅(qū)動(dòng)器305上的NDRV引腳連接到開關(guān)裝置306，例如，開關(guān)裝置306可以是 MOSFET 306。LED驅(qū)動(dòng)器305的VCC引腳上的穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)Ql的開關(guān)頻率。這進(jìn)而由LED驅(qū)動(dòng)器305的VIN引腳上的輸入電壓供電?？鏛ED驅(qū)動(dòng)器305的CS引腳上的電阻器&的電壓被用于在LED驅(qū)動(dòng)器305中按逐個(gè)周期進(jìn)行電流模式控制功能。采用這個(gè)感測(cè)到的電流信號(hào)來控制MOSFET Ql的開關(guān)。圖3中說明的這個(gè)實(shí)施方案圖示說明了存在兩個(gè)控制環(huán)。第一內(nèi)部控制環(huán)(具體來講，輸入峰值電流模式控制環(huán))控制開關(guān)MOSFET Ql的占空比。在一些實(shí)施方案中，對(duì)感測(cè)到的電流信號(hào)進(jìn)行內(nèi)部補(bǔ)償，以避免內(nèi)控制環(huán)中的次諧波振蕩。斜坡補(bǔ)償信號(hào)的大小受驅(qū)動(dòng)器305的SC引腳上的電容器Cs控制。另外，跨電阻器R·的電壓被用于感測(cè)LED電流。該測(cè)量的電壓表現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)器305的SENSE+引腳上。第二外部控制環(huán)(具體來講，外部LED電流調(diào)整環(huán))控制LED陣列310的輸入電流。該外部環(huán)采用誤差放大器來調(diào)整LED陣列310的輸入電流。在一個(gè)實(shí)施方案中，誤差放大器可以是(例如)跨導(dǎo)放大器。另外，COMP引腳上的補(bǔ)償組件&和C。是用于傳遞穩(wěn)定控制環(huán)的反饋補(bǔ)償組件。除了以上控制之外，還可以通過控制LED驅(qū)動(dòng)器305的REFI可編程基準(zhǔn)引腳上的電壓來改變LED陣列的輸入電流的大小。因此，在主電源301是DC電源的這個(gè)實(shí)施方案中， LED陣列的輸入電流的調(diào)整(測(cè)量并控制)連同電流可調(diào)節(jié)性特征(依靠REFI引腳)一起部署。因此，在該特定實(shí)施方案中，受LED驅(qū)動(dòng)器305控制的電流不是流過LED陣列(一個(gè)或多個(gè))的電流，而是輸入電流本身。另外，該實(shí)施方案使得LED陣列310的輸入電流與輸入電壓成比例。 圖4圖示說明本發(fā)明的實(shí)施方案，其中，升壓LED驅(qū)動(dòng)電路400被設(shè)計(jì)用于AC輸入應(yīng)用中的PFC。在該實(shí)施方案中，主電源401是AC電源。采用402處的整流器橋DBl對(duì) AC輸入電流進(jìn)行整流。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，通過針對(duì)AC電流采用整流器橋402， 提供了包括具有峰值電壓為Vp的正半波正弦波的經(jīng)整流輸入。將整流器橋DBl的輸入提供到電感器U。緊接在整流器橋402之后添加用于進(jìn)行EMI過濾的電感器L2，以保持L1和 Cin所形成的環(huán)中的開關(guān)電流。電容器Cin放置在電感器L2之后，用于平滑信號(hào)中的任何信號(hào)波紋。在該實(shí)施方案中，經(jīng)整流器橋DBl整流的電壓是經(jīng)整流的正弦波電壓，只要整流器橋DBl的輸入是AC正弦波即可。LED驅(qū)動(dòng)器405的SENSE+引腳和CS引腳連接到LED陣列410的陰極411。如圖4中所示地實(shí)現(xiàn)輸出電容器Cqut和LED陣列410的陰極411的連接。電容器Cqut和LED陣列410的陰極411連接到開關(guān)MOSFET Ql的源極。當(dāng)以此方式連接時(shí)，電阻器&中的電流遵循電感器Ll中的電流。在圖4的實(shí)施方案中，可編程REFI引腳連接到來自經(jīng)整流的AC輸入401的電阻分壓器R1和&。這將LED驅(qū)動(dòng)器405的輸入電流編程為與源自整流器橋DBl的輸入電壓成比例。如果REFI引腳上的電壓與CS引腳的電壓之比被表示為G，則通過以下的等式(1) 得到輸入電流Iin
權(quán)利要求
1.一種提供功率因數(shù)校正的固態(tài)照明控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括電流波形整形器，所述電流波形整形器被耦合來接收AC功率信號(hào)，所述電流波形整形器調(diào)節(jié)所述AC功率信號(hào)上的峰值電流；橋式整流器，所述橋式整流器被耦合來接收經(jīng)調(diào)節(jié)的所述AC功率信號(hào)，所述橋式整流器將經(jīng)調(diào)節(jié)的所述AC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換成DC功率信號(hào)；LED驅(qū)動(dòng)器，所述LED驅(qū)動(dòng)器被耦合來接收所述DC功率信號(hào)并且產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整的LED功率信號(hào)，所述LED驅(qū)動(dòng)器被控制來對(duì)經(jīng)調(diào)整的所述LED功率信號(hào)提供功率因數(shù)校正；以及控制電路，所述控制電路被耦合到所述LED驅(qū)動(dòng)器，所述控制電路包括至少一個(gè)開關(guān)裝置，所述開關(guān)裝置能夠使特定頻率下的電流施加到LED陣列，而不依賴于所述橋式整流器所接收的所述功率信號(hào)；并且其中，所述LED驅(qū)動(dòng)器測(cè)量所述AC功率信號(hào)上的電流水平并且控制經(jīng)調(diào)整的所述LED 功率信號(hào)，使得所述AC功率信號(hào)和經(jīng)調(diào)整的所述LED功率信號(hào)同相。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，使用經(jīng)檢測(cè)的外部電壓來控制經(jīng)調(diào)整的所述LED 功率信號(hào)上的電流水平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述LED驅(qū)動(dòng)器被構(gòu)造為使用固定頻率峰值電流模式控制的直流升壓驅(qū)動(dòng)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，還包括內(nèi)部控制環(huán)，所述內(nèi)部控制環(huán)在所述LED驅(qū)動(dòng)器內(nèi)，通過控制開關(guān)MOSFET的占空比來提供內(nèi)部峰值電流模式控制；以及外部控制環(huán)，所述外部控制環(huán)使用誤差放大器來提供對(duì)經(jīng)調(diào)整的所述LED功率信號(hào)的控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，通過控制所述LED驅(qū)動(dòng)器上的可編程基準(zhǔn)引腳， 使經(jīng)調(diào)整的所述LED功率信號(hào)的電流大小是可調(diào)節(jié)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述LED驅(qū)動(dòng)器被構(gòu)造為交流升壓驅(qū)動(dòng)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，還包括耦合在整流器橋和所述LED驅(qū)動(dòng)器之間的至少一個(gè)電感器和一個(gè)電容器，所述至少一個(gè)電感器和所述一個(gè)電容器在所述功率信號(hào)于第一接口處被接收之前對(duì)其進(jìn)行整形。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，控制所述功率信號(hào)上的電流水平，使其與源自所述整流器橋的輸入電壓成比例。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述LED驅(qū)動(dòng)器被構(gòu)造為降壓-升壓驅(qū)動(dòng)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，內(nèi)部峰值控制環(huán)和外部電流控制環(huán)使用流入所述LED驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的開關(guān)MOSFET的脈動(dòng)電流來控制經(jīng)調(diào)整的所述LED功率信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述LED驅(qū)動(dòng)器用于離線構(gòu)造中，以隔離所述 LED驅(qū)動(dòng)器上的AC輸入和LED陣列。
12.—種對(duì)經(jīng)調(diào)整的LED功率信號(hào)提供功率因數(shù)校正的方法，所述方法包括從電子變壓器接收交流功率信號(hào)；對(duì)所述功率信號(hào)進(jìn)行整形，使得在每個(gè)開關(guān)周期通過所述電子變壓器的峰值電流被拉伸；將所述交流功率信號(hào)轉(zhuǎn)換成經(jīng)整流的直流功率信號(hào)；通過將經(jīng)整流的所述直流功率信號(hào)與驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的至少一個(gè)基準(zhǔn)進(jìn)行比較來控制所述驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的開關(guān)，所述開關(guān)根據(jù)經(jīng)整流的所述直流功率信號(hào)產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整的LED功率信號(hào)； 以及平滑經(jīng)調(diào)整的所述LED功率信號(hào)，以去除來自所述開關(guān)的經(jīng)調(diào)整的所述LED功率信號(hào)上的噪聲中的至少一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括如下步驟對(duì)經(jīng)整流的所述直流功率信號(hào)進(jìn)行濾波，以去除來自橋整流器的開關(guān)噪聲中的至少一部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述驅(qū)動(dòng)器中的所述至少一個(gè)基準(zhǔn)是電流基準(zhǔn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述驅(qū)動(dòng)器中的所述至少一個(gè)基準(zhǔn)是電壓基準(zhǔn)。
16.一種裝置，所述裝置包括電流波形整形器，所述電流波形整形器被耦合來接收AC功率信號(hào)，所述電流波形整形器調(diào)節(jié)所述AC功率信號(hào)上的峰值電流；橋式整流器，所述橋式整流器被耦合來接收經(jīng)調(diào)節(jié)的所述AC功率信號(hào)，所述橋式整流器將經(jīng)調(diào)節(jié)的所述AC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換成DC功率信號(hào)；固定頻率平均模式控制(FFACMC)電路，所述電路被耦合來接收所述DC功率信號(hào)；以及所述電路中的可編程基準(zhǔn)；所述FFACMC相對(duì)于輸入信號(hào)上的電壓來控制開關(guān)，并且是可編程的使得相對(duì)于基準(zhǔn)電壓的所述輸入信號(hào)上的電壓降造成被應(yīng)用于所述電路的輸出電壓的功率因數(shù)校正 (PFC)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述輸出電壓保持與所述輸入信號(hào)同相，使得所述電路表現(xiàn)為跨輸入接口的電阻性負(fù)載。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述電路的所述輸出電壓跨固態(tài)照明(SSL)器件被施加。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述固態(tài)照明(SSL)器件包括發(fā)光二極管 (LED)或發(fā)光二極管(LED)的陣列或組。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，還包括開關(guān)裝置，所述開關(guān)裝置與所述FFACMC和所述固態(tài)照明(SSL)器件連接，用于與前后沿調(diào)光器一起工作來提供所述固態(tài)照明(SSL)器件的調(diào)光。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管系統(tǒng)的電子變壓器兼容性。本發(fā)明的各種實(shí)施方案提供了固態(tài)照明應(yīng)用中的功率因數(shù)校正。在某些實(shí)施方案中，由控制電路塊控制LED陣列的LED驅(qū)動(dòng)器的功率因數(shù)校正?？刂齐娐穳K包括能夠測(cè)量和控制到LED驅(qū)動(dòng)器的輸入電流的電子電路。該控制電路塊包括至少一個(gè)開關(guān)裝置，所述開關(guān)裝置使特定頻率下交流形式的電流能施加到LED陣列，而不管主電源是DC電源還是AC電源。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102573210SQ20111034967
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者S·哈里哈蘭 申請(qǐng)人:美信集成產(chǎn)品公司