LED驱动器电路、LED电路和驱动方法技术

一种驱动器电路，包括：用于接收输入功率的输入；用于缓冲输入功率的输入电容器(C2)；用于从缓冲的输入功率的供应驱动电流的开关模式功率转换器；耦合到开关模式功率转换器的限流器，其中，限流器被配置为控制开关模式功率转换器，以将驱动电流限制在驱动负载限制，其中，限流器包括配置为控制开关模式功率转换器的可控开关(Q3)；以及配置为感测输入功率的变化的控制元件(301)，控制元件被耦合到可控开关并且基于输入功率的变化来调整可控开关，使得限流器被配置为基于输入功率的变化来调整驱动负载限制，其中，所述控制元件包括：在输入电容器(C2)和输入之间的线路中串联的电流感测元件(R1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及基于发光二极管的照明，并且具体地与基于可变输入电压的照明技术兼容。该原理不仅在led照明中使用，而且可以在诸如工业电源、消费电子产品等的其他应用中使用。
技术介绍
在本说明书和权利要求中，术语“LED”将用于表示有机和无机发光二极管(LED)，并且本专利技术可以应用于这两种类型。LED是电流驱动的照明单元。它们使用向LED递送期望电流的LED驱动器来驱动。要供应的期望电流针对不同的照明单元并且针对照明单元的不同配置而变化。最新的LED驱动器被设计为具有可以用于各种不同的照明单元和各种大量照明单元的足够的灵活性。具体地，开关模式电源电路和振铃扼流转换器(RCC)电路由于其低成本而被广泛用作发光二极管(LED)驱动器电路和充电器。然而，它们不被广泛地用在需要高性能的应用中。同时产生高功率因子、低总谐波失真(THD)和良好线路调节的振铃扼流转换器电路设计是复杂并难以设计的。实现高功率因子和低THD性能的RCC电路是公知的。然而，因为变化的输入电压显著影响驱动器电路的输出电压，所以这种电路具有不良的线路调节。已知将这种振铃扼流转换器电路配备有峰值电流控制。这些RCC电路具有通常由电压参考箝位的峰值电流。在图1中示出具有箝位峰值电流控制的示例性RCC电路。示例性RCC电路内的电流限制由感测电阻器R8和晶体管Q2来实现，当通过感测电阻器R8的电流生成大于晶体管Q2的基极-发射极电压(Vbe)的电压时，晶体管Q2汲取晶体管Q1的基极电流。WO2010106375和EP2381742A2具有切相检测单元，用于检测输入功率的切相状况，并且进而使用切相状况来控制功率转换单元。更具体地，根据输入功率的切相状况来使驱动功率变弱。这不涉及THD性能，其要求驱动功率曲线在相位上遵循输入功率曲线：例如在输入功率的峰值中，驱动功率也高。
技术实现思路
然而，虽然改善线路调节性能，具有峰值电流控制的RCC电路产生显著更差的功率因子和THD性能。此外，这种箝位的峰值电流RCC电路具有差的电磁兼容性，因为峰值电流限制将差分电流引入输入电流中，这意味着负载电流被限制为鞍形，而输入电流由于镇流器而仍然是恒定的，因此电流差将流入输入电容器并且在输入电容器上引起大的谐振尖峰。这特别对于在T-LED应用中实现这样的驱动器电路来说是问题。有利的是，使得转换器的峰值电流能够遵循输入功率波形，从而能够改善THD和功率因子(PF)。还有利的是，简单且低成本的电路可以提供这种性能。为了解决上述问题，本专利技术由权利要求来限定。根据本专利技术的实施例，在其适用的应用的一个应用中，提供了一种用于驱动发光二极管装置的驱动器电路，包括：用于接收输入功率的输入；输入电容器，用于缓冲输入功率；开关模式功率转换器，用于从缓冲的输入功率提供驱动电流；耦合到所述开关模式功率转换器的限流器，其中，所述限流器被配置为控制所述开关模式功率转换器以将所述驱动电流限制在驱动负载限制，其中，所述限流器包括可控开关，所述可控开关被配置为经由操作所述开关模式功率转换器的功率开关(Q1)来控制所述开关模式功率转换器；以及配置为感测所述输入功率的变化的控制元件，所述控制元件被耦合到所述可控开关并且基于所述输入功率的变化来调整所述可控开关，使得所述限流器被配置为基于所述输入功率的变化来调整所述驱动负载，其中，所述控制元件包括：所述输入电容器和所述输入之间的线路中串联的电流感测元件。在该实施例中，因为输入电容器提供输入功率的变化信息，所以输入功率的变化由电流感测元件来感测。因此，以低成本和简单的电路，转换器的峰值电流可以遵循输入功率波形。在另一实施例中，所述电流感测元件被适配为感测输入功率的电压的变化率。输入电容器生成与输入电压的dv/dt成比例的电流，并且该电流流过电流感测元件。进而，可以以低成本和简单的电路来获取输入功率的电压的变化率。在另一实施例中，限流器被耦合到电流感测元件(R1)，并且被配置为当输入功率的变化率低时增加驱动负载限制，并且被配置为当输入功率的变化率高时减小驱动负载限制。在该实施例中，输入功率通常为正弦波形，在零度相位时电压最低，并且具有最大的变化率，所以在该时刻减小驱动负载限制以使低驱动电流与最低电压匹配；在输入电压的峰值处，变化率低至零，并且驱动负载限制进而被增加以使高驱动电流与峰值电压匹配。因此，驱动负载限制与输入电压的变化(一阶导数)相反，因此其可以遵循输入电压。注意，术语低和高用于描述变化率之间的相对量值比较，而不是用于描述变化率的绝对值。在一个实施例中，开关模式功率转换器可以包括振铃扼流转换器。因此，这些示例以低组件数目提供低成本转换器。在一个实施例中，可控开关可以以发射极驱动的方式操作，其中，电流感测元件包括在低电位输入和输入电容器之间串联的电阻器，并且可控开关的电流输出端子经由电阻器被耦合到接地端子，并且耦合到低电位输入，所述输入电容器的一端连接到地，所述可控开关的控制端子经由所述限流器的电流感测元件被耦合到接地端子，驱动电流流动通过所述限流器，并且可控开关的电流输入端子被耦合到开关模式功率转换器的控制端子。在该实施例中，可控开关的电流输出端子具有与输入电压同相的电位，因此可控开关以与输入电压变化相反的方式从开关模式功率转换器的控制端子汲取电流。而且，使用电阻器作为电流感测元件是低成本的。在替代实施例中，可控开关可以以基极驱动方式操作。电阻器在低电位输入和输入电容器之间串联，低电位输入连接到地，并且可控开关的控制端子经由电阻器被耦合到地和低电位输入，并且被耦合到输入电容器的一端。在该实施例中，可控开关的控制端子具有与输入电压反相的电位，因此可控开关以与输入电压改变相反的方式从开关模式功率转换器的控制端子汲取电流。在另一实施例中，所述控制端子与驱动电流隔离。在该实施例中，在0-90度相位，限流器根据输入电压的相位来限制驱动电流；并且在90-180度相位，输入电压减小并且向开关模式功率转换器的控制端子提供较少的电流，从而限制驱动电流。通常，以低成本提供不具有用于检测驱动电流的装置的开环电路。在一个实施例中，可控开关是晶体管，并且可控开关的电流输出端子是晶体管的发射极。替代地，可控开关可以是MOSFET，并且可控开关的电流输出端子是MOSFET的源极。在下面的描述中的示例描述晶体管作为示例性可控开关。在这样的示例中的控制元件能够根据输入功率的电压的变化来偏置晶体管的发射极或晶体管的基极。因此，发射极电压可以被偏置并且实现高功率因子和低总谐波失真。与使用未偏置的限流器晶体管的控制元件相比，所产生的功率因子和THD被改善。输入可以包括高电位输入和低电位输入，并且还可以包括输入电容器，该输入电容器跨高电位输入和低电位输入并且在输入和开关模式功率转换器之间的。控制元件可以包括在低电位输入和输入电容器之间串联的电阻器，其中可控开关的电流输出端子可以经由电阻器被连接到低电位输入和接地端子，可控开关的控制端子可以经由限流器的电流感测元件被连接到接地端子，驱动电流流过限流器的电流感测元件，并且可控开关的电流输入端子可以被耦合到开关模式功率转换器的控制端子。可控开关的电流输入端子可以是晶体管的集电极。可控开关的控制端子可以是晶体管的基极。替代地，可控开关由MOSFET本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动器电路，包括：输入，用于接收输入功率；输入电容器(C2)，用于缓冲所述输入功率；开关模式功率转换器，用于从经缓冲的所述输入功率供应驱动电流；限流器，耦合到所述开关模式功率转换器，其中，所述限流器被配置为控制所述开关模式功率转换器以将所述驱动电流限制在驱动负载限制，其中，所述限流器包括可控开关(Q3)，所述可控开关(Q3)被配置为经由操作所述开关模式功率转换器的功率开关(Q1)来控制所述开关模式功率转换器；以及控制元件(301)，被配置为感测所述输入功率的变化，所述控制元件被耦合到所述可控开关并且基于所述输入功率的变化来调整所述可控开关，使得所述限流器被配置为基于所述输入功率的变化来调整所述驱动负载，其中，所述控制元件包括：‑在所述输入电容器(C2)和所述输入之间的线路中串联的电流感测元件(R1)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.03 EP 14187643.3;2015.04.02 IN 1773/CHE/201.一种驱动器电路，包括：输入，用于接收输入功率；输入电容器(C2)，用于缓冲所述输入功率；开关模式功率转换器，用于从经缓冲的所述输入功率供应驱动电流；限流器，耦合到所述开关模式功率转换器，其中，所述限流器被配置为控制所述开关模式功率转换器以将所述驱动电流限制在驱动负载限制，其中，所述限流器包括可控开关(Q3)，所述可控开关(Q3)被配置为经由操作所述开关模式功率转换器的功率开关(Q1)来控制所述开关模式功率转换器；以及控制元件(301)，被配置为感测所述输入功率的变化，所述控制元件被耦合到所述可控开关并且基于所述输入功率的变化来调整所述可控开关，使得所述限流器被配置为基于所述输入功率的变化来调整所述驱动负载，其中，所述控制元件包括：-在所述输入电容器(C2)和所述输入之间的线路中串联的电流感测元件(R1)。2.根据权利要求1所述的驱动器电路，其中，所述开关模式功率转换器包括振铃扼流转换器，和/或所述电流感测元件(R1)被适配为感测所述输入功率的电压的变化率。3.根据权利要求1所述的驱动器电路，其中，所述限流器被耦合到所述电流感测元件(R1)，并且被配置为当所述输入功率的变化率低时增加所述驱动负载限制，并且被配置为当所述输入功率的所述变化率高时减小所述驱动负载限制。4.根据权利要求1至2中任一项所述的驱动器电路，其中，所述输入包括高电位输入和低电位输入，并且所述输入电容器(C2)跨所述高电位输入和所述低电位输入，并且在所述输入和所述开关模式功率转换器之间。5.根据权利要求4所述的驱动器电路，其中，所述电流感测元件包括在所述低电位输入和所述输入电容器之间串联的电阻器(R1)，并且所述可控开关的电流输出端子经由所述电阻器(R1)被耦合到接地端子，并且耦合到所述低电位输入，所述输入电容器的一端连接到地，所述可控开关的控制端子经由所述限流器的电流感测元件(R8)被耦合到接地端子，所述驱动电流流动通过所述限流器的电流感测元件(R8)，并且所述可控开关的电流输入端子被耦合到所述开关模式功率转换器的控制端子。6.根据权利要求5所述的驱动器，其中，所述电阻器(R1)串联在所述低电位输入和所述输入电容器之间，所述低电位输入连接到地，并且所述可控开关的所述控制端子被经由所述电阻器(R1)耦合到地和所述低电位输入，并且被耦合到输入电容器的一端。7.根据权利要求6所述的驱动器，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙火君，A·S·托马，付洁，孔剑虹，孙骁，
申请(专利权)人：飞利浦照明控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL