低成本自振荡驱动器电路制造技术

公开了用于为负载供电的驱动器电路。该驱动器电路包括自振荡半桥电路、与自振荡半桥电路电通信的谐振驱动器以及与该谐振驱动器电通信的DC电压源。自振荡半桥电路被配置成生成高频AC信号。谐振驱动器被配置成限制高频AC信号的电流并基于该高频AC信号产生受限制的输出电压。DC电压源被配置成将受限制的输出电压整流成包括用于为负载供电的基本恒定的电流的DC输出电压。

Low cost self oscillation driver circuit

Driver circuit for supplying power to a load is disclosed. The driver circuit includes a self oscillating half bridge circuit, a resonant driver which is electrically communicated with a self oscillating half bridge circuit, and an DC voltage source electrically communicating with the resonant driver. A self oscillating half bridge circuit is configured to generate a high frequency AC signal. The resonant driver is configured to limit the current of the high frequency AC signal and produce a limited output voltage based on the high frequency AC signal. The DC voltage source is configured to rectify a limited output voltage into a DC output voltage including a substantially constant current supplied to the load.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求2014年5月29日提交的美国临时申请No.62/004615的权益。
本公开一般地涉及用于为负载供电的驱动器电路，更具体地涉及包括谐振驱动器和DC电压源的驱动器电路，其中DC电压源将受限制的输出电压整流成用于为负载供电的基本恒定的电流。
技术介绍
基于发光二极管(LED)的照明系统可以提供超越其它类型的照明系统(诸如例如，白炽照明或荧光照明)的若干能量和可靠性优势。因此，基于LED的照明系统可用于取代其它现有的照明技术。一些类型的LED驱动电路可以包括与金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)相结合的用于驱动一个或多个LED的控制器集成电路(IC)。然而，诸如控制器IC和MOSFET的部件通常昂贵，并给LED灯增加了成本和复杂性。因此，本领域中存在对具有成本效益的用于LED灯的驱动电路的持续需求。
技术实现思路
在一个实施例中，公开了用于为负载供电的驱动器电路。该驱动器电路包括自振荡半桥电路、与该自振荡半桥电路电通信的谐振驱动器以及与该谐振驱动器电通信的DC电压源。自振荡半桥电路被配置成生成高频AC信号。谐振驱动器被配置成限制高频AC信号的电流，并基于所述高频AC信号产生受限制的输出电压。DC电压源被配置成将受限制的输出电压整流成包括用于为负载供电的基本恒定的电流的DC输出电压。在另一个实施例中，公开了用于为非调光(non-dimming)应用中的至少一个发光二极管(LED)供电的驱动器电路。该驱动器电路包括自振荡半桥电路、与该自振荡半桥电路电通信的谐振驱动器以及与该谐振驱动器电通信的DC电压源。自振荡半桥电路被配置成生成高频AC信号，并包括以级联布置连接的上部开关元件和下部开关元件。谐振驱动器被配置成限制高频AC信号的电流，并基于该高频AC信号产生受限制的输出电压。DC电压源被配置成将受限制的输出电压整流成包括用于为LED供电的基本恒定的电流的DC输出电压。附图说明图1是用于为负载提供DC电流的电路的示例性框图；图2是图1中所示电路的示例性电路图，其中DC电压源是高频倍压器。图3是图2中所示的电路图的替代实施例，其中所述DC电压源是全波整流器。图4是图2中所示电路图的另一实施例，其中DC电压源是全波整流器，并且谐振驱动电路包括降压绕组；图5是图2中所示电路图的又一实施例，其中所述DC电压源是全波整流器。图6是图2中所示电路图的再一实施例，其中所述DC电压源是高频倍压器；以及图7是图2中所例示的谐振驱动器的操作点和谐振曲线的例示。具体实施方式以下的详细洗明将例示本专利技术的一般原理，本专利技术的示例在附图中附加地例示。在附图中，相同的参考数字标示相同或者功能相似的元件。图1是为负载18提供DC电流的电路10的示例性框图。驱动器电路10可以包括用于连接到AC电源(诸如例如，标称为120伏AC的主电源线路)(未示出)的一对电源输入线路20。驱动器电路10也可包括电阻器R1(图2)、电磁干扰(EMI)滤波器24、整流器26、DC滤波器27、启动电路28、开关30、变压器32、开关34、谐振驱动器电路36以及DC电压源40。该DC电压源40可以是高频倍压器(高频压倍器例示在图2和6中)或者是全波整流器(例示在图3-5中)两者之一，以下将更详细的做出解释。EMI滤波器24、整流器26、DC滤波器27、启动电路28、开关30、变压器32以及开关34可以定义为自振荡半桥电路。参考图1-2，自振荡半桥电路通常包括以级联布置连接的上部和下部开关。如图2所示的实施例中，开关30是下部开关Q2，开关34是上部开关Q1。自振荡半桥电路被配置成生成高频AC信号VIN(图1中示出)。在一个实施例中，高频AC信号VIN可以是具有至少约40千赫兹(kHz)的频率的AC信号。自振荡半桥电路的输出42可以与谐振驱动器电路36电通信。谐振驱动器电路36可以与DC电压源40电通信。DC电压源40用于为负载18提供整流后的DC电力。特别是，DC电压源40可用于为负载18提供基本恒定的电流。在一个实施例中，负载18可以是一个或多个发光明二极管(LED)。例如，在如图2-6示出的实施例中，电路10可包括连接到LED(未示出)的一对输出端子44。在如图中所描述并例示的实施例中，驱动器电路10被用在非可调光LED应用中。尽管描述了LED，但应理解的是，负载18可以是在操作期间需要基本恒定的电流的任何类型的设备。例如，在替代实施例中，负载18可以是加热元件。参考图1和图2两者，驱动器电路10的输入线路20可以与EMI滤波器24电通信。在一个非限制性实施例中，EMI滤波器24可以包括电感器L1和电容器C1(图2中示出)。整流器26可以与EMI滤波器26电通信，并被配置成将来自EMI滤波器24的进入AC电力转换成脉冲DC电力。尽管整流器26被示出为全波二极管桥整流器，但本领域提术人员将容易地理解的是也可以使用任意类型的全波整流器。整流器26的输出可与DC滤波器27电通信。在如图2中示出的示例性实施例中，DC滤波器27可以包括电容器C3。DC滤波器27可与启动电路28电通信。在实施例中，启动电路28可包括电阻器R3、二极管D6、双向触发二极管(diac)D7和电容器C6。双向触发二极管D7是仅在已达到转折(breakover)电压VBO后传导电流的二极管。在电路10的初始启动期间，电容器C6可被充电直到双向触发二极管D7达到转折电压VBO。一旦达到转折电压VBO，则双向触发二极管D7可开始传导电流。具体地，双向触发二极管D7可以连接到开关30并将电流输送到开关30。一旦双向触发二极管D7到达转折电压VBO，二极管D6就可用来给电容器C6放电，并防止双向触发二极管D7再次激发。继续参考图1和图2两者，电阻器R2可以用于为下部开关元件Q2提供偏置。在如图2中示出的实施例中，开关元件Q2是双极结型晶体管(BJT)。尽管BJT可以是用于开关的相对经济和具有成本效益的部件，但所属领域技术人员将理解的是也可以使用其它类型的开关元件。如图2中所见，可设置二极管D10以限制开关元件Q2的基极B和发射极E之间的负电压，这进而提高效率。开关30可以被连接到变压器32。如图2中所见，在实施例中变压器32包括三个绕组，T1A、T1B和T1C。绕组T1A可以包括与绕组T1B相比相反的极性。这保证如果开关元件Q2被开启，则另一个开关元件Q1将不会同时开启。继续参考图2，上部开关元件Q1也可以是BJT。可设置二极管D9以限制上部开关元件Q1的基极B和发射极E之间的负电压，进而提高效率。开关34将自振荡半桥电路电连接到谐振驱动电路36。在如图2中示出的实施例中，谐振驱动电路36可以包括与变压器32的绕组T1C串联连接的电容器C7。谐振驱动电路36还可以包括电感器L2。谐振驱动电路36可以用于限制从自振荡半桥电路接收的电流，并基于来自该自振荡半桥电路的高频AC信号VIN产生受限制的输出电压VLIMITED(图1中示出)。该受限制的输出电压VLIMITED可以被整流成为供给给负载18的DC输出电压VDC(图1中示出)。该DC输出电压VDC包括基本恒定的电流。图7是图2中示出的谐振驱动电路36的示例性谐振曲线的例示。该谐振曲线可包括操作点O和谐振临界频率fo。临界频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于为负载供电的驱动器电路，所述驱动器电路包括自振荡半桥电路，所述自振荡半桥电路被配置成生成高频AC信号；谐振驱动器，所述谐振驱动器与所述自振荡半桥电路电通信，所述谐振驱动器电路被配置成限制所述高频AC信号的电流，并基于所述高频AC信号产生受限制的输出电压；以及DC电压源，所述DC电压源与所述谐振驱动器电通信并且被配置成将受限制的输出电压整流成DC输出电压，所述DC输出电压包括用于为负载供电的基本恒定的电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.29 US 62/004,615;2014.07.17 US 14/333,6181.一种用于为负载供电的驱动器电路，所述驱动器电路包括自振荡半桥电路，所述自振荡半桥电路被配置成生成高频AC信号；谐振驱动器，所述谐振驱动器与所述自振荡半桥电路电通信，所述谐振驱动器电路被配置成限制所述高频AC信号的电流，并基于所述高频AC信号产生受限制的输出电压；以及DC电压源，所述DC电压源与所述谐振驱动器电通信并且被配置成将受限制的输出电压整流成DC输出电压，所述DC输出电压包括用于为负载供电的基本恒定的电流。2.根据权利要求1所述的驱动器电路，其中所述DC电压源是倍压器，所述倍压器包括两个二极管和两个电容器，以及其中所述倍压器被配置成将来自谐振驱动器的受限制的输出电压加倍。3.根据权利要求2所述的驱动器电路，其中所述两个二极管是击穿电压的范围为从大约200伏到大约400伏的低电压二极管。4.根据权利要求1所述的驱动器电路，其中所述DC电压源包括全波整流器和滤波器电容器。5.根据权利要求4所述的驱动器电路，其中所述滤波器电容器大约一微法。6.根据权利要求5所述的驱动器电路，其中所述全波整流器将来自所述谐振驱动器的受限制的输出电压的频率加倍。7.根据权利要求1所述的驱动器电路，其中所述自振荡半桥电路包括以级联布置连接的上部开关元件和下部开关元件。8.根据权利要求7所述的驱动器电路，其中所述上部开关元件和下部开关元件两者都是双极结型晶体管(BJT)。9.根据权利要求1所述的驱动器电路，其中所述自振荡半桥电路具有由电阻器、二极管、双向触发二极管和电容器组成的启动电路。10.根据权利要求9所述的驱动器电路，其中所述启动电路的所述电容器在所述驱动器电路的初始启动期间被充电，直到所述双向触发二极管达到转折电压。11.根据权利要求1所述的驱动器电路，其中所述自振荡半桥电路包括包含第一绕组、第二绕组和第三绕组的变压器，以及其中所述第一绕组和所述第二绕组包括相反的极性。12.根据权利要求11所述的驱动器电路，所述谐振驱动电路包括电容器和电感器，其中所述电容器与所述变压器的第三绕组串联连接，以及其中所述电感器的电感和所述电容器的电容被选择以使得随着所述驱动器电路的整体增益下降，操作频率也下降。13.根据权利要求12所述的驱动器电路，其中所述谐振驱动电路包括降压绕组，所述降压绕组被配置成将流经所述变压器的第三绕组的第二电流逐步降低。14.根据权利要求11所述的驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·陈，D·A·哈斯，
申请(专利权)人：技术消费产品股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US