用于LED发光模块的供电组件制造技术

技术编号:3695234 阅读:127 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种用于LED发光模块(2′)的供电组件(1″),该供电组件(1″)包括:    一直流(DC)电压源(10),该直流电压源具有第一和第二供电终端;    一开关模式变换器(12″),该开关模式变换器与所述第一和第二供电终端相连以将电源提供给其可与所述开关模式变换器(12″)相连的LED发光模块(2′),所述开关模式变换器(12″)包括一可控开关(14),该可控开关与所述第一和第二供电终端的至少一个相耦合以可切换的与所述DC电压源相连;以及    一控制器(34),该控制器对可控开关的切换进行控制,所述控制器具有用于在下述两个频率将双脉宽调制开关信号提供给所述可控开关(14)的装置,所述频率包括有用于对所述LED电流模块(2′)中的LED电流的大小进行控制的高频脉宽调制开关信号分量以及用于对LED电流的持续期间进行控制的低频脉宽调制开关信号分量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利说明用于LED发光模块的供电组件 这是申请号为09/773,159、申请日为2001年1月31日、目前的公开号为2001/0024112 A公开日为2001年9月27日的美国专利申请的部分继续申请。本专利技术涉及一种用于将电源提供给发光二极管(LED)发光模块的供电组件。LED发光模块已更多的为多数应用所通用以代替诸如交通信号灯以及汽车照明这样的较不有效的白炽灯。根据应用中所需的光量,LED发光模块是由并行或串行排列的多个LED或者这两者的组合组成的。在任一种情况下,LED发光模块从其以高频率来接通和断开直流电压的供电组件接收操作功率。这种供电组件被称为开关模式电源并且以诸如逆向变换器、降压变换器、半桥式变换器等等这样的多种形式而可用。这些变换器的每一个均可以脉宽调制信号的形式而将恒定电流提供给LED发光模块。在使用LED发光模块时,希望可对LED发光模块所输出的光强度进行控制。这可以多种方式实现。例如,通过对脉宽调制进行控制来对传送到LED发光模块的电流量进行调节。然而,只要电流强度降低到小于标称电流强度的20%,那么电流强度与光输出之间的关系则基本上变为非线性,并且LED发光模块的效率变得远非最佳。US专利5,661 645描述了一种用于发光二极管阵列的电源,该电源包括用于中断从电源到LED阵列供电的一电路。在这里如附图说明图1所示,电源1包括直流电压10的供给,该直流电压10可以是其与下述开关模式变换器12相连的电池或者整流线交流(AC)电压,所述开关模式变换器12典型的具有控制开关14、二极管16、电感器18、可选择的电容器20、以及可选择的变压器22。控制开关14的控制输入接收高频脉宽调制(PWM)开关信号。电源1的输出与LED发光模块2相连,该LED发光模块2具有LED阵列24(这里示出为单LED)以及用于中断将电源提供给LED阵列24的可控开关26。可控开关26接收低频PWM开关信号以对送至LED阵列24的平均电流进行控制。图2给出了流过LED阵列24的电流图示,其中低频PWM开关信号可使电流脉冲D存在于时段FD中,高频PWM开关信号可使电流变化ΔID。当该结构可确保LED阵列总是以有效方式进行操作时,应该明白的是即使当PWM开关信号具有被断开的可控开关26时,电源1也是不间断的。图3给出了图1结构的等效电路。很显然的是虽然当控制开关14打开时而停止了DC源的电源时,然而当可控开关26打开时情况并非如此。因而,该结构受到不必要的能量损失。公开号为2001/0023112A1的US专利申请公开一种可替换US专利5,661,645所示的结构。在该可替换结构中,利用低频PWM开关信号来接通和断开电源本身。图4给出了可交替结构的一示例。与图1相类似,电源1′包括直流电压10的供给,该直流电压10可以是其与下述开关模式变换器12′相连的电池或者整流线交流(AC)电压,所述开关模式变换器12′典型的具有控制开关14、二极管16、电感器18、可选择的电容器20、以及可选择的变压器22。控制开关14的控制输入接收高频脉宽调制(PWM)开关信号。电源1′的输出与其具有LED阵列24(这里示出为单LED)的LED发光模块2′相连。该LED发光模块2′不包括图1所示的可控开关26。相反,开关模式变换器12′包括用于接收下述低频PWM开关信号的一输入,所述低频PWM开关信号可有效的对用于接通和断开开关模式变换器12′的装置进行控制。本专利技术的一个目的就是除去用于接通和断开送至LED阵列的电源的装置,同时仍然实施对送至LED阵列的电流进行低频脉宽调制这样的效果。该目的是以用于LED发光模块的供电组件来实现的,该供电组件包括一直流(DC)电压源,该直流电压源具有第一和第二供电终端;二极管与跨接在DC电压源第一和第二供电终端两端的可控开关的串联排列;一电感器,该电感器使DC电压源的第一供电终端与第一输出端相连;一节点,该节点位于二极管与可控开关之间以形成第二输出终端,所述LED发光模块可连接在第一与第二输出终端之间;以及一控制器,该控制器对可控开关的切换进行控制,所述控制器具有用于在下述两个频率而将双脉宽调制开关信号提供给所述可控开关的装置,所述频率包括有用于对LED电流的大小进行控制的高频脉宽调制开关信号分量以及用于对LED电流持续时间进行控制的低频脉宽调制开关信号分量。申请者发现开关模式电源中的控制开关可用于高频PWM切换以及低频PWM切换,由此可除去对其用于接通和断开电源的独立装置的需要。为此,送至控制开关的供电信号包括高频PWM开关信号以及低频PWM开关信号,也就是说在低频处以脉冲群的方式而将高频开关信号提供给控制开关。申请者进一步发现当通过独立装置来接通和断开电源时,占空度存在渐进的增减,同时当将双PWM开关信号施加到控制开关上时,占空度即刻变化。在本专利技术的又一个实施例中,控制器进一步包括一输入,用于接收其表示LED电流的电流信号;以及装置,该装置可根据所述电流信号来改变所述低频脉宽调制开关信号分量。申请者发现通过对LED电流进行检测,高频PWM开关信号分量的占空度可快速响应其导致了LED电流最快上升/下降时间的LED电流。由于在下文中可显而易见的得知上述及其他目的和优点,参考附图对本专利技术进行详细的描述,在附图中图1给出了用于LED阵列的现有技术电源的一般模块电路图;图2给出了流过图1LED阵列的电流曲线图;图3给出了图1的电源等效电路;图4给出了用于LED阵列的另一现有技术电源的一般模块电路图;图5给出了用于LED阵列的其体现了本专利技术的一电源的一般模块电路图;图6给出了用于图5电源的双PWM控制信号的曲线图;图7给出了用于LED阵列的其体现了本专利技术的一降压变换器的模块电路图;图8给出了图7电源的等效电路;图9给出了图7电源的模块电路图,其示出了控制器的第一图11给出了图7电源的模块电路图,其示出了控制器的第三实施例;图12A给出了LED电流的曲线图,图12B给出了在断开时的LED电流的详图,并且图12C给出了在导通时的LED电流的详图。图5给出了本专利技术的电源和LED发光模块的一般模块电路图。尤其是,与图1和4相类似,电源1″包括直流电压10的供给,该直流电压10可以是其与下述开关模式变换器12″相连的电池或者整流线交流(AC)电压,所述开关模式变换器12″典型的具有控制开关14、二极管16、电感器18、可选择的电容器20、以及可选择的变压器22。电源1″的输出与其具有LED阵列24的LED发光模块2′相连。控制开关14的控制输入现在接收双PWM开关信号。如图6中所详细示出的,双PWM开关信号本质上是在其即就是低频PWM开关信号分量这样的低频以脉冲群方式所提供的高频PWM开关信号分量的组合。图7给出了用于LED阵列的其体现了本专利技术的降压变换器的模块电路图。尤其是,DC源10跨接在二极管D1与其显示为MOSFET的控制开关30的串联排列的两端,同时电感器32与LED发光模块2′的串连排列跨接在二极管D1的两端。控制器34产生了双PWM开关信号,该双PWM开关信号通过放大器36而施加到控制开关30的控制输入上。控制器34具有这样的输入,该输入接收与LED电流有关的其表示在控制开关30的漏极端中所检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员:P·徐B·J·E·洪特勒J·P·库彭
申请(专利权)人:皇家飞利浦电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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