用于具有扩展调光的发光二极管驱动器的无损预负载制造技术

本发明专利技术涉及用于具有扩展调光的发光二极管驱动器的无损预负载，公开了一种准相位有源预负载电路，待被耦合至具有预先级的相角控制调光器电路(如常用的前沿控制三端双向可控硅调光器)的非隔离式LED驱动器转换器的输出。预负载电路包含耦合至电流受控的电流源的预负载电阻器，电流源基于峰检测信号通过电阻器汲取吸收电流。在一实施例中，峰检测信号代表三端双向可控硅调光器的输出的前沿峰电压，这可代表三端双向可控硅调光器的导通角。在正常运行期间，不通过电阻器汲取吸收电流。在低调光期间，通过电阻器汲取响应于峰检测信号的吸收电流。在深调光期间或当与泄露的三端双向可控硅调光器一起使用时，最大吸收电流可通过电阻器被电流源汲取。

【技术实现步骤摘要】
用于具有扩展调光的发光二极管驱动器的无损预负载
本公开文本总体涉及用于驱动发光二极管(LED)的电路，且更具体而言，涉及具有相角调光电路系统的LED驱动电路。
技术介绍
LED照明由于此技术提供的许多优点已经在行业中变得普及。例如，与其他照明技术——诸如紧凑型荧光灯(CFL)或白炽灯照明技术——相比，LED灯通常具有较长的寿命、引起较小危险并且提供增大的视觉感染力。LED照明提供的优点已经使得LED被纳入各种照明技术、电视、监视器和其他应用。 通常希望实施具有调光功能的LED灯来提供可变的光输出。用于模拟LED调光的一种已知技术是通过前沿或后沿控制的相角调光。在一个已知实施例中，可以使用通过延迟交流(ac)功率的每个半循环的开始来运行的三端双向可控硅(Triac)电路，这种运行方式已知为“相位控制”。通过延迟每个半循环的开始，输送至负载(例如，灯)的功率的量减少，在灯的光输出中产生调光效果。在大部分应用中，每个半循环的开始中的延迟是人眼察觉不到的，这是因为相位受控的线电压中的变化和输送至灯的功率中的变化发生得非常快。例如，三端双向可控硅调光电路在用于对白炽灯泡调光时工作特别好，这是由于具有变化的交流线电压的相角中的变化对于这些类型的灯泡是不重要的。然而，当三端双向可控硅电路被用于对LED灯进行调光时，可观察到闪烁(flicker)。 LED灯中的闪烁会发生是因为这些设备通常由具有稳压电源的LED驱动器驱动，该稳压电源从交流功率线路向LED灯提供经调节的电流和电压。除非驱动LED灯的稳压电源被设计为以合意的方式识别并响应于来自三端双向可控硅调光电路的电压信号，否则三端双向可控硅调光电路很可能会产生不理想的结果，诸如LED灯中的有限调光范围、闪烁、闪动(blinking)、和/或色移。 对LED灯使用三端双向可控硅调光电路的困难部分原因是由于三端双向可控硅本身的特性。具体而言，三端双向可控硅是表现为受控的交流开关的半导体元器件。因此，三端双向可控硅对于交流电压表现为打开的开关，直到它在控制端子处接收到触发信号，才导致该开关闭合。只要通过该开关的电流在称为“维持电流(holding current)”的值以上，该开关就保持闭合。大部分白炽灯从交流电源汲取得多于最小维持电流，以使得三端双向可控硅能够可靠和持续运行。然而，LED从有效电源汲取的相对低电流可能无法满足保持三端双向可控硅开关导通以实现可靠运行所要求的最小维持电流。结果，三端双向可控硅会不持续地触发。另外，由于向输入电容充电的浪涌电流，以及因为LED向输入线路呈现的相对大阻抗，只要三端双向可控硅接通就会出现显著的跳动(ringing)。这种振荡可能导致甚至更不希望的行为，因为三端双向可控硅电流可能会下降到零并且关断LED的振荡，导致闪烁效果。 为了解决这些问题，常规的LED驱动器设计通常依赖于由功率转换器的虚假负载或“泄放电路”汲取的电流，来补充LED汲取的电流从而汲取足够量的电流以使三端双向可控硅在触发之后保持可靠地导通。这些泄放电路通常包括受转换器参数或负载水平控制的无源元器件和/或有源元器件。尽管对于汲取额外电流有用，但在集成电路外部的泄放电路要求使用额外元器件，相关联地对成本和效率产生了不利影响。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面,提供一种有源预负载电路(active preload circuit),被配置为耦合至一个非隔离式(non-1solated)的发光二极管(LED)驱动器转换器的输出，该非隔离式的发光二极管驱动器转换器具有一个相角控制调光器电路(phase-anglecontrol dimmer circuit),该有源预负载电路包括: 一个预负载电阻器，被耦合至该非隔离式的LED驱动器转换器的输出；以及 一个电流受控的电流源，被耦合以接收一个峰检测信号，该峰检测信号代表该相角控制调光器电路的导通角，其中该电流受控的电流源被配置为通过该预负载电阻器汲取一个可变的吸收电流(sinking current),并且其中该吸收电流的值基于该峰检测信号。 根据本专利技术的第二方面，提供一种发光二极管(LED)驱动器，包括: 一个相角控制调光器电路，被耦合以接收一个输入电压并且输出一个经相位调整的电压； 一个整流器电路，被耦合以接收该经相位调整的电压并且输出一个经整流的电压； 一个峰检测器电路，被耦合以接收该经整流的电压并且产生代表该相角控制调光器电路的导通角的一个峰检测信号； 一个非隔离式的转换器，被耦合以接收该经整流的电压并且输出一个输出电压； 一个有源预负载电路，被耦合至该非隔离式的转换器的输出，其中该有源预负载电路包括: 一个预负载电阻器，被耦合至该非隔离式的转换器的该输出； 以及 一个电流受控的电流源，被耦合以从该峰检测器电路接收该峰 检测信号，其中该电流受控的电流源被配置为通过该预负载电阻 器汲取一个可变的吸收电流，并且其中该吸收电流的值基于该峰 检测信号。 【附图说明】 参照下面的附图描述非限制和非穷举性的实施方案，其中贯穿各个视图中相似的参考数字指代相似的部分，除非另有说明。 图1不出根据一些实施例的一个具有三端双向可控娃相位控制调光的离线式LED驱动器的总体方框图。 图2A是例示了根据一些实施例的一个示例的准相位(quas1-phase)有源预负载的方框图。 图2B是例示了根据一些实施例的一个示例的准相位有源预负载的电路图的示意图。 图3是例示了根据一些实施例的用于供降压-升压转换器(Buck-Boostconverter)使用的一个示例的准相位有源预负载的方框图。 图4是例示了根据一些实施例的用于供降压-升压转换器使用的一个示例的准相位有源预负载的电路图的示意图。 图5是例示了根据一些实施例的用于供降压转换器使用的一个示例的准相位有源预负载的方框图。 图6是例示了根据一些实施例的用于供降压转换器使用的一个示例的准相位有源预负载的电路图的示意图。 图7A、7B和7C例示了根据一些实施例的一个示例的准相位有源预负载在一个线循环(line cycle)期间的电压和电流样本波形。 【具体实施方式】 在下面的描述中，阐述了许多具体细节以提供透彻的理解。然而，本领域普通技术人员将明了不必需采用这些具体细节。 公开了针对用于实施相角调光的LED驱动器的准相位有源预负载电路系统的一些实施方案。本申请中公开的准相位有源预负载电路系统可与对线电压循环的前沿或后沿进行控制的任意类型的相角控制调光器一起使用。在下面更详细解释的更具体实施例中，该准相位有源预负载电路系统可通过间接(例如，通过前沿峰检测)响应于三端双向可控硅导通角(conduction angle)与三端双向可控娃前沿相角控制调光器一起使用，这称为准相位检测。该电路系统为具有预先级(pre-stage)相位控制三端双向可控硅调光器的LED驱动器提供可靠和改善的性能以及扩大的调光比和高效率。应意识到，尽管下面提供的实施例涉及具有前沿相角控制的三端双向可控硅调光器，但该准相位有源预负载电路系统可类似地与任何其他相角控制调光器应用一起使用。 如上面所提及的，典型的低成本三端双向可控硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源预负载电路，被配置为耦合至一个非隔离式的发光二极管（LED）驱动器转换器的输出，该非隔离式的发光二极管驱动器转换器具有一个相角控制调光器电路，该有源预负载电路包括：一个预负载电阻器，被耦合至该非隔离式的LED驱动器转换器的输出；以及一个电流受控的电流源，被耦合以接收一个峰检测信号，该峰检测信号代表该相角控制调光器电路的导通角，其中该电流受控的电流源被配置为通过该预负载电阻器汲取一个可变的吸收电流，并且其中该吸收电流的值基于该峰检测信号。

【技术特征摘要】
2013.03.15 US 13/844,3561.一种有源预负载电路，被配置为耦合至一个非隔离式的发光二极管(LED)驱动器转换器的输出，该非隔离式的发光二极管驱动器转换器具有一个相角控制调光器电路，该有源预负载电路包括: 一个预负载电阻器，被耦合至该非隔离式的LED驱动器转换器的输出；以及 一个电流受控的电流源，被耦合以接收一个峰检测信号，该峰检测信号代表该相角控制调光器电路的导通角，其中该电流受控的电流源被配置为通过该预负载电阻器汲取一个可变的吸收电流，并且其中该吸收电流的值基于该峰检测信号。2.根据权利要求1所述的有源预负载电路，其中该相角控制调光器电路包括一个前沿控制的三端双向可控硅调光器。3.根据权利要求1所述的有源预负载电路，其中该峰检测信号代表该相角控制调光器电路的输出的一个前沿峰电压。4.根据权利要求1所述的有源预负载电路，其中当该峰检测信号在一个上阈值以上时，该电流受控的电流源的一个开关设备被配置为处于运行在开路模式的断开状态，以导致该吸收电流的值基本为零。5.根据权利要求4所述的有源预负载电路，其中该上阈值对应于该相角控制调光器电路的导通角的上阈。6.根据权利要求 1所述的有源预负载电路，其中当该峰检测信号在一个下阈值以下时，该电流受控的电流源的一个开关设备被配置为处于接通状态以导致该吸收电流的值具有最大值。7.根据权利要求1所述的有源预负载电路，其中该电流受控的电流源包括: 一个电压受控的电流源，被配置为汲取与该峰检测信号的电压成比例的一个补偿电流；以及 一个开关设备，被耦合以响应于一个控制信号汲取该吸收电流，其中该控制信号等于最大偏置电流减去该补偿电流。8.根据权利要求1所述的有源预负载电路，其中当该峰检测信号在一个上阈值和一个下阈值之间时，该电流受控的电流源的一个开关设备被配置为响应于该峰检测信号运行在线性模式。9.根据权利要求1所述的有源预负载电路，其中该电流受控的电流源包括达林顿组合的第一 BJT晶体管和第二 BJT晶体管，并且其中该第一 BJT晶体管被配置通过该预负载电阻器汲取该吸收电流。10.根据权利要求9所述的有源预负载电路，其中该达林顿组合的第一BJT晶体管和第二BJT晶体管被一个控制电流控制，并且其中该控制电流由一个电压受控的电流源产生，该电压受控的电流源被缩放形式的该峰检测信号控制。11.根据权利要求1所述的有源预负载电路，其中该可变的吸收电流具有零安培的最小值。12.根据权利要求1所述的有源预负载电路，其中该电流受控的电流源被耦合以从一个峰检测器电路接收该峰检测信号，该峰检测器电路包括: 一个电容器，被耦合至该相角控制调光器电路的第一输出端子； 一个二极管，被耦合在该电容器和该相角控制调光器电路的第二输出端子之间；以及一个电阻器，被耦合在该电容器和该相角控制调光器电路的该第二输出端子之间。13.根据权利要求1所述的有源预负载电路，其中该非隔离式的LED驱动器转换器是降压升压转换器。14.根据权利要求1所述的有源预负载电路，其中该非隔离式的LED驱动器转换器...

【专利技术属性】
技术研发人员：小J·R·D·卡门，M·C·埃斯皮诺，
申请(专利权)人：电力集成公司，
类型：发明
国别省市：美国;US