用于驱动负载尤其是LED单元的驱动器设备和驱动方法技术

本发明专利技术涉及用于驱动负载（18）、尤其是具有一个或多个LED的LED（18）单元的驱动器设备（10），该驱动器设备包括用于将驱动器设备（10）连接至电压源（12）并且用于从电压源（12）接收输入电压（V10）的输入端（14，16），用于将驱动器设备（10）连接至负载（18）的输出端，用于将驱动电压变换为用于为负载（18）供电的输出（V20）电压的变换器单元（24），连接至输入端（14，16）以向变换器单元（24）提供作为驱动电压的不同电压水平的切换单元（20，22），以及用于基于在变换器单元（24）的构件（30，36）处测量的电变换器信号（V12;V13;I12;I13）和具有交变成分的参考信号（Vth）来控制切换单元（20，22）以基于参考信号（Vth）的交变成分提供具有交变信号成分的输出信号（V20）的控制单元（28）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于驱动负载尤其是LED单元的驱动器设备和驱动方法
本专利技术涉及用于驱动负载、尤其是包括一个或多个LED的LED单元的驱动器设备和对应的驱动方法。进一步地，本专利技术涉及照明装置。
技术介绍
在LED驱动器领域中，比如LLC变换器的用于驱动LED的谐振变换器常常是已知的。谐振变换器通过切换两个可控开关并且通过向电磁式变压器提供交变驱动电压来控制提供给负载的输出功率。谐振变换器所传输的能量与可控开关的两个切换状态之间的电容器中的能量变化成比例。通过切换可控开关来控制提供给负载的能量。 从LED单元发射的光也可以被用于传送诸如光身份号码的信息，光身份号码对用户是不可见的。所谓的编码光可以被实施为例如LLC变换器的谐振变换器的调制的输出功率。用于调制照明设备的光发射的方法例如从W02008/001262A1知晓。 借助用于驱动LED单元的驱动器设备来传送信息的另一可能性是传送类似于上面提到的编码光的编码声音。编码声音具有编码声音的接收器不需要与发射器的视域内联(inline)的优点，并且进一步地，如果编码声音在超声范围内，则其对用户是不可听见的。 通常通过更改可控开关的占空比来控制谐振变换器的功率输出，如US2011/0164437A1所公开的。替代性地，通过改变开关的切换频率可以控制谐振变换器的输出功率，如例如US7313004B1所公开的。 编码光或者编码声音的传送的关键问题在于由于可感知的发射的光的闪烁或者由于信息包被传送时的声音，传送对用户而言是可感知的。通常，通过使用具有零均值的某些编码方案使得可感知的闪烁最小化。 由于比如谐振变换器的高效率的功率变换器关于它们的频率控制是高度非线性的，所以难以调制用于给负载供电并且用于提供对应编码的光或者声音的发射的电功率的幅度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于驱动负载、尤其是包括一个或多个LED的LED单元，并且用于发射编码信号以传送用户利用少量的技术努力不可感知的信息的驱动器设备和对应的驱动方法。进一步地，本专利技术的目的是提供对应的照明装置。 根据本专利技术的一个方面，提供用于驱动负载、尤其是具有一个或多个LED的LED单元的驱动器设备，包括:用于将驱动器设备连接至电压源并且用于从电压源接收输入电压的输入端，用于将驱动器设备连接至负载的输出端，用于将驱动电压变换为用于为负载供电的输出电压的变换器单元，连接至输入端以用于向变换器单元提供作为驱动电压的不同电压水平的切换单元，和控制单元，所述控制单元用于基于在变换器单元的构件处测量的电变换器信号和具有交变成分的参考信号来控制切换单元以基于参考信号的交变成分提供具有交变信号成分的输出信号。 根据本专利技术的另一方面，提供了用于驱动负载、尤其是包括一个或多个LED的LED单元的驱动方法，其中驱动方法包括如下步骤:借助切换单元向变换器单元提供作为驱动电压的不同的电压水平，借助变换器单元将驱动电压变换为用于为负载供电的输出电压，和基于在变换器单元的构件处测量的电变换器信号和具有交变成分的参考信号来控制切换单元以基于参考信号的交变成分提供具有交变信号成分的输出信号。 根据本专利技术的又一方面，提供了包括照明组件的照明装置，所述照明组件包括一个或多个LED单元，尤其是包括一个或多个LED和用于驱动如根据本专利技术所提供的所述组件的驱动器设备的LED单元。 在从属权利要求中定义了本专利技术的优选实施例。应当理解的是，要求保护的方法具有如要求保护的设备和如在从属权利要求中定义的类似和/或同样的优选实施例。 本专利技术是基于根据测量的变换器电压或者变换器电流来控制切换单元的思想，所述变换器电压或者变换器电流与参考信号比较或者结合，并且其中所述参考信号包括交变成分。切换单元的可控开关的切换点取决于交变成分而更改，使得驱动器设备的输出信号是根据交变成分交变的。由于可控开关的控制是基于测量的变换器电压或者电流以及参考信号，所以通过更改参考信号能够容易地实施调制信号，其中所得到的输出信号的调制对于用户是不可感知的，因为输出信号被轻微地更改并且具有不同于零的平均值。因此，输出信号能够容易地被调制并且传送的信息对于用户是不可感知的。 本专利技术的驱动器设备可包括谐振型变换器，然而，也可应用诸如降压型或者升压型变换器的非谐振型变换器。在优选的实施例中，控制单元具有用于根据参考变量对电变换器信号进行缩放(scaling)并且用于提供经缩放的信号的缩放单元。参考变量优选地是参考电压电位。这是将电变换器信号减小至能够由比如比较器设备的模拟电路处理的信号水平的简单可能性。 根据优选的实施例，控制单元包括用于根据从电变换器信号获取的电信号和阈值(threshold)信号来控制可控开关的比较器设备。由于通过调节阈值水平能够线性地改变输出功率，所以根据阈值信号可容易地且精确地控制可控开关以提供大约恒定的输出功率。 在优选的实施例中，具有交变成分的参考信号作为阈值信号被提供给比较器设备。这是应用调制信号并且获得用于传送信息的交变输出信号的简单方案。 在进一步的实施例中，恒定的信号作为参考变量被提供至缩放单元。这是将通常居中于零的电变换器信号移转为能够由比较器设备容易地处理的正或者负的脉动信号的简单方案。 在进一步优选的实施例中，参考信号作为参考变量被提供至缩放单元。因此，缩放单元被用于对电变换器信号进行缩放并且用于应用调制信号使得包括交变变换器信号和调制信号以及对应的偏移的组合信号被提供至比较器设备。借助比较器单元将这样的组合的缩放信号与简单的参考信号进行比较以生成可控开关的切换点。 在进一步的实施例中，参考信号包括作为偏移值的恒定信号成分。这是控制驱动器设备的电输出功率的功率水平并且实施调制信号的简单方案。 在进一步的实施例中，由滤波元件滤波的脉冲宽度调制信号作为参考变量被提供至缩放单元。这是以少量的技术努力向缩放单元提供参考变量(例如，参考电位)的可能性，并且进一步地，该脉冲宽度调制信号能够被用来将进一步的调制信号应用至缩放单元。 [0021 ] 在进一步的实施例中，控制单元包括用于将从电变换器信号获得的模拟信号变换至数字信号并且用于向比较器设备提供数字信号的模拟至数字变换器，其中比较器设备由数字设备形成。优选地，比较器设备由数字比较器或者在数字计算机上运行的软件实现形成。在该实施例中，数字设备将数字信号与阈值进行数字比较。这是适于通过比如现场可编程门阵列(FPGA)或者专用集成电路(ASIC)的数字处理器单元实现驱动器设备以用于具有减小的尺寸的可控开关的精确控制的方案。 在进一步的实施例中，为了减小由输入电压中的变化致使的输出电压中的变化，输入电压可通过控制单元被感测并且被用于调节控制参数。 在优选的实施例中，控制单元包括用于采样经缩放的信号和/或电变换器信号的采样单元。这是减小测量经缩放的信号和/或电变换器信号的技术努力并且减小控制可控开关的技术努力的可能性。 在优选的实施例中，电变换器信号是跨变换器单元的初级绕组的电压。这是将输出功率精确地设定为期望水平的可能性。 在替代性的实施例中，电变换器信号是跨变换器单元的谐振电容器的电压。由于电容器电压对应于变换器单元的输入电流，所以这是以少量的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于驱动负载（18）、尤其是具有一个或多个LED的LED（18）单元的驱动器设备（10），包括：用于将所述驱动器设备（10）连接至电压源（12）并且用于从所述电压源（12）接收输入电压（V10）的输入端（14，16），用于将所述驱动器设备（10）连接至所述负载（18）的输出端，用于将驱动电压变换为用于为所述负载（18）供电的输出（V20）电压的变换器单元（24），连接至所述输入端（14，16）以向所述变换器单元（24）提供作为所述驱动电压的不同电压水平的切换单元（20，22），和用于基于在所述变换器单元（24）的构件（30，36）处测量的电变换器信号（V12;V13;I12;I13）和具有交变成分的参考信号（Vth）来控制所述切换单元（20，22）以基于所述参考信号（Vth）的交变成分提供具有交变信号成分的输出信号（V20）的控制单元（28）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.25 US 61/7182551.用于驱动负载(18)、尤其是具有一个或多个LED的LED(18)单元的驱动器设备(10),包括: 用于将所述驱动器设备(10 )连接至电压源(12 )并且用于从所述电压源(12)接收输入电压(VlO)的输入端(14,16), 用于将所述驱动器设备(10)连接至所述负载(18)的输出端， 用于将驱动电压变换为用于为所述负载(18)供电的输出(V20)电压的变换器单元(24)， 连接至所述输入端(14，16)以向所述变换器单元(24)提供作为所述驱动电压的不同电压水平的切换单元(20，22)，和 用于基于在所述变换器单元(24)的构件(30，36)处测量的电变换器信号(V12; V13; 112; 113)和具有交变成分的参考信号(Vth)来控制所述切换单元(20，22)以基于所述参考信号(Vth)的交变成分提供具有交变信号成分的输出信号(V20)的控制单元(28)。2.如权利要求1所述的驱动器设备，其中所述控制单元(28)具有用于根据参考变量(70)对所述电变换器信号(V12;V13; 112; 113)进行缩放并且提供经缩放的信号的缩放单元(60)。3.如权利要求1或2所述的驱动器设备，其中所述控制单元(28)包括用于根据从所述电变换器信号(V12;V13; 112; 113)获取的电信号和阈值信号(Vth)来控制所述可控开关(20，22)的比较器设备(62)。4.如权利要求3所述的驱动器设备，其中具有所述交变信号成分的所述参考信号作为所述阈值信号(Vth)被提供至所述比较器设备(62)。5.如权利要求2至4中的任意权利要求所述的驱动器设备，其中所述参考信号作为所述参考变量(70 )被提供至所述缩放单元(60 )。6.如权利要求1至5中的任意权利要求所述的驱动器设备，其中所述参考信号包括作为偏移值的恒定信号成分。7.如权利要求2至6中的任意权利要求所述的驱动器设备，其中由滤波元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：AU鲁特格斯，R埃弗里奇，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL