LED控制电路及方法技术

在所描述的实例中，LED控制器(100)包含：可连接到电源(110)的输入(114)；及可连接到至少一个LED(102)的输出(140)。功率因子校正电路(130)耦合在所述输入(114)与所述输出(140)之间。当校正功率因子时所述功率因子校正电路(130)以第一状态操作。当没有校正所述功率因子时所述功率因子校正电路(130)以第二状态操作。当没有感测到所述LED(102)的调暗时所述功率因子校正电路(130)处于所述第一状态，且当感测到所述LED(102)的调暗时所述功率因子校正电路(130)处于所述第二状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的来说涉及发光二极管(LED)，并尤其涉及LED控制电路及方法。
技术介绍
发光二极管(LED)用于更换常规的白炽灯泡变得越来越流行。理想地，LED灯泡直接更换常规的白炽灯泡。例如，用户简单地旋开常规的白炽灯泡并将其用LED灯泡更换即可。LED灯泡内的LED以直流(DC)操作，而白炽灯泡以交流(AC)操作，这使得用LED灯泡直接更换白炽灯泡面临一些障碍。用白炽灯泡更换LED灯泡的障碍中的一者是调暗。用于白炽灯泡的常规调暗器对LED无效。为了获得调暗功能而不更换常规的调暗器，LED灯泡具有感测调暗且将与调暗成比例的DC电流输出到LED的控制器。此转换面临LED灯泡中的功率因子的问题。理想地，为了实现高功率因子，输入电流及输入电压应同相。为了实现LED应用中的高功率因子，使用功率因子校正电路以将DC电流提供到LED且使输入AC电压及电流保持同相。理想的功率因子校正电路将使输入电流及输入电压严格同步。此匹配强加关于如何汲取输出电流(驱动LED)的某些需求。出于成本原因，在简易LED驱动器中，在单个步骤中执行AC到DC转换，因此LED电流遵循输入线电压以实现高功率因子。在非调暗应用中，LED电流可遵循输入线电压。然而，在调暗应用中，此关系使调暗器中使用的组件(例如三端双向可控硅)出现问题。例如，功率因子校正电路及方法可产生兼容问题，这使用户看见LED灯泡输出的光中的闪烁。
技术实现思路
在所描述的实例中，LED控制器包含：可连接到电源的输入；及可连接到至少一个LED的输出。功率因子校正电路耦合在输入与输出之间。当校正功率因子时功率因子校正电路以第一状态操作。当没有校正功率因子时功率因子校正电路以第二状态操作。当没有感测到LED的调暗时功率因子校正电路处于第一状态，且当感测到LED的调暗时功率因子校正电路处于第二状态。附图说明图1是LED控制器的实施例的方框图。图2是LED的调暗操作期间到图1的LED控制器的实例输入电压的曲线图。图3是图2的经整流输入电压的曲线图。图4是图1的调暗传感器的一部分的示意图。图5是LED控制器的另一实施例的方框图。图6是图1及图5的LED控制器的操作的流程图。具体实施方式发光二极管(LED)用于已使用常规调暗器的照明应用中。例如，用户可用LED灯泡替换常规的白炽灯泡。如果LED灯泡连接到调暗器，那么本文中揭示的电路及方法使得调暗器能够在不产生闪烁及其它问题的情况下操作并调暗LED灯泡。本文中揭示的电路及方法在没有调暗LED灯泡时通过功率因子校正实现高功率因子。当调暗LED时不校正功率因子。图1中示出LED控制器100的实施例的方框图。如下文描述，当LED102以全功率或接近全功率操作时，LED控制器100提供功率因子校正。当输入信号指示LED102应以全功率操作时，控制器100没有调暗连接到控制器100的LED102。当输入信号指示LED102将调暗超出预定量时，电路100提供LED102的调暗。控制器100具有可连接到AC电源106的输入104。AC电源给LED102提供功率。在一些实施例中，AC电源106通过产生如下文描述的削顶正弦波提供LED102的调暗。在图1的实施例中，输入104耦合到整流器110，其可为全波整流器。整流器110具有连接到或耦合到调暗传感器116的输入114的输出112。在图1的实施例中，调暗传感器116包含有时候称作第二输入118的输入118。输入118可连接到外部调暗电路120。外部调暗电路120以除了通过AC电源106之外的方式将调暗指令或信号提供到控制器100。调暗传感器116包含输出122，其提供指示调暗是否如下文描述般发生的信号。调暗电路116具有另一输出124，其连接到功率因子校正(PFC)电路130的输入126。PFC电路130具有另一输入134，其连接到调暗传感器116的输出122。PFC电路130的输入134处的电压或信号的状态使得PFC电路130能够确定是否施加功率因子校正。当控制器100以其中不发生或发生极小的LED102的调暗的状态操作时，施加功率因子校正。PFC电路130具有输出140，其耦合到或连接到LED驱动器142。在一些实施例中，LED驱动器142提供足够高到操作LED102的电流。LED驱动器142可连接到LED102。虽然图1将LED102示为单个装置，但是LED102可由安装在旋到常规的灯泡插座中的装置中的多个LED形成。在一些实施例中，其它元件或电路可连接在PFC电路130与LED102之间。如果调暗信号与AC电源106集成，那么三端双向可控硅或其它装置塑形由AC电源106输出的电压，这确定调暗水平。AC电源106源自于常规的AC线电压，例如120v、60Hz电源或220v、50Hz电源。AC电源106提供常规白炽灯泡的调暗。调暗操作是由三端双向可控硅或对AC电源102的正弦波进行削顶或切除的其它类似装置或电路提供。图2示出了其中三端双向可控硅或其它类似装置已施加调暗的削顶正弦波138。削顶正弦波138有时候称作相切正弦波。图2中的波形的虚线部分示出了三端双向可控硅施加调暗以产生削顶正弦波138之前的正弦波138。正弦波的实线部分表示由AC电源106输出的调暗信号。如图2中示出，削顶正弦波138导通持续相位140，其有时候称作导通角140。通过减小导通角140，减小传递到白炽灯泡的功率，这导致调暗。由于白炽灯泡具有长的时间常数，因此短的导通角140不应产生用户可能注意到的闪烁。LED102从DC电流源操作；否则，其将表现为闪烁。由于LED具有极短的时间常数，因此其只在其中电流流动的周期期间发光。如果正弦波138用于驱动LED102，那么LED102的短时间常数及削顶正弦波138的低频率将产生用户将容易注意到的闪烁。为了克服此问题，控制器100使用导通角140来确定通过LED102的适当DC电流。LED控制器使用电路的不同实施例来控制由LED102发射的光的强度，且光强取决于导通角140。例如，一些LED控制器使用反激转换器的各个实施例来控制通过LED102的电流。其它实施例使用脉宽调制来控制由LED发射的光的平均强度。PFC电路130提供功率因子校正。为了实现高功率因子，PFC电路130使输入电压及输入电流同步。因为LED102是利用来自AC电源106的电流驱动，所以PFC电路130使输出电流及输入电压同步。可测量到PFC电路130的输入处或到LED驱动器142...

【技术保护点】
一种LED控制器，其包括：输入，其可连接到电源；输出，其可连接到至少一个发光二极管LED；功率因子校正电路，其耦合在所述输入与所述输出之间，其中当校正功率因子时所述功率因子校正电路以第一状态操作，且其中当没有校正所述功率因子时所述功率因子校正电路以第二状态操作，当没有感测到所述LED的调暗时所述功率因子校正电路处于所述第一状态，且当感测到所述LED的调暗时所述功率因子校正电路处于所述第二状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.07 US 61/832,613;2013.11.26 US 14/090,1051.一种LED控制器，其包括：
输入，其可连接到电源；
输出，其可连接到至少一个发光二极管LED；
功率因子校正电路，其耦合在所述输入与所述输出之间，其中当校正功率因子时
所述功率因子校正电路以第一状态操作，且其中当没有校正所述功率因子时所述功
率因子校正电路以第二状态操作，当没有感测到所述LED的调暗时所述功率因子
校正电路处于所述第一状态，且当感测到所述LED的调暗时所述功率因子校正电
路处于所述第二状态。
2.根据权利要求1所述的LED控制器，其中通过监测所述输入而感测调暗。
3.根据权利要求1所述的LED控制器，其中通过测量所述输入处的电压上的导通角
而感测调暗。
4.根据权利要求1所述的LED控制器，其中所述输入可连接到调暗器。
5.根据权利要求1所述的LED控制器，其中所述输入是第一输入，所述LED控制器
进一步包括：第二输入，其可连接到调暗器，且其中通过监测所述第二输入而感测
所述调暗。
6.根据权利要求5所述的LED控制器，其进一步包括：调暗传感器，其耦合到所述
第二输入，所述调暗传感器感测所述第二输入处的调暗且当没有感测到调暗时使所
述功率因子校正电路进入所述第一状态，且当感测到调暗时所述调暗电路使所述功
率因子校正电路进入所述第二状态。
7.根据权利要求1所述的LED控制器，其进一步包括：调暗传感器，所述调暗传感
器感测所述输入处的调暗且当没有感测到调暗时使所述功率因子校正电路进入所
述第一状态，且当感测到调暗时所述调暗电路使所述功率因子校正电路进入所述第
二状态。
8.根据权利要求7所述的LED控制器，其中所述调暗传感器测量所述输入处的所述
电压上的导通角以感测调暗。
9.根据权利要求1所述的LED控制器，其进一步包括：整流器，其耦合到所述输入，
所述整流器具有输出，其中所述功率因子校正电路从所述整流器的所述输出接收功
率；及调暗传感器，其耦合到所述整流器的所述输出，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西·R·莎莉文，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US