用于一个或更多个固态光源的功率适配器制造技术

提供了一种功率适配器(20)，包括：用于连接到AC电源的输入(22)，以及耦合到该输入(22)、提供适合于驱动负载(50)的输出的谐振电路(34)。选择谐振电路(34)的电容和电感，以在功率适配器(20)的输入(22)与输出(24)之间提供有效电压的预定改变以及有效电流的相应预定改变。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术申请是申请日为2009年10月8日的、申请号为200980150153.1(国际申请号为PCT/GB2009/051334)以及专利技术名称为“与功率适配器有关的改进”的专利技术专利申请的分案申请。本专利技术涉及功率适配器，尤其涉及适合于提供功率适配器输出与输入之间有效电压的改变的功率适配器。在民用应用中，从干线供给可得到的电压通常是频率50或60Hz的120V－240VAC。在功率适配器用于驱动低压负载(诸，10V负载)的情况下，供给处可得到的电压与驱动负载需要的电压之间的比率在10与20之间。在这种大比率的情况下，因为开关以具有很短的导通时间的小占空比以及对平均比率峰值高的电流波形工作，所以用来驱动低压负载的传统开关模式功率适配器变得很没有效率。因此在现有技术中普遍的是，功率适配器包括匝数比适合于创建电压中的下降和电流中的相应上升的磁变压器。在一些传统功率供给中，在向功率适配器的输入处提供该磁变压器，使得整个功率适配器在较低电压工作。在这种情形中，磁变压器在供电频率(50或60Hz)工作，且相对较笨重和昂贵。在其它情形中，将磁变压器整合成开关电路的一部分，以允许它在功率适配器中电子部件的开关频率工作。这种电路因此具有可以使得磁变压器较小的优点。不过，这些现有技术布置中的所有布置均需要相当笨重和没有效率的磁变压器。现在设计了这样的改进的功率适配器：克服或基本上减轻与现有技术相关联的以上提到的和/或其它缺点。根据本专利技术，提供了一种功率适配器，包括：用于连接到AC电源的输入，以及提供适合于驱动负载的输出、耦合到输入的谐振电路，其中，选择谐振电路的电容和电感，以在功率适配器的输入与输出之间提供有效电压的预定改变以及有效电流的相应预定改变。因为功率适配器在对磁变压器没有任何需要的情况下在功率适配器的输入与输出之间提供有效电压的预定改变、以及有效电流的相应预定改变，所以根据本专利技术的电源主要地是有利的。功率适配器因此可以用于在不需要磁变压器，且不需要在小占空比(相对于开关周期而言接通时间短)工作并具有对平均比率峰值高的电流波形的电子开关电路的情况下，从较高AC干线供给驱动低压负载。特别地，功率适配器可以用于连接到高压AC干线供给(例如，频率50Hz或60Hz的110V或230VAC)，并提供适合于驱动低压固态光源的输出(例如，10－20V)。可以选择谐振电路的电容和电感以在功率适配器的输入与输出之间提供有效电压的预定减小，以及有效电流的相应预定增加。可替选地，可以选择谐振电路的电容和电感以在功率适配器的输入与输出之间提供有效电压的预定增加，以及有效电流的相应预定减小。在目前优选的实施例中，选择谐振电路的电容和电感以提供功率适配器的输入处的有效电压与功率适配器的输出处的有效电压之间的预定比率，以及功率适配器的输入处的有效电流与功率适配器的输出处的有效电流之间的预定比率。将谐振电路优选地配置为提供有效电流相对于通过谐振电感器的有效电流而言增加或减小的输出，使得输出的有效电压相对于电源的有效电压而言相应减小或增加。输出的有效电流优选地相对于通过谐振电感器的电流而言增加到至少2倍或至少减小到1/2倍，以及更优选地，增加到至少5倍或减小到至少1/5倍。另外，输出相对于AC电源而言的有效电压的增加或减小优选地增加到至少2倍或至少减小到1/2倍，更优选地，增加到至少5倍或至少减小到1/5倍。优选地在没有来自磁变压器的协助的情况下实现功率适配器的输入与输出之间有效电压和有效电流的预定改变。的确，功率适配器可以没有任何磁变压器，除了功率适配器中会存在的信号或电源变压器以外。可以在没有来自变压器的协助的情况下实现功率适配器的输入与输出之间有效电压和有效电流的预定改变。然而，可以为功率适配器提供将功率适配器的输出与输入隔离的压电变压器。在该布置中，压电变压器可以在功率适配器的输入与输出之间提供有效电压的进一步预定改变，以及有效电流的进一步预定改变。在为功率适配器提供压电变压器的情况下，可以将压电变压器布置成提供谐振电路的电容的至少一部分。在一个实施例中，压电变压器提供谐振电路的所有电容。包括压电变压器因此在结合到具有谐振电路的功率适配器中时提供数个优点。因而，根据本专利技术进一步的方面，提供了功率适配器，其包括：用于连接到AC电源的输入，耦合到该输入、提供适合于驱动负载的输出的谐振电路，以及将输出与功率适配器的输入隔离的压电变压器。输出优选地适合于驱动恒流负载，诸如固态光源。谐振电路因此优选被配置为提供具有基本上恒定的电压的输出，该基本上恒定的电压是针对AC电源的特定有效电压预先确定的。特别地，谐振电路优选被配置为提升(即升高)或者减低(即降低)功率适配器的输入处接收的实际电压，以在输入AC周期的大部分时间提供基本上恒定的电压，该基本上恒定的电压是针对AC电源的特定有效电压预先确定的。本专利技术的该布置因此使得在较之磁变压器提供的而言更大比例的输入AC周期上，输出能够具有针对AC电源的特定有效电压预先确定的基本上恒定的电压。该布置因此使得功率适配器能够具有较之采用磁变压器提供有效电压预定改变的功率适配器而言更低的大容量储存电容。本专利技术的该布置适合于驱动固定负载。然而，功率适配器也可以被配置为驱动可变负载。特别地，功率适配器可以被配置为在功率适配器提供的输出不足以驱动负载时关断该输出，然后在功率适配器提供的输出足以驱动负载时接通输出。在用于提供适合于驱动恒流负载的输出的特别优选的布置中，谐振电路是LCL串－并联谐振电路。“LCL串－并联谐振电路”意思是包括串联的第一电容器和第一电感器，以及包括第二电感器的并联负载引脚的谐振电路。第一电感器和第一电容器优选地串联连接在谐振电路的两个输入端子之间，且谐振电路优选地包括并联在第一电容器上的负载引脚，其中，负载引脚包括串联连接的用于驱动负载的输出以及第二电感器。特别地，LCL谐振电路优选地具有输入端子和输出端子和第一电感器L1和电容器C1，第一电感器L1从第一输入端子通过与第二电感器L2的公共点连接到第一输出端子，第二输入端子直接连接到第二输出端子，电容器C1连接在两个电感器之间的公共点与输入和输出的两个端子之间的直接连接之间。输入端子优选地被配置为从高频逆变器驱动。第一电感器、第一电容器和第二电感器中的任何一个均可以包括单个感性或容性部件或者这种部件的组合。谐振电路优选地配置为使得在其谐振频率之一，功率适配器在给定有效输入电压提供恒定电流输出，并且优选地在该谐振频率或其次谐波、或者足够接近该谐振频率或其次谐波驱动谐振电路，以便功率适配器适合用于恒流负载，诸如固态光源。特别地，优选地选择第一和第二电感器，使得第一电感器的电抗XL1和第二电感器的电抗XL2在大小上基本上相等，并且在大小上与第一电容器的电抗XC1基本上相等。特别地，在目前优选的实施例中，XL1≈XL2≈－XC1。当选取的部件满足这些条件时，在给定输入电压，传递给负载的电流将会恒定，与连接到功率适配器的负载无关。此外，输入电压的变化将会直接控制传递给负载的恒定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率适配器，包括：用于连接到AC电源的输入，耦合到所述输入、提供适合于驱动负载的输出的LCL串－并联谐振电路，以及用于驱动所述谐振电路的控制器和电子开关，所述控制器适于使用所述开关的接通时间调制以确定所述谐振电路从所述输入引出的电流的波形，其中，所述LCL串－并联谐振电路具有第一谐振频率和第二谐振频率，所述第一谐振频率以给定输入电压提供与所述负载无关的恒定电流输出并且所述第二谐振频率以给定输入电压提供随所述负载变化的电流，所述第二谐振频率在所述输出处提供相对于所述第一谐振频率更大的功率，并且所述功率适配器的所述控制器适于在所述谐振频率之间切换。

【技术特征摘要】
2008.10.08 GB 0818411.1;2008.11.21 GB 0821297.9;201.一种功率适配器，包括：用于连接到AC电源的输入，耦合到
所述输入、提供适合于驱动负载的输出的LCL串－并联谐振电路，以
及用于驱动所述谐振电路的控制器和电子开关，所述控制器适于使用
所述开关的接通时间调制以确定所述谐振电路从所述输入引出的电流
的波形，其中，所述LCL串－并联谐振电路具有第一谐振频率和第二
谐振频率，所述第一谐振频率以给定输入电压提供与所述负载无关的
恒定电流输出并且所述第二谐振频率以给定输入电压提供随所述负载
变化的电流，所述第二谐振频率在所述输出处提供相对于所述第一谐
振频率更大的功率，并且所述功率适配器的所述控制器适于在所述谐
振频率之间切换。
2.如权利要求1所述的功率适配器，其中，所述谐振电路被配置为
提供具有基本上恒定的电压的输出，所述基本上恒定的电压是针对所述
AC电源的特定有效电压预先确定的。
3.如权利要求2所述的功率适配器，其中，所述谐振电路被配置为
提升(即升高)或者减低(即降低)在所述功率适配器的输入处接收
的实际电压，以在输入AC周期的大部分时间提供基本上恒定的电压，
所述基本上恒定的电压是针对所述AC电源的特定有效电压预先确定
的。
4.如任一项在前权利要求所述的功率适配器，其中，所述功率适配
器被配置为在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·萨默兰德，海伦·波洛克，查尔斯·波洛克，
申请(专利权)人：霍尔迪普有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB