用于驱动多个大功率LED单元的系统和设备技术方案

一种用于驱动多个大功率LED单元的系统，该系统包括单个驱动器，用于向多个大功率LED灯单元提供无纹波恒定直流，其中，所述单个驱动器包括数字控制器，其可编程为基于对将能量释放到LED灯单元所花费的持续时间的检测和计算，以每一个预定时间间隔调整无纹波恒定直流，从而调整所述无纹波恒定直流。以上的系统实现了一个驱动器对多个LED灯单元，从而减轻或消除了每一个LED灯单元附接有一个驱动器的需要。

System and device for driving a plurality of high-power LED units

A system for driving a plurality of high power LED unit, the system includes a single drive to a high-power LED lamp unit provides constant DC ripple free, among them, the single drive includes a digital controller, which is based on the programmable detection and calculation of the duration of the energy release to the LED lamp unit cost the, each with a predetermined time interval adjustment ripple free DC constant, thereby adjusting the ripple free DC constant. The above system implements a drive to multiple LED light units, thus reducing or eliminating the need for each LED lamp unit attached to a drive.

【技术实现步骤摘要】
用于驱动多个大功率LED单元的系统和设备本申请是申请日为2012年11月2日、专利技术名称为“用于驱动多个大功率LED单元的系统和设备”的专利申请201280017590.8的分案申请。
本专利技术涉及一种用于驱动多个大功率发光二极管(LED)单元的系统和设备。所述设备尤其适合但不限于在诸如筒灯、T5、T8、暗灯槽、Hi-Bay灯和MR16灯泡等大功率LED灯单元中使用。
技术介绍
本专利技术的背景的以下论述旨在有利于理解本专利技术。然而应理解，该论述并非确认或承认提及的任何材料截至本申请的优先权日在任何权限中是公开的、已知的或公知常识的一部分。传统照明系统通常具有单独驱动系统中使用的灯产品的配置。例如，诸如筒灯的灯产品具有其内置电源或镇流器，其将输入的AC电源转换为更高的AC电压和所需的电流，需要该电压和电流来提供电力，以便例如点燃和激发气体(指的是CFL灯)来点亮筒灯。这种其他灯产品的实例包括T5、T8、暗灯槽、Hi-Bay灯、路灯和泛光灯。类似地，当在照明系统中引入发光二极管(LED)时，LED所采用的配置基于传统照明系统的类似“一个镇流器(控制器)”对“一个灯”的布置。因此，每一个LED灯单元都具有其自己的内置LED驱动器或控制器，其将输入的AC电源转换为DC电压和电流，以点亮LED筒灯。这意味着存在于照明系统中的每一个LED灯单元都具有附带的专用于该特定LED灯单元的控制器，用以将输入的AC电源转换为DC电压和电流，以点亮该特定LED灯单元，即，照明系统中一连串的10个LED筒灯会相应地需要10个LED控制器电路。这些LED控制器增大了每一个灯单元的成本和整体形状因数。图1和图2中分别示出现有技术的LED灯单元和系统。LED灯单元包括经由AC输入端4的AC电源、AC-DCLED驱动器3、LED光/灯模块1和散热器2。当被连接时，AC电源电流会流向AC-DCLED驱动器3的输入。经由AC-DCLED驱动器3中的开关模式电源电路对AC电源电流整流，以向LED光模块1提供所需的DC电压和电流。对于连续点亮操作，由于AC-DCLED驱动器3和LED光模块1上的LED都将产生热，引入散热器2对于确保将在点亮操作期间产生的热从热源相应地引出并耗散掉是重要的。散热器2必须应对从LED光模块和AC-DCLED驱动器二者的散热。结果，如果在点亮操作期间的任何时间，由于针对特定LED照明单元的标准形状因数的尺寸的设计限制，散热器2达到其最大散热能力，这一实现会导致光性能和产品使用寿命的下降。上述的配置具有如下几个缺点：·由于每一个LED光单元都需要其自己的内置控制器电路3用于点亮，当LED光单元处于连续操作中时，LED和控制器电路都会产生相当大的热量。为了减少热量，必须在每一个LED光单元中提供散热器，用于从热源吸热并将热量耗散到周围环境中，以便为LED和控制器提供冷却的环境在其中运行。LED和控制器电路在冷却的环境中运行是重要的，因为这会减小功耗，并因此改善效率。然而，由于标准形状因数，对于每一个LED光单元中的散热器的尺寸存在限制。由于在每一个LED光单元中存在两个产热源(即，LED灯单元和LED控制器)，散热器2在产生相当大热量的连续运行期间通常达到其最大散热能力。结果，这将导致LED光单元的光性能和产品使用寿命的下降。·制造具有内置控制器电路和散热器2的LED光单元通常成本较高，因为它们增加了制造所需的组件数量。而且，散热器还必须设计为在存在由于标准形状因数的其尺寸的约束的情况下，应对从两个热源散热。这进一步增加了生产LED光单元的总体成本。·由于由控制器电路3在LED光单元中将AC电源转换为DC电压和电流，就必须解决与安全性相关的问题。因此，LED光单元必须设计为使得它们满足由标准形状因数强加的标准安全要求和尺寸限制。因此，本专利技术的目的是克服或者至少减轻前述的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种系统和设备，用以减轻以上的问题，并提供“一个驱动器对多个大功率LED灯单元”解决方案。为了实现此，系统和设备适于至少提供与指定额定电流小于5％的相对“无纹波”电流。指定额定电流通常在(但不限于)每个灯单元约350mA到700mA。另外，所提及的“流”、“连接”指的是电流和电连接，除非另有说明。根据本专利技术的第一方案，一种用于驱动多个大功率LED单元的系统，该系统包括单个驱动器，用于向多个大功率LED灯单元提供无纹波恒定直流，其中，所述单个驱动器包括数字控制器，其可编程为基于对将能量释放到LED灯单元所花费的持续时间的检测和计算，以每一个预定时间间隔调整无纹波恒定直流，从而调整所述无纹波恒定直流。优选地，所述单个驱动器以隔离的交流反激配置操作，其具有作为变压器的感应元件，用于隔离变压器的次级端处的多个大功率LED。优选地，所述数字控制器是专用集成电路(ASIC)；所述ASIC进一步可操作为检测并计算由变压器的铁芯将能量释放到多个大功率LED的持续时间，以调节并提供无纹波输出DC电流。优选地将ASIC编程为基于由变压器的铁芯释放能量的持续时间，以每一个时钟周期接收反馈作为输入，以确定下一个时钟周期的无纹波恒定DC电流的量。更优选地，将所述ASIC编程为以每一个时钟周期提供电压波形，以接通或关断电子开关。优选地，多个大功率LED灯单元中的每一个与其他大功率LED灯单元串联。优选地，所述单个驱动器电连接到用于调整所述多个大功率LED灯单元的亮度的调光器电路。所述调光器电路优选地包括电位计、红外接口、运动传感器或环境传感器。优选地，所述系统包括滤波电容器，其可操作为改变其电容，以在调整调光器时保持至少0.9的功率因数。在调光器是电位计的情况下，所述电位计可操作为工作在0到10V电压内。优选地，在隔离反激模式中，变压器的次级端电连接到短路保护电路。优选地，所述ASIC与有源功率因数控制器耦合。更优选地，所述有源功率因数控制器包括至少一个电压跟随器。在此情况下，所述ASIC优选地是14管脚配置，以便控制所述有源功率因数控制器和无纹波恒定DC电流的调整。优选地，每一个大功率LED灯提供有散热器，散热器成形并配置为仅从大功率LED散热。优选地，所述系统进一步包括电子开关，其中，借助根据以下等式的电压控制来实现无纹波恒定DC电流：其中，VOUT是跨输出端的电压；VIN是输入电压；TOFF是隔离变压器的铁芯的放电时间；TON是电子开关的接通时间；L1是变压器的初级绕组的电感值，L2是变压器的次级绕组的电感值。作为隔离配置模式的可替换方案，单个驱动器可以非隔离配置操作，具有根据以下等式操作于连续模式的感应元件：其中，TOFF固定为常数；TON是电子开关的接通时间；T是TON、TOFF和TCALC的总和，其中，TCALC是感应元件的放电时间之后用以计算公式的时间；I1是所需参考电流，IMAX是峰值电流。在滞后控制器配置中，IMAX和I1的值可以是固定的，并且可以确定TON和TOFF定时。根据本专利技术的第二方案，一种LED驱动器，包括：至少一个集成电路(IC)，所述IC可使用硬件描述语言进行编程；第一电子开关，可操作为提供第一开关时间段，以控制功率因数电压，所述第一开关时间段可由所述至少一个IC编程；以及第二电子开关，可操作为提供第二开关时间段，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动多个大功率LED单元的系统，所述系统包括单个驱动器，用于向多个大功率LED灯单元提供无纹波恒定直流，其中，所述单个驱动器包括数字控制器，所述数字控制器可编程为基于对将能量释放到所述LED灯单元所花费的持续时间的检测和计算，以每一个预定时间间隔调整所述无纹波恒定直流，从而调整所述无纹波恒定直流。

【技术特征摘要】
2011.11.04 SG 201108173-4;2012.04.13 SG 201202701-1.一种用于驱动多个大功率LED单元的系统，所述系统包括单个驱动器，用于向多个大功率LED灯单元提供无纹波恒定直流，其中，所述单个驱动器包括数字控制器，所述数字控制器可编程为基于对将能量释放到所述LED灯单元所花费的持续时间的检测和计算，以每一个预定时间间隔调整所述无纹波恒定直流，从而调整所述无纹波恒定直流。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述单个驱动器以隔离的交流反激配置操作，所述隔离的交流反激配置具有作为变压器的感应元件，用于隔离所述变压器的次级端处的所述多个大功率LED。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述数字控制器是专用集成电路(ASIC)；所述ASIC进一步可操作为检测并计算由所述变压器的铁芯将所述能量释放到所述多个大功率LED的所述持续时间，以调节并提供所述无纹波输出DC电流。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述ASIC编程为基于由所述变压器的所述铁芯释放所述能量的所述持续时间，以每一个时钟周期接收反馈作为输入，以确定下一个时钟周期的无纹波恒定DC电流的量。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述ASIC编程为以每一个时钟周期提供电压波形，以接通或关断电子开关。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个大功率LED灯单元中的每一个大功率LED灯单元与其他大功率LED灯单元串联。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述单个驱动器电连接到用于调整所述多个大功率LED灯单元的亮度的调光器电路。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述调光器电路包括电位计、红外接口、运动传感器或环境传感器。9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述系统包括电容器，所述电容器可操作为改变其电容，以在调整所述调光器时保持至少0.9的功率因数。10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述电位计可操作为工作在0到10V的电压内。11.根据权利要求2所述的系统，其中，所述变压器的所述次级端电连接到短路保护电路。12.根据权利要求3所述的系统，其中，所述ASIC与有源功率因数控制器耦合。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述有源功率因数控制器包括至少一个电压跟随器。14.根据权利要求3所述的系统，其中，所述ASIC是14管脚配置。15.根据权利要求1所述的系统，其中，每一个大功率LED灯提供有散热器，所述散热器成形并配置为仅从所述大功率LED散热。16.根据权利要求3所述的系统，其中，所述系统进一步包括电子开关，其中，借助根据以下等式的电压控制来实现所述无纹波恒定DC电流：

【专利技术属性】
技术研发人员：K·F·F·黄，C·B·谭，H·B·谭，A·斯托纳，S·T·陈，
申请(专利权)人：熥昱国际电子私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG