建立降压或升压操作的固态光源驱动器制造技术

本发明专利技术涉及建立降压或升压操作的固态光源驱动器。提供一种能量存储电路，包括开关控制器电路；被耦合到所述开关控制器电路和整流器电路的输入开关电路；和被耦合到所述开关控制器电路和电容器电路的能量存储开关电路；其中所述开关控制器电路被配置以响应于经整流的AC电压向所述输入开关电路和所述能量存储开关电路提供控制器输出，用以当所述经整流的AC电压大于预定值时将所述经整流的AC电压耦合到负载并且给所述电容器电路充电，和用以当所述经整流的AC电压小于所述预定值时将所述电容器电路耦合到所述负载以通过所述负载来对所述电容器电路放电。

Establish a solid-state light source driver for step-down or step-up operation

The present invention relates to a solid-state light source driver for establishing a step-down or step-up operation. An energy storage circuit comprises a switch circuit controller; the input switch circuit is coupled to the switch control circuit and rectifier circuit; and the energy storage switching circuit is coupled to the switch control circuit and a capacitor circuit; wherein the switch control circuit is configured in response to the AC voltage rectifier the input to the switch circuit and the energy storage switch circuit controller is provided to output, when the rectified AC voltage is greater than a predetermined value when the AC voltage rectifier coupled to the load and to the capacitor charging circuit, and used when the rectified AC voltage is less than the predetermined value when the capacitor circuit is coupled to the load on the load of the electric circuit through the discharge vessel.

【技术实现步骤摘要】
建立降压或升压操作的固态光源驱动器本申请是申请日为2013年9月27日、申请号为201310447858.8、专利技术名称为“建立降压或升压操作的固态光源驱动器”的专利技术专利申请的分案申请。政府利益的声明本专利技术根据DOE合作协定No.DE-EE0000611在美国政府支持下完成，被美国能源部奖励。美国政府在本专利技术中可以享有一定权利。
本专利技术涉及照明设备，并且更具体地涉及用于固态光源的电子驱动器。
技术介绍
高亮度固态光源的发展已经导致在各种照明器材中使用这样的设备。通常，固态光源以与白炽灯或气体放电灯根本不同的方式操作，并且因此可能不可连接到为这样的传统光源所设计的传统照明器材。然而可以使用驱动器电路来允许对于传统照明器材作为改进使用包括固态光源的灯。用于固态光源的驱动器电路通常将交流（AC）输入、诸如120V/60Hz线路输入或来自调光器开光的输入转换成用于驱动固态光源的稳定直流（DC）电压。这样的电路通常包括有接收AC输入的整流器和开关转换器电路（switchingconvertercircuit）。开关转换器电路从整流器接收经整流的AC输出，并且向固态光源提供稳定的、经调节的DC输出。各种开关转换器电路配置在本领域中是众所周知的。某些类型的开关转换器电路包括已知配置，诸如降压（buck）转换器、升压（boost）转换器、降压-升压转换器等等，其通常被分类为开关调节器。这些设备包括例如晶体管的开关，其被选择性地操作以允许能量被存储在例如电感器的能量存储设备中，并且然后被转移到一个或多个滤波电容器。（一个或多个）滤波电容器向负载提供相对平稳的DC输出电压并且在能量存储循环之间向负载提供基本上连续的能量。另一种已知类型的开关转换器包括基于变压器的开关调节器，诸如“反激（flyback）”转换器。在基于变压器的开关调节器中，变压器的初级侧被耦合到整流器的经整流的AC输出。在变压器的次级侧处提供经调节的DC输出电压，所述变压器的次级侧与变压器的初级侧是电绝缘的。
技术实现思路
当交替地驱动不同颜色的固态光源以在远处实现所期望的颜色混合时，在诸如那些上述的传统驱动电路情况下的一个问题出现。在这样的配置中，不同类型和数目的不同颜色的固态光源可能具有不同的电流消耗（currentdraw）要求并且可能在不同时间被驱动。这可能为驱动器电路产生变动的输出电压，其有时大于输入电压和有时小于输入电压。处置在驱动器电路的输入和输出处这样的不匹配电压范围的已知途径是采用“降压-升压”或“反激”转换器配置。这些已知配置两者都在电感器中存储能量并且然后将能量放出到与输入有效绝缘的负载。然而，因为这些配置在将能量输送到负载之前可以在电感器中存储百分之一百的能量，所以包括这样的配置的设备表现相对大的电感损耗。在这样的已知驱动器电路配置情况下的另一个问题是AC输入电压在峰值电平和零之间变动，这样在AC输入的每个循环中存在时间周期，那时（when）有很少或没有输入电压用于向负载供应电流。这可能影响功效，即光源的流明每瓦特（LPW）。本专利技术的实施例提供包括开关转换器的驱动器电路，其中当在一个或多个固态光源在“开”和“关”状态之间切换的情况下输出电压变动时，响应于驱动器电路的输出电压，所述开关转换器被置于降压转换器配置或升压转换器配置中。这可以使用单一开关转换器控制器来实现，所述单一开关转换器控制器将开关转换器设置在要么降压要么升压的配置中并且也控制降压和升压开关电路。有利地，这样的电路可以以小尺寸实现并且避免对于用于单独的降压和升压转换器的单独的控制器的需要，或使用遭受上述缺陷的降压-升压或反激配置的需要。实施例也可以或可替换地包括被耦合到输入电压的能量存储电路。能量存储电路可以在当输入电压下降到预定阈值以下时的时间周期期间将电流输送到驱动器电路。这样的能量存储电路考虑到高光源功效，即流明每瓦特（LPW）。在实施例中，提供了驱动器电路。所述驱动器电路包括：控制器电路；被耦合到控制器电路的升压开关电路；被耦合到控制器电路的降压开关电路；和反馈电路，其被耦合到光源并且被配置以向控制器电路提供代表驱动器电路的DC输出的反馈信号；其中控制器电路被配置以响应于反馈信号来控制升压开关电路和降压开关电路，用以当DC输出小于在输入节点处的被耦合到驱动器电路的经整流的AC电压时使用升压转换器配置来调节到光源的电流，和当DC输出大于在输入节点处的经整流的AC电压时使用降压转换器配置来调节到光源的电流。在相关实施例中，控制器电路可以被配置以响应于反馈信号向升压开关电路提供第一输出和向降压开关电路提供第二输出，其中所述第一输出可以被配置以建立升压转换器配置和所述第二输出将降压转换器开关置于导通状态中。在另一个相关实施例中，控制器电路可以被配置以响应于反馈信号向升压开关电路提供第一输出和向降压开关电路提供第二输出，其中所述第二输出可以被配置以建立降压转换器配置而第一输出将升压转换器开关置于非导通状态中。在又一个相关实施例中，升压转换器配置可以包括：升压开关电路；电感器；第一二极管；和电容器；其中升压开关电路可以被耦合到电感器和第一二极管之间的节点并且电容器可以被耦合在第一二极管和地之间。在此外的相关实施例中，降压转换器配置可以包括：电感器；电容器；降压开关电路，其中降压开关电路可以包括被耦合在输入节点和电感器之间的开关；和被耦合到开关和电感器之间的节点的第二二极管。在仍另一个相关实施例中，降压开关电路可以包括开关和比较器，其中控制器电路可以包括降压控制信号输出和时钟输出，并且其中比较器可以包括被耦合到降压控制信号输出的第一输入、被耦合到时钟输出的第二输入和被耦合到开关的输出，以便开关的导通状态响应于比较器的输出而变动。在此外的相关实施例中，控制器电路可以是集成电路控制器并且其中降压控制信号输出可以包括集成电路控制器的误差放大器输出。在仍又一个相关实施例中，光源可以包括第一组固态光源和第二组固态光源，其中第一组固态光源可以包括至少一个固态光源，通过所述至少一个固态光源的电流（throughwhichcurrent）响应于混合电路（mixingcircuit）的输出被切换，其中第二组固态光源可以包括至少一个附加固态光源，所述至少一个附加固态光源被配置以保持在发光状态中而混合电路切换通过所述至少一个固态光源的电流，所述第二组固态光源可以与所述第一组固态光源和混合电路开关的并联组合串联耦合，其中混合电路开关可以被配置以响应于混合电路的输出切换通过第一组固态光源的电流。在此外的相关实施例中，驱动器电路可以此外包括电压参考电路，其中电压参考电路可以包括与第二组固态光源、以及第一组固态光源和混合电路开关的并联组合串联耦合的电阻器。在仍又一个相关实施例中，驱动器电路可以此外包括：整流器电路，其中整流器电路可以被配置以接收交流（AC）输入电压和在输入节点处提供经整流的AC电压；和能量存储电路，其包括：开关控制器电路；被耦合到开关控制器电路和整流器电路的输入开关电路；被耦合到开关控制器电路和电容器电路的能量存储开关电路；其中开关控制器电路可以被配置以响应于经整流的AC电压向输入开关电路和能量存储开关电路提供控制器输出、用以当经整流的AC电压大于预定值时将经整流的AC电压耦合到负本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量存储电路，包括：开关控制器电路；被耦合到所述开关控制器电路和整流器电路的输入开关电路；和被耦合到所述开关控制器电路和电容器电路的能量存储开关电路；其中所述开关控制器电路被配置以响应于经整流的AC电压向所述输入开关电路和所述能量存储开关电路提供控制器输出，用以当所述经整流的AC电压大于预定值时将所述经整流的AC电压耦合到负载并且给所述电容器电路充电，和用以当所述经整流的AC电压小于所述预定值时将所述电容器电路耦合到所述负载以通过所述负载来对所述电容器电路放电。

【技术特征摘要】
2012.09.28 US 13/6297101.一种能量存储电路，包括：开关控制器电路；被耦合到所述开关控制器电路和整流器电路的输入开关电路；和被耦合到所述开关控制器电路和电容器电路的能量存储开关电路；其中所述开关控制器电路被配置以响应于经整流的AC电压向所述输入开关电路和所述能量存储开关电路提供控制器输出，用以当所述经整流的AC电压大于预定值时将所述经整流的AC电压耦合到负载并且给所述电容器电路充电，和用以当所述经整流的AC电压小于所述预定值时将所述电容器电路耦合到所述负载以通过所述负载来对所述电容器电路放电。2.权利要求1所述的能量存储电路，其中所述输入开关电路和所述整流器电路跨越所述负载被串联耦合。3.权利要求1所述的能量存储电路，其中所述能量存储开关电路和所述电容器电路跨越所述负载被串联耦合。4.权利要求1所述的能量存储电路，其中所述输入开关电路包括被耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：F帕尔默，
申请(专利权)人：奥斯兰姆施尔凡尼亚公司，
类型：发明
国别省市：美国,US