用于发光二极管光源的负载控制装置制造方法及图纸

一种用于电负载(102)的负载控制装置(100)可以在正常模式和突发模式下操作以调整传送到电负载的功率量。该负载控制装置(100)包括控制电路(150)，该控制电路(150)在正常模式下操作以在最大额定电流和最小额定电流之间调节通过负载(102)传导的负载电流(ILOAD)的平均大小。在正常模式期间，控制电路(150)可以在高端操作周期和低端操作周期之间控制负载调节电路(140)的操作周期。控制电路(150)可以在突发模式下操作以将负载电流(ILOAD)的平均大小调节到最小额定电流以下。在突发模式期间，控制电路(150)可以将低端操作周期调整为小于或等于负载调节电路(140)的最小接通时间。

Load Control Device for Light Emitting Diode Light Source

A load control device (100) for an electric load (102) can operate in normal mode and burst mode to adjust the amount of power transmitted to the electric load. The load control device (100) includes a control circuit (150), which operates in a normal mode to adjust the average size of the load current (ILOAD) transmitted through the load (102) between the maximum rated current and the minimum rated current. During the normal mode, the control circuit (150) can control the operation cycle of the load regulating circuit (140) between the high-end operation cycle and the low-end operation cycle. The control circuit (150) can operate in burst mode to adjust the average load current (ILOAD) below the minimum rated current. During burst mode, the control circuit (150) may adjust the low-end operation period to a minimum turn-on time less than or equal to that of the load regulating circuit (140).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于发光二极管光源的负载控制装置相关申请的交叉引用本申请要求2015年6月19日提交的美国临时专利申请No.62/182,110的权益。
技术介绍
发光二极管(LED)光源(即，LED光引擎)经常代替传统白炽灯、荧光灯或卤素灯等或作为其替代品使用。LED光源可以包括安装在单个结构上并设置在合适的外壳中的多个发光二极管。与白炽灯、荧光灯和卤素灯相比，LED光源通常更高效并且提供更长的操作寿命。为了恰当地照明，LED驱动器控制装置(即，LED驱动器)必须耦合在交流(AC)源与LED光源之间，以用于调节供应给LED光源的功率。LED驱动器可以将提供给LED光源的电压调节为特定值，将供应给LED光源的电流调节为特定峰电流值，或者可以调节电流和电压二者。LED光源通常被额定为经由两种不同的控制技术之一来驱动：电流负载(load)控制技术或电压负载控制技术。额定用于电流负载控制技术的LED光源还由额定电流(例如，大约350毫安)来表征，通过LED光源的电流的峰值大小应该被调节到该额定电流以确保LED光源被照亮到适当强度和颜色。相反，额定用于电压负载控制技术的LED光源由额定电压(例如，大约15伏)来表征，LED光源两端的电压应该被调节到该额定电压以确保LED光源的正确操作。通常，额定用于电压负载控制技术的LED光源中的每个LED串包括电流平衡调节元件以确保每个并联支路具有相同的阻抗，以使得在每个并联串中拉引相同的电流。已知的是可以对LED光源的光输出进行调光。对LED进行调光的不同方法包括脉宽调制(PWM)技术和恒流减少(CCR)技术。对于以电流或电压负载控制模式/技术控制的LED光源，可以使用脉宽调制调光。在脉宽调制调光中，具有变化的占空比的脉冲信号被供应给LED光源。如果使用电流负载控制技术来控制LED光源，则在脉冲信号的占空比的接通(on)时间期间，供应给LED光源的峰值电流保持恒定。然而，随着脉冲信号的占空比变化，供应给LED光源的平均电流也变化，从而使LED光源的光输出的强度变化。如果使用电压负载控制技术来控制LED光源，则在脉冲信号的占空比的接通时间期间供应给LED光源的电压保持恒定以便实现期望的目标电压电平，并且负载电压的占空比变化以调整光输出的强度。恒流减少调光通常仅用在使用电流负载控制技术控制LED光源时。在恒流减少调光中，持续地向LED光源提供电流，然而，提供给LED光源的电流的DC大小变化，因此调整光输出的强度。在2010年7月23日公布的共同转让的美国专利No.8,492,987和2013年3月14日公开的美国专利申请公开No.2013/0063047中更详细地描述了LED驱动器的示例，其均题为“LOADCONTROLDEVICEFORALIGHT-EMITTINGDIODELIGHTSOURCE”，其全部公开内容通过引用并入本文。使用传统技术对LED光源进行调光可导致人类视觉可感知的光强度的改变。如果在LED光源接近其强度范围的低端(例如，最大强度的5％以下)的同时发生调光，则该问题可能更明显。因此，可能期望用于精细调节LED光源的强度的系统、方法和手段。
技术实现思路
如本文所述，一种用于控制传送给电负载的功率量的负载控制装置能够调整通过电负载传导的负载电流的平均大小。该负载控制装置可以包括负载调节电路，该负载调节电路被配置为控制负载电流的大小以控制传送到电负载的功率量。负载控制装置可以包括由操作周期(period)表征的逆变器电路。负载控制装置还可以包括控制电路，该控制电路耦合到负载调节电路并被配置为调整逆变器电路的接通时间以控制负载电流的平均大小。控制电路可被配置为在正常模式和突发(burst)模式下操作。突发模式可以包括突发模式周期的活动(active)状态周期期间的活动状态和突发模式周期的非活动(inactive)状态周期期间的非活动状态。在正常模式期间，控制电路可被配置为通过保持突发模式周期的活动状态和非活动状态的周期恒定并调整目标负载电流来调节负载电流的平均大小。在突发模式期间，控制电路可被配置为通过调整突发模式周期的活动状态和非活动状态周期的长度来调节负载电流的平均大小。在突发模式期间，控制电路可被配置为通过调整逆变器电路的接通时间直到接通时间小于或等于最小接通时间来调整逆变器电路的操作周期。在正常模式期间，控制电路可被配置为例如作为负载电流的函数在调整的低端操作周期和高端操作周期之间控制逆变器电路的操作周期。即使控制电路未被配置为在突发模式下操作，控制电路也可被配置为调整逆变器电路的操作周期。当目标负载电流接近或低端转变值以下时，控制电路可以通过调整逆变器电路的接通时间来调整逆变器电路的操作周期。该调整可以进行直到逆变器电路的接通时间小于或等于最小接通时间。当目标负载电流大于或等于低端转变值时，控制电路可以例如作为负载电流的函数在调整的低端操作周期和高端操作周期之间调整逆变器电路的操作周期。附图说明图1是用于控制LED光源的强度的发光二极管(LED)驱动器的简化框图。图2是作为目标强度的函数的图1的LED驱动器的目标负载电流的示例图线。图3是作为目标强度的函数的图1的LED驱动器的突发占空比的示例图线。图4是图示当在突发模式下操作时图1的LED驱动器的负载调节电路的操作的示例状态图。图5是LED驱动器的隔离正激转换器和电流感测电路的简化示意图。图6是图示正激转换器的储能电感器的磁芯组的示例图。图7示出图示当LED光源的强度接近高端强度时正激转换器和电流感测电路的操作的示例波形。图8示出图示当LED光源的强度接近低端强度时正激转换器和电流感测电路的操作的示例波形。图9示出图示当在突发模式下操作时LED驱动器的正激转换器的操作的示例波形。图10是图示当负载调节电路在突发模式下操作时的负载电流的示例波形的图。图11是示出当负载调节电路在突发模式下操作时相对平均光级可如何根据包括在活动状态周期中的逆变器循环的数量而改变的示例图线。图12是示出当逆变器电路在两个不同的低端频率下操作时由于在活动状态周期中包括一个附加逆变器循环，突发占空比可如何改变的示例图线。图13是作为目标强度的函数的LED驱动器的操作频率的示例图线。图14示出图示在突发模式期间LED驱动器的控制电路和逆变器电路的操作的示例图线。图15是用于在正常模式和突发模式下操作LED驱动器的正激转换器的示例程序的简化流程图。图16是示例低端周期调整程序的简化流程图。具体实施方式图1是用于控制传送到诸如LED光源102(例如，LED光引擎)的电负载的功率量，并因此控制电负载的强度的例如为发光二极管(LED)驱动器100的负载控制装置的简化框图。LED光源102被示出为串联连接的多个LED，但是可以根据具体照明系统包括单个LED或者并联连接的多个LED或其合适的组合。LED光源102可以包括一个或多个有机发光二极管(OLED)。LED驱动器100可以包括适于耦合到交流(AC)电源(未示出)的热端子H和中性端子。LED驱动器100可以包括射频(RFI)滤波器电路110、整流器电路120、升压转换器130、负载调节电路140、控制电路150、电流感测电路160、存储器170、通信电路180和/或电源190。RFI滤波器电路11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制传送到电负载的功率量的负载控制装置，所述负载控制装置包括：负载调节电路，所述负载调节电路被配置为控制通过所述电负载传导的负载电流的大小以控制传送到所述电负载的功率量，所述负载调节电路包括由操作周期和占空比表征的逆变器电路；以及控制电路，所述控制电路耦合到所述负载调节电路并被配置为控制所述负载电流的平均大小，所述控制电路被配置为在正常模式和突发模式下操作，所述突发模式包括突发模式周期的活动状态周期期间的活动状态和所述突发模式周期的非活动状态周期期间的非活动状态；其中，在所述正常模式期间，所述控制电路被配置为通过调整所述逆变器电路的接通时间来将所述负载电流的平均大小朝着目标负载电流调节；并且其中，在所述突发模式期间，所述控制电路被配置为通过在保持所述逆变器电路的占空比恒定的同时将所述逆变器电路的接通时间调整为小于或等于最小接通时间的值来将所述逆变器电路的操作周期调整为低端操作周期，所述控制电路还被配置为通过调整所述活动状态周期的长度和所述非活动状态周期的长度来将所述负载电流的平均大小朝着所述目标负载电流调节。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.19 US 62/182,1101.一种用于控制传送到电负载的功率量的负载控制装置，所述负载控制装置包括：负载调节电路，所述负载调节电路被配置为控制通过所述电负载传导的负载电流的大小以控制传送到所述电负载的功率量，所述负载调节电路包括由操作周期和占空比表征的逆变器电路；以及控制电路，所述控制电路耦合到所述负载调节电路并被配置为控制所述负载电流的平均大小，所述控制电路被配置为在正常模式和突发模式下操作，所述突发模式包括突发模式周期的活动状态周期期间的活动状态和所述突发模式周期的非活动状态周期期间的非活动状态；其中，在所述正常模式期间，所述控制电路被配置为通过调整所述逆变器电路的接通时间来将所述负载电流的平均大小朝着目标负载电流调节；并且其中，在所述突发模式期间，所述控制电路被配置为通过在保持所述逆变器电路的占空比恒定的同时将所述逆变器电路的接通时间调整为小于或等于最小接通时间的值来将所述逆变器电路的操作周期调整为低端操作周期，所述控制电路还被配置为通过调整所述活动状态周期的长度和所述非活动状态周期的长度来将所述负载电流的平均大小朝着所述目标负载电流调节。2.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中，所述控制电路被配置为将所述低端操作周期存储在存储器中。3.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中，在所述正常模式期间，所述控制电路被配置为在所述目标负载电流达到高端转变值之后将所述逆变器电路的操作周期维持在高端操作周期。4.根据权利要求3所述的负载控制装置，其中，所述高端转变值约等于所述电负载的最大额定电流。5.根据权利要求3所述的负载控制装置，其中，所述高端转变值小于所述电负载的最大额定电流。6.根据权利要求3所述的负载控制装置，其中，所述控制电路被配置为当所述目标负载电流在低端转变值和所述高端转变值之间时，在所述低端操作周期和所述高端操作周期之间调整所述逆变器电路的操作周期。7.根据权利要求3所述的负载控制装置，其中，所述低端操作周期比所述高端操作周期短。8.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中，在所述突发模式期间，所述控制电路被配置为周期性地将所述逆变器电路的操作周期减小预定量，直到所述逆变器电路的接通时间小于或等于所述最小接通时间。9.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中，在所述正常模式期间，所述控制电路被配置为从最大额定电流到最小额定电流调节所述负载电流的平均大小，并且其中，在所述突发模式期间，所述控制电路被配置为将所述负载电流的平均大小调节到所述最小额定电流以下。10.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中，在所述突发模式期间，所述控制电路被配置为按照取决于所述逆变器电路的所述低端操作周期的第一调整步长调整所述突发模式周期的所述活动状态周期的长度。11.根据权利要求10所述的负载控制装置，其中，在所述突发模式期间，所述控制电路被配置为在保持所述突发模式周期的长度恒定的同时按照所述第一调整步长调整所述活动状态周期的长度。12.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中，所述负载调节电路包括用于LED光源的LED驱动电路。13.根据权利要求1所述的负载控制装置，还包括：电流感测电路，所述电流感测电路被配置为向所述控制电路提供指示所述负载电流的大小的负载电流反馈信号，其中，在所述正常模式期间，所述控制电路被配置为响应于所述负载电流反馈信号将所述负载电流的平均大小调节到所述目标负载电流。14.一种用于控制LED光源的强度的LED驱动器，所述LED驱动器包括：LED驱动电路，所述LED驱动电路被配置为控制通过所述LED光源传导的负载电流的大小并控制所述LED光源的强度，所述LED驱动电路包括由操作周期和占空比表征的逆变器电路；以及控制电路，所述控制电路耦合到所述LED驱动电路并被配置为控制所述负载电流的平均大小，所述控制电路被配置为在正常模式和突发模式下操作，所述突发模式包括突发模式周期的活动状态周期期间的活动状态和所述突发模式周期的非活动状态周期期间的非活动状态；其中，在所述正常模式期间，所述控制电路被配置为通过调整所述逆变器电路的接通时间来将所述负载电流的平均大小朝着目标负载电流调节；并且其中，在所述突发模式期间，所述控制电路被配置为通过在保持所述逆变器电路的占空比恒定的同时将所述逆变器电路的接通时间调整为小于或等于最小接通时间的值来将所述逆变器电路的操作周期调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：小罗伯特·D·史蒂芬斯，马修·R·扎特曼，
申请(专利权)人：卢特龙电子公司，
类型：发明
国别省市：美国,US