LED照明驱动器和驱动方法技术

一种LED照明驱动器具有生成辅助电源的开关模式电源。辅助电源具有虚拟负载、以及用于根据由辅助负载汲取的电流来控制虚拟负载与辅助负载并联的连接的控制电路。以这种方式，由辅助负载汲取的电流变得更加稳定，从而减少了辅助电源波动对光输出的影响。

LED lighting driver and driving method

An LED lighting driver has a switch mode power supply for generating an auxiliary power supply. The auxiliary power supply has a virtual load and a control circuit for controlling the connection of the virtual load and the auxiliary load in parallel according to the current drawn by the auxiliary load. In this way, the current drawn by the auxiliary load becomes more stable, thus reducing the influence of the fluctuation of the auxiliary power supply on the optical output.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】LED照明驱动器和驱动方法
本专利技术涉及LED照明，并且具体地涉及LED照明驱动器。
技术介绍
固态照明单元(特别是基于LED(改型)的灯)在家庭建筑物和办公室中越来越多地被使用。除了高效率之外，归因于新的设计特点、不同的色温、调光能力等，它们同样吸引了消费者。为了使LED照明适合现有的市电照明装置，每个LED灯单元利用转换器电路，转换器电路用于将AC市电转换为DC驱动信号、并且还用于降低电压电平。转换器电路通常包括整流器和开关模式功率转换器。开关模式功率转换器存在各种可能的设计。低成本开关模式功率转换器是单级转换器，诸如降压转换器或降压-升压转换器。在这两种情况下，都存在控制能量传递到负载的主电感器。主电源开关控制能量从输入供应到主电感。主电源开关的操作定时(特别是占空比)控制能量传输。振铃扼流圈转换器(RCC)是一种典型的自振荡转换器，其中开关的循环操作是自控制的，并且被广泛用作低成本LED驱动器。备选地，基于IC的转换器使用IC来控制主电源开关。然后，该IC可以实现附加功能，诸如调光控制。由于LED灯单元内的PCB空间有限，并且为了降低成本，因此希望减小驱动器电路内的组件的尺寸或数目。对于可调光LED，还需要本地控制电路系统。为了降低可调光解决方案的成本，已经提出了将辅助电源与已经需要的开关模式功率转换器集成。可以使用反激辅助电源生成辅助电源。由于辅助组件(诸如电路的微控制器单元(MCU))的动态电流消耗不是预先知道的，因此由辅助电源汲取的电流的变化可能导致闪烁，这在低照明水平下特别地明显。当辅助电源被集成到驱动器中时，这特别是对于LED电流源和驱动器的单级、单串实现是一个问题。
技术实现思路
本专利技术由权利要求限定。根据本专利技术的一个方面的示例，提供了一种LED照明驱动器，该LED照明驱动器包括：开关模式电源，具有用于向LED照明负载传递能量的主储能电感器；以及辅助电源电路，包括：被磁耦合到主储能电感器的电源电感器和用于向辅助负载传递整流电压的整流二极管，其中辅助电源电路包括：虚拟负载；控制电路，用于控制虚拟负载与辅助负载并联的连接；电流感测电路，用于感测由辅助负载汲取的电流并且根据所汲取的电流来控制上述控制电路，该驱动器控制照明负载以及生成辅助电源。为了减少辅助电源需求对被传递到照明负载的功率的影响，使用虚拟负载。特别地，可以使得由辅助负载和虚拟负载组合汲取的电流能够被保持接近恒定。以这种方式，可以防止由辅助电源的波动需求而引起的照明负载输出的闪烁。控制电路例如包括：晶体管和可控电压基准(诸如栅控二极管)，可控电压基准用于控制将晶体管的栅极拉到基准电位，从而使晶体管关断。如果晶体管被接通，则电流被驱动通过虚拟负载，从而增加了由全辅助电源汲取的电流。如果晶体管被关断，则电流不被驱动通过虚拟负载。虚拟负载与晶体管的集电极-发射极沟道(或源极-漏极沟道)串联。应注意，可以使用晶体管电路代替单个晶体管。可以提供用于禁用虚拟负载控制电路的虚拟负载禁用电路。当闪烁不是问题时，这可以被用于防止与虚拟负载相关联的功耗。例如，虚拟负载禁用电路可以适于在待机模式下、或者当LED照明负载的驱动电平超过阈值时禁用控制电路。当处于待机模式时，闪烁不是问题。类似地，当照明负载被驱动到足够明亮的水平时，闪烁变得难以察觉。当LED照明负载的驱动电平低于阈值时，虚拟负载禁用电路优选地适于启用控制电路。这是由对辅助电源的电流需求的波动引起的闪烁问题。虚拟负载禁用电路可以适于禁用控制电路达一定量，该一定量取决于LED照明负载的驱动电平超过阈值的量。因此，可以根据照明水平逐渐实现禁用虚拟负载的使用，而不是在一个照明水平时突然实现禁用虚拟负载的使用。开关模式电源例如包括：单级降压转换器或单级降压-升压转换器。开关模式电源例如包括：非隔离转换器。这些是低成本的，并且因此是低性能驱动器，其中由于辅助电源与主电路负载之间的非完美去耦，闪烁可能是一个问题。本专利技术还提供了一种LED照明电路，该LED照明电路包括：如上面所定义的驱动器；LED照明负载，由驱动器驱动；以及辅助负载，由辅助电源电路驱动。辅助负载可以是实现调光功能的微控制器单元(MCU)。它可以是也控制开关模式电源的主开关的IC。本专利技术还提供一种LED照明方法，该方法包括：使用具有主储能电感器的开关模式电源向LED照明负载传递能量；使用被磁耦合到主储能电感器的电源电感器、和整流二极管来生成辅助电源，并且将辅助电源供应给辅助负载；以及根据由辅助负载汲取的电流来控制虚拟负载与辅助负载并联的连接。当LED照明负载的驱动电平低于阈值时，可以启用虚拟负载控制，而当处于待机模式时或者当LED照明负载的驱动电平超过阈值时，可以禁用虚拟负载控制。禁用虚拟负载控制的量可以取决于LED照明负载的驱动电平超过阈值的量。向LED照明负载传递能量可以包括使用单级非隔离降压转换器或单级非隔离降压-升压转换器。附图说明现在将参考附图详细描述本专利技术的示例，其中：图1示出了标准单级非隔离降压转换器的布局；图2示出了与辅助电源相关联的、根据本专利技术的电路；以及图3示出了根据本专利技术的LED照明驱动方法。具体实施方式本专利技术提供了一种LED照明驱动器，该LED照明驱动器具有生成辅助电源的开关模式电源。辅助电源具有虚拟负载、以及用于根据由辅助负载汲取的电流来控制虚拟负载与辅助负载并联的连接的控制电路。以这种方式，使得由辅助负载汲取的电流更稳定，从而减少了辅助电源需求波动对光输出的影响。本专利技术对于低成本开关模式电源特别感兴趣，其中降压转换器和降压-升压转换器是最常见的示例。图1示出了具有电感器L2作为主储能元件的降压转换器(buckconverter)(即，降压转换器(step-downconverter))。降压转换器具有由两个开关控制的电感器L2中的电流、晶体管形式的主电源开关Mmain、和续流二极管Dfree。电路的负载由电容器Cload表示。主电源开关、电感器和负载串联，并且续流二极管Dfree被并联连接在电感器和负载的串联组合的两端。在晶体管开路状态下，电路中的电流最初为零。当晶体管首次被接通时，电流将开始增加，并且电感器将响应于变化的电流而在其端子两端产生相反的电压。该电压降抵消了输入处的电压，并且因此降低了负载两端的净电压。随着时间的推移，电流的变化率降低，并且电感器两端的电压也随之降低，从而增加了负载处的电压。在此期间，电感器以磁场的形式存储能量。在电流仍然在变化时，晶体管被断开，使得电感器两端始终存在电压降，并且负载处的净电压始终小于输入电压源。电感器交替地用作到负载的电流源和来自输入的电流吸收器。图1示出了主电感器L2也可以被用于生成辅助电源。如图所示，辅助电源包括：被磁耦合到主电感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED照明驱动器，包括：/n开关模式电源，具有用于向LED照明负载(C

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170612 EP 17175516.8;20170405 CN PCT/CN2017/07941.一种LED照明驱动器，包括：
开关模式电源，具有用于向LED照明负载(Cload)传递能量的主储能电感器(L2)；以及
辅助电源电路(20，22)，包括电源电感器(L1)和整流二极管(Drect)，所述电源电感器(L1)被磁耦合到所述主储能电感器(L2)，所述辅助电源电路(20，22)用于向辅助负载(24)传递整流电压，
其中所述辅助电源电路(20，22)包括：
所述辅助负载(24)；
虚拟负载(R7)，与所述辅助负载(24)并联耦合；
控制电路(Q3，U1)，用于控制所述虚拟负载与所述辅助负载(24)并联的连接；以及
电流感测电路(23)，用于感测由所述辅助负载(24)汲取的电流、并且用于根据所汲取的电流来控制所述控制电路(Q3，U1)，使得由所述辅助负载(24)和所述虚拟负载(R7)组合汲取的电流被保持接近恒定。


2.根据权利要求1所述的驱动器，其中所述控制电路包括：晶体管(Q3)和可控电压基准(U1)，所述可控电压基准(U1)用于控制将所述晶体管(Q3)的栅极拉到基准电位，从而使所述晶体管(Q3)关断。


3.根据权利要求1或2所述的驱动器，还包括：虚拟负载禁用电路(26)，用于禁用所述虚拟负载控制电路。


4.根据权利要求3所述的驱动器，其中所述虚拟负载禁用电路(26)适于在待机模式下禁用所述控制电路。


5.根据权利要求4所述的驱动器，其中所述虚拟负载禁用电路(26)适于在所述LED照明负载的驱动电平超过阈值时禁用所述控制电路(Q3，U1)。


6.根据权利要求5所述的驱动器，其中所述虚拟负载禁用电路(26)适于在所述LED照明负载的驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·G·齐杰尔曼，B·J·E·洪特勒，H·M·J·M·卡尔曼，H·M·杨，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL