发光二极管驱动装置制造方法及图纸

一种用于驱动ＬＥＤ如高通量照明ＬＥＤ的电路装置包括：变压器（１８），具有用于驱动所述ＬＥＤ的次级绕组（１８ｂ）以及初级绕组；半桥装置（１６），被馈送以输入电压（ＩＶ）并且耦合到变压器（１８）；谐振电路（Ｃ１，Ｃ２，Ｌｕ１；Ｃ１，Ｃ２，ＬＤ１），在半桥装置（１６）与变压器（１８）的初级绕组之间，该谐振电路具有给定的谐振频率（ｆｒ）；以及控制器（２０），被配置用于以在第一值（ｆ１）与第二值（ｆ２）之间可变的开关频率来开关（２２ａ，２２ｂ）半桥装置（１６）。第二值（ｆ２）比第一值（ｆ１）更接近在半桥装置（１６）与变压器（１８）的初级绕组之间产生的谐振电路（Ｃ１，Ｃ２，Ｌｕ１；Ｃ１，Ｃ２，ＬＤ１）的谐振频率（ｆｒ）。这产生提升经由变压器（１８）向ＬＥＤ馈送的电压的效果。优选地以经由置于电源的壳体之外的整流器连接至变压器（１８）的次级绕组（１８ｂ）的ＬＥＤ串的形式来包括ＬＥＤ。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于发光二极管(LED)的驱动装置。特别关注于本专利技术在驱动用作光源的LED (所谓高通量LED)方面 的可能应用而开发了本专利技术，在该应用中，良好的功率因数是要遵守的基 本要求。
技术介绍
一种用于驱动LED的良好候选电路装置是所谓半桥(HB )谐振拓朴 结构。在这样的装置中，经由变压器的次级绕组驱动一个或多个LED。 变压器的初级绕组是谐振电路的一部分，向变压器的初级绕组的馈送经由 由半桥控制器驱动的半桥装置来进行。馈送至谐振电路的电压因此基本上 是具有由电源电压的50-60 Hz正弦波形调制的包络的、频率范围在20-200 kHz内的方S皮。这样的装置的一个基本缺点在于当输入半桥的电压低于LED阈值 电压与变压器匝数比(初级匝lt/次级匝数)之积时，不能发生能量转移。 这导致电源上相当长的零电流时段并因此导致不良功率因数。理论上可以通过减少变压器匝数比(初级匝勿次级匝数)来解决此 问题。然而，这会不希望地导致与被驱动的一个或多个LED的适应失配， 同样还会不希望地导致初级侧电流的剧增。在这后一方面，值得一提的是，通常期望所考虑的LED驱动装置被 包括在亦必须在安全性和电磁干扰(EMI)方面遵守相当严格的规定的紧 凑、如预期的廉价、低功率的驱动器中。
技术实现思路
本专利技术的目的因此在于提供上文中结合半桥拓朴结构描述的问题的 有效解决方案。根据本专利技术，借助于具有在后续权利要求中阐明的特征的装置来实现 该目的。权利要求是这里提供的本专利技术公开内容的组成部分。附图说明现在将参照附图仅通过例子来描述本专利技术，在附图中—图1是这里描述的装置的第一实施例的框—图2是图示了这里描述的装置的可替选实施例的框图；以及-图3和图4A^示图l和图2中的电路的工作的图。具体实施例方式首先概述图1和图2中所示的电路装置。这两幅图都示出了用作一个或多个LED L的驱动电路的电路装置 (总体上表示为10)。在这两幅图中，都仅示出了一个LEDL，但所述装 置亦可以用于驱动串联连接于各整流器的和/或并联连接于各整流器的一 个或多个附加LED，如这两幅图中示意性示出的那样。以本身已知的方式，经由包括一对二級管D1、 D2和一对电容器C3、 C4的"倍压器"驱动LEDL的一个或多个串。这些二极管充当整流器以 便保证电流以令LED充当光源的方向通过所述一个或多个LED。可替选 地，可以经由全桥整流器驱动LEDL的一个或多个串。电路10在使用时连接至交流电源Vin(通常为200-240V或100-120V 50-60 Hz电源)。从处于最上游的电源Vin到处于最下游的一个或多个LED L，装置 IO的总体装置包括—用以从功率馈送中滤除不希望的高频噪声分量的线路滤波器12，-向半桥整流器16馈送的桥式整流器14，以及-具有由该半桥统送的初级绕组18a和又向一个或多个LED L馈送 的次级绕纟且18b的变压器18。桥式整流器14在第一线16a (其以第二线16b为基准)上向半桥装 置16供应14Ui为电压的信号。电阻器17布置在地与点17a之间、第二线16b上。在点17a生成一电压，可以作为对馈送至半桥16的电流的强 度的度量来感测该电压。点17a的"电流强度"信号被馈送至控制器电路20。控制电路或控 制器20还经由线20a感测线16a上的电源电压信号以及LED电流>^馈信 号。如下文中更详细描述的那样，在线21上提供此LED电流反馈信号。控制器20控制通常采取MOSFET Sl、 S2的形式的两个电子开关 22a、 22b。除非下文中另有说明，至此描述的总体电路布局与本领域中已知的总 体装置相对应，从而使得无需在此更详细地描述其结构和工作。这也适用 于如下能力4吏得控制器20使施加于电子开关22a、 22b的驱动信号有选择地适应于不同工作务fr o此能力主要通过如下方法实现才艮据在17a和经由线20a和22感测 到的信号改变施加于电子开关22a、22b的控制栅的方波驱动信号的频率， 以l更稳定一个或多个LED L的工作条件。由控制器20驱动的电子开关22a、 22b布置在半桥装置16的两个臂 上，这两个臂将两个线16a和16b与变压器18的初级绕组18a的一个端 口或端子相连接。类似地将两个电容器Cl、 C2布置在半桥装置16的其它两个臂上， 这两个臂将线16a、 16b与变压器18的初级绕组18a的另一个端口或端子 相连接。在图1中所示装置中，电容器Cl和C2与变压器18的激磁电感Lul 一起构成并联谐振电路。变压器18的激磁电感Lul可以建模为与变压器 18的初级绕组18a并联连接的电感器。所述谐振电路亦包括表示该变压器的漏电感的、与初级绕组18a串联 连接的电感器LD1。无论采用何种特定装置，所述谐振频率的典型值都低于开关频率。图1中所示装置的基本工作原理使得所述谐振电路在电源电压的零 交越瞬间附近提升一个或多个LED上的电压。这样的电压提升效果保证 了甚至当半桥装置16的输入电压低于LED阈值电压(与变压器18的匝 数比之积)时仍发生能量转移。特定而言，包括谐振电感(Lul加LD1)的并联谐振转换器具有提升电压直至LED阈值电压的能力。转换器这样的提升效果随着控制器20 向电子开关22a、22b施加的开关频率逼近该谐振装置的谐振频率而增强。参照图3更好地解释此工作原理。从本质上说，图3描绘了输入电压对LED电压增益G (纵坐标)与 控制器20的开关频率f (横坐标)之间关系的特性。图3的峰值特性与谐振电路的品质因数Q相关，品质因数Q可以以 已知方式设计成与电路的特定工作要求相匹配。一般而言，如果控制器开关频率从"标称"值fl变化到更接近谐振 电路的谐振频率fr (即图3中的峰值)的另一值f2，则增益值G相应地 从第一值Gl增大到更高的第二值G2。fl的典型值比f2的典型值大几十k Hz，而f2的典型值比fr的典型 值大几十kHz。因此，可以使控制器20以本身已知的方式工作为在交变正弦波输入 线电压的半个周期期间改变施加于电子开关22a、22b的驱动信号的频率。 这通过如下方法实现在输入电压的零交越点附近减小该频率(例如从fl 到f2)以使得所述频率更接近谐振频率fr以便提升输入电压，而在其余 时间和在电源电压的峰值附近增大施加于电子开关22a、 22b的驱动信号 的频率(例如将其恢复到fl )。图4示意性表示了这样的特性。在图4中，在公共时间轴t上描绘了控制器20向电子开关22a、 22b 的^f施加的开关信号SW以及来源于电源Vin的输入电压IW的半个周 期。可以根据图3中所示的谐振图和根据所希望的提升效果任意地(可能 依据实验测试结果或借助于一乘数自动地)调整开关信号SW的频率在输 入电压IW的半个周期内变化的特定规则。上面结合图3描述的提升机制通过降低转换器20的开关频率(即通 it^频率fl转到频率f2 )使得这样的开关频率更接近包括电容器Cl、 C2 的谐振装置的谐振频率fr。本领域的技术人员应容易理解，至少从理论上 说，类似效果可以在需要提升效果时以互补方式(即通过有选择地增大转 换器20的开关频率)来实现。参考图3的曲线图，此可替选装置要求频 率fl低于频率O而频率f2又低于频率fr。这样的可替选装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动至少一个ＬＥＤ的电力供应装置，包括：　－变压器（１８），具有用于驱动所述至少一个ＬＥＤ的次级绕组（１８ｂ）以及初级绕组（１８ａ），　－半桥装置（１６），被馈送以输入电压（ＩＶ）并且耦合到所述变压器（１８），　－谐振电路（Ｃ１，Ｃ２，Ｌｕ１；Ｃ１，Ｃ２，ＬＤ１），在所述半桥装置（１６）与所述变压器（１８）的初级绕组（１８ａ）之间，所述谐振电路具有谐振频率（ｆｒ），以及　－控制器（２０），被配置用于以在至少一个第一值（ｆ１）与至少一个第二值（ｆ２）之间可变的开关频率来开关（２２ａ，２２ｂ）所述半桥装置（１６），其中所述第二值（ｆ２）比所述第一值（ｆ１）更接近所述谐振频率（ｆｒ），从而产生提升经由所述变压器（１８）向所述至少一个ＬＥＤ馈送的电压的效果。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗德安娜，阿尔贝托费罗，尼古拉赞福林，
申请(专利权)人：奥斯兰姆有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]