用于向LED阵列提供可变功率的驱动器制造技术

技术编号:4226178 阅读:226 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种用于向LED阵列提供可变功率的驱动器,该驱动器可以通过调光器耦合到AC电源,其包括滤波整流单元、开关电源单元以及控制单元。滤波整流单元用于衰减EMI并且将来自AC电源的交流电转换成直流电输出。开关电源单元用于接收该直流电输出并且向LED阵列提供输出电流。控制单元用于响应于调光参考信号与反馈信号之间的比较而确定该输出电流,其中调光参考信号代表该交流电的相位调制信息,反馈信号代表该输出电流的平均值。因此,LED阵列可以通过初级侧的调光器进行控制以便调节光输出,并且可以在当前现有的照明设施中使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及用于向发光二极管(LED)阵列提供功率的驱动 器,更特别地,涉及用于向LED阵列提供可变功率的驱动器。此外,本 专利技术还涉及用于向LED阵列提供可变功率的方法。
技术介绍
发光二极管(LED)用作一种固态光源,与诸如白炽灯或者荧光灯 之类的传统光源相比,其优点是紧凑、高效、好的色泽、多种以及可变 颜色等等。因此,LED很好地被应用于室内照明、装饰照明以及室外照 明。这些应用中的一些要求来自LED的输出光可以从最大光输出的1% 调节到最大光输出的100%,即用户通常要求调光能力。为了对LED的光输出进行调光(dim),要求控制LED驱动器的输 出电流以便跟随一定的调光输入。当前,大多数LED驱动器通过经由增 强型金属氧化物半导体场效应晶体管(Mosfet)斩削输出电流来实现调 光功能,通过经由调光输入改变Mosfet的占空比,可以控制输入到LED 的电流。可替换地,调光功能还可以通过由调光输入调制输出电流来实 现,该调光输入通常是沖莫拟电压电平或者PWM (脉宽调制)信号。这 些调光方法具有的共同特征是,调光输入处于驱动器的次级侧,称为次 级调光。在传统照明中,相位调制调光器通常用于对光输出进行调光,并且 通常连接在驱动器的电源输入端(即初级侧)。相位调制调光器切割来 自电源的输入电压的相位,从而输入到灯头的输出电流受到控制。因此, 通过旋转调光器的旋钮,用户可以容易地控制光输出。因为调光输入处 于驱动器的初级侧,因而这种调光方法称为初级调光。由于上述LED驱动器的调光输入位于次级侧而不是初级侧,因而 这些LED驱动器与最初用来改变来自传统照明的光输出的亮度或强度 的相位调制调光器一般是不兼容。因此,大多数这些驱动器与现有的 明系统设施,比如与一般用于白炽或者焚光照明的照明系统设施, 一般 也是不兼容的。因此,希望开发出一种与现有相位调制调光器兼容的LED驱动器。
技术实现思路
依照本专利技术的一个方面,本专利技术提出用于向至少一个LED阵列提 供可变功率的驱动器。该驱动器可通过相位调制调光器耦合到交流电 源,其包括滤波整流单元、开关电源单元以及控制单元。滤波整流单元 用于衰减来自/去往交流电源的电磁干扰(EMI)并且进一步将来自交流 电源的交流电转换成直流电输出。开关电源单元用于接收来自滤波整流 单元的该直流电输出并且向LED阵列提供输出电流。控制单元用于响应 于调光参考信号与反馈信号之间的比较而确定到LED阵列的输出电流, 该调光参考信号代表当该交流电的相位角由调光器进行调制时该交流 电的相位调制信息,该反馈信号代表传输到LED阵列的输出电流的平均 值。依照本专利技术的另一个方面,本专利技术提供了一种照明器件,其包括至 少一个LED阵列以及上述驱动器。依照本专利技术的又一个方面,本专利技术的一个实施例提出了用于向至少 一个LED阵列提供可变功率的方法。该方法包括以下步骤通过电源向 LED阵列提供电流;以及依照该电源输入侧的调光命令信号调节所述电 流,其中该调节步骤是基于调光参考信号与反馈信号之间的比较来实现 的,该调光参考信号代表电源输入侧的相位调制信息,该反馈信号代表 到LED阵列的电流的平均值。借助于依照本专利技术实施例的驱动器/方法,LED阵列可以通过各种 安装在初级侧(即输入侧)的开关,如相位调制调光器,来进行控制以 调节其光输出,进而可利用当前现有的照明设施。附图说明本专利技术的上述形式以及其他形式、特征和优点根据与附图结合的当 前优选实施例的下列详细描述将变得更加清楚明白。所述详细描述和附 图只是说明而不是限制本专利技术。图1示出了依照本专利技术第一实施例的驱动器的示意图; 图2示出了依照本专利技术第二实施例的驱动器的电路图; 图3示出了依照本专利技术第三实施例的驱动器的电路图。具体实施例方式图1说明了依照本专利技术第一实施例的驱动器10。驱动器IO被配置 成向LED阵列20提供可变功率。驱动器10通过调光器30耦合到交流 电源40以便将来自交流电源40的交流电变4灸成适于LED阵列20并且 满足不同调光要求的直流电。驱动器10包括滤波整流单元50、开关电源单元60以及控制单元 70。滤波整流单元50用于衰减来自和/或去往交流电源40的电磁干扰 (EMI)并且进一步将来自交流电源40的交流电转换成直流电输出。开 关电源单元60用于从滤波整流单元50接收直流电输出并且在控制单元 70的控制下进一步向LED阵列20提供输出电流。控制单元70适于响 应于调光参考信号与反馈信号之间的比较而确定到LED阵列20的输出 电流,所述调光参考信号代表当交流电的相位角由调光器30进行调制 时交流电的相位调制信息,所述反馈信号代表到LED阵列20的输出电 流的平均值。 '可选择地,控制单元70可以包括第一采样子单元71、第二采样子 单元72、误差放大子单元73以及控制子单元75。第一采样子单元71被配置成采样调光参考信号并且使得该调光参 考信号处于低频范围内。在一些实施例中,调光参考信号可以近似为平 直的电压信号。这里以及下文的相似情形下,"近似"意味着电压信号 可以在有限且可接受的范围内波动而可能不是绝对平直的信号。例如, 电压信号的电压值可以以+-5°/。的误差围绕某个值波动。可选择地,第一 采样子单元71可以耦合到开关电源单元60的初级侧或者次级侧。第二采样子单元72被配置成采样所述反馈信号并使得该反馈信号 处于低频范围内。在一些实施例中,该反馈信号已^L滤除高频开关成分, 并且具有与传输到LED阵列的输出电流的电流波形 一致的电压波形。误差放大子单元73被配置成实现来自第一采样子单元71的调光参 考信号以及来自第二采样子单元72的反馈信号之间的比较。在某些实 施例中,误差放大子单元73;故配置成具有5-30HZ的分频频率(crossover frequency )。控制子单元75被配置成基于来自误差放大子单元73的比较结果而 实现对开关电源单元60的控制操作。当调光器30由用户设置在不同的操作级别时,交流电源40的电压将在不同的相位角下被切割,这将体现在调光参考信号中并且进一步体现在所述比较结果中。因此,开关电源单元60可以在控制单元70的控 制下操作以便依照用户的调光命令信号向LED阵列20提供输出电流。 通过控制到LED阵列20的输出电流的平均值追随来自交流电源40的交 流电的电压的相位切割而变化,调光功能得以实现。图2示出了依照本专利技术第二实施例的驱动器IOO的示例性电路图。 驱动器IOO经由调光器130耦合在LED阵列120和交流电源140之间以 便向LED阵列120提供直流电。驱动器100包括滤波整流单元150, 其包括EMI滤波器151和AC/DC转换器152;开关电源单元160;以及 控制单元170,其包括第一采样子单元171、第二采样子单元172、误差 放大子单元173、第三采样子单元174以及控制子单元175。EMI滤波器151用于衰减来自/去往交流电源140的电磁干扰 (EMI) 。 AC/DC转换器152适于将来自交流电源140的交流电转换成 直流电输出并且可以是桥式整流器。可替换地,EMI滤波器151和AC/DC 转换器152可以是本领域中的任何类型,其详细描述在此不再赘述。开关电源单元160耦合在A本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于向至少一个LED阵列提供可变功率的驱动器,该驱动器可以通过相位调制调光器耦合到AC电源,该驱动器包括:    -滤波整流单元,其用于衰减来自/去往所述AC电源的电磁干扰并且将来自所述AC电源的交流电转换成直流电输出;    -开关功率单元,其用于接收来自所述滤波整流单元的所述直流电输出并且向所述LED阵列提供输出电流;以及    -控制单元,其设置成响应于调光参考信号与反馈信号之间的比较而确定所述输出电流,所述调光参考信号代表当所述交流电的相位角由所述调光器进行切削时该交流电的相位调制信息,所述反馈信号代表所述输出电流的平均值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:孙骁BJE杭特尔
申请(专利权)人:皇家飞利浦电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:NL[荷兰]

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