本申请公开一种用于LED灯的电源，具有一组耦合线圈、包括用于传导输入功率的转换器电源开关的初级侧功率电路、以及包括变暗电源开关的次级侧功率电路。功率控制电路包括转换器控制电路，其产生用于转换器电源开关的转换器控制信号，以在灯电压的正常操作值下维持期望的未变暗水平的灯电流。变暗控制电路产生用于变暗电源开关的变暗控制信号，以对应于期望变暗的占空比对灯电流进行脉宽调制。在变暗期间修正转换器控制电路的操作，以防止灯电压响应于灯电流的下降而自动增大，避免灯电流的不期望的过冲，并提供对变暗操作的更精确、更有效的控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于用于区域照明的相对大功率的LED灯的电源或镇流器领域。
技术介绍
代替更传统的白炽型或荧光型等灯具，逐渐使用大功率发光二极管(LED)构造 用于区域照明的照明灯具或灯。基于LED的照明可以提供几个优点，包括提高灯具效 率，更好地控制灯具的物理包装和光输出特性。由于来自给定LED的光通常是有限的， LED灯通常采用一起工作的多个LED来实现期望的光输出。在一种结构中，LED串联 在一起，并采用相对高的灯压(一般与串联的LED的数量成比例)。该灯的光输出可以 由灯电源控制，该灯电源将灯电流调节到对应于该灯的正常工作光输出的期望水平。
技术实现思路
一般惯例是为LED灯提供变暗功能，例如通过以受控占空比施加固定振幅的电 流脉冲，以将平均灯电流降低至对应于灯亮度的期望变暗水平的值。在典型的应用中， 脉冲频率可以设置为在IOOHz和IKHz之间，占空比从10%变化至100%。在一些变暗 应用中，可能希望以比更小的增量来控制该占空比。在一种类型的实施方式中，电流脉冲通过使用与LED灯串联的可控电源开关 (如功率FET器件)实现。接通和断开该开关使施加在该灯上的电压突然断开和重新接 合。这种开关的使用允许脉冲电流至该灯的快速传送，但存在其它设计考虑。当该开关 断开时，该灯与功率输出电路断开而没有灯电流流动。这会使灯电流调节电路临时将灯 电压驱动到很高，试图将灯电流增到回到被调节的水平。当变暗开关后来接通回去时， 高的灯电压产生并不希望的大的灯电流水平，直到调节电路使它恢复至被调节值。这种 暂时大的灯电流水平可以称为"过冲"。明显的过冲存在时，可能会明显限制采用变暗 可以将该灯的光输出控制到的精度和清晰度。虽然可以采用某些电路技术(如常规箝位 电路)来防止灯压过大的偏移，但这种电路会消耗功率，导致效率较低。根据本专利技术的实施方式，公开了一种用于具有多个串联的大功率发光二极管类 型的LED灯的电源。该电源以钳位和类似的电路的方式在不牺牲效率的情况下提供了精 确的变暗。该电源采用隔离的功率耦合装置，如变压器或一组耦合线圈。初级侧功率电路 包括与初级侧线圈串联的转换器电源开关，用于基于提供至转换器电源开关的转换器控 制信号传导输入功率，并且次级侧功率电路包括与LED灯串联的变暗电源开关和感应地 耦合至第一线圈的第二线圈，用于基于提供至变暗电源开关的变暗控制信号向LED灯提 供输出功率。功率控制电路包括转换器控制电路，其具有正常操作，它通过正常操作产 生转换器控制信号，以在LED灯处于灯电压的正常运行值下时在LED灯中维持期望未变 暗水平的灯电流。变暗控制电路产生变暗控制信号，以对应于LED灯的期望变暗的占空 比对灯电流进行脉冲调制。在变暗控制信号的接通至断开转变时，修正转换器控制电路的操作，以防止灯电压响应于灯电流降低而自动增大，并且在变暗控制信号的断开至接 通转变时，恢复转换器控制电路的正常操作。通过这种控制模式，避免了断开至接通转 变时的不期望的过冲，提供了对变暗操作更精确和有效的控制。在一种类型的实施方式中，产生转换器控制信号，以建立灯电压的接通值，该 接通值(a)在非变暗操作期间在LED灯中维持期望非变暗水平的灯电流，并且(b)小于 由电压参考信号的第一值表示的预定最大灯电压。脉宽调制包括G)在变暗控制信号的接 通时间期间，感应和存储灯电压的接通值，Gi)刚好在变暗控制信号的接通至断开转变之 前，将电压参考信号设置为表示存储的灯电压接通值的第二值，以及Gii)刚好在变暗控 制信号的断开至接通转变之前，使电压参考信号回到所述第一值在这种类型的实施方式中，控制电路可以以数字控制器实现，该数字控制器包 括模数转换器、处理器和PWM输出端。模数转换器可以用来将表示灯电压和灯电流的 模拟输入转换成对应的用于由处理器处理的数字值，PWM输出端可以载送具有与由控制 电路设定的电压参考信号的值相对应的占空比的参考PWM信号。在另一种类型的实施方式中，功率控制电路可以基本上实现为集 成数字控制 器，采用对应的控制例行程序对该集成数字控制器编程，以实现转换器控制电路和变暗 控制电路。变暗控制例行程序可以包括(1)在变暗控制信号的接通至断开转变时，(a) 根据需要等待，直到转换器控制信号变为断开，以及(b)锁存转换器控制信号，以防止 它在变暗控制信号随后的断开期间变为接通；和(2)在变暗控制信号的断开至接通转变 时，释放转换器控制信号，以允许恢复转换器控制电路的正常操作。后一种类型的这种 实施方式可以提供甚至更大的精度，因为它避免了对控制参考值和相关的模拟电路的有 限的响应时间的依赖。附图说明根据接下来对本专利技术的如在附图中图示的特定实施方式的描述，前述和其它期 望、特征和优点将会是明显的，在附图中相同的附图标记在不同的视图中涉及相同的部 件。附图没有必要按比例绘制，相反强调的是图示本专利技术的各种实施方式的原理。图1为用于LED灯电源的实际包装件的透视图；图2为用于LED灯电源的转换器电路的示意图；图3为用于LED灯电源的包括电流控制和电压控制电路的控制电路的示意图；图4A和4B为用于产生参考信号的模拟电路的示意图；图5为用于产生参考信号的脉宽调制(PWM)技术的示意图和信号曲线图；图6为示出用作功率控制电路的一部分的集成数字PWM控制器的使用的示意 图；图7为处于某些运行条件下的脉冲灯电流的波形示意图；图8为用于LED灯电源的具有变暗功能的转换器电路的示意图；图9为示出用作功率控制电路的一部分的集成数字控制器的使用的示意图；图10为用于在变暗操作期间避免灯电流过冲的第一技术的流程图；图11为用于图10的第一技术的脉冲灯电流的波形示意图；图12为示出用作功率控制电路的一部分的集成数字控制器的使用的示意图13为用于将转换器控制信号从次级侧转换器控制电路耦合至初级侧开关的电 路的示意图；图14为用于在变暗操作期间避免灯电流过冲的第二技术的流程图；以及 图15和16示出接通和断开过程期间的电流和电压参考值的例子。具体实施例方式通过引用，美国临时申请61/346,633的全部内容结合于此。图1图示了用于设计为连接至交流供电干线并向LED灯(未示出)提供输出的 发光二极管(LED)镇流器或LED电源10的构造设计。LED灯通常由形成灯组件的串联 连接的一定数量的白光LED构成。LED电源10包括接口电缆12，其形成用于在LED电 源10和外部高级控制器(未示出)之间通信的通信接口的一部分。通信接口例如可以用 于配制操作参数、设置运行模式和用于收集运行数据。通信可以为双向的，且可以构造 为所谓的“主从”配置其中LED电源10配置为从属的。接口电缆12在右手侧示出为 与连接器14连接。LED电源10还具有位于左侧的用来连接至交流供电干线的电线16和 位于右侧的连接至一对LED灯组件的两组输出电线18。在可替换实施方式中，可以设置 一些其它数量(包括一个)的输出连接。LED电源10从通常由电力设施提供的交流源接收输入功率，并提供一个或多个 输出，每个输出向具有一串LED的LED灯供电。每个LED灯可以采用固定驱动电流 (例如在350mA至750mA的范围内)驱动，总灯电压(如，在60V至120V的直流电压 范围内)出现在LED灯上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于具有多个串联的大功率发光二极管的ＬＥＤ灯的电源，包括： 初级侧功率电路，包括与初级侧线圈串联的转换器电源开关，用于基于提供至转换器电源开关的转换器控制信号传导输入功率； 次级侧功率电路，包括与ＬＥＤ灯串联的变暗电源开关和感应地耦合至初级侧线圈的次级侧线圈，用于基于提供至变暗电源开关的变暗控制信号向ＬＥＤ灯提供输出功率；和 功率控制电路，包括： （１）转换器控制电路，具有正常操作，通过正常操作产生转换器控制信号，以在处于ＬＥＤ灯的灯电压的正常运行值下的ＬＥＤ灯中维持期望未变暗水平的灯电流；和 （２）变暗控制电路，可操作为产生变暗控制信号，以对应于ＬＥＤ灯的期望变暗的占空比对灯电流进行脉宽调制，并且（ａ）在变暗控制信号的接通至断开转变时，用于修正转换器控制电路的操作，以防止灯电压响应于灯电流降低而自动增大，并且（ｂ）在变暗控制信号的断开至接通转变时，用于恢复转换器控制电路的正常操作。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克·尤特拉，马克·马塞拉，斯科特·摩尔，
申请(专利权)人：百富澳门离岸商业服务有限公司，
类型：发明
国别省市：MO
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