用于驱动负载特别是LED组件的驱动设备和方法技术

一种用于驱动负载，特别是包括一个或者多个LED的LED组件的驱动器设备和对应驱动方法。为了提供更好性能、更好成本效率、提高的功率因数和减少的损耗，提供一种驱动器设备(1，1′，2，2′)，该驱动器设备包括：整流器单元(10)，用于对接收的AC电源电压(VS)进行整流；负载端子(20)，用于提供驱动电压(VL)和/或驱动电流(IL)以便驱动所述负载；电容存储单元(30)，耦合于所述整流器单元与所述负载端子之间，用于存储由所述整流器单元提供的电能并且向所述负载提供电能；以及桥式切换单元(40)，耦合于所述整流器单元与所述负载之间，用于利用期望的极性将所述电容存储单元切换到从所述整流器单元到所述负载端子的负载电流路径中并且用于将所述电容存储单元从所述负载电流路径切换出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于驱动负载，特别是包括一个或者多个LED的LED组件的驱动器设备和对应驱动方法。为了提供更好性能、更好成本效率、提高的功率因数和减少的损耗，提供一种驱动器设备(1，1′，2，2′)，该驱动器设备包括：整流器单元(10)，用于对接收的AC电源电压(VS)进行整流；负载端子(20)，用于提供驱动电压(VL)和/或驱动电流(IL)以便驱动所述负载；电容存储单元(30)，耦合于所述整流器单元与所述负载端子之间，用于存储由所述整流器单元提供的电能并且向所述负载提供电能；以及桥式切换单元(40)，耦合于所述整流器单元与所述负载之间，用于利用期望的极性将所述电容存储单元切换到从所述整流器单元到所述负载端子的负载电流路径中并且用于将所述电容存储单元从所述负载电流路径切换出。【专利说明】用于驱动负载特别是LED组件的驱动设备和方法
本专利技术涉及用于驱动负载特别是包括一个或者多个LED的LED组件的驱动器设备以及对应的驱动方法。
技术介绍
发光二级管(LED)正在变更照明界。它的高的并且仍然越来越高的发光功效、它的长寿命、它的小外形规格、它的低重量、它的坚固性、它的易于制造等为照明产业形成用于从白炽灯转向LED灯的推动力。然而LED的非线性(接近指数)1-V曲线、它的低操作电压(几个伏特)和它的快速电流到光输出转移响应在将从市电电压(例如115V AC或者230V AC)向灯供电时产生包括光输出闪烁和电压失调的许多问题。理想地，必须向LED供应直流，因为从电流到光输出的转移接近线性。一种解决方案是应用AC-AC转换器以从市电输入电压生成用于LED的DC供应。这样的转换器可以用设置输出电流为规定的电平这样的方式来控制。优选地，规定的电平由如下动作改变，这些动作由例如与市电带电连接和灯串联连接的调光器执行。为了实现功率高效解决方案，一种普遍方式是使用借助(半导体)开关和电感能量存储部件(比如电感器或者变压器)构建的开关模式电源。特别地，电感部件增添系统的成本和物理体积。如例如在US6989807B2、US7081722B1 或者 US2008/0094000A1 中描述的抽头式线性驱动器(TLD)概念允许用于LED照明系统的将来市电兼容驱动器的显著成本减少。由于它的小外形规格，它适合于集成的LED光源，比如LED改型灯泡和聚光灯而且适合于下照灯模块。抽头式线性驱动器概念成本低，因为它避免使用电感开关模式电源。它基于应用高电压LED。本质上，高电压LED是多结LED、一串串联连接的LED，从而高电压LED正向偏置电压在LED发射光时是数十伏特。在抽头式线性驱动器中，串联连接若干高电压LED，并且其中高电压LED被互连的节点形成抽头。根据(整流)市电电压的瞬时值，向更多或者更少高电压LED供应电流。电流由线性(非开关)电流源供应，该电流源在它的最简单形式中形成电阻器。根据US6989807B2和US7081722B1，电流由并联电流源供应，这赋予用于向各种电流源分配不同电流值的选项。根据US2008/0094000A1，与LED串串联应用单个(恒定)电流源电路而由逻辑电路寻址的多个开关再次将LED旁路。所有这些TLD系统具有一个共同缺点:如果(经整流的)市电电压降至“最短”高电压LED串的电压以下，则无光输出。这发生于市电AC电压的过零周围。例如在W02010/027254A1中提出的解决方案是插入所谓的填入式电容器。将填入式电容器充电到接近经整流的市电电压的峰值(在市电RMS电压为230V AC时为+325V)，并且它针对经整流的市电电压“太低”的时间向LED供应能量，在实践中，这一时间在某个阈值以下。在该时间期间，反向偏置市电桥式整流器中的二极管，并且填入式电容器根据各种设计参数和选项由LED从接近+325V放电到例如+280V。另一缺点是降低的效率。线性电流源将某个数量能量耗散为热量，其中该数量依赖于在瞬间(整流的)市电与可用LED串电压抽头之间的未匹配。由于通常限制抽头数目(以便为驱动器电路避免很高复杂性和零件计数)，所以这一电压阶跃并且因此未匹配和损耗可能很高从而产生近似80%的驱动器效率。在这样的电路与市电供应支路中的调光器使用时新问题出现。在填入式电容器用来供应能量的时间期间，从市电汲取的电流基本上是零，因为市电桥式整流器中的二极管被反向偏置，并且这可能导致调光器、例如如TRIAC调光器的两接线调光器内部时序电路的不恰当操作。这样的调光器被设计用于与白炽灯操作，该白炽灯始终提供导通路径，因为灯本身是电阻器。一旦(非可调光)LED灯连接到调光器，这一导通路径未总是存在。在多数情况下，灯电流在市电电压的过零之前停止流动。这造成未激活或者不正确激活调光器中的功率开关并且导致无光输出或者不稳定光输出(光闪烁)，这当然是不希望的。在功率开关是TRIAC的情况下，如果灯汲取的电流在TRIAC的保持电流以下，则光闪烁也将发生。在这一情形中，调光器停止导通并且时序电路可以重启并且再次触发TRIAC0这一序列可以重复。这通常称为“多触发”并且也是不希望的。添加填入式电容器有助于维持光输出在市电电压的过零周围(闪烁减少)，但是产生调光器的问题，比如多触发，因为它的放电电流未通过市电支路。一般而言，在固态照明(SSL)中，即在普通照明中，驱动器的相对成本贡献有望由于LED成本减少而增加。因此，为了减少总系统在给定的性能水平的成本，驱动器也必须变得更廉价(特别为更简单和更小)和/或更高效。在LED与驱动器之间的更近联接仍然将实现高性能。除了成本之外，对于一些国家，也必须满足某些市电法规，比如低谐波失真和/或高功率因数。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于驱动负载、特别是包括一个或者多个LED的提供更加的性能并且更加成本高效的LED组件的驱动器设备以及用于对应驱动方法。进一步的目的是提供功率因数并且减少损耗和输出光闪烁。在本专利技术的第一方面中，呈现一种用于驱动负载的驱动器设备，该驱动器设备包括:-整流器单元，用于对接收的AC电源电压进行整流，-负载端子，用于提供驱动电压和/或驱动电流以便驱动所述负载，-电容存储单元，耦合于所述整流器单元与所述负载端子之间用于存储所述整流器单元提供的电能并且向所述负载提供电能，以及-桥式切换单元，耦合于所述整流器单元与所述负载之间用于利用用期望的极性将所述电容存储单元切换到从所述整流器单元到所述负载端子的负载电流路径中并且用于将所述电容存储单元从所述负载电流路径切换出。在本专利技术的又一方面中，呈现一种驱动方法，包括以下步骤:-整流器单元对接收的AC电源电压进行整流，-在负载端子提供驱动电压和/或驱动电流以便驱动所述负载，-耦合于所述整流器单元与所述负载端子之间的电容存储单元存储所述整流器单元提供的电能并且向所述负载提供电能，以及-耦合于所述整流器单元与所述负载之间的桥式切换单元利用期望的极性将所述电容存储单元切换到从所述整流器单元到所述负载端子的负载电流路径中并且将所述电容存储单元从所述负载电流路径切换出。在从属权利要求中定义本专利技术的优选实施例。应当理解，要求保护的方法具有与要求保护的设备和如在从属权利要求中定义的相似和/或相同优选实施例。本专利技术提供(理论上)无损、高功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：H·J·G·拉德马赫尔，P·G·布兰肯，Y·邱，陶海敏，R·范兰格维尔德，R·库尔特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：
国别省市：