提供了一种固态光源驱动电路、系统和方法。该驱动电路包括整流器电路、与其耦合的能量存储元件、与其耦合的电流泄放电路以及开关。该整流器电路接收AC输入并提供未调节DC电压。该开关闭合以将该未调节DC电压中的一些耦合到该能量存储元件，以及打开以传输能量来驱动该光源。功率因数控制器电路提供输出信号来控制该开关。该电流泄放电路将电源电压提供给在一个范围内的功率因数控制器电路并维持与该AC输入关联的超过预定阈值的电流流动。恒定断开时间控制器电路将开关频率控制信号提供给该功率因数控制器电路。EMI滤波器减少产生的EMI噪声。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于简化形状因数固态光源灯的驱动电路相关申请的交叉引用本申请要求2011年5月12日提交的美国临时申请系列号61 / 485，430的优先权,其全部内容通过引用结合到本文中。
本专利技术涉及照明，并且更特别地涉及用于固态光源灯的驱动电路。
技术介绍
诸如但不限于发光二级管(LED)等等的高亮度固态光源的发展已经导致这样的器件使用在各种照明器材中。一般地，基于固态光源的灯以与白炽灯或气体放电灯根本上不同的方式运行并，因此可能不可以连接到为那些灯类型所设计的现有照明器材。然而，可以使用驱动电路用于允许使用基于固态光源的灯作为现有照明器材的复古拟合(retro-fit)。用于基于固态光源的灯的驱动电路通常将诸如120V / 60Hz线路输入或来自调光开关的输入的交流电流(AC)输入转换成用于驱动该基于固态光源的灯的稳定的直流电流(DC)电压。这样的电路可包含用于接收该AC输入的整流器和DC-DC转换器电路。该DC-DC转换器电路可接收来自该整流器的未调节DC输出并提供稳定的、已调节DC输出给该基于固态光源的灯。
技术实现思路
允许使用基于固态光源的灯作为现有照明器材的复古拟合的驱动电路的传统技术遭受各种问题。一是在现有器材的形状因数之内的可用的有限空间中安装所需要的驱动电路的能力。现有照明器材通常遵守关于灯泡尺寸、基座尺寸、连接方法等许多个标准中的一个。一些照明器材，例如BlO和Bll型的树枝形装饰灯泡以及其他类型的装饰灯，提供了相对小的形状因数，在其中必须安装该驱动电路。在满足诸如高功率因数、低的总谐波失真和低电磁干扰的其他设计约束的同时将驱动电路安装在这个空间中可能是困难的。各种DC-DC转换器配置是众所周知的。诸如降压转换器、升压转换器、降压-升压转换器等的特定已知类型的DC-DC转换器配置，通常归类为开关调节器。这些器件包括开关，例如晶体管，其被选择性地运行以允许能量将被存储在例如电感器的能量存储器件中，并然后传输到一个或多个滤波电容器。该(一个或多个)滤波电容器提供了相对平滑的DC输出电压给负载并提供基本上连续的能量给介于能量存储循环之间的负载。开关调节器配置的一个问题是它们涉及以导致小于最佳功率因数(PF)的方式从AC电源汲取的脉冲电流。系统的功率因数被定义为流动到负载的实际功率与表观功率的比率，并且是介于O和I之间的数(或表示成百分数，例如0.5PF=50%PF)。实际功率是由负载汲取的有效功率。表观功率是施加到负载的电流和电压的乘积。对于具有单纯电阻负载的系统，电压和电流的波形是同相的，在每个循环中的相同时刻变换极生。这样的系统具有1.0的功率因数，其被称为“单位功率因数”。这里存在电抗性负载，诸如具有包括电容器、电感器或变压器的负载，在负载中的能量存储导致介于电流和电压波形之间的时差。这个存储的能量返回到电源并且不能用于在负载处做功。具有电抗性负载的系统通常具有小于单位功率因数的功率因数。与具有高功率因数的电路相t匕，具有低功率因数的电路将使用更高的电流以传输给定数量的实际功率。为了提供改进的功率因数，一些灯驱动电路配置被提供为具有功率因数控制器电路。例如，该功率因数控制器电路可被用作控制器，用于在诸如快速回零转换器的DC-DC转换器配置中控制晶体管开关的运行。在这样的配置中，功率因数控制器可监控整流的AC电压、由负载汲取的电流以及给负载的输出电压，并提供输出控制信号给该晶体管以切换电流给具有与整流的AC电压基本上匹配且同相的波形的负载。开关调节器配置的另一个问题是它们可在返回到该AC电源的电压信号上引入波纹形式的谐波失真。这些波纹在AC行频的谐波下产生。当这些波纹反馈回电力线时，波纹中的一些，特别是在AC行频的第三级谐波下的那些波纹，可能在电力公司拥有的三相变压器的中线上建立电压电平并且可能损坏电力公司拥有的设备。当基于固态光源的灯变得更广泛地使用时，减少总谐波失真(THD)进而变得日益重要。事实上，在遵守诸如THD不超过百分之20的加利福尼亚州要求的更严格的调节要求下，减少THD且增加功率因数可能是重要的。不幸地，在包括调光控制电路的基于固态光源的灯中THD可能被恶化。该调光控制器电路可接收例如来自102VAC / 60Hz电源的行电压，并提供修正的输出信号给整流器用于控制灯的照明水平的目的。在一个配置中，该调光控制电路可以是被称为“相位控制”调光器或“舍相”调光器的电路。在相位控制调光器中，输入电压正弦波的片断在波形的每个周期中在波形的前缘或在波形的后缘被舍弃(cut)。在电压被切断时的切断时间间隔或“停滞时间(dead time)”期间，该相位控制调光器的输出可以基本上为零。电压不同于零的剩余的时间间隔被称为“调光器传导时间”。该调光器传导时间和该停滞时间二者都是可变的，但是该输入电压波形的时间周期是恒定的，例如在美国是I / 60秒。正如本文使用的，“调光器设定”指的是该调光器传导时间与输入波形的时间周期的比率。相位控制调光器的该调光器设定可由使用者控制。在一个配置中，该调光器设定可以从大约0.78到大约0.25变化。在该调光器的最低调光器设定处的该停滞时间期间，该功率因数控制器电路的电源电压可减少到低于其额定的运行范围的水平。这可能影响该功率因数控制器电路的性能，并且可能导致THD的增加以及降低的功率因数。本专利技术的实施例提供了将诸如120V / 60Hz输入的AC输入转换成用于基于固态光源的光源的电流源的固态光源驱动电路和系统。该电路可使用单个集成电路功率因数控制器来控制耦合由整流器提供的未调节DC电压到诸如电感器的能量存储元件的开关。该开关在一个频率处的打开和闭合导致可被设置非常接近于单位功率因数的输入功率因数。在输入处的总的谐波失真可以非常低，并且任意传导的EMI可由EMI滤波器部件和电感器的磁性屏蔽减轻。该电路可被设置在诸如PCB的电路板上，其安装在BlO或BI型的树枝形灯泡或其他类型的装饰灯中。由电容器部件的振动造成的声频噪声可通过去除在那些电容器部件之下的PCB的焊接掩膜层的部分来减小。该电路可以因此提供将与调光器开关一起工作的非常高的功率因数、高效率和小尺寸，包括正相和逆相调光器二者，而在固态光源中没有闪烁。在实施例中，提供了驱动固态光源的驱动电路。该驱动电路包括:配置为接收AC输入电压且提供未调节DC电压的整流器电路；耦合到该整流器电路的能量存储元件；开关，在其中该开关配置为闭合以便于将该未调节DC电压的部分耦合到该能量存储元件，并且其中该开关配置为打开以便于从该能量存储元件传输能量以提供DC输出电压来驱动该固态光源；配置为提供输出信号以控制该开关的功率因数控制器电路；耦合到该整流器电路的电流泄放电路，该电流泄放电路配置为提供电源电压给在额定运行范围内的该功率因数控制器电路并维持与AC输入电压相关联的电流流动，其中该电流流动超过预定阈值；配置为提供开关频率控制信号给该功率因数控制器电路的恒定断开时间控制器电路；以及配置为减少由该驱动电路生成的电磁干扰(EMI)噪声的EMI滤波器。在有关实施例中，该预定阈值可基于调光器电路的额定运行电流要求以减少该固态光源的闪烁。在另一个有关实施例中，该驱动电路可进一步包括可将该驱动电路设置在其上的印刷电路板(PC本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于驱动固态光源的驱动电路，包括：配置为接收AC输入电压且提供未调节DC电压的整流器电路；耦合到该整流器电路的能量存储元件；开关，其中该开关配置为闭合以便于将该未调节DC电压的部分耦合到该能量存储元件，并且其中该开关配置为打开以便于从该能量存储元件传输能量以提供DC输出电压来驱动该固态光源；配置为提供输出信号以控制该开关的功率因数控制器电路；耦合到该整流器电路的电流泄放电路，该电流泄放电路配置为将电源电压提供给在额定运行范围内的功率因数控制器电路并且维持与该AC输入电压关联的电流流动，其中该电流流动超过预定阈值；配置为将开关频率控制信号提供给该功率因数控制器电路的恒定断开时间控制器电路；以及配置为减少由该驱动电路产生的电磁干扰(EMI)噪声的EMI滤波器。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.12 US 61/485430;2012.01.20 US 13/3543891.一种用于驱动固态光源的驱动电路，包括: 配置为接收AC输入电压且提供未调节DC电压的整流器电路； 耦合到该整流器电路的能量存储元件； 开关，其中该开关配置为闭合以便于将该未调节DC电压的部分耦合到该能量存储元件，并且其中该开关配置为打开以便于从该能量存储元件传输能量以提供DC输出电压来驱动该固态光源； 配置为提供输出信号以控制该开关的功率因数控制器电路； 耦合到该整流器电路的电流泄放电路，该电流泄放电路配置为将电源电压提供给在额定运行范围内的功率因数控制器电路并且维持与该AC输入电压关联的电流流动，其中该电流流动超过预定阈值； 配置为将开关频率控制信号提供给该功率因数控制器电路的恒定断开时间控制器电路；以及 配置为减少由该驱动电路产生的电磁干扰(EMI)噪声的EMI滤波器。2.根据权利要求1所述的驱动电路，其中该预定阈值基于调光器电路的额定运行电流要求来减少该固态光源的闪烁。3.根据权利要求1所述的驱动电路，进一步包括在其上设置有该驱动电路的印刷电路板(PCB)。4.根据权利要求3所述的驱动电路，其中该PCB具有不超过1.25英寸的直径。5.根据权利要求3所述的驱动电路，其中该能量存储元件和该EMI滤波器放置在该PCB上以使得在该能量存储元件和该EMI滤波器之间提供超过预设阈值的距离。6.根据权利要求1所述的驱动电路，其中该能量存储元件是电感器，并且其中该电感器用铁氧体材料屏蔽。7.一种固态光源灯组件，包括: 外壳; 放置在该外壳中的固态光源；以及 放置在该外壳中的驱动器，该驱动器包括: 配置为接收AC输入电压且提供未调节DC电压的整流器电路； 耦合到该整流器电路的能量存储元件； 开关，其中该开关配置为闭合以便于将该未调节DC电压的部分耦合到该能量存储元件，并且其中该开关配 置为打开以便于...
【专利技术属性】
技术研发人员：V·普瓦纳基贾科恩，S·雷，A·杜塔，
申请(专利权)人：奥斯兰姆施尔凡尼亚公司，
类型：
国别省市：
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