具有次级侧调光控制的变换器隔离LED发光电路制造技术

变换器隔离LED照明电路与一个或多个调光值一致地将来自次级侧存储电容器的电流供应到一个或多个LED串。通过提供在从所述变换器的初级侧给所述存储电容器充电的功率转换器电路的脉冲中的图案或编码，或者替代地通过在开关脉冲外，附加提供的特别调制信号，来将所述调光值传输通过所述变换器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有次级侧调光控制的变换器隔离LED发光电路
本专利技术总体上涉及可调光发光二极管（LED）灯泡，并且更具体而言，涉及一种从转换器的次级侧控制LED的发光的LED灯泡功率源。
技术介绍
照明控制和电源供应集成电路（IC）在电子系统中和在可更换消费类照明装置中都是普遍使用的，如取代传统白炽灯光灯泡的发光二极管（LED）和紧凑型荧光灯（CFL）。高效操作LED灯泡需要的功率转换通常从相对高压的整流AC线路功率源（例如整流到180VDC或360VDC的120VAC或240VAC）转换到以串联连接的“串”布置的一个或多个LED的正向电压降，其对于通常的白炽灯更换设备为在5V-15V的级别。因为，不需要滤波，该整流线路电压将在较低速率（例如120Hz）改变，所以必须存储能量以避免改变供应到LED的电流。因此，必须提供足够存储容量的电容器来滤波整流线路电压，和/或必须将整流线路电压转换为低DC电压以提供用于LED的正确操作电压。因此，期望利用变换器耦合拓扑图例如回描转换器将整流线路电压转换为低DC电压。然而，通过使用变换器耦合拓扑图，控制在可调光LED照明设备中的调光水平通常需要另一个隔离信号路径，例如光隔离器或信号变换器，以允许将调光信息（即从基于三端双向可控硅开关调光器提供的AC线路波形的形状）传输给变换器的次级，其增加了替换照明设备的成本，以及电路的复杂性。因此，可以期望提供一种低成本变换器隔离功率源电路，其可以不需要单独隔离的信号路径地给LED供电，用于与从输入AC线路电压的形状确定的调光水平一致地控制一个或多个LED串的亮度。
技术实现思路
本专利技术实施在一种用于供应功率到多个照明设备的电路，一种包括这种电路的IC和一种操作所述电路的方法。所述电路是包括具有耦合到将整流AC电路电压转换为低压的第一功率转换器电路的初级线圈和耦合到存储电容器的次级线圈的变换器的隔离电路。所述电路还包括与调光值一致地从存储电容器供应电流到一个或多个LED串的第二功率转换器电路。通过提供在第一功率转换器电路的开关脉冲中的图案或编码，或者替代地通过附加提供除开关脉冲外的特别调制信号，来将所述调光值传输通过所述变换器。从下面所述，更具体地，从本专利技术如在附图中示出的优选实施例的描述中，本专利技术的上述和其它的目标、特征、以及优点将是显而易见的。附图说明图1为描绘照明设备10的连接的方框图。图2为描绘照明设备10的物理构造的实物电路图。图3为描绘在照明设备10内的细节的简化示意图。图4为描绘在照明设备10内的其他细节的简化示意图。图5为描绘在照明设备10内的信号的信号波形图。图6为描绘在照明设备10内的信号的信号波形图。具体实施方式本专利技术包含用于给发光二极管（LED）供电和控制发光二极管（LED）的电路和方法，其中变换器用来将LED与输入AC线路隔离，并且其中通过在耦合通过所述变换器的能量的开关脉冲的位置中对调光信息进行编码，或者通过耦合通过所述变换器的附加信息对调光信息进行编码，来将调光信息传输通过转换器。现在参考图1，替换照明设备10展示为经由基于三端双向可控硅开关调光器8连接到AC线路电压源6，例如通常在家用照明装置中发现的。替换照明设备10包括LED串LEDA、LEDB，它们取代白炽灯产生照明，提供比同等白炽灯更长的寿命，更少的热量和更少的能量消耗。变换器T1在耦合到基于三端双向可控硅开关调光器8的初级侧电路和供应电流到LED串LEDA、LEDB的次级侧电路之间的隔离。初级侧控制器集成电路（IC）20操作开关晶体管N1，其示出为在初级侧控制器IC20的外侧，但替代地其可以包括在初级侧控制器IC20内部。初级侧控制器IC20包括能够根据通过检测基于三端双向可控硅开关调光器8的调光水平，由桥式整流器BR和滤波器电容器C1从由基于三端双向可控硅开关调光器8供应的输入AC电压中产生的功率供应电压+VS的波形确定的调光值，通过开关晶体管N1的激活控制供应到变换器T1的初级线圈的能量的量的脉宽调制器或者其他合适控制器。替换照明设备10还包括控制供应到每个LED串LEDA、LEDB的电流的次级侧开关功率变换器28，并且包括分散从变换器T1的初级侧传输的任何过多能量的卸载电路32。控制集成电路30操作次级侧开关功率变换器28。附加地参考图2，展示了替换照明设备10的实物示意图。转换器电路CONV包括桥式整流器BR，初级侧控制器IC20，电容器C1，晶体管N1，变换器T1和初级侧电路需要的任何其他部件。散热器HS包括在替换照明设备10中以分散由LED串LEDA、LEDB产生的热量，并且也用来安装LED串LEDA、LEDB和开关功率转换器28，同时分散由开关功率转换器28产生的热量。将供应到LED串LEDA、LEDB的电流的控制放置在变换器T1的次级侧上可以提供低电压晶体管和电容器以及高频开关（其减少电感器和电容器尺寸），减少供应和控制电流到多个LED串的成本。并且，因为散热器HS和卸载电路32两者位于变换器T1的隔离次级侧上，所以散热器HS可以使用来分散由卸载电路32产生的热量。现在参考图3，根据下面描述的示例展示初级侧控制器IC20的细节。调光检测器12从功率供应电压+VS的波形检测基于三端双向可控硅开关调光器8的调光值，该调光检测器12可以通过在合适加载条件下测量基于三端双向可控硅开关调光器8的开启时间和关断时间来执行。调光值通过对应于开关晶体管N1的激励的开关脉冲的图案、频率和/或时序，或者通过在开关晶体管N1关断的间隔期间，例如在所有需要的能量已经被转移输入AC波形的预定周期之后，由调制器13注入的附加信号，传输通过变换器T1。电压感测电路16感测跨过变换器T1的初级线圈的电压，该电压感测电路16在晶体管N1关断并且二极管D1被正向偏置时指示跨过电容器C2的电压。具有从变换器T1的初级线圈跨过电容器C2的电压的指示允许初级侧控制器IC20不需要隔离反馈路径地调节跨过电容器C2的电压。跨过电容器C2的指示电压用来控制初级侧控制器14的开关，其在一个示例中为脉宽调制器。因此，初级侧控制器IC20可以是具有少引脚数的相对简单电路，因为控制供应到LED串LEDA、LEDB的电流的任务被委派给次级开关功率转换器28。现在参考图4，展示次级开关功率转换器28的细节。单独的次级侧功率转换器电路40A、40B从电容器C2汲取能量，并且根据当前调光值，供应电流到LED串LEDA、LEDB中的相应一个。电流的单独控制是必要的，因为预定亮度需要的电流量在LED类型（LED颜色）之间不同，并且足以模拟白炽灯的调光需要的亮度量对于不同的LED串LEDA、LEDB单独地改变。例如，以较低的照明水平，光谱的红色部分随着照明强度下降占优势。每个次级侧功率转换器电路40A、40B包括开关晶体管N2，电流感测电阻R1，电感器L1，回描二极管D4和阻止反向导电到电容器C2和耦合到电容器C2的其他电路的其他二极管D3。存储电容器C3被提供跨过相应LED串LEDA、LEDB以阻止由于切换带来的可见光变化。所描绘的功率转换器40A、40B是反相大型结构，其中当晶体N2由次级侧控制器IC30激励时，电流IL被汲取通过相应LED串LEDA、LEDB，并且当晶体N2由次级侧控制器IC3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将电流供应到一个或多个发光二极管（LED）的集成电路，包括：输入电路，其用于耦合到外部变换器的次级线圈，所述外部变换器将集成电路和LED与提供脉冲通过所述变换器用于供应能量到LED的初级侧电路隔离，解码器，其耦合到所述输入电路，用于解码被编码在跨过所述次级线圈提供的电压波形中的调光值；以及功率转换器控制电路，用于与所述调光值一致地控制供应到LED的电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.30 US 61/503,369;2011.07.29 US 13/194,5311.一种用于将电流供应到一个或多个发光二极管(LED)的集成电路，包括：输入电路，其用于耦合到外部变换器的次级线圈，所述外部变换器(T1)将集成电路和LED与初级侧电路隔离，所述初级侧电路通过提供脉冲通过所述变换器来控制施加到所述外部变换器(T1)的初级线圈的能量的量，以用于供应能量到LED；解码器，其耦合到所述输入电路，用于解码被编码在跨过所述次级线圈提供的电压波形中的调光值；以及功率转换器控制电路，用于与所述调光值一致地控制次级功率转换器(40A)以控制从所述外部变换器(T1)的所述次级线圈供应并且去往所述LED的电流。2.如权利要求1所述的集成电路，其中所述电压波形是包括脉冲的初级侧功率转换器波形，并且其中所述调光值在时间上编码在脉冲的位置中。3.如权利要求2所述的集成电路，其中在初级侧功率转换波形的周期的开始脉冲与结束脉冲之间的时间周期指示供应AC线路输入到产生初级侧功率转换器波形的电路的调光电路的有效周期。4.如权利要求2所述的集成电路，其中初级侧功率转换器波形的至少一部分的频率编码所述调光值。5.如权利要求2所述的集成电路，其中所述调光值被编码在初级侧功率转换器开关波形的周期中的脉冲图案中。6.如权利要求1所述的集成电路，其中所述电压波形是包括用于供应能量到LED的脉冲和具有已编码调光值的附加分量的初级侧转换器波形。7.如权利要求6所述的集成电路，其中所述附加分量包括具有基本上比用于供应能量到LED的脉冲的峰值电压小的峰值电压的脉冲。8.如权利要求1所述的集成电路，还包括控制电路，其用于操作可控负载，所述可控负载从次级线圈汲取负载电流以维持在次级线圈处的、超过给LED供应预定调光值需要的电流的最小平均负载电流。9.一种用于将电流供应到一个或多个发光二极管(LED)的集成电路，包括：输入电路，其用于通过基于三端双向可控硅开关调光器电路的动作耦合到具有不同于正弦曲线的特征波形的AC线路电压源，调光检测器，其用于从AC线路电压的特征波形检测调光值；功率转换器控制电路，其用于控制耦合到外部变换器的初级线圈的开关，所述外部变换器经由初级侧功率转换器波形的脉冲供应能量到一个或多个LED，并且其中所述一个或多个LED耦合到所述外部变换器的次级线圈并且与所述集成电路隔离；以及编码电路，其编码在所述外部变换器的初级线圈处的调光值。10.如权利要求9所述的集成电路，其中所述调光值在时间上被编码在脉冲的位置中。11.如权利要求10所述的集成电路，其中在初级侧功率转换波形的周期的开始脉冲与结束脉冲之间的时间周期指示调光电路的有效周期。12.如权利要求9所述的集成电路，其中初级侧功率转换器波形的至少一部分的频率编码所述调光值。13.如权利要求9所述的集成电路，其中所述调光值被编码在初级侧功率转换器开关波形的周期中的脉冲图案中。14.如权利要求9所述的集成电路，其中所述初级侧功率转换器波形是包括用于供应能量到LED的脉冲和具有已编码调光值的附加分量的初级侧转换器波形。15.如权利要求14所述的集成电路，其中所述附加分量包括具有基本上比用于供应能量到LED的脉冲的峰值电压小的峰值电压的脉冲。16.一种具有一个或多个发光二极管(LED)的照明设...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·L·梅安森，埃里克·金，
申请(专利权)人：美国思睿逻辑有限公司，
类型：
国别省市：