建立降壓或升壓操作的固態(tài)光源驅(qū)動(dòng)器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及建立降壓或升壓操作的固態(tài)光源驅(qū)動(dòng)器。提供一種能量存儲(chǔ)電路，包括開(kāi)關(guān)控制器電路；被耦合到所述開(kāi)關(guān)控制器電路和整流器電路的輸入開(kāi)關(guān)電路；和被耦合到所述開(kāi)關(guān)控制器電路和電容器電路的能量存儲(chǔ)開(kāi)關(guān)電路；其中所述開(kāi)關(guān)控制器電路被配置以響應(yīng)于經(jīng)整流的AC電壓向所述輸入開(kāi)關(guān)電路和所述能量存儲(chǔ)開(kāi)關(guān)電路提供控制器輸出，用以當(dāng)所述經(jīng)整流的AC電壓大于預(yù)定值時(shí)將所述經(jīng)整流的AC電壓耦合到負(fù)載并且給所述電容器電路充電，和用以當(dāng)所述經(jīng)整流的AC電壓小于所述預(yù)定值時(shí)將所述電容器電路耦合到所述負(fù)載以通過(guò)所述負(fù)載來(lái)對(duì)所述電容器電路放電。

Establish a solid-state light source driver for step-down or step-up operation

The present invention relates to a solid-state light source driver for establishing a step-down or step-up operation. An energy storage circuit comprises a switch circuit controller; the input switch circuit is coupled to the switch control circuit and rectifier circuit; and the energy storage switching circuit is coupled to the switch control circuit and a capacitor circuit; wherein the switch control circuit is configured in response to the AC voltage rectifier the input to the switch circuit and the energy storage switch circuit controller is provided to output, when the rectified AC voltage is greater than a predetermined value when the AC voltage rectifier coupled to the load and to the capacitor charging circuit, and used when the rectified AC voltage is less than the predetermined value when the capacitor circuit is coupled to the load on the load of the electric circuit through the discharge vessel.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
建立降壓或升壓操作的固態(tài)光源驅(qū)動(dòng)器本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2013年9月27日、申請(qǐng)?zhí)枮?01310447858.8、專利技術(shù)名稱為“建立降壓或升壓操作的固態(tài)光源驅(qū)動(dòng)器”的專利技術(shù)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。政府利益的聲明本專利技術(shù)根據(jù)DOE合作協(xié)定No.DE-EE0000611在美國(guó)政府支持下完成，被美國(guó)能源部獎(jiǎng)勵(lì)。美國(guó)政府在本專利技術(shù)中可以享有一定權(quán)利。
本專利技術(shù)涉及照明設(shè)備，并且更具體地涉及用于固態(tài)光源的電子驅(qū)動(dòng)器。
技術(shù)介紹
高亮度固態(tài)光源的發(fā)展已經(jīng)導(dǎo)致在各種照明器材中使用這樣的設(shè)備。通常，固態(tài)光源以與白熾燈或氣體放電燈根本不同的方式操作，并且因此可能不可連接到為這樣的傳統(tǒng)光源所設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)照明器材。然而可以使用驅(qū)動(dòng)器電路來(lái)允許對(duì)于傳統(tǒng)照明器材作為改進(jìn)使用包括固態(tài)光源的燈。用于固態(tài)光源的驅(qū)動(dòng)器電路通常將交流（AC）輸入、諸如120V/60Hz線路輸入或來(lái)自調(diào)光器開(kāi)光的輸入轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動(dòng)固態(tài)光源的穩(wěn)定直流（DC）電壓。這樣的電路通常包括有接收AC輸入的整流器和開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器電路（switchingconvertercircuit）。開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器電路從整流器接收經(jīng)整流的AC輸出，并且向固態(tài)光源提供穩(wěn)定的、經(jīng)調(diào)節(jié)的DC輸出。各種開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器電路配置在本領(lǐng)域中是眾所周知的。某些類型的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器電路包括已知配置，諸如降壓（buck）轉(zhuǎn)換器、升壓（boost）轉(zhuǎn)換器、降壓-升壓轉(zhuǎn)換器等等，其通常被分類為開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器。這些設(shè)備包括例如晶體管的開(kāi)關(guān)，其被選擇性地操作以允許能量被存儲(chǔ)在例如電感器的能量存儲(chǔ)設(shè)備中，并且然后被轉(zhuǎn)移到一個(gè)或多個(gè)濾波電容器。（一個(gè)或多個(gè)）濾波電容器向負(fù)載提供相對(duì)平穩(wěn)的DC輸出電壓并且在能量存儲(chǔ)循環(huán)之間向負(fù)載提供基本上連續(xù)的能量。另一種已知類型的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器包括基于變壓器的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，諸如“反激（flyback）”轉(zhuǎn)換器。在基于變壓器的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中，變壓器的初級(jí)側(cè)被耦合到整流器的經(jīng)整流的AC輸出。在變壓器的次級(jí)側(cè)處提供經(jīng)調(diào)節(jié)的DC輸出電壓，所述變壓器的次級(jí)側(cè)與變壓器的初級(jí)側(cè)是電絕緣的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
當(dāng)交替地驅(qū)動(dòng)不同顏色的固態(tài)光源以在遠(yuǎn)處實(shí)現(xiàn)所期望的顏色混合時(shí)，在諸如那些上述的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路情況下的一個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)。在這樣的配置中，不同類型和數(shù)目的不同顏色的固態(tài)光源可能具有不同的電流消耗（currentdraw）要求并且可能在不同時(shí)間被驅(qū)動(dòng)。這可能為驅(qū)動(dòng)器電路產(chǎn)生變動(dòng)的輸出電壓，其有時(shí)大于輸入電壓和有時(shí)小于輸入電壓。處置在驅(qū)動(dòng)器電路的輸入和輸出處這樣的不匹配電壓范圍的已知途徑是采用“降壓-升壓”或“反激”轉(zhuǎn)換器配置。這些已知配置兩者都在電感器中存儲(chǔ)能量并且然后將能量放出到與輸入有效絕緣的負(fù)載。然而，因?yàn)檫@些配置在將能量輸送到負(fù)載之前可以在電感器中存儲(chǔ)百分之一百的能量，所以包括這樣的配置的設(shè)備表現(xiàn)相對(duì)大的電感損耗。在這樣的已知驅(qū)動(dòng)器電路配置情況下的另一個(gè)問(wèn)題是AC輸入電壓在峰值電平和零之間變動(dòng)，這樣在AC輸入的每個(gè)循環(huán)中存在時(shí)間周期，那時(shí)（when）有很少或沒(méi)有輸入電壓用于向負(fù)載供應(yīng)電流。這可能影響功效，即光源的流明每瓦特（LPW）。本專利技術(shù)的實(shí)施例提供包括開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)器電路，其中當(dāng)在一個(gè)或多個(gè)固態(tài)光源在“開(kāi)”和“關(guān)”狀態(tài)之間切換的情況下輸出電壓變動(dòng)時(shí)，響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)器電路的輸出電壓，所述開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器被置于降壓轉(zhuǎn)換器配置或升壓轉(zhuǎn)換器配置中。這可以使用單一開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述單一開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器控制器將開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器設(shè)置在要么降壓要么升壓的配置中并且也控制降壓和升壓開(kāi)關(guān)電路。有利地，這樣的電路可以以小尺寸實(shí)現(xiàn)并且避免對(duì)于用于單獨(dú)的降壓和升壓轉(zhuǎn)換器的單獨(dú)的控制器的需要，或使用遭受上述缺陷的降壓-升壓或反激配置的需要。實(shí)施例也可以或可替換地包括被耦合到輸入電壓的能量存儲(chǔ)電路。能量存儲(chǔ)電路可以在當(dāng)輸入電壓下降到預(yù)定閾值以下時(shí)的時(shí)間周期期間將電流輸送到驅(qū)動(dòng)器電路。這樣的能量存儲(chǔ)電路考慮到高光源功效，即流明每瓦特（LPW）。在實(shí)施例中，提供了驅(qū)動(dòng)器電路。所述驅(qū)動(dòng)器電路包括：控制器電路；被耦合到控制器電路的升壓開(kāi)關(guān)電路；被耦合到控制器電路的降壓開(kāi)關(guān)電路；和反饋電路，其被耦合到光源并且被配置以向控制器電路提供代表驅(qū)動(dòng)器電路的DC輸出的反饋信號(hào)；其中控制器電路被配置以響應(yīng)于反饋信號(hào)來(lái)控制升壓開(kāi)關(guān)電路和降壓開(kāi)關(guān)電路，用以當(dāng)DC輸出小于在輸入節(jié)點(diǎn)處的被耦合到驅(qū)動(dòng)器電路的經(jīng)整流的AC電壓時(shí)使用升壓轉(zhuǎn)換器配置來(lái)調(diào)節(jié)到光源的電流，和當(dāng)DC輸出大于在輸入節(jié)點(diǎn)處的經(jīng)整流的AC電壓時(shí)使用降壓轉(zhuǎn)換器配置來(lái)調(diào)節(jié)到光源的電流。在相關(guān)實(shí)施例中，控制器電路可以被配置以響應(yīng)于反饋信號(hào)向升壓開(kāi)關(guān)電路提供第一輸出和向降壓開(kāi)關(guān)電路提供第二輸出，其中所述第一輸出可以被配置以建立升壓轉(zhuǎn)換器配置和所述第二輸出將降壓轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)置于導(dǎo)通狀態(tài)中。在另一個(gè)相關(guān)實(shí)施例中，控制器電路可以被配置以響應(yīng)于反饋信號(hào)向升壓開(kāi)關(guān)電路提供第一輸出和向降壓開(kāi)關(guān)電路提供第二輸出，其中所述第二輸出可以被配置以建立降壓轉(zhuǎn)換器配置而第一輸出將升壓轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)置于非導(dǎo)通狀態(tài)中。在又一個(gè)相關(guān)實(shí)施例中，升壓轉(zhuǎn)換器配置可以包括：升壓開(kāi)關(guān)電路；電感器；第一二極管；和電容器；其中升壓開(kāi)關(guān)電路可以被耦合到電感器和第一二極管之間的節(jié)點(diǎn)并且電容器可以被耦合在第一二極管和地之間。在此外的相關(guān)實(shí)施例中，降壓轉(zhuǎn)換器配置可以包括：電感器；電容器；降壓開(kāi)關(guān)電路，其中降壓開(kāi)關(guān)電路可以包括被耦合在輸入節(jié)點(diǎn)和電感器之間的開(kāi)關(guān)；和被耦合到開(kāi)關(guān)和電感器之間的節(jié)點(diǎn)的第二二極管。在仍另一個(gè)相關(guān)實(shí)施例中，降壓開(kāi)關(guān)電路可以包括開(kāi)關(guān)和比較器，其中控制器電路可以包括降壓控制信號(hào)輸出和時(shí)鐘輸出，并且其中比較器可以包括被耦合到降壓控制信號(hào)輸出的第一輸入、被耦合到時(shí)鐘輸出的第二輸入和被耦合到開(kāi)關(guān)的輸出，以便開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)響應(yīng)于比較器的輸出而變動(dòng)。在此外的相關(guān)實(shí)施例中，控制器電路可以是集成電路控制器并且其中降壓控制信號(hào)輸出可以包括集成電路控制器的誤差放大器輸出。在仍又一個(gè)相關(guān)實(shí)施例中，光源可以包括第一組固態(tài)光源和第二組固態(tài)光源，其中第一組固態(tài)光源可以包括至少一個(gè)固態(tài)光源，通過(guò)所述至少一個(gè)固態(tài)光源的電流（throughwhichcurrent）響應(yīng)于混合電路（mixingcircuit）的輸出被切換，其中第二組固態(tài)光源可以包括至少一個(gè)附加固態(tài)光源，所述至少一個(gè)附加固態(tài)光源被配置以保持在發(fā)光狀態(tài)中而混合電路切換通過(guò)所述至少一個(gè)固態(tài)光源的電流，所述第二組固態(tài)光源可以與所述第一組固態(tài)光源和混合電路開(kāi)關(guān)的并聯(lián)組合串聯(lián)耦合，其中混合電路開(kāi)關(guān)可以被配置以響應(yīng)于混合電路的輸出切換通過(guò)第一組固態(tài)光源的電流。在此外的相關(guān)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器電路可以此外包括電壓參考電路，其中電壓參考電路可以包括與第二組固態(tài)光源、以及第一組固態(tài)光源和混合電路開(kāi)關(guān)的并聯(lián)組合串聯(lián)耦合的電阻器。在仍又一個(gè)相關(guān)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器電路可以此外包括：整流器電路，其中整流器電路可以被配置以接收交流（AC）輸入電壓和在輸入節(jié)點(diǎn)處提供經(jīng)整流的AC電壓；和能量存儲(chǔ)電路，其包括：開(kāi)關(guān)控制器電路；被耦合到開(kāi)關(guān)控制器電路和整流器電路的輸入開(kāi)關(guān)電路；被耦合到開(kāi)關(guān)控制器電路和電容器電路的能量存儲(chǔ)開(kāi)關(guān)電路；其中開(kāi)關(guān)控制器電路可以被配置以響應(yīng)于經(jīng)整流的AC電壓向輸入開(kāi)關(guān)電路和能量存儲(chǔ)開(kāi)關(guān)電路提供控制器輸出、用以當(dāng)經(jīng)整流的AC電壓大于預(yù)定值時(shí)將經(jīng)整流的AC電壓耦合到負(fù)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種能量存儲(chǔ)電路，包括：開(kāi)關(guān)控制器電路；被耦合到所述開(kāi)關(guān)控制器電路和整流器電路的輸入開(kāi)關(guān)電路；和被耦合到所述開(kāi)關(guān)控制器電路和電容器電路的能量存儲(chǔ)開(kāi)關(guān)電路；其中所述開(kāi)關(guān)控制器電路被配置以響應(yīng)于經(jīng)整流的AC電壓向所述輸入開(kāi)關(guān)電路和所述能量存儲(chǔ)開(kāi)關(guān)電路提供控制器輸出，用以當(dāng)所述經(jīng)整流的AC電壓大于預(yù)定值時(shí)將所述經(jīng)整流的AC電壓耦合到負(fù)載并且給所述電容器電路充電，和用以當(dāng)所述經(jīng)整流的AC電壓小于所述預(yù)定值時(shí)將所述電容器電路耦合到所述負(fù)載以通過(guò)所述負(fù)載來(lái)對(duì)所述電容器電路放電。

【技術(shù)特征摘要】
2012.09.28 US 13/6297101.一種能量存儲(chǔ)電路，包括：開(kāi)關(guān)控制器電路；被耦合到所述開(kāi)關(guān)控制器電路和整流器電路的輸入開(kāi)關(guān)電路；和被耦合到所述開(kāi)關(guān)控制器電路和電容器電路的能量存儲(chǔ)開(kāi)關(guān)電路；其中所述開(kāi)關(guān)控制器電路被配置以響應(yīng)于經(jīng)整流的AC電壓向所述輸入開(kāi)關(guān)電路和所述能量存儲(chǔ)開(kāi)關(guān)電路提供控制器輸出，用以當(dāng)所述經(jīng)整流的AC電壓大于預(yù)定值時(shí)將所述經(jīng)整流的AC電壓耦合到負(fù)載并且給所述電容器電路充電，和用以當(dāng)所述經(jīng)整流的AC電壓小于所述預(yù)定值時(shí)將所述電容器電路耦合到所述負(fù)載以通過(guò)所述負(fù)載來(lái)對(duì)所述電容器電路放電。2.權(quán)利要求1所述的能量存儲(chǔ)電路，其中所述輸入開(kāi)關(guān)電路和所述整流器電路跨越所述負(fù)載被串聯(lián)耦合。3.權(quán)利要求1所述的能量存儲(chǔ)電路，其中所述能量存儲(chǔ)開(kāi)關(guān)電路和所述電容器電路跨越所述負(fù)載被串聯(lián)耦合。4.權(quán)利要求1所述的能量存儲(chǔ)電路，其中所述輸入開(kāi)關(guān)電路包括被耦...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：F帕爾默，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：美國(guó),US