发光装置插入检测的制作方法
【专利说明】发光装置插入检测
[0001]本发明涉及LED转换器和用于操作这种转换器的方法，涉及包括该LED转换器的LED发光装置。本发明还涉及适于执行该方法的集成电路。
[0002]利用诸如LLC转换器的谐振转换器的LED转换器是本领域所已知的，并且例如，被广泛用于有成本效益的LED转换器解决方案。具体来说，LED转换器可以从电力供应源供电，其可以向LED转换器传送DC或AC电流。对于供应AC电流的情况来说，LED转换器可以包括整流器以根据输入AC电流来生成DC电流。
[0003]接着，将DC电流例如馈送至功率因数校正电路，其接着向谐振转换器，例如，串联谐振转换器，具体来说，LLC转换器供电。接着，连接至谐振转换器或者作为其一部分的变压器(transformer)将电力跨过电屏蔽部(galvanic barrier)(例如，SELV屏蔽部(隔离的或安全超低电压屏蔽部))从电屏蔽部的初级侧传递至电屏蔽部的次级侧，以向光源(具体来说，包括至少一个LED的LED串)供应电流I.。
[0004]在大部分已知应用中，LLC转换器用作恒定电压转换器，其向次级侧DC总线供电。这里，电流源(典型为降压转换器)生成驱动高功率LED所需要的恒定电流。如技术人员所已知的，LLC转换器是使用两个电感器(LL)和电容器(C)的谐振半桥转换器。
[0005]利用LLC转换器的一般优点在于，其提供软开关能力(初级侧开关和次级侧二极管)和良好的甩负载率，即，即使次级侧负载改变，输出电压也不改变很多。
[0006]为了缩减成本和改进LED转换器的效率，尤其是，在利用LLC转换器时，如果不需要次级侧电流源，则是有益的。尤其希望将LLC转换器操作为恒定电流转换器，以代替恒定电压转换器。然而，LLC恒定电流转换器需要控制回路来控制其输出电流，例如，LED电流Iled0
[0007]例如，图1示出了一示例性电路，其允许测量SELV屏蔽部的次级侧(即，电屏蔽部的次级侧)上的LED电流，并且向电屏蔽部的初级侧提供反馈。
[0008]具体来说，图1示出了开关调节器(例如，半桥转换器)，其利用按半桥连接的高开关HS和低开关LS从DC电压Vdc供电。该半桥的开关可以是晶体管，例如，FET或M0SFET。
[0009]从半桥开关HS、LS之间的中点起，LLC串连接有电容Cr以及接着是电感Lr (形成谐振LC电路)、和变压器的初级侧电感Lm。
[0010]在次级侧，变压器的次级侧电感Lt被示出连接至二极管Dl和D2，向发光装置(在这种情况下，LED)提供DC LED电流Imi。该LED电流1_经由分流电阻器R sns分流至接地。[0011 ] 次级侧控制电路SCC感测/测量分流电阻器Rsns处的电压V sns，接着将该电压Vsns或指示所测量电压的参数经由光耦合器反馈至初级侧控制电路PCC。接着，初级侧控制电路PCC设置用于启用开关HS、LS的频率。电压Vsns是还指示并且关联至LED电流I _的电气参数，并由此，可以根据电压Vsns导出LED电流Im或另一关联电气参数。基于该反馈，初级侧控制电路PCC调节谐振转换器的半桥开关的频率。
[0012]如可以从图1看出，闭环控制需要提供次级侧控制电路SCC，而且还需要提供跨越电屏蔽部(SELV屏蔽部)的用于电气参数的反馈路径，以允许通过初级侧控制电路PCC来控制LED电流Im。虽然在次级侧执行对电气参数的所需测量，但还可以使用初级侧感测，来获取用于控制LED电流Imi所需的电气参数。
[0013]如图2的示例性电路中所示，谐振转换器的电流IpHm可以在电屏蔽部的初级侧上测量，以设置谐振转换器半桥的操作频率。
[0014]图2示出了在电屏蔽部的次级侧上，未设置分流电阻器，而且既没有在次级侧上执行测量，也不存在次级侧控制电路see。
[0015]虽然谐振转换器的初级侧在原理上如图1所示设置，但将分流电阻器Rsnsl与变压器的初级侧电感Lm串联连接。初级侧控制电路PCCl测量/感测电气参数，例如，分流电压Vsnsl，其指示谐振转换器Ιρ_。初级侧控制电路PCCl基于所测量电气参数而设置谐振转换器半桥的开关HS、LS的开关频率，其与谐振转换器电流IpHm关联。
[0016]这种设置允许仅在电屏蔽部的初级侧上创建控制回路，而且例如，不需要越过电屏蔽部(SELV屏蔽部)的反馈，其改进了电路安全性。
[0017]初级侧控制电路PCCl测量变压器的初级侧绕组(用初级侧电感Lm表示)处的电压Vsnsl，而且具体来说，如果谐振转换器电流IphA LED电流I _之间的关系已知，则LED电流可以通过基于所测量分流电压V snsl调节高开关HS与低开关LS的开关频率而被控制。
[0018]就次级侧感测而言，该初级侧感测改进了 LED转换器的成本，因为不需要次级侧控制电路，而且还不需要跨越电屏蔽部，这节省了用于附加组件(例如，光耦合器)的成本。而且，如果应当通过在市电电源、模拟接口或数字接口(例如，DALI)上信令的调光信号来执行调光命令，则初级侧感测是有益的，因为该调光命令典型地在LED转换器的初级侧上接收。
[0019]然而，图2所示谐振转换器具有一较大缺点。随着将谐振转换器用作电流源，当电屏蔽部的次级侧上的输出端子上没有连接负载时，即，没有连接发光装置/LED，谐振转换器中的电压将上升至大于针对谐振转换器的操作而指定的电平。结果，无法满足SELV安全需求。
[0020]为防止谐振转换器中的高电压，可以停止开关调节器的半桥，其意指停止半桥的开关HS、LS(例如，FETS、MOS-FETS)。然而，当停止该半桥以防止过高电压时，也不存在通过变压器从电屏蔽部的初级侧向次级侧传输的电力，并由此，该次级侧系统断电而且无法操作。另一方面，如果没有电力传输至次级侧，那么也不能检测发光装置/LED至次级侧端子的连接。
[0021]本发明提供了一种如在独立权利要求中概述的、针对这种困境的解决方案。本发明的另一些方面在从属权利要求中提出。
[0022]在一方面，本发明提供了一种LED转换器，该LED转换器包括:谐振转换器，该谐振转换器具有开关调节器，优选为钟控半桥转换器；电屏蔽部，该电屏蔽部的初级侧通过所述开关调节器来供电，而该电屏蔽部的次级侧被设置成直接或间接向用于连接一个或更多个LED的端子供电；控制电路，该控制电路处于所述谐振转换器的所述电屏蔽部的所述初级侧上；感测装置，该感测装置处于所述电屏蔽部的所述次级侧上，所述感测装置在连接至所述端子时感测指示LED负载的次级侧电气参数；从所述感测装置至所述控制电路的反馈路径，所述反馈路径适于将所述次级侧电气参数从所述电屏蔽部的所述次级侧反馈至所述电屏蔽部的所述初级侧。其中，在没有LED串连接至所述LED转换器的情况下，所述控制单元适于从高频至低频循环控制开关调节器开关，尤其是所述钟控半桥的开关，的开关频率，并且监测所述次级侧电气参数是否达到预定阈值，并且在达到所述预定阈值的情况下，所述控制单元适于停用所述开关调节器开关，并且启用电压保护开关以将所述次级侧电气参数接地。
[0023]所述控制电路可以适于:当在控制所述频率从所述高频至所述低频的期间所述次级侧电气参数未达到所述阈值时，检测到LED串被连接。
[0024]所述谐振转换器可以是包括LC电路的串联谐振转换器，优选为LLC转换器，变压器的初级侧电感和分流电阻器、正向或反向二极管或电容中的至少一个串联连接至所述串联谐振转换器。
[0025]所述控制电路