布。
[0097]尽管基于清楚说明的考量而未图示，但应了解，可通过经由整流器二极管耦接到电容的次级侧辅助绕组，以与将电力(V。。)供应给初级侧控制器16相同的方式，对控制器28进行次级侧偏压供应。或者，V。。可由耦接到逆向转换器的输出的简单并联调节器(例如，基于图10所示的齐纳二极管和串联电阻)或串联调节器(例如线性或LDO调节器)产生。
[0098]在图8中，电容(C3、C4)54和56表示(例如)在断开时存储LED串的正向电压，这样每当所述串重新启动时，LED即标称偏压(即对储能电容重新充电所需的电流最小)，这可确保接近理想LED电流比率，并最大限度地提高效率。红色与蓝色LED串的正向电压降之间的差异可能很大，因此，使用阻流二极管34和36来防止反向电流流入断开LED串中。
[0099]此外，尽管图中未显示，在本发明的所有实施例中，只有正向电压降最小的串可能需要串联的开关来断开(即停用)所述串。如果LED串的正向电压降的差异足够大，能够确保在应当处于断开状态时，电压较大的LED串中存在的泄漏电流极少，则电压较大的LED串将在电压较小的LED串接通(即启动)时自动断开。为了进行说明并清楚显示，在本发明的所有实施例中，所有LED串上均具有开关30和32。
[0100]图9所示是LED照明系统10的又一项实施例。图9所示的实施例包括与蓝色和红色LED串24和26并联的第三(绿色)LED串58，其由开关60控制。在图9所示的实例中，控制器28以连续方式操作LED串24、26和58，以便在任何给定的时间中，电流流过，且仅流过其中的一个LED串。因此在图9中，PWM切换频率可等于脉冲宽度调制控制时间的倒数(即1/TPWM)，且TPWM = T1+T2+T3，其中Tl、T2和T3分别表示蓝色、红色和绿色LED串的时间脉冲宽度。
[0101]尽管图9 (和本文所述的其他实施例)说明的是并联的LED串，但LED串也可串联，或者LED串可以并联和/或串联配置的任何组合进行连接，其中具有适当连接的开关，以使得断开的LED串开路或短路。
[0102]图10所示是LED照明系统10的进一步实施例，其使用了未隔离的交流/直流电力转换器。因此，在图10中，特别值得注意的是，上述实施例中的变压器22已替换成分接的感应器62。在图10所示的实例中，LED输出和控制电路在整流的交流线路电压(Vin)的顶部“浮动”，且从提供LED电力供应(Vs)的分接的感应器62馈电。同样在图10所示的实施例中，向控制器28提供电力(Vdd)的是简单并联调节器。所述并联调节器包括齐纳二极管(D4)64，电阻(R4)66和电容(C6)68。这种类型的并联调节器也可用于向上述隔离系统(例如图1所示)中的控制器28提供电力。
[0103]因此，本文所述的实施例实现在初级侧控制的CV/CC，或恒定电流(CC)逆向转换器的次级侧上使用简单且同步的时间复用，或脉冲宽度调制切换电路，以精确地控制固态灯泡的颜色温度，而无需任何成本高昂的额外DC/DC转换电路或隔离屏障耦接装置。
[0104]PWM电路(例如控制器28)通过控制初级侧控制的CV/CC逆向转换器的次级侧上的多个LED串中的电流比率，控制颜色温度。PWM切换与逆向切换同步，以确保稳定性和效率最大化，其可用简单且成本低廉的电路来实现。
[0105]因此，本文所述的实施例实现对固态照明设备(SSL)颜色温度分布的自动控制。例如，可在运行条件(例如环境温度和交流线路电压)改变时维持颜色温度，或者可改变颜色温度以(例如)模拟在变暗时向红色改变的白炽灯泡。
[0106]此外，既不需要隔离屏障耦接装置，例如光耦合器或隔离的驱动器，也不需要次级侧DC/DC转换电路。
[0107]虽然为了能清楚地理解而较详细地说明了上述实例，但本发明并不限于所述细节。本发明具有许多替代性实施方式。所公开的实例是说明性的，而非限制性的。
【主权项】
1.一种LED照明系统，包括: 变压器，所述变压器包括初级绕组和次级绕组； 多个LED串，所述多个LED串被耦接到所述变压器的所述次级绕组； 至少一个开关，所述至少一个开关被耦接到所述多个LED串中的至少一个LED串；以及 控制器，所述控制器被耦接到所述至少一个开关，且被配置为控制所述至少一个开关的操作，使得电流流过所述多个LED串时，交替流过所述多个LED串中的每个LED串，其中，所述至少一个开关操作以在实质上没有电流流过所述变压器的所述次级绕组时切换所述电流流过哪一个LED串。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个LED串包括第一LED串和第二 LED串，且所述至少一个开关包括，耦接到所述第一 LED串的第一开关，以及耦接到所述第二 LED串的第二开关。3.如权利要求2所述的系统，其中，所述控制器被配置为，使得所述第一开关在第一工作周期操作，且所述第二开关在第二工作周期操作。4.如权利要求3所述的系统，其中，所述第一工作周期和所述第二工作周期是互补的。5.如权利要求4所述的系统，其中，所述控制器进一步被配置为，基于所述多个LED串的温度，调整所述第一工作周期和所述第二工作周期。6.如权利要求4所述的系统，其中，所述控制器进一步被配置为，基于流过所述多个LED串的电流，调整所述第一工作周期和所述第二工作周期。7.如权利要求4所述的系统，其中，所述控制器进一步被配置为，基于流过所述变压器的所述电流的变化，调整所述第一工作周期和所述第二工作周期。8.如权利要求4所述的系统，进一步包括初级侧开关，所述初级侧开关被耦接到所述变压器的所述初级绕组，且其中所述第一开关和所述第二开关之间的交替与所述初级侧开关的切换同步。9.如权利要求3所述的系统，其中，所述多个LED串进一步包括，第三LED串，且所述多个开关进一步包括被耦接到所述第三LED串的第三开关，所述控制器被配置为，使得所述第三开关在第三工作周期操作，且所述第一工作周期、所述第二工作周期，以及所述第三工作周期是互补的。10.一种用于操作LED阵列的方法，所述方法包括: 接收经由包括初级绕组和次级绕组的变压器的电流； 操作第一开关，使其耦接到所述LED阵列的第一 LED串和所述变压器的所述次级绕组；以及 操作第二开关，使其耦接到所述LED阵列的第二 LED串和所述变压器的所述次级绕组，使得电流流过所述第一 LED串和所述第二 LED串组成的LED串中的一个，并交替流过所述第一 LED串和所述第二 LED串，其中，操作所述第一开关和所述第二开关中的至少一个开关包括，在实质上没有电流流过所述变压器的次级绕组时切换所述电流流过所述第一 LED串和所述第二 LED串中的哪一个LED串。11.如权利要求10所述的方法，进一步包括， 操作第一开关，使其在第一工作周期耦接到所述LED阵列的第一 LED串和所述变压器的所述次级绕组；以及 操作第二开关，使其在第二工作周期耦接到所述LED阵列的第二 LED串和所述变压器的所述次级绕组。12.如权利要求11所述的方法，进一步包括，基于所述LED阵列的温度，调整所述第一工作周期和所述第二工作周期。13.如权利要求11所述的方法，其中，操作所述第一开关和所述第二开关与切换被耦接到所述变压器的所述初级绕组的初级侧开关同步。14.如权利要求11所述的方法，进一步包括，基于流过所述LED阵列的电流，调整所述第一工作周期和所述第二工作周期。15.如权利要求11所述的方法，进一步包括，基于流过所述变压器的电流的变化，调整所述第一工作周期和所述第二工作周期。16.一种LED照明设备，包括: 多个LED串； 至少一个开关，所述至少一个开关被耦接到所述多个LED串；以及 控制器，所述控制器被耦接到所述至少一个开关，且被配置为以互补方式控制所述至少一个开关的操作，使得电流流过所述多个LED串时，交替流过所述多个LED串中的每个LED串，其中，所述至少一个开关操作以在实质上没有电流流过被耦接到所述多个LED串的电感时切换所述电流流过哪一个LED串。17.如权利要求16所述的设备，其中，所述多个LED串包括第一LED串和第二 LED串，所述至少一个开关包括被耦接到所述第一 LED串的第一开关以及被耦接到所述第二 LED串的第二开关，且其中所述控制器被配置为，使得所述第一开关在第一工作周期D操作，且所述第二开关在第二工作周期D’操作，其中D’ = 1-D。
【专利摘要】本发明涉及多串发光二极管电流控制系统和方法。本发明所述各项实施例提供LED照明系统和方法。变压器具有初级绕组和次级绕组。多个LED串耦接到所述变压器的所述次级绕组。至少一个开关耦接到所述多个LED串中的至少一个LED串。控制器耦接到所述至少一个开关，且经配置以控制所述至少一个开关的运行，这样电流即以交替方式流过所述多个LED串。
【IPC分类】H05B37/02
【公开号】CN104994625
【申请号】CN201510337295
【发明人】大卫·库斯特, 巴利·拉佛瑞吉
【申请人】谷歌公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2011年12月29日
【公告号】CN102630111A, CN102630111B, US8638045, US9167644, US20120200229, US20150123550