用于改进的led驱动器性能的多泄放器模式控制的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开内容总体涉及用于驱动发光二极管(LED)的电路，且更具体地，涉及具有相角调光电路系统的LED驱动器电路。
【背景技术】
[0002]LED照明已经在工业上变得十分普遍，这是因为该技术提供的许多优点。例如，与其它照明技术(诸如紧凑型荧光灯(CFL)或白炽灯照明技术)相比，LED灯通常具有较长的寿命，造成更少的危害并且视觉吸引力增强。LED照明所提供的优点使得LED被各种照明技术、电视、监视器和其它应用所采纳。
[0003]常常期望实现具有调光功能的LED灯以提供可变的光输出。已经用于模拟LED调光的一种已知技术是相角调光，可使用前沿相位控制或后沿相位控制来实现相角调光。三端双向可控硅(triac)电路常常被用来执行这种类型的相角调光，并且通过延迟交流(ac)功率的每个半循环(cycle)的开始或修整交流功率的每个半循环的结尾来运行。通过延迟每个半循环的开始或修整每个半循环的结尾，减少了输送到负载(例如，灯)的电量，从而在该灯输出的光中产生调光效果。在大多数应用中，在每个半循环的开始处的延迟或在每个半循环的结尾处的修整是注意不到的，这是因为相位控制线路电压中产生的变化和输送到灯的功率产生的变化比人眼可察觉的要快得多。例如，当三端双向可控硅用来为白炽灯泡调光时工作得尤其好，这是因为相角随着交替的交流线路电压的变化对于这些类型的灯泡是无形的。然而，当三端双向可控硅用于给LED灯调光时，闪烁可能会被注意到。
[0004]LED灯中的闪烁会发生是因为这些设备通常由具有稳压电源的LED驱动器驱动，该稳压电源从交流功率线路向LED灯提供经调节的电流和电压。除非驱动LED灯的稳压电源被设计为以合意的方式识别并响应于来自三端双向可控硅调光电路的电压信号，否则三端双向可控硅调光电路很可能会产生不理想的结果，诸如LED灯中的有限调光范围、闪烁、闪动(blinking)、和/或色移。
[0005]对LED灯使用三端双向可控硅调光电路的困难部分原因是由于三端双向可控硅本身的特性。具体而言，三端双向可控硅是表现为受控的交流开关的半导体元器件。因此，三端双向可控硅对于交流电压表现为打开的开关，直到它在控制端子处接收到触发信号，才导致该开关闭合。只要通过该开关的电流在称为“维持电流(holding current)”的值以上，该开关就保持闭合。大部分白炽灯从交流电源汲取得多于最小维持电流，以使得三端双向可控硅能够可靠和持续运行。然而，LED从有效电源汲取的相对低电流可能无法满足保持三端双向可控硅开关导通以实现可靠运行所要求的最小维持电流。结果，三端双向可控硅会不持续地触发。另外，由于向输入电容充电的浪涌电流，以及因为LED向输入线路呈现的相对大阻抗，只要三端双向可控硅接通就会出现显著的跳动(ringing)。这种振荡可能导致甚至更不希望的行为，因为三端双向可控硅电流可能会下降到零并且关断LED负载，导致闪烁效果。
[0006]为了解决这些问题，常规的LED驱动器设计通常依赖于由功率转换器的虚假负载或“泄放器电路”汲取的电流，来补充LED汲取的电流从而汲取足够量的电流以使三端双向可控硅在触发之后保持可靠地导通。这些泄放器电路通常可包括响应于负载水平受控制器或受转换器参数控制的无源元器件和/或有源元器件。尽管对于汲取额外电流有用，但在集成电路外部的泄放器电路要求使用额外元器件，相关联地对成本和效率产生了不利影响。
【发明内容】
[0007]根据本发明的第一方面，提供一种用于发光二极管(LED)驱动器电路的多泄放器电路，所述多泄放器电路包括:
[0008]一个第一泄放器电路；
[0009]一个第二泄放器电路；以及
[0010]一个控制器，被耦合以接收代表输入电压的线路感测信号、代表传导通过所述第二泄放器电路的电流的泄放器电流感测信号以及代表来自负载的返回电流的返回电流感测信号，其中，所述控制器还被耦合以基于所述线路感测信号(sense signal)、所述泄放器电流感测信号和所述返回电流感测信号启用(activate)和禁用(deactivate)所述第一泄放器电路和所述第二泄放器电路。
[0011]根据本发明的第二方面，提供一种发光二极管(LED)驱动器电路，包括:
[0012]一个输入，被耦合以接收交流(ac)输入电压；
[0013]一个三端双向可控硅调光电路，被耦合至所述输入以接收所述交流输入电压并且输出相位受控的交流输入电压；
[0014]—个整流器，被耦合以接收所述相位受控的交流输入电压并且输出相位受控的、经整流的输入电压；
[0015]—个功率转换器，被耦合以接收所述相位受控的、经整流的输入电压并且向负载输出经调节的输出信号；
[0016]—个第一泄放器电路，被耦合在所述整流器和所述功率转换器之间；
[0017]—个第二泄放器电路，被耦合在所述整流器和所述功率转换器之间；
[0018]—个控制器，被耦合以接收代表所述相位受控的、经整流的输入电压的电压的线路感测信号、代表传导通过所述第二泄放器电路的电流的泄放器电流感测信号以及代表来自所述负载的返回电流的返回电流感测信号，其中，所述控制器还被耦合以基于所述线路感测信号、所述泄放器电流感测信号和所述返回电流感测信号启用和禁用所述第一泄放器电路和所述第二泄放器电路。
【附图说明】
[0019]参照下面的附图描述非限制和非穷举性的实施方案，其中贯穿各个视图中相似的参考数字指代相似的部分，除非另有说明。
[0020]图1示出根据各种实施例的一个具有三端双向可控硅相位控制调光器的离线LED驱动器系统的总体框图。
[0021]图2A是例示了由阻尼器尖峰能量回收电路系统启用的常规输入泄放器的示意图。
[0022]图2B是例示了根据各种实施例的由具有多泄放器模式控制的控制器启用的示例性RC泄放器的示意图。
[0023]图3是例示了根据各种实施例的在LED驱动器的输入处实施多泄放器开关元件的开环和/或闭环控制的具有多泄放器模式控制的控制器的详细电路图。
[0024]图4是根据各种实施例的具有多泄放器模式控制的控制器的框图。
[0025]图5是例示了用于具有多泄放器模式控制的控制器在没有调光、有前沿调光和有后沿调光操作下的示例性过程的流程图。
【具体实施方式】
[0026]在下面的描述中，阐述了许多具体细节以提供透彻的理解。然而，本领域普通技术人员将明了不必需采用这些具体细节。
[0027]公开的各种实施例涉及相位调光LED驱动器输入电路系统(circuitry)，该相位调光LED驱动器输入电路系统含有由具有多泄放器模式控制的控制器所启用的多泄放器电路。在一个实施例中，该输入电路系统可包括由开环或闭环配置的控制器控制的多泄放器电路。该控制器可基于输入线路电压、调光状态和所实施的调光类型来选择性地启用或禁用多泄放器电路(mult1-bleeder circuit)，从而通过防止或减少闪烁/闪动并且通过降低泄放器损耗来改进LED驱动器的性能。
[0028]图1示出示例性LED驱动器系统100的总体框图，该系统包括经调节的转换器(regulated converter) 140和前级三端双向可控娃调光电路104。如所示，三端双向可控娃调光电路104被耦合以通过可熔断保护设备103从LED驱动器系统100的输入端子接收输入交流线路信号VAe102 ο三端双向可控硅调光电路104可通过延迟输入交流线路信号Vac102的每个半循环的开始来应用前沿相位控制，或可通过修整(trim)输入交流线路信号Vm102的每个半循环的结尾来应用后沿相位控制，从而产生相位受控的交流线路/输入信号或相位受控的三端双向可控硅信号VTrlae105。通过使用三端双向可控硅调光电路104去掉输入交流线路信号VAe102的每个半循环的一部分，输送到负载175 (例如灯或LED阵列178)的功率的量减少并且LED输出的光看起来变暗。
[0029]LED驱动器系统100还可包括桥式整流器108，桥式整流器108被耦合以接收通过电磁干扰(EMI)滤波器106的相位受控的三端双向可控硅信号νΤι_105。如所描绘的实施例中所示，桥式整流器108输出的相位受控的、经整流的输入电压Vinlll(由符号波形112表示)在每个半线路循环有一个导通相位角，该相位角受三端双向可控硅调光电路104控制。相位受控的、经整流的输入电压VinIll经输入电路系统138向高频经调节的转换器140提供可调的平均直流电压，在一个实施例中，根据应用，该输入电路系统138可包括接口设备/块，诸如输入感测/检测电路系统、电感和电容滤波器、阻尼器以及一个或多个具有开环或闭环控制的无源/有源泄放器。
[0030]如图1中所例示的，输入电路系统138可被耦合在LED驱动器系统100的整流器和相位控制器部分110以及转换器和输出部分190之间。在图1中所示的实施例中，输入电路系统138包括多泄放器电路系统139，该多泄放器电路系统139可包括由多个控制信号(诸如信号125和135)控制的多个泄放器电路(诸如泄放器电路BLDR-1，120和BLDR-2，130)，所述控制信号由多泄放器模式控制集成电路(IC)模块150生成。如下面更详细的讨论，多泄放器模式控制IC模块150可被配置成基于LED驱动器的运行状态选择性地启用或禁用这些多泄放器电路，以调整传导通过闭环或开环受控的泄放器电路BLDR-1，120和BLDR-2，130的电流，LED驱动器的运行状态是基于