尤其用于发光二极管的具有集成双重输出的紧凑型驱动器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成功率转换器的领域。本发明尤其能够应用于发光器件的驱动电路，上述发光器件诸如发光二极管(LED)光源。更具体地，本发明涉及一种紧凑且有效的功率转换器件。
【背景技术】
[0002]需要例如使用开关模式电源(SMPS)的功率转换模块的高度集成的应用能够诉诸于诸如开关电容器转换器(SCC)的功率转换器，其能够在仅使用与电感输出滤波器相结合的电容器和开关的情况下提供高效的DC至DC电压转换。
[0003]值得注意的是，固态照明(SSL)行业对于用于LED的小型且紧凑的功率管理单元的需求正在增加。LED要求以恒定电流的形式尽可能有效地输送供电。在理想情况下，大小与LED自身相兼容的LED驱动器将表现出支持新的照明概念的显著突破。这样的解决方案将要求系统具有高级别的可靠性和效率，以便适应生命周期、尺寸和散热的要求。
[0004]LED驱动器能够基于开关模式电源(SMPS)。值得注意的是，一些LED驱动器可以包括混合功率转换器，后者将SCC与电感SMPS相结合。在设计LED驱动器时的挑战之一在于，允许它们有效实施颜色控制特征的能力，诸如黑体线调光和色点稳定性。这样的特征要求LED驱动器包括多个输出以及相关联的控制器件，后者通常是复杂且无法轻易地被整合到紧凑型架构之中。例如，能够通过驱动两个LED来确保黑体线调光，例如一个LED发射白色光而一个LED发射具有所确定波长的光，例如一个LED发射冷白色光而一个LED发射红光；因此，在这样的示例性配置中，需要两个驱动器或者具有两个不同输出的驱动器。
[0005]现有技术仍然缺少将以紧凑、有效且优化的方式对有关颜色调谐和多输出功率管理的所有复杂要求进行整合的LED驱动器。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目标是通过提出一种允许通过一个单一功率转换模块进行多输出功率管理的解决方案而克服以上所提到的现有技术的缺陷。
[0007]根据本发明，提出了一种基于采用SCC的固有特性的混合架构的驱动器装置。
[0008]出于该目的，本发明提出了一种用于对至少两套发光二极管(LED)或LED串进行驱动的新颖驱动器，包括:
[0009].双重输出功率转换器，其适于将输入电压转换为两个不同输出电压以便对所述两套LED串进行驱动，
[0010]?控制器，其适于基于至少一个输入设置点对该双重输出功率转换器进行控制，
[0011]其中该双重输出转换器包括开关电容器转换器，其包括多个开关和多个电容器，该双重输出功率转换器的输出被连接至该双重输出功率转换器的内部节点，该控制器进一步适于输送脉冲宽度调制(PWM)输出控制信号以便驱动该开关，其占空比是所述至少一个输入设置点的函数。
[0012]在本发明的示例性实施例中，该驱动器可以进一步包括可控电压调节器，其适于对供应至该双重输出功率转换器的输入电压进行控制。
[0013]在本发明的示例性实施例中，该控制器可以进一步适于控制该可控电压调节器。
[0014]在本发明的示例性实施例中，该控制器可以进一步适于作为表示所述至少两套LED串中的至少一套的操作的反馈信号的函数而以闭环方式对该双重输出功率转换器进行控制。
[0015]在本发明的示例性实施例中，该控制器可以进一步适于作为表示所述至少两套LED串中的至少一套的操作的反馈信号的函数而以闭环方式对该可控电压调节器进行控制。
[0016]在本发明的示例性实施例中，该驱动器可以进一步包括输出滤波器，所述两套LED串中的至少一套由两个不同输出电压中的至少一个通过该输出滤波器进行控制。
[0017]在本发明的示例性实施例中，该双重输出功率转换器所包括的开关电容器转换器能够基于阶梯结构。
[0018]在本发明的不例性实施例中，该双重输出功率转换器所包括的开关电容器转换器能够基于迪克森(Dickson)阶梯结构。
[0019]在本发明的示例性实施例中，该双重输出功率转换器所包括的开关电容器转换器能够基于斐波那契(Fibonacci)结构。
[0020]在本发明的示例性实施例中，该可控电压调节器可以包括开关模式电源(SMPS)。
[0021]在本发明的示例性实施例中，该可控电压调节器可以包括线性电压调节器。
[0022]本发明的另一个方面是一种包括两套LED串的照明系统，其中所述两套LED串由如之前任一个所描述的实施例所述的驱动器进行驱动。
[0023]在本发明的示例性实施例中，所述两套LED串可以分别包括一个或多个串联的红色光LED以及一个或多个串联的蓝色光LED。
[0024]本发明的另一个方面是一种用于驱动至少两套LED串的方法，至少包括步骤:将输入电压转换为两个不同的输出电压以便驱动所述两套LED串，通过利用P丽信号驱动开关而对包括具有多个开关和多个电容器的开关电容器转换器的双重输出功率转换器进行控制，该PWM信号的占空比是所述至少一个输入设置点的函数。
[0025]在如以下所描述的第二示例性实施例中，除了大小和组件数量有所减小之外，本发明的另一个优势在于利用单个控制变量而明显促进了黑体线调光。
【附图说明】
[0026]鉴于以下利用仅说明性而非限制性的示例以及附图所提供的优选实施例所给出的详细描述，本发明的这些和其它特性和优势将变得更为清楚，其中:
[0027]图1是图示本发明的示例性实施例中的连接至负载和电压电源的LED驱动器的框图；
[0028]图2是图示本发明的第一示例性实施例中的LED驱动器所包括的双重输出转换器的电路图；
[0029]图3A、3B和3C是图示如遵循本发明示例性实施例的驱动器中的设置点控制器出于实现色点的给定目标数值的目的所设置的不同调节参数的数值的示图；
[0030]图4是图示本发明的第二实施例中的LED驱动器所包括的双重输出转换器的电路图；
[0031]图5A和5B是图示由图4所示的根据本发明第二示例性实施例的LED驱动器所包括的双重输出转换器的输出特性的示图。
【具体实施方式】
[0032]在以下详细描述中，出于解释而非限定的目的，给出了公开具体细节的代表性实施例以便提供对于本教导的全面理解。然而，对于从本公开获益的本领域技术人员显而易见的是，根据本教导的脱离这里所公开的具体细节的其它实施例仍然处于所附权利要求的范围之内。此外，省略了对于公知装置和方法的描述以免对代表性实施例的描述造成混淆。这样的方法和装置明确地处于本教导的范围之内。
[0033]图1示出了本发明的示例性实施例中的连接至负载和电压源的LED驱动器的框图。
[0034]图1描绘了LED驱动器10，其连接至电源11，并且接合至负载13。该驱动器和负载是照明系统I的部件，后者也作为本发明的一个方面。
[0035]电源11例如可以被设计为提供AC或DC电压Vsupply。例如，供电电压Vsupply可以是来自市电的AC电压，或者由DC电网或电池所提供的DC电压。
[0036]负载13例如包括一个第一LED串131和一个第二LED串133。在本公开中，认为LED串可以包括一个或多个LED。两个LED串131、133适于发出不同类型的光。例如，以将两个LED串131、133所产生的光束进行混合，尤其允许黑体线调光的方式，第一 LED串131可以适于发出红色光，而第二 LED串133则可以适于发出蓝色光，。
[0037]LED驱动器10包括适于接受供电电压Vsupply并且输送经调节的电压的可控电压调节器101、双重输出功率转换器103，并且可以包括输出滤波器105。在图1所示的本发明的不例性实施例中，以双重输出功率转换器103的每个输出与相应的输出滤波器相关联的方式，输出滤波器105包括一个第一输出滤波器1051和一个第二输出滤波器1053。第一输出滤波器1051连接至第一 LED串131，并且第二输出滤波器1053则连接至第一 LED串133。
[0038]LED驱动器10进一步包括控制器107。控制器107包括至少一个用