基于自激谐振变换器的发光二极管(led)驱动器的制造方法
【专利说明】基于自激谐振变换器的发光二极管(LED)驱动器
[0001]相关串请交叉引用
[0002]本申请要求于2014年1月17日提交的申请号为14/158，445、发明人为RaminZanbaghi等人、名称为“基于自激谐振变换器的发光二极管(LED)驱动器”的美国非临时性专利申请的优先权，并要求于2013年4月19日提交的申请号为61/813，887、发明人为Ramin Zanbaghi等人、名称为“住宅用基于电流型自激谐振变换器的LED驱动器拓扑结构”的美国临时专利申请的优先权，并要求于2013年4月19日提交的申请号为61/813，906、发明人为Ramin Zanbaghi等人、名称为“住宅用基于自激谐振变换器的可调光LED驱动器拓扑结构”的美国临时专利申请的优先权，并要求于2013年4月19日提交的申请号为61/813，868、发明人为Ramin Zanbaghi等人、名称为“具有自激谐振变换器级(单色和色彩混合LED)的数字可调光LED驱动器拓扑结构”美国临时专利申请的优先权，上述专利申请的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
[0003]本即时公开涉及照明。特别地，本即时公开涉及照明装置的驱动器级。
【背景技术】
[0004]照明装置中的驱动器电路用于驱动经过灯如紧凑型荧光(CFL)灯管的电流。特别地，驱动器电路接收输入电压并输出适合灯的电压。例如，驱动器电路可以接收120伏特、60赫兹的线电压，然后为CFL灯管输出大约80伏特、数千赫兹的电压，或者特定灯所需的其他参数。自激振荡型谐振器(S0R)可以用于生成驱动器电路的输出电压。
[0005]图1为说明紧凑型荧光(CFL)灯管的传统自激半桥驱动器的电路。电路100包括启动级102，其包括DIAC 104。电路100还包括半桥自激振荡型谐振器级112，其包括晶体管112A和112B。电路100进一步包括负载级132，其包括CFL灯泡134。RC计时器(包括电阻器Rstart和电容器C2)及DIAC 104通过将电流注入晶体管112B的基极以启动振荡，从而启动自激振荡型谐振器级112。变压器114将负载级132耦合到晶体管112A和112B，以提供反馈并允许在自激振荡型谐振器级112自激振荡。因而，自激振荡型谐振器级112充当电源转换器，将电源从线输入电压转换为适合CFL灯泡134的电压。
[0006]然而，图1的电路100并不适合与某些负载如发光二极管(LED) —起使用。此外，图1的电路100没有提供电源转换控制，因而不能控制CFL灯泡134的输出。例如，图1的电路100没有调光功能。
[0007]此处提及的缺点只是代表性的，仅用于强调改进照明系统特别是客户级装置的必要性。此处描述的实施例解决了一些缺点，但并不一定能够解决此处所述或本技术领域中已知的所有缺点。
【发明内容】
[0008]—种用于照明系统中电源转换的自激振荡型谐振器可以包括耦合到振荡器的控制器，以允许控制电源转换过程。在一个实施例中，所述控制器可以允许对光输出节点如发光二极管(LED)进行调光。在另一个实施例中，所述控制器可以允许调节经过光输出节点如发光二极管(LED)的电流。通过生成输出到自激振荡型谐振器的晶体管的基极的脉冲信号，所述控制器可以启动和/或关闭自激振荡型谐振器(SOR)中的振荡。与图1所示的传统的基于DIAC启动自激振荡型谐振器的方式不同，所述控制器可以提供更快的启动速度和更高的功率效率。
[0009]在一个实施例中，一种装置可以包括耦合到光输出节点的自激振荡型谐振器。所述自激振荡型谐振器可以包括第一开关、耦合到所述第一开关的第二开关以及具有至少一个电感器和至少一个电容器的振荡网络，所述振荡网络耦合到第一开关和第二开关，并且所述振荡网络配置为在所述光输出节点生成振荡电压信号。所述自激振荡型谐振器还可以包括耦合到所述自激振荡型谐振器的控制器，其中所述控制器配置为启动和关闭自激振荡型谐振器以调节经过耦合到所述光输出节点的负载的电流。所述控制器可以通过变压器的附加绕组耦合到所述自激振荡型谐振器。所述控制器可以由自激振荡型谐振器通过所述变压器的附加绕组供电所述控制器可以包括可变电阻式数模转换器(DAC)，其配置为调节经过耦合到光输出节点的负载的电流，而无需启动和关闭所述自激振荡型谐振器。所述控制器可以包括振荡器传感器，其配置为检测自激振荡型谐振器的输出频率并计算近似线电压。所述自激振荡型谐振器可以包括耦合到线电压的线输入节点，其中所述控制器耦合到所述振荡网络的输出，并且所述控制器配置为感测所述振荡网络输出的振荡频率；以及至少部分地基于所感测到的振荡频率计算所述线电压。
[0010]在某些实施例中，所述控制器可以配置为将地电压耦合到所述自激振荡型谐振器的开关的基极，以关闭所述自激振荡型谐振器；将脉冲电压施加于所述自激振荡型谐振器的开关的基极，以启动所述自激振荡型谐振器；通过控制经过所述至少一个发光二极管(LED)的电流，为所述至少一个发光二极管(LED)提供过电压保护(0VP);启动和关闭所述自激振荡型谐振器，以控制所述至少一个发光二极管(LED)中的脉动；和/或接收具有与所述控制器的地参考相同的地参考的数字调光数据输入。
[0011 ] 在一些实施例中，所述装置还可以包括至少一个耦合到所述光输出节点的发光二极管(LED)，其中所述自激振荡型谐振器配置为控制经过所述至少一个发光二极管(LED)的电流，并且其中所述至少一个发光二极管(LED)可以与所述自激振荡型谐振器隔离；和/或耦合到所述至少一个发光二极管并耦合到所述控制器的感测电阻器，其中所述控制器配置为至少部分地基于经过所述感测电阻器的测量电流启动和关闭所述自激振荡型谐振器；耦合在所述振荡网络、所述第一开关和所述至少一个发光二极管(LED)之间的变压器。
[0012]在另一个实施例中，一种方法可以包括在自激振荡型谐振器的振荡网络中的光输出节点生成振荡电压输出；通过控制信号打开第一开关，以启动自激振荡型谐振器；和/或通过所述控制信号关闭所述自激振荡型谐振器，其中所述控制信号启动和关闭所述振荡网络以调节经过耦合到所述振荡网络的光输出负载的电流。
[0013]在一些实施例中，所述方法还可以包括调光耦合到所述光输出节点的至少一个发光二极管(LED);从耦合到所述自激振荡型谐振器的控制器生成所述控制信号；感测所述自激振荡型谐振器的输出；确定所述自激振荡型谐振器的线输入电压；同步所述控制信号与所确定的线输入电压；确定经过耦合到所述光输出节点的一个或多个发光二极管(LED)的平均电流；至少部分地基于所述平均电流生成所述控制信号；将所述控制信号施加于位于所述自激振荡型谐振器的所述振荡网络与所述第一开关之间的隔离变压器的次级绕组；和/或将所述控制信号施加于第一双极结型晶体管(BJT)。
[0014]在进一步的实施例中，一种装置可以包括光源；配置为接收线电压的线电压输入节点；耦合到所述光源并耦合到所述线电压输入节点的自激振荡型谐振器，其中所述自激振荡型谐振器配置为在所述线电压周期的活动相输出功率到所述光源，并配置为在所述线电压周期的调光相不输出功率到所述光源；和/或耦合到所述自激振荡型谐振器的控制器，其中所述控制器配置为启动和关闭所述自激振荡型谐振器以调节经过所述光源的电流。
[0015]在一些实施例中，所述装置可以进一步包括第一开关；耦合到所述第一开关的第二开关；第一和第二双极结型晶体管(BJT);和/或耦合在所述自激振荡型谐振器和所述光源之间的变压器。
[0016]为了更好地理解下面详细描述，前述内容已经相当广泛地概述了本发明的实施例的某些技术特征和技术优势。在下文中，将描述构成本发明的权利要求主题的附加技术特征和技术优势。本技术领域的普通技术人员应该能够想到在此公开的概念和特定实施例可以作为改进或设计用于实现相同或类似目的的其他结构的基础。本技术领域的普通技术人员应该能够认识到，此类等同结构并不背离随附的权利要求所阐明的本发明的精神实质和保护范围。下面将参照附图进行描述，以帮助更好地理解附加技术特征。然而，需要明确理解的是，随附的每个附图仅用于说明和描述目的，并不旨在限制本发明。
【附图说明】
[0017]为了更加全面地理解所公开的系统和方法，下面将参照附图进行描述。
[0018]图1为图示了紧凑型荧光(CFL)灯管的传统自激半桥驱动器的电路。
[0019]图2为图示了根据本公开的一个实施例的兼容调光器的自激谐振驱动器的电路。
[0020]图3为图示了根据本公开的一个实施例的兼容调光器的自激谐振驱动器的电路，其中调光器兼容性电路与图2不同。
[0021]图4为图示了根据本公开的一个实施例的通过自激谐振驱动器来驱动负载的方法的流程图。
[0022]图5为图示了根据本公开的一个实施例的在控制器内部生成控制信号的框图。
[0023]图6为图示了根据本公开的一个实施例的控制信号生成的图表。
[0024]图7为图示了根据本公开的一个实