用于深度调光的电源的制作方法

本发明涉及用于供应照明电路和电容器电路的组合的电源。本发明进一步涉及设备，并且涉及方法。这种电源的示例为开关模式电源。

背景技术：

开关模式电源是众所周知的。大多数开关模式电源需要特定最小输出水平以便适当地操作。低于最小输出水平，开关模式电源可以进入突发模式或者跳跃模式。在这一模式下，输出上可能有低频率波纹。当使用该输出对照明电路馈电时，这一低频率波纹可能打扰到用户。

技术实现要素：

本发明的目的是提供改善的电源。本发明的其它目的是提供设备和改善的方法。

根据第一方面，电源被提供用于供应照明电路和电容器电路的组合，电源包括：

-第一感应电路，用于接收来自源电路的第一功率量，

-第二感应电路，耦合到第一感应电路以便向所述组合提供第二功率量，

-控制电路，用于控制第二功率量，以及

-触发器电路，用于使控制电路进入具有等于时间间隔的第一持续时间的第一模式，控制电路被配置为在第一模式下，引导供应电流信号以便供应所述组合并且随后引导放电电流信号以便减少电容器电路的电荷，并且在控制电路的第二模式下，防止放电电流信号的流动。

第一感应电路可能经由调光器电路接收来自源电路的第一功率量。第二感应电路将第二功率量提供给照明电路和电容器电路的组合。另外，第一和第二感应电路耦合。控制电路控制第二功率量。触发器电路使控制电路进入具有等于时间间隔的第一持续时间的第一模式。控制电路被配置为在第一模式下，引导供应电流信号以便供应所述组合，并且随后引导放电电流信号以便减少电容器电路的电荷。控制电路被配置为在控制电路的第二模式下，防止放电电流信号流过控制电路。

因此，引入控制电路，在时间间隔期间，该控制电路引导(传导)供应电流信号以便供应照明电路和电容器电路的组合，并且随后引导(传导)放电电流信号以便减少电容器电路的电荷。在这一时间间隔过去之后，电容器电路不经由控制电路进一步放电。换句话说，在该时间间隔期间，首先，功率被供应给照明电路和电容器电路的组合，并且其次，所供应的功率中的一些功率被从电容器电路取回并且用于对第二感应电路充电。在该时间间隔过去之后，不从电容器电路取回其它功率。这样，照明电路被馈送以功率量，该功率量是经由供应电流信号被供应给所述组合的功率量和经由放电电流信号从电容器电路取回的功率量之间的差。作为结果，照明电路经历低输出水平，而未经历低频率波纹。这是重大的技术优势。

源电路可以包括用于整流市电信号的整流器，或者可以包括电池，或者可以包括任何其它种类的源电路。电容器电路可以包括无论什么种类的并且以无论什么方式组合的一个或者多个电容器。第一感应电路可以包括无论什么种类的并且以无论什么方式组合的一个或者多个第一电感器。第二感应电路可以包括无论什么种类的并且以无论什么方式组合的一个或者多个第二电感器。供应电流信号将功率供应给照明电路和电容器电路的组合。放电电流信号经由控制电路将电容器电路完全放电或者仅放电到某个程度。照明电路和电容器电路的组合通常包括照明电路和电容器电路的并联组合，而不排除其它种类的组合。电容器电路可以是或者可以不是照明电路的一部分。当作为照明电路的一部分时，电容器电路可以是照明电路的寄生电容，或者可以是添加到照明电路的单独电容。

电源的一个实施例由包括晶体管和二极管的并联组合的控制电路限定。这是一种低成本、简单、并且鲁棒的实施例。

电源的一个实施例由包括场效应晶体管的晶体管和包括场效应晶体管的寄生反向二极管的二极管限定，或者由包括双极晶体管的晶体管和包括反向二极管的二极管限定。这是一个高效率的实施例，因为场效应晶体管本身包括寄生反向二极管，并且因为双极晶体管可以容易地与反向二极管组合。双极晶体管的反向二极管可以是双极晶体管的寄生反向二极管，或者可以是添加到双极晶体管的反向二极管。

电源的一个实施例由包括晶体管的导通模式的第一模式和包括晶体管的非导通模式的第二模式限定。当晶体管非导通时，二极管可以引导供应电流信号。当晶体管导通时，晶体管可以引导供应电流信号和放电电流信号。由于供应电流信号和放电电流信号在相反的方向上流动，二极管不能引导放电电流信号。

电源的一个实施例由具有基本上固定的值的时间间隔的长度限定。优选地，时间间隔的长度将均具有同一固定值，以便允许触发器电路通过最简单的实施例实现。然而，时间间隔的长度可以备选地均具有基本上固定的值，例如假设时间间隔的长度的值均未从时间间隔组的长度的平均值偏离太多(例如<10％)等。

电源的一个实施例由包括具有大于时间间隔的周期的功率脉冲的第一功率量限定。在开关模式电源下，从源电路供应给第一感应电路的第一功率量通常包括功率脉冲。优选地，这些功率脉冲的周期的长度可以大于时间间隔的长度。

电源的一个实施例由被配置为响应于检测到功率脉冲的结束而使控制电路进入第一模式的触发器电路限定。优选地，在功率脉冲期间，包括第一感应电路的电源的初级部分活跃并且包括第二感应电路和控制电路的电源的次级部分是不活跃的，并且在两个连续的功率脉冲之间，电源的初级部分是不活跃的并且电源的次级部分是活跃的。

电源的一个实施例由具有普通调光模式和深度调光模式的电源限定。在普通调光模式下，电源例如向负载供应最大输出功率的10％至100％。在深度调光模式下，电源例如向负载供应最大输出功率的1％至10％。调光可以例如经由位于源电路和电源之间的调光器电路来实现，和/或可以例如通过控制功率脉冲的宽度来实现。

电源的一个实施例被限定为：控制电路在深度调光模式下被配置为：在第一模式下，引导供应电流信号并且随后引导放电电流信号，并且在第二模式下，防止放电电流信号的流动；并且控制电路在普通调光模式下被配置为：在第一模式下，仅引导供应电流信号，并且在第二模式下，在第二模式的第二持续时间的至多一部分期间仅引导供应电流信号。在深度调光模式下，电容器电路至少部分地经由控制电路放电，在普通调光模式下，电容器电路不经由控制电路放电。

电源的一个实施例被限定为：第一功率量包括功率脉冲，电源被配置为响应于功率脉冲的宽度小于阈值而进入深度调光模式，并且电源被配置为响应于功率脉冲的宽度大于阈值而进入普通调光模式。功率脉冲的宽度可以确定由照明电路产生的光的量。更小/更大的宽度可以导致产生的更少/更多的光。

电源的一个实施例被限定为：第一感应电路包括第一绕组，并且第二感应电路包括第二绕组，其中两个绕组电感耦合，或者相应的第一和第二感应电路包括同一绕组的相应的第一和第二部分。在相应的第一和第二感应电路包括相应的第一和第二绕组的情况下，两个绕组需要被电感耦合。在相应的第一和第二感应电路包括同一绕组的相应的第一和第二部分的情况下，两个部分将被电感耦合。两个部分可以是绕组的相同部分、或者不同的重叠部分、或者不同的非重叠部分。

电源的一个实施例被限定为：触发器电路包括集成电路，集成电路用于检测存在于第二感应电路处的电压信号，并且用于响应于检测结果来生成用于使控制电路进入模式之一的控制信号，或者触发器电路包括检测器电路和发生器电路，检测器电路用于检测存在于第二感应电路处的电压信号，发生器电路用于响应于来自检测器电路的检测结果，生成用于使控制电路进入模式之一的控制信号。集成电路可能成本较高但是需要较少空间，并且检测器电路和发生器电路可能成本较低但是需要较多空间。

根据第二方面，提供了如下设备，该设备包括上文限定的电源并且进一步包括照明电路和电容器电路的组合。

设备的一个实施例由包括发光二极管电路的照明电路限定。发光二极管电路包括无论什么种类的并且以无论什么方式组合的一个或者多个发光二极管。

根据第三方面，提供了如下方法，该方法用于操作用于供应照明电路和电容器电路的组合的电源，该电源包括：

-第一感应电路，用于接收来自源电路的第一功率量，

-第二感应电路，耦合到第一感应电路，用于向所述组合提供第二功率量，以及

-控制电路，用于控制第二功率量，

该方法包括使控制电路进入第一模式的步骤，第一模式具有等于时间间隔的第一持续时间，控制电路被配置为：在第一模式下，引导供应电流信号以便供应所述组合并且随后引导放电电流信号以便减少电容器电路的电荷，并且在控制电路的第二模式下，防止放电电流信号的流动。

洞察在于：功率可以被供应给照明电路和电容器电路的组合，并且可以从电容器电路取回功率。基本构思在于：在控制电路的第一模式下，要引导供应电流信号以便供应所述组合，并且随后要引导放电电流信号以便部分地或者完全地将电容器电路放电；并且，在控制电路的第二模式下，要防止这一放电电流信号的流动。

提供改善的电源的问题得以解决。进一步的优势是：控制电路和触发器电路和触发驱动算法容易实现，并且电源是低成本、简单、并且鲁棒的。

本发明的这些方面和其它方面将通过下文中描述的实施例而显而易见，并且将参照下文中描述的实施例来解释。

附图说明

在附图中：

图1示出了电源的一个实施例，

图2示出了触发器电路的一个实施例，

图3示出了深度调光模式下的波形，

图4示出了普通调光模式下的波形，

图5示出了检测器电路的一个实施例，并且

图6示出了发生器电路的一个实施例。

具体实施方式

在图1中，示出了电源1的实施例。电源1包括用于接收来自源电路(未示出)的第一功率量的第一感应电路11。另外，可能经由其它电路和/或可能经由调光器，第一感应电路11的一个端部要耦合到源电路。第一感应电路11的另一端部耦合到开关电路17(诸如场效应晶体管)的第一主电极(漏极)。开关电路17的第二主电极(源级)经由电阻器18耦合到地。在这一示例性情形下，第一功率量包括功率脉冲。经由被提供给开关电路17的控制电极(栅极)的控制信号，可以控制功率脉冲的周期和宽度。

电源1进一步包括第二感应电路12，第二感应电路12在这一示例性情形下电感耦合到第一感应电路11。另外，第一感应电路11包括第一绕组，并且第二感应电路12包括第二绕组，其中两个绕组电感耦合。备选地，相应的第一感应电路11和第二感应电路12可以包括同一绕组的相应的第一和第二部分，该第一和第二部分然后本身电感耦合。

第二感应电路12将第二功率量提供给照明电路21和电容器电路22的并联组合2。电源1进一步包括：用于控制第二功率量的控制电路13，以及用于使控制电路13进入具有等于时间间隔的第一持续时间的第一模式的触发器电路14。另外，第二感应电路12的一个端部耦合到组合2的一个端部。第二感应电路12的另一端部耦合到控制电路13的第一主电极，并且耦合到触发器电路14的输入。控制电路13的第二主电极耦合到地。触发器电路14的输出耦合到控制电路13的控制电极。并联组合2的另一端部也耦合到地。

控制电路13被配置为在第一模式下引导供应电流信号以便供应组合2，并且随后引导放电电流信号以便减少电容器电路22的电荷，并且控制电路13被配置为在控制电路13的第二模式下，防止放电电流信号的流动。

优选地，控制电路13包括晶体管15和二极管16的并联组合。晶体管15可以包括场效应晶体管，并且二极管16可以包括场效应晶体管的寄生反向二极管。第一模式可以包括晶体管15的导通模式，并且第二模式可以包括晶体管15的非导通模式。控制电路13的第一和第二主电极可以是晶体管15的第一和第二主电极(漏极和源极)，并且控制电路13的控制电极可以是晶体管15的控制电极(栅极)。在导通模式下，晶体管15可以传导供应电流信号和放电电流信号。当晶体管15未导通时，二极管16可以传导供应电流信号。二极管16不能传导放电电流信号，因为供应电流信号和放电电流信号在相反的方向上流动。供应电流信号从第二感应电路12通过组合2并且通过控制电路13(当晶体管15导通时通过晶体管15或者通过二极管16)流回到第二感应电路12。放电电流信号从电容器电路22通过第二感应电路12(在对这一第二感应电路12充电时)并且通过控制电路13(仅在晶体管15导通的情形下)流回到电容器电路22。

优选地，时间间隔的长度可以具有基本上固定的值，诸如例如固定值。功率脉冲可以具有大于时间间隔的周期。触发器电路14可以被配置为响应于检测到功率脉冲的结束使控制电路13进入第一模式，这将在图3和图4时进一步讨论。

优选地，电源1可以具有普通调光模式和深度调光模式。控制电路13在深度调光模式下可以被配置为：在第一模式下，引导供应电流信号并且随后引导放电电流信号；并且在第二模式下，防止放电电流信号的流动，并且控制电路13在普通调光模式下可以被配置为：在第一模式下，仅引导供应电流信号，并且在第二模式下，在第二模式的第二持续时间的至多一部分期间仅引导供应电流信号。电源1被配置为响应于功率脉冲的宽度小于阈值而进入深度调光模式，并且电源1被配置为响应于功率脉冲的宽度大于阈值而进入普通调光模式，这将在图3和图4时进一步讨论。第一模式的第一持续时间(时间间隔)和第二模式的第二持续时间的总和通常将等于功率脉冲的周期。

在图1中，触发器电路14包括例如集成电路，该集成电路用于检测存在于第二感应电路12处的电压信号，并且用于响应于检测结果生成用于使控制电路13进入模式之一的控制信号。

在图2中，示出了触发器电路14的一个实施例。这一触发器电路14与之前讨论的集成电路的不同之处在于：这一触发器电路14包括检测器电路31和发生器电路51，检测器电路31用于检测存在于第二感应电路12处的电压信号，发生器电路51用于响应于来自检测器电路31的检测结果而生成用于使控制电路13进入模式之一的控制信号。检测器电路31在图5时示出并且讨论，并且发生器电路51在图6时示出并且讨论。

在图3中，示出了深度调光模式下的波形。波形a对应于存在于一方面的第一感应电路11和开关电路17与另一方面的地之间的电压信号。在时间长度tpp期间，因为开关电路17处于导通模式，波形a具有最小值，并且存在功率脉冲。波形b对应于存在于一方面的第二感应电路12和控制电路13与另一方面的地之间的电压信号。这一电压信号是用于触发器电路14的输入信号。明显地，当波形a最大时，波形b最小，并且反之亦然，这导致触发器电路14响应于检测到功率脉冲的结束而使控制电路13进入第一模式。

波形c对应于由触发器电路14生成的、用于使控制电路13进入模式之一的控制信号。这里，当忽略延迟和过渡(transition)时，波形c在功率脉冲期间具有零值。波形c在两个连续的功率脉冲之间具有最大值。这一最大值的持续时间等于具有基本上固定值的长度的时间间隔(第一模式的第一持续时间)。波形d对应于在第二感应电路12和组合2之间流动的电流信号。明显地，在时间长度tsup期间，波形d具有正值(位于虚线上方)，这意味着供应电流信号从第二感应电路12流向组合2。在时间长度tdis期间，波形d具有负值(位于虚线下方)，这意味着放电电流信号从电容器电路22流向第二感应电路12。

在图4中，示出了普通调光模式下的波形。再次，波形a对应于存在于一方面的第一感应电路11和开关电路17与另一方面的地之间的电压信号。在时间长度tpp期间，因为开关电路17处于导通模式，波形a具有最小值，并且存在功率脉冲。波形b对应于存在于一方面的第二感应电路12和控制电路13与另一方面的地之间的电压信号。这一电压信号是用于触发器电路14的输入信号。明显地，当波形a最大时，波形b最小，并且反之亦然，这导致触发器电路14响应于检测到功率脉冲的结束而使控制电路13进入第一模式。

再次，波形c对应于由触发器电路14生成的、用于使控制电路13进入模式之一的控制信号。这里，当忽略延迟和过渡时，波形c在功率脉冲期间、并且在两个连续的功率脉冲之间的时间中的一部分时间期间具有零值。在两个连续的功率脉冲之间的时间中的其余时间期间，波形c具有最大值。这一最大值的持续时间等于具有基本上固定值的长度的时间间隔(第一模式的第一持续时间)。明显地，在图3和图4中，这一最大值的这一持续时间是相同的。波形d对应于流过第二感应电路12和组合2的电流信号。明显地，在时间长度tsup期间，波形d具有正值(位于虚线上方)，这意味着供应电流信号从第二感应电路12流向组合2。这里，波形d不具有负值(位于虚线下方)，这意味着放电电流信号这里不流动。

因此，相比于图3(深度调光)，在图4中(普通调光)，tpp增加，并且更大的第一功率量被提供给第一感应电路11，并且更大的第二功率量被提供给组合2，并且作为结果，供应电流信号获得了更大的最大幅度和更长的持续时间，并且放电电流信号不再出现。因为在图3中(深度调光)提供给组合2的第二功率量等于经由供应电流信号提供给组合2的功率量和经由放电电流信号从电容器电路22取回的功率量之间的差，照明电路21经历低输出水平，而未经历低频率波纹。这是重大的技术优势。

在图5中，示出了检测器电路31的一个实施例。电阻器33和电容器34的串联组合与电阻器32的并联组合在一个端部接收输入信号。其另一端部经由电阻器35和齐纳二极管36的并联组合耦合到地，并且耦合到(场效应)晶体管37的控制电极(栅极)。晶体管37的第一主电极(漏极)耦合到电阻器38、41以及42的一个端部，并且耦合到比较器44的非反相输入。电阻器41的另一端部和晶体管37的第二主电极(源极)耦合到地。电阻器38的另一端部经由二极管39耦合到电阻器40的一个端部和比较器44的反相输入。电阻器40和42的另一端部耦合到端子60，端子60用于接收辅助馈送信号。比较器44的反相输入进一步经由电容器43耦合到地。比较器44的非反相输入进一步经由电阻器45耦合到比较器44的输出，比较器44的输出提供具有检测结果的信号。端子60进一步经由电容器46耦合到地。

在图6中，示出了发生器电路51的一个实施例。(双极)晶体管52和53的控制电极(基极)接收具有检测结果的信号，并且耦合到电阻器54的一个端部。晶体管52和53的第一主电极(发射极)彼此耦合，并且耦合到电阻器56的一个端部。晶体管52的第二主电极(集电极)耦合到地。晶体管53的第二主电极(集电极)经由电阻器55耦合到端子60，端子60用于接收辅助馈送信号。端子60进一步耦合到电阻器54的另一端部，并且经由电容器59耦合到地。电阻器56的另一端部经由电阻器57耦合到地，并且耦合到电阻器58的一个端部。电阻器58的另一端部提供控制信号以便使控制电路13进入模式之一。

备选地，电容器电路22可以形成电源1的一部分。第一和第二元件可以经由第三元件间接耦合，并且可以其间无第三元件而直接耦合。所示的和所讨论的实施例仅是示例性实施例。例如，电容器46和59之一可以被简单地省略掉。代替单独的检测器电路31和单独的发生器电路51，可以引入一个集成电路或者多于两个单独的电路。

综上，电源1包括：用于接收来自源电路的第一功率量的第一感应电路11；用于向照明电路21和电容器电路22的组合2提供第二功率量的第二感应电路12；用于控制第二功率量的控制电路13；以及用于使控制电路13进入第一模式的触发器电路14，第一模式具有等于时间间隔的第一持续时间。控制电路13在第一模式下引导供应电流信号以便供应组合2，并且随后引导放电电流信号以便减少电容器电路22的电荷，并且控制电路13在第二模式下防止放电电流信号的流动。照明电路21经历低输出水平，而未经历低频率波纹。控制电路13可以包括诸如场效应晶体管之类的晶体管15和诸如场效应晶体管的寄生反向二极管之类的二极管16的并联组合。第一/第二模式可以是晶体管15的导通/非导通模式。

虽然在附图和以上描述中详细地图示和描述了本发明，但是这种图示和描述要被认为是图示性的或者示例性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。对所公开的实施例的其它变化可以由本领域技术人员在实践所要求保护的发明中，从学习附图、公开内容以及所附权利要求中理解和实现。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元素或者步骤，并且不定冠词“一(a)”或者“一个(an)”不排除多个。仅凭在互相不同的从属权利要求中记载某些措施的事实，不表示这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应该被解释为对范围进行限制。