使用补偿电流控制的供电电流变化的减小的制作方法_2

文档序号:9510461阅读:来源:国知局
置成从外部电源汲取时变操作电流的第一电路装置。控制器还包括补偿电流控制电路,补偿电流控制电路用于生成补偿电流控制信号以通过第二电路装置控制来自外部电源的补偿电流的汲取,使得在操作时间周期期间在操作电流随着时间变化时时变操作电流与补偿电流的平均和近似恒定。
[0016]在本发明的另外的实施例中,一种方法包括:在控制器的至少一个操作时间周期期间在控制器的第一电路中从外部电源汲取时变操作电流,其中控制器被配置成控制开关功率变换器。方法还包括:生成补偿电流控制信号以通过第二电路装置控制来自外部电源的补偿电流的汲取,使得在操作时间周期期间在操作电流随着时间变化时时变操作电流与补偿电流的平均和近似恒定。
[0017]在本发明的另一实施例中,一种灯包括光源和耦合到该光源的开关功率变换器。该灯还包括耦合到开关功率变换器并且控制开关功率变换器的控制器。控制器包括在控制器的至少一个操作时间周期期间被配置成从外部电源汲取时变操作电流的第一电路装置。控制器还包括补偿电流控制电路,补偿电流控制电路用于生成补偿电流控制信号以通过第二电路装置控制来自外部电源的补偿电流的汲取,使得在操作电流随着时间变化时,时变操作电流与所述补偿电流之和近似恒定。
[0018]图2B描绘包括调节输出电压V.的可调节并联调节器252。输入电压V IN提供供电电压和电流。并联调节器252包括设置并联调节器252的被调节电压的参考端子253。参考端子处的电压由电阻器254和256的电阻分压器来设置。并联调节器252维持跨输出电容器260的输出电压V.,并且电阻器250使到输出电容器260的电流衰减。并联调节器是例如从美国Texas的Texas Instruments, Inc.可获得的TL430。
【附图说明】
[0019]通过参考附图,能够更好地理解本发明,并且本领域技术人员将很清楚本发明的多个目的、特征和优点。相同附图标记遍及若干附图的使用指代相似或类似的元素。
[0020]图1 (被标记为现有技术)描绘包括前沿相切调光器的功率分布系统。
[0021]图2A(被标记为现有技术)描绘与图1的功率分布系统相关联的理想的示例性电压图。
[0022]图2B (被标记为现有技术)描绘并联调节器。
[0023]图3描绘包括补偿电流控制电路的功率分布系统。
[0024]图4描绘用于图3的功率分布系统的示例性电流补偿控制波形。
[0025]图5描绘用于具有动态总电流传导时间周期的用于图3的功率分布系统的示例性电流补偿控制波形。
[0026]图6描绘图3的功率分布系统的实施例。
【具体实施方式】
[0027]—种功率分布系统和方法包括被配置成控制开关功率变换器的控制器。在至少一个实施例中,控制器包括控制补偿电流的补偿电流控制电路,补偿电流在特定操作时间周期期间减小并且(在至少一个实施例中)近似消除由控制器汲取的电流的变化。操作时间周期是设计选择的问题,并且在至少一个实施例中是交流(AC)电压源的半个线循环。控制器包括汲取取决于电路的操作状态和操作条件而随着时间变化的电流的电路装置。在至少一个实施例中,补偿电流控制电路汲取补偿电流,使得由控制器汲取的平均总电流在某个时间段上近似恒定,从而在特定操作时间周期期间近似消除由控制器汲取的电流的变化。在至少一个实施例中,由控制器汲取的总电流是操作电流和补偿电流之和。在至少一个实施例中,补偿电流控制电路在第一时间段T1期间汲取操作电流并且在第二时间段T2汲取补偿电流,使得T1加上T2之和在操作时间周期期间保持为恒定的Tmx。特定操作时间周期参考是设计选择的问题。在至少一个实施例中,操作时间周期包括已整流供电电压的循环。在至少一个实施例中,操作时间周期是由控制器汲取的电流的一个循环。当操作时间周期是由控制器汲取的电流的一个循环时,由控制器汲取的总电流是操作电流与补偿电流之和并且在所有操作时间周期提供恒定的TMAX。在至少一个实施例中,1~_的值在控制器的所有操作时间周期期间保持恒定。在至少一个实施例中,!\?的值是动态的并且在时间周期T(n)期间的最大操作电流超过Tmx的值时被调节,其中“η”是整数索引。控制器然后在时间周期T (n+m)中更新TMAX的值直到随后电流的操作电流值超过T _的随后电流值,以此类推。在至少一个实施例中,由控制器在例如到开关功率变换器的输入电压的一个循环或者半个循环期间汲取的总电流的变化的近似消除是+/_2%的变化。
[0028]在至少一个操作时间周期期间,控制器从外部电源汲取时变操作电流。在使用变压器来从开关功率变换器向负载提供功率的一些开关功率变换器中,当控制器汲取时变电流时,向负载提供的功率将变化。例如,在至少一个实施例中,外部电源是变压器的辅助绕组。控制器的时变电流要求可以引起辅助绕组中的电流的变化,其可以被反映到向负载提供功率的次级绕组。例如,在可见光频率处出现的时间变化可以表现为来自包括一个或多个发光二极管的负载的光闪烁。
[0029]图3描绘包括控制开关功率变换器304的控制器302的功率分布系统300。控制器302还包括生成补偿控制信号CS_P的补偿电流控制电路装置303,CS_P近似消除由控制器302在控制器302的操作周期期间汲取的总输入电流iIN—τ。^变化。操作周期的特定持续时间是设计选择的问题,并且是例如在控制器302生成引起开关功率变换器304将由电压源307提供的功率变换成所提供的用于负载305的功率的控制信号CS时的时间周期。在至少一个实施例中,操作时间周期是来自电压源307的AC输入电压VIN的一个循环或半个循环的一个或多个周期。在至少一个实施例中,电压源307与用电压源109(图1)表示的AC已整流电压相同。在至少一个实施例中,由控制器302汲取的总输入电流iIN—TOT的变化的近似消除是例如供电电压的输入电压VIN(诸如来自电压源104的输入电压VIN)的一个循环或半个循环期间的+/_2%的变化。
[0030]控制器302从供应电压VDD的外部电源306接收功率。外部电源306从开关功率变换器304 (诸如随后参考图6更详细地讨论的开关功率变换器的变压器的辅助绕组)得到功率。控制器302从电源306汲取总输入电流iIN—TOT。电流吸收器308表示在控制器302中汲取电流的电路装置。虚线310表示由电压源306供应的电流iIN—TOT的变化影响负载电流紅_。负载电流的变化改变向负载305递送的功率并且可能具有显著的不利影响。例如,在至少一个实施例中,负载305包括一个或多个LED。当到负载305的功率变化时,LED的亮度改变,其可以被人感知为不期望的光闪烁。
[0031]在至少一个实施例中,补偿电流控制电路303操作在由D頂信号指示的所有调光水平处。在至少一个实施例中,对于一些调光水平,补偿电流控制电路303通过例如不生成补偿电流控制信号CS—的任何脉冲来停用补偿电流控制信号CS_P。例如,在至少一个实施例中,对于指示包括光源(诸如一个或多个发光二极管)的负载305的全亮度的调光水平信号D頂,控制器302将负载305驱动至全功率。在至少一个实施例中,在全功率处,将不存在显著的功率波动。在至少一个实施例中,补偿电流控制电路303还被配置成在控制器302控制开关功率变换器304向负载305提供全输出功率时停用补偿电流控制信号CSOTP。
[0032]图4描绘用于功率分布系统300的示例性电流补偿控制信号波形400。参考图3和图4,补偿电流控制电路303调节从电压源306来汲取电流iIN—TOT的时间量。通过调节汲取电流iIN—τ。^时间量,补偿电流控制电路303近似消除从电压源306汲取的电流量的变化。如先前所指出的,电流吸收器308表示由控制器302汲取的电流的总量iIN—Τ(]Τ。总电流iIN—TOT等于操作电流i op与补偿电流i ο?之和,即i iN—i op+icoMpo操作电流1p表示由控制器302汲取的电流。操作电流
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