专利名称：发光源的电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光源(luminous source)的电源，特别是功率LED二极 管(power LED diode )。
背景駄
^j^周知，用于LED二极管的电源包括直流电压源，合适于为彼此串^亍或 并行布置的LED 二极管供电的DC/DC变压器和至少一个感电阻(sense resistance)。如果LED 二极管是串行布置的，则虽然因二极管中流动相同的电 流而产生均匀的光，但是存在着高供电电压(supply voltage)的缺陷。如果LED 二极管是相互并行布置的，贝IJ尽管供电电压较低，但是二极管的光a絵有不同； 此外，在损坏效率的情况下，镇流电阻(ballastresistance)被用来均衡所有二极 管中的电流。
目前市场上存在电路繊(flyback)型的电路鄉来为LED二极管供电。 在用于高输出功率的情况下，所述电路类型具有各种缺陷:为独立调节光流(light flow)的LED 二极管的齡支路，电路复杂性大；具剤氐泄露电感的输出舰 器(output transformer)的制作需要很大的尺寸以遏制损耗；在调节光流期间与 芯(core)嗡鸣的有关的问题以及高费用。
发明内容
鉴于己公幵的现有技术，本发明的目的是提供一种高性能的、发光源的电 源，比已知的电源具有更高效。在为LED二极管或者其它在供电电流高达1.5A 和约3.5V的额定工作电压下能够工作的其它发光源供电盼瞎况下，所述电源显 ff^寺别有用。此外，像普通电源一样，输出功率约为100W，电源产生的可分配 (dispensable)功率可以在若干通路之间进行分配，以m管M LED 二极管 进行供电所容许的最大电压的规则。如果要求在三基色上操作的混合流弓l起颜 色可变性，并且WS1路的强度可以独立于其它而是调节的，贝U多个输出通路 是必须的。
5根据本发明，战目的^M:用于发光源的电源舰到的，其包括第一装
置，合适于从交流输入电压生成直电压信号；第二装置，具有输入的所ffi电 压信号，合适于生，均值(nullaveragevalue)和方波形的交变电压信号；其 特征在于，包括
-第三装置，^S于从零均值和方波形的交变电压生成三角波形电流信号;
-第四装置，合适于从所述三角波形电流信号中提取3瞎(non-null)均值 和三角波形的电压信号；
-第五装置，合适于根据所述第四装置的输出电压信号的均值，控制零均 值和方波形的交变电压{言号的频率；
誦第六装置，合适于对来自所述第三，的所述三角波形电流信号进行整 流，以及合适于对发光源供电。
根据本发明，可能的是制作一种用于发光源的电源，其十分可靠，而且 效率远大于已知电源的效率。
在 实施例中，多通路电源能够在若干通路之间分配输出功率，*通 路具有有限的供电电压和稳定的输出电流。
进一步地，对于从宽范围的值中选定的每个鹏而言，所述电源使得能够 输出稳定的电流。
所述电源包括单个的控制器电路，目的是同时地4 出电流稳定，从而使 调节保持独立是可能的。
电源以简单的方式来制作，对于齡光点来说成本得到降低。
下面对通过附图中的非限制性示例所图示的其实施例的详细描述，本发明 的特征和优点将会变得清楚，其中
图1是依照本发明的发光源的电源的示图； 图2更详细地示出了图1中电源的一部分； 图3示出了在图2电路中信号的波形； 图4更详细地示出了图1中的电源^g; 图5示出了来自图4设备的输出信号的波形；
图6-10更详细地示出了图1电源的其它部分。
具体实施例方式
参照图1-10，根据本发明，示出了发光源的电源，特别是LED二极管。该 电源包括(图l)第一设备l，其由主电压Vin供电并适合于将传导的主电磁干 扰抑制在由标准设定的限制之内。设备2校正来自设备1的输出电压信号；该 经校正电压信号Vr作为设备3的输入信号，设备3适M提供稳定的直电压 Vcs，维持网络的符合标准的谐波含量；所述设备3例如为PFC设备、功率因 数校正器(power factor corrector )。
稳定的直电压信号Vcs被送到逆变设备(inverting device) 4，合适于， 具有零(null)均值的方形交流电压信号Vsr;信号Vsr的频率由设备4之外的 装置控制。
来自设备4的电压Vsr被想lj感应器(inductor) 5，感应器5与随后的块6 串联；imt也，在多通路电源的情况下，感应器5也与多个块71…7n (图2) 串联。所述电压Vsr的幅值位于200V到220V之间。流过感应器5的电流Isr 是交变的、对称的和三角波形的，在无反馈的情况下，其幅值取决于电压Vsr 的频率；图3示出了电流Isr和电压Vsr的波形。
电流Isr由使用其正部分的设备6处理，从而产生电压V6，其合适于再造 (r印roduce)电流Isr正部分(positive part)的形状(图4)。设备6包括二极管 15， 二极管15与串联的第二二极管16和阻抗17并联；ttiMk，设备6包括变 压器18，其初级绕组(winding)连接在块6的输A^子和次级绕组之间，该次 级绕组与二极管15以及串联的第二二极管16和阻抗17并联。二极管16使得 来自 器18的次级绕组的电流Isr的仅正部分育,流经阻抗17以形成电压 V6 (图5); 二极管15确保电流的负部分(negativepart)流过^il器18的次级 绕组。设备4检测电压V6的均值Vm6，并试图把均值Vm6保持为常数，从而 调节设备6的操作频率。ffi器18使得元件(component) 15、 16的泄露育, 得以减少，从而有助于提高本发明的性能。
在图9中可以更清楚地看出，设备4包括设备41，以开关为例来指示， 其魏于当从设备91,92,...9n接收到电压信号V9时，使设备4无效；由电压 Vcs供电的逆变器(inverter) 42，合适于生成电压Vsr;电路43，用于驱动逆变 器42。电路43合适于提取设备6所生成的电压V6均值Vm6; —旦知晓了电压 V6的均值Vm6，就自动得知电压的最大值Vmax6，有可能响应于电压V6的最
7大值Vmax6的值来修改信号Vcs的频率。电路43趋于把电压V6的最大值 Vmax6保持为常数，当最大值Vmax6皿或者小于参考值Vmax6ref时，电路 43作用于逆变器42以增加或者^W言号Vsr的频率。
三角形电流Isr被送到初级绕组串联的N个，器71…7n (图6)。所述变 压器的数目与来自电源的输出通路的数目相对应。 一旦发光源的电源电流Isr(其 流过初级绕组)得以稳定，发光源的电源电流171...I7n (其流过次级绕组)就 得以稳定；根据^h变压器的相应的转变率(transformation ratio) K71…K7n， 这些电流中的每一个能够呈现(assume)不同的值，因而高值输出电流也能够 被斜虫的(sole)低值电流控制，从而有助于提升本发明的性能。
电流171...17n由设备81...8n校正和校准，这些设备81…8n包括二极管和 电容(图7);端子71a-71c,72a-72c,…7na-7nc为相应设备81,82…,8n的输入端 子。电容必须处理电流171...1711的波动组分(ripplecomponent),在缺少这些电 容盼瞎况下，电流171...17n将根据光流在不产生作用的情况下流过LED二极管， 但是泄露会增加，从而^> LED 二极管的寿命，卩射氏其整体性能。对于* 设备81...8n， LED 二极管链81dll.. .81dliv..8ndl1...8ndln连接在相应的输出 端子81a-81b, 82a-82b.. .8na-8nb上。
^^E器71…7n提供有第三(tertiary)绕组91…9n (图8)，第三绕 组91.. .9n具有公共端子21和另一个与系列电阻91r.. .9nr i^接的端子；二极管 91d…9nd;和齐纳(Zener) 二极管91rd…9nrd，其正极一起连接到端子22。位 于端子21-22之间的电压信号V9被送到设备4，以使仅当齐纳二极管91rd...9nrd 中的一个开始导通时停止(suspend)工作。这种情况发生在第三绕组的电压幅 值大于预设置值时，并且旨通路的输出电压自动受限，该输出电压紧密连接 到齐纳二极管的干预电压(interventionvoltage)。
对于針设备81…8n，存在相关联的设备101…10n，其合适于独^t也控制 其它ffi^各的光流(图IO)。
旨设备101... 10n包括两个晶体管MOS Ml和M2，由其否定信号(negated signal)及阶跃信号(step signal) D驱动；信号D以约为100Hz的固定频率从 外部生成，该频率人眼不可见。晶体管MOS Ml和M2具有非驱动公共端子(源 端子)，其与，器71...7n的相应的次级绕组的中央端子71c,72c...7nc连接； 以及具有另一非驱动端子(漏端子)分别与一对二极管D1和D2的阴，S^接，
8二极管D1和D2进而与相应设备71…7n的次级绕组的端子和由设备71...711供 电的相应LED 二极管链的负极端子814824...8na连接。通过检测信号D的阶 跃(step)持续时间来实现检测。在信号D的电压阶跃期间，晶体管M2接通， 而晶体管M1断开， 1相应设备81,82,...811所稳定的电流送到相应的1^0 二极管链。在无电压阶跃的情况下，晶体管Ml接通，而晶体管M2断开，相 应变压器71， 72...7n的输出电流被送到晶体管MOS Ml和相应的端子 71c,72C...7nC。在进行检测和调整期间，流经舰器的初级绕组或者次级绕组的 电流的三角波形幅值基本上未改变，而改变的仅是频率和三角波形；其它通路 的输出电流保持稳定，并且设备3的功率泄露得以减少。此外，所述控制设备 没有产生，器芯(core)的声振动问题。
ttit地，为防止光流的微小的可见频率变化，所有的计时，即阶跃的持续 时间及其重复频率，由数控设定，并且对于所有的通路，为LED二极管供电的 时间间隔是同步启动的。
在賴虫的通路电源的情况下，来自设备5的电流Isr将被送到单独的设备 81，该设备81^于校正和校准电流Isr;优选地，为了提高电源性能，在设备 5和81之间放置斜虫的变压器71是可能的，该^J1器具有单独的初级绕组和单 独的次级绕组。经校正的电流Isr将被送往多个二极管81dll…81dln;瓶供单 独的设备91和单独的设备101的使用。
权利要求
1、一种发光源的电源，包括第一装置(1-3)，合适于从交变输入电压(Vin)生成直流信号(Vcs)；第二装置(4)，具有输入所述直流电压信号(Vcs)以及合适于生成方波形和零均值的交变电压信号(Vsr)；其特征在于，包括-第三装置(5)，合适于从所述方波形和零均值的交变电压信号生成三角波形电流信号(Isr)，-第四装置(6)，合适于从所述三角波形电流信号中提取三角波形和非零均值的电压信号(V6)，-第五装置(43)，合适于根据来自所述第四装置的输出电压信号的均值，控制所述方波形和零均值的交变电压信号(Vsr)的频率，-第六装置(81，82...8n)，合适于对来自所述第三装置的所述三角波形电流信号(Isr)进行整流，以及合适于为所述发光源供电(81d11...81d1n，...8nd11...8nd1n)。
2、 如权利要求l所述的电源，其特征在于，包括方j(g在所述第三和第六装 置之间的，器(71,72...7n)，所述ffi器包括至少初级绕组，来自所述第三 装置(5)的所述三角波形电流信号(Isr)流经所述初级绕组；和至少次级绕组， 对于给定转变率(K71,K72…K7n)而言，流经所述三次级绕组的电流(171,172...17n)的值由流经所述初级绕组的电流值给出。
3、 如权利要求2所述的电源，其特征在于，所述变压器(71,72...7n)包 括多个串联布置的初级绕组，来自所述第三装置(5)的所脏角波形电流信 号(1st)流经所述初级绕组；和相应的多个次级绕组，对于给定相应的转变率(K71,K72…K7n)而言，流经每个次级绕组的电流(m,I72…I7n)的值由流经 所述初级绕组的电流值给出，流经旨次级绕组的所述电流中的每一个与流经 另一次级绕组的电流相独立。
4、 如权利要求2所述的电源，其特征在于，其还包括装置(91,92...9n)， 所述錢(91,92...9n)包括舰器的至少第三绕组，所述第三绕组有连接到齐 纳二极管(91z^92zd.,.9nzd)的端子，以及誠于当齐纳二极管开始导通时切 断所述第二装置。
5、 如权利要求3所述的电源，其特征在于，其包括另夕卜的錢(91,92…9n)，所述另外的装置(91,92...9n)包括所述变压器的多个第三绕组，所述多个第三绕组具有公共端子和与齐纳二极管(91喊92zd…9nzd)连接的另一端子，所述齐纳二极管(91喊92zd…9nzd)有共同的正极，所述另外的装置合适于当所述齐纳二极管之一开始导通时切断所述第二， (4)。
6、 如权利要求2到3所述的电源，其特征在于，包括其它装置(101,102... 10n)，合适于调整^^述， 至断述发光源的所述电流。
7、 如引用权利要求3的权利要求6所述的电源，其特征在于，所述第六装置(81,82...8n)包括多个设备，針与变压器的次级绕组相关联，魏于对流经所述变压器所述次级绕组的电流(171,172...17n)进行整流，每个设备至少包括电容并且合适于独立于所述第六装置的所述多个设备中的另一设备而对多个发光源(81dll…81dln,…8ndll…8ndln)进行供电。
8、 如权利要求7所述的电源，其特征在于，所述其它 包括多个调节器(101,102... 10n)，与所述第六驢的相应的多个设备(81,82…8n)相关联，所述调节器合适于相互独立地调节对多个发光源(81d11.. .81dliv. .8ndl1. .8ndln)供电的电流。
9、 如权利要求8所述的电源，其特征在于，所述多个调节器中的每个调节器(101,102...10n)根据外部信号(D)，能够使得所述电流从相应的整流设备流向相应的一多个发光源，或者育詢多防止所述电流流动。
10、 如丰又利要求9所述的电源，其特征在于，所述外部信号(D)是频率基本为100Hz的阶跃信号。
11、 如权利要求9所述的电源，其特征在于，所述多个调节器中的針调节器(101,102... 10n)包括第一晶体管MOS，合适于使能或者防止电流乡超所述相应多个发光源的负端子(81a^2a.,.8na)之间到与所述第六装置的相应设备相关联的所述变压器(71,72...7n)的所述次级绕组的中心端子(71C,72C...7nC);第二晶体管，合适于分别阻止或者使能电流经a^f述变压器(71,72...7n)的所述次级绕组的端子和所述ME器(71,72...7n)的所述次级绕组的所述中心端子之间。
12、 如权利要求l所述的电源，其特征在于，所述第四装置(6)包括变压器(18)。
13、 如^l利要求1戶腿的电源，欺寺征在于，所述第^g (4) 由戶腿吉由R^尝县fV。。 ^t由的说亦紫"7Y ^舌干生F^爱"fctl佶知卡始形的交变电压信号(Vsr)，所述第五装置(43) ^g于当所述第四，的输出电压的所述与瞎均f駄于或者小于参考值(Vmax6)时，增加或者减小信号Vsr的频率。
14、如前面任意一项权利要求所述的电源，其特征在于，所述发光源为LED二极管。
全文摘要
本发明公开了一种发光源的电源，包括第一装置(1-3)，合适于从交变输入电压(Vin)生成直电压信号(Vcs)；第二装置(4)，具有输入所述直电压信号(Vcs)，合适于生成零均值和方波形的交变电压信号(Vsr)。所述电源包括第三装置(5)，合适于从所述零均值和方波形的交变电压信号生成三角波形电流信号(Isr)；第四装置(6)，合适于从所述三角波形电流信号中提取非零均值和三角波形的电压信号(V6)；第五装置(43)，合适于根据所述第四装置的输出电压信号的均值，控制零均值和方波形的交变电压信号(Vsr)的频率；第六装置(81，82…8n)，合适于对来自所述第三装置的所述三角波形电流信号(Isr)进行整流，以及合适于对发光源(81d11…81d1n，…8nd11…8nd1n)(图1)进行供电。
文档编号H05B37/02GK101500352SQ20091012673
公开日2009年8月5日 申请日期2009年2月1日 优先权日2008年2月1日
发明者E·帕斯托里 申请人:意法半导体股份有限公司