发光二极管照明系统的制作方法
【专利摘要】提供了一种LED照明系统。LED照明系统包括主互感器、电压检测器、电流控制器、第二参考电压供应器和功率因子补偿电路。主互感器对输入信号进行互感处理以向LED组供应经互感处理的输入信号。电压检测器供应与对应于输入信号的输入电压的电平成比例的控制电压。电流控制器包括第一电压存储装置、负电压施加器、第二电压存储装置、开关和电流控制信号发生器。第一电压存储装置存储从电压检测器供应的控制电压或者对所存储的电压进行放电。负电压施加器连接到第一电压存储装置、并且连接到地以当控制电压是负电压时向地施加控制电压。第二电压存储装置连接到第一电压存储装置、并且存储通过第一电压存储装置施加的控制电压或者对所存储的电压进行放电。开关连接到第二电压存储装置、并且由驱动信号激活以向第二电压存储装置施加地电压。电流控制信号发生器根据第二电压存储装置的电压信号和增益来生成电流控制信号。第一电压存储装置或第二电压存储装置通过电压检测器供应电流控制信号。当从电压检测器供应的控制信号等于或大于第二参考电压时，第二参考电压供应器供应第二参考电压。功率因子补偿电路根据电流控制信号的电平来控制驱动信号的占空比、并且根据第二参考电压的电平来控制主互感器中的初级电流的峰值。
【专利说明】发光二极管照明系统
【技术领域】
[0001]本公开内容涉及一种发光二极管(LED)照明系统。
【背景技术】
[0002]一般而言，由于LED是半导体器件，所以LED具有长的服务寿命、快速照明速度、低消耗功率和优良色再现性。
[0003]此外，LED耐受冲击，并且易于使LED小型化和变薄。
[0004]因此，近来正在引入具有LED的照明系统，并且正在持续进行关于更有效地控制向LED供应的电流的量的LED照明系统的研究。
【发明内容】
[0005]技术问题
[0006]实施例提供了一种控制向LED供应电流的互感器电路中的初级电流的峰值、由此高效地控制向LED供应的电流的量的LED照明系统。
[0007]问题的解决方案
[0008]在一个实施例中，一种发光二极管(LED)照明系统包括:主互感器,对输入信号进行互感处理以向LED组供应经互感处理的输入信号；电压检测器，供应与对应于输入信号的输入电压的电平成比例的控制电压；电流控制器，包括:第一电压存储装置，存储从电压检测器供应的控制电压或者对所存储的电压进行放电；负电压施加器，连接到第一电压存储装置、并且连接到地以当控制电压是负电压时向地施加控制电压；第二电压存储装置，连接到第一电压存储装置、并且存储通过第一电压存储装置施加的控制电压或者对所存储的电压进行放电；开关，连接到第二电压存储装置、并且由驱动信号激活以向第二电压存储装置施加地电压；以及电流控制信号发生器，根据第二电压存储装置的电压信号和增益来生成电流控制信号，其中，第一电压存储装置或第二电压存储装置通过电压检测器供应电流控制信号；第二参考电压供应器，当从电压检测器供应的控制信号等于或大于第二参考电压时供应第二参考电压；以及功率因子补偿电路，根据电流控制信号的电平来控制驱动信号的占空比、并且根据第二参考电压的电平来控制主互感器中的初级电流的峰值。
[0009]在另一实施例中，一种LED照明系统包括:主互感器，对输入信号进行互感处理以向LED组供应经互感处理的输入信号；电压检测器,供应与对应于输入信号的输入电压的电平成比例的控制电压；电流控制器，包括:第一电压存储装置，存储从电压检测器供应的控制电压或者对所存储的电压进行放电；负电压施加器，连接到第一电压存储装置、并且连接到地以当控制电压是负电压时向地施加控制电压；第二电压存储装置，连接到第一电压存储装置、并且存储通过第一电压存储装置施加的控制电压或者对所存储的电压进行放电；以及开关，连接到第二电压存储装置、并且由驱动信号激活以向第二电压存储装置施加地电压，其中，第一电压存储装置或第二电压存储装置通过电压检测器供应电流控制信号；第二参考电压供应器，当从电压检测器供应的控制信号等于或大于第二参考电压时供应第二参考电压；以及功率因子补偿电路，根据电流控制信号的电平来控制驱动信号的占空比、并且根据第二参考电压的电平来控制主互感器中的初级电流的峰值。
[0010]在又一实施例中，一种LED照明系统包括:主互感器，对输入信号进行互感处理以向LED组供应经互感处理的输入信号；辅助互感器，供应与从主互感器供应的经互感处理的输入信号的电平成比例的源电压；电流检测器，感测向LED组供应的电流以供应电流控制信号；第二参考电压供应器，当从辅助互感器供应的源电压等于或大于第二参考电压时供应第二参考电压；以及功率因子补偿电路，根据电流控制信号的电平来控制驱动信号的占空比、并且根据第二参考电压的电平来控制主互感器中的初级电流的峰值。
[0011]本发明的有利效果
[0012]根据实施例的LED照明系统控制向LED供应电流的互感器电路中的初级电流的峰值，由此高效地控制向LED供应的电流的量。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是图示了根据一个实施例的LED照明系统的电路图。
[0014]图2是图示了其中根据一个实施例的LED照明系统的主开关接通的情形的电路图。
[0015]图3是示出了当根据一个实施例的LED照明系统的主开关接通时第一电容器的电压特性的曲线图。
[0016]图4是示出了当根据一个实施例的LED照明系统的主开关接通时第一电容器的电压特性的放大曲线图。
[0017]图5是图示了其中根据一个实施例的LED照明系统的主开关接通的情形的电路图。
[0018]图6是示出了当根据一个实施例的LED照明系统的主开关关断时第一电容器的电压特性的曲线图。
[0019]图7是图示了根据另一实施例的LED照明系统的电路图。
[0020]图8是图示了根据又一实施例的LED照明系统的电路图。
【具体实施方式】
[0021]下文将参照附图详细描述本发明概念的示例实施例。在为每幅图中的单元添加标号时，应当注意已经用来表示其它图中的相似单元的相似标号在无论何处可能时用于单元。此外，将去除与公知功能或者配置有关的详细描述以免不必要地模糊本发明的主题内容。
[0022]图1是根据一个实施例的LED照明系统的电路图。
[0023]参照图1，在根据一个实施例的LED照明系统中，当交流(AC)输入电压被施加于电磁干扰(EMI)滤波器1100并且已通过桥电路1200时，经整流的电压Vin被施加于主互感器 1300。
[0024]主互感器1300对输入信号进行互感处理以向LED组1400供应经互感处理的输入信号。
[0025]也就是说，主互感器1300对经整流的电压Vin进行互感处理以向LED组1400供应经互感处理的经整流的电压Vin。
[0026]电压检测器1700供应与对应于输入信号的输入电压的电平成比例的控制电压。
[0027]也就是说，当电压检测器1700向电流控制器1600递送与经整流的电压Vin的电平成比例的控制信号时，电流控制器1600的第一电压存储装置1610或第二电压1630向功率因子补偿电路1500供应与向LED施加的恒定电流成比例的电流控制信号CTRL。
[0028]此外，当从电流控制器1600供应的控制信号等于或高于第二参考电压时，第二参考电压供应器1800向功率因子补偿电路1500施加第二参考电压。
[0029]当向功率因子补偿电路1500供应电流控制信号CTRL时，功率因子补偿电路1500根据电流控制信号CTRL的电平来控制驱动信号DRV的占空比以控制向LED组1400施加的恒定电流的电平、并且根据第二参考电压的电平来控制主互感器1300的初级电流的峰值以高效地控制向LED组1400施加的电流的量。这里，电阻器R21和R22控制电流控制信号CTRL的电平，并且向功率因子补偿电路1500施加经电平控制的信号。
[0030]如图1中所示，电流控制器1600可以包括第一电压存储装置1610、负电压施加器1620、第二电压存储装置1630、开关1640和电流控制信号发生器1650。
[0031]第一电压存储装置1610存储与经整流的电压Vin的电平成比例地递送的控制信号，或者对所存储的电压进行放电。第一电压存储装置1610包括第一电阻器Rl和第一电容器Cl。
[0032]这里，第一电阻器Rl和第一电容器Cl的时间常数可以大于驱动信号DRV的接通时间，并且控制电压Vcontrol可以通过调整电压检测器1700和主互感器1300的匝数比来与经整流的电压Vin的电平成比例地控制时间常数。
[0033]负电压施加器1620连接到第一电压存储装置1610并且包括二极管Dl，二极管Dl的阳极连接到地。当控制电压Vcontrol是负电压时，负电压施加器1620连接到地以向地施加控制电压Vcontrol。
[0034]第二电压存储装置1630连接到第一电压存储装置1610，并且包括第二电阻器R2和第二电容器C2。第二电压存储装置1630存储通过第一电压存储装置1610施加的控制电压Vcontrol或者对所存储的电压进行放电。
[0035]开关1640连接到第二电压存储装置1630，并且包括金属氧化物半导体(MOS)晶体管Q2或双极结晶体管(BJT，未示出)。开关1640由驱动信号DRV激活以向第二电压存储装置1630施加地电压。这里，电阻器R3用于去除与主开关Ql接通时的时间对应的、第一电容器Cl中所存储的电压信号的一部分，并且需要被适当地控制。
[0036]此外，电流控制信号发生器1650根据第二电压存储装置1630的电压和增益来生成电流控制信号CTRL。电流控制信号发生器1650可以包括第一分流调节器SRl以及用于感测第二电压存储装置1630的第十一和第十二电阻器Rll和R12。
[0037]这里，电阻器R14用于防止电压被过度地施加于第一分流调节器SR1。电容器Cll和C12和电阻器R13对应于控制器(未示出)的增益。
[0038]当从电流控制信号发生器1650供应的电流控制信号等于或大于第二参考电压时，第二参考电压供应器1800向功率因子补偿电路1500供应第二参考电压。第二参考电压供应器1800可以包括第二分流调节器SR2以及用于控制第二参考电压的电平的第二十一和第二十二电阻器R21和R22。第二参考电压供应器1800可以配置有第二齐纳二极管(未示出)。
[0039]当电流控制信号等于或大于第二参考电压时，第二分流调节器SR2接通并且向功率因子补偿电路1500施加第二参考电压。由于向MOS晶体管Ql施加的电流的量不能增大到高于特定量，所以功率因子补偿电路1500可以将主互感器1300中的初级电流的峰值限制为小于特定值。当电流控制信号小于第二参考电压时，功率因子补偿电路1500关断，并由此不影响向MOS晶体管Ql施加的电流的量。
[0040]下文将参照图2至4详细描述其中主开关Ql接通的情形。
[0041]当主开关Ql接通时，与经整流的电压Vin成比例的控制电压Vcontrol成为正电压，由此，负电压施加器1620关断并且控制电压Vcontrol被施加于第一电压存储装置1610。
[0042]第一电容器Cl的上电压Vx如图3中那样变化，但是当第一电阻器Rl和第一电容器Cl的时间常数充分大于驱动信号DRV的接通时间时，如图4中所示，上电压Vx被示出为几乎线性地增大。
[0043]下文将参照图5至6详细描述其中主开关Ql关断的情形。
[0044]当主开关Ql关断时，控制电压Vcontrol成为负电压。因此，负电压施加器1620接通，由此，控制电压Vcontrol不施加于第一电压存储装置1610，而是通过负电压施加器1620施加于地。
[0045]因此，存储在第一电压存储装置1610中的第一电容器Cl的上电压Vx如图6中那样放电。
[0046]下面将参照图7描述根据另一实施例的LED照明系统。然而，在描述根据另一实施例的LED照明系统时，下面将仅描述根据一个实施例的LED照明系统与根据另一实施例的LED照明系统之间的差异。
[0047]图7是图示了根据另一实施例的LED照明系统的电路图。
[0048]参照图7，根据另一实施例的LED照明系统包括电流控制器2600和电压检测器2700。电流控制器2600包括第一电压存储装置2610、负电压施加器2620、第二电压存储装置2630和开关2640。这里，第一电压存储装置2610存储从电压检测器2700供应的控制电压，或者对所存储的电压进行放电。负电压施加器2620连接到第一电压存储装置2610、并且连接到地以当控制电压是负电压时向地施加控制电压。第二电压存储装置2630连接到第一电压存储装置2610、并且存储通过第一电压存储装置2610施加的控制电压或者对所存储的电压进行放电。开关2640连接到第二电压存储装置2630、并且由驱动信号激活以向第二电压存储装置2630施加地电压。
[0049]下面将参照图8描述根据又一实施例的LED照明系统。然而，在描述根据又一实施例的LED照明系统时，下面将仅描述根据另一实施例的LED照明系统与根据又一实施例的LED照明系统之间的差异。
[0050]图8是图示了根据又一实施例的LED照明系统的电路图。
[0051]参照图8，根据又一实施例的LED照明系统包括主互感器3300、LED组3400、LED组3400、电流检测器3600、辅助互感器3700和第二参考电压供应器3800。这里，电流检测器3600感测向LED组3400供应的电流以供应电流控制信号。辅助互感器3700供应与从主互感器3300施加的经互感处理的输入信号的电平成比例的源电压。当从辅助互感器3700施加的源电压等于或大于第二参考电压时，第二参考电压供应器3800供应第二参考电压。此外，电流检测器3600可以包括电阻器、分流调节器(或齐纳二极管)和光耦合器(当初级侧与次级侧绝缘时)。
[0052]如上所述，根据实施例的LED照明系统控制向LED供应电流的互感器电路中的初级电流的峰值，由此高效地控制向LED供应的电流的量。
[0053]在所述实施例中，在至少一个实施例中包括以上描述的特征、结构和效果、但是未必限于一个实施例。此外，已经在每个实施例中举例说明的特征、结构和效果可以由本领域技术人员组合或者修改并且实施。此外，应当解释在实施例的精神实质和范围中包括与组合和修改有关的内容。
[0054]虽然已参照本发明的多个示例实施例描述了实施例，但是应当理解，本领域技术人员能够设计将落入本公开内容的精神实质和范围内的许多其它修改和实施例。更具体而言，主题组合布置的组成部分和/或布置的各种变化和修改在公开内容、附图和所附权利要求的范围内是可能的。除了组成部分和/或布置的变化和修改之外，可替选使用也应容易被本领域技术人员明白。
【权利要求】
1.一种发光二极管(LED)照明系统，包括: 主互感器，对输入信号进行互感处理以向LED组供应经互感处理的所述输入信号； 电压检测器，供应与对应于所述输入信号的输入电压的电平成比例的控制电压； 电流控制器，包括:第一电压存储装置，存储从所述电压检测器供应的所述控制电压或者对所存储的电压进行放电；负电压施加器，连接到所述第一电压存储装置、并且连接到地以当所述控制电压是负电压时向所述地施加所述控制电压；第二电压存储装置，连接到所述第一电压存储装置、并且存储通过所述第一电压存储装置施加的所述控制电压或者对所存储的电压进行放电；开关，连接到所述第二电压存储装置、并且由驱动信号激活以向所述第二电压存储装置施加地电压；以及电流控制信号发生器，根据所述第二电压存储装置的电压信号和增益来生成电流控制信号，其中，所述第一电压存储装置或所述第二电压存储装置通过所述电压检测器供应所述电流控制信号； 第二参考电压供应器，当从所述电压检测器供应的所述控制信号等于或大于所述第二参考电压时供应所述第二参考电压；以及 功率因子补偿电路，根据所述电流控制信号的电平来控制所述驱动信号的占空比、并且根据所述第二参考电压的电平来控制所述主互感器中的初级电流的峰值。
2.根据权利要求1所述的LED照明系统，其中，所述第一电压存储装置包括第一电阻器和第一电容器。
3.根据权利要求1所 述的LED照明系统，其中，所述负电压施加器包括二极管，所述二极管的阳极连接到所述地。
4.根据权利要求1所述的LED照明系统，其中，所述第二电压存储装置包括第二电阻器和第二电容器。
5.根据权利要求1所述的LED照明系统，其中，所述开关包括MOS晶体管或双极结晶体管。
6.根据权利要求1所述的LED照明系统，其中，所述电流控制信号发生器包括第一分流调节器。
7.根据权利要求1所述的LED照明系统，其中，所述第二参考电压供应器包括第二分流调节器。
8.根据权利要求1所述的LED照明系统，其中，所述第二参考电压供应器包括用于控制所述第二参考电压的电平的第二十一和第二十二电阻器。
9.根据权利要求1所述的LED照明系统，其中，所述第二参考电压供应器包括第二齐纳二极管。
10.一种发光二极管(LED)照明系统，包括: 主互感器，对输入信号进行互感处理以向LED组供应经互感处理的所述输入信号； 电压检测器，供应与对应于所述输入信号的输入电压的电平成比例的控制电压； 电流控制器，包括:第一电压存储装置，存储从所述电压检测器供应的所述控制电压或者对所存储的电压进行放电；负电压施加器，连接到所述第一电压存储装置、并且连接到地以当所述控制电压是负电压时向所述地施加所述控制电压；第二电压存储装置，连接到所述第一电压存储装置、并且存储通过所述第一电压存储装置施加的所述控制电压或者对所存储的电压进行放电；以及开关，连接到所述第二电压存储装置、并且由驱动信号激活以向所述第二电压存储装置施加地电压，其中，所述第一电压存储装置或所述第二电压存储装置通过所述电压检测器供应所述电流控制信号； 第二参考电压供应器，当从所述电压检测器供应的所述控制信号等于或大于所述第二参考电压时供应所述第二参考电压；以及 功率因子补偿电路，根据所述电流控制信号的电平来控制所述驱动信号的占空比、并且根据所述第二参考电压的电平来控制所述主互感器中的初级电流的峰值。
11.根据权利要求10所述的LED照明系统，其中，所述第一电压存储装置包括第一电阻器和第一电容器。
12.根据权利要求10所述的LED照明系统，其中，所述负电压施加器包括二极管，所述二极管的阳极连接到所述地。
13.根据权利要求10所述的LED照明系统，其中，所述第二电压存储装置包括第二电阻器和第二电容器。
14.根据权利要求10所述的LED照明系统，其中，所述开关包括MOS晶体管或双极结晶体管。
15.根据权利要求10所述的LED照明系统，其中，所述第二参考电压供应器包括第二分流调节器。
16.根据权利要求10所述的LED照明系统，其中，所述第二参考电压供应器包括用于控制所述第二参考电压的电平的第二十一和第二十二电阻器。
17.根据权利要求10所述的LED照明系统，其中，所述第二参考电压供应器包括第二齐纳二极管。
18.一种发光二极管(LED)照明系统，包括: 主互感器，对输入信号进行互感处理以向LED组供应经互感处理的所述输入信号；辅助互感器，供应与从所述主互感器供应的经互感处理的输入信号的电平成比例的源电压； 电流检测器，感测向所述LED组供应的电流以供应电流控制信号； 第二参考电压供应器，当从所述辅助互感器供应的所述源电压等于或大于所述第二参考电压时供应所述第二参考电压；以及 功率因子补偿电路，根据所述电流控制信号的电平来控制所述驱动信号的占空比、并且根据所述第二参考电压的电平来控制所述主互感器中的初级电流的峰值。
19.根据权利要求18所述的LED照明系统，其中，所述第二参考电压供应器包括第二分流调节器。
20.根据权利要求18所述的LED照明系统，其中，所述第二参考电压供应器包括用于控制所述第二参考电压的电平的第二十一和第二十二电阻器。
【文档编号】H05B37/02GK103477716SQ201180070055
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2011年10月10日 优先权日:2011年2月21日
【发明者】金英钟, 许东荣, 金泽洙, 金炫植 申请人:Lg伊诺特有限公司