用于固态光源的可调光多通道驱动器的制造方法

用于固态光源的可调光多通道驱动器的制造方法
【专利摘要】提供了用于驱动固态光源的系统和方法。第一驱动电路被配置为生成驱动电流以引起第一固态光源负载和第二固态光源负载点亮。反馈和控制电路被配置为接收来自第一固态光源负载的反馈并基于反馈控制通过第一固态光源负载的驱动电流。第二驱动电路被配置为控制通过第二固态光源负载的驱动电流。主控制器被配置为将第一输入提供至反馈和控制电路以控制通过第一固态光源负载的驱动电流，并且将第二输入提供至第二驱动电路以控制通过第二固态光源负载的驱动电流。
【专利说明】用于固态光源的可调光多通道驱动器
[0001]相关申请的交叉引用
本申请要求2013年3月13日提交的且题为“DMMABLE MULTICHANNEL DRIVER FORSOLID STATE LIGHT SOURCES (用于固态光源的可调光多通道驱动器)”的美国申请第13/799，885号的优先权、以及2012年5月4日提交的且题为“DRIVER CIRCUIT FOR SOLIDSTATE LIGHT SOURCE LAMP (用于固态光源灯的驱动器电路)”的美国临时专利申请第61/643，222号的优先权，其整体内容被通过引用合并于此。

【技术领域】
[0002]本发明涉及照明，并且更具体地涉及用于固态光源的电子电路。

【背景技术】
[0003]常规光源，诸如例如白炽灯或卤素灯，当被调光时，表现得像近乎于准确的黑体辐射器并遵循1931 CIE (国际发光照明委员会)色度图上的普朗克曲线。例如，常规的白炽灯在其最大输出下可以输出具有3000K色温的光。随着该白炽灯被调光(例如，通过双向可控硅调光器的使用)，流过其灯丝的电流减少，造成更低更暖的色温(例如，2000K)。
[0004]随着固态光源变得被更广泛地使用，照明设计者和照明消费者想要固态光源类似于常规光源地运转。然而，不像白炽灯或卤素灯那样，固态光源在它们被调光时典型地保持其色温。通过使用颜色混合技术，已经在一定程度上克服了该行为。双通道可控电流固态光源驱动器执行两串固态光源之间的颜色混合以实现类似白炽的调光(即，以普朗克曲线或实质上近乎于普朗克曲线进行调光)，如市场所想要的那样。这样的灯的一个例子是Philips? Master LEDspotMV⑶10调光色调灯，其被设计为以具有双向可控硅调光器的220V/230V系统操作。


【发明内容】

[0005]关于上面参照的PhilipseLED灯的至少一个问题在于特定电阻器在效率方面的损耗、以及基于通过变压器的功率转变的独立的LED电流控制。利用这两个电阻器，跨两串固态光源(例如，白色LED和琥珀色LED)的电压可以相等，这不迫使串关断。例如，如果高电流被提供至琥珀色LED串，则电阻器的损耗将显著地高。该电路也不具有至变压器的初级侧的任何反馈回路(例如，为了减少或增加至次级侧的能量转变)。因此，需要根据来自初级的功率转变来共享两串固态光源之间的电流。
[0006]实施例通过提供用于固态光源的可调光多通道驱动器克服了这些和其它缺点。实施例允许至少两个固态光源负载以允许对流过固态光源负载的电流的控制的方式被驱动，以生成想要的光色温下的点亮。
[0007]在实施例中，提供了一种电源电路。该电源电路包括:第一驱动电路，被配置为生成驱动电流以引起第一固态光源负载和第二固态光源负载点亮；反馈和控制电路，被配置为接收来自第一固态光源负载的反馈并基于反馈控制通过第一固态光源负载的驱动电流；第二驱动电路，被配置为控制通过第二固态光源负载的驱动电流；以及主控制器，被配置为将第一输入提供至反馈和控制电路以控制通过第一固态光源负载的驱动电流，并将第二输入提供至第二驱动电路以控制通过第二固态光源负载的驱动电流。
[0008]在相关的实施例中，第一驱动电路可以包括直流(DC)至直流反激转换器电路，直流至直流反激转换器电路包括反激转换器控制器。在进一步的相关实施例中，反馈和控制电路可以被配置为将与通过第一固态光源负载的实际驱动电流对应的电压与参考电压比较，并基于与实际驱动电流对应的电压与参考电压之间的差来控制第一驱动电路。
[0009]在进一步的相关实施例中，反馈和控制电路可以包括被配置为基于与实际驱动电流对应的电压与参考电压之间的差来生成控制信号的光绝缘体和运算放大器，并且反激转换器控制器可以被配置为基于控制信号来控制由第一驱动电路生成的驱动电流。
[0010]在另一个进一步的相关实施例中，反馈和控制电路可以被配置为基于实际驱动电流来生成与跨第一固态光源负载的电压对应的电压，并且主控制器可以被配置为基于与跨第一固态光源负载的电压对应的电压来调节参考电压。
[0011]在又一进一步的相关实施例中，第一输入可以是用以生成参考电压的至反馈和控制电路的第一脉宽调制(PWM)信号，并且第二输入可以是至第二驱动电路的第二脉宽调制信号。在进一步的相关实施例中，第二驱动电路可以包括直流至直流降压控制器，直流至直流降压控制器被配置为基于第二脉宽调制信号来控制用于第二固态光源负载的驱动电流。在另一个进一步的相关实施例中，电源电路还可以包括如端电路，如端电路被配置为基于交流(AC)输入来生成直流电压，其中前端电路还可以被配置为将所生成的直流电压提供至第一驱动电路。在进一步的相关实施例中，前端电路和第一驱动电路可以包括两级低通EMI滤波器和整流器电路。在另一个进一步的相关实施例中，电源电路还可以包括调光器感测电路，调光器感测电路被配置为基于在由前端电路生成的直流电压中感测的相切电压来生成调光器感测电压。在进一步的相关实施例中，第一脉宽调制信号的频率和第二脉宽调制信号的频率可以每个一被选择自在主控制器中存储的预定设置，其中基于调光器感测电压来选择频率。在进一步的相关实施例中，第一固态光源负载可以包括第一颜色的固态光源，并且第二固态光源负载可以包括第二颜色的固态光源，并且预定设置可以被配置为引起第一固态光源负载和第二固态光源负载生成光，从而当光被组合时对应于特定光色温。
[0012]在另一个实施例中，提供了一种方法。该方法包括:确定是否基于在反馈和控制电路中生成的与跨第一固态光源负载的电压对应的电压来点亮由第一驱动电路驱动的第一固态光源负载；以及通过调节反馈和控制电路中的参考电压，基于与跨第一固态光源负载的电压对应电压来控制第一驱动电路。
[0013]在相关实施例中，确定可以包括:确定是否基于与反馈和控制电路中生成的跨第一固态光源负载的电压对应的电压来点亮由直流(DC)至直流反激电路驱动的第一固态光源负载，其中直流至直流反激电路包括直流至直流反激转换器控制器；以及控制可以包括:通过调节在反馈和控制电路中的参考电压，基于与跨第一固态光源负载的电压对应的电压来控制直流至直流反激电路。在另一个相关实施例中，调节参考电压可以包括:调节被提供至反馈和控制电路以生成参考电压的第一脉宽调制(PWM)信号。在进一步的相关实施例中，该方法还可以包括:接收来自调光器感测电路的调光器感测电压；基于调光器感测电压来确定用于第一脉宽调制信号的第一占空比；以及将在第一占空比下的第一脉宽调制信号提供至反馈和控制电路。在进一步的相关实施例中，该方法还可以包括:基于调光器感测电压来确定用于第二脉宽调制信号的第二占空比；以及通过将在第二占空比下的第二脉宽调制信号提供至第二驱动电路来控制被配置为驱动第二固态光源负载的第二驱动电路。
[0014]在进一步的相关实施例中，控制第二驱动电路可以包括:控制直流至直流降压控制器，直流至直流降压控制器被配置为基于第二脉宽调制信号来控制用于第二固态光源负载的驱动电流。
[0015]在另一个进一步的相关实施例中，确定第一占空比和确定第_■占空比可以包括:选择用于第一脉宽调制信号的第一频率和用于第二脉宽调制信号的第二频率，其中每个频率选择自在主控制器中存储的预定设置，并且其中基于调光器感测电压来选择每个频率。在进一步的相关实施例中，选择可以包括:选择用于第一脉宽调制信号的第一频率和用于第二脉宽调制信号的第二频率，其中每个频率选择自在主控制器中存储的预定设置，其中基于调光器感测电压来选择每个频率，并且其中预定设置被配置为引起第一固态光源负载和第二固态光源负载生成光，当光被组合时对应于特定光色温。

【专利附图】

【附图说明】
[0016]根据如随附附图中图解的那样在此公开的特定实施例的下面的描述，在此公开的前述和其它目的、特征和优点将是明显的，在附图中，同样的参考标号贯穿不同的视图提及同样的部分。附图不一定是按比例的，相反重点被放在图解在此公开的原理上。
[0017]图1示出根据在此公开的实施例的可调光多通道驱动器的框图。
[0018]图2图解根据在此公开的实施例的可调光多通道驱动器的电路图。
[0019]图3图解根据在此公开的实施例的前端电路的电路图。
[0020]图4图解根据在此公开的实施例的第一固态光源驱动电路的电路图。
[0021]图5图解根据在此公开的实施例的调光器感测电路的电路图。
[0022]图6图解根据在此公开的实施例的主控制器的电路图。
[0023]图7图解根据在此公开的实施例的反馈和控制电路的电路图。
[0024]图8图解根据在此公开的实施例的第二固态光源驱动电路的电路图。
[0025]图9图解根据在此公开的实施例的对固态光源进行调光的方法的流程图。

【具体实施方式】
[0026]如贯穿全文所使用的那样，术语“固态光源”包括以下光源，所述光源例如包括但不限制于一个或更多个发光二极管(LED)、有机发光二极管(0LED)、聚合物发光二极管(PLED)或被配置为发射光的任何其它固态器件和/或它们的组合。此外，“固态光源负载”提及另外的装置(例如，灯、光引擎、固定装置等)内的一个或更多个固态光源的布置。
[0027]图1是可调光多通道驱动器系统200的框图，可调光多通道驱动器系统200包括电源电路202，电源电路202被配置为接收来自调光器204的输入功率并至少驱动第一固态光源负载206和第二固态光源负载208(贯穿全文也被提及为第一 LED负载206和第二 LED负载208)。电源电路202包括前端电路210、第一固态光源驱动电路212(贯穿全文也被提及为第一 LED驱动电路212)、调光器感测电路214、主控制器216、反馈和控制电路218和第二固态光源驱动电路220 (贯穿全文也被提及为第二 LED驱动电路220)。调光器204不是实施例的核心部件，并且因此在图1中被示出为可选的，但是将会被采用于某些实施例。例如，在一些实施例中，调光器204包括交流(AC)基于双向可控硅的调光电路，被配置成作为前沿或后沿调光器，或配置成作为这两者。
[0028]前端电路210可以被(以及在一些实施例中被)配置为基于输入功率来生成DC电压(例如但不限制于调光器204所提供的AC输入电压)。前端电路210所生成的DC电压然后被提供给至少第一 LED驱动电路212，第一 LED驱动电路212被配置为基于所生成的DC电压来生成用于第一 LED负载206和第二 LED负载208的驱动电流。在一些实施例中，第一LED驱动电路212包括由反激控制器所控制的DC至DC反激转换器(flyback converter)电路。在一些实施例中，调光器感测电路214被配置为基于所生成的DC电压来确定调光器感测电压。在一些实施例中，DC电压中所呈现的相切电压分量引起调光器感测电路214生成调光器感测电压。调光器感测电压然后被提供至主控制器216。主控制器216感测反馈和控制电路218所生成的电压(例如，与跨第一 LED负载206的电压对应的电压)。
[0029]基于调光器感测电压和/或与跨第一 LED负载206的电压对应的电压，主控制器216被配置为将第一输入提供至反馈和控制电路218以及将第二输入提供至第二 LED驱动电路220。在一些实施例中，第一输入是第一 PWM信号，第一 PWM信号被配置为引起反馈和控制电路218生成参考电压。在一些实施例中，反馈和控制电路218被配置为生成与通过第一 LED负载206的实际驱动电流对应的电压，并对该电压与参考电压进行比较。所得到的对应于实际驱动电流的电压与参考电压之间的差被提供至第一 LED驱动电路212。在一些实施例中，该差用作为至第一 LED驱动电路212的反激控制器的一个或更多个控制信号，反激控制器被配置为基于一个或更多个控制信号来控制第一 LED驱动电路212。第二 PWM信号被提供至第二 LED驱动电路220。在一些实施例中，第二 LED驱动电路220中的降压控制器(buck controller)被配置为基于第二 PWM信号来控制流过第二 LED负载208的电流。更具体地，用于第二 LED负载208的驱动电流是由第一 LED驱动电路212所提供的，然而，流过第二 LED负载208的电流可以是(以及在一些实施例中是)由第二 LED驱动电路220所控制的。例如，在一些实施例中，流过第二 LED负载208的电流被限制为小于流过第一 LED负载206的电流，以使得第二 LED负载208显得比第一 LED负载206更暗。这造成用于第一 LED负载206和第二 LED负载208两者所发射的组合光的想要的色温。
[0030]在这点上，例如基于但不限制于调光器感测电压和/或与跨第一 LED负载206的电压对应的电压，第一 PWM信号和第二 PWM信号的频率可以(以及在一些实施例中)选择自主控制器216中的预定设置。在一些实施例中，调光器感测电压提供想要的光输出的基线量(例如，如调光器204的设置所指示的那样)，并且该基线量可以被调节以基于反馈而计及实际装置性能(例如，跨第一 LED负载206的电压)。在一些实施例中，调光器感测电压被主控制器216缩放至例如O至255之间的数字值，然后数字值被用在从(例如，也被存储在主控制器216中的)预定数据阵列中选择一个记录。数据阵列中的每个记录对应于用于从第一 LED负载206和第二 LED负载208的组合光输出中生成想要的光色温的“处方”。该记录中的第一值可以是数字调光器值，而该记录中的第二值可以对应于第一 PWM信号占空比，并且该记录中的第三值可以对应于第二 PWM信号频率。
[0031]图2是电源电路202’的电路图。要注意到，图2-8中所提供的电路图在此仅为了解释的目的而被提供，并且不意图将任何所公开的实施例限制为仅使用所描绘的配置中的所描绘的部件的实现。类似于图1，电源电路202’包括前端电路210’、第一 LED驱动电路212’、调光器感测电路214’、主控制器216’、反馈和控制电路218’和第二驱动电路220’。电源电路202’可以被配置为驱动任何数量的负载，尽管在图2中其被示出被配置为驱动两个负载(第一 LED负载206和第二 LED负载208)。在其中负载包括不同颜色固态光源(例如，第一 LED负载206包括至少一个白色固态光源，并且第二 LED负载208包括至少一个琥珀色固态光源)的实施例中，通过每个负载的电流可以被(以及在一些实施例中被)控制为创建特定色温的组合输出光。此外，电源电路202’具有非常高的功率因数(例如，非常有效率)，具有低的总谐波失真(THD)(例如，具有良好的噪声隔离)，并支持前沿调光器和后沿调光器这两者。电源电路202’还具有为了安全操作而隔离的输出以满足保险业实验室(Underwriter’s Laboratories, UL) 2类操作要求。在此还关于图3_8来描述与每个所图解的电路210’ 一220’相关联的功能性。
[0032]图3是图2中所示的前端电路210’的电路图。前端电路210’例如包括但不限制于保险丝Fl、金属氧化物变阻器(MOV) O、电阻器Rl—R3和R14、电容器C3 — C4、电感器LI—L2和桥D8。(例如，来自图1的调光器204的)AC电压被供给至输入Jl和J2。保险丝Fl在其一侧上连接至输入Jl，并且在其另一侧上连接至MOV O、至电阻器R3、以及电感器LI和电阻器Rl的并联组合。MOV O还连接至输入J2。电阻器R3还连接至电容器C4，电容器C4还连接至输入J2。输入J2还连接至电阻器R2和电感器L2的并联组合。电阻器R14与电容器C3串联连接。电容器C3连接至电阻器R2和电感器L2的并联组合，以及连接至桥D8。电阻器R14连接至电感器LI和电阻器Rl的并联组合，以及连接至桥D8 (在引脚4处)。前端电路210’中的部件，除了桥D8以外，被配置为稳定输入功率，并保护免受例如来自电压尖峰(例如，来自静电放电(ESD)、闪电等)、电磁干扰(EMI)等的干扰。桥D8可以是(以及在一些实施例中是)桥式整流器，桥式整流器被配置为将进入的AC电压整流为可由电源电路202’的其余部分所使用的DC电压。在引脚2处的桥D8被连接至GND_PWR，以及在引脚I处被连接至第一 LED驱动电路212’。
[0033]图4是第一 LED驱动电路212’的电路图。第一 LED驱动电路212’例如包括但不限制于电阻器R4 — R1、R12和R33、电容器Cl一C2、C7和ClO — C12、电感器L3、二极管Dl—D3、变压器Tl、晶体管Ql、齐纳二极管G和控制器Ul。控制器Ul周围所配置的部件中的许多部件可以(以及在一些实施例中确实)依赖于所选择的控制器类型而变化。图4中示出的且在此描述的控制器Ul是ST微电子公司制造的L6562D过渡模式PFC控制器，尽管当然可以(以及在一些实施例中确实)使用其它控制器。图1中所示的控制器Ul包括八个引脚，被标号为I一8。引脚6 (接地引脚)被连接至地。其余的引脚如在此描述的那样。
[0034]电感器L3和电阻器R4的每一个连接至图3的前端电路210’的桥D8的输出引脚I。电阻器R4还连接至控制器Ul的引脚3以及连接至电阻器R5。电阻器R5还被连接至地。电感器L3还连接至电容器C10，电容器ClO还连接至地，以及连接至电阻器R6、电阻器R18和电容器Cll的并联组合以及变压器Tl的初级绕组(引脚5)。电感器L3和电容器ClO连同图3中所示的电感器LI和L2、电阻器R3和R14以及电容器C3和C4 一起作为两级低通EMI滤波器来操作。两级低通EMI滤波器的独特之处在于它还可以(以及在一些实施例中确实)抑制与双向可控硅调光器相关联的振铃(ringing)。在一些实施例中，用于两级低通EMI滤波器中的部件的值还被选取以调节输入电压和输入电流之间的相位角度，这可以造成低THD。在该配置的情况下一个合理EMI可以如此低是因为切换频率不断地改变，这在宽带上传播(spread)噪声。在桥D8的引脚I处由前端电路210’所生成的DC电压在被供给至控制器Ul的乘法器输入引脚(即，引脚3)之前，经由包括电阻器R4和R5的分压器而被减少。DC电压还被提供至变压器Tl的初级绕组(引脚5和6)。变压器Tl还包括次级绕组和偏置绕组。变压器Tl的次级绕组和偏置绕组之间的匝数比基于针对第一 LED负载206和第二 LED负载208所选择的固态光源的类型而确定偏置电压。当选择变压器Tl以避免由于漏电感引起的损耗时，可以考虑初级绕组和次级绕组之间的紧密耦合。电阻器R18和电容器Cll的并联组合还与跨变压器Tl的初级绕组的二极管D3串联连接。这有助于保持第一 LED驱动电路212’的“反激”响应。
[0035]电容器C14、Cl和C7相互并联连接。电容器C14、Cl和C7的并联组合在一侧上连接至地，并且在另一侧上连接至电阻器R6、VCC+输入和二极管D2的阴极。二极管D2的阳极连接至电阻器R12，电阻器R12自身连接至二极管Dl的阴极以及连接至电容器C2。电容器C2还连接至地。二极管Dl的阳极连接至AUX输入。VCC+输入还连接至控制器Ul的VCC输入引脚(引脚8)。
[0036]电阻器R7连接至INV输入。电阻器R7和电容器C12串联连接。电阻器R7和电容器C12的串联组合与电阻器R8并联连接，并且电阻器R7和电容器C12两者在一侧上连接至控制器Ul的反相输入引脚(引脚1)，并且在另一侧上连接至控制器Ul的补偿输入引脚(引脚2)。CS输入连接至控制器Ul的PWM比较器输入引脚(引脚4)。
[0037]控制器Ul的栅极驱动器输出引脚(引脚7)连接至电阻器R9。电阻器R9还连接至晶体管Ql的栅极，晶体管Ql具有跨栅极和源极的齐纳二极管G。晶体管Ql的漏极连接至变压器Tl的初级绕组(引脚5)。晶体管Ql的源极还连接至电阻器RlO和R33的并联组合。电阻器RlO和R33的并联组合在一侧上连接至地，并且在另一侧上除了连接至晶体管Ql的源极之外，还连接至CS输入。
[0038]控制器Ul的零电流检测器输入(引脚5)连接至电阻器R13。电阻器R13还连接至AUX输入以及连接至变压器Tl的反馈绕组(引脚2)，变压器Tl还连接至地(在引脚I)。
[0039]在启动时，控制器Ul在乘法器引脚(引脚3)和VCC输入引脚(引脚8)处接收两个信号。随着电容器Cl、C7和C14开始通过电阻器R6利用前端电路210’所生成的DC电压所供给的电流充电，VCC输入引脚(引脚8)处的电压从零开始增加。然后，控制器Ul开始通过电阻器R9从栅极驱动器输出引脚(引脚7)将脉冲供给至晶体管Q1，迫使电流通过晶体管Ql进入变压器Tl的初级绕组。当晶体管Ql关断时，变压器Tl的反馈绕组(引脚I一2)通过二极管Dl和D2 “反激”并供给电流，对电容器C1、C2、C7和C14充电。S卩，第一 LED驱动电路212’开始在内部生成VCC。通过经电阻器R13监控控制器Ul的零电流检测器输入引脚(引脚5)上的电压来复位控制器U1。通过晶体管Ql的电流被以下电压的组合的限制:控制器Ul的乘法器输入引脚(引脚3)处的电压；以及由配置在控制器Ul的反相输入和补偿输入(分别为引脚I和引脚2)之间的误差放大器所产生的电压。误差放大器如上面描述那样包括电阻器R7和R8以及电容器C12，充当补偿网络以实现电压控制回路中的稳定性并确保高功率因数和低THD。在一些实施例中，通过电阻器RlO和R33来设置第一 LED驱动电路212’的功率输出，电阻器RlO和R33耦合至控制器Ul的PWM比较器输入引脚(引脚4)，如上面描述那样。
[0040]图5是调光器感测电路214’的电路图，调光器感测电路214’包括例如双二极管封装D5、二极管D7、电阻器R27 — R29和R35 — R37以及晶体管Q2。双二极管封装D5连接至图4中所示的第一 LED驱动电路212’的变压器Tl的次级绕组。电容器C17与电阻器R27串联连接。电阻器R28跨电容器C17和电阻器R27的串联连接而连接。在一侧上，电阻器R28与电阻器R27和电容器C17的并联组合连接至GND_SIGNAL，并且在另一侧上连接至双二极管封装D5。电阻器R27 — R29和电容器C17运转为双向可控硅感测电路，双向可控硅感测电路接收来自变压器Tl的次级绕组的电压信号。一旦调光器204被连接在初级AC输入(例如，图3中所示的前端电路210’的输入Jl和J2)处，就将跨变压器Tl的初级绕组出现相切电压波形。还将通过变压器Tl的绕组比而跨变压器Tl的次级绕组出现相同形状的电压波形(例如，相切波形)。双向可控硅感测电路将把那些相切波形平均为DC电压(例如，调光器感测电压)，该DC电压作为参考信号而被提供至主控制器216/216’。输入电压的相中的改变将弓I起调光器感测电压中的图像改变。
[0041]双二极管封装D5还连接至电阻器R35。电阻器R35还连接至二极管D7的阴极以及连接至晶体管Q2的基极。二极管D7的阳极和电阻器R36连接至GND_SIGNAL。电阻器R36还连接至晶体管Q2的发射极以及连接至VCC_SEC输出。电阻器R37连接在晶体管Q2的集电极和OUT输出之间。因此，双二极管封装D5被配置为阻碍电流流回到第一 LED驱动电路212’的变压器Tl的次级绕组中。电阻器R35 — R37、二极管D7和晶体管Q2被配置为调整用于主控制器216’和第二 LED驱动电路220’的操作电压(VCC)。
[0042]图6是主控制器216’的电路图。在图6中，主控制器216’是由爱特梅尔公司制造的ATtiny261A微控制器，然而，实施例不限制于仅使用该微控制器的实现。被配置为围绕或耦合至主控制器216’的部件(但在此没有具体描述)可以特定于ATtiny261A的操作要求。如上所述，VCC可以经由VCC_SEC输出通过调光器感测电路214’而被供给至主控制器216’。在VCC增加到足以激活的水平时，主控制器216’继续执行在主控制器216’的存储器内存储的指令。在一些实施例中，这些指令基于例如调光器感测电压来提供第一 LED负载206和第二 LED负载208的控制。还关于图7— 9来描述其中主控制器216’控制这些负载的操作的例子。主控制器216’包括多个引脚，在本发明的实施例中，其中一些引脚没有连接。在图6中，引脚21连接至GND_SIGNAL，引脚2连接至PB3_BUCK，引脚4连接至VCC_SEC输出，引脚26连接至ΡΑ0，以及引脚25连接至PA1。引脚10和11相互连接，并连接至电阻器R39。电阻器R39还连接至RESET (复位)引脚和RESET。引脚15连接至PA5_LEDSENSE。引脚18连接至VCC_SEC输出以及连接至VCC，以及连接至电容器C13。电容器C13还连接至引脚33，引脚33还连接至GND_SIGNAL。引脚31连接至PB1_VREF以及连接至电阻器R40。电阻器R40还连接至PB1_MIS0以及连接至MISO输入。引脚5连接至GND并连接至GND_SIGNAL。引脚32连接至PBl以及至电阻器R34。电阻器R34还连接至SCK输入以及连接至SCK。引脚30连接至PAO以及连接至电阻器R11。电阻器Rll连接至MISO输入以及连接至MOSI。
[0043]图7是反馈和控制电路218’的电路图。反馈和控制电路218’包括例如二极管D4、运算放大器(也已知为“运算放大器(op-amps)”)U3_A、U3_B和U3-C、电容器C5、C15和C19一C20、光绝缘体 U2、电阻器 R15、R17、R19、R21、R23 — R25 和 R31—R32。二极管 D4 的阳极连接至第一 LED驱动电路212’的变压器Tl。二极管D4的阳极连接至运算放大器U3-C、电容器C5、电阻器R32、OUT输出和端子J3。电容器C20跨运算放大器U3-C连接，并连接至GND_SIGNAL。电容器C5还连接至地、变压器Tl以及电阻器R15。电阻器R15还连接至端子J4以及至电阻器R23。电阻器R32还连接至电阻器R20以及电阻器R31。电阻器R31还连接至电容器C8以及GND_SIGNAL。电容器C8还连接至电阻器R20以及PA5_LEDSENSE。电阻器R23还连接至电阻器R21以及运算放大器U3-A的反相输入。电阻器R21还连接至电容器C15。电容器C15还连接至运算放大器U3-A的输出以及光绝缘体U2的阴极。电阻器R17连接至PB1_VREF以及电阻器R25以及连接至电容器C19。电容器C19连接至电阻器R24以及GND_SIGNAL。电阻器R24连接至电阻器R25，并且电阻器R24和电阻器R25这两者连接至运算放大器U3-A的非反相输入。光绝缘体U2的阳极连接至电阻器R22。电阻器R22还连接至OUT输出。电阻器R30连接至INV输入以及电阻器R19以及连接至光绝缘体U2。电阻器R19还连接至GND_PWR。光绝缘体U2还连接至VCC+输入。
[0044]第一 LED负载206和第二 LED负载208耦合至反馈和控制电路218’的端子J3，其中由二极管D4来供给用于驱动两个负载的电流。电容器C5被配置为减少在第一 LED负载206和第二 LED负载208上摆动的电压，并将功率提供至运算放大器U3-C以及第二 LED驱动电路220’。电阻器R20、R31和R32以及电容器C8被配置为通过生成与跨第一 LED负载206的电压对应的电压来作为电压感测电路操作。电阻器R17、R24和R25以及电容器C19被配置为生成到运算放大器U3-A的非反相输入(引脚3)的DC参考电压。在一些实施例中，主控制器216’监控与电压感测电路所生成的跨第一 LED负载206的电压对应的电压，就是否要求调节跨第一 LED负载206的电压(例如，是否电压太低而无法从第一 LED负载206生成想要的光输出)作出确定，以及如果确定为要求，则调节主控制器216’(例如，从PB1_VREF)提供至参考电压电路的第一 PWM信号，参考电压电路基于第一 PWM信号来生成参考电压。
[0045]第一 LED负载206还可以(以及在一些实施例中确实)被耦合至反馈和控制电路218’中的端子J4。在一些实施例中，第一 LED负载206包括连接在端子J3和J4之间的一串固态光源。流过第一 LED负载206的驱动电流(例如，通过端子J3进入以及到端子J4离开)然后被引导以流过电阻器R15。电阻器R15用作电流感测电阻器。跨电阻器R15的电压与运算放大器U3-A的非反相输入上的参考电压相比较，通过包括电阻器R2和R23以及电容器C15的负反馈回路来稳定运算放大器U3-A的操作。运算放大器U3-A的输出(引脚I)确定光绝缘体U2的开关操作。例如，当运算放大器U3-A的输出低时，电流流过光绝缘体U2内的固态光源，引起固态光源点亮并发送跨接至光绝缘体U2的初级侧的信号。该开关信号将消息发送到INV输入，INV输入连接至第一 LED驱动电路212’中的控制器Ul的引脚I以开始或停止将功率发送至变压器Tl的次级。以该方式，控制流至第一 LED负载206以及第二 LED负载208的驱动电流。
[0046]图8是第二 LED驱动电路220’的电路图，第二 LED驱动电路220’包括例如电容器C6、C16和C21、电感器L4、电阻器R16、R26、R38、二极管D6和控制器U5。在图8中，控制器U5是由美国国家半导体公司制造的LM3414降压控制器，尽管当然可以(以及在一些实施例中确实)使用其它控制器。如上所述，被配置为围绕或耦合至控制器U5的部件(但在此没有具体描述)可以特定于LM3414的操作要求。控制器U5具有八个引脚。引脚5连接至电阻器R26。电阻器R26还连接至GND_SIGNAL。引脚6连接至电阻器R38。电阻器R38连接至PB3_BUCK。引脚54直接连接至GND_SIGNAL。引脚3连接至电阻器R16。电阻器R16还连接至GND_SIGNAL。引脚2连接至地。引脚I连接至VCC_SEC以及电容器C6。电容器C6还连接至GND_SIGNAL。引脚8连接至二极管D6的阴极、以及电容器C21、电容器C16、以及输出OUT。电容器C16还连接至地。电容器C21还连接至端子J6。引脚7连接至二极管D6的阳极以及电感器L4。电感器L4连接至电容器C21以及端子J6。在一些实施例中，第二LED负载208是耦合至反馈和控制电路218’中的端子J3 (并接收来自端子J3的驱动电流)的一串固态光源。第二 LED负载208的另一端耦合至第二 LED驱动电路220’的端子J6，允许第二 LED驱动电路220’控制驱动电流的流动。由调光器感测电路214’中的电阻器R35、R36和R37、二极管D7和晶体管Q2所生成的操作电压作为VCC经由连接至引脚8的OUT输出而提供至控制器U5。在一些实施例中，在激活电源电路202’时，VCC将增加至允许控制器U5激活的水平，这引起控制器U5接通内部MOSFET (在图8中未示出)并开始通过电感器L4抽取来自第二 LED负载208的驱动电流。一旦控制器U5内的内部MOSFET关断，存储在电感器L4中的能量就将通过二极管D6而放电并将电流供给至第二 LED负载208。因此，将通过控制器U5的开关操作来控制流过第二 LED负载208的驱动电流。控制器U5的开关可以进而被主控制器216’生成的至控制器U5上的引脚6 (经由PB3_BUCK)的第二 P丽信号控制。例如，变更第二 PWM信号的占空比可以减少或增加被允许流过第二 LED负载208的驱动电流的量。以该方式，第二 LED负载208的输出特性，诸如但不限制于亮度，可以被控制为第一 LED负载206的输出特性(诸如但不限制于亮度)的百分比。当第一 LED负载206和第二 LED负载208包含不同颜色的固态光源(例如但不限制于白色固态光源和琥珀色固态光源)时，每个负载的光输出可以被控制为生成想要的组合光色温。
[0047]在一些实施例中，主控制器216’被配置为基于由调光器感测电路214’所提供的调光器感测电压来确定调光器204的设置。然后，主控制器216’生成第一 PWM信号以设置反馈和控制电路218’中的参考电压，并生成第二 PWM以控制第二 LED驱动电路220’。在非常低的电流流过第一 LED负载206的情况下，主控制器216’可以通过(如反馈和控制电路218’中所生成的)与跨第一 LED负载206的电压对应的电压的下降来检测情况，并且然后可以设置新的参考电压，该新的参考电压引起第一 LED驱动电路212’生成更多的驱动电流。以该方式，可以防止第一 LED负载206意外关断。在启动的情况下，主控制器216’可以检测与跨第一 LED负载206的电压对应的低电压，并且可以设置新的参考电压以从第一LED驱动电路212’生成更多功率。在与跨第一 LED负载206的电压对应的电压升高到参考电压之上后，主控制器216’可以感测调光器设置，并且作为连续回路可以确定第一 LED负载206和第二 LED负载208这两者的电流。
[0048]图9图解如贯穿全文所描述的用于可调光多通道固态光源驱动/功率系统的操作的流程图。在操作900中的启动之后，电源电路中的主控制器被配置为确定是否点亮第一LED负载。是否点亮第一 LED负载的确定例如基于但不限制于由电源电路中的反馈和控制电路所生成的电压、与跨第一 LED负载的电压对应的电压(其可以在反馈和控制电路中生成，如上面描述那样)。如果在操作902中确定不点亮第一 LED负载，则在操作904中，主控制器可以调节参考电压。例如，主控制器可以增加第一 PWM信号的占空比，这可以引起在反馈和控制电路中增加参考电压。参考电压的增加可以引起电源电路中的第一 LED驱动电路生成用于点亮第一 LED负载的更多驱动电路。
[0049]如果在操作902中确定点亮第一 LED负载，则在操作905中，主控制器接收调光器感测电压。调光器感测电压由电源电路中的调光器感测电路生成，并且可以对应于耦合至电源电路的AC调光器的设置。在操作908中，主控制器基于调光器感测电压来确定输入。例如，主控制器可以被配置为基于调光器感测电压从主控制器中的预定设置中选择输入(例如，用于PWM信号的占空比设置)。在操作910中，主控制器将在操作908中确定的输入提供至例如电源电路中的反馈和控制电路和/或第二 LED驱动电路。该输入可以是例如第一和第二 PWM信号。然后，随后的操作910可以返回至操作900以重新开始操作流程。
[0050]尽管图9图解根据实施例的各种操作，但要理解，对于其它实施例而言，不是图9中描绘的所有操作都是必要的。实际上，在此完全考虑到在其它实施例中，可以以任何附图中未具体示出的方式来组合图9中描绘的操作和/或在此描述的其它操作，但是仍然完全符合本公开。因此，针对在一个附图中未确切示出的特征和/或操作的权利要求被认为处于本公开的范围和内容内。
[0051]在此描述的方法和系统并不限制于特定的硬件或软件配置，并且可以在许多计算或处理环境中找到应用性。可以以硬件或软件，或者硬件和软件的组合，来实现所述方法和系统。可以在一个或更多个计算机程序中实现所述方法和系统，其中计算机程序可以被理解为包括一个或更多个处理器可执行指令。(多个)计算机程序可以在一个或更多个可编程处理器上执行，并且可以被存储在可以由处理器(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)、一个或更多个输入设备和/或一个或更多个输出设备读取的一个或更多个存储介质上。处理器因此可以访问一个或更多个输入设备以获得输入数据，并且可以访问一个或更多个输出设备以传送输出数据。输入和/或输出设备可以包括下面中的一个或更多个:随机存取存储器(RAM)、独立盘冗余阵列(RAID)、软盘驱动器、⑶、DVD、磁盘、内部硬驱动器、外部硬驱动器、记忆棒、或者能够被如在此所提供的处理器访问的其它存储设备，其中这样的前述示例不是穷举的，并且是用于说明而不是进行限制。
[0052]可以使用一种或更多种高级程序或面向对象编程语言，实现(多个)计算机程序，以与计算机系统通信；然而，如果想要的话，可以以汇编或机器语言来实现(多个)程序。语言可被编译或解释。
[0053]如在此所提供那样，(多个)处理器因此可以被嵌入到可以在连网环境中独立地或者一起操作的一个或更多个设备中，其中网络可以包括例如局域网(LAN)，广域网(WAN)，和/或可以包括内联网和/或互联网和/或另外的网络。(多个)网络可以是有线的或无线的或者是它们的组合，并且可以使用一种或更多种通信协议以促进不同处理器之间的通信。处理器可以被配置为用于分布式处理，并且在一些实施例中，可以根据需要利用客户机-服务器模型。相应地，所述方法和系统可以利用多个处理器和/或处理器设备，并且可以在这样的单个或多个处理器/设备当中划分处理器指令。
[0054]集成有(多个)处理器的(多个)设备或计算机系统可以包括例如(多个)个人计算机、(多个)工作站(例如Sun、HP)、(多个)个人数字助手((多个)PDA)、诸如(多个)蜂窝电话机或(多个)智能电话机的(多个)手持式设备、(多个)膝上型计算机、(多个)手持式计算机、或者能够被集成有可以如在此提供的那样操作的(多个)处理器集成的另外的(多个)设备。相应地，在此提供的设备不是穷举的，并且被提供用于说明而不是进行限制。
[0055]对“微处理器”和“处理器”，或者“所述微处理器”和“所述处理器”的引用可以被理解成包括可以在单机和/或(多个)分布环境中通信的一个或更多个微处理器，并且可以因此被配置成经由有线或无线通信与其它处理器通信，其中这样的一个或更多个处理器可以被配置成在一个或更多个处理器控制的设备上操作，所述一个或更多个处理器控制的设备可以是相似或不同的设备。这样的“微处理器”或“处理器”术语的使用因此也可以被理解成包括中央处理器、算术逻辑单元、应用专用集成电路(IC)和/或任务引擎，其中这样的示例被提供用于说明而不是进行限制。
[0056]更进一步地，除非另外地指定，否则对存储器的引用可以包括一个或更多个处理器可读和可访问的存储器元件和/或部件，所述一个或更多个存储器元件和/或部件可以在处理器控制的设备之内，在处理器控制的设备之外，和/或可以使用各种通信协议经由有线或无线网络而被访问，并且除非另外地指定，否则可以被布置成包括外部和内部存储器设备的组合，其中基于应用，这样的存储器可以是邻接的和/或分隔开的。相应地，对数据库的引用可以被理解成包括一个或更多个存储器关联，其中这样的引用可以包括商业上可得到的数据库产品(例如SQL、Informix, Oracle)，并且还包括私有数据库，并且还可以包括用于关联存储器的其它结构，诸如链接、队列、曲线图、树，其中这样的结构被提供用于说明而不是进行限制。
[0057]除非另外地提供，否则对网络的引用可以包括一个或更多个内联网和/或互联网。根据上述，在此对微处理器指令或微处理器可执行指令的引用可以被理解成包括可编程硬件。
[0058]除非另外地声明，否则用语“实质上”的使用可以被解释成包括精确的关系、条件、排列、定向和/或其它特性，以及如本领域的普通技术人员所理解的所述关系、条件、排列、定向和/或其它特性的在不本质地影响所公开的方法和系统的程度的这样的偏离的情况下的所述偏离。
[0059]贯穿本公开的整体，除非另外地具体声明，否则对用以修饰名词的量词“一个”和/或“这个”的使用可以被理解成是为了方便而被使用，并且包括一个或多于一个的所修饰的名词。术语“包含”、“包括”和“具有”意图是开放式的，并且意味着可以存在除列举的要素以外的附加要素。
[0060]除非在此另外地规定，否则通过各图描述和/或另外地绘制以与别的事物通信，与别的事物关联和/或基于别的事件的元件、部件、模块和/或它们的部分可以被理解成以直接和/或间接方式来这样地与别的事物通信，与别的事物关联和/或基于别的事物。
[0061]尽管已经关于其具体实施例描述了方法和系统，但是，所述方法和系统并不限制于此。按照上面的教导，显然许多修改和变化可以变得明显。本领域的技术人员可以作出在此描述和图解的细节、材料和部分的排列上的许多附加的改变。
【权利要求】
1.一种电源电路,包括: 第一驱动电路，被配置为生成驱动电流以引起第一固态光源负载和第二固态光源负载点売; 反馈和控制电路，被配置为接收来自所述第一固态光源负载的反馈并基于所述反馈控制通过所述第一固态光源负载的驱动电流； 第二驱动电路，被配置为控制通过所述第二固态光源负载的驱动电流；以及 主控制器，被配置为将第一输入提供至所述反馈和控制电路以控制通过所述第一固态光源负载的驱动电流，并将第二输入提供至所述第二驱动电路以控制通过所述第二固态光源负载的驱动电流。
2.根据权利要求1所述的电源电路，其中所述第一驱动电路包括直流(DC)至直流反激转换器电路，所述直流至直流反激转换器电路包括反激转换器控制器。
3.根据权利要求2所述的电源电路，其中所述反馈和控制电路被配置为将与通过所述第一固态光源负载的实际驱动电流对应的电压与参考电压比较，并基于与所述实际驱动电流对应的电压与所述参考电压之间的差来控制所述第一驱动电路。
4.根据权利要求3所述的电源电路，其中所述反馈和控制电路包括被配置为基于与所述实际驱动电流对应的电压与所述参考电压之间的差来生成控制信号的光绝缘体和运算放大器，并且其中所述反激转换器控制器被配置为基于所述控制信号来控制由所述第一驱动电路生成的驱动电流。
5.根据权利要求3所述的电源电路，其中所述反馈和控制电路被配置为基于所述实际驱动电流来生成与跨所述第一固态光源负载的电压对应的电压，并且其中所述主控制器被配置为基于与跨所述第一固态光源负载的电压对应的电压来调节所述参考电压。
6.根据权利要求3所述的电源电路，其中，所述第一输入是用以生成所述参考电压的至所述反馈和控制电路的第一脉宽调制(PWM)信号，并且所述第二输入是至所述第二驱动电路的第二脉宽调制信号。
7.根据权利要求6所述的电源电路，其中所述第二驱动电路包括直流至直流降压控制器，所述直流至直流降压控制器被配置为基于所述第二脉宽调制信号来控制用于所述第二固态光源负载的驱动电流。
8.根据权利要求6所述的电源电路，还包括: 前端电路，被配置为基于交流(AC)输入来生成直流电压，其中所述前端电路还被配置为将所生成的直流电压提供至所述第一驱动电路。
9.根据权利要求8所述的电源电路，其中所述前端电路和所述第一驱动电路包括两级低通EMI滤波器和整流器电路。
10.根据权利要求8所述的电源电路，还包括: 调光器感测电路，被配置为基于在由所述前端电路生成的所述直流电压中感测的相切电压来生成调光器感测电压。
11.根据权利要求10所述的电源电路，其中所述第一脉宽调制信号的频率和所述第二脉宽调制信号的频率的每一个选择自在所述主控制器中存储的预定设置，其中基于所述调光器感测电压来选择所述频率。
12.根据权利要求11所述的电源电路，其中所述第一固态光源负载包括第一颜色的固态光源，并且所述第二固态光源负载包括第二颜色的固态光源，并且其中所述预定设置被配置为引起所述第一固态光源负载和所述第二固态光源负载生成光，当所述光被组合时对应于特定光色温。
13.—种方法,包括: 确定是否基于与在反馈和控制电路中生成的跨第一固态光源负载的电压对应的电压来点亮由第一驱动电路驱动的所述第一固态光源负载；以及 通过调节所述反馈和控制电路中的参考电压，基于与跨所述第一固态光源负载的电压对应电压来控制所述第一驱动电路。
14.根据权利要求13所述的方法，其中确定包括: 确定是否基于与在所述反馈和控制电路中生成的跨所述第一固态光源负载的电压对应的电压来点亮由直流(DC)至直流反激电路驱动的第一固态光源负载，其中所述直流至直流反激电路包括直流至直流反激转换器控制器； 以及其中控制包括: 通过调节在所述反馈和控制电路中的参考电压，基于与跨所述第一固态光源负载的电压对应的电压来控制所述直流至直流反激电路。
15.根据权利要求13所述的方法，其中调节所述参考电压包括:调节被提供至所述反馈和控制电路以生成所述参考电压的第一脉宽调制(PWM)信号。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括: 接收来自调光器感测电路的调光器感测电压； 基于所述调光器感测电压来确定用于所述第一脉宽调制信号的第一占空比；以及 将在所述第一占空比下的所述第一脉宽调制信号提供至所述反馈和控制电路。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括: 基于所述调光器感测电压来确定用于第二脉宽调制信号的第二占空比；以及 通过将在所述第二占空比下的所述第二脉宽调制信号提供至第二驱动电路来控制被配置为驱动第二固态光源负载的所述第二驱动电路。
18.根据权利要求17所述的方法，其中控制第二驱动电路包括: 控制直流至直流降压控制器，所述直流至直流降压控制器被配置为基于所述第二脉宽调制信号来控制用于所述第二固态光源负载的驱动电流。
19.根据权利要求17所述的方法，其中确定所述第一占空比和确定所述第二占空比包括: 选择用于所述第一脉宽调制信号的第一频率和用于所述第二脉宽调制信号的第二频率，其中每个频率选择自在主控制器中存储的预定设置，并且其中基于所述调光器感测电压来选择每个频率。
20.根据权利要求19所述的方法，其中选择包括: 选择用于所述第一脉宽调制信号的第一频率和用于所述第二脉宽调制信号的第二频率，其中每个频率选择自在主控制器中存储的预定设置，其中基于所述调光器感测电压来选择每个频率，并且其中所述预定设置被配置为引起所述第一固态光源负载和所述第二固态光源负载生成光，当所述光被组合时对应于特定光色温。
【文档编号】H05B33/08GK104272871SQ201380023410
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年5月3日 优先权日:2012年5月4日
【发明者】V.普瓦纳基贾科恩, M.洪吉, A.J.米利斯 申请人:奥斯兰姆施尔凡尼亚公司