CN101686591B - 用于供电至固态照明的装置、方法及系统 - Google Patents

用于供电至固态照明的装置、方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明是有关于一种用于供电至固态照明的装置、方法及系统，一个范例的装置包括一个主要模块、一个可耦接至一第一负载的第一次要模块、以及一个可耦接至一第二负载的第二次要模块。该主要模块包括一个具有一变压器初级的变压器。该第一次要模块包括一个磁耦合至该变压器初级的第一变压器次级，并且该第二次要模块包括一个磁耦合至该变压器初级的第二变压器次级，其中该第二次要模块可通过该第一或第二负载串联耦接至该第一次要模块。当藉由一个电源激励时，该第一次要模块具有第一电压极性并且可和被配置以具有相反的第二电压极性的第一负载串联耦接，而彼此实质抵消以提供一较低的合成电压位准。

Description

用于供电至固态照明的装置、方法及系统
技术领域
本发明涉及一种电源转换，特别是涉及一种用于提供电源以驱动例如是发光二极管(“LED”)的负载的系统、装置及方法。
背景技术
发光二极管阵列是被利用于包含环境照明及显示器的广泛种类的应用中。为了驱动LED阵列，电子电路典型是利用电源转换器或是LED驱动器以从一个交流或直流电源来转换电源并且提供一个直流电源至LED。当利用多个LED时，LED阵列可被分成LED群组或通道，其中一个串联连接的LED群组典型是被称为一LED“串”或通道。
多通道电源转换器是已知的，例如，萨伯雷梅涅恩·穆图(SubramanianMuthu)、法兰克J.P.舒尔曼斯(Frank J.P.Schuurmans)以及迈克D.派须理(Michael D.Pashly)所发表的“用于白光照明的红色、蓝色及绿色LED”，IEEE量子电子学选题期刊，2002年3月/4月，第8册，第2号，第333-338页。此现有习知技术的多串LED驱动器可利用冗余的电源转换模块，其中每个LED串使用一个别的电源模块，并且该电源模块典型是例如包括一个驱动器、一个变压器、一个感测器、一个控制器等等。一种类似的解决方式是在张(Chang)等人的美国专利号6,369,525，名称为“根据具有输出电流模式控制的多个输出转换器的白光发光二极管灯驱动器”中被建议，其是利用多个冗余的电源转换模块，其中每个电源转换模块是被配置以供电于一对应的LED串。对于每个通道设置例如是冗余的电源模块的冗余元件可能会增加构件数目并且可能会增加电源转换器的尺寸及重量。此种利用较多的构件也可能会增加成本，例如构件成本与制造成本、或是降低可靠度。对于现有习知技术的利用冗余电源模块的电源转换器而言，在一个电源模块中的故障，例如，若在该电源模块中的一或多个构件失效时，可能会导致该电源模块无法再提供电源或是提供较低位准的电源，因而可能会使得一个对应的LED通道失去电源。
另一种现有习知技术的方法(Supertex的数据表LV 9120/9123以及应用指南AN-H13)串联配置多个LED串，并且利用一个电源转换器以供电至该多个LED串的串联配置。在此种配置中，横跨该多个串的串联的电压位准可以是实质等于横跨该多个串的每个串的每个电压位准的总和，此导致有一个可能会达到相当高位准的横跨多个串的累积的总电压位准。图1是描绘对于其中电源转换器是驱动四个串联耦接的LED串的范例配置而言，在一个现有习知技术的电源转换器的输出以及横跨多个LED串的此种电压位准的电压图。垂直轴代表电压“V”。沿着水平轴的点代表在多个LED串的串联配置中对应的点。“电源转换器输出”的第一电压位准20标示从电源转换器的负输出端子处的实质零伏特到电源转换器的正输出端子处的总电压VT的横跨该现有习知技术的电源转换器的输出的电压升幅。LED“第一串”的第二电压位准21是描绘横跨该第一串的LED的电压降，LED“第二串”的第三电压位准22是描绘横跨该第二串的LED的电压降、依此类推。如同所绘，横跨第四串的电压位准实质下降到零(24)。例如，若横跨每个串的电压是50V，则横跨该四个串或是横跨该现有习知技术的电源转换器输出的总电压位准VT是实质等于横跨每个串的电压位准的总和，亦即200V。此种较高的电压位准可能会使得此种串联配置不适用于某些应用，例如，人们有可能会碰触到提供给LED阵列的电源的应用。运作在较高的电压位准也可能会招致装置的额外成本，例如，适配于运作在如此高的电压位准下的构件成本以及例如是保护人及财产的额外绝缘与其它安全设备的成本。此种供电至多个LED串的串联的现有习知技术解决方式也未提供控制器独立控制每个串的亮度或是独立导通或关断个别串的手段。
具有用于多个LED串的多个电源模块的其它现有习知技术电源转换器典型是耦接每个负载(例如，LED通道或串)至多个以并联配置的电源模块中的一个电源模块，亦即，该负载的一个第一端子是耦接至该电源模块的一个第一端子，并且该负载的一个第二端子是耦接至同一个电源模块的一个第二端子。在此种配置下，若在该电源模块中的一或多个构件失效，则该负载可能会失去电源。再者，此种每个电源模块是并联耦接一个负载的配置典型是利用冗余的电路，例如，多个感测器及多个控制器，以提供一个所要的电流位准至多个负载。
于是，仍需要一种能够以较低的整体电压位准供电至多个LED，例如多个LED串或通道，并且例如是藉由在通道之间共用构件而能够在LED驱动器的尺寸、重量及成本上提供整体缩减的多通道电源转换器。此种转换器可进一步提供预选或是预设的功率位准至LED，并且亦可以补偿在例如是制造容限、输入电压、温度等等的电路参数上的变化。该电源转换器应该是容错的。例如，在一或多个电源模块或通道失效的事件中，该电源转换器应该持续供电至操作通道。再者，提供一种适配于对每个LED通道独立提供预选的功率位准并且独立导通或关断LED通道的电源转换器将会是所期望的。
发明内容
本发明的范例实施例是对于供电至例如是LED的负载提供许多优点。各种的范例实施例能够对于此种供电维持复数种类型的控制，例如，提供实质固定或受控的电流输出至多个LED群组或通道。可提供多个通道间共用电源转换器构件的范例实施例，此是提供例如是相较于现有习知技术电源转换器为较小的尺寸、较轻的重量、较低的成本以及较高的可靠度的优点。该些范例的实施例是利用一个具有多个次级绕组的变压器以及多个电源模块，其中每个电源模块是以一种交错串联配置而耦接至一个LED群组，以及利用共享的调节电路，例如，一或多个共用的感测器、一个共用的控制器、一个共用的变压器初级等等。该些范例的实施例可利用旁路电路以在一或多个通道或电源模块变成不作动的事件中，例如，在短路或断路状况期间改变电流流向，其中该旁路电路使得该电源转换器能够提供电源给其余的操作通道。
根据本发明的教示，一个用于电源转换的第一范例的装置实施例可耦接至一个电源，其中该范例的装置包括：一个包括一具有一变压器初级的变压器的主要模块；一个可耦接至一第一负载的第一次要模块，其中该第一次要模块包括一个磁耦合至该变压器初级的第一变压器次级；以及一个可耦接至一第二负载的第二次要模块，其中该第二次要模块包括一个磁耦合至该变压器初级的第二变压器次级，该第二次要模块可通过该第一或第二负载串联耦接至该第一次要模块。
当藉由该电源激励时，该第一次要模块典型是具有一第一电压极性并且可与被配置以具有一相反的第二电压极性的第一负载串联耦接。在一个范例的实施例中，具有该第一电压极性结合该第二电压极性的合成电压实质小于该第一电压极性或第二电压极性的大小。在另一范例的实施例中，该第一电压极性以及该第二电压极性彼此实质抵消以提供一较低的合成电压位准。
当藉由该电源激励时，该第二次要模块典型是具有一第三电压极性并且可与被配置以具有一相反的第四电压极性的第二负载串联耦接。在一个范例的实施例中，具有组合的第一电压极性、第二电压极性、第三电压极性以及第四电压极性的合成电压实质小于该第一电压极性、或第二电压极性、或第三电压极性、或第四电压极性的大小。在另一范例的实施例中，该第一电压极性、第二电压极性、第三电压极性以及第四电压极性彼此实质抵消以提供一较低的合成电压位准。
一个范例的装置可进一步包括：一个耦接至该第一次要模块或是该第二次要模块并且适配于感测一电流位准的电流感测器；以及一个耦接至该电流感测器与该主要模块的控制器，该控制器适配于响应感测出的电流位准以调节一变压器初级电流。
另一范例的装置可进一步包括：一个耦接至该第一次要模块的第一旁路电路；以及一个耦接至该第二次要模块的第二旁路电路。一个范例的第一旁路电路是适配于响应一个例如是断路的侦测出的故障以旁路该第一次要模块以及该第一负载。
在一个范例的实施例中，该第一及第二负载分别包括至少一个发光二极管，并且该控制器进一步适配于藉由调节该第一旁路电路或是该第二旁路电路以提供光输出的调光。例如，该控制器可进一步适配于提供脉冲宽度调变以调节该第一旁路电路或是该第二旁路电路。另例如，该控制器可进一步适配于使一个对应的开关变为一个导通状态或是一个关断状态以调节该第一旁路电路或是该第二旁路电路。另例如，该第一及第二负载分别包括至少一个发光二极管，并且该控制器可进一步适配于藉由调节该变压器初级电流以提供光输出的调光。
在另一范例的实施例中，该第一负载包括至少一个具有一第一发射光谱(例如，在红色、绿色、蓝色、白色、黄色、琥珀色或是其它可见波长中的发射光谱)的第一发光二极管，并且该第二负载包括至少一个具有一第二发射光谱的第二发光二极管。例如，一个第一LED可提供在红色可见光谱中的发射，一个第二LED可提供在绿色可见光谱中的发射，并且一个第三LED可提供在蓝色可见光谱中的发射。在此一范例的实施例中，该控制器可进一步适配于藉由调节该第一旁路电路、或是该第二旁路电路、或是一个第三旁路电路以调节一输出光谱，例如，藉由调光或旁路一个对应的LED串，以修改整体的发光光谱，例如，增加或减少例如是红色、绿色或蓝色对应的部份。
在一个范例的实施例中，该控制器可以是与该主要模块电隔离的。例如，该控制器可以光耦合至该主要模块。
在范例的实施例中，该第一次要模块以及该第二次要模块可被配置以具有以下的电路拓朴中的至少一种：一返驰式配置、一单端正激式配置、一半桥式配置、一全桥式配置、或是一倍流式配置。
另外在范例的实施例中，该第一次要模块可进一步包括一个第一整流器以及一个第一滤波器，其中该第一整流器耦接至该第一变压器次级，并且该第二次要模块可进一步包括一个第二整流器以及一个第二滤波器，其中该第二整流器耦接至该第二变压器次级。
一种范例的照明系统亦被揭露，其中该系统可耦接至一个电源，并且其中该系统包括：一个包括一具有一变压器初级的变压器的主要模块；一个第一发光二极管；一个第二发光二极管；一个串联耦接至该第一发光二极管的第一次要模块，该第一次要模块包括一个磁耦合至该变压器初级的第一变压器次级；一个串联耦接至该第二发光二极管的第二次要模块，该第二次要模块包括一个磁耦合至该变压器初级的第二变压器次级，该第二次要模块通过该第一或是第二发光二极管串联耦接至该第一次要模块；一个适配于感测一电流位准的电流感测器；以及一个耦接至该电流感测器及该主要模块的控制器，其中该控制器适配于响应感测出的电流位准以调节一变压器初级电流。
另一范例的用于电源转换的装置亦被揭露，其中该装置可耦接至一个电源以及多个发光二极管，并且其中该装置包括：一个包括一具有一变压器初级的变压器的主要模块；一个可串联耦接至该多个发光二极管的一个第一发光二极管的第一次要模块，该第一次要模块包括：一个磁耦合至该变压器初级的第一变压器次级，一个耦接至该第一变压器次级的第一整流器，以及一个耦接至该第一整流器的第一滤波器；一个可串联耦接至该多个发光二极管的一个第二发光二极管的第二次要模块，该第二次要模块可通过该第一或是第二发光二极管串联耦接至该第一次要模块，该第二次要模块包括：一个磁耦合至该变压器初级的第二变压器次级，一个耦接至该第二变压器次级的第二整流器，以及一个耦接至该第二整流器的第二滤波器；一个适配于感测一电流位准的电流感测器；一个耦接至该电流感测器以及该主要模块的控制器，该控制器适配于响应感测出的电流位准以调节一变压器初级电流；一个耦接至该第一次要模块的第一旁路电路；以及一个耦接至该第二次要模块的第二旁路电路。
一种范例的供电至多个发光二极管的方法亦被揭露。该范例的方法包括：将来自一个第一次要模块的电流指定路由至一个串联耦接至该第一次要模块的第一发光二极管以产生一横跨该第一发光二极管的第一电压，该第一电压具有一相反于一横跨该第一次要模块的第二电压的极性；将来自该第一发光二极管的电流指定路由至一个串联耦接至该第一发光二极管的第二次要模块；将来自该第二次要模块的电流指定路由至一个串联耦接至该第二次要模块的第二发光二极管以产生一横跨该第二发光二极管的第三电压，该第三电压是具有一相反于一横跨该第二次要模块的第四电压的的极性；以及将来自该第二发光二极管的电流指定路由至该第一次要模块或是一个串联耦接至该第二发光二极管的第三次要模块。
在一个范例的实施例中，该方法更包括：侦测在该第一次要模块或是该第一发光二极管中的一个故障；以及响应于该侦测出的故障，绕过该第一次要模块以及该第一发光二极管而从一个第三发光二极管提供一电流至该第二次要模块。该些范例的侦测一个故障以及提供一电流旁路的步骤可进一步包括：感测一个第一参数；比较该第一参数与一个第一临界值；以及当该第一参数大于或实质等于该第一临界值时，将来自该第三发光二极管的电流切换至该第二次要模块。例如，该侦测出的故障可以是一短路或是一断路。
在另一范例的实施例中，该方法更包括：侦测在该第一次要模块或是该第一发光二极管中的一个故障；以及响应于该侦测出的故障，中断从该第一次要模块至该第一发光二极管的电流。该些范例的侦测一个故障以及中断该电流的步骤可进一步包括：感测一个第二参数；比较该第二参数与一个第二临界值；以及当该第二参数大于或实质等于该第二临界值时，在该第一次要模块以及该第一发光二极管的串联路径中产生一断路。
在另一范例的实施例中，该方法更包括：以一个第一频率将来自该第一次要模块的电流指定路由至该第一发光二极管一段第一预设的导通时间的持续期间；以及以一个第二频率将来自该第二次要模块的电流指定路由至该第二发光二极管一段第二预设的导通时间的持续期间。
本发明的许多其它优点及特点从本发明以下的详细说明以及本发明的实施例、从申请专利范围以及从所附的图式将会变成是显而易懂的。
附图说明
图1是描绘在一个现有习知技术的电源转换器的输出以及横跨对应的负载处的电压位准的电压绘图。
图2是描绘根据本发明的教示的一个第一范例的系统以及一个第一范例的装置的方块图。
图3是描绘根据本发明的教示的一个第二范例的系统以及第二范例的装置的方块图。
图4是描绘根据本发明的教示的一个第三范例的系统以及第三范例的装置的方块图。
图5是描绘根据本发明的教示的横跨电源模块以及LED的电压位准的电压绘图。
图6是描绘根据本发明的教示在一个构件故障的旁路期间的电压位准的电压绘图。
图7是描绘根据本发明的教示的一个第一范例的旁路一个构件故障的方法的流程图。
图8是描绘根据本发明的教示的一个第四范例的系统以及第四范例的装置的方块及电路图。
图9是描绘根据本发明的教示的一个第二范例的旁路一个构件故障的方法的流程图。
图10是描绘根据本发明的教示的一个第五范例的系统以及第五范例的装置的方块及电路图。
图11是描绘根据本发明的教示的一种调整LED亮度或发射位准的方法的流程图。
图12是描绘根据本发明的教示的一个第六范例的系统以及第六范例的装置的方块及电路图。
图13是描绘根据本发明的教示的一个具有旁路电路且耦接至一个LED通道的次要模块的一个例子的电路图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的用于供电至固态照明的装置、方法及系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
图2是描绘根据本发明的教示的一个第一范例的系统100以及一个第一范例的装置101的方块图。该系统100包括该装置101以及多个负载1301、1302、1303至130N，并且可耦接以从电源110接收输入电源，例如一交流或直流输入电压。(在此所称且在本发明的范畴内的交流及直流输入电压在以下更加详细描述。)该装置101包括一个主要模块(或主要的电源模块)515、一个控制器125以及复数“N”个次要模块5201、5202、5203至520N，该些次要模块在此全体可称为次要模块520。主要模块515磁耦合至次要模块520，其中该磁耦合是以虚线描绘。该主要模块515包括至少一个变压器初级，并且每个次要模块520包括一个对应的磁耦合至该变压器初级的变压器次级，例如是藉由缠绕在一个共同的磁芯上或者是在磁性或靠近的附近。在范例的实施例中，如同在以下更加详细描述的，一个次要模块可包括一个电源模块(具有该变压器次级)以及作为选配的一个旁路电路。如同所绘，负载130包括复数“N”个个别的负载1301、1302至130N。
主要模块515可耦接至电源110并且供电至次要模块520。电源110可提供例如是交流、直流、截断(chopped)直流、或是其它型式的电力。在一个范例的实施例中，主要模块515是以磁能的形式经由一个变压器初级(亦被称为一个初级绕组)供电，并且每个次要模块520是经由一个对应的变压器次级(亦被称为一个次级绕组)接收该磁能。主要模块515可包括(举例且非限制性的)一个例如是整流器的交流至直流转换器以及一个适配于以电流或电压的形式传导或者是施加电力至一个变压器初级的开关。施加至该变压器初级的电力可包括一电力信号，例如，一正弦波、一方波或矩形波、一系列的脉冲等等。该电力信号可响应于一来自控制器125的控制信号而例如是在振幅及/或波形上变化。熟习电子技术者将会体认到有许多技术可利用于供电至一个变压器初级，并且主要模块515可具有无数种实施方式及配置，其中的任何一种或全部都被视为等同的且在本发明的范畴内。
在一个范例的实施例中，一个第一负载1301的一个第一端子耦接至一个第一次要模块5201，并且第一负载1301的一个第二端子耦接至一个第二次要模块5202。一个第二负载1302的一个第一端子耦接至第二次要模块5202，并且第二负载1302的一个第二端子耦接至一个第三次要模块5203。其它的负载130及次要模块520都是类似地耦接(亦即，每个负载耦接至两个(电相邻的)次要模块)直到负载130N，其中第N个负载130N的一个第一端子耦接至第N个次要模块520N，并且第N个负载130N的一个第二端子耦接至第一次要模块5201。此种配置是将次要模块520以及负载130串联设置，其中每一对相邻的次要模块520之间有一个负载。在此，此种配置在两种方式上可被称为“交错串联”配置，其中一个次要模块520与一个负载130交错地串联，以及如下所论述，其中横跨一个次要模块520以及一个负载130的对应的电压在极性上是交错的。(该用语“相邻的”可指在一个串联电路中依序的构件。例如，次要模块520N可被视为是与次要模块520N-1以及次要模块5201相邻的。)在一个范例的实施例中，次要模块520以及负载130是被串联耦接，因而在一个完整的电路中，电流是流过一个次要模块520以及一个负载130，接着是另一次要模块520以及负载130、依此类推。
在一个范例的实施例中，该些次要模块520以及负载130被配置成使得每个藉由一个次要模块520所提供的输出电压位准被横跨一个对应的负载130的一个对应的电压降所实质补偿。例如，具有一第一电压极性的一个电压上升，例如，一横跨供电至第一负载1301的第一次要模块5201的正电压，被一横跨该第一负载1301且具有一第二相反的电压极性的对应的电压降，例如，一负电压所实质抵消。类似的模式适用于其它的次要模块520以及负载130，其中该电压横跨每个次要模块而上升，接着横跨每个对应的负载而下降，此是提供一实质小于该电压上升或是该电压降的大小的合成整体电压，并且该合成整体电压甚至可以是相当接近零或是实质接近零(依据该些相反的电压极性是否密切匹配而定)。于是，在负载130的端子处的整体电压位准保持在预设且较低的界限内。本发明的此项新颖特点在以下参考图5而更加详细地论述。
控制器125可适配于从一或多个次要模块520或负载130感测一或多个参数。例如，感测出的参数可包括一电流位准或是一电压位准，例如，流过一或多个负载130或次要模块520的电流位准或是其电压位准。该感测出的电流或电压位准可被控制器125及主要模块515利用来直接或间接调节流过负载130的电流，例如是用以提供实质稳定的电流位准、或是位于或接近预选或预设值的电流位准。例如，响应于一个感测出的参数，该控制器125可增加或减少流过该主要模块515的变压器初级的电流，且/或可以个别地修改一个次要模块520所提供的电流或电压，例如是藉由利用以下所述的旁路电路(并未在图2中个别地绘出)。
例如，而且特别是，该控制器125是利用一或多个感测出的参数作为回授信号，以输出一控制信号至主要模块515，例如是用以调节至负载130的功率位准。该控制信号可被主要模块515利用来决定一将被提供至次要模块520的功率位准。在一个范例的实施例中，该控制器125可利用一个感测出的参数以使得主要模块515在流到负载130的电流超出一第一预设的临界值时降低被提供至次要模块520的功率或电流位准、或是在流到负载130的电流下降到低于一第二预设的临界值时增加被提供至次要模块520的功率或电流位准。
控制器125亦可适配于供应控制信号至次要模块520以独立调整供应至负载1301、1302、1303至130N的功率或电流位准，例如，用于调光或导通或关断一或多个通道。在一个范例的实施例中，一个温度感测器(在图2中并未个别地绘出)是适配于响应一个例如是LED温度的温度以决定一个参数，并且提供回授给控制器125用于热调节，例如，响应一或多个感测出的温度值以调整输出功率位准。例如，若一个感测出的温度值上升超过一个预设的位准，则控制器125可被配置以降低供应到负载130的功率位准。其它形式的控制被提供至一个别的次要模块520及/或一个负载130的功率位准在以下更加详细描述。
次要模块520可被配置以在一或多个故障，例如在一或多个次要模块520或负载130中的短路或断路的事件中旁路或分流通过一或多个负载130的电流。如在图2中所绘，次要模块520分别耦接至两个相邻的次要模块520，藉此提供一个路径用于此电流旁路。例如，在负载1301中有一个侦测出的故障的事件中，次要模块5201可以改变原本要提供至负载1301的电流的方向至次要模块5202。
控制器125可包括例如是放大器、比较器、积分器等等的类比电路及/或例如是处理器、存储器、闸、A/D与D/A转换器等等的数字电路。熟习电子技术者将会体认到许多用于调节至一或多个负载的功率的技术是已知的，并且控制器125可以有无数的实施方式及配置，其中的任何一种或全部都被视为等同的且在本发明的范畴内。
图3是描绘根据本发明的教示的一个第二范例的系统100A以及第二范例的装置的方块图。该系统100A可耦接至一个电源110，并且该系统100A包括一个主要模块515A(作为主要模块515的一个例子)、多个次要的(电源)模块520A(作为次要模块520的例子)、一个控制器125、一个感测器165、一个选配的隔离器120、以及负载130。该装置(亦可耦接至一个电源110)大略被描绘并且可被视为包括该主要模块515A、多个次要模块520A、控制器125、感测器165以及选配的隔离器120。在此范例的实施例中，该主要模块515A包括一个驱动器(电路)115以及(变压器155的)一个变压器初级105。在此范例的实施例中，每个次要模块520A是包括一个对应的电源模块140以及作为一个选配的对应的旁路电路145。每个电源模块140包括(变压器155的)一个变压器次级150以及其它电路，例如，整流器135及滤波器195。该选配的隔离器120亦可被视为内含在该主要模块515A之中。
换另一种方式说，该系统100A包括一个驱动器115、一个控制器125、一个变压器155、一个感测器165、多个次要的电源模块1401、1402至140N以及多个负载1301、1302至130N。在范例的实施例中，该系统100A可进一步包括多个旁路电路1451、1452至145N。在范例的实施例中，系统100A可进一步包括一个被配置以例如是电隔离该驱动器115与该控制器125的隔离器120。(在此所称且在本发明的范畴内的交流及直流输入电压在以下更加详细描述。)在一个范例的实施例中，每个电源模块1401、1402至140N分别包括一个对应的变压器次级(1501、1502至150N)、一个对应的整流器(1351、1352至135N)以及一个对应的滤波器(1951、1952至195N)。在一个替代的范例实施例中，滤波器195可被省略或是与整流器135结合。
如同所绘，负载130包括复数“N”个个别的负载1301、1302至130N。具有多个例示的构件在此可以用无下标来全体参照、或是用下标来个别参照。例如，负载130可等同地称为负载1301、1302至130N。类似的标示也应用到电源模块140、次级150、整流器135、滤波器195、旁路电路145等等。
在图3中，变压器155被描绘为具有一种分开的次级配置，并且包括一个变压器初级105以及多个变压器次级1501、1502至150N。初级105例如是通过一个变压器芯156而磁耦合至次级1501、1502至150N。变压器155可利用电子技术中已知的各种方法的任一种来加以配置，举例且非限制性的配置为正激式变压器、返驰式变压器、具有主动重置的返驰式或正激式变压器等等。熟习电子技术者将会体认到替代的变压器配置亦可被利用。例如，变压器155亦可用多个初级来实施、或是实施为多个变压器，例如，其中初级是并联耦接的。
如同所绘，一个电源110提供交流或直流电源至驱动器115。如上所述，此种交流或直流电源例如可以是单相或多相交流、直流或是截断直流电源，例如是来自电池或是来自一个交流至直流转换器、或是任何其它形式的电源。驱动器115从电源110接收电力、若适当的话，转换所接收的电力成为直流、从控制器125(选配的是经由隔离器120)接收控制信号、以及提供一驱动信号至初级105。例如，驱动器115可提供一PWM(脉冲宽度调变的)信号，并且可以使用例如是连续导通模式(CCM)、不连续导通模式(DCM)以及临界导通模式的各种动作模式的任一种。驱动器115可包括例如是电源转换级的一或多个级。熟习电子技术者将会体认到有许多种利用一个控制器125以及一个驱动器115以提供驱动信号的方法，其中的任何一种或全部都被视为等同的且在本发明的范畴内。
变压器次级1501、1502至150N分别耦接且供电至整流器1351、1352至135N。在一个范例的实施例中，整流器1351、1352至135N分别转换来自次级1501、1502至150N的交流电源成为直流电源。滤波器1951、1952至195N分别平滑化来自整流器1351、1352至135N的直流电源，以提供一相对或是较为稳定的直流电源位准。
在图3中所绘的范例实施例中，电源模块1401、1402至140N以及负载1301、1302至130N是以一种“交错串联”配置而被设置，其中该些负载130以及电源模块140是串联的，负载130交错散置在电源模块140之间。如同所绘，负载130以及电源模块140构成一种环状配置，在一个完整的电路中，电流交替通过负载130以及电源模块140。
在一个范例的实施例中，一个第一负载1301的一个第一端子耦接至一个第一电源模块1401的一个第二端子，并且该第一负载1301的一个第二端子耦接至一个第二电源模块1402的一个第一端子。其它单元亦可以类似地耦接，亦即，第“K”个负载130K(1≤K＜N)的一个第一端子耦接至第K个电源模块140K的一个第二端子，并且第K个负载130K的一个第二端子耦接至第K+1个电源模块140K+1的一个第一端子。在一个范例的实施例中，第N个负载130N的一个第一端子耦接至第N个电源模块140N的一个第二端子，并且第N个负载130N的一个第二端子耦接至感测器165的一个第一端子。感测器165的一个第二端子耦接至第一电源模块1401的一个第一端子。在一个替代的实施例(在图3中未绘出)中，第N个负载130N的第一端子是耦接至第N个电源模块140N的第二端子，并且第N个负载130N的第二端子耦接至第一电源模块1401的第一端子。
在一个范例的实施例中，一个感测器165判断出一个例如是电流位准的感测出的参数。控制器125从感测器165接收该感测出的参数资讯或信号并且利用该感测出的参数资讯以提供一或多个控制信号(例如，一系列的控制信号)给驱动器115。
尽管图3以及在此的其它图是以范例的感测器位置来描绘实施例，但熟习电子技术者将会体认到有无数种其它的感测器位置、实施方式及配置，其中的任何一种或全部都被视为等同的且在本发明的范畴内。例如，感测器165可被设置与负载130或是电源模块140的任一个串联。作为另一例子的是，一或多个感测器可内含到一或多个负载130、电源模块140或旁路电路145之中。感测器可包括各种类型的感测构件，例如，光学感测器、温度感测器、电压感测器、电流感测器等等。例如，感测器165可包括一或多个适配于利用LED亮度以决定一或多个感测出的参数的光学构件。
图3以及在此的其它图是描绘其中负载130以及电源模块是以一种环状配置而被交错串联耦接以形成一个完整的电路的范例配置；然而，将了解到的是负载130以及电源模块140可用无数种配置来加以配置，其包含但不限制于包括多个环的配置、其中多个电源模块140被耦接在负载130之间的配置、其中多个负载130被耦接在电源模块140之间的配置等等，其中的任何一种或全部都被视为等同的且在本发明的范畴内。
在一个范例的实施例中，旁路电路145提供一个绕过负载130以及电源模块140的可切换的电流(或电压)路径。旁路电路145可被利用以在侦测出故障的事件中提供电流流过、或是提供一个用于降低或增加流过个别的负载130的电流以例如是用于调光并且用于导通或关断个别的负载130的手段。旁路电路145在以下更详细被描述。
在一个范例的实施例中，在电源模块140以及负载130中的电流位准可以是实质相同的(由于它们是被串联耦接)，因此，相较于其中供应到个别的通道的电源是每个通道个别地调节的现有习知技术的多通道LED驱动器而言，电流感测以及对应的控制可用较少的构件来达成。更具体而言，在图3所绘的范例实施例中，被提供至多个负载130的电流可藉由共用的构件来加以调节，例如是感测器165、控制器125、隔离器120、驱动器115以及变压器155，其可在多个通道之间共用。相较于其中供应到每个负载的电流是藉由一组个别且冗余的构件，例如，冗余的感测器、控制器、隔离器以及驱动器来调节的现有习知技术的多通道LED驱动器而言，本发明范例的实施例可提供许多的优点，例如较少的构件、较低的构件与制造成本、缩减的尺寸与重量、以及较高的可靠度。
在一个范例的实施例中，如上所述，(次要模块520的)电源模块140以及负载130被配置成使得每个藉由(一个对应的次要模块520的)一个电源模块140提供的输出电压位准都实质被横跨一个对应的负载130的一对应的电压降所补偿。例如，一个具有一第一电压极性的电压上升(例如，横跨供电至第一负载1301的第一电源模块1401的一个正电压)被一个横跨该第一负载1301且具有一第二相反的电压极性的对应的电压降(例如，一个负电压)实质抵消。类似的模式适用于其它的电源模块140以及负载130，其中该电压横跨每个电源模块140而上升，接着横跨每个对应的负载而下降，此是提供一实质小于该电压上升或是该电压降的大小的合成整体电压，并且该合成整体电压甚至可以是相当接近零或是实质接近零(依据该些相反的电压极性是否密切匹配而定)。于是，如上所述，在负载130的端子处的整体电压位准保持在预设且较低的界限内。
图4是描绘根据本发明的教示的一个第三范例的系统100B以及第三范例的装置的方块图。为了便于参考且视觉上清楚起见，该系统100B的装置、主要模块以及次要模块的分界线在图4中并未个别地界定出或是个别地绘出。该系统100B亦可耦接以从电源110接收输入电源，例如，一交流或直流输入电压，并且该系统100B包括多个被描绘为LED 170的负载、一个驱动器115、一个选配的隔离器120、一个控制器125A、多个电源模块140A1、140A2至140AN、多个旁路电路145A1、145A2至145AN、一个变压器155、以及一个感测器260。(系统100B的一个装置部份并未个别地绘出，但可被视为包括驱动器115、选配的隔离器120A、控制器125A、感测器260、电源模块140A、变压器155、以及旁路电路145。在此范例的实施例中，一个主要模块并未个别地绘出，但可被视为包括驱动器115以及(变压器155的)变压器初级105。同样是在此范例的实施例中，一个次要模块并未个别地绘出，但可被视为包括一个对应的电源模块140A以及作为一个选配的对应的旁路电路145A。每个电源模块140A包括(变压器155的)一个变压器次级150以及其它如图所绘的电路。该选配的隔离器120A亦可被视为内含在该主要模块之中。)图4提供(一个对应的次要模块的)电源模块140A以及(一个主要模块的)具有一返驰式配置的变压器初级105的一个例子。
每个电源模块(140A1、140A2至140AN)是分别包括一个对应的变压器次级(1501、1502至150N)、一个对应的二极管(2251、2252至225N)以及一个对应的电容器(2201、2202至220N)。每个旁路电路(145A1、145A2至145AN)是分别包括一个被描绘为硅控整流器(SCR)(2301、2302至230N)的开关以及一个被描绘为齐纳二极管(2351、2352至235N)的电压感测器。变压器155是包括初级105以及多个次级1501、1502至150N。隔离器120是包括一个第一光学隔离器210以及一个第二光学隔离器215。熟习电子技术者将会体认到在图4以及在此的别处所绘的隔离器120在各种的范例的实施例中可被省略、或是利用许多种方法的任一种来实施，例如，利用像是光学隔离器、变压器、差动放大器等等的各种类型的隔离器，其中的任何一种或全部都被视为等同的且在本发明的范畴内。
在图4以及在本文别处中，LED的范例的成串配置是举例性质的。如同在以下更加详细论述的，其它配置也是可行的，其中的任何一种或全部都被视为等同的且在本发明的范畴内。
在以下的讨论中，电源模块140A的动作将会利用电源模块140A1作为一个例子来加以描述。电源模块140A2至140AN的动作是类似的。如同所绘，电源模块140A1包括一个变压器次级1501、一个二极管2251、以及一个电容器2201。该次级1501供电至二极管2251。二极管2251作用为一个半波整流器以提供直流电源至一个被描绘为电容器2201的直流平滑滤波器。在图4以及在本文别处中，电容器可以是极化的或是非极化的。该次级1501是通过二极管2251充电电容器2201。电容器2251以及次级1501(经由二极管225)提供直流电源至LED串1701。
就像是图3，电源模块140A以及LED串170可以交错串联耦接，其中每个LED串170K(1≤K＜N)的一个第一端子耦接至电源模块140AK的一个第二端子，并且每个LED串170K的一个第二端子耦接至一个第二电源模块140AK+1的一个第一端子。LED串170N的第一端子耦接至电源模块140AN的一个第二端子，并且LED串170N的一个第二端子是通过一个被描绘为电阻器260的第一感测器而被耦接至电源模块140A1的一个第一端子。
如在图4中所绘，电源模块140A以及LED 170是以一种环状配置被交错串联配置，因而电流交替地流过一个电源模块140A以及多个LED 170。流出电源模块140A1的电流依序地流过多个LED 1701、电源模块140A2、多个LED 1702、依此类推、接着流过电源模块140AN、多个LED 170N、电阻器260，并且回到电源模块140A1。相较于现有习知技术系统，此种新颖的电流路径容许整体合成的电压位准能够保持相当低。尤其，如在图5中所绘，横跨一个特定的电源模块140AK的电压上升实质由横跨一个对应的LED串170K的对应的电压降所匹配。
更具体而言，在一个范例的实施例中，如上所述，该电源模块140A以及LED 170(作为负载130)被配置成使得每个藉由(一个对应的次要模块的)一个电源模块140A所提供的输出电压位准被横跨对应的多个LED 170的一个对应的电压降实质补偿。例如，一个具有一第一电压极性的电压上升(例如，横跨供电至多个第一LED 1701的第一电源模块140A1的一个正电压)被横跨该多个第一LED 1701且具有一个第二相反的电压极性的一个对应的电压降(例如，一个负电压)实质抵消。类似的模式适用于其它的电源模块140A以及LED 170，其中该电压横跨每个电源模块140A而上升，接着横跨每个对应的LED 170串而下降，此是提供一实质小于该电压上升或是该电压降的大小的合成整体电压，并且该合成整体电压甚至可以是相当接近零或是实质接近零(依据该些相反的电压极性是否密切匹配而定)。于是，如上所述，在LED 170的端子处的整体电压位准保持在预设且较低的界限内。
图5是描绘根据本发明的教示的横跨电源模块140A以及LED 170的电压位准的电压绘图。该电压绘图是描绘其中四个电源模块140A1、140A2、140A3以及140A4驱动四个LED串1701、1702、1703以及1704的一个范例的配置的电压位准。垂直轴代表电压位准。沿着水平轴的点代表在该电路拓扑中对应的点。“第一电源模块”的第一电压位准25是描绘横跨该第一电源模块140A1的具有一第一电压极性的电压上升从第一电源模块140A1的一个第一端子处的实质零伏特上升至该第一电源模块140A1的一个第二端子处的大约(或是稍微大于)V1的电压位准。“第一负载”的第二电压位准26是描绘具有一第二相反的电压极性且横跨该第一LED串1701的一个第一及第二端子的电压降至一个相当接近零的位准。于是，横跨第一电源模块140A1的电压上升被横跨第一LED串1701的电压降实质抵消，因而(该电压上升(或第一电压极性)结合该电压降(或第二电压极性)的)整体或合成的电压是实质小于该第一电压极性或是该第二电压极性的大小，并且如同所绘的是实质接近零伏特。
在图5所绘的例子中，横跨第一LED串1701的电压下降到一个稍微低于零的位准，此为一种例如若在该电压上升以及该电压降之间有一个差值时可能发生的情况。横跨LED 170的电压降可实质匹配横跨电源模块140的对应的电压上升，尽管在该电压上升以及该电压降之间由于例如是在电源模块140A以及LED 170的特征上的变化的因素而可能有某个差值。实际上，横跨每个负载的电压可能下降到稍微超过或是稍微低于零的一个位准。此种差值可能会因为例如是制造容限、温度、元件老化、工程近似法、电源110的易变性等等的许多因素而出现。应了解的是在图1、图5及图6(稍后描述)中所示的电压绘图是范例的而且为大约的，该些绘图在此是代表为了解释的目的的理想化的例子，而不应该视作为限制，并且真实的量测实际上可以且可能会偏离这些绘图。
“第二电源模块”的第三电压位准27显示横跨第二电源模块140A2的电压上升(亦即，一第三电压极性)。“第二负载”的第四电压位准28显示横跨该第二LED串1702之后续的电压降(亦即，一第四电压极性)至一个相当接近零的位准。此种电压横跨电源模块140A而上升并且横跨LED 170而下降大约相同量的模式持续到第四负载，其中横跨该第四负载的电压位准下降到一个相当接近零的值(29)。换言之，横跨电源模块140A的电压上升可以是大约成比例于横跨LED串170的电压降，其中在每次电压降之后，电压位准会回到一个相当接近或是大约零伏特的值。图5的电压绘图是描绘具有一交错串联配置的一个范例的实施例是如何能够提供电源转换，其中最大的电压位准大约是横跨单一LED串170K的电压位准，1≤K≤N。相较于例如具有在图1中所绘的电压绘图的系统或是其中最大的电压可能实质等于横跨多串的电压位准总和的现有习知技术电源转换器而言，本发明范例的实施例可以运作在较低的电压位准。此外，在较低的电压位准下，例如是用于适配于运作在较高电压位准的构件以及用于额外的绝缘及其它安全设备的成本花费可被降低或是实质消除。
请再次参照图4，旁路电路145A提供绕过电源模块140A以及LED 170的可切换的电流路径。在一个范例的实施例中，旁路电路145A可在例如是一个短路或是一个断路状况的故障事件中提供一或多个替代的电流(或电压)路径。例如，此种故障可能发生在一或多个电源模块140A或是LED 170中。在一个替代的实施例中，如上所提及，旁路电路145A设置用于降低或增加至一或多个LED串170的功率位准，例如，选择性地降低或增加亮度位准、或是改变或修改整体发射的光谱。
在一个范例的实施例中，旁路电路145A的动作利用第一旁路电路145A1、第一电源模块140A1以及第一LED串1701的一个例子而被描述。旁路电路145A2至145AN的动作是类似的。变压器155经由次级1501供电至二极管2251。二极管2251被配置为一个半波整流器并且从次级1501转换电力成为直流电源。电容器2201作用为一个滤波器以平滑该直流电源并且提供一相当固定的直流功率位准。如在图4以及在本文别处中所绘，第一电源模块140A1包括一个被描绘为电容器2201的直流平滑滤波器；然而，在各种的实施例中，电源模块140A可被配置成具有或是不具有直流平滑滤波器。由于横跨电源模块140A1的电压上升是藉由横跨LED串1701的电压降而实质抵消，因此在没有故障之下，横跨旁路电路145A1的电压可能是接近零的。
本发明的一个范例的实施例是在数种故障模式的任一种的事件中提供一或多个通道持续不断的运作。一个第一故障模式的一个例子是其中一个LED串变成实质不导通的。在一个范例的实施例中，若LED串1701例如是由于一个失效的LED或是一个断开的连线而变成是相当高阻抗或断路(亦即，进入一个实质不导通的状态)，则横跨旁路电路145A1的电压位准可能会增加。该电压位准的增加可能是来自其它供电至一个包括LED串1701的相当高阻抗的电路的电源模块140A2、140A3等等的电流所造成的。当横跨旁路电路145A1的电压位准达到或是超出一个预设的位准，例如一个临界电压时，旁路电路145A1侦测到一个故障。(其它藉由比较参数值与临界值以侦测故障的例子在以下被描述。)在横跨旁路电路145A1的电压位准到达或超出一个预设的位准(例如，一个部份是由齐纳二极管2351的一个临界(或崩溃)电压所决定的预设的位准)之后，齐纳二极管2351是导通电流到SCR 2301的闸极并且使得SCR 2301切换成导通(亦即，切换至一个导通状态)。在SCR 2301切换成导通之下，SCR 2301将通过电源模块140A1以及LED串1701的电流分流到其它的电源模块140A以及LED 170。在电源模块140A1或是LED串1701中的一个断路(或是高阻抗)状况的事件中，藉由如此分流电流而绕过断路(作为侦测出的故障的一个例子)，旁路电路145A1提供一个替代的路径给电流流到电源模块140A2至140AN以及LED 1701至1702。同样地，旁路电路145A2至145AN在电源模块140A1至140AN或是LED串1701至170N中的断路状况的事件中分别提供替代的电流路径。
图6是描绘根据本发明的教示在一个构件故障期间的电压位准的电压绘图。图6是描绘在一个例如是如图所绘在第二电源模块或是第二负载中的断路故障的事件中，电压位准可能会如何从图5中所绘的位准改变。在一个例如是其中第二电源模块140A2停止提供电源并且变成断路的第二故障模式的故障状况期间，一个第二旁路电路145A2可分流电流而绕过电源模块140A2以及LED串1702。在第二电源模块140A2实质不提供电力之下，横跨第二电源模块140A2的电压上升可能是实质为零。在实质没有电流流过该第二负载LED串1702之下(由于在电源模块140A2中的故障以及电流被第二旁路电路145A2所分流)，横跨该第二负载的电压降可以是实质为零的。该实质为零的电压上升及电压降被描绘在图6中，并且从标示“第二电源模块”的点至标示“第二负载”的点呈现一实质平坦的电压位准30。如同在图6的例子中所述及所绘，在第二电源模块140A2中的故障可能会影响相关的负载(LED串1702)，但是第二旁路电路145A2提供一替代的电流路径，因而例如是第一负载、第三负载以及第四负载的操作通道仍可接收电力。
回到图4，齐纳二极管2301有效地运作为感测器并且可被视为是感测器，因为其感测及响应于一个例如是横跨电源模块140A1以及LED串1701的电压的参数。第一旁路电路145A1的动作可被描述为一种方法，其感测一个例如是电压位准的参数，比较该感测出的参数与一个例如是第一齐纳二极管2301的崩溃电压位准的临界值，以及当该感测出的参数大于该临界值时，将来自LED串170N(经由电阻器260)的电流改变方向而绕过第一电源模块140A1以及第一LED串1701至一个第二电源模块140A2以及LED串1702。
图7是描绘根据本发明的教示的一种旁路一个构件故障的第一范例的方法的流程图。为了便于解说，图4的电路拓扑将会被利用在以下图7的讨论中，但要了解到的是该范例的实施例导出的旁路方法是可应用到许多的旁路拓朴，其包含(而非限制性的)在图3、图4、图8、图10、图12以及图13中所绘者，并不限于在此明确所描绘者。举例而言，在图7中所描绘的方法可以利用一个电源模块140A1、一个在图4中被描绘为LED串1701的第一负载、一个第一旁路电路145A1、以及一个被描绘为LED串1702的第二负载。
开始于起始步骤600，一个第一电源模块140A1供电至一个实施为LED串1701的第一负载。在步骤610中，一个旁路电路145A1决定一个例如是横跨该第一电源模块140A1以及该第一负载的电压位准的第一感测出的参数。该第一感测出的参数典型将会是连续或周期性地被量测(例如，被取样)，以在多个比较步骤中持续的使用。在步骤615中，该第一感测出的参数相较于一个第一临界值，例如，一个实质上成比例于齐纳二极管2351的崩溃电压加上SCR 2301的闸极电压(施加到闸极而导通SCR 2301的电压)的第一预设的值。在步骤620中，当该第一感测出的参数的值大于或实质等于该第一临界值时，该方法前进到步骤625并且旁路该侦测出的故障(以两个步骤表示)，其中该第一开关SCR 2301例如是藉由齐纳二极管2351而被导通(步骤625)，接着前进到步骤630，其中由于该导通的SCR 2301，该旁路电路145A1重新指定路由给电流以绕过该第一电源模块140A1以及该第一负载LED串1701，并且提供电流至该第二负载LED串1702。在本发明的一个实施例中，该第一开关可保持在导通状态中，直到电力从电源模块140A移除为止。由于其它故障也可能发生，依照步骤630，当该方法要继续时(亦即，只要输入电源仍可供该转换器利用的)，步骤635，该方法回到步骤610以持续的监视，否则可以结束，返回步骤640。当在步骤620中该第一感测出的参数的值大于或实质等于该第一临界值时，并且当该方法在步骤635中继续时，该方法亦回到步骤610。
请再次参照图4，第二故障模式的一个例子是其中电源模块140A1停止提供电源并且变成开路或是相当高阻抗的电路。在一个范例的实施例中，此第二故障模式产生一系列类似于该第一故障模式以及如上所述且在图7中所绘的事件，亦即，横跨旁路电路145A1的电压增加，齐纳二极管2351跳脱，触发SCR 2301，因而SCR 2301分流电力而绕过电源模块140A1及LED串1701。
一个第三故障模式的一个例子是其中LED串1701实质变成短路(亦即，被设定为一个相当低的阻抗状态)。在一个范例的实施例中，若LED串1701实质变成短路，则LED串1701导通电流，因此提供一路径给电流以流到其它的通道。电源模块140A1可以继续提供电力，此可被其它的LED通道利用。
一个第四故障模式的一个例子是其中电源模块140A1变成短路(亦即，进入一个相当低的阻抗状态)，例如，若电源模块140A1停止供电或是供电在低降的位准下，而仍然持续导通电流。在一个范例的实施例中，电流可以继续流过电源模块140A1以及LED串1701。若齐纳二极管2351的崩溃电压被设定为一个较高的电压位准，例如，一个大于横跨LED串1701的操作顺向电压的值，则齐纳二极管2351以及SCR 2301可以保持在一个非导通的状态中，并且LED串1701可以继续接收电力。在此第四故障模式期间提供至LED串1701的某些电力可以是藉由电源模块140A2至140AN中的一或多个所提供。在此一范例的实施例中，尽管对应的电源模块140A1失效，LED串1701仍可以保持点亮的，此相较于其中一个LED通道可能会因为其对应的电源转换器失效而失去电力的现有习知技术而言为一项重要的改良。在一个替代的范例实施例中，齐纳二极管2351的崩溃电压被设定为一个较低的电压位准，例如，远小于横跨LED串1701的操作顺向电压。在此替代的范例实施例中，齐纳二极管2351跳脱，触发SCR 2301，其是分流电流以绕过电源模块140A1以及LED串1701。
如上所述，在范例的电源模块140A1或LED串1701中有一个故障的事件中，在此所述故障模式下，其它的LED串(亦即，LED串1702、1703至170N)可继续接收电力。此所期望的特点在此是相关电源模块140A1、LED串1701以及旁路电路145A1作为例子来描述，但其亦可分别应用到其它LED串1702至170N以及其对应的旁路电路145A2至145AN与电源模块140A2至140AN。在与一或多个通道相关连的电路中的故障可能会易于增加或减少在其它通道中的功率位准。控制器125A可补偿此种功率位准的改变，例如是藉由利用一个来自电阻器260的感测出的参数并且调整来自驱动器115至初级105的功率输出位准，以利用电子技术中已知的回授及控制方法，将被提供至LED串170的功率位准带向更接近预选或预定的值。
继续图4，电阻器260作用为一个电流感测器，其被设置成与电源模块140A以及LED串170串联，并且经由一个第一输入310以及一个第二输入315提供一个感测出的参数值至控制器125A。控制器125A利用该感测出的参数值以提供一控制信号(例如是经由一个第一输出350、一个第二输出355以及一个第一光学隔离器210)至驱动器115，用于维持通过LED 170的电流位准在一预设的范围内。
控制器125A的一个第三输出360以及一个第四输出370可被利用以经由光学隔离器215提供一过电压的信号至驱动器115。例如，一过电压的状况可包括一个其中横跨一或多个构件，例如，LED串170或电源模块140A的电压位准上升超过一个预设的位准的状态。此预设的位准例如可对应于一个被认为将会是不安全的电压位准、或是对应于一个其中LED 170可能无法再接收到有用的功率大小的状况，在任一情形中，中断供电至电源模块140A可能是所期望的。此种过电压的状况可能会造成通过电阻器260的电流减少，因而横跨电阻器260的电压可被利用来判断一个过电压的状况。在一个范例的实施例中，一个例如是LED电流的感测出的参数的值可利用电阻器260来判断出，并且藉由控制器125A来和一个预设的临界值做比较。若该感测出的参数的值小于该预设的临界值，则控制器125A可输出一过电压的信号(选配的是经由光学隔离器215)至驱动器155，使得驱动器115中断供电至初级105。
在图4所绘的范例实施例以及在本文别处中，保护LED 170免于起动时的电涌并且提供“软起动”可能是所期望的，其中当电力初次施加时，供应至LED 170的电力可以是以一受控的速率增加。在一个范例的实施例中，控制器125A在启动电源时提供“软起动”。例如，当电源110初次供电至驱动器115时，控制器125A可提供一组控制信号至驱动器115，其中该些控制信号可适配于使得供应至LED 170的电力逐渐地增加至操作位准并且维持输出功率位准在例如是LED 170的最大额定功率的预设的位准之下。在此所述与描绘的其它控制器(例如，控制器125、125A、125B、125C以及125D)亦可适配于提供软起动。熟习电子技术者将会体认到多种用于产生控制信号以提供软起动的方法是已知的，其中的任何一种或全部都被视为等同的且在本发明的范畴内。
图8是描绘根据本发明的教示的一个第四范例的系统100C以及第四范例的装置的方块及电路图。如同所绘，该第四范例的系统100C不同于该个别的第三范例的系统100B在于系统100C是利用多个感测器，其包括电阻器260、用于直流电源转换的降压为主的整流器、用于旁路的二端交流开关元件(diac)180、以及用于电流保护的熔丝190，其它的功能则类似于以上针对系统100B所述者。每个电源模块(140B1、140B2至140BN)分别包括一个对应的第一二极管(2401、2402至240N)、一个对应的第二二极管(2451、2452至245N)、以及一个对应的电感器2501、2502至250N)。控制器125B被配置有一或多个输入，其被描绘为输入3101、3102至310N以及3151、3152至315N。(系统100C的一个装置部份并未个别地绘出，但可被视为包括驱动器115、隔离器120A、控制器125B、电阻器260、电源模块140、变压器155、以及旁路电路145B。在此范例的实施例中，一个主要模块并未个别地绘出，但可被视为包括驱动器115以及(变压器155的)变压器初级105。同样在此范例的实施例中，一个次要模块并未个别地绘出，但可被视为包括一个对应的电源模块140B以及作为一个选配的对应的旁路电路145B。每个电源模块140B包括(变压器155的)一个变压器次级150以及其它如图所绘的电路。该选配的隔离器120A亦可被视为内含在该主要模块之中。)图8提供(一个对应的次要模块的)电源模块140B以及(一个主要模块的)具有一种单端正激式配置的变压器初级105的一个例子。
熔丝190可以是已知用来限制电流或是提供电流保护的广泛种类的元件中的任一种，如熟习电子技术者已知者或是变为已知者，例如，可重置熔丝、非可重置熔丝、电阻器、例如是可变电阻器或金属氧化物可变电阻器的电压相依的电阻器、断路器、例如是双金属片以及其它恒温器的热断路器、热敏电阻、正温度系数(PTC)热敏电阻、聚合正温度系数元件(PPTC)、开关、感测器、主动限流电路等等。根据本发明，依据所选的实施例，在二端交流开关元件180被视为第一开关下，熔丝190可作用且视为第二“开关”。
电源模块140B、熔丝190、电阻器260以及旁路电路145B的动作在此将会利用电源模块140B1、熔线1901、电阻器2601以及旁路电路145B1作为例子来加以描述。电源模块140B2至140BN、熔丝1902至190N、以及旁路电路145B2至145N的动作是类似的。电源模块140B1包括一个变压器次级1501、一个第一二极管2401、一个第二二极管2451、一个电感器2501、以及一个电容器2201。该变压器次级1501通过第一二极管2401供电至电感器2501。第一二极管2401、第二二极管2451以及电感器2501构成一个降压为主的整流器以转换来自次级1501的电力成为直流。电感器2501以及一个被描绘为电容器2201的直流平滑滤波器供电至LED串1701。如同所绘，旁路电路145B1不同于在图4中所绘的个别范例的旁路电路145A1在于旁路电路145B1是利用一个二端交流开关元件1801做成的。在替代的实施例中(未个别地绘出)，该二端交流开关元件1801可被其它例如是闸流体(例如，硅对称二端开关元件(Sidac))的开关所取代。二端交流开关元件1801感测一个例如是一个横跨旁路电路145B1的电压位准的参数。若感测出的参数值大于一个预设的临界值时，该二端交流开关元件跳脱，亦即，进入一个闭合或是“导通”或是导电的状态，并且分流通过熔线1901、LED串1701以及电源模块140B1的电流。
在一个范例的实施例中，在图8中所绘的拓扑在各种故障模式下的动作类似于以上参考图4所述者。在图9(在以下)中所绘的一个替代的实施例中，在图8中所绘实施例的动作不同于图4的动作在于熔丝190可在多个LED串170中的一或多个串短路期间或是当通过任一个LED串170的电流位准大于一个预设的临界值时被利用来中断电流。
控制器125B的功能类似于如上所述的控制器125A，但能够利用来自该额外的感测器260的额外的信号以对于该驱动器115提供更佳的微调控制。来自任何一个感测器260的回授信号都可被利用，例如用于控制驱动器115(及/或变压器初级105)的电压或电流位准、及/或控制各种的开关(例如在图10中个别绘出者)。
图9是描绘根据本发明的教示的一种第二范例的旁路一个构件故障的方法的流程图。在以下的讨论中，图8被利用作为参考，然而，将了解到的是，在图9中所绘的范例方法是可应用于许多的拓朴，其包含但不限于在此图式中所绘者。开始于起始步骤645，一个电源模块(140B1)供电至一个实施为LED串1701的对应的第一负载。依据所利用的开关类型，最初在起动时，一个第一开关(例如，SCR 2301或是二端交流开关元件1801)可被设定为关断状态，并且一个例如是熔线1901的第二开关可被设定为导通状态(例如当一个熔线是闭合的、或是在导电的状态中)。在步骤650中，一个例如是横跨旁路电路145B1的电压位准或是其它电路参数的第一参数例如是藉由该旁路电路145B1(其包括一个例如是SCR 2301或是二端交流开关元件1801的第一开关以及一个例如是齐纳二极管2351或是该二端交流开关元件1801的第一感测器)而被决定。在步骤655中，一个例如是通过该第一对应的负载LED串1701的电流的第二参数典型是藉由一个作用为第二开关及感测器的熔线1901而被决定。该第一与第二参数将会持续或是周期性地被量测(例如，被取样)，以在多个比较步骤中持续的使用。
在步骤660中，该第一参数(例如，(1)横跨旁路电路145B1的电压位准或是(2)横跨第一电源模块140B1、熔线1901、以及第一负载LED串1701的电压位准)的大小与一个例如是二端交流开关元件1801的跳脱电压的第一临界值做比较。(在步骤660中的比较是大小的比较，比较该第一参数的大小与该第一临界值的大小，因为该第一参数以及该第一临界值的极性可能是相反的。)若LED串1701变成断路或是进入一个相当或实质高的阻抗状态时，横跨电源模块140B1的电压上升可能实质大于横跨LED串1701的电压降(否则的话会抵消)，并且横跨旁路电路145B1的电压位准可能大于或实质等于一个例如是二端交流开关元件1801的跳脱电压位准的第一临界值。类似地，若LED串1701变成短路或是进入一个相当或实质低阻抗的状态，使得其不再提供一抵消电压时，横跨电源模块140B1的电压上升可能会实质大于横跨LED串1701的电压降(否则的话会抵消)，并且横跨旁路电路145B1的电压位准可能大于或实质等于一个例如是二端交流开关元件1801的跳脱电压位准的第一临界值。于是，在步骤670中，当该第一参数的值大于或实质等于该第一临界值时，该方法前进到步骤680，并且旁路或重新指定路由给电流以绕过该电源模块以及对应的负载，例如，重新指定路由给电流至下一个电源模块以及下一个负载。在范例的实施例中，步骤680藉由导通一个例如是SCR 2301或是二端交流开关元件1801的第一开关(亦即，设定该第一开关至一个导电的状态)而完成。此外，在范例的实施例中，第二开关(例如，熔线1901或是其它类型的第二开关)可以是开路的、或是使其实质非导电的。当第一参数的值不大于或实质等于该第一临界值时，该方法前进到步骤685。
应注意到的是，在图8及图9中所绘的实施例以及在本文别处中，旁路电路145B(以及变化例的旁路电路145、145A等等)的崩溃电压或跳脱电压可以是对称的或是不对称的。例如，旁路电路可被配置以在正向上的一个第一电压临界值以及在负向上的一个第二电压临界值触发。
类似地，在步骤665中，该第二参数的大小是与一个例如是熔线1901的额定电流或断开点的第二临界值做比较。若LED串1701变成短路或是进入一个相当低的阻抗状态(如同上述的第三故障模式)时，电源模块140B1可提供一个大于该第二临界值的较高位准的电流通过熔线1901。在步骤675中，当该第二参数的大小(或值)大于或实质等于第二临界值时，此一熔线1901或是其它类似的元件将会变成是非导电的或者是关断，此是产生一个断路，将会具有旁路或是重新指定路由给电流以绕过该电源模块以及对应的负载的最终效果，例如，重新指定路由给电流至下一个电源模块以及下一个负载，步骤680(经由上述的步骤650、660、670及680)。更具体而言，若具有该LED串1701的电路部份经由一个非导电的熔线1901或是进入一个相对或实质高的阻抗状态而变成断路时，横跨电源模块140B1的电压上升可实质大于横跨LED串1701的电压降(否则的话会抵消)，并且横跨旁路电路145B1的电压位准可以是大于或实质等于一个例如是二端交流开关元件1801的跳脱电压位准的第一临界值，此将会如先前所述地重新指定路由给电流。在一个范例的实施例中(未显示在图9中)，根据该第一开关(例如，SCR 2301或是二端交流开关元件1801)是如何做成的，若熔线1901是可重置的，其可以在步骤680的重新指定路由之后闭合。当在步骤675中第二参数的值不大于或实质等于该第二临界值时，该方法前进到步骤685。在本发明的一个范例的实施例中，该第一开关可保持在导通状态中，直到电力从电源模块140B1移除为止。依照步骤670、675或680，当该方法继续时，例如，直到电力从电源模块140B1移除为止，该方法回到步骤650及655，否则可结束，返回步骤690。
图10是描绘根据本发明的教示的一个第五范例的系统100D以及第五范例的装置的方块及电路图。如同所绘，该第五范例的系统100D不同于先前论述的系统在于电源模块140C是利用一种半桥式配置并且在旁路电路145C增加第一开关275、第二开关270以及反相器280。旁路电路145C1、145C2至145CN分别包括SCR 2301、2302至230N、齐纳二极管2351、2352至235N、第一开关2751、2752至275N、第二开关2701、2702至270N、以及反相器2801、2802至280N。电源模块140C1、140C2至140CN分别包括中心分接的变压器次级1501、1502至150N、第一二极管2551、2552至255N、第二二极管2851、2852至285N、电感器1511、1512至151N、以及电容器2201、2202至220N。(系统100D的一个装置部份并未个别地绘出，但可被视为包括驱动器115、隔离器120A、控制器125C、电阻器260(作为一个感测器)、电源模块140C、变压器155以及旁路电路145C。在此范例的实施例中，一个主要模块并未个别地绘出，但可被视为包括驱动器115以及(变压器155的)变压器初级105。同样在此范例的实施例中，一个次要模块并未个别地绘出，但可被视为包括一个对应的电源模块140C以及作为一个选配的对应的旁路电路145C。每个电源模块140C包括(变压器155的)一个变压器次级150以及其它如图所绘的电路。该选配的隔离器120A亦可被视为内含在该主要模块之中。)图10提供(一个对应的次要模块的)电源模块140C以及(一个主要模块的)具有一种半桥式配置的变压器初级105的一个例子。
如同在以下更加详细论述的，图10中所绘的系统及装置例如对于在LED照明中的调光应用以及对于此种照明的发射光谱的控制是特别有用的。此外，在该系统100D以及对应的装置可被利用在动态或可定址的显示器中的事件中，为了像素的可定址性(例如，当一个LED 170或是LED 170串构成一个可定址的显示器的一个像素时)，其是提供个别的导通、关断与发射缩放(例如亮度缩放)的控制。
在一个范例的实施例中，旁路电路145C以及电源模块140C的动作将会利用一个第一旁路电路145C1、一个第一电源模块140C1、以及一个第一LED串1701作为例子来加以描述。其它的旁路电路145C2至145CN以及电源模块140C2至140CN的动作是类似的。次级1501、第一二极管2551以及第二二极管2851构成一个全波半桥式整流器，并且供电至电感器1511以及电容器2201，其于是再供电至LED串1701。SCR 2301以及齐纳二极管2351提供一个类似于在图4中所绘的旁路功能。一个其源极与汲极并联耦接SCR 2301的阳极与阴极的第一开关2751响应来自控制器125C的第一输出信号(在输出3701上)至第一开关2751的闸极而提供一个额外的旁路功能。在一个范例的实施例中，一个第二开关2701的闸极接收该第一输出信号经由反相器2801的互补信号，因而该第二开关2701在大致或实质与第一开关2751导通相同的时间关断，并且第二开关2701是在大致或实质与第一开关2751关断相同的时间导通。(将了解到的是可能有某些切换延迟，例如是因为构件响应时间以及该中间的反相器280。)在一个替代的实施例中，反相器2801可用一个具有一例如是非反相的输出的第一输出以及一例如是反相的输出的第二输出的双输出缓冲器(未个别地绘出)所取代，其中该第一输出耦接至第一开关2751的闸极，并且该第二输出耦接至该第二开关2701的闸极。该缓冲器可以是控制器125C的部份、或是与控制器125C是分开的。在图10中所绘的范例实施例中，第二开关2701被显示在下侧的位置。替代的位置是可行的，例如是高侧的位置，例如，与LED 170串联(未个别地绘出)。
在第一开关2751在一个关断状态中并且第二开关2701在一个导通状态中，电源模块140C1供电至LED串1701。在第一开关2751在一个导通状态中并且第二开关2701在一个关断状态中，电源模块140C1与LED串1701是断开的，并且旁路电路145C1分流电流以绕过电源模块140C1以及LED串1701。控制器125C因此可利用第一输出信号370来导通及关断LED串1701。类似地，控制器125C分别可经由在输出3702至370N上的额外的输出信号来独立地导通及关断LED串1702至170N。例如，此一功能可被利用于控制其中全部、周期性、或者是选择性地导通及关断个别的LED或LED通道可能是所要的LED显示器或照明中。在一个范例的实施例中，控制器125C亦可利用脉冲波调变(PWM)而有效地降低或增加被提供至个别的LED串170的平均功率位准，例如是用于设定外表亮度(如藉由人眼所感受到者)至一个预选或是预设的位准(亦即，调光)。藉由快速地(相对于人眼的反应时间)将个别的LED通道170导通及关断且藉由调整“导通”时间tON与“关断”时间tOFF的比例，LED通道170可以看似响应于来自控制器125C在输出3701至370N上的对应的输出信号而独立地变暗或变亮。此外，控制器125C亦可以藉由提供信号至驱动器115，该信号适配于使得驱动器115增加或减少被提供至初级105的功率或是电流量，而增加或减少作为一个群组的多个LED串170的亮度(例如是平均亮度)。
在另一范例的实施例中，一个第一负载包括至少一个具有一第一发射光谱(例如，在红色、绿色、蓝色、白色、黄色、琥珀色或是其它可见光波长中的发射光谱)的LED 1701，并且一个第二负载包括至少一个具有一第二发射光谱的LED 1702。例如，一个第一LED可提供在红色可见光谱中的发射，一个第二LED可提供在绿色可见光谱中的发射，并且一个第三LED可提供在蓝色可见光谱中的发射等等。在此一范例的实施例中，该控制器125C可进一步适配于藉由调节该第一旁路电路、第二旁路电路、或是第三旁路电路，例如是藉由调光或旁路一个对应的LED串，以修改整体发射的光谱，以例如是增加或减少红色、绿色或蓝色发光的对应部份以调节一个输出光谱。此类型的控制可被利用以提供任何类型的建筑或环境照明效果。
图11是描绘根据本发明的教示的一种调整LED亮度或是发射位准的方法的流程图，其包含独立或是非独立地使得或是以脉冲使得LED串导通或关断。此方法可包含对于每个LED通道1701、1702至170N决定切换成导通的持续期间(或是导通时间的持续期间)的脉冲宽度及/或多个LED通道170的一个整体功率位准或是发射光谱。这些类型的参数亦可以预设或储存在控制器125C的任何相关的存储器中。开始于起始步骤710，在步骤715中，控制器125C决定(或是从一个存储器电路获得)一或多个对应于LED通道170所要的(例如，预选或是预设的)亮度或发射光谱的参考位准。参考位准例如是可从一个存储器或是从一个处理器或其它元件读取出，并且可以是预设的或是动态决定的。在一个范例的实施例中，参考位准代表每个LED通道1701、1702至170N的一个预选或是预设的亮度。在另一范例的实施例中，参考位准可在动作期间动态地改变(例如，藉由使用者)并且代表每个LED通道1701、1702至170N的一个使用者预选或是预设的亮度。在另一范例的实施例中，参考位准可在动作期间动态地改变(例如，藉由使用者)并且代表每个LED通道1701、1702至170N的一个使用者预选或是预设的色彩亮度，其中各种的LED通道具有不同的发射光谱，例如，红色、绿色、蓝色、琥珀色、白色等等。
在步骤720中，一个主要功率或是电流位准例如是藉由控制器125C而被决定。该主要功率或是电流位准例如可用一个例如是平均所要的亮度、发射光谱(所要的输出色彩)的一般功率设定的函数加以决定，该一般功率设定亦可对多个LED通道170或是电源模块140C1、140C2至140CN的总预选或是预设的输出功率加以平均。在步骤725中，该决定出的主要功率或电流位准被利用以供电至变压器初级105。
在步骤730中，对于每个通道决定一个脉冲宽度或是一个脉冲“导通”时间tON以及“关断”时间tOFF。每个通道的tON及tOFF的值可以是不同的。在一个范例的实施例中，tON可以是实质成比例于对应的通道的预选或是预设的亮度。该“关断”时间tOFF可利用各种方法的任一种来加以决定，例如，决定tOFF为实质成比例于一个预设的脉冲间隔(亦即，在两个相邻的脉冲开始之间的期间)减去tON。例如，一个脉冲间隔可被预设成使得LED 170导通及关断的动作对于人眼而言是实质无法察觉的。
每个通道感受到的亮度可以是实质成比例于在步骤730中对于对应的通道所决定的对应的脉冲宽度以及在步骤720中所决定的主要功率或电流位准。在一个范例的实施例中，每个LED通道在步骤735中被导通一段“导通”时间tON，并且在步骤740中关断一段“关断”时间tOFF。当该方法继续时(步骤745)，该方法回到步骤715，否则可以结束(返回步骤750)。
图12是描绘根据本发明的教示的一个第六范例的系统100E以及第六范例的装置的方块及电路图。如同所绘，该第六范例的系统100E不同于先前所述的系统在于电源模块140D是利用一种倍流电路配置，并且在于旁路电路的改变，在图12中标示为旁路电路145D1、145D2至145DN。(系统100E的一个装置部份并未个别地绘出，但可被视为包括驱动器115、隔离器120A、控制器125D、电阻器260(作为一个感测器)、电源模块140D、变压器155、以及旁路电路145D。在此范例的实施例中，一个主要模块并未个别地绘出，但可被视为包括驱动器115以及(变压器155的)变压器初级105。同样在此范例的实施例中，一个次要模块并未个别地绘出，但可被视为包括一个对应的电源模块140D以及作为一个选配的对应的旁路电路145D。每个电源模块140D包括(变压器155的)一个变压器次级150以及其它如图所绘的电路。该选配的隔离器120A亦可被视为内含在主要模块之中。)图12提供(一个对应的次要模块的)电源模块140D以及(一个主要模块的)具有一种倍流式配置的变压器初级105的一个例子。
电源模块140D1、140D2至140DN分别包括变压器次级1501、1502至150N、第一二极管4101、4102至410N、第二二极管4151、4152至415N、第一电感器4301、4302至430N、以及第二电感器4351、4352至435N。旁路电路145D1、145D2至145DN分别包括第三二极管4201、4202至420N、二端交流开关元件1801、1802至180N、以及开关2751、2752至275N。
在一个范例的实施例中，旁路电路145D以及电源模块140D的动作利用一个第一旁路电路145D1、一个第一电源模块140D1、以及一个第一LED串1701作为例子而被描述。其它的旁路电路145D2至145DN以及电源模块140D2至140DN的动作是类似的。次级1501供电至一个整流器电路，被配置为一个倍流器并且包括第一二极管4101、第二二极管4151、第一电感器4301、以及第二电感器4351。该第一电源模块140D1供电至LED串1701。
旁路电路145D1包括第三二极管4201、二端交流开关元件1801、以及开关2751。第三二极管4201提供电源模块140D1的电流旁路，而二端交流开关元件1801及开关2751提供LED串1701的电流旁路。若LED串1701变成开路或是相当高的阻抗电路，则横跨二端交流开关元件1801的电压位准可能增加至一个值是大于或实质等于一个预设的临界值，使得二端交流开关元件1801跳脱及旁路(亦即，分流电流以绕过)该LED串1701。第三二极管4201与电源模块140D1并联耦接，并且可以在电源模块140D1中有故障的事件中分流电流以绕过电源模块140D1至LED串1701以及其它的通道。尽管在该对应的电源模块140D1中有故障，该LED串1701仍可继续接收电力，此是本发明的范例实施例相对于现有习知技术电源转换器的一项重要优点。第三二极管4201可被视为选配的，因为在各种范例的实施例中，在该整流器电路中的其它构件可以在电源模块140D1中有故障的事件中分流通过电源模块140D1的电力。例如，若次级1501变成断路，则二极管4101以及电感器4301可提供一个电流路径通过电源模块140D1。被设置横跨一个电源模块的第三二极管4201亦可结合例如是图2、图3、图4、图8以及图10中所绘的替代实施例而被利用，以在电源模块故障的事件中旁路电源模块140D1(或是其变化例的电源模块)。
被设置与LED串1701并联的开关2751可以用作为一个电流分流，以如同先前所述地，响应在控制器125D的输出3701上的一控制信号来实质停止电流流过LED串1701并且设定LED串1701至一个“关断”状态。类似地，控制器125D可藉由提供输出信号(在输出3702至370N上)至开关2752至275N的个别闸极来独立地控制LED串1702至170N。此种控制可以是个别且独立的、或可以是经协调的，例如是用于亮度控制或是建筑的照明效果。就像图10及图11中所绘的范例实施例，控制器125D可以独立导通及关断LED串1701、1702至170N、或是可以调暗或调亮个别的通道，此例如是藉由利用在图11中所述的方法的PWD方法。
图13是描绘根据本发明的教示的一个具有旁路电路且耦接至一个LED通道的次要模块的一个例子的电路图，其是包括一个电源模块140AN、一个旁路电路145AN、以及一个LED串170N。在图13中所绘的构件对应于与图4中所绘的第N个通道相关连的构件。该拓扑进一步包括一个可耦接至一个相邻的LED通道与相关的电路的第一端子545以及一个可耦接至一个相邻的第N-1个次要模块与相关的电路的第二端子540。电源模块140AN包括一个变压器次级150N、二极管225N、以及电容器220N。旁路电路145AN包括一个被描绘为SCR 230N的开关以及一个被描绘为齐纳二极管235N的感测器。次级1501通过二极管225N供电至电容器220N。二极管225N以及电容器220N供电至LED串170N。若横跨旁路电路145AN的电压增加至一个点是大于或实质等于一个预设的临界值，则齐纳二极管235N导电，此是导通SCR 230N。在SCR 230N处于一个“导通”状态下，电流被旁路而绕过电源模块140AN以及LED串170N。尤其，SCR 230N分流经由第一端子545而来自一个关连的次要模块以及LED通道的电流，而经由第二端子540流至一个相邻的次要模块以及LED通道。
该控制器125(包含变化例的控制器125A、125B、125C以及125D)可以是任何类型的控制器或处理器，并且可以体现为任何类型的数字逻辑或类比电路或是两者的组合、或是任何其它适配于执行在此所述的功能的电路。该控制器(包含变化例)可具有除了在此所述与所绘者之外的其它或额外的输出及输入，并且所有此种变化都被视为等同的且在本发明的范畴内。类似地，并非所有的输入与输出都可被本发明的一个特定的实施例所利用。由于在此使用到该些用语控制器、处理器或控制逻辑区块，一个控制器或处理器或控制逻辑区块可包含使用单一集成电路(“IC”)、或是可包含使用多个集成电路或是其它连接、配置或群组在一起的构件，例如，控制器、微处理器、数字信号处理器(“DSP”)、平行处理器、多核心处理器、客制IC、特殊应用的集成电路(“ASIC”)、现场可编程的闸阵列(“FPGA”)、适应性计算IC、相关的存储器(例如，RAM、DRAM及ROM)、离散的构件、以及其它IC与构件。因此，如同在此所用者，该用语控制器、处理器或控制逻辑区块应该被理解为等同地表示及包含单一IC、或是多个客制IC、ASIC、处理器、微处理器、控制器、FPGA、适应性计算IC、或是某些其它集成电路或电子构件执行在此所述的功能的群组的配置，其具有任何相关的存储器，例如，微处理器存储器或是额外的RAM、DRAM、SDRAM、SRAM、MRAM、ROM、PROM、快闪、EPROM或E2PROM。一个控制器或处理器(例如，控制器125、125A、125B、125C以及125D)以及其相关的存储器可被修改或配置(经由编程FPGA互连线或是硬件(即硬体，本文均称为硬件)连线)以执行如上及以下所论述的本发明的方法。例如，该方法可被编程且储存在一个控制器125以及其它等同的构件中，作为一组程序指令或是其它的码(或是等同的配置或其它程序)以用于当该控制器或处理器作动(亦即，起动及作用)时之后续执行。等同地，该控制器可全部或部份被实施为FPGA、例如是暂存器及闸的数字逻辑、客制IC及/或ASIC，该FPGA、例如是暂存器及闸的数字逻辑、客制IC及/或ASIC亦可被设计、配置及/或硬件连线以实施本发明的方法。例如，该控制器或处理器可被实施为控制器、微控制器、微处理器、状态机、DSP及/或ASIC的一种配置，其分别被编程、设计、修改或是配置以实施本发明的方法。
该控制器125(以及变化例)可包括存储器，其可包含一个数据储存库(或数据库)并且可以任意种形式来体现，其包含在任何电脑或是其它机器可读取的数据储存媒体、存储器元件或是其它用于资讯的储存或通讯的储存或通讯元件之内，其为目前已知的或是在将来会变成可利用的，包含但不限于一个存储器集成电路(“IC”)或是一个集成电路的存储器部份(例如，存在于一个控制器或处理器IC之内的存储器)，不论是挥发性或非挥发性，不论是可移除或非可移除的，其包含但不限于RAM、快闪、DRAM、SDRAM、SRAM、MRAM、FeRAM、ROM、EPROM或是E2PROM、或是任何其它形式的存储器元件，例如，硬式磁碟机、光碟机、磁碟片或磁带机、硬碟机、其它机器可读取的储存或媒体，例如，软碟片、CDROM、CD-RW、数字多功能碟片(DVD)或其它光学存储器、或是任何其它类型的存储器、储存媒体、或是数据储存装置或电路，其是已知的或是变成已知的，且依据所选的实施例而定。此外，此种电脑可读取的媒体包含任何形式的通讯媒体，其是以数据信号或是调变信号来体现电脑可读取的指令、数据结构、程序模块或是其它数据。该存储器可适配于储存(本发明的软件(即软体，本文均称为软件)的)各种查找表、参数、系数、其它资讯及数据、程序或指令，以及例如是数据库表的其它类型的表。
如上所指出地，该控制器可利用本发明的软件及数据结构加以编程，例如以执行本发明的方法。因此，本发明的系统及方法可被体现为软件，其是提供此种编程或其它指定，例如，体现在一个如上所述的电脑可读取的媒体内的一组指令及/或元数据(metadata)。此外，元数据亦可被利用以定义查找表或数据库的各种数据结构。举例且非限制性的，此种软件可以是原始或目的码的形式。原始码进一步可被编译成为某种形式的指令或目的码(包含组合语言指令或配置资讯)。本发明的软件、原始码或元数据可被体现为任何类型的码，例如，C、C++、C#、SystemC、LISA、XML、Java、ECMAScript、JScript、Brew、SQL以及其变化版(例如，SQL99或是SQL的专有版本)、DB2、Oracle、或是任何执行在此所述的功能的其它类型的编程语言，其包含各种的硬件定义或是硬件建立模型的语言(例如，Verilog、VHDL、RTL)及产生的数据库档案(例如，GDSII)。因此，在此等同使用的“建构”、“程序建构”、“软件建构”或是“软件”是表示且是指任何种类且具有任何语法或特征的任何编程语言，(当被实现或载入一个处理器或电脑且例如是包含该控制器125而被执行时)其是提供或是被解译以提供相关的功能或所指定的方法。
本发明的软件、元数据、或是其它原始码以及所产生的位元档案(目的码、数据库或查找表)可在任何实体的储存媒体(例如，电脑或是其它机器可读取的数据储存媒体的任一种)内被体现为例如以上所述的电脑可读取的指令、数据结构、程序模块、或是其它数据，该储存媒体例如是如上所提及的软碟片、CDROM、CD-RW、DVD、硬碟机、光碟机、或是任何其它类型的数据储存装置或媒体。
在本发明的某些范例实施例中，控制电路可利用数字电路来加以实施，例如，逻辑闸、存储器暂存器、例如是微处理器或数字信号处理器的数字处理器、I/O元件、存储器、类比至数字转换器、数字至类比转换器、FPGA等等。在其它范例实施例中，此控制电路可用类比电路来加以实施，例如，放大器、电阻器、积分器、乘法器、误差放大器、运算放大器等等。例如，在类比的实施中，储存在数字存储器中的一或多个参数可被编码为一个电阻器或电容器的值、一个齐纳二极管或电阻性分压器的电压、或者是被设计到一个电路中。将理解到的是在本发明的范畴内，被描绘为类比电路的实施例可替代地用数字电路或是类比与数字电路的混合来实施，而被描绘为数字电路的实施例可替代地用类比电路或是类比与数字电路的混合来实施。
控制器125执行在本发明范例的实施例中所述的控制方法。以软件及/或逻辑实施在此所示的实施例的一种数字形式的方法是熟习此项技术者所熟知的。该控制器125可包括用于执行该些方法以及执行如上所论述且在以下进一步描述的选定的动作的任何类型的数字或顺序逻辑。例如，如同在此所述，该控制器125可被实施为一或多个有限状态机、各种的比较器、积分器、运算放大器、数字逻辑区块、可配置的逻辑区块、或是可被实施以利用一个指令集等等。
在此所绘与所述的开关，例如，图中所示的熔丝190及开关，被描绘为SCR、二端交流开关元件、MOSFET、二极管、熔丝等等，并且可被实施为任何类型的电源开关，除了那些被举例的开关之外，其包含但不限于例如是二端交流开关元件、硅对称二端开关元件、SCR、双向闸流体、或三端双向硅控开关的闸流体、双载子接面电晶体、绝缘闸双载子电晶体、N通道或P通道MOSFET、继电器或是其它的机械式开关、真空管、各种的增强或空乏模式FET、熔丝、二极管等等。多个电源开关亦可被利用于该电路中。
本发明用于供电至例如是LED的负载的范例实施例的许多优点是容易理解的。该些范例的实施例在较低的电压位准下提供电源转换给多个LED通道使用。该些范例的实施例藉由在通道间共用构件以在电源转换器的尺寸、重量及成本上提供整体的缩减。该些范例的实施例藉由在故障的事件中提供一或多个通道的持续动作以提供增高的可靠度。该些范例的实施例进一步提供稳定的输出功率位准并且补偿例如是温度、构件老化以及制造容限的因素。范例的实施例提供对于个别的通道独立的控制，例如，调光、发射光谱以及导通或关断通道。
尽管本发明已经相关其特定的实施例而被描述，但这些实施例仅是举例性质的，而非限制本发明的。在此的说明中，许多特定的细节被提出，例如，电子构件、电子及结构的连接、材料、以及结构变化的例子，以提供对于本发明的实施例的彻底理解。然而，熟习此相关技术者将会体认到本发明的实施例可在没有一或多个该些特定的细节下、或是在有其它装置、系统、组件、构件、材料、部件等等之下被实施。在其它例子中，熟知的结构、材料或是动作并未明确地显示或详加描述，以避免模糊本发明的实施例的观点。此外，各个图并未依照比例绘制并且不应该被视为是限制性的。
此说明书参照到“一实施例”、“一个实施例”或是一个特定的“实施例”，此是表示一项相关于该实施例所述的特殊特点、结构或特征是内含在本发明的至少一个实施例中，并且不必然在所有的实施例中，且不必然指的是相同的实施例。再者，本发明任何特定的实施例的特殊特点、结构或特征可用任何适当的方式结合，以及用和一或多个其它实施例的任何适当的组合来结合，其包含选定特点的使用而无其它特点对应的使用。此外，在本发明的基本范畴及精神内可做许多修改，以适应一个特定的应用、情况或材料。将了解到的是，本发明在此所述与所绘的实施例的其它变化及修改根据在此的教示是可能的，并且欲被视为本发明的精神与范畴的部份。
亦将会体认到的是，在图中所绘的元件中的一或多个亦可以用一种更分开或是更整合的方式来实施，或是在某些情形中被移除或使其不作动，只要是根据一特殊的应用可能是有用的即可。整合形成的构件组合亦在本发明的范畴之内，尤其是对于其中离散的构件的分开或组合是不明或是难区别的实施例而言。此外，在此使用的该用语“耦接”包含其各种的形式，例如，“耦接”或“可耦接”是表示且包含任何直接或间接的电气、结构或磁性的耦接、连接或附接、或是用于此种直接或间接的电气、结构或磁性的耦接、连接或附接的转接或功能，其包含整合形成的构件以及经由或通过另一构件而耦接的构件。
如同在此为了本发明的目的所用的，该用语“LED”以及复数形式“多个LED”应该被理解为包含任何电致发光二极管或是能够响应于一电气信号而产生辐射的其它类型的载子注入或是接面为主的系统，其包含但不限于，响应电流或电压以发光的各种半导体或碳为主的结构、发光聚合物、有机LED等等，其包含在可见光谱内、或例如是紫外线或红外线的其它光谱，具有任意频宽或是具有任意色彩或色温。
LED通道可具有相同或是不同数目的LED。在此所绘与描述的LED通道可利用LED串作为范例实施例，然而将了解到的是，LED通道可包括无数种配置的一或多个LED，例如，多个串联或并联的串、LED阵列、具有各种类型及色彩的LED、以及与其它例如是二极管、电阻器、熔丝、正温度系数(PTC)熔丝、例如是光学感测器或电流感测器的感测器、开关的构件结合的LED，其中的任何一种或全部都被视为等同的且在本发明的范畴内。尽管在一个范例的实施例中，该电源转换器驱动一或多个LED，但是该转换器亦可适用于驱动其它线性及非线性的负载，例如，电脑或电话设备、照明系统、无线电发送器或接收器、电话、电脑显示器、马达、加热器等等。在此参照到一个负载或LED群组的情形中，将了解到的是，一个负载(例如多个LED)可包括多个负载。
在先前的说明中且在该些图中，感测电阻器是以范例的配置及位置被展示；然而，熟习此项技术者将体认到感测器的其它类型及配置亦可被利用，并且感测器可被设置在其它位置中。替代的感测器配置及设置都是在本发明的范畴内。
将理解的是，在论述故障模式中，该些用语“短路”及“断路”是在此被使用作为构件故障类型的例子。该用语“短路”可包含部分短路的情形，其中阻抗或电压下降至一个低于正常的(亦即，无故障的)操作位准的位准，例如，低于一个预设的临界值。该用语“断路”可包含部分的断路状况，其中阻抗或电压是增加到一个高于正常动作期间的位准，例如，超过另一预设的临界值。
如同在此所用的，该用语“直流”是表示波动的直流(例如，从整流过的交流所获得)、截断直流、以及固定电压的直流，例如，从电池、电压调节器、或是以电容器滤波的电源所获得。如同在此所用的，该用语“交流”是表示任何形式的交流，例如，单相或是多相，具有任何波形(正弦、正弦平方、整流过的正弦、平方、矩形、三角形、锯齿形、不规则形等等)，并且具有任意直流偏移值且可包含任何变化，例如，截断的或是正相位或反相位调变的交流，例如是来自一个调光器开关。
在先前举例的实施例的说明中且在所附的图中，多个二极管被展示，将了解到的是在本发明的范畴内，同步的二极管或是同步的整流器(例如，藉由一控制信号切换导通及关断的继电器或MOSFET或是其它电晶体)或是其它类型的二极管都可被利用来取代标准的二极管。在此提出的范例实施例典型是产生相对于接地电位的正电压；然而，本发明的教示亦可应用到产生正及/或负电压的电源转换器，其中混合或是互补的拓朴可被建构，例如，藉由反转在电源模块、旁路电路、负载等的半导体及其它极化的构件的极性或是对调正与负端子。
再者，除非另外有明确地说，否则在该图式中任何的信号箭头都应该只被视为是范例的，而非限制性的。步骤构件的组合亦将会被视为在本发明的范畴内，尤其是其中分开或结合的功能是不明的或是可预知的情形。如同在此以及以下整个申请专利范围所用的，该分离的用语“或”一般是欲表示“及/或”，具有连结的与分离的意义(并且未局限到一个“互斥或”的意义)，除非另有指明。如同在此说明以及以下整个申请专利范围所用的，“一”、“一个”、“该”包含复数的参照，除非该上下文另有清楚指明。同样是如同在此说明以及以下整个申请专利范围所用的，“之中”的意义包含“之中”以及“之上”，除非该上下文另有清楚指明。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (46)

1.一种用于电源转换的装置，该装置可耦接至一个电源，其特征在于该装置包括：
一个包括一具有一变压器初级的变压器的主要模块；
一个可耦接至一第一负载的第一次要模块，该第一次要模块包括一个磁耦合至该变压器初级的第一变压器次级；
一个可耦接至一第二负载的第二次要模块，该第二次要模块包括一个磁耦合至该变压器初级的第二变压器次级，该第二次要模块可通过该第一或第二负载串联耦接至该第一次要模块；
一个耦接至该第一次要模块的第一旁路电路，所述的第一旁路电路响应一个侦测出的故障以旁路该第一次要模块以及该第一负载；以及
一个耦接至该第二次要模块的第二旁路电路；
其中第一次要模块和第二次要模块通过闭环连接。
2.根据权利要求1所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中当藉由该电源激励时，该第一次要模块具有一第一电压极性并且可与被配置以具有一相反的第二电压极性的第一负载串联耦接。
3.根据权利要求2所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中具有该第一电压极性结合该第二电压极性的合成电压小于该第一电压极性或第二电压极性的大小。
4.根据权利要求2所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中该第一电压极性以及该第二电压极性彼此抵消以提供一较低的合成电压位准。
5.根据权利要求2所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中当藉由该电源激励时，该第二次要模块具有一第三电压极性并且可与被配置以具有一相反的第四电压极性的第二负载串联耦接。
6.根据权利要求5所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中具有组合的第一电压极性、第二电压极性、第三电压极性以及第四电压极性的合成电压小于该第一电压极性、或第二电压极性、或第三电压极性、或第四电压极性的大小。
7.根据权利要求5所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中所述的第一电压极性、第二电压极性、第三电压极性以及第四电压极性彼此抵消以提供一较低的合成电压位准。
8.根据权利要求1所述的用于电源转换的装置，其特征在于其还包括：
一个耦接至该第一次要模块或是该第二次要模块并且适配于感测一电流位准的电流感测器；以及
一个耦接至该电流感测器与该主要模块的控制器，该控制器适配于响应感测出的电流位准以调节一变压器初级电流。
9.根据权利要求1所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中所述的侦测出的故障是一断路。
10.根据权利要求8所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中所述的第一及第二负载分别包括至少一个发光二极管，并且其中该控制器进一步适配于藉由调节该第一旁路电路或是该第二旁路电路以提供光输出的调光。
11.根据权利要求10所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中所述的控制器进一步适配于提供脉冲宽度调变以调节该第一旁路电路或是该第二旁路电路。
12.根据权利要求10所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中所述的控制器进一步适配于使一个对应的开关变为一个导通状态或是一个关断状态以调节该第一旁路电路或是该第二旁路电路。
13.根据权利要求8所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中所述的第一及第二负载分别包括至少一个发光二极管，并且其中该控制器进一步适配于藉由调节一变压器初级电流以提供光输出的调光。
14.根据权利要求8所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中所述的第一负载包括至少一个具有一第一发射光谱的第一发光二极管，并且该第二负载包括至少一个具有一第二发射光谱的第二发光二极管，并且其中该控制器进一步适配于藉由调节该第一旁路电路或是该第二旁路电路以调节一输出光谱。
15.根据权利要求8所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中所述的控制器是与该主要模块电隔离的。
16.根据权利要求8所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中所述的控制器是光耦合至该主要模块。
17.根据权利要求1所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中所述的第一次要模块以及该第二次要模块被配置以具有以下的电路拓朴中的至少一种：一返驰式配置、一单端正激式配置、一半桥式配置、一全桥式配置、或是一倍流式配置。
18.根据权利要求1所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中所述的第一次要模块还包括一个第一整流器以及一个第一滤波器，该第一整流器耦接至该第一变压器次级，并且其中该第二次要模块还包括一个第二整流器以及一个第二滤波器，该第二整流器耦接至该第二变压器次级。
19.一种照明系统，该系统可耦接至一个电源，其特征在于该系统包括：
一个包括一具有一变压器初级的变压器的主要模块；
一个第一发光二极管；
一个第二发光二极管；
一个串联耦接至该第一发光二极管的第一次要模块，该第一次要模块包括一个磁耦合至该变压器初级的第一变压器次级；
一个串联耦接至该第二发光二极管的第二次要模块，该第二次要模块包括一个磁耦合至该变压器初级的第二变压器次级，该第二次要模块通过该第一或是第二发光二极管串联耦接至该第一次要模块；
一个适配于感测一电流位准的电流感测器；
一个耦接至该电流感测器及该主要模块的控制器，其中该控制器适配于响应感测出的电流位准以调节一变压器初级电流；
一个耦接至该第一次要模块和该第一发光二极管的第一旁路电路；以及
一个耦接至该第二次要模块和该第二发光二极管的第二旁路电路，其中：
所述的第一旁路电路响应一个侦测出的故障以旁路该第一次要模块以及该第一发光二极管；并且
第一次要模块和第二次要模块通过闭环连接。
20.根据权利要求19所述的照明系统，其特征在于其中当藉由该电源激励时，该第一次要模块具有一第一电压极性，并且该第一发光二极管具有一相反的第二电压极性。
21.根据权利要求20所述的照明系统，其特征在于其中具有该第一电压极性结合该第二电压极性的合成电压小于该第一电压极性或第二电压极性的大小。
22.根据权利要求20所述的照明系统，其特征在于其中所述的第一电压极性以及该第二电压极性彼此实质抵消以提供一较低的合成电压位准。
23.根据权利要求20所述的照明系统，其特征在于其中当藉由该电源激励时，该第二次要模块具有一第三电压极性，并且该第二发光二极管具有一相反的第四电压极性。
24.根据权利要求23所述的照明系统，其特征在于其中具有组合的第一电压极性、第二电压极性、第三电压极性以及第四电压极性的合成电压小于该第一电压极性、或第二电压极性、或第三电压极性、或第四电压极性的大小。
25.根据权利要求23所述的照明系统，其特征在于其中所述的第一电压极性、第二电压极性、第三电压极性以及第四电压极性彼此实质抵消以提供一较低的合成电压位准。
26.根据权利要求19所述的照明系统，其特征在于其中所述的侦测出的故障是一断路。
27.根据权利要求19所述的照明系统，其特征在于其中所述的控制器进一步适配于藉由调节该第一旁路电路或是该第二旁路电路以提供光输出的调光。
28.根据权利要求27所述的照明系统，其特征在于其中所述的控制器进一步适配于提供脉冲宽度调变以调节该第一旁路电路或是该第二旁路电路。
29.根据权利要求28所述的照明系统，其特征在于其中所述的控制器进一步适配于使一个对应的开关变为一个导通状态或是一个关断状态，以调节该第一旁路电路或是该第二旁路电路。
30.根据权利要求19所述的照明系统，其特征在于其中所述的控制器进一步适配于藉由调节该变压器初级电流以提供光输出的调光。
31.根据权利要求19所述的照明系统，其特征在于其中所述的第一发光二极管具有一第一发射光谱并且该第二发光二极管具有一第二发射光谱，并且其中该控制器进一步适配于藉由调节该第一旁路电路或是该第二旁路电路以调节一输出光谱。
32.根据权利要求19所述的照明系统，其特征在于其中所述的控制器是与该主要模块电隔离的。
33.根据权利要求19所述的照明系统，其特征在于其中所述的控制器是光耦合至该主要模块。
34.根据权利要求19所述的照明系统，其特征在于其中所述的第一次要模块以及该第二次要模块被配置以具有以下的电路拓朴中的至少一种：一返驰式配置、一单端正激式配置、一半桥式配置、一全桥式配置、或是一倍流式配置。
35.一种用于电源转换的装置，该装置可耦接至一个电源以及多个发光二极管，其特征在于该装置包括：
一个包括一具有一变压器初级的变压器的主要模块；
一个可串联耦接至该多个发光二极管的一个第一发光二极管的第一次要模块，该第一次要模块包括：一个磁耦合至该变压器初级的第一变压器次级，一个耦接至该第一变压器次级的第一整流器，以及一个耦接至该第一整流器的第一滤波器；
一个可串联耦接至该多个发光二极管的一个第二发光二极管的第二次要模块，该第二次要模块可通过该第一或是第二发光二极管串联耦接至该第一次要模块，该第二次要模块包括：一个磁耦合至该变压器初级的第二变压器次级，一个耦接至该第二变压器次级的第二整流器，以及一个耦接至该第二整流器的第二滤波器；
一个适配于感测一电流位准的电流感测器；
一个耦接至该电流感测器以及该主要模块的控制器，该控制器适配于响应感测出的电流位准以调节一变压器初级电流；
一个耦接至该第一次要模块的第一旁路电路；以及
一个耦接至该第二次要模块的第二旁路电路，其中：
所述的第一旁路电路响应一个侦测出的故障以旁路该第一次要模块以及该第一发光二极管；并且
第一次要模块和第二次要模块通过闭环连接。
36.根据权利要求35所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中当藉由该电源激励并且耦接至该多个发光二极管时，该第一次要模块具有一第一电压极性，该第一发光二极管被配置以具有一相反于该第一电压极性的第二电压极性，该第二次要模块具有一第三电压极性并且该第二发光二极管被配置以具有一相反于该第三电压极性的第四电压极性，而具有一较低的合成电压位准。
37.根据权利要求35所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中所述的第一旁路电路适配于响应一断路以旁路该第一次要模块以及该第一发光二极管。
38.根据权利要求35所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中所述的控制器进一步适配于藉由提供该第一旁路电路或是该第二旁路电路的脉冲宽度调变、或是藉由使该第一旁路电路或是该第二旁路电路的一个对应的开关变为一个导通状态或是一个关断状态、或是藉由调节该变压器初级电流，以提供光输出的调光。
39.根据权利要求35所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中所述的第一发光二极管具有一第一发射光谱，并且该第二发光二极管具有一第二发射光谱，并且其中该控制器进一步适配于藉由调节该第一旁路电路或是该第二旁路电路以调节一输出光谱。
40.根据权利要求35所述的用于电源转换的装置，其特征在于其中所述的第一次要模块以及该第二次要模块被配置以具有以下的电路拓朴中的至少一种：一返驰式配置、一单端正激式配置、一半桥式配置、一全桥式配置、或是一倍流式配置。
41.一种供电至多个发光二极管的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
将来自一个第一次要模块的电流指定路由至一个串联耦接至该第一次要模块的第一发光二极管以产生一横跨该第一发光二极管的第一电压，该第一电压具有一相反于一横跨该第一次要模块的第二电压的极性；
将来自该第一发光二极管的电流指定路由至一个串联耦接至该第一发光二极管的第二次要模块；
将来自该第二次要模块的电流指定路由至一个串联耦接至该第二次要模块的第二发光二极管以产生一横跨该第二发光二极管的第三电压，该第三电压具有一相反于一横跨该第二次要模块的第四电压的的极性；
将来自该第二发光二极管的电流指定路由至该第一次要模块或是一个串联耦接至该第二发光二极管的第三次要模块；
侦测在该第一次要模块或是该第一发光二极管中的一个故障；以及
响应于该侦测出的故障，绕过该第一次要模块以及该第一发光二极管而从一个第三发光二极管提供一电流至该第二次要模块，
其中第一次要模块和第二次要模块通过闭环连接。
42.根据权利要求41所述的供电至多个发光二极管的方法，其特征在于其中所述侦测一个故障以及提供一电流旁路的步骤还包括：
感测一个第一参数；
比较该第一参数与一个第一临界值；以及
当该第一参数大于或实质等于该第一临界值时，将来自该第三发光二极管的电流切换至该第二次要模块。
43.根据权利要求41所述的供电至多个发光二极管的方法，其特征在于其中所述的侦测出的故障是一短路或是一断路。
44.根据权利要求41所述的供电至多个发光二极管的方法，其特征在于其还包括：
侦测在该第一次要模块或是该第一发光二极管中的一个故障；以及
响应于该侦测出的故障，中断从该第一次要模块至该第一发光二极管的电流。
45.根据权利要求44所述的供电至多个发光二极管的方法，其特征在于其中所述侦测一个故障以及中断该电流的步骤还包括：
感测一个第二参数；
比较该第二参数与一个第二临界值；以及
当该第二参数大于或实质等于该第二临界值时，在该第一次要模块以及该第一发光二极管的串联路径中产生一断路。
46.根据权利要求41所述的供电至多个发光二极管的方法，其特征在于其更包括：
以一个第一频率将来自该第一次要模块的电流指定路由至该第一发光二极管一段第一预设的导通时间的持续期间；以及
以一个第二频率将来自该第二次要模块的电流指定路由至该第二发光二极管一段第二预设的导通时间的持续期间。
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