CN101926219A - 投影系统的驱动器 - Google Patents

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安德烈亚斯·胡贝尔
彼得·尼德迈尔
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Osram GmbH
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Abstract

在现有技术的、其中三种不同类型的LED产生光的投影系统中，用于LED的驱动器设计为使得其只能通过带有功率因数校正器(20)和DC-DC转换器(22)的电网部件(18)与电网连接，而根据本发明，单元(16)根据这种电网部件的类型直接集成到驱动器(10)中。单元(16)具有多个输出端(28，28′，28″)，由此驱动器(10)的各个线性调节器(14，14′，14″)可以施加以不同的电压，使得与现有技术相比降低了驱动器(10)上的损耗功率。

Description

投影系统的驱动器
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于多个半导体光源的驱动器。
背景技术
在投影系统中，越来越频繁地使用半导体光源，尤其是发光二极管(LED)。为这些LED提供了驱动器。该驱动器包括适于提供电流的装置，更确切地说，通常是多个这种装置，即为每种LED颜色提供一个。通常针对每种颜色(红、绿、蓝)分别设置有唯一的LED，然而，在半导体光源支路中的多个LED可以由用于提供电流的装置来馈电。用于提供电流的装置通常构建为线性调节器，因为它们具有快速的切换时间。
线性调节器被供给电压，该电压略微高于三个二极管(或者在各个分支中的二极管装置)的具有最高的最大正向电压的二极管的最大正向电压。例如，如果红光二极管的反向电压是4V，绿光二极管是6.2V而蓝光二极管是6.5V，则线性调节器应被供给7V或更低的、在任何情况下都略微高于6.5V的电压，例如从6.55V到7.0V的电压。在此不利之处的一方面是针对红光二极管的线性调节器被施加以过高的电压，而针对绿光二极管的线性调节器也被施加以略微过高的电压。在此，通常许多能量都转换成热。此外，大约7V或者更低的电压在驱动器中由所谓的预调节器(通常设计为DC-DC转换器)来提供。预调节器通常并不直接连接到电网上。通常在系统中，例如在投影器中存在单独的电网部件，该电网部件连接到电网并且功率因数校正器(PFC)集成到该电网部件中，以及存在DC-DC转换器，其为预调节器施加以例如16V的电压。使用这种电网部件的原因是，规定了功率因数校正器：对于供电网络而言应模拟欧姆电阻。总之，目前的装置显得非常复杂。
发明内容
本发明的任务在于提供一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于多个LED的驱动器，其能够尽可能直接地连接到电网并且于是能够实现不复杂的装置。
该任务在具有权利要求1的前序部分所述的驱动器方面通过权利要求1的特征部分的特征来解决。特别有利的扩展方案在从属权利要求中得到。
因此根据本发明，驱动器包括由功率因数校正器(PFC)和至少一个DC-DC转换器构成的单元，其中DC-DC转换器的至少一个输出端直接与用于提供电流的装置相连。
通过本发明，一方面将功率因数校正器集成到驱动器中，使得驱动器可以直接连接到电网。也不再通过第一DC-DC转换器将电网电压转换到16V并且通过第二DC-DC转换器从16V转换到7V或者更低，而是通过唯一的DC-DC转换器直接提供输出电压，该DC-DC转换器为线性调节器供给电压。
所述单元并非一定必须集成到驱动器中，而是可以在其中使用了驱动器的投影系统中与驱动器耦合。对于任何情况而言，省去了目前的预调节器。
优选地，DC-DC转换器是正激转换器(Flusswandler)，因为这是特别广泛使用的且因此成本低廉的转换器。
该装置能够实现如下实施形式：在该实施形式中，集成到驱动器中的单元可以同时提供不同的电压，更确切地说，在不同的输出端上提供不同的电压。于是当每个输出端分别与用于提供电流的装置相连时，可以为每个二极管或者每个二极管支路提供恰好合适的电压，使得不产生过多的热。
具有所提及的特征的单元例如是市面上可获得的ATX电网部件，即已知的计算机电网部件。该部件可以成本低廉地提供并且可以非常简单地集成在驱动器中。
优选地，可以调节单元的输出端上的输出电压，更确切地说，可以通过控制信号来进行控制。该单元对此应该具有控制输入端。在集成到驱动器中的电网部件(该电网部件并非先验地(a priori)为这种驱动器构建)的情况下，该特征尤其是能够实现对输出电压进行最优调节。例如，上面所提及的ATX电网部件通常包括这种控制输入端(也称作“感测输入端(Sense-Input)”)。
驱动器以已知的方式具有数字控制单元，该控制单元通常激励用于提供电流的装置。在该单元具有控制输入端的情况下，数字控制单元同样也可以与该控制输入端耦合，以便能够将控制信号输送给该单元。
驱动器可使用于其中的电路装置可以省去在驱动器和供电网络之间的任何中间元件。驱动器和这种装置的应用在权利要求7中要求予以保护。
根据本发明的驱动器优选被提供来为投影系统中的LED供电，该投影系统在权利要求8中也要求予以保护。
附图说明
在下面要借助实施例更为详细地描述本发明。其中：
图1示意性地示出了根据现有技术的驱动器的结构；以及
图2示意性地示出了根据本发明的驱动器的结构。
具体实施方式
图1中所示的并且用10表示的现有技术的驱动器在投影系统中通常与多个LED 12、12′、12″耦合，更确切地说，与发出红色光的LED 12、发出绿色光的LED 12′和发出蓝色光的LED 12″耦合。驱动器10的任务是对LED 12、12′、12″施加电流。对此，在驱动器中为每种LED颜色提供一个线性调节器14、14′、14″。线性调节器14、14′、14″被输送电压，更确切地说，该电压应比二极管12、12′、12″的最高的最大正向电压高3％到10％之间。发出蓝色光的二极管12″的反向电压最高，即其在6.5V左右，而其他二极管的最大电压在4V左右(二极管12)或6.2V左右(二极管12′)。线性调节器14、14′、14″因此应被施加以大约7V的电压或者更小的直到6.5V的电压。为了提供该电压，驱动器10包括预调节器16，该预调节器优选构建为DC-DC转换器并且接收例如16V的输入电压。预调节器在现有技术中并不直接连接到电网(“AC”)上，而是之前连接有电网部件18，在该电网部件中设置有功率因数校正器(PFC)20和DC-DC转换器22。电网部件为预调节器16提供16V的输入电压。
此外，驱动器10包括数字控制单元24(其例如构建为微控制器)，该控制单元通过输入端25获得控制信号并且将该控制信号转换成适于线性调节器14、14′、14″的控制信号，更确切地说，该控制单元将控制信号通过数字-模拟转换器26或26′、26″发送给线性调节器14、14′、14″。
根据本发明的驱动器10″与驱动器10的不同之处在于，该驱动器可以直接连接到电网(“AC”)上。对此，代替在驱动器10中的预调节器16，将单元16′集成到驱动器中，该单元包括在电网部件18中的功率因数校正器20类型的功率因数校正器20′以及DC-DC转换器22′。单元16′可以是以传统的方式从市面上获得的电网部件，其中这种电网部件尤其是作为计算机电网部件而被价格低廉地提供(例如所谓的ATX电网部件)。
单元16′不再只具有一个输出端，而是具有多个输出端28、28′、28″，其中这些输出端分别与线性调节器14、14′或14″相连。由此，每个线性调节器可以被输送一个这种电压：该电压在由线性调节器激励的相应二极管的最大正向电压之上的3％到10％之间。这样，在输出端28上可以输出4.1V的电压，该电压略微在二极管12的4V的电压之上，在输出端28′上施加6.3V的电压，该电压略微在二极管12′的6.2V的反向电压之上，而在输出端28″上可以输出6.6V的电压(或者也可以是目前的7V)，该电压略微在二极管12″的6.5V的反向电压之上。尤其是ATX电网部件具有多个这种输出端。并非所有的ATX电网部件都先验地设计来恰好输出所需的电压。然而这些电压是可控的，更确切地说通过输入端20来控制。在驱动器10′中，现在单元16′的控制输入端30与控制单元24的控制输出端32相连，使得控制单元24可以限定在输出端28、28′、28″上的电压。
驱动器10′比现有技术中的由驱动器10和电网部件18构成的装置明显更为紧凑地构建。驱动器10′可以直接连接到供电网络上。其产生更少的损耗热，因为各个线性调节器14、14′、14″分别被施加以合适的电压。

Claims (8)

1.一种用于多个半导体光源(12，12′，12″)的驱动器(10′)，具有多个用于分别为至少一个半导体光源(12，12′，12″)提供电流的装置，其特征在于，驱动器(10′)包括由功率因数校正器(PFC)(20′)和至少一个DC-DC转换器(22′)构成的单元(16′)或者与这种单元耦合，其中DC-DC转换器(22′)的输出端(28，28′)直接与用于提供电流的装置(14，14′，14″)相连。
2.根据权利要求1所述的驱动器(10′)，其特征在于，DC-DC转换器(22′)是正激转换器。
3.根据权利要求1或2所述的驱动器(10′)，其特征在于，单元(16′)具有多个输出端(28，28′，28″)，其中每个输出端(28，28′，28″)与用于提供电流的装置(14，14′，14″)相连。
4.根据上述权利要求之一所述的驱动器(10′)，其特征在于，单元(16′)包括ATX电网部件。
5.根据上述权利要求之一所述的驱动器(10′)，其特征在于，单元(16′)具有控制输入端(30)，其中通过经控制输入端(30)输送的信号能够确定在每个输出端(28，28′，28″)上的电压。
6.根据权利要求5所述的驱动器(10′)，其特征在于数字控制单元(24)，该控制单元与控制输入端(30)耦合。
7.一种将根据上述权利要求之一所述的驱动器使用在如下装置中的应用，在该装置中驱动器(10′)直接连接到供电网络(AC)上。
8.一种投影系统，其具有多个LED(12，12′，12″)和根据权利要求1至6之一所述的驱动器(10′)，该驱动器用于为LED(12，12′，12″)供给电流。
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