CN103270812B - 用于减少的感知到的光闪烁的线性驱动器 - Google Patents

用于减少的感知到的光闪烁的线性驱动器 Download PDF

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Abstract

一种驱动器(100),其提供功率以驱动至少一个光源(130)。该驱动器包括:与所述至少一个光源串联连接的电流调节器(140);以及调节电路(120),其配置为接收具有在大约50Hz到60Hz之间的主频率的AC电源电压(110),并且还配置为调节所接收到的AC电源电压以提供功率给所述至少一个光源,其中调节后的电压具有非零DC分量和AC分量,AC分量在四倍于主频率的频率处的幅度大于AC分量在主频率处的幅度,也大于AC分量在主频率的二次谐波处的幅度。

Description

用于减少的感知到的光闪烁的线性驱动器
技术领域
本发明总地涉及用于照明设备的驱动器电路。尤其是,本文所公开的各种独创方法和装置涉及用于减少照明设备中的闪烁的线性驱动器。
背景技术
基于诸如发光二极管(LED)之类的半导体光源的照明设备提供了对于传统的荧光、HID和白炽灯的一种可行的替代。LED的功能优势和好处包括高能量转换和光效率、耐久性、低工作成本等等。LED技术上的最新进展已经提供了能够实现很多应用中的各种照明效果的高效且结实的全光谱照明单元。一些照明单元的特征在于包括一个或多个光源,包括能够产生不同颜色(例如红、绿和蓝)的一个或多个LED以及用于独立地控制LED的输出以产生各种颜色和颜色变化的照明效果的处理器。
由于它们的小尺寸和低成本,简单的线性驱动器电路引起了LED驱动器领域中的很大兴趣。关于LED照明的最大问题之一是可以被人眼感知到的光闪烁。因为LED具有非常快的动态响应,所以能量存储通常被利用以桥接在瞬间输入功率(50Hz或60Hz的“干线”电压)中的波动,以减少闪烁。这通常通过在驱动器的初级和/或次级侧添加大的电解电容器来实现。考虑到LED的动态电阻随着LED效率的提高而降低这一事实,对于空间受限的驱动器而言,闪烁减少变得更具挑战性。大多数现有的LED驱动器在LED光/电流中具有两倍于干线频率的主导频率分量(即在100Hz或120Hz处),在该频率分量处,人眼对调制后的光是敏感的。
另一方面,在高于200Hz的频率处,人眼对调制后的光则不敏感得多(10Hz是最敏感的)。因此,如果驱动器可以被制作成在光输出中具有200Hz或以上的主导AC分量,则被感知到的光闪烁将大大减少或消除,但是光调制仍然发生。
因而,在本领域中需要提供一种用于光源并且尤其是LED光源的驱动器,该驱动器可以减少或消除可见闪烁。
发明内容
本公开针对于用于驱动一个或多个光源(例如LED光源)的驱动器。更具体而言,本公开关注用于光源的驱动器上,其中通过提高被提供给一个或多个光源的功率中的主导AC分量的频率,减少了一个或多个光源所产生的可见闪烁。
总地来说,在一个方面,一种用于提供功率以驱动至少一个光源的驱动器包括:具有输入和输出的整流器,其中所述整流器被配置为在其输入处接收AC电源电压,并且其中所述整流器输出被连接到所述至少一个光源;以及被连接到整流器输出两端的电容器;其中所述至少一个光源在所述AC电源电压的周期的第一部分期间被所述整流器输出驱动,其中所述至少一个光源在所述AC电源电压的周期的第二部分期间被所述电容器驱动,其中所述AC电源电压的周期的所述第一和第二部分具有近似相同的持续时间。在一个实施例中,所述至少一个光源在AC电源电压的周期的第三部分期间不被驱动。
此外,在一个实施例中,所述电容器与以下组件的并联组合相串联地连接到所述整流器输出两端:(1)第一支路,所述第一支路提供用于所述电容器的充电电流路径并且阻止所述电容器的放电电流流经所述第一支路;以及(2)提供用于所述电容器的受控放电电流路径的开关器件,其中当所述开关器件断开时所述开关器件具有第一阻抗,并且当所述开关器件闭合时所述开关器件具有小于所述第一阻抗的第二阻抗。根据该实施例的一个可选特征,两个二极管彼此极性相反地被连接到所述整流器输入两端并且在这两个二极管之间的节点处提供整流后的电压。根据该实施例的另一可选特征,控制器被配置为控制所述开关器件,其中所述控制器当所述整流后的电压大于阈值电压时控制所述开关器件断开,并且当所述整流后的电压小于所述阈值电压时控制所述开关器件闭合。根据该实施例的另一可选特征,当所述整流后的电压大于阈值电压时所述开关器件断开,并且其中当所述整流后的电压小于所述阈值电压时所述开关器件闭合。
总地来说,在另一方面,一种用于提供功率以驱动至少一个光源的驱动器包括:与所述至少一个光源串联连接的电流调节器;以及调节电路,该调节电路被配置为接收具有在大约50Hz到60Hz之间的主频率的AC电源电压,并且还被配置为调节所述接收到的AC电源电压以提供功率给所述至少一个光源,其中所述功率具有非零DC分量和AC分量,并且其中所述AC分量在四倍于所述主频率的频率处的幅度大于所述AC分量在所述主频率处的幅度,并且也大于所述AC分量在所述主频率的二次谐波处的幅度。
在一个实施例中,所述AC分量在四倍于所述主频率的频率处的幅度比所述AC分量在所述主频率处的幅度至少大10倍。
在一个实施例中,所述调节电路包括被配置为接收所述AC电源电压的整流器,其中所述整流器具有被连接到总线(所述至少一个光源也被连接到所述总线)的第一输出端子,并且其中所述整流器具有被接地的第二输出端子;以及电容器,该电容器具有被连接到所述总线的第一端并且具有被连接到以下组件的并联组合的第二端:(1)第一支路,所述第一支路提供用于所述电容器的充电电流路径并且阻止所述电容器的放电电流流经所述第一支路;以及(2)提供用于所述电容器的受控放电电流路径的开关器件,其中当所述开关器件断开时所述开关器件具有第一阻抗,并且当所述开关器件闭合时所述开关器件具有小于所述第一阻抗的第二阻抗。
根据该实施例的一个可选特征,所述AC电源电压被整流以产生整流后的电压,并且其中当所述整流后的电压大于阈值电压时所述开关器件断开,并且其中当所述整流后的电压小于所述阈值电压时所述开关器件闭合。
根据该实施例的另一可选特征,所述至少一个光源在所述AC电源电压的周期的第一部分期间被所述整流器驱动,其中所述至少一个光源在所述AC电源电压的周期的第二部分期间被所述电容器驱动,并且其中所述AC电源电压的周期的所述第一和第二部分具有近似相同的持续时间。
总地来说,在另一方面,提供了一种方法用于驱动至少一个光源。该方法包括:接收具有在大约50Hz到60Hz之间的主频率的AC电源电压;并且响应于所述接收到的AC电源电压,提供功率到与被调节的电流源串联连接的所述至少一个光源,其中所述功率具有非零DC分量和AC分量,并且其中所述AC分量在四倍于所述主频率的频率处的幅度大于所述AC分量在所述主频率处的幅度,并且也大于所述AC分量在所述主频率的二次谐波处的幅度。
在该方法的一个实施例中,调节所述接收到的AC电源电压包括:将所述接收到的AC电源电压应用至整流器的输入,其中所述整流器具有被连接到总线的第一输出端子,所述至少一个光源也被连接到所述总线,并且其中所述整流器具有被接地的第二输出端子;并且选择性地将电容器的第二端子切换接地,其中所述电容器的第一端子被连接到所述总线,其中所述至少一个光源在所述AC电源电压的周期的第一部分期间被所述整流器驱动,其中所述至少一个光源在所述AC电源电压的周期的第二部分期间被所述电容器驱动,其中所述AC电源电压的周期的所述第一和第二部分具有近似相同的持续时间。根据该实施例的一个可选特征,所述至少一个光源在AC电源电压的周期的第三部分期间不被驱动。
如这里为了本公开的目的而使用的,术语“LED”应当被理解为包括任何电致发光二极管或者能够响应于电信号生成辐射的其它类型的基于载流子注入/结的系统。因而,术语LED包括但不限于响应于电流发光的各种基于半导体的结构、发光聚合物、有机发光二极管(OLED)、电致发光带等。具体而言,术语LED指可以被配置为生成在以下光谱中的一个或多个光谱中的辐射的所有类型的发光二极管(包括半导体和有机发光二极管),所述光谱为红外光谱、紫外光谱和可见光的各个部分(通常包括从大约400纳米到大约700纳米的辐射波长)。LED的一些示例包括但不限于各种类型的红外LED、紫外LED、红色LED、蓝色LED、绿色LED、黄色LED、琥珀色LED、桔色LED和白色LED(下面会进一步讨论)。还应当理解LED可以被配置和/或控制为生成具有针对给定光谱(例如窄带宽、宽带宽)的各种带宽(例如半高宽度,或FWHM)以及在给定的常用颜色类别内的各种主导波长的辐射。
例如,被配置为产生实质上的白光的LED(例如白色LED)的一种实现方式可以包括多个裸片,这些裸片分别发出不同的电致发光光谱,这些光谱组合起来混合形成实质上的白光。在另一种实现方式中,白光LED可以与将具有第一光谱的电致发光转换为不同的第二光谱的磷材料相关联。在这种实现方式的一个示例中,具有相对较短波长和较窄带宽的光谱的电致发光“泵浦”磷材料,磷材料进而辐射出具有更宽的光谱的较长波长的辐射。
还应当理解术语LED不限制LED的物理和/或电封装类型。例如,如上所述,LED可以指具有被配置为分别发射不同辐射光谱(例如可以单独控制或者不可以单独控制的)的多个裸片的单个发光器件。此外,LED可以与被考虑作为LED(例如一些类型的白色LED)的整体的一部分的磷光体相关联。总地来说,术语LED可以指被封装的LED、未被封装的LED、表面安装的LED、板上芯片型LED、T封装安装的LED、径向封装的LED、电源封装的LED、包括某种类型的外壳和/或光学元件(例如扩散透镜)的LED等。
术语“光源”应当被理解为指各种辐射源中的任何一个或多个辐射源,包括但不限于基于LED的源(包括以上所定义的一个或多个LED)、白炽灯源(例如白热丝灯、卤素灯)、荧光源、磷光源、高强度放电源(例如钠蒸气、汞蒸气和金属卤化物灯)、激光器、其它类型的电致发光源、热释光源(例如火焰)、蜡烛发光源(例如气灯罩、碳弧辐射源)、光子发光源(例如气体放电源)、利用电子饱和的阴极发光源、电流发光源、晶体发光源、显像管发光源、热发光源、摩擦发光源、声致发光源、辐射发光源和发光聚合物。
给定的光源可以被配置为生成在可见光谱内、可见光谱外或者两者的组合的电磁辐射。因而,术语“光”和“辐射”在这里可互换地被使用。此外,光源可以包括作为一体部件的一个或多个滤色器(例如彩色滤色器)、透镜、或气体光组件。此外,应当理解光源可以被配置用于各种应用,包括但不限于指示、显示和/或照明。“照明源”是被具体配置为产生具有足够强度的辐射以有效地照明内部或外部空间的光源。在该上下文中,“足够强度”指在空间或环境中产生的可见光谱中的用于提供周围环境照明(即可以间接地被感知的光以及可以例如在整体或部分被感知之前被反射离开各种干涉表面中的一个或多个表面的光)的足够的辐射功率(就辐射功率或“光通量”而言,单位“流明”通常被用于表示在所有方向上从光源输出的总光量)。
术语“照明单元”在这里被用于指包括相同或不同类型的一个或多个光源的装置。给定的照明单元可以具有各种针对光源的安装布置、包封/外壳布置和形状和/或电和机械连接配置中的任意一种。此外,给定的照明单元可以可选择地与涉及光源操作的各种其它组件(例如控制电路)相关联(例如包括、被耦接到各种其它组件和/或与各种其它组件封装在一起)。“基于LED的照明单元”指包括单独的或者与其它非基于LED的光源相组合的如上所述的一个或多个基于LED的光源的照明单元。“多通道”照明单元指包括被配置为分别生成不同光谱的辐射的至少两个光源的基于LED或者非基于LED的照明单元,其中每个不同的源光谱可以被称为多通道照明单元的“通道”。
应当理解前述概念以及下面要更详细地讨论的附加概念(假设这些概念不是相互矛盾的)的所有组合被考虑作为这里所公开的发明主题的一部分。特别是,出现在本公开的结尾处的被要求保护的主题的所有组合被考虑作为这里所公开的发明主题的一部分。还应当理解也可能出现在通过引用所合并的任何公开中的这里所明确使用的术语应当被赋予与本文所公开的具体概念最一致的意思。
附图说明
在附图中:相似的标号一般指代不同视图中的相同部件。此外,附图不需要是按比例的,反而重点在于图示本发明的原理。
图1示出了包括驱动器和一个或多个光源的照明单元的功能框图。
图2示出了包括驱动器和一个或多个光源的照明单元的一个示例实施例的电路图。
图3示出了用于图示图2中所示的驱动器的操作的电压和电流波形。
图4示出了包括驱动器和一个或多个光源的照明单元的一个示例实施例的详细示意图。
图5示出了用于图示图4中所示的驱动器的操作的电压和电流波形。
图6图示了由驱动器的一个示例实施例应用于光源的功率的示例频谱。
具体实施方式
总地来说,申请人已经意识和理解到,提供一种用于一个或多个光源(诸如LED光源)的驱动器将是有益的,所述驱动器可以提高被提供给所述一个或多个光源的功率中的主导AC分量的频率。考虑到之前的描述,本发明的各种实施例和实现方式针对诸如基于LED的照明单元之类的照明单元的驱动器。
图1示出了根据本发明的各种实施例的包括驱动器和一个或多个光源130的照明单元100的功能框图。驱动器包括调节电路120和电流调节器140。在一些实施例中,光源130包括一个或多个LED。
在一些实施例中,调节电路120接收AC电源电压110,尤其是由电网产生的具有在大约50Hz与60Hz之间的主频率的所谓的“干线”电压,例如在诸如欧洲国家之类的一些国家是50Hz,而在诸如美国之类的其它国家是60Hz。调节电路120将AC电源电压110转变为适合于驱动光源130的电压。具体而言,调节电路120对所接收到的AC电源电压110进行调节以向光源130提供功率,其中该功率具有非零DC分量和AC分量,并且AC分量在四倍于主频率的频率处(例如在大约200Hz或大约240Hz的频率处)的幅度大于AC分量在主频率处的幅度,并且也大于AC分量在主频率的二次谐波处的幅度。有益的是,提供给光源130的功率的AC分量在四倍于AC电源电压110的主频率的频率处的幅度比AC分量在主频率处以及主频率的二次谐波处的幅度至少大10倍(ten times greater than)。
图2示出了包括驱动器205和一个或多个光源230的照明单元200的一个示例实施例的电路图。参考图2,驱动器205包括整流器222、电路224、电流调节器240和控制器250。整流器222具有输入和输出,并且被配置为在其输入处接收AC电源电压210,并且其输出被连接到光源230。电路224包括通过以下组件的并联组合连接到整流器222的输出两端的电容器226:(1)包括电阻器228和二极管229的串联组合的第一支路;以及(2)开关器件227。第一支路为电容器226提供充电电流路径,并且(借助于二极管229)阻止电容器226的放电电流流经第一支路。开关器件227为电容器226提供受控的放电电流路径。当开关器件227断开时,开关器件227具有第一阻抗,并且当开关器件227闭合时,开关器件227具有小于第一阻抗的第二阻抗。电流调节器240(有益地,该调节器可以是线性电流调节器)与光源230串联连接,并且对经过光源230的电流进行调节。控制器250控制开关器件227的开关操作,下面将更详细地说明。
在一些实施例中,光源230包括一串高电压LED。有益地,这个LED串的电压的工作电压在AC电源电压210的RMS的100%到140%的范围内,优选在110%到130%的范围内并且最优选在120%到125%的范围内。
现在将参考图3说明驱动器205的示例操作,图3示出了电压和电流波形以用于说明目的。波形310示出了在没有电路224和230的情况下整流器222的输出电压的样子。从图3中可以看出,整流后的电压波形具有周期TR,该周期TR是AC电源电压110的周期TM的一半,并且因此整流后的波形的主频率是AC电源电压110的主频率的两倍,或者通常是大约100Hz或120Hz。波形320示出了在有电路224和230的情况下在整流器222的输出处的总线电压VBUS。波形330示出了经过光源230的电流ILED
操作上,整流器222接收AC电源电压210并将输出电压提供给电容器226和光源230。电容器226通过电阻器228和二极管229充电,并且通过开关器件227放电。更具体而言,当开关器件227断开时电容器226被充电,并且当开关器件227闭合时电容器226放电。作为开关器件227的开关操作的结果,AC电源电压110的每个周期TM(事实上,每个周期TR=TM/2)可以被分成至少两个部分:(1)第一部分或时段T1,在该部分中,开关器件227断开并且其中总线电压VBUS和经过光源230的电流ILED由整流器222的输出控制;以及(2)第二部分或时段T2,在该部分中,开关器件227闭合并且其中总线电压VBUS和经过光源230的电流ILED由电容器226控制。如图3中的波形330所示,第一和第二部分T1和T2在AC电源电压210的每个周期TM内重复。有益地,AC电源电压210的每个周期TM还包括第三部分或时段T3,在该部分中光源230不被驱动并且经过光源230的电流ILED为零或大约为零,如波形330中所示。
如图3中所示,开关器件227在瞬时整流后的AC电源电压的预定阈值水平(VSWITCH-IN)处接通,并且在相同的阈值水平处被关断。有益地,该预定的阈值电压水平VSWITCH-IN被选择以使得时段T1中和时段T2中的LED电流的占空比是相同的,使得光线中的主导分量是AC电源电压210的主频率的四倍(例如大约200Hz或240Hz),并且在图3的波形310中占主导的主频率的二次谐波(例如在100Hz或120Hz处)被大大抑制。为此,光源230两端的电压VSTRING被优选为AC电源电压210的RMS的大约120%~125%。
对于给定的VSTRING值,开关器件227关闭时的电压VSWITCH-IN可以利用以下等式计算。
( 1 ) - - - T a = T M 2 π sin - 1 ( V STRING 2 V M )
其中Ta是每个周期TM中LED电流开始流动的时刻,VM是AC电源电压210的RMS,TM是AC电源电压210的周期;
(2)T1=0.5TM-2Ta
(3)T2=T1=0.5TM-2Ta
( 4 ) - - - V SWITCH - IN = 2 V M sin ( T 2 T M π ) .
在根据等式(1)到(4)选择电压VSWITCH-IN的情况下,周期TR内(因此也是周期TM内)的部分或时段T1(当光源230被整流器222驱动时)和T2(当光源被电容器226驱动时)将彼此相等。按照这种方式,出现在光输出中的AC电源电压210的主频率(例如在50Hz或60Hz处)的二次谐波分量(例如在100Hz或120Hz处)相对于四次谐波处的分量(例如在200Hz或240Hz处)可以被最小化。
具体而言,驱动器205向光源230提供功率,其中所述功率具有非零DC分量和AC分量,并且AC分量在四倍于AC电源电压210的主频率的频率处(例如在大约200Hz或大约240Hz的频率处)的幅度大于AC分量在主频率处的幅度,并且也大于AC分量在主频率的二次谐波处的幅度。有益地,提供给光源230的功率的AC分量在四倍于AC电源电压210的主频率的频率处的幅度比所述AC分量在主频率处以及在主频率的二次谐波处的幅度至少大十倍。在一些实施例中,驱动器可以利用低成本分立组件构建。
图4示出了包括驱动器405和一个或多个光源430的照明单元400的一个示例实施例的详细示意图。驱动器405包括整流器422、电路424、电流调节器440和控制器450、低电压电源460和电流设置电路470。整流器422包括二极管D1/D2/D3/D4并且被配置为在其输入处接收AC电源电压(例如所谓的“干线”电压),并且其输出被连接到光源430。电路424包括通过以下组件的并联组合被连接到整流器422的输出两端的电容器426:(1)包括电阻器428和二极管429的串联组合的第一支路;以及(2)开关器件(例如晶体管)427。第一支路为电容器426提供充电电流路径,并且(借助于二极管429)阻止电容器426的放电电流流经第一支路。开关器件427为电容器426提供受控的放电电流路径。当开关器件427断开时,开关器件427具有第一阻抗,并且当开关器件427闭合时,开关器件427具有小于第一阻抗的第二阻抗。电流调节器440(有益地,该调节器可以是线性电流调节器)与光源430串联连接,并且对经过光源430的电流进行调节。控制器450控制开关器件427的开关操作。
在一些实施例中,光源430包括一串高电压LED。有益地,这个LED串的工作电压在AC电源电压的RMS的100%到140%的范围内,优选在110%到130%的范围内并且最优选在120%到125%的范围内。
有益地,电流调节器440是线性电流调节器并且包括Darlington晶体管Q 1和Q2。利用围绕Q3建立的线性电压调节器从AC电源电压中得到低电压电源460。电流设置电路470包括围绕Q9建立的电压跟随器,用于向电流调节器440提供(DC)控制电压。
现在将说明驱动器405的示例操作。图5示出了针对驱动器405的示例性电压和电流波形。具体而言,图5示出了针对DC总线电压VBUS的波形510以及针对LED电流ILED的波形520。作为开关器件427的开关操作的结果,AC电源电压的每个周期TM可以被分成至少两个部分:(1)第一部分或时段T1,在该部分中,开关器件227断开并且其中总线电压VBUS和经过光源430的电流ILED由整流器422的输出控制;以及(2)第二部分或时段T2,在该部分中,开关器件427闭合并且其中总线电压VBUS和经过光源430的电流ILED由电容器426控制。
在操作中,AC电源电压被提供给整流器422,并且还被提供给“第二整流器”,该第二整流器由整流器422的二极管D3和D4以及在节点409处被极性相反地连接到彼此的二极管407和408构成。节点409处的电压可以是整流后的AC电压(类似于图3中的波形310),并且被提供给控制器450中的电阻器R3。控制器450包括若干个双极晶体管和电阻器。具体而言,电阻器R3、R5、R6和R13构成电阻分压器,该电阻分压器设置用于断开和闭合开关器件427的阈值电压VSWITCH-IN并且确定如图5中所示的时间段T1和T2。当节点409处的电压大于VSWITCH-IN时,电容器426通过电阻器428和二极管429充电,并且当节点409处的电压小于VSWITCH-IN时,电容器426通过开关器件427放电。
图6示出了在AC电源电压的主频率在50Hz处的情况下由图4的驱动器405提供给光源430的功率的示例频谱600。可以看到,提供给光源430的功率的主导频率分量在200Hz或AC电源电压的四次谐波处。当然在主频率为60Hz的情况下,四次谐波以及被提供给光源430的功率的主导频率分量将在240Hz处。如图6中所示,二次谐波分量(例如在100Hz处)被大大抑制。
总体来说,由驱动器405提供给光源430的功率的AC分量在四倍于AC电源电压的主频率的频率处的幅度大于AC分量在主频率处的幅度,并且也大于AC分量在主频率的二次谐波处的幅度。有益地,提供给光源430的功率的AC分量在四倍于AC电源电压的主频率的频率处的幅度大于所述AC分量在主频率处以及在主频率的二次谐波处的幅度至少大十倍。因此,与其中光源仅仅由整流器的输出驱动的照明设备相比,人眼所感觉到的闪烁可以被减少。
虽然这里已经描述并图示了若干个发明实施例,但是本领域普通技术人员将很自然地设想出用于执行这里所描述的功能并且/或者得到这里所描述的结果和/或一个或多个优点的各种其它方式和/或结构,并且每个这样的改变和/或修改都被认为是在这里所描述的发明实施例的范围内。更宽泛来说,本领域技术人员将很容易理解这里所描述的所有参数、尺寸、材料和配置都是示例性的并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于本发明教导被用于的特定应用。本领域技术人员将意识到或者只是使用常规实验就能够确定很多本文所描述的特定发明实施例的等同内容。因此,应当理解前述实施例只是作为示例而被提供,并且在所附权利要求及其等同物的范围内,独创实施例可以按照不同于所描述和要求保护的具体方式的其它方式实现。本公开的独创实施例针对于本文所描述的每个独立的特征、系统、物体、材料、套件和/或方法。此外,两个或多个这样的特征、系统、物体、材料、套件和/或方法的任意组合被包括在本公开的发明范围内,只要这些特征、系统、物体、套件和/或方法不是相互矛盾的。
本文所定义和使用的所有定义应当被理解为优先于(controlover)字典的定义、在通过引用被合并的文档中的定义以及/或者所定义的术语的普通含义。
本文用在说明书和权利要求中的不定冠词“一个”应当被理解为表示“至少一个”,除非明确被指明为不是。
本文用在说明书和权利要求中的短语“和/或”应当被理解为被这样连接的元素中的“一个或两者”,所述元素即在一些情况下联合出现而在其它情况下不联合出现的元素。用“和/或”列出的多个元素应当按相同的方式被理解,即被这样连接的元素中的“一个或多个”。除了由“和/或”短语特别指定的元素以外的其它元素可以可选地出现,不管这些元素与那些被特别指定的元素有关还是无关。因而,作为非限制性示例,对“A和/或B”的引用在结合诸如“包括”之类的开放式语言使用时在一个实施例中可以只指A(可选地包括B以外的元素);在另一实施例中,可以只指B(可选地包括A以外的元素);在又一实施例中,可以指A和B(可选地包括其它元素);等等。
本文用在说明书和权利要求中的“或”应当被理解为具有与上述“和/或”相同的意思。例如,当分隔列表中的项目时,“或”或者“和/或”应当被理解为包含性的,即包括多个或所列元素中的至少一个元素,也包括多个或所列元素中的不止一个元素,并且可选地包括附加的未被列出的项目。只有被明确指明为相反意思的术语(例如“只有一个”或者“就一个”)或者用在权利要求中的“由…构成”才是指只包括多个或所列元素中的一个元素。一般来说,本文所使用的术语“或”应当只在前面有诸如“两者中之一”“…中的一个”或者“…中的唯一一个”之类的排他性术语时被理解为表示排他性替换(即“一个或另一个而不是两者”)。“基本由…构成”被用在权利要求中时应当具有其在专利法领域中所使用的常规意思。
本文在说明书和权利要求所使用的关于一个或多个元素的列表的短语“至少一个”应当被理解为指从该元素列表中的元素中的任意一个或多个元素中选出的至少一个元素,但是不一定包括该元素列表内具体被列出的每个元素中的至少一个并且不排除该元素列表中的元素的任意组合。这种定义还允许除了短语“至少一个”所指的所述元素列表内的被具体标识的元素以外的其它元素可以可选地出现,不管这些其它元素是否与被具体标识的那些元素有关还是无关。因而,作为非限制性示例,“A和B中的至少一个”(或者,等同地,“A或B中的至少一个”,或者,等同地,“A和/或B中的至少一个”)在一个实施例中可以指至少一个(可选地包括多于一个)A,没有B出现(并且可选地包括B以外的元素);在另一实施例中,可以指至少一个(可选地包括多于一个)B,没有A出现(并且可选地包括A以外的元素);在另一实施例中,可以指至少一个(可选地包括多于一个)A和至少一个(可选地包括多于一个)B(并且可选地包括其它元素);等等。
还应当理解除非明确指明为相反的意思,在包括不止一个步骤或动作的本文所要求保护的任何方法中,该方法的步骤或动作的顺序不局限于该方法的这些步骤或动作被描述的顺序。
本文所使用的术语“近似”“大约”和“将近”分别表示在10%以内,并且术语“基本上”表示至少75%。
此外,出现在权利要求中的括号内的标号仅仅是为了方便而提供的,不应当被诠释为以任何方式限制权利要求。
在权利要求以及以上的说明书中,诸如“包括”、“承载”、“具有”、“包含”、“涉及”、“保持”等之类的所有过渡短语应被理解为开放式的,即表示包括但不限于。只有过渡短语“由…构成”和“基本由…构成”应当分别是封闭式或半封闭式过渡短语。

Claims (17)

1.一种用于提供功率以驱动至少一个光源(230、430)的驱动器(200、400),所述驱动器包括:
具有输入和输出的整流器(222、422),其中所述整流器被配置为在其输入处接收AC电源电压(210),并且其中所述整流器输出被连接到所述至少一个光源;
连接到整流器输出两端的电容器(226、426);以及
提供用于所述电容器的受控放电电流路径的开关器件(227、427);
其中在所述AC电源电压的周期(TM)的第一部分(T1)期间所述至少一个光源被所述整流器输出驱动以及所述电容器的放电电流被阻止,其中所述至少一个光源在所述AC电源电压的所述周期的第二部分(T2)期间被所述电容器驱动,其中所述AC电源电压的所述周期的所述第一部分和第二部分具有相同的持续时间。
2.根据权利要求1所述的驱动器(200、400),其中所述至少一个光源在所述AC电源电压的所述周期的第三部分(T3)期间不被驱动。
3.根据权利要求1所述的驱动器(200、400),其中所述电容器与以下组件的并联组合相串联地连接到所述整流器输出两端:(1)第一支路(228/229、428/429),所述第一支路提供用于所述电容器的充电电流路径并且阻止所述电容器的放电电流流经所述第一支路;以及(2)所述开关器件(227、427),其中当所述开关器件断开时所述开关器件具有第一阻抗,并且当所述开关器件闭合时所述开关器件具有小于所述第一阻抗的第二阻抗。
4.根据权利要求3所述的驱动器(200、400),还包括彼此极性相反地连接到所述整流器输入两端的一对二极管(407/408),并且在所述一对二极管之间的节点(409)处提供整流后的电压。
5.根据权利要求4所述的驱动器(200、400),还包括配置为控制所述开关器件的控制器(250、450),其中当所述整流后的电压大于阈值电压(VSWITCH-IN)时所述控制器控制所述开关器件断开,并且当所述整流后的电压小于所述阈值电压时控制所述开关器件闭合。
6.根据权利要求4所述的驱动器(200、400),其中当所述整流后的电压大于阈值电压时所述开关器件断开,并且其中当所述整流后的电压小于所述阈值电压时所述开关器件闭合。
7.根据权利要求1所述的驱动器,还包括被配置为与所述至少一个光源串联连接的线性电流调节器(240、440)。
8.根据权利要求1所述的驱动器,其中所述AC电源电压(210)具有在50Hz到60Hz之间的主频率,并且其中所述驱动器向所述至少一个光源提供功率,该功率具有非零DC分量和AC分量,并且其中所述AC分量在四倍于所述主频率的频率处的幅度大于所述AC分量在所述主频率处的幅度。
9.一种用于提供功率以驱动至少一个光源(130)的驱动器,所述驱动器包括:
与所述至少一个光源串联连接的电流调节器(140);以及
调节电路(120),包括:
具有输入和输出的整流器(222、422),其中所述整流器被配置为在其输入处接收AC电源电压(210),并且其中所述整流器输出被连接到所述至少一个光源;以及
连接到整流器输出两端的电容器(226、426);
其中在所述AC电源电压的周期(TM)的第一部分(T1)期间所述至少一个光源被所述整流器输出驱动,其中所述至少一个光源在所述AC电源电压的所述周期的第二部分(T2)期间被所述电容器驱动,其中所述AC电源电压的所述周期的所述第一部分和第二部分具有相同的持续时间;
其中所述至少一个光源在所述AC电源电压的所述周期的第三部分(T3)期间不被驱动。
10.根据权利要求9所述的驱动器(100),其中所述驱动器(100)被配置为接收具有在50Hz到60Hz之间的主频率的AC电源电压(110),并且还配置为调节所接收到的AC电源电压以提供功率给所述至少一个光源,其中所述功率具有非零DC分量和AC分量,并且其中所述第三部分(T3)在所述第一部分(T1)和所述第二部分(T2)之间,以及所述AC分量在四倍于所述主频率的频率处的幅度大于所述AC分量在所述主频率处的幅度,并且也大于所述AC分量在所述主频率的二次谐波处的幅度。
11.根据权利要求10所述的驱动器(100),其中所述AC分量在四倍于所述主频率的频率处的幅度比所述AC分量在所述主频率处的幅度至少大10倍。
12.根据权利要求9所述的驱动器(100),其中所述调节电路(120)包括:
所述电容器(226、426),具有连接到总线的第一端并且具有连接到以下组件的并联组合的第二端:(1)第一支路(228/229、428/429),所述第一支路提供用于所述电容器的充电电流路径并且阻止所述电容器的放电电流流经所述第一支路;以及(2)提供用于所述电容器的受控放电电流路径的开关器件(227、427),其中当所述开关器件断开时所述开关器件具有第一阻抗,并且当所述开关器件闭合时所述开关器件具有小于所述第一阻抗的第二阻抗。
13.根据权利要求12所述的驱动器(100),其中所述AC电源电压被整流以产生整流后的电压,并且其中当所述整流后的电压大于阈值电压(VSWITCH-IN)时所述开关器件断开,并且其中当所述整流后的电压小于所述阈值电压时所述开关器件闭合。
14.根据权利要求13所述的驱动器(100),其中所述阈值电压(VSWITCH-IN)小于所述至少一个光源(230)两端的电压(VSTRING)。
15.一种驱动至少一个光源(130)的方法,所述方法包括:
接收具有在50Hz到60Hz之间的主频率的AC电源电压(110);并且
将所接收到的AC电源电压应用至整流器(222、422)的输入,其中所述整流器具有连接到总线的第一输出端子,所述至少一个光源也连接到所述总线,并且其中所述整流器具有接地的第二输出端子;并且
选择性地将电容器(226、426)的第二端子切换到接地,其中所述电容器的第一端子被连接到所述总线,
其中在所述AC电源电压的周期(TM)的第一部分(T1)期间所述至少一个光源被所述整流器驱动并且所述电容器的放电电流被阻止,其中所述至少一个光源在所述AC电源电压的所述周期的第二部分(T2)期间被所述电容器驱动,其中所述AC电源电压的所述周期的所述第一部分和第二部分具有相同的持续时间。
16.根据权利要求15所述的方法,其中所述至少一个光源在所述AC电源电压的所述周期的第三部分(T3)期间不被驱动并且所述第三部分(T3)在所述第一部分(T1)和所述第二部分(T2)之间。
17.根据权利要求15所述的方法,其中调节所接收的所述AC电源电压包括:
响应于所述接收到的AC电源电压,提供功率到与电流调节器(140)串联连接的所述至少一个光源,其中所述功率具有非零DC分量和AC分量,并且其中所述AC分量在四倍于所述主频率的频率处的幅度大于所述AC分量在所述主频率处的幅度,并且也大于所述AC分量在所述主频率的二次谐波处的幅度。
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