CN104335680A - 用于照明驱动器电路的辅助电源 - Google Patents

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CN104335680A CN201380015253.XA CN201380015253A CN104335680A CN 104335680 A CN104335680 A CN 104335680A CN 201380015253 A CN201380015253 A CN 201380015253A CN 104335680 A CN104335680 A CN 104335680A
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Abstract

公开了用于将辅助电力供给至照明驱动器电路的技术。辅助电源可以用于例如将辅助电力提供给驱动LED串的电流源。在一些实施例中，LED串被有效地用作串联电阻器以对提供辅助电压Vaux的电容器充电。一旦电容器被充电到给定阈值，LED串就可以与电容器断开连接，并且通过所述LED串的电流旁路所述辅助供给电路。因此，电流源提供通过LED串的电流，电流进而可以被有选择地馈送到辅助电源以将辅助电力提供回电流源或将辅助电力提供给另外电路。

Description

用于照明驱动器电路的辅助电源
相关申请
本申请要求于2012年1月20日提交的美国临时申请No.61/588,838的优先权，通过对该临时申请的整体进行引用而将其合并于此。
技术领域
本申请涉及照明驱动器电路，并且更具体地涉及用于照明驱动器电路（诸如非隔离恒定电流LED驱动器）的辅助电源。
背景技术
将辅助电流源提供给照明驱动器电路可能牵涉提供一个或更多个低电压DC电源。线性电压调节器可以提供这些辅助低电压DC供给电压。这样的辅助源牵涉大量不寻常的挑战。
附图说明
图1a示出用于包括将辅助电力提供给LED驱动器的其它电路的线性调节器的LED照明系统的电路设计。
图1b示出具有辅助电源的LED驱动器的另一电路设计。
图2a示出根据本发明一个实施例所实现的利用辅助电源中的LED电流的LED驱动器的电路设计。
图2b示出根据本发明另一实施例所实现的利用辅助电源中的LED电流的LED驱动器的电路设计。
图2c图解根据本发明一个实施例的借助n个电流源IS1至ISn对n个LED串供电的具有n个通道的多通道LED驱动器。
图2d示出作为时间的函数的图2a-图2c的Vaux的曲线图（假设ILED和Iaux是恒定电流，这在几乎所有与实际应用有关的情况下是良好的近似）。
图2e图解根据本发明一个实施例的对LED串LED1-LEDn供电并且包括提供辅助电压的两个辅助供给的具有n个通道的多通道LED驱动器。
图2f图解根据本发明一个实施例的将电力从多个LED串提供给辅助供给的多通道LED驱动器。
图2g图解根据本发明一个实施例的将电力从多个LED串提供给辅助供给的多通道LED驱动器，其中，辅助供给内的开关可以被独立地控制。
图3示出根据本发明一个实施例所实现的利用辅助电源中的LED电流的LED驱动器的替换电路设计。
图4示出根据本发明一个实施例所实现的包括LED的多个串联子组的LED驱动器的替换电路设计。
图5a示出根据本发明一个实施例所实现的将升压转换器用作电流源的LED驱动器的电路设计。
图5b示出根据本发明一个实施例所实现的将降压转换器用作电流源的LED驱动器的电路设计。
图6a示出根据本发明一个实施例的在没有线路同步的情况下具有多个LED串和辅助电源的特定LED驱动器电路。
图6b示出根据本发明一个实施例的在线路同步的情况下具有多个LED串和辅助电源的特定LED驱动器电路。
具体实施方式
公开了用于将辅助电力供给至照明驱动器电路的技术。辅助电源可以用于例如将辅助电力提供给驱动LED串的电流源。在一些示例实施例中，LED串有效地用作串联电阻器，以对提供辅助电压Vaux的电容器充电。在这样的情况下，进入到串联电阻（LED串）的电力是无损电力（如其在将常规线性调节器的情况下那样），因为LED无论如何都需要被供电以提供光。一旦Vaux电容器被充电到辅助电力源的标称电压，LED串就可以与电容器断开连接，并且通过LED串的电流旁路辅助电源电路。因此，电流源提供通过LED串的电流，电流进而可以被馈送到辅助电源，以将辅助电力提供回电流源，和/或将辅助电力提供给其它电路。在辅助电源内存在足够的电荷之后，开关可以将辅助电源与LED电流断开连接。驱动器可以从AC或DC输入被供电。根据本公开，大量配置和变形将是明显的。
概述
如先前所指出那样，在照明驱动器电路中提供辅助源牵涉大量不寻常的挑战。例如，即使线性调节器归因于其操作性质而将是理想组件，典型地用于提供这样的辅助源的线性调节器中所耗散电力也可能产生显著的电力损耗。更详细地，照明驱动器电路可能要求内部电力源来提供其自身的功能。照明驱动器电路可以包括例如LED驱动器、用于荧光照明系统的电子镇流器、白炽照明电路、用以控制其它照明电路或其它合适的照明电路的器件。在LED驱动器的情形下，内部电力源将简单地对将恒定电流供给至LED串的核心功能供电。现代驱动器同样可以合并有附加能力（诸如通信、亮度和色彩控制）。无论功能如何，为了针对整个驱动器实现高效率，高效率的辅助电力源是期望的。图1a示出用于包括将辅助电力提供给LED驱动器的其它电路的线性调节器的LED照明系统的电路设计。如可见那样，在该特定示例中，电路的输入级包括AC源101，其将信号提供给电压整流器102，电压整流器102连接到电容器103。在其它实施例中，AC输入级在DC供给驱动器的情况下可能是不必要的。在该示例中，输入级将电压Vin提供给电流源110，电流源110提供通过LED串111的恒定电流ILED。在一些实施例中，电流源110可以是将电流提供给LED的开关模式转换器或线性调节器。在该示例中，输入级还连接到线性调节器，线性调节器表现为可变串联电阻，将期望的输出Vaux提供给其它电路，所述其它电路可以包括LED驱动器的控制电路（微控制器电路，电力级的控制件、与光管理系统/整体控制系统/构建自动化系统的通信部件、其它通常电路等）。图1b示出用于基于实现线性电压调节器的非隔离恒定电流LED驱动器的LED照明系统的电路设计。如可见那样，AC源101将信号提供给电压整流器102和辅助电源，电压整流器102连接到电容器103。辅助电源是线性电压调节器，包括电容器104和109、齐纳二极管106、二极管107、电阻器105和晶体管108。晶体管108的输出将辅助电流Iaux和辅助电压Vaux提供给电流源110。该设计中的恒定电流源110仅要求单个辅助供给电压，并且提供通过LED串111的恒定电流。跨线性调节器的电压降乘以控制电路所汲取的辅助电流确定所耗散并且因此损耗在线性调节器中的的电力。尤其是在具有高输入电压的应用中（例如使干线电力驱动器断开），所耗散的电力可能是大量的，并且可能减小LED驱动器的整体效率和/或热性能。如果图1b所示的电路的输入电容器103大，则电容器上的纹波电压将是小的。在此情况下，电容器电压Vin将接近峰值线路电压（例如，对于120Vac线路而言标称地为170V）。假设辅助电源必须提供等于大约5V的辅助电压Vaux以及等于大约20mA的辅助电流Iaux，则理想线性调节器中的所耗散的电力将是(Vin–Vaux)*Iaux = (170V-5V)*20mA = 3.3W。考虑到所提供的辅助电力仅为5V*20mA = 0.1W，这是显著的电力损耗。在另一驱动器设计中，图1b所示的电路的输入电容器103小，从而整流器102的电压输出Vin以正弦形状在0V与170V之间变化。因此，辅助电源中的平均电力损耗并不如在更大电容器的情况下那样大，但仍然是显著的。为了缓解线性调节器的缺点，可以使用基于（单机）开关模式电力转换器的辅助电源。然而，由于开关模式电源通常比线性调节器更复杂，因此它们可能要求附加的设计努力、印刷电路板上的更多空间，并且同时，它们可能将复杂度、潜在的EMI问题以及附加的成本加入到产品。
因此，并且根据本发明实施例，公开用于通过利用现有LED串电流来对辅助电源进行馈送来更有效率地将辅助电力提供给恒定电流LED驱动器的电子器件的技术。根据一些实施例，所述技术可以通常利用相对于常规技术更少的组件来提供辅助电力而被实现，因此与单机辅助开关模式电源相比还增加了成本效率以及可制造性。根据一个特定实施例，无需磁性元件，并且仅加入两个电力组件：开关和二极管，以将辅助电力提供给所给定的LED驱动器电路。然而，除了非隔离恒定电流LED驱动器之外的实施例也可以受益于在此所提供的技术，如根据本公开将领会的那样。
可以使用大量电路设计来实现利用LED串电流来创建辅助供给电压Vaux的原理，如根据本公开将领会的那样。在利用开关实现的一些示例情况下，如果Vaux落在第一阈值电压之下，则开关控制件关断开关，并且Vaux电容器被LED串电流充电。只要开关打开，Vaux就上升。然而，随着Vaux达到第二阈值电压，开关控制件闭合开关。因此，LED串电流旁路辅助电源电路。阻断二极管可以用于有效地将辅助供给与主电力路径断开连接。
电路架构
图2a图解根据本发明一个实施例的利用LED电流来对辅助电源进行馈送的电路设计。如可见那样，该特定示例实施例包括AC电压源201、整流器202、输入电容器203、LED串209、恒定电流源208和辅助电源电路。辅助电源电路包括电容器204、控制器205、二极管206以及由控制器205控制的开关207。这种利用LED电流来对辅助电源进行馈送的技术是有效的，因为LED驱动器无论如何都必须控制并且提供该LED电流。在替换实施例中，电力源可以是DC电压源、电池或任何另外合适的电力源。
在操作中，通过LED串209的电流被用于创建馈送到恒定电流源208中的辅助电压。更详细地，并且在进一步参照图2a的情况下，在整流器202的输出处的电压标记为Vin，在二极管206的输出处的辅助电压标记为Vaux，通过LED串209的电流标记为ILED，并且从辅助电源电路提供给电流源208的辅助电流标记为Iaux。控制器205连接到二极管206的输出，在这里控制器205可以监控位于电容器204、控制器205和二极管206的节点处的辅助电压Vaux。如果Vaux落在所确定的阈值电压Vth1之下，则控制器205关断开关207。当开关207为断开时，电容器204被流出电流源208并且流过二极管206的LED电流充电。只要开关207打开，Vaux就上升。随着Vaux达到第二阈值电压Vth2，控制器205闭合开关207，并且LED电流旁路二极管206和电容器204，这有效地将辅助供给与主电力路径断开连接。二极管206阻断电流从电容器204流回到电流源208的输出节点和开关207中。无论开关207是打开还是闭合，辅助电流Iaux都被供给至电流源208。
即使恒定电流源208具有低效率（如在作为线性调节器的实现中那样），该特定示例实现也非常有效率。电压Vin–Vaux中的一些将被看作跨LED，并且将不转变为损耗电力，这将是具有纯线性调节器设想的情况。此外，由于充当开关207的晶体管典型地是常闭器件，因此无需启动电路。根据一些实施例，对于辅助电源而言无需单个高电压器件，这将成本保持得低。使电流源208更有效率的任何设计努力（例如通过使用开关模式设想）将相似地使辅助电源更有效率。为了避免开关207中的电力损耗，开关动作可以足够地快速。特别是，如果在LED串电流中人们要求非常小（例如<1%幅度的改变），则可能要求具有十分快速动态响应的电流源，否则LED电流并且潜在地LED源所生成的光可能示出调制。假设相当恒定的LED串电流ILED和辅助电流Iaux，那么调制将在频率上是恒定的。如将领会那样，‘恒定’通常提及不改变或另外地对于给定应用而言仅在可接受的容限内改变的电流。
为了确保甚至在电流源展现差的动态响应的情况下也将感知不到闪烁，电容器204可以保持足够小以确保开关207的开关频率在人眼能够检测的频率之上（例如，fFlicker = 80Hz或更高）。在开关207的断开状态期间，传送到电容器204（C204）的电荷是：Qoff = （ILED - Iaux）*Toff（在此之后被提及为等式1），其中Toff是开关207处于断开状态下的时间持续。在开关207的导通状态期间，从电容器204传送的电荷是：Qon = Iaux*Ton（在此之后被提及为等式2），其中Ton是开关207处于导通状态的时间持续。等式1和2假设ILED和Iaux是恒定电流，并且控制器205所消耗的电流是可忽略的，这两者在与实际应用有关的几乎所有情况下都是良好的近似。在稳定状态下，电容器电压在下电压阈值Vth1与上电压阈值Vth2之间振荡，因此电容器204的电压摆动是Vth2 - Vth1。在稳定状态下，在开关的导通状态和断开状态期间的电气电荷是相等的：Qoff = Qon = C204*(Vth2 - Vth1)（在此之后被提及为等式3），其中C204是电容器204的值。开关207的开关频率是f207 = 1/(Ton + Toff)。该频率与Vaux上的电压纹波的频率是相同的（人们也可以参照用于图解的图2d）。开关周期T被定义为1/f207，并且由以下等式给出：
当开关频率f207等于闪烁频率fFlicker时，电容器204被选取为最大允许容量Cmax，其可以从如下公式计算：
Cmax = Iaux*(ILED - Iaux)/(fFlicker*(Vth2 - Vth1)*ILED)。
对于理想组件，不存在最大允许容量Cmax。同样的情况对于最小允许容量Cmin而言成立。但对于实际应用而言，开关207的最大开关频率可以用于定义电容器204的电容的下限。如先前讨论那样，因为在一些应用中可能期望保持电容器204相对小，所以显著的电压纹波可能出现在辅助电压Vaux上。在严格的电压纹波要求（例如，因为辅助电压用作为用于模数转换器的基准电压）的情况下，这可以通过将该第一辅助电压供给级与第二级进行级联来克服。在一个实施例中，该第二级可以包括在二极管206之后实现以便减少Vaux上的纹波的（参照图3更详细讨论的）低下降线性调节器。
图2b图解根据本发明另一实施例的利用LED电流来对辅助电源进行馈送的电路设计。与图2a所示的实施例相似，该特定示例实施例包括AC电压源201、整流器202、输入电容器203、LED串209、恒定电流源208和辅助电源电路。辅助电源电路包括电容器204、控制器205、二极管206以及由控制器205控制的开关207。在替换实施例中，电力源可以是DC电压源、电池或任何其它合适的电力源。然而，与图2a所示的示例对照，在该示例中，辅助供给电路将辅助电压Vaux和辅助电流Iaux提供给次级电路210，次级电路210可以是LED驱动器的一部分。在一些实施例中，次级电路210可以包括LED驱动器的控制电路（微控制器电路、电力级的控制件、与光管理系统/总体控制系统/构建自动化系统的通信部件、其它通常电路等）。
图2c图解根据本发明一个实施例的借助n个电流源IS1至ISn对n个LED串供电的具有n个通道的多通道LED驱动器。与图2a所示的实施例相似，该特定示例实施例包括AC电压源201、整流器202、输入电容器203和辅助电源电路。辅助电源电路包括电容器204、控制器205、二极管206以及由控制器205控制的开关207。在替换实施例中，电力源可以是DC电压源、电池或任何其它合适的电力源。然而，与图2a所示的示例对照，该当前的LED驱动器示例包括多个电流源IS1、IS2、……ISn以及多个LED串LED1、LED2、……LEDn，多个LED串的每一个具有它们自己的LED电流ILED1、ILED2、……、ILEDn。在该特定示例中，电流源IS1还用于将电力提供给辅助供给电路，然而，任何其它电流源可以用于该目的。在该示例中，辅助供给并不将电力提供给电流源，而是提供给控制级212，控制级212利用控制线路Ct1、Ct2、……Ctn连接到各个电流源。在一个示例实施例中，控制级212可以包括微控制器和发射机&接收机无线电（收发器），以建立与其它无线照明器件的（例如基于紫峰（ZigBee）标准的）无线网格网络通信。在这样的示例中，控制级可以通过经由控制线路Ct1-Ctn命令电流源的设置电流来控制各单独的串电流ILED1至ILEDn。在这样的实施例中，可以通过无线接口来单独地设置每个LED串的光强度。
在该特定示例中，控制线路Ct1-Ctn示出为双向通信线路，其可以用于确认或纠错以及值从电流源到控制级的通信，比如电流源的温度，其可以用于过电压保护目的。在电流源相对紧密接近相应的LED串的情况下，电流源可以将数据传送到用于色彩调谐的控制级，以便抵消LED温度的变化所引起的所发射光的色彩的谱偏移。
在一个特定实施例中，选取具有红色、绿色、蓝色、暖白色和冷白色LED串的5个LED串。在该示例中，一个特定LED串中的所有LED由同种类的LED制成，并且所有5个串的LED被放置在其中所有LED的光被混合的点照明泛光灯（spot lighting luminaire）内部的小印制电路板上，因此利用上面描述的通信和驱动方案以可调谐的色彩和强度进行点照明。在这样的示例中，5通道LED驱动器内的辅助供给可以由可以被电流源IS1进行脉宽调制和/或幅度调制以便调整平均LED电流的行进通过LED串LED1的电流供给。
图2d示出作为时间的函数的图2a-图2c的Vaux的曲线图（假设ILED和Iaux是恒定电流，并且控制器205所消耗的电流是可忽略的，这两者在几乎所有与实际应用有关的情况下都是良好的近似）。该图还给出Vaux的锯齿波形的斜率。
图2e图解根据本发明一个实施例的对LED串LED1-LEDn供电并且包括提供辅助电压的两个辅助供给的具有n个通道的多通道LED驱动器。在该示例实施例中，两个辅助供给提供辅助电压Vaux1和Vaux2。Vaux1可以将电力提供给控制级212。在该特定实施例中，控制级212包括微控制器，其通过0-10V调光接口（未示出）来读取用于第二LED串LED2的期望调光级别，并且通过单向通信线路Ct来设置电流源IS2的设置电流。在该特定示例中，第一辅助电源电路（辅助供给1）包括电容器204、控制器205、二极管206以及由控制器205控制的开关207。在替换实施例中，电力源可以是DC电压源、电池或任何其它合适的电力源。在所示的示例中，第二辅助供给（辅助供给2）包括二极管216、开关217、控制器215和电容器214。Vaux2可以被供给至LED驱动器外部的电路——在该特定情况下，供给至电机218（其为一个这样的实施例中的用于冷却LED布置的风扇的一部分）-。电机可以被连接到驱动器上的端子（与提供对LED串的连接的端子相似）。在本发明的其它实施例中，多个辅助供给可以被实现以提供附加的辅助电压以操作LED驱动器内或甚至LED驱动器外部的电路。将以与图2e中所图解的两个相似的方式来创建独立的辅助供给区段。
图2f图解根据本发明一个实施例的将电力从多个LED串提供给辅助供给的多通道LED驱动器。该特定示例实施例包括AC电压源201、整流器202、输入电容器203和辅助电源电路。该当前的LED驱动器示例包括多个电流源IS1、IS2、…ISn以及多个LED串LED1、LED2、……LEDn，多个LED串的每一个具有它们自己的LED电流ILED1、ILED2、……ILEDn。该示例还包括具有控制器205、电容器204、连接到数目为n个的LED串LED1-LEDn的数目为n个的开关S1-Sn以及数目为n个的二极管D1-Dn的辅助供给。在该示例中，辅助供给将辅助电力提供给控制级212，控制级212通过控制线路Ct1-Ctn连接到各个电流源IS1-ISn，如参照图2c所描述的那样。在该特定示例中，辅助供给可以从所有任何LED串（ILED1至ILEDn）接收电流，以便创建辅助电压Vaux和辅助电流Iaux。控制件212可以同时打开或闭合所有开关S1-Sn，并且允许LED电流ILED1-ILEDn流过二极管D1-Dn。这样的实施例可以有助于缓解对最小调光的限制。在图2c所示的实施例中，人们至此仅能够向下对串LED1调光，直到时间（均值）平均的LED电流<ILED1>等于所消耗的时间（均值）平均的辅助电流<IAux>。在图2f所示的示例电路中，约束是更松弛的，以使得时间平均的LED电流等于<ILED1 + ILED2 + ……ILEDm>，并且在不落在时间平均的辅助电流<IAux>之下的情况下允许任何一个单独LED串的增加的调光。
图2g图解根据本发明一个实施例的将电力从多个LED串提供给辅助供给的多通道LED驱动器，其中，辅助供给内的开关可以被独立地控制。除了图2g针对辅助供给使用甚至更一般化的方法之外，图2g所示的电路与图2f所图解的电路相似：辅助供给的控制件205可以独立地控制所有开关。该特定示例电路包括图2f所示的所有元件以及控制线路Ct0。在这样的实施例中，控制线路Ct0可以允许控制件205接收关于所有电流源IS1-ISn的设置电流的信息。利用该信息，控制件205能够选择一个或更多个开关以取决于电容器204的电荷的状态而周期性地进行动作，如先前描述那样。取决于控制件205中所实现的控制方法，控制件可以能够取决于实际LED电流和所要求的辅助电流IAux（其可以由控制件通过测量IAux或通过计算IAux而推导出）来改变开关模式。由于电容器204的电容、与辅助电压VAux相同的电容器电压、所有LED电流以及开关的开关状态是已知的，因此计算IAux是可能的。）。
在一个示例实施例中，每当辅助电压VAux达到下阈值电平Vth1（参见图2d）时，这些开关的组合就被关断，这使通过二极管D1-Dn的电流之和变为尽可能接近于辅助电流IAux的两倍。在一个这样的实施例中，每一周期仅决定一次哪些开关将被关断（并且这些开关将在整个“半周期”内保持断开）。当达到上阈值电平Vth2时，所有开关可以被接通。通过尝试使二极管电流之和尽可能接近于辅助电流的两倍，电容器的充电和放电时间将大约是相同的，并且此外，不管针对不同LED串所设置的实际调光级别如何，VAux上的纹波的频率都将是相对恒定的。纹波的相对恒定频率转变为这样的事实：避免非常高和非常低的开关速度（评注：如果二极管电流之和将被选取为仅稍微在IAux之上，则人们将以非常低的开关速度结束。如果二极管电流之和将比IAux大得多，则人们可能以非常高的开关速度结束，导致204的非常快的充电。）。非常高的开关速度是更不期望的，因为这可能导致减少的效率。非常低的开关速度也是更不期望的，因为在这样的情况下，闪烁可能在电流源的非理想动态行为的情况下在视觉上是可感知的。
在另一示例实施例中，控制器205与控制级212之间的双向通信也允许212动态地调整电流源的设置电流，以便缓解归因于如果电流源IS1-ISn则非理想动态响应的在LED电流上的潜在效应。在一个这样的实施例中，为了允许控制级212实现这种动态改进，控制器205将预期的开关事件（即哪些（多个）开关将在Δt = 30微秒后打开或闭合）传送到控制级212。控制器205通过假设204上的电压改变速率将是恒定的来确定意味着何时将这样的消息发送到212的正确定时。在一个示例实施例中，无论开关是接通还是关断都使用用于所有电流源的30微秒的固定时间跨段。在另一个这样的实施例中，基于电流源的动态响应和通信速度以及特定实施例中所使用的方法来选择时间跨段Δt，因此这在其它实施例中将是不同的。
图3示出根据本发明一个实施例的包括提供最终的辅助电压Vaux的线性调节器的恒定电流LED驱动器的电路图。该电路由AC电压源301供电，AC电压源301连接到整流器302。在替换实施例中，电力源可以是DC电压源、电池或任何其它合适的电力源。整流器302连接到输入电容器303和LED串312。示例电路还包括恒定电流源311和辅助电源，辅助电源包括电容器307、二极管309、控制器308、开关306和310、线性调节器305以及与调节器305关联的阻断电容器304。阻断电容器304与电容器307相比具有显著更小的容量（在一个实施例中，304具有307的容量的一百倍）。调节器减少Vaux0中出现的电压纹波，并且产生辅助电压输出Vaux。在该特定实施例中，开关306和310由控制器308控制。当电路初始地开启时，开关306和310都打开，从而在二极管309的输出处的电压（Vaux0）开始接近第二阈值电压Vth2。当Vaux0达到Vth2时，控制器308接通这两个开关，引起辅助电流Iaux从充电的电容器307提供给电流源311。在此时之后，开关306可以保持导通，直到系统供电下降。随着电容器307放电，Vaux0减小。当达到电压阈值Vth1时，控制器308打开开关310，引起电流流过二极管309，对电容器307重新充电，直到再次达到阈值电压Vth2。因为开关306保持导通，所以在电容器307重新充电的同时，辅助电流Iaux继续被提供给电流源311。
附加开关306防止在启动时电容器307的放电以及电路可能从不完全启动的潜在问题。通过直到电容器307被充足地充电才提供任何辅助电力，可以实现成功的启动。对于在低输入电压下启动而言以及在具有关联开关的非常长的LED串的情况下，这种附加开关可能是特别有益的。开关306延迟将辅助电流提供给电流源311，直到电容器307被充足地充电，以便保证在启动时电容器307上的电压将更快速地达到阈值值Vth2。
在非常长的LED串的情况下，可以使用常闭开关。这种实现允许最大数量的LED在启动时出现。为了实现良好的效率，可以按以下方式来选取LED的总数：甚至在高线路电压处以及在线路电压的尖峰处，跨电流源的电压降也低。在标称或甚至低输入电压下，仅非常小的LED串电流将在启动时流动以初始地对电容器307充电。在其中辅助电流高于初始LED电流的情况下,如果Iaux被初始地应用于电流源311,则电路可能并不正确地启动。在这样的情况下，具有附加开关306可能因此是有利的。
图4示出根据本发明一个实施例的具有“零能量存储驱动器”所驱动的LED串的LED驱动器电路的特定实施例。在此，“零能量存储驱动器”理解为在主电力路径中没有显著能量存储的LED驱动器，然而，LED驱动器的控制部分内的容性和/或感性能量存储可能仍然出现。对于某些应用而言，“零能量存储驱动器”可能是非常合适的，因为这样的驱动器可以被制作得小并且低成本。该特定实施例由连接到电压整流器402的AC电压源401供电。在替换实施例中，电力源可以是DC电压源、电池或任何其它合适的电力源。电压整流器402的输出（具有电压Vin）连接到输入电容器403。电路还包括LED串429、430和431，LED串429、430和431的每一个分别与开关426、427和428并联连接。开关426-428中的每一个由控制电路425控制。在一个示例实施例中，控制电路425包括微控制器。控制电路425还连接到两个并联分压器和辅助电源。第一分压器包括电阻器405-406，并且第二分压器包括电阻器407-408。在该特定实施例中，电阻器404和接通并且关断开关426-428的控制电路425实现电流源的功能。在一个特定示例实施例中，虽然可以使用任意数目的合适的开关器件，但可以由增强模式N沟道MOSFET（常闭器件）以及合适的门驱动电路来制成开关426-428。在一个示例实施例中，控制电路425基于通过电阻器404的电流来确定有多少开关需要处于“导通”状态下。利用两个分压器405-406以及407-408通过差分测量跨电阻器404的电压降来感测该电流。微控制器可以基于输入电压来使通过LED的电流（ILED）的设置值变化，以便实现期望的功率因数。由于已经测量了电阻器分压器405-406的电压，因此输入电压对于微控制器已经是已知的。该特定实施例图解具有微控制器所控制的三个开关的三个串联LED串，然而，本发明不限制于任何特定数目的LED子组或开关，并且很多不同的实现根据本公开将是明显的。
控制电路425还连接到辅助电源，辅助电源在该特定实施例中包括线性调节器410、与调节器410关联的阻断电容器409、二极管411、晶体管412和414、电阻器413、电容器415、齐纳二极管418、电阻器416-417和419-420、比较器421、二极管422、晶体管423以及二极管424。晶体管412和414可以是常闭器件，被设计成使得电容器415上的电压在启动时将快速增加，并且直到晶体管412接通将不存在提供给控制电路425的Iaux。二极管422的输出提供初始辅助电压Vaux0。比较器421是滞后的，并且由电阻器420设置滞后量Vth2 - Vth1。除了电阻器420之外，阈值电压Vth2和Vth1还由齐纳二极管418以及分压器417和419的电阻器设置。Vth2和Vth1是阈值电压，Vaux0被晶体管423维持在Vth2和Vth1之间。当晶体管423处于断开状态时，LED电流可以通过二极管422并且对电容器415充电，直到Vaux0达到阈值电压Vth2。当达到Vth2时，晶体管423接通，旁路二极管422和电容器415。调节器410可以减少电压纹波并且将辅助电流Iaux和辅助电压Vaux提供给控制电路425。Vaux0的稳定状态平均可以计算为Vaux0 = （Vth2 - Vth1）/2，并且由用作为基准电压源的齐纳二极管418定义。第一时间比较器421从低输出切换到高输出，晶体管414的栅极通过二极管424被拉高。这接通晶体管414，并且此后立即接通晶体管412。晶体管412的状态可以然后锁定在导通状态，直到通过二极管411使电力离开电路。
图5a示出根据本发明一个实施例的将升压转换器用作电流源的LED驱动器电路设计。在该特定实施例中，DC电压源501将电压VDCin提供给电路。在替换实施例中，电力源可以是AC电压源、电池或任何其它合适的电力源。电压源并联连接到输入电容器502。LED驱动器电路还包括电感器503、二极管507、输出电容器508、电流感测电阻器506、控制电路504、由控制电路504控制的开关505、LED串513和辅助电源。该实施例中的辅助电源包括电容器509、控制器510、二极管511和开关512。通过LED串513出现的任何纹波可能显著地减少效率；因此电容器508进行动作以减少通过LED串的纹波。控制器510连接到二极管511的输出，在这里其可以监控位于电容器509、控制器510和二极管511的节点处的辅助电压Vaux。如果Vaux落在所确定的阈值电压Vth1之下，则控制器510关断开关512，并且电容器509可以由流过LED串513和二极管511的LED电流ILED充电。只要开关512打开，Vaux就上升。随着Vaux达到第二阈值电压Vth2，控制器510闭合开关512，引起LED电流旁路二极管511和电容器509，将辅助供给与主电力路径断开连接。辅助电流Iaux是从辅助电源电路提供给控制电路504的电流。
该特定示例实施例利用升压转换器作为电流源以驱动LED串513。升压转换器由驱动开关505的控制电路504控制，并且电阻器506可以感测开关电流。从辅助电源电路提供给控制电路504的电压Vaux用于两个目的：其用于对控制器供电，并且还通过分析电压纹波来测量电流ILED。控制电路504测量Ton、Toff。阈值电平Vth1和Vth2由设计固定，但也可以由控制电路504测量（例如，针对改进的精度）。由于电容器509的容量C509是已知的，因此被传送到电容器509以及从电容器509传送出的电荷是已知的，控制电路504能够通过以下公式来确定Iaux和ILED：
Iaux = C509*(Vth2-Vth1)/Ton，以及
ILED = C509*(Vth2-Vth1)/Toff + Iaux，
其得出自上面的等式1至3。间接测量的电流ILED现在可以由控制电路504通过使开关505的占空比变化而用作用于ILED的闭环调节的输入信号。
图5b示出根据本发明一个实施例的LED驱动器电路的另一实施例。在该特定示例实施例中，电压源501、输入电容器502、输出电容器508、LED串513以及辅助电源如参照图5a所描述的那样操作。然而，在该示例情况下，降压转换器用作用于LED串513的电流源。在降压转换器（以及所推导出的拓扑）的情况下，常开开关可以用于允许在启动时对电容器509充电的某种初始电流。所要求的发明并不意图被限制于任何特定转换器或电流源，并且可以以相似方式来构建使用开关模式转换器的其它实施例。
图6a示出根据本发明一个实施例的在没有线路同步的情况下具有多个LED串和辅助电源的特定LED驱动器电路。该特定实施例由连接到电压整流器602的AC电压源601供电。在替换实施例中，电力源可以是DC电压源、电池或任何其它合适的电力源。电压整流器602的输出（具有电压Vin）连接到输入电容器603。该电路还包括电流源617以及每一个分别与开关621、622和623并联连接的LED串618、619和620。通过闭合开关621、622和623来短路LED串允许使“有效总体LED串”长度变化。LED串618、619和620中的每一个可以由不同数量的LED构成，因此每个LED串可以具有不同的长度。开关621-623中的每一个由控制电路616控制。控制电路616包括微控制器。控制电路616还连接到辅助电源。在一个特定示例实施例中，虽然可以使用任意数目的合适的开关器件，但可以由增强模式N沟道MOSFET（常闭器件）以及合适的门驱动电路来制成开关621-623。该特定实施例图解具有微控制器所控制的三个开关的三个串联LED串，然而，本发明不限制于任何特定数目的LED子组或开关，并且很多不同的实现根据本公开将是明显的。
在该示例实施例中，控制电路616还连接到辅助电源，辅助电源在该特定实施例中包括线性调节器605、与调节器605关联的阻断电容器604、电容器607、齐纳二极管609、电阻器608、610-611和613、晶体管614、比较器612以及二极管615。二极管615的输出提供初始辅助电压Vaux0。比较器612可以是滞后的，并且电阻器613设置滞后量Vth2 - Vth1。除了电阻器613之外，阈值电压Vth2和Vth1还由齐纳二极管609以及分压器610和611的电阻器设置。Vth2和Vth1是阈值电压，Vaux0被晶体管614维持在Vth2和Vth1之间。晶体管614保持Vaux0的。当晶体管614处于断开状态时，LED电流可以通过二极管615并且对电容器607充电，直到Vaux0达到阈值电压Vth2。当达到Vth2时，晶体管614接通，旁路二极管615和电容器607。调节器605可以减少电压纹波并且将辅助电流Iaux和辅助电压Vaux提供给控制电路616。Vaux0的稳定状态平均值可以计算为Vaux0 = （Vth2 - Vth1）/2，并且由用作基准电压源的二极管齐纳609定义。
该特定示例中的控制电路616的任务之一是确保LED串例如在一个完整线路周期上生成期望的光量。这意味着流过LED串618-620的电流被控制。通过（通过控制线路Ct617）命令用于电流源617的设置电流并且——如上面提到那样——通过控制开关621-623来完成控制通过LED串的电流。控制电路616可以考虑瞬时输入电压Vin，例如，以便实现高效率，和/或以便汲取随着时间紧密跟随输入电压的形状的线路电流Iin，以用于实现高功率因数。定义期望的输入电流（其为用于控制电路616所实现的闭环控制的设置电流）的形状将LED电流ILED的形状定义为时间的函数。在一个示例实施例中，输入电容器603小（诸如在具有零或低能量存储的AC LED驱动器的情况下），并且因此，控制电路可以通过取得期望的线路电流Iin的绝对值来容易地推导用于LED电流ILED的设置电流（归因于输入电容器603的低电容，声明LED电流ILED是被整流的线路电流Iin是非常良好的假设）。
把输入电压Vin以及跨辅助电源VAuxD的电压降提供给控制电路616。从这些电压616，可以推导出电压Vava = Vin - VAuxD。Vava是跨“有效总体LED串”和电流源的（可用）电压。Vava可以由如稍后描述的控制电路616中所实现的控制策略使用。在该示例实施例中，代替使用Vava，来自辅助电路的比较器的信号Ct612可以被供给至控制电路616（图6a中示出这两个选项：利用VAuxD和Ct612对616进行供给）。信号Ct612为616提供开关614是导通还是断开的信息。由于辅助电压Vaux是固定的（616得以由辅助电压Vaux供给，因此其可以在616中被测量或使用），因此控制电路616可以推导电压VavaA：
如果Ct612低，则VavaA = Vin - alpha*Vaux，
如果Ct612高，则VavaA = Vin。
（被选取为1以上，例如1.35的）因子alpha计及跨二极管615和线性调节器605的电压降。在与实际应用有关的情况下，VavaA是Vava的良好近似，并且可以代替VavaA来使用（为了更简单的实现）。
意味着随着时间控制开关621-623的在616中所实现的控制策略的一种用以确定“有效总体LED串”长度的示例控制策略基于Vava（或代替地，VavaA）。在必须存在为了电流调节器617执行其操作而留下的某种（潜在地非常小的）电压的约束下，控制电路616可以使“有效总体LED串”长度最大化。控制电路616将接通尽可能多的LED（它们的电压-电流特性是已知的），但仍保持“有效总体LED串”电压在Vava（或代替地，VavaA）以下。可以及时地在任何时刻执行这种优化/最大化。然而，一个优选实施例使用具有微控制器的数字实现，并且仅在预定的时间上的点（例如周期性地每线路周期26次）执行这种优化。
Vava与“有效总体LED串”电压之间的电压差跨电流源617而显现，其通过上面提到的优化而得以最小化。因此，该控制策略使驱动器的效率最大化（特别是，如果电流源基于线性调节器）。所描述的控制策略和电路允许616在无需实际测量或甚至获知实际LED电流的情况下执行其任务。
图6b示出根据本发明一个实施例的在线路同步的情况下具有多个LED串和辅助电源的特定LED驱动器电路。除了辅助供给包括晶体管634、电阻器635、电阻器632-633以及可选齐纳二极管636之外，图6b中的示例电路的结构与图6a相似。在一个示例实施例中，输入电容器603小（诸如在具有零或低能量存储的AC LED的情况下），并且LED串电压将取决于线路电压而变化，并且应实现良好的功率因数。因此，在（远离线路的尖峰的）低瞬时线路电压时，通过LED串的电流可以是Iaux的量级或甚至低于Iaux。在这样的示例中，电容器607必须大小足够大，以能够在这些时间段中供给能量。如果例如电容器607仅每第五线路半周期被重新充电，则这是用于低频率闪烁的电势。因为在其中存在电容器607的充电的线路周期中，LED可能创建更少的光，所以这具有用以创建具有f = 1/(5*(1/240Hz)) = 240Hz/5 = 48Hz的光调制的电势。为了避免该问题，在一个实施例中，电容器607的充电以及晶体管614的开关与线路电压同步。在一个实施例中，这通过调整分压器610和611来实现，如图6b所示（或者以更模拟的方式，或者以更开关的方式具有可选齐纳二极管636）：在增加线路电压时，与Vin的增加一致，晶体管634随着由分压器632和633供给的其栅极电压上升而接通（或得以更进入导通）。电阻器635和晶体管634创建至电阻器611的并行路径，电阻器611基于线路电压来整体改变分压器610和611。在这样的示例实施例中，随着线路电压增加，比较器612的非反相输入上的电压电势下降，并且因此，比较器更有可能关断晶体管614。这确保每线路半周期电容器607得以重新充电，并且在低频率的振荡被避免。
大量实施例将是明显的，可以以任意数量的配置来组合在此所描述的特征。本发明一个示例实施例提供一种照明驱动器电路。所述照明驱动器电路包括：电流源，用于控制通过至少一个照明元件的电流；以及辅助电源，用于有选择地接收电流从而利用电流对所述辅助电源充电，并且将辅助电力供给至次级电路。在一些情况下，所述次级电路是所述电流源、驱动器控制电路和/或可以或可以不包括在LED驱动器电路内的电机。在一些情况下，所述辅助电源包括：电容器；至少一个二极管，其阳极被连接以接收电流并且其阴极连接到所述电容器；以及第一开关，连接到所述二极管的所述阳极，并且当所述第一开关闭合时其防止所述辅助电源接收电流。在一个这样的情况下，所述照明驱动器电路还包括：线性电压调节器，连接在所述二极管的所述阴极与所述次级电路之间。在一个这样的情况下，所述照明驱动器电路还包括：控制器，用于基于在所述二极管的阴极处的电压来控制所述第一开关。在一个这样的情况下，所述第一开关是常闭开关，并且所述控制器被配置为：在启动之后当在所述二极管的所述阴极上的电压达到上阈值电压值时，闭合所述第一开关，并且当在所述二极管的所述阴极上的电压落在下阈值电压值之下时，打开所述第一开关。在一个这样的情况下，所述照明驱动器电路还包括：第二开关，位于所述电容器与所述次级电路之间。在所述第二开关与所述次级电路中间可以存在线性调节器。在一个这样的情况下，所述第二开关是常闭开关，并且所述控制器被配置为：当所述二极管的所述阴极上的电压达到上阈值电压值时，闭合所述第二开关。在一个这样的情况下，所述第二开关被配置为贯穿在达到所述上阈值电压值之后的其余电路操作时间保持闭合。在一些情况下，所述电流源包括升压转换器。在一些情况下，所述电流源包括降压转换器。在一些情况下，所述照明驱动器电路还包括LED串。在一些情况下，所述照明驱动器电路还包括多个LED，并且还包括：至少一个常闭开关，并联连接到LED的子组。
本发明另一实施例提供一种将辅助电力供给至照明电路的方法。所述方法包括：利用电流源来控制通过至少一个照明元件的电流。所述方法还包括：有选择地将通过所述至少一个照明元件的电流引导到辅助电源，从而利用电流对所述辅助电源充电。所述方法还包括：将辅助电力从所述辅助电源提供给次级电路。在一些情况下，有选择地引导电流包括：将通过所述二极管的电流引导到将所述二极管的所述阴极与所述次级电路的电容器和辅助电力输入连接的节点。在一个这样的情况下，所述方法还包括：使用至少一个线性电压调节器来减少所述二极管的阴极与所述电流源之间的电压纹波。在一个这样的情况下，有选择地引导所述电流包括：控制第一开关以当所述电容器上的电压达到上阈值电压时防止所述辅助电源接收电流，并且当所述电容器上的电压落在下阈值电压之下时允许所述辅助电源接收电流。在一个这样的情况下，有选择地引导电流还包括：通过维持位于所述电容器与所述电流源之间的第二开关打开直到所述电容器上的电压达到所述上阈值电压并且当达到所述上阈值电压时闭合所述第二开关，来在启动时对所述电容器充电。在另一这样的情况下，所述第一开关与在所述电流源的输入处的电压同步。在另一这样的情况下，所述第一开关的状况被传送到所述照明驱动器电路的控制电路。在一个这样的情况下，当控制所述照明驱动器时，所述照明驱动器电路的所述控制电路考虑跨所述辅助电源的电压降。在一些情况下，所述次级电路包括电流源、驱动器控制电路和/或电机。
本发明另一实施例提供一种LED驱动器系统。所述系统包括：许多个LED串。所述系统还包括：多个电流源，用于将电流供给至所述LED串中的每一个。所述系统还包括：至少一个辅助电源，用于从LED串中的至少一个有选择地接收电流，并且在LED驱动器电路的启动之后将辅助电力供给到至少一个次级电路。在一些情况下，所述辅助电源通过测量位于所述辅助电源内的电容器的电压电平并且基于所述电容器的电压电平来控制位于所述辅助电源内的至少一个开关，来将辅助电力供给至所述至少一个次级电路。在一个这样的情况下，所述至少一个辅助电源被配置为：从所有LED串有选择地接收电流。在另一这样的情况下，所述次级电路是与所述电流源通信的驱动器控制电路，并且所述系统还包括：辅助控制器，在与所述驱动器控制电路通信的所述辅助电源内，并且被配置为操作所述至少一个开关。
已经为了图解和描述的目的而提出本发明实施例的前述描述。并不意图穷举或将本发明限制于所公开的精确形式。根据本公开，很多修改和变形是可能的。意图本发明的范围并非由该详细描述限制而是由所附权利要求来限制。

Claims (25)

1. 一种照明驱动器电路，包括：
电流源，被配置为控制通过至少一个照明元件的电流；以及
辅助电源，被配置为有选择地接收电流，从而利用电流对所述辅助电源充电，并且将辅助电力提供给次级电路。
2. 如权利要求1所述的照明驱动器电路，其中，所述次级电路包括所述电流源、驱动器控制电路和/或电机中的至少一个。
3. 如权利要求1所述的照明驱动器电路，其中，所述辅助电源包括：
电容器；
至少一个二极管，其阳极被连接以接收电流，并且其阴极被连接到所述电容器；以及
第一开关，连接到所述二极管的所述阳极，并且当所述第一开关闭合时，其防止所述辅助电源接收电流。
4. 如权利要求3所述的照明驱动器电路，还包括：线性电压调节器，连接在所述二极管的所述阴极与所述次级电路之间。
5. 如权利要求3所述的照明驱动器电路，还包括：控制器，被配置为基于在所述二极管的所述阴极处的电压来控制所述第一开关。
6. 如权利要求5所述的照明驱动器电路，其中，所述第一开关是常闭开关，并且所述控制器被配置为：当在所述二极管的所述阴极上的电压达到上阈值电压值时，闭合所述第一开关，并且当在所述二极管的所述阴极上的电压落在下阈值电压值之下时，打开所述第一开关。
7. 如权利要求5所述的照明驱动器电路，还包括：第二开关，位于所述电容器与所述次级电路之间。
8. 如权利要求7所述的照明驱动器电路，其中，所述第二开关是常闭开关，并且所述控制器被配置为：当所述二极管的所述阴极上的电压达到上阈值电压值时，闭合所述第二开关。
9. 如权利要求8所述的照明驱动器电路，其中，所述第二开关被配置为贯穿在达到所述上阈值电压值之后的其余电路操作时间保持闭合。
10. 如权利要求1所述的照明驱动器电路，其中，所述电流源包括升压转换器和/或降压转换器中的至少一个。
11. 如权利要求1所述的照明驱动器电路，还包括至少一个照明元件，其中，所述至少一个照明元件包括LED串。
12. 如权利要求1所述的照明驱动器电路，还包括至少一个照明元件，其中，所述至少一个照明元件包括多个LED；并且还包括与所述LED的子组并联连接的至少一个常闭开关。
13. 一种在照明电路中创建辅助电力的方法，包括：
利用电流源来控制通过至少一个照明元件的电流；
有选择地将通过所述至少一个照明元件的电流引导到辅助电源，从而利用电流对所述辅助电源充电；以及
将辅助电力从所述辅助电源提供给次级电路。
14. 如权利要求13所述的方法，其中，有选择地引导电流包括：将通过二极管的电流引导到将所述二极管的阴极与所述次级电路的电容器和辅助电力输入连接的节点。
15. 如权利要求14所述的方法，还包括：使用至少一个线性电压调节器来减少所述二极管的所述阴极与所述次级电路之间的电压纹波。
16. 如权利要求14所述的方法，其中，有选择地引导电流包括：控制第一开关以当所述电容器上的电压达到上阈值电压时防止所述辅助电源接收电流，并且当所述电容器上的电压落在下阈值电压之下时允许所述辅助电源接收电流。
17. 如权利要求16所述的方法，其中，有选择地引导电流还包括：通过维持位于所述电容器与所述次级电路之间的第二开关打开直到所述电容器上的电压达到所述上阈值电压并且当达到所述上阈值电压时闭合所述第二开关来在启动时对所述电容器充电。
18. 如权利要求16所述的方法，其中，所述第一开关与在所述电流源的输入处的电压同步。
19. 如权利要求16所述的方法，其中，所述第一开关的状况被传送到所述照明驱动器电路的控制电路。
20. 如权利要求19所述的方法，其中，当控制所述照明驱动器时，所述照明驱动器电路的所述控制电路考虑跨所述辅助电源的电压降。
21. 如权利要求13所述的方法，其中，所述次级电路包括所述电流源、驱动器控制电路和/或电机中的至少一个。
22. 一种LED驱动器系统，包括：
多个LED串；
多个电流源，被配置为将电流供给至LED串中的每一个；以及
至少一个辅助电源，被配置为有选择地从LED串中的至少一个接收电流，并且进一步被配置为在所述LED驱动器电路的启动之后将辅助电力供给到至少一个次级电路。
23. 如权利要求22所述的系统，其中，所述辅助电源进一步被配置为：通过测量位于所述辅助电源内的电容器的电压电平并且基于所述电容器的电压电平控制位于所述辅助电源内的至少一个开关，来将辅助电力供给至所述至少一个次级电路。
24. 如权利要求23所述的系统，其中，所述至少一个辅助电源被配置为有选择地从所有所述多个LED串接收电流。
25. 如权利要求23所述的系统，其中，所述次级电路是与所述多个电流源通信的驱动器控制电路，并且还包括辅助控制器，所述辅助控制器在与所述驱动器控制电路通信的所述辅助电源内，并且被配置为操作所述至少一个开关。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112117920A (zh) * 2019-06-20 2020-12-22 台达电子工业股份有限公司 电源供应器及其控制方法及电源供应系统
CN113993243A (zh) * 2021-11-02 2022-01-28 广州市雅江光电设备有限公司 一种高压恒流驱动电路及方法

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9095014B2 (en) * 2012-06-07 2015-07-28 Wellsino Electric Co., Ltd LED light string and control method thereof
CN104062532B (zh) 2013-03-18 2017-03-22 戴泺格集成电路（天津）有限公司 检测led串中led短路或led串之间匹配性的方法和系统
TW201515513A (zh) * 2013-10-01 2015-04-16 Beyond Innovation Tech Co Ltd 具有均流功能的負載驅動裝置
FR3012009B1 (fr) * 2013-10-15 2019-04-05 Valeo Vision Dispositif de commande d'une pluralite d'ensembles de led, notamment pour un vehicule automobile
KR101414902B1 (ko) * 2013-11-05 2014-07-03 메를로랩 주식회사 교류 led 구동회로
US20150195880A1 (en) * 2014-01-06 2015-07-09 Lunera Lighting, Inc. Lighting system with built-in intelligence
US10104724B2 (en) * 2014-03-05 2018-10-16 Philips Lighting Holding B.V. Digitally-controlled switch-mode start-up circuit with dimmer compatibility for LED-based lights
US9161401B1 (en) * 2014-03-20 2015-10-13 Cirrus Logic, Inc. LED (light-emitting diode) string derived controller power supply
US9575497B2 (en) * 2014-04-03 2017-02-21 Microchip Technology Inc. Current control circuit for linear LED driver
US9686834B2 (en) * 2014-09-15 2017-06-20 Dialog Semiconductor Inc. Powering internal components of LED lamps using dissipative sources
RU2713642C2 (ru) * 2015-05-28 2020-02-05 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Эффективная схема освещения для светодиодных (led) узлов
US10542594B2 (en) 2015-07-30 2020-01-21 Tridonic Gmbh & Co Kg Direct AC driving circuit and luminaire
KR102456426B1 (ko) * 2015-12-28 2022-10-20 엘지이노텍 주식회사 Led 전압 구동 회로
RU2643526C2 (ru) * 2016-05-17 2018-02-02 Юрий Борисович Соколов Светодиодный источник освещения с питанием от нестабильной трехфазной сети переменного тока
CN106199461A (zh) * 2016-07-21 2016-12-07 卫斌鹏 一种led灯源测试电路
CN109644534B (zh) * 2016-08-29 2022-01-28 昕诺飞控股有限公司 对用于传感器就绪led驱动器的隔离的辅助电源和dali电源的控制
US10027166B2 (en) * 2016-10-12 2018-07-17 Lumileds Llc Lighting system including a power backup device
RU2633966C1 (ru) 2016-11-30 2017-10-20 Юрий Борисович Соколов Источник питания от многофазной сети переменного тока с коррекцией гармонических колебаний
US10405384B2 (en) * 2017-08-21 2019-09-03 Stmicroelectronics International N.V. Driving circuit using buck converter capable of generating sufficient voltage to power a LED circuit and associated auxiliary circuitry in a normal mode of operation, and insufficient to power the LED circuit but sufficient to power the associated auxiliary circuitry in an off mode of operation
CN109788599A (zh) * 2017-11-14 2019-05-21 通用电气照明解决方案有限公司 Led灯的保护电路
US11166356B2 (en) * 2018-01-18 2021-11-02 Signify Holding B.V. Constant current driver charging energy storage unit
US10978905B2 (en) * 2018-05-03 2021-04-13 Current Lighting Solutions, Llc System and method for controlling auxiliary power supply
US10542593B1 (en) * 2019-01-18 2020-01-21 Infineon Technologies Ag Power offloading for linear current source
US11482818B2 (en) * 2019-03-11 2022-10-25 Project X51 Limited Illuminated charging connector or device and electronic device or system operable based on packaging status
EP4271133A1 (en) * 2022-04-28 2023-11-01 Tridonic GmbH & Co. KG System with led driver and led load

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008112820A2 (en) * 2007-03-12 2008-09-18 Cirrus Logic, Inc. Power control system for current regulated light sources
CN101690397A (zh) * 2007-07-02 2010-03-31 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于负载的驱动器件及用该驱动器件驱动负载的方法
US7759881B1 (en) * 2008-03-31 2010-07-20 Cirrus Logic, Inc. LED lighting system with a multiple mode current control dimming strategy
CN201976288U (zh) * 2010-12-22 2011-09-14 张心益 Led照明灯驱动电源
WO2011141856A1 (en) * 2010-05-14 2011-11-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Adaptive circuit

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6147935A (en) * 1999-11-30 2000-11-14 Gtc Properties, Inc. Transformerless LED digital alarm clock
KR101799483B1 (ko) * 2009-09-04 2017-11-20 필립스 라이팅 홀딩 비.브이. 발광 다이오드와 병렬로 접속되는 제어 회로를 가지는 발광 다이오드 회로
KR101043533B1 (ko) * 2011-01-10 2011-06-23 이동원 고효율 전원을 구비한 ｌｅｄ 조명장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008112820A2 (en) * 2007-03-12 2008-09-18 Cirrus Logic, Inc. Power control system for current regulated light sources
CN101690397A (zh) * 2007-07-02 2010-03-31 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于负载的驱动器件及用该驱动器件驱动负载的方法
US7759881B1 (en) * 2008-03-31 2010-07-20 Cirrus Logic, Inc. LED lighting system with a multiple mode current control dimming strategy
WO2011141856A1 (en) * 2010-05-14 2011-11-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Adaptive circuit
CN201976288U (zh) * 2010-12-22 2011-09-14 张心益 Led照明灯驱动电源

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112117920A (zh) * 2019-06-20 2020-12-22 台达电子工业股份有限公司 电源供应器及其控制方法及电源供应系统
US11101738B2 (en) 2019-06-20 2021-08-24 Delta Electronics, Inc. Power converter and control method thereof and power supply system
CN112117920B (zh) * 2019-06-20 2022-02-22 台达电子工业股份有限公司 电源供应器及其控制方法及电源供应系统
CN113993243A (zh) * 2021-11-02 2022-01-28 广州市雅江光电设备有限公司 一种高压恒流驱动电路及方法
CN113993243B (zh) * 2021-11-02 2023-10-20 广州市雅江光电设备有限公司 一种高压恒流驱动电路及方法

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