CN105359050B - 基于自激谐振变换器的发光二极管(led)驱动器 - Google Patents
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Abstract
自激振荡型谐振器(SOR)可以用于控制经过发光二极管(LEDs)的电流。通过耦合到SOR中晶体管开关的控制器，可以启动和关闭SOR。通过将电源电压或地电压耦合到SOR中晶体管开关的基极，控制器可以输出用于启动和关闭SOR的控制信号。通过耦合到SOR的电阻式DAC和周期工作的SOR，可以实现对输出到LED的电流的附加控制。
Description
相关申请交叉引用
本申请要求于2014年1月17日提交的申请号为14/158,445、发明人为RaminZanbaghi等人、名称为“基于自激谐振变换器的发光二极管(LED)驱动器”的美国非临时性专利申请的优先权，并要求于2013年4月19日提交的申请号为6l/8l3,887、发明人为RaminZanbaghi等人、名称为“住宅用基于电流型自激谐振变换器的LED驱动器拓扑结构”的美国临时专利申请的优先权，并要求于2013年4月19日提交的申请号为6l/8l3,906、发明人为Ramin Zanbaghi等人、名称为“住宅用基于自激谐振变换器的可调光LED驱动器拓扑结构”的美国临时专利申请的优先权，并要求于2013年4月19日提交的申请号为6l/8l3,868、发明人为Ramin Zanbaghi等人、名称为“具有自激谐振变换器级(单色和色彩混合LED)的数字可调光LED驱动器拓扑结构”美国临时专利申请的优先权，上述专利申请的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本即时公开涉及照明。特别地，本即时公开涉及照明装置的驱动器级。
背景技术
照明装置中的驱动器电路用于驱动经过灯如紧凑型荧光(CFL)灯管的电流。特别地，驱动器电路接收输入电压并输出适合灯的电压。例如，驱动器电路可以接收120伏特、60赫兹的线电压，然后为CFL灯管输出大约80伏特、数千赫兹的电压，或者特定灯所需的其他参数。自激振荡型谐振器(SOR)可以用于生成驱动器电路的输出电压。
图1为说明紧凑型荧光(CFL)灯管的传统自激半桥驱动器的电 路。电路100包括启动级102，其包括DIAC 104。电路100还包括半桥自激振荡型谐振器级112，其包括晶体管112A和112B。电路100进一步包括负载级132，其包括CFL灯泡134。RC计时器(包括电阻器Rstart和电容器C2)及DIAC 104通过将电流注入晶体管112B的基极以启动振荡，从而启动自激振荡型谐振器级112。变压器114将负载级132耦合到晶体管112A和112B，以提供反馈并允许在自激振荡型谐振器级112自激振荡。因而，自激振荡型谐振器级112充当电源转换器，将电源从线输入电压转换为适合CFL灯泡134的电压。
然而，图1的电路100并不适合与某些负载如发光二极管(LED)一起使用。此外，图1的电路100没有提供电源转换控制，因而不能控制CFL灯泡134的输出。例如，图1的电路100没有调光功能。
此处提及的缺点只是代表性的，仅用于强调改进照明系统特别是客户级装置的必要性。此处描述的实施例解决了一些缺点，但并不一定能够解决此处所述或本技术领域中已知的所有缺点。
发明内容
一种用于照明系统中电源转换的自激振荡型谐振器可以包括耦合到振荡器的控制器，以允许控制电源转换过程。在一个实施例中，所述控制器可以允许对光输出节点如发光二极管(LED)进行调光。在另一个实施例中，所述控制器可以允许调节经过光输出节点如发光二极管(LED)的电流。通过生成输出到自激振荡型谐振器的晶体管的基极的脉冲信号，所述控制器可以启动和/或关闭自激振荡型谐振器(SOR)中的振荡。与图1所示的传统的基于DIAC启动自激振荡型谐振器的方式不同，所述控制器可以提供更快的启动速度和更高的功率效率。
在一个实施例中，一种装置可以包括耦合到光输出节点的自激振荡型谐振器。所述自激振荡型谐振器可以包括第一开关、耦合到所述第一开关的第二开关以及具有至少一个电感器和至少一个电容器的振荡网络，所述振荡网络耦合到第一开关和第二开关，并且所述振荡 网络配置为在所述光输出节点生成振荡电压信号。所述自激振荡型谐振器还可以包括耦合到所述自激振荡型谐振器的控制器，其中所述控制器配置为启动和关闭自激振荡型谐振器以调节经过耦合到所述光输出节点的负载的电流。所述控制器可以通过变压器的附加绕组耦合到所述自激振荡型谐振器。所述控制器可以由自激振荡型谐振器通过所述变压器的附加绕组供电所述控制器可以包括可变电阻式数模转换器(DAC)，其配置为调节经过耦合到光输出节点的负载的电流，而无需启动和关闭所述自激振荡型谐振器。所述控制器可以包括振荡器传感器，其配置为检测自激振荡型谐振器的输出频率并计算近似线电压。所述自激振荡型谐振器可以包括耦合到线电压的线输入节点，其中所述控制器耦合到所述振荡网络的输出，并且所述控制器配置为感测所述振荡网络输出的振荡频率；以及至少部分地基于所感测到的振荡频率计算所述线电压。
在某些实施例中，所述控制器可以配置为将地电压耦合到所述自激振荡型谐振器的开关的基极，以关闭所述自激振荡型谐振器；将脉冲电压施加于所述自激振荡型谐振器的开关的基极，以启动所述自激振荡型谐振器；通过控制经过所述至少一个发光二极管(LED)的电流，为所述至少一个发光二极管(LED)提供过电压保护(OVP)；启动和关闭所述自激振荡型谐振器，以控制所述至少一个发光二极管(LED)中的脉动；和/或接收具有与所述控制器的地参考相同的地参考的数字调光数据输入。
在一些实施例中，所述装置还可以包括至少一个耦合到所述光输出节点的发光二极管(LED)，其中所述自激振荡型谐振器配置为控制经过所述至少一个发光二极管(LED)的电流，并且其中所述至少一个发光二极管(LED)可以与所述自激振荡型谐振器隔离；和/或耦合到所述至少一个发光二极管并耦合到所述控制器的感测电阻器，其中所述控制器配置为至少部分地基于经过所述感测电阻器的测量电流启动和关闭所述自激振荡型谐振器；耦合在所述振荡网络、所述第一开关和所述至少一个发光二极管(LED)之间的变压器。
在另一个实施例中，一种方法可以包括在自激振荡型谐振器的振荡网络中的光输出节点生成振荡电压输出；通过控制信号打开第一开关，以启动自激振荡型谐振器；和/或通过所述控制信号关闭所述自激振荡型谐振器，其中所述控制信号启动和关闭所述振荡网络以调节经过耦合到所述振荡网络的光输出负载的电流。
在一些实施例中，所述方法还可以包括调光耦合到所述光输出节点的至少一个发光二极管(LED)；从耦合到所述自激振荡型谐振器的控制器生成所述控制信号；感测所述自激振荡型谐振器的输出；确定所述自激振荡型谐振器的线输入电压；同步所述控制信号与所确定的线输入电压；确定经过耦合到所述光输出节点的一个或多个发光二极管(LED)的平均电流；至少部分地基于所述平均电流生成所述控制信号；将所述控制信号施加于位于所述自激振荡型谐振器的所述振荡网络与所述第一开关之间的隔离变压器的次级绕组；和/或将所述控制信号施加于第一双极结型晶体管(BJT)。
在进一步的实施例中，一种装置可以包括光源；配置为接收线电压的线电压输入节点；耦合到所述光源并耦合到所述线电压输入节点的自激振荡型谐振器，其中所述自激振荡型谐振器配置为在所述线电压周期的活动相输出功率到所述光源，并配置为在所述线电压周期的调光相不输出功率到所述光源；和/或耦合到所述自激振荡型谐振器的控制器，其中所述控制器配置为启动和关闭所述自激振荡型谐振器以调节经过所述光源的电流。
在一些实施例中，所述装置可以进一步包括第一开关；耦合到所述第一开关的第二开关；第一和第二双极结型晶体管(BJT)；和/或耦合在所述自激振荡型谐振器和所述光源之间的变压器。
为了更好地理解下面详细描述，前述内容已经相当广泛地概述了本发明的实施例的某些技术特征和技术优势。在下文中，将描述构成本发明的权利要求主题的附加技术特征和技术优势。本技术领域的普通技术人员应该能够想到在此公开的概念和特定实施例可以作为改进或设计用于实现相同或类似目的的其他结构的基础。本技术领域的 普通技术人员应该能够认识到，此类等同结构并不背离随附的权利要求所阐明的本发明的精神实质和保护范围。下面将参照附图进行描述，以帮助更好地理解附加技术特征。然而，需要明确理解的是，随附的每个附图仅用于说明和描述目的，并不旨在限制本发明。
附图说明
为了更加全面地理解所公开的系统和方法，下面将参照附图进行描述。
图1为图示了紧凑型荧光(CFL)灯管的传统自激半桥驱动器的电路。
图2为图示了根据本公开的一个实施例的兼容调光器的自激谐振驱动器的电路。
图3为图示了根据本公开的一个实施例的兼容调光器的自激谐振驱动器的电路，其中调光器兼容性电路与图2不同。
图4为图示了根据本公开的一个实施例的通过自激谐振驱动器来驱动负载的方法的流程图。
图5为图示了根据本公开的一个实施例的在控制器内部生成控制信号的框图。
图6为图示了根据本公开的一个实施例的控制信号生成的图表。
图7为图示了根据本公开的一个实施例的具有调光相的自激谐振驱动器运行的图表。
图8为图示了根据本公开的一个实施例的具有调光相和工作周期的自激谐振驱动器运行的图表。
图9为图示了根据本公开的一个实施例的用于调节负载电流的自激谐振驱动器的电路。
图10为图示了根据本公开的一个实施例的用于调节负载电流并具有隔离控制器的自激谐振驱动器的电路。
图11为图示了根据本公开的一个实施例的具有辅助绕组驱动器控制的自激谐振驱动器的电路。
图12为图示了根据本公开的一个实施例的具有辅助绕组驱动器控制和降压级的自激谐振驱动器的电路。
图13为图示了根据本公开的一个实施例的具有辅助绕组驱动器控制、降压级和色彩混合的自激谐振驱动器的电路。
具体实施方式
图2为图示了根据本公开的一个实施例的兼容调光器的自激谐振驱动器的电路。电路200包括启动级202，其也可以提供调光器兼容性以匹配耦合到用于改变线输入电压的电路200的调光器电路。启动级202可以耦合到峰值校正级212，其耦合到控制器240和自激振荡型谐振器级220。峰值校正级212可以为自激振荡型谐振器级220提供并保持稳定电压。自激振荡型谐振器级220由控制器240控制，以在输出节点262将电源从输入线电压Vi转换为输出电压Vout。输出节点262可以为负载级260提供电源，负载级260可以包括发光二极管(LED)264。
自激振荡型谐振器级220可以包括两个开关222和224，它们可以是场效应晶体管(PET)或双极结型晶体管(BJT)。开关222和224可以控制振荡器网络230内部振荡的启动和关闭。振荡器网络230可以包括一个或多个电感器、电容器和/或电阻器，例如电感器232和电容器234。开关222和224还可以基于振荡器网络230产生的反馈开启和关闭。
输出电压Vout可以提供输出电压，从而为负载如发光装置供电。在一个实施例中，负载为发光二极管(LED)264并且半桥整流器耦合到与LED 264并联的输出节点262。电阻器266可以与负载如LED264串联，以允许感测经过负载的电流。控制器240可以耦合到感测电阻器266并监控电阻器266两端的电压。当电阻器266的电阻已知时，控制器240可以计算经过LED 264的电流，即电阻器266两端的监控电压除以已知电阻。然后，控制器240可以控制电路200以保持经过LED 264的调节电流。
在电路200初始启动时，输入电压Vi施加于电路200。控制器240可以从引脚246和引脚248分别接收来自启动级202的电容器204的电源电压Vdd和地电压gnd。输入电压Vi也可以从引脚250输入到控制器240。启动后，控制器240可以通过向开关224的基极提供电压脉冲来启动自激振荡型谐振器。电压脉冲可以在控制器240内部生成，并从耦合到开关224的基极的引脚252输出对应于控制电压Vctrl的电压脉冲。此外，可以通过引脚244感测线电压。
图2的电路200可以针对不同的负载或不同的调光器兼容性进行修改。例如，可以修改启动级202以匹配不同的线电压调光器和/或可以删除峰值校正级212。例如，图3示出了具有调光器兼容性的电路。图3为图示了根据本公开的一个实施例的兼容调光器的自激谐振驱动器的电路，其中调光器兼容性电路不同。电路300类似于图2中电路200，但包含具有不同调光器兼容性的不同启动级302。特别地，启动级302通过使用具有耦合到输入电压Vi的发射极的开关304的电荷泵方案提供调光器兼容性。尽管图2和图3中示出了两个调光器兼容性级变型，但是图2和图3中的电路200和300可以通过使用控制器240，调节经过发光二极管(LED)264的电流。此外，在负载级260中，可以耦合其他负载如紧凑型荧光(CFL)灯泡。例如，多串发光二极管(LED)可以耦合到光输出节点262并由与附加LED串串联的开关控制。
图2和图3中的电路200和300通过控制器240调节经过发光二极管(LED)264的电流的运行方式可以遵循图4中示出的方法。图4为图示了根据本公开的一个实施例的通过自激谐振驱动器来驱动负载的方法的流程图。方法400可以包括启动自激振荡型谐振器如图2的自激振荡型谐振器级220(在方框402中)。通过生成开启第一开关如图2的开关224的控制信号如电压脉冲，可以启动自激振荡型谐振器。
可以通过自激振荡型谐振器在光输出节点生成和输出振荡电压(在方框404中)。例如，振荡网络230如LC电路可以自激并生成 由电感器232的电感值和电容器234的电容值限定频率的电压。
可以通过控制信号关闭自激振荡型谐振器(在方框406中)。控制器240可以确定基于感测电阻器266两端的监控电压关闭自激振荡型谐振器的时间。特别地，控制器240可以启动自激振荡型谐振器(在方框402中)并关闭自激振荡型谐振器(在方框406中)以调节经过耦合到自激振荡型谐振器的振荡网络的光输出节点的电流。在一个实施例中，可以监控感测电阻器266以确定发光二极管(LED)264存在过电压情况的时间，以及通过减少输出到发光二极管(LED)264的电流提供过电压保护(OVP)的时间。
控制器240可以生成用于通过图5所示的开关网络启动和关闭自激振荡型谐振器的控制信号。图5为图示了根据本公开的一个实施例的在控制器内部生成控制信号的框图。电路500包括耦合到第二开关514的第一开关512。第一开关512可以耦合到从控制器240的引脚246接收的电源电压Vdd。第二开关514可以耦合到从引脚248接收的地电压gnd。开关512和514将引脚252的控制信号Vctrl输出交替耦合到电源电压Vdd或地电压gnd。例如，可以生成内部振荡器启动信号Kick_OSC_Start，并将其用于控制开关512，从而将控制信号拉到电源电压Vdd。Kick_OSC_Start信号可以是短脉冲以启动开关222工作。开关222开始工作后，振荡器网络230将充电到饱和状态，在此状态下，开关222将关闭并且开关224将开启，开始振荡周期。可选地，可以生成内部振荡器关闭信号OSC_Stop，并将其用于控制开关514，从而将控制信号Vctrl拉到地电压gnd。当控制信号被拉到地电压gnd时，开关224的基极对地短路以停止自激振荡型谐振器级220的振荡。
图6示出了用于生成振荡输出的内部Kick_OSC_Start和OSC_Stop信号的运行方式。图6为图示了根据本公开的一个实施例的控制信号生成的图表。图表600包括第一线602和第二线604，其中第一线602示出了内部信号Kick_OSC_Start的电压值，而示出了内部信号OSC_Stop的电压值。在第一时期610期间，OSC_Stop信号处 于高位，从而将图1的开关224的基极拉到地电压。在第二时期612期间，OSC_Stop信号处于低位，从而开关224与地电压断开。在第二时期612开始时，Kick_OSC_Start信号脉冲运动以启动图2的自激振荡型谐振器220的振荡。线606示出了自激振荡型谐振器220如输出节点262的输出。当OSC_Stop信号处于低位并且Kick_OSC_Start信号脉冲运动后，自激振荡型谐振器在时期612期间生成振荡输出。当OSC_Stop信号在时期614期间返回高位时，线606上的输出停止。
图6中示出的内部信号Kick_OSC_Start和OSC_Stop用于在引脚252生成控制信号Vctrl输出，引脚252耦合到图2的开关224的基极。当输入电压Vi与调光相结合时，经过发光二极管(LED)266的电流可以调节为提供图7所示的发光二极管(LED)266的调光控制。图7为图示了根据本公开的一个实施例的具有调光相的自激谐振驱动器运行的图表。图表700包括线702，其示出了图2的引脚252的控制信号Vctrl输出。线704示出了图2的光输出节点处的振荡输出。振荡输出704可以被校正交流信号包络。在第一时期712期间，当线702的控制信号处于低位时，自激振荡型谐振器级220关闭。在控制器240使控制信号在时间722脉冲运动后，第二时期714开始，在此期间，自激振荡型谐振器级220生成振荡电压输出。当振荡电压输出大致为零时，自激振荡型谐振器级220可以在第二时期714结束时关闭。当控制器240使控制信号脉冲运动时，自激振荡型谐振器级200可以在时间722重新启动。
内部信号Kick_OSC_Start和OSC_Stop的组合可以用于执行工作周期，以调节经过发光二极管(LED)264的电流。图8为图示了根据本公开的一个实施例的具有调光相和工作周期的自激谐振驱动器运行的图表。图表800包括示出了OSC_Stop内部信号的线802和示出了Kick_OSC_Start内部信号的线804。线806示出了振荡电压输出，例如图2的光输出节点262处的输出。在第一时期812期间，当内部信号Kick_OSC_Start和OSC_Stop处于低位时，自激振荡型谐振器级220关闭。在时间822，随着内部信号Kick_OSC_Start脉冲运动 以启动自激振荡型谐振器级220，第二时期814开始。在时间824，当内部信号OSC_Stop升高以关闭自激振荡型谐振器级220时，第三时期816开始。因而，通过控制内部信号OSC_Stop和Kick_OSC_Start来控制第二时期814与时期812、814和816的持续时间之和相比的持续时间，控制器240可以控制发光二极管(LED)264的工作周期。
参考图4，当没有调光功能时，控制器240的电流调节为发光二极管(LED)264提供了调光功能。也就是说，光输出节点处的振荡频率被电路200的电感器232和电容器234以及其他不可变组件的值所固定。进一步地，光输出节点的振荡电压被固定。因而，图4的方法400以及图2和图3示出的电路允许控制传输到发光二极管(LED)264的电源。
在一个实施例中，电阻式数模转换器(DAC)504可以耦合在控制信号Vctrl的引脚252和地电压gnd的引脚248之间。DAC 504可以允许微调控制光输出节点处的负载调光，而无需关闭自激振荡型谐振器。例如，通过从开关224的基极获得电流，DAC 504可以修改开关224的“开启”时间。该控制可以允许控制器240在50％范围内调节经过发光二极管(LED)的电流，而无需启动和关闭自激振荡型谐振器220。控制器240可以使用来自感测电阻器266的信息，确定是否通过DAC 504和/或通过利用控制信号252启动和关闭自激振荡型谐振器220来调节电流。
在另一个实施例中，振荡器感测模块502可以耦合到输出控制电压Vctrl的引脚252。在振荡期间，开关224的基极的电压可以在开关224的正负基极-发射极电压+/-Vbe之间切换。控制器240可以从振荡器感测模块502接收此信息并使用此信息作为反馈，以确定是否在控制信号启动自激振荡型谐振器220后开始振荡或者在控制信号关闭自激振荡型谐振器220后停止振荡。
可以考虑控制器240的外部组件如SOR箱组件、转换器开关和变压器的参数和值，控制器240内部模块的参数和值如电阻器DAC504标称值，以及标称工作周期时间，以使控制器240能够将LED电 流调节为标称值而不管实际值是否低于或高于标称值。例如，如果光输出节点处的输出频率高于或低于设计值，则调节前的电流可以高于或低于标称值。然后，控制器240可以通过控制信号Vctrl或电阻式DAC 504调节电流，以将电流修改为所需强度。
因为控制器并不驱动电源转换器级开关，所以控制器不需要高电压过程，也不消耗高功率。但是，为了确保有以高效方式保持高IC电压供应值的辅助途径，在一些实施例中，可以使用从振荡节点到芯片电源引脚的电荷泵方案。
在一个实施例中，可以修改图2和图3的电路200和电路300，以获得功率因数校正(PPC)。在推荐的具有功率因数校正(PPC)并基于非隔离SOR转换器的LED驱动器中，可以删除用于输入电压峰值校正的二极管D3，并减少电容器C1的值。在此PPC实施例中，上述所有功能如调光器兼容性和自激振荡型谐振器级运行可以与峰值校正实施例中相同。不过，由于没有输入电压峰值校正，自激振荡型谐振器级电压供应(如链路电压)可以从线电压峰值移动到自激振荡型谐振器级用作增强振荡电源的最小电压。在此类实例中，调光器发射角主要用于LED灯调光。也就是说，因为链路电压并不相对于PPC固定并且具有调光相的线电压被切断，所以PPC电路可以用于LED调光。在PPC电路中，振荡可以从链路电压(自激振荡型谐振器级的电源)降至低于保持振荡的最低工作电压时关闭，直到调光器再次发射。取决于调光器相位切角的振荡停止时间可以提供自然工作周期(启动-关闭)算法，其与上述推荐拓扑结构的峰值校正实施例中的算法近似。因而，当线电压升高时，控制器可以感测到电压升高并将振荡启动脉冲施加于开关的基极以开始振荡。在一个实施例中，使用电路内部的启动控制器可以允许快速启动，这与传统的DIAC电路不同。在基于DIAC的外部启动机制中，启动电阻器Rstart可以是大电阻以提高电源效率，但也会增加启动时间。因为链路电压的下限有限制以保持限制LED调光范围的振荡，所以也应用启动-关闭算法以扩展LED调光范围。
可以构想没有调光功能但小于图2的控制器240的控制器。没有调光功能的控制器可以直接耦合到输入电压Vi，并且具有的引脚数量少于图2的控制240的引脚数量。图9为图示了根据本公开的一个实施例的用于调节负载电流的自激谐振驱动器的电路。控制器940包括四个引脚942、944、946和948，分别用于耦合到电源电压Vdd、振荡网络930、控制信号Vctrl和感测电阻器966。控制器940可以调节经过例如包括发光二极管(LED)964的负载级960中输出节点962的电流。通过生成控制开关922和924的控制信号，控制器940可以控制电流。此外，调光器兼容性级902可以耦合到控制器940。
图10示出了实施控制器940的另一种电路变型。图10为图示了根据本公开的一个实施例的用于调节负载电流并具有隔离控制器的自激谐振驱动器的电路。电路1000通过变压器1012将控制器940与负载级1060隔离。
其他实施例也可以包括将控制器与自激振荡型谐振器级隔离。图11为图示了根据本公开的一个实施例的具有辅助绕组驱动器控制的自激谐振驱动器的电路。控制器1140具有引脚1142、1144、1146、1148、1154和1156，控制器1140可以配置为生成用于控制自激振荡型谐振器级1120的开关1122和1124的开/关切换的控制信号Vctrl。通过变压器1126的辅助绕组，可以将控制器1140与开关1122和1124隔离。变压器1126也可以将控制器1140耦合到振荡网络1130。此外，自激振荡型谐振器级1120可以耦合到调光器兼容性级1102，例如示出的调光器兼容性级或另一调光器兼容性级。在图11示出的实施例中，控制器1140可以耦合到没有与发光二极管(LED)1164隔离的感测电阻器1166。
通过控制器1140的DIM_Dig输入引脚1156，可以接收数字数据格式的LED调光数据。数字可调光LED驱动器拓扑结构可以用于有线商业LED照明应用如“DALI”、“0-10v”等或无线商业/住宅LED照明应用。隔离的原因之一是能够在LED 1164侧具有隔离地电压，因此可以耦合到引用数字调光数据的相同地电压。通过利用控制器1140 控制初级侧的SOR级，可以实现基于调光数据的LED电流调节。在此拓扑结构中，可以将变压器1162的额外绕组设置在次级侧。额外绕组可以连接到地引脚1148和Vctrl引脚1146。为了控制经过LED1164的电流，控制器1140可以启动和关闭上述振荡网络1130，具体操作取决于数字调光数据。
当电路1110通电时，自激振荡型谐振器级1120通过基于DIAC启动方式开始运行，然后为变压器1162的次级侧供电，从而使控制器1140通电。启动后，控制器1140使用上述脚踏启动方法在自激振荡型谐振器级1120中开始振荡。在控制器1140通电后，控制器1140可以开始接收数字调光数据。然后，控制器1140开始使用启动-关闭或电阻式DAC算法控制SOR级。
在图11的电路的另一个实施例中，电流调节级可以放置在变压器的次级侧。图12为图示了根据本公开的一个实施例的具有辅助绕组驱动器控制和降压级的自激谐振驱动器的电路。电路1200与电路1100近似，但具有开关1212，例如场效应晶体管(PET)。开关1212耦合到控制器1140的引脚1252。
在电路1200中，通过包括晶体管1212的降压电源转换器级，可以实现基于数字调光数据DIMdata的经过LED 1164的电流调节。在此实例中，因为使用变压器1126的次级侧降压级感测和控制经过LED1164的电流，所以不能通过引脚1146的控制信号Vctrl控制自激振荡型谐振器级1120。然而，自激振荡型谐振器级1120在接收输入线电压后开始运行，然后继续为变压器1126的次级侧供电。推荐的拓扑结构可以仍然使用耦合到引脚1146的控制信号Vctrl的变压器1126的额外绕组。在一个实施例中，控制信号Vctrl可以用于在不需要供电时停止自激振荡型谐振器级1120的运行。
在另一个实施例中，可以使用控制器执行色彩混合以及经过LED的电流调节。图13为图示了根据本公开的一个实施例的具有辅助绕组驱动器控制、降压级和色彩混合的自激谐振驱动器的电路。电路1300的控制器1140可以通过引脚1350和1252分别耦合到晶体管1312和1314，以允许红色发光二极管(LED)1364R、绿色LED 1364G和蓝色LED 1364B色彩混合。
虽然图13仅示出了一个色彩混合实施例，但是其他数字可调光LED驱动器拓扑结构如上述拓扑结构也可用于LED色彩混合。
如果在固件/软件中实施，例如根据图4的上述运行可以在计算机可读介质上存储为一个或多个指令或代码。示例包括使用数据结构编码的非永久性计算机可读介质和使用计算机程序编码的计算机可读介质。计算机可读介质包括物理计算机存储介质。存储介质可以是能够通过计算机访问的任何可用介质。举例来说，此类计算机可读介质可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储设备、磁盘存储设备或其他磁存储设备，或者能够用于存储指令或数据结构形式的所需程序代码并能够通过计算机访问的任何其他介质。磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘。通常，磁盘以磁形式复制数据，而光盘以光形式复制数据。上述组合也应该包括在计算机可读介质的范围内。
除了在计算机可读介质上存储外，指令和/或数据可以作为信号提供到包含于通讯设备中的传输介质上。例如，通讯设备可以包括具有表明指令和数据的信号的收发器。指令和数据配置为指示一个或多个处理器实施权利要求中概述的功能。
虽然已经详细描述了本公开和某些代表性优点，但是应该理解的是，各种改进、替换和修改并不背离随附的权利要求所限定的本公开的实质精神和范围。此外，本发明申请的范围并不限于说明书中描述的过程、机械、制造、组合物、方式、方法和步骤的特定实施例。通过本公开，本技术领域的普通技术人员可以很容易地想到，可以利用目前存在或未来开发的执行与此处描述的相应实施例基本相同的功能或实现与此处描述的相应实施例基本相同结果的过程、机械、制造、组合物、方式、方法或步骤。相应地，随附的权利要求在要求保护的范围内包括此类过程、机械、制造、组合物、方式、方法或步骤。
Claims (14)
1.一种电源转换装置，包括：
耦合到光输出节点的自激振荡型谐振器，所述自激振荡型谐振器包括：
第一开关；
耦合到所述第一开关的第二开关；以及
振荡网络，包括至少一个电感器和至少一个电容器，所述振荡网络耦合到所述第一开关和所述第二开关，并且所述振荡网络被配置为在所述光输出节点处生成振荡电压信号；以及
耦合到所述自激振荡型谐振器的控制器，其中所述控制器被配置为:
接收数字调光数据输入，所述数字调光数据输入具有与所述控制器的接地参考相同的接地参考；
根据所接收的数字调光数据输入来启动和关闭所述自激振荡型谐振器以调节经过耦合到所述光输出节点的负载的电流。
2.根据权利要求1所述的电源转换装置，其中所述控制器被配置为：
将接地电压耦合到所述自激振荡型谐振器的所述第一开关和所述第二开关中的至少一个的基极，以关闭所述自激振荡型谐振器；以及
将脉冲电压施加到所述自激振荡型谐振器的所述第一开关和所述第二开关中的所述至少一个的所述基极，以启动所述自激振荡型谐振器；
所述控制器被配置为以比所述自激振荡型谐振器的振荡输出的频率低的频率来启动和关闭所述自激振荡型谐振器；
所述控制器被配置为以与所述自激振荡型谐振器的包络振荡输出的频率相同的频率来启动和关闭所述自激振荡型谐振器。
3.根据权利要求1所述的电源转换装置，进一步包括耦合到所述光输出节点的至少一个发光二极管(LED)，其中所述自激振荡型谐振器被配置为控制经过所述至少一个发光二极管(LED)的电流。
4.根据权利要求3所述的电源转换装置，其中所述至少一个发光二极管(LED)与所述自激振荡型谐振器隔离。
5.根据权利要求3所述的电源转换装置，进一步包括耦合到所述至少一个发光二极管并耦合到所述控制器的感测电阻器，其中所述控制器被配置为至少部分地基于被测量的经过所述感测电阻器的电流来启动和关闭所述自激振荡型谐振器。
6.根据权利要求5所述的电源转换装置，其中所述控制器被配置为通过控制经过所述至少一个发光二极管(LED)的电流，为所述至少一个发光二极管(LED)提供过电压保护(OVP)。
7.根据权利要求5所述的电源转换装置，其中所述控制器被配置为启动和关闭所述自激振荡型谐振器，以控制在所述至少一个发光二极管(LED)中的脉动。
8.根据权利要求3所述的电源转换装置，其中所述至少一个发光二极管(LED)包括至少三个发光二极管(LED)，所述至少三个发光二极管(LED)具有至少一个红色LED、至少一个绿色LED和至少一个蓝色LED，并且其中所述控制器被配置为利用所述至少一个红色LED、所述至少一个绿色LED和所述至少一个蓝色LED执行色彩混合。
9.根据权利要求1所述的电源转换装置，进一步包括耦合在所述振荡网络、所述第一开关和所述至少一个发光二极管(LED)之间的变压器，其中所述控制器经由所述变压器的附加绕组耦合到所述自激振荡型谐振器，并且其中所述控制器由所述自激振荡型谐振器通过所述变压器的所述附加绕组供电。
10.根据权利要求1所述的电源转换装置，其中所述控制器包括可变电阻式数模转换器(DAC)，所述可变电阻式数模转换器(DAC)被配置为调节经过耦合到所述光输出节点的所述负载的电流，而不启动和关闭所述自激振荡型谐振器。
11.根据权利要求1所述的电源转换装置，其中所述控制器包括振荡器传感器，所述振荡器传感器被配置为检测所述自激振荡型谐振器的输出频率并计算近似线电压。
12.根据权利要求1所述的电源转换装置，其中所述控制器包括具有引脚的集成电路，所述引脚包括正电源电压引脚、负电源电压引脚、控制引脚和感测引脚。
13.根据权利要求1所述的电源转换装置，其中所述自激振荡型谐振器包括耦合到线电压的线输入节点，并且其中所述控制器被耦合到所述振荡网络的输出端，并且所述控制器被配置为：
感测所述振荡网络输出的振荡频率；以及
至少部分地基于所感测到的振荡频率计算所述线电压。
14.一种自激振荡型谐振器的控制方法，用于控制根据前述任一项权利要求所述的电源转换装置的所述自激振荡型谐振器。
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