CN105557069B - 尤其用于发光二极管的具有集成双重输出的紧凑型驱动器 - Google Patents

尤其用于发光二极管的具有集成双重输出的紧凑型驱动器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于驱动至少两个LED串(131,133)的LED驱动器(10)，包括：用于将输入电压(Vin)转换为用于驱动两套所述至少两个LED串(131,133)的两个不同输出电压的双重输出功率转换器(103)，用于基于至少一个输入设置点对该双重输出功率转换器(103)进行控制的控制器(107)，该双重输出功率转换器(103)包括开关电容器转换器，后者包括多个开关、多个电容器，该双重输出功率转换器(103)的输出连接至该双重输出功率转换器(103)的内部节点，该控制器(107)进一步适于传送用于驱动该开关的PWM输出控制信号，后者的占空比是所述至少一个输入设置点的函数。本发明还涉及一种包括这样的驱动器(10)的照明系统(1)。

Description

尤其用于发光二极管的具有集成双重输出的紧凑型驱动器
技术领域
本发明涉及集成功率转换器的领域。本发明尤其能够应用于发光器件的驱动电路，上述发光器件诸如发光二极管(LED)光源。更具体地，本发明涉及一种紧凑且有效的功率转换器件。
背景技术
需要例如使用开关模式电源(SMPS)的功率转换模块的高度集成的应用能够诉诸于诸如开关电容器转换器(SCC)的功率转换器，其能够在仅使用与电感输出滤波器相结合的电容器和开关的情况下提供高效的DC至DC电压转换。
值得注意的是，固态照明(SSL)行业对于用于LED的小型且紧凑的功率管理单元的需求正在增加。LED要求以恒定电流的形式尽可能有效地输送供电。在理想情况下，大小与LED自身相兼容的LED驱动器将表现出支持新的照明概念的显著突破。这样的解决方案将要求系统具有高级别的可靠性和效率，以便适应生命周期、尺寸和散热的要求。
LED驱动器能够基于开关模式电源(SMPS)。值得注意的是，一些LED驱动器可以包括混合功率转换器，后者将SCC与电感SMPS相结合。在设计LED驱动器时的挑战之一在于，允许它们有效实施颜色控制特征的能力，诸如黑体线调光和色点稳定性。这样的特征要求LED驱动器包括多个输出以及相关联的控制器件，后者通常是复杂且无法轻易地被整合到紧凑型架构之中。例如，能够通过驱动两个LED来确保黑体线调光，例如一个LED发射白色光而一个LED发射具有所确定波长的光，例如一个LED发射冷白色光而一个LED发射红光；因此，在这样的示例性配置中，需要两个驱动器或者具有两个不同输出的驱动器。
现有技术仍然缺少将以紧凑、有效且优化的方式对有关颜色调谐和多输出功率管理的所有复杂要求进行整合的LED驱动器。
发明内容
本发明的一个目标是通过提出一种允许通过一个单一功率转换模块进行多输出功率管理的解决方案而克服以上所提到的现有技术的缺陷。
根据本发明，提出了一种基于采用SCC的固有特性的混合架构的驱动器装置。
出于该目的，本发明提出了一种用于对至少两套发光二极管(LED)或LED串进行驱动的新颖驱动器，包括：
·双重输出功率转换器，其适于将输入电压转换为两个不同输出电压以便对所述两套LED串进行驱动，
·控制器，其适于基于至少一个输入设置点对该双重输出功率转换器进行控制，
其中该双重输出转换器包括开关电容器转换器，其包括多个开关和多个电容器，该双重输出功率转换器的输出被连接至该双重输出功率转换器的内部节点，该控制器进一步适于输送脉冲宽度调制(PWM)输出控制信号以便驱动该开关，其占空比是所述至少一个输入设置点的函数。
在本发明的示例性实施例中，该驱动器可以进一步包括可控电压调节器，其适于对供应至该双重输出功率转换器的输入电压进行控制。
在本发明的示例性实施例中，该控制器可以进一步适于控制该可控电压调节器。
在本发明的示例性实施例中，该控制器可以进一步适于作为表示所述至少两套LED串中的至少一套的操作的反馈信号的函数而以闭环方式对该双重输出功率转换器进行控制。
在本发明的示例性实施例中，该控制器可以进一步适于作为表示所述至少两套LED串中的至少一套的操作的反馈信号的函数而以闭环方式对该可控电压调节器进行控制。
在本发明的示例性实施例中，该驱动器可以进一步包括输出滤波器，所述两套LED串中的至少一套由两个不同输出电压中的至少一个通过该输出滤波器进行控制。
在本发明的示例性实施例中，该双重输出功率转换器所包括的开关电容器转换器能够基于阶梯结构。
在本发明的示例性实施例中，该双重输出功率转换器所包括的开关电容器转换器能够基于迪克森(Dickson)阶梯结构。
在本发明的示例性实施例中，该双重输出功率转换器所包括的开关电容器转换器能够基于斐波那契(Fibonacci)结构。
在本发明的示例性实施例中，该可控电压调节器可以包括开关模式电源(SMPS)。
在本发明的示例性实施例中，该可控电压调节器可以包括线性电压调节器。
本发明的另一个方面是一种包括两套LED串的照明系统，其中所述两套LED串由如之前任一个所描述的实施例所述的驱动器进行驱动。
在本发明的示例性实施例中，所述两套LED串可以分别包括一个或多个串联的红色光LED以及一个或多个串联的蓝色光LED。
本发明的另一个方面是一种用于驱动至少两套LED串的方法，至少包括步骤：将输入电压转换为两个不同的输出电压以便驱动所述两套LED串，通过利用PWM信号驱动开关而对包括具有多个开关和多个电容器的开关电容器转换器的双重输出功率转换器进行控制，该PWM信号的占空比是所述至少一个输入设置点的函数。
在如以下所描述的第二示例性实施例中，除了大小和组件数量有所减小之外，本发明的另一个优势在于利用单个控制变量而明显促进了黑体线调光。
附图说明
鉴于以下利用仅说明性而非限制性的示例以及附图所提供的优选实施例所给出的详细描述，本发明的这些和其它特性和优势将变得更为清楚，其中：
图1是图示本发明的示例性实施例中的连接至负载和电压电源的LED驱动器的框图；
图2是图示本发明的第一示例性实施例中的LED驱动器所包括的双重输出转换器的电路图；
图3A、3B和3C是图示如遵循本发明示例性实施例的驱动器中的设置点控制器出于实现色点的给定目标数值的目的所设置的不同调节参数的数值的示图；
图4是图示本发明的第二实施例中的LED驱动器所包括的双重输出转换器的电路图；
图5A和5B是图示由图4所示的根据本发明第二示例性实施例的LED驱动器所包括的双重输出转换器的输出特性的示图。
具体实施方式
在以下详细描述中，出于解释而非限定的目的，给出了公开具体细节的代表性实施例以便提供对于本教导的全面理解。然而，对于从本公开获益的本领域技术人员显而易见的是，根据本教导的脱离这里所公开的具体细节的其它实施例仍然处于所附权利要求的范围之内。此外，省略了对于公知装置和方法的描述以免对代表性实施例的描述造成混淆。这样的方法和装置明确地处于本教导的范围之内。
图1示出了本发明的示例性实施例中的连接至负载和电压源的LED驱动器的框图。
图1描绘了LED驱动器10，其连接至电源11，并且接合至负载13。该驱动器和负载是照明系统1的部件，后者也作为本发明的一个方面。
电源11例如可以被设计为提供AC或DC电压Vsupply。例如，供电电压Vsupply可以是来自市电的AC电压，或者由DC电网或电池所提供的DC电压。
负载13例如包括一个第一LED串131和一个第二LED串133。在本公开中，认为LED串可以包括一个或多个LED。两个LED串131、133适于发出不同类型的光。例如，以将两个LED串131、133所产生的光束进行混合，尤其允许黑体线调光的方式，第一LED串131可以适于发出红色光，而第二LED串133则可以适于发出蓝色光，。
LED驱动器10包括适于接受供电电压Vsupply并且输送经调节的电压的可控电压调节器101、双重输出功率转换器103，并且可以包括输出滤波器105。在图1所示的本发明的示例性实施例中，以双重输出功率转换器103的每个输出与相应的输出滤波器相关联的方式，输出滤波器105包括一个第一输出滤波器1051和一个第二输出滤波器1053。第一输出滤波器1051连接至第一LED串131，并且第二输出滤波器1053则连接至第一LED串133。
LED驱动器10进一步包括控制器107。控制器107包括至少一个用于接收至少一个设置点控制信号的输入，并且包括至少一个用于至少向双重输出功率转换器103输送至少一个控制信号的输出。
控制器107可以进一步包括至少两个反馈输入，其用于接收表示负载13的实际操作的反馈信号，例如用于接收表示通过第一LED串131的所感应电流的信号的一个第一反馈输入，以及用于接收表示通过第二LED串133的所感应电流的信号的一个第二反馈输入。如以下进一步详细解释的，控制器103因此可以对作为输入设置点数值和表示负载13操作的反馈信号的函数的双重输出转换器103和/或可控电压调节器101的操作参数进行调节。
根据本发明的特性，提出了双重输出功率转换器103由可控开关电容器转换器所形成，后者包括多个开关和多个电容器，并且双重输出功率转换器103的输出直接连接至开关电容器转换器的内部节点。可控SCC通常包括多个内部节点，它们中的一些在本发明中被用作输出。特别地，可控SCC通常包括提供具有独立于占空比的固定数值的电压的至少一个DC节点，以及作为浮置PWM节点的一些其它内部节点，从而提供了能够通过改变占空比而进行调制的脉动电压。双重输出功率转换器103的两个输出因此能够利用单个控制器107通过开关电容器转换器而单独进行控制，这提供了要求简单且紧凑的架构的优势。特别地，浮置PWM节点处的小幅电压波纹提供了缓解有关输出滤波器的要求的优势；如果使用电感式输出滤波器，则电感器的大小因此能够大幅减小。在以下详细描述的图2中所述的示例性实施例中，能够使用100-nH的电感器作为输出滤波器电感。
图2示出了图示本发明的示例性实施例中的被LED驱动器所包括的双重输出转换器的电气图。
在图2所示的本发明的第一示例性实施例中，允许双重输出功率转换器103的两个输出以完全独立的方式进行控制。
参考图2，照明系统1可以包括连接至电源11的可控电压调节器101，该电源11通过两个端子提供电压Vsupply。可控电压调节器11被配置为通过两个输出端子1011、1013而将输入电压Vin提供至双重输出功率转换器103。
在图2所示的示例性实施例中，双重输出功率转换器103包括开关电容器转换器，后者包括三个电容器C1、C2、C3以及四个开关S1,…,S4，它们可以是单刀单掷类型。
可控电压调节器101可以由可控SMPS所形成并且允许对提供至双重输出功率转换器103的输入电压Vin进行控制。还可以诉诸于使得能够通过DC至DC或AC至DC转换进行输出电压调节的可控电压调节器的任意其它拓扑。例如，能够使用线性电压调节器。
如图2所示的SCC形成所谓的阶梯(Ladder)结构。在图2所示的示例性实施例中，第一和第三电容器C1、C3在可控电压调节器101的第一输出端子1011和可控电压调节器101的第二输出端子1013之间的第一电路分支中串联部署，第二输出端子1013例如连接至诸如接地电位的基准电位。
该阶梯结构的四个开关S1,…,S4可以在并联于第一电路分支的第二电路分支中串联部署。该阶梯结构的第一内部节点N1是第一电容器C1和第三电容器C3之间的公共节点，并且可以连接至第二内部节点N2，后者是第二和第三开关S2、S3之间的公共节点。双重输出功率转换器103的第二输出可以连接至第三内部节点N3，后者是第三和第四开关S3、S4之间的公共节点。第二电容器C2连接在第三内部节点N3和第四内部节点N4之间，后者是第一和第二开关S1、S2之间的公共节点。第一电容器C1连接在可控电压调节器101的第二输出端子1013和第一内部节点N1之间，而第三电容器C3则连接在可控电压调节器101的第一输出端子1011和第一内部节点N1之间。
第一LED串131可以在可控电压调节器101的第二输出端子1013和第一内部节点N1之间与第一电容器C1并联连接。跨接第一LED串131的电压被表示为v1。
输出滤波器电感Lo可以连接在内部节点N3和输出节点No之间，后者是输出滤波器电感Lo和输出滤波器电容器Co之间的公共节点，该输出滤波器电容器Co连接在可控电压调节器101的第二输出端子1013和输出节点No之间。第二LED串133可以与输出滤波器电容器Co并联连接。跨接第二LED串133的电压被表示为vo。输出滤波器电容器Co和输出滤波器电感Lo因此形成如以上参考图1所描述的第二输出滤波器1053。
在图2所示的示例性实施例中，第一LED串131并不与电感输出滤波器相关联，因为其连接至双重输出功率转换器103所包括的SCC的DC节点；因此，在该示例性实施例中，第一电容器C1形成如以上参考图1所描述的第一输出滤波器1051。
仍然在图2所示的示例性实施例中，控制器107包括适于接收设置点信号的设置点控制器1070；例如，设置点控制器1070适于接收颜色设置点信号和亮度设置点信号，并且输送用于控制第一和第二LED 131、133的相应控制信号。亮度控制可以通过对所发射光的总量进行控制而实现，而色点控制则能够通过对每个LED串131、133所发射功率的相对数量进行控制而实现。
控制器107进一步包括第一LED控制器1071，其基于设置点控制器1070所输出的第一控制信号以及表示通过第一LED串131的电流i1的第一反馈信号而输送旨在去往第一LED串131的第一控制信号β。类似地，控制器107包括第二LED控制器1073，其基于设置点控制器1070所输出的第二控制信号以及表示通过第二LED串133的电流i2的第二反馈信号而输送旨在去往第二LED串133的第二控制信号。
控制器107进一步包括脉冲宽度调制器1075。第二LED控制器1073所输送的第二控制信号被发送至脉冲宽度调制器1075，后者得出第一PWM控制信号Ф1和第二控制信号Ф2，第一和第二控制信号Ф1、Ф2的相位是互补的。
实际上，控制器107例如可以以专用的集成电路来实施，或者通过微控制器的适当配置来实施。
在图2所示的示例性实施例中，双重输出功率转换器103的两个输出因此分别由阶梯结构的节点所形成，其分别导致了跨接第一LED串131的电压v1以及跨接第二LED串133的电压vo。
因此，对应于电压v1的第一输出是提供由SCC拓扑所固定的理想转化率的固定输出，上述理想转化率在所图示的示例性实施例中等于1/2，并且其并不依赖于两个控制信号Ф1、Ф2的占空比，在该示例性实施例中，其中双重输出功率转换器103包括2:1的阶梯结构。
对应于电压vo的第二输出是第三节点N3所导致的信号中的低通滤波分量。第三节点N3导致了方波电压，其均值能够通过调节控制信号Ф1、Ф2的占空比而进行调节，从而提供包括在1/2和1之间的转换比率。例如，当双重输出功率转换器103利用以4伏电压所提供的50％占空比进行操作，则跨接第一LED串131的电压v1为2伏，并且跨接第二LED串133的电压vo为3伏。
为了对两个LED串131、133的电流—即，其两个输出处的电压—进行调节，双重输出功率转换器103对能够利用控制器107进行调节的两个变量进行处理：双重输出功率转换器103的输入电压，即可控电压调节器101所输送的输入电压Vin，以及两个控制信号Ф1、Ф2的占空比。
该阶梯结构的开关S1,…,S4由该两个控制信号Ф1、Ф2进行控制，第一和第三开关S1、S3由第一控制信号Ф1进行控制，而第二和第四开关S2、S4则由第二控制信号Ф2进行控制。
输入电压Vin的变化对双重输出功率转换器103的两个输出有所影响；而占空比的变化则仅影响双重输出功率转换器103的第二输出，即电压vo。该控制器因此能够适于在输入电压Vin发生变化时对占空比进行充分调适，而使得适当电流仍然能够被输送至第二LED串133。两个LED控制器1071、1073向双重输出功率转换器103的两个输出提供独立的电流调节。通过第一LED串131的电流通过经由控制器107所输送的第一控制信号β调节输入电压Vin而进行控制；通过第二LED串133的电流则通过改变两个控制信号Ф1、Ф2的占空比而进行控制。设置点控制器1070允许根据输入设置点—例如颜色设置点和亮度设置点—而对双重输出功率转换器103的输出的电流设置点进行调节。
图3A至3C示出了图示遵循本发明示例性实施例的驱动器中的设置点控制器1070出于实现色点的给定目标数值的目的所设置的不同调节参数的数值的示图。
图3A至3C涉及到包括以上参考图2所描述的驱动器的示例性实施例，针对1瓦特的总输出功率，其具有在冷白和暖白之间的标准色点调节内利用4-V输入进行供电的2-V红色LED和3-V蓝色LED。
在图3A所描绘的图形中，横坐标对应于范围从冷白到暖白的色点设置数值，在如图2所示的示例性实施例中，其中第一LED串131为红色LED而第二LED串133则为蓝色LED。纵坐标则对应于送至LED串的功率百分比，无论颜色设置点数值如何，送至第一LED串131的相对功率和送至第二LED串133的相对功率的总数等于100％。第一线性曲线301对应于第一LED串131的特性而第二线性曲线303则对应于第二LED串133的特性。
例如，冷白可以通过将送至第一LED串131的相对功率设置为20％并且将送至第二LED串133的相对功率设置为80％而获得；暖白可以通过将送至第一LED串131的相对功率设置为40％并且将送至第二LED串133的相对功率设置为60％而获得。色点的所有中间增加数值都能够通过线性增加送至第一LED串131的相对功率同时线性减小送至第二LED串133的相对功率而实现。
在图3B所描绘的图形中，以类似于以上所描述的图3A所描绘的图形的方式，横坐标对应于从冷白到暖白的颜色设置点数值。该坐标对应于以伏特为单位的输入电压Vin的水平。线性曲线311示出了输入电压Vin根据颜色设置点数值的变化。通过在0.5V的范围内线性增大输入电压Vin的水平，可能获得有所增大的颜色设置点数值。
在图3C所描绘的图形中，以类似于以上所描述的图3A和3B所描绘的图形的方式，横坐标对应于范围从冷白到暖白的颜色设置点数值。纵坐标对应于控制信号Ф1、Ф2的占空比。线性曲线321示出了占空比根据颜色设置点数值的变化。通过在10％的范围内线性减小占空比，可能获得有所增大的颜色设置点数值。
图4示出了图示本发明的第二实施例中的由LED驱动器所包括的双重输出转换器的电气图。
第二实施例依赖于根据本发明的可替换拓扑，其允许提供具有互补表现的两个可调节DC输出。在第二实施例中，双重输出功率转换器103被提供以输入电压Vin，并且由开关电容器转换器所形成，如以下进一步详细描述的，后者的一个内部节点连接至第一LED串131—例如红色LED，其另一个内部节点连接至第二LED串133—例如蓝色LED。在第二实施例中，第一LED串131与包括第一输出滤波器电感Lo1和第一输出滤波器电容器Co1的第一输出滤波器1051相关联，并且第二LED串133与包括第二输出滤波器电感Lo2和第二输出滤波器电容器Co2的第二输出滤波器1053相关联。
在图4所示的示例性实施例中，双重输出功率转换器103包括所谓的3:1迪克森(Dickson)阶梯结构，其包括三个电容器C1、C2、C3以及七个开关S1,…S7，它们可以为单刀单掷类型。
更具体地，如所图示实施例中的双重输出功率转换器103包括两个飞行阶梯(flying ladder)，每个飞行阶梯包括一个电容器：一个第一飞行阶梯包括第三电容器C3；而一个第二飞行阶梯包括第二电容器C2。
双重输出功率转换器103进一步包括三个中心节点N1、N2、N3。一个第一开关S1有选择地将第一中心节点N1连接至输入电压Vin。第二开关S2有选择地将第二中心节点N2连接至第一中心节点N1。第三开关有选择地将第二中心节点N2连接至第三中心节点N3。第一电容器C1被置于第三中心节点N3和一个第四中心节点N4之间。第四中心节点N4连接至基准电位，例如连接至接地电位。
包括第三电容器C3的第一飞行阶梯位于第一中心节点N1和一个第一二级节点SN1之间。一个第四开关S4有选择地将第一二级节点SN1连接至第四中心节点N4；一个第五开关S5有选择地将第一二级节点SN1连接至第三中心节点N3。
包括第二电容器C2的第二飞行阶梯位于第二中心节点N2和一个第二二级节点SN2之间。一个第六开关S6有选择地将第二二级节点SN2连接至第三中心节点N3；一个第七开关S7有选择地将第二二级节点SN2连接至第四中心节点N4。
两个飞行阶梯的相位相反，这是由于打开和闭合开关S1至S7的适当顺序。例如，所有奇数编号的开关S1、S3、S5在第一时间相位Ф1期间能够处于给定状态，例如被开启；而所有偶数编号的开关S2、S4、S6则处于相反状态，例如关闭；在连续的第二时间相位Ф2期间，所有开关的状态能够被逆转。
仍然在图4所示的第二实施例中，控制器107与依据以上参考图2所描述的第一实施例的控制器107相比具有更为简单的结构。控制器107可以包括脉冲宽度调制器1075，其被配置为基于单个颜色设置点信号对第一PWM控制信号Ф1和第二控制信号Ф2进行驱动，上述第一和第二控制信号Ф1、Ф2的相位是互补的，如以下进一步详细描述的，上述颜色设置点信号实际对应于占空比数值设置点。
在图4所示的第二示例性实施例中，第一LED串131与第一输出滤波器电容器Co1并联连接，第一输出滤波器电感Lo1连接至第二二级节点SN2。跨接第一LED串131的电压被表示为vo1。第二LED串133与第二输出滤波器电容器Co2并联连接，第二输出滤波器电感Lo2连接至第二中心节点N2。跨接第二LED串133的电压被表示为vo2。
因此，跨第一LED串131的电压vo1是在双重输出功率转换器103所包括的迪克森-阶梯结构的第二二级节点SN2处出现的电压的DC分量，并且其均值能够进行调节从而支持0和1/3之间的转换率。跨接第二LED串133的电压vo2是出现在第二中心节点N2处的电压的DC分量，并且其均值能够进行调节从而支持2/3和1之间的转换率。
例如，利用以8伏电压进行供电的75％占空比对双重输出功率转换器103进行操作允许针对第一LED串131生成2V的输出并且针对替代第二LED串133的两个串联部署的LED生成6V的输出。当占空比增大时，跨接第一LED串131的电压vo1增大，驱动通过第一LED串131的更多电流，同时跨接两个串联LED的电压vo2则有所减小，驱动通过这两个LED的更少电流。在占空比减小时能够实现与之相反的表现。
图5A和5B示出了图示由图4所示的根据本发明第二示例性实施例的LED驱动器所包括的双重输出转换器的输出特性的示图。图5A和5B描绘了每个LED串中的输入功率的分布。
在图5A所描绘的图形中，横坐标对应于如图4所示的示例性实施例中的从冷白到暖白的颜色设置点数值，其中第一LED串131是红色LED，而第二LED串133则为蓝色LED。纵坐标对应于馈送至LED串的功率的百分比，无论颜色设置点数值如何，送至第一LED串131的相对功率和送至第二LED串133的相对功率的总数等于100％。第一线性曲线501对应于第一LED串131的特性而第二线性曲线303则对应于第二LED串133的特性。
例如，冷白可以通过将送至第一LED串131的相对功率设置为20％并且将送至第二LED串133的相对功率设置为80％而获得；暖白可以通过将送至第一LED串131的相对功率设置为50％并且将送至第二LED串133的相对功率设置为50％而获得。色点的所有中间增加数值都能够通过线性增加送至第一LED串131的相对功率同时线性减小送至第二LED串133的相对功率而实现。
在图5B所描绘的图形中，以类似于以上所描述的图5A所描绘的图形的方式，横坐标对应于颜色设置点数值，也就是范围从0至100％的占空比百分比，其对应于范围从冷白到暖白的颜色设置点数值。该坐标对应于跨接第一LED串131的电压vo1与跨接第二LED串133的电压vo2之间的比率。曲线511示出了所述比率根据颜色设置点数值的变化，即作为占空比的函数。利用如图4所示的说明实施例中的双重输出功率转换器103，通过增大占空比，可能在0和0.5之间改变所述比率。
概言之，本发明允许通过至少对驱动功率转换器的开关的控制信号的占空比信号进行控制而对功率转换器的两个输出进行单独控制，该功率转换器由开关电容器转换器所形成，并且该功率转换器的输出连接至已经被该结构所固有包括在内的开关电容器结构的内部节点。
在诸如以上所描述的第一实施例的有利实施例中，通过改变控制信号的占空比以及功率转换器的输入电压Vin，可能基于颜色设置点以及可能的亮度设置点而以完全独立的方式对功率转换器的两个输出进行控制。
虽然已经在附图和以上描述中详细图示并描述了本发明，但是本领域技术人员应当清楚的是，这样的说明和描述要被认为是说明性或示例性而不是限制性的。本发明并不局限于所公开的实施例；相反，在如所附权利要求所限定的本发明的保护范围之内可能有多种变化和修改。
例如，依据所描述实施例的输出滤波器是电感滤波器，但是也能够使用其它已知类型的输出滤波器。
作为另一个示例，以上所描述的两个主要实施例中的示例性开关电容器转换器绝非对本发明进行限制，因为可以使用其它类型的开关电容器转换器，例如斐波那契(Fibonacci)SCC或者具有涉及到更多电容器和开关的更为复杂的结构的SCC，而并不背离本发明的发明概念。
还作为另一个示例，尤其涉及到以上所描述的第二主要实施例，如果包括双重输出功率转换器的驱动器或照明系统要连接至已经提供经调节的供电电压的电源，则可控电压调节器的存在是可选的。
还作为另一个示例，通过负载的电流的闭环控制也是可选的，并且也能够考虑开环方案而并不背离本发明的发明概念。
在这里所描述的SCC架构中使用的所有开关都可以是双向的并且以与电路的开关频率相兼容的适当技术来实施。例如，该开关可以由硅衬底上的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或者氮化镓衬底上的高电子迁移率晶体管(HEMT)所形成。
所有电抗部件的大小能够足够小从而使得能够进行整合为，例如片上功率系统(PSoC)或封装中的功率系统(PSiP)。
电容器还能够使用类似于应用于铁电随机访问存储器(FRAM)或嵌入式动态随机访问存储器(eDRAM)的技术来实施。利用这样的技术所实现的较高电介质常数使得集成SCC更小并且因此更为便宜。
如这里所定义和使用的所有定义都应当被理解为对字面定义、通过引用所结合的文献中的定义和/或所定义术语的常规含义加以支配。
此外，通过研习附图、公开和所附权利要求，本领域技术人员在对请求保护的发明加以实践时能够理解并实施针对所公开实施例的变化。在权利要求中，词语“包括”并不排除其它要素或步骤，并且不定冠词“一个”(“a”或“an”)并不排除多个。某些措施在互相不同的从属权利要求中被引用的事实并非表示这些措施的组合不能被加以利用。

Claims (14)

1.一种用于对至少两套发光二极管(LED)串(131,133)进行驱动的驱动器(10)，包括：
·双重输出功率转换器(103)，其适于将输入电压(Vin)转换为两个不同输出电压以便对所述两套LED串(131,133)进行驱动，
·控制器(107)，其适于基于至少一个输入设置点对所述双重输出功率转换器(103)进行控制，
其中所述双重输出转换器(103)包括开关电容器转换器，所述开关电容器转换器包括多个开关(S1,…,S7)和多个电容器(C1,…,C5)，所述双重输出功率转换器(103)的输出被连接至所述双重输出功率转换器(103)的内部节点(N1,N3)，所述控制器(107)进一步适于输送脉冲宽度调制(PWM)输出控制信号以便驱动所述开关(S1,…,S7)，所述脉冲宽度调制输出控制信号的占空比是所述至少一个输入设置点的函数。
2.根据权利要求1所述的驱动器(10)，进一步包括可控电压调节器(101)，其适于对供应至所述双重输出功率转换器(103)的所述输入电压(Vin)进行控制。
3.根据权利要求2所述的驱动器(10)，其中所述控制器(107)进一步适于控制所述可控电压调节器(101)。
4.根据权利要求1所述的驱动器(10)，其中所述控制器(107)进一步适于根据表示所述至少两套LED串(131,133)中的至少一套LED串的操作的反馈信号，而以闭环方式对所述双重输出功率转换器(103)进行控制。
5.根据权利要求3所述的驱动器(10)，其中所述控制器(107)进一步适于根据表示所述至少两套LED串(131,133)中的至少一套LED串的操作的反馈信号，而以闭环方式对所述可控电压调节器(101)进行控制。
6.根据权利要求1所述的驱动器(10)，进一步包括输出滤波器(105)，所述两套LED串(131,133)中的至少一套LED串由所述两个不同输出电压中的至少一个输出电压通过所述输出滤波器(105)进行控制。
7.根据权利要求1所述的驱动器(10)，其中所述双重输出功率转换器(103)所包括的所述开关电容器转换器基于阶梯结构。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的驱动器(10)，其中所述双重输出功率转换器(103)所包括的所述开关电容器转换器基于迪克森阶梯结构。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的驱动器(10)，其中所述双重输出功率转换器(103)所包括的所述开关电容器转换器基于斐波那契结构。
10.根据权利要求2、3和5中任一项所述的驱动器(10)，其中所述可控电压调节器(101)包括开关模式电源(SMPS)。
11.根据权利要求2、3和5中任一项所述的驱动器(10)，其中所述可控电压调节器(101)包括线性电压调节器。
12.一种包括两套LED串(131,133)的照明系统(1)，其中所述两套LED串(131,133)由如之前任一项权利要求所述的驱动器(10)进行驱动。
13.根据权利要求12所述的照明系统(1)，其中所述两套LED串(131,133)分别包括一个或多个串联的红色光LED以及一个或多个串联的蓝色光LED。
14.一种用于驱动至少两套发光二极管(LED)串(131,133)的方法，至少包括步骤：将输入电压(Vin)转换为两个不同的输出电压以便驱动所述两套LED串(131,133)，通过利用脉冲宽度调制(PWM)信号驱动开关而对包括具有多个所述开关(S1,…,S7)和多个电容器(C1,…,C5)的开关电容器转换器的双重输出功率转换器(103)进行控制，所述脉冲宽度调制信号的占空比是至少一个输入设置点的函数。
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