CN114079395A - 光源系统、驱动器及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种光源系统、驱动器及其操作方法，驱动器用以根据一输入电压提供一输出电压与一输出电流于一负载。驱动器包括功率转换器、第一与第二检测元件以及控制器。功率转换器用以接收该输入电压，并将该输入电压转换为该输出电压与该输出电流。第一检测元件用以检测该输入电压以产生一第一信号。第二检测元件用以检测该输出电压以产生一第二信号，及检测该输出电流以产生一第三信号。控制器用以依据相应该第一信号的多个查值表的一者对该第二信号与该第三信号进行运算，以产生至少一功率值。

Description

光源系统、驱动器及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种驱动技术，特别涉及一种驱动器的操作方法。
背景技术
在节能减碳的趋势下，许多电力系统，例如智慧灯控系统需要监测用电量以依据用电量进行控制，现行做法包含两种方式：(1)在系统外部上直接设置电表以测量系统的用电量。(2)在系统的驱动器内部整合电表IC，将电表IC设置于一次侧以计算系统的用电量并通过内部的通信界面回传给控制器(MCU)。然而，这两种做法的装置/元件成本与架设成本都较为昂贵。因此，要如何发展能够克服上述问题的相关技术为本领域重要的课题。
发明内容
本发明实施例包含一种驱动器用以根据一输入电压提供一输出电压与一输出电流于一负载。驱动器包括功率转换器、第一与第二检测元件以及控制器。功率转换器用以接收该输入电压，并将该输入电压转换为该输出电压与该输出电流。第一检测元件用以检测该输入电压以产生一第一信号。第二检测元件用以检测该输出电压以产生一第二信号，及检测该输出电流以产生一第三信号。控制器用以依据相应该第一信号的多个查值表的一者对该第二信号与该第三信号进行运算，以产生至少一功率值。
本发明实施例还包含一种驱动器的操作方法，包括以下步骤。通过驱动器转换输入电压为输出电压与输出电流。通过输出电压与输出电流驱动负载。检测输入电压、输出电压与输出电流。产生分别对应输入电压、输出电压与输出电流的第一信号、第二信号与第三信号。依据第一信号在多个查值表中选择第一查值表。依据第二信号与第三信号在第一查值表中查找以产生至少一功率值。
本发明实施例还包含一种光源系统，包含发光二极管串以及驱动器。驱动器电性连接发光二极管串，用以接收输入电压以提供输出电压与输出电流驱动发光二极管串。驱动器包含功率转换器、第一检测元件、第二检测元件与控制器。功率转换器用以接收输入电压，并将输入电压转换为输出电压与输出电流。第一检测元件用以检测输入电压以产生第一信号。第二检测元件用以检测输出电压以产生第二信号，及检测输出电流以产生第三信号。控制器用以依据相应第一信号的多个查值表的一者对第二信号与第三信号进行运算，以产生至少一功率值。
附图说明
图1为根据本公开的一实施例所示出的光源系统的功能方框图。
图2为根据本公开的一实施例所示出的光源系统的功能方框图。
图3为根据本公开的一实施例所示出的光源系统的功能方框图。
图4为根据本公开的一实施例所示出的检测元件与控制器的操作的示意图。
图5为根据本公开的一实施例所示出的驱动器的功能方框图。
图6为根据本公开的一实施例所示出的驱动器的操作方法的流程图。
图7为根据本公开的一实施例所示出的驱动器的操作方法的流程图。
附图标记说明：
10：光源系统
100：驱动器
VIN、VOUT、V1：电压信号
IOUT：电流信号
101：桥式整流器
109：负载
AC1：交流电压信号
LAC、LDC：电压电平
110：功率转换器
120：变压装置
130：检测装置
140：控制器
S1、S2、S3：信号
R1：电阻
112：功率因素校正(PFC)电路
114：半桥串联谐振转换器(HBSRC)电路
122、612：一次侧绕组
124、614：二次侧绕组
132、134、202、204、402、404、500、602、604：检测元件
142：处理器
144：存储器
146：通信接口
ADC1～ADC3：模拟数字转换器
K1、K2：电压值
K3：电流值
PF：功率因数值
EFF：效率值
P1：负载侧功率值
P2：有功功率值
P3：视在功率值
103、105、107、121：节点
LC1、LC2、LC3、LC4：光耦合器
502：脉冲宽度调制(PWM)电路
VIN'：取样信号
610：降压变换器
S71～S74、S81～S89、S85a、S85b、S85c：步骤
T1～T3：查值表
具体实施方式
图1为根据本公开的一实施例所示出的光源系统的功能方框图。如图1所示，光源系统10包含驱动器100、桥式整流器101与负载109。
再者，如图1所示，驱动器100用以接收电压信号VIN，并且输出电压信号VOUT与电流信号IOUT以驱动负载109进行操作。在图1所示的实施例中，驱动器100耦接桥式整流器101，并且用以从桥式整流器101接收电压信号VIN。桥式整流器101用以接收交流电压信号AC1，并且依据交流电压信号AC1输出电压信号VIN。交流电压信号AC1具有电压电平LAC，电压信号VIN具有电压电平LDC。
在一些实施例中，电压电平LDC取决电压电平LAC，举例来说，电压电平LDC正比于电压电平LAC。在一些实施例中，驱动器100用以通过电压信号VOUT与电流信号IOUT驱动负载109，其中在一些实施例中，负载109包含发光二极管(Light-emitting diode，LED)串，但本发明实施例不限于此，驱动器100也可以用以驱动其他类型的装置。在一些实施例中，驱动器100包含于智慧灯控系统。
如图1所示，驱动器100包含功率转换器110、变压装置120、检测装置130与控制器140。在一些实施例中，功率转换器110包含变压装置120，并用以接收并转换电压信号VIN，并且输出电压信号V1至变压装置120。变压装置120用以接收电压信号V1并且输出电压信号VOUT与电流信号IOUT。换言之，功率转换器110用以接收电压信号VIN，并转换电压信号VIN为电压信号VOUT与电流信号IOUT。检测装置130用以检测电压信号VIN、电压信号VOUT与电流信号IOUT，并且传输对应电压信号VIN的信号S1、对应电压信号VOUT的信号S2与对应电流信号IOUT的信号S3至控制器140。控制器140用以接收信号S1～S3，并且依据信号S1～S3以及预先存储的查值表(例如表1)进行运算以产生驱动器100的功率值，例如视在功率(Apparent Power)、有功功率(Active Power)与负载侧功率(Load Side Power)的功率值。
在一些实施例中，控制器140通过微处理器单元(MicroController Unit，MCU)或单芯片微电脑(Single-Chip Microcomputer)或其他类型的具有计算与存储功能的装置实施。在一些实施例中，驱动器100还包含用以测量电流信号IOUT的电流值的电阻R1。
在一些实施例中，功率转换器110包含功率因素校正(Power Factor Correction，PFC)电路112以及半桥串联谐振转换器(Half Bridge Series Resonant Converter，HBSRC)电路114。PFC电路112与HBSRC电路用以提升驱动器100稳定性和用电效率。
在一些实施例中，变压装置120包含一次侧绕组122以及二次侧绕组124。一次侧绕组122用以传输电压信号V1至二次侧绕组124。二次侧绕组124用以转换电压信号V1以输出电压信号VOUT与电流信号IOUT。由于电压信号VOUT与电流信号IOUT为二次侧绕组124对应的电压信号与电流信号，因此电压信号VOUT与电流信号IOUT又被称为二次侧电压信号与二次侧电流信号。在一些实施例中，一次侧绕组122以及二次侧绕组124由线圈或其他类型的绕组元件实施。
在一些实施例中，检测装置130包含检测元件132与检测元件134。检测元件132用以接收电压信号VIN，并依据电压信号VIN产生对应的信号S1，并以隔离式传输方式或非隔离式传输方式传输信号S1至控制器140。类似于检测元件132，检测元件134用以接收电压信号VOUT与电流信号IOUT，并依据电压信号VOUT与电流信号IOUT产生对应的信号S2与S3，并以隔离式传输方式或非隔离式传输方式传输信号S2与S3至控制器140。关于隔离式传输方式与非隔离式传输方式的细节在下方关于图2至图5的实施例中有更多论述。
在一些实施例中，控制器140包含处理器142、存储器144与通信接口146。处理器142用以接收信号S1～S3，并依据信号S1～S3在存储器144预先存储的查值表中查找对应于电压信号VIN的电压值K1、电压信号VOUT的电压值K2与电流信号IOUT的电流值K3的功率因数(Power Factor)值PF与效率(Efficiency)值EFF，进而计算出负载侧功率值P1、有功功率值P2与视在功率值P3。负载侧功率值P1、有功功率值P2与视在功率值P3的计算方式如下：
P1＝K2×K3；
P2＝K2×K3/EFF；
P3＝K2×K3/EFF/PF。
在一些实施例中，通信接口146为数字通信接口、SPI(Serial PeripheralInterface)、I2C(Inter-Integrated Circuit)或其他类型的通信接口。在一些实施例中，标准仪器(例如WT1600 Digital Power Meter)预先测量驱动器100在电压信号VIN具有不同的电压值K1下，所产生的输出电压VOUT和不同输出电流IOUT具有不同的电压值K2与电流值K3所对应的效率值EFF与功率因数值PF，并且依据电压值K1～K3、效率值EFF与功率因数值PF建立查值表，例如图7中的查值表T1～T3。
在一些实施例中，控制器140还包含模拟数字转换器ADC1～ADC3。模拟数字转换器ADC1～ADC3分别用以将信号S1～S3转换为对应的电压值K1、K2与电流值K3以传送电压值K1、K2与电流值K3至处理器142。
在一些实施例中，通信接口146用以接收并显示来自处理器142的负载侧功率值P1、有功功率值P2与视在功率值P3，使得使用者可以依据负载侧功率值P1、有功功率值P2与视在功率值P3参考并监视驱动器100消耗电力的状况。
在先前的作法中，需要在驱动器的一次侧安装电表以计算系统的用电量，使成本增加。
相较于上述的作法，本发明实施例通过电压值K1、K2与电流值K3以及存储在控制器140的存储器144中的查值表估算驱动器100的功率值，并不需要额外安装电表，以节省成本。此外，本发明实施例包含通过隔离式传输方式或非隔离式传输方式传输对应电压值K1、K2与电流值K3的信号S1～S3的作法。
图2为根据本公开的一实施例所示出的光源系统的功能方框图。图2与图1大致相同，因此与图1相同之处不再重复叙述。图2与图1不同之处在于，检测装置130包含检测元件202与检测元件204。检测元件202与检测元件204分别为图1中的检测元件132与检测元件134的实施例。检测元件202用以通过非隔离式传输方式传输信号S1至控制器140。检测元件204用以通过隔离式传输方式传输信号S2与S3至控制器140。
在一些实施例中，检测元件202包含耦接于节点103与控制器140之间的分压电路，对应非隔离式传输方式。在一些实施例中，检测元件204包含分压电路以及光耦合器，对应隔离式传输方式。在一些实施例中，控制器140配置于功率转换器110的一次侧(例如节点103)，并通过检测元件202接收对应的信号S1，且通过检测元件204以隔离式传输方式接收驱动器100的二次侧(例如节点105及/或节点107)对应的信号S2及/或信号S3。
图3为根据本公开的一实施例所示出的光源系统的功能方框图。图3与图1大致相同，因此与图1相同之处不再重复叙述。图3与图1不同之处在于，检测装置130包含检测元件402与检测元件404。检测元件402与检测元件404分别为图1中的检测元件132与检测元件134的实施例。检测元件402用以通过隔离式传输方式传输信号S1至控制器140。检测元件404用以通过非隔离式传输方式传输信号S2与S3至控制器140。
在一些实施例中，检测元件404包含耦接于节点105与控制器140之间的分压电路，对应非隔离式传输方式。在一些实施例中，检测元件402包含分压电路以及光耦合器，对应隔离式传输方式。在一些实施例中，控制器140配置于功率转换器110的二次侧(例如节点105及/或节点107)，并通过检测元件404接收对应的信号S2及/或信号S3，且通过检测元件402以隔离式传输方式接收驱动器100的一次侧(例如节点103)对应的信号S1。
图4为根据本公开的一实施例所示出的检测元件与控制器的操作的示意图。在图4所示的实施例中，检测元件500包含脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)电路502。在一些实施例中，检测元件500为图2中的检测元件202的范例，且PWM电路502为隔离式的PWM电路。在一些其他实施例中，检测元件500为图3中的检测元件402的范例，且PWM电路502为非隔离式的PWM电路。
在图4所示的实施例中，PWM电路502对电压信号VIN进行取样以取得对应电压信号VIN的取样电压信号VIN'，并将取样电压信号VIN'转换为具有脉冲的信号S1，且将信号S1输出至控制器140。
在图4所示的实施例中，信号S1为PWM输出信号，因此对于控制器140的规格需求降低，使得成本降低。
图5为根据本公开的一实施例所示出的光源系统的功能方框图。图5与图1大致相同，因此与图1相同之处不再重复叙述。图5与图1不同之处在于，检测装置130包含检测元件602与检测元件604。检测元件602与检测元件604分别为图1中的检测元件132与检测元件134的实施例。检测元件402用以通过非隔离式传输方式传输信号S1至控制器140。检测元件604用以通过非隔离式传输方式传输信号S2与S3至控制器140。
此外，图5与图1不同之处在于，在图5所示的实施例中，变压装置120包含降压变换器(Buck Converter)610。降压变换器610用以将电压信号V1调整为电压信号VOUT。降压变换器610包含一次侧绕组612以及二次侧绕组614。一次侧绕组612用以接收电压信号V1。二次侧绕组614用以输出电压信号VOUT与电流信号IOUT。
在一些实施例中，检测元件602包含耦接于节点103与控制器140之间的电线。检测元件604包含分别耦接于节点105与控制器140之间以及节点107与控制器140之间的电线。
图6为根据本公开的一实施例所示出的驱动器的操作方法的流程图。在一些实施例中，图6所示的操作方法可以应用于图1、图2、图3与图5所示的驱动器100。请参照图6，驱动器100的操作从步骤S71开始。在步骤S72，驱动器100检测电压信号VIN、VOUT与电流信号IOUT，并依据对应的电压值K1、K2与电流值K3在查值表中查找对应的效率值EFF，且依据效率值EFF进行运算以取得有功功率值P2。在步骤S73，驱动器100依据电压值K1、K2与电流值K3在查值表中查找对应的功率因数值PF，且依据功率因数值PF进行运算以取得视在功率值P3。在步骤S74，驱动器100通过通信接口146回报目前驱动器100的有功功率值P2与视在功率值P3。
在一些实施例中，在步骤S74之后，驱动器100会回到步骤S72进行操作，以持续监测驱动器100的功率值。在一些实施例中，驱动器100每隔一秒重复进行一次步骤S72至步骤S74的操作。
图7为根据本公开的一实施例所示出的驱动器的操作方法的流程图。在一些实施例中，图7所示的操作方法可以应用于图1、图2、图3与图5所示的驱动器100。请参照图7，驱动器100的操作从步骤S81开始。在步骤S82，驱动器100等待一秒。在步骤S83，驱动器100取得对应电压信号VIN、VOUT与电流信号IOUT的电压值K1、K2与电流值K3。在步骤S84，驱动器100依据电压信号VIN的电压值K1选择对应的查值表。
在步骤S85，驱动器100依据电压信号VOUT与电流信号IOUT的电压值K2与电流值K3，在查值表中查找对应的功率因数值PF与效率值EFF。在步骤S85a，若电压值K1为120伏特，则驱动器100在对应120伏特的查值表T1(图未示)中查找功率因数值PF与效率值EFF。在步骤S85b，若电压值K1为230伏特，则驱动器100在对应230伏特的查值表T2(图未示)中查找功率因数值PF与效率值EFF。在步骤S85c，若电压值K1为277伏特，则驱动器100在对应277伏特的查值表T3(图未示)中查找功率因数值PF与效率值EFF。须了解，这里K1的电压值仅为示例，并非用以限制本发明。
在步骤S86，驱动器100依据电压值K2、电流值K3与效率值EFF计算有功功率值P2。在步骤S87，驱动器100依据电压值K2、电流值K3、效率值EFF与功率因数值PF计算视在功率值P3。在步骤S88，驱动器100依据电压值K2与电流值K3计算负载侧功率值P1。
在步骤S89，使用者依据步骤S86～步骤S88的计算取得的负载侧功率值P1、有功功率值P2与视在功率值P3对驱动器100的电压信号VIN与交流电压信号AC1进行监测与控制。例如通过通信接口146将处理器142计算的负载侧功率值P1、有功功率值P2与视在功率值P3传送给使用者，使得使用者可以依据负载侧功率值P1、有功功率值P2与视在功率值P3参考并监视驱动器100消耗电力的状况。
在一些实施例中，在步骤S88之后，驱动器100会回到步骤S83进行操作，以持续监测驱动器100的功率值。在一些实施例中，在回到步骤S83进行操作前，驱动器100会等待一段时间。
在一些实施例中，查值表T1～T3对应的电压值可以是电压值范围。举例来说，查值表T1对应的电压值K1的范围为100～150伏特，查值表T2对应的电压值K1的范围为150～220伏特，查值表T3对应的电压值K1的范围为220～297伏特。查值表T1～T3对应的电压值范围涵盖了100～297伏特，因此电压信号VIN的电压值K1在100～297伏特之间时便可以找到对应的功率因数值PF与效率值EFF。须注意的是，查值表的数量(例如T1～T3)和其电压值K1和K2以及电流值K3的范围仅为示例，可依实际情况做任何调整，其并非用以限制本发明。
表1为对应电压值K1介于为100～150伏特的查值表T1的一实施例。如表1所示，当电压值K1为120伏特时，驱动器100可以依据查值表T1的电压值K2与电流值K3在表1查找对应的功率因数值PF与效率值EFF。举例来说，当电压值K2为80伏特，而且电流值K3为150毫安培时，对应的功率因数值PF与效率值EFF分别为0.87与80％。因此驱动器100可以依据前述公式计算负载侧功率值P1、有功功率值P2与视在功率值P3。
Figure BDA0002640306680000101
表1
在一些实施例中，表1所示的查值表T1对应的电压值与电流值可以是电压值范围及电流值范围。举例来说，表1所示的100毫安培对应的电流值K3的范围为76～125毫安培，150毫安培对应的电流值K3的范围为126～175毫安培，以此类推。表1所示的80伏特对应的电压值K2的范围为70～90伏特，200伏特对应的电压值K2的范围为190～210伏特，以此类推。因此在电压值范围及电流值范围的电压值K2与电流值K3都具有对应的功率因数值PF与效率值EFF。举例来说，当电流值K3与电压值K2分别为125毫安培与90伏特时，对应的功率因数值PF与效率值EFF分别为0.82与78％。
综上所述，在本发明实施例中，用于系统(例如智慧灯控系统)中的驱动器100不需要额外设计电表IC或是在系统外部另外设置电表，通过驱动器100内部的控制器140(例如微控制器)，依据功率转换器110接收的电压信号VIN找出对应的查值表，并根据对应的查值表里的功率因数值PF与效率值EFF对功率转换器110输出的电压信号VOUT与电流信号IOUT(用以提供给系统的负载)计算负载侧功率值P1、有功功率值P2与视在功率值P3，进而估测系统的用电量(亦即，负载的用电量)。因此本发明实施例相较于先前作法具有较低的成本。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作些许的变动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (16)

1.一种驱动器，用以根据一输入电压提供一输出电压与一输出电流于一负载，该驱动器包括：
一功率转换器，用以接收该输入电压，并将该输入电压转换为该输出电压与该输出电流；
一第一检测元件，用以检测该输入电压以产生一第一信号；
一第二检测元件，用以检测该输出电压以产生一第二信号，及检测该输出电流以产生一第三信号；以及
一控制器，用以依据相应该第一信号的多个查值表的一者对该第二信号与该第三信号进行运算，以产生至少一功率值。
2.如权利要求1所述的驱动器，其中该些查值表的每一者包含相应该第一信号的一电压范围值，及相应不同的该第二信号和该第三信号的多个效率值和多个功率因数值。
3.如权利要求2所述的驱动器，其中该控制器根据该第一信号相应的一电压值找出该些查值表的该一者，并根据该第二信号和该第三信号于该些查值表的该一者相应的该效率值及/或该功率因数值对该第二信号和该第三信号计算有功功率值及/或视在功率值。
4.如权利要求1所述的驱动器，其中该功率转换器具有一一次侧端与一二次侧端，其中该控制器配置于该二次侧端，且该第一检测元件是隔离型元件及该第二检测元件是非隔离型元件。
5.如权利要求1所述的驱动器，其中该功率转换器具有一一次侧端与一二次侧端，其中该控制器配置于该一次侧端，且该第一检测元件是非隔离型元件及该第二检测元件是隔离型元件。
6.如权利要求1所述的驱动器，其中该第一检测元件包含一脉冲宽度调制电路，用以取样该输入电压以产生一取样电压，并将该取样电压转换为具有脉冲的该第一信号。
7.如权利要求1所述的驱动器，其中该控制器包括：
一存储器，用以存储该些查值表，其中该些查值表是通过标准仪器预先测量该驱动器在不同的输入电压下，所产生的不同输出电压和不同输出电流所对应的该些效率值与该些功率因数值而建立。
8.一种驱动器的操作方法，包括：
通过一驱动器转换一输入电压为一输出电压与一输出电流；
通过该输出电压与该输出电流驱动一负载；
检测该输入电压、该输出电压与该输出电流；
产生分别对应该输入电压、该输出电压与该输出电流的一第一信号、一第二信号与一第三信号；
依据该第一信号在多个查值表中选择一第一查值表；以及
依据该第二信号与该第三信号在该第一查值表中查找以产生至少一功率值。
9.如权利要求8所述的操作方法，其中在该些查值表中选择该第一查值表包括：
比较该些查值表的每一者包含的一电压值范围与该第一信号对应的一电压值；
当该电压值在该些查值表的一者的该电压值范围中时，选择该些查值表的该者做为该第一查值表。
10.如权利要求8所述的操作方法，其中在该第一查值表中查找以产生该至少一功率值包括：
依据该第二信号对应的一电压值与该第三信号对应的一电流值在该第一查值表中查找一效率值与一功率因数值的至少一者；
依据该效率值与该功率因数值的该至少一者进行运算以产生一有功功率值与一视在功率值的至少一者。
11.如权利要求8所述的操作方法，还包括：
通过一标准仪器预先测量该驱动器在不同的输入电压下，所产生的不同输出电压和不同输出电流所对应的该些效率值与该些功率因数值；以及
依据该些效率值与该些功率因数值建立该些查值表。
12.一种光源系统，包含：
一发光二极管串；以及
一驱动器，电性连接该发光二极管串，用以接收一输入电压以提供一输出电压与一输出电流驱动该发光二极管串，该驱动器包含：
一功率转换器，用以接收该输入电压，并将该输入电压转换为该输出电压与该输出电流；
一第一检测元件，用以检测该输入电压以产生一第一信号；
一第二检测元件，用以检测该输出电压以产生一第二信号，及检测该输出电流以产生一第三信号；以及
一控制器，用以依据相应该第一信号的多个查值表的一者对该第二信号与该第三信号进行运算，以产生至少一功率值。
13.如权利要求12所述的光源系统，其中该些查值表的每一者包含相应该第一信号的一电压范围值，及相应不同的该第二信号和该第三信号的多个效率值和多个功率因数值。
14.如权利要求13所述的光源系统，其中该控制器根据该第一信号相应的一电压值找出该些查值表的该一者，并根据该第二信号和该第三信号于该些查值表的该一者相应的该效率值及/或该功率因数值对该第二信号和该第三信号计算有功功率值及/或视在功率值。
15.如权利要求12所述的光源系统，其中该第一检测元件包含一脉冲宽度调制电路，用以取样该输入电压以产生一取样电压，并将该取样电压转换为具有脉冲的该第一信号。
16.如权利要求12所述的光源系统，其中该控制器包括：
一存储器，用以存储该些查值表，其中该些查值表是通过标准仪器预先测量该驱动器在不同的输入电压下，所产生的不同输出电压和不同输出电流所对应的该些效率值与该些功率因数值而建立。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7888881B2 (en) * 2005-07-28 2011-02-15 Exclara, Inc. Pulsed current averaging controller with amplitude modulation and time division multiplexing for arrays of independent pluralities of light emitting diodes
US20090306914A1 (en) 2008-06-04 2009-12-10 Texas Instruments Incorporated System and method for measuring input power of power supplies
US8344638B2 (en) * 2008-07-29 2013-01-01 Point Somee Limited Liability Company Apparatus, system and method for cascaded power conversion
AU2010265883B2 (en) 2009-06-25 2016-02-11 Server Technology, Inc. Power distribution apparatus with input and output power sensing and method of use
US8536803B2 (en) * 2009-07-16 2013-09-17 Innosys, Inc Fluorescent lamp power supply
US8184670B2 (en) * 2009-10-09 2012-05-22 Analog Modules, Inc. Smart linear pulsed laser diode driver, and method
TWM398119U (en) 2010-05-20 2011-02-11 Acbel Polytech Inc Miniaturized digital electric meter
JP2013135509A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Minebea Co Ltd スイッチング電源装置および発光ダイオード照明装置
JP6272323B2 (ja) * 2012-07-16 2018-01-31 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ ドライバデバイスと、所定条件を満たすために入力供給電流を制御することを含む、負荷、具体的には光ユニットを駆動する駆動方法
WO2014018882A1 (en) * 2012-07-26 2014-01-30 Osram Sylvania Inc. Flyback ac-to-dc converter
US9565731B2 (en) * 2015-05-01 2017-02-07 Lutron Electronics Co., Inc. Load control device for a light-emitting diode light source
CN107947154A (zh) 2017-11-10 2018-04-20 北京世纪航凯电力科技股份有限公司 物联网智能节电器
CN108627688B (zh) 2018-08-03 2024-05-10 长春七角星科技发展有限公司 一种电动车高压母线监测装置及监测方法
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CN110855013A (zh) 2019-12-30 2020-02-28 桂林海威科技股份有限公司 一种智能恒显示电力监测装置及其控制方法

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