CN117099485A - 电力供应电路、控制方法、照明装置驱动器和照明设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种电力供应电路、控制方法和照明设备。该电力供应电路包括：控制器，该控制器被配置为输出第一PWM信号，第一PWM信号的占空比由有效时间(t_on)控制；控制单元，该控制单元被配置为根据该第一PWM信号生成控制信号；驱动电路，该驱动电路被配置为根据该控制信号生成驱动信号；开关元件，该开关元件被配置为根据该驱动信号而开启或关闭；电压转换器，该电压转换器被配置为连接在第一输入端口和两个输出端口之间；和电阻器，该电阻器被配置为连接在开关元件和接地端口之间，开关元件连接在电压转换器和电阻器之间，当两个输出端口的目标输出电流改变时，该控制器以阶梯形式改变第一PWM信号的有效时间，该有效时间在该有效时间的每个阶梯中是固定的，并且该控制器在有效时间的每个阶梯中改变该第一PWM信号的频率。

Description

电力供应电路、控制方法、照明装置驱动器和照明设备

技术领域

本公开的实施方案整体涉及照明领域，并且更具体地涉及电力供应电路、控制方法、照明装置驱动器和照明设备。

背景技术

本部分介绍可有利于更好地理解本公开的方面。因此，本部分的陈述应就此来阅读，并且不应理解为是对现有技术中的内容或不是现有技术中的内容的承认。

在照明技术领域中，通常需要配置用于驱动照明装置的驱动电流。该照明装置为例如LED(发光二极管)。

在相关技术中，对于电力供应电路，在调光控制中使用2个PWM通道。在调光控制期间，PWM通道(PWMH)中的一个PWMH的高调光水平范围(例如高于10％)生成PWM信号以影响电流感测检测。当调光水平较低时，使用另一个PWM通道(PWML)来实现较低的调光水平。也就是说，使用2个PWM通道来控制调光曲线，因此可以在整个调光范围(通常为1％-100％，基于产品规格而不同)中获得2条连续的线性曲线。即使输出电流范围很宽，例如，LocoDALI220W的输出电流范围为5mA至1050mA，也保持降压电路在CCM(连续电流模式)中操作。

从该电力供应电路输出的该DC功率可以根据调光信号从最小值上升到最大值。DALI(数字可寻址照明接口)、NFC(近场通信)等可以用于调节DC功率，因此照明装置的输出功率从最小值上升到最大值。

电力供应电路通常包括PFC(功率因数校正)电路。该PFC电路中的开关的开关频率将被设计为在满负载时大约50kHZ至100kHZ。

发明内容

在深度调光水平中，当LED设备执行DALI水平命令以从深度调光水平调亮或者调暗到深度调光时，可以发现该调光曲线不是严格地足够单调的。因为当设备处于衰减性能时，该调光曲线可以被电流探头捕获。

图1示出了由电力供应电路输出的LED电流的衰减时间。深度调光水平中的调光曲线100逐步下降。深度调光水平中的这种衰减性能将导致人眼能够观察到的闪烁问题。

发明人发现：在深度调光水平下，降压开关周期非常长，这意味着开关频率可以足够小以用于PWML控制。例如，当调暗至3％时，降压周期频率可以是30K至40K，但是PWML的占空比是4％至5％。结果是没有足够的降压脉冲来驱动LED电流改变。因此，即使调亮高于3％或达6％-8％，PWML的占空比也不够大，例如，仅保持2-3个降压开关周期。这是为什么LED电流在衰减期间停留在某个阶段的根本原因，典型地处于深度调光水平和低I-sel LED电流状态。

一般来讲，本公开的实施方案提供了一种电力供应电路、控制方法、照明装置驱动器和照明设备。在实施方案中，电力供应电路的控制器可以阶梯(step)形式改变第一PWM(PWML)信号的有效时间，并且在有效时间的每个阶梯中改变第一PWM信号的频率。因此，可以获得理想的衰减性能表现。

在第一方面，提供了一种电力供应电路，该电力供应电路包括：

控制器，该控制器被配置为输出第一PWM(脉冲宽度调制)信号，该第一PWM信号的占空比由有效时间(t_on)控制；

控制单元，该控制单元被配置为根据该第一PWM信号生成控制信号；

驱动电路，该驱动电路被配置为根据该控制信号生成驱动信号；

开关元件，该开关元件被配置为根据该驱动信号开启或关闭；

电压转换器，该电压转换器被配置为连接在第一输入端口和两个输出端口之间；以及

电阻器，该电阻器被配置为连接在开关元件与接地端口之间，

该开关元件连接在该电压转换器和该电阻器之间，

当两个输出端口的目标输出电流改变时，

该控制器以阶梯形式改变该第一PWM信号的有效时间，该有效时间在该有效时间的每个阶梯中是固定的，

并且该控制器在该有效时间的每个阶梯中改变该第一PWM信号的频率。

在一个实施方案中，该控制器在该有效时间的每个阶梯中改变该第一PWM信号的频率。

在一个实施方案中，当两个输出端口的目标输出电流下降时，

该控制器以阶梯形式减小该第一PWM信号的有效时间，并且该控制器在该有效时间的每个阶梯中将该第一PWM信号的频率从最大频率减小到最小频率。

在一个实施方案中，当两个输出端口的目标输出电流增大时，

该控制器以阶梯形式增加该第一PWM信号的有效时间，并且该控制器在该有效时间的每个阶梯中将该第一PWM信号的频率从最小频率增加到最大频率。

在一个实施方案中，有效时间的阶梯中的最大频率之差小于第一预定值。

在一个实施方案中，有效时间的阶梯中的最大频率具有相同的值。

在一个实施方案中，有效时间的阶梯中的最小频率之差小于第二预定值。

在一个实施方案中，有效时间的阶梯中的最小频率具有相同的值。

在一个实施方案中，当目标输出电流低于第一临界值和/或高于第二临界值时，

该控制器以阶梯形式改变该第一PWM信号的有效时间，并且在该有效时间的每个阶梯中改变该第一PWM信号的频率。

在一个实施方案中，当目标输出电流高于第一临界值时，

该控制器将第一PWM信号的频率保持为第一频率(最大动态频率)。

在一个实施方案中，当目标输出电流低于第一临界值时，

该控制器将第一PWM信号的频率保持为第二频率(最小动态频率)。

在一个实施方案中，在第一临界值和第二临界值之间包括至少两个区域，

在每个区域中，有效时间的相邻阶梯之间的差(t_on间隔_1或者t_on间隔_2)保持固定，

在至少两个区域中，有效时间的相邻阶梯之间的差(t_on间隔_1和t_on间隔_2)是不同的。

在一个实施方案中，控制单元还被配置为生成第二PWM信号，该第二PWM信号被提供给电阻器与开关元件之间的连接节点。

在第二方面，提供了一种照明装置驱动器，该照明装置驱动器包括根据实施方案的第一方面的电力供应电路，照明装置驱动器向照明装置提供第二直流(DC)功率。

在一个实施方案中，照明装置驱动器是LED(发光二极管)驱动器。

在第三方面，提供了一种照明设备，该照明设备包括照明装置和根据实施方案的第一方面的电力供应电路，该电力供应电路向照明装置提供第二直流(DC)功率。

在第四方面，提供了一种根据第一方面的电力供应电路的控制方法，该控制方法包括：当两个输出端口的目标输出电流改变时，该控制器以阶梯形式改变第一PWM信号的有效时间，该有效时间在该有效时间的每个阶梯中是固定的，并且该控制器在有效时间的每个阶梯中改变第一PWM信号的频率。

根据本公开的各种实施方案，电力供应电路的控制器可以以阶梯形式改变第一PWM(PWML)信号的有效时间，并且在有效时间的每个阶梯中改变第一PWM信号的频率，因此，可以获得理想的衰落性能表现，并且可以解决闪烁问题。

附图说明

以举例的方式，通过以下参考附图的详细描述，本公开的各种实施方案的上述和其他方面、特征部和益处将变得更加显而易见，其中类似的附图标号或字母用于表示类似或等同的元件。附图是为了便于更好地理解本公开的实施方案而示出的并且未必按比例绘制，其中：

图1示出了由电力供应电路输出的LED电流的衰减时间；

图2是根据本公开的实施方案的电力供应电路的图示；

图3是第一PWM的目标电流、有效时间t_on和频率的序列图；

图4是第一PWM的目标电流、有效时间t_on、开关元件Q1周期和频率的序列图；

图5示出了电力供应电路10的控制方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考若干示例性实施方案来讨论本公开。应当理解，讨论这些实施方案的目的仅在于使得本领域的技术人员能够更好地理解本公开并因此实施本公开，而不是提出对本公开的范围的任何限制。

如本文所用，术语“第一”和“第二”是指不同的元件。除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一个”和“一种”旨在也包括复数形式。如本文所用，术语“包括”、“包含”、“具有”和/或“含有”指定所述特征部、元件和/或部件等的存在，但不排除一种或多种其他特征部、元件、部件和/或它们的组合的存在或添加。术语“基于”应被理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施方案”和“实施方案”应被理解为“至少一个实施方案”。术语“另一个实施方案”应被理解为“至少一个其他实施方案”。下文可包括其他明确和隐含的定义。

实施方案的第一方面

在第一实施方案中，提供了一种电力供应电路。

图2是根据本公开的实施方案的电力供应电路的图示。如图2所示，电力供应电路10包括控制器100、控制单元200、驱动电路300、开关元件Q1、电压转换器400和电阻器R。

控制器100被配置为输出第一PWM(脉冲宽度调制)信号，该第一PWM信号的占空比由有效时间(t_on)控制。例如，第一PWM是PWML。

控制单元200被配置为根据该第一PWM信号生成控制信号。

驱动电路300被配置为根据该控制信号生成驱动信号。

开关元件Q1被配置为根据该驱动信号开启或关闭。例如，Q1是MOS晶体管。

电压转换器400被配置为连接在第一输入端口(输入+)与两个输出端口(VOUT+和VOUT-)之间。例如，如图2所示，电压转换器400包括二极管D1、电感器L1和电容器C1。

电阻器R被配置为连接在开关元件Q1与接地端口之间。

如图2所示，开关元件Q1连接在电压转换器400与电阻R之间。

如图2所示，控制单元100还被配置为生成第二PWM信号(例如，PWMH)，该第二PWM信号被提供给电阻器R与开关元件Q1之间的连接节点A。

在至少一个实施方案中，当两个输出端口(VOUT+和VOUT-)的目标输出电流改变时，控制器100以阶梯形式改变第一PWM信号的有效时间t_on。该有效时间t_on决定第一PWM信号的占空比。有效时间t_on在每个阶梯中是固定的，也就是说，每个阶梯中开关元件Q1的开关周期是固定的，但是每个阶梯中第一PWM信号的占空比随着PWM频率监测而相应地改变。

控制器100在该有效时间的每个阶梯中改变该第一PWM信号的频率。

根据实施方案的第一方面，电力供应电路的控制器100可以以阶梯形式改变第一PWM(PWML)信号的有效时间，并且在有效时间的每个阶梯中改变第一PWM信号的频率，因此，可以获得理想的衰落性能表现，并且可以解决闪烁问题。

图3是第一PWM的目标电流、有效时间t_on和频率的序列图。图4是第一PWM的目标电流、有效时间t_on、开关元件Q1周期和频率的序列图。

在至少一个实施方案中，该控制器100在该有效时间t_on的每个阶梯中改变该第一PWM信号的频率。

例如，如图3所示，当两个输出端口的目标输出电流下降时，控制器100以阶梯形式减少第一PWM信号的有效时间t_on(例如，阶梯1、阶梯2、...)，控制器100在有效时间的每个阶梯将第一PWM信号的频率从最大频率降到最小频率，即，在阶梯1中，第一PWM信号的频率从最大频率fmax1降到最小频率fmin1；在阶梯2中，第一PWM信号的频率从最大频率fmax2降到最小频率fmin2，fmax2高于fmin1。

作为另一示例，当两个输出端口的目标输出电流增加时，控制器100以阶梯形式增加第一PWM信号的有效时间，并且控制器在有效时间的每个阶梯中将第一PWM信号的频率从最小频率增加到最大频率。

在至少一个实施方案中，有效时间的阶梯中的最大频率之差小于第一预定值。例如，fmax1和fmax2之间的差小于第一预定值；对于另一示例，有效时间的阶梯中的最大频率具有相同的值，即，fmax1等于fmax2。

在至少一个实施方案中，有效时间的阶梯中的最小频率之差小于第二预定值。例如，fmin1和fmin2之间的差小于第二预定值；对于另一个例子，fmin1等于fmin2。

如图4所示，fmax1和fmax2可以是1kHz，fmin1可以是500Hz。

如图3所示，t_on间隔是有效时间的相邻阶梯之间的时间差。例如，t_on间隔是阶梯1和阶梯2之间的时间差。

如图3中所示，在至少一个实施方案中，当目标输出电流低于第一临界值ct1和/或高于第二临界值ct2时，控制器100可以以阶梯形式改变第一PWM信号的有效时间t_on，并且在有效时间的每个阶梯中改变第一PWM信号的频率。

在至少一个实施方案中，当目标输出电流高于第一临界值时，控制器将第一PWM信号的频率保持为第一频率(最大动态频率)。

在至少一个实施方案中，当目标输出电流低于第二临界值时，控制器将第一PWM信号的频率保持为第二频率(最小动态频率)。

在至少一个实施方案中，在第一临界值和第二临界值之间包括至少两个区域，有效时间的相邻阶梯之间的差在每个区域中保持固定，例如，区域1中的t_on间隔_1保持固定，区域2中的t_on间隔_2保持固定。有效时间的相邻阶梯之间的差在至少两个区域中是不同的，例如，t_on间隔_1不同于t_on间隔_2。

根据实施方案的第一方面，电力供应电路的控制器100可以以阶梯形式改变第一PWM(PWML)信号的有效时间，并且在有效时间的每个阶梯中改变第一PWM信号的频率，因此，可以获得理想的衰落性能表现，并且可以解决闪烁问题。

实施方案的第二方面

提供了一种电力供应电路的控制方法。在实施方案的第一方面，提供了电力供应电路。省略了与实施方案的第一方面中的内容相同的那些内容。

图5示出了电力供应电路10的控制方法的流程图。

如图5所示，方法50包括：

框51：当两个输出端口的目标输出电流改变时，控制器以阶梯形式改变第一PWM信号的有效时间，该有效时间在有效时间的每个阶梯中是固定的，并且控制器在有效时间的每个阶梯中改变第一PWM信号的频率。

根据实施方案的第一方面，电力供应电路的控制器100可以以阶梯形式改变第一PWM(PWML)信号的有效时间，并且在有效时间的每个阶梯中改变第一PWM信号的频率，因此，可以获得理想的衰落性能表现，并且可以解决闪烁问题。

实施方案的第三方面

在一个实施方案中，提供了一种照明设备。该照明设备包括电力供应电路和照明装置。在实施方案的第一方面，提供了电力供应电路。照明装置可以是LED。

在实施方案中，电力供应电路10(图2所示)向照明装置提供直流(DC)功率。

实施方案的第四方面

在一个实施方案中，提供了一种照明装置驱动器。该照明装置驱动器包括根据实施方案的第一方面的电力供应电路10(图2所示)。

照明装置驱动器可以向照明装置供应直流(DC)功率。照明装置驱动器可以是LED驱动器，照明装置可以是LED装置。

照明装置的输出功率、输出电压或输出电流可以根据经由DALI(数字可寻址照明接口)、NFC(近场通信)、蓝牙等接收的调光信号(例如1V-10V)在最小值到最大值之间改变。优选地，DC-DC转换器供应照明装置将根据调光信号来改变其输出参数(电流和/或电压)。这种改变可能导致电力供应电路10(图2所示)的负载的改变。

另外，虽然操作以特定次序示出，但不应将这种情况理解为需要以所示的特定次序或以相继次序来执行此类操作或者需要执行所有所示的操作才能实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。同样，虽然若干具体实施细节包含在上述讨论中，但这些具体实施细节不应被理解为对本公开的范围的限制，而是应被理解为可能特定于具体实施方案的特征部的描述。在单独实施方案的上下文中描述的某些特征部也可以在单个实施方案中组合地实现。相反，在单个实施方案的上下文中描述的各种特征部也可单独地或者以任何合适的子组合的形式在多个实施方案中实现。

尽管以特定于结构特征部和/或方法动作的语言对本公开进行了描述，但应当理解，以所附权利要求书限定的本公开并不一定限于上述的特定特征部或动作。相反，上文所述的特定特征部和动作被公开为实现权利要求的示例性形式。

Claims (15)

1.一种电力供应电路，所述电力供应电路包括：

控制器，所述控制器被配置为输出第一PWM(脉冲宽度调制)信号，所述第一PWM信号的占空比由有效时间(t_on)控制；

控制单元，所述控制单元被配置为根据所述第一PWM信号生成控制信号；

驱动电路，所述驱动电路被配置为根据所述控制信号生成驱动信号；

开关元件，所述开关元件被配置为根据所述驱动信号而开启或关闭；

电压转换器，所述电压转换器被配置为连接在第一输入端口和两个输出端口之间；和

电阻器，所述电阻器被配置为连接在所述开关元件与接地端口之间，

其中，

所述开关元件连接在所述电压转换器和所述电阻器之间，

当所述两个输出端口的目标输出电流改变时，

所述控制器以阶梯形式改变所述第一PWM信号的有效时间，所述有效时间在所述有效时间的每个阶梯中是固定的，

并且所述控制器在所述有效时间的每个阶梯中改变所述第一PWM信号的频率。

2.根据权利要求1所述的电力供应电路，其中，

所述控制器在所述有效时间的每个阶梯中改变所述第一PWM信号的频率。

3.根据权利要求2所述的电力供应电路，其中，

当所述两个输出端口的目标输出电流下降时，

所述控制器以阶梯形式减小所述第一PWM信号的有效时间，并且所述控制器在所述有效时间的每个阶梯中将所述第一PWM信号的频率从最大频率减小到最小频率。

4.根据权利要求2所述的电力供应电路，其中，

当所述两个输出端口的目标输出电流增大时，

所述控制器以阶梯形式增加所述第一PWM信号的有效时间，并且所述控制器在所述有效时间的每个阶梯中将所述第一PWM信号的频率从最小频率增加到最大频率。

5.根据权利要求3或4所述的电力供应电路，其中，

所述有效时间的所述阶梯中的所述最大频率之差小于第一预定值。

6.根据权利要求5所述的电力供应电路，其中，

所述有效时间的所述阶梯中的所述最大频率具有相同的值。

7.根据权利要求3或4所述的电力供应电路，其中，

所述有效时间的所述阶梯中的所述最小频率之差小于第二预定值。

8.根据权利要求5所述的电力供应电路，其中，

所述有效时间的所述阶梯中的所述最小频率具有相同的值。

9.根据权利要求1所述的电力供应电路，其中，

当所述目标输出电流低于第一临界值和/或高于第二临界值时，

所述控制器以阶梯形式改变所述第一PWM信号的有效时间，并且在所述有效时间的每个阶梯中改变所述第一PWM信号的频率。

10.根据权利要求9所述的电力供应电路，其中，

当所述目标输出电流高于所述第一临界值时，

所述控制器将所述第一PWM信号的频率保持为第一频率(最大动态频率)。

11.根据权利要求9所述的电力供应电路，其中，

当所述目标输出电流低于所述第二临界值时，

所述控制器将所述第一PWM信号的频率保持为第二频率(最小动态频率)。

12.根据权利要求1所述的电力供应电路，其中，

在所述第一临界值和所述第二临界值之间包括至少两个区域，

在每个区域中，所述有效时间的相邻阶梯之间的差(t_on间隔_1或者t_on间隔_2)保持固定，

在所述至少两个区域中，所述有效时间的相邻阶梯之间的差(t_on间隔_1和t_on间隔_2)是不同的。

13.根据权利要求1所述的电力供应电路，其中，

所述控制单元还被配置为生成第二PWM信号，所述第二PWM信号被提供给所述电阻器与所述开关元件之间的连接节点。

14.一种照明设备，所述照明装备包括照明装置和根据权利要求1至13中任一项所述的电力供应电路，其中：

所述电力供应电路向所述照明装置提供电力。

15.一种电力供应电路的控制方法，所述电力供应电路包括：

控制器，所述控制器被配置为输出第一PWM(脉冲宽度调制)信号，所述第一PWM信号的每个周期包括有效时间(t_on)；

控制单元，所述控制单元被配置为根据所述第一PWM信号生成控制信号；

驱动电路，所述驱动电路被配置为根据所述控制信号生成驱动信号；

开关元件，所述开关元件被配置为根据所述驱动信号而开启或关闭；

电压转换器，所述电压转换器被配置为连接在第一输入端口和两个输出端口之间；和

电阻器，所述电阻器被配置为连接在所述开关元件与接地端口之间，

其中，

所述开关元件连接在所述电压转换器和所述电阻器之间，

所述控制方法包括：

当所述两个输出端口的目标输出电流改变时，

所述控制器以阶梯形式改变所述第一PWM信号的有效时间，所述有效时间在所述有效时间的每个阶梯中是固定的，

并且所述控制器在所述有效时间的每个阶梯中改变所述第一PWM信号的频率。