CN202998558U - 驱动器和包括该驱动器的照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于发光模块（2）的驱动器（100），包括：电源转换单元（1）、电源控制单元（3）、微控制单元（5），其特征在于，在驱动器（100）的第一工作状态中，微控制单元（5）向电源控制单元（3）发出第一调节信号（S3），电源控制单元（3）根据采样信号（S2）和第一调节信号向电源转换单元提供第一控制信号（S4）；在第二工作状态中，微控制单元向电源控制单元提供第一和第二调节信号（S3，S5），电源控制单元根据采样信号以及第一和第二调节信号，向电源转换单元提供第二控制信号（S6），电源转换单元根据来自电源控制单元的第一/第二控制信号向发光模块提供驱动信号（S1）。本实用新型还涉及一种包括该驱动器的照明装置。

Description

驱动器和包括该驱动器的照明装置

技术领域

本实用新型涉及一种驱动器和一种包括该驱动器的照明装置。

背景技术

在当今的LED照明装置中，通过调节驱动器可以使照明装置具有不同的运行状态，例如高亮度的正常运行状态和亮度较低的节能运行状态。因此驱动器也相应的具有正常的工作状态和节能的工作状态、即所谓的“绿色模式”。在正常的工作状态中，驱动器以固定频率不间断地进行工作。但是在“绿色模式”中，驱动器会无规则地向发光模块、例如LED光源输出驱动电流，由此会导致发光模块闪烁。

为了改善照明装置的闪烁情况，在现有技术中可以在驱动器中设置一个附加的转换单元，对将提供给发光模块的驱动信号进行附加地转换。该解决办法可以在一定程度上解决发光模块闪烁的问题，但是由于在驱动器内部增加了一次转换过程，因此不可避免地增大了驱动器自身的功率损耗。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种新型的驱动器。该驱动器具有结构简单、输出功率高、便于调节和控制的优点。

据本实用新型提出一种用于发光模块的驱动器，包括：电源转换单元、电源控制单元和微控制单元，其特征在于，在所述驱动器的第一工作状态中，所述微控制单元向所述电源控制单元发出第一调节信号，所述电源控制单元根据采样信号和所述第一调节信号向所述电源转换单元提供第一控制信号；在所述驱动器的第二工作状态中，所述微控制单元向所述电源控制单元提供所述第一调节信号和第二调节信号，所述电源控制单元根据所述采样信号以及所述第一和第二调节信号，向所述电源转换单元提供第二控制信号，所述电源转换单元根据来自所述电源控制单元的所述第一控制信号/第二控制信号向所述发光模块提供驱动信号。

在根据本实用新型的驱动器中，微控制单元根据调光信号可以提供两个模式不同的调节信号，由此可以避免驱动器在不同的工作状态中出现不受控的情况。也就是说，在驱动器的第一工作状态中，微控制单元通过第一调节信号可以控制驱动器处于一种预定的工作状态；但在第二工作状态中，微控制单元通过第一调节信号并不足以控制驱动器保持预定的工作状态，因此微控制单元还附加地向影响驱动信号的电源转换单元提供第二调节信号，由此确保驱动器始终可以为发光模块提供理想的驱动信号，使发光模块在驱动器的不同工作状态中都可以无闪烁地照明。

在根据本实用新型的一个优选的设计中，所述第二调节信号是同步信号，所述第二调节信号和所述电源转换单元的间断工作模式同步。由于微控制单元附加地发出可以直接影响驱动器中的输出回路的第二调节信号，因此可以强制地使电源转换单元和第二调节信号同步地进行工作。也就是说，微控制单元通过同步信号、即第二调节信号来控制电源的间断的工作状态。

在根据本实用新型的一个优选的设计中，所述电源转换单元在所述第一工作状态中的工作时间长于在所述第二工作状态中的工作时间。当驱动信号为驱动电流时，“第一工作状态”在本实用新型中是指驱动器向发光模块输出的驱动电流的较大的状态、简称大电流状态；而“第二工作状态”相反地是指驱动电流的较小的状态、简称小电流状态或“绿色模式”。

在根据本实用新型的一个优选的设计中，所述微控制单元从外界获取表征所述第一或第二工作状态的调光信号并且根据所述调光信号分别输出所述第一调节信号或所述第一和第二调节信号。微控制单元根据调光信号可以判断出驱动器处于第一或第二工作状态，由此可以有针对性地向调整电源转换单元的电源控制单元输出不同的调节信号。

在根据本实用新型的一个优选的设计中，所述电源控制单元包括控制单元和比较单元，在所述驱动器的第一工作状态中，所述比较单元获取所述采样信号和所述第一调节信号，提供用于所述控制单元的第一输入信号。在此情况下，由于比较单元从发光模块方面获得的采样信号清晰，因此微控制单元只向比较单元提供第一调节信号就可以确保驱动器持续地向发光模块提供驱动信号。

在根据本实用新型的一个优选的设计中，所述电源控制单元还包括开关件，在所述驱动器的第二工作状态中，所述开关件根据第二调节信号提供用于所述控制单元的第二输入信号。通过开关件可以将微控制单元提供的第二调节信号引入驱动器中的输出控制回路中，由此可以使电源转换单元的工作状态和第二调节信号同步。

在根据本实用新型的另一个优选的设计中，所述控制单元包括光耦合器和控制部分，所述控制部分根据影响所述光耦合器的所述第一或第二输入信号分别输出所述第一控制信号或第二控制信号。利用光耦合器可以将来自微控制单元方面的第一和第二输入信号电隔离地传递给控制部分，由此来防止回路中的信号噪声，影响电源转换单元输出的驱动信号。

在根据本实用新型的另一个优选的设计中，所述比较单元是比较器，所述比较器具有获取所述采样信号的反相输入端、获取所述第一控制信号的正相输入端和连接所述光耦合器并提供所述第一输入信号的输出端。比较单元主要用于在第一工作状态中影响电源转换单元的工作状态。

在根据本实用新型的另一个优选的设计中，所述第一控制信号为大小和调光信号的大小成正比的参考电压。第一控制信号作为参考电压例如是驱动器中的输出电流控制回路的参考电压。微控制单元根据调光信号来调整第一控制信号，由此来改变驱动器的运行情况。

在根据本实用新型的另一个优选的设计中，所述开关件是第一晶体管，所述第一晶体管的控制电极接收所述第二调节信号，所述第一晶体管的参考电极连接所述地电位，所述第一晶体管的工作电极连接所述光耦合器。第二调节信号影响第一晶体管的通断情况，由此可以优选地实现同步地影响电源转换单元的工作状态。

在根据本实用新型的另一个优选的设计中，所述光耦合器的输入端连接所述开关件和所述比较单元，所述光耦合器的输出端连接所述控制部分。由此可以实现的是，微控制单元通过光耦合器来控制电源转换单元的工作状态。

在根据本实用新型的另一个优选的设计中，所述微控制单元包括提供所述第一调节信号的第一部分和提供所述第二调节信号的第二部分。第一和第二部分可以作为功能模块同时设置在微控制单元中。

在根据本实用新型的另一个优选的设计中，所述发光模块和地电位之间串联有采样电阻，所述比较单元获取所述采样电阻上的电压作为所述采样信号。

在根据本实用新型的一个优选的设计中，所述发光模块包括串联的LED光源阵列。

在根据本实用新型的一个优选的设计中，所述控制部分是控制芯片。控制部分例如可以是型号为L6599的控制芯片。

此外本实用新型涉及一种LED照明装置，其包括多个LED光源组成的发光模块，其特征在于，还包括上述驱动器，其中驱动器可以在第一或第二工作状态中分别向所述发光模块提供可变的驱动信号。这种LED照明装置在常规运行状态和节能运行状态时都可以实现理想稳定的照明效果，在最大程度上避免出现闪烁。

应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是为了对要求保护的本实用新型提供进一步的说明。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本实用新型。这些附图图解了本实用新型的实施例，并与说明书一起用来说明本实用新型的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：

图1示出了根据本实用新型的照明装置200的原理性框图；

图2示出了根据本实用新型的照明装置200的第一实施例的电路图；

图3示出了第一实施例中电源转换单元1的工作状态和第二调节信号S5的关系图；

图4示出了第一实施例中发光模块2、LED电流和第二调节信号S5的关系图。

具体实施方式

在下面详细描述中，参考形成本说明书的一部分的附图，其中，以例证的方式示出了可以实施本实用新型的具体实施例。应该理解的是，可以使用其它实施例，并且在不背离本实用新型的范围的前提下可以进行结构或逻辑改变。所以，下面详细描述不应被理解为限制性的意思，并且本实用新型由所附的权利要求限定。

应该理解的是，如果没有其它特别注明，这里描述的不同的示例性实施例的特征可以彼此结合。

图1示出了根据本实用新型的照明装置200的原理性框图。用于向发光模块2提供驱动信号S 1的驱动器100包括：电源转换单元1、电源控制单元3和微控制单元5。微控制单元5根据从外界获取的调光信号Sdim可以识别出照明装置200是处于高亮度的正常运行状态还是低亮度的节能运行状态，也就是说微控制单元5可以识别出驱动器100是处于第一工作状态还是第二工作状态。在驱动信号S1为驱动电流的情况下，第一工作状态可以被称为大电流状态，第二工作状态可以被称为小电流状态或“绿色模式”。

在第一工作状态中，微控制单元5中的第一部分51输出第一控制信号S4，电源控制单元3根据来自发光模块2方面的采样信号S2和第一控制信号S4向电源转换单元1提供第一调节信号S3。电源转换单元1在此情况下以固定的频率连续工作。但是在第二工作状态中，电源控制单元3根据采样信号S2和第一控制信号S4不足以确保驱动器输入的驱动信号S1的稳定性和连续性，因此微控制单元5中的第二部分52还附加地向电源控制单元3提供用于调整电源转换单元1的工作频率的第二调节信号S5。根据第一和第二调节信号S3和S5，电源控制单元3调整电源转换单元1的工作频率与预定的第二调节信号S5同步，由此可以确保驱动器100始终为发光模块2提供连续并且稳定的驱动信号S1。

在图1和图2中示出的驱动器100均处于第二工作状态中。但是出于简明的原因，在图1和图2中同时表示出电源控制单元3在第一或第二工作状态中输出的第一和第二控制信号S4和S6。也就是说，在未示出的第一工作状态中，微控制单元5并不提供第二调节信号S5，电源控制单元3相应地仅向电源转换单元1输出第一控制信号S4。

用于将微控制单元5和电源转换单元1信号连接的电源控制单元3包括控制单元31、比较单元32和开关件33。在第一工作状态中，接收第一调节信号S3的比较单元32主要用于控制电源转换单元1的工作状态。比较单元32一方面接收采样信号S2和第一调节信号S3，一方面向控制单元31输出第一输入信号S7，微控制单元5由此通过比较单元32来影响控制单元31。在第二工作状态中，接收第二调节信号S5的开关件33主要用于控制电源转换单元1的工作状态。开关件33根据第二调节信号S5提供用于控制单元31的第二输入信号S8。

此外，控制单元31包括光耦合器OT1和控制部分311，借助于光耦合器OT1可以将来自微控制单元5方面的第一输入信号S7和第二输入信号S8电隔离地传输给控制部分311。控制部分311受光耦合器OT1的导通或截至状态影响，可以产生第一控制信号S4或第二控制信号S6。

以下结合图2中示出的电路图来进行阐述。在图2中，比较单元32是比较器，其具有获取采样信号S2的反相输入端、获取第一调节信号S3的正相输入端和输出第一输入信号S7的输出端，其中第一调节信号S3用作比较器的参考电压，其大小和调光信号Sdim的大小成正比，并且驱动信号S1的大小与第一调节信号S3成正比。所述反相输入端连接在发光模块2和采样电阻Rs之间，所述正相输入端连接微控制单元5的第一部分51，所述输出端连接所述光耦合器OT1。

开关件33是第一晶体管，其具有接收第二调节信号S5的控制电极、连接地电位GND的参考电极和输出第二输入信号S8的工作电极。所述控制电极连接微控制单元5的第二部分52，所述工作电极连接光耦合器OT1。

电源转换单元1在此设计为DC-DC转换器，其后接于AC-DC转换器4。电源转换单元1包括控制电极连接电源控制单元3的MOS场效应管，该MOS场效应管的参考电极和工作电极分别连接AC-DC转换器4和DC-DC转换器的初级绕组。MOS场效应管根据接收到的第一控制信号S4或第二控制信号S6来改变自身的通断状态，由此控制电源转换单元1的工作状态情况。

图3示出了第一实施例中电源转换单元1的工作状态和第二调节信号S5的关系图。图中上方示出了描述电源转换单元1的工作状态、即“DC-DC转换器开关”情况的波形，也可以说该波形描述了电源转换单元1的工作频率。图中下方示出了第二调节信号S5，其和电源转换单元1的间断的工作模式同步，因此也可以被称为“同步信号”。当第二调节信号S5为高电平时，DC-DC转换器的MOS场效应管停止工作；第二调节信号S5为低电平时，DC-DC转换器的MOS场效应管正常工作，其开关频率由控制部分311控制。图中示出的第二调节信号S5的低电平时间ton是允许DC-DC转换器工作的时间，其最大值是预定的并且与调光信号Sdim的幅度成正比。

图4示出了第一实施例中发光模块2、LED电流和第二调节信号S5的关系图。参照图3中示出的电源转换单元1的工作状态和第二调节信号S5的同步关系可以看出，图中示出的“同步信号”和DC-DC转换器的“开关”情况同步。DC-DC转换器的正常工作时间ton从最大值开始随调光信号Sdim的幅度按降低按比例减小，保证驱动信号S1、即图中示出的“LED电流”受调光信号Sdim控制。在此情况下，“LED电流”可以被看做直流，这表明在照明装置200中基本不会出现闪烁的情况。

另外，尽管仅相对于多种实施方式中的一种公开了本实用新型的实施例的特定特征或方面，但是如任何给定或特定应用所要求的，这些特征或方面可以与其它实施方式的一个或多个其它特征或方面进行结合。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

参考标号

1        电源转换单元

2        发光模块

3        电源控制单元

31       控制单元

311      控制部分

32       比较单元

33       开关件

4        AC-DC转换器

5        微控制单元

51       第一部分

52       第二部分

100      驱动器

200      照明装置

GND      地电位

OT1      光耦合器

Rs    采样电阻

S1    驱动信号

S2    采样信号

S3    第一调节信号

S4    第一控制信号

S5    第二调节信号

S6    第二控制信号

S7    第一输入信号

S8    第二输入信号

Sdim  调光信号。

Claims (15)

1.一种用于发光模块（2）的驱动器（100），包括：电源转换单元（1）、电源控制单元（3）、微控制单元（5），其特征在于，在所述驱动器（100）的第一工作状态中，所述微控制单元（5）向所述电源控制单元（3）发出第一调节信号（S3），所述电源控制单元（3）根据采样信号（S2）和所述第一调节信号（S3）向所述电源转换单元（1）提供第一控制信号（S4）；在所述驱动器（100）的第二工作状态中，所述微控制单元（5）向所述电源控制单元（3）提供所述第一调节信号（S3）和第二调节信号（S5），所述电源控制单元（3）根据所述采样信号（S2）以及所述第一和第二调节信号（S3，S5），向所述电源转换单元（1）提供第二控制信号（S6），所述电源转换单元（1）根据来自所述电源控制单元（3）的所述第一控制信号（S3）/第二控制信号（S5）向所述发光模块（2）提供驱动信号（S1）。

2.根据权利要求1所述的驱动器（100），其特征在于，所述第二调节信号（S5）是同步信号，所述第二调节信号（S5）和所述电源转换单元（1）的间断工作模式同步。

3.根据权利要求2所述的驱动器（100），其特征在于，所述电源转换单元（1）在所述第一工作状态中的工作时间长于在所述第二工作状态中的工作时间。

4.根据权利要求1所述的驱动器（100），其特征在于，所述微控制单元（5）从外界获取表征所述第一或第二工作状态的调光信号（Sdim）并且根据所述调光信号（Sdim）分别输出所述第一调节信号（S3）或所述第一和第二调节信号（S3，S5）。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的驱动器（100），其特征在于，所述电源控制单元（3）包括控制单元（31）和比较单元（32），在所述驱动器（100）的所述第一工作状态中，所述比较单元（32）获取所述采样信号（S2）和所述第一调节信号（S3），提供用于所述控制单元（31）的第一输入信号（S7）。

6.根据权利要求5所述的驱动器（100），其特征在于，所述电源控制单元（3）还包括开关件（33），在所述驱动器（100）的所述第二工作状态中，所述开关件（33）根据所述第二调节信号（S5）提供用于所述控制单元（31）的第二输入信号（S8）。

7.根据权利要求6所述的驱动器（100），其特征在于，所述控制单元（31）包括光耦合器（OT1）和控制部分（311），所述控制部分（311）根据所述第一或第二输入信号（S7，S8）分别输出所述第一控制信号（S4）或所述第二控制信号（S6）。

8.根据权利要求7所述的驱动器（100），其特征在于，所述比较单元（32）是比较器，所述比较器具有获取所述采样信号（S2）的反相输入端、获取所述第一控制信号（S4）的正相输入端和连接所述光耦合器（OT1）并提供所述第一输入信号（S7）的输出端。

9.根据权利要求8所述的驱动器（100），其特征在于，所述第一控制信号（S4）为大小和调光信号（Sdim）的大小成正比的参考电压。

10.根据权利要求6所述的驱动器（100），其特征在于，所述开关件（33）是第一晶体管，所述第一晶体管的控制电极接收所述第二调节信号（S5），所述第一晶体管的参考电极连接地电位（GND），所述第一晶体管的工作电极连接所述光耦合器（OT1）。

11.根据权利要求7述的驱动器（100），其特征在于，所述光耦合器（OT1）的输入端连接所述开关件（33）和所述比较单元（32），所述光耦合器（OT1）的输出端连接所述控制部分（311）。

12.根据权利要求1-4中任一项所述的驱动器（100），其特征在于，所述微控制单元（5）包括提供所述第一调节信号（S3）的第一部分（51）和提供所述第二调节信号（S5）的第二部分（52）。

13.根据权利要求1-4中任一项所述的驱动器（100），其特征在于，所述发光模块（2）和所述地电位（GND）之间串联有采样电阻（Rs），所述比较单元（32）获取所述采样电阻（Rs）上的电压作为所述采样信号（S2）。

14.根据权利要求1-4中任一项所述的驱动器（100），其特征在于，所述发光模块（2）包括串联的LED光源阵列。

15.一种LED照明装置（200），包括多个LED光源组成的发光模块（2），其特征在于，还包括根据权利要求1-14中任一项所述的驱动器（100），其中所述驱动器（100）在第一或第二工作状态中分别向所述发光模块（2）提供可变的驱动信号（S1）。

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