JP2014007143A - Circuit and method for driving light source - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a circuit for supplying power to a light source including a filter, a transformer, and a controller.SOLUTION: A filter receives and filters an input voltage to provide a stabilized voltage. A transformer converts the stabilized voltage into an output voltage, and supplies power to a light source. A controller generates a drive signal, and alternately operates a switch between a first state and a second state. The controller controls continuous times of the first state and the second state to modify a power factor of the circuit so that an input current reduces to a preliminarily-defined level during the second state and increases from the preliminarily-defined level to a maximum level proportional to the input voltage during the first state. The controller controls a ratio of the time in the first state and the time in the second state to adjust an output current to be flown in the light source to a target level.

Description

本出願は、2010年3月4日に中国国家知識産権局に出願された中国特許出願第201010119888.2号「Circuits and Methods for Driving Light Sources」の優先権を主張する、2010年4月16日に出願された米国同時係属出願の米国特許出願第12/761,681号「Circuits and Methods for Driving Light Sources」の一部係属出願である、2012年2月10日に出願された米国同時係属出願の米国特許出願第13/371,351号「Circuits and Methods for Driving Light Sources」の一部継続出願である。第13/371,351号の出願も、2011年12月29日に中国国家知識産権局に出願された中国特許出願第201110453588,2号「Circuit, Method and Controller for Driving LED Light Source」の優先権を主張する。   This application claims the priority of Chinese Patent Application No. 201010119888.2 “Circuits and Methods for Driving Light Sources” filed with the Chinese National Intellectual Property Office on March 4, 2010. U.S. co-pending application filed February 10, 2012, which is a partial co-pending application of U.S. Patent Application No. 12 / 761,681 `` Circuits and Methods for Driving Light Sources '' This is a continuation-in-part of Application No. 13 / 371,351 “Circuits and Methods for Driving Light Sources”. No. 13 / 371,351 also applied for priority to Chinese Patent Application No. 201110453588,2 `` Circuit, Method and Controller for Driving LED Light Source '' filed with the Chinese National Intellectual Property Office on December 29, 2011. Insist.

図1は、光源、たとえば発光ダイオード(LED)ストリング108を駆動するための従来の回路100のブロック図を示している。回路100は、入力電圧VINを提供する電源102によって電力を供給される。回路100は、コントローラ104の制御下にあるLEDストリング108に安定化電圧VOUTを提供するための降圧コンバータを含む。降圧コンバータは、ダイオード114、インダクタ112、キャパシタ116、およびスイッチ106を含む。レジスタ110はスイッチ106と直列に連結されている。スイッチ106がオンになると、レジスタ110はインダクタ112およびLEDストリング108に連結され、インダクタ112を通って流れる電流を示すフィードバック信号を提供できるようになる。スイッチ106がオフになると、レジスタ110はインダクタ112およびLEDストリング108から切断されるので、レジスタ110を通って流れる電流がなくなる。   FIG. 1 shows a block diagram of a conventional circuit 100 for driving a light source, such as a light emitting diode (LED) string 108. Circuit 100 is powered by a power supply 102 that provides an input voltage VIN. Circuit 100 includes a step-down converter for providing a regulated voltage VOUT to LED string 108 under the control of controller 104. The step-down converter includes a diode 114, an inductor 112, a capacitor 116, and a switch 106. The resistor 110 is connected in series with the switch 106. When switch 106 is turned on, resistor 110 is coupled to inductor 112 and LED string 108 and can provide a feedback signal indicative of the current flowing through inductor 112. When switch 106 is turned off, resistor 110 is disconnected from inductor 112 and LED string 108 so that no current flows through resistor 110.

スイッチ106はコントローラ104によって制御される。スイッチ106がオンになると、電流は、LEDストリング108、インダクタ112、スイッチ106、およびレジスタ110を通って接地に流れる。電流は、インダクタ112のインダクタンスによって増大する。電流が、あらかじめ定められた電流の最大レベルに到達すると、コントローラ104はスイッチ106をオフにする。スイッチ106がオフになると、電流はLEDストリング108、インダクタ112、およびダイオード114を流れる。コントローラ104は一定時間の後で再びスイッチ106をオンにすることができる。したがって、コントローラ104は、あらかじめ定められた電流の最大レベルに基づいて降圧コンバータを制御する。しかし、インダクタ112およびLEDストリング108を通って流れる電流の平均レベルは、インダクタ112のインダクタンス、入力電圧VIN、およびLEDストリング108を通した電圧VOUTによって異なる場合がある。したがって、インダクタ112を通って流れる電流の平均レベル(LEDストリング108を通って流れる電流の平均)を正確に制御できない場合がある。   The switch 106 is controlled by the controller 104. When switch 106 is turned on, current flows to ground through LED string 108, inductor 112, switch 106, and resistor 110. The current increases due to the inductance of the inductor 112. When the current reaches a predetermined maximum level of current, controller 104 turns switch 106 off. When switch 106 is turned off, current flows through LED string 108, inductor 112, and diode 114. The controller 104 can turn on the switch 106 again after a certain time. Therefore, the controller 104 controls the step-down converter based on a predetermined maximum current level. However, the average level of current flowing through the inductor 112 and the LED string 108 may vary depending on the inductance of the inductor 112, the input voltage VIN, and the voltage VOUT through the LED string 108. Thus, the average level of current flowing through the inductor 112 (average of current flowing through the LED string 108) may not be accurately controlled.

一実施形態では、光源に電力を供給するための回路は、フィルタ、変圧器、およびコントローラを含む。フィルタは、入力電圧を受信し、入力電圧をフィルタリングして、安定化電圧を提供する。変圧器は、安定化電圧を出力電圧に変換して、光源に電力を供給する。コントローラは、駆動信号を生成して、スイッチを第1状態と第2状態との間で交互に操作する。コントローラは、第1状態および第2状態の継続時間を制御することによって回路の力率を修正して、入力電流が、第2状態の間にあらかじめ定められたレベルに減少して、第1状態の間にあらかじめ定められたレベルから入力電圧に比例する最大レベルに増加するようにする。コントローラは、第1状態における時間と第2状態における時間との比率を制御して、光源を通って流れる出力電流を目標レベルに調整する。   In one embodiment, the circuit for supplying power to the light source includes a filter, a transformer, and a controller. The filter receives the input voltage and filters the input voltage to provide a regulated voltage. The transformer converts the regulated voltage into an output voltage and supplies power to the light source. The controller generates a drive signal and operates the switch alternately between the first state and the second state. The controller modifies the power factor of the circuit by controlling the duration of the first state and the second state, and the input current is reduced to a predetermined level during the second state, so that the first state During this period, the level is increased from a predetermined level to a maximum level proportional to the input voltage. The controller controls the ratio between the time in the first state and the time in the second state to adjust the output current flowing through the light source to a target level.

特許請求の範囲に記載された対象の実施形態の特徴および利点は、以下の詳細な説明が進むにつれて、および図面を参照することによって明らかになるだろう。図面において、同様の符号は同様の部分を示している。   The features and advantages of the claimed subject matter will become apparent as the following detailed description proceeds, and by reference to the drawings. In the drawings, like reference numerals designate like parts.

光源を駆動するための従来の回路のブロック図である。It is a block diagram of the conventional circuit for driving a light source. 本発明による実施形態における、駆動回路のブロック図である。It is a block diagram of a drive circuit in an embodiment according to the present invention. 本発明による実施形態における、駆動回路の概略図の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the schematic of the drive circuit in embodiment by this invention. 本発明による実施形態における、図3のコントローラの例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the controller of FIG. 3 in an embodiment according to the present invention. 本発明による実施形態における、図4のコントローラに関連付けられる信号の信号波形を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing signal waveforms of signals associated with the controller of FIG. 4 in an embodiment according to the present invention. 本発明による実施形態における、図3のコントローラの他の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another example of the controller of FIG. 3 in the embodiment according to the present invention. 本発明による実施形態における、図6のコントローラに関連付けられる信号の信号波形を示す図である。FIG. 7 shows signal waveforms of signals associated with the controller of FIG. 6 in an embodiment according to the present invention. 本発明による実施形態における、駆動回路の概略図の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the schematic of the drive circuit in embodiment by this invention. 本発明による実施形態における、駆動回路の他のブロック図である。It is another block diagram of the drive circuit in the embodiment according to the present invention. 本発明による実施形態における、図9Aの駆動回路によって生成または受信された信号の波形の例を示す図である。FIG. 9B is a diagram showing an example of a waveform of a signal generated or received by the drive circuit of FIG. 9A in the embodiment according to the present invention. 本発明による実施形態における、駆動回路の概略図の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the schematic of the drive circuit in embodiment by this invention. 本発明による実施形態における、図9Aのコントローラの例を示す図である。FIG. 9B is a diagram showing an example of the controller of FIG. 9A in the embodiment according to the present invention. 本発明による実施形態における、駆動回路によって生成または受信された信号の波形を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a waveform of a signal generated or received by a driving circuit in an embodiment according to the present invention. 本発明による実施形態における、負荷を駆動するための回路によって実行される動作の流れ図である。4 is a flowchart of operations performed by a circuit for driving a load in an embodiment according to the present invention; 本発明による実施形態における、駆動回路の他のブロック図である。It is another block diagram of the drive circuit in the embodiment according to the present invention. 本発明による実施形態における、駆動回路によって生成または受信された信号の他の波形を示す図である。FIG. 6 shows another waveform of a signal generated or received by a drive circuit in an embodiment according to the present invention. 本発明による実施形態における、駆動回路の例示的概略図である。FIG. 3 is an exemplary schematic diagram of a drive circuit in an embodiment according to the present invention. 本発明による実施形態における、コントローラの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the controller in embodiment by this invention. 本発明による実施形態における、光源を駆動するための回路によって実行される動作の例の流れ図である。4 is a flowchart of an example of an operation performed by a circuit for driving a light source in an embodiment according to the present invention.

次に、本発明の実施形態を詳細に参照する。本発明をこれらの実施形態とともに説明するが、これらの実施形態は、本発明をこれらの実施形態に限定することを意図するものではないことが理解されよう。反対に、本発明は、代替実施形態、修正形態、および同等物を含むことが意図され、それらは添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨および範囲内に含まれうる。   Reference will now be made in detail to embodiments of the invention. While the invention will be described in conjunction with these embodiments, it will be understood that these embodiments are not intended to limit the invention to these embodiments. On the contrary, the invention is intended to cover alternative embodiments, modifications, and equivalents, which may be included within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

さらに、以下の本発明の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するために多数の特定の詳細が説明される。しかし、本発明はこれらの特定の詳細なしに実施されうることが当業者には認識されよう。他の例では、本発明の態様を不必要に曖昧にしないために、良く知られている方法、手順、コンポーネント、および回路は詳細に説明しない。   Furthermore, in the following detailed description of the present invention, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, those skilled in the art will recognize that the invention may be practiced without these specific details. In other instances, well-known methods, procedures, components, and circuits have not been described in detail as not to unnecessarily obscure aspects of the present invention.

本発明による実施形態は、様々なタイプの負荷、たとえば光源に電力を供給するために使用されうる電力変換装置を制御するための回路および方法を提供する。一実施形態では、回路は、エネルギー格納要素、たとえばインダクタを通って流れる電流を監視するために動作可能な電流センサを含むことができ、インダクタに連結されたスイッチを制御して、光源の平均電流を目標電流に制御できるようにするために動作可能なコントローラを含む。電流センサは、スイッチがオンの場合もスイッチがオフの場合も、インダクタを通る電流を監視できる。   Embodiments in accordance with the present invention provide circuits and methods for controlling power conversion devices that can be used to power various types of loads, eg, light sources. In one embodiment, the circuit can include an energy storage element, such as a current sensor operable to monitor the current flowing through the inductor, and controls a switch coupled to the inductor to control the average current of the light source. A controller operable to allow control of the current to a target current. The current sensor can monitor the current through the inductor whether the switch is on or off.

図2は、本発明による実施形態における、駆動回路200のブロック図を示している。駆動回路200は、電源202から入力電圧を受信して、整流された電圧を電力変換装置206に提供する整流器204を含む。電力変換装置206は、整流された電圧を受信すると、負荷208に出力電力を提供する。電力変換装置206は、降圧コンバータでもよく、昇圧コンバータでもよい。一実施形態では、電力変換装置206は、エネルギー格納要素214、およびエネルギー格納要素214の電気状態を検知するための電流センサ218を含む。電流センサ218は、エネルギー格納要素214を通って流れる瞬間電流を示す第1信号ISENを、コントローラ210に提供する。駆動回路200は、エネルギー格納要素214を通って流れる平均電流を示す第2信号IAVGを、第1信号ISENに基づいて生成するために動作可能なフィルタ212をさらに含むことができる。一実施形態では、コントローラ210は第1信号ISENおよび第2信号IAVGを受信して、エネルギー格納要素214を通って流れる平均電流を目標電流レベルに制御する。   FIG. 2 shows a block diagram of a drive circuit 200 in an embodiment according to the present invention. The drive circuit 200 includes a rectifier 204 that receives an input voltage from the power source 202 and provides the rectified voltage to the power converter 206. When power converter 206 receives the rectified voltage, it provides output power to load 208. The power conversion device 206 may be a step-down converter or a step-up converter. In one embodiment, the power converter 206 includes an energy storage element 214 and a current sensor 218 for sensing the electrical state of the energy storage element 214. The current sensor 218 provides the controller 210 with a first signal ISEN indicative of the instantaneous current flowing through the energy storage element 214. The drive circuit 200 may further include a filter 212 operable to generate a second signal IAVG indicative of the average current flowing through the energy storage element 214 based on the first signal ISEN. In one embodiment, the controller 210 receives the first signal ISEN and the second signal IAVG and controls the average current flowing through the energy storage element 214 to a target current level.

図3は、本発明による実施形態における、駆動回路300の概略図の例を示している。図2と同じラベル付けをされた要素は、同様の機能を有している。図3の例では、駆動回路300は、整流器204、電力変換装置206、フィルタ212、およびコントローラ210を含む。一例として、整流器204はダイオードD1〜D4を含むブリッジ整流器である。整流器204は電源202から電圧を整流する。電力変換装置206は、整流器204から整流された電圧を受信して、負荷、たとえばLEDストリング208に電力を供給するために出力電力を提供する。   FIG. 3 shows an example of a schematic diagram of a drive circuit 300 in an embodiment according to the present invention. Elements labeled the same as in FIG. 2 have similar functions. In the example of FIG. 3, the drive circuit 300 includes a rectifier 204, a power converter 206, a filter 212, and a controller 210. As an example, rectifier 204 is a bridge rectifier including diodes D1-D4. The rectifier 204 rectifies the voltage from the power source 202. The power converter 206 receives the rectified voltage from the rectifier 204 and provides output power to supply power to a load, such as the LED string 208.

図3の例では、電力変換装置206は、キャパシタ308、スイッチ316、ダイオード314、電流センサ218(たとえば、レジスタ)、連結されたインダクタ302および304、ならびにキャパシタ324を含む降圧コンバータである。ダイオード314は、スイッチ316と駆動回路300の接地との間に連結されている。キャパシタ324はLEDストリング208と並列に連結されている。一実施形態では、インダクタ302および304は電気的かつ磁気的に相互に連結されている。より具体的には、インダクタ302およびインダクタ304は共通ノード333と電気的に連結されている。図3の例では、共通ノード333はレジスタ218とインダクタ302との間にある。しかし、本発明はそれに限定されず、共通ノード333はスイッチ316とレジスタ218との間に配置することもできる。共通ノード333はコントローラ210の基準接地を提供する。一実施形態では、コントローラ210の基準接地は、駆動回路300の接地とは異なる。スイッチ316をオンおよびオフに切り替えることによって、インダクタ302を通って流れる電流を調節でき、それによってLEDストリング208に提供する電力を調節できる。インダクタ304は、たとえば、インダクタ302を通って流れる電流があらかじめ定められた電流レベルに減少するかどうか、インダクタ302の電気状態を検知する。   In the example of FIG. 3, power conversion device 206 is a step-down converter including capacitor 308, switch 316, diode 314, current sensor 218 (eg, resistor), coupled inductors 302 and 304, and capacitor 324. The diode 314 is connected between the switch 316 and the ground of the drive circuit 300. The capacitor 324 is connected in parallel with the LED string 208. In one embodiment, inductors 302 and 304 are electrically and magnetically interconnected. More specifically, inductor 302 and inductor 304 are electrically connected to common node 333. In the example of FIG. 3, the common node 333 is between the resistor 218 and the inductor 302. However, the present invention is not limited to this, and the common node 333 can be disposed between the switch 316 and the register 218. Common node 333 provides a reference ground for controller 210. In one embodiment, the reference ground of controller 210 is different from the ground of drive circuit 300. By switching the switch 316 on and off, the current flowing through the inductor 302 can be adjusted, thereby adjusting the power provided to the LED string 208. The inductor 304 detects the electrical state of the inductor 302, for example, whether the current flowing through the inductor 302 is reduced to a predetermined current level.

レジスタ218の一方の端はスイッチ316とダイオード314のカソードとの間のノードに連結されており、他方の端はインダクタ302に連結されている。レジスタ218は、スイッチ316がオンの場合もスイッチ316がオフの場合も、インダクタ302を通って流れる瞬間電流を示す第1信号ISENを提供する。言い換えれば、レジスタ218は、スイッチ316がオンかオフかに関わらず、インダクタ302を通って流れる瞬間電流を検知できる。レジスタ218に連結されたフィルタ212は、インダクタ302を通って流れる平均電流を示す第2信号IAVGを生成する。一実施形態では、フィルタ212はレジスタ320およびキャパシタ322を含む。   One end of resistor 218 is coupled to a node between switch 316 and the cathode of diode 314, and the other end is coupled to inductor 302. Resistor 218 provides a first signal ISEN that indicates the instantaneous current flowing through inductor 302 whether switch 316 is on or switch 316 is off. In other words, resistor 218 can detect the instantaneous current flowing through inductor 302 regardless of whether switch 316 is on or off. A filter 212 coupled to resistor 218 generates a second signal IAVG indicating the average current flowing through inductor 302. In one embodiment, filter 212 includes resistor 320 and capacitor 322.

コントローラ210は、第1信号ISENおよび第2信号IAVGを受信して、スイッチ316をオンおよびオフに切り替えることによってインダクタ302を通って流れる平均電流を目標電流レベルに制御する。キャパシタ324は、LEDストリング208を通って流れるリップル電流を吸収するので、LEDストリング208を通って流れる電流が平滑化され、インダクタ302を通って流れる平均電流と実質的に等しくなる。このようにして、LEDストリング208を通って流れる電流は、目標電流レベルと実質的に等しいレベルを有する。本明細書で使用されるように、「目標電流レベルと実質的に等しい」は、LEDストリング208を通って流れる電流が目標電流レベルとわずかに異なる場合があるが、回路コンポーネントの非理想的要因によって生じたリップル電流を無視でき、インダクタ304からコントローラ210に転送された電力を無視できるような範囲内であることを意味する。   The controller 210 receives the first signal ISEN and the second signal IAVG and controls the average current flowing through the inductor 302 to a target current level by switching the switch 316 on and off. Capacitor 324 absorbs the ripple current flowing through LED string 208 so that the current flowing through LED string 208 is smoothed and substantially equal to the average current flowing through inductor 302. In this way, the current flowing through the LED string 208 has a level that is substantially equal to the target current level. As used herein, “substantially equal to the target current level” means that the current flowing through the LED string 208 may be slightly different from the target current level, but is a non-ideal factor of the circuit components This means that the ripple current generated by the current can be ignored and the power transferred from the inductor 304 to the controller 210 is in a negligible range.

図3の例では、コントローラ210は端子ZCD、GND、DRV、VDD、CS、COMP、およびFBを有する。端子ZCDは、インダクタ302の電気状態、たとえば、インダクタ302を通って流れる電流があらかじめ定められた電流レベル、たとえばゼロに減少するかどうかを示す検出信号AUXを受信するために、インダクタ304に連結されている。信号AUXは、LEDストリング208がオープン回路状態かどうかも示すことができる。端子DRVは、スイッチ316に連結されており、スイッチ316をオンおよびオフに切り替えるために、駆動信号、たとえばパルス幅変調信号PWM1を生成する。端子VDDは、インダクタ304から電力を受信するためにインダクタ304に連結されている。端子CSは、レジスタ218に連結されており、インダクタ302を通って流れる瞬間電流を示す第1信号ISENを受信するために動作可能である。端子COMPは、キャパシタ318を通ってコントローラ210の基準接地に連結されている。端子FBは、フィルタ212を通ってレジスタ218に連結されており、インダクタ302を通って流れる平均電流を示す第2信号IAVGを受信するために動作可能である。図3の例では、端子GND、すなわちコントローラ210の基準接地は、レジスタ218と、インダクタ302およびインダクタ304との間の共通ノード333に連結されている。   In the example of FIG. 3, the controller 210 has terminals ZCD, GND, DRV, VDD, CS, COMP, and FB. Terminal ZCD is coupled to inductor 304 to receive a detection signal AUX indicating whether the electrical state of inductor 302, e.g., the current flowing through inductor 302 decreases to a predetermined current level, e.g., zero. ing. The signal AUX can also indicate whether the LED string 208 is in an open circuit state. Terminal DRV is coupled to switch 316 and generates a drive signal, eg, pulse width modulation signal PWM1, to switch switch 316 on and off. Terminal VDD is coupled to inductor 304 for receiving power from inductor 304. Terminal CS is coupled to resistor 218 and is operable to receive a first signal ISEN indicating the instantaneous current flowing through inductor 302. Terminal COMP is connected to the reference ground of controller 210 through capacitor 318. Terminal FB is coupled to resistor 218 through filter 212 and is operable to receive a second signal IAVG indicative of the average current flowing through inductor 302. In the example of FIG. 3, the terminal GND, that is, the reference ground of the controller 210 is connected to the common node 333 between the resistor 218 and the inductors 302 and 304.

スイッチ316は、Nチャネル金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(NMOSFET)でよい。スイッチ316の伝導状態は、スイッチ316のゲート電圧と端子GNDの電圧(共通ノード333の電圧)との間の差に基づいて決定される。したがって、スイッチ316は、端子DRVからのパルス幅変調信号PWM1に応じて電源をオンおよびオフに切り替えられる。スイッチ316がオンになると、コントローラ210の基準接地は駆動回路300の接地よりも高くなり、本発明を比較的高い電圧を有する電源にとって適したものにする。   The switch 316 may be an N-channel metal oxide semiconductor field effect transistor (NMOSFET). The conduction state of the switch 316 is determined based on the difference between the gate voltage of the switch 316 and the voltage at the terminal GND (the voltage at the common node 333). Therefore, switch 316 can switch the power supply on and off in accordance with pulse width modulation signal PWM1 from terminal DRV. When switch 316 is turned on, the reference ground of controller 210 is higher than the ground of drive circuit 300, making the present invention suitable for power supplies having relatively high voltages.

動作中、スイッチ316がオンになると、電流はスイッチ316、レジスタ218、インダクタ302、LEDストリング208を通って駆動回路300の接地へ流れる。スイッチ316がオフになると、電流はレジスタ218、インダクタ302、LEDストリング208、およびダイオード314を流れ続ける。インダクタ302に磁気的に連結されているインダクタ304は、インダクタ302の電気状態、たとえば、インダクタ302を通って流れる電流があらかじめ定められた電流レベルに減少するかどうかを検出する。したがって、一実施形態では、コントローラ210は、信号AUX、信号ISEN、および信号IAVGを介して、インダクタ302を通って流れる電流を監視して、パルス幅変調信号PWM1によってスイッチ316を制御して、インダクタ302を通って流れる平均電流を目標電流レベルに制御できるようにする。このようにして、キャパシタ324によってフィルタリングされる、LEDストリング208を通って流れる電流も、目標電流レベルと実質的に等しくなることができる。   In operation, when switch 316 is turned on, current flows through switch 316, resistor 218, inductor 302, and LED string 208 to the ground of drive circuit 300. When switch 316 is turned off, current continues to flow through resistor 218, inductor 302, LED string 208, and diode 314. An inductor 304 that is magnetically coupled to the inductor 302 detects whether the electrical state of the inductor 302, for example, whether the current flowing through the inductor 302 is reduced to a predetermined current level. Thus, in one embodiment, the controller 210 monitors the current flowing through the inductor 302 via the signal AUX, the signal ISEN, and the signal IAVG and controls the switch 316 with the pulse width modulation signal PWM1 to Allow the average current flowing through 302 to be controlled to the target current level. In this way, the current flowing through the LED string 208, filtered by the capacitor 324, can also be substantially equal to the target current level.

一実施形態では、コントローラ210は、信号AUXに基づいて、LEDストリング208がオープン回路状態かどうかを決定する。LEDストリング208がオープンの場合、キャパシタ324をまたぐ電圧が増加する。スイッチ316がオフの場合、インダクタ302をまたぐ電圧が増加し、それに応じて信号AUXの電圧が増加する。その結果、端子ZCDを介してコントローラ210に流れる電流が増加する。したがって、コントローラ210は信号AUXを監視して、スイッチ316がオフになるとコントローラ210に流れる電流が電流しきい値を超えて増加する場合、コントローラ210はLEDストリング208がオープン回路状態であると決定する。   In one embodiment, the controller 210 determines whether the LED string 208 is in an open circuit state based on the signal AUX. When LED string 208 is open, the voltage across capacitor 324 increases. When switch 316 is off, the voltage across inductor 302 increases and the voltage of signal AUX increases accordingly. As a result, the current flowing through the controller 210 via the terminal ZCD increases. Thus, the controller 210 monitors the signal AUX and if the current flowing through the controller 210 increases beyond the current threshold when the switch 316 is turned off, the controller 210 determines that the LED string 208 is in an open circuit state. .

コントローラ210は、端子VDDの電圧に基づいて、LEDストリング208が短絡状態かどうかも決定できる。LEDストリング208が短絡状態の場合、スイッチ316がオフになると、インダクタ302の両端が駆動回路300の接地に連結されるため、インダクタ302をまたぐ電圧が減少する。それに応じて、インダクタ304をまたぐ電圧および端子VDDの電圧が減少する。スイッチ316がオフになると端子VDDの電圧が電圧しきい値を下回るほど減少する場合、コントローラ210はLEDストリング208が短絡状態であると決定する。   The controller 210 can also determine whether the LED string 208 is in a short-circuit state based on the voltage at the terminal VDD. When the LED string 208 is in a short-circuit state, when the switch 316 is turned off, both ends of the inductor 302 are connected to the ground of the drive circuit 300, so that the voltage across the inductor 302 decreases. In response, the voltage across inductor 304 and the voltage at terminal VDD decrease. If switch 316 is turned off and the voltage at terminal VDD decreases below the voltage threshold, controller 210 determines that LED string 208 is in a short circuit condition.

図4は、本発明による実施形態における、図3のコントローラ210の例を示している。図5は、本発明による実施形態における、図4のコントローラ210に関連付けられる信号の信号波形を示している。図4を、図3および図5と組み合わせて説明する。   FIG. 4 shows an example of the controller 210 of FIG. 3 in an embodiment according to the present invention. FIG. 5 shows signal waveforms of signals associated with the controller 210 of FIG. 4 in an embodiment according to the present invention. FIG. 4 is described in combination with FIG. 3 and FIG.

図4の例では、コントローラ210は、誤差増幅器402、比較器404、およびパルス幅変調信号生成器408を含む。誤差増幅器402は、参照信号SETと信号IAVGとの間の差に基づいて誤差信号VEAを生成する。参照信号SETは目標電流レベルを示すことができる。信号IAVGは、端子FBで受信されて、インダクタ302を通って流れる平均電流を示すことができる。誤差信号VEAは、インダクタ302を通って流れる平均電流を目標電流レベルに調整するために使用されうる。比較器404は誤差増幅器402に連結されており、誤差信号VEAと信号ISENとを比較する。信号ISENは端子CSで受信されて、インダクタ302を通って流れる瞬間電流を示す。信号AUXは端子ZCDで受信されて、インダクタ302を通って流れる電流が、あらかじめ定められた電流レベル、たとえばゼロに減少するかどうかを示す。パルス幅変調信号生成器408は比較器404および端子ZCDに連結されており、比較器404および信号AUXの出力に基づいてパルス幅変調信号PWM1を生成できる。パルス幅変調信号PWM1は、端子DRVを介してスイッチ316に適用されて、スイッチ316の伝導状態を制御する。   In the example of FIG. 4, the controller 210 includes an error amplifier 402, a comparator 404, and a pulse width modulation signal generator 408. The error amplifier 402 generates an error signal VEA based on the difference between the reference signal SET and the signal IAVG. The reference signal SET can indicate a target current level. Signal IAVG may be received at terminal FB and may indicate an average current flowing through inductor 302. The error signal VEA can be used to adjust the average current flowing through the inductor 302 to a target current level. The comparator 404 is connected to the error amplifier 402 and compares the error signal VEA and the signal ISEN. Signal ISEN is received at terminal CS and indicates the instantaneous current flowing through inductor 302. Signal AUX is received at terminal ZCD to indicate whether the current flowing through inductor 302 is reduced to a predetermined current level, eg, zero. The pulse width modulation signal generator 408 is connected to the comparator 404 and the terminal ZCD, and can generate the pulse width modulation signal PWM1 based on the output of the comparator 404 and the signal AUX. Pulse width modulation signal PWM1 is applied to switch 316 via terminal DRV to control the conduction state of switch 316.

動作中、パルス幅変調信号生成器408は、第1レベル(たとえば、ロジック1)を有するパルス幅変調信号PWM1を生成して、スイッチ316をオンにすることができる。スイッチ316がオンになると、電流は、スイッチ316、レジスタ218、インダクタ302、LEDストリング208を通って、駆動回路300の接地に流れる。インダクタ302を通って流れる電流が増加するので、信号ISENの電圧が増加する。一実施形態では、スイッチ316がオンになると、信号AUXは負電圧レベルを有する。コントローラ210で、比較器404が誤差信号VEAと信号ISENとを比較する。一実施形態では、信号ISENの電圧が誤差信号VEAの電圧を超えて増加する場合は、比較器404の出力はロジック0になり、そうではない場合は、比較器404の出力はロジック1になる。言い換えれば、比較器404の出力は一連のパルスを含む。パルス幅変調信号生成器408は、比較器404の出力の立下りエッジに応じて、第2レベル(たとえばロジック0)を有するパルス幅変調信号PWM1を生成して、スイッチ316をオフにする。スイッチ316がオフになると、信号AUXの電圧は正電圧レベルに変化する。スイッチ316がオフになると、電流はレジスタ218、インダクタ302、LEDストリング208、およびダイオード314を通って流れる。インダクタ302を通って流れる電流が減少するので、信号ISENの電圧が減少する。インダクタ302を通って流れる電流があらかじめ定められた電流レベル(たとえば、ゼロ)に減少すると、信号AUXの電圧に立下りエッジが発生する。信号AUXの立下りエッジを受信すると、パルス幅変調信号生成器408は、第1レベル(たとえば、ロジック1)を有するパルス幅変調信号PWM1を生成して、スイッチ316の電源をオンにする。   In operation, the pulse width modulation signal generator 408 can generate a pulse width modulation signal PWM1 having a first level (eg, logic 1) to turn on the switch 316. When switch 316 is turned on, current flows through switch 316, resistor 218, inductor 302, and LED string 208 to the ground of drive circuit 300. As the current flowing through the inductor 302 increases, the voltage of the signal ISEN increases. In one embodiment, when switch 316 is turned on, signal AUX has a negative voltage level. In the controller 210, the comparator 404 compares the error signal VEA with the signal ISEN. In one embodiment, if the voltage of the signal ISEN increases beyond the voltage of the error signal VEA, the output of the comparator 404 is logic 0, otherwise the output of the comparator 404 is logic 1 . In other words, the output of the comparator 404 includes a series of pulses. In response to the falling edge of the output of the comparator 404, the pulse width modulation signal generator 408 generates a pulse width modulation signal PWM1 having a second level (eg, logic 0), and turns off the switch 316. When switch 316 is turned off, the voltage of signal AUX changes to a positive voltage level. When switch 316 is turned off, current flows through resistor 218, inductor 302, LED string 208, and diode 314. As the current flowing through the inductor 302 decreases, the voltage of the signal ISEN decreases. When the current flowing through inductor 302 decreases to a predetermined current level (eg, zero), a falling edge occurs in the voltage of signal AUX. Upon receiving the falling edge of signal AUX, pulse width modulation signal generator 408 generates pulse width modulation signal PWM1 having a first level (eg, logic 1) to turn on switch 316.

一実施形態では、パルス幅変調信号PWM1のデューティサイクルは誤差信号VEAによって決定される。信号IAVGの電圧が信号SETの電圧よりも低い場合、誤差増幅器402が誤差信号VEAの電圧を増加して、パルス幅変調信号PWM1のデューティサイクルを増加できるようにする。したがって、インダクタ302を通って流れる平均電流は、信号IAVGの電圧が信号SETの電圧に到達するまで増加する。信号IAVGの電圧が信号SETの電圧よりも高い場合、誤差増幅器402が誤差信号VEAの電圧を減少させて、パルス幅変調信号PWM1のデューティサイクルを減少できるようにする。したがって、インダクタ302を通って流れる平均電流は、信号IAVGの電圧が信号SETの電圧に落ちるまで減少する。このようにして、インダクタ302を通って流れる平均電流は目標電流レベルと実質的に等しくなるように維持されうる。   In one embodiment, the duty cycle of the pulse width modulation signal PWM1 is determined by the error signal VEA. When the voltage of the signal IAVG is lower than the voltage of the signal SET, the error amplifier 402 increases the voltage of the error signal VEA so that the duty cycle of the pulse width modulation signal PWM1 can be increased. Therefore, the average current flowing through the inductor 302 increases until the voltage of the signal IAVG reaches the voltage of the signal SET. When the voltage of the signal IAVG is higher than the voltage of the signal SET, the error amplifier 402 decreases the voltage of the error signal VEA so that the duty cycle of the pulse width modulation signal PWM1 can be decreased. Thus, the average current flowing through inductor 302 decreases until the voltage of signal IAVG falls to the voltage of signal SET. In this way, the average current flowing through the inductor 302 can be maintained to be substantially equal to the target current level.

図6は、本発明による実施形態における、図3のコントローラ210の他の例を示している。図7は、本発明による実施形態における、図6のコントローラ210に関連付けられる信号の波形を示している。図6を、図3および図7と組み合わせて説明する。   FIG. 6 shows another example of the controller 210 of FIG. 3 in an embodiment according to the present invention. FIG. 7 shows waveforms of signals associated with the controller 210 of FIG. 6 in an embodiment according to the present invention. FIG. 6 is described in combination with FIG. 3 and FIG.

図6の例では、コントローラ210は、誤差増幅器602、比較器604、鋸歯状信号生成器606、リセット信号生成器608、およびパルス幅変調信号生成器610を含む。誤差増幅器602は、参照信号SETおよび信号IAVGに基づいて誤差信号VEAを生成する。参照信号SETは目標電流レベルを示す。信号IAVGは端子FBで受信されて、インダクタ302を通って流れる平均電流を示す。誤差信号VEAは、インダクタ302を通って流れる平均電流を目標電流レベルに調整するために使用される。鋸歯状信号生成器606は、鋸歯状信号SAWを生成する。比較器604は誤差増幅器602および鋸歯状信号生成器606に連結されており、誤差信号VEAと鋸歯状信号SAWとを比較する。リセット信号生成器608は、鋸歯状信号生成器606およびパルス幅変調信号生成器610に適用されるリセット信号RESETを生成する。スイッチ316は、リセット信号RESETに応じてオンになることができる。パルス幅変調信号生成器610は比較器604およびリセット信号生成器608に連結されており、比較器604およびリセット信号RESETの出力に基づいてパルス幅変調(PWM)信号PWM1を生成する。パルス幅変調信号PWM1は、端子DRVを介してスイッチ316に適用されて、スイッチ316の伝導状態を制御する。   In the example of FIG. 6, the controller 210 includes an error amplifier 602, a comparator 604, a sawtooth signal generator 606, a reset signal generator 608, and a pulse width modulation signal generator 610. The error amplifier 602 generates an error signal VEA based on the reference signal SET and the signal IAVG. The reference signal SET indicates a target current level. Signal IAVG is received at terminal FB and represents the average current flowing through inductor 302. Error signal VEA is used to adjust the average current flowing through inductor 302 to a target current level. The sawtooth signal generator 606 generates a sawtooth signal SAW. The comparator 604 is connected to the error amplifier 602 and the sawtooth signal generator 606, and compares the error signal VEA and the sawtooth signal SAW. The reset signal generator 608 generates a reset signal RESET that is applied to the sawtooth signal generator 606 and the pulse width modulation signal generator 610. The switch 316 can be turned on in response to the reset signal RESET. The pulse width modulation signal generator 610 is connected to the comparator 604 and the reset signal generator 608, and generates a pulse width modulation (PWM) signal PWM1 based on the outputs of the comparator 604 and the reset signal RESET. Pulse width modulation signal PWM1 is applied to switch 316 via terminal DRV to control the conduction state of switch 316.

一実施形態では、リセット信号RESETは一定周波数を有するパルス信号である。他の実施形態では、リセット信号RESETは、スイッチ316がオフになっている時間Toffが一定になるように構成されたパルス信号である。たとえば、図5では、パルス幅変調信号PWM1がロジック0である時間は一定であることができる。   In one embodiment, the reset signal RESET is a pulse signal having a constant frequency. In another embodiment, the reset signal RESET is a pulse signal configured such that the time Toff during which the switch 316 is off is constant. For example, in FIG. 5, the time during which the pulse width modulation signal PWM1 is logic 0 can be constant.

動作中、パルス幅変調信号生成器610は、リセット信号RESETのパルスに応じて、第1レベル(たとえば、ロジック1)を有するパルス幅変調信号PWM1を生成して、スイッチ316の電源をオンにする。スイッチ316がオンになると、電流は、スイッチ316、レジスタ218、インダクタ302、LEDストリング208を通って、駆動回路300の接地に流れる。鋸歯状信号生成器606によって生成された鋸歯状信号SAWは、リセット信号RESETのパルスに応じて初期レベルINIから増加し始める。鋸歯状信号SAWの電圧が誤差信号VEAの電圧まで増加すると、パルス幅変調信号生成器610は、第2レベル(ロジック0)を有するパルス幅変調信号PWM1を生成して、スイッチ316をオフにする。鋸歯状信号SAWは、リセット信号RESETの次のパルスが鋸歯状信号生成器606によって受信されるまで、初期レベルINIにリセットされる。鋸歯状信号SAWは、次のパルスに応じて再び初期レベルINIから増加し始める。   In operation, the pulse width modulation signal generator 610 generates a pulse width modulation signal PWM1 having a first level (eg, logic 1) in response to a pulse of the reset signal RESET and turns on the power of the switch 316. . When switch 316 is turned on, current flows through switch 316, resistor 218, inductor 302, and LED string 208 to the ground of drive circuit 300. The sawtooth signal SAW generated by the sawtooth signal generator 606 begins to increase from the initial level INI in response to the pulse of the reset signal RESET. When the voltage of the sawtooth signal SAW increases to the voltage of the error signal VEA, the pulse width modulation signal generator 610 generates a pulse width modulation signal PWM1 having a second level (logic 0) and turns off the switch 316 . The sawtooth signal SAW is reset to the initial level INI until the next pulse of the reset signal RESET is received by the sawtooth signal generator 606. The sawtooth signal SAW starts to increase from the initial level INI again in response to the next pulse.

一実施形態では、パルス幅変調信号PWM1のデューティサイクルは誤差信号VEAによって決定される。信号IAVGの電圧が信号SETの電圧よりも低い場合、誤差増幅器602は誤差信号VEAの電圧を増加して、パルス幅変調信号PWM1のデューティサイクルを増加できるようにする。したがって、インダクタ302を通って流れる平均電流は、信号IAVGの電圧が信号SETの電圧に到達するまで増加する。信号IAVGの電圧が信号SETの電圧よりも高い場合、誤差増幅器602が誤差信号VEAの電圧を減少させて、パルス幅変調信号PWM1のデューティサイクルを減少できるようにする。したがって、インダクタ302を通って流れる平均電流は、信号IAVGの電圧が信号SETの電圧に落ちるまで減少する。このようにして、インダクタ302を通って流れる平均電流は目標電流レベルと実質的に等しくなるように維持されうる。   In one embodiment, the duty cycle of the pulse width modulation signal PWM1 is determined by the error signal VEA. When the voltage of the signal IAVG is lower than the voltage of the signal SET, the error amplifier 602 increases the voltage of the error signal VEA so that the duty cycle of the pulse width modulation signal PWM1 can be increased. Therefore, the average current flowing through the inductor 302 increases until the voltage of the signal IAVG reaches the voltage of the signal SET. When the voltage of the signal IAVG is higher than the voltage of the signal SET, the error amplifier 602 decreases the voltage of the error signal VEA so that the duty cycle of the pulse width modulation signal PWM1 can be decreased. Thus, the average current flowing through inductor 302 decreases until the voltage of signal IAVG falls to the voltage of signal SET. In this way, the average current flowing through the inductor 302 can be maintained to be substantially equal to the target current level.

図8は、本発明による実施形態における、駆動回路800の概略図の他の例を示している。図2および図3と同じラベル付けをされた要素は、同様の機能を有している。   FIG. 8 shows another example of a schematic diagram of a drive circuit 800 in an embodiment according to the present invention. Elements labeled the same as in FIGS. 2 and 3 have similar functions.

コントローラ210の端子VDDは、整流器204から整流された電圧を受信するために、スイッチ804を通じて整流器204に連結されている。ツェナーダイオード802は、スイッチ804とコントローラ210の基準接地との間に連結されており、端子VDDの電圧を実質的に一定のレベルに維持する。図8の例では、コントローラ210の端子ZCDは、インダクタ302の電気状態、たとえば、インダクタ302を流れる電流があらかじめ定められた電流レベル、たとえばゼロに減少するかどうかを示す信号AUXを受信するために、インダクタ302に電気的に連結されている。ノード333はコントローラ210の基準接地を提供できる。   Terminal VDD of controller 210 is coupled to rectifier 204 through switch 804 to receive the rectified voltage from rectifier 204. Zener diode 802 is coupled between switch 804 and the reference ground of controller 210 and maintains the voltage at terminal VDD at a substantially constant level. In the example of FIG. 8, the terminal ZCD of the controller 210 receives the signal AUX indicating whether the electrical state of the inductor 302, for example, whether the current through the inductor 302 is reduced to a predetermined current level, for example, zero. The inductor 302 is electrically connected. Node 333 can provide a reference ground for controller 210.

したがって、本発明による実施形態は、様々なタイプの負荷に電力を供給するために使用されうる電力変換装置を制御するための回路および方法を提供する。一実施形態では、電力変換装置は、発光ダイオード(LED)ストリングなどの負荷に電力を供給するために実質的に一定の電流を提供する。他の実施形態では、電力変換装置は、電池を充電するために実質的に一定の電流を提供する。有利なことに、図1における従来の駆動回路と比較すると、負荷または電池への平均電流をより正確に制御できる。さらに、本発明による回路は、比較的高い電圧を有する電源にとって適切な場合がある。   Accordingly, embodiments in accordance with the present invention provide circuits and methods for controlling a power converter that can be used to power various types of loads. In one embodiment, the power converter provides a substantially constant current for supplying power to a load, such as a light emitting diode (LED) string. In other embodiments, the power conversion device provides a substantially constant current to charge the battery. Advantageously, compared to the conventional drive circuit in FIG. 1, the average current to the load or battery can be controlled more accurately. Furthermore, the circuit according to the invention may be suitable for a power supply having a relatively high voltage.

図9Aは、本発明による実施形態における、駆動回路900の他のブロック図を示している。図2および図3と同じラベル付けをされた要素は、同様の機能を有している。図9Aの例では、駆動回路900は、電源202に連結された電流フィルタ920、整流器204、電力変換装置906、負荷208、鋸歯状信号生成器902、およびコントローラ910を含む。電源202は、たとえば正弦波形を有する交流入力電圧VACと、交流入力電流IACとを生成する。交流入力電流IACは、電流フィルタ920に流れ、電流IAC'は電流フィルタ920から整流器204に流れる。整流器204は、電流フィルタ920を介して交流入力電圧VACを受信して、整流された交流電圧VINおよび整流された交流電流IINを、整流器204と電力変換装置906との間に連結された電力線912で提供する。電力変換装置906は、電圧VINを出力電圧VOUTに変換して、負荷208に電力を供給する。電力変換装置906に連結されたコントローラ910は、電力変換装置906を制御して、負荷208を通る電流IOUTを調整して、駆動回路900の力率を修正する。 FIG. 9A shows another block diagram of a drive circuit 900 in an embodiment according to the present invention. Elements labeled the same as in FIGS. 2 and 3 have similar functions. In the example of FIG. 9A, drive circuit 900 includes a current filter 920 coupled to power supply 202, rectifier 204, power converter 906, load 208, sawtooth signal generator 902, and controller 910. The power source 202 generates an AC input voltage V AC having a sinusoidal waveform and an AC input current I AC , for example. The AC input current I AC flows to the current filter 920, and the current I AC ′ flows from the current filter 920 to the rectifier 204. The rectifier 204 receives the AC input voltage V AC through the current filter 920, and couples the rectified AC voltage V IN and the rectified AC current I IN between the rectifier 204 and the power converter 906. Provided with power line 912. The power converter 906 converts the voltage V IN into the output voltage V OUT and supplies power to the load 208. A controller 910 coupled to the power converter 906 controls the power converter 906 to adjust the current I OUT through the load 208 to correct the power factor of the drive circuit 900.

コントローラ910は駆動信号962を生成する。一実施形態では、電力変換装置906は、駆動信号962によって制御されるスイッチ316を含む。このようにして、負荷208を通って流れる電流IOUTが駆動信号962によって調整される。一実施形態では、電力変換装置906は、負荷208を通る電流IOUTを示す検知信号IAVGをさらに生成する。 Controller 910 generates drive signal 962. In one embodiment, power converter 906 includes a switch 316 that is controlled by drive signal 962. In this way, the current I OUT flowing through the load 208 is adjusted by the drive signal 962. In one embodiment, the power converter 906 further generates a sense signal IAVG that indicates the current I OUT through the load 208.

一実施形態では、コントローラ910に連結された鋸歯状信号生成器902は、駆動信号962によって鋸歯状信号960を生成する。たとえば、駆動信号962はパルス幅変調(PWM)信号でよい。一実施形態では、駆動信号962がロジックハイ(logic high)の場合に鋸歯状信号960が増加し、駆動信号962がロジックロー(logic low)の場合に鋸歯状信号960があらかじめ定められた電圧レベル、たとえばゼロボルトに落ちる。   In one embodiment, the sawtooth signal generator 902 coupled to the controller 910 generates a sawtooth signal 960 with the drive signal 962. For example, the drive signal 962 may be a pulse width modulation (PWM) signal. In one embodiment, the sawtooth signal 960 increases when the drive signal 962 is logic high, and the sawtooth signal 960 is a predetermined voltage level when the drive signal 962 is logic low. For example, falls to zero volts.

有利なことに、コントローラ910は、鋸歯状信号960および検知信号IAVGを含む信号に基づいて駆動信号962を生成する。駆動信号962はスイッチ316を制御して、負荷208を通る電流IOUTを目標レベルに維持するので、電流制御の精度が向上する。さらに、駆動信号962は、スイッチ316を制御して、電力IINの平均電流IIN_AVGが入力電圧VINに実質的に同調するよう調整して、駆動回路900の力率を修正する。駆動回路900の動作を、図9Bでさらに説明する。 Advantageously, the controller 910 generates the drive signal 962 based on signals including the sawtooth signal 960 and the detection signal IAVG. Drive signal 962 controls switch 316 to maintain current I OUT through load 208 at a target level, thus improving current control accuracy. Furthermore, the drive signal 962 controls the switch 316, and adjusted so that the average current I IN_AVG power I IN is substantially tuned to the input voltage V IN, modifies the power factor of the drive circuit 900. The operation of the drive circuit 900 is further described in FIG. 9B.

図9Bは、本発明による実施形態における、図9Aの駆動回路900に関連付けられる信号の波形の例を示している。図9Bを、図9Aと組み合わせて説明する。図9Bは交流入力電圧VAC、整流された交流電圧VIN、整流された交流電圧IIN、電流IAC'、および交流入力電流IACを示している。 FIG. 9B shows an example of the waveform of a signal associated with the drive circuit 900 of FIG. 9A in an embodiment according to the present invention. FIG. 9B is described in combination with FIG. 9A. FIG. 9B shows the AC input voltage V AC , the rectified AC voltage V IN , the rectified AC voltage I IN , the current I AC ′, and the AC input current I AC .

これに限定されないが、例示のために、交流入力電圧VACは正弦波形を有する。整流器204は交流入力電圧VACを整流する。図9Bの例では、整流された交流電圧VINは整流された正弦波形を有し、交流入力電圧VACの正の波はそのままで、交流入力電圧VACの負の波が対応する正の波に変換される。 Without being limited thereto, for the sake of illustration, the AC input voltage V AC has a sinusoidal waveform. The rectifier 204 rectifies the AC input voltage V AC . In the example of FIG. 9B, the rectified AC voltage V IN has a rectified sine waveform, the AC input voltage V AC positive wave remains, and the AC input voltage V AC negative wave corresponds to the positive wave. Converted into waves.

一実施形態では、コントローラ910によって生成された駆動信号962が電流IINを制御する。一実施形態では、電流IINは、あらかじめ定められたレベル、たとえばゼロアンペアから増加する。電流IINが整流された交流入力電圧VINに比例するレベルに到達した後、電流IINはあらかじめ定められたレベルに落ちる。したがって、図9Bに示されるように、電流IINの平均電流IIN_AVGの波形は整流された交流電圧VINの波形に実質的に同調する。 In one embodiment, drive signal 962 generated by controller 910 controls current I IN . In one embodiment, current I IN increases from a predetermined level, eg, zero amperes. After current I IN reaches a level proportional to the AC input voltage V IN which is rectified, current I IN drops to a predetermined level. Therefore, as shown in FIG. 9B, the waveform of the average current I IN_AVG of the current I IN substantially tunes to the waveform of the rectified AC voltage V IN .

整流器204から電力変換装置906に流れる電流IINは、整流器204へと流れる電流IAC'を整流した電流である。図9Bに示されるように、交流入力電圧VACが正の場合、電流IAC'は電流IINの正の波と類似する正の波を有し、交流入力電圧VACが負の場合、電流IINの負の波に対応する負の波を有する。 A current I IN flowing from the rectifier 204 to the power converter 906 is a current obtained by rectifying the current I AC ′ flowing to the rectifier 204. As shown in FIG.9B, when the AC input voltage V AC is positive, the current I AC ′ has a positive wave similar to the positive wave of the current I IN , and when the AC input voltage V AC is negative, It has a negative wave corresponding to the negative wave of the current IIN .

一実施形態では、電源202と整流器204との間の電流フィルタ920を使用することによって、交流入力電流IACは、電流IAC'の平均電流と等しくなるか、それに比例する。したがって、図9Bに示されるように、交流入力電流IACの波形が交流入力電圧VACの波形に実質的に同調する。交流入力電圧VACおよび交流入力電流IACが同調していることが理想的である。しかし、実際の適用では、電流フィルタ920および電力変換装置906におけるキャパシタのために、わずかな位相差がある場合がある。さらに、交流入力電流IACの波形の形状は交流入力電圧VACの波形の形状に類似している。したがって、駆動回路900の力率が訂正され、駆動回路900の電力品質が向上する。 In one embodiment, by using a current filter 920 between the power source 202 and the rectifier 204, the alternating input current I AC is equal to or proportional to the average current of the current I AC ′. Therefore, as shown in FIG. 9B, the waveform of the AC input current I AC substantially tunes to the waveform of the AC input voltage V AC . Ideally, the AC input voltage V AC and AC input current I AC are tuned. However, in practical applications, there may be a slight phase difference due to the capacitors in current filter 920 and power converter 906. Further, the waveform shape of the AC input current I AC is similar to the waveform shape of the AC input voltage V AC . Therefore, the power factor of the drive circuit 900 is corrected, and the power quality of the drive circuit 900 is improved.

図10は、本発明による実施形態における、駆動回路1000の概略図の例を示している。図2、図3、および図9Aと同じラベル付けをされた要素は、同様の機能を有している。図10を、図4、図5、および図9Aと組み合わせて説明する。   FIG. 10 shows an example of a schematic diagram of a drive circuit 1000 in an embodiment according to the present invention. Elements labeled the same as in FIGS. 2, 3, and 9A have similar functions. FIG. 10 is described in combination with FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 9A.

図10の例では、駆動回路1000は、電源202に連結された電流フィルタ920、整流器204、電力変換装置906、負荷208、鋸歯状信号生成器902、およびコントローラ910を含む。一実施形態では、負荷208はLEDストリングなどのLED光源を含む。本発明はそれに限定されず、負荷208は他のタイプの光源、または電池パックなどの他のタイプの負荷を含むことができる。電流フィルタ920は、これに限定ないが、1組のインダクタと1組のキャパシタとを含むインダクタ-キャパシタ(L-C)フィルタでよい。一実施形態では、コントローラ910は、ZCD端子、GND端子、DRV端子、VDD端子、FB端子、COMP端子、およびCS端子などの複数の端子を含む。   In the example of FIG. 10, the drive circuit 1000 includes a current filter 920 coupled to the power supply 202, a rectifier 204, a power converter 906, a load 208, a sawtooth signal generator 902, and a controller 910. In one embodiment, load 208 includes an LED light source, such as an LED string. The present invention is not so limited, and the load 208 can include other types of light sources, or other types of loads such as battery packs. The current filter 920 may be, but is not limited to, an inductor-capacitor (L-C) filter including a set of inductors and a set of capacitors. In one embodiment, the controller 910 includes a plurality of terminals such as a ZCD terminal, a GND terminal, a DRV terminal, a VDD terminal, an FB terminal, a COMP terminal, and a CS terminal.

一実施形態では、電力変換装置906は、電力線912に連結された入力キャパシタ1008を含む。入力キャパシタ1008は、整流された交流電圧VINのリップルを減少させて、整流された交流電圧VINの波形を平滑化する。一実施形態では、キャパシタ1008は比較的小さい、たとえば0.5μFを下回るキャパシタンスを有するので、整流された交流電圧VINのあらゆる歪みを削除または減少するために役立つ。さらに、一実施形態では、キャパシタ1008を通って流れる電流はキャパシタンスが比較的小さいので、無視されてよい。したがって、スイッチ316を通って流れる電流IINは、スイッチ316がオンの場合は整流器204からの電流とほぼ等しい。 In one embodiment, power converter 906 includes an input capacitor 1008 coupled to power line 912. Input capacitor 1008 reduces the ripple of the rectified AC voltage V IN, to smooth the waveform of the rectified AC voltage V IN. In one embodiment, the capacitor 1008 has a relatively small capacitance, eg, less than 0.5 μF, and thus serves to eliminate or reduce any distortion of the rectified AC voltage VIN . Further, in one embodiment, the current flowing through capacitor 1008 may be ignored because of the relatively small capacitance. Thus, the current I IN flowing through switch 316 is approximately equal to the current from rectifier 204 when switch 316 is on.

電力変換装置906は、図3の電力変換装置206と同様に動作する。一実施形態では、エネルギー格納要素214は、磁気的かつ電気的に相互に連結しているインダクタ302および304を含む。インダクタ302は、スイッチ316およびLED光源208と連結している。したがって、電流I214はスイッチ316の伝導状態に従って、インダクタ302を通って流れる。より具体的には、一実施形態では、コントローラ910は、DRV端子を通じて駆動信号962、たとえばPWM信号を生成して、スイッチ316をオン状態またはオフ状態に切り替える。スイッチ316がオンになると、電流I214は電力線912からスイッチ316およびインダクタ302を通って流れる。電流I214はスイッチ316がオン状態の間に増加して、式(1)によって与えられうる:
△I214=(VIN-VOUT)*TON/L302 (1)
上式で、TONはスイッチ316がオンになる時間を表し、△I214は電流I214の変化を表し、L302はインダクタ302のインダクタンスを表す。一実施形態では、コントローラ910は、駆動信号962を制御してTONの時間を一定に維持する。したがって、時間TONの間の電流I214の変更△I214は、VOUTが実質的に一定である場合は入力電圧VINに比例する。一実施形態では、電流I214があらかじめ定められたレベル、たとえばゼロアンペアに減少すると、スイッチ316はオンになる。したがって、電流I214の最大レベルは、入力電圧VINに比例する。
The power conversion device 906 operates in the same manner as the power conversion device 206 in FIG. In one embodiment, energy storage element 214 includes inductors 302 and 304 that are magnetically and electrically interconnected. Inductor 302 is coupled to switch 316 and LED light source 208. Thus, current I 214 flows through inductor 302 according to the conduction state of switch 316. More specifically, in one embodiment, the controller 910 generates a drive signal 962, eg, a PWM signal, through the DRV terminal to switch the switch 316 to an on state or an off state. When switch 316 is turned on, current I 214 flows from power line 912 through switch 316 and inductor 302. The current I 214 increases while switch 316 is on and can be given by equation (1):
△ I 214 = (V IN -V OUT ) * T ON / L 302 (1)
In the above equation, T ON represents the time when the switch 316 is turned on, ΔI 214 represents the change in the current I 214 , and L 302 represents the inductance of the inductor 302. In one embodiment, the controller 910 controls the drive signal 962 to keep the T ON time constant. Therefore, change △ I 214 of the current I 214 during the time T ON, if V OUT is substantially constant proportional to the input voltage V IN. In one embodiment, switch 316 is turned on when current I 214 decreases to a predetermined level, such as zero amperes. Thus, the maximum level of current I 214 is proportional to input voltage V IN .

スイッチ316がオフになると、電流I214は、接地からダイオード314およびインダクタ302を通ってLED光源208に流れる。したがって、電流I214は式(2)に従って減少する:
△I214=(-VOUT)*TOFF/L_302 (2)
したがって、一実施形態では、スイッチ316がオン状態の間、電流IINは実質的に電流I214と等しく、スイッチ316がオフ状態の間、ゼロアンペアと等しい。
When switch 316 is turned off, current I 214 flows from ground through diode 314 and inductor 302 to LED light source 208. Therefore, the current I 214 decreases according to equation (2):
△ I 214 = (-V OUT ) * T OFF / L_ 302 (2)
Thus, in one embodiment, current I IN is substantially equal to current I 214 while switch 316 is in the on state and equal to zero amperes while switch 316 is in the off state.

インダクタ304は、インダクタ302の電気状態、たとえばインダクタ302通って流れる電流があらかじめ定められたレベル(たとえば、ゼロアンペア)に減少するかどうかを検知する。図5に関連して説明したように、一実施形態では、検出信号AUXは、スイッチ316がオンになると負レベルを有し、スイッチ316がオフになると正レベルを有する。インダクタ302を通る電流I214があらかじめ定められたレベルに減少すると、信号AUXの電圧に立下りエッジが発生する。インダクタ304に連結されたコントローラ910のZCD端子は、検出信号AUXを受信するために使用される。 Inductor 304 detects whether the electrical state of inductor 302, for example, the current flowing through inductor 302, decreases to a predetermined level (eg, zero amperes). As described in connection with FIG. 5, in one embodiment, the detection signal AUX has a negative level when the switch 316 is turned on and has a positive level when the switch 316 is turned off. When current I 214 through inductor 302 decreases to a predetermined level, a falling edge occurs in the voltage of signal AUX. The ZCD terminal of the controller 910 connected to the inductor 304 is used to receive the detection signal AUX.

一実施形態では、電力変換装置906は出力フィルタ1024を含む。出力フィルタ1024は、比較的大きい、たとえば、400μFを上回るキャパシタンスを有するキャパシタでよい。このようにして、LED光源208を通る電流IOUTは、電流I214の平均レベルを示す。 In one embodiment, power converter 906 includes an output filter 1024. The output filter 1024 may be a relatively large capacitor, for example having a capacitance greater than 400 μF. In this way, the current I OUT through the LED light source 208 represents the average level of the current I 214 .

電流センサ218は、インダクタ302を通って流れる電流を示す電流検知信号ISENを生成する。一実施形態では、信号フィルタ212は、レジスタ320とキャパシタ322とを含むレジスタ-キャパシタ(RC)フィルタである。信号フィルタ212は、電流検知信号ISENのリップルを除去して、電流信号ISENの平均検知信号IAVGを生成する。したがって、図10の例では、平均検知信号IAVGは、LED光源208通って流れる電流IOUTを示している。一実施形態では、コントローラ910の端子FBは検知信号IAVGを受信する。 The current sensor 218 generates a current detection signal ISEN indicating the current flowing through the inductor 302. In one embodiment, the signal filter 212 is a resistor-capacitor (RC) filter that includes a resistor 320 and a capacitor 322. The signal filter 212 removes the ripple of the current detection signal ISEN and generates the average detection signal IAVG of the current signal ISEN. Therefore, in the example of FIG. 10, the average detection signal IAVG indicates the current I OUT flowing through the LED light source 208. In one embodiment, terminal FB of controller 910 receives detection signal IAVG.

DRV端子およびCS端子に連結された鋸歯状信号生成器902は、DRV端子上の駆動信号962によって、CS端子で鋸歯状信号960を生成するように動作可能である。一例として、鋸歯状信号生成器902は、端子DRVと端子CSとの間に並列に連結されたレジスタ1016およびダイオード1018を含み、端子CSと接地との間に並列に連結されたレジスタ1012およびキャパシタ1014をさらに含む。動作中、鋸歯状信号960は駆動信号962に従って変化する。より具体的には、一実施形態では、駆動信号962はPWM信号である。駆動信号962がロジックハイの場合、電流l1はDRV端子からレジスタ1016を通ってキャパシタ1014に流れる。したがって、キャパシタ1014が充電されて、鋸歯状信号960の電圧V960が増加する。駆動信号962がロジックローの場合、電流l2はキャパシタ1014からダイオード1018を通ってDRV端子に流れる。したがって、キャパシタ1014が放電されて、電圧V960がゼロボルトに減少する。鋸歯状信号生成器902は他のコンポーネントを含むことができ、図10に示された例に限定されない。 A sawtooth signal generator 902 coupled to the DRV terminal and the CS terminal is operable to generate a sawtooth signal 960 at the CS terminal by a drive signal 962 on the DRV terminal. As an example, sawtooth signal generator 902 includes a resistor 1016 and a diode 1018 connected in parallel between terminals DRV and CS, and a resistor 1012 and a capacitor connected in parallel between terminal CS and ground. 1014 is further included. During operation, the sawtooth signal 960 varies according to the drive signal 962. More specifically, in one embodiment, drive signal 962 is a PWM signal. When the drive signal 962 is logic high, the current l1 flows from the DRV terminal through the resistor 1016 to the capacitor 1014. Accordingly, the capacitor 1014 is charged and the voltage V 960 of the sawtooth signal 960 increases. When drive signal 962 is logic low, current l2 flows from capacitor 1014 through diode 1018 to the DRV terminal. Accordingly, capacitor 1014 is discharged and voltage V 960 is reduced to zero volts. The sawtooth signal generator 902 can include other components and is not limited to the example shown in FIG.

一実施形態では、コントローラ910は集積回路(IC)チップに統合される。レジスタ1016および1012、ダイオード1018、ならびにキャパシタ1014は、ICチップの周辺コンポーネントである。あるいは、鋸歯状信号生成器902およびコントローラ910の両方が単一のICチップに統合される。この状態では端子CSを除去できるので、駆動回路1000のサイズおよびコストをさらに削減できる。電力変換装置906は他の構成を有することができ、図10の例に限定されない。   In one embodiment, the controller 910 is integrated into an integrated circuit (IC) chip. Resistors 1016 and 1012, diode 1018, and capacitor 1014 are peripheral components of the IC chip. Alternatively, both the sawtooth signal generator 902 and the controller 910 are integrated into a single IC chip. Since the terminal CS can be removed in this state, the size and cost of the drive circuit 1000 can be further reduced. The power conversion device 906 can have other configurations and is not limited to the example of FIG.

図11は、本発明による実施形態における、図9Aのコントローラ910の例を示している。図4および図9Aと同じラベル付けをされた要素は、同様の機能を有している。図11を、図4、図5、図9A、および図10と組み合わせて説明する。   FIG. 11 shows an example of the controller 910 of FIG. 9A in an embodiment according to the present invention. Elements labeled the same as in FIGS. 4 and 9A have similar functions. FIG. 11 is described in combination with FIG. 4, FIG. 5, FIG. 9A, and FIG.

一実施形態では、コントローラ910は、CS端子が電流検知信号ISENではなく鋸歯状信号960を受信することを除いて、図4のコントローラ210と同様の構成を有する。コントローラ910は、鋸歯状信号960、検知信号IAVG、および検出信号AUXを含む信号に従って駆動信号962を生成する。コントローラ910は、誤差増幅器402、比較器404、およびパルス幅変調(PWM)信号生成器408を含む。誤差増幅器402は、検知信号IAVGと目標電流レベルを示す参照信号SETとの間の差を増幅して、誤差信号VEAを生成する。比較器404は、鋸歯状信号960と誤差信号VEAとを比較して、比較信号Sを生成する。PWM信号生成器408は、比較信号Sおよび検出信号AUXに従って駆動信号962を生成する。   In one embodiment, the controller 910 has a configuration similar to the controller 210 of FIG. 4 except that the CS terminal receives a sawtooth signal 960 instead of the current sense signal ISEN. Controller 910 generates drive signal 962 in accordance with signals including sawtooth signal 960, detection signal IAVG, and detection signal AUX. The controller 910 includes an error amplifier 402, a comparator 404, and a pulse width modulation (PWM) signal generator 408. The error amplifier 402 amplifies the difference between the detection signal IAVG and the reference signal SET indicating the target current level, and generates an error signal VEA. The comparator 404 compares the sawtooth signal 960 and the error signal VEA to generate a comparison signal S. The PWM signal generator 408 generates the drive signal 962 according to the comparison signal S and the detection signal AUX.

一実施形態では、駆動信号962は、検出信号AUXが、インダクタ302を通る電流I214があらかじめ定められたレベル、たとえばゼロアンペアに落ちることを示す場合、第1レベル、たとえばロジックハイを有して、スイッチ316をオンにする。駆動信号962は、鋸歯状信号960が誤差信号VEAに到達する場合、第2レベル、たとえばロジックローを有して、スイッチ316をオフにする。有利なことに、CS端子が、検知信号ISENではなく鋸歯状信号960を受信するので、インダクタ302を通る電流I214の最大レベルは誤差信号VEAによって限定されない。したがって、インダクタ302を通る電流I214は、式(1)に示されるように、入力電圧VINによって異なる。たとえば、電流I214の最大レベルは、誤差信号VEAではなく入力電圧VINに比例するように調整される。 In one embodiment, the drive signal 962 has a first level, eg, logic high, when the detection signal AUX indicates that the current I 214 through the inductor 302 falls to a predetermined level, eg, zero amperes. Then, switch 316 is turned on. The drive signal 962 has a second level, eg, logic low, to turn off the switch 316 when the sawtooth signal 960 reaches the error signal VEA. Advantageously, the maximum level of current I 214 through inductor 302 is not limited by error signal VEA because the CS terminal receives sawtooth signal 960 instead of sense signal ISEN. Therefore, the current I 214 through the inductor 302 varies depending on the input voltage V IN as shown in the equation (1). For example, the maximum level of current I 214 is adjusted to be proportional to input voltage V IN rather than error signal VEA.

コントローラ910は、駆動信号962を制御して、電流IOUTを参照信号SETによって表される目標電流レベルに維持する。たとえば、電流IOUTが、たとえば入力電圧VINの変化のために目標レベルより大きい場合、誤差増幅器402が誤差信号VEAを減少させて、スイッチ316がオン状態の時間TONを短くする。したがって、電流I214の平均レベルが減少して、電流IOUTが減少する。同様に、電流IOUTが目標レベルより小さい場合、コントローラ910は時間TONを長くして、電流IOUTを増加させる。 Controller 910 controls drive signal 962 to maintain current I OUT at the target current level represented by reference signal SET. For example, if the current I OUT is greater than the target level, for example due to a change in the input voltage V IN , the error amplifier 402 decreases the error signal VEA and shortens the time T ON when the switch 316 is on. Therefore, the average level of current I 214 decreases and current I OUT decreases. Similarly, if current I OUT is less than the target level, controller 910 increases time T ON and increases current I OUT .

図12は、本発明による実施形態における、駆動回路、たとえば駆動回路900または1000によって生成または受信された信号の波形を示している。図12を、図4、図9A、図9B、および図10に関連して説明する。図12は、整流された交流電圧VIN、整流された交流電流IIN、電流IINの平均電流IIN_AVG、LED光源208を通って流れる電流IOUT、インダクタ302を通って流れる電流I214を示す検知信号ISEN、誤差信号VEA、鋸歯状信号960、および駆動信号962を示している。 FIG. 12 shows the waveform of a signal generated or received by a drive circuit, eg, drive circuit 900 or 1000, in an embodiment according to the present invention. FIG. 12 is described in conjunction with FIGS. 4, 9A, 9B, and 10. FIG. FIG. 12 shows a rectified AC voltage V IN , a rectified AC current I IN , an average current I IN_AVG of the current I IN, a current I OUT flowing through the LED light source 208, and a current I 214 flowing through the inductor 302. A detection signal ISEN, an error signal VEA, a sawtooth signal 960, and a drive signal 962 are shown.

図12の例に示されるように、入力電圧VINは整流された正弦波形である。時間t1で、駆動信号962がロジックハイに変化する。したがって、スイッチ316がオンになり、インダクタ302を通る電流I214を示す検知信号ISENが増加する。一方、鋸歯状信号960は、駆動信号962に従って増加する。 As shown in the example of FIG. 12, the input voltage V IN is a rectified sinusoidal waveform. At time t1, the drive signal 962 changes to logic high. Accordingly, the switch 316 is turned on, and the detection signal ISEN indicating the current I 214 through the inductor 302 is increased. On the other hand, the sawtooth signal 960 increases according to the drive signal 962.

時間t2で、鋸歯状信号960が誤差信号VEAに到達する。したがって、コントローラ910は駆動信号962をロジックローに調整する。鋸歯状信号960はゼロボルトに落ちる。駆動信号962はスイッチ316をオフにし、それによって検知信号ISENを減少させる。言い換えれば、鋸歯状信号960および誤差信号VEAは、駆動信号962がロジックハイである場合に時間TONを決定して、スイッチ316をオンにする。 At time t2, the sawtooth signal 960 reaches the error signal VEA. Accordingly, controller 910 adjusts drive signal 962 to a logic low. The sawtooth signal 960 falls to zero volts. The drive signal 962 turns off the switch 316, thereby decreasing the sense signal ISEN. In other words, the sawtooth signal 960 and the error signal VEA determine the time T ON when the drive signal 962 is logic high and turn on the switch 316.

時間t3で、電流I214があらかじめ定められた電流レベル、たとえばゼロアンペアに減少する。したがって、コントローラ910は駆動信号962をロジックハイに調整して、スイッチ316をオンにする。 At time t3, current I 214 decreases to a predetermined current level, eg, zero amperes. Accordingly, controller 910 adjusts drive signal 962 to logic high and turns on switch 316.

一実施形態では、LED光源208を通って流れる電流IOUTは、入力電圧VINの循環周期にわたって電流I214の平均レベルと等しいか、それに比例している。図11に関連して説明したように、電流IOUTは参照信号SETによって表される目標電流レベルに調整される。さらに、図12に示されるように、t1とt4との間の電流I214を示す検知信号ISENはt5とt6との間の波形と同じ波形を有する。したがって、t1とt4との間の電流I214の平均レベルは、t5とt6との間の電流I214の平均レベルと等しい。したがって、電流IOUTは目標レベルで維持される。一実施形態では、鋸歯状信号960および誤差信号VEAによって時間TONが決定される。一実施形態では、鋸歯状信号960がゼロボルトから誤差信号VEAに上昇するための時間が駆動信号962のそれぞれの循環において同じなので、時間TONは一定である。式(1)に基づいて、時間TONの間の電流I214の変更△I214は入力電圧VINに比例する。したがって、図12に示されるように、検知信号ISENの最大レベルは入力電圧VINに比例する。 In one embodiment, the current I OUT flowing through the LED light source 208 is equal to or proportional to the average level of the current I 214 over the cycle of the input voltage V IN . As described in connection with FIG. 11, the current I OUT is adjusted to the target current level represented by the reference signal SET. Further, as shown in FIG. 12, the detection signal ISEN indicating the current I 214 between t1 and t4 has the same waveform as that between t5 and t6. Therefore, the average level of the current I 214 between t1 and t4 is equal to the average level of the current I 214 between t5 and t6. Therefore, the current I OUT is maintained at the target level. In one embodiment, the time T ON is determined by the sawtooth signal 960 and the error signal VEA. In one embodiment, the time T ON is constant because the time for the sawtooth signal 960 to rise from zero volts to the error signal VEA is the same in each cycle of the drive signal 962. Based on equation (1), change △ I 214 of the current I 214 during the time T ON is proportional to the input voltage V IN. Therefore, as shown in FIG. 12, the maximum level of the detection signal ISEN is proportional to the input voltage V IN .

一実施形態では、電流IINは、スイッチ316がオンになると電流I214の波形に類似した波形を有し、スイッチ316がオフになると実質的にゼロアンペアに等しくなる。平均電流IIN_AVGは、時間t1とt6との間の入力電圧VINに実質的に同調する。図9Bに関連して説明するように、交流入力電流IACは交流入力電圧VACに実質的に同調し、駆動回路900の力率を修正して電力品質を向上する。 In one embodiment, current I IN has a waveform similar to that of current I 214 when switch 316 is turned on and is substantially equal to zero amps when switch 316 is turned off. The average current I IN_AVG substantially tunes to the input voltage V IN between times t1 and t6. As described in connection with FIG. 9B, the AC input current I AC substantially tunes to the AC input voltage V AC and modifies the power factor of the drive circuit 900 to improve power quality.

図13は、本発明による実施形態における、負荷を駆動するための回路、たとえばLED光源208を駆動するための回路900または1000によって実行される動作の流れ図1300を示している。図13を、図9A〜図12と組み合わせて説明する。図13には特定のステップが開示されているが、このようなステップは例である。すなわち、本発明は他の様々なステップ、または図13に列挙したステップの変形形態の実行によく適している。   FIG. 13 shows a flowchart 1300 of operations performed by a circuit for driving a load, eg, a circuit 900 or 1000 for driving an LED light source 208, in an embodiment according to the present invention. FIG. 13 is described in combination with FIG. 9A to FIG. Although specific steps are disclosed in FIG. 13, such steps are examples. That is, the present invention is well suited to performing various other steps or variations of the steps listed in FIG.

ブロック1302で、入力電圧、たとえば整流された交流電圧VIN、および入力電流、たとえば整流された交流電流IINが受信される。ブロック1304で、入力電圧が出力電圧に変換されて、LED光源などの負荷に電力を供給する。ブロック1306で、エネルギー格納要素、たとえばエネルギー格納要素214を通って流れる電流が、駆動信号、たとえば駆動信号962に従って制御されて、前記LED光源を通る電流を調整できるようになる。 At block 1302, an input voltage, such as a rectified alternating voltage V IN , and an input current, such as a rectified alternating current I IN are received. At block 1304, the input voltage is converted to an output voltage to supply power to a load such as an LED light source. At block 1306, the current flowing through the energy storage element, eg, energy storage element 214, is controlled in accordance with a drive signal, eg, drive signal 962, to adjust the current through the LED light source.

ブロック1308で、前記LED光源を通る電流を示す第1検知信号、たとえばIAVGが受信される。一実施形態では、第1検知信号は、エネルギー格納要素を通る電流を示す第2検知信号をフィルタリングすることによって生成される。ブロック1310で、駆動信号に基づいて鋸歯状信号が生成される。   At block 1308, a first sensing signal indicative of current through the LED light source, eg, IAVG, is received. In one embodiment, the first sense signal is generated by filtering a second sense signal indicative of current through the energy storage element. At block 1310, a sawtooth signal is generated based on the drive signal.

ブロック1312で、鋸歯状信号および第1検知信号を含む信号に基づいて駆動信号が制御され、LED光源を通る電流を目標レベルに調整して、入力電流の平均電流が入力電圧に実質的に同調するように制御することによって駆動回路の力率を修正する。一実施形態では、第1検知信号と、LED光源を通る電流の目標レベルを示す参照信号との間の差を示す誤差信号が生成される。鋸歯状信号が誤差信号と比較される。エネルギー格納要素の電気状態を示す検出信号が受信される。駆動信号は、検出信号がエネルギー格納要素を通る電流があらかじめ定められたレベルに減少することを示す場合に第1状態に切り替えられて、鋸歯状信号と誤差信号との比較の結果に従って第2状態に切り替えられる。エネルギー格納要素を通る電流は、駆動信号が第1状態の場合に増加して、駆動信号が第2状態の場合に減少する。一実施形態では、LED光源を通る電流が目標レベルに維持される場合、鋸歯状信号があらかじめ定められたレベルから誤差信号に増加する時間は一定である。   At block 1312, the drive signal is controlled based on the signal including the sawtooth signal and the first sense signal to adjust the current through the LED light source to a target level so that the average current of the input current is substantially tuned to the input voltage. The power factor of the drive circuit is corrected by controlling so as to. In one embodiment, an error signal is generated that indicates the difference between the first detection signal and a reference signal that indicates a target level of current through the LED light source. The sawtooth signal is compared with the error signal. A detection signal indicative of the electrical state of the energy storage element is received. The drive signal is switched to the first state when the detection signal indicates that the current through the energy storage element decreases to a predetermined level, and the second state according to the result of the comparison between the sawtooth signal and the error signal. Can be switched to. The current through the energy storage element increases when the drive signal is in the first state and decreases when the drive signal is in the second state. In one embodiment, when the current through the LED light source is maintained at a target level, the time for the sawtooth signal to increase from the predetermined level to the error signal is constant.

図14Aは、本発明による実施形態における、駆動回路1400の他のブロック図を示している。図2、図3、および図9Aと同じラベル付けをされた要素は、同様の機能を有している。図14Bは、本発明による実施形態における、駆動回路1400によって生成または受信された信号の波形を示している。図14Aおよび図14Bを、図9Aおよび図9Bと組み合わせて説明する。   FIG. 14A shows another block diagram of the drive circuit 1400 in the embodiment according to the present invention. Elements labeled the same as in FIGS. 2, 3, and 9A have similar functions. FIG. 14B shows a waveform of a signal generated or received by the drive circuit 1400 in an embodiment according to the present invention. 14A and 14B will be described in combination with FIGS. 9A and 9B.

図14Aの例では、駆動回路1400は、電源202に連結された電流フィルタ920、整流器204、電力変換装置1406、光源1408、およびコントローラ1410を含む。電源202は、たとえば正弦波形を有する交流入力電圧VAC、および交流入力電流IACを生成する。交流入力電流IACは電流フィルタ920に流れ、電流IAC'は電流フィルタ920から整流器204に流れる。整流器204は、電流フィルタ920を介して交流入力電圧VACを受信して、整流器204と電力変換装置1406との間に連結された電力線912で整流された交流電圧VINおよび整流された交流電流IINを提供する。 In the example of FIG. 14A, drive circuit 1400 includes current filter 920, rectifier 204, power converter 1406, light source 1408, and controller 1410 coupled to power supply 202. The power source 202 generates an AC input voltage V AC having a sinusoidal waveform and an AC input current I AC, for example. The AC input current I AC flows to the current filter 920, and the current I AC ′ flows from the current filter 920 to the rectifier 204. Rectifier 204 receives the ac input voltage V AC via a current filter 920, a rectifier 204 and the AC voltage is rectified by a power line 912 that is coupled between the power converter 1406 V IN and rectified alternating current Provide I IN .

一実施形態では、電力変換装置1406は、電圧フィルタ1420、変圧器1422、およびスイッチ1424を含む。電圧フィルタ1420は電圧VINを受信して、電圧VINをフィルタリングして安定化電圧VREGを生成する。たとえば、電圧VINの比較的高い周波数のハーモニクス成分は排除または削除される。したがって、図14Bに示されるように、安定化電圧VREGの波形は、電圧VINの波形よりも安定している。変圧器1422は、安定化電圧VREGを出力電圧VOUTに変換して、光源1408に電力を供給する。したがって、出力電圧VOUTの波形は、たとえば正弦波形などの入力電圧VIN、の形態によって影響されない。したがって、入力電圧VINの形態によって生じた光源1408を通過する電流IOUTのリップルが減少または除去され、さらに光源1408によって放出される光のライン周波数干渉(line frequency interferences)を減少させる。 In one embodiment, power converter 1406 includes a voltage filter 1420, a transformer 1422, and a switch 1424. Voltage filter 1420 receives the voltage V IN, and filters the voltage V IN to generate a regulated voltage V REG. For example, a relatively high frequency harmonic component of voltage V IN is eliminated or eliminated. Therefore, as shown in FIG. 14B, the waveform of the stabilization voltage V REG is more stable than the waveform of the voltage V IN . The transformer 1422 converts the stabilized voltage V REG into the output voltage V OUT and supplies power to the light source 1408. Therefore, the waveform of the output voltage V OUT is not affected by the form of the input voltage V IN such as a sine waveform. Thus, the ripple of the current I OUT through the light source 1408 caused by the form of the input voltage V IN is reduced or eliminated, further reducing line frequency interference of light emitted by the light source 1408.

コントローラ1410は、駆動信号1462を生成して、第1状態または第2状態でスイッチ1424を動作し、フィルタ1420に流れる入力電流IINをさらに制御して、光源1408を通って流れる出力電流IOUTを制御する。一実施形態では、変圧器1422は、出力電流IOUTを示す検知信号1464を提供する。検知信号1464に基づいて、コントローラ1410は、スイッチ1424の時間TONと時間TOFFとの比率を制御して、電流IOUTを目標レベルに調整する。 The controller 1410 generates the drive signal 1462 to operate the switch 1424 in the first state or the second state, further control the input current I IN flowing through the filter 1420, and the output current I OUT flowing through the light source 1408. To control. In one embodiment, transformer 1422 provides a sense signal 1464 that is indicative of output current I OUT . Based on the detection signal 1464, the controller 1410 controls the ratio of the time T ON and the time T OFF of the switch 1424 to adjust the current I OUT to the target level.

一実施形態では、入力電流IINは、スイッチ1424が第1状態で動作中に増加して、スイッチ1424が第2状態で動作中に減少する。コントローラ1410は、第2状態で動作中に、第2状態の継続時間を制御して、入力電流IINがあらかじめ定められたレベル、たとえばグランドに減少するようにする。コントローラ1410は、第1状態の時間をさらに制御して、入力電流IINが前記あらかじめ定められたレベルから入力電圧VINに比例するレベルに増加するようにする。したがって、電流IINの平均電流IIN_AVGは入力電圧VINに実質的に同調している。図9Bに関する説明と同様、電流IACは入力電圧VACに実質的に同調している。交流入力電圧VACと交流入力電流IACとが同調していることが理想的である。しかし、実際の適用では、電流フィルタ920および電力変換装置1406におけるキャパシタのために、わずかな位相差がある場合がある。さらに、交流入力電流IACの波形の形状は交流入力電圧VACの波形の形状に類似している。したがって、回路1400の力率が訂正される。 In one embodiment, the input current I IN increases while switch 1424 is operating in the first state and decreases while switch 1424 is operating in the second state. While operating in the second state, the controller 1410 controls the duration of the second state so that the input current I IN decreases to a predetermined level, eg, ground. The controller 1410 further controls the time of the first state so that the input current I IN increases from the predetermined level to a level proportional to the input voltage V IN . Therefore, the average current I IN_AVG the current I IN is substantially tuned to the input voltage V IN. Similar to the description for FIG. 9B, the current I AC is substantially tuned to the input voltage V AC . Ideally, the AC input voltage V AC and AC input current I AC are tuned. However, in practical applications, there may be a slight phase difference due to the capacitors in current filter 920 and power converter 1406. Further, the waveform shape of the AC input current I AC is similar to the waveform shape of the AC input voltage V AC . Therefore, the power factor of circuit 1400 is corrected.

有利なことに、単一のスイッチ1424を第1状態と第2状態との間で切り替えることによって、回路1400の力率が訂正されて、出力電流IOUTが目標レベルに調整される。したがって、回路1400の電力品質および電流制御の精度の両方が向上する。制御に使用されるのは単一のスイッチ1424だけなので、回路1400のサイズおよびコストを削減できる。 Advantageously, by switching a single switch 1424 between the first state and the second state, the power factor of the circuit 1400 is corrected and the output current I OUT is adjusted to the target level. Thus, both the power quality of circuit 1400 and the accuracy of current control are improved. Since only a single switch 1424 is used for control, the size and cost of the circuit 1400 can be reduced.

図15は、本発明による実施形態における、駆動回路1500の例示的概略図を示している。図2、図3、図9A、および図14Aと同じラベル付けをされた要素は、同様の機能を有している。図15を、図14Aおよび図14Bと組み合わせて説明する。一実施形態では、コントローラ1410は、VINピン、COMPピン、GNDピン、DRVピン、CSピン、VDDピン、ZCDピン、およびFBピンなどの複数のピンを含む。   FIG. 15 shows an exemplary schematic diagram of a drive circuit 1500 in an embodiment according to the present invention. Elements labeled the same as in FIGS. 2, 3, 9A, and 14A have similar functions. FIG. 15 is described in combination with FIG. 14A and FIG. 14B. In one embodiment, the controller 1410 includes a plurality of pins such as a VIN pin, a COMP pin, a GND pin, a DRV pin, a CS pin, a VDD pin, a ZCD pin, and an FB pin.

一実施形態では、電圧フィルタ1420は、インダクタ1512、ダイオードD15およびD16、ならびにキャパシタC15を含む。変圧器1422は、1次巻線1504、2次巻線1506、補助巻線1508、およびコア1502を含むフライバックコンバータでよい。スイッチ1424はダイオードD16および1次巻線1504に連結されており、第1状態、たとえばオン状態、および第2状態、たとえばオフ状態で動作して、インダクタ1512を通って流れる電流IINを制御して、LED光源1408を通って流れる電流IOUTを制御する。 In one embodiment, voltage filter 1420 includes inductor 1512, diodes D15 and D16, and capacitor C15. The transformer 1422 may be a flyback converter including a primary winding 1504, a secondary winding 1506, an auxiliary winding 1508, and a core 1502. Switch 1424 is coupled to diode D16 and primary winding 1504 and operates in a first state, such as an on state, and a second state, such as an off state, to control the current I IN flowing through inductor 1512. The current I OUT flowing through the LED light source 1408 is controlled.

一実施形態では、コントローラ1410は、駆動信号1462、たとえばパルス幅変調信号を生成して、スイッチ1424を制御する。より具体的には、一実施形態では、たとえばオン時間TONの間などの駆動信号1462が電気的に高レベルな場合、スイッチ1424がオンになり、ダイオードD15が逆方向バイアスになって、ダイオードD16が順方向バイアスになる。変圧器1422は安定化電圧VREGによって電力を供給される。電流IPRIは1次巻線1504、スイッチ1424、および接地を通って流れる。電流IPRIは増加して、エネルギーをコア1502に格納する。さらに、電流IINはインダクタ1512、ダイオードD16、およびスイッチ1424を通って流れ、増加してインダクタ1512を充電し、式(3)として与えられうる:
△IIN=VIN*TCH/L1512 (3)
上式で、TCHは、スイッチ1424がオン状態の間にインダクタ1512が充電される充電時間を表し、△IINは電流IINの変化を表し、L1512はインダクタ1512のインダクタンスを表す。一実施形態では、スイッチ1424がオンの場合、時間TCHは時間TONと等しい。
In one embodiment, the controller 1410 generates a drive signal 1462, eg, a pulse width modulated signal, to control the switch 1424. More specifically, in one embodiment, if drive signal 1462 is electrically high, such as during on-time T ON , switch 1424 is turned on and diode D15 is reverse biased to D16 is forward biased. The transformer 1422 is powered by the regulated voltage V REG . Current I PRI flows through primary winding 1504, switch 1424, and ground. The current I PRI increases and stores energy in the core 1502. Further, current I IN flows through inductor 1512, diode D16, and switch 1424, and increases to charge inductor 1512, which can be given as equation (3):
△ I IN = V IN * T CH / L 1512 (3)
In the above equation, T CH represents the charging time during which the inductor 1512 is charged while the switch 1424 is on, ΔI IN represents the change in the current I IN , and L 1512 represents the inductance of the inductor 1512. In one embodiment, time T CH is equal to time T ON when switch 1424 is on.

たとえばオフ時間TOFFの間などの駆動信号1462が電気的に低レベルな場合、スイッチ1424がオフになり、ダイオードD15が順方向バイアスになって、ダイオードD16が逆方向バイアスになる。変圧器1422はLED光源208に電力を供給するために放電される。したがって、2次巻線1506を通って流れる電流ISEが減少する。さらに、電流IINはインダクタ1512、ダイオードD15、およびキャパシタC15を通って流れて、式(4)に従って減少してインダクタ1512を放電する:
△IIN=(VIN-VREG)*TDISCH/L1512 (4)
上式で、TDISCHは、スイッチ1424がオフ状態の間にインダクタ1512が放電される時間を表す。インダクタ1512の放電は電流IINがゼロアンペアに減少すると終了するので、時間TDISCHはオフ状態の時間TOFFとは異なる場合がある。
For example, when the drive signal 1462 is electrically low, such as during the off time T OFF , the switch 1424 is turned off, the diode D15 is forward biased, and the diode D16 is reverse biased. The transformer 1422 is discharged to supply power to the LED light source 208. Accordingly, the current I SE flowing through the secondary winding 1506 is reduced. In addition, current I IN flows through inductor 1512, diode D15, and capacitor C15 and decreases according to equation (4) to discharge inductor 1512:
△ I IN = (V IN- V REG) * T DISCH / L 1512 (4)
In the above equation, T DISCH represents the time during which the inductor 1512 is discharged while the switch 1424 is off. Since the discharge of the inductor 1512 ends when the current I IN decreases to zero amperes, the time T DISCH may be different from the off-state time T OFF .

一実施形態では、インダクタ1512およびキャパシタC15がインダクタ-キャパシタ(LC)フィルタを構成する。LCフィルタが、電圧VINの高周波数ハーモニクス成分をフィルタリングして除去する。このようにして、電圧VINの形態によって生じた安定化電圧VREGの波形のリップルが減少する。変圧器1422は、安定化電圧VREGを出力電圧VOUTに変換し、これも電圧VINとは無関係である。 In one embodiment, inductor 1512 and capacitor C15 constitute an inductor-capacitor (LC) filter. An LC filter filters out high frequency harmonic components of voltage V IN . In this way, the ripple in the waveform of the regulated voltage V REG caused by the form of the voltage V IN is reduced. The transformer 1422 converts the regulated voltage V REG to the output voltage V OUT , which is also independent of the voltage V IN .

一実施形態では、補助巻線1508はZCDピンを介してコントローラ1410に連結されている。補助巻線1508は、電流ISEがあらかじめ定められたレベル、たとえばゼロアンペアに落ちるかどうかを示す電流検出信号1466を提供する。コントローラ1410のFBピンは、LED光源208を通って流れる電流IOUTを示す検知信号1464を受信する。一実施形態では、コントローラ1410は、電流検出信号1466および検知信号1464を含む信号に基づいて駆動信号1462のデューティサイクルを制御して、電流IOUTを目標電流レベルに調整する。コントローラ1410の動作は、図16に関連してさらに説明する。 In one embodiment, auxiliary winding 1508 is coupled to controller 1410 via a ZCD pin. The auxiliary winding 1508 provides a current sense signal 1466 that indicates whether the current I SE falls to a predetermined level, eg, zero amperes. The FB pin of the controller 1410 receives a detection signal 1464 indicating the current I OUT flowing through the LED light source 208. In one embodiment, controller 1410 controls the duty cycle of drive signal 1462 based on signals including current detection signal 1466 and detection signal 1464 to adjust current I OUT to a target current level. The operation of controller 1410 will be further described in connection with FIG.

一実施形態では、コントローラ1410は、駆動信号1462の時間TONおよびTOFFをさらに制御して、回路1500の力率を修正する。より具体的には、一実施形態では、コントローラ1410はオフ状態の時間TOFFを時間しきい値TTHよりも長く設定する。式(4)を書き直すすることによって、インダクタ1512の放電時間は以下のように与えられうる:
TDISCH=△IIN * L1512/ (VIN -VREG) (5)
図14Bに示されるように、駆動信号1462の異なる循環周期において、△IINは異なる場合がある。一実施形態では、時間しきい値TTHは、インダクタ1512の最大放電時間TDISCH_MAXと等しい、またはそれよりも長い量に設定されうる。したがって、スイッチ1424のオフ状態の時間は、電流IINをゼロアンペアに減少させるのに十分になる。さらに、コントローラ1410は時間TONを同じ値に維持する。したがって、式(3)によって、電流IINはあらかじめ定められたレベルから入力電圧VINに比例する最大レベルに増加する。したがって、図14Aおよび図14Bに関連して説明したように、回路1500の力率が訂正されて、回路1500の電力品質が向上する。
In one embodiment, the controller 1410 further controls the times T ON and T OFF of the drive signal 1462 to modify the power factor of the circuit 1500. More specifically, in one embodiment, the controller 1410 sets the OFF state time T OFF longer than the time threshold value T TH . By rewriting equation (4), the discharge time of inductor 1512 can be given as:
T DISCH = △ I IN * L 1512 / (V IN -V REG ) (5)
As shown in FIG. 14B, ΔI IN may be different in different cycles of the drive signal 1462. In one embodiment, the time threshold T TH may be set to an amount equal to or longer than the maximum discharge time T DISCH_MAX of the inductor 1512. Thus, the time during which switch 1424 is off is sufficient to reduce current I IN to zero amperes. In addition, controller 1410 maintains time T ON at the same value. Therefore, according to equation (3), the current I IN increases from a predetermined level to a maximum level proportional to the input voltage V IN . Accordingly, as described in relation to FIGS. 14A and 14B, the power factor of circuit 1500 is corrected, and the power quality of circuit 1500 is improved.

図16は、本発明による実施形態における、図14Aのコントローラ1410の例を示している。図4および図9Aと同じラベル付けをされた要素は、同様の機能を有している。図16を、図4、図5、図10、および図11と組み合わせて説明する。   FIG. 16 shows an example of the controller 1410 of FIG. 14A in an embodiment according to the present invention. Elements labeled the same as in FIGS. 4 and 9A have similar functions. FIG. 16 is described in combination with FIG. 4, FIG. 5, FIG. 10, and FIG.

一実施形態では、コントローラ1410は、コントローラ1410が、鋸歯状信号1660を生成する鋸歯状信号生成器1602をさらに含むことを除いて、図11のコントローラ910と同様の構成を有する。一実施形態では、鋸歯状信号生成器1602は、図10に示される鋸歯状信号生成器902と同様に動作する。鋸歯状信号1660は、駆動信号1462がスイッチ1424をオンにすると増加して、駆動信号1462がスイッチ1424をオフにするとゼロアンペアに落ちる。   In one embodiment, the controller 1410 has a similar configuration to the controller 910 of FIG. 11 except that the controller 1410 further includes a sawtooth signal generator 1602 that generates a sawtooth signal 1660. In one embodiment, the sawtooth signal generator 1602 operates similarly to the sawtooth signal generator 902 shown in FIG. The sawtooth signal 1660 increases when the drive signal 1462 turns on the switch 1424 and falls to zero amperes when the drive signal 1462 turns off the switch 1424.

コントローラ1410は、鋸歯状信号1660、検知信号1464、および検出信号1466を含む信号に従って駆動信号1462を生成する。コントローラ1410は、誤差増幅器402、比較器404、およびパルス幅変調(PWM)信号生成器408をさらに含む。誤差増幅器402は、検知信号1464と目標電流レベルを示す参照信号SETとの間の差を増幅して、誤差信号VEAを生成する。比較器404は、鋸歯状信号1660と誤差信号VEAとを比較して、比較信号Sを生成する。PWM信号生成器408は、比較信号Sおよび検出信号AUXに従って駆動信号1462を生成する。TONは、鋸歯状信号1660が、あらかじめ定められたレベルから誤差信号VEAに増加するためにかかる時間の量に対応する。 Controller 1410 generates drive signal 1462 according to signals including sawtooth signal 1660, detection signal 1464, and detection signal 1466. The controller 1410 further includes an error amplifier 402, a comparator 404, and a pulse width modulation (PWM) signal generator 408. The error amplifier 402 amplifies the difference between the detection signal 1464 and the reference signal SET indicating the target current level, and generates an error signal VEA. The comparator 404 compares the sawtooth signal 1660 and the error signal VEA to generate a comparison signal S. The PWM signal generator 408 generates a drive signal 1462 according to the comparison signal S and the detection signal AUX. T ON corresponds to the amount of time it takes for the sawtooth signal 1660 to increase from a predetermined level to the error signal VEA.

一実施形態では、駆動信号1462は、2次巻線1506を通る電流Iseがあらかじめ定められたレベル、たとえばゼロアンペアに落ちることを検出信号1466が示す場合に、スイッチ1424をオンにするために電気的に高レベルを有することができる。駆動信号1462は、鋸歯状信号1460が誤差信号VEAに到達する場合にスイッチ1424をオフにするために電気的に低レベルも有することができる。 In one embodiment, the drive signal 1462 is used to turn on the switch 1424 when the detection signal 1466 indicates that the current I se through the secondary winding 1506 falls to a predetermined level, eg, zero amperes. It can have an electrically high level. The drive signal 1462 can also have an electrically low level to turn off the switch 1424 when the sawtooth signal 1460 reaches the error signal VEA.

コントローラ1410は、駆動信号1462を制御して、電流IOUTを参照信号SETによって表される目標電流レベルに維持する。たとえば、電流IOUTが、たとえば望まないノイズのために目標レベルより大きい場合、誤差増幅器402が誤差信号VEAを減少させて、スイッチ316がオン状態の時間TONを短くする。したがって、駆動信号1462のデューティサイクルが減少して、電流IOUTが減少する。同様に、電流IOUTが目標レベルより小さい場合、コントローラ1410は駆動信号1462のデューティサイクルを増加させて、電流IOUTを増加させる。一実施形態では、電流IOUTが目標レベルに維持される場合、時間TONは一定値に維持される。 Controller 1410 controls drive signal 1462 to maintain current I OUT at the target current level represented by reference signal SET. For example, if the current I OUT is greater than the target level due to, for example, unwanted noise, the error amplifier 402 decreases the error signal VEA and shortens the time T ON when the switch 316 is on. Accordingly, the duty cycle of drive signal 1462 decreases and current I OUT decreases. Similarly, if current I OUT is less than the target level, controller 1410 increases the duty cycle of drive signal 1462 to increase current I OUT . In one embodiment, time T ON is maintained at a constant value when current I OUT is maintained at a target level.

図17は、本発明による実施形態における、光源1408を駆動するための回路によって実行される動作の例の流れ図1700を示している。図17を、図14A〜図16と組み合わせて説明する。図17には特定のステップが開示されているが、このようなステップは例である。すなわち、本発明は他の様々なステップ、または図17に列挙したステップの形態の実行によく適している。   FIG. 17 shows a flowchart 1700 of an example of operations performed by a circuit for driving a light source 1408 in an embodiment according to the present invention. FIG. 17 is described in combination with FIG. 14A to FIG. Although specific steps are disclosed in FIG. 17, such steps are examples. That is, the present invention is well suited to performing various other steps or forms of steps listed in FIG.

ブロック1702で、入力電流、たとえば入力電流IIN、および入力電圧、たとえば入力電圧VINが受信される。ブロック1704で、入力電圧がフィルタリングされて、安定化電圧、たとえば安定化電圧VREGを提供する。ブロック1706で、安定化電圧が出力電圧、たとえば出力電圧VOUTに変換されて、LED光源に電力を供給する。ブロック1708で、駆動信号、たとえば駆動信号1462が生成されて、スイッチ、たとえばスイッチ1424を第1状態と第2状態との間で交互に操作する。入力電流は、第1状態の間に増加して、第2状態の間に減少する。 At block 1702, an input current, eg, input current I IN , and an input voltage, eg, input voltage V IN are received. At block 1704, the input voltage is filtered to provide a regulated voltage, eg, regulated voltage V REG . At block 1706, the regulated voltage is converted to an output voltage, eg, output voltage VOUT , to provide power to the LED light source. At block 1708, a drive signal, eg, drive signal 1462, is generated to operate a switch, eg, switch 1424, alternately between a first state and a second state. The input current increases during the first state and decreases during the second state.

ブロック1710で、第1状態における動作の継続時間および第2状態における動作の継続時間が制御されて、入力電流が、第2状態で動作中にあらかじめ定められたレベル、たとえばゼロアンペアに減少して、第1状態で動作中にあらかじめ定められたレベルから入力電圧に比例する最大レベルに増加するようにする。   At block 1710, the duration of operation in the first state and the duration of operation in the second state are controlled so that the input current is reduced to a predetermined level during operation in the second state, for example, zero amperes. During operation in the first state, the level is increased from a predetermined level to a maximum level proportional to the input voltage.

ブロック1712で、時間比率、すなわち第1状態における時間の量と、第2状態における時間の量との比率が制御されて、LED光源を通って流れる出力電流を目標レベルに調整する。   At block 1712, the time ratio, ie, the ratio of the amount of time in the first state to the amount of time in the second state, is controlled to adjust the output current flowing through the LED light source to a target level.

本発明による実施形態は、負荷、たとえばLED光源を駆動するための駆動回路を提供する。駆動回路は、フィルタ、変圧器、およびコントローラを含む。フィルタは、入力電圧を受信し、入力電圧をフィルタリングして、安定化電圧を提供する。変圧器は、安定化電圧を出力電圧に変換して、LED光源に電力を供給する。コントローラは、駆動信号を生成して、スイッチを第1状態と第2状態との間で交互に操作する。コントローラは、第1状態における動作の継続時間および第2状態における動作の継続時間を制御して、入力電流が、第2状態で動作中にあらかじめ定められたレベルに減少して、第1状態で動作中にあらかじめ定められたレベルから入力電圧に比例する最大レベルに増加するようにする。コントローラは、時間比率(第1状態の時間対第2状態の時間)をさらに制御して、LED光源を通って流れる出力電流を目標レベルに調整する。有利なことに、入力電圧の形態によって生じたLED光源を通って流れる出力電流のリップルが減少または除去され、さらに光源によって放出される光のライン周波数干渉を減少させる。さらに、駆動回路の力率が訂正されて駆動回路の電力品質が向上し、駆動回路の電力制御の精度も向上する。   Embodiments according to the present invention provide a drive circuit for driving a load, eg, an LED light source. The drive circuit includes a filter, a transformer, and a controller. The filter receives the input voltage and filters the input voltage to provide a regulated voltage. The transformer converts the regulated voltage into an output voltage and supplies power to the LED light source. The controller generates a drive signal and operates the switch alternately between the first state and the second state. The controller controls the duration of operation in the first state and the duration of operation in the second state so that the input current is reduced to a predetermined level during operation in the second state, During operation, the level is increased from a predetermined level to a maximum level proportional to the input voltage. The controller further controls the time ratio (first state time to second state time) to adjust the output current flowing through the LED light source to a target level. Advantageously, the ripple of output current flowing through the LED light source caused by the form of the input voltage is reduced or eliminated, further reducing the line frequency interference of the light emitted by the light source. Furthermore, the power factor of the drive circuit is corrected, the power quality of the drive circuit is improved, and the power control accuracy of the drive circuit is also improved.

上述の説明および図面は本発明の実施形態を表しているが、添付の特許請求の範囲において定義される本発明の原理の趣旨および範囲から逸脱することなしに、様々な追加、修正、および置換が行われてよいことが理解されよう。本発明の原理を逸脱することなしに、具体的な環境や動作要件に特に適応される形状、構造、構成、割合、材料、要素、およびコンポーネントの多くの修正とともに本発明を使用でき、あるいは本発明の実施において使用できることを、当業者であれば理解できるであろう。したがって、ここに開示されている実施形態は、あらゆる点において例示的なものであって、限定的なものと見なされるべきではなく、本発明の範囲は、添付の請求の範囲およびそれらの法的同等物によって示されるものであり、上述の説明に限定されるものではない。   Although the foregoing description and drawings represent embodiments of the present invention, various additions, modifications, and substitutions may be made without departing from the spirit and scope of the principles of the invention as defined in the appended claims. It will be appreciated that may be performed. The present invention can be used with many modifications of shapes, structures, configurations, proportions, materials, elements, and components specifically adapted to specific environments and operational requirements without departing from the principles of the present invention, or One skilled in the art will appreciate that it can be used in the practice of the invention. Accordingly, the embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and should not be construed as limiting, and the scope of the present invention is defined by the appended claims and their legal It is shown by the equivalent, and is not limited to the above description.

100 従来の回路
102 電源
104 コントローラ
106 スイッチ
108 LEDストリング
110 レジスタ
112 インダクタ
114 ダイオード
116 キャパシタ
200 駆動回路
202 電源
204 整流器
206 電力変換装置
208 負荷、LED光源、LEDストリング
210 コントローラ
212 フィルタ
214 エネルギー格納要素
218 レジスタ、電流センサ
300 駆動回路
302 インダクタ
304 インダクタ
308 キャパシタ
314 ダイオード
316 スイッチ
320 レジスタ
322 キャパシタ
324 キャパシタ
333 共通ノード
402 誤差増幅器
404 比較器
408 パルス幅変調信号生成器
602 誤差増幅器
604 比較器
606 鋸歯状信号生成器
608 リセット信号生成器
610 パルス幅変調信号生成器
800 駆動回路
802 ツェナーダイオード
804 スイッチ
900 駆動回路
902 鋸歯状信号生成器
906 電力変換装置
910 コントローラ
912 電力線
920 電流フィルタ
960 鋸歯状信号
962 駆動信号
1000 駆動回路
1008 入力キャパシタ
1016 レジスタ
1012 レジスタ
1014 キャパシタ
1018 ダイオード
1024 出力フィルタ
1300 流れ図
1400 駆動回路
1406 電力変換装置
1408 光源
1410 コントローラ
1420 電圧フィルタ、電圧レギュレータ
1422 変圧器
1424 スイッチ
1462 駆動信号
1464 検知信号
1466 電流検出信号
1500 駆動回路
1502 コア
1504 1次巻線
1506 2次巻線
1508 補助巻線
1512 インダクタ
1602 鋸歯状信号生成器
1660 鋸歯状信号
1700 流れ図
100 Conventional circuit
102 Power supply
104 controller
106 switch
108 LED string
110 registers
112 inductor
114 diode
116 capacitors
200 Drive circuit
202 power supply
204 Rectifier
206 Power converter
208 Load, LED light source, LED string
210 controller
212 filters
214 Energy storage element
218 resistor, current sensor
300 Drive circuit
302 inductor
304 inductor
308 Capacitor
314 diode
316 switch
320 registers
322 capacitors
324 capacitors
333 common node
402 Error amplifier
404 comparator
408 Pulse width modulation signal generator
602 error amplifier
604 comparator
606 sawtooth signal generator
608 Reset signal generator
610 Pulse width modulation signal generator
800 drive circuit
802 Zener diode
804 switch
900 Drive circuit
902 Sawtooth signal generator
906 Power converter
910 controller
912 Power line
920 current filter
960 sawtooth signal
962 Drive signal
1000 drive circuit
1008 Input capacitor
1016 registers
1012 registers
1014 capacitor
1018 diode
1024 output filter
1300 flowchart
1400 Drive circuit
1406 Power converter
1408 light source
1410 controller
1420 Voltage filter, voltage regulator
1422 transformer
1424 switch
1462 Drive signal
1464 Detection signal
1466 Current detection signal
1500 drive circuit
1502 core
1504 Primary winding
1506 Secondary winding
1508 Auxiliary winding
1512 inductor
1602 sawtooth signal generator
1660 sawtooth signal
1700 flowchart

Claims (20)

発光ダイオード(LED)光源に電力を供給するための回路であって、
入力電圧を受信し、前記入力電圧をフィルタリングして、安定化電圧を提供するフィルタと、
前記フィルタに連結され、前記安定化電圧を出力電圧に変換して、前記LED光源に電力を供給する変圧器と、
前記フィルタおよび前記変圧器にさらに連結されるスイッチに連結され、駆動信号を生成して、前記スイッチを第1状態と第2状態との間で交互に操作するコントローラであって、前記フィルタを流れる入力電流が、前記第1状態の間に増加して、前記第2状態の間に減少する、コントローラとを備え、
前記コントローラが、前記第1状態における動作の継続時間および前記第2状態における動作の継続時間を制御して、前記入力電流が、前記第2状態で動作中にあらかじめ定められたレベルに減少して、前記第1状態で動作中に前記あらかじめ定められたレベルから、前記入力電圧に比例する最大レベルへ増加するようにし、
前記コントローラが、前記第1状態における時間と前記第2状態における時間との比率を制御して、前記LED光源を通って流れる出力電流を目標レベルに調整する、回路。
A circuit for supplying power to a light emitting diode (LED) light source,
A filter that receives an input voltage and filters the input voltage to provide a regulated voltage;
A transformer connected to the filter, converting the stabilized voltage into an output voltage and supplying power to the LED light source;
A controller coupled to the filter and a switch further coupled to the transformer, generating a drive signal and operating the switch alternately between a first state and a second state, and flowing through the filter A controller, wherein the input current increases during the first state and decreases during the second state;
The controller controls the duration of operation in the first state and the duration of operation in the second state, so that the input current decreases to a predetermined level during operation in the second state. , So as to increase from the predetermined level during operation in the first state to a maximum level proportional to the input voltage;
A circuit in which the controller controls the ratio of the time in the first state and the time in the second state to adjust the output current flowing through the LED light source to a target level.
前記フィルタが、
第1ダイオードを通じて前記スイッチに連結され、第2ダイオードを通じてキャパシタに連結されたインダクタを備え、
前記入力電流が、前記第1状態で動作中に、前記インダクタ、前記第1ダイオード、および前記スイッチを通って流れ、前記第2状態で動作中に、前記インダクタ、前記第2ダイオード、および前記キャパシタを通って流れる、請求項1に記載の回路。
The filter is
An inductor coupled to the switch through a first diode and coupled to a capacitor through a second diode;
The input current flows through the inductor, the first diode, and the switch during operation in the first state, and the inductor, the second diode, and the capacitor during operation in the second state The circuit of claim 1, flowing through.
前記インダクタおよび前記キャパシタが、前記安定化電圧を生成するために前記入力電圧の複数のハーモニクス成分をフィルタリングして除去するインダクタ-キャパシタ(LC)フィルタを構成する、請求項2に記載の回路。   3. The circuit of claim 2, wherein the inductor and the capacitor constitute an inductor-capacitor (LC) filter that filters out multiple harmonic components of the input voltage to generate the regulated voltage. 前記変圧器が、
前記安定化電圧を受信する1次巻線と、
前記出力電圧を前記LED光源に提供する2次巻線とを備え、
前記1次巻線および前記スイッチを通って流れる電流が前記第1状態で動作中に増加して、前記2次巻線を通って流れる電流が前記第2状態で動作中に減少する、請求項1に記載の回路。
The transformer is
A primary winding for receiving the stabilizing voltage;
A secondary winding for providing the output voltage to the LED light source;
The current flowing through the primary winding and the switch increases during operation in the first state, and the current flowing through the secondary winding decreases during operation in the second state. The circuit according to 1.
前記第1状態における動作の前記継続時間は、前記入力電流が、前記あらかじめ定められたレベルから、前記入力電圧に比例する前記レベルへ上昇するのに十分な時間である、請求項1に記載の回路。   2. The duration of operation in the first state is a time sufficient for the input current to rise from the predetermined level to the level proportional to the input voltage. circuit. 前記第2状態における動作の前記継続時間は、前記入力電流が、前記あらかじめ定められたレベルに減少するのに十分な時間である、請求項1に記載の回路。   2. The circuit of claim 1, wherein the duration of operation in the second state is sufficient for the input current to decrease to the predetermined level. 前記コントローラが、
前記駆動信号に従って鋸歯状信号を生成する生成器と、
前記LED光源を通る前記出力電流を示す検知信号に基づいて、および前記出力電流の前記目標レベルを示す参照信号に基づいて誤差信号を生成する誤差増幅器と、
前記誤差増幅器に連結されており、前記鋸歯状信号と前記誤差信号とを比較して、前記駆動信号を制御する比較器とを備える、請求項1に記載の回路。
The controller is
A generator for generating a sawtooth signal in accordance with the drive signal;
An error amplifier that generates an error signal based on a detection signal indicative of the output current through the LED light source and based on a reference signal indicative of the target level of the output current;
2. The circuit according to claim 1, comprising a comparator coupled to the error amplifier and configured to compare the sawtooth signal and the error signal to control the drive signal.
前記スイッチの前記第1状態の間に鋸歯状信号が増加し、前記鋸歯状信号が前記誤差信号に到達すると、前記スイッチが前記第2状態に切り替えられる、請求項7に記載の回路。   8. The circuit of claim 7, wherein a sawtooth signal increases during the first state of the switch and the switch is switched to the second state when the sawtooth signal reaches the error signal. 前記LED光源を通る前記電流が前記目標レベルに維持される場合、前記鋸歯状信号があらかじめ定められたレベルから前記誤差信号に増加する期間が一定である、請求項8に記載の回路。   9. The circuit of claim 8, wherein the period during which the sawtooth signal increases from a predetermined level to the error signal is constant when the current through the LED light source is maintained at the target level. 交流入力電流(AC)および交流入力電圧を受信して、前記入力電流を提供する整流器をさらに備え、
前記コントローラが力率を修正して、前記交流入力電流が前記交流入力電圧に実質的に同調するようにする、請求項1に記載の回路。
A rectifier for receiving an alternating input current (AC) and an alternating input voltage and providing the input current;
The circuit of claim 1, wherein the controller modifies a power factor so that the AC input current is substantially tuned to the AC input voltage.
発光ダイオード(LED)光源に電力を供給するための電力変換装置であって、
パルス信号に従って第1状態および第2状態で動作するスイッチと、
インダクタおよびキャパシタを備え、入力電圧をフィルタリングして安定化電圧を提供する、前記スイッチに連結されたフィルタであって、前記第1状態の間に、入力電流が前記インダクタおよび前記スイッチを通って流れ、前記入力電流があらかじめ定められたレベルから、前記入力電圧に比例する最大レベルへ増加し、前記第2状態の間に、前記入力電流が前記インダクタおよび前記キャパシタを通って流れ、前記入力電流が前記あらかじめ定められたレベルに減少する、フィルタと、
前記スイッチに連結された1次巻線を有し、2次巻線を有し、前記安定化電圧を出力電圧に変換して前記LED光源に電力を供給する変圧器であって、前記第1状態の間に、前記変圧器が前記安定化電圧によって電力を供給されて、前記1次巻線および前記スイッチを通って流れる電流が増加し、前記第2状態の間に、前記LED光源に電力を提供するために前記変圧器が放電され、前記2次巻線を通って流れる電流が減少する、変圧器とを備え、
前記パルス信号のデューティサイクルが調整されて、前記LED光源を通って流れる出力電流を目標レベルに調整する、電力変換装置。
A power conversion device for supplying power to a light emitting diode (LED) light source,
A switch that operates in a first state and a second state according to a pulse signal;
A filter coupled to the switch, comprising an inductor and a capacitor, for filtering the input voltage to provide a regulated voltage, wherein the input current flows through the inductor and the switch during the first state. The input current increases from a predetermined level to a maximum level proportional to the input voltage, and during the second state, the input current flows through the inductor and the capacitor, and the input current is A filter that reduces to the predetermined level;
A transformer having a primary winding connected to the switch, having a secondary winding, converting the stabilized voltage into an output voltage and supplying power to the LED light source, During the state, the transformer is powered by the regulated voltage, increasing the current flowing through the primary winding and the switch, and during the second state, powering the LED light source The transformer is discharged to provide a reduced current flowing through the secondary winding, and
A power conversion device that adjusts an output current flowing through the LED light source to a target level by adjusting a duty cycle of the pulse signal.
前記変圧器が、
前記2次巻線を通る前記電流があらかじめ定められたレベルに減少するかどうかを示す電流検出信号を生成する補助巻線をさらに備え、
前記スイッチが、前記電流検出信号に応答して前記第2状態から前記第1状態に切り替えられる、請求項11に記載の電力変換装置。
The transformer is
Further comprising an auxiliary winding for generating a current detection signal indicating whether the current through the secondary winding decreases to a predetermined level;
12. The power conversion device according to claim 11, wherein the switch is switched from the second state to the first state in response to the current detection signal.
前記第2状態の継続時間が、前記入力電流が前記あらかじめ定められたレベルに減少する時間よりも長い、請求項11に記載の電力変換装置。   12. The power conversion device according to claim 11, wherein a duration time of the second state is longer than a time period during which the input current decreases to the predetermined level. 前記第1状態の継続時間が一定値に維持される、請求項11に記載の電力変換装置。   12. The power conversion device according to claim 11, wherein the duration of the first state is maintained at a constant value. 発光ダイオード(LED)光源に電力を供給するための方法であって
入力電圧および入力電流を受信するステップと、
前記入力電圧をフィルタリングして、安定化電圧を提供するステップと、
前記安定化電圧を出力電圧に変換して、前記LED光源に電力を供給するステップと、
駆動信号を生成して、スイッチを第1状態と第2状態との間で交互に操作するステップであって、前記入力電流が、前記第1状態の間に増加して、前記第2状態の間に減少する、ステップと、
前記第1状態における動作の継続時間と、前記第2状態における動作の継続時間とを制御して、前記入力電流が、前記第2状態で動作中にあらかじめ定められたレベルに減少して、前記第1状態で動作中に前記あらかじめ定められたレベルから、前記入力電圧に比例する最大レベルへ増加するようにするステップと、
前記第1状態における時間と前記第2状態における時間との比率を制御して、前記LED光源を通って流れる出力電流を目標レベルに調整するステップとを備える方法。
A method for supplying power to a light emitting diode (LED) light source, receiving an input voltage and an input current;
Filtering the input voltage to provide a regulated voltage;
Converting the stabilization voltage into an output voltage and supplying power to the LED light source;
Generating a drive signal and alternately operating the switch between a first state and a second state, wherein the input current increases during the first state and the second state Decrease between the steps and
By controlling the duration of operation in the first state and the duration of operation in the second state, the input current is reduced to a predetermined level during operation in the second state, Increasing from the predetermined level during operation in a first state to a maximum level proportional to the input voltage;
Controlling the ratio between the time in the first state and the time in the second state to adjust the output current flowing through the LED light source to a target level.
変圧器の1次巻線によって前記安定化電圧を受信するステップと、
前記変圧器の2次巻線によって前記出力電圧を前記LED光源に提供するステップと、
前記第1状態で動作中に、前記1次巻線および前記スイッチを通って流れる電流を増加させるステップと、
前記第2状態で動作中に、前記2次巻線を通って流れる電流を減少させるステップとをさらに備える、請求項15に記載の方法。
Receiving the regulated voltage by a primary winding of a transformer;
Providing the output voltage to the LED light source by a secondary winding of the transformer;
Increasing the current flowing through the primary winding and the switch during operation in the first state; and
16. The method of claim 15, further comprising reducing current flowing through the secondary winding during operation in the second state.
前記第1状態における動作の前記継続時間は、前記入力電流が前記あらかじめ定められたレベルから、前記入力電圧に比例する前記レベルへ上昇するのに十分な時間である、請求項15に記載の方法。   16. The method of claim 15, wherein the duration of operation in the first state is sufficient time for the input current to rise from the predetermined level to the level proportional to the input voltage. . 前記第2状態における動作の前記継続時間は、前記入力電流が前記あらかじめ定められたレベルに減少するのに十分な時間である、請求項15に記載の方法。   16. The method of claim 15, wherein the duration of operation in the second state is a time sufficient for the input current to decrease to the predetermined level. 前記駆動信号に従って鋸歯状信号を生成するステップと、
前記LED光源を通る前記出力電流を示す検知信号に基づいて、および前記出力電流の前記目標レベルを示す参照信号に基づいて誤差信号を生成するステップと、
前記鋸歯状信号と前記誤差信号とを比較して、前記駆動信号を制御するステップと、
前記鋸歯状信号が前記誤差信号に到達することに応答して、前記スイッチを前記第1状態から前記第2状態に切り替えるステップとをさらに備える、請求項15に記載の方法。
Generating a sawtooth signal in accordance with the drive signal;
Generating an error signal based on a detection signal indicating the output current through the LED light source and based on a reference signal indicating the target level of the output current;
Comparing the sawtooth signal and the error signal to control the drive signal;
16. The method of claim 15, further comprising switching the switch from the first state to the second state in response to the sawtooth signal reaching the error signal.
前記LED光源を通る前記電流が前記目標レベルに維持される場合、前記駆動信号に従って生成された鋸歯状信号があらかじめ定められたレベルから前記誤差信号まで増加する期間が一定である、請求項19に記載の方法。   The method according to claim 19, wherein when the current through the LED light source is maintained at the target level, a period during which the sawtooth signal generated according to the drive signal increases from a predetermined level to the error signal is constant. The method described.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015207414A (en) * 2014-04-18 2015-11-19 三菱電機株式会社 Lighting device and illumination instrument
KR101923158B1 (en) * 2017-12-29 2019-02-27 주식회사 디에스이 multiple stages dimming device of LED light using the wall-switch
JP2019212359A (en) * 2018-05-31 2019-12-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 Lighting device and illumination apparatus

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2544820B (en) * 2015-11-30 2021-03-03 Tridonic Gmbh & Co Kg A low voltage power supply using an earth connection on a terminal block
CN105430795A (en) * 2015-12-11 2016-03-23 成都翰道科技有限公司 Energy saving control system of intelligent LED lamp based on compound double-order filter circuit
CN107301835B (en) * 2016-04-13 2019-09-17 群创光电股份有限公司 Light emitting diode indicator

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60007610T2 (en) * 1999-07-07 2004-11-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. LOCKING CONVERTER AS LED DRIVER
US6784622B2 (en) * 2001-12-05 2004-08-31 Lutron Electronics Company, Inc. Single switch electronic dimming ballast
JP3553042B2 (en) * 2001-12-03 2004-08-11 サンケン電気株式会社 Switching power supply device and driving method thereof
US7911463B2 (en) * 2005-08-31 2011-03-22 O2Micro International Limited Power supply topologies for inverter operations and power factor correction operations
US8692481B2 (en) * 2008-12-10 2014-04-08 Linear Technology Corporation Dimmer-controlled LEDs using flyback converter with high power factor
CN102014540B (en) * 2010-03-04 2011-12-28 凹凸电子(武汉)有限公司 Drive circuit and controller for controlling electric power of light source
US8304999B2 (en) * 2009-06-08 2012-11-06 Sunpaltech Co., Ltd. LED controlling driver and controlling method thereof
US20120170328A1 (en) * 2009-06-19 2012-07-05 Robertson Transformer Co. Multimodal LED Power Supply With Wide Compliance Voltage and Safety Controlled Output
CN102118906A (en) * 2010-01-04 2011-07-06 叶明宝 DC supply mode of LED street lamp
CN101801129A (en) * 2010-01-28 2010-08-11 海洋王照明科技股份有限公司 LED low-power drive circuit and LED lamp
US8233292B2 (en) * 2010-02-25 2012-07-31 O2Micro, Inc. Controllers, systems and methods for controlling power of light sources
TW201201621A (en) * 2010-06-23 2012-01-01 Solytech Entpr Coropration Power supply device of LED lamp
US8283877B2 (en) * 2011-06-07 2012-10-09 Switch Bulb Company, Inc. Thermal protection circuit for an LED bulb
CN102332814B (en) * 2011-09-14 2013-12-18 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 Power factor correction control circuit for reducing EMI (electro magnetic interference)
CN102438377A (en) * 2011-12-20 2012-05-02 成都成电硅海科技股份有限公司 LED (Light Emitting Diode) constant-current driving circuit with high power factor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015207414A (en) * 2014-04-18 2015-11-19 三菱電機株式会社 Lighting device and illumination instrument
KR101923158B1 (en) * 2017-12-29 2019-02-27 주식회사 디에스이 multiple stages dimming device of LED light using the wall-switch
JP2019212359A (en) * 2018-05-31 2019-12-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 Lighting device and illumination apparatus
JP7016018B2 (en) 2018-05-31 2022-02-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 Lighting device and lighting equipment

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