TWI583246B - 用以驅動多個高功率發光二極體單元之系統與裝置 - Google Patents

用以驅動多個高功率發光二極體單元之系統與裝置 Download PDF

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Description

用以驅動多個高功率發光二極體單元之系統與裝置
本發明係關於一種用於驅動多個高功率發光二極體(LED)單元之系統與裝置。該裝置尤其適合，但非限於，用於高功率LED光單元，諸如筒燈、T5、T8、輕嵌燈(Light Troffer)、天井燈及MR16燈泡等。
本發明之背景之以下論述意欲促進本發明之理解。然而，應瞭解此等論述並非承認或許可所提及之任何材料截至本申請案之優先權日於任何管轄權中業經公開、已知或成為之通用知識之部分。
習知照明系統通常具有該等系統中所使用之光產品經個別驅動之組態。舉例而言，諸如筒燈之光產品具有其自身內建電源供應器或安定器，其將傳入AC電供應轉換至提供電功率以例如點燃及激發用於筒燈之點亮的氣體(稱作CFL光)所需的較高AC電壓及所要電流。此類其他光產品之實例包括T5、T8、輕嵌燈、天井燈、路燈及落地燈。
類似地，當發光二極體(LED)經引入至照明系統中時，對於LED所採用的組態係基於習知照明系統之類似的『一個安定器(控制器)』至『一個燈』配置。因此，每一LED光單元具有其自身內建LED驅動器或控制器，其將傳入AC供應轉換至DC電壓及電流以點亮LED筒燈。此意謂存在於照明系統中之每一LED光單元具有隨附之專用於彼特定LED光單元用於將傳入AC供應轉換至用於點亮彼特定 LED光單元的DC電壓及電流之控制器，亦即，一照明系統中之一連串十個LED筒燈將相應地需要十個LED控制器電路。此等LED控制器增加了每一燈單元之成本及整體形狀因子。
圖1及圖2中分別示出先前技術LED光單元及系統。LED燈單元包括一經由AC輸入端子之AC源供應器4、AC- DC LED驅動器3、LED光/燈模組1及散熱片2。
當連接時，AC電供應電流將流動至AC- DC LED驅動器3之輸入。AC供應電流將經由AC- DC LED驅動器3中之開關模式電源供應器電路經整流以將所要DC電壓及電流供應至LED光模組1。對於連續點亮操作，由於熱將藉由AC- DC LED驅動器3及LED光模組1上之LED兩者而產生，所以重要的是引入散熱片2以確保沿著點亮操作而產生之熱自熱源抽出且相應地耗散。散熱片2必須解決來自LED光模組及AC- DC LED驅動器兩者之熱耗散。因此，若沿著點亮操作之任何時間散熱片2歸因於針對特定LED照明單元實現之標準形狀因子的大小設計限制而到達其最大熱耗散能力，則將導致光效能及產品壽命之降級。
以上所提及之組態具有如下列出之若干缺點：
˙由於每一LED光單元需要其自身內建控制器電路用於點亮，所以當LED光單元處於連續操作中時，相當大的熱將由LED及控制器電路兩者產生。為緩和熱，散熱片必須存在於每一LED光單元中用於將熱自熱源抽出及將熱耗散至周圍，以便提供用於LED及控制器電路 在其中操作的熱冷卻環境。重要的是，LED及控制器電路由於此將降低功率損耗且因此改良效率而在熱冷卻環境中操作。然而，歸因於標準形狀因子，在每一LED光單元中存在關於散熱片大小之限制。由於在每一LED光單元中存在兩個熱產生源(亦即，LED燈單元及LED控制器)，所以散熱片2在產生相當大的熱的連續操作期間通常達到其最大熱耗散能力。因此，此將導致LED光單元之光效能及產品壽命之降級。
˙製造具有內建控制器電路及散熱片2之LED光單元通常為成本高的，因為其增加了需要製造的組件數目。此外，散熱片亦必須經設計以應付來自兩熱源之熱的耗散，其中歸因於標準形狀因子而對其大小具有約束。此進一步增加了生產LED光單元之整體成本。
˙由於AC供應將藉由控制器電路而轉換至LED光單元中之DC電壓及電流，所以將存在必須處理之安全相關問題。因此，LED光單元將必須經設計以使得其滿足標準安全要求及由標準形狀因子強加之大小限制。
因此，本發明之一目標為克服或至少減輕以上所提及之問題。
本發明提供一種系統及裝置以減輕上述問題且提供『一個驅動器至許多高功率LED燈單元』之解決方案。為達成此，該系統及裝置適於至少提供與指定額定電流相差小於5%之相對『無漣波』電流。指定額定電流通常(但不 限於)在每燈單元350mA至700mA。
另外，引用『電流』、『連接』代表電流及連接，除非另有指示。
根據本發明之第一態樣，存在一種用於驅動多個高功率LED單元(或LED燈單元、或LED燈)之系統，該系統包括一用於提供無漣波恆定直流(或DC電流)至多個高功率LED燈單元之單一驅動器，其中該單一驅動器包括一用以調整該無漣波恆定直流之數位控制器，該數位控制器可經規劃基於能量將被放電至該LED燈單元所需花費的持續時間之偵測及計算而在每個預定時間間隔調整該無漣波恆定直流。
較佳地，該單一驅動器在一隔離交流返馳式組態中操作，該組態具有一電感元件作為一變壓器，該變壓器在該變壓器之二次末端處隔離該多個高功率LED單元。
較佳地，該數位控制器為一特定應用積體電路(ASIC)；該ASIC進一步可操作以偵測及計算藉由變壓器之核心放電該能量至該多個高功率LED單元的該持續時間以調節及提供該無漣波恆定DC電流。該ASIC較佳經規劃來接收基於藉由該變壓器之該核心放電該能量的持續時間之在每一時脈週期的反饋作為一輸入，以判定在下一時脈週期之無漣波恆定DC電流的量。更佳該ASIC經規劃來提供一電壓波形以在每一時脈週期接通及斷開一電子開關。
較佳地，該單一驅動器電連接至一調光器電路(或調光器)用於調整該多個高功率LED燈單元之亮度。該調 光器電路較佳包括一電位計、紅外線介面、運動感測器或周圍感測器。
較佳地，該系統包括一濾波電容器，其可操作以變化其電容以在該調光器受調整時維持至少0.9之功率因數。
在調光器為電位計的狀況下，該電位計可操作以在0至10V之一電壓內工作。
較佳地在一隔離返馳式模式中，變壓器之二次末端電連接至一短路保護電路。
較佳地，ASIC與作用功率因數控制器耦接。更佳地，該作用功率因數控制器包括至少一電壓隨耦器。在此狀況下，該ASIC較佳為14接腳組態，以便控制作用功率因數控制器及無漣波恆定DC電流之調整兩者。
較佳地，每一高功率LED燈具備一散熱片，經定形且組配來僅將熱散逸離開該高功率LED燈。
較佳地，該系統更包括一電子開關，其中該無漣波恆定DC電流藉由根據以下方程式之電壓控制而達成：
其中VOUT為跨於輸出上之電壓；VIN為輸入電壓；TOFF為該隔離變壓器之核心之放電的時間；TON為該電子開關之接通時間；L1為該變壓器之一次繞組之電感值，及L2為該變壓器之二次繞組之電感值。
作為該隔離組態模式之替代，單一驅動器在一非 隔離組態中操作，該組態具有根據以下方程式在一連續模式下操作的一電感元件：
其中TOFF固定為一常數；TON為該電子開關之接通時間；T為T ON 、T OFF 及T CALC 之總和，其中TCALC為在該電感元件之放電時間之後用以計算該方程式的時間；I1為所要參考電流及IMAX為峰值電流。在一磁滯控制器組態中，I MAX 及I 1 之值可為固定的，且該TON及TOFF根據判定而為時變。
根據本發明之第二態樣，存在一種LED驅動器，其包括：至少一積體電路(IC)，該IC可使用一硬體描述語言來規劃；一第一電子開關，其可操作以提供一第一切換時間週期以控制功率因數電壓，該第一切換時間週期可藉由該至少一IC來規劃；及一第二電子開關，其可操作以提供一第二切換時間週期以調節流動至至少一LED中的無漣波恆定DC電流，該第二切換時間週期可藉由該至少一IC來規劃。此類LED驅動器以功率因數控制器的形式提供一額外電流控制來達成無漣波恆定DC電流。
較佳地，該第一及該第二電子開關為功率MOSFET。
較佳地，該至少一IC為一ASIC。
根據本發明之第三態樣，存在一種LED驅動器，其包括：一具有一輸入埠及多個輸出埠之裝置，其包括： 一反極性保護器，其經佈置以電連接至該輸入埠及該多個輸出埠中之每一者；及多個斷路保護電路(或保護器)，該多個斷路保護器中之每一者可操作以連接至一輸出埠；其中該反極性保護器可操作以在一負載以一錯誤極性與該輸出埠中之任一者連接的情況下使極性要求無效；及該斷路保護電路可操作以在沒有負載連接至一輸出埠或當一負載崩潰的情況下形成一閉合迴路串聯連接。
較佳地，該反極性保護器為一個二極體橋式整流器。
較佳地，每一輸出埠包括一對應斷路保護器。
較佳地，該輸入埠適合與一LED驅動器連接，且該輸出埠中之每一者適合與一包括一高功率LED燈單元之負載連接。
根據本發明之第四態樣，存在根據第一態樣之系統，其中該負載處於一串聯連接，該系統更包括如本發明申請專利範圍第21至24項之第二或第三態樣的裝置；其中如申請專利範圍第21至24項之輸入埠可操作以連接至單一驅動器。
根據本發明之第五態樣，存在一種供配合一LED驅動器使用之調光器電路，該調光器電路包括可操作以連接至至少一調光控制器之至少一調光介面；及可調整以維持該調光器電路內之至少0.9之一功率因數的一電容性元件。
1、100、1700‧‧‧LED負載
2‧‧‧散熱片
3‧‧‧AC- DC LED驅動器
4‧‧‧經由AC輸入端子之AC源供應器
10、500‧‧‧LED驅動器
11、511‧‧‧變壓器
14‧‧‧電子開關
16、516‧‧‧橋式整流器
18、518‧‧‧積體電路(IC)控制器
22‧‧‧分壓器
30‧‧‧電壓分壓器
40‧‧‧可變電阻器/調光器
44‧‧‧短路保護電路/電壓保護電路
46‧‧‧齊納二極體
48‧‧‧矽受控整流器(SCR)
513‧‧‧第一電子開關
514‧‧‧第二電子開關
520‧‧‧作用功率因數控制器(PFC)電路
1100‧‧‧裝置/接線盒
1120‧‧‧輸入連接器
1140‧‧‧輸出連接器
1160‧‧‧反極性保護器/整流器
1180‧‧‧斷路保護器
1220‧‧‧齊納二極體
1240‧‧‧矽控制器整流器(SCR)
1260、1280、RP、R8、R9、R10、R11‧‧‧電阻器
1511、L、L4‧‧‧電感元件
1516‧‧‧整流器
1600‧‧‧切換電源供應器
1610‧‧‧DC輸出電流
1630、CP、C4、CS‧‧‧電容器
1670‧‧‧調光介面
1708‧‧‧調光器
1711‧‧‧紅外線(IR)遠端控制
1712‧‧‧運動感測器
1714‧‧‧周圍感測器
DP、DS‧‧‧二極體
C5‧‧‧電容性濾波器
L1、L2‧‧‧電感元件/電感
L4p‧‧‧一次電感/PFC變壓器一次電感器值
L4s‧‧‧二次電感/PFC變壓器二次電感器值
TQ2on‧‧‧接通時間
TQ2off‧‧‧放電時間
VIN‧‧‧輸入電壓
VPFC,OUT‧‧‧PFC之輸出電壓
VOUT‧‧‧輸出電壓
VR‧‧‧可變電阻器
VDS‧‧‧汲極源極電壓
ID‧‧‧汲極電流
IF‧‧‧正向電流
VRRM‧‧‧重複峰值反向電壓
將參看以下圖式來描述以下的發明：圖1為具有驅動器及散熱片之先前技術LED燈單元之透視側視圖；圖2為先前技術LED燈系統之『一個驅動器一個燈單元』組態之系統組態；圖3為根據本發明之一實施例的『一個驅動器多個燈單元』或『串驅動器』之系統圖；圖4為根據本發明之一實施例用於隔離交流電流(AC)應用之LED驅動器電路的電路圖；圖5a及圖5b為根據本發明之一實施例用於隔離交流電流(AC)應用之具有由14接腳ASIC驅動之功率因數轉換器的LED驅動器電路之電路圖；圖6為顯示與先前技術系統相比較而言在多個MR 16 LED燈上之本發明之優點的圖；圖7示出基於MR 16負載之無漣波恆定DC電流之模擬結果；圖8示出另一實施例，在其電路之佈置中解耦變壓器以連續模式操作；圖9示出以連續模式流經整流器電路的電流；圖10示出用於電路之連續操作之磁滯控制器的結構；圖11為根據本發明之另一實施例在LED驅動器與負載之間的中間連接器之PCB佈置；圖12為示出在驅動器與負載之間的中間連接器之使用的照明系統之可能佈置； 圖13為示出兩個中間連接器之使用的照明系統之另一可能佈置；圖14展示中間連接器之電路圖；及圖15展示調光器電路上之一般方塊圖。
本發明之其他佈置為可能的，且因此，不將附圖理解為取代本發明之先前描述的一般性。
在本發明之情形中，提及『無漣波』電流及近似無漣波電流代表距指定速率電流小於(<)5%之容許漣波。
在本發明之情形中，高功率LED燈單元代表需要至少5瓦特功率之任何LED燈單元。
進一步地，LED控制器包括(但不限於)LED驅動器、以及特別是AC-DC LED驅動器3。
根據本發明之一實施例，存在用於驅動多個高功率的LED負載100(諸如LED燈)之LED驅動器10，如圖4中所示出。LED驅動器10尤其適合於隔離交流電流(AC)應用，且包括一次側及二次側。LED驅動器10之一次側係經由解耦式之變壓器11與二次側解耦。一次側包括電子開關14、橋式整流器16及積體電路(IC)控制器18。儘管圖4展示隔離組態，但熟習此項技術者瞭解該電路可針對非隔離組態而修改，其中解耦式之變壓器11可由其他電感元件替代。
為滿足解耦功能，變壓器11為隔離變壓器，且可較佳為平面變壓器。變壓器11可操作以在連續或非連續模式下工作，但為了說明目的，圖4、圖5a及圖5b示出適合變 壓器11在非連續模式下工作之電路。在連續模式下，可省略某些輸出電容器，如圖8或圖10中示出。當變壓器11為基於印刷電路板技術之平面變壓器時，印刷電路板可為FR4 PCB、聚醯亞胺或其他厚銅箔(引線框)。
電阻器RP及電容器CP藉由變壓器11之一次末端而以並聯組態連接。二極體DP連接至電阻器RP、電容器CP及變壓器11。二極體DP之導電末端以串聯組態連接至變壓器11之一次末端。二極體DP之非導電末端以串聯組態連接至電阻器RP及電容器CP。
電容器CS並聯連接至變壓器11之二次末端以用於過濾輸出電壓。二極體DS連接至變壓器11之二次末端及電容器CS。二極體DS之導電末端以串聯組態連接至變壓器11之二次末端。二極體DS之非導電末端以串聯組態連接至電容器CS(在適用時)之正端。LED負載100以並聯組態連接至電容器CS。每一LED負載100可與其他LED負載100串聯連接。二次側可視情況包括一短路保護電路44，如稍後將詳細闡明。
電子開關14通常為功率電晶體。在此特定實施例中，電子開關14更佳為功率MOSFET。在MOSFET組態中，電子開關14之汲極連接至二極體DP之導電末端及連接至變壓器11之一次末端。電子開關14之閘極連接至IC控制器18之輸出接腳，且電子開關14之源極連接至電接地。
將瞭解，電子開關14可由其他功能等效組件替換。
IC控制器18包括一內部振盪器，其經組配來藉由如由該內部振盪器判定之針對每一時脈週期之特定接通時間週期TON(切換頻率)而接通電子開關14之閘極。IC控制器18較佳為特定應用積體電路(ASIC)，其經規劃來感測及計算電感元件L1及L2之放電時間作為主輸入。IC控制器18經規劃及組配來接通電子開關14之閘極，其基於以下輸入而在每一時脈週期具有一接通週期TON：-(a.)基於電感元件L1及L2之放電時間參考常數K；(b.)用於LED IOUT之所要輸出DC無漣波電流；(c.)自分壓器22分接及數位化之數位化電壓值VDD(VIN)，分壓器22與橋式整流器16並聯連接；(d.)經由電壓分壓器30量測且與參考電壓相比之變壓器11之核心之放電的時間值TOFF；及(e.)切換週期T(亦即，如由振盪器判定之電子開關14之切換週期)。
使用所接收之五個輸入，IC控制器18計算為電子開關14之接通時間的輸出TON，其在數學上表示為方程式(1)。
參考常數K基於如在方程式(2)中描述之變壓器11之一次及二次繞組的電感值來計算。
其中L1為變壓器11之一次繞組之電感值，及L2為變壓器11之二次繞組之電感值。參考常數K之值可儲存於IC控制器18內之記憶體中。對於非隔離直流(DC)返馳式組態，參考常數K根據以下數學表達來計算：
其中L3為返馳式組態中電感元件之電感值。
操縱方程式(1)及(2)，如下得出IOUT：
IC控制器18可更包括耦接至可變電阻器40用於在LED負載100上執行調光之調光接腳。調光接腳促進經由各種調光裝置來執行調光之靈活性，諸如電位計、運動感測器或紅外線感測器。
上文描述之IC控制器18通常為8接腳。為了細調IC控制器18之控制位準，可使用較高解析度IC控制器。除了所要無漣波電流IOUT之細調控制外，可使用作用功率因數控制器(PFC)以改良電路之效能。
在下文另一實施例中描述具有細調所要無漣波電流IOUT及提供作用功率因數控制之能力的較高解析度IC控制器。
在圖5a及圖5b(著重於一次側)中示出用於驅動多個高功率LED燈單元(亦即LED負載100)之呈LED驅動器500形式的本發明之另一實施例。LED驅動器500包括第一 電子開關513；第二電子開關514；橋式整流器516及積體電路(IC)控制器518。LED驅動器500更包括作用功率因數控制器(PFC)電路520。與先前實施例相比，作用功率因數控制器(PFC)可操作以形成電流控制器之額外階段，以達成改良之無漣波恆定DC電流。IC控制器518可操作以控制第一電子開關513及第二電子開關514之切換頻率以達成所要的功率因數及輸出無漣波電流IOUT。
IC控制器518類似於包括內部振盪器、內建類比/數位轉換器等之IC控制器18。其另外包括更多接腳用於進一步控制PFC控制器。在此實施例中，IC控制器518包括14接腳。整體解析度較高(10位元)，因此允許較佳調整及細調電子開關513、514之切換頻率及IOUT。
橋式整流器516可操作以接收AC輸入且產生一整流電壓輸出。整流電壓輸出通過電容器C4。C4可操作以充當一輸入電壓濾波器以進一步過濾來自橋式整流器516之整流電壓。電容器C4並聯連接至電阻器R8及R9且串聯連接至諸如一電感器之電感元件L4。
電阻器R8及R9形成輸入分壓器。在操作中，R8與R9之間的電壓經分接為ASIC之輸入電壓(經指示為VinP)。
電感元件L4與電阻器R10及R11串聯連接。電阻器R10及R11形成PFC分壓器，其用以經由T2P接腳輸入將PFC反饋電壓提供至IC控制器518用於PFC輸出電壓量測。
第一電子開關513串聯連接至電感元件L4及並聯連接至PFC分壓器。第一電子開關513提供可變頻率以控制 PFC輸出電壓。第一電子開關513及第二電子開關514兩者可為N通道功率MOSFET。第一電子開關513之閘極藉由ASIC(MOSOUT接腳)啟動，其汲極與電感元件L4串聯連接且源極接地。
在操作中，IC控制器518驅動第一電子開關513以在第一電子開關513之汲極提供必要功率因數電壓。
應瞭解第一電子開關513可由另一功能等效之組件替代。
功率二極體D3與電感元件L4串聯連接。其允許直接通過整流PFC電流；其藉由第一電子開關513來緩和。
C5為用以過濾PFC輸出電壓之電容性濾波器。
電感元件L4可為如圖5a中示出之標準電感器或如圖5b中示出之變壓器。對於電感元件L4為變壓器之狀況，變壓器包括L4p一次電感及L4s二次電感。如圖5b中示出，L4p自接腳1連接至接腳6；L4s自接腳1連接至IC控制器518之接腳7。
以下方程式(4)適用於變壓器變體(variant)以控制PFC之輸出電壓：-
VPFC,OUT為PFC之輸出電壓，L4p為PFC變壓器一次電感器值，L4s為PFC變壓器二次電感器值，VIN為輸入電壓，TQ2on為第一電子開關513之接通時間，及TQ2off為PFC變 壓器之放電時間。TQ2on係經由IC控制器518之MOSOUT接腳來控制，且VIN及TQ2off為用於確保及驗證VPFC,OUT適當追蹤所要輸出電壓VOUT之反饋值。
方程式(4)已知為電壓隨耦器，其中VPFC,OUT跟隨VOUT；在求解方程式後的意義上，若VPFC,OUT小於預期(在容許偏差內)，TQ2on增加，否則TQ2on減少。
VOUT係基於LED單元之總數來判定，且將所要電流IOUT供應至LED單元。
對於第二電子開關514，用於調整及計算IOUT之操作及方程式與方程式(1)至(3)中所描述的相同。
如上文所提及，LED驅動器10、500之二次側可更包括電壓保護電路44。參看圖4之電壓保護電路，其可併入至LED驅動器500之二次側中，但在圖5a及圖5b中並未明確展示，電壓保護電路44包括齊納二極體46、矽受控整流器(SCR)48及電阻器50。當偵測到短路時，齊納二極體46將傳導電力因此致能SCR 48及將送至LED負載100之輸出電壓降低。
將在以下實例中描述在驅動一串LED光單元之操作的情形中的LED驅動器10、500：為了操作電路，調整可變電阻器以產生VR(LED驅動器10)或VinP(對於LED驅動器500)之電壓值N，其中值N為電子開關14、514之接通時間週期TON之調整，該調整對應於產生最大近似無漣波恆定電流以驅動多個LED負載100，諸如高功率LED燈單元。調整N值之減量或增量將基 於反饋且直接引起TON、T之改變，因此基於可變電阻器VR而相應地變化IOUT，以使LED燈單元變暗或變亮。
為了方程式(1)至(3)之最佳化；電路之方程式可以替代形式來表達：A=VIN*TON*TOFF (5)
B=1/K*IOUT*(TON+TOFF+TCALC) (6)
其中TCALC為在電感元件之放電時間之後計算公式之時間，且電子開關之切換時間週期為TON、TOFF及TCALC之總和；在IOUT之每一調整循環中，比較A及B的值。
若A大於B，亦即A>B，則對於下一時間週期T將TON調整至TON-N。
若A小於B，亦即A<B，則將TON調整至TON+N。
在A等於B之情形中，不存在TON之更新，且TON保持不變。
取決於LED負載100之數目及所要電流IOUT，使用者藉由如下改變幾個重要分量而執行設計最佳化：變壓器11之電感L1及L2；切換頻率、VDS汲極源極電壓及電子開關14、514之ID汲極電流；電容器CS及二極體DS之值。必須小心以確保跨越電容器CS電壓之電壓應大於LED負載100之電壓。
二極體之正向電流IF及重複峰值反向電壓VRRM 為選擇合適二極體DS需考慮之參數。
一旦將上述分量調諧至負載規格，IC控制器18、518即偵測及計算能量經由變壓器11(或對於非隔離返馳式組態為電感元件)之核心放電至負載(至LED負載100)的持續時間以調節恆定輸出電流。因此，IC控制器18、518可對於諸如高功率LED燈之LED負載100在廣泛範圍之負載電壓及恆定電流上工作。
所描述實施例提供近似無漣波恆定DC電流之多個高功率LED負載100。一個驅動器至多個燈之所描述組態由申請者稱作『串組態』。
作為可選特徵，IC控制器18、518可更包括多點控制單元(MCU)以致能與智慧控制構件之通信，諸如電力線、數位可定址照明介面(DALI)、用於總照明系統之無線協定。
所描述實施例係基於單一LED驅動器10、500驅動諸如許多高功率LED燈單元之LED負載100的概念，每一高功率LED燈單元100具備一經定形及組配來僅將熱耗散遠離高功率LED的散熱片以及經組配來提供近似無漣波恆定DC電流至多個高功率LED燈單元的單一驅動器，高功率LED燈單元100已與先前技術之MR 16進行比較，其中對於每一LED燈單元需要一個LED驅動器。此標準ASIC驅動器設計解決方案以恆定電流驅動且提供廣泛範圍之靈活性以驅動整個照明系統內之一連串任何數目之LED，在圖6中概述其優點。
圖7示出根據高功率LED負載100量測之IOUT，其示出無漣波恆定DC電流之範圍。
圖4、圖5a及圖5b中示出之上述實施例已將IC控制器實施描述為電流控制器(亦即，操縱IOUT)；且變壓器11、511在不連續模式下工作。歸因於規劃基於ASIC之IC控制器18、518的靈活性，可如下達成四種不同組合及/或模式：A.電壓控制替代電流控制；B.不連續模式，其中一次電感器電流反饋替代基於TOFF之反饋(或監視)；C.連續模式，其中一次電感器電流反饋替代基於TOFF之反饋(或監視)；及D.磁滯控制器之連續模式。
A.電壓控制替代電流控制
為了使用電壓控制來替代電流控制，可將方程式(3)重寫為：
其中VOUT為輸出電壓。其中L1等於L2，方程式經修改為：
B.不連續模式，其中一次電感器電流反饋替代基於TOFF之反饋(或監視)
對於一次電感器電流反饋替代基於TOFF之反饋(或監視)的不連續模式，峰值電流I MAX 、輸入電壓VIN及電感元件L之間的關係在數學上表達為：
將方程式(6)代入方程式(3)中得出：-
在電感元件L為例如在非隔離組態中的狀況下使用之單一電感器的狀況下；及
在電感元件L為變壓器，且L1及L2分別指示一次及二次電感的狀況下。
對於方程式(7)或(8)之應用，圖4、圖5a及圖5b中示出之電路可經修改以使得可藉由ASIC控制器經由自電子開關14、514之源極至接地之電阻器或使用與電子開關14、514串聯之電流變壓器或在正向結構的狀況下為濾波電感器來讀取一次電流。
C.連續模式，其中一次電感器電流反饋替代基於TOFF之反饋(或監視)
對於一次電感器電流反饋替代基於TOFF之反饋(或監視)之連續模式的狀況，應瞭解流經與LED串聯之整流器二極體之電流與LED上的電流相同。
圖9中示出處於連續模式下電流之波形。對於給定接通時序TON，若TOFF為固定的，則跨越二極體之電流可計算為：
其中T=TON+TOFF+TCALC；TCALC為變壓器或電感器元件之放電時序。
所有上述資訊可自一次電感元件L獲得。詳言之，圖8中展示之電路配置包括：i.與電子開關串聯之電阻器；ii.與電子開關串聯之電流變壓器；及iii.濾波電感器。
圖8中展示之電路佈置包括第一變壓器811以隔離負載。濾波電感器820以與磁滯控制器中之電感器相同的方式來使用。
輸出電流IOUT經由來自連接至電子開關之源極之電阻器822的反饋來控制。
電阻器822用於保護目的而非用於控制目的。包括電感器823及二極體824之重設電路812用於正向結構中以自殘餘能量使變壓器核心完全放電。此用以防止核心在特定工作時間後飽和。
D.磁滯控制器之連續模式
磁滯控制之結構如圖10中展示。為了實施，I MAX 及I1之值可根據方程式(9)而為固定的，且TON及TOFF根據判 定而為時變。然而，電流IOUT將為圖下方之區域。
將瞭解上文描述之連續模式尤其僅適合於非隔離返馳式或前饋組態。然而，其減少了所需組件之最小數目且能夠在不需要負載電容器的情況下提供無漣波電流。因此可達成成本節省。
在所描述實施例中，調光器40可用作替代習知三端雙向可控矽元件(triac)調光器的用於能量節省之用於SSL照明調光系統的構件。調光器40經佈置且可操作以在需要光時僅適用能量；否則將光自動調暗至低強度或完全關閉(與光之完全接通相比兩者均節省電力)。
如圖4、圖5a及圖5b中示出；IC控制器連接至調光器40用於更佳調暗效能及能量節省，諸如在低調暗位準，總光之小於10%之光輸出，功率因數維持在大於或等於0.9以滿足能量節省之目標。儘管圖4、圖5a及圖5b中示出調光器40，但熟習此項技術者可容易了解調光器40可容易併入於如在隔離/非隔離組態以及連續或不連續模式下說明之電路中。
參看圖15詳細描述為了滿足能量節省及維持高功率因數之上述目標之目的的關於調光器40之操作的進一步描述，圖15形成包括供LED驅動器使用之調光器電路之另一實施例，調光器電路包括可操作以連接至至少一調光控制器之至少一調光介面；及在調光器電路內之可調整以維持至少0.9之功率因數的電容性元件。
如圖15中示出，調光器40可包括能夠與調光介面 1670介接之多種裝置，該介接包括用於照明調光控制之IC控制器18、518接腳。
當電力供應接通時，電流流動至整流器1516，其接著接通包括可為一ASIC控制器形式之IC控制器18、518之切換電源供應器1600。提供無漣波恆定DC輸出電流1610之隔離或非隔離供應。切換電源供應器1600可為隔離或非隔離的且取決於組態，電感元件1511可為隔離變壓器。電感元件1511之輸出提供隔離或非隔離無漣波恆定DC輸出電流1610至LED負載1700以接通光。預設情況下，LED負載1700消耗100%能量以接通光，除非關閉電源。
調光器40可為0-10V調光器1708。當調光器設定為10V時，DC輸出電流1610將光輸出設定為100%，當調光器設定為5V時，DC輸出電流1610將光輸出設定為總光之50%。在0V，不提供光。
紅外線(IR)遠端控制1711亦可用於遠端照明控制。此組態要求調光介面具有合適的IR接收器，使得當IR傳輸器傳輸信號時，IR接收器將解碼信號且相應地自範圍0-100%產生一PWM工作循環用於調光控制。當工作循環設定為100%時，DC輸出電流1610則將設定光輸出為100%，而IR傳輸器發送50%工作循環時，DC輸出電流1610將發送總光輸出至50%。若IR傳輸器發送0%工作循環PWM信號，則將不提供光。
另一類型之調光器可體現為運動感測器1712。當不存在運動感測器1712所偵測之移動時，DC輸出電流1610 將使輸出電流自100%調至20%用於調光目的，或甚至關閉輸出電流。此意謂能量僅在運動感測器1712偵測到移動時被使用。
另一選項係使用周圍感測器1714來偵測環境條件，例如當快要天亮時；DC輸出電流1610將斷開輸出電流及關閉LED負載1700。當周圍感測器1714偵測到環境變昏暗時，DC輸出電流1610將接通輸出電流至100%。
應瞭解經設計具有PWM輸出工作循環0-100%之任何其他裝置可連接至調光介面用於LED照明調光控制。調光介面為一包括一或多個微控制器裝置之電路，微控制器裝置用於偵測來自各自調光器(IR遠端、運動、周圍、…等)之調光信號且將輸入調光信號轉換至用於ASIC控制器之類比電壓來用於調光控制。亦可將其併入至其他實施例中提及之ASIC控制器內。就實施而言，『調光介面』可為安裝於電源供應PCB上或整合至電源供應電路PCB中之小的模組板。
電容器1630為將影響功率因數的組件。當調光電路啟動時，切換電源供應器1600將自動對1630之電容充電以維持0.9之功率因數，使得不管調光位準變得多低，功率因數總是停留在0.9。
來自各種實施例之調光器設計使得使用者能夠將其LED照明單元調光低至原始驅動電流之1~2%而沒有任何閃爍現象。
根據本發明之另一實施例，提供一種供先前實施 例中描述之LED驅動器10、500中之任一者使用的裝置1100。如圖11中示出，裝置1100為LED驅動器10、500與LED負載100之間的中間連接器。中間連接器在下文中稱作『接線盒』。
圖11展示接線盒1100之PCBA設計。接線盒1100包括經佈置以達成以下各項之輸入連接器1120及多個輸出連接器1140：a.LED負載100之簡易安裝；b.有利於串聯連接之多個LED負載100，及在高功率LED負載100破裂的情況下減輕系統全部斷路之問題；c.減少或完全消除在安裝期間之共同誤差，詳言之與電極性顛倒相關之誤差。
在上述點(b.)，LED負載100之串聯連接確保每一LED負載100將藉由精確相同之驅動電流來驅動，因此每一LED負載100將產生相同亮度。對於均勻亮度重要的照明系統，串聯連接將優於並聯連接。
為達成上述內容，接線盒包括反極性保護器1160及斷路保護器1180。反極性保護器較佳為整流器1160。
如圖11中示出，存在九個輸出連接器1140。輸入連接器1120經佈置以與驅動器輸出連接器介接；及接線盒輸出連接器1140經佈置以與LED負載100介接，LED負載100包括SSL無驅動器照明單元條帶端纜線。
輸入連接器1120通常為用於與LED驅動器10、500輸出連接器耦接之頭部類型連接器，其通常為纜線入口 插入類型。輸出連接器1140通常具有纜線入口類型，使得LED負載100之電連接器(例如條帶端SSL無驅動器纜線類型之彼等連接器)可插入至其以產生近的電迴路。
圖12示出包括單一LED驅動器10、500、單一接線盒1100及SSL無驅動器照明單元/LED負載100之燈系統。
具有纜線插入類型連接器1100之LED驅動器10、500將連接至輸入連接器1120，且具有條帶端纜線之SSL無驅動器將插入至輸出連接器1140中以便一旦接通電功率即創建一完整網路連接照明系統用於照明目的。
圖13示出具有兩接線盒1100之另一可能佈置，其中整個系統包括單一串驅動器10、500、雙接線盒1100及SSL無驅動器LED負載100。
如由有資格人員預定之所要驅動器輸出電壓將判定用於整個照明網路之SSL無驅動器LED負載100之總數或接線盒1100之數目，以便所有SSL無驅動器LED負載100藉由預期經設計無漣波恆定電流驅動。
作為一簡化實例，若經設計驅動器10、500具有最大輸出電壓額定值170V DC且僅單一接線盒1100存在於照明系統中，則每一SSL無驅動器照明單元(例如，LED負載100)正向電壓限於18.8VDC/單元(170VDC除以9單元)。若使用兩個接線盒1100，則SSL無驅動器照明單元正向電壓限於每單元10VDC(170VDC除以17單元)。
圖14展示輸入與輸出連接器之間的電路圖以及整流器1160及可為斷路保護電路形式的斷路保護器1180之 佈置。橋式整流器1160充當反極性保護使得在安裝期間將不存在驅動器10、500與接線盒1100之間的極性問題。若安裝者犯錯且以反極性連接LED負載100，則呈橋式整流器1160形式之反極性保護器保護驅動器10、500及接線盒1100免受損害。斷路保護器1180較佳在每一輸出連接器1140包括齊納二極體1220；矽控制器整流器(SCR)1240及電阻器1260。
亦可將額外整流器添加至諸如LED負載100之照明單元。此處理以下問題：
儘管整流器1160在驅動器10、500與接線盒1100之間提供反極性保護，但特定LED負載100必須以正確極性連接以便該特定負載正確工作。若LED負載100以反極性連接，則系統將不工作，因此為克服此問題照明單元亦必須具有整流器以提供反極性保護。
當任何斷路發生於輸出連接器1140中之任一者處時及/或當電壓超過齊納二極體1220之指定反向崩潰電壓時；因此使齊納二極體1220以反偏壓模式操作，則矽控制器整流器(SCR)1240將在閘極端子處觸發以使電流能夠流經矽控制器整流器(SCR)1240，藉此維持整個照明系統之閉合迴路，而使得網路連接內之其他連接LED負載100正常操作。電阻器1260用作齊納二極體1220之限流器以便防止過大電流流經齊納二極體1220。另一電阻器1280可與斷路保護電路並聯連接及與輸出連接器1140並聯連接。
作為開放負載保護器(亦即斷路保護器1180)之 替代或除此之外，應瞭解電阻器1280可經部署以充當用於特定輸出連接器1140之部署的跨接線/旁通電阻器，特定輸出連接器1140不具有連接至其的負載以便維持整個照明系統之閉合迴路。在假定特定輸出連接器1140永久不連接任何負載的情況下，連接至此等輸出連接器之斷路保護器可移除。
因此，接線盒1100已經設計且將與串驅動器一起實施以克服由串列連接引起之上述弱點。
操作技術規格之實例
對於LED驅動器10(8接腳(低解析度)組態)之推薦操作技術規格如下列出：
操作電壓：100至120VAC(美國)；220至240VAC(歐盟)
操作頻率：50/60赫茲(Hz)
AC電流：0.2安培(A)(美國)；0.1A(歐盟)
湧入電流：最大容許4A(美國)；最大容許12A(歐盟)
洩漏電流：小於(<)0.7毫安
效率(全負載)：大於(>)83%
功率因數(全負載)：大於(>)0.98
基於120VAC(US)/230VAC(EU)輸入；額定負載及攝氏25度周圍溫度之輸出規格(8接腳組態)如下列出：
輸出通道：1
輸出電壓範圍：12至36VDC
輸出電流：600或700mA
電流容限：±5%
電流調整範圍：不可調整
額定功率：21.6WMAX(600mA)及25.2WMAX(700mA)
用於LED驅動器10、500(14接腳組態)之推薦操作輸入規格如下列出：
操作電壓：100至120VAC(美國)；220至240VAC(歐盟)
操作頻率：50/60赫茲(Hz)
AC電流：1.3安培(A)(美國)；0.6A(歐盟)
湧入電流：最大容許7A(美國)；最大容許30A(歐盟)
洩漏電流：小於(<)0.7毫A
效率(全負載)：大於(>)86%
功率因數(全負載)：大於(>)0.96
用於具有兩個輸出通道之基於120VAC(US)/230VAC(EU)輸入；額定負載及攝氏25度周圍溫度的LED驅動器10、500(14接腳組態)的輸出規格如下列出：
輸出通道：2
輸出電壓範圍：35至85VDC(單一通道)總共70至170VDC
輸出電流：600或700mA
電流容限：±5%
電流調整範圍：不可調整
額定功率：102WMAX(600mA)及119WMAX(700mA)
LED驅動器10、500尤其適合LED筒燈、嵌燈LED照明及MR 16，尤其在攝氏0度至攝氏40度至溫度範圍。
另外，以下優點亦為明顯可見的：
a.用於LED照明單元之較安全方法
由於LED驅動器10、500為隔離DC組態且僅與DC驅動LED照明單元一起工作，所以將不存在與用於LED負載100之AC電流相關聯的安全相關問題，LED負載100處於二次側且與主體隔離。由於LED驅動器10、500將與LED負載100隔離，所以亦將不存在關於組態中內建之設計的大小限制，因此LED驅動器10、500可根據安全要求來設計。
b.高電效率
LED驅動器10、500；稱作『串驅動器』在熱冷卻器環境中操作，此係因為其與LED負載100隔離且在連續操作期間不受LED負載100所耗散至熱的影響。此減少了LED驅動器10、500上之熱損耗，因此在操作期間消耗較少功率以改良效率。與先前技術相比，其中每一LED燈包括其自身直接連接至AC主體之驅動器，與完整照明系統中之AC驅動器照明單元相比功率效率將顯著改良，此係因為總功率損耗僅應用至特定單一驅動器，而AC驅動照明單元將歸因於每一照明上之損耗而具有較高之總功率損耗。
c.高功效(流明/瓦特)
作為相關聯優點，串組態提供較冷之操作環境，其導致LED之較低光學損耗，因此由LED裝置展現之較高流明通量最終改良整個照明系統之功效(流明/瓦特)。
d.較長壽命
使用ASIC控制之LED驅動器10、500消除諸如鋁電解電容器之短壽命組件的使用，其中此延長了LED驅動器10、500之壽命。關於LED負載100，熱冷卻器及具有近 似無漣波恆定電流之操作顯著改良了LED裝置之效能及可靠性，且減緩LED裝置上之整體降級進程最終延長整個LED照明單元之壽命。
e.寬範圍應用選項
用於單一LED驅動器10、500之靈活性設計適用於任何類型之DC驅動LED照明單元，且理論上能夠藉由先前描述之特定組件之較小細調來驅動整個照明系統中之無限數目之LED。
f.節省成本解決方案
串驅動器組態為節省成本解決方案，此係因為單一LED驅動器10、500能夠驅動一連串DC驅動LED照明單元，而先前技術組態對於每一LED照明需要一個驅動器。此外，該解決方案亦提供更有競爭性之製造成本以及設計部分成本(尤其對於散熱片)。
g.維修簡易性
由於單一LED驅動器10、500與LED負載100隔離，所以若在照明系統內歸因於有故障的LED驅動器10、500而發生任何故障，則替代拆卸整個LED照明(內建概念)使用者僅需要替換有故障的LED驅動器。此類維修過程簡單且可在相對短的時段內完成。
h.形式因子的小型化
用於照明發光體之散熱片將在大小上較小，其中散熱片僅涉及以耗散LED負載100所產生之熱，其中由於其間之隔離而沒有熱自AC-DC LED驅動器產生。單一驅動器 亦可歸因於與整體概念相比用於整個系統之較少組件計數要求而以此最佳化大小經設計，且因此使用較少材料且平面變壓器之引入將進一步增強驅動器解決方案之細長外觀而替代大體積形式因子之習知變壓器。
進一步顯而易見，與先前技術系統相比，LED驅動器10、500需要較少組件計數及較少組件重複，其中每一LED燈單元需要其自身AC至DC驅動器。驅動器解決方案形式因子因此得以降低。除此之外，製造過程將簡化，使得生產量及產率將得以改良。
進一步顯而易見，每一LED負載100之散熱片形式因子將在串組態中降低，此係因為每一散熱片將需要僅處置LED負載100所散佈之熱。此係因為LED驅動器10、500與LED負載100隔離。此歸因於較少材料利用而有利於部分成本。此外，由於LED負載100及LED驅動器10、500設計活動性兩者可同時進行而將進一步縮短整個設計循環，此導致改良產品上市時間。
接線盒1100進一步提供串驅動器概念之額外優點如下：
a.無錯誤安裝
接線盒1100藉由『極簡單』概念經設計使得提供無錯誤安裝經驗至終端使用者。極性為安裝期間之關心問題以確保整個照明系統如預期般工作。由於每一接線盒處之橋式整流器提供驅動器10、500與SSL無驅動器LED負載100之間的介面，所以在安裝期間使意外反極性連接無效。 照明系統內之LED負載100將正常操作，只要連續性存在於驅動器10、500與SSL無驅動器LED負載100之間，無需考慮極性。此外，頭部及插入連接器設計存在於驅動器輸出與接線盒輸入之間的介面上，其中此將完全消除將驅動器輸出連接至接線盒輸出連接器中之任一者的可能性。
b.安裝簡易性
接線盒1100包括用於與驅動器10、500及SSL無驅動器LED負載100的介接目的的連接器設計。使用者因此將發現容易將條帶端纜線插入至正確或專用連接器中。另外，歸因於安裝之簡化，花費較短時間及因此較低成本用於安裝及系統設定。
c.較安全安裝
由於僅DC供應存在於接線盒1100上，所以創建一安全環境用於安裝。
d.安裝之靈活性
由於串驅動器概念在安裝期間不具有電線長度約束，所以使用者具有根據其偏好設計及/或需要而定位SSL無驅動器照明單元的靈活性。使用者可將SSL無驅動器LED負載100之電線容易地加長至其希望長度，以便滿足具有特定電線規格的應用，實例美國線規16~24以具有至接線盒輸入/輸出連接器1120、1140的完美匹配。此外，接線盒亦經設計以支援雙(或可能較大數目之接線盒鏈接)，其將提供安裝之額外靈活性。
e.維修之簡易性
如實施例中所描述之接線盒之特殊設計特徵使得使用者/安裝者能夠容易地識別故障及進行必要的維修，如圖其在習知實踐中所經歷的那樣，即使串驅動器在串聯連接中執行亦如此。
f.可靠連接
用於照明系統內之連接的所描述輸入/輸出連接器1120、1140為電線入口或彈簧鎖類型，其與廣泛用於市場上之習知螺釘擰緊方法相比給出良好的連接。
應理解，上述實施例已僅藉由本發明之例證而提供，且熟習相關技術者將顯而易見之本發明進一步修改及改良被認為屬於所描述本發明之廣泛範疇及範圍。此外，儘管可能已描述本發明之個別實施例，但本發明亦意欲涵蓋所論述實施例之各種組合。
10‧‧‧LED驅動器
11‧‧‧變壓器
14‧‧‧電子開關
16‧‧‧橋式整流器
18‧‧‧積體電路(IC)控制器
22‧‧‧分壓器
30‧‧‧電壓分壓器
40‧‧‧可變電阻器/調光器
44‧‧‧短路保護電路/電壓保護電路
46‧‧‧齊納二極體
48‧‧‧矽受控整流器(SCR)
100‧‧‧LED負載
RP‧‧‧電阻器
CP‧‧‧電容器
L1、L2‧‧‧電感元件/電感
CS‧‧‧電容器
DP、DS‧‧‧二極體

Claims (26)

  1. 一種用於驅動多個高功率發光二極體(LED)負載之系統，該系統包含一用於提供無漣波直流至該等多個高功率LED負載之單一驅動器，其中該單一驅動器包含一用以調整該無漣波直流之數位控制器，該數位控制器可規劃來基於能量將被放電至該等多個高功率LED負載之至少一者所需花費的持續時間之偵測及計算而在每個預定時間間隔調整該無漣波直流；該單一驅動器進一步配置成在一隔離交流返馳式組態中操作，該組態具有一電感元件作為一變壓器，該變壓器在該變壓器之二次末端處隔離該等多個高功率LED負載。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該數位控制器為一特定應用積體電路(ASIC)；該ASIC進一步可操作來偵測及計算藉由變壓器之核心放電該能量至該等多個高功率LED負載的該持續時間以調節及提供無漣波直流。
  3. 如申請專利範圍第2項之系統，其中該ASIC經規劃來接收基於藉由該變壓器之該核心放電該能量的該持續時間之在每一時脈週期的反饋作為一輸入，以判定在下一時脈週期之無漣波直流的量。
  4. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該ASIC經規劃來提供一電壓波形以在每一時脈週期接通及斷開一電子開關。
  5. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該等多個高功率 LED負載中之每一者與其他該等多個高功率LED負載串聯。
  6. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該單一驅動器電氣連接至一調光器電路用於調整該等多個高功率LED負載之亮度。
  7. 如申請專利範圍第6項之系統，其中該調光器電路包含一電位計、紅外線介面、運動感測器或周圍感測器。
  8. 如申請專利範圍第6項之系統，其中該系統包含一電容器，其可操作以變化其電容以在該調光器電路受調整時維持至少0.9之一功率因數。
  9. 如申請專利範圍第7項之系統，其中該電位計可操作以在0至10V之一電壓內工作。
  10. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該變壓器之該二次末端電氣連接至一短路保護電路。
  11. 如申請專利範圍第2項之系統，其中該ASIC與作用功率因數控制器耦接。
  12. 如申請專利範圍第11項之系統，其中該作用功率因數控制器包括至少一電壓隨耦器。
  13. 如申請專利範圍第2項之系統，其中該ASIC具有一個14接腳組態。
  14. 如申請專利範圍第1項之系統，其中每一該等多個高功率LED負載具備一散熱片，經定形且組配來僅將熱散逸離開該等多個高功率LED負載之個別者。
  15. 如申請專利範圍第2項之系統，該系統更包含一電子開 關，其中該無漣波直流藉由根據以下方程式之電壓控制而達成： 其中VOUT為跨於輸出上之電壓；VIN為輸入電壓；TOFF為隔離變壓器之核心之放電的時間；TON為該電子開關之接通時間；L1為該變壓器之一次繞組之電感值，L2為該變壓器之二次繞組之電感值。
  16. 一種用於驅動多個高功率LED負載之系統，該系統包含一電子開關及一用於提供無漣波直流至該等多個高功率LED負載之單一驅動器，其中該單一驅動器包含一用以調整該無漣波直流之數位控制器，該數位控制器可規劃來基於能量將被放電至該等多個高功率LED負載之至少一者所需花費的持續時間之偵測及計算而在每個預定時間間隔調整該無漣波直流；該單一驅動器進一步配置成在一非隔離組態中操作，該組態具有根據以下方程式在一連續模式下操作的一電感元件： 其中TOFF固定為一常數；T為TON、TOFF及TCALC之總和，其中TON為該電子開關之接通時間以及TCALC為在該電感元件之放電時間之後用以計算該方程式的時間；I1為所要參考電流及IMAX為峰值電流。
  17. 如申請專利範圍第16項之系統，其中對於一磁滯控制器組態，IMAX及I1之值可為固定的，且該TON及TOFF根據判定而為時變。
  18. 一種單一驅動器，其包含：至少一積體電路(IC)，該IC可使用一硬體描述語言來規劃；一第一電子開關，其可操作以提供一第一切換時間週期以控制功率因數電壓，該第一切換時間週期可藉由該至少一IC來規劃；及一第二電子開關，其可操作以提供一第二切換時間週期以調節流至至少一高功率LED負載中的無漣波直流，該第二切換時間週期可藉由該至少一IC來規劃。
  19. 如申請專利範圍第18項之單一驅動器，其中該第一及該第二電子開關為功率MOSFET。
  20. 如申請專利範圍第18項之單一驅動器，其中該至少一IC為一ASIC。
  21. 一種具有一輸入埠及多個輸出埠之裝置，該輸入埠可操作來連接至如申請專利範圍第1或16項之系統中的單一驅動器，包含：一反極性保護器，其經佈置以電氣連接至該輸入埠及該等多個輸出埠中之每一者；及多個斷路保護電路，該等多個斷路保護電路中之每一者可操作以連接至一輸出埠；其中該反極性保護器可操作以在一負載以一錯誤 極性與該輸出埠中之任一者連接的情況下使極性要求無效；及該斷路保護電路可操作以在沒有負載連接至一輸出埠或當一負載崩潰的情況下形成一閉合迴路串聯連接。
  22. 如申請專利範圍第21項之裝置，其中該反極性保護器為一個二極體橋式整流器。
  23. 如申請專利範圍第21項之裝置，其中每一輸出埠包含一對應斷路保護電路。
  24. 如申請專利範圍第21項之裝置，其中該等輸出埠中之每一者適合與一包含一高功率LED負載之負載連接。
  25. 如申請專利範圍第5項之系統，其更包含如申請專利範圍第21至24項之一之裝置；其中如申請專利範圍第21至24項之一之裝置的該輸入埠可操作以連接至該單一驅動器。
  26. 一種供配合如申請專利範圍第1或16項之系統中的單一驅動器使用之調光器電路，該調光器電路包含可操作以連接至至少一調光控制器之至少一調光介面；及可調整以維持該調光器電路內之至少0.9之一功率因數的一電容性元件。
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