TWI639294B - 用於在ｌｅｄ驅動器中提供補充電力的方法和設備 - Google Patents

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Abstract

一種直流電流驅動器包括一直流電流驅動電路，架構以提供一直流供應電流及接收一直流回歸電流。一切換器串聯耦合該直流回歸電流，以及一補充電源供應器並聯耦合該切換器並且架構以提供一補充電壓。開路該切換器以使該直流回歸電流轉向流經該補充電源供應器並且閉合該切換器使得該直流回歸電流繞過該補充電源供應器。

Description

用於在LED驅動器中提供補充電力的方法和設備
本發明揭露書方面係關於發光二極體之光源，並且特別關於使用於發光二極體燈之直流驅動電路。
發光二極體為一從通常是砷化鎵及/或氮化鎵之半導體材料構成的電光源。就像其他的二極體，一發光二極體藉由在半導體材料參雜多種雜質以製成一p-n介面而製造出來。當電流應用於發光二極體時，電荷載子流入p-n介面，其正極電洞結合該負極電子使得電子落至低能階因而釋放如光之能量。就像在所有的二極體，電流輕易地從裝置之正極性地參雜p側流至負極性地參雜n側，但不在相反的方向。因此，發光二極體通常由一直流電源所驅動。
在許多應用中，例如是國內照明及街道信號，直流電源可能不是持續性地可獲得，並且驅動電路用來使用以轉換當地可獲得的交流柵格電源為調節直流電源以驅動該發光二極體燈。對於這些驅動電路，能量效率 高、尺寸小及低成本是重要的。使用在建築物照明及街道信號應用之驅動電路受政府規範管制並且必須符合嚴格的要求，在其他的因素，限制準許之電磁干擾發射。
高漲的能量費用已創造出對於能量有效置換發光元件之需求，其符合如舊的熾熱燈泡之相同形式因素及電性需求，例如那些建構在到處存在的愛迪生螺口燈座。當發光二極體置換燈有較高的瓦特數時，其變成必須併入冷卻於驅動電路及發光二極體燈之封裝。次驅動器或補充供應通常被加入驅動電路以提供次級電源給冷卻系統或是其他需要低位準電源之機能。例如，在使用一個升壓型開關調節器以提供發光二極體驅動電流之驅動電路，額外的繞線有時被加到能量儲存電感以獲取電源給補充供應。然而，驅動電路典型地提供所需發光二極體驅動電流並且補充供應的附加時常產生不需要的副作用，例如是超過調節限制之電磁干擾放射。因此，有效率成本地傳遞具有高電效率、小形式因素及可接受的電磁干擾表現的一驅動電路變得更有挑戰性。這個挑戰因為需要併入補充電源給例如是一冷卻系統之次負載或是其他提供額外特徵之低位準電路而進一步複雜化。
在許多應用其需要調節補充供應輸出於一通常常數位準。圖6描述一傳統先前技術之實施例之非反相遲滯比較器電路600，其可以被使用於一補充電源控制電路以提供輸出電源之調節。比較器電路600比較了一參考電壓Vref及一輸入電壓Vin並且產生一切換控制訊號 Vout，其可被使用來操作一電源切換裝置以調節補充電源。一控制電壓Vcc被使用來提供電源給一操作放大器或操作放大器601並且也被使用來產生一經由包括電阻R206及R106之電阻分隔網路之參考電壓Vref。參考電壓隨後被供應至操作放大器601之反相輸入端。一感應信號Vin被比較器電路600接收，其感應信號Vin正比於一被比較器電路600所控制的補充供應電壓。感應信號Vin透過一對電阻R306及R506被應用在操作放大器601的非反相輸入。一回授電阻R406連接輸出電壓Vout至操作放大器601的非反相輸入。給比較器電路的接地電路由接地符號604所表示。
比較器電路600於操作中產生一切換控制信號Vout使得感應信號Vin維持在一通常常數值。當使用於驅動一推-拉式輸出級此切換控制信號Vout僅具有兩狀態：VoutL及VoutH且其VoutL等於接地電路604並且VoutH等於控制電壓Vcc。當感應信號超過一高切換電壓VinH該切換控制信號Vout掉到VoutL並且當感應信號Vin落到一低切換電壓VinL以下切換控制信號被設至VoutH。高切換電壓VinH及VinL是參考電壓Vref的函數並且切換控制信號如方程式1及方程式2所表示：
圍繞在切換點之高頻雜訊藉由在電路中包括遲滯所避免。遲滯的數量如方程式3所表示：
方程式1、2及3可被用來設計一具有在一遲滯適當數量之所需切換電壓VinH及VinL之電路。
因此，提供一發光二極體驅動電路其強調出至少某些於上述所定義之問題是令人嚮往的。
如在此所述，範例實施例克服一或多個或其他於上述先前技術所知之缺點。
範例實施例之一方面相關於一直流電流驅動器。在一實施例中，直流電流驅動器包括一直流電流驅動電路，其架構以提供一直流供應電流及接收一直流回歸電流，一切換器串聯耦合該直流回歸電流，以及一補充電源供應器並聯耦合該切換器並且架構以提供一補充電壓。開路該切換器以使該直流回歸電流轉向流經該補充電源供應器並且閉合該切換器使得該直流回歸電流繞過該補充電源供應器。
範例實施例之另一方面相關於一種發光二極體發光裝置。在一實施例中，發光二極體發光裝置包括一發光二極體燈，其具有一或更多之發光二極體，一驅動器電路，其耦合至該發光二極體燈並且架構以提供一發光二極體供應電流至該發光二極體燈並且從該發光二極體燈接 收一發光二極體回歸電流，一切換器，其耦合串聯該發光二極體回歸電流，以及一補充電源供應器，其架構以接收該發光二極體回歸電流並且產生一補充電壓。開路該切換器以使該發光二極體回歸電流流經該補充電源供應電路並且閉合該切換器使得該發光二極體回歸電流繞過該補充電源供應電路。
範例實施例之另一方面相關於一種在一直流電流驅動器中提供一補充電壓之方法。在一實施例中，該方法包括該直流電流驅動器產生一直流供應電流，該直流電流驅動器接收一直流回歸電流，放置一與該直流回歸電流串聯之切換器，開路此切換器以使該直流回歸電流轉向流經一補充電源供應器電路；閉合該切換器使得該直流回歸電流繞過該補充電源供應器電路，並且使用該補充電源供應器電路以從該直流回歸電流產生一補充電壓。
這些及其他方面及範例實施例之優點將從接下來與伴隨圖示一道的詳細描述變得更明顯。可理解的是，然而，圖示僅被設計為描述之目的並且不視為限制本發明之一定義，參考文應被製作給伴隨之權利項。本發明之其他方面及優點將在接下來的描述中提出，並且描述之部分將是顯而易見的，或是可由本發明的實施學得。此外，藉由特別在伴隨之權利項指出的工具及結合，這些本發明之方面及優點可被理解及獲得。
100‧‧‧發光二極體驅動電路
104‧‧‧電流保護電路
106‧‧‧切換控制電路
108‧‧‧電流感應電路
120‧‧‧電荷幫浦電路
130、132‧‧‧橋式輸入
204‧‧‧發光二極體燈組
208‧‧‧電壓感應信號
214‧‧‧切換器
218‧‧‧切換控制信號
220‧‧‧補充電源控制電路
222‧‧‧補充電源電路
228‧‧‧補充供應電壓
304‧‧‧補充電源電路
306‧‧‧補充電源控制電路
308、310、314‧‧‧電路節點
404‧‧‧電磁干擾發射
500‧‧‧範例方法
BR1‧‧‧橋式二極體
C1、C2、C3、C101、C102、C103、C104‧‧‧電容
D1、D2、D3、D4‧‧‧齊納二極體
F1‧‧‧保險絲
L1‧‧‧電感
M1A、M1B、M2‧‧‧金屬氧化半導體場效電晶體
R1、R106、R2、R206、R2A、R3、R306、R4、R406、R506、R4A、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R15、R16、R18、R101、R103、R104、R105、R106‧‧‧電阻
RV1‧‧‧金屬氧化物壓敏電阻
T1A、T1B、T1C‧‧‧能量儲存電感
Q1A、Q2A、Q2B、Q3A、Q3B、Q4、Q18、Q100‧‧‧雙極性接面電晶體
Z1、Z2、Z3‧‧‧齊納二極體
在圖示中：圖1表示一發光二極體驅動電路之一實施例之一結構圖，其架構以提供補充電源使用一二次繞組於能量儲存電感器。
圖2表示一併入本揭露書方面之發光二極體驅動電路之一實施例之一方塊圖。
圖3表示一併入本揭露書方面之一補充電源供應器之一實施例之一結構圖。
圖4表示一併入本揭露書方面之一發光二極體驅動電路之一實施例之電磁干擾表現之圖示。
圖5表示一併入本揭露書方面之一使用發光二極體驅動電流給補充電源之方法之一實施例之一流程圖。
圖6表示一先前技術之一非反相磁滯比較器電路之一實施例之一結構圖。
圖1表示一範例發光二極體驅動電路或驅動器之一結構圖，通常以參考100指示，也可被用來提供直流電源給一發光二極體型燈。架構發光二極體驅動電路100以接收交流輸入電源，Vin，跨於輸入端J1及J2其輸入電源Vin可以是任何適當的交流電源例如，當地可獲得之輸電電源，通常在北美可得之120伏特60赫茲電源或是在許多歐洲國家可得之230伏特50赫茲電源，或是其 他適合的交流電源。交流輸入電源Vin被轉換為直流電源，以、表示，藉由一橋式二極體BR1，其一橋式輸入130透過一串連接的保險絲F1連接到交流輸入端J1以及其他橋式輸入132透過一串連接電感L1連接到另一個交流輸入端J2。保險絲F1保護發光二極體驅動電路100避免過多電流。一金屬氧化物壓敏電阻RV1耦合跨越橋式輸入130及132保護例如橋式二極體BR1之電路以防輸入電源浪湧而可能損害發光二極體驅動電路100。電感L1被用來減少電磁干擾射出。更多的電磁干擾減少可被一連接跨於直流電源、之濾波電容C1透過一侵入電流保護或限制電路104所提供。侵入電流保護電路104連接濾波電容C1之一側至並且包括一金屬氧化半導體場效電晶體(MOSFET)M1B串連耦合電阻R1以限制浪湧電流至一安全量。金屬氧化半導體場效電晶體M1B之閘極電壓由包括電阻R18、雙極性接面電晶體(BJT)Q4、及電阻R10之一電路控制，金屬氧化半導體場效電晶體M1B之閘極連接到雙極性接面電晶體Q4之集極並且經過電阻R10連接到一控制電壓Vcc。雙極性接面電晶體Q4之基極連接至金屬氧化半導體場效電晶體M1B之源極並且連接至。
發光二極體驅動電流藉由一包括一能量儲存電感T1A之一提升式切換調節器所調節，該能量儲存電感T1A串聯耦合一飛輪二極體D1及一耦合至該電感T1A之提升切換器金屬氧化半導體場效電晶體M1A至電路公 共端134。發光二極體驅動電路100提供跨過J3及J4端之直流電源並且驅動電源藉由一平行跨過端點J3及J4之濾波電容C3所穩定。當一負載連接跨過端點J3及J4因而完成此電路，一直流電流將流出端點J3，經過負載，並且流回進入端點J4。使用標準電流極性協定，正電流定義為其流向為電子流的相反方向，在此所用的是流出端點J3的電流是直流供應電流Is並且流入端點J4的電流是直流回歸電流IR。在某些實施例該負載連接跨過直流電源端點J3及J4包括一適當的發光二極體燈組具(未顯示)。當負載包括一發光二極體燈，直流供應電流Is在此指的是一發光二極體供應電流，並且直流回歸電流指的是一發光二極體回歸電流。另一方面，其他負載形式需要一已調節直流電源可能也是有益地連接跨過端點J3及J4。流入端點J4的直流回歸電流IR在回到橋式二極體BR1前流過電路公共端134至一電流感應電路108。直流回歸電流IR在電流感應電路108中藉由一對電阻R2及R2A轉換為一成比例電壓，其電阻R2及R2A視為感應電阻，並且彼此並聯連接。一二極體VR1並聯耦合感應電阻R2及R2A以對感應電阻R2及R2A提供電壓保護。在某些實施例中，其需要使用一較低瓦特數之發光二極體燈組具，僅一感應電阻R2可被使用且另一感應電阻R2A可被移除。
一自振盪切換控制電路106供應一切換驅動信號110至提升切換器M1A之閘極。切換驅動信號110由一包括一對互補式雙極性接面電晶體Q3A及Q3B之一 緩衝電路所產生。n-p-n電晶體Q3A顯示其連接介於控制電壓Vcc及切換控制信號110且p-n-p電晶體Q3B顯示其連接介於切換控制信號110及電路公共端134。控制電流透過一電阻R11應用至電晶體Q3A及電晶體Q3B之基極。一設定點112由包括電阻R6及R15之一電阻分壓網路所產生並且一互補式電晶體Q18在控制電壓Vcc及在之負直流電壓之間串聯耦合。互補式電晶體Q18串聯耦合電阻分壓器R6，R15以補償跨在電晶體Q1A的二極體壓差。
在的輸入電壓被包括在經過電阻R16之設定點112以改善發光二極體驅動電路100之總諧波失真。一包括雙極性接面電晶體Q1A，電阻R13，以及電阻R7之總電路結合隨著在電路節點118之感應電阻電壓118之設定點112，以在電路節點116產生一切換控制訊號。感應電阻電壓118藉由發光二極體回歸電流IR流經感應電路108而產生。一閉鎖電路藉由一對電晶體Q2A及Q2B形成，其分別透過電阻R9及R10由控制電壓Vcc接收它們的集極電壓，且其用來鎖住切換控制信號116。在電路節點114之閉鎖切換信號隨後透過電阻R11被提供至緩衝電晶體Q3A及Q3B。結合設置點112及透過電阻R17之控制信號110維持切換控制電路106之自振盪行為。過電壓保護藉由透過串聯電阻R8之一對齊納二極體Z1及Z2耦合切換控制信號116至在端點J3之驅動器輸出。
控制電壓Vcc藉由一電荷幫浦電路120在正 常操作期間產生，電荷幫浦電路120包括兩個電容C4及C2，一對串聯二極體D3及D4以及電阻R5。電荷幫浦電路120從一磁性耦合至提升電感T1A之二次側繞阻T1B接收電源。一齊納二極體Z3維持控制電壓Vcc在一穩定水準。當發光二極體驅動器電路100啟動，在電荷幫浦電路120開始供應控制電壓Vcc之前有一時間週期。於此啟始相時一啟始電路122被包含以提供啟始控制電壓Vcc直到電荷幫浦電路120接管。一金屬氧化半導體場效電晶體M2經由串連連接電阻R4及R4A接收一閘極電壓並且允許在端點J3之直流驅動電源流經電阻R3至控制電壓Vcc。一旦控制電壓Vcc達到它的需要位準，場效電晶體M2關閉並且控制電壓Vcc由電荷幫浦電路120提供。
在許多發光二極體應用或其他直流驅動器應用中，它需要有對於例如一冷卻裝置之額外特徵之驅動器提供補充電源，冷卻裝置可被使用以控制一發光二極體燈之溫度。在表示於圖一之範例發光二極體驅動電路100，一變壓器繞組T1A被用來當做提升能量儲存元件以及一二次側繞組T1B被用來提供電源至切換控制電路106。在此架構該變壓器繞組T1A，其於此範例被指為一提升電感，同時也做為一電磁干擾濾波器。補充電源藉由增加一磁性耦合至該提升電感T1A之第三繞組T1C而獲得。然而增加一第三繞組T1C，其表示於跨過端點J5及J6，提供電源給一冷卻系統或其他負載，可以改變提升電感T1A之特性使得電磁干擾濾波器頻寬改變，其會不利地影響提 升電感T1A之電磁干擾濾波特性。
現在請看圖2，圖示描述在一使用一提升型式拓撲電路之發光二極體驅動器以提供補充電源之實施例，提升型式拓撲電路例如是顯示在圖1之範例發光二極體驅動器電路100並且已描述如上。在此範例中，發光二極體供應電流Is流經飛輪二極體D1及端點J3至發光二極體燈組具204。發光二極體回歸電流IR從發光二極體燈組204經過電流感應電路108流過端點J4回到發光二極體驅動器電路(未顯示)。一切換器214被放置與發光二極體回歸電流IR串聯放置，因而當切換器214開路時發光二極體回歸電流IR被轉向經過一補充電源供應器或是電路222並且當切換器214閉合時發光二極體回歸電流IR繞過該補充電源電路222並且直接地流回到發光二極體驅動器電路。參考圖1，發光二極體回歸電流IR通過電流感應電路108。
切換器214可以是半導體或是機械切換器的任何適當型式，可以有效率地依所需切換發光二極體回歸電流IR去調節傳遞至補充電源電路222之電源。一補充電源控制電路220透過一電壓感應信號208監視補充電源電路222並且提供一切換控制信號218來開路及閉合切換器214。切換控制信號218交替著開啟及關閉使得補充供應電壓228維持在一個通常常數位準。另一方面，切換控制信號218可以被改造以維持在任何包括變化位準之所需位準之補充供應電壓228。控制電壓Vcc，其在一實施例 可以只是一低位準控制電壓，由補充電源控制電路220接收並且迴流到電流感應電路108。在某些實施例，使用補充供應電壓228以提供控制電壓Vcc是有利的。圖2表示這些已揭露的補充電源產生方法及裝置如何可被應用到一提升型發光二極體驅動器電路；然而熟悉此技藝人士在不脫離本揭露實施例的精神及範圍將可認知此揭露方法及電路可被應用在發光二極體驅動器電路或其他直流驅動器電路的任何型式。
圖3表示一電路之一實施例之一結構圖，通常由數字300指示，在一發光二極體驅動器電路提供補充電源，例如是圖1的發光二極體驅動器電路100，或是直流電流驅動器之其他型式併入目前之揭露書方面。在本範例中，一補充電源切換器Q100被與在電路節點312接收之回歸電流IR串聯放置，因而當補充電源切換器Q100開啟時，回歸電流IR通過補充電源切換器Q100並且在電路節點302離開且其回流到一直流驅動器電路(未顯示)，例如是顯示在圖1之範例發光二極體驅動器電路100。在描述在圖3之範例電路，描述補充電源切換器Q100為一N通道金屬氧化半導體場效電晶體，然而在所需頻率能夠切換回歸電流IR之任何半導體或機械切換器之適合型式也可被有利地使用。一補充電源控制電路306提供一切換信號310以控制補充電源切換器Q100以使直流回歸電流IR被選擇性地改向流進一補充電源電路304或被允許以繞過補充電源電路304。當補充電源切換器Q100被開路，發 光二極體回歸電流IR被轉向流入與補充切換器Q100並聯連接之補充電源電路304，其一對高容量電解電容C101及C102與補充供應電壓VS並聯連接以使其可以維持及穩定補充電壓Vs。一低值濾波電容C103也與補充電壓Vs並聯連接並且提供高頻電壓變動濾波。一二極體D101其陽極連接至補充電源切換器Q100之汲極並且其陰極連接至補充電壓Vs之正端，以避免當切換器Q100開路時補充電壓透過切換器Q100放電。在此方式開路切換器Q100使得回歸電流繞過補充電源電路304或是供應而沒有放電補充供應電壓。在一實施例，齊納二極體D102其陽極連接補充電壓Vs的負端並且它的陰極連接到補充電壓Vs的正端因而保護補充供應電容C101及C102免於負電壓。輸出電壓Vs可藉由選擇性地關閉及開啟補充電源切換器Q100而被調節因此直流回歸電流IR被轉向而去充電電容C101及C102或是允許去個別地繞過補充電源電路304。
補充電源控制電路306監視產生跨在補充電源電路304之電容C101、C102之補充電壓Vs並且產生一切換控制訊號310以調節補充電壓Vs於一通常常數位準。一從任何合適來源之控制電壓Vcc藉由控制電路306被接收，例如，控制電壓Vcc由描述於圖1之範例直流驅動器電路100所產生並且描述如上。串聯連接之電阻R101及R105被耦合介於控制電壓Vcc及電路公共端316，電路公共端316有中間節點310連接至金屬氧化半 導體場效電晶體Q100之閘極以提供一電流路徑給切換信號310。一非反相磁滯比較器電路由運算放大器(op-amp)U1A及回授電阻R106所構成並且運算放大器U1A從控制電壓Vcc接收自身的運算電源。產生一參考電壓在介於控制電壓Vcc及電路公共端316之間耦合的串聯連接的電阻R101及電容104的中間節點314並且被應用至運算放大器U1A之反相輸入端。一齊納二極體D103並聯耦合於電容C104。補充電壓Vs由包括在介於補充電壓Vs及電路公共端316之間耦合的電阻R103及R104之電阻分壓器網路所感應，使得在電路節點308產生一回授電壓。藉由應用在電路節點308之回授電壓至運算放大器U1A之非反相輸入端，當補充電壓Vs分別地降至低於或升至高於由參考電壓314所決定之一所需值，切換信號310將被啟動或關閉。
一在直流驅動器提升電感上之二次繞組之用途，例如在圖1所描述之繞組T1C，其磁性地耦合至能量儲存電感T1A，可能會增加高於政府規範當局所允許的電磁干擾發射。一補充電源來源耦合至一直流驅動器，例如圖1的發光二極體驅動電路100，藉由將一補充電源切換器Q100與直流回歸電流IR串聯置放因而發光二極體回歸電流IR可被選擇性地轉向進入一補充電源電路222、306如描述於圖2及3並且已於上述描述，其可以在不增加規範限制上限之電磁干擾發射下提供補充電源。例如在那些圖3及4描述的之補充電源電路並且如上描述可使用以供 電給一冷卻裝置例如一合成噴流冷卻元件或是可以被使用以供電給智能控制或是監控電路或其他所需功能。
圖4描述當耦合至一例如圖1之發光二極體驅動電路100之範例直流驅動器時一由在圖3描述之補充電源供應器300產生之電磁干擾發射圖，圖表400畫出電磁干擾發射404於分貝-微伏對頻率-赫茲對比於一政府標準402，如所知之15部B等級，其由一美利堅合眾國聯邦政府之一獨立機構聯邦通信委員會所發布。如在圖表400可見，電磁干擾發射404由範例補充電源供應器300所產生，其維持在聯邦通信委員會所設定限制之整個從15萬赫茲至3千萬赫茲之頻譜以下。
除了符合規範限制，揭露的範例補充電源供應器300於一直流發光二極體驅動器產生令人滿意的性能特性。表1提供部分操作值給一範例提升型發光二極體驅動器，其包括一耦合至如圖3所示之發光二極體回歸電流IR之補充供應器300。表1之範例驅動器之補充供應器被用來驅動一被使用來冷卻發光二極體燈之合成噴流冷卻裝置。發光二極體驅動器接收交流電源(電源輸入，Power In)23.96瓦特於119.98伏特(Vin)均方根值(rms)及0.203安培(Iin)均方根值。發光二極體驅動器提供一具有15.9%之低總諧波失真(THD)之0.985之高功率因數(PF In)。發光二極體驅動器產生直流電源(電源輸出，Power Out)21.98瓦特於191.04伏特(直流電壓輸出，Vdc Out)及114.52微安培(直流電源輸出，Idc Out)達成91.7%之效率 (Efficiency)。使用一合成噴流冷卻元件以冷卻一發光二極體燈之優點可見於表2。第一列提供在一標準發光二極體燈開啟後5分鐘之燈之量測值以及第二列提供在相同之發光二極體燈開啟後10分鐘之燈之量測值。燈所使用的電流增加30毫安培造成功率使用從23.8瓦特至23.9瓦特之微幅增加同時燈輸出維持穩定如所示流明(Lumen)、X色(Xcolor)、Y色(Ycolor)及色溫(CCT)之量測。
圖5描述一在一直流電流驅動器中產生一補充電壓之一範例方法之一實施例包括本揭露書方面。範例方法可以和一種例如是描述在圖1之範例發光二極體驅動電路之各種直流電流驅動器電路所使用。方法包括使用圖1之發光二極體驅動電路100以於502產生直流供應電流Is及直流回歸電流IR。直流供應電流Is可被使用以驅動一發光二極體燈組具或是其他需要一通常常數直流電流之負載，以及從負載流回直流驅動電路之電流而在此指的是直流回歸電流IR。一切換器，例如是圖2的切換器214，被放置於504與直流回歸電流IR串聯並且可以具優勢地放置於負載及直流電流驅動器之間因而直流回歸電流IR流經切換器214。一補充電源供應器，例如是圖2的電源供 應器222，於506並與切換器214並聯耦合因而於508開路切換器214使得直流回歸電流IR在它回到直流電流驅動器之前被轉向流經補充電源供應器222。於510關閉切換器214使得直流回歸電流IR繞過補充電源供應器222並且直接地回到直流驅動器。當切換器214開啟於508時直流回歸電流IR轉向經過補充電源供應器222，其可隨後被使用於512提供一補充供應電壓給其他電路或元件使用。舉例而言當範例方法500被使用在一發光二極體驅動器電路100，例如圖1所示，補充供應電壓可被使用以適當供電給一合成噴流冷卻元件以降低發光二極體燈之溫度。在某些實施例需要去使用一二極體以防止當切換器214於510閉合時，所提供的補充供應電壓放電。在一實施例，這可藉由在介於切換器214的正端以及所提供的補充供應電壓之正端放置一二極體達成，例如是圖2的二極體D1(其在某些實施例是一N通道金屬氧化半導體場效電晶體之汲極)。在某些應用需要使用直流供應電流Is及直流回歸電流IR以供電給一發光二極體燈。在這些實施例提供直流供應電流Is至一發光二極體燈組具並且從發光二極體燈組具回歸之電流為發光二極體回歸電流IR。
因此，已被顯示並且指出之如應用至其範例實施例之發明之基本新特徵，所述之裝置和方法之形式及細節和其操作之各種省略、替換及改變，可被所屬領域技術人士在不脫離本發明之精神及範圍內理解。此外，明確地預期那些元件之全部結合，在本發明範圍內，將以實質 上相同方式執行實質上相同之功能以達成相同結果。此外，將被理解的是結構及/和顯示之元件及/或與本發明之任何揭露形式或實施例連結之描述可被併入任何其他揭露或描述或建議形式或實施例作為設計選項之一通常事項。因而，於此目的，僅被如在此所附之所指出之權利範圍限制。

Claims (15)

  1. 一種直流電流驅動器，包括：一直流電流驅動電路(100)，架構以提供一直流供應電流(Is)及接收一直流回歸電流(IR)；一切換器(214)串聯耦合該直流回歸電流(IR)；以及一補充電源供應器(222)並聯耦合該切換器(214)並且架構以提供一補充電壓(228)，其中開路該切換器(214)以使該直流回歸電流(IR)轉向流經該補充電源供應器(222)並且閉合該切換器(214)使得該直流回歸電流(IR)繞過該補充電源供應器(222)。
  2. 如請求項1所述之直流電流驅動器，其中該補充電源供應器(222)包括一耦合至該補充電源供應器(222)之控制電路(220)，該控制電路(220)架構來開路及閉合該切換器(214)以維持該補充電壓(228)於一所需位準。
  3. 如請求項2所述之直流電流驅動器，其中該控制電路(220)架構以維持該補充電壓(228)於通常恆定位準。
  4. 如請求項1所述之直流電流驅動器，其中該補充電源供應器(222)包括一電容(101、102)，其架構以接收轉向之該直流回歸電流(IR)並且該電容之電壓保持成與該補充電壓(228)成比例。
  5. 如請求項4所述之直流電流驅動器，其中該補充電源供應器(222)包括一串聯連接該電容之二極體(D1)，其中架構該二極體(D1)，當該切換器(214)開路時准許該直流回歸電流(IR)向該電容(101、102)充電以及當該切換器(214)閉合時以防止該電容經由該切換器(214)放電。
  6. 如請求項1所述之直流電流驅動器，其中該直流電流驅動電路(100)包括升壓型切換調節器，其架構以維持該直流供應電流(IS)於通常恆定位準。
  7. 如請求項1所述之直流電流驅動器，其中該直流供應電流(IS)包括一發光二極體供應電流，且該直流回歸電流包括一發光二極體回歸電流(IR)。
  8. 如請求項1所述之直流電流驅動器，更包括一與該切換器(214)串聯耦合之電流感應電路(108)，並且該直流感應電路被架構以提供與該直流回歸電流(IR)之量相關之電流感應電壓。
  9. 一種發光二極體發光裝置，包括：一發光二極體燈，其包括一或更多之發光二極體；如請求項1至8中任一項所述之直流電流驅動器；一驅動器電路，其耦合至該發光二極體燈並且架構以提供一發光二極體供應電流至該發光二極體燈並且從該發光二極體燈接收一發光二極體回歸電流；一切換器，其串聯耦合該發光二極體回歸電流；以及一補充電源供應器(222)，其架構以接收該發光二極體回歸電流並且產生一補充電壓，其中該補充電壓被架構以提供電源給負載，其中開路該切換器以使該發光二極體回歸電流流經該補充電源供應電路(222)並且閉合該切換器使得該發光二極體回歸電流繞過該補充電源供應電路(222)。
  10. 如請求項9所述之發光二極體發光裝置，包括一電性耦合至該補充電源供應器(222)之冷卻裝置，其中該冷卻裝置為一合成噴流冷卻裝置。
  11. 一種在直流電流驅動器中提供補充電壓之方法，該方法包括下列步驟：使用該直流電流驅動器(100)產生直流供應電流(IS)；使用該直流電流驅動器(100)接收一直流回歸電流(IR)；開路與該直流回歸電流(IR)串聯之切換器(214)以使該直流回歸電流轉向流經補充電源供應器電路(222)；閉合該切換器(214)使得該直流回歸電流(IR)繞過該補充電源供應器電路(222)；並且使用該補充電源供應器電路(222)以從該直流回歸電流(IR)產生一補充電壓(228)。
  12. 如請求項11所述之方法，其中一二極體(D1)被使用來預防該補充電壓(228)經由該切換器(214)放電。
  13. 如請求項11所述之方法，更包括步驟：監視該補充電壓(228)且開路及閉合該切換器(214)以維持該補充電壓(228)於通常恆定位準。
  14. 如請求項11所述之方法，包括步驟：提供該直流供應電流至一發光二極體燈並且從該發光二極體燈接收該直流回歸電流(IR)。
  15. 如請求項11所述之方法，其中產生該直流供應電流(IS)包括使用升壓型切換調節器以產生該直流供應電流(IS)並且接收該直流回歸電流(IR)包括使用升壓型切換調節器以接收該直流回歸電流(IR)。
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