[发明专利]LED调光控制中改进的线性度

说明书

背景技术

技术领域

本发明涉及发光二极管(LEDs)、调光控制、回扫(flyback)控制器、和功率因子校正。

相关技术描述

冷阴极荧光灯长久以来用在办公室中，并且已经在家庭中获得广泛使用。与白炽灯相比，它们的每瓦流明可以非常高，节省了能量。但是，它们会需要高压交流逆变器(AC inverter)并且会包含有毒的汞。

与冷阴极荧光灯相当，发光二极管(LEDs)现在也能够提供每瓦高的光输出。而且，与冷阴极荧光灯不同，它们可以不要求高的电压和通常不包含汞。

但是，从通常可获得的110V交流线电流驱动LED可以是有争论的。与白炽灯不同，例如，LED的光强可以与传送通过LED的电流成比例，而不是与施加到LED两端的电压的大小成比例。由此，可以需要电路来将线电压变换成为恒定电流。另外可以期望将该电路构造成使得其可以从传统的调光控制的输出来驱动LED，比如使用双向三极管开关(triac)的调光控制。

一种措施是使用回扫变换器(converter)将调光控制的输出转换成为恒定电流。但是，调光控制的设定中的变化不会使LED的光强以相应地线性的方式变化。而且，人类大脑感知到的光强变化的非线性方式会使该线性度的缺失变得明显。

发明内容

一种回扫控制器，其可以产生用于控制输入电流到回扫变换器中的变压器的初级绕组的传送的开关信号，所述回扫变换器具有在所述变压器中的次级绕组并且由来自调光控制的AC(交流)输出驱动，所述AC输出基于调光控制的设定在一定相位角处被斩波。该回扫控制器被构造成：产生具有占空比的开关信号，该开关信号使所述变压器的所述次级绕组中的平均输出电流处于大体上恒定而可控的水平。该回扫控制器可以包括跟踪输入，该输入构造用以接收表示所述调光控制的输出的瞬时幅值的调光输出跟踪信号。该回扫控制器可以包括均值电路，该电路构造用以计算调光输出跟踪信号的平均值以产生表示调光输出跟踪信号的时间平均值的平均调光输出信号。该回扫控制器可以构造成当相位角超过阈值时，使变压器的次级绕组中的平均输出电流作为平均调光输出信号的函数而变化。

一种回扫控制器，其可以产生用于控制输入电流到回扫变换器的变压器的初级绕组的传送的开关信号，该回扫变换器连接到一个或多个LED并且由来自调光控制的AC输出驱动，该AC输出基于调光控制的设定在一定相位角处被斩波。该回扫控制器构造成产生具有占空比的开关信号，当相位角超过阈值时，该开关信号使由一个或多个LED产生的光的亮度水平变化对于人眼表现为比如果所述亮度水平实际地以作为相位角的线性函数的方式变化时更为线性化的相位角的函数。

根据下面对于说明性实施方式、附图和权利要求的详细说明的审阅，这些以及其它的部件、步骤、特性、目标、益处和优点将变得清楚。

附图简述

附图公开了说明性的实施方式。它们并未提出全部实施方式。另外或者替代地，可以使用其它的实施方式。可以省略清楚明了的细节或者不需要的细节，以节省篇幅或者以便更为有效地说明。相反，一些实施方式的实施不必须具有所公开的全部细节。当相同的附图标记出现在不同的图中时，意图指示相同的或者类似的部件或者步骤。

图1是由调光控制和回扫控制器供电的LED电路的框图。

图2示出了来自调光控制的斩波的AC输出。

图3示出了包括回扫控制器的回扫变换器的一部分，所述回扫变换器包括输出电流监测电路。

图4示出了可在包含图3中所示的电路的回扫控制器的运行期间发现的所选波形。

图5示出了图3中所示的回扫变换器的一部分，被构造成调节所期望的峰值输入电流以实行功率因子校正。

图6示出了图5中所示的电路可以提供的作为斩波的AC电压的相位角的函数的功率因子校正。

图7示出了图5中所示的电路可以提供的作为回扫变换器的输出电压的函数的功率因子校正。

图8示出了图5中所示的回扫变换器的一部分，被构造成调节期望的平均峰值输入电流以实行功率因子校正。

图9示出了电流纹波消减电路。

图10示出了可以用在回扫变换器中的回扫控制器的一部分，所述回扫变换器受调光控制驱动以提高调光控制的设定的变化与来自受回扫变换器驱动的一个或多个LED的光的强度的相应变化之间的可感知的线性度。

图11是作为针对各种回扫变换器设计的调光控制设定的函数的输出电流的曲线图。