[发明专利]高效率低功率电容器充电DC驱动器

说明书

背景技术

本公开涉及低功率DC照明装置和DC驱动器设备。低功率DC照明装置正在变得越来越流行。例如，发光二极管(LED)和有机LED(OLED)在需要单数位(single-digit)瓦数光输出的应用中日益流行。迄今为止，用于从AC电源为此类光源供电的驱动器电路通常包括多个功率转换级并且无法提供良好的功率效率。尝试通过电容器充电和受控半波整流提高效率已证实难以控制。因此，随着低功率DC驱动照明装置的持续激增，需要改进的低成本、低功率、高效率驱动器，以将AC输入功率转换成DC功率。

发明内容

提供一种高效率低功率DC驱动器设备为光源供电。该驱动器设备具有用于连接到AC电源的输入端子，以及具有在输入端子之间串联耦合的第一电容和第二电容的电容分压器电路，以在中间节点提供减小或分开的AC输出。整流器接收并整流分开的AC输出以便以低于10瓦特的功率级提供DC输出，并且一个或多个光源经由驱动器输出端子与DC输出耦合。该驱动器包括与光源耦合的线性调节器，以在整流器的DC输出节点之间形成串联电路，其中线性调节器调节流经该串联电路的驱动电流。

在一些实施例中，线性调节器包括场效应晶体管(例如具有在串联电路中耦合的漏极端子及源极端子以及控制驱动电流的栅极端子的MOSFET)，以及在串联电路中耦合的感测电阻和运算放大器电路，运算放大器电路具有耦合以感测跨过感测电阻的电压的输入和控制FET栅极电压以调节流经该串联电路的驱动电流的输出。

在其它实施例中，线性调节器包括三端子电压调节器装置，该装置具有与DC输出节点之一耦合的输入端子，与驱动器输出端子之一耦合的输出端子以及调整端子。第一电阻在输出端子与调整端子之间耦合，而第二电阻在调整端子与驱动器输出端子的另一个之间耦合，其中三端子调节器调节驱动器输出端子之间的电压以调节向光源提供的驱动电流。

在一些实施例中，线性调节器可调整以便对照明装置调光(dimming)和/或可通过控制驱动电流上升时间提供软起动。在一些实施例中，设置电容分压器的电容比以使得线性调节器仅在照明装置的起动期间和/或为了照明装置的调光操作时才进行调节以促进高效操作。此外，在一些实施例中，线性调节器是非开关式调节器，以避免过量EMI或RFI发射而无需额外组件。

附图说明

在以下详细描述和附图中提出一个或多个示范实施例，附图包括：

图1是示出示范低功率高效率DC光源驱动器的示意图，它具有与被驱动光源形成串联电路的电容分压器、整流器和线性调节器；

图2是示出一个驱动器实施例的示意图，其中线性调节器包括运算放大器电路和n沟道MOSFET，通过可选调光和软起动电路调节光源驱动电流；

图3是示出图2的调节器中的运算放大器电路参考的一种实现的局部示意图；

图4是示出不具备软起动或调光的图1的驱动器中作为时间的函数的驱动电流的示图；

图5是示出具备软起动和调光的图1的驱动器中作为时间的函数的驱动电流的示图；

图6是示出具备软起动的图1的驱动器中作为时间的函数的驱动电流的示图；以及

图7是示出带有线性调节器的另一个驱动器实施例的示意图，其中线性调节器包括具有可选调光控制的三端子电压调节器。

具体实施方式

现在参照附图，其中相似参考标号通篇用于表示相似元件，并且其中多种特征不一定按规定比例绘制。图1-3示出用于为一个或多个照明装置108(例如LED、OLEDS等)供电的高效率、低功率AC线电压到DC驱动器设备100的实施例。驱动器100包括具有可耦合到单相或多相AC电源102的第一输入端子和第二输入端子104a和104b的输入104，例如所示示例中的标准单相120VAC(RMS)功率连接(可提供未示出的更多输入端子用于多相输入连接)。输入104连接到电容分压器电路110，它具有在端子104a与104b之间的串联分支中耦合的第一电容和第二电容C1和C2(图2)，以形成在中间节点112a提供减小(分开)的AC输出的电容分压器。第一分压器电容C1作为电荷泵电容器操作，具有将电流限制在整流全桥二极管网络120中的Xc。C2用于对输入电流信号进行平滑并且还在瞬变期间提供电容分压器网络以降低输入浪涌电压尖峰而无需额外的瞬变抑制电路。在某些实施例中，C1/C2的比例大于2，例如在图2的实施例中比例为三。