[发明专利]用于驱动包括并联回扫转换器级的发光二极管(LED)的方法和装置

说明书

技术领域

本发明一般地涉及用于驱动LED的功率控制。更具体而言，这里公开的各种发明方法和装置涉及用于包括并联回扫转换器的LED的驱动器。

背景技术

数字照明技术、即基于半导体光源如发光二极管(LED)的照射赋予一种对传统荧光、HID和白炽灯的可行替代。LED的功能优点和益处包括高能量转换和光学效率、耐用性、更低操作成本以及许多其它优点和益处。LED技术的近来发展已经提供在许多应用中实现多种照明效果的高效和鲁棒全谱照明源。例如如在第6,016,038和6,211,626号美国专利中具体讨论的那样，实现这些源的灯具中的一些灯具以照明模块以及处理器为特征，该照明模块包括能够产生不同颜色、例如红色、绿色和蓝色的一个或者多个LED，该处理器用于独立控制LED的输出以便生成多种颜色和变色照明效果。

回扫转换器可以用于在驱动光源、比如LED时的交流到直流(AC/DC)转换。一种已知的回扫转换器包括回扫变压器、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和缓冲器(snubber)电路。针对更大输出功率要求，已知的回扫转换器需要具有更大电压和电流额定值的MOSFET。更高电压和电流额定值并且因此更高功率额定值产生具有更大门电容的MOSFET。这样的晶体管比较地昂贵。另外，高电流MOSFET必须由具有同等高功率要求的电路驱动。另外，比较高的栅极电容难以驱动。在其它实际缺点中，高功率MOSFET和所需驱动器电路相当昂贵。

另外，具有比较低的漏电感有益于回扫转换器的回扫变压器。随着回扫转换器的功率要求增加，回扫变压器的总尺寸增加，并且维持低漏电感(如果并非不可能的话)也更困难。此外，在其它弊端中，用于具有增加的功率操纵能力的回扫转换器的回扫变压器比较昂贵以及物理上比较大。因此，高功率回扫变压器除了它们的成本之外还需要附加空间。

最后，除了用于在比较高功率应用中的已知回扫转换器的弊端之外，在这样的回扫转换器中使用高功率MOSFET和比较大的回扫变压器在比较低的功率要求时造成不良性能。注意这样的已知回扫转换器的总性能、输入功率因子(PF)、总谐波失真(THD)和效率在更低功率/更轻负载要求时下降。这主要归因于在高功率MOSFET的增加的切换损耗。

因此，本领域需要提供一种运用在比较宽的功率范围内向LED提供DC功率的回扫AC/DC转换器电路而又至少克服上文描述的已知回扫AC/DC转换器的缺陷的驱动器。

发明内容

本公开内容涉及包括用于驱动光源(例如LED)的并联AC/DC回扫转换器的发明方法和装置。例如，本公开内容的方法和装置有益地提供高输出功率并且又可从比较低的输出功率升级到比较高的输出功率而又在比较宽的输出功率范围内提供比较高的性能。有益地，方法和装置需要比较低功率的MOSFET和比较小的回扫变压器。可以通过有选择地启用恰当数目的并联回扫AC/DC转换器级来实现所需输出功率以满足输出功率的需求。

一般而言，在一个方面中，公开一种用于驱动光源的装置。该装置包括：第一回扫AC/DC转换器级，包括第一开关、第一开关控制器和比较器；以及第二回扫AC/DC转换器级，包括第二开关和第二开关控制器，第二回扫AC/DC转换器级与第一回扫AC/DC转换器级并联电连接。

一般而言，在另一方面中，公开一种驱动光源的方法。该方法包括：：感测第一回扫AC/DC转换器级中的感测电阻器之上的电压；比较电压与阈值电压；如果电压大于阈值电压则启用第二回扫AC/DC转换器级。

在一些实施例中，该装置包括：第三回扫AC/DC转换器，包括第三开关和第三开关控制器。第三回扫AC/DC转换器与第一回扫AC/DC转换器和第二回扫AC/DC转换器并联电连接。该装置还可以包括：第四回扫AC/DC转换器，包括第四开关和第四开关控制器。第四回扫AC/DC转换器与第一回扫AC/DC转换器、第二回扫AC/DC转换器和第三回扫AC/DC转换器并联电连接。

在一个实施例中，该方法包括：如果在启用第二回扫AC/DC转换器级之后电压大于阈值电压则启用第三回扫AC/DC转换器级。

在一个实施例中，该方法包括：如果在启用第三回扫AC/DC转换器级之后电压大于阈值电压则启用第四回扫AC/DC转换器级。

在一个实施例中，该方法包括：如果电压少于阈值电压则未启用第二级。

在一个实施例中，该方法包括：在启用第四回扫AC/DC转换器级之后感测该感测电阻器之上的电压，并且如果电压少于阈值电压则禁用第四回扫AC/DC转换器级。