[发明专利]用于驱动负载特别是LED单元的驱动器设备和驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于驱动负载尤其是包括一个或多个LED的LED单元的驱动器设备和对应的驱动方法。此外，本发明涉及灯装置。

背景技术

在用于离线应用(诸如改型灯)的LED驱动器领域，需要解决方案以应对高效率、高功率密度、长寿命、高功率因子和低成本以及其他相关特征。虽然实践中所有已有解决方案折中考虑了一个或另一个需要，但是关键的是所提出的驱动器电路在保持遵守现有和将来的市电功率规范的同时，将市电功率适当地调节为LED需要的形式。保证最大的可感知光闪烁(优选是零)是至关重要的。

典型地，采用两个串联连接的功率级，以在整个市电周期(或供电周期，即市电电压或供电电压的周期)中保持输出功率恒定的同时获得高功率因子。已知的还有具有单个功率转换级的转换器，其通过集成在不连续导通模式下操作的升压转换器来允许高功率因子(HPF)。

对于一些改型LED驱动器产品，与相切调光器相兼容是所期望的，然而相切调光器被设计用于驱动大得多的、包括电阻和／或电抗部件(特别是R、RL、C或RLC部件)的负载。许多这种调光器是双线式的。

使低功率LED灯模块(在本文中也称作LED单元)具有最大调光器兼容性涉及几个问题，其主要与灯和调光器之间的额定功率失配有关。这种问题包括例如，为调光器使用的晶闸管(thyristor)或双向可控硅(triacs)提供有效的保持电流，或者处理可能导致不可控闪烁的、在典型的调光器电路的LF滤波器元件之间的、不可避免的震荡。

现有的解决方案(如果真的可用)，典型地显示增加的损耗，诸如有在这种驱动器设备中经常使用的已知泄放电路(参见例如JP2010-2122678)，并且还需要几种无源的和／或半导体元件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于驱动负载特别是包括一个或多个LED的LED单元的驱动器设备和相应的驱动方法，从而特别地提供高效率、长的寿命和低的成本。进一步，所提出的驱动器设备和方法应符合大范围的相切调光器。

进一步地，本发明的目的是提供一种相应的灯装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种驱动器设备，包括

-功率输入端子，用于从外部功率供给接收周期供电电压，所述外部功率供给潜在地包括用于对所述周期供电电压进行调光的调光器，

-功率输出端子，用于提供驱动电压和／或驱动电流以驱动负载，

-功率级，耦合于功率输入端子和功率输出端子之间用于控制从所述功率输入端子接收的输入电流以在第一模式下从所述外部功率供给汲取高功率或者在第二模式下从所述外部功率供给汲取低功率或者不汲取功率，所述高功率大于驱动所述负载所需的功率以及所述低功率小于驱动所述负载所需的功率，其中所述功率级控制所述输入电流处于所述第二模式下仅持续所述供电电压的多个后续半个周期时段的一定百分比的半个周期时段，并且用于在所述第一模式下向所述功率输出端子提供所述驱动电压和／或驱动电流。

-能量存储单元，耦合于所述功率级以便在所述第一模式下存储在所述功率输入端子处提供的电能量，以及用于在所述第二模式下经由所述功率输出端子向所述负载提供所存储的电能量。

根据本发明的另一方面，提供了一种相应的驱动方法。

根据本发明的又一方面，提供了一种灯装置，包括灯组件，其包括一个或多个灯单元，特别地包括一个或多个LED；以及根据本发明所提供的驱动器设备，用于驱动所述灯组件。

本发明的优选实施例在从属权利要求中进行限定。应理解，所请求的方法具有与所请求的设备以及在从属权利要求中所限定的类似和／或相同的优选实施例。

为了符合大范围的(通常已知且广泛使用的)调光器，特别是相切调光器，提出了低功率驱动器设备的功率级在以下两种模式的任意之一下运行：在第一模式(也称为模式I)下，它类似于如白炽灯(例如40W)一样大的恒定负载；在第二模式(也称为模式2)功率级处于断开状态并且形成高欧姆的负载或者开路(open)。这些功率级因此控制到驱动器设备的输入电流以优选地在供电电压的零交叉处或者接近零交叉处在这两个模式之间进行切换。