[发明专利]用于固态光源的谐振驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及电子设备，并且更特别地涉及用于固态光源的驱动器。

背景技术

诸如发光二极管（LED）等等的高亮度固态光源的发展已经导致在各种照明应用和装置中使用这样的设备。通常，使用固态光源的灯或器具以与使用白炽光源或气体放电光源的灯或器具基本上不同的方式操作。在操作方面的主要差别是具有固态光源的照明装置在驱动电路系统（贯穿全文也被称作驱动器和/或驱动器电路和/或驱动器电路系统）上操作，所述驱动电路系统被设计以驱动所使用的特定类型的固态光源，诸如但不限于一个或多个高功率LED。

用于使用固态光源的照明装置的驱动器电路系统通常将诸如120V/60Hz线输入的交流（AC）输入转换成稳定直流（DC）电压。这样的电路系统通常包括整流器或等效电路系统以及DC-DC转换器电路或等效电路系统。所述整流器接收所述AC输入并且提供未经调节的DC输出。所述DC-DC转换器电路从所述整流器接收所述未经调节的DC输出并且向所述固态光源提供稳定、经调节的DC输出。

各种DC-DC转换器电路配置在本领域中是众所周知的。诸如但不限于降压转换器、升压转换器、降压升压转换器等等的某些类型的已知DC-DC转换器电路配置通常被归类为开关式调节器（switching regulator）。这些设备包括例如晶体管的开关，所述开关被选择性地操作以允许能量被存储在例如电感器的能量存储设备中，并且然后被转移到一个或多个滤波电容器。所述一个或多个滤波电容器向负载（即固体光源）提供相对平滑的DC输出电压并且在能量存储循环之间向所述负载提供基本上连续的能量。

发明内容

常规的开关式调节器配置在未经调节的DC电压和经调节的DC输出电压之间通常没有保护性隔离。在一些配置中，未经调节的DC电压可以是400伏特或更多。未经调节的DC电压如果被不注意地施加到负载则可能是危险的（即引起损坏或破坏）。此外，常规开关式调节器配置通常包括以导致小于最优功率因数的方式从AC功率源中的脉冲电流抽运。系统的功率因数被定义为流至负载的有效功率与视在功率的比，并且是在0和1之间的数（或被表达为百分比，例如0.5pf=50%pf）。有效功率是由负载所抽运的实际功率。视在功率是被施加到负载的电流和电压的积。对于具有单纯电阻性负载的系统，电压和电流波形是同相的，在每个循环中在相同时刻改变极性。这样的系统具有1.0的功率因数，其通常被称作“单位功率因数（unity power factor）”。在存在电抗性负载的地方，诸如在包括电容器、电感器或变压器的负载的情况下，在负载中的能量存储导致在电流和电压波形之间的时差。该所存储的能量返回至所述源并且在负载处不可用于做功。具有电抗性负载的系统经常具有小于单位功率因数。具有低功率因数的电路将比具有高功率因数的电路使用更高的电流以转移给定量的有效功率。

此外，在典型固态光源驱动器电路中，在输出波纹电流与电容之间有设计折衷。高输出波纹电流可能在负载（即一个固态光源或多个源）中导致值得注意的闪变，这特别地对于旨在用于恒定照度的照明装置是不期望的后果。该波纹电流可以通过增大输出大容量电容（bulk capacitance）而被减少。然而，增大输出大容量电容导致减小的功率效率以及更大的成本，这两者也是不期望的。

通常，此处所描述的实施例通过为基于固态光源的照明装置提供驱动器电路系统而克服上述问题，其中所述驱动器电路系统提供具有低电流波纹的恒定电流输出、减小的大容量电容、以及功率因数校正。所述照明装置可以是灯和/或器具和/或其组合。所述固态光源可以是单一源或多个源，并且可以包括一个或多个发光二极管（LED）、有机发光二极管（OLED）、聚合物发光二极管（PLED）等等，包括其各种组合。所述驱动器电路系统被配置为谐振驱动器并且可以此外被配置为半桥谐振驱动器。可以通过经由来自输出级的反馈来控制所述半桥逆变器的开关频率和通过维持逆变器开关上的零电压开关来增大功率效率。