[发明专利]用于LED驱动器调光的方法和电路

说明书

本发明涉及用于LED驱动器调光的方法和电路。一种LED驱动器包括变压器、电流控制环路和电流调整电路。变压器的初级侧响应于输入信号而将能量传递至变压器的次级侧。次级侧以对应于被传递至次级侧的能量的量的量值将输出电流递送至一个或多个LED。电流控制环路控制初级侧中的电流，以使得输出电流等于参考电流信号。电流调整电路响应于去除一部分输入信号的切相信号而将电流调整信号注入电流控制环路中。电流控制环路还响应于电流调整信号而减小初级侧中的电流，以使得连接至次级侧的每个LED的亮度减小对应于电流调整信号的量值的量。

技术领域

本申请涉及LED驱动器，尤其涉及LED驱动器调光。

背景技术

基于LED(发光二极管)的固态照明(SSL)的许多应用需要调光能力。LED对功率输入的改变瞬间作出反应，从而使SSL特别适用于调光的场合。然而，LED灯具设计者在设计与各种传统调光控制技术一起工作的产品时以及在提供用以工作在紧急无线网络控制的场合中的能力的一些情形下面临挑战。灯具设计者首先必须理解用于实际降低LED的亮度的技术和用于将调光信息馈送至灯具中的机制的相关但独立的概念。存在两种可用于降低LED的光输出的基本替换方案：模拟调光和脉冲宽度调制(PWM)调光。

模拟调光简单地控制馈送至LED的驱动电流。全亮度使用全电流。驱动器电子设备线性地减小电流以对LED进行调光。模拟调光可易于实施，但其可能不提供最佳的总体性能。LED的效率往往在较低的电流下升高，但LED可能不会在较低的驱动电流下产生一致的颜色。

对于PWM调光，驱动器电子设备将全振幅电流的脉冲提供至LED。驱动器改变脉冲的占空比以控制表观亮度。PWM调光依赖于人眼的整合脉冲中的光的平均最的能力。如果脉冲频率足够高(通常为约200Hz)，则眼睛无法感知到脉动，而只能感知到总体平均值。

对于用以正确地对相位控制调光器作出反应的LED灯具，有必要将若干个功能块添加至驱动器电子装置中。例如，通常提供传感器以用于在功率因子校正(PFC)级之前监视AC输入波形并生成与切相的量成比例的输出信号。控制器驱动连接在DC-DC转换器的输入端处的MOSFET开关。当未检测到AC切相时，以100％的占空比驱动输出以给出全亮度。AC切相通过切除一部分AC波形来降低灯的亮度。例如，正相三端双向可控硅调光器(forward-phase triac dimmer)在每个半正弦波的前沿处切除一部分AC波形。与此相对照，反相调光器在后沿处切除一部分AC波形以使得调光器关闭部分正弦波。在任一种情形下，LED调光均通过切除一部分AC波形而得到。期望减少支持LED调光所需的部件的数目，从而简化LED驱动器设计并降低系统成本。

发明内容

根据本文描述的实施例，通过使用被提供至LED驱动器的输入电压中的停顿(切相)的长度(持续时间)以降低去往被连接至LED驱动器的LED的电流来实现LED调光。

在一种情形下，在驱动器变压器的次级侧上生成与输入电压停顿成比例的脉冲信号。该脉冲信号是通过使用在次级侧上测量的初级电压的停顿的持续时间(在切相调光期间)而被生成的。从次级侧上的电流参考信号减去脉冲信号的平均值，电流参考信号为针对额定LED电流的次级侧上的参考电压。该差值被用作被提供至LED驱动器的电流控制环路以用于调整去往LED的电流的命令值。

在另一种情形下，在初级侧上测量输入电压停顿长度且将对应值注入LED驱动器电流控制环路中。次级侧上的LED电流是通过电流感测变压器来测量的，且电流控制环路接收次级侧上的LED电流的值和初级侧上的输入电压停顿长度的值这两者。电流控制环路被提供这两个值之和。当在LED驱动器输入电压中存在切相时，LED输出电流随着停顿持续时间成比例地减小。