[发明专利]包括用于电容器的电荷控制二极管的LED串驱动器电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制至少一个负载的电路装置，一种LED灯具，一种用于LED灯具的改装组件，以及一种用于控制至少一个负载的方法。

背景技术

基于LED的灯具对于照明技术具有日益增长的重要性。LED的低功耗和长寿命使得它们成为受到各种应用高度欢迎的选择。能够在改装灯泡中采用白色LED，该改装灯泡能够替代常规的灯丝灯泡。此外，具有各种颜色的LED是本领域已知的。同样已知的是，将红色、绿色和蓝色LED进行组合来形成几乎无限的各种颜色的效果。

如今所出售的大多数改装LED灯泡具有开/关控制，而其它则与舍相的壁式调光器相兼容。新的研发旨在为LED灯具增加新的功能，如通过ZigBee或WiFi进行无线控制。对于那些应用而言，需要辅助电源对无线通信芯片进行供电，这增加了成本以及电源设计的复杂度。

可调色的LED灯泡包括三个不同的LED(红色、绿色和蓝色)，其中每个LED的照明输出被单独控制以产生不同颜色。典型的具有多个PWM(脉冲宽度调制)通道(诸如R、G和B)的LED灯泡需要电压至电流转换器和辅助供电电压以用于个体通道的控制。高端颜色控制要求对LED电流的准确控制。这通常是通过准确的电流水平和PWM所实现的。有各种方式来实现该LED PWM电流。

例如，在使用反激(fly-back)转换器即具有典型变压器设置的功率转换级中，市电AC可以被转换为两个DC电压，32V和5V。32V电压随后利用降压转换器而被转换为恒定电流；该设置因此也被称作“双级功率转换级”。由于该恒定电流即使在输出电压发生变化时也将得以保持，所以可能将多个LED通道串联连接并且通过根据所要求的PWM(亮度)数值对个体通道短路而对每个通道进行控制。

US2012/0025713A1描述了一种包括串联连接的LED阵列的照明系统，该LED阵列包括分流电路。多个LED串联连接在源电压和接地之间。多个分流电路跨相应的LED连接并且可以通过允许电流流入绕行LED的分流电路进行旁通，例如旁通故障的LED从而避免整个阵列的故障。例如在调光应用中，控制输入被连接至响应于控制器件的控制信号而驱动分流开关启动或者无效的高压电平上移电路，其中控制器件诸如微控制器或者脉冲调制器。

短路可以通过被应用以控制光输出的所谓的分流拓扑来实现。这里，可能存在串联连接的一个或多个LED通道。每个LED通道包括一个LED，其与被操作用于控制相对应LED的功耗的分流开关并联连接。特别地，该分流开关可以是MOSFET。

对于该示例性设置的反激转换器而言，对从反激变压器的主绕组所得到的最大输出功率(LED电路的32V)的输出电压进行调控是十分常见的。辅助供电电压(5V)被用来对控制电子器件进行供电并且可以从反激变压器的辅助绕组得出。由于变压器绕组和分流开关拓扑的电压均衡性，辅助供电电压可能在主绕组中的电流发生变化时出现变化。因此，如果采用了分流开关拓扑，则用于对诸如微控制器等的控制电子器件进行供电的恒定电压就无法被从反激变压器分接的辅助绕组所保持。

此外，还存在有另一种挑战：使得浮置供电电压驱动分流开关。

给定以上所提到的问题，本发明的目标是提供一种从电流源提取辅助供电以便利用成本有效、损耗减少的设置对分流开关进行控制的手段。

发明内容

该问题通过本公开的一种电路装置，一种LED灯具以及一种利用电路装置控制至少一个负载的方法而被解决。

本发明的用于控制至少一个负载的电路装置包括用于连接至电源的输入端子以及用于连接至至少一个负载元件的输出端子。这里以及下文中的“负载”是指在对其施加以电压时消耗功率的任意设备。该功率可以被变换为光、机械能、热量等。“负载元件”是指包括负载的电路，在最简单的情况下，其由一个负载组成。这里的术语“电源”是指任意类型的电功率源，即其可以是电压源或电流源，并且其可以提供AC或DC电压(或者相应地为AC或DC电流)。优选地，该电路装置意在将输入端子连接至恒定电流源。以上所提到的连接—以及以下所提到的其它连接—可以是永久的(例如，通过焊接形成)或者是可拆除的，例如像在插头和插座系统中那样。此外，所要理解的是，如果该连接由印刷电路板上导线路径形成，则相对应的端子可能无法与导线路径的其余部分区分开来。该输出端子适于至少在输入端子连接至电源时向至少一个负载元件提供功率。