[发明专利]用于照明装置的驱动电路和照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于照明装置的驱动电路和一种照明装置。

背景技术

现有的低成本的LED驱动器通常会使用单阶反激PFC(功率因数校 正)变换器来将电源电压转换为LED发光模块所需的直流DC电流。然 而，单阶反激PFC变换器不能够适用于50/60Hz电源电压变化而保持适当 的功率因数和THD(总谐波失真)性能。这使得电源电压至LED模块的 功率转换并不是随时间而恒定的，造成提供给LED模块的输出电流会包 含大量波纹电流。

输出波纹电流的幅值取决于所使用的单阶反激式PFC变换器的输出 电容以及LED模块的有效串联电阻。输出波纹电流的频率一般为 100/120Hz，是反激式PFC变换器输入电压的两倍。此外，由于LED模块 的负载特性表现为电阻性和电容性，在输出波纹电流和电源电压之间会存 在相位超前。这些问题往往会导致高波纹率(通常大于35％)，从而造成 LED模块的可靠性和质量降低，并且还会造成摄影机或视频应用中的频闪 问题。

现有技术中一般使用具有较大输出电容的单阶反激式变换器或者使 用双阶的设计来解决以上问题。对于第一种现有技术，假如LED模块的 有效串联电阻为6Ohm，并且反激的输出电容为500μF，那么获得的波纹 率为47％；将输出电容变成双倍为1000μF时，获得的波纹率为26％；将 输出电容变成三倍为1500μF时，获得的波纹率为17％。然而，这种方案 在LED模块的有效串联电阻越来越低时会变得非常不利。此外，更大的 电容需要更大PCB板的容纳空间和更大的壳体，同时，增大的电容会造 成如电路上电延迟以及短路电流增大等问题。

在现有技术的第二种方案中，一般使用升压PFC模块和反激式模块或 者反激式PFC模块和降压模块的组合，其中，第一级提供良好的功率因数、 THD以及稳定的直流DC总线电压，同时第二级将总线电压转换为DC电 流并将其提供给LED模块。虽然在采用该方案的LED驱动器输出端不具 有波纹电流，然而，与低成本的单阶设计相比，双阶设计的成本较高并且 结构不紧凑。此外，在实际应用中，双阶设计的效率会比单阶的要低，而 且还会受到EMI问题的影响。

发明内容

为了解决以上的技术问题，本发明提出了一种新型的用于照明装置的 驱动器，特别是用于使用LED作为光源的照明装置的驱动器，以及包括 该驱动器的照明装置。根据本发明的驱动器能够有效地减小或避免照明装 置的发光单元的波纹电流。

此外，根据本发明的驱动器组成部件少、成本低廉和结构紧凑，并且 该驱动器具有良好的兼容性，其能够和任意的具有波纹电流的恒流LED 驱动器一起工作，不管该恒流驱动器是否为控制环路类型、PSR或者是光 耦合调节。根据本发明的驱动器的接口也简单，具有正极和负极端口，而 且还能作为单独的产品使用。

本发明的一个目的通过这样一种驱动电路来实现，即该驱动电路包 括：第一驱动模块，其中，该第一驱动模块配置为将来自供电源的交流信 号转换为提供给照明装置的发光单元的恒流驱动信号，其中，驱动电路还 包括第二驱动模块，其中，该第二驱动模块与第一驱动模块和发光单元串 联连接并配置为保持由恒流驱动信号施加在第二驱动模块上的电压，并且 第二驱动模块还包括第一开关装置，第一开关装置由保持的电压驱使导 通，使得第二驱动模块输出的电流信号为直流信号。

根据本发明的驱动电路的第二驱动模块能够采样和保持整个驱动电 路所承受电压的峰值，其中所承受的电压一般为直流分量和交流分量的叠 加。该驱动电路的第二驱动模块根据由保持的电压所获得的恒定电压而驱 动，以导通直流电流，所以该第二驱动模块对于直流电流呈现出低阻抗特 性，但对于交流电流呈现出高阻抗特性，即保证了通过该第二驱动模块的 电流为直流，由此该驱动电路能够减小波纹电流。

根据本发明的一种实施例，第二驱动模块还包括电压保持单元，用于 采样恒流驱动信号并保持由恒流驱动信号施加在第二驱动模块上的电压， 以及执行单元，用于根据保持的电压使得第二驱动模块输出的电流信号为 直流信号。在该第二驱动模块与例如用于LED的恒流驱动器连接时，该 第二驱动模块的电压保持单元能够对施加在其上的电压进行采样并保持 该电压，由此该电压保持单元能够向执行单元提供恒定电压，以例如恒流 的方式驱动并控制执行单元，使得该执行单元输出直流电流。