專利名稱：發(fā)光源的電源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光源(luminous source)的電源，特別是功率LED二極 管(power LED diode )。
背景駄
^j^周知，用于LED二極管的電源包括直流電壓源，合適于為彼此串^亍或 并行布置的LED 二極管供電的DC/DC變壓器和至少一個感電阻(sense resistance)。如果LED 二極管是串行布置的，則雖然因二極管中流動相同的電 流而產生均勻的光，但是存在著高供電電壓(supply voltage)的缺陷。如果LED 二極管是相互并行布置的，貝IJ盡管供電電壓較低，但是二極管的光a絵有不同； 此外，在損壞效率的情況下，鎮(zhèn)流電阻(ballastresistance)被用來均衡所有二極 管中的電流。
目前市場上存在電路繊(flyback)型的電路鄉(xiāng)來為LED二極管供電。 在用于高輸出功率的情況下，所述電路類型具有各種缺陷:為獨立調節(jié)光流(light flow)的LED 二極管的齡支路，電路復雜性大；具剤氐泄露電感的輸出艦 器(output transformer)的制作需要很大的尺寸以遏制損耗；在調節(jié)光流期間與 芯(core)嗡鳴的有關的問題以及高費用。

發(fā)明內容
鑒于己公幵的現有技術，本發(fā)明的目的是提供一種高性能的、發(fā)光源的電 源，比已知的電源具有更高效。在為LED二極管或者其它在供電電流高達1.5A 和約3.5V的額定工作電壓下能夠工作的其它發(fā)光源供電盼瞎況下，所述電源顯 ff^寺別有用。此外，像普通電源一樣，輸出功率約為100W，電源產生的可分配 (dispensable)功率可以在若干通路之間進行分配，以m管M LED 二極管 進行供電所容許的最大電壓的規(guī)則。如果要求在三基色上操作的混合流弓l起顏 色可變性，并且WS1路的強度可以獨立于其它而是調節(jié)的，貝U多個輸出通路 是必須的。
5根據本發(fā)明，戰(zhàn)目的^M:用于發(fā)光源的電源艦到的，其包括第一裝
置，合適于從交流輸入電壓生成直電壓信號；第二裝置，具有輸入的所ffi電 壓信號，合適于生，均值(nullaveragevalue)和方波形的交變電壓信號；其 特征在于，包括
-第三裝置，^S于從零均值和方波形的交變電壓生成三角波形電流信號;
-第四裝置，合適于從所述三角波形電流信號中提取3瞎(non-null)均值 和三角波形的電壓信號；
-第五裝置，合適于根據所述第四裝置的輸出電壓信號的均值，控制零均 值和方波形的交變電壓{言號的頻率；
誦第六裝置，合適于對來自所述第三，的所述三角波形電流信號進行整 流，以及合適于對發(fā)光源供電。
根據本發(fā)明，可能的是制作一種用于發(fā)光源的電源，其十分可靠，而且 效率遠大于已知電源的效率。
在 實施例中，多通路電源能夠在若干通路之間分配輸出功率，*通 路具有有限的供電電壓和穩(wěn)定的輸出電流。
進一步地，對于從寬范圍的值中選定的每個鵬而言，所述電源使得能夠 輸出穩(wěn)定的電流。
所述電源包括單個的控制器電路，目的是同時地4 出電流穩(wěn)定，從而使 調節(jié)保持獨立是可能的。
電源以簡單的方式來制作，對于齡光點來說成本得到降低。


下面對通過附圖中的非限制性示例所圖示的其實施例的詳細描述，本發(fā)明 的特征和優(yōu)點將會變得清楚，其中
圖1是依照本發(fā)明的發(fā)光源的電源的示圖； 圖2更詳細地示出了圖1中電源的一部分； 圖3示出了在圖2電路中信號的波形； 圖4更詳細地示出了圖1中的電源^g; 圖5示出了來自圖4設備的輸出信號的波形；
圖6-10更詳細地示出了圖1電源的其它部分。
具體實施例方式
參照圖1-10，根據本發(fā)明，示出了發(fā)光源的電源，特別是LED二極管。該 電源包括(圖l)第一設備l，其由主電壓Vin供電并適合于將傳導的主電磁干 擾抑制在由標準設定的限制之內。設備2校正來自設備1的輸出電壓信號；該 經校正電壓信號Vr作為設備3的輸入信號，設備3適M提供穩(wěn)定的直電壓 Vcs，維持網絡的符合標準的諧波含量；所述設備3例如為PFC設備、功率因 數校正器(power factor corrector )。
穩(wěn)定的直電壓信號Vcs被送到逆變設備(inverting device) 4，合適于， 具有零(null)均值的方形交流電壓信號Vsr;信號Vsr的頻率由設備4之外的 裝置控制。
來自設備4的電壓Vsr被想lj感應器(inductor) 5，感應器5與隨后的塊6 串聯；imt也，在多通路電源的情況下，感應器5也與多個塊71…7n (圖2) 串聯。所述電壓Vsr的幅值位于200V到220V之間。流過感應器5的電流Isr 是交變的、對稱的和三角波形的，在無反饋的情況下，其幅值取決于電壓Vsr 的頻率；圖3示出了電流Isr和電壓Vsr的波形。
電流Isr由使用其正部分的設備6處理，從而產生電壓V6，其合適于再造 (r印roduce)電流Isr正部分(positive part)的形狀(圖4)。設備6包括二極管 15， 二極管15與串聯的第二二極管16和阻抗17并聯；ttiMk，設備6包括變 壓器18，其初級繞組(winding)連接在塊6的輸A^子和次級繞組之間，該次 級繞組與二極管15以及串聯的第二二極管16和阻抗17并聯。二極管16使得 來自 器18的次級繞組的電流Isr的僅正部分育,流經阻抗17以形成電壓 V6 (圖5); 二極管15確保電流的負部分(negativepart)流過^il器18的次級 繞組。設備4檢測電壓V6的均值Vm6，并試圖把均值Vm6保持為常數，從而 調節(jié)設備6的操作頻率。ffi器18使得元件(component) 15、 16的泄露育, 得以減少，從而有助于提高本發(fā)明的性能。
在圖9中可以更清楚地看出，設備4包括設備41，以開關為例來指示， 其魏于當從設備91,92,...9n接收到電壓信號V9時，使設備4無效；由電壓 Vcs供電的逆變器(inverter) 42，合適于生成電壓Vsr;電路43，用于驅動逆變 器42。電路43合適于提取設備6所生成的電壓V6均值Vm6; —旦知曉了電壓 V6的均值Vm6，就自動得知電壓的最大值Vmax6，有可能響應于電壓V6的最
7大值Vmax6的值來修改信號Vcs的頻率。電路43趨于把電壓V6的最大值 Vmax6保持為常數，當最大值Vmax6皿或者小于參考值Vmax6ref時，電路 43作用于逆變器42以增加或者^W言號Vsr的頻率。
三角形電流Isr被送到初級繞組串聯的N個，器71…7n (圖6)。所述變 壓器的數目與來自電源的輸出通路的數目相對應。 一旦發(fā)光源的電源電流Isr(其 流過初級繞組)得以穩(wěn)定，發(fā)光源的電源電流171...I7n (其流過次級繞組)就 得以穩(wěn)定；根據^h變壓器的相應的轉變率(transformation ratio) K71…K7n， 這些電流中的每一個能夠呈現(assume)不同的值，因而高值輸出電流也能夠 被斜蟲的(sole)低值電流控制，從而有助于提升本發(fā)明的性能。
電流171...17n由設備81...8n校正和校準，這些設備81…8n包括二極管和 電容(圖7);端子71a-71c,72a-72c,…7na-7nc為相應設備81,82…,8n的輸入端 子。電容必須處理電流171...1711的波動組分(ripplecomponent),在缺少這些電 容盼瞎況下，電流171...17n將根據光流在不產生作用的情況下流過LED二極管， 但是泄露會增加，從而^> LED 二極管的壽命，卩射氏其整體性能。對于* 設備81...8n， LED 二極管鏈81dll.. .81dliv..8ndl1...8ndln連接在相應的輸出 端子81a-81b, 82a-82b.. .8na-8nb上。
^^E器71…7n提供有第三(tertiary)繞組91…9n (圖8)，第三繞 組91.. .9n具有公共端子21和另一個與系列電阻91r.. .9nr i^接的端子；二極管 91d…9nd;和齊納(Zener) 二極管91rd…9nrd，其正極一起連接到端子22。位 于端子21-22之間的電壓信號V9被送到設備4，以使僅當齊納二極管91rd...9nrd 中的一個開始導通時停止(suspend)工作。這種情況發(fā)生在第三繞組的電壓幅 值大于預設置值時，并且旨通路的輸出電壓自動受限，該輸出電壓緊密連接 到齊納二極管的干預電壓(interventionvoltage)。
對于針設備81…8n，存在相關聯的設備101…10n，其合適于獨^t也控制 其它ffi^各的光流(圖IO)。
旨設備101... 10n包括兩個晶體管MOS Ml和M2，由其否定信號(negated signal)及階躍信號(step signal) D驅動；信號D以約為100Hz的固定頻率從 外部生成，該頻率人眼不可見。晶體管MOS Ml和M2具有非驅動公共端子(源 端子)，其與，器71...7n的相應的次級繞組的中央端子71c,72c...7nc連接； 以及具有另一非驅動端子(漏端子)分別與一對二極管D1和D2的陰，S^接，
8二極管D1和D2進而與相應設備71…7n的次級繞組的端子和由設備71...711供 電的相應LED 二極管鏈的負極端子814824...8na連接。通過檢測信號D的階 躍(step)持續(xù)時間來實現檢測。在信號D的電壓階躍期間，晶體管M2接通， 而晶體管M1斷開， 1相應設備81,82,...811所穩(wěn)定的電流送到相應的1^0 二極管鏈。在無電壓階躍的情況下，晶體管Ml接通，而晶體管M2斷開，相 應變壓器71， 72...7n的輸出電流被送到晶體管MOS Ml和相應的端子 71c,72C...7nC。在進行檢測和調整期間，流經艦器的初級繞組或者次級繞組的 電流的三角波形幅值基本上未改變，而改變的僅是頻率和三角波形；其它通路 的輸出電流保持穩(wěn)定，并且設備3的功率泄露得以減少。此外，所述控制設備 沒有產生，器芯(core)的聲振動問題。
ttit地，為防止光流的微小的可見頻率變化，所有的計時，即階躍的持續(xù) 時間及其重復頻率，由數控設定，并且對于所有的通路，為LED二極管供電的 時間間隔是同步啟動的。
在賴蟲的通路電源的情況下，來自設備5的電流Isr將被送到單獨的設備 81，該設備81^于校正和校準電流Isr;優(yōu)選地，為了提高電源性能，在設備 5和81之間放置斜蟲的變壓器71是可能的，該^J1器具有單獨的初級繞組和單 獨的次級繞組。經校正的電流Isr將被送往多個二極管81dll…81dln;瓶供單 獨的設備91和單獨的設備101的使用。
權利要求
1、一種發(fā)光源的電源，包括第一裝置(1-3)，合適于從交變輸入電壓(Vin)生成直流信號(Vcs)；第二裝置(4)，具有輸入所述直流電壓信號(Vcs)以及合適于生成方波形和零均值的交變電壓信號(Vsr)；其特征在于，包括-第三裝置(5)，合適于從所述方波形和零均值的交變電壓信號生成三角波形電流信號(Isr)，-第四裝置(6)，合適于從所述三角波形電流信號中提取三角波形和非零均值的電壓信號(V6)，-第五裝置(43)，合適于根據來自所述第四裝置的輸出電壓信號的均值，控制所述方波形和零均值的交變電壓信號(Vsr)的頻率，-第六裝置(81，82...8n)，合適于對來自所述第三裝置的所述三角波形電流信號(Isr)進行整流，以及合適于為所述發(fā)光源供電(81d11...81d1n，...8nd11...8nd1n)。
2、 如權利要求l所述的電源，其特征在于，包括方j(g在所述第三和第六裝 置之間的，器(71,72...7n)，所述ffi器包括至少初級繞組，來自所述第三 裝置(5)的所述三角波形電流信號(Isr)流經所述初級繞組；和至少次級繞組， 對于給定轉變率(K71,K72…K7n)而言，流經所述三次級繞組的電流(171,172...17n)的值由流經所述初級繞組的電流值給出。
3、 如權利要求2所述的電源，其特征在于，所述變壓器(71,72...7n)包 括多個串聯布置的初級繞組，來自所述第三裝置(5)的所臟角波形電流信 號(1st)流經所述初級繞組；和相應的多個次級繞組，對于給定相應的轉變率(K71,K72…K7n)而言，流經每個次級繞組的電流(m,I72…I7n)的值由流經 所述初級繞組的電流值給出，流經旨次級繞組的所述電流中的每一個與流經 另一次級繞組的電流相獨立。
4、 如權利要求2所述的電源，其特征在于，其還包括裝置(91,92...9n)， 所述錢(91,92...9n)包括艦器的至少第三繞組，所述第三繞組有連接到齊 納二極管(91z^92zd.,.9nzd)的端子，以及誠于當齊納二極管開始導通時切 斷所述第二裝置。
5、 如權利要求3所述的電源，其特征在于，其包括另夕卜的錢(91,92…9n)，所述另外的裝置(91,92...9n)包括所述變壓器的多個第三繞組，所述多個第三繞組具有公共端子和與齊納二極管(91喊92zd…9nzd)連接的另一端子，所述齊納二極管(91喊92zd…9nzd)有共同的正極，所述另外的裝置合適于當所述齊納二極管之一開始導通時切斷所述第二， (4)。
6、 如權利要求2到3所述的電源，其特征在于，包括其它裝置(101,102... 10n)，合適于調整^^述， 至斷述發(fā)光源的所述電流。
7、 如引用權利要求3的權利要求6所述的電源，其特征在于，所述第六裝置(81,82...8n)包括多個設備，針與變壓器的次級繞組相關聯，魏于對流經所述變壓器所述次級繞組的電流(171,172...17n)進行整流，每個設備至少包括電容并且合適于獨立于所述第六裝置的所述多個設備中的另一設備而對多個發(fā)光源(81dll…81dln,…8ndll…8ndln)進行供電。
8、 如權利要求7所述的電源，其特征在于，所述其它 包括多個調節(jié)器(101,102... 10n)，與所述第六驢的相應的多個設備(81,82…8n)相關聯，所述調節(jié)器合適于相互獨立地調節(jié)對多個發(fā)光源(81d11.. .81dliv. .8ndl1. .8ndln)供電的電流。
9、 如權利要求8所述的電源，其特征在于，所述多個調節(jié)器中的每個調節(jié)器(101,102...10n)根據外部信號(D)，能夠使得所述電流從相應的整流設備流向相應的一多個發(fā)光源，或者育詢多防止所述電流流動。
10、 如豐又利要求9所述的電源，其特征在于，所述外部信號(D)是頻率基本為100Hz的階躍信號。
11、 如權利要求9所述的電源，其特征在于，所述多個調節(jié)器中的針調節(jié)器(101,102... 10n)包括第一晶體管MOS，合適于使能或者防止電流鄉(xiāng)超所述相應多個發(fā)光源的負端子(81a^2a.,.8na)之間到與所述第六裝置的相應設備相關聯的所述變壓器(71,72...7n)的所述次級繞組的中心端子(71C,72C...7nC);第二晶體管，合適于分別阻止或者使能電流經a^f述變壓器(71,72...7n)的所述次級繞組的端子和所述ME器(71,72...7n)的所述次級繞組的所述中心端子之間。
12、 如權利要求l所述的電源，其特征在于，所述第四裝置(6)包括變壓器(18)。
13、 如^l利要求1戶腿的電源，欺寺征在于，所述第^g (4) 由戶腿吉由R^嘗縣fV。。 ^t由的說亦紫"7Y ^舌干生F^愛"fctl佶知卡始形的交變電壓信號(Vsr)，所述第五裝置(43) ^g于當所述第四，的輸出電壓的所述與瞎均f駄于或者小于參考值(Vmax6)時，增加或者減小信號Vsr的頻率。
14、如前面任意一項權利要求所述的電源，其特征在于，所述發(fā)光源為LED二極管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光源的電源，包括第一裝置(1-3)，合適于從交變輸入電壓(Vin)生成直電壓信號(Vcs)；第二裝置(4)，具有輸入所述直電壓信號(Vcs)，合適于生成零均值和方波形的交變電壓信號(Vsr)。所述電源包括第三裝置(5)，合適于從所述零均值和方波形的交變電壓信號生成三角波形電流信號(Isr)；第四裝置(6)，合適于從所述三角波形電流信號中提取非零均值和三角波形的電壓信號(V6)；第五裝置(43)，合適于根據所述第四裝置的輸出電壓信號的均值，控制零均值和方波形的交變電壓信號(Vsr)的頻率；第六裝置(81，82…8n)，合適于對來自所述第三裝置的所述三角波形電流信號(Isr)進行整流，以及合適于對發(fā)光源(81d11…81d1n，…8nd11…8nd1n)(圖1)進行供電。
文檔編號H05B37/02GK101500352SQ20091012673
公開日2009年8月5日 申請日期2009年2月1日 優(yōu)先權日2008年2月1日
發(fā)明者E·帕斯托里 申請人:意法半導體股份有限公司