[发明专利]用于发光二极管的驱动装置及其相关方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于驱动发光二极管(LED)的技术，尤其是涉及对由 发光二极管发射的辐射的强度/功率进行“调光”的技术。

本发明通过对其在驱动用作光源(所谓的高通量LED)的LED中的 可能的应用给予特别的关注而被开发。

背景技术

目前，存在两种基本方法用于对LED发射的光辐射的强度进行调光。

第一种方法涉及调节通过LED的直流电流。第二种方法涉及负载电 流在恒定峰值情况下的脉宽调制(PWM)。这两种方法有时被组合，以 便获得在低调光级(dimming level)下更好的性能。

前一种方法通常实现较为简单，尤其是如果集成在低成本/紧凑的电 源中；可以借助该方法以便调节符合LED模块允许的最大值的直流电流， 以便确保装置的寿命并且避免超过电源的额定电流。另一方面，后一种方 法，即具有恒定峰值电流的PWM调制，保持光的波长相同，而不管调光 级如何。

目前，为了减小尺寸和降低成本，大部分用于LED的电源包含一定 数量的开关，这些开关将一个或多个磁装置的电流分成两个或更多的路 径。这是目前非谐振开关模式电源拓扑结构，例如降压(buck)拓扑结构、 升压拓扑结构或降压-升压拓扑结构、或者相关的绝缘拓扑结构的情况， 其被连接到恒压源。典型的开关频率为大约几十千赫。

基本上，由于LED结的电压-电流特性，所以为了减少一组串联的 LED的固定量的输出光，输出电流(以及因此输出功率)被减小，而保 持输出电压完全恒定。如果电路以CCM(连续导通模式)工作并且输入 电压恒定，占空比将基本保持恒定；在减少输出功率时，以合理的类似的 效率，磁装置上的平均电流将减小，直到电路进入DCM(断续导通模式)。 在该水平，电路可以以TM(过渡模式)工作，即在DCM和CCM之间 的边界处。在减小输出功率时，开关频率将增加，直至由设计者所限定的 固定水平，以便遵守EMI(电磁干扰)和效率约束。

以TM模式运行的现有技术的控制器的例子是ON-Semiconductor生 产的名称为NCP1207、Philips生产的名称为TEA1507或TEA1533或者 STMicroelectronics生产的名称为L6565的现售的控制器。

因此，在非常低的调光级的情况下，电路将以DCM运行。目前市场 上可得到的大部分集成控制器在这样的条件(即在某个水平之下)下不能 精确地控制输出功率，因为这些控制器以所谓的突发模式开始工作。这意 味着，在“突发”时段的第一部分，这些控制器输送一定量的过量功率， 在“突发”时段的第二部分，开关运行被停止，以便输送某个低的平均输 出功率。这种运行模式对于LED显然是不能接受的，因为其导致低频脉 动输出功率，该低频脉动输出功率引起光源所发射的光的可见“闪烁”。 因为人眼的敏感性是对数性的，所以当表现光强度被调光但仍旧相当高 时，发生这种不希望的效果。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种针对上述问题的有效的解决方案。 本发明的特定目的是，当在非常低的直流电流水平下对LED进行调光时， 保持控制电路继续工作。

按照本发明，该目的借助于具有随后的权利要求中所述的特征的装置 来实现。本发明还涉及一种对应的方法。权利要求是在此所提供的本发明 的公开内容的组成部分。

本发明的一个优选实施例采用一种改进的非谐振开关模式电源拓扑 结构的形式，作为降压拓扑结构、升压拓扑结构、降压-升压拓扑结构或 者相关的绝缘拓扑结构，其被连接到恒压源，如直流链路，通常包括电容 器。这种拓扑结构可以采用单级电源的形式，或者多级电源的输出级的形 式。

本发明的一个特别优选的实施例使用一种用于设置在UVLO(欠压 锁定)阈值以上的最小辅助电压的装置，该装置包括两个电阻以及适于待 被饱和的光耦合器，此外还有可选的分压器，用于在低的调光级下减少 LED的电流。

本发明提供如下基本优点：

-LED电源的直至零电流的调光能力；以及

-电源的简单性和紧凑性。

附图说明

参照附图将仅以举例方式说明本发明，其中：

图1是现有技术的LED控制器装置的总体方框图；

图2是示出在此所述的本发明的特别优选实施例的另一个方框图；以 及