[发明专利]电源电路

说明书

技术领域

本发明涉及用于向至少一个负载输出供电的电源电路和方法。更具体地，本发明涉及用于使用开关模式电源单元来以获得稳定的、精确的电流或电压输出的方式来驱动负载的电路和方法，所述输出非常适合例如以脉冲方式驱动的负载。

背景技术

多种开关模式电源拓扑为本领域技术人员已知，它们包括降压转换器、升压转换器、回扫转换器、升降压转换器及其他。这些电路通过使用至少一个主切换元件(其可以以本领域技术人员已知的多种方式来实现，例如以场效应晶体管FET实现)以及至少一个电抗元件(即，可至少临时存储能量的电路元件，通常被实现为电感器)将DC(直流)输入电压转换成期望的输出电压。在操作中，主切换元件以可控方式不断切换，从而将输入电压转换成期望电压电平的输出电压。

已知可使用开关模式电源来同时驱动多个负载。这些负载可例如以并联方式连接到电源。

在其中供应多个负载的应用的一个示例是例如用于显示屏和投影仪的、采用多个光源的照明和显示应用。这些光源作为负载连接到电源电路，这些光源可以是例如LED(发光二极管)、OLED(有机发光二极管)或激光二极管，其可以例如是不同颜色的。应该注意，在本上下文中，光源可以是单个元件，诸如单个LED，但是术语“光源”还用于例如可串联或并联连接的单个照明元件的任意阵列。已知通过以脉冲方式驱动光源来提供光源的准确调光(dimming)。然而，适合在显示应用中使用的电源电路需要提供相当精确的脉冲形状，以便获得相应精确的结果。这对于时序(time-sequential)显示应用尤其如此，在所述时序显示应用中，以时序方式快速驱动光源以获得彩色和亮度控制、以及/或者光由显示设备另外调制。

对于以脉冲方式驱动光源，所需的电压或电流(脉冲高度)对于一个光源可以是固定的，但是对于例如不同颜色的不同光源将是不同的。另外，对于一些显示应用，已知是顺序地利用不同高度(即，电压或电流电平)的脉冲来驱动相同光源。

为了如上所述驱动负载，有可能针对每个负载以及所需的每种电压输出电平提供单个专用的开关模式电源。然而，对应的费用是庞大的。

WO-A-2007-039862描述了一种用于驱动多个单独可切换的电子子系统(诸如LED的布置)的驱动器电路布置。子系统全部并联连接到相同的开关模式电源转换器。每个子系统由利用可控子开关并联连接到电容器的LED(负载)构成，其中所述可控子开关用于将负载连接到电容器。此外，每个子系统包括负载开关，其将子系统连接到电源转换器或将子系统从电源转换器断开。在操作中，外部控制单元通过关闭对应的负载开关来选择将被供应能量的子系统。与电容器与负载之间不具有子开关的现有电路形成对比，其然后有可能通过独立于负载开关地控制子开关来例如以脉冲宽度调制模式控制负载。

如果需要不同电压电平的多个负载是由同一开关模式电源电路驱动的，或者如果至少一个负载在不同时间需要不同电压电平，那么可能出现电压不匹配的问题：在供应针对第一脉冲的第一电压电平之后，电路将需要一些时间来供应针对第二接下来的脉冲的不同的电压电平。这将导致脉冲形状的失真和随后恶化的控制结果。

发明内容

本发明的目的是提供一种非常适合于以具有精确的脉冲形状的脉冲驱动负载的用于供电的电源电路和方法。

根据本发明，一方面通过根据权利要求1的电源电路和根据权利要求9的用于向至少一个负载输出供电的方法解决了上述目的。本发明的此方面特别具有优势在于：允许使用单个开关模式转换器以不同输出电平驱动至少一个负载。

另一方面，上述目的通过根据权利要求8的电源电路和根据权利要求10的用于向多个负载输出供电的方法来解决。本发明的此方面允许将单个开关模式转换器用于多个负载。

因此，本发明的两个方面避免了以顺序脉冲方式驱动连接到转换器的负载时的电压不匹配。尽管本发明的各个方面分别具有优势，但是应该强调的是，这些方面可以很好地组合，例如，如果多个负载当中的一个(或几个)需要随后以不同的电压电平来驱动，就是如此。

根据本发明的第一方面，提供了主电源单元，其具有电压输入、至少一个主切换元件和至少一个电抗元件。该主电源单元是开关模式转换器，其中切换元件可被控制以驱动输出电压或电流。如本领域技术人员所已知的，主电源单元可包括任意已知的开关模式转换器拓扑和操作模式中的任意一种。