[发明专利]含调节供至恒定负载的输出电流的补偿电路的功率转换器

说明书

技术领域

本发明的实施方案总体涉及电源，并且更具体地，本发明涉及结合调光器电路(dimmer circuit)来使用的电源。

背景技术

电子器件通常结合功率转换电路来使用。由于切换式功率转换器的效率高、尺寸小以及重量轻，它们被广泛用于驱动许多当今的电子设备。传统的壁式插座提供高压交流。在切换式功率转换器中，高压交流(ac)输入被转换，以提供被调整好的直流(dc)输出。在运转中，包括在功率转换器中的开关被用于通过改变占空比(通常是开关的接通时间与整个开关周期的比率)和/或改变开关频率(每单位时间的开关事件的数目)来控制期望的输出电流。更具体地，功率转换器控制器可响应于已测定的输入电压和已测定的输出电压来确定占空因数和/或开关的开关频率。

在一种用于照明应用的调光中，调光器电路通常阻挡(block)一部分交流输入电压，以限制供应至白炽灯的功率的量。具体地，调光器电路输出一个调光器输出电压以提供调光功能，所述调光器输出电压表示一部分输入电压被移除或阻挡的一个交流输入电压。对所述交流输入电压的一部分的移除或阻挡可称作相位调光，因为指定调光输出电压的丢失的电压的位置——在用度数来衡量的交流输入电压的周期中的一小部分方面——通常是方便的。通常，交流输入电压是正弦波形并且交流输入电压的周期被称作全线路循环(full line cycle)。这样，交流输入电压的周期的一半被称作半线路循环(half line cycle)。整个周期具有360度，而半线路循环具有180度。通常，相位角是对调光器电路阻挡了每半线路循环的多少度数(从参考零度开始)的度量。这样，通过调光器电路移除半线路循环中的交流输入电压的一半对应于90度的相位角。

LED(发光二极管)负载需要已调整的功率转换器提供来自交流功率线路的已调整电流。包括在传统的已调整的功率转换器中的控制器可测量输入电压，从而调整功率转换器的输出。通常，一种测量输入电压的普通方式是感测交流输入电压的峰值。在某些配置中，调光器电路可被连接在提供交流输入电压的交流源和可用于感测峰值输入电压的感测电路之间。因而，功率转换器可依赖于感测调光器电路的输出也即调光器输出电压，该输出电压仍可“捕获”或“保持”交流输入电压的峰值。因此，当调光器输出电压的峰值等于交流功率线路的一个对应峰值输入电压时，可发生LED负载的自然调光。这是因为控制器可能未意识到一部分交流输入电压已被调光器电路阻挡，因而减小了传输至输出的功率的量。然而，当相位角大于90度时，调光器电路可阻挡峰值输入电压，并且从而错误地表示具有较小电压的峰值输如入电压。在这种情况下，包括在传统已调整功率转换器中的控制器很可能阻止自然调光，因为控制器接收峰值调光器输出电压，所述峰值调光器输出电压本应表示峰值输入电压，但是相反，却表示了小于峰值交流输入电压的电压。进一步解释，包括在传统已调整的功率转换器中的控制器可感测峰值调光器输出电压——所述峰值调光器输出电压是对应于沿着交流线路的小于峰值交流输入电压的电压——控制器从而在功率转换器的输入处检测较小的外来功率(incoming power)。然后控制器可增大占空比和/或开关频率，并且顺便增大传输至输出的功率。结果，包括在传统的已调整功率转换器中的控制器实际上可阻止或“对抗”LED负载的自然调光。

附图说明

从下面结合下列附图呈现的本发明的更具体的描述，将对本发明的几个实施方案的上述以及其他方面更为明了。

图1是一个功能方块图，示出了根据本发明的一个实施方案的一种示例性调光器电路、恒定负载和切换式功率转换器。

图2A是一个曲线图，示出了根据本发明的一个实施方案的一种示例性输入电压波形。

图2B是一个曲线图，示出了根据本发明的一个实施方案的一种示例性调光器输出电压波形。

图2C是一个曲线图，示出了根据本发明的一个实施方案的一种示例性整流电压波形。

图3A是一个示意图，示出了根据本发明的一个实施方案的一种LED阵列。

图3B是一个示意图，示出了包括在图3A的LED阵列中的LED的一种电路模型。

图3C是一个图形，示出了图3B的LED的电路模型的输出电流和输出电压之间的关系。

图4是根据本发明的一个实施方案的LED阵列和切换式功率转换器的功能方块图。

图5是一个流程图，示出了图4的切换式功率转换器的操作。

图6是根据本发明的一个实施方案的LED阵列和切换式功率转换器的功能方块图。