[发明专利]用于驱动负载尤其是LED单元的驱动器设备和驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于驱动负载尤其是包括一个或多个LED的LED单元的驱动器设备和相应的驱动方法。此外，本发明涉及灯装置。

背景技术

在用于诸如改装灯之类的离线式应用的LED驱动器的领域，需要技术方案来应对高效率、高功率密度、长寿命、高功率因数和低成本等其它相关特征。虽然实践中所有的现有技术方案折衷考虑了一个或另一需求，但关键的是所提出的驱动器电路适当地将干线能量的形式调整为LED所需要的形式，同时继续符合当前以及未来的供电干线规范。在功率因数被保持在特定界限以上的同时保证最大的可感知光闪烁是至关重要的。

WO 2010/027254 A1公开了一种包括LED组件的照明应用，所述LED组件包括串联连接的两个或更多个LED单元，每个LED单元包括一个或多个LED，并且每个LED单元设置有用于基本上使LED单元短路的可控开关。该照明应用还包括控制单元，该控制单元用于控制驱动单元并且被布置为接收表示电源电压的电压水平的信号并且根据该信号控制所述开关。此外，提供了能够让基于TRIAC的调光器在最佳保持电流下工作的LED驱动器和包括可开关缓冲器(例如电容器)的LED驱动器。

发明内容

本发明的目的在于提供用于驱动负载尤其是包括一个或多个LED的LED单元的驱动器设备和相应的驱动方法，尤其是用于提供高功率因数、小尺寸、高效率、长寿命和低成本的LED单元的驱动器设备和相应的驱动方法。此外，本发明的目的还在于提供相应的灯装置。

根据本发明的一方面，提供了一种驱动器设备，该驱动器设备包括：

－功率输入单元，用于从外部电源接收输入电压并且用于提供经整流的电源电压，

－功率转换单元，用于将所述电源电压转换成用于为负载供电的电源电流，

－电荷电容器，用于存储电荷并且当在给定时间从电源提取的能量不足以为负载和/或功率转换单元供电时为负载供电，以及

－控制单元，用于控制所述电源电压对所述电荷电容器的充电，所述电荷电容器被充电到可以明显高于所述电源电压的峰值电压的电容器电压并且用于为负载供电。

根据本发明的另一方面，提供了相应的驱动方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种灯装置，该灯装置包括灯组件和如根据本发明所提供的用于驱动所述灯组件的驱动器设备，所述灯组件包括一个或多个灯单元，尤其是包括一个或多个LED的LED单元。

本发明的优选实施例在从属权利要求中限定。应当理解所要求保护的方法具有与所要求保护的设备以及在从属权利要求中所限定的实施例相类似和/或相同的优选实施例。

本发明基于提供一种控制单元的想法，尤其是通过该控制单元，对电荷电容器的充电优选地以一种主动的方式受到控制。按照这种方式，电荷电容器可以以受控方式被充电到所希望的水平，所述受控方式具体而言是控制对电荷电容器充电的速度、形式和/或程度以提高转换效率和功率因数。充电可以特别被控制以使得电荷电容器被充电到可以明显高于电源电压的峰值电压的电压水平。此外，对负载的供电可以按这样一种方式被控制以使得存储在电容器中的能量只在需要时才被提供给负载以避免可感觉到的闪烁，尤其是当在给定时间只有非常少的能量或者没有能量从电源处被提取来为负载供电时(例如，当没有能量或者没有足够的能量可以从作为功率输入单元的输入而被提供的干线电压中提取时)。优选地，根据本发明，存储在电荷电容器中的能量可以被最有效地利用，这提供了如下优点，即电荷电容器的电容与已知的驱动器设备中所使用的电荷电容器相比尺寸上可以小很多。

电源电压通常是由功率输入单元提供的经整流的周期性电源电压。在例如来自于干线电压源的AC干线电压被提供作为到功率输入单元的输入电压的情况下，整流器单元优选地被用在功率输入单元中用于将被提供的AC输入电压(例如干线电压)整流成经整流的周期性电源电压。这种整流器单元可以例如包括通常所已知的半桥式或全桥式整流器。因而，对于AC输入电压的任一极性，电源电压具有相同的极性。

可替换地，如果例如这样的经整流的周期性电源电压已在功率输入单元的输入处被提供了，例如从被设置在其它地方的整流器(代表所述外部电压源)被提供了，则功率输入单元简单地包括输入端子以及所需要的其它元件，例如放大器。

在实施例中，所述控制单元被串联耦合到所述电荷电容器，特别是耦合在电荷电容器与在功率输入单元和功率转换单元之间的节点之间或者耦合在电荷电容器与负载之间。这些实施例实施起来很简单并且提供所希望的功能。