[实用新型]一种具有独立控制的级联升压和反相降压转换器

说明书

本申请要求2011年6月17日提交的美国临时申请S/N 61/498,126的权益，该申请的全部内容出于所有意图和目的通过引用结合于此。 

技术领域

本实用新型涉及一种具有独立控制的级联升压和反相降压转换器。 

背景技术

参考以下描述以及附图将能更好地理解本发明的益处、特征以及优点。给出以下描述以使本领域技术人员能在特定应用及其需求的背景下实施和利用所提供的本发明。然而，优选实施例的多种修改对本领域技术人员将会是明显的，而且可将本文所限定的一般原理应用于其它实施例。因此，本发明不旨在局限于本文中示出和描述的特定实施例，而应给予与本文中披露的原理和新颖特征一致的最宽范围。 

用现有AC(交流)基础设施对用于照明的发光二极管(LED)供电意味着转换器应当能满足关于功率因数和输入谐波电流的严格功率质量标准，调整LED电流而没有闪烁，并当工作在已有调光器(例如白炽或三端双向可控硅(TRIAC)调光器)时顺畅地控制照明。 

能量存储允许从AC源对LED无闪烁地供电，尤其是当调光延长了AC输入电压为零的时间时。然而，当从三端双向可控硅调光器的安装底座调光时，能量存储也是有问题的。一旦触发，涌入电流对转换器的能量存储电容重新充电并能造成高Q输入滤波器在三端双向可控硅保持电流以下谐振，在这种情形下三端双向可控硅截止并在线路频率的二分之一循环内再触发。这造成混乱调光操作和闪烁。 

一种类型的传统解决方案调节LED电流并在AC整流后使用单级转换器以获取高功率因数。用这种方法传递的能量随着AC输入而变化。然而，在转换 器的输出和LED负载两侧需要大型能量存储电容以使经整流的线路频率波纹变得平滑。由于漏电感，经常需要缓冲器网络来限制诸如场效应管(FET)等电子开关器件的峰值电压。 

另一类型的传统转换器，已知为回扫LED驱动器，消除了输出上的经整流AC输入频率波纹以帮助最小化能量存储。然而，回扫转换器具有脉动的(非连续的)输出电流和高输出电容。由于漏电感，可能需要缓冲器网络来限制电子开关器件的峰值电压。另一类型的传统转换器，已知为Cuk转换器，提供了连续输出电流并减小了输出电容。然而，Cuk型转换器不解决离线AC调光问题，例如调光角提取、维持三端双向可控硅保持电流以及衰减输入滤波器的减幅振荡能量。Cuk转换器配置采用外部信号，该外部信号对脉宽调制(PWM)引脚作调制以对LED调光。 

为了获得低成本，功率转换器拓朴应当避免使用变压器而采用单端组件和信号或以共同电压为基准的组件和信号。单端信号和组件或以共同电压为基准的信号和组件比需要电平平移或隔离的浮置节点更为廉价。 

实用新型内容

本文描述的是使用电感器而不是变压器并配置成使用单端或共同基准的控制信号的转换器。所披露的转换器满足关于功率因数和输入谐波电流的严格功率质量标准，以最小波纹调节输出电流，并当用作具有调光器的LED驱动器时，当配合已有调光器工作时，平滑地控制照度。尽管转换器尤为有利于用作离线LED驱动器，然而转换器可用来驱动其它类型DC负载，如本文中进一步描述的那样。规章标准的示例可包括与功率因数和使用寿命关联的能源之星标准(例如能源之星LM-80-08)、例如IEC(国际电子科技委员会)6100-3-2类C限令的谐波含量标准、例如CFR(联邦规章条例(CFR))标题47部15类B限令的电磁干扰(EMI)标准，例如UL(保险商实验室)8750和IEC61347等安全标准。 

本文描述了一种具有独立控制的新颖级联升压和反相降压转换器。级联转换器利益经整流的AC源工作并控制输出电流。转换器控制信号分享共同电压基准，该共同电压基准为反馈信号和驱动电子开关器件提供共同的基准。另外，对于LED驱动器配置，新颖的控制方法通过禁用反相降压转换器而使用升压转 换器以抑制输入滤波器上的减幅振荡并为调光器的漏电流和保持电流提供一路径来实现PWM调光控制。 

附图说明

参考以下描述以及附图将能更好地理解本发明的益处、特征以及优点，在附图中： 

图1是根据一个实施例实现的级联升压和反相降压转换器的示意方框图； 

图2是根据示例性实施例实现的图1的控制器的简化方框图； 

图3是示出根据一个实施例使用图2所示控制器在每个CLK循环期间图1的转换器的示例性波形的时序图； 

图4是示出在没有调光的AC输入电压的一个周期上的示例性操作波形的时序图；