[实用新型]功率转换器

说明书

相关申请的交叉参引

本申请要求享有于2013年10月15日提交的第61/891,295号美国临时申请的权益。本申请还要求享有于2013年11月1日提交的第61/898,883号美国临时申请的权益。第61/891,295号和第61/898,883号美国临时申请通过引用的方式纳入本申请。

技术领域

本公开内容涉及功率转换器，且更具体地，涉及用三端双向可控硅开关(Triac)调光电路系统驱动发光二极管(LED)照明的功率转换器。

背景技术

发光二极管(LED)照明在业内已经变得非常普及，这是由于与其他照明技术(诸如紧凑型荧光灯(CFL)或白炽照明技术)相比，LED照明具有许多优势，包括较长的寿命、较少的危害以及增加的视觉吸引力。由LED照明提供的优势导致LED被引入到多种照明技术、电视、监视器和也可能需要调光的其他应用中。

一种已知的用于调光的技术是使用三端双向可控硅开关或相角调光。三端双向可控硅开关电路通过去除交流(ac)电的每个半周期的一些开始部分或末尾部分(分别已知为“前沿相控或后沿相控”)而运行。通过消除每个半周期的一部分，递送给灯的功率的量被减少并且在人眼看来光输出变暗了。在大多数应用中，因为相控线路电压的变化和递送给灯的功率的变化发生得如此迅速，所以人眼不会察觉到每个半周期丢失的部分。虽然三端双向可控硅开关调光电路用于调光白炽灯泡时特别好地起作用，但是当三端双向可控硅开关电路用于调光LED灯时很可能产生不理想的结果，诸如闪烁、闪动、色移和输入波形失真。

与LED灯一起使用三端双向可控硅开关调光电路的一个困难来自 于三端双向可控硅开关自身的特性。三端双向可控硅开关表现为受控的交流开关，该受控的交流开关是断开的直到它在控制端子处接收到触发信号，该触发信号导致开关闭合。只要通过该开关的电流在一个被称为“保持电流”的值以上，该开关就保持闭合。大多数白炽灯从交流电源容易地汲取多于最小保持电流的电流，以使三端双向可控硅开关能够可靠地且一致地运行。然而，由LED汲取的低的电流可能不足以维持三端双向可控硅开关导通从而可靠运行所需的最小保持电流。

尽管基于三端双向可控硅开关的、前沿或后沿、相控调光器LED驱动器可以提供低成本的灯调光，但是由于LED灯串所汲取的电流可能容易地下降到三端双向可控硅开关调光电路的保持电流以下，它可能导致不期望的行为，包括受限的调光范围、闪烁和输入波形失真。由于LED串所汲取的低的电流，三端双向可控硅开关可能会不一致地发光。此外，由于给电路的输入电容充电的涌入电流和由于LED串呈现给线路的相对大的阻抗，每当三端双向可控硅开关接通时都会发生显著的振荡。此振荡可能会导致甚至更不期望的行为，比如三端双向可控硅开关电流可降到零并且关断LED串，导致闪烁。

因此，LED驱动器可包括补偿电路(例如，泄放器、或假负载/预负载)或LED驱动器可依赖控制器本身以增加来自三端双向可控硅开关调光器的电流需求。泄放器电路实际上是假负载，除了LED之外该假负载由被添加在输入或输出处的无源或有源组件所组成，以获取足够多的额外电流从而在三端双向可控硅开关被触发之后保持它可靠地导通。低成本无源泄放器在LED驱动器电路中是常见且普及的，但它们具有相关联的效率和性能方面的不利之处。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术的缺陷。

为此，本实用新型提供一种功率转换器，包括：能量转移元件，被耦合在所述功率转换器的输入和输出之间；功率开关，被耦合到所述能量转移元件以控制能量在所述功率转换器的输入和输出之间的转移；控制器，被耦合以控制所述功率开关的切换以调节所述功率转换器的输出；以及前沿调光检测电路，被耦合以响应于在所述功率转换器的输入 处检测前沿调光而生成控制信号。

本实用新型的功率转换器与现有技术相比，具有改进的性能。

附图说明

参考下列附图描述本公开内容的非限制性和非穷举性实施方案，其中在各个视图中，相似的参考数字指代相似的部分。

图1A是根据本公开内容的教导的具有前沿补偿电路的功率转换器的一个示例示意图，该前沿补偿电路被耦合以检测功率转换器的返回电流中的前沿调光。

图1B是根据本公开内容的教导的前沿补偿电路的一个示例示意图，该前沿补偿电路被耦合以检测功率转换器的返回电流中的前沿调光并生成控制信号以接合有源补偿器。