[发明专利]具有辅助输出的特别用于发光二极管的紧凑驱动器

说明书

本发明涉及一种驱动器(10,20)，用于驱动至少一个主负载和至少一个辅助负载，其包括：功率转换器(101)，适于将输入电压(Vin)转换为通过主输出(1011)提供的至少一个主输出电压用于驱动所述主负载，以及通过辅助输出(1013)提供至少一个辅助输出DC电压用于对所述辅助负载进行供电，控制器(103)，适于基于至少一个输入设置点控制主输出，其中所述功率转换器(101)包括包含多个开关和多个电容器的开关电容器转换器，所述主输出(1011)被连接到所述功率转换器(101)的至少一个内部节点，所述辅助输出(1013)被连接到所述功率转换器(101)的DC节点(N10)。

技术领域

本发明涉及集成功率转换器的领域。本发明可以特别地应用到用于诸如发光二极管(LED)光源的发光设备的驱动电路，然而也可以应用到其他类型的负载。更具体地，本发明涉及紧凑并且有效的功率转换设备。

背景技术

例如使用开关模式功率电源(SMPS)的需要功率转换模块的高电平集成的应用，可以诉诸例如开关电容器转换器(SCC)的功率转换器，其通过仅仅使用可能与小型感应输出滤波器相合并的电容器和开关就可以提供高度有效的DC到DC电压转换。

特别地，固态照明(SSL)工业对于用于LED的小型且紧凑的功率管理单元的需求在增长。LED要求功率以恒定电流的形式被尽可能有效地传送。理想地，在尺寸上与LED本身相当的LED驱动器将代表了实现新照明概念的重大突破。这种解决方案将要求系统具有高电平的可靠性以及效率，从而适合寿命、尺寸和散热的需求。

LED驱动器可以基于开关模式功率电源(SMPS)。特别地，一些LED驱动器可以包括将SCC与感应SMPS相合并的混合功率转换器。近年来，普遍地被设计为“智能灯”的LED灯已经得到发展。智能灯典型地要求具有可调光输出的驱动器，其提供了用于对LED供电的电流控制的可调光性，以及提供用以对电子模块进行供电的辅助电压。电子模块提供基本灯控制，但是还可以提供其他的先进功能，例如无线通信，颜色调光或黑体线调光。

根据已知的解决方案，辅助输出可以从变压器的次级绕组导出，例如通过搭接或者通过使用附加的绕组。根据另一个已知的解决方案，例如实施在集成电路中的控制器被设计为通过专用子电路输出辅助低电压。

然而现有技术仍然缺乏将所有就多输出功率管理而言的复杂需求以紧凑、有效并且优化的方式进行集成的LED驱动器。

在本专利申请中描述的示例性的实施例涉及由诸如LED的照明单元形成的主负载，但是应当理解的是本发明同样地应用于其他类型的例如在移动设备应用中的诸如CPU的线性或非线性负载，或者任何类型的要求输出电流控制以及/或具有辅助输出电压需求的大动态范围的负载。

发明内容

本发明的一个目的在于通过提出一种紧凑并且集成的解决方案来克服上面提及的现有解决方案的缺陷，这种紧凑并且集成的解决方案允许通过一个单一的功率转换模块的功率管理，单一的功率转换模块进一步提供通过其可以传送DC输出电压的辅助输出。

根据本发明，提出一种驱动器布置，其基于SCC架构，或者与利用了SCC的固有特性的、SCC和电感器相组合的混合架构。

为了这个目的，当前发明提出一种新颖的驱动器，用于驱动至少一个主负载和至少一个辅助负载，其包括功率转换器适于将输入电压转换为通过主输出提供的至少一个主输出电压以用于驱动所述主负载，以及通过辅助输出提供的至少一个辅助输出DC电压以用于对所述辅助负载进行供电，控制器，适于基于至少一个输入设置点控制主输出，其中功率转换器包括包含多个开关和多个电容器的开关电容器转换器，主输出被连接到功率转换器的至少一个内部节点，辅助输出被连接到功率转换器的DC节点。本发明的原理在于这样一个事实，即如果开关电容器转换器结构以功率从其浮置节点取出的方式进行使用，则相同的SCC结构的一些DC节点可以被用来对辅助负载提供功率。