[发明专利]电源系统和使用该电源系统的方法和电路

说明书

电源系统使用DC‑DC功率转换器(28)来供给输出负载。补偿电路(40)连接在到DC‑DC转换器的输入和DC‑DC转换器的输出之间，并且该补偿电路响应于由输出负载中的浪涌引起的DC‑DC转换器的输出处的电压降而提供补偿路径。电源系统还包括作为输出负载的低压差调节器(30)，该低压差调节器(30)具有连接到DC‑DC功率转换器和补偿电路的输入，以及连接到输出端子(C)用以连接另外的输出负载的输出。这使得DC‑DC功率转换器能够具有低电流能力，因为DC‑DC转换器的DC供给可以满足大电流需求。

技术领域

本发明涉及电源系统，特别地，用于供给具有电流需求中浪涌(surge)的负载的电源系统。

背景技术

本发明对照明应用特别感兴趣。

伴随着LED照明的市场增长，无线照明控制正受到欢迎。无线照明控制是通过将低功率RF模块集成到照明单元中以使无线连接成为可能而实现。例如，最近发布的飞利浦色度(hue)灯泡通过将ZigBee模块集成到灯泡中而为LED灯泡带来了无线连接。为了智能光控制，灯泡还含有控制RF模块和LED光源二者的微控制器。

图1是具有RF连接的LED光点的示例的框图。主电源10是用于整个光点的相对高电压(例如20-30V)的DC电压源，所述整个光点包括LED光源12、控制器14、RF模块16(即，RF收发器18和可选的RF放大器20)、以及其它控制电路22(诸如逻辑电路、MOSFET驱动器等等)。如果电源由市电驱动，电源可以包括AC-DC转换器。LED光源12经由LED驱动器24从电源10接收功率。

LED光点中的大多数控制电路通常在诸如5V(DC)的相对低的DC电压下操作，并且大多数控制器和RF模块在诸如3.3V(DC)的甚至更低的DC电压下操作。

为了功率效率的目的，电源26在高电压电源10和控制器14以及其它电路之间使用。电源26的功能是将电压降低到适当的水平。电源26含有两个部件，DC-DC转换器28和调压器30，所述DC-DC转换器将来自电源的电压转换为5V(DC)，所述调压器将来自DC-DC转换器的电压进一步降低到3.3V(DC)。

控制器14和RF模块16的RF收发器18可以在单个芯片上。例如，已经知晓ZigBee片上系统产品含有控制器和2.4GHz RF收发器。

对于诸如MR 16LED灯泡的光点而言(该灯泡通常具有几乎覆盖了器材的整个表面的金属散热器，并且其中所述光点安装到金属圆顶中)，RF放大器20对于确保足够的RF性能(诸如增加的发射功率(或工作距离))是必要的，并且为了改进的接收灵敏度，RF放大器包括低噪音放大器。

对于电源26的重要要求是在恒定电压(例如3.3V(DC))下提供足够的电流，以确保控制器和RF模块的正常操作。存在三种典型操作模式，它们消耗不同水平的电流：非RF模式：只有控制器是有效的，并且不发生RF通信。操作电流例如小于10mA。

接收模式：RF模块处于接收操作中。RF收发器的操作电流例如在20-30mA的范围内。RF放大器的操作电流例如小于5mA。因此，总电流要求是30-40mA。

发射模式：RF模块处于发射操作中。RF收发器的操作电流例如在30-40mA的范围中。RF放大器的操作电流例如在80-180mA的范围中。因此，总电流要求是120-240mA。

显然，发射操作比其它操作要求显著更高的电流。发射操作的另一特征是：其是具有低频率和极短持续时间的周期性操作。例如，平均每5-15秒就有一个持续时间少于10毫秒的发射。换句话说，控制器和RF模块在大部分时间里消耗10-40mA，但是在周期性的发射操作期间需要高的峰值(120-240mA)瞬时电流。

对于设计用于无线连接的LED光点的电源26，存在两种通常采用的方案。