[发明专利]用于驱动至少两组固态照明元件的驱动器和方法

说明书

提供了一种用于驱动至少两组固态照明元件的驱动器。提供了一种开关电容器功率转换器，并且开关装置被选择性地用于在功率转换器的输出处将第一组固态照明元件和第二组固态照明元件以串联连接方式连接，或者在功率转换器的输出处连接第一组固态照明元件，而不连接第二组固态照明元件。开关电容器功率转换器的第一占空比和开关装置的第二占空比控制两者都被控制。在这种驱动器设计中，开关电容器功率转换器和开关装置是使用占空比方法独立控制的。开关电容器功率转换器被用于提供电流控制，并且开关装置被用于控制第二组照明元件是否被连接到输出。

技术领域

本发明涉及用于驱动至少两组固态照明元件的驱动器和驱动方法。

背景技术

将不同颜色的光源组合起来以使能可变的颜色输出是众所周知的。通过独立控制三个原色光源，可以生成一系列输出颜色。通常，每个光源都设置有分离的驱动器。例如WO2014/103666中所公开的这种单个驱动。

还存在照明系统，其中组合了两种不同颜色的光源。虽然这不能使得输出颜色的全色控制，但它确实使得能够获得各种照明效果。例如，通过组合白色和红色LED串，色温调光是可能的，通过色温调光，色温根据调光水平而变化。

为了降低成本，在具有这种色温调光的系统(诸如基于发光二极管(LED)的照亮器)中使用单一功率转换级将是可取的。

已经提出了使用组合了开关电容器转换器(SCC)和切换电感式转换器的混合转换器的具有成本效益的功率转换器。这些类型的转换器提供有效的高开关频率操作、降低的尺寸以及降低的复杂性。当前的模式控制使得它们特别适用于基于LED的照明应用。

例如，WO2015/040575公开了为驱动两种不同的LED使用这种类型的混合开关电容器转换器设计以便实现黑体调光，其中，色点根据调光水平而变化。在WO2015/040575中，两个LED处于分离的并联配置，并且转换器传递两个独立的输出电压，每个输出电压与分离的输出滤波器相关联。因此，仍然有一些组件的副本。此外，还使用额外的可控电压调节器来调整开关电容转换器的电压。

发明内容

当需要分立解决方案时，避免添加具有两个分离驱动器的复杂性和成本是特别重要的，那么这可能还需要修改以提供附加智能以便使得期望的组合功能性能够被实施。相反，期望将双驱动器解决方案集成为单一集成电路的一部分，使得添加所期望附加功能性的电路开销成本方面存在较小影响。将组件计数降低到单一有源封装可减少印刷电路板的复杂性、占板面积和成本。

本发明的基本思想是在开关电容器功率转换器的相同输出处串联连接两个固态照明元件(诸如LED区段)，使得开关电容器功率转换器可以为两个照明元件供电。此外，额外的开关可以被耦合到两个照明元件中的一个以用于附加的控制。以这样方式，可以分别地控制两个照明元件。

本发明由权利要求所限定。

根据本发明的一个方面的示例，提供了一种用于驱动至少两组固态照明元件的驱动器，包括：

开关电容器功率转换器，包括电容器组和开关阵列、输出根据开关阵列被限定；

开关装置，选择性地用于：

在输出处将第一组照明元件和第二组固态照明元件以串联连接方式连接；或者

在输出处连接第一组固态照明元件，而不连接第二组固态照明元件；以及

控制器，用于提供开关电容器功率转换器的第一占空比控制和开关装置的第二占空比控制。

在这种驱动器设计中，开关电容器功率转换器和开关装置是使用占空比方法独立控制的。开关电容器功率转换器被用于提供总体电流控制，并且开关装置被用于通过控制第二组照明元件是否被连接到输出来控制第二组的平均电流。本发明因此提供具有单一输出的驱动器，例如使用单一输出电感器来为两个以上的固态照明元件供电。该驱动程序适用于单片集成。