[发明专利]具有混合控制功率开关的固态照明驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及照明系统，特别涉及一种控制固态照明装置如LED或者OLED装置的亮度的系统及方法。

背景技术

许多年来，普通照明灯或者白炽灯为住宅照明的首选，这些光源很容易用切相调光器进行调光。然而，这些调光器需要庞大的安装基础。这些调光器需要在相对大的具有超过视在功率的实质有效功率的负载上工作。

新型的电源如紧凑型荧光灯（Compact Fluorescent Lamp,CFL）或者LED灯，由于EMI滤波器网络的存在，需要与高非线性且大的电容性阻抗结合在一起，具有非常小的负载（一般小于普通照明灯的十分之一）。基于这些方面，基于LED的灯及CFL的装置不能用现有的切相调光器进行内部调光。虽然使用先进的电子元件可以模拟出调光功能，然而，由于技术或者物质的限制，调光的程度及所支持的调光器的范围和每个调光器所控制的并联的灯的数量及配置都受到限制。另外，增加的电路也增加了成本，而且在大多数情况下，会导致灯装置的额外的能量损失。

本发明致力于解决上述问题。特别地，本发明描述了一种方法及系统，该方法和系统允许传递给切相调光器的主电源的相位的可靠的确定，从而，可靠地且有效地控制固态照明灯的亮度。

发明内容

一方面，描述了驱动电路的控制单元。驱动电路用于驱动固态照明装置，如LED或者OLED。为此，驱动电路为SSL装置产生一个驱动电压及/或驱动电流。驱动电压及/或驱动电流由输入电压产生，输入电压为通过切相调光器从电压处获取。如此，驱动电路的输入电压对应被切相调光器（如前沿及/或后沿切相调光器）调整的电源电压。

用于所保护的控制单元的驱动电路一般包括可以处于第一模式及第二模式的开关（如晶体管）。该开关可以被连续的控制处于第一模式或者第二模式。特别的，该开关可以处于第一模式也可以处于第二模式。在第一模式，开关以一换向周期率在开启状态及关闭装置之间切换。在第二模式，使一持续可控大小的电流流经该开关。换言之，在第二模式，流经开关的电流大小可以以连续的及/或平稳的方式进行控制。在此处，“连续的”应该理解为它的数学意思，如此，即可将第二模式与分离的或者不连续的第一模式下的操作区分开。开关包括（或者是）晶体管，如MOSFET，BJT或者IGBT。第一模式指开启／关闭模式，第二模式指线形模式（因为开关被控制在它的线形范围内）。

另外，所保护的控制单元的驱动电路包括功率转换网络，该功率转换网络与出于第一模式的开关一起构成了一个开关模式功率转换器。该功率转换器从输入电压处为SSL装置产生驱动电压。为了控制驱动电压的大小，开关的换向周期率及/或占空比是可控的（如通过控制单元控制）

控制单元用于控制开关选择性的出于第一模式及第二模式，举例来说，控制单元控制开关在第一及第二模式之间切换，为此，控制单元包括一模式选择器，该模式选择器用于选择性的连接开关至第一控制信号产生单元或者第二信号产生单元，该第一信号产生单元产生控制该开关处于第一模式的第一控制信号，该第二控制信号产生单元产生控制该开关处于第二模式的第二控制信号。

控制单元用于控制晶体管处于第一模式，在第一模式的控制为：使晶体管以换向周期率在在开启状态及关闭状态之间切换，如此晶体管与功率转换器网络结合在一起即可实现开关模式转换器。进一步的，控制单元用于控制晶体管处于第二模式，在第二模式下的控制为：使一可控的电流流经该晶体管，如此即为电源电压提供一个可控的负载。换言之，由于电流大小可控，晶体管的源漏电流也是可控的。通过晶体管的可控的电流可以作为电压的一个可控负载。特别的，控制单元用于控制开关在第一时刻处于第二模式（例如从第一模式切换至第二模式）。进一步的，控制单元用于在第二时刻确定输入电压是否超过了一预设的输入电压阈值，第二时刻与第一时刻连续。控制单元一般控制开关在一定的时间间隔处于第二模式，该实践间隔为在第一时刻开始在第二时刻结束。该时间间隔表示由切相调光器设置的切相角。换言之，第一时刻及第二时刻表示切相调光器的切相角。因此，控制单元可以根据第一时刻及第二时刻控制通过SSL装置的电流，从而控制SSL装置的亮度。

需要注意的是，为了控制一个开关在至少两种不同的模式之间切换，控制单元一般只包括一个为该开关提供控制信号的引脚。如此，与控制至少两个不同开关（分别被控制处于至少两种不同的模式）的控制单元相比，控制单元的引脚的数量就会减少。