[发明专利]尤其用于发光二极管的具有集成双重输出的紧凑型驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及集成功率转换器的领域。本发明尤其能够应用于发光器件的驱动电路，上述发光器件诸如发光二极管(LED)光源。更具体地，本发明涉及一种紧凑且有效的功率转换器件。

背景技术

需要例如使用开关模式电源(SMPS)的功率转换模块的高度集成的应用能够诉诸于诸如开关电容器转换器(SCC)的功率转换器，其能够在仅使用与电感输出滤波器相结合的电容器和开关的情况下提供高效的DC至DC电压转换。

值得注意的是，固态照明(SSL)行业对于用于LED的小型且紧凑的功率管理单元的需求正在增加。LED要求以恒定电流的形式尽可能有效地输送供电。在理想情况下，大小与LED自身相兼容的LED驱动器将表现出支持新的照明概念的显著突破。这样的解决方案将要求系统具有高级别的可靠性和效率，以便适应生命周期、尺寸和散热的要求。

LED驱动器能够基于开关模式电源(SMPS)。值得注意的是，一些LED驱动器可以包括混合功率转换器，后者将SCC与电感SMPS相结合。在设计LED驱动器时的挑战之一在于，允许它们有效实施颜色控制特征的能力，诸如黑体线调光和色点稳定性。这样的特征要求LED驱动器包括多个输出以及相关联的控制器件，后者通常是复杂且无法轻易地被整合到紧凑型架构之中。例如，能够通过驱动两个LED来确保黑体线调光，例如一个LED发射白色光而一个LED发射具有所确定波长的光，例如一个LED发射冷白色光而一个LED发射红光；因此，在这样的示例性配置中，需要两个驱动器或者具有两个不同输出的驱动器。

现有技术仍然缺少将以紧凑、有效且优化的方式对有关颜色调谐和多输出功率管理的所有复杂要求进行整合的LED驱动器。

发明内容

本发明的一个目标是通过提出一种允许通过一个单一功率转换模块进行多输出功率管理的解决方案而克服以上所提到的现有技术的缺陷。

根据本发明，提出了一种基于采用SCC的固有特性的混合架构的驱动器装置。

出于该目的，本发明提出了一种用于对至少两套发光二极管(LED)或LED串进行驱动的新颖驱动器，包括：

·双重输出功率转换器，其适于将输入电压转换为两个不同输出电压以便对所述两套LED串进行驱动，

·控制器，其适于基于至少一个输入设置点对该双重输出功率转换器进行控制，

其中该双重输出转换器包括开关电容器转换器，其包括多个开关和多个电容器，该双重输出功率转换器的输出被连接至该双重输出功率转换器的内部节点，该控制器进一步适于输送脉冲宽度调制(PWM)输出控制信号以便驱动该开关，其占空比是所述至少一个输入设置点的函数。

在本发明的示例性实施例中，该驱动器可以进一步包括可控电压调节器，其适于对供应至该双重输出功率转换器的输入电压进行控制。

在本发明的示例性实施例中，该控制器可以进一步适于控制该可控电压调节器。

在本发明的示例性实施例中，该控制器可以进一步适于作为表示所述至少两套LED串中的至少一套的操作的反馈信号的函数而以闭环方式对该双重输出功率转换器进行控制。

在本发明的示例性实施例中，该控制器可以进一步适于作为表示所述至少两套LED串中的至少一套的操作的反馈信号的函数而以闭环方式对该可控电压调节器进行控制。

在本发明的示例性实施例中，该驱动器可以进一步包括输出滤波器，所述两套LED串中的至少一套由两个不同输出电压中的至少一个通过该输出滤波器进行控制。

在本发明的示例性实施例中，该双重输出功率转换器所包括的开关电容器转换器能够基于阶梯结构。

在本发明的示例性实施例中，该双重输出功率转换器所包括的开关电容器转换器能够基于迪克森(Dickson)阶梯结构。

在本发明的示例性实施例中，该双重输出功率转换器所包括的开关电容器转换器能够基于斐波那契(Fibonacci)结构。

在本发明的示例性实施例中，该可控电压调节器可以包括开关模式电源(SMPS)。

在本发明的示例性实施例中，该可控电压调节器可以包括线性电压调节器。

本发明的另一个方面是一种包括两套LED串的照明系统，其中所述两套LED串由如之前任一个所描述的实施例所述的驱动器进行驱动。

在本发明的示例性实施例中，所述两套LED串可以分别包括一个或多个串联的红色光LED以及一个或多个串联的蓝色光LED。