[发明专利]用于负载的驱动器以及对应的基于发光二极管LED的照明设备和方法

说明书

一种用于驱动负载的驱动器，其中驱动器包括双升压转换器，该双升压转换器包括：输出电容，该输出电容包括与第二输出电容器串联连接的第一输出电容器；第一开关，该第一开关经由第一电感器而连接到功率输入级并且被布置用于经由第一二极管来控制对所述第一输出电容器的充电；以及第二开关，该第二开关与所述第一开关串联连接，并且经由第二电感器而连接到功率输入级并且被布置用于经由第二二极管来控制所述第二输出电容器的充电；其中所述串联连接的第一输出电容器和第二输出电容器的中心抽头连接到所述串联连接的第一开关和第二开关的中心抽头。

技术领域

本公开总体上涉及驱动器领域。具体地，本公开涉及一种允许使用较低电压额定部件的改进的驱动器。

背景技术

驱动器可以以用于中压(120V-240V)到高压(高达约400V)的交流电AC、电源电压的设计规格而可用，以用于驱动负载，例如一个或多个光源，诸如发光二极管LED或高强度放电HID光源。

这些驱动器通常可以包括两个串联连接的功率转换器级，即用于功率因数校正PFC的第一功率转换器级和用于控制负载中的AC或DC(即用于LED的直流电DC；用于HID的交流电AC)的第二功率转换器级。第一功率转换器级通常可以包括升压转换器，以便生成高于其输入电压的DC输出电压(例如，650V DC输出电压)，以用作负载的供电电压。

某些电子部件具有最大额定电压。例如，氮化镓GaN半导体可以具有例如600-650V的最大额定电压。因此，这样的半导体可以不被应用在以650V DC电压工作的功率转换器级中。当为了满足某些约束或期望(例如，延长的寿命)而考虑部件的降额时或者在由例如雷击引起的临时电源波动的情况下，情况尤其如此。

发明内容

本发明人期望在驱动器中安全地应用这种电子部件。特别地，本发明人的见解是，通过向所涉及的部件提供降低的电压，从而遵守最大额定电压，使升压转换器的输出电压对于被限制到最大额定电压的部件而言是安全的。

相应地，根据本发明的第一方面，提供了一种用于驱动负载的驱动器。驱动器包括双升压转换器。双升压转换器包括输出电容，该输出电容包括与第二输出电容器串联连接的第一输出电容器。双升压转换器还包括第一开关，该第一开关经由第一电感器而连接到功率输入级，并且被布置用于经由第一二极管来控制所述第一输出电容器的充电。双升压转换器还包括与所述第一开关串联连接的第二开关。第二开关还经由第二电感器而连接到功率输入级，并且被布置用于经由第二二极管来控制所述第二输出电容器的充电。所述串联连接的第一和第二输出电容器的中心抽头连接到所述串联连接的第一和第二开关的中心抽头。

通过提供两个串联连接的输出电容器和两个对应的串联连接的开关，与其中仅使用单个输出电容器和对应的开关的情况相比，可以降低提供给特定部件的电压。这允许驱动器遵守这些特定部件的最大额定电压。换句话说，电压可以被显著降低，例如，减半，从而允许这种部件的安全应用。

总线电压，例如600V DC或650V AC可以不被根据本公开的驱动器降低。然而，总线电压在串联放置的部件上被拆分，使得总线电压不在具有相对低的最大额定电压的单个部件上。

如本文中所使用的，双升压转换器包括两个升压转换器。升压转换器，也称为升阶转换器，是输出(负载)电压大于其输入(供电或电源)电压的DC到DC(DC-DC)转换器。

如本文中所使用的，两个部件的中心抽头是定义这两个部件之间的点的任何节点，使得这两个部件中的每一个部件都连接到该点。换句话说，部件A和B的中心抽头可以同时是部件C和D的中心抽头，如果部件A、B、C和D中的每一个部件都连接到该中心抽头。