驅動器和包括該驅動器的照明裝置的製作方法
2023-07-01 23:23:51
專利名稱：驅動器和包括該驅動器的照明裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種驅動器和一種包括該驅動器的照明裝置。
背景技術：
在當今的LED照明裝置中，通過調節驅動器可以使照明裝置具有不同的運行狀態，例如高亮度的正常運行狀態和亮度較低的節能運行狀態。因此驅動器也相應的具有正常的工作狀態和節能的工作狀態、即所謂的「綠色模式」。在正常的工作狀態中，驅動器以固定頻率不間斷地進行工作。但是在「綠色模式」中，驅動器會無規則地向發光模塊、例如LED光源輸出驅動電流，由此會導致發光模塊閃爍。為了改善照明裝置的閃爍情況，在現有技術中可以在驅動器中設置一個附加的轉換單元，對將提供給發光模塊的驅動信號進行附加地轉換。該解決辦法可以在一定程度上解決發光模塊閃爍的問題，但是由於在驅動器內部增加了一次轉換過程，因此不可避免地增大了驅動器自身的功率損耗。
實用新型內容為解決上述技術問題，本實用新型提出了一種新型的驅動器。該驅動器具有結構簡單、輸出功率高、便於調節和控制的優點。據本實用新型提出一種用於發光模塊的驅動器，包括:電源轉換單元、電源控制單元和微控制單元，其特徵在於，在所述驅動器的第一工作狀態中，所述微控制單元向所述電源控制單元發出第一調節信號，所述電源控制單元根據採樣信號和所述第一調節信號向所述電源轉換單元提供第一控制信號；在所述驅動器的第二工作狀態中，所述微控制單元向所述電源控制單元提供所述第一調節信號和第二調節信號，所述電源控制單元根據所述採樣信號以及所述第一和第二調節信號，向所述電源轉換單元提供第二控制信號，所述電源轉換單元根據來自所述電源控制單元的所述第一控制信號/第二控制信號向所述發光模塊提供驅動信號。在根據本實用新型的驅動器中，微控制單元根據調光信號可以提供兩個模式不同的調節信號，由此可以避免驅動器在不同的工作狀態中出現不受控的情況。也就是說，在驅動器的第一工作狀態中，微控制單元通過第一調節信號可以控制驅動器處於一種預定的工作狀態；但在第二工作狀態中，微控制單元通過第一調節信號並不足以控制驅動器保持預定的工作狀態，因此微控制單元還附加地向影響驅動信號的電源轉換單元提供第二調節信號，由此確保驅動器始終可以為發光模塊提供理想的驅動信號，使發光模塊在驅動器的不同工作狀態中都可以無閃爍地照明。在根據本實用新型的一個優選的設計中，所述第二調節信號是同步信號，所述第二調節信號和所述電源轉 換單元的間斷工作模式同步。由於微控制單元附加地發出可以直接影響驅動器中的輸出迴路的第二調節信號，因此可以強制地使電源轉換單元和第二調節信號同步地進行工作。也就是說，微控制單元通過同步信號、即第二調節信號來控制電源的間斷的工作狀態。在根據本實用新型的一個優選的設計中，所述電源轉換單元在所述第一工作狀態中的工作時間長於在所述第二工作狀態中的工作時間。當驅動信號為驅動電流時，「第一工作狀態」在本實用新型中是指驅動器向發光模塊輸出的驅動電流的較大的狀態、簡稱大電流狀態；而「第二工作狀態」相反地是指驅動電流的較小的狀態、簡稱小電流狀態或「綠色模式」。在根據本實用新型的一個優選的設計中，所述微控制單元從外界獲取表徵所述第一或第二工作狀態的調光信號並且根據所述調光信號分別輸出所述第一調節信號或所述第一和第二調節信號。微控制單元根據調光信號可以判斷出驅動器處於第一或第二工作狀態，由此可以有針對性地向調整電源轉換單元的電源控制單元輸出不同的調節信號。在根據本實用新型的一個優選的設計中，所述電源控制單元包括控制單元和比較單元，在所述驅動器的第一工作狀態中，所述比較單元獲取所述採樣信號和所述第一調節信號，提供用於所述控制單元的第一輸入信號。在此情況下，由於比較單元從發光模塊方面獲得的採樣信號清晰，因此微控制單元只向比較單元提供第一調節信號就可以確保驅動器持續地向發光模塊提供驅動信號。在根據本實用新型的一個優選的設計中，所述電源控制單元還包括開關件，在所述驅動器的第二工作狀態中，所述開關件根據第二調節信號提供用於所述控制單元的第二輸入信號。通過開關件可以將微控制單元提供的第二調節信號引入驅動器中的輸出控制迴路中，由此可以使電源轉換單元的工作狀態和第二調節信號同步。在根據本實用新型的另一個優選的設計中，所述控制單元包括光耦合器和控制部分，所述控制部分根據影響所述光耦合器的所述第一或第二輸入信號分別輸出所述第一控制信號或第二控制信號。利用光耦合器可以將來自微控制單元方面的第一和第二輸入信號電隔離地傳遞給控制部分，由此來防止迴路中的信號噪聲，影響電源轉換單元輸出的驅動信號。在根據本實用新型的另一個優選的設計中，所述比較單元是比較器，所述比較器具有獲取所述採樣信號的反相輸入端、獲取所述第一控制信號的正相輸入端和連接所述光耦合器並提供所述第一輸入信號的輸出端。比較單元主要用於在第一工作狀態中影響電源轉換單元的工作狀態。在根據本實用新型的另一個優選的設計中，所述第一控制信號為大小和調光信號的大小成正比的參考電壓。第一控制信號作為參考電壓例如是驅動器中的輸出電流控制迴路的參考電壓。微控制單元根據調光信號來調整第一控制信號，由此來改變驅動器的運行情況。在根據本實用新型的另一個優選的設計中，所述開關件是第一電晶體，所述第一電晶體的控制電極接收所述第二調節信號，所述第一電晶體的參考電極連接所述地電位，所述第一電晶體的工作電極連接所述光耦合器。第二調節信號影響第一電晶體的通斷情況，由此可以優選地實現同步地影響電源轉換單元的工作狀態。在根據本實用新型的另一個優選的設計中，所述光耦合器的輸入端連接所述開關件和所述比較單元，所述光耦合器的輸出端連接所述控制部分。由此可以實現的是，微控制單元通過光耦合器來控制電源轉換單元的工作狀態。[0017]在根據本實用新型的另一個優選的設計中，所述微控制單元包括提供所述第一調節信號的第一部分和提供所述第二調節信號的第二部分。第一和第二部分可以作為功能模塊同時設置在微控制單元中。在根據本實用新型的另一個優選的設計中，所述發光模塊和地電位之間串聯有採樣電阻，所述比較單元獲取所述採樣電阻上的電壓作為所述採樣信號。在根據本實用新型的一個優選的設計中，所述發光模塊包括串聯的LED光源陣列。在根據本實用新型的一個優選的設計中，所述控制部分是控制晶片。控制部分例如可以是型號為L6599的控制晶片。 此外本實用新型涉及一種LED照明裝置，其包括多個LED光源組成的發光模塊，其特徵在於，還包括上述驅動器，其中驅動器可以在第一或第二工作狀態中分別向所述發光模塊提供可變的驅動信號。這種LED照明裝置在常規運行狀態和節能運行狀態時都可以實現理想穩定的照明效果，在最大程度上避免出現閃爍。應該理解，以上的一般性描述和以下的詳細描述都是列舉和說明性質的，目的是為了對要求保護的本實用新型提供進一步的說明。
附圖構成本說明書的一部分，用於幫助進一步理解本實用新型。這些附圖圖解了本實用新型的實施例，並與說明書一起用來說明本實用新型的原理。在附圖中相同的部件用相同的標號表不。圖中不出:圖1示出了根據本實用新型的照明裝置200的原理性框圖；圖2示出了根據本實用新型的照明裝置200的第一實施例的電路圖；圖3示出了第一實施例中電源轉換單元I的工作狀態和第二調節信號S5的關係圖；圖4示出了第一實施例中發光模塊2、LED電流和第二調節信號S5的關係圖。
具體實施方式
在下面詳細描述中，參考形成本說明書的一部分的附圖，其中，以例證的方式示出了可以實施本實用新型的具體實施例。應該理解的是，可以使用其它實施例，並且在不背離本實用新型的範圍的前提下可以進行結構或邏輯改變。所以，下面詳細描述不應被理解為限制性的意思，並且本實用新型由所附的權利要求限定。應該理解的是，如果沒有其它特別註明，這裡描述的不同的示例性實施例的特徵可以彼此結合。圖1示出了根據本實用新型的照明裝置200的原理性框圖。用於向發光模塊2提供驅動信號S I的驅動器100包括:電源轉換單元1、電源控制單元3和微控制單元5。微控制單元5根據從外界獲取的調光信號Sdim可以識別出照明裝置200是處於高亮度的正常運行狀態還是低亮度的節能運行狀態，也就是說微控制單元5可以識別出驅動器100是處於第一工作狀態還是第二工作狀態。在驅動信號SI為驅動電流的情況下，第一工作狀態可以被稱為大電流狀態，第二工作狀態可以被稱為小電流狀態或「綠色模式」。[0031]在第一工作狀態中，微控制單元5中的第一部分51輸出第一控制信號S4，電源控制單元3根據來自發光模塊2方面的採樣信號S2和第一控制信號S4向電源轉換單元I提供第一調節信號S3。電源轉換單元I在此情況下以固定的頻率連續工作。但是在第二工作狀態中，電源控制單元3根據採樣信號S2和第一控制信號S4不足以確保驅動器輸入的驅動信號SI的穩定性和連續性，因此微控制單元5中的第二部分52還附加地向電源控制單元3提供用於調整電源轉換單元I的工作頻率的第二調節信號S5。根據第一和第二調節信號S3和S5，電源控制單元3調整電源轉換單元I的工作頻率與預定的第二調節信號S5同步，由此可以確保驅動器100始終為發光模塊2提供連續並且穩定的驅動信號SI。在圖1和圖2中示出的驅動器100均處於第二工作狀態中。但是出於簡明的原因，在圖1和圖2中同時表示出電源控制單元3在第一或第二工作狀態中輸出的第一和第二控制信號S4和S6。也就是說，在未示出的第一工作狀態中，微控制單元5並不提供第二調節信號S5,電源控制單兀3相應地僅向電源轉換單兀I輸出第一控制信號S4。用於將微控制單元5和電源轉換單元I信號連接的電源控制單元3包括控制單元31、比較單元32和開關件33。在第一工作狀態中，接收第一調節信號S3的比較單元32主要用於控制電源轉換單元I的工作狀態。比較單元32 —方面接收採樣信號S2和第一調節信號S3,—方面向控制單兀31輸出第一輸入信號S7,微控制單兀5由此通過比較單兀32來影響控制單元31。在第二工作狀態中，接收第二調節信號S5的開關件33主要用於控制電源轉換單元I的工作狀態。開關件33根據第二調節信號S5提供用於控制單元31的第二輸入信號S8。此外，控制單元31包括光耦合器OTl和控制部分311，藉助於光耦合器OTl可以將來自微控制單兀5方面的第一輸入信號S7和第二輸入信號S8電隔離地傳輸給控制部分311。控制部分311受光耦合器OTl的導通或截至狀態影響，可以產生第一控制信號S4或第二控制信號S6。以下結合圖2中示出的電路圖來進行闡述。在圖2中，比較單元32是比較器，其具有獲取米樣信號S2的反相輸入端、獲取第一調節信號S3的正相輸入端和輸出第一輸入信號S7的輸出端，其中第一調節信號S3用作比較器的參考電壓，其大小和調光信號Sdim的大小成正比，並且驅動信號SI的大小與第一調節信號S3成正比。所述反相輸入端連接在發光模塊2和米樣電阻Rs之間,所述正相輸入端連接微控制單兀5的第一部分51,所述輸出端連接所述光耦合器OTl。開關件33是第一電晶體，其具有接收第二調節信號S5的控制電極、連接地電位GND的參考電極和輸出第二輸入信號S8的工作電極。所述控制電極連接微控制單兀5的第二部分52，所述工作電極連接光耦合器OTl。電源轉換單元I在此設計為DC-DC轉換器，其後接於AC-DC轉換器4。電源轉換單元I包括控制電極連接電源控制單元3的MOS場效應管，該MOS場效應管的參考電極和工作電極分別連接AC-DC轉換器4和DC-DC轉換器的初級繞組。MOS場效應管根據接收到的第一控制信號S4或第二控制信號S6來改變自身的通斷狀態，由此控制電源轉換單元I的工作狀態情況。圖3示出了第一實施例中電源轉換單元I的工作狀態和第二調節信號S5的關係圖。圖中上方示出了描述電源轉換單元I的工作狀態、即「DC-DC轉換器開關」情況的波形，也可以說該波形描述了電源轉換單元I的工作頻率。圖中下方示出了第二調節信號S5，其和電源轉換單元I的間斷的工作模式同步，因此也可以被稱為「同步信號」。當第二調節信號S5為高電平時，DC-DC轉換器的MOS場效應管停止工作；第二調節信號S5為低電平時，DC-DC轉換器的MOS場效應管正常工作，其開關頻率由控制部分311控制。圖中示出的第二調節信號S5的低電平時間ton是允許DC-DC轉換器工作的時間，其最大值是預定的並且與調光信號Sdim的幅度成正比。圖4示出了第一實施例中發光模塊2、LED電流和第二調節信號S5的關係圖。參照圖3中示出的電源轉換單元I的工作狀態和第二調節信號S5的同步關係可以看出，圖中示出的「同步信號」和DC-DC轉換器的「開關」情況同步。DC-DC轉換器的正常工作時間ton從最大值開始隨調光信號Sdim的幅度按降低按比例減小，保證驅動信號S1、即圖中示出的「LED電流」受調光信號Sdim控制。在此情況下，「LED電流」可以被看做直流，這表明在照明裝置200中基本不會出現閃爍的情況。另外，儘管僅相對於多種實施方式中的一種公開了本實用新型的實施例的特定特徵或方面，但是如任何給定或特定應用所要求的，這些特徵或方面可以與其它實施方式的一個或多個其它特徵或方面進行結合。以上僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改·進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。參考標號I電源轉換單元2發光模塊3電源控制單元31控制單元311控制部分32比較單元33開關件4AC-DC 轉換器5微控制單元51第一部分52第二部分100驅動器200照明裝置GND地電位OTl光稱合器Rs 採樣電阻SI 驅動信號S2 採樣信號S3 第一調節信號S4 第一控制信號[0063]S5第二調節信號S6第二控制信號S7第一輸入信號S8第二輸入信號 Sdim調光信號。
權利要求1.一種用於發光模塊(2)的驅動器(100)，包括:電源轉換單元(I)、電源控制單元(3)、微控制單元(5)，其特徵在於，在所述驅動器(100)的第一工作狀態中，所述微控制單元(5)向所述電源控制單元(3)發出第一調節信號(S3)，所述電源控制單元(3)根據採樣信號(S2 )和所述第一調節信號(S3 )向所述電源轉換單元(I)提供第一控制信號(S4);在所述驅動器(100)的第二工作狀態中，所述微控制單元(5)向所述電源控制單元(3)提供所述第一調節信號(S3 )和第二調節信號(S5 )，所述電源控制單元(3 )根據所述採樣信號(S2 )以及所述第一和第二調節信號(S3，S5)，向所述電源轉換單元(I)提供第二控制信號(S6)，所述電源轉換單元(I)根據來自所述電源控制單元(3 )的所述第一控制信號(S3 ) /第二控制信號(S5)向所述發光模塊(2)提供驅動信號(SI)。
2.根據權利要求1所述的驅動器(100)，其特徵在於，所述第二調節信號(S5)是同步信號，所述第二調節信號(S5)和所述電源轉換單元(1)的間斷工作模式同步。
3.根據權利要求2所述的驅動器(100)，其特徵在於，所述電源轉換單元(I)在所述第一工作狀態中的工作時間長於在所述第二工作狀態中的工作時間。
4.根據權利要求1所述的驅動器(100)，其特徵在於，所述微控制單元(5)從外界獲取表徵所述第一或第二工作狀態的調光信號(Sdim)並且根據所述調光信號(Sdim)分別輸出所述第一調節信號(S3)或所述第一和第二調節信號(S3，S5)。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的驅動器(100)，其特徵在於，所述電源控制單元(3 )包括控制單元(31)和比較單元(32 )，在所述驅動器(100 )的所述第一工作狀態中，所述比較單元(32 )獲取所述採樣信號(S2 )和所述第一調節信號(S3 )，提供用於所述控制單元(31)的第一輸入信號(S7)。
6.根據權利要求5所述的驅動器(100)，其特徵在於，所述電源控制單元(3)還包括開關件(33)，在所述驅動器(100)的所述第二工作狀態中，所述開關件(33)根據所述第二調節信號(S5 )提供用於所述控制單元(31)的第二輸入信號(S8 )。
7.根據權利要求6所述的驅動器(100)，其特徵在於，所述控制單元(31)包括光耦合器(OTl)和控制部分(311)，所述控制部分(311)根據所述第一或第二輸入信號(S7，S8)分別輸出所述第一控制信號(S4)或所述第二控制信號(S6 )。
8.根據權利要求7所述的驅動器(100)，其特徵在於，所述比較單元(32)是比較器，所述比較器具有獲取所述採樣信號(S2)的反相輸入端、獲取所述第一控制信號(S4)的正相輸入端和連接所述光稱合器(OTl)並提供所述第一輸入信號(S7)的輸出端。
9.根據權利要求8所述的驅動器(100)，其特徵在於，所述第一控制信號(S4)為大小和調光信號(Sdim)的大小成正比的參考電壓。
10.根據權利要求6所述的驅動器(100)，其特徵在於，所述開關件(33)是第一電晶體，所述第一電晶體的控制電極接收所述第二調節信號(S5)，所述第一電晶體的參考電極連接地電位(GND)，所述第一電晶體的工作電極連接所述光耦合器(0T1)。
11.根據權利要求7述的驅動器(100)，其特徵在於，所述光耦合器(OTl)的輸入端連接所述開關件(33 )和所述比較單元(32 )，所述光耦合器(OTI)的輸出端連接所述控制部分(311)。
12.根據權利要求1-4中任一項所述的驅動器(100)，其特徵在於，所述微控制單元(5)包括提供所述第一調節信號(S3 )的第一部分(51)和提供所述第二調節信號(S5 )的第二部分(52)。
13.根據權利要求1-4中任一項所述的驅動器(100)，其特徵在於，所述發光模塊(2)和所述地電位(GND )之間串聯有採樣電阻(Rs )，所述比較單元(32 )獲取所述採樣電阻(Rs )上的電壓作為所述採樣信號(S2)。
14.根據權利要求1-4中任一項所述的驅動器(100)，其特徵在於，所述發光模塊(2)包括串聯的LED光源陣列。
15.一種LED照明裝置(200)，包括多個LED光源組成的發光模塊(2)，其特徵在於，還包括根據權利要求1-14中任一項所述的驅動器(100)，其中所述驅動器(100)在第一或第二工作狀態中分別向 所述發光模塊(2)提供可變的驅動信號(SI )。
專利摘要本實用新型涉及一種用於發光模塊(2)的驅動器(100)，包括電源轉換單元(1)、電源控制單元(3)、微控制單元(5)，其特徵在於，在驅動器(100)的第一工作狀態中，微控制單元(5)向電源控制單元(3)發出第一調節信號(S3)，電源控制單元(3)根據採樣信號(S2)和第一調節信號向電源轉換單元提供第一控制信號(S4)；在第二工作狀態中，微控制單元向電源控制單元提供第一和第二調節信號(S3，S5)，電源控制單元根據採樣信號以及第一和第二調節信號，向電源轉換單元提供第二控制信號(S6)，電源轉換單元根據來自電源控制單元的第一/第二控制信號向發光模塊提供驅動信號(S1)。本實用新型還涉及一種包括該驅動器的照明裝置。
文檔編號H05B37/02GK202998558SQ20122055740
公開日2013年6月12日 申請日期2012年10月26日 優先權日2012年10月26日
發明者米凱萊·梅尼加茲, 莊錫河, 戴雪維, 張玉平 申請人:歐司朗股份有限公司