CN202602965U - 发光二极管驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发光二极管驱动器。发光二极管驱动器包括：输入端，所述输入端用于接收整流过的交流电压；输出端，所述输出端用于提供输出电流；功率变换器，所述功率变换器耦合在所述输入端与所述输出端之间以接收所述整流过的交流电压并生成所述输出电流，所述功率变换器包括开关和感应元件，所述开关耦合到所述感应元件；以及控制器，所述控制器用于以基本上恒定的频率控制所述功率变换器以提供所述输出电流和有源功率因数校正，所述控制器被配置为控制所述开关的接通时间作为所述整流过的交流电压和通过所述感应元件的电流的函数。

Description

发光二极管驱动器

技术领域

本公开涉及一种发光二极管（LED）驱动器及控制方法。 

背景技术

本部分提供与本公开相关的背景信息，这些信息未必是现有技术。 

使用LED提供发光通常需要使用驱动器来提供适当的电压和电流以使得LED能够适当且安全地工作。一些LED驱动器将整流过的交流（AC）电压转换成适当的电压和电流来操作LED。许多这样的LED驱动器使用包括例如反激变换器的隔离式功率变换器拓扑结构。通常，基于隔离式变换器的驱动器以闭环、恒定电流模式工作。隔离式变换器的输出电流在变压器的次级侧进行感测，并常常经由光耦合器提供给位于变压器的初级侧的控制器。一些公知的设计包括无源功率因数校正（PFC），而其他的公知设计包括有源PFC电路。 

实用新型内容

本部分提供本公开的大体概述，不是本公开的全部范围或其所有特征的全面公开。 

根据本公开的一个方面，公开了一种操作包括功率变换器的LED驱动器以生成输出电流来向LED供电并提供有源功率因数校正的方法。功率变换器耦合在用于接收整流过的AC电压的输入端与用于向LED提供输出电流的输出端之间。该方法包括：基于整流过的AC电压和通过感应元件的电流、在开环模式下以基本上固定的频率操作功率变换器。 

根据本公开的另一个方面，一种LED驱动器包括：输入端，该输入端用于接收整流过的AC电压；输出端，该输出端用于提供输出电流；功率变换器，该功率变换器耦合在输入端与输出端之间以接收整流过的AC电压并生成输出电流；以及控制器，该控制器用于以基本上恒定的频率控制功率变换器以提供输出电流和有源功率因数校正。功率变换器包括开关 和感应元件。开关耦合到感应元件。控制器被配置为控制开关的接通时间作为整流过的AC电压和通过感应元件的电流的函数。 

根据本文中所提供的描述，适用性的另外的领域将变得明显。本实用新型内容中的描述和具体示例仅意在用于说明而并不意在限制本公开的范围。 

附图说明

本文中所描述的附图仅用于所选实施例的说明性目的而非全部可能的实现，并且不是意在限制本公开的范围。 

图1是根据本公开的示例LED驱动器的框图； 

图2是根据本公开的与AC电源和桥式整流器耦合的另一个示例LED驱动器的框图； 

图3是根据本公开的与AC电源和一串LED耦合的另一个示例LED驱动器的示意图； 

图4是图3的LED驱动器的（差分放大器）AMP1的示例输入和输出的曲线图； 

图5是针对图3的LED驱动器的、作为输入电压的函数的输出电流的曲线图； 

图6是针对图3的LED驱动器的、作为输入电压的函数的功率因数的曲线图； 

图7是根据本公开的包括切相（phase cut）检测器的示例LED驱动器的示意图； 

图8是根据本公开的包括切相检测器的另一个示例LED驱动器的示意图； 

图9是通过图8的LED驱动器根据示例信号生成的示例切相AC信号和方波信号的曲线图； 

图10是针对图8的LED驱动器的、作为切相角的函数的输出电流的曲线图； 

图11是根据本公开的另一个示例LED驱动器的应用示意图； 

图12是根据本公开的包括升降压变换器的示例LED驱动器的示意 图，其中，该升降压变换器的输出参照输入电压； 

图13是根据本公开的包括反相升降压变换器的示例LED驱动器的示意图；以及 

图14是根据本公开的包括利用两个开关的同相升降压变换器的示例LED驱动器的示意图。 

贯穿这几个附图的视图中，相应的附图标记表示相应的部分。 

具体实施方式

现在，将参照附图对示例实施例进行更充分的描述。 

提供示例实施例，以使得本公开是全面的并将向本领域的技术人员充分传达范围。阐述了许多具体细节，诸如具体部件、装置和方法的示例，以提供对本公开的实施例的全面理解。对本领域的技术人员来说将明显的是：无需使用具体细节，示例实施例可以以许多不同的形式来实现，并且任何一个示例实施例都不应当被解释成限制本公开的范围。在一些示例实施例中，没有详细描述公知的处理、公知的装置结构以及公知的技术。 

本文中所使用的术语仅用于描述特定示例实施例而非意在是限制性的。如本文中所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”也可以意在包括复数形式。术语“包括”及其变型、“包含”和“具有”是包括性的，从而指定了所叙述的特征、整体、步骤、操作、元件、和/或部件的存在，但不排除存在或增加一个或更多个其他的特征、整体、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。除非具体表示为执行顺序，否则不应将本文中所描述的方法步骤、处理及操作解释成一定需要按照所讨论的或所说明的特定顺序来执行。还应理解，可以使用另外的步骤或可替选的步骤。 

在提到元件或层在另一个元件或层“之上”、或“接合到”、“连接到”、或“耦合到”另一个元件或层时，该元件或层可以直接在另一个元件或层之上、或者直接接合到、连接到、耦合到另一个元件或层，或者可以存在介于其间的元件或层。相反，在提到元件“直接在”另一个元件或层之上、或“直接接合到”、“直接连接到”、或“直接耦合到”另一个元件或层时，可以不存在介于其间的元件或层。其他用来描述元件之间的关系的词语应当按照同样的方式来解释（例如，“之间”与“直接之间”相对、“相邻”与“直接相邻”相对、等等）。如在本文中所使用的，术语“和/或”包括 相关联的列举项中的任意一个或者更多个项以及一个或更多个项的所有组合。 

尽管可以在本文中使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是不应当用这些术语来限制这些元件、部件、区域、层和/或部分。这些术语仅可以用于区别一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分。除非通过上下文清楚地指示，否则诸如“第一”、“第二”和其他数字术语的术语在本文中使用时并不暗示次序或顺序。因此，在不背离示例实施例的教导的情况下，下面所讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以称为第二元件、部件、区域、层或部分。 

根据本公开的一个方面，公开了一种操作包括功率变换器的LED驱动器以生成输出电流来向LED供电并提供有源功率因数校正的方法。功率变换器耦合在用于接收整流过的AC电压的输入端与用于向LED提供输出电流的输出端之间。该方法包括：基于整流过的AC电压和通过感应元件的电流、在开环模式下以基本上固定的频率操作功率变换器。 

下面将讨论适合用于执行该方法的示例LED驱动器。应当理解，本公开不限于示例LED驱动器，可以根据本文中公开的方法操作其他LED驱动器。 

图1是根据本公开的总体上用附图标记100表示的示例LED驱动器的框图。LED驱动器100包括用于接收整流过的AC电压作为输入电压的输入端。功率变换器102连接到输入端以接收输入电压并输出输出电流。控制器104控制功率变换器102的工作以提供输出电流和功率因数校正。控制器104以基本上恒定的频率控制功率变换器102。控制器104被配置为控制功率变换器102的开关的接通时间作为整流过的AC电压和通过功率变换器102的感应元件的电流的函数。 

功率变换器102可以为隔离式或非隔离式功率变换器。如果变换器102为隔离式变换器，则感应元件可以是变压器的初级绕组。如果变换器为非隔离式变换器，则感应元件可以是电感器。当然，可以使用任意其他适合的感应元件。功率变换器102可以为任意适合的功率变换器拓扑结构。例如，功率变换器102可以是反激变换器、降压变换器、升压变换器、升降压变换器等。 

图2中的示例LED驱动器200包括用于对功率变换器102的工作进 行控制的一个适合的控制器104的框图。控制器104包括缩放（scaling）电路206，该缩放电路206连接到输入端以从整流过的AC输入电压生成缩放输入电压。缩放输入电压提供给电流基准发生器208，该电流基准发生器208生成电流基准作为缩放输入电压的函数。电流基准输入到开关控制器210。开关控制器210比较电流基准与表示通过变换器102的感应元件的电流的信号来控制变换器102中的开关。电流基准紧密地追踪整流过的AC输入电压的形状。由于电流基准与整流过的AC输入电压的形状的紧密关系，因此可以至少部分地实现相对较高的功率因数。 

图3中的LED驱动器300示出了LED驱动器200的一种示例构造。LED驱动器300包括用于接收整流过的AC电压作为输入电压的输入端。功率变换器102连接到输入端以接收输入电压并输出输出电流。变换器102包括开关Q1和变压器T1。变压器T1包括连接到开关Q1的具有初级电感L_PRI的初级绕组。控制器104控制功率变换器102的工作，以生成输出电流并提供有源功率因数校正。控制器104包括连接到输入端以生成缩放输入电压的缩放电路206。缩放输入电压提供给电流基准发生器208，该电流基准发生器208生成电流基准I_REF作为缩放输入电压的函数。电流基准输入到开关控制器210。开关控制器210包括比较器COMP1和驱动器。比较器COMP1连接到缩放电路206。开关控制器210利用比较器COMP1比较电流基准I_REF与表示通过初级绕组L_PRI的电流I_PK的信号来控制开关Q1。驱动器连接到比较器COMP1以接收比较器COMP1的输出并控制开关Q1。 

如下面说明的，电流基准I_REF紧密地追踪整流过的AC电压的形状。该紧密追踪使得控制器104能够操作功率变换器102以实现相对较高的功率因数。 

一般地，LED驱动器300以固定频率、断续电流模式（DCM）工作时在变化输入电压的情况下保持基本上恒定的输出电流。通过调整开关Q1的接通时间（T_ON）以开环方式实现基本上恒定的电流。T_ON为电感器峰值电流I_PK、电感和输入电压的函数。当变换器102在最小输入电压下工作时，从整流过的输入电压加上定义的偏置电压V_OFFSET推导出I_REF。当输入电压改变且变换器102在最小输入电压以上工作时，V_OFFSET的幅度比最小输入电压下的值小。当输入电压例如为最小输入电压与最大输入电压之间的中间电压时，V_OFFSET的幅度为其在最小输入电压下的值的一半。当变换器在最大输入电压下工作时，V_OFFSET被完全除去并且I_REF从 整流过的输入电压推导出。亦即，从整流过的交流输入电压和可变偏置电压V_OFFSET推导出电流基准I_REF。V_OFFSET的使用使得驱动器300能够提供基本上恒定的输出功率。为了实现基本上恒定的输出电流，贯穿工作输入电压范围内保持I_REF的RMS（均方根）值基本上恒定。 

示例LED驱动器300中的功率变换器102为反激变换器。对于反激变换器和可以用于LED驱动器300中的其他隔离式交流-直流（AC-DC）变换器，在变压器T1的初级侧实现对输出电流的控制。因此，LED驱动器300不利用光耦合器将信号从变压器T1的次级侧传递到初级侧。 

变换器102以固定频率、断续导通模式（DCM）工作。反激扼流圈中的功率为 

$P_{\mathrm{OUT}}=\frac{1}{2}{L}_{\mathrm{PRI}}\×{I_{\mathrm{PK}}}^2\×F_{\mathrm{SW}}---\left(1\right)$

其中，F_SW为LED驱动器300的开关频率。通过初级绕组的峰值电流I_PK为 

$I_{\mathrm{PK}}=\frac{V_{\mathrm{ON}}\×T_{\mathrm{ON}}}{L_{\mathrm{PRI}}}---\left(2\right)$

V_ON等于整流过的AC电压V_REC。将等式2代入等式1得到： 

$P_{\mathrm{OUT}}=\frac{{V_{\mathrm{REC}.\mathrm{RMS}}}^2\×{T_{\mathrm{ON}}}^2}{2\×L_{\mathrm{PRI}}}\×F_{\mathrm{SW}}---\left(3\right)$

因为L_PRI和F_SW是固定值，所以，为了在输入电压改变时保持P_OUT基本上恒定，必须调整T_ON。通过下式确定T_ON： 

$T_{\mathrm{ON}}=\frac{I_{\mathrm{PK}}\×L_{\mathrm{PRI}}}{V_{\mathrm{REC}.\mathrm{RMS}}}---\left(4\right)$

在LED驱动器300中，可以由下式给出通过变压器T1的初级绕组的峰值电流I_PK： 

$I_{\mathrm{PK}}=\frac{I_{\mathrm{REF}}}{R_S}---\left(5\right)$

结合等式4和5得到： 

$T_{\mathrm{ON}}=\frac{I_{\mathrm{REF}}\×L_{\mathrm{PRI}}}{R_S\×V_{\mathrm{REC}.\mathrm{RMS}}}---\left(6\right)$

在等式6中，L_PRI和R_S为固定值，并且V_REC.RMS为整流过的输入电压的RMS值。因此，可以通过变化电流基准I_REF来调整T_ON。I_REF为去往PWM比较器COMP1的反相管脚（INV）的电流基准电压。 

通过改变差分放大器AMP2的输出（REC.ave）来变化电流基准I_REF。一般地，REC.ave与输入电压偏离最小工作电压的百分比对应。更具体地，通过下式确定I_REF和REC.ave： 

$I_{\mathrm{REF}}=V_{\mathrm{REC}.\mathrm{RMS}}\×\frac{R2}{R1+R2}+V_{\mathrm{OFFSET}}-\mathrm{REC}.\mathrm{ave}---\left(7\right)$

$\mathrm{REC}.\mathrm{ave}=\mathrm{\Δ}{V}_{\mathrm{IN}}\×V_{\mathrm{REC}.\mathrm{MIN}.\mathrm{RMS}}\×\frac{R2}{R1+R2}---\left(8\right)$

缩放电路206用R1和R2的除法器网络按比例降低整流过的AC输入电压V_REC。固定的DC电压偏置量V_OFFSET与缩放电压相加，且得到的缩放及偏置的电压被馈送到差分放大器AMP1的同相管脚（NINV）（有时也称为节点REC）中。 

电流基准发生器208的平均电路连接到缩放电路206并且从缩放电路206接收缩放的整流过的AC输入（没有固定的DC电压偏置V_OFFSET）。平均电路向差分放大器AMP2的同相管脚输出表示按比例降低的整流过的AC电压的平均值的DC电压。差分放大器AMP2的反相管脚接收基准电压V2。在本实施例中，在整流过的AC输入为最小工作电压时，将基准电压V2设置为与表示按比例降低的整流过的AC电压的平均值的 DC电压（即，平均电路的输出）相等。差分放大器AMP2基于这些输入向差分放大器AMP1的反相管脚输出通过等式8定义的DC电压REC.ave。 

在图4中，左曲线图示出了与输入到差分放大器AMP1的同相管脚的偏置的、缩放及整流的AC电压（REC）的最小值、标称值和最大值对应的波形REC_MIN、REC_NOM和REC_MAX。左图中还示出了与输入到差分放大器AMP1的反相管脚的REC.ave的最小值、标称值和最大值对应的REC.ave_MIN、REC.ave_NOM和REC.ave_MAX。针对左曲线图中示出的输入，在右曲线图中示出了差分放大器AMP1的输出、即电流基准I_REF。 

图4示出了I_REF如何随着输入电压V1变化而变化。通常，I_REF等于整流过的缩放的AC输入电压REC与V_OFFSET之和。随着输入电压从最小值增大，平均电路、差分放大器AMP2和AMP1的组合从I_REF中除去了V_OFFSET的一部分。在输入电压V1为最大值时，从I_REF中除去了全部V_OFFSET并且I_REF基本上等于缩放的整流过的AC输入电压（即，缩放电路206的输出）。也可以将这看作将I_REF作为缩放的整流过的AC输入电压REC和可变偏置V_OFFSET的函数来调整I_REF。通过下式设置可变偏置V_OFFSET的值： 

$V_{\mathrm{OFFSET}}=(\sqrt{{{\mathrm{VREC}}_{.\mathrm{MAX}.\mathrm{RMS}}}^2-{{\mathrm{VREC}.}_{\mathrm{MIN}.\mathrm{RMS}.\mathrm{AC}}}^2}-{\mathrm{VREC}.}_{\mathrm{MIN}.\mathrm{RMS}.\mathrm{DC}})\×\frac{R2}{R1+R2}---\left(9\right)$

如果输入电压V1为最小值（V1min），则差分放大器AMP2的输出基本上为零。结果，REC.ave为零并且差分放大器AMP1未从REC中除去V_OFFSET。因此，在整流过的AC输入电压为最小值时I_REF等于REC。为了在不同的输入电压下保持大体上恒定的输出电流，调节I_REF以降低变换器102的输入电流。差分放大器AMP2的同相输入等于VREC的按比例降低的平均电压。在V1为最大值（V1max）时，差分放大器AMP2的同相输入端处的电压等于[(V1max/V1min)×V2]。将V2设置为等于V_OFFSET的两倍的固定的DC电压。亦即，可变偏置V_OFFSET的幅度为整流过的交流电压的平均电压的函数。在V1为V1max时，差分放大器AMP2的输出端处的差分电压REC.ave等于V_OFFSET的电压。亦即，可变偏置V_OFFSET在整流过的交流电压为最大值时基本上为零偏置。参照图4，这可 以用下式来表示： 

REC_MAX-REC.ave_MAX＝IREF_MAX    (10) 

IREF_MAX基本上等于整流过的输入电压。亦即，在整流过的交流电压为最大值时，电流基准I_REF基本上与整流过的交流电压相一致。因此，可以在最大输入电压下获得相对较高的功率因数校正。 

已经构造并测试了LED驱动器300的高压线路（例如240VAC）版本和低压线路（例如120VAC）版本。在高压线路测试驱动器中，Cin为100nF，R1为440kΩ，R2为1.1kΩ，RS为0.47Ω，CO为940μF，Lpri为700μH，V_OFFSET为0.235V，以及V2为0.47V。在低压线路测试驱动器中，R2为2.2kΩ，RS为0.33Ω，V_OFFSET为0.234V，以及V2为0.468V。其余的部件具有与在高压线路测试驱动器中相同的值。高压线路测试电路和低压线路测试电路用于对串联连接的一串六个LED供电。图5和图6中示出了测试的结果。 

图5用曲线图示出了针对在7.5瓦特输出功率下工作的LED驱动器300的、输出电流调节与AC输入电压的关系。在图6中，用曲线图将在7.5瓦特输出功率下工作的LED驱动器300的功率因数示出为AC输入电压的函数。 

在一些应用中，期望的是对由根据本公开的LED驱动器控制的LED发出的光的量进行控制。可以通过例如诸如传统的壁式电子调光器的切相调光器来生成调光信号。切相调光器可操作用以切断AC电压波形的一部分。切相调光器可以切断AC半周期的前端或AC半周期的后端。切相调光器可以切断AC电压的不同的量以产生不同的调光水平。AC电压的被切相调光器切断的量由切相角表示。切相角一般可以为通常分别表示没有调光/切断（全功率）和完全调光/切断（没有功率）的0度到180度之间的任意角度。 

图7中的LED驱动器700为LED驱动器200的示例实施例，其中，LED驱动器700可以用可以被切相的输入电压来操作。LED驱动器700包括用于接收整流过的AC电压作为输入电压的输入端。功率变换器102连接到输入端，以接收输入电压并输出输出电流。控制器104控制功率变换器102的工作。控制器104包括连接到输入端以生成缩放输入电压的缩放电路206。缩放输入电压提供给生成电流基准I_REF的电流基准发生器 208。电流基准I_REF输入到开关控制器210。开关控制器210比较电流基准I_REF与表示通过变换器102的感应元件的电流I_PK的信号来控制变换器102。 

LED驱动器700还包括切相检测器712。切相检测器712连接到缩放输入电压以检测整流过的AC输入电压的切相角。切相检测器712还连接到电流基准发生器208中的差分放大器AMP2的反相输入，并向电流基准发生器208提供表示切相角的信号。电流基准基于缩放输入电压和表示切相角的信号，或有时表示为缩放输入电压和表示切相角的信号的函数。因此，LED驱动器700能够用受控于例如切相调光器的AC输入电压来操作。 

LED驱动器800包括切相检测器712的示例构造。在其他方面，LED驱动器800与图3中的LED驱动器300相似。LED驱动器800包括用于接收整流过的AC电压作为输入电压的输入端。功率变换器102连接到输入端，以接收输入电压并输出输出电流。变换器102包括具有连接到开关Q1的初级绕组的变压器T1。控制器104通过控制开关Q1来控制功率变换器102的工作。控制器104包括连接到输入端以生成缩放输入电压的缩放电路206。缩放输入电压提供给生成电流基准I_REF的电流基准发生器208。电流基准I_REF输入到开关控制器210。开关控制器210比较电流基准I_REF与表示通过变压器T1的初级绕组的电流I_PK的信号来控制开关Q1。LED驱动器800还包括切相检测器712。因此，LED驱动器800能够用受控于例如切相调光器的AC输入电压来操作。 

LED驱动器800与以上讨论的LED驱动器300大体上以相同的方式工作。当AC输入电压未被切相时，例如当不存在与LED驱动器800耦合的切相调光器时或当切相调光器被连接但设置为全功率（没有切断）时，差分放大器AMP2的反相输入、即电压V2为固定的DC电压。当AC输入电压被切相时，例如当切相调光器设置为全功率以下且切相调光器对AC输入电压进行切相时，V2相对于导通角以非线性方式降低。 

图9的顶部曲线图示出了在AC电压已被切相时针对最小AC输入电压、最大AC输入电压和标称AC输入电压的电压REC。整流过的切相AC输入电压输入到切相检测器712的比较器COMP2的同相管脚。图9中的底部曲线图示出了比较器COMP2针对顶部曲线图中的示例输入的输出。如同可以看到的，COMP2的输出为将随着切相的角度变化的PWM信号。从相位导通D_COND推导出占空比。该PWM信号由平均电路平均并 由切相检测器输出为OUT.ave。电压OUT.ave偏置固定的电压Voffset2，从而产生施加到差分放大器AMP2的反相管脚的电压V2。通过下式来描述电压V2： 

V2＝OUT.ave x D_COND-Voffset2       (10) 

可变偏置的幅度为整流过的交流电压的平均电压和整流过的交流电压的切相角的函数。偏置电压Voffset2的增加引起电压V2相对于AC输入电压的切相角的改变非线性地变化。电压V2与图3中的LED驱动器300中的电压V2大体上以相同的方式且为了相同的目的来使用。然而，驱动器800中的电压V2不是固定的电压。相反，该电压V2作为AC输入电压的切相角的函数而非线性地变化。亦即，可变偏置的幅度随着整流过的交流电压的切相角的改变而非线性地变化。如图10中示出的，这引起输出电流随着切相角增大而降低。图10示出了从LED驱动器800的计算机仿真得到的测试结果，其中，已经用对实际电路的测试确认了该测试结果。对于仿真和实际电路，LED驱动器800使用了0.6V的Voffset2，其余部件具有与以上针对基于LED驱动器300的测试驱动器所列出的值相同的值。 

图11为示例LED驱动器1100的应用示意图。LED驱动器1100将以上讨论的LED驱动器的控制电路结合在集成电路IC1内部。 

图12至14示出了根据本公开的多个方面的另外的示例LED驱动器。这些LED驱动器以与以上讨论的LED驱动器300和800的控制相同或相似的方式进行控制。然而，虽然LED驱动器300和800二者均包括具有反激拓扑结构的功率变换器，但是图12至14中的LED驱动器具有不同的且非隔离的拓扑结构的功率变换器。在图12中，功率变换器为其输出电压参照其输入电压的升降压变换器。图13中的功率变换器为反相升降压变换器。图14包括利用两个开关的同相升降压变换器。 

本文中描述的LED驱动器和控制方法可以允许以相对较高的功率因数工作。在示例实施例中，实现的功率因数大于0.7。在另一个实施例中，LED驱动器实现了大于0.9的功率因数。例如如图6中所示，在一些实施例中，根据本公开的LED驱动器可以实现大于0.93的功率因数。在至少一个实施例中，LED驱动器在低压线路（例如，120VAC）输入下实现了大约为0.9943的功率因数。 

本文中公开的LED驱动器可以包括模拟部件、数字部件、和/或模拟和数字部件的组合。本文中公开和描述的控制器可以为离散控制器或可以为用作控制器的部件、电路等的组合。本文中描述的控制器部件可以为在数字控制器的功能模块、集成电路等中实现的离散部件。 

为了说明和描述提供了实施例的上述描述。上述描述并不意在是穷举的或限制本公开。特定实施例的各个元件或特征总体上不限于该特定实施例，而是能够在可应用的情况下互换并且可以在选定实施例中使用，尽管未具体示出或描述这些元件或特征。相同的元件或特征也可以按照许多方式变化。这样的变化不应被认为是偏离本公开，并且所有这样的修改意在包括在本公开的范围内。 

附记 

方案1.一种操作发光二极管驱动器的方法，所述发光二极管驱动器包括功率变换器以生成用于向所述发光二极管供电的输出电流并提供有源功率因数校正，所述功率变换器耦合在用于接收整流过的交流电压的输入端与用于向所述发光二极管提供所述输出电流的输出端之间，所述方法包括：基于所述整流过的交流电压和通过感应元件的电流、在开环模式下以基本上固定的频率操作所述功率变换器。 

方案2.根据方案1所述的方法，其中，所述操作所述功率变换器包括：将表示通过所述感应元件的所述电流的信号与基于所述整流过的交流电压和可变偏置的电流基准进行比较。 

方案3.根据方案2所述的方法，还包括：变化所述可变偏置作为所述整流过的交流电压的平均电压的函数。 

方案4.根据方案2所述的方法，还包括：变化所述可变偏置作为所述整流过的交流电压的平均电压和所述整流过的交流电压的切相角的函数。 

Claims (16)

1.一种发光二极管驱动器，包括：

输入端，所述输入端用于接收整流过的交流电压；

输出端，所述输出端用于提供输出电流；

功率变换器，所述功率变换器耦合在所述输入端与所述输出端之间以接收所述整流过的交流电压并生成所述输出电流，所述功率变换器包括开关和感应元件，所述开关耦合到所述感应元件；以及

控制器，所述控制器用于以基本上恒定的频率控制所述功率变换器以提供所述输出电流和有源功率因数校正，所述控制器被配置为控制所述开关的接通时间作为所述整流过的交流电压和通过所述感应元件的电流的函数。

2.根据权利要求1所述的发光二极管驱动器，其中，所述控制器被配置为对表示通过所述感应元件的所述电流的信号与至少部分地基于所述整流过的交流电压的电流基准进行比较来控制所述开关。

3.根据权利要求2所述的发光二极管驱动器，其中，从所述整流过的交流电压和可变偏置推导出所述电流基准。

4.根据权利要求3所述的发光二极管驱动器，其中，所述可变偏置的幅度为所述整流过的交流电压的平均电压的函数。

5.根据权利要求3所述的发光二极管驱动器，其中，所述功率变换器被配置为在最大的整流过的交流电压与最小的整流过的交流电压之间、包括最大的整流过的交流电压和最小的整流过的交流电压下工作，其中，所述可变偏置在所述整流过的交流电压为最大值时基本上为零偏置。

6.根据权利要求5所述的发光二极管驱动器，其中，在所述整流过的交流电压为最大值时，所述电流基准基本上与所述整流过的交流电压相一致。

7.根据权利要求3所述的发光二极管驱动器，其中，所述可变偏置的幅度为所述整流过的交流电压的平均电压和所述整流过的交流电压的切相角的函数。

8.根据权利要求7所述的发光二极管驱动器，还包括用于检测所述整流过的交流电压的所述切相角的切相检测器。

9.根据权利要求8所述的发光二极管驱动器，其中，所述可变偏置的幅度随着所述整流过的交流电压的所述切相角的改变而非线性地变化。

10.根据权利要求3所述的发光二极管驱动器，其中，所述功率变换器为非隔离式功率变换器，并且所述感应元件为电感器。

11.根据权利要求3所述的发光二极管驱动器，其中，所述功率变换器为隔离式功率变换器，并且所述感应元件为变压器的初级绕组。

12.一种发光二极管驱动器，包括：

输入端，所述输入端用于接收整流过的交流电压作为输入电压；

功率变换器，所述功率变换器连接到所述输入端以接收所述输入电压并输出输出电流，所述功率变换器包括耦合到所述输入端的感应元件和耦合到所述感应元件的开关；以及

控制器，所述控制器用于控制所述功率变换器的工作，以生成所述输出电流并提供有源功率因数校正，所述控制器包括：

缩放电路，所述缩放电路连接到所述输入端以生成缩放输入电压；

电流基准发生器，所述电流基准发生器连接到所述缩放电路以生成电流基准作为所述缩放输入电压的函数；

开关控制器，所述开关控制器用于基于所述电流基准和表示通过所述感应元件的所述电流的信号来控制所述开关。

13.根据权利要求12所述的发光二极管驱动器，其中，所述电流基准发生器包括：

平均电路，所述平均电路连接到所述缩放电路以生成所述缩放输入电压的平均值；

第一差分放大器，所述第一差分放大器用于在第一输入端处接收所述缩放输入电压的所述平均值并在第二输入端处接收第一偏置电压；

第二差分放大器，所述第二差分放大器用于在第一输入端处接收所述第一差分放大器的输出并在第二输入端处接收所述缩放输入电压和第二偏置电压以生成所述电流基准。

14.根据权利要求13所述的发光二极管驱动器，其中，所述开关控制器包括比较器和驱动器，所述比较器连接到所述缩放电路以对所述电流基准与表示通过所述感应元件的所述电流的所述信号进行比较，所述驱动器连接到所述比较器以接收所述比较器的输出并控制所述开关。

15.根据权利要求14所述的发光二极管驱动器，还包括切相检测器，所述切相检测器连接到所述缩放输入电压以检测所述整流过的交流电压的切相角，所述切相检测器连接到所述第一差分放大器以提供所述第一偏置电压。

16.根据权利要求14所述的发光二极管驱动器，其中，所述第一偏置电压为固定的直流电压。

Images