本發(fā)明涉及驅(qū)動器裝置的領(lǐng)域，特別是包括功率因數(shù)校正電路的驅(qū)動器裝置。

背景技術(shù)：

1、驅(qū)動器裝置通常用于向諸如發(fā)光元件的負(fù)載提供功率。通常，驅(qū)動器裝置將能夠?qū)?例如，ac)輸入功率轉(zhuǎn)換為適合于向負(fù)載供電的(例如，dc)輸出功率。一些驅(qū)動器裝置包括功率因數(shù)校正電路，以用于修改或調(diào)整限定提供給負(fù)載或總線上的輸出功率的功率因數(shù)校正(pfc)輸出信號的功率因數(shù)。

2、pfc輸出信號可以是跨功率因數(shù)校正電路的輸出電容器的信號，使得其被平滑以仿真dc信號。然而，功率因數(shù)校正電路是通過感測平均輸出來調(diào)節(jié)其輸出的慢響應(yīng)轉(zhuǎn)換電路。pfc輸出信號因此將保有大約100/120hz的紋波(電壓或電流)，該紋波的精確頻率取決于ac輸入功率的紋波，ac輸入功率的紋波通常為大約50/60hz。減小或衰減pfc輸出信號中的紋波的大小將是有利的，例如去除或補償紋波，特別是對于led照明，因為led照明裝置的輸出光通量對提供給led照明裝置的功率高度敏感。pfc輸出信號的紋波，如果不被調(diào)節(jié)，將導(dǎo)致由led輸出的光的亮度中的對應(yīng)紋波，這將引起人類可察覺的或捕獲設(shè)備(諸如相機)可察覺的閃爍。

3、本領(lǐng)域中克服這個問題的常見方式是使用與功率因數(shù)校正電路級聯(lián)的第二轉(zhuǎn)換電路。該拓?fù)淇梢员粯?biāo)記為雙級轉(zhuǎn)換電路。第二轉(zhuǎn)換電路將pfc輸出信號調(diào)節(jié)成進(jìn)一步穩(wěn)定的信號。這種雙級轉(zhuǎn)換電路的一個缺點是高材料成本和高空間要求，因為第二轉(zhuǎn)換電路必須處理整個pfc輸出信號，這意味著它的額定功率相當(dāng)高，從而需要大的和非常昂貴的部件。

4、已經(jīng)提出在功率因數(shù)校正電路的輸出處使用開關(guān)轉(zhuǎn)換電路，其中開關(guān)轉(zhuǎn)換電路只用于補償pfc輸出信號的ac分量，而不是整個pfc輸出信號。這意味著開關(guān)轉(zhuǎn)換電路的額定功率相對較小，并且與雙級轉(zhuǎn)換電路相比具有較低的成本和尺寸。由us2017/0288557a1描述合適的現(xiàn)有技術(shù)示例。與上述雙級相比，這種拓?fù)渫ǔ１环Q為/標(biāo)記為1.5級或1.25級轉(zhuǎn)換電路。us20170099710a1也公開了類似的拓?fù)洹?/p>

5、us20100202169a1公開了一種用于pfc轉(zhuǎn)換器的過電壓保護(hù)。

6、仍需要改進(jìn)的驅(qū)動器裝置。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、由于pfc電路通常是高功率轉(zhuǎn)換器并且開關(guān)轉(zhuǎn)換電路是低功率轉(zhuǎn)換器，所以為了提高效率并且使轉(zhuǎn)換器在它們相應(yīng)的最佳狀態(tài)下工作，上述技術(shù)中的一般原理是：pfc電路仍然在總負(fù)載供電信號中占主導(dǎo)地位，并且開關(guān)轉(zhuǎn)換電路最好僅處理紋波部分并使用/提供盡可能少的功率。因此，在輸出功率/電壓被增大的情況下，最好使pfc電路比開關(guān)轉(zhuǎn)換電路更多地增大其輸出功率/電壓(就絕對值而言)。這可以被認(rèn)為是根據(jù)總負(fù)載供電信號的電壓的pfc電路的輸出中的正反饋。

2、例如，上述技術(shù)可以用于支持具有寬范圍的正向電壓的led的led窗口驅(qū)動器。當(dāng)高正向電壓led連接到這種窗口驅(qū)動器時，窗口驅(qū)動器感測高總輸出電壓并控制pfc電路以增大其輸出電壓，使得pfc電路的輸出電壓被保持在例如總輸出電壓的90％處。

3、當(dāng)在實際產(chǎn)品中實現(xiàn)上述原理時，發(fā)明人已經(jīng)標(biāo)識出缺陷或問題。特別地，如果連接的led由于故障而變?yōu)殚_路，則總輸出電壓增大，并且驅(qū)動器將把該增大視為進(jìn)一步增大pfc電路的輸出電壓的激勵，并且pfc電路/整個驅(qū)動器將變得負(fù)荷過重并且可能發(fā)生故障。

4、本發(fā)明由權(quán)利要求限定。

5、由本公開提出的方法提供了一種改進(jìn)的電路拓?fù)?，其向利用開關(guān)轉(zhuǎn)換電路(即，開關(guān)模式電源)的驅(qū)動器裝置提供過電壓保護(hù)，以補償pfc輸出信號的ac分量。

6、實施例利用控制電路，當(dāng)某個輸出信號達(dá)到預(yù)定閾值時，該控制電路限制pfc輸出信號的最大功率。這提供用于在驅(qū)動器裝置中提供過電壓保護(hù)的有效機制。

7、根據(jù)依照本發(fā)明的一個方面的示例，提供了一種驅(qū)動器裝置，該驅(qū)動器裝置包括功率因數(shù)校正pfc轉(zhuǎn)換器，該功率因數(shù)校正pfc轉(zhuǎn)換器包括輸入接口和第一輸出接口，該功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器適于：在輸入接口處接收ac市電功率；將ac市電功率轉(zhuǎn)換成pfc輸出信號，該pfc輸出信號具有與ac市電功率對應(yīng)的紋波；以及在第一輸出接口處提供pfc輸出信號。

8、該驅(qū)動器裝置還包括開關(guān)模式電源，該開關(guān)模式電源包括與第一輸出接口串聯(lián)連接的第二輸出接口，其中該開關(guān)模式電源被配置為生成與pfc輸出信號串聯(lián)的偏移信號，以便將偏移信號與pfc輸出信號疊加，以補償與ac市電功率對應(yīng)的紋波，由此產(chǎn)生負(fù)載供電信號。

9、該驅(qū)動器裝置還包括控制電路，該控制電路被配置為：感測響應(yīng)于偏移信號和負(fù)載供電信號中的一者的電壓的第一輸出信號，其中控制電路被配置為：作為正反饋模式，響應(yīng)于如由第一輸出信號所指示的偏移信號和負(fù)載供電信號中的一者的電壓增大，而控制功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器以增大pfc輸出信號。

10、最重要的是，控制電路還被配置為感測響應(yīng)于pfc輸出信號、偏移信號和負(fù)載供電信號中的一者的電壓的第二輸出信號，其中控制電路被配置為：響應(yīng)于第二輸出信號處于和/或超過預(yù)定閾值，而控制功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器以覆蓋操作模式并進(jìn)入保護(hù)模式，以限制pfc輸出信號的功率，可選地限制最大功率(例如，最大電壓)。

11、實施例由此使用第一輸出信號來控制具有上述正反饋回路的pfc轉(zhuǎn)換器的操作，同時監(jiān)測第二輸出信號以確定是否覆蓋所述正反饋回路和/或限制由pfc轉(zhuǎn)換器輸出的最大功率。該方法提供了一種用于使用由正反饋控制的pfc轉(zhuǎn)換器加上開關(guān)模式電源的驅(qū)動器裝置所產(chǎn)生的信號來執(zhí)行過電壓標(biāo)識和保護(hù)的機制。所提出的方法提供了用于提供過電壓保護(hù)的低成本且可容易實現(xiàn)的機制。

12、在一個實施例中，第一輸出接口和第二輸出接口可以串聯(lián)連接。這提供了用于允許偏移信號與pfc輸出信號疊加以補償pfc輸出信號的紋波并產(chǎn)生負(fù)載供電信號的有效機制。

13、在一個實施例中，控制電路被配置為響應(yīng)于第二輸出信號處于或高于預(yù)定閾值通過以下方式來限制pfc輸出信號的功率：限制pfc輸出信號的最大功率；或者控制pfc轉(zhuǎn)換器以保護(hù)模式操作，在保護(hù)模式下，使pfc轉(zhuǎn)換器停止輸出pfc輸出信號。在該實施例中，控制電路可以啟用pfc轉(zhuǎn)換器的受限操作或者完全停止pfc轉(zhuǎn)換器，以避免使驅(qū)動器裝置負(fù)荷過重。

14、在一些示例中，預(yù)定閾值是由負(fù)載供電信號供電的負(fù)載的開路故障引起的值。該方法意味著當(dāng)在負(fù)載中存在開路故障時過電壓保護(hù)將開始或啟動。這增加了驅(qū)動裝置的安全性。

15、控制電路可以被配置為：響應(yīng)于第二輸出信號低于臨界值，控制pfc轉(zhuǎn)換器以正反饋模式操作，在正反饋模式下，當(dāng)?shù)谝惠敵鲂盘栐龃髸r，pfc轉(zhuǎn)換器通過以下方式增大pfc輸出信號，使得負(fù)載供電信號中的pfc輸出信號的百分比不小于預(yù)定百分比：

16、計算負(fù)載供電信號中的pfc輸出信號的百分比；

17、如果該百分比小于預(yù)定百分比，則增大pfc輸出信號，并且如果該百分比高于預(yù)定百分比，則減小pfc輸出信號。

18、由此，當(dāng)?shù)谝惠敵鲂盘栔甘静淮嬖谶^電壓時，該方法控制驅(qū)動器裝置以執(zhí)行正反饋功率因數(shù)校正，從而允許在非過電壓時間段期間驅(qū)動器裝置的常規(guī)或正常操作。

19、開關(guān)模式電源可以包括電流控制回路，該電流控制回路適于：感測負(fù)載供電信號的電流，將該電流與電流基準(zhǔn)進(jìn)行比較；并且控制開關(guān)模式電源以以下方式調(diào)節(jié)偏移信號：如果該電流小于電流基準(zhǔn)，則增大偏移信號；并且如果該電流大于電流基準(zhǔn)，則減小偏移信號，使得感測到的電流跟隨恒定的電流基準(zhǔn)。

20、該實施例提供了一種用于準(zhǔn)確生成補償pfc輸出信號中的任何ac市電功率紋波的偏移信號的技術(shù)，例如通過確保通過負(fù)載的電流是近恒定的。

21、在示例中，控制電路包括第一電壓感測電路以感測以下中的任一者作為第一輸出信號：負(fù)載供電信號的電壓；pfc輸出信號的電壓；或者偏移信號的電壓。

22、當(dāng)連接正常負(fù)載時，所有這三個電壓中的任一者都可以指示負(fù)載電壓，因此它可以用作對pfc輸出電壓的正控制的激勵。在它們當(dāng)中，負(fù)載供電信號的電壓是最直接的指示，因此優(yōu)選使用負(fù)載供電信號的電壓作為第一輸出信號。

23、在示例中，控制電路包括第二電壓感測電路以感測以下中的任一者作為第二輸出信號：負(fù)載供電信號的電壓；pfc輸出信號的電壓；或者偏移信號的電壓。

24、當(dāng)負(fù)載開路時，所有這三個電壓中的任一者將增大，因此它可以被用作用于覆蓋正控制和限制pfc輸出電壓的觸發(fā)器。在它們當(dāng)中，偏移信號的電壓最快地響應(yīng)于開路負(fù)載(因為開關(guān)模式電源具有快速響應(yīng)以增大偏移信號，以用于維持由于開路負(fù)載而中斷的輸出電流)，因此優(yōu)選使用偏移信號的電壓作為第二輸出信號。

25、在一些實施例中，pfc轉(zhuǎn)換器包括反饋端子，并且pfc轉(zhuǎn)換器被配置為響應(yīng)于在反饋端子處的信號而修改pfc輸出信號，并且控制電路被配置為修改在反饋端子處的信號。

26、pfc轉(zhuǎn)換器/ic的反饋端子通常用于設(shè)置其輸出電壓，因此方便的是，控制pfc轉(zhuǎn)換器的反饋端子以實現(xiàn)由本發(fā)明提出的電壓控制。

27、該控制電路可以包括：在第一電壓感測電路與反饋端子之間的第一信號轉(zhuǎn)換電路，其適于利用正增益和反相增益中的一者轉(zhuǎn)換第一輸出信號，以用于反饋端子；以及在第二電壓感測電路與反饋端子之間的第二信號轉(zhuǎn)換電路，其適于利用正增益和反相增益中的另一者轉(zhuǎn)換第二輸出信號，以用于反饋端子。

28、該方法提供了一種允許使用在單個端子處的電壓來控制pfc輸出信號的技術(shù)。因此，使用pfc轉(zhuǎn)換器的單個端子來實現(xiàn)過電壓保護(hù)和正反饋控制兩者。

29、換句話說，當(dāng)出現(xiàn)過電壓時，控制用于提供用于(通過pfc轉(zhuǎn)換器)控制pfc輸出信號的反饋的相同端子，以直接限制pfc輸出信號。

30、通過以這種方式控制反饋端子，在出現(xiàn)過電壓時，可以利用pfc轉(zhuǎn)換器的操作原理來降低或限制pfc輸出信號的電壓。由第二電壓感測電路感測到的過電壓事件將使得在反饋端子處的電壓在與由負(fù)載供電信號的增大引起的在反饋端子處的電壓移動相反的方向上移動。以這種方式，過電壓事件將使得pfc輸出信號降低，由此限制pfc輸出信號的功率。

31、在一些示例中，第一電壓感測電路包括跨第一輸出接口和第二輸出接口的連接而連接的分壓器，其中分壓器被配置為感測負(fù)載供電信號的電壓作為第一輸出信號。該方法提供了用于感測負(fù)載供電信號的電壓的簡單且可靠的機制，并且認(rèn)識到負(fù)載供電信號的電壓是用于向pfc轉(zhuǎn)換器提供反饋的有用參數(shù)。

32、在一些示例中，第一信號轉(zhuǎn)換電路包括電壓反相電路，該電壓反相電路連接在分壓器與反饋端子之間，并且被配置為在反饋端子處生成相對于負(fù)載供電信號的電壓相反地改變的電壓。pfc轉(zhuǎn)換器可以適于：在反饋端子處的電壓減小時，并且因此在第一輸出信號增大時，增大pfc輸出信號。這種方法提供了一種用于向pfc轉(zhuǎn)換器提供反饋以及使pfc轉(zhuǎn)換器對反饋作出反應(yīng)/響應(yīng)的可靠的機制。

33、在一些示例中，第二信號轉(zhuǎn)換電路包括觸發(fā)電路，該觸發(fā)電路耦合到第二輸出接口，并且適于感測偏移信號的電壓作為第二輸出信號。觸發(fā)電路被配置為當(dāng)?shù)诙敵鲂盘柼幱诨蚋哂陬A(yù)定閾值時將反饋端子拉至高電壓。

34、pfc轉(zhuǎn)換器可以適于：當(dāng)在反饋端子處的電壓是高電壓時，控制pfc轉(zhuǎn)換器以限制pfc輸出信號。在這種情況下，第一信號轉(zhuǎn)換電路具有反相增益，并且第二信號轉(zhuǎn)換電路具有正增益。

35、在一些示例中，開關(guān)模式電源適于響應(yīng)于偏移信號的電壓達(dá)到預(yù)定電壓閾值而進(jìn)入保護(hù)模式并將偏移信號的電壓鉗位在該預(yù)定電壓閾值處。該方法還在出現(xiàn)過電壓時禁用開關(guān)模式電源，并且改進(jìn)驅(qū)動器裝置的過電壓保護(hù)性能。

36、還提出了一種電子裝置，該電子裝置包括：任何本文公開的驅(qū)動器裝置；以及負(fù)載，其連接到第一輸出接口和第二輸出接口并且被配置為由負(fù)載供電信號供電。在一些優(yōu)選示例中，負(fù)載包括一個或多個發(fā)光二極管。

37、本發(fā)明的這些和其它方面將從下文描述的(一個或多個)實施例變得顯而易見，并且參考下文描述的(一個或多個)實施例得到闡述。