專利名稱：用于驅(qū)動(dòng)包括并聯(lián)回掃轉(zhuǎn)換器級(jí)的發(fā)光二極管(led)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及用于驅(qū)動(dòng)LED的功率控制。更具體而言，這里公開(kāi)的各種發(fā)明方法和裝置涉及用于包括并聯(lián)回掃轉(zhuǎn)換器的LED的驅(qū)動(dòng)器。
背景技術(shù)：
數(shù)字照明技術(shù)、即基于半導(dǎo)體光源如發(fā)光二極管(LED)的照射賦予一種對(duì)傳統(tǒng)熒光、HID和白熾燈的可行替代。LED的功能優(yōu)點(diǎn)和益處包括高能量轉(zhuǎn)換和光學(xué)效率、耐用性、更低操作成本以及許多其它優(yōu)點(diǎn)和益處。LED技術(shù)的近來(lái)發(fā)展已經(jīng)提供在許多應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)多種照明效果的高效和魯棒全譜照明源。例如如在第6，016，038和6，211，626號(hào)美國(guó)專利中具體討論的那樣，實(shí)現(xiàn)這些源的燈具中的一些燈具以照明模塊以及處理器為特征，該照明模塊包括能夠產(chǎn)生不同顏色、例如紅色、綠色和藍(lán)色的一個(gè)或者多個(gè)LED，該處理器用于獨(dú)立控制LED的輸出以便生成多種顏色和變色照明效果?；貟咿D(zhuǎn)換器可以用于在驅(qū)動(dòng)光源、比如LED時(shí)的交流到直流(AC/DC)轉(zhuǎn)換。一種已知的回掃轉(zhuǎn)換器包括回掃變壓器、金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)和緩沖器(snubber)電路。針對(duì)更大輸出功率要求，已知的回掃轉(zhuǎn)換器需要具有更大電壓和電流額定值的M0SFET。更高電壓和電流額定值并且因此更高功率額定值產(chǎn)生具有更大門電容的MOSFET0這樣的晶體管比較地昂貴。另外，高電流MOSFET必須由具有同等高功率要求的電路驅(qū)動(dòng)。另外，比較高的柵極電容難以驅(qū)動(dòng)。在其它實(shí)際缺點(diǎn)中，高功率MOSFET和所需驅(qū)動(dòng)器電路相當(dāng)昂貴。另外，具有比較低的漏電感有益于回掃轉(zhuǎn)換器的回掃變壓器。隨著回掃轉(zhuǎn)換器的功率要求增加，回掃變壓器的總尺寸增加，并且維持低漏電感(如果并非不可能的話)也更困難。此外，在其它弊端中，用于具有增加的功率操縱能力的回掃轉(zhuǎn)換器的回掃變壓器比較昂貴以及物理上比較大。因此，高功率回掃變壓器除了它們的成本之外還需要附加空間。最后，除了用于在比較高功率應(yīng)用中的已知回掃轉(zhuǎn)換器的弊端之外，在這樣的回掃轉(zhuǎn)換器中使用高功率MOSFET和比較大的回掃變壓器在比較低的功率要求時(shí)造成不良性能。注意這樣的已知回掃轉(zhuǎn)換器的總性能、輸入功率因子(PF)、總諧波失真(THD)和效率在更低功率/更輕負(fù)載要求時(shí)下降。這主要?dú)w因于在高功率MOSFET的增加的切換損耗。因此，本領(lǐng)域需要提供一種運(yùn)用在比較寬的功率范圍內(nèi)向LED提供DC功率的回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器電路而又至少克服上文描述的已知回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器的缺陷的驅(qū)動(dòng)器。

發(fā)明內(nèi)容
本公開(kāi)內(nèi)容涉及包括用于驅(qū)動(dòng)光源(例如LED)的并聯(lián)AC/DC回掃轉(zhuǎn)換器的發(fā)明方法和裝置。例如，本公開(kāi)內(nèi)容的方法和裝置有益地提供高輸出功率并且又可從比較低的輸出功率升級(jí)到比較高的輸出功率而又在比較寬的輸出功率范圍內(nèi)提供比較高的性能。有益地，方法和裝置需要比較低功率的MOSFET和比較小的回掃變壓器?？梢酝ㄟ^(guò)有選擇地啟用恰當(dāng)數(shù)目的并聯(lián)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)所需輸出功率以滿足輸出功率的需求。一般而言，在一個(gè)方面中，公開(kāi)一種用于驅(qū)動(dòng)光源的裝置。該裝置包括第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)，包括第一開(kāi)關(guān)、第一開(kāi)關(guān)控制器和比較器；以及第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)，包括第二開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)控制器，第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)與第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)并聯(lián)電連接。一般而言，在另一方面中，公開(kāi)一種驅(qū)動(dòng)光源的方法。該方法包括感測(cè)第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)中的感測(cè)電阻器之上的電壓；比較電壓與閾值電壓；如果電壓大于閾值電壓則啟用第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。在一些實(shí)施例中，該裝置包括第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器，包括第三開(kāi)關(guān)和第三開(kāi)關(guān)控制器。第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器與第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器和第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器并聯(lián)電連接。該裝置還可以包括第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器，包括第四開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)控制器。第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器與第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器、第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器和第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器并聯(lián)電連接。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括如果在啟用第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)之后電壓大于閾值電壓則啟用第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括如果在啟用第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)之后電壓大于閾值電壓則啟用第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括如果電壓少于閾值電壓則未啟用第二級(jí)。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括在啟用第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)之后感測(cè)該感測(cè)電阻器之上的電壓，并且如果電壓少于閾值電壓則禁用第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括在禁用第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)之后感測(cè)該感測(cè)電阻器之上的電壓，并且如果電壓少于閾值電壓則禁用第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括在禁用第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)之后感測(cè)該感測(cè)電阻器之上的電壓，并且如果電壓少于閾值電壓則禁用第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。如這里出于本公開(kāi)內(nèi)容的目的而使用的那樣，應(yīng)當(dāng)理解術(shù)語(yǔ)“LED”包括能夠響應(yīng)于電信號(hào)來(lái)生成輻射的任何電致發(fā)光二極管或者其它類型的基于載流子注入/結(jié)的系統(tǒng)。因此，術(shù)語(yǔ)LED包括但不限于響應(yīng)于電流來(lái)發(fā)射光的各種基于半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)、發(fā)光聚合物、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、電致發(fā)光帶等。具體而言，術(shù)語(yǔ)LED指代可以被配置用于在紅外線光譜、紫外線光譜和可見(jiàn)光譜(一般包括從近似400納米到近似700納米的輻射波長(zhǎng))的各種部分中的一個(gè)或者多個(gè)光譜中生成輻射的所有類型的發(fā)光二極管(包括半導(dǎo)體和有機(jī)發(fā)光二極管)。LED的一些例子包括但不限于各種類型的紅外線LED、紫外線LED、紅色LED、藍(lán)色LED、綠色LED、黃色LED、琥珀色LED、橙色LED和白色LED (下文進(jìn)一步討論)。也應(yīng)當(dāng)理解LED可以被配置和/或控制用于生成針對(duì)給定的光譜(例如窄帶寬、寬帶寬)具有各種帶寬(例如半高全寬或者FWHM)并且在給定的通用顏色分類內(nèi)具有多種主導(dǎo)波長(zhǎng)的輻射。例如，被配置用于生成實(shí)質(zhì)上白光的LED(例如LED白色照明燈具)的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式可以包括分別發(fā)射不同電致發(fā)光光譜的多個(gè)管芯，這些電致發(fā)光光譜組合地混合以形成實(shí)質(zhì)上白光。在另一實(shí)現(xiàn)方式中，白光LED可以與將具有第一光譜的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換成不同第二光譜的磷光體材料關(guān)聯(lián)
也應(yīng)當(dāng)理解術(shù)語(yǔ)LED未限制LED的物理和/或電氣封裝類型。例如如上文討論的那樣，LED可以指代具有多個(gè)管芯的單個(gè)發(fā)光設(shè)備，這些管芯被配置用于分別發(fā)射不同輻射光譜(可以例如個(gè)別可控或者可以不這樣)。LED也可以與視為L(zhǎng)ED (例如一些類型的白色LED)的整體部分的磷光體關(guān)聯(lián)。應(yīng)當(dāng)理解術(shù)語(yǔ)“光源”指代各種輻射源中的任何一個(gè)或者多個(gè)輻射源，這些輻射源包括但不限于基于LED的源(包括如上文定義的一個(gè)或者多個(gè)LED)、白熾源(例如燈絲燈、鹵素?zé)?、熒光源、磷光源、高強(qiáng)度放電源(例如鈉蒸汽、汞蒸氣和金屬鹵素?zé)?、激光器、其它類型的電致發(fā)光源、火致發(fā)光源(例如火焰)、燭致發(fā)光源(例如汽燈罩、碳電弧輻射源)、光致發(fā)光源(例如氣態(tài)放電源)、使用電子飽和的陰極發(fā)光源、電流發(fā)光源、晶體發(fā)光源、動(dòng)致發(fā)光源、熱致發(fā)光源、摩擦發(fā)光源、聲納發(fā)光源、放射發(fā)光源和發(fā)光聚合物。 給定的光源可以被配置用于在可見(jiàn)光譜內(nèi)、在可見(jiàn)光譜以外或者二者的組合生成電磁輻射。因此，這里可互換地使用術(shù)語(yǔ)“光”和“輻射”。此外，光源可以包括一個(gè)或者多個(gè)濾波器(例如濾色器)、透鏡或者其它光學(xué)部件作為整體部件。也應(yīng)當(dāng)理解光源可以被配置用于包括但不限于指示、顯示和/或照射的多種應(yīng)用?！罢丈湓础笔潜痪唧w配置用于生成輻射的光源，該輻射具有用于有效照射內(nèi)部或者外部空間的充分強(qiáng)度。在本文中，“充分強(qiáng)度”指代為了提供環(huán)境照射(即可以間接感知并且可以例如在被全部或者部分感知之前從多種居間表面中的一個(gè)或者多個(gè)居間表面反射的光)而在空間或者環(huán)境中生成的在可見(jiàn)光譜中的充分輻射功率(單位“流明”經(jīng)常用來(lái)在輻射功率或者“光通量”方面代表在所有方向上從光源輸出的全部光)。術(shù)語(yǔ)“照明燈具”這里用來(lái)指代一個(gè)或者多個(gè)照明單元在特定外型規(guī)格、組件或者封裝中的實(shí)現(xiàn)方式或者布置。術(shù)語(yǔ)“照明單元”這里用來(lái)指代包括相同或者不同類型的一個(gè)或者多個(gè)光源的裝置。給定的照明單元可以具有多種用于光源的裝配布置、罩/殼布置以及形狀和/或電氣和機(jī)械連接配置中的任何之一。此外，給定的照明單元可選地可以與各種與光源的操作有關(guān)的其它部件(例如控制電路)關(guān)聯(lián)(例如包括和/或耦合到這些部件和/或與這些部件一起封裝)。“基于LED的照明單元”指代如下照明單元，該照明單元單獨(dú)地或者與其它非基于LED的光源組合地包括如上文討論的一個(gè)或者多個(gè)基于LED的光源?！岸嗤ǖ馈闭彰鲉卧复ㄖ辽賰蓚€(gè)光源的基于LED或者非基于LED的照明單元，該至少兩個(gè)光源被配置用于分別生成不同輻射光譜，其中每個(gè)不同源光譜可以稱為多通道照明單元的“通道”。術(shù)語(yǔ)“控制器”這里一般用來(lái)描述與一個(gè)或者多個(gè)光源的操作有關(guān)的各種裝置?？梢杂枚喾N方式(如例如用專用硬件)實(shí)施控制器以執(zhí)行這里討論的各種功能?！疤幚砥鳌笔强刂破鞯囊粋€(gè)例子，該控制器運(yùn)用可以使用軟件(例如微代碼)來(lái)編程以執(zhí)行這里討論的各種功能的一個(gè)或者多個(gè)微處理器?？刂破骺梢赃\(yùn)用或者不用處理器來(lái)實(shí)施并且也可以被實(shí)施為用于執(zhí)行一些功能的專用硬件與用于執(zhí)行其它功能的處理器(例如一個(gè)或者多個(gè)編程的微處理器和關(guān)聯(lián)電路)的組合?？梢栽诒竟_(kāi)內(nèi)容的各種實(shí)施例中運(yùn)用的控制器部件的例子包括但不限于常規(guī)微處理器、專用集成電路(ASIC)和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)。在某些實(shí)施例中，實(shí)施功率因子控制器(PFC)以控制多個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。在各種實(shí)現(xiàn)方式中，處理器和/或控制器可以與一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)(這里通稱為“存儲(chǔ)器”、例如易失性和非易失性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器、比如RAM、PROM、EPROM和EEPR0M、軟盤、緊致盤、光盤、磁帶等)關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，存儲(chǔ)介質(zhì)可以用一個(gè)或者多個(gè)程序來(lái)編碼，該一個(gè)或者多個(gè)程序在一個(gè)或者多個(gè)處理器和/或控制器上被執(zhí)行時(shí)執(zhí)行這里討論的功能中的至少一些功能。各種存儲(chǔ)介質(zhì)可以固定于處理器或者控制器內(nèi)或者可以是可移植的，從而在其上存儲(chǔ)的一個(gè)或者多個(gè)程序可以被加載到處理器或者控制器中以便實(shí)施這里討論的本發(fā)明的各種方面。術(shù)語(yǔ)“程序”或者“計(jì)算機(jī)程序”這里在通用意義上用來(lái)指代可以用來(lái)對(duì)一個(gè)或者多個(gè)處理器或者控制器編程的任何類型的計(jì)算機(jī)代碼(例如軟件或者微代碼)。應(yīng)當(dāng)理解，設(shè)想下文更具體討論的前述概念和附加概念(假設(shè)這樣的概念未互不一致)的所有組合作為這里公開(kāi)的發(fā)明主題內(nèi)容的部分。具體而言，設(shè)想在本公開(kāi)內(nèi)容中出現(xiàn)的要求保護(hù)的主題內(nèi)容的所有組合作為這里公開(kāi)的發(fā)明主題內(nèi)容的部分。也應(yīng)當(dāng)理解，應(yīng)當(dāng)向也可以在通過(guò)引用而結(jié)合的任何公開(kāi)內(nèi)容中出現(xiàn)的、這里明確運(yùn)用的術(shù)語(yǔ)賦予與這里公開(kāi)的特定概念最一致的含義。


在附圖中，相似標(biāo)記貫穿不同的圖一般指代相同部件。附圖也未必按比例、代之以
一般著重于圖示本發(fā)明的原理。圖1圖示根據(jù)一個(gè)代表性的實(shí)施例的照明系統(tǒng)的簡(jiǎn)化示意框圖。圖2圖示根據(jù)一個(gè)代表性的實(shí)施例的啟用和禁用回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)以提供所需輸出功率的概念圖。圖3圖示根據(jù)一個(gè)代表性的實(shí)施例的包括并聯(lián)回掃轉(zhuǎn)換器級(jí)的驅(qū)動(dòng)器電路的簡(jiǎn)化示意圖。圖4圖示根據(jù)一個(gè)代表性的實(shí)施例的輸出功率比對(duì)時(shí)間、反饋電壓比對(duì)時(shí)間、跨感測(cè)電阻器的平均感測(cè)電壓、跨第二 MOSFET的柵極到源極(Vgs)比對(duì)時(shí)間、跨第三MOSFET的Vgs比對(duì)時(shí)間和跨第四MOSFET的Vgs比對(duì)時(shí)間的圖形。圖5圖示根據(jù)一個(gè)代表性的實(shí)施例的輸出功率比對(duì)時(shí)間、反饋電壓比對(duì)時(shí)間、跨感測(cè)電阻器的平均感測(cè)電壓、跨第二 MOSFET的柵極到源極(Vgs)比對(duì)時(shí)間、跨第三MOSFET的Vgs比對(duì)時(shí)間和跨第四MOSFET的Vgs比對(duì)時(shí)間的圖形。圖6圖示根據(jù)一個(gè)代表性的實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)光源的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式在下文具體描述中，出于說(shuō)明而非限制的目的，闡述公開(kāi)具體細(xì)節(jié)的代表性的實(shí)施例以便提供對(duì)本教導(dǎo)的透徹理解。然而已經(jīng)受益于本公開(kāi)內(nèi)容的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將清楚，脫離這里公開(kāi)的具體細(xì)節(jié)的、根據(jù)本教導(dǎo)的其它實(shí)施例仍然在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。另外可以省略對(duì)公知裝置和方法的描述以免模糊對(duì)代表性的實(shí)施例的描述。這樣的方法和裝置清楚地在本教導(dǎo)的范圍內(nèi)。如上文描述的那樣，在其它弊端之中，已知的驅(qū)動(dòng)器電路需要比較高電流的MOSFET和大的回掃變壓器。申請(qǐng)人:已經(jīng)認(rèn)識(shí)和理解提供具有比較更低功率要求的驅(qū)動(dòng)器電路將是有益的。有益地，代表性的實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)器電路包括比較低功率的MOSFET和比較小的回掃變壓器。
鑒于前文，本發(fā)明的各種實(shí)施例和實(shí)現(xiàn)方式涉及用于驅(qū)動(dòng)包括并聯(lián)電連接的多個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器的光源(例如LED)的方法和裝置?？梢酝ㄟ^(guò)有選擇地啟用恰當(dāng)數(shù)目的并聯(lián)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)所需輸出(DC)功率以滿足輸出功率的需求。參照?qǐng)D1，在一個(gè)實(shí)施例中，照明系統(tǒng)100包括驅(qū)動(dòng)器電路101和光源102。驅(qū)動(dòng)器電路101包括第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103、第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)104、第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)105和第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)106。AC輸入107由驅(qū)動(dòng)器電路101轉(zhuǎn)換成DC輸出108 ;并且向光源102提供DC輸出108。如下文更具體描述的那樣，回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103-106并聯(lián)電連接并且基于光源102的功率/負(fù)載要求來(lái)有選擇地啟用/禁用。光源102示例地包括在比較寬的功率范圍內(nèi)可操作的多個(gè)LED。作為示例，向光源102提供的最小輸出功率近似為0W，而向光源提供的最大輸出功率近似為200W。一般而言，回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103-106中的每個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)被配置用于在近似OW到近似50W的范圍中提供輸出功率。如這里更完全描述的那樣，在光源102需要更多功率時(shí)，啟用更多回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)以向光源102提供更多功率。類似地，如果減少光源的功率要求，則減少啟用的回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)數(shù)目。強(qiáng)調(diào)最大輸出功率、每個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)的輸出功率范圍和回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)的數(shù)目?jī)H為示例。最大輸出功率、每個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)的輸出功率范圍和回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)的數(shù)目可以大于或者少于結(jié)合圖1的代表性的實(shí)施例描述的示例功率和級(jí)數(shù)目。如將隨著本描述繼續(xù)而變得更清楚的那樣，在驅(qū)動(dòng)器電路101中實(shí)施的回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)數(shù)目支配光源102的操作功率動(dòng)態(tài)范圍。這樣，針對(duì)每個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)的給定輸出功率范圍，可以通過(guò)增加或者減少并聯(lián)電連接的回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)的數(shù)目來(lái)增加或者減少最大輸出功率。強(qiáng)調(diào)并聯(lián)連接的四個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)的實(shí)現(xiàn)方式僅為示例并且驅(qū)動(dòng)器電路101可以包括并聯(lián)連接的多于或者少于四個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。有益地并且如下文更完全描述的那樣，提供多個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)減少每個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)的某些部件如開(kāi)關(guān)(例如M0SFET)和回掃變壓器的功率要求。圖2圖示根據(jù)一個(gè)代表性的實(shí)施例的啟用和禁用驅(qū)動(dòng)器電路中的回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)以向光源提供所需輸出功率的概念圖?；貟逜C/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)、驅(qū)動(dòng)器電路和光源可以如上文結(jié)合圖1的代表性的實(shí)施例描述的那樣。為了易于描述，本例圖示包括并聯(lián)連接的回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103-106并且向光源102提供功率的驅(qū)動(dòng)器電路101的功能。同樣可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)器電路驅(qū)動(dòng)的光源的所需動(dòng)態(tài)功率范圍和每個(gè)個(gè)別回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)的限制來(lái)實(shí)施更多或者更少回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。隨著光源102的功率需求增加，啟用的回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103-106的數(shù)目增加。在概念圖的一側(cè)201示出啟用回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103-106的過(guò)程。隨著光源102的功率需求減少，啟用的回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103-106的數(shù)目減少。在概念圖的一側(cè)202示出禁用回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103-106的過(guò)程。在有四級(jí)時(shí)，有四個(gè)輸出功率操作電平。與上文闡述的例子一致，回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103-106中的每個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)向光源102提供在OW與50W之間的輸出功率，因而向光源102提供的功率的動(dòng)態(tài)范圍是近似OW到近似200W?；谒栎敵龉β释度牖貟逜C/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103-106中的每個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)，該所需輸出功率又由相應(yīng)閾值支配。如下文更完全描述的那樣，閾值示例地是跨感測(cè)電阻器的閾值電壓。備選地，跨感測(cè)電阻器的閾值電流可以用于閾值。在本例中，有與分別輸出功率電平，即電平I (203)、電平2 (204)、電平3 (205)相稱的三個(gè)閾值電壓電平，該輸出功率電平與驅(qū)動(dòng)電路101的輸出功率相比較。如果平均感測(cè)電壓在與輸出功率電平1 (203)相稱的閾值電壓以下，則僅啟用第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103并且禁用第二、第三和第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)104-106。與本示例例子一致，向光源102提供的輸出功率在OW與50W之間。注意無(wú)論光源在任何給定時(shí)間的輸出功率要求如何，總是啟用第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103，因?yàn)榈谝换貟逜C/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103不僅提供在所有輸出功率電平內(nèi)的電功率而且向控制器(在圖1和2中未示出)供應(yīng)功率用于驅(qū)動(dòng)器電路101的所有回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103-106的操作。如果輸出功率需求超過(guò)電平I (203)(例如在本示例例子中為50W)，則平均感測(cè)電壓在與輸出功率電平1 (203)關(guān)聯(lián)的閾值電壓以上并且啟用第一和第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103、104。在啟用第一和第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103、104 二者時(shí)，在本示例例子中向光源102提供的輸出功率在50W與100W之間。如果輸出功率需求超過(guò)電平2(204)(例如在本示例例子中為100W)，則平均感測(cè)電壓在與輸出功率電平2 (204)關(guān)聯(lián)的閾值電壓以上并且啟用第一、第二和第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103-105。在啟用第一、第二和第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103、104、105時(shí)，在本示例例子中，向光源102提供的輸出功率在100W與150W之間。如果輸出功率需求超過(guò)電平3(205)(例如在本示例例子中為150W)，則平均感測(cè)電壓在與輸出功率電平3(205)關(guān)聯(lián)的閾值電壓以上并且啟用第一、第二、第三和第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103-106。在啟用第一、第二、第三和第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103、104、105、106時(shí)，在本示例例子中，向光源102提供的輸出功率在150W與200W之間。如果減少輸出功率需求，則相稱地減少啟用的回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103-106的數(shù)目。注意如果輸出功率需求保持于電平3 (205)以上，則平均感測(cè)電壓保持于與輸出功率電平3(205)關(guān)聯(lián)的閾值電壓以上并且不禁用回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103-106。如果減少輸出功率需求在電平3(205)(例如在本示例例子中為150W)以下，則平均感測(cè)電壓在與電平3 (205)關(guān)聯(lián)的閾值電壓以下、禁用第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)106并且第一、第二和第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103-105保持啟用。如果減少輸出功率需求在電平2(204)(例如在本示例例子中為100W)以下，則平均感測(cè)電壓在與輸出功率電平2(204)關(guān)聯(lián)的閾值電壓以下、禁用第三和第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)105、106并且第一和第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103-104保持啟用。如果減少輸出功率需求在電平I (203)(例如在本示例例子中為50W)以下，則平均感測(cè)電壓在與輸出功率電平1 (203)關(guān)聯(lián)的閾值電壓以下、禁用第二、第三和第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)104、105、106并且第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103保持啟用。如上文指出的那樣，無(wú)論輸出功率需求如何，第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)103保持啟用。圖3圖示根據(jù)一個(gè)代表性的實(shí)施例的包括并聯(lián)回掃轉(zhuǎn)換器級(jí)的驅(qū)動(dòng)器電路300的簡(jiǎn)化示意圖。作為示例，可以實(shí)施驅(qū)動(dòng)器電路300作為上文描述的驅(qū)動(dòng)器電路101。如同驅(qū)動(dòng)器電路101，驅(qū)動(dòng)器電路300包括并聯(lián)電連接的四個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。與本教導(dǎo)一致，同樣強(qiáng)調(diào)多于或者少于四個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)可以并聯(lián)電連接和實(shí)施于驅(qū)動(dòng)器電路300中以提供更多或者更少輸出功率電平。另外，每個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)的輸出功率動(dòng)態(tài)范圍例如為OW到50W、由此提供OW到200W的用于驅(qū)動(dòng)器電路300的動(dòng)態(tài)輸出功率范圍。每個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)的動(dòng)態(tài)輸出功率范圍可以少于或者大于示例范圍。如將隨著本描述繼續(xù)而變得更清楚的那樣，每個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)的輸出功率范圍的上限一般受設(shè)計(jì)考慮約束，這些設(shè)計(jì)考慮包括其某些部件如開(kāi)關(guān)和回掃變壓器的實(shí)際功能范圍。然而可以通過(guò)添加并聯(lián)電連接的附加回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)來(lái)增加驅(qū)動(dòng)器電路300的最大輸出功率。驅(qū)動(dòng)器電路300包括都并聯(lián)電連接的第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301、第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)302、第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)303和第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)304。第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301包括控制器305。第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301也包括例如為MOSFET開(kāi)關(guān)的第一開(kāi)關(guān)306和連接到開(kāi)關(guān)306的感測(cè)電阻器(Rs) 307。作為示例，MOSFET是n-MOSFET，并且感測(cè)電阻器(Rs) 307連接到漏極。如果MOSFET是p-MOSFET，則感測(cè)電阻器將連接到源極。在任一情況下，感測(cè)電壓等于在某一數(shù)目的AC周期內(nèi)的第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301的MOSFET的平均柵極到源極電壓(Vgs_avg)。如上文提示的那樣，可以比較閾值電流與感測(cè)電流而不是比較閾值電壓。在這一示例例子中，感測(cè)電流跨感測(cè)電阻器并且因此等于在某一數(shù)目的AC周期內(nèi)的跨第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301的MOSFET的平均電流(l 0SFET-avg)。注意感測(cè)電阻器(Rs) 307的使用僅為示例并且設(shè)想在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的眼界內(nèi)的、用于感測(cè)跨第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)的開(kāi)關(guān)的電壓或者電流的其它部件。有益地，由于驅(qū)動(dòng)器電路300的多個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)的并聯(lián)連接，第一開(kāi)關(guān)306的功率額定值比較低。例如將MOSFET用于具有0W-50W的輸出功率范圍的第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301要求MOSFET 的功率額定值和電容比較低。作為示例，第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301的MOSFET具有近似500V的電壓額定值和5A的電流額定值。有益地，無(wú)需熱管理結(jié)構(gòu)用于這樣的M0SFET。對(duì)照而言，已知的回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器將需要具有800V電壓額定值、20A電流額定值和熱管理結(jié)構(gòu)的MOSFET以提供接近200W的輸出功率。第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301也包括第一存儲(chǔ)器308和第二存儲(chǔ)器309。第一存儲(chǔ)器308存儲(chǔ)來(lái)自感測(cè)電阻器(Rs) 307的感測(cè)電壓電平(在固定數(shù)目的周期內(nèi)平均)，并且第二存儲(chǔ)器309存儲(chǔ)用于每個(gè)操作電平的閾值電壓電平。繼續(xù)圖2的示例例子，第二存儲(chǔ)器309存儲(chǔ)用于輸出功率電平1 (203)-電平3 (205)的閾值電壓電平。如下文更完全描述的那樣，比較第二存儲(chǔ)器309中存儲(chǔ)的閾值電壓電平與感測(cè)電壓電平以確定是否啟用或者禁用第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)302、第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)303和第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)304中的一個(gè)或者多個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。作為示例，控制器305是PFC控制器、比如可從STMicroelectronics商業(yè)獲得的L6561PFC控制器或者L6562PFC控制器。為了易于描述代表性的實(shí)施例而不出第一存儲(chǔ)器308和第二存儲(chǔ)器309為分離的存儲(chǔ)器單元。當(dāng)然，可以在控制器305中實(shí)例化或者可以在驅(qū)動(dòng)器電路300的其它硬件或者固件(未示出)中實(shí)例化第一存儲(chǔ)器308和第二存儲(chǔ)器309。第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301也包括電阻器-電容器-二極管(RCD)緩沖器電路310和回掃變壓器311。如已知的那樣，RCD緩沖器電路310控制第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301的第一開(kāi)關(guān)306的漏極上的電壓上升速率。有益地，由于驅(qū)動(dòng)器電路300的多個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)的并聯(lián)連接，RCD緩沖器電路310具有比較低的功率額定值；并且回掃變壓器311是比較小并且表現(xiàn)相應(yīng)低的漏電感特性的已知回掃變壓器。注意RCD緩沖器電路310的電容器和電阻器比較小。另外，在RCD緩沖器電路310中提供比較低電壓的整流器二極管，因?yàn)殡妷骸皯?yīng)力”比較小。對(duì)照而言，已知的RCD緩沖器電路需要比較高電壓的二極管(例如高電壓齊納二極管)。第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)302包括第二開(kāi)關(guān)312，該第二開(kāi)關(guān)也例如是M0SFET。第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)302也包括柵極控制器313。柵極控制器313包括比較器，該比較器比較第一存儲(chǔ)器308中存儲(chǔ)的感測(cè)電壓電平與第二存儲(chǔ)器309中存儲(chǔ)的第一閾值電壓電平(例如與輸出功率電平1 (203)關(guān)聯(lián)的閾值電壓)。如果第二開(kāi)關(guān)312未導(dǎo)通并且感測(cè)電壓電平大于第一閾值電壓，則柵極控制器313接‘通’第二開(kāi)關(guān)313，并且啟用第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)302。對(duì)照而言，如果第二開(kāi)關(guān)312導(dǎo)通并且因此啟用第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)302，而且感測(cè)電壓變成在第一閾值電壓以下，則柵極控制器313關(guān)‘?dāng)唷诙_(kāi)關(guān)312，并且禁用第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)302。當(dāng)然，如果第二開(kāi)關(guān)312未導(dǎo)通并且感測(cè)電壓電平少于第一閾值電壓，則柵極控制器313未接‘通’第二開(kāi)關(guān)312，并且第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)302保持禁用。第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)302也包括RCD緩沖器電路314和回掃變壓器315。RCD緩沖器電路314和回掃變壓器315與上文描述的RCD緩沖器電路310和回掃變壓器311基本上相同。第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)303包括第三開(kāi)關(guān)316，該第三開(kāi)關(guān)也例如是M0SFET。第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)303也包括柵極控制器317。柵極控制器317包括比較器，該比較器比較第一存儲(chǔ)器308中存儲(chǔ)的感測(cè)電壓電平與第二存儲(chǔ)器309中存儲(chǔ)的第二閾值電壓電平(例如與輸出功率電平2 (204)關(guān)聯(lián)的閾值電壓)。如果第三開(kāi)關(guān)316未導(dǎo)通并且感測(cè)電壓電平大于第二閾值電壓，則柵極控制器317接‘通’第三開(kāi)關(guān)316，并且啟用第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)303。對(duì)照而言，如果第三開(kāi)關(guān)316導(dǎo)通并且因此啟用第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)303，而且感測(cè)電壓變成在第二閾值電壓以下，則柵極控制器317關(guān)‘?dāng)唷谌_(kāi)關(guān)316，并且禁用第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)303。當(dāng)然，如果第三開(kāi)關(guān)316未導(dǎo)通并且感測(cè)電壓電平少于第二閾值電壓，則柵極控制器317不接‘通’第三開(kāi)關(guān)316，并且第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)303保持禁用。第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)303也包括RCD緩沖器電路318和回掃變壓器319。RCD緩沖器電路318和回掃變壓器319與上文描述的RCD緩沖器電路310和回掃變壓器311基本上相同。第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)304包括第四開(kāi)關(guān)320，該第四開(kāi)關(guān)也例如是M0SFET。第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)304也包括柵極控制器321。柵極控制器321包括比較器，該比較器比較第一存儲(chǔ)器308中存儲(chǔ)的感測(cè)電壓電平與第二存儲(chǔ)器309中存儲(chǔ)的第三閾值電壓電平(例如與輸出功率電平3 (205)關(guān)聯(lián)的閾值電壓)。如果第四開(kāi)關(guān)320未導(dǎo)通并且感測(cè)電壓電平大于第三閾值電壓，則柵極控制器321接‘通’第四開(kāi)關(guān)320并且啟用第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)304。對(duì)照而言，如果第四開(kāi)關(guān)320導(dǎo)通并且因此啟用第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)304，而且感測(cè)電壓變成在第二閾值電壓以下，則柵極控制器321關(guān)‘?dāng)唷谒幕貟逜C/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)320并且禁用第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)304。當(dāng)然，如果第四開(kāi)關(guān)320未導(dǎo)通并且感測(cè)電壓電平少于第三閾值電壓，則柵極控制器321不接‘通’第四開(kāi)關(guān)320并且第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)304保持禁用。
第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)304也包括RCD緩沖器電路322和回掃變壓器323。RCD緩沖器電路322和回掃變壓器323與上文描述的RCD緩沖器電路310和回掃變壓器311基本上相同。在操作中并且如下文更完全描述的那樣，從第二存儲(chǔ)器309向柵極控制器313提供信號(hào)324。信號(hào)324包括第二存儲(chǔ)器309中存儲(chǔ)的閾值電壓和第一存儲(chǔ)器308中存儲(chǔ)的感測(cè)電壓電平。柵極控制器313包括適于比較存儲(chǔ)的閾值電壓與感測(cè)電壓電平的比較器?；谶@一比較，柵極控制器313接通或者關(guān)斷第二開(kāi)關(guān)312或者未對(duì)第二開(kāi)關(guān)312的當(dāng)前操作狀態(tài)進(jìn)行改變。類似地，從第二存儲(chǔ)器309向柵極控制器317提供信號(hào)325。信號(hào)325包括第二存儲(chǔ)器309中存儲(chǔ)的閾值電壓和第一存儲(chǔ)器308中存儲(chǔ)的感測(cè)電壓電平。柵極控制器317包括適于比較存儲(chǔ)的閾值電壓與感測(cè)電壓電平的比較器?；谶@一比較，柵極控制器317接通或者關(guān)斷第三開(kāi)關(guān)316或者未對(duì)第三開(kāi)關(guān)316的當(dāng)前操作狀態(tài)進(jìn)行改變。類似地，從第二存儲(chǔ)器309向柵極控制器321提供信號(hào)326。信號(hào)325包括第二存儲(chǔ)器309中存儲(chǔ)的閾值電壓和第一存儲(chǔ)器308中存儲(chǔ)的感測(cè)電壓電平。柵極控制器321包括適于比較存儲(chǔ)的閾值電壓與感測(cè)電壓電平的比較器?；谶@一比較，柵極控制器321接通或者關(guān)斷第四開(kāi)關(guān)320或者未對(duì)第四開(kāi)關(guān)320的當(dāng)前操作狀態(tài)進(jìn)行改變。通過(guò)第一至第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301-304的操作，在橋接整流器329的初始整流之后提供輸入信號(hào)327作為DC輸出328。圖4圖示根據(jù)一個(gè)代表性的實(shí)施例的輸出功率比對(duì)時(shí)間(曲線401)、反饋電壓(Vfb)比對(duì)時(shí)間(曲線402)、跨感測(cè)電阻器的平均感測(cè)電壓(曲線403)、跨第二 MOSFET的柵極到源極(Vgs)比對(duì)時(shí)間(曲線404)、跨第三MOSFET的Vgs比對(duì)時(shí)間(曲線405)和跨第四MOSFET的Vgs比對(duì)時(shí)間(曲線406)的圖形。如在曲線401中所示，輸出功率在某一數(shù)目的AC輸入周期內(nèi)并且隨時(shí)間增加。在這一例子中并且如將隨著本描述繼續(xù)而變得更清楚的那樣，閾值Vth(在曲線403中示出)在將需要啟用所有四個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301-304的電平。這樣，對(duì)在DC輸出328的功率的需求在它的最高電平(例如在圖2的例子中為電平3(205))。在407，感測(cè)電壓在閾值電壓以上，該感測(cè)電壓是在某一數(shù)目的AC周期內(nèi)平均的跨感測(cè)電阻器(Rs) 307 (并且因此跨第一開(kāi)關(guān)306)的電壓。在這一操作點(diǎn)，僅投入第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301。如上文描述的那樣，由于在407的感測(cè)電壓在閾值電壓以上，所以需要啟用附加回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)以提供所需輸出電壓。在這一情況下，第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)302的柵極控制器313比較第二存儲(chǔ)器309中存儲(chǔ)的閾值電壓與第一存儲(chǔ)器308中存儲(chǔ)的感測(cè)電壓。由于感測(cè)電壓大于閾值電壓，所以DC輸出功率需求大于第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301獨(dú)自供應(yīng)的DC輸出功率，并且柵極控制器313如在曲線404中的409所示啟用第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)302。這造成如在曲線403中的408所示感測(cè)電壓減少。然而，在408的感測(cè)電壓保持大于閾值電壓，并且這樣激活第一和第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301、302而又增加輸出功率尚未造成閾值電壓被滿足并且因此尚未產(chǎn)生在DC輸出328的適當(dāng)輸出DC功率。由于感測(cè)電壓在408保持大于閾值電壓，所以第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)303的柵極控制器317比較第二存儲(chǔ)器309中存儲(chǔ)的閾值電壓與第一存儲(chǔ)器308中存儲(chǔ)的感測(cè)電壓。由于感測(cè)電壓仍然大于閾值電壓，所以DC輸出功率需求大于第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301和第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)302供應(yīng)的DC輸出功率，并且柵極控制器317如在曲線405中的411所示啟用第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)303。這造成如在曲線403中的410所示的感測(cè)電壓減少。然而，在410的感測(cè)電壓保持大于閾值電壓，并且這樣激活第一、第二和第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301、302、303而又增加輸出功率尚未造成閾值電壓被滿足并且因此尚未產(chǎn)生在DC輸出328的適當(dāng)輸出DC功率。由于感測(cè)電壓在410保持大于閾值電壓，所以第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)304的柵極控制器321比較第二存儲(chǔ)器309中存儲(chǔ)的閾值電壓與第一存儲(chǔ)器308中存儲(chǔ)的感測(cè)電壓。由于感測(cè)電壓仍然大于閾值電壓，所以DC輸出功率需求大于第一、第二和第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301、302、303供應(yīng)的DC輸出功率，柵極控制器321如在曲線406中的413所示啟用第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)304。這造成如在曲線403中的412所示的感測(cè)電壓減少?，F(xiàn)在感測(cè)電壓略少于閾值電壓，并且這樣激活第一、第二、第三和第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301、302、303、304而又增加輸出功率已經(jīng)造成在DC輸出328的DC輸出功率等于需求。注意在414,反饋電壓達(dá)到它的操作點(diǎn),這指示輸出功率等于需求。圖5圖示根據(jù)一個(gè)代表性的實(shí)施例的輸出功率比對(duì)時(shí)間(曲線501)、反饋電壓比對(duì)時(shí)間(Vfb)(曲線502)、跨感測(cè)電阻器的平均感測(cè)電壓(曲線503)、跨第二 MOSFET的柵極到源極(Vgs)比對(duì)時(shí)間(曲線504)、跨第三MOSFET的Vgs比對(duì)時(shí)間(曲線505)和跨第四MOSFET的Vgs比對(duì)時(shí)間(曲線506)的圖形。如在曲線501中所示，輸出功率在某一數(shù)目的AC輸入周期內(nèi)并且隨時(shí)間減少。在這一例子中并且如將隨著本描述繼續(xù)而變得更清楚的那樣，閾值Vth(在曲線503中示出)在將僅需啟用第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301的電平。這樣，對(duì)在DC輸出328的功率的需求在它的最低電平(例如在圖2的例子中為電平1 (202))。在507，感測(cè)電壓在閾值電壓以下，該感測(cè)電壓是在某一數(shù)目的AC周期內(nèi)平均的跨感測(cè)電阻器(Rs) 307 (并且因此跨第一開(kāi)關(guān)306)的電壓。在這一操作點(diǎn)，投入所有四個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301-304，如曲線504-506所示。因此，驅(qū)動(dòng)電路300完全投入并且在圖2的電平3(205)以上進(jìn)行操作。如上文描述的那樣，由于在507的感測(cè)電壓在閾值電壓以下，所以需要啟用更少回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)以提供所需輸出電壓。因此，將需要禁用一個(gè)或者多個(gè)回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)304的柵極控制器321比較第二存儲(chǔ)器309中存儲(chǔ)的閾值電壓與第一存儲(chǔ)器308中存儲(chǔ)的感測(cè)電壓。由于感測(cè)電壓少于閾值電壓，所以DC輸出功率需求少于第一至第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301-304供應(yīng)的DC輸出功率。因而，柵極控制器321禁用第四開(kāi)關(guān)320并且作為結(jié)果如在曲線506中的508所示禁用第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)304。這造成如在曲線503中的509所示感測(cè)電壓的減少。然而，在509的感測(cè)電壓保持少于閾值電壓，并且這樣禁用第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)304而又減少在DC輸入328的輸出功率尚未造成滿足閾值電壓并且因此尚未產(chǎn)生在DC輸出328的適當(dāng)輸出DC功率。由于感測(cè)電壓在509保持低于閾值電壓，所以第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)303的柵極控制器317比較第二存儲(chǔ)器309中存儲(chǔ)的閾值電壓與第一存儲(chǔ)器308中存儲(chǔ)的感測(cè)電壓。由于感測(cè)電壓仍然低于閾值電壓，所以DC輸出功率需求少于第一、第二和第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301-303供應(yīng)的DC輸出功率，并且柵極控制器317禁用第三開(kāi)關(guān)316并且因此如在曲線505中的510所示禁用第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)303。這造成如在曲線503中的511所示感測(cè)電壓的增加。然而，在511的感測(cè)電壓保持少于閾值電壓，并且這樣禁用第三和第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)303、304而又減少輸出功率尚未造成滿足閾值電壓并且因此尚未產(chǎn)生在DC輸出328的適當(dāng)輸出DC功率。由于感測(cè)電壓在511保持低于閾值電壓，所以第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)303的柵極控制器313比較第二存儲(chǔ)器309中存儲(chǔ)的閾值電壓與第一存儲(chǔ)器308中存儲(chǔ)的感測(cè)電壓。由于感測(cè)電壓仍然低于閾值電壓，所以DC輸出功率需求少于第一和第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)301-302供應(yīng)的DC輸出功率，并且柵極控制器313禁用第二開(kāi)關(guān)312并且作為結(jié)果如在曲線504中的512所示禁用第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)302。這造成如在曲線503中的513所示感測(cè)電壓的減少。作為禁用第二、第三和第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)302、303、304的結(jié)果，感測(cè)電壓略少于閾值電壓。因而，在DC輸出328的輸出DC功率在用于光源需求的適當(dāng)電平。注意感測(cè)電壓可以確切地等于閾值電壓，這指示DC輸出確切地等于光源的需求。圖6圖示根據(jù)一個(gè)代表性的實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)光源的方法600的流程圖?？梢栽诒热缃Y(jié)合圖1-5的代表性的實(shí)施例描述的硬件和軟件中實(shí)施方法600。結(jié)合圖1-5的代表性的實(shí)施例描述的細(xì)節(jié)中的許多細(xì)節(jié)與當(dāng)前描述的方法共用并且一般未被重復(fù)以免模糊對(duì)代表性的實(shí)施例的描述。在601，方法600包括感測(cè)第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)中的感測(cè)電阻器之上的電壓。在602，方法600包括比較電壓與閾值電壓。在603，方法600包括如果電壓大于閾值電壓則啟用第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。如應(yīng)當(dāng)理解的那樣，可以繼續(xù)方法600以如需要的那樣啟用驅(qū)動(dòng)器電路(比如驅(qū)動(dòng)器電路300)的更多回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)以提供必需輸出功率。另外，在達(dá)到所需輸出功率之后，可以‘反向’方法600以通過(guò)禁用驅(qū)動(dòng)器電路的回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)來(lái)減少輸出功率。盡管這里已經(jīng)描述和圖示若干發(fā)明實(shí)施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易設(shè)想用于執(zhí)行這里描述的功能和/或獲得這里描述的結(jié)果和/或這里描述的一個(gè)或者多個(gè)優(yōu)點(diǎn)的各種其它手段和/或結(jié)構(gòu)，并且每個(gè)這樣的變化和/或修改視為在這里描述的發(fā)明實(shí)施例的范圍內(nèi)。更一般而言，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解這里描述的所有參數(shù)、尺度、材料和配置是為了舉例并且實(shí)際參數(shù)、尺度、材料和/或配置將依賴于本發(fā)明教導(dǎo)被運(yùn)用的一個(gè)或者多個(gè)具體應(yīng)用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)或者能夠僅使用例行實(shí)驗(yàn)來(lái)確立這里描述的具體發(fā)明實(shí)施例的許多等效實(shí)施例。因此將理解僅通過(guò)例子呈現(xiàn)前述實(shí)施例并且在所附權(quán)利要求書及其等效含義的范圍內(nèi)可以用除了具體描述并且要求保護(hù)的方式之外的方式實(shí)現(xiàn)發(fā)明實(shí)施例。本公開(kāi)內(nèi)容的發(fā)明實(shí)施例涉及這里描述的每個(gè)個(gè)別特征、系統(tǒng)、產(chǎn)品、材料、工具包和/或方法。此外，如果兩個(gè)或者更多這樣的特征、系統(tǒng)、產(chǎn)品、材料、工具包和/或方法未互不一致，則在本公開(kāi)內(nèi)容的發(fā)明范圍內(nèi)包括這樣的特征、系統(tǒng)、產(chǎn)品、材料、工具包和/或方法的任何組合。應(yīng)當(dāng)理解如這里定義和使用的所有定義支配詞典定義、在通過(guò)引用而結(jié)合的文獻(xiàn)中的定義和/或定義的術(shù)語(yǔ)的普通含義。除非清楚地相反指明，應(yīng)當(dāng)理解如這里在說(shuō)明書中和在權(quán)利要求書中使用的不定冠詞“一個(gè)/ 一種”意味著“至少一個(gè)/ 一種”。
應(yīng)當(dāng)理解如這里在說(shuō)明書中和在權(quán)利要求書中使用的短語(yǔ)“和/或”意味著這樣連結(jié)的要素中的“任一個(gè)或者兩個(gè)”、即在一些情況下聯(lián)合地存在而在其它情況下分離地存在的要素。應(yīng)當(dāng)以相同方式解釋用“和/或”列舉的多個(gè)要素、即這樣連結(jié)的要素中的“一個(gè)或者多個(gè)”。除了“和/或”子句具體標(biāo)識(shí)的要素之外的其它要素?zé)o論是否與具體標(biāo)識(shí)的那些要素有關(guān)或者無(wú)關(guān)都可以可選地存在。因此作為非限制例子，對(duì)“A和/或B”的引用在與開(kāi)放式語(yǔ)言、比如“包括”結(jié)合使用時(shí)可以在一個(gè)實(shí)施例中僅指代A(可選地包括除了B之外的要素)；在另一實(shí)施例中僅指代B (可選地包括除了 A之外的要素)；在又一實(shí)施例中指代A和B (可選地包括其它要素)；等。也應(yīng)當(dāng)理解，除非清楚地相反指示,在這里要求保護(hù)的包括多于一個(gè)步驟或者動(dòng)作的任何方法中，方法的步驟或者動(dòng)作的順序未必限于記載方法的步驟或者動(dòng)作的順序。在權(quán)利要求書中以及在上述說(shuō)明書中，諸如“包括”、“帶有”、“具有”、“包含”、“涉及”、“保持”、“由......組成”等所有過(guò)渡短語(yǔ)將理解為開(kāi)放式、即意味著包括但不限于。在權(quán)利要求中的括號(hào)之間出現(xiàn)的任何標(biāo)記或者其它符號(hào)是僅為了方便而提供的并且未旨在于以任何方式限制權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動(dòng)光源的裝置，所述裝置包括 第一回掃交流到直流(AC/DC)轉(zhuǎn)換器級(jí)，包括第一開(kāi)關(guān)、第一開(kāi)關(guān)控制器和比較器；以及 第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)，包括第二開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)控制器，所述第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)與所述第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)并聯(lián)電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一開(kāi)關(guān)包括第一金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第二開(kāi)關(guān)包括第二M0SFET。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一開(kāi)關(guān)控制器包括功率因子控制器(PFC)。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述第二控制器包括柵極控制器。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述PFC控制器包括存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器包括用于輸出功率的閾值限制數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括 第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)，包括第三開(kāi)關(guān)和第三開(kāi)關(guān)控制器，所述第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)與所述第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)和所述第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)并聯(lián)電連接。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，還包括 第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)，包括第四開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)控制器，所述第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)與所述第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)、所述第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)和所述第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)并聯(lián)電連接。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述第三開(kāi)關(guān)包括第三MOSFET并且所述第三開(kāi)關(guān)控制器包括柵極控制器。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述第四開(kāi)關(guān)包括第四MOSFET并且第四開(kāi)關(guān)控制器包括柵極控制器。
11.一種驅(qū)動(dòng)光源的方法，所述方法包括 感測(cè)第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)中的感測(cè)電阻器之上的電壓； 比較所述電壓與閾值電壓； 如果所述電壓大于所述閾值電壓，則啟用第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括 如果在啟用所述第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)之后所述電壓大于所述閾值電壓，則啟用第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括如果在啟用所述第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)之后所述電壓大于所述閾值電壓，則啟用第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括 如果所述電壓小于閾值電壓，則不啟用所述第二級(jí)。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括在啟用所述第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)之后，感測(cè)所述感測(cè)電阻器之上的所述電壓，并且如果所述電壓小于所述閾值電壓，則禁用所述第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括在禁用所述第四回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)之后，感測(cè)所述感測(cè)電阻器之上的所述電壓，并且如果所述電壓小于所述閾值電壓，則禁用所述第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括在禁用所述第三回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)之后，感測(cè)所述感測(cè)電阻器之上的所述電壓，并且如果所述電壓小于所述閾值電壓，禁用所述第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。
全文摘要
公開(kāi)一種用于驅(qū)動(dòng)光源(102)的裝置(101)。該裝置包括第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)(103)，具有第一開(kāi)關(guān)、第一開(kāi)關(guān)控制器和比較器；以及第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)(104)，包括第二開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)控制器，第二回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)與第一回掃AC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)并聯(lián)電連接。
文檔編號(hào)H05B33/08GK103069923SQ201180040933
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者A·阿鮑爾納加 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司