高效led驱动方法
【专利摘要】本发明提供了一种装置，其中，用平衡的驱动信号来驱动多个LED串，平衡的驱动信号即其中正侧和负侧随时间流逝具有相同能量的驱动信号。在优选实施例中，响应于开关网络和驱动变压器之间设置的电容器来平衡该驱动信号。通过平衡变压器来提供各LED串之间的电流的平衡。
【专利说明】高效LED驱动方法
发明领域
[0001]本发明涉及固态照明领域，且特定地涉及具有平衡器和容性耦合驱动信号的LED驱动装置。
【背景技术】
[0002]由于发光二极管(LED)的高效、长寿命、机械紧凑性和稳健性、以及低电压操作、没有限制，发光二极管已经被非常普遍地用作照明器件。应用领域包括液晶显示器(IXD)背光、一般照明、和标志显示。LED展现出与二极管类似的电特性，S卩，LED仅在跨器件的正向电压达到其导通阈值(标记为Vf)时才导通电流，且当正向电压增加至大于Vf时，流过器件的电流显著增加。作为结果，必须提供特定驱动电路来稳定地控制LED电流。
[0003]如今市场上现有的方法通常是使用开关型DC到DC转换器，一般是在电流控制模式中，从而驱动该LED照明器件。由于单个LED器件的有限功率能力，在很多应用中，将多个LED串联来形成LED串，且多个这样的LED串一起工作，一般是并联，从而产生期望的光强。在多个LED串应用中，通常采用DC到DC转换器来提供足够LED操作的DC电压，然而由于LED的操作电压具有较宽容差(+/-5%到+/-10%)，必须为每一个LED串部署单独的控制电路来调节其电流。简洁起见，这样的电流调节器一般采用线性调节技术，其中功率调节设备与LED串串联连接，且通过调节跨功率调节设备的电压降来控制LED电流。不幸的是，由于线性调节设备的功率消耗，这样的方法消耗过多功率且产生过多热量。在一些方法中，为每一个LED串都提供开关型DC到DC转换器。这样的方法实现高效操作但是也显著增加了相关成本。
[0004]现有技术需要的、且未提供的，是具有高操作效率和低系统成本的LED驱动方法，这提供了在多个LED串光源的各LED串之间的平衡功能。
【发明内容】
[0005]因此，本发明的主要目的是克服现有技术的至少一些缺点。通过配置，这在特定实施例中提供，在该配置中，用平衡的驱动信号来驱动多个LED串，平衡的驱动信号即其中使正侧和负侧随时间流逝具有相同能量的驱动信号。在优选实施例中，该驱动信号响应于开关网络和驱动变压器之间设置的电容器被平衡。通过平衡变压器来提供各LED串之间电流的平衡。
[0006]特定实施例实现用于基于发光二极管(LED)的照明的驱动装置，包括:驱动变压器，具有第一绕组和第二绕组，该第二绕组磁耦合至该第一绕组；开关控制电路；开关桥，包括耦合至公共节点的一对电控开关，该对电控开关中的每一个响应于该开关控制电路的输出；耦合在该开关桥的该公共节点和该驱动变压器的初级绕组的第一端之间的隔直流(DC)电容器；平衡变压器，具有第一绕组和第二绕组，该第二绕组磁性地耦合至该第一绕组；第一 LED串；和第二 LED串，该第一 LED串和第二 LED串的每一个的第一端耦合至该驱动变压器的第二绕组，且被配置为从其接收电能；且该第一 LED串的第二端耦合至该平衡变压器的第一绕组，且该第二 LED串的第二端耦合至平衡变压器的第二绕组，该开关控制电路配置为提供开关周期，包括其中从驱动变压器的第二绕组输出具有第一极性的电能的第一时段、以及其中从驱动变压器的第二绕组输出具有第二极性的电能的第二时段，该第二极性与第一极性相反，该隔直流电容器被配置为使得在开关周期的第一时段期间从第二绕组输出的总电能与在开关周期的第二时段期间从第二绕组输出的总电能相等，且该平衡变压器配置为使得通过该第一 LED串的电流与通过该第二 LED串的电流相等。
[0007]在又一个实施例中，第一 LED串和第二 LED串的每一个的第一端共同耦合至驱动变压器的第二绕组的中心抽头；该第一 LED串的第二端耦合至平衡变压器的第一绕组的中心抽头；且该第二 LED串的第二端耦合至平衡变压器的第二绕组的中心抽头。在又一个实施例中:平衡变压器的第一绕组的第一端耦合至驱动变压器的第二绕组的第一端；平衡变压器的第一绕组的第二端耦合至驱动变压器的第二绕组的第二端；平衡变压器的第二绕组的第一端耦合至驱动变压器的第二绕组的第二端；且平衡变压器的第二绕组的第二端耦合至驱动变压器的第二绕组的第一端。在又一个实施例中，该驱动装置还包括:第一、第二、第三、和第四单向电子阀，其中:平衡变压器的第一绕组的第一端，经由该第一单向电子阀，耦合至驱动变压器的第二绕组的第一端；平衡变压器的第一绕组的第二端，经由该第二单向电子阀，耦合至驱动变压器的第二绕组的第二端；平衡变压器的第二绕组的第一端，经由该第三单向电子阀，耦合至驱动变压器的第二绕组的第二端；且平衡变压器的第二绕组的第二端，经由该第四单向电子阀，耦合至驱动变压器的第二绕组的第一端。
[0008]在另一个实施例中，该驱动装置还包括:第三LED串；和第四LED串，其中:该第三LED串和第四LED串的每一个的第一端耦合至该驱动变压器的第二绕组，且被配置为从其接收电能；该第三LED串的第二端耦合至平衡变压器的第一绕组；且该第四LED串的第二端耦合至平衡变压器的第二绕组，该平衡变压器的第一绕组配置为使得通过第一 LED串的电流等于通过该第三LED串的电流，且平衡变压器的第二绕组配置为使得通过第二 ELD串的电流等于通过第四LED串的电流。
[0009]在又一个实施例中:第一 LED串、第二 LED串、第三LED串、和第四LED串的每一个的第一端共同地耦合至驱动变压器的第二绕组的中心抽头；该第一 LED串的第二端耦合至平衡变压器的第一绕组的第一端；该第二 LED串的第二端耦合至平衡变压器的第二绕组的第一端；该第三LED串的第二端耦合至平衡变压器的第一绕组的第二端；该第四LED串的第二端耦合至平衡变压器的第二绕组的第二端；驱动变压器的第二绕组的第一端耦合至平衡变压器的第一绕组的中心抽头；且驱动变压器的第二绕组的第二端耦合至平衡变压器的第二绕组的中心抽头。
[0010]在又一个实施例中，该驱动装置还包括:第一、第二、第三、和第四单向电子阀，其中:该第一 LED串的第二端，经由该第一单向电子阀，耦合至平衡变压器的第一绕组的第一端；该第二 LED串的第二端，经由该第二单向电子阀，耦合至平衡变压器的第二绕组的第一端；该第三LED串的第二端，经由该第三单向电子阀，耦合至平衡变压器的第一绕组的第二端；且该第四LED串的第二端，经由该第四单向电子阀，耦合至平衡变压器的第二绕组的第二端。
[0011]在又一个实施例中，该驱动装置还包括:第一和第二单向电子阀，其中:驱动变压器的第二绕组的第一端，经由该第一单向电子阀，耦合至平衡变压器的第一绕组的中心抽头；且驱动变压器的第二绕组的第二端，经由该第二单向电子阀，耦合至平衡变压器的第二绕组的中心抽头。
[0012]在又一个实施例中:第一 LED串和第三LED串的每一个的第一端耦合至驱动变压器的第二绕组的第一端；第二 LED串和第四LED串的每一个的第一端耦合至驱动变压器的第二绕组的第二端；该第一 LED串的第二端耦合至平衡变压器的第一绕组的第一端；该第二 LED串的第二端耦合至平衡变压器的第二绕组的第一端；该第三LED串的第二端耦合至平衡变压器的第一绕组的第二端；且该第四LED串的第二端耦合至平衡变压器的第二绕组的第二端。在又一个实施例中，该驱动装置还包括:第一和第二单向电子阀，其中:该第一和第三LED串的第一端，经由该第一单向电子阀，耦合至驱动变压器的第二绕组的第一端；且该第二和第四LED串的第一端，经由该第二单向电子阀，耦合至驱动变压器的第二绕组的第二端。
[0013]独立地，特定实施例实现用于基于发光二极管(LED)的照明的驱动装置，包括:用于驱动的装置，具有第一绕组和第二绕组，第二绕组磁耦合至第一绕组；用于开关的装置；开关桥，包括耦合至公共节点的一对电控开关，该对电控开关中的每一个响应于该用于开关的装置的输出；隔直流(DC)电容器，耦合在开关桥的公共节点和用于驱动的装置的初级绕组的第一端之间；平衡变压器，具有第一绕组和第二绕组，该第二绕组磁耦合至该第一绕组；第一 LED串；和第二 LED串，该第一 LED串和第二 LED串的每一个的第一端耦合至该用于驱动的装置的第二绕组，且被配置为从其接收电能；且该第一 LED串的第二端耦合至该平衡变压器的第一绕组，且该第二 LED串的第二端耦合至平衡变压器的第二绕组，该用于开关的装置被配置为提供开关周期，包括其中从用于驱动的装置的第二绕组输出具有第一极性的电能的第一时段、以及其中从用于驱动的装置的第二绕组输出具有第二极性的电能的第二时段，该第二极性与第一极性相反，该隔直流电容器被配置为使得在开关周期的第一时段期间从第二绕组输出的总电能与在开关周期的第二时段期间从第二绕组输出的总电能相等，且该平衡变压器配置为使得通过该第一 LED串的电流与通过该第二 LED串的电流相等。
[0014]在又一个实施例中:第一 LED串和第二 LED串的每一个的第一端共同耦合至用于驱动的装置的第二绕组的中心抽头；该第一 LED串的第二端耦合至平衡变压器的第一绕组的中心抽头；且该第二 LED串的第二端耦合至平衡变压器的第二绕组的中心抽头。在又一个实施例中:平衡变压器的第一绕组的第一端耦合至用于驱动的装置的第二绕组的第一端；平衡变压器的第一绕组的第二端耦合至用于驱动的装置的第二绕组的第二端；平衡变压器的第二绕组的第一端耦合至用于驱动的装置的第二绕组的第二端；且平衡变压器的第二绕组的第二端耦合至用于驱动的装置的第二绕组的第一端。在又一个实施例中，该驱动装置还包括:第一、第二、第三、和第四单向电子阀，其中:平衡变压器的第一绕组的第一端，经由该第一单向电子阀，耦合至用于驱动的装置的第二绕组的第一端；平衡变压器的第一绕组的第二端，经由该第二单向电子阀，耦合至用于驱动的装置的第二绕组的第二端；平衡变压器的第二绕组的第一端，经由该第三单向电子阀，耦合至用于驱动的装置的第二绕组的第二端；且平衡变压器的第二绕组的第二端，经由该第四单向电子阀，耦合至用于驱动的装置的第二绕组的第一端。
[0015]在另一个实施例中，该驱动装置还包括:第三LED串；和第四LED串，其中:该第三LED串和第四LED串的每一个的第一端耦合至该用于驱动的装置的第二绕组，且被配置为从其接收电能；该第三LED串的第二端耦合至平衡变压器的第一绕组；且该第四LED串的第二端耦合至平衡变压器的第二绕组，该平衡变压器的第一绕组配置为使得通过第一 LED串的电流等于通过该第三LED串的电流，且平衡变压器的第二绕组配置为使得通过第二LED串的电流等于通过第四LED串的电流。
[0016]在又一个实施例中:第一 LED串、第二 LED串、第三LED串、和第四LED串的每一个的第一端共同地耦合至用于驱动的装置的第二绕组的中心抽头；该第一 LED串的第二端耦合至平衡变压器的第一绕组的第一端；该第二 LED串的第二端耦合至平衡变压器的第二绕组的第一端；该第三LED串的第二端耦合至平衡变压器的第一绕组的第二端；该第四LED串的第二端耦合至平衡变压器的第二绕组的第二端；用于驱动的装置的第二绕组的第一端耦合至平衡变压器的第一绕组的中心抽头；且用于驱动的装置的第二绕组的第二端耦合至平衡变压器的第二绕组的中心抽头。
[0017]在又一个实施例中，该驱动装置还包括:第一、第二、第三、和第四单向电子阀，其中:该第一 LED串的第二端，经由该第一单向电子阀，耦合至平衡变压器的第一绕组的第一端；该第二 LED串的第二端，经由该第二单向电子阀，耦合至平衡变压器的第二绕组的第一端；该第三LED串的第二端，经由该第三单向电子阀，耦合至平衡变压器的第一绕组的第二端；且该第四LED串的第二端，经由该第四单向电子阀，耦合至平衡变压器的第二绕组的第
[0018]在又一个实施例中，该驱动装置还包括:第一和第二单向电子阀，其中:用于驱动的装置的第二绕组的第一端，经由该第一单向电子阀，耦合至平衡变压器的第一绕组的中心抽头；且用于驱动的装置的第二绕组的第二端，经由该第二单向电子阀，耦合至平衡变压器的第二绕组的中心抽头。
[0019]在又一个实施例中:第一 LED串和第三LED串的每一个的第一端耦合至用于驱动的装置的第二绕组的第一端；第二 LED串和第四LED串的每一个的第一端耦合至用于驱动的装置的第二绕组的第二端；该第一 LED串的第二端耦合至平衡变压器的第一绕组的第一端；该第二 LED串的第二端耦合至平衡变压器的第二绕组的第一端；该第三LED串的第二端耦合至平衡变压器的第一绕组的第二端；且该第四LED串的第二端耦合至平衡变压器的第二绕组的第二端。进一步任选地，该驱动装置还包括:第一和第二单向电子阀，其中:该第一和第三LED串的第一端，经由该第一单向电子阀，耦合至用于驱动的装置的第二绕组的第一端；且该第二和第四LED串的第一端，经由该第二单向电子阀，耦合至用于驱动的装置的第二绕组的第二端。
[0020]根据以下附图和描述，本发明的附加特征和优点将变得显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0021 ] 为了更好地理解本发明并示出如何实现本发明，现在将纯粹作为示例地参考通篇以类似的附图标记指示相应的元件或部分的附图。
[0022]现在详细地具体参考附图，要强调的是所示的细节只是作为示例并出于本发明的优选实施例的说明性讨论的目的，并且在提供被认为是对本发明原理和概念方面的最有用和容易理解的描述的过程中得以呈现。在这点上，并未试图详细地示出基本理解本发明所需以外的本发明的结构细节，结合附图的描述使得本发明的若干形式如何可在实践中具体化对本领域技术人员而言是显而易见的。在附图中:
[0023]图1示出四个LED串的驱动装置的实施例的高级示意图，其中每一个LED串的阳极端共同地耦合至驱动变压器的中心抽头，且其中LED串的阴极端分别经由各单向电子阀耦合至平衡变压器的绕组的相应端；
[0024]图2示出四个LED串的驱动装置的实施例的高级示意图，其中每一个LED串的阳极端共同地耦合至驱动变压器的中心抽头，阴极端分别耦合至平衡变压器的绕组的相应端，且平衡变压器绕组的中心抽头经由各单向电子阀耦合至驱动变压器第二绕组端；
[0025]图3示出两个LED串的驱动装置的实施例的高级示意图，其中每一个LED串的阳极端共同地耦合至驱动变压器的中心抽头，LED串的阴极端分别耦合至平衡变压器的相应绕组的中心抽头，且平衡变压器绕组端经由各单向电子阀耦合至驱动变压器第二绕组端；
[0026]图4示出四个LED串的驱动装置的实施例的高级示意图，其中LED串的前两个的阴极端共同耦合至驱动变压器的第二绕组的第一端，且LED串的后两个的阴极端共同耦合至驱动变压器的第二绕组的第二端，且LED串的阳极端分别耦合至平衡变压器的绕组的相应端；且
[0027]图5示出两个LED串的驱动装置的实施例的高级示意图，其中每一个LED串的阴极端共同地耦合至驱动变压器的中心抽头，LED串的阳极端分别耦合至平衡变压器的相应绕组的中心抽头，且平衡变压器绕组端经由各单向电子阀耦合至驱动变压器第二绕组端。
【具体实施方式】
[0028]在详细解释本发明的至少一个实施例之前，应当理解本发明在其申请中不限于在以下描述中阐述或在附图中示出的组件的构造细节、以及配置。本发明适用于其他实施例，或者以各种方式实践或执行。同样，应当理解本文中所采用的用语和术语是出于描述的目的，而不应当被视为是限制性的。
[0029]图1示出驱动装置10的实施例的高级示意图，包括:开关控制电路20 ;开关桥30，包括第一电控开关Ql和第二电控开关Q2 ;隔直流电容器CX ;驱动变压器TX，包括第一绕组TXF，磁耦合至第二绕组TXS ;第一、第二、第三、和第四LED串40 ;平衡变压器BX，包括第一绕组BXF，磁耦合至第二绕组BXS ;第一、第二、第三、和第四平滑电容器CS ;以及第一、第二、第三、和第四单向电子阀50。第一和第二电控开关Q1、Q2不受限地被图示为NM0SFET，然而这并非以任何方式进行限制。开关桥30被图示为半桥，然而这并非以任何方式进行限制，且在特定实施例中，实现全桥，并不超出范围。
[0030]开关控制电路20的第一输出，标记为VGl，耦合至开关桥30的第一电控开关Ql的控制输入，且开关控制电路20的第二输出，标记为VG2，耦合至开关桥30的第二电控开关Q2的控制输入。第一电控开关Ql的漏极稱合至电源，标记为V+,且第一电控开关Ql的源极耦合至第二电控开关Q2的漏极且耦合至隔直流电容器CX的第一端。第一电控开关Ql的源极、第二电控开关Q2的漏极、以及隔直流电容器CX的第一端的公共节点，被标记为节点35。隔直流电容器CX的第二端耦合至第一绕组TXF的第一端，且第一绕组TXF的第二端耦合至第二电控开关Q2的源极，且耦合至电源的返回，标记为V-。
[0031]第二绕组TXS的中心抽头耦合至每一个LED串40的阳极端，且耦合至每一个平滑电容器CS的第一端。每一个LED串40的阴极端耦合至相应平滑电容器CS的第二端，且耦合至相应单向电子阀50的阳极。第一单向电子阀的阴极耦合至第一绕组BXF的第一端，且第二单向电子阀50的阴极耦合至第一绕组BXF的第二端，第三单向电子阀50的阴极耦合至第二绕组BXS的第一端，且第四单向电子阀50的阴极耦合至第二绕组BXS的第二端。第一绕组BXF的中心抽头耦合至第二绕组TXS的第一端，且第二绕组BXS的中心抽头耦合至第二绕组TXS的第二端。
[0032]在操作中，且如下文将进一步描述地，驱动装置10用单个平衡变压器BX来提供4个LED串40的平衡电流。该4个LED串40被配置为具有公共阳极结构。平衡变压器BX具有两个中心抽头的绕组，两个绕组BXF和BXS的每一个具有相同匝数。BXF、BXSjP TXS的中心抽头各自优选地配置为使得在中心抽头和绕组的相对端之间展现出相等的匝数。
[0033]开关控制电路20被配置为交替地关闭第一电控开关Ql和第二电控开关Q2从而提供开关周期，该开关周期具有其中从第二绕组TXS输出具有第一极性电能的第一时段、以及其中从第二绕组TXS输出具有第二极性电能的第二时段，第二极性与第一极性相反。
[0034]在第一时段期间，当耦合至第一绕组BXF的中心抽头的第二绕组TXS的那端相对于第二绕组TXS的中心抽头为正时，电流流过耦合至第一绕组BXF的相应端的两个LED串40。在第二时段期间，当耦合至第二绕组BXS的中心抽头的第二绕组TXS的那端相对于第二绕组TXS的中心抽头为正时，电流流过耦合至第二绕组BXS的相应端的两个LED串40。通过第一绕组BXF的两个一半绕组的平衡效应，使在第一时段期间导通的流过两个LED串40的电流相等，且通过第二绕组BXS的两个一半绕组的平衡效应，使在第二时段期间导通的流过两个LED串40的电流相等。由于隔直流电容器CX在稳态中不耦合DC电流，隔直流电容器CX确保在两个时段的每一个时段期间流过第一绕组TXF、然后因此被转移至第二绕组TXS的电流相等。在耦合至第一绕组BXF的两个LED串40的平均操作电压与耦合至第二绕组BXS的两个LED串40的平均操作电压不同的情况下，DC偏压将自动地在隔直流电容器CX两端生成从而偏移该平均操作电压差异。该DC偏压用于对两个串组(B卩，第一组包括耦合至第一绕组BXF的两个LED串40，且第二组包括耦合至第二绕组BXS的两个LED串40)的每一个维持相等的总电流。
[0035]为了清楚地说明这个关系，我们将通过耦合至第一绕组BXF的两个LED串40的电流分别标记为If和If。我们进一步将通过耦合至第二绕组BXS的两个LED串40的电流分别标记为I.和1_。这导致如下关系。
[0036]IlED1 + IlED2_IlED3+IlED4 (响应于 CX) 式 I
[0037]IlED1_IlED2，IlED3_IlED4(响应于 BX) 式 2
[0038]且作为式I和式2的结果:I丽=Iled2=Iled3=Iled4
[0039]平滑电容器CS各自与相应LED串40并联连接来平滑任何纹波电流并将相关联的LED电流维持在恒定直流附近。单向电子阀50被配置为阻挡至LED串40的任何反向电压并进一步阻止在各平滑电容器CS之间电流泄漏。
[0040]图2示出四个LED串40的驱动装置100的实施例的高级示意图，其中各LED串40的阳极端共同地耦合至驱动变压器TX的第二绕组TXS的中心抽头，各LED串40的阴极端分别耦合至平衡变压器BX的绕组的相应端，且平衡变压器绕组BXS和BXF的中心抽头，经由相应单向电子阀50，耦合至驱动变压器第二绕组TXS。驱动装置100是驱动装置10的简化版，其中LED串40被允许采用纹波电流操作，且因此不提供平滑电容器CS且对于每两个LED串40仅需要单个单向电子阀50。
[0041]进一步详细地，第二绕组TXS的中心抽头共同耦合至四个LED串40的每一个的阳极端。第一 LED串40的阴极端耦合至第一绕组BXF的第一端；第二 LED串40的阴极端耦合至第一绕组BXF的第二端；第三LED串40的阴极端耦合至第二绕组BXS的第一端；且第四LED串40的阴极端耦合至第二绕组BXS的第二端。第一绕组BXF的中心抽头经由相应单向电子阀50耦合至第二绕组TXS的第一端，且第二绕组BXS的中心抽头经由相应单向电子阀50耦合至第二绕组TXS的第二端。为简洁起见，没有示出开关控制电路20，且开关桥30、隔直流电容器CX、和第一绕组TXF的连接如上相关于驱动装置10所述。
[0042]驱动装置100的操作在各方面都类似于驱动装置10的操作，且因此为简洁起见不再详细描述。
[0043]图3不出具有两个LED串40的驱动装直200的实施例的闻级不意图。为简洁起见，没有示出开关控制电路20，且开关桥30、隔直流电容器CX、和第一绕组TXF的连接如上相关于驱动装置10所述。每一个LED串40的阳极端共同耦合至驱动变压器TX的第二绕组TXS的中心抽头。第一 LED串40的阴极端耦合至平衡变压器BX的第一绕组BXF的中心抽头，且第二 LED串40的阴极端耦合至平衡变压器BX的第二绕组BXS的中心抽头。第一绕组BXF的两端经由相应单向电子阀50分别耦合至驱动变压器TX的第二绕组TXS的相应端，且第二绕组BXF的相应端经由相应单向电子阀50分别耦合至驱动变压器TX的第二绕组TXS的相应端。
[0044]因此，平衡变压器BX的每一绕组驱动单个LED串40。在两个一半周期中LED串40分别导通且因此纹波电流频率是Ql和Q2的开关频率的两倍。在由开关控制电路20生成的相应第一和第二时段期间第一绕组BXF相对的两半导通，且在由开关控制电路20生成的相应第一和第二时段期间第二绕组BXS相对的两半导通(未示出)。因此平衡变压器BX的芯经历AC激励。平衡器绕组BXF和BXS的连接极性如此从而将由两个LED串40的电流生成的磁力保持在相反方向，且通过这样的磁力迫使两个LED串40的电流相等。
[0045]驱动装置10、100、和200示出了 LED串40的公共节点结构，然而，如下文将要详细描述地，这并不是以任何方式限制。
[0046]图4示出具有表现出四个LED串40的驱动装置300的实施例的高级示意图。为简洁起见，没有示出开关控制电路20，且开关桥30、隔直流电容器CX、和第一绕组TXF的连接如上相关于驱动装置10所述。头两个LED串40的阴极端经由公共相应单向电子阀50共同耦合至驱动变压器TX的第二绕组TXS的第一端，且后两个LED串40的阴极端经由公共相应单向电子阀50耦合至驱动变压器TX的第二绕组TXS的第二端。第一 LED串40的阳极端耦合至平衡变压器BS的第一绕组BXF的第一端；第二 LED串40的阳极端耦合至平衡变压器BS的第一绕组BXF的第二端；第三LED串40的阳极端耦合至平衡变压器BS的第二绕组BXS的第一端；且第四LED串40的阳极端耦合至平衡变压器BS的第二绕组BXS的第二端。第一绕组BXF和第二绕组BXS的每一个的中心抽头共同耦合至驱动变压器TX的第二绕组TXS的中心抽头。
[0047]在各方面，驱动装置300的操作类似于驱动装置100的操作，第一和第二 LED40在第一和第二时段之一期间提供照明，且第三和第四LED40在第一和第二时段的另一个期间提供照明，且简洁起见不再详细描述。
[0048]图5示出两个LED串40的驱动装置400的实施例的高级示意图，其中每一个LED串40的阴极端共同耦合至驱动变压器TX的第二绕组TXS的中心抽头。为简洁起见，没有示出开关控制电路20，且开关桥30、隔直流电容器CX、和第一绕组TXF的连接如上相关于驱动装置10所述。第一 LED串40的阳极端耦合至平衡变压器BX的第一绕组BXF的中心抽头，且第二 LED串40的阳极端耦合至平衡变压器BX的第二绕组BXS的中心抽头。第一绕组BXF的第一端经由相应单向电子阀50耦合至驱动变压器TX的第二绕组TXS的第一端；第一绕组BXF的第二端经由相应单向电子阀50耦合至驱动变压器TX的第二绕组TXS的第二端；第二绕组BXS的第一端经由相应单向电子阀50耦合至驱动变压器TX的第二绕组TXS的第一端；且第二绕组BXS的第二端经由相应单向电子阀50耦合至驱动变压器TX的第二绕组TXS的第二端。
[0049]驱动装置400的操作在各方面都与驱动装置200的操作相同，需要时合适地改变极性，且因此为简洁起见不再详细描述。
[0050]应当理解，为了清楚起见，在单独实施例上下文中所述的本发明的特定特征也可以在单个实施例中组合提供。相反，为了简洁起见在单个实施例的上下文中所述的本发明的各个特征也可分别提供、或者以任何合适的子组合提供。
[0051]除非另外定义，否则在本文中所使用的技术和科学术语具有与本发明所属【技术领域】的普通技术人员所通常理解相同的含义。虽然类似于或等效于本文中所述的那些方法的方法可用于本发明的实践或测试中，但是在本文中描述了合适的方法。
[0052]本文中所提及的所有出版物、专利申请、专利、以及其他参考文献都通过引用其全文结合于此。在冲突的情况下，包括定义的专利说明书将占优。此外，材料、方法、以及示例只是说明性的，而不旨在进行限制。
[0053]本领域技术人员应当理解，本发明不限于在上文中已具体示出并描述的内容。相反，本发明的范围由所附权利要求书限定，并且包括在上文中所述的各个特征的组合和子组合两者、以及本领域技术人员在阅读上述描述之后可理解的且不在现有技术中的其变体和修改。
【权利要求】
1.一种用于基于发光二极管(LED)的照明的驱动装置，包括: 驱动变压器，具有第一绕组和第二绕组，所述第二绕组磁耦合至所述第一绕组； 开关控制电路； 开关桥，包括耦合至公共节点的一对电控开关，所述一对电控开关中的每一个响应于所述开关控制电路的输出； 隔直流(DC)电容器，耦合在所述开关桥的所述公共节点和所述驱动变压器的初级绕组的第一端之间； 平衡变压器，具有第一绕组和第二绕组，所述第二绕组磁耦合至所述第一绕组； 第一 LED串；和 第二 LED串， 所述第一 LED串和所述第二 LED串的每一个的第一端耦合至所述驱动变压器的所述第二绕组，且被配置为从其接收电能；且 所述第一 LED串的第二端耦合至所述平衡变压器的第一绕组，且所述第二 LED串的第二端耦合至所述平衡变压器的第二绕组， 所述开关控制电路被配置为提供开关周期，包括其中从所述驱动变压器的所述第二绕组输出具有第一极性的电能的 第一时段、以及其中从所述驱动变压器的所述第二绕组输出具有第二极性的电能的第二时段，所述第二极性与所述第一极性相反， 所述隔直流电容器被配置为使得在所述开关周期的所述第一时段期间从所述第二绕组输出的总电能与在所述开关周期的所述第二时段期间从所述第二绕组输出的总电能相等，且 所述平衡变压器被配置为使得通过所述第一 LED串的电流与通过所述第二 LED串的电流相等。
2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于， 所述第一 LED串和所述第二 LED串的每一个的所述第一端共同耦合至所述驱动变压器的所述第二绕组的中心抽头； 所述第一 LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组的中心抽头；且 所述第二 LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组的中心抽头。
3.如权利要求2所述的驱动装置，其特征在于， 所述平衡变压器的所述第一绕组的第一端耦合至所述驱动变压器的所述第二绕组的弟觸； 所述平衡变压器的所述第一绕组的第二端耦合至所述驱动变压器的所述第二绕组的A-Ap ~.上山弟.~-? ； 所述平衡变压器的所述第二绕组的第一端耦合至所述驱动变压器的所述第二绕组的第二端；且 所述平衡变压器的所述第二绕组的第二端耦合至所述驱动变压器的所述第二绕组的所述第一端。
4.如权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，还包括: 第一、第二、第三、和第四单向电子阀， 其中:所述平衡变压器的所述第一绕组的第一端，经由所述第一单向电子阀，耦合至所述驱动变压器的所述第二绕组的第一端； 所述平衡变压器的所述第一绕组的第二端，经由所述第二单向电子阀，耦合至所述驱动变压器的所述第二绕组的第二端； 所述平衡变压器的所述第二绕组的第一端，经由所述第三单向电子阀，耦合至所述驱动变压器的所述第二绕组的所述第二端；且 所述平衡变压器的所述第二绕组的第二端，经由所述第四单向电子阀，耦合至所述驱动变压器的所述第二绕组的所述第一端。
5.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，还包括: 第三LED串；和 第四LED串， 其中: 所述第三LED串和所述第四LED串的每一个的第一端耦合至所述驱动变压器的所述第二绕组，且被配置为从其接收电能； 所述第三LED串的第二端耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组；且 所述第四LED串的第二端耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组， 所述平衡变压器的所述第一绕组被配置为使得通过所述第一 LED串的电流与通过所述第三LED串的电流相等；且所述平衡变压器的所述第二绕组被配置为使得通过所述第二LED串的电流与通过所述第四LED串的电流相等。
6.如权利要求5所述的驱动装置，其特征在于， 所述第一 LED串、所述第二 LED串、所述第三LED串、和所述第四LED串的每一个的所述第一端共同地耦合至所述驱动变压器的所述第二绕组的中心抽头； 所述第一 LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组的第一端； 所述第二 LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组的第一端； 所述第三LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组的第二端； 所述第四LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组的第二端；所述驱动变压器的所述第二绕组的第一端耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组的中心抽头；且 所述驱动变压器的所述第二绕组的第一端耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组的中心抽头。
7.如权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，还包括: 第一、第二、第三、和第四单向电子阀， 其中: 所述第一 LED串的所述第二端，经由所述第一单向电子阀，耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组的所述第一端； 所述第二 LED串的所述第二端，经由所述第二单向电子阀，耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组的所述第一端； 所述第三LED串的所述第二端，经由所述第三单向电子阀，耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组的所述第二端；且所述第四LED串的所述第二端，经由所述第四单向电子阀，耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组的所述第二端。
8.如权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，还包括: 第一和第二单向电子阀， 其中: 所述驱动变压器的所述第二绕组的所述第一端，经由所述第一单向电子阀，耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组的所述中心抽头；且 所述驱动变压器的所述第二绕组的所述第二端，经由所述第二单向电子阀，耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组的所述中心抽头。
9.如权利要求5所述的驱动装置，其特征在于， 所述第一 LED串和所述第三LED串的每一个的所述第一端耦合至所述驱动变压器的所述第二绕组的第一端； 所述第二 LED串和所述第四LED串的每一个的所述第一端耦合至所述驱动变压器的所述第二绕组的第二端； 所述第一 LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组的第一端； 所述第二 LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组的第一端； 所述第三LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组的第二端；且 所述第四LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组的第二端。
10.如权利要求9所述的驱动装置，其特征在于，还包括: 第一和第二单向电子阀， 其中: 所述第一和第三LED串的所述第一端，经由所述第一单向电子阀，耦合至所述驱动变压器的所述第二绕组的所述第一端；且 所述第二和第四LED串的所述第一端，经由所述第二单向电子阀，耦合至所述驱动变压器的所述第二绕组的所述第二端。
11.一种用于基于发光二极管(LED)的照明的驱动装置，包括: 用于驱动的装置，具有第一绕组和第二绕组，所述第二绕组磁耦合至所述第一绕组； 用于开关的装置； 开关桥，包括耦合至公共节点的一对电控开关，所述一对电控开关中的每一个响应于所述用于开关的装置的输出； 隔直流(DC)电容器，耦合在所述开关桥的所述公共节点和所述用于驱动的装置的初级绕组的第一端之间； 平衡变压器，具有第一绕组和第二绕组，所述第二绕组磁耦合至所述第一绕组； 第一 LED串；和 第二 LED串， 所述第一 LED串和所述第二 LED串的每一个的第一端耦合至所述用于驱动的装置的所述第二绕组，且被配置为从其接收电能；和 所述第一 LED串的第二端耦合至所述平衡变压器的第一绕组，且所述第二 LED串的第二端耦合至所述平衡变压器的第二绕组，所述用于开关的装置被配置为提供开关周期，包括其中从所述用于驱动的装置的所述第二绕组输出具有第一极性的电能的第一时段、以及其中从所述用于驱动的装置的所述第二绕组输出具有第二极性的电能的第二时段，所述第二极性与所述第一极性相反， 所述隔直流电容器被配置为使得在所述开关周期的所述第一时段期间从所述第二绕组输出的总电能与在所述开关周期的所述第二时段期间从所述第二绕组输出的总电能相等，且 所述平衡变压器被配置为使得通过所述第一 LED串的电流与通过所述第二 LED串的电流相等。
12.如权利要求11所述的驱动装置，其特征在于， 所述第一 LED串和所述第二 LED串的每一个的所述第一端共同耦合至所述用于驱动的装置的所述第二绕组的中心抽头； 所述第一 LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组的中心抽头；且 所述第二 LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组的中心抽头。
13.如权利要求12所述的驱动装置，其特征在于， 平衡变压器的第一绕组的第一端耦合至用于驱动的装置的第二绕组的第一端； 平衡变压器的第一绕组的第二端耦合至用于驱动的装置的第二绕组的第二端； 所述平衡变压器的所述第二绕组的第一端耦合至所述用于驱动的装置的所述第二绕组的所述第二端；且 所述平衡变压器的所述第二绕组的第二端耦合至所述用于驱动的装置的所述第二绕组的所述第一端。
14.如权利要求12所述的驱动装置，其特征在于，还包括: 第一、第二、第三、和第四单向电子阀， 其中: 所述平衡变压器的所述第一绕组的第一端，经由所述第一单向电子阀，耦合至所述用于驱动的装置的所述第二绕组的第一端； 所述平衡变压器的所述第一绕组的第二端，经由所述第二单向电子阀，耦合至所述用于驱动的装置的所述第二绕组的第二端； 所述平衡变压器的所述第二绕组的第一端，经由所述第三单向电子阀，耦合至所述用于驱动的装置的所述第二绕组的所述第二端；且 所述平衡变压器的所述第二绕组的第二端，经由所述第四单向电子阀，耦合至所述用于驱动的装置的所述第二绕组的所述第一端。
15.如权利要求11所述的驱动装置，其特征在于，还包括: 第三LED串；和 第四LED串， 其中: 所述第三LED串和所述第四LED串的每一个的第一端耦合至所述用于驱动的装置的所述第二绕组，且被配置为从其接收电能； 所述第三LED串的第二端耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组；且 所述第四LED串的第二端耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组，所述平衡变压器的所述第一绕组被配置为使得通过所述第一 LED串的电流与通过所述第三LED串的电流相等；且所述平衡变压器的所述第二绕组被配置为使得通过所述第二LED串的电流与通过所述第四LED串的电流相等。
16.如权利要求15所述的驱动装置，其特征在于， 所述第一 LED串、所述第二 LED串、所述第三LED串、和所述第四LED串的每一个的所述第一端共同地耦合至所述用于驱动的装置的所述第二绕组的中心抽头； 所述第一 LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组的第一端； 所述第二 LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组的第一端； 所述第三LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组的第二端； 所述第四LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组的第二端；所述用于驱动的装置的所述第二绕组的第一端耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组的中心抽头；且 所述用于驱动的装置的所述第二绕组的第二端耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组的中心抽头。
17.如权利要求16所述的驱动装置，其特征在于，还包括: 第一、第二、第三、和第四单向电子阀， 其中: 所述第一 LED串的所述第 二端，经由所述第一单向电子阀，耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组的所述第一端； 所述第二 LED串的所述第二端，经由所述第二单向电子阀，耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组的所述第一端； 所述第三LED串的所述第二端，经由所述第三单向电子阀，耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组的所述第二端；且 所述第四LED串的所述第二端，经由所述第四单向电子阀，耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组的所述第二端。
18.如权利要求16所述的驱动装置，其特征在于，还包括: 第一和第二单向电子阀， 其中: 所述用于驱动的装置的所述第二绕组的第一端，经由所述第一单向电子阀，耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组的所述中心抽头；且 所述用于驱动的装置的所述第二绕组的所述第二端，经由所述第二单向电子阀，耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组的所述中心抽头。
19.如权利要求15所述的驱动装置，其特征在于， 第一 LED串和第三LED串的每一个的第一端耦合至用于驱动的装置的第二绕组的第一端; 第二 LED串和第四LED串的每一个的第一端耦合至用于驱动的装置的第二绕组的第二端; 所述第一 LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组的第一端； 所述第二 LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组的第一端；所述第三LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第一绕组的第二端；且 所述第四LED串的所述第二端耦合至所述平衡变压器的所述第二绕组的第二端。
20.如权利要求19所述的驱动装置，其特征在于，还包括: 第一和第二单向电子阀， 其中: 所述第一和第三LED串的所述第一端，经由所述第一单向电子阀，耦合至所述用于驱动的装置的所述第二绕组的所述第一端；且 所述第二和第四LED串的第一端，经由所述第二单向电子阀，耦合至所述用于驱动的装置的所述第二绕组的所 述第二端。
【文档编号】H05B33/08GK103477712SQ201280018780
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年5月1日 优先权日:2011年5月3日
【发明者】X·金 申请人:美高森美公司