專利名稱：用于照明裝置的驅(qū)動器和具有該驅(qū)動器的照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于照明裝置的驅(qū)動器。此外，本實用新型還涉及一種具有上述類型的驅(qū)動器的照明裝置。
背景技術(shù)：
LED照明裝置因其具有壽命長、發(fā)光效率高和綠色環(huán)保的優(yōu)點而被廣泛地應(yīng)用。在實際的應(yīng)用中，一些LED照明裝置需要應(yīng)用到戶外，例如作為廣告照明裝置使用。然而，戶外的環(huán)境溫度是不斷變化的，在低溫(-25攝氏度至15攝氏度)下，LED照明裝置要求的輸出功率可能會比在室溫下或者更高的溫度下(25攝氏度至55攝氏度)的輸出功率高25%。為此，用于上述類型的LED照明裝置的驅(qū)動器需要被設(shè)計為可以為LED照明裝置提供其額定功率的至少125%的輸出功率。在現(xiàn)有技術(shù)中，一個通常而簡單的設(shè)計是使驅(qū)動器可以產(chǎn)生額定輸出功率的例如140%的輸出功率，而不管操作溫度的變化，從而確保驅(qū)動器能夠驅(qū)動LED照明裝置能夠以額定輸出功率運(yùn)行。然而，驅(qū)動器的這種過功率運(yùn)行會導(dǎo)致很多問題。1.例如驅(qū)動器的過電流(或者過載)保護(hù)閾值不得不提高至額定負(fù)載的例如140%，從而確保驅(qū)動器可以啟動并以額定負(fù)載的125%來工作。2.為了避免驅(qū)動器在最大環(huán)境溫度下在苛刻的條件(安全測試模式，也就是說僅僅低于過載保護(hù)閾值(140%))中發(fā)生損壞，許多器件都必須進(jìn)行冗余設(shè)計。為此，諸如像M0SFET、二極管、保險絲和PCB電路等功率部件都必須進(jìn)行超規(guī)格設(shè)計，從而使其具有更高的電流承載能力和更低的阻抗。而諸如像EMI扼流圈、PFC扼流圈和主功率變壓器等磁組件也要進(jìn)行超規(guī)格設(shè)計，以使其具有更高的飽和極限。然而，在最大環(huán)境溫度時，當(dāng)輸出負(fù)載高于額定負(fù)載時，在過溫度測試的條件下滿足安全條件是要冒很大的風(fēng)險的。在PCB中的某處的單一的過溫度保護(hù)電路不能總是將所有安全相關(guān)的組件保持在其極限溫度之下。
基于以上苛刻的要求，在設(shè)計驅(qū)動器時必須要所有的器件都要能夠在測試條件下正常工作。此外，要非常小心地設(shè)計過溫度保護(hù)電路，并且要非常精確地布置溫度系數(shù)熱敏電阻。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的方案存在的巨大的缺陷在于，這會導(dǎo)致驅(qū)動器的成本過高，磁組件的尺寸過大，過高的散熱要求和過多的調(diào)試時間。

實用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出了一種用于照明裝置的驅(qū)動器，該驅(qū)動器能夠檢測驅(qū)動器周圍的環(huán)境溫度，并根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)整其輸出功率。本實用新型的第一個目的通過一種用于照明裝置的驅(qū)動器由此實現(xiàn)，即該驅(qū)動器包括連接至電源的濾波器；以及連接至濾波器的輸出端的轉(zhuǎn)換器，其中，轉(zhuǎn)換器包括:初級側(cè)；連接至初級側(cè)的初級側(cè)控制器；次級側(cè)；以及連接至次級側(cè)的次級側(cè)控制器，其中，驅(qū)動器還包括輸出功率調(diào)節(jié)單元，該輸出功率調(diào)節(jié)單元連接至轉(zhuǎn)換器，其中輸出功率調(diào)節(jié)單兀檢測環(huán)境溫度，并根據(jù)環(huán)境溫度輸出第一控制信號轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器根據(jù)第一控制信號調(diào)整驅(qū)動器的輸出功率。根據(jù)本實用新型的驅(qū)動器并不是固定地輸出負(fù)載所要求的額定功率的例如140%的固定的輸出功率，而是能夠根據(jù)環(huán)境溫度的變化動態(tài)地調(diào)整其輸出功率，在不需要較高的輸出功率的環(huán)境溫度下能夠主動地降低輸出功率，例如從140%降低至115%，從而降低了對驅(qū)動器中的組件的設(shè)計要求，這在很大程度上降低了驅(qū)動器的成本，減小了磁組件的尺寸，降低了對散熱要求以及減少了調(diào)試時間。根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選的設(shè)計方案提出，輸出功率調(diào)節(jié)單元連接至初級側(cè)控制器，初級側(cè)控制器接收第一控制信號，該初級側(cè)控制器根據(jù)第一控制信號調(diào)整初級側(cè)的儲能等級。通過直接在初級側(cè)對其進(jìn)行直接控制，很大程度上降低了電路的設(shè)計復(fù)雜度，簡化了電路結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選的設(shè)計方案提出，輸出功率調(diào)節(jié)單元連接至次級側(cè)控制器，次級側(cè)控制器接收第一控制信號，次級側(cè)控制器根據(jù)第一控制信號控制初級側(cè)控制器調(diào)整初級側(cè)的儲能等級。通過利用次級側(cè)控制器來間接地控制初級側(cè)，能夠更加精準(zhǔn)地調(diào)整輸出功率。優(yōu)選的是，輸出功率調(diào)節(jié)單元包括開關(guān)電路和溫度感測控制電路，其中溫度感測控制電路在環(huán)境溫度升高或者降低超過預(yù)設(shè)的閾值時控制開關(guān)電路斷開或者接通。通過溫度感測控制電路能夠?qū)崟r地檢測驅(qū)動器周圍的環(huán)境溫度的變化，并據(jù)此輸出控制信號給開關(guān)電路，從而控制開關(guān)電路的接通和斷開狀態(tài)。有利的是，開關(guān)電路包括第一電阻和第一晶體管，其中第一晶體管的工作電極通過第一電阻連接至初級側(cè)控制器或者連接至次級側(cè)控制器，參考電極連接至地，控制電極連接至溫度感測控制電路。進(jìn)一步優(yōu)選的是，溫度感測控制電路包括溫度系數(shù)熱敏電阻和固定電阻以及第一電容，其中溫度系數(shù)熱敏電阻和固定電阻串聯(lián)在供電電壓和地之間，第一晶體管的控制電極連接在溫度系數(shù)熱敏電阻和固定電阻之間，第一電容器連接在控制電極和地之間。溫度系數(shù)熱敏電阻能夠隨著溫度的變化而改變自身的阻值，從而改變了溫度系數(shù)熱敏電阻和固定電阻之間的比值，進(jìn)而影響了控制電極處的電平，并進(jìn)而影響了第一晶體管的開關(guān)狀況。另外，由于第一晶體管會根據(jù)溫度感測控制電路的信號進(jìn)行開關(guān)，因此第一晶體管就會相應(yīng)地將第一電阻接入到初次側(cè)控制器或者次級側(cè)控制器與地之間，從而影響初級側(cè)和/或次級側(cè)控制器對初級側(cè)儲能等級的直接或者間接的控制。在本實用新型的一個優(yōu)選的設(shè)計方案中，溫度系數(shù)熱敏電阻為正溫度系數(shù)熱敏電阻，其中，正溫度系數(shù)熱敏電阻的一端連接至供電電壓，另一端通過固定電阻接地。可選的是，溫度系數(shù)熱敏電阻為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，其中，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的一端通過固定電阻連接至供電電壓，另一端接地。正、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的選擇并不是固定的，設(shè)計人員可以根據(jù)自身的習(xí)慣來進(jìn)行選擇，其區(qū)別僅僅在于溫度系數(shù)熱敏電阻與固定電阻在電路中的連接位置關(guān)系。有利的是，轉(zhuǎn)換器還包括光電耦合器，其中初級側(cè)控制器與次級側(cè)控制器通過光電耦合器連接。該光電耦合器能夠在初級側(cè)控制器和次級側(cè)控制器之間提供可靠的電隔離。本實用新型的另一個目的通過一種照明裝置實現(xiàn)，該照明裝置包括光源和上述類型的驅(qū)動器，根據(jù)本發(fā)明的照明裝置能夠在不同的環(huán)境溫度下，使得驅(qū)動器以調(diào)整過的輸出功率工作，這明顯降低了照明裝置的成本，減小了照明裝置中的磁組件的尺寸，降低了對散熱要求以及減少了調(diào)試時間。優(yōu)選的是，該光源設(shè)計為LED光源。LED光源具有發(fā)光效率高、壽命長和綠色環(huán)保的優(yōu)點。應(yīng)該理解的是，如果沒有其它特別注明，這里描述的不同的示例性實施例的特征可以彼此結(jié)合。

附圖構(gòu)成本說明書的一部分，用于幫助進(jìn)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，并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(biāo)號表不。圖中不出:圖1是根據(jù)本實用新型的驅(qū)動器的第一實施例的原理性框圖；圖2是圖1中示出的驅(qū)動器的電路圖；圖3是根據(jù)本實用新型的驅(qū)動器的第二實施例的原理性框圖；圖4是圖3中示出的驅(qū)動器的電路圖。
具體實施方式
圖1示出了根據(jù)本實用新型的驅(qū)動器100的原理性框圖。從圖中可見，該驅(qū)動器100包括:連接至電源的濾波器I ;連接至濾波器I的輸出端的轉(zhuǎn)換器2，其中，該轉(zhuǎn)換器2包括:初級側(cè)Pl ;連接至初級側(cè)Pl的初級側(cè)控制器21 ;次級側(cè)SI ；以及連接至次級側(cè)SI的次級側(cè)控制器22，其中初級側(cè)控制器21和次級側(cè)控制器22通過光電耦合器23連接。就此部分而言，上述電路部分已經(jīng)構(gòu)成了一個常規(guī)的驅(qū)動器，其中的轉(zhuǎn)換器2可以為AC/DC轉(zhuǎn)換器或者DC/DC轉(zhuǎn)換器。其他的電路部分都為常規(guī)的電路設(shè)計，其完全可以在商業(yè)市場上容易地獲得，因此在此不對其具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述。從圖1中示出的附圖中進(jìn)一步可見，驅(qū)動器100還包括一個輸出功率調(diào)節(jié)單元3。在本實施例中，該輸出功率調(diào)節(jié)單元3直接連接至轉(zhuǎn)換器2的初級側(cè)控制器21，其中該輸出功率調(diào)節(jié)單元3檢測環(huán)境溫度，并根據(jù)環(huán)境溫度輸出第一控制信號Ctrl_l至轉(zhuǎn)換器2，轉(zhuǎn)換器2根據(jù)第一控制信號Ctrl_l調(diào)整初級側(cè)Pl的儲能等級，進(jìn)而調(diào)整驅(qū)動器100的輸出功率。圖2示出了圖1中示出的驅(qū)動器100的具體電路圖。在該電路圖中僅僅示出了輸出功率調(diào)節(jié)單元3的具體電路，其他的電路部分并未示出，僅僅以模塊的形式標(biāo)示。從圖中可見，該輸出功率調(diào)節(jié)單元3包括開關(guān)電路31和溫度感測控制電路32，其中溫度感測控制電路32在環(huán)境溫度升高或者降低超過預(yù)設(shè)的閾值時控制開關(guān)電路31斷開或者接通。具體而言，開關(guān)電路31包括第一電阻Rl和第一晶體管Ql,其中第一晶體管Ql的工作電極通過第一電阻Rl連接至初級側(cè)控制器21，參考電極連接至地GND，控制電極連接至溫度感測控制電路32。此外，溫度感測控制電路32包括溫度系數(shù)熱敏電阻R2和固定電阻R3以及第一電容Cl，其中溫度系數(shù)熱敏電阻和固定電阻串聯(lián)在供電電壓PVCC和地GND之間，第一晶體管Ql的控制電極連接在溫度系數(shù)熱敏電阻和固定電阻之間，第一電容器Cl連接在控制電極和地GND之間。[0027]在本實用新型的輸出功率調(diào)節(jié)單元3的一個具體實施例中，溫度系數(shù)熱敏電阻R2為正溫度系數(shù)熱敏電阻，其中，正溫度熱敏系數(shù)電阻的一端連接至供電電壓PVCC，另一端通過固定電阻R3接地GND。而在一個可選的實施例中，溫度系數(shù)熱敏電阻為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，其中，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的一端通過固定電阻R3連接至供電電壓PVCC，另一端接地GND。正、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的選擇并不是固定的，設(shè)計人員可以根據(jù)自身的習(xí)慣來進(jìn)行選擇，其區(qū)別僅僅在于溫度系數(shù)熱敏電阻與固定電阻在電路中的連接位置關(guān)系。圖3示出了本實用新型的驅(qū)動器100的第二實施例的原理性框圖。該實施例與第一實施例的區(qū)別僅僅在于，輸出功率調(diào)節(jié)單元3連接在次級側(cè)控制器22，其余部分與第一實施例完全相同。圖4示出了圖3中示出的驅(qū)動器100的電路圖。從圖中可以詳細(xì)地看到輸出功率調(diào)節(jié)單元3的具體電路，該具體電路與圖2中示出的電路的結(jié)構(gòu)相同。接下來舉例說明本實用新型的驅(qū)動器100的工作原理。在實際的工作狀態(tài)中，驅(qū)動器100在例如低于15攝氏度的環(huán)境溫度下工作時，其輸出功率例如為額定輸出功率的140%，從而滿足正常驅(qū)動照明裝置的需要。在該溫度時，驅(qū)動器100中的各個組件的溫度也相對較低，因此驅(qū)動器100的過熱風(fēng)險也較低。然而，當(dāng)環(huán)境溫度上升到例如超過15攝氏度(例如在最大的環(huán)境溫度55攝氏度)時，驅(qū)動器100不再需要輸出140%的額定輸出功率，115%的額定輸出功率就可以滿足照明裝置的正常運(yùn)行的需要。因此，驅(qū)動器100調(diào)整其輸出功率至額定輸出功率的115%。在此過程中，驅(qū)動器100通過溫度系數(shù)熱敏電阻R2來檢測環(huán)境溫度，假設(shè)溫度系數(shù)熱敏電阻R2為正溫度系數(shù)熱敏電阻，那么此時R3為固定電阻。當(dāng)溫度上升超過該預(yù)設(shè)的閾值，例如15攝氏度時，正溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值上升，因此其和固定電阻的比值發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致在第一晶體管Ql的控制電極處出現(xiàn)低電平，從而導(dǎo)致第一晶體管Ql斷開，并輸出第一控制信號Ctrl_l至初級側(cè)控制器21或次級側(cè)控制器22，由此初級側(cè)控制器21或次級側(cè)控制器22根據(jù)已知的方式來調(diào)整初級側(cè)Pl，尤其是初級側(cè)Pl的儲能線圈的儲能等級，繼而達(dá)到將輸出功率降低至額定輸出功率的115%的目的。
`[0031]以上以示例性的數(shù)值對本實用新型的方案進(jìn)行了具體說明，但是在此需要強(qiáng)調(diào)的是，上述數(shù)值并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)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(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。另外，盡管僅相對于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征或方面，但是如任何給定或特定應(yīng)用所要求的，這些特征或方面可以與其它實施方式的一個或多個其它特征或方面進(jìn)行結(jié)合。此外，具體實施方式
或權(quán)利要求中可能使用了術(shù)語“相連或耦合”、“連接”以及它們的衍生詞。應(yīng)該理解，這些術(shù)語可以被用于表示兩個元件彼此合作或相互作用，而不論它們是直接的物理或電性接觸，還是彼此非直接接觸。此外，應(yīng)該理解，本實用新型的實施例可以由分離電路、部分集成電路、完全集成電路或編程裝置實現(xiàn)。而且，術(shù)語“示例性的”僅意味著作為實施例，而不是最優(yōu)的或最佳的。參考標(biāo)號I濾波器2轉(zhuǎn)換器21初級側(cè)控制器[0037]22次級側(cè)控制器23光電耦合器3輸出功率調(diào)節(jié)單元31開關(guān)電路32溫度感測控制電路Pl初級側(cè)SI次級側(cè)Ctrl_l第一控制信號Rl第一電阻R2溫度系數(shù)熱敏電阻R3固定電阻Cl 第一電容Ql第一晶體管PVCC供電電壓GND地100驅(qū)動器。
權(quán)利要求1.一種用于照明裝置的驅(qū)動器(100)，包括: 連接至電源的濾波器(I);以及 連接至所述濾波器(I)的輸出端的轉(zhuǎn)換器(2)，其中，所述轉(zhuǎn)換器(2)包括:初級側(cè)(PD ;連接至所述初級側(cè)(Pl)的初級側(cè)控制器(21);次級側(cè)(SI);以及連接至所述次級側(cè)(SI)的次級側(cè)控制器(22)， 其特征在于， 所述驅(qū)動器(100)還包括輸出功率調(diào)節(jié)單元(3)，所述輸出功率調(diào)節(jié)單元(3)連接至所述轉(zhuǎn)換器(2)，其中所述輸出功率調(diào)節(jié)單元(3)檢測環(huán)境溫度，并根據(jù)所述環(huán)境溫度輸出第一控制信號(Ctrl_l)至所述轉(zhuǎn)換器(2)，所述轉(zhuǎn)換器(2)根據(jù)所述第一控制信號(Ctrl_l)調(diào)整所述驅(qū)動器(100)的輸出功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動器(100)，其特征在于，所述輸出功率調(diào)節(jié)單元(3)連接至所述初級側(cè)控制器(21)，所述初級側(cè)控制器(21)接收所述第一控制信號(Ctrl_l)，所述初級側(cè)控制器(21)根據(jù)所述第一控制信號(Ctrl_l)調(diào)整所述初級側(cè)(Pl)的儲能等級。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動器(100)，其特征在于，所述輸出功率調(diào)節(jié)單元(3)連接至所述次級側(cè)控制器(22 )，所述次級側(cè)控制器(22 )接收所述第一控制信號(Ctr 1_1)，所述次級側(cè)控制器(22 )根據(jù)所述第一控制信號(Ctr 1_1)控制所述初級側(cè)控制器(21)調(diào)整所述初級側(cè)(Pl)的儲能等級。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的驅(qū)動器(100)，其特征在于，所述輸出功率調(diào)節(jié)單元(3)包括開關(guān)電路(31)和溫度感測控制電路(32)，其中所述溫度感測控制電路(32)在所述環(huán)境溫度升高或者降低超過 預(yù)設(shè)的閾值時控制所述開關(guān)電路(31)斷開或者接通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動器(100)，其特征在于，所述開關(guān)電路(31)包括第一電阻(Rl)和第一晶體管(Q1)，其中所述第一晶體管(Ql)的工作電極通過所述第一電阻(Rl)連接至所述初級側(cè)控制器(21)或者連接至所述次級側(cè)控制器(22)，參考電極連接至地(GND )，控制電極連接至所述溫度感測控制電路(32 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動器(100)，其特征在于，所述溫度感測控制電路(32)包括溫度系數(shù)熱敏電阻(R2)和固定電阻(R3)以及第一電容(Cl)，其中所述溫度系數(shù)熱敏電阻和所述固定電阻串聯(lián)在供電電壓(PVCC)和地(GND)之間，所述第一晶體管(Ql)的所述控制電極連接在所述溫度系數(shù)熱敏電阻(R2)和所述固定電阻(R3)之間，所述第一電容器(Cl)連接在所述控制電極和地(GND )之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動器(100)，其特征在于，所述溫度系數(shù)熱敏電阻(R2)為正溫度系數(shù)熱敏電阻，其中，所述正溫度熱敏系數(shù)電阻的一端連接至所述供電電壓(PVCC)，另一端通過所述固定電阻(R3 )接地(GND )。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動器(100)，其特征在于，所述溫度系數(shù)熱敏電阻為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(R2)，其中，所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的一端通過所述固定電阻(R3)連接至所述供電電壓(PVCC )，另一端接地(GND )。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的驅(qū)動器(100)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器(2)還包括光電耦合器(23)，其中所述初級側(cè)控制器(21)與所述次級側(cè)控制器(22)通過所述光電耦合器(23)連接。
10.一種照明裝置，包括光源，其特征在于，所述照明裝置還包括根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的驅(qū)動器(100)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的照明裝置，其特征在于，所述光源為LED光源。
專利摘要一種用于照明裝置的驅(qū)動器(100)以及一種具有該驅(qū)動器的照明裝置。該驅(qū)動器包括連接至電源的濾波器(1)；以及連接至濾波器(1)的輸出端的轉(zhuǎn)換器(2)，其中，轉(zhuǎn)換器(2)包括初級側(cè)(P1)；連接至初級側(cè)(P1)的初級側(cè)控制器(21)；次級側(cè)(S1)；以及連接至次級側(cè)(S1)的次級側(cè)控制器(22)，其中，驅(qū)動器(100)還包括輸出功率調(diào)節(jié)單元(3)，該輸出功率調(diào)節(jié)單元(3)連接至轉(zhuǎn)換器(2)，其中輸出功率調(diào)節(jié)單元(3)檢測環(huán)境溫度，并根據(jù)環(huán)境溫度輸出第一控制信號(Ctrl_1)轉(zhuǎn)換器(2)，轉(zhuǎn)換器(2)根據(jù)第一控制信號(Ctrl_1)調(diào)整驅(qū)動器(100)的輸出功率。
文檔編號H05B37/02GK202958018SQ201220558039
公開日2013年5月29日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者張泉, 林丹, 魏澤科, 張玉平 申請人:歐司朗股份有限公司