用于串联/并联固态照明装置的斜坡控制驱动器

1.一种用于向OLED阵列供电的电子驱动器设备，其包括DC-DC转换器以及波形发生器，所述DC-DC转换器具有接收DC输入功率的输入以及输出；
所述DC-DC转换器包括：
第一和第二开关装置，其串联耦合在第一与第二DC输入端子之间，所述第一和第二开关装置在内部结点接合；
驱动器，其包括驱动器控制输入，所述驱动器可操作以至少部分按照在所述驱动器控制输入所接收的信号按照互补方式分别向所述第一和第二开关装置提供第一和第二开关控制信号；滤波器电路，其耦合在所述内部结点与所述DC-DC转换器输出之间；以及PWM电路；
所述PWM电路包括：
误差放大器，其具有接收转换器设置点信号的第一输入、接收表示提供给OLED阵列电流的反馈信号的第二输入，以及误差放大器输出，该误差放大器输出提供表示所述转换器设置点信号与所述反馈信号之间的差的误差信号；以及
PWM控制器，其具有与所述误差放大器输出耦合的输入以接收所述误差信号，所述PWM控制器用于根据所述误差信号向所述驱动器控制输入提供脉冲调制信号；
所述波形发生器接收输入设置点信号，所述波形发生器可操作以至少部分按照所述输入设置点信号向所述PWM电路提供所述转换器设置点信号，所述转换器设置点信号具有
1μs以上并且10ms以下的上升时间值以及1μs以上并且10ms以下的下降时间值。
2.如权利要求1所述的电子驱动器设备，其中，所述上升时间值和所述下降时间值是不同的。
3.如权利要求2所述的电子驱动器设备，其中，所述波形发生器提供具有增加和减小剖面的所述转换器设置点信号，以及其中所述增加和减小剖面的至少一个的至少一部分是线性的。
4.如权利要求2所述的电子驱动器设备，其中，所述波形发生器提供具有增加和减小剖面的所述转换器设置点信号，以及其中所述增加和减小剖面的至少一个的至少一部分是非线性的。
5.如权利要求2所述的电子驱动器设备，包括第二DC-DC转换器，所述第二DC-DC转换器包括与所述DC-DC转换器输出耦合的输入，并且提供第二DC输出以驱动所述OLED阵列。
6.如权利要求1所述的电子驱动器设备，其中，所述波形发生器提供具有增加和减小剖面的所述转换器设置点信号，以及其中所述增加和减小剖面的至少一个的至少一部分是线性的。
7.如权利要求6所述的电子驱动器设备，包括第二DC-DC转换器，所述第二DC-DC转换器包括与所述DC-DC转换器输出耦合的输入，并且提供第二DC输出以驱动所述OLED阵列。
8.如权利要求1所述的电子驱动器设备，其中，所述波形发生器提供具有增加和减小剖面的所述转换器设置点信号，以及其中所述增加和减小剖面的至少一个的至少一部分是非线性的。
9.如权利要求1所述的电子驱动器设备，包括第二DC-DC转换器，所述第二DC-DC转换器包括与所述DC-DC转换器输出耦合的输入，并且提供第二DC输出以驱动所述OLED阵列。
10.一种用于向OLED阵列供电的电子驱动器设备，其包括多个DC-DC转换器及与该多个DC-DC转换器分别对应的多个波形发生器，所述DC-DC转换器具有接收DC输入功率的输入以及输出，所述多个DC-DC转换器接收所述DC输入功率并且分别提供单独输出以驱动对应OLED阵列；
所述DC-DC转换器单独包括：
第一和第二开关装置，其串联耦合在第一与第二DC输入端子之间，所述第一和第二开关装置在内部结点接合；
驱动器，其包括驱动器控制输入，所述驱动器可操作以至少部分按照在所述驱动器控制输入所接收的信号按照互补方式分别向所述第一和第二开关装置提供第一和第二开关控制信号；滤波器电路，其耦合在所述内部结点与所述DC-DC转换器输出之间；以及PWM电路，其可操作以按照转换器设置点信号和反馈信号向所述驱动器控制输入提供脉宽调制信号；
所述PWM电路包括：
误差放大器，其具有接收转换器设置点信号的第一输入、接收表示提供给OLED阵列电流的反馈信号的第二输入，以及误差放大器输出，该误差放大器输出提供表示所述转换器设置点信号与所述反馈信号之间的差的误差信号；以及
PWM控制器，其具有与所述误差放大器输出耦合的输入以接收所述误差信号，所述PWM控制器用于根据所述误差信号向所述驱动器控制输入提供脉冲调制信号；
所述波形发生器接收输入设置点信号，所述波形发生器可操作以至少部分按照所述驱动器的设置点信号向所述PWM电路提供所述转换器设置点信号，所述转换器设置点信号具有1μs以上并且10ms以下的上升时间值以及1μs以上并且10ms以下的下降时间值。
11.一种用于向OLED阵列供电的电子驱动器设备，其包括多个DC-DC转换器、波形发生器，所述DC-DC转换器具有接收DC输入功率的输入以及输出，所述多个DC-DC转换器接收所述DC输入功率并且提供单独输出以驱动对应OLED阵列；
所述DC-DC转换器单独包括：
第一和第二开关装置，其串联耦合在第一与第二DC输入端子之间，所述第一和第二开关装置在内部结点接合；
驱动器，其包括驱动器控制输入，所述驱动器可操作以至少部分按照在所述驱动器控制输入所接收的信号按照互补方式分别向所述第一和第二开关装置提供第一和第二开关控制信号；滤波器电路，其耦合在所述内部结点与所述DC-DC转换器输出之间；以及PWM电路，其可操作以按照转换器设置点信号和反馈信号向所述驱动器控制输入提供脉宽调制信号；
所述PWM电路包括：
误差放大器，其具有接收转换器设置点信号的第一输入、接收表示提供给OLED阵列电流的反馈信号的第二输入，以及误差放大器输出，该误差放大器输出提供表示所述转换器设置点信号与所述反馈信号之间的差的误差信号；以及
PWM控制器，其具有与所述误差放大器输出耦合的输入以接收所述误差信号，所述PWM控制器用于根据所述误差信号向所述驱动器控制输入提供脉冲调制信号；
所述波形发生器接收输入设置点信号，所述波形发生器可操作以至少部分按照所述驱动器的设置点信号向所述多个DC-DC转换器提供所述转换器设置点信号，所述转换器设置点信号具有1μs以上并且10ms以下的上升时间值以及1μs以上并且10ms以下的下降时间值。

用于串联/并联固态照明装置的斜坡控制驱动器\n背景技术\n[0001] 大面积固态装置、例如有机发光二极管(OLED)对于照亮建筑物、道路以及对于标志和光学显示应用正变得更为普遍。大面积OLED具有大电容，以及照明阵列中的并联OLED串的连接增加驱动器电路所看到的电容。另外，由于电荷分布的变化，电容可随着OLED弯曲或扭曲而改变。此外，对于给定大面积照明设备，增加其它串联的OLED要求更高驱动电压。因此，尽管大面积OLED设备通常包括串联/并联配置，但是对于能够驱动的串联连接OLED的数量以及对于串联OLED的并联连接串的数量存在实际限制。因此，仍然需要用地驱动大面积OLED阵列的改进技术和设备。\n发明内容\n[0002] 本公开提供用于驱动OLED阵列的设备，其中波形发生器减慢DC-DC转换器级的电流控制设置点的上升和下降时间，因而避免或减轻阵列的高电容OLED面板所看到的电流尖峰。这个控制设备有利地用于在装置接通时或者在照明设置点涉及增加或降低照明输出的阶梯或快速变化的任何时间减慢电流的上升。本公开还提供，波形控制概念可用于防止输出电流过冲 – 这在没有所公开概念时可能是额定电流的40%。操作大电容输出而没有过量电流尖峰的改进能力能够有利地减轻过早装置降级，并且因而延长给定照明设备的可使用服务寿命。此外，串联连接OLED常常遭受单独元件在启动期间不是一致地照亮。\n[0003] 按照本公开的一个或多个方面，提供一种用于向OLED阵列供电的电子驱动器设备。该驱动器包括至少一个DC-DC转换器级连同向转换器的PWM电路提供转换器设置点信号的波形发生器。DC-DC转换器具有：开关装置，其串联耦合在第一与第二DC输入端子之间，其中第一和第二开关装置在内部结点接合；以及驱动器，其基于在驱动器控制输入所接收的信号以互补方式向开关装置提供第一和第二开关控制信号。PWM电路按照反馈信号以及按照来自波形发生器的转换器设置点信号向驱动器控制输入提供脉宽调制信号。波形发生器接收输入设置点信号、例如表示被驱动OLED阵列的预期光输出的用户选择调光值，并且至少部分基于驱动器设置点信号使用最小过渡时间值来提供转换器设置点信号以避免或减轻电流过冲问题，其中转换器设置点信号具有可为1 us或以上的所指定上升和下降时间。\n[0004] 在某些实施例中，波形发生器提供具有1 us或以上以及10 ms或以下的上升时间和下降时间值的转换器设置点信号，以及上升时间和下降时间值可以是相同或者可以是不同的。在某些实施例中，转换器设置点信号包括增加和减小剖面（profile），其中增加和降低剖面的至少一部分是线性的。此外，在一些实现中，增加和降低剖面的至少一部分可以是非线性的。在一些实施例中，驱动器提供斜坡（ramp）控制DC-DC转换器输出与OLED阵列之间的第二DC-DC转换器。\n[0005] 在某些实施例中，驱动器包括接收DC输入功率并且提供单独输出以驱动对应OLED阵列的两个或更多DC-DC转换器。单独转换器包括开关装置、驱动器以及按照转换器设置点信号和反馈信号向驱动器控制输入提供脉宽调制信号的PWM电路。在某些实施例中，单独DC-DC转换器具有至少部分按照驱动器设置点信号向PWM电路提供转换器设置点信号的对应波形发生器，其中具有1 us或以上的上升时间和下降时间值。在某些实施例中，共享波形发生器向单独DC-DC转换器的PWM电路提供公共转换器设置点信号，其中具有\n1 us或以上的受控制的上升和下降时间。\n附图说明\n[0006] 在以下详细描述和附图中提出一个或多个示范实施例，附图包括：\n[0007] 图1是示出具有带环路补偿器反馈的PWM控制DC-DC转换器和可调输出电感的示范OLED驱动器设备的示意图，其中波形发生器提供具有最小上升和下降时间的斜坡设置点剖面；\n[0008] 图2是示出由图1的波形发生器所接收的用户选择照明设置点的波形以及由波形发生器所提供的具有最小上升和下降时间值的两个示范DC-DC转换器电路设置点剖面的图表；\n[0009] 图3A-3D是示出由图1的波形发生器所实现的各种示范电流设置点上升时间剖面的图表；\n[0010] 图4A-4D是示出由图1的波形发生器所实现的各种示范电流设置点下降时间剖面的图表；\n[0011] 图5是示出具有可调输出电感和提供具有最小上升和下降时间的斜坡设置点剖面的波形发生器的另一个示范OLED驱动器设备的示意图，其中包括环路补偿DC-DC转换器与被驱动OLED阵列之间的输出转换器；\n[0012] 图6是示出具有带提供具有最小上升和下降时间的斜坡转换器设置点剖面的对应波形发生器的多个环路补偿DC-DC转换器的实施例的示意图；以及\n[0013] 图7是示出具有多个环路补偿DC-DC转换器和提供具有最小上升和下降时间的斜坡转换器设置点剖面的公共波形发生器的另一个实施例的示意图。\n具体实施方式\n[0014] 现在参照附图，相似参考标号通篇用于表示相似元件，并且各种特征不一定按规定比例绘制。图1示出从AC源102接收输入功率的电子驱动器设备100，其中整流器104提供初始DC输出。驱动器100可以可选地包括转换初始DC以向环路补偿WPM控制DC-DC转换器110提供升压DC输入110a的过渡模式升压转换器106(图中通过虚线示出)。在某些实施例中，设备100而是可在具有或没有过渡模式升压转换器106的情况下直接从DC源108(图中又通过虚线示出)接收DC输入功率。DC-DC转换器级110转换DC输入功率\n110a以提供用于直接或间接地向OLED阵列136供电的DC输出110b，OLED阵列136可包括有机LED面板136的串联/并联组合。此外，驱动器100可包括转换DC输出110b以提供用于向OLED阵列136供电的驱动电流的第二(输出)转换器132(例如降压升压DC-DC转换器、升压式DC-DC转换器或者其它形式的DC-DC转换器)，如图5和图6所例示的那样。\n[0015] DC-DC转换器110在输入110a接收DC输入功率，以及这个DC母线功率经由第一和第二MOSFET开关Q1和Q2来有选择地开关，以便有选择地将中间转换器结点110c与两个DC母线110a1(例如正极)和220a2(负极)其中之一耦合，以及包括串联电感器L1和DC输出电容器C1的滤波器电路120耦合在内部结点110c与DC-DC转换器输出110b之间。\n在所示实施例中，第一和第二开关装置Q1和Q2是n通道装置，但是能够使用其它电开关。\n在所示实现中，Q1具有与上DC母线110a1耦合的漏极以及在中间结点110c耦合到Q2的漏极的源极，其中Q2的源极连接到下DC母线110a2。Q1工作在第一开关状态(接通)以将第一DC输入端子110a1电连接到中间输出结点110c，以及工作在第二开关状态(关断)以将第一DC输入端子110a1与中间输出结点110c断开。Q2可类似地工作在第一开关状态(接通)以将中间输出结点110c电连接到第二DC输入端子110a1，以及工作在第二开关状态(关断)以将中间输出结点110c与第二DC输入端子110a1断开。\n[0016] 转换器110包括PWM电路111和驱动器116（在这种情况下为具有分别耦合到Q1和Q2的控制栅的第一和第二驱动器输出的高压集成电路(HVIC)驱动器）。在所示实施例中，PWM电路111包括PWM控制器112和误差放大器114(示为为PWM控制器112生成误差输入的求和结合点)，其中从PWM电源118向驱动器116和PWM控制器112供电，PWM电源\n118能够从驱动器100中提供装置功率的任何功率转换电路(未示出)来得出。PWM电路\n111按照转换器设置点信号146和反馈信号148向驱动器控制输入提供脉宽调制(PWM)信号，其中误差放大器114向PWM控制器112提供作为转换器预期值148与从(并且表示)经由感测电阻器R1提供给OLED阵列136的电流所得出的反馈信号148之间的差的误差输入。驱动器116至少部分基于在驱动器控制输入从PWM控制器112所接收的信号以互补方式向开关Q1和Q2提供第一和第二开关控制信号。\n[0017] 在诸如图5所示实施例的某些实施例中，输出级130可包括第二或输出转换器级\n132。在所示实施例中，示范OLED阵列136包括与240 V或以下的组合工作电压串联连接的一个或多个OLED串，但是不作本公开的严格要求。在其它实施例中，OLED串与120 V或以下的组合工作电压串联，其中多个串与大约120 V或以下的工作电压并联连接。在某些实施例中，OLED阵列136包括与大约1 A或以下的组合工作电流并联的多个串。此外，在某些实施例中，驱动器100具有OLED系统的工作电流的大约10%的最小转换器电流设置点，以及PWM电路111使用大约100 kHz或以下的PWM时钟频率。\n[0018] 该设备包括接收输入设置点信号142、例如来自用户调光控制或者来自任何其它适当光输出设置点源(未示出)的预期光输出信号的波形发生器140，其中光输出设置点能够是固定值(例如，OLED阵列136在功率被施加到驱动器100的同时始终以100%来操作)。波形发生器140至少部分基于驱动器设置点信号142将转换器设置点信号146作为电流设置点提供给PWM电路111，并且进行操作以通过在生成转换器设置点信号146中提供或强加最小上升和/或下降时间来减慢光设置点142中的任何快速过渡。在所示实现中，波形发生器140能够是模拟电路、可编程装置、具有适当编程代码的基于处理器的电路或者它们的组合，并且包括一个或多个所存储或编程的设置点上升时间和下降时间值144(TRISE和TFALL)。\n[0019] 又参照图2-4D，图2输出图表200，该图表200示出由波形发生器140所接收的示范用户选择照明设置点142，该图表包括在时间t1从0%到100%光输出的初始阶梯变化，具有在t2到第一中间光输出值的随后阶梯变化，随后接着在t3回到100%的阶梯变化，在t4下至第二中间级的阶梯变化，以及在时间t5回到全输出的另一个阶梯变化。在这个示范序列中，阶梯变化由波形发生器140通过强加最小上升时间TRISE和最小下降时间TFALL来减慢下来。图2示出与所接收光设置点信号值序列142对应的两个示范DC-DC转换器电流设置点剖面146a和146b，其中第一示例146a在级别之间的过渡中提供一般线性斜坡剖面，以及第二示例146b对这类过渡提供非线性(例如曲线)剖面。\n[0020] 在所示实施例中，波形发生器140提供具有1 us或以上的上升时间值TRISE以及1 us或以上的下降时间值TFALL的转换器设置点信号146。此外，在某些实现中，波形发生器\n140提供具有1 us或以上并且10 ms或以下的上升时间值TRISE以及1 us或以上并且10 ms或以下的下降时间值TFALL的转换器设置点信号146，其中上升时间值TRISE和下降时间值TFALL可以但不一定是不同的。此外，转换器设置点146的上升和下降过渡的剖面或形状能够至少部分是线性的和/或至少部分是曲线或非线性的。图3A-3D示出通过波形发生器140的操作所提供的转换器设置点上升时间剖面146的若干详细非限制性示例，包括曲线上升剖面(图3A)、严格线性剖面(图3B)、具有第一线性部分1461和第二曲线部分1462的合成剖面(图3C)以及图3D中具有多个线性部分的分段线性剖面。图4A-4D示出各种示范电流设置点下降时间剖面，包括曲线剖面(图4A)、直线(线性)剖面(图4B)、具有曲线部分\n1461和线性部分1462的减小剖面(图4C)以及具有若干线性部分的剖面(图4D)。\n[0021] 又参照图5，示出另一个驱动器实施例100，其具有环路补偿DC-DC转换器110与OLED阵列136之间耦合的输出转换器132。输出转换器132能够是任何类型的DC-DC转换器，例如在某些示例中的降压升压式或升压类型输出转换器级132。\n[0022] 又参照图6和图7，图6示出另一个驱动器设备实施例100，其具有带提供具有如上所述最小上升和下降时间的斜坡转换器设置点剖面1461-146n的对应波形发生器\n1461-146n的多个环路补偿DC-DC转换器1101-110n。在这个实现中，波形发生器140能够单独配置成以按照对应被驱动OLED阵列1361-136n的电容特性各个互不相同的方式提供如上所述的上升和或下降时间TRISE和TFALL以及对应波形过渡剖面。图7示出使用具有提供具有最小上升和下降时间TRISE和TFALL的斜坡转换器设置点剖面的共享波形发生器140的多个环路补偿DC-DC转换器1101-110n的另一个实现。\n[0023] 上述示例只是说明本公开的各个方面的若干可能实施例，其中等效变更和/或修改将是其他本领域的技术人员在阅读和理解本说明书及附图时将会想到的。具体关于由上述组件(部件、装置、系统、电路等)所执行的各种功能，除非另加说明，否则用于描述这类组件的术语(包括提到“装置”)预计对应于执行所述组件的指定功能(即，那是功能等效的)的诸如硬件、处理器运行软件或者它们的组合的任何组件，即使与执行本公开的所示实现的功能的所公开结构不是结构等效的。虽然可仅针对若干实现其中之一示出和/或描述了本公开的具体特征，但是，这种特征可与对于任何给定或特定应用可能是预期或有利的其它实现的一个或多个其它特征相结合。此外，除非另加说明，否则提到单数组件或项预计包含两个或更多这类组件或项。另外，在术语“包括”、“包括”、“具有”、“具有”、“带有”或者其变体用于详细描述权利要求书和/或在权利要求书中的方面，这类术语预计以与术语“包含”相似的方式包含在内。参照优选实施例描述了本发明。显而易见，通过阅读和理解前面的详细描述，修改和变更将是其他本领域的技术人员会想到的。预计本发明被理解为包括所有这类修改和变更。