Led光源的制作方法
【專利摘要】LED光源包括由整流的市電電壓供電的LED負(fù)載(LED1-LED4)串。輸送電流的LED負(fù)載的數(shù)目隨著整流的市電電壓的瞬時(shí)幅度增加而增加并且隨著整流的市電電壓的瞬時(shí)幅度減少而減少。LED負(fù)載開始輸送電流的順序和LED負(fù)載停止輸送電流的順序?qū)τ谑须姷拿總€(gè)半周期相反。
【專利說明】LED光源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種直接可連接到供應(yīng)低頻AC電壓的供電源、比如市電供應(yīng)的包括N個(gè)LED負(fù)載的廉價(jià)和簡單LED光源。
【背景技術(shù)】
[0002]從US7, 081，722已知這樣的LED光源。LED負(fù)載是包括各個(gè)LED的串聯(lián)布置和可能并聯(lián)布置的LED陣列。在操作期間，具有頻率2f和在零伏特與最大幅度之間變化的幅度的周期DC電壓存在于整流器的輸出端子之間。在周期DC電壓的幅度為零伏特時(shí)，LED負(fù)載無一輸送電流。在周期DC電壓的幅度增加時(shí)，達(dá)到如下電壓，即有第一 LED負(fù)載在該電壓開始輸送電流。類似地，在周期DC電壓的幅度進(jìn)一步增加至足夠高的值時(shí)，第二 LED負(fù)載開始傳導(dǎo)。
[0003]周期DC電壓的幅度的進(jìn)一步增加隨后使剩余LED負(fù)載開始輸送電流。
[0004]在所有LED負(fù)載輸送電流時(shí)，周期DC電壓的幅度進(jìn)一步增加直至達(dá)到最大幅度。此后，周期DC電壓的幅度開始減少。在幅度減少之時(shí)，LED負(fù)載按相反順序一個(gè)接一個(gè)停止傳導(dǎo)電流(第N個(gè)LED負(fù)載首先停止傳導(dǎo)并且第一 LED負(fù)載最后停止傳導(dǎo))。在第一 LED負(fù)載已經(jīng)停止傳導(dǎo)之后，周期DC電流的幅度進(jìn)一步減少至零，然后重復(fù)上文描述的循環(huán)。
[0005]已知的LED光源很緊湊并且比較簡單。另外，可以從低頻AC供電電壓源、比如歐洲或者美國市電供應(yīng)向它直接供應(yīng)功率。定義LED利用率如下:
[0006]LED_利用率(在N=4的情況下)=
[0007](I_LEDI_AVG/I_LEDl_AVG*Vsegl+I_LED2AVG/I_LEDl_AVG*Vseg2+l_LED3_AV
[0008]G/I_LEDl_AVG*Vseg3+I_LED4_AVG/I_LEDl_AVG*Vseg4)/Vstring_total
[0009]其中I_LED#_AVG是在低頻AC供電電壓的一個(gè)周期內(nèi)評估的經(jīng)過LED負(fù)載的平均電流。
[0010]Vseg#是LED負(fù)載電壓，Vstring_total是所有4個(gè)LED負(fù)載的總電壓。
[0011]低LED利用率由如下事實(shí)引起，該事實(shí)為不同LED負(fù)載在周期DC電壓的周期內(nèi)在明顯不同持續(xù)時(shí)間的時(shí)間流逝期間傳導(dǎo)電流。第N個(gè)LED負(fù)載在比第一 LED負(fù)載短得多的時(shí)間區(qū)間期間輸送電流。作為結(jié)果，第一 LED負(fù)載輸送比第N個(gè)LED負(fù)載更高的平均電流。LED負(fù)載一般由包括多個(gè)多結(jié)LED管芯的一個(gè)或者多個(gè)LED封裝形成。由于在制造過程期間將在第一 LED負(fù)載中使用的封裝未區(qū)別于將在任何其它LED負(fù)載中使用的封裝，所以所有封裝具有相同管芯大小和必須滿足最壞情況要求的封裝功率容量。在這一情況下，最壞情況要求對應(yīng)于使用第一 LED負(fù)載中的封裝(該第一 LED負(fù)載在操作期間輸送所有LED負(fù)載的最高平均電流)。然而LED光源中使用的多數(shù)LED封裝并不用于第一 LED負(fù)載中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是提供一種具有比較高的LED利用率的LED光源和對應(yīng)方法。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供這樣的LED光源，該LED光源包括:[0014]-第一輸入端子和第二輸入端子，用于連接到供應(yīng)具有頻率f的低頻AC供電電壓的供電電壓源，
[0015]-整流器，耦合到輸入端子用于對低頻AC供電電壓進(jìn)行整流，
[0016]-包括N個(gè)LED負(fù)載的串聯(lián)布置，所述串聯(lián)布置的第一和第二端分別耦合到整流器的第一輸出端子和第二輸出端子，
[0017]-控制裝置，用于隨后在第一操作狀態(tài)中以及低頻AC電壓的半個(gè)周期期間，在低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度增加時(shí)，根據(jù)瞬時(shí)幅度并且按第一順序一個(gè)接一個(gè)使LED負(fù)載輸送電流，并且用于隨后在低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度減少時(shí)，根據(jù)瞬時(shí)幅度并且按相對于第一順序相反的第二順序一個(gè)接一個(gè)使LED負(fù)載停止輸送電流，并且用于隨后在第二操作狀態(tài)中以及低頻AC電壓的半個(gè)周期期間，在低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度增加時(shí)，根據(jù)瞬時(shí)幅度并且按第二順序一個(gè)接一個(gè)使LED負(fù)載輸送電流，并且用于隨后在低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度減少時(shí)，根據(jù)瞬時(shí)幅度并且按第一順序一個(gè)接一個(gè)使LED負(fù)載停止輸送電流，并且其中控制裝置還配備有用于在低頻AC供電電壓的每個(gè)零交叉改變操作狀態(tài)的電路。
[0018]在根據(jù)本發(fā)明的LED光源中，LED負(fù)載開始輸送電流的順序在低頻AC供電電壓的每個(gè)零交叉相反。作為結(jié)果，第N個(gè)LED負(fù)載和第一 LED負(fù)載在低頻AC供電電壓的每個(gè)周期期間輸送相同平均電流。這對于第二 LED負(fù)載和第(N-1)個(gè)LED負(fù)載并且更一般地對于第η個(gè)LED負(fù)載和第(Ν-η+1)個(gè)LED負(fù)載同樣成立，其中η是整數(shù)≤0.5Ν。(在N為奇數(shù)的情況下，在中間的LED負(fù)載在低頻AC供電電壓的每個(gè)半周期期間輸送相同平均電流。)由于經(jīng)過LED負(fù)載的平均電流比在現(xiàn)有技術(shù)中少得多地不同，所以LED利用率高得多，因此在LED負(fù)載中使用的LED封裝可以比在現(xiàn)有技術(shù)中廉價(jià)得多。
[0019]在根據(jù)本發(fā)明的LED光源的第一優(yōu)選實(shí)施例中，控制裝置包括:
[0020]-N個(gè)控制串，包括開關(guān)并且分別對第一至第N個(gè)LED負(fù)載進(jìn)行分流，
[0021]-控制電路，耦合到N個(gè)控制串用于控制在控制串中包括的開關(guān)，以及
[0022]-電流源，耦合于第N個(gè)LED負(fù)載與整流器的第二輸出端子之間。
[0023]LED負(fù)載開始輸送電流的順序和在任何時(shí)刻輸送電流的LED負(fù)載的數(shù)目由開關(guān)確定，并且電流源控制LED負(fù)載輸送的電流的幅度。
[0024]在根據(jù)本發(fā)明的LED光源的第二優(yōu)選實(shí)施例中，控制裝置包括:
[0025]-N個(gè)控制串，包括可切換電流源并且將LED負(fù)載的負(fù)極連接到整流器的第二輸出端子，
[0026]-N-1個(gè)更多控制串，每個(gè)更多控制串包括開關(guān)并且分別對第一至第(N-1)個(gè)LED負(fù)載進(jìn)行分流，以及
[0027]-控制電路，耦合到控制串中的可切換電流源和在更多控制串中包括的開關(guān)。
[0028]也在這一第二優(yōu)選實(shí)施例中，開關(guān)確定LED負(fù)載開始輸送電流的順序以及多少LED負(fù)載在任何時(shí)刻輸送電流。在任何時(shí)刻，電流源中的僅一個(gè)電流源為傳導(dǎo)并且控制經(jīng)過LED負(fù)載的電流。
[0029]優(yōu)選地，在第一或者第二優(yōu)選實(shí)施例中的對LED負(fù)載進(jìn)行分流的控制串中所包括的開關(guān)包括雙極晶體管，雙極晶體管的基極電極借助阻抗和切換元件的串聯(lián)布置來連接到整流器的第二輸出端子。
[0030]控制在控制串中包括的開關(guān)因此可以用比較簡單和可靠方式發(fā)生。[0031]在根據(jù)本發(fā)明的LED光源的又一優(yōu)選實(shí)施例中，LED光源還包括:
[0032]-電容元件和開關(guān)S的串聯(lián)布置，
[0033]-第二控制電路，耦合到開關(guān)S用于根據(jù)低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度使開關(guān)為傳導(dǎo)和非傳導(dǎo)。以這樣的方式根據(jù)整流的低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度控制開關(guān)S，該方式為電容元件在低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度為高時(shí)被充電并且在幅度為低時(shí)充當(dāng)又一供電源。以這一方式，增加向LED負(fù)載供應(yīng)的電流總量。
[0034]對于根據(jù)本發(fā)明的LED光源已經(jīng)獲得良好結(jié)果，其中N在3與6之間。
[0035]對于根據(jù)本發(fā)明的LED光源也已經(jīng)獲得良好結(jié)果，其中每個(gè)LED負(fù)載具有相同前向電壓。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種向N個(gè)LED負(fù)載的串聯(lián)布置供電的方法，該方法包括以下步驟:
[0037]-提供具有頻率f的低頻AC供電電壓，
[0038]-對低頻AC供電電壓進(jìn)行整流，
[0039]-向包括N個(gè)LED負(fù)載的串聯(lián)布置供應(yīng)整流的AC供電電壓，并且
[0040]-隨后在低頻AC供電電壓的半個(gè)周期期間的第一操作狀態(tài)中，
[0041 ]-在低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度增加時(shí)，根據(jù)瞬時(shí)幅度，從與串聯(lián)布置的第一端最近的第一 LED負(fù)載開始一個(gè)接一個(gè)使LED負(fù)載輸送電流，并且
[0042]-隨后在低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度減少時(shí)，根據(jù)瞬時(shí)幅度，從第N個(gè)LED負(fù)載開始一個(gè)接一個(gè)使LED負(fù)載停止輸送電流，并且
[0043]-隨后在低頻AC供電電壓的半個(gè)周期期間的第二操作狀態(tài)中，
[0044]-在低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度增加時(shí)，根據(jù)瞬時(shí)幅度，從第N個(gè)LED負(fù)載開始一個(gè)接一個(gè)使LED負(fù)載輸送電流，并且
[0045]-隨后在低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度減少時(shí)，根據(jù)瞬時(shí)幅度，從第一LED負(fù)載開始一個(gè)接一個(gè)使LED負(fù)載停止輸送電流，并且
[0046]-在低頻AC供電電壓的每個(gè)零交叉改變所述操作狀態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0047]將利用附圖進(jìn)一步描述根據(jù)本發(fā)明的LED光源的實(shí)施例。
[0048]在附圖中，圖1-2示出根據(jù)本發(fā)明的LED光源的實(shí)施例的示意表示；
[0049]圖3示出在控制串中包括的開關(guān)，其中電平移位器連接到開關(guān)的控制電極；
[0050]圖4示出對于現(xiàn)有技術(shù)LED負(fù)載電路的作為時(shí)間的函數(shù)的經(jīng)過不同LED負(fù)載的電流；
[0051]圖5示出對于如圖1中所示LED負(fù)載電路的作為時(shí)間的函數(shù)的經(jīng)過不同LED負(fù)載的電流；并且
[0052]圖6示出對于現(xiàn)有技術(shù)LED光源和對于如圖1中所示LED光源的經(jīng)過LED負(fù)載的平均LED電流。
【具體實(shí)施方式】
[0053]在圖1中，Kl和K2分別是用于連接到低頻供電電壓源、比如歐洲或者美國市電供應(yīng)的第一和第二輸入端子。
[0054]標(biāo)號(hào)I是耦合到輸入端子用于對低頻AC供電電壓進(jìn)行整流的整流器。借助電容元件Cl和開關(guān)S的串聯(lián)布置來連接整流器的輸出端子。輸出端子也由四個(gè)LED負(fù)載LED1-LED4和電流源CS的串聯(lián)布置連接。每個(gè)LED負(fù)載由包括開關(guān)的控制串分流。這些開關(guān)標(biāo)注為SI至S4。標(biāo)號(hào)II是用于控制開關(guān)S1-S4以及開關(guān)S的控制電路。開關(guān)S1-S4、電流源CS和控制電路II 一起形成控制裝置。
[0055]注意有可能借助泄流器連接整流器的輸出端子以使LED光源與相位切割調(diào)光器兼容。
[0056]在操作期間，以如下方式根據(jù)整流的低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度控制開關(guān)S，該方式為電容元件在低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度為高時(shí)被充電并且在幅度為低時(shí)充當(dāng)附加供電源。雖然優(yōu)選這一附加供電源，但是它不是必需的。
[0057]現(xiàn)在將描述圖1中所示LED光源的操作，其中假設(shè)泄流器和附加供電源均被省卻。
[0058]在輸入端子Kl和K2連接到供應(yīng)具有頻率f的低頻AC電壓的供電電壓源的情況下，具有頻率2f的周期DC電壓存在于整流器的輸出端子之間。在周期DC電壓的第一周期期間，在控制裝置在第一操作狀態(tài)中并且周期DC電壓的瞬時(shí)幅度低時(shí)，開關(guān)SI為非傳導(dǎo)而開關(guān)S2-S4維持在傳導(dǎo)狀態(tài)中。在周期DC電壓的瞬時(shí)幅度已經(jīng)增加至第一 LED負(fù)載LEDl的前向電壓時(shí)，LED負(fù)載LEDl開始傳導(dǎo)電流。在周期DC電壓的瞬時(shí)幅度進(jìn)一步增加至與LED負(fù)載LEDl和LED2的前向電壓之和相等的值時(shí)，使開關(guān)S2為非傳導(dǎo)，并且LED負(fù)載LED2開始輸送電流。類似地，在周期DC電壓的瞬時(shí)幅度等于LED負(fù)載LED1、LED2和LED3的前向電壓之和時(shí)，使開關(guān)S3為非傳導(dǎo)，并且LED負(fù)載LED3開始輸送電流。在周期DC電壓的瞬態(tài)幅度等于所有LED負(fù)載的前向電壓之和時(shí),使開關(guān)S4為非傳導(dǎo),并且LED負(fù)載LED4開始傳導(dǎo)電流。瞬時(shí)幅度然后增加至它的最大值并且隨后開始減少。在這一減少期間，按相反順序一個(gè)接一個(gè)使LED負(fù)載為非傳導(dǎo)。在周期DC電壓的瞬時(shí)幅度降至四個(gè)前向電壓之和以下時(shí)，使開關(guān)S4為傳導(dǎo)，并且LED負(fù)載LED4停止輸送電流。周期DC電壓的瞬時(shí)幅度進(jìn)一步減少，并且在它變成低于LED負(fù)載LED1、LED2和LED3的前向電壓之和時(shí)，使開關(guān)S3為傳導(dǎo)，并且LED負(fù)載LED3停止輸送電流。周期DC電壓的瞬時(shí)幅度的進(jìn)一步減少隨后分別在周期DC電壓的瞬時(shí)幅度降至LED負(fù)載LEDl和LED2的前向電壓之和以下時(shí)以及在瞬時(shí)幅度降至LED負(fù)載LEDl的前向電壓以下時(shí)使LED負(fù)載LED2和LED負(fù)載LEDl停止輸送電路。在描述的實(shí)施例中，在周期DC電壓的一個(gè)周期期間(部分)LED負(fù)載所輸送的電流維持在恒定值。注意也有可能在周期DC電壓的周期期間改變電流的幅度以例如抑制閃爍。
[0059]在周期DC電壓的第二周期期間，控制器裝置在第二操作狀態(tài)中，其中在瞬時(shí)幅度的增加期間，LED負(fù)載相對于第一操作狀態(tài)按相反順序一個(gè)接一個(gè)開始輸送電流。在周期DC電壓的瞬時(shí)幅度很低時(shí),開關(guān)S1-S3為傳導(dǎo),并且開關(guān)S4為非傳導(dǎo)。
[0060]在周期DC電壓的瞬態(tài)幅度等于LED負(fù)載LED4的前向電壓時(shí)，LED負(fù)載LED4開始傳導(dǎo)電流。周期DC電壓的瞬態(tài)幅度的進(jìn)一步增加分別使LED負(fù)載LED3、LED2和LEDl —個(gè)接一個(gè)開始輸送電流、因此使開關(guān)S3、S2和SI為非傳導(dǎo)。在周期DC電壓的瞬時(shí)幅度減少時(shí)，LED負(fù)載LED1、LED2、LED3和LED4按這一順序一個(gè)接一個(gè)停止輸送電流。類似地，按這一順序使開關(guān)S1-S3為傳導(dǎo)。在瞬態(tài)幅度降至LED負(fù)載LED4的前向電壓以下時(shí)使開關(guān)S4為傳導(dǎo)無用，因?yàn)檫@將僅引起未流過LED負(fù)載的電流流動(dòng)、并且因此不會(huì)生成光。[0061]在周期DC電壓的每個(gè)周期中，在周期DC電壓的瞬時(shí)幅度比較高時(shí)在時(shí)間流逝期間使開關(guān)S為傳導(dǎo)。作為結(jié)果，在這一時(shí)間流逝期間對電容元件Cl進(jìn)行充電。在另一時(shí)間流逝期間，在周期DC電壓的幅度比較低時(shí)，也使開關(guān)S為傳導(dǎo)。在這一其它時(shí)間流逝期間，在電容元件兩端的電壓高于周期DC電壓的瞬時(shí)幅度，并且電容元件充當(dāng)用于向(部分)LED負(fù)載供應(yīng)電流的供電電壓源。在周期DC電壓的下一周期(=低頻AC電壓的下一個(gè)半周期)中，控制裝置再次在它的第一操作狀態(tài)中，并且重復(fù)上文描述的操作。
[0062]注意在第一操作狀態(tài)中使LED負(fù)載傳導(dǎo)電流的順序無需是LED 1-LED2-LED3-LED4、但是可以是任何順序，只要在第二操作狀態(tài)期間按相反順序使LED負(fù)載為傳導(dǎo)，例如LED1-LED4-LED2-LED3可以是在第一操作狀態(tài)中的第一順序并且LED3-LED2-LED4-LED1可以是在第二操作狀態(tài)中的第二順序。無論使LED負(fù)載為傳導(dǎo)的順序如何都實(shí)現(xiàn)相同LED利用率。
[0063]在圖2中，用相同標(biāo)號(hào)標(biāo)注與圖1中所示部件和電路部分相似的部件和電路部分。在圖2中，每個(gè)LED負(fù)載的負(fù)極借助包括可切換電流源的控制串連接到整流器的第二輸出端子。這些電流源具有標(biāo)號(hào)11-14。僅LED負(fù)載LED1-LED3由包括開關(guān)的控制串分流而不是如在圖1中所示實(shí)施例中的所有LED負(fù)載。在圖2中所示實(shí)施例中，開關(guān)S1-S3和開關(guān)S以及可切換電流源11-14由控制電路II控制。
[0064]也在圖2中所示實(shí)施例的情況下，對于省卻電容器Cl和開關(guān)S的情況描述操作。
[0065]圖2中所示實(shí)施例的操作如下。
[0066]在輸入端子Kl和K2連接到供應(yīng)具有頻率f的低頻AC電壓的供電電壓源的情況下，具有頻率2f的周期DC電壓存在于整流器的輸出端子之間。在周期DC電壓的第一周期期間，在控制裝置在第一操作狀態(tài)中時(shí)，開關(guān)S1-S3都被維持于非傳導(dǎo)狀態(tài)中。
[0067]在周期DC電壓的瞬時(shí)幅度增加時(shí)，激活電流源11，并且在周期DC電壓的瞬時(shí)幅度等于第一 LED負(fù)載的前向電壓時(shí),第一 LED負(fù)載LEDl開始傳導(dǎo)電流。在周期DC電壓的瞬時(shí)幅度進(jìn)一步增加并且等于LED負(fù)載LEDl和LED2的前向電壓之和時(shí)，關(guān)斷電流源11并且接通電流源12，并且第二 LED負(fù)載LED2開始傳導(dǎo)電流。在周期DC電壓的瞬時(shí)幅度進(jìn)一步增加的情況下，在瞬態(tài)幅度等于前三個(gè)LED負(fù)載的前向電壓之和時(shí)，關(guān)斷電流源12，接通電流源13，并且第三LED負(fù)載開始傳導(dǎo)電流。在周期DC電壓的瞬時(shí)幅度等于所有LED負(fù)載LED1-LED4的前向電壓之和時(shí)，關(guān)斷電流源13，接通電流源14，并且第四LED負(fù)載LED開始輸送電流。瞬時(shí)幅度然后進(jìn)一步增加至它的最大值并且隨后開始減少。在這一減少期間，四個(gè)LED負(fù)載LED1-LED4從LED負(fù)載LED4開始按相反順序一個(gè)接一個(gè)停止輸送電流。在周期DC電壓的瞬時(shí)幅度降至四個(gè)LED負(fù)載的前向電壓之和以下時(shí)，關(guān)斷電流源14，接通電流源13，并且LED負(fù)載LED4停止傳導(dǎo)。在瞬時(shí)幅度進(jìn)一步下降與第三LED負(fù)載LED3的前向電壓相等的數(shù)量時(shí)，關(guān)斷電流源13，接通電流源12，并且第三LED負(fù)載LED3停止傳導(dǎo)電流。類似地，在瞬時(shí)幅度進(jìn)一步下降與第二 LED負(fù)載LED2的前向電壓相等的數(shù)量時(shí)，關(guān)斷電流源12，接通電流源11，并且第二 LED負(fù)載LED2停止傳導(dǎo)電流。在瞬時(shí)幅度進(jìn)一步減少與第一 LED負(fù)載LEDl的前向電壓相等的數(shù)量時(shí)，關(guān)斷電流源11，并且第一 LED負(fù)載LEDl停止輸送電流。周期DC電壓的瞬時(shí)幅度進(jìn)一步減少至零，然后周期DC電壓的下一周期開始。在該下一周期期間，控制裝置在第二操作狀態(tài)中。作為結(jié)果，開關(guān)S1-S3在該下一周期開始時(shí)都為傳導(dǎo)，并且關(guān)斷所有電流源。在這一下一周期的前一半中，LED負(fù)載按它們在第一周期期間開始輸送電流的順序相反的順序一個(gè)接一個(gè)開始輸送電流。在這一下一周期中，僅激活電流源14，并且停用電流源11、12和13。
[0068]周期DC電壓的瞬時(shí)幅度增加，并且在它等于LED負(fù)載LED4的前向電壓時(shí)，接通電流源14，并且LED負(fù)載LED4開始輸送電流。在周期DC電壓的瞬時(shí)幅度等于LED負(fù)載LED4和LED3的前向電壓之和，使開關(guān)S3為非傳導(dǎo)，并且LED負(fù)載LED3開始傳導(dǎo)電流。類似地，在周期DC電壓的瞬時(shí)幅度等于LED負(fù)載LED4、LED3和LED2的前向電壓之和時(shí)，使開關(guān)S2為非傳導(dǎo)，并且LED負(fù)載LED2開始傳導(dǎo)電流。在瞬時(shí)幅度進(jìn)一步增加與第一 LED負(fù)載LEDl的前向電壓相等的數(shù)量時(shí)，使開關(guān)SI為非傳導(dǎo),并且第一 LED負(fù)載LEDl開始輸送電流。
[0069]周期DC電壓的瞬時(shí)幅度進(jìn)一步增加至它的最大值、然后開始減少。在這一減少期間，四個(gè)LED負(fù)載LED1-LED4從LED負(fù)載LEDl開始按相反順序一個(gè)接一個(gè)停止輸送電流。在周期DC電壓的瞬時(shí)幅度降至四個(gè)LED負(fù)載的前向電壓之和以下時(shí)，使開關(guān)SI傳導(dǎo)，并且第一 LED負(fù)載LEDl停止輸送電流。在瞬態(tài)幅度進(jìn)一步下降并且變成低于LED負(fù)載LED2、LED3和LED4的前向電壓之和時(shí)，使開關(guān)S2傳導(dǎo)，并且第二 LED負(fù)載LED2停止傳導(dǎo)電流。類似地，在瞬時(shí)幅度進(jìn)一步下降并且變成低于LED負(fù)載LED3和LED4的前向電壓之和時(shí)，使開關(guān)S3傳導(dǎo)，并且第三LED負(fù)載LED3停止傳導(dǎo)電流。在瞬時(shí)幅度進(jìn)一步減少并且變成低于LED負(fù)載LED4的前向電壓時(shí)，關(guān)斷電流源14，并且第四LED負(fù)載LED4停止輸送電流。周期DC電壓的瞬時(shí)幅度進(jìn)一步減少至零，然后周期DC電壓的下一周期開始。
[0070]在這一下一周期中，控制裝置再次在第一操作狀態(tài)中，并且上文描述的操作再次開始。
[0071]圖3示出圖1和圖2中所示實(shí)施例中的開關(guān)SI之一的實(shí)現(xiàn)方式。SI是雙極晶體管。雙極開關(guān)SI的基極電極借助電阻器Rl連接到又一雙極開關(guān)FS的集電極。該又一雙極開關(guān)的發(fā)射極連接到整流器的在接地電勢的第二輸出端子(也見圖1和圖2)?？梢酝ㄟ^分別在傳導(dǎo)或者非傳導(dǎo)狀態(tài)中控制又一開關(guān)FS來在傳導(dǎo)或者非傳導(dǎo)狀態(tài)中控制開關(guān)SI?？梢员容^容易生成用于控制又一開關(guān)FS的控制信號(hào)，因?yàn)橛忠婚_關(guān)FS的發(fā)射極在接地電勢。作為結(jié)果，圖3中所示電路部分允許對控制串中所包括的開關(guān)的比較簡單控制。
[0072]圖4示出現(xiàn)有技術(shù)LED光源中的電壓和電流的形狀，該LED光源包括四個(gè)LED負(fù)載并且被歐洲市電供應(yīng)。示出整流的市電電壓的兩個(gè)周期。
[0073]圖4還示出經(jīng)過每個(gè)LED負(fù)載的電流的形狀。這樣的現(xiàn)有技術(shù)LED光源的控制裝置總是在相同操作狀態(tài)中。作為結(jié)果，經(jīng)過LED負(fù)載的電流的形狀在周期DC電壓的每個(gè)周期中相同。因而，經(jīng)過每個(gè)LED負(fù)載的平均電流不同，并且經(jīng)過LED負(fù)載LED4的平均電流比經(jīng)過LED負(fù)載LEDl的平均電流小得多。
[0074]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的LED光源中的對應(yīng)電壓和電流的形狀，該LED光源包括四個(gè)LED負(fù)載并且被歐洲市電供應(yīng)。
[0075]可見在周期DC電壓的兩個(gè)周期內(nèi)平均的經(jīng)過第一 LED負(fù)載LEDl的電流等于在周期DC電壓的兩個(gè)周期內(nèi)平均的經(jīng)過LED負(fù)載LED4的電流。類似地，經(jīng)過第二 LED負(fù)載LED2和第三LED負(fù)載LED3的平均電流也相互相等。另外，經(jīng)過根據(jù)本發(fā)明的LED光源的第一 LED負(fù)載LEDl和第二 LED負(fù)載LED2的平均電流比經(jīng)過現(xiàn)有技術(shù)LED光源中的第一 LED負(fù)載LEDl的平均電流和經(jīng)過第四LED負(fù)載LED4的平均電流更少地不同。
[0076]在圖6中進(jìn)一步圖示這一點(diǎn)。在圖6中，第一列示出經(jīng)過總是在相同操作狀態(tài)中操作的現(xiàn)有技術(shù)LED光源(在第I頁的第一端中提到的光源)的四個(gè)LED負(fù)載中的每個(gè)LED負(fù)載的平均電流。第二列示出經(jīng)過根據(jù)本發(fā)明的LED光源的四個(gè)LED負(fù)載中的每個(gè)LED負(fù)載的平均電流?？梢姡诟鶕?jù)本發(fā)明的LED光源的情況下，經(jīng)過LED負(fù)載的平均電流之差要小得多。這意味著LED利用率高得多，因此用來形成LED負(fù)載的LED封裝可以廉價(jià)得多。
【權(quán)利要求】
1.一種LED光源，包括: -第一輸入端子和第二輸入端子，用于連接到供應(yīng)具有頻率f的低頻AC供電電壓的供電電壓源， -整流器，耦合到所述輸入端子，用于對所述低頻AC供電電壓進(jìn)行整流， -包括N個(gè)LED負(fù)載的串聯(lián)布置，所述串聯(lián)布置的第一端和第二端分別耦合到所述整流器的第一輸出端子和第二輸出端子， -控制裝置，用于隨后在所述低頻AC電壓的半個(gè)周期期間的第一操作狀態(tài)中，在所述低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度增加時(shí)，根據(jù)所述瞬時(shí)幅度并且按第一順序一個(gè)接一個(gè)使所述LED負(fù)載輸送電流，并且用于隨后在所述低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度減少時(shí)，根據(jù)所述瞬時(shí)幅度并且按相對于所述第一順序相反的第二順序一個(gè)接一個(gè)使所述LED負(fù)載停止輸送電流，以及用于隨后在所述低頻AC電壓的半個(gè)周期期間的第二操作狀態(tài)中，在所述低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度增加時(shí)，根據(jù)所述瞬時(shí)幅度并且按所述第二順序一個(gè)接一個(gè)使所述LED負(fù)載輸送電流，并且用于隨后在所述低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度減少時(shí)，根據(jù)所述瞬時(shí)幅度并且按所述第一順序一個(gè)接一個(gè)使所述LED負(fù)載停止輸送電流，并且其中所述控制裝置還配備有用于在所述低頻AC供電電壓的每個(gè)零交叉改變所述操作狀態(tài)的電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED光源，其中所述控制裝置包括: -N個(gè)控制串，包括開關(guān)并且分別對所述第一至第N個(gè)LED負(fù)載進(jìn)行分流， -控制電路，耦合到所述N個(gè)控制串，用于控制所述控制串中所包括的所述開關(guān)，以及 -電流源，耦合于所述第 N個(gè)LED負(fù)載與所述整流器的所述第二輸出端子之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED光源，其中所述控制裝置包括: -N個(gè)控制串，包括可切換電流源并且將LED負(fù)載的負(fù)極連接到所述整流器的所述第二輸出端子， -N-1個(gè)更多控制串，每個(gè)更多控制串包括開關(guān)并且分別對所述第一至第(N-1)個(gè)LED負(fù)載進(jìn)行分流，以及 -控制電路，耦合到所述控制串中的所述可切換電流源和在所述更多控制串中包括的所述開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的LED光源，其中在對所述LED負(fù)載進(jìn)行分流的所述控制串中包括的所述開關(guān)包括雙極晶體管，所述雙極晶體管的基極電極借助阻抗和切換元件的串聯(lián)布置連接到所述整流器的所述第二輸出端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED光源，其中所述LED光源還包括: -電容元件和開關(guān)S的串聯(lián)布置， -第二控制電路，耦合到所述開關(guān)S，用于根據(jù)所述低頻AC供電電壓的所述瞬時(shí)幅度使所述開關(guān)為傳導(dǎo)和非傳導(dǎo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED光源，其中N在3與6之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED光源，其中所述LED負(fù)載中的每個(gè)LED負(fù)載具有相同前向電壓。
8.一種LED光源，包括: -第一輸入端子和第二輸入端子，用于連接到供應(yīng)具有頻率f的低頻AC供電電壓的供電電壓源，-整流器，耦合到所述輸入端子，用于對所述低頻AC供電電壓進(jìn)行整流， -包括N個(gè)LED負(fù)載LED1-LEDN的串聯(lián)布置，所述串聯(lián)布置的第一端和第二端分別耦合到所述整流器的第一輸出端子和第二輸出端子， -控制裝置，用于隨后在所述低頻AC供電電壓的每個(gè)半周期期間，在所述低頻AC供電電壓的幅度增加時(shí)按第一順序一個(gè)接一個(gè)使所述N個(gè)LED負(fù)載輸送電流，并且用于隨后在所述低頻AC供電電壓的幅度減少時(shí)按相對于所述第一順序相反的第二順序一個(gè)接一個(gè)使所述N個(gè)LED負(fù)載停止輸送電流，其中對于每個(gè)η值，在所述低頻AC供電電壓的N個(gè)后續(xù)半周期中的每個(gè)半周期中，被使得傳導(dǎo)電流的所述第η個(gè)LED負(fù)載不同于在所述N個(gè)后續(xù)半周期中的每隔半個(gè)周期中被使得傳導(dǎo)電流的第η個(gè)LED負(fù)載，其中η為整數(shù)并且I <η<Ν。
9.一種向配備有N個(gè)LED負(fù)載的串聯(lián)布置的LED光源供應(yīng)功率的方法，包括以下步驟: -提供具有頻率f的低頻AC供電電壓， -對所述低頻AC供電電壓進(jìn)行整流， -向包括N個(gè)LED負(fù)載的所述串聯(lián) 布置供應(yīng)所整流的AC供電電壓，并且 -隨后在所述低頻AC供電電壓的半個(gè)周期期間的第一操作狀態(tài)中， -在所述低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度增加時(shí)，根據(jù)所述瞬時(shí)幅度，從與所述串聯(lián)布置的第一端最近的第一 LED負(fù)載開始一個(gè)接一個(gè)使所述LED負(fù)載輸送電流，并且 -隨后在所述低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度減少時(shí)，根據(jù)所述瞬時(shí)幅度，從所述第N個(gè)LED負(fù)載開始一個(gè)接一個(gè)使所述LED負(fù)載停止輸送電流，以及 -隨后在所述低頻AC供電電壓的半個(gè)周期期間的第二操作狀態(tài)中， -在所述低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度增加時(shí)，根據(jù)所述瞬時(shí)幅度，從所述第N個(gè)LED負(fù)載開始一個(gè)接一個(gè)使所述LED負(fù)載輸送電流，并且 -隨后在所述低頻AC供電電壓的瞬時(shí)幅度減少時(shí)，根據(jù)所述瞬時(shí)幅度，從所述第一 LED負(fù)載開始一個(gè)接一個(gè)使所述LED負(fù)載停止輸送電流，以及 -在所述低頻AC供電電壓的每個(gè)零交叉改變所述操作狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】H05B33/08GK103460801SQ201280016145
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月31日
【發(fā)明者】陶海敏, M·P·克羅森, R·庫爾特 申請人:皇家飛利浦有限公司