具有混合LED通道的AC-LED制造技术

技术编号:17310774 阅读:187 留言:0更新日期:2018-02-19 11:14
本发明专利技术提供了一种发光二极管(LED)照明系统(1),其包括串(ST),该串(ST)包括与AC电压源(20)功能连接的多个发光二极管(LED)元件(10),AC电压源被配置成向所述串(ST)施加输入电压(Vi),其中串(ST)包括多个段(S1、S2、S3、…),其中每个段(S1、S2、S3、…)至少包括所述发光二极管(LED)元件(10)中的一个或多个,其中发光二极管(LED)照明系统(1)被配置成:当所述输入电压(Vi)大于第一阈值时,将串(ST)中的第一段(S1)连接成位于输入电压(Vi)之间并由输入电压(Vi)驱动;并且当所述输入电压(Vi)大于第二阈值(第二阈值大于所述第一阈值)时,将串中的第一段(S1)和第二段(S2)连接成位于输入电压(Vi)之间并由输入电压(Vi)驱动,其中每个LED元件(10)包括被配置成产生蓝色LED辐射(101)的发光二极管(100),其中所述第一段(S1)包括含第二光致发光材料的LED元件(210),其中含第二光致发光材料的LED元件(210)包括:(a)发光二极管(100)和(b)第二光致发光材料(230),第二光致发光材料被配置成将至少一部分所述LED辐射(101)转换成可见光中的第二转换辐射(231),并且其中所述第二光致发光材料(230)仅具有小于1ms的第二转换辐射(231)的衰减时间,并且所述第二段(S2)包括含第一光致发光材料的LED元件(110),每个含第一光致发光材料的LED元件(110)包括:(a)发光二极管(100)和(b)第一光致发光材料(130),第一光致发光材料被配置成将至少一部分所述LED辐射(101)转换成可见光中的第一转换辐射(131),并且其中所述第一光致发光材料(130)仅具有在1‑500ms范围内的第一转换辐射(131)的衰减时间。

With mixed LED channel AC LED

The present invention provides a light emitting diode (LED) lighting system (1), including series (ST), the string (ST) including AC voltage source (20) and a plurality of light emitting diodes (LED) functional connectivity components (10), AC voltage source is configured to the string (ST) applied input voltage (Vi), the string (ST) comprises a plurality of segments (S1, S2, S3,... ), each of them (S1, S2, S3,... )\u81f3\u5c11\u5305\u62ec\u6240\u8ff0\u53d1\u5149\u4e8c\u6781\u7ba1(LED)\u5143\u4ef6(10)\u4e2d\u7684\u4e00\u4e2a\u6216\u591a\u4e2a\uff0c\u5176\u4e2d\u53d1\u5149\u4e8c\u6781\u7ba1(LED)\u7167\u660e\u7cfb\u7edf(1)\u88ab\u914d\u7f6e\u6210\uff1a\u5f53\u6240\u8ff0\u8f93\u5165\u7535\u538b(Vi)\u5927\u4e8e\u7b2c\u4e00\u9608\u503c\u65f6\uff0c\u5c06\u4e32(ST)\u4e2d\u7684\u7b2c\u4e00\u6bb5(S1)\u8fde\u63a5\u6210\u4f4d\u4e8e\u8f93\u5165\u7535\u538b(Vi)\u4e4b\u95f4\u5e76\u7531\u8f93\u5165\u7535\u538b(Vi)\u9a71\u52a8\uff1b\u5e76\u4e14\u5f53\u6240\u8ff0\u8f93\u5165\u7535\u538b(Vi)\u5927\u4e8e\u7b2c\u4e8c\u9608\u503c(\u7b2c\u4e8c\u9608\u503c\u5927\u4e8e\u6240\u8ff0\u7b2c\u4e00\u9608\u503c)\u65f6\uff0c\u5c06\u4e32\u4e2d\u7684\u7b2c\u4e00\u6bb5(S1)\u548c\u7b2c\u4e8c\u6bb5(S2)\u8fde\u63a5\u6210\u4f4d\u4e8e\u8f93\u5165\u7535\u538b(Vi)\u4e4b\u95f4\u5e76\u7531\u8f93\u5165\u7535\u538b(Vi)\u9a71\u52a8\uff0c\u5176\u4e2d\u6bcf\u4e2aLED\u5143\u4ef6(10)\u5305\u62ec\u88ab\u914d\u7f6e\u6210\u4ea7\u751f\u84dd\u8272LED\u8f90\u5c04(101)\u7684\u53d1\u5149\u4e8c\u6781\u7ba1(100)\uff0c\u5176\u4e2d\u6240\u8ff0\u7b2c\u4e00\u6bb5(S1)\u5305\u62ec\u542b\u7b2c\u4e8c\u5149\u81f4\u53d1\u5149\u6750\u6599\u7684LED\u5143\u4ef6(210)\uff0c\u5176\u4e2d\u542b\u7b2c\u4e8c\u5149\u81f4\u53d1\u5149\u6750\u6599\u7684LED\u5143\u4ef6(210)\u5305\u62ec\uff1a(a)\u53d1\u5149\u4e8c\u6781\u7ba1(100)\u548c(b)\u7b2c\u4e8c\u5149 Luminescent material (230), second light emitting materials is configured to at least a portion of the LED (101) radiation into visible light in second (231), radiation conversion and the second light emitting materials (230) has only second less than the 1ms conversion (231) radiation attenuation time, and the second segment (S2) includes a LED element containing the first light emitting materials (110), each LED element containing the first photoluminescent material (110) includes a light emitting diode (a) (100) (b) and the first light emitting materials (130), the first light emitting the material is configured to at least a portion of the LED radiation (101) into the first conversion in visible light radiation (131), and wherein the first light emitting materials (130) has only the first conversion in the 1 range of 500ms radiation (131) decay time.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有混合LED通道的AC-LED
本专利技术涉及一种AC驱动发光二极管照明系统,特别是基于分接线性驱动器原理的AC驱动发光二极管照明系统。
技术介绍
在固态照明的情境中使用光致发光材料在本领域中是已知的。例如,US2014/0265921描述了:发光设备可以包括固态照明源和发光介质,发光介质用于对由该固态照明源发射的至少一些辐射进行降频转换。该发光介质可以包括第一材料,该第一材料将固态照明源发射的辐射降频转换为具有第一峰值波长的辐射,并且该第一材料具有第一衰减时间。该发光介质可以包括第二材料,该第二材料将固态照明源发射的辐射降频转换为具有第二峰值波长的辐射,并且该第二材料具有长于第一衰减时间的第二衰减时间。
技术实现思路
AC-LED被认为是未来LED设备的趋势,因为同DCLED相比,AC-LED可以需要明显更少的电功率部件,以及(因而)可以利用AC-LED获得降低的系统成本和增加的可靠性。然而,当前AC-LED具有限制其应用的若干主要缺点。首要的缺点是闪烁,闪烁由具有例如100Hz(每周期10ms)的AC频率的非线性电压波动引起。这样的闪烁可以引起显著的频闪效应并且损害人体健康。因而需要减少闪烁。根据闪烁指数计算公式,对给定的闪烁值百分比(ρ,单位为百分比),与频闪效应的可接受性与不可接受性之间的界线对应的等级(rating)为零时的频率(fb,单位为Hz)计算如下:fb=130logρ-73(方程S1)对给定的闪烁频率(f,单位为Hz),并且使用方程S1中所计算的界线频率(fb,单位为Hz),得到的可接受性(a,基于上述比例(scale))可以估算如下:a=2-4/(1+f/fb)(方程S2)根据固态照明系统与技术联盟(ASSIST,TheAllianceforSolid-StateIlluminationSystemsandTechnologies),100Hz处的安全闪烁深度将为~0.24。高于0.36的深度被认为是中等风险的,并且高于0.7的深度被认为是高风险的。这种闪烁看起来可以通过引入某个包括许多功率部件(诸如例如使用电容器)的电流纹波滤波电路而被移除或减少。然而,这种解决方案似乎在某种程度上与AC-LED构思的应用相矛盾,因为该解决方案伴随着大的驱动器空间、更低的可靠性和额外的成本;即AC-LED原理试图避免的那些方面。此外,闪烁看起来还可以通过如下方式被移除:采用长光致发光衰减的磷光体(同具有100ns至10us的PL衰减时间的典型短衰减磷光体相比,PL衰减时间大于100ms,诸如甚至大于500ms)。然而遗憾的是,这种吸收蓝光的长衰减磷光体看起来具有相当低的光转换效率。因此,它们看起来不适合用在基于蓝色发射LED的当前AC-LED系统中。因此遗憾的是,这也不是一种适用的解决方案。US2013187556A1公开了用于照明应用的长衰减的磷光体。其包括直接连接在AC市电输入之间的LED的长衰减磷光体和传统红色磷光体两者。US2012229038A1公开了用于ACLED照明应用的毫秒级衰减的磷光体,并且其也包括这种磷光体和红色磷光体。由于长衰减磷光体是低效率的并且其接收来自为所有LED供电的AC市电的全功率,那些现有技术中的缺点是效率低。因此,本专利技术的一个方面是提供一种基于交流LED的照明系统,该照明系统还优选地至少部分消除上述缺点中的一个或多个缺点。特别地,本专利技术的一个方面是提供一种可靠、相对便宜且鲁棒的基于LED的照明系统,特别是具有最少的电部件。令人惊讶地发现,不需要使用完全由长衰减磷光体封装的LED来实现可接受的闪烁。例如,看起来通过将LED与中等PL衰减磷光体和传统短PL衰减磷光体进行混合,能实现短的闪烁深度,该中等PL衰减磷光体具有约5至100ms的衰减时间。这种磷光体(在本文中也表示为“光致发光材料”)的一个非常合适的示例看起来是K2TiF6:Mn4+和其他同类的磷光体,其以约630nm发射并展现出10ms左右的衰减时间。令人惊讶地,基于例如这些中等衰减磷光体,看起来可以在容量需求超低的情况下减少闪烁。在一个实施例中,至少两个LED通道被使用,其中一个由中等衰减/长衰减的磷光体封装构成并且一个具有短衰减封装,这在电容器减少潜能方面取得了非常好的结果。然而,可以应用电容器,但是大量减少的电容器仅应用于填补具有短衰减磷光体的通道的缺陷。因此,本专利技术可以显著地减少对容量的最小需求。因此,本专利技术使得能够使用固态电容器,以在更高功率下维持系统成本和驱动器尺寸。闪烁深度可以例如被减少到低于闪烁安全曲线的约20%或更少。因此,在第一方面,本专利技术提供了一种发光二极管(LED)照明系统(其也可以表示为“系统”或“设备”),其包括串(ST),该串(ST)包括与AC电压源功能连接的多个发光二极管(LED)元件,该AC电压源被配置成向所述串(ST)施加输入电压(Vi),其中串包括多个段,其中每个段至少包括所述发光二极管(LED)元件中的一个或多个,其中发光二极管(LED)照明系统被配置成:当所述输入电压大于第一阈值时,将串中的第一段连接成位于输入电压之间并由输入电压驱动;并且当所述输入电压大于第二阈值(第二阈值大于所述第一阈值)时,将串中的第一段和第二段连接成位于输入电压之间并由输入电压驱动,其中每个LED元件包括被配置成产生LED辐射(特别地蓝色LED辐射)的发光二极管,其中所述第一段包括含第二光致发光材料的LED元件,其中含第二光致发光材料的LED元件包括(a)发光二极管和(b)第二光致发光材料,第二光致发光材料被配置成将至少一部分所述LED辐射转换成可见光中的第二转换辐射,并且其中所述第二光致发光材料仅具有小于1ms的第二转换辐射的衰减时间,并且所述第二段包括含第一光致发光材料的LED元件,每个含第一光致发光材料的LED元件包括(a)发光二极管和(b)第一光致发光材料,第一光致发光材料被配置成将至少一部分所述LED辐射转换成可见光中的第一转换辐射,并且其中所述第一光致发光材料仅具有在1-500ms范围内的第一转换辐射的衰减时间(辐射衰减时间)。因此,用这种系统,可以在没有对许多电容器的显著需求的情况下减少闪烁。此外,可以提供相对鲁棒和廉价的、符合诸如关于最大闪烁的光学条件的系统。如上所述,照明系统包括串(ST),该串(ST)包括与AC电压源功能连接的多个发光二极管(LED)元件,该AC电压源被配置成向所述串(ST)施加输入电压(Vi)。因为施加AC电压,该输入电压变化。AC电压源向电气(驱动器)电路提供功率,该电路包括所述串。整流器(诸如全周期整流器)可以可选地被使用,以将AC电压源的交变极性转换成正电压。这种整流器可以例如包括具有四个二极管的全波桥式整流器,其将AC电压源转换成正电压。这一(经整流的)AC电压被提供给LED串的头。该串被分成串联连接的段或子串。段(特别是在包括多个LED元件时)有时也表示为(LED元件的)“组(bank)”。段中LED元件的数目可以对于每段是相同的,但是也可以存在LED元件数目不相等的段。此外,段中的LED元件可以以串联或并联方式被配置。还可以应用组合;并且这也可以根据段而不同。此外,还可以存在具有单个LED元件的一个或多个段。术语“LED元件”被应用本文档来自技高网...
具有混合LED通道的AC-LED

【技术保护点】
一种发光二极管(LED)照明系统(1),包括:串(ST),所述串(ST)包括与AC电压源(20)功能连接的多个发光二极管(LED)元件(10),所述AC电压源被配置成向所述串(ST)施加输入电压(Vi),其中所述串(ST)包括多个段(S1、S2、S3、…),其中每个段(S1、S2、S3、…)至少包括所述发光二极管(LED)元件(10)中的一个或多个,其中所述发光二极管(LED)照明系统(1)被配置成:当所述输入电压(Vi)大于第一阈值时,将所述串(ST)中的第一段(S1)连接在所述输入电压(Vi)之间并由所述输入电压(Vi)驱动;并且当所述输入电压(Vi)大于第二阈值时,将所述串中的所述第一段(S1)和第二段(S2)连接在所述输入电压(Vi)之间并由所述输入电压(Vi)驱动,所述第二阈值大于所述第一阈值,其中每个LED元件(10)包括被配置成产生蓝色LED辐射(101)的发光二极管(100),所述第一段(S1)包括含第二光致发光材料的LED元件(210),其中所述含第二光致发光材料的LED元件(210)包括:(a)发光二极管(100)和(b)第二光致发光材料(230),所述第二光致发光材料(230)被配置成将至少一部分所述LED辐射(101)转换成可见光中的第二转换辐射(231),并且其中所述第二光致发光材料(230)仅具有小于1ms的所述第二转换辐射(231)的衰减时间,并且所述第二段(S2)包括含第一光致发光材料的LED元件(110),每个含第一光致发光材料的LED元件(110)包括:(a)发光二极管(100)和(b)第一光致发光材料(130),所述第一光致发光材料(130)被配置成将至少一部分所述LED辐射(101)转换成可见光中的第一转换辐射(131),并且其中所述第一光致发光材料(130)仅具有在1‑500ms范围内的所述第一转换辐射(131)的衰减时间。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.29 EP 15192079.0;2015.06.12 CN PCT/CN2015/1.一种发光二极管(LED)照明系统(1),包括:串(ST),所述串(ST)包括与AC电压源(20)功能连接的多个发光二极管(LED)元件(10),所述AC电压源被配置成向所述串(ST)施加输入电压(Vi),其中所述串(ST)包括多个段(S1、S2、S3、…),其中每个段(S1、S2、S3、…)至少包括所述发光二极管(LED)元件(10)中的一个或多个,其中所述发光二极管(LED)照明系统(1)被配置成:当所述输入电压(Vi)大于第一阈值时,将所述串(ST)中的第一段(S1)连接在所述输入电压(Vi)之间并由所述输入电压(Vi)驱动;并且当所述输入电压(Vi)大于第二阈值时,将所述串中的所述第一段(S1)和第二段(S2)连接在所述输入电压(Vi)之间并由所述输入电压(Vi)驱动,所述第二阈值大于所述第一阈值,其中每个LED元件(10)包括被配置成产生蓝色LED辐射(101)的发光二极管(100),所述第一段(S1)包括含第二光致发光材料的LED元件(210),其中所述含第二光致发光材料的LED元件(210)包括:(a)发光二极管(100)和(b)第二光致发光材料(230),所述第二光致发光材料(230)被配置成将至少一部分所述LED辐射(101)转换成可见光中的第二转换辐射(231),并且其中所述第二光致发光材料(230)仅具有小于1ms的所述第二转换辐射(231)的衰减时间,并且所述第二段(S2)包括含第一光致发光材料的LED元件(110),每个含第一光致发光材料的LED元件(110)包括:(a)发光二极管(100)和(b)第一光致发光材料(130),所述第一光致发光材料(130)被配置成将至少一部分所述LED辐射(101)转换成可见光中的第一转换辐射(131),并且其中所述第一光致发光材料(130)仅具有在1-500ms范围内的所述第一转换辐射(131)的衰减时间。2.根据权利要求1所述的发光二极管(LED)照明系统(1),其中所述第一光致发光材料(130)具有在5-100ms范围内的所述第一转换辐射(131)的衰减时间。3.根据权利要求1所述的发光二极管(LED)照明系统(1),其中所述第一光致发光材料(130)被配置成提供红色的第一转换辐射(131)。4.根据权利要求3所述的发光二极管(LED)照明系统(1),其中所述第一光致发光材料(130)包括发射红光的光致发光材料,所述发射红光的光致发光...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·P·J·皮特斯徐庶付洁M·皮兹R·C·布罗尔斯马D·塞库洛维斯基R·T·韦格
申请(专利权)人:飞利浦照明控股有限公司
类型:发明
国别省市:荷兰,NL

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