LED照明模块制造技术

技术编号:17445700 阅读:41 留言:0更新日期:2018-03-10 19:48
本发明专利技术描述了一种LED照明模块(1),该LED照明模块(1)包括:输入端子(13hi、13lo),用于连接到输入电压(Uin);LED负载(10),被实现为在上阈值电压电平(Vdim)处操作;以及调节电路(11、12),被实现为当输入电压(Uin)大于上阈值电压电平(Vdim)时减小通过LED负载(10)的LED电流(ILED)。本发明专利技术进一步描述了一种LED照明装置(4)和一种用于驱动LED负载(10)的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】LED照明模块
本专利技术描述了一种LED照明模块、一种LED照明装置、以及一种驱动LED负载的方法。
技术介绍
LED作为光源正变得越来越广泛,并且由于其长寿命和低功率消耗而具有吸引力。一些LED和驱动电路可以被包含在“改装”灯泡中,例如以代替更不节能的白炽灯泡。白炽灯可以直接由AC市电电压(例如240V)驱动。卤素灯通常由降低输入电压电平的变压器驱动。这些类型的电源不适合需要相对低的DC电压来安全操作的LED。有通过现有电源使用LED的多种方式。例如,可以在配置中使用多个LED以匹配高输入电压。备选地,可以在电源和LED光源之间放置驱动器电子元件,以将输入电压和输入电流转换为合适的且安全的水平。当LED负载两端的电压超过某个最小值时,LED负载将发光。随着电压增加,LED电流相应增加,导致更多的光输出。通常,输入电压不应超过额定电压电平,因为过高的LED电流最终会缩短LED的寿命。由于这些原因,将LED负载两端的电压维持在额定水平或以下,以及LED电流不会超过推荐的驱动水平是很重要的。这可以通过多种方式来实现。在一种方法中,可以以相对简单的方式来控制LED电流:使用与LED负载串联的诸如双极结型晶体管(BJT)的半导体开关,并且通过向BJT的基极施加适当的电压以调节开关所传递的电流量。电流控制电路调节BJT基极电压,以确保LED电流在最小电平和额定电平之间的输入电压范围内保持恒定。当输入电压超过额定电压时,LED电流保持恒定,并且剩余功率由电流控制电路耗散。结果,这种控制方法与不利的高损耗相关。在包括并联的可变数量的LED灯的配置中(例如在具有改装LED灯泡的并联布置的照明器材中),电源必须递送恒定电压,但是电流调节必须在每个单独的LED灯处完成。为了控制LED灯的光输出,即根据需要增加或减少其光输出,通常电源电压是唯一可用的控制参数,因此电压控制的调光是通常使用的技术。然而,在LED负载的情况下,限制驱动器损耗的愿望与LED照明装置的线性和控制范围冲突。因此,本专利技术的目的是提供一种调节通过LED负载的电流的备选的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的通过根据权利要求1所述的LED照明模块、根据权利要求7所述的LED照明装置、以及根据权利要求11所述的驱动LED负载的方法来实现。根据本专利技术,LED照明模块包括:输入端子,用于连接到输入电压;LED负载,被实现为在标称电压电平处工作;以及调节电路,被实现为当输入电压大于标称电压电平时减小通过LED负载的LED电流。LED负载可以包括一个或多个LED光源,例如安装在电路板上的任何合适配置中的一个或多个LED半导体。在本专利技术的上下文中,标称电压或额定电压应理解为意指应施加于LED负载的最大或推荐电压。根据本专利技术的LED照明模块的优点是,通过相对小的努力和低成本,该LED照明模块可以为LED提供过压保护和/或可以与现有的电路(例如,包含有用于卤素灯的遗留高频变压器,相切调光器等的照明器材)兼容。这将在下面更详细地解释。本专利技术的核心思想是识别高于标称电压电平的电压的增加,并且响应于较高的输入电压来下调LED电流。响应于增加的输入电压而下调或减小LED电流的这种技术在下文中被称为“反向电压调光”。根据本专利技术,LED照明装置包括这样的LED照明模块;并且还包括转换模块,该转换模块被实现为基于到LED照明装置的调光输入信号将LED照明模块的输入电压升高到LED照明模块的上阈值电压电平以上。根据本专利技术的LED照明装置对于低电压替换或诸如MR16灯的“改装”灯而言提供了有吸引力的替代方案。改装灯必须与将要与该改装灯一起使用的器材兼容,并且投入了很多精力来确保这种兼容性。根据本专利技术的LED照明装置确保防止LED过电压,并且还可以被实现与照明器材的现有的调光调节器协同操作。根据本专利技术的LED照明装置的另一优点是所提出的电路可以以非常紧凑的方式来实现,使得即使诸如烛台灯的微型改装灯也成为可能。根据本专利技术,驱动LED负载——实现为在标称电压电平处操作——的方法包括以下步骤:将LED负载连接到输入电压;并且当输入电压大于标称电压电平时减小通过LED负载的LED电流。根据本专利技术的方法的优点在于,非常简单的但有效的LED电流控制是可能的,并且可以在以下各种情况下使用:诸如保护LED免受过电压和/或以节约成本的方式使LED照明装置与现有的器材兼容和/或为没有物理包含调光器的现有照明电路提供调光功能。独立权利要求和以下描述公开了本专利技术的特别有利的实施例和特征。实施例的特征可以进行合适的组合。在一个权利要求类别的上下文中描述的特征可以同样应用到另一权利要求类别。在本专利技术的优选实施例中,LED照明模块的调节电路被实现为LED照明装置的过压保护电路的一部分。在本专利技术的另一个优选实施例中,LED照明模块的调节电路被实现为LED照明装置的调光器电路的一部分。因此,根据本专利技术的LED照明装置可被实现为支持调光功能,而没有任何不期望的电磁干扰(EMI)或与脉宽调制(PWM)调光电路相关联的可听见的嗡嗡声。当然,这些功能(过电压保护和调光)甚至可以在本专利技术的LED照明装置中进行组合。在下文中,表述“上阈值电压电平”应被理解为是这样的电压电平,在该电压电平以上,调节电路将下调LED电流。上阈值电压电平可以与LED标称电压相同。例如,对于三个3VLED(即,每个LED具有3V的正向电压)的串,当到LED模块的输入电压增加到9.0V以上时,调节电路可以开始下调LED电流,因为对于LED串的标称电压是9V。“上阈值电压电平”的可替代定义还可以考虑调节电路可能需要的任何额外的电压开销或“净空(headroom)”。在本专利技术的一个优选实施例中,LED负载与第一半导体开关和电流感测电阻器串联连接,并且调节电路包括具有参考输入和可变输入的电流控制电路,该电流控制电路被实现为根据参考输入和可变输入之间的差来调节通过第一半导体开关的LED电流。调节电路还包括电压监测电路,该电压监测电路被实现为根据施加到LED照明模块的输入电压和上阈值电压电平来生成到电流控制电路的可变输入。如上所述,可以使用与LED负载串联的诸如BJT的半导体开关以相对简单的方式控制LED电流,并且向BJT基极端子施加适当的电压以调节开关所传递的电流量。与开关串联的电流感测电阻器可以提供对流过LED负载的电流的测量。在本专利技术的优选实施例中,到电流控制器的可变的入是连接电流感测电阻器和电压监测电路的公共节点。在本专利技术的上下文中,输入调光信号或调光输入可以被解释为实现对应的升压电压的控制信号。例如,调光器可以基于电位计进行操作,该电位计以低电压和高电压之间的范围中的电压的形式提供调光水平输入信号,该低电压和高电压之间的范围对应于低调光设置和高调光设置之间的调光范围。在本专利技术的优选实施例中,LED照明装置包括用于将调光水平输入信号转换成升压模块的控制信号的接口电路。在下文中,可以假设全光输出对应于0%调光水平,而零光输出对应于100%调光水平。当LED电流处于其标称驱动水平时,实现全光输出;当LED电流降低到LED有效“关闭”的水平时,实现零光输出。优选地,电压监测电路被实现为当输入电压超过上阈值电压电平时升高在电流控制电路的可变输入处的电压电平。这可以使用本文档来自技高网
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LED照明模块

【技术保护点】
一种LED照明模块(1),包括:‑输入端子(13hi、13lo),用于连接到输入电压(Uin);‑LED负载(10),被实现为在上阈值电压电平(Vdim)处操作;以及‑调节电路(11、12),被实现为当所述输入电压(Uin)大于所述上阈值电压电平(Vdim)时,减小通过所述LED负载(10)的LED电流(ILED)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.25 EP 15173897.81.一种LED照明模块(1),包括:-输入端子(13hi、13lo),用于连接到输入电压(Uin);-LED负载(10),被实现为在上阈值电压电平(Vdim)处操作;以及-调节电路(11、12),被实现为当所述输入电压(Uin)大于所述上阈值电压电平(Vdim)时,减小通过所述LED负载(10)的LED电流(ILED)。2.根据权利要求1所述的LED照明模块,其中,-所述LED负载(10)被布置为与第一半导体开关(Q1)和电流感测电阻器(Rsense)串联;并且其中所述调节电路(11、12)包括:-电流控制电路(12),包括参考输入(121)和可变输入(122),所述电流控制电路(12)被实现为根据所述参考输入(121)和所述可变输入(122)之间的差来调节通过所述第一半导体开关(Q1)的LED电流(ILED);以及-电压监测电路(11),被实现为基于施加到所述LED照明模块(1)的输入电压(Uin)和上阈值电压电平(Vdim)来生成到所述电流控制电路(12)的所述可变输入(122)。3.根据权利要求2所述的LED照明模块,其中所述电压监测电路(11)被实现为当施加到所述LED照明模块(1)的所述输入电压(Uin)超过所述上阈值电压电平(Vdim)时升高在所述可变输入(122)处的电压。4.根据权利要求2或3所述的LED照明模块,其中所述电压监测电路(11)包括可编程分路调节器(110)。5.根据前述权利要求中任一项所述的LED照明模块,其中所述电流控制器(12)包括被实现为将所述可变输入(122)与所述参考输入(121)进行比较的比较器(120),并且其中所述比较器(120)的增益由所述输入电压(Uin)控制。6.根据权利要求5所述的LED照明模块,其中当所述输入电压(Uin)超过所述上阈值电压电平(Vdim)时,所述比较器(120)被连接以减小通过所述第一半导体开关(Q1)的电流(ILED...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·贝杰B·J·E·洪特勒P·A·M·德布鲁伊克D·V·马利纳D·科沃里克
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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