发光二极管驱动器制造技术

公开了一种ＬＥＤ驱动器（１０）。ＬＥＤ驱动器（１０）包括高频逆变器（２０）和阻抗电路（３０）。高频逆变器（２０）用来产生高频电压源，而阻抗电路（３０）引导交变电流通过ＬＥＤ阵列（４０）流动，ＬＥＤ阵列（４０）包括一对或多对反并联ＬＥＤ对、一个或多个反并联ＬＥＤ串和／或一个或多个反并联ＬＥＤ矩阵。可以采用晶体管（Ｔ３）来改变来自ＬＥＤ阵列（４０）的交变电流流动的方向或者改变通过ＬＥＤ阵列（４０）的交变电流流动的方向。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及用于启动发光二极管(“LED”)阵列的驱动器。本专利技术具体地涉及由高频逆变器电路提供的交变电流供电的LED阵列，以及由可以切换来实现减光和切换功能的阻抗阵列控制的LED阵列。LED是向其提供电流就能发光的半导体器件。LED本质上是直流(DC)器件，它只能传送一个极性的电流，并且历来由DC电压源驱动，利用电阻器来限制通过LED的电流。一些控制器以电流控制方式来启动器件，这种方式比电阻控制方式更简单和高效，并可通过脉冲宽度调制来提供”线性”光输出控制。但这种方法一次只能控制一个阵列而且很复杂。如果LED连接成”反并联”配置，如专利WO98/02020和JP11/330561所述，那么，也可以利用AC电源来启动LED。这样的工作允许用简单的方法来控制LED阵列，不过是用低频AC线路来启动LED阵列。但是，这种方法采用大的元件并且不提供光输出的控制。本专利技术将解决先有技术的这些问题。本专利技术是发光二极管驱动器。本专利技术的许多方面是新颖的，非显而易见的，而且具有各种优点。虽然这里涉及的本专利技术的实际性质仅可参考所附权利要求书来确定，但在此简要说明能代表此文公开的实施例特征的一些特性。本专利技术的一种形式是LED驱动器，它包括用于连接LED阵列的连接端子，逆变器和阻抗电路。LED阵列具有”反并联”配置。逆变器可以用来提供开关频率的交变电压。阻抗电路可以用来对交变电压作出响应而引导交变电流通过连接所述LED阵列的连接端子流动。一方面，阻抗电路包括电容器，而LED阵列包括与所述电容器串联的反并联LED对、反并联LED串和/或反并联LED矩阵。另一方面，晶体管并联到连接所述LED阵列的连接端子，所述晶体管可以用来控制(例如改变或使其转向)通过LED阵列的交变电流。从以下结合附图对优选实施例的详细说明中，可以更清楚地了解本专利技术的上述形式以及其它形式、特征和优点。详细说明和附图仅是为了说明而非限制本专利技术，本专利技术的范围由所附权利要求书及其等效物所定义。附图说明图1示出本专利技术的LED驱动器的方框图；图2说明图1的LED驱动器的第一实施例，所述驱动器驱动按照本专利技术的LED阵列的第一实施例；图3说明图1的LED驱动器，所述驱动器驱动按照本专利技术的LED阵列的第二实施例；图4说明图1的LED驱动器的第二实施例，所述驱动器驱动按照本专利技术的LED阵列的第三实施例；图5说明图1的LED驱动器的所述第二实施例，所述驱动器驱动按照本专利技术的LED阵列的第四实施例；图6说明图1的LED驱动器的第三实施例，所述驱动器驱动按照本专利技术的LED阵列的第五实施例；图7说明按照本专利技术的照明系统的第一实施例；以及图8说明按照本专利技术的照明系统的第二实施例。图1示出本专利技术的LED驱动器10，用于驱动LED阵列40。LED驱动器10包括高频(HF)逆变器20和阻抗电路30。对来自直流电压源VDC的直流电流IDC作出响应，HF逆变器20以开关频率(例如20kHz到100kHz)将交变电压VAC传送到阻抗电路30，阻抗电路30再将交变电流IAC传送到LED阵列40。HF逆变器20允许以一种简单而高效的方法来控制传送到LED阵列40的电流。HF逆变器20还允许来自直流电压源VDC的高效电流控制。HF逆变器20的形式包括但不限于电压馈电的半桥式、电流馈电的半桥式和电流馈电的推挽式。也可采用本领域的已知技术使用频率调制来控制输出电流，频率调制可以用来进一步改进本专利技术的调整过程。图2说明本专利技术的LED驱动器10(图1)的第一实施例。HF逆变器20a包括用于控制半桥的半桥式控制器21，所述半桥由MOSFET形式的晶体管T1和T2组成。HF逆变器20a通常以交替反向方式激活或去激活晶体管T1和T2，以便在晶体管T1和T2之间产生DC脉冲电压(未示出)。DC脉冲电压被加到电容器C1的两端，产生加到阻抗电路30a上的电压方波(未示出)。阻抗电路30a包括串联到电容器C1上的电感器L1和电容器C2。电感器L1和电容器C2通过连接端子401、402引导交变电流IAC通过连接到驱动器电路的LED阵列40a，LED阵列40a有发光二极管LED1和发光二极管LED2，二者反并联连接(即极性相反)。当交变电流IAC为正极性时，交变电流IAC流过发光二极管LED1。当交变电流IAC为负极性时，交变电流IAC流过发光二极管LED2。阻抗元件L1和C2与发光二极管LED1和发光二极管LED2连接成”串联谐振、串联加载”结构。在这种结构中，可以将环行电流减至最小且可以实现晶体管T1和T2的”零电压转换”，形成有效而简单的电路。这种结构的另一优点是能够通过改变半桥的频率来改变通过LED的电流。在这种结构中，随着频率增加，通过LED的电流一般会减小，而随着频率降低，电流会增加。如果对半桥加上频率控制，就可实现LED的可变光输出。图3示出驱动LED阵列40b的HF逆变器20a(图2)和阻抗电路30a(图2)，LED阵列40b具有连接成反并联结构的LED串，代替了单个的LED。当交变电流IAC为正极性时，交变电流IAC流过发光二极管LED1、发光二极管LED3和发光二极管LED5。当交变电流IAC为负极性时，交变电流IAC流过发光二极管LED2、发光二极管LED4和发光二极管LED6。在另外的实施例中，如果必要，LED串可以有串联LED的不同编号，并且也可连接成电气上等效的结构或”矩阵结构”等本专业的技术人员已知的结构。图4示出LED驱动器10(图1)的第二实施例。阻抗电路30b包括与并联连接的电容器C2、电容器C3和电容器C4串联的电感器L1。阻抗电路30b引导交变电流IAC通过LED阵列40C。反并联连接的发光二极管LED1和发光二极管LED2与电容器C2串联。反并联连接的发光二极管LED3和发光二极管LED4与电容器C3串联。反并联连接的发光二极管LED5和发光二极管LED6与电容器C4串联。当交变电流IAC为正极性时，交变电流IAC的各分流部分流过发光二极管LED1、发光二极管LED3和发光二极管LED5。当交变电流IAC为负极性时，交变电流IAC的各分流部分流过发光二极管LED2、发光二极管LED4和发光二极管LED6。电容器C2、电容器C3和电容器C4的电容值相等，所以交变电流IAC在反并联的LED接法之间等量分流。电容器C2、电容器C3和电容器C4可以是低成本小型表面安装型电容器，可以作为子组件直接安装到LED阵列40c上。用这种方式驱动LED对，这种驱动方案就具有以下优势即，如果一个LED失效”断开”，就只有一对LED变暗，而不是像其它驱动方案那样一整串变暗。虽然示出由三对反并联连接的LED构成的LED阵列40c，但本专业技术人员可以看出图3所示的反并联连接的LED”串”也可用同样方式连接，也可具有任何数量的LED对/串/矩阵，以及相应数量的分流电容器。而且，如果在不同的LED对/串/矩阵中需要不同大小的电流，那么，通过选择具有与所需电流比成反比的不同电容量的电容器就可实现到这一点。图5示出LED驱动器10(图1)的第三实施例。阻抗电路30c包括电感器L1，它与电容器C5串联，而电容器C5与并联连接的电容器C2、电容器C3和电容器C4串联。阻抗电路30c引导交变电流IAC通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管驱动器，它包括连接端子，用于连接具有反并联结构的发光二极管阵列（４０）；逆变器（２０），可以用来提供开关频率的交变电压；阻抗电路（３０），可以用来对所述交变电压作出响应而引导交变电流通过所述发光二极管阵 列的流动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B克劳贝格，R埃哈特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]