用于在并联连接的LED照明设备串之间均等拆分电流的电流拆分电路制造技术

用于均等拆分供应到LED的并联连接串的电流的系统和方法。系统和方法包括诸如镜像电路的在LED的两个或更多个并联连接串之间基本上均等划分电流的电流拆分电路。电流拆分电路确保LED串的照度级均匀而不要求LED串被装仓(binned)。电流拆分电路也允许在脉冲宽度调制(PWM)和连续模式中将LED串调暗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在并联连接的LED照明设备串之间均等拆分电流的电流拆分电路
本专利技术一般涉及用于LED灯的照明电路。更具体地说，本专利技术涉及用于在LED照明设备中使用的发光二极管(LED)的电流拆分电路。
技术介绍
LED在照明领域中广泛使用。在许多照明应用中，希望利用具有相同照度级或亮度的许多LED。然而，为许多LED实现相同或基本上相同照度级能够是困难的，并且可要求相当大的成本和努力。由于例如实现类似照度级的实际考虑，LED经常串联连接，即，在具有多个LED的串中。串联连接照明系统的LED也允许照明系统实现能够由照明系统的驱动器供电单元(PSU)输送的供电电压。即使如此，为避免超过由PSU输送的最高电压，LED的串联连接串经常并联连接。然而，此配置也有缺陷。值得注意的是，LED（和LED串）的电和热参数不完全(100%)相同。这些差别由例如包括制造不耐性、材料不一致性等的各种因素造成。通过经诸如外延生长、渗杂等的化学过程使用各种材料对晶片或基底进行涂覆来产生半导体材料，从而产生LED。然后，将半导体材料切片以形成小的管芯。然后，例如通过涂敷或悬挂来添加丝焊或其它电连接器。然后，将组件进行封装以创建完成的LED封装。涂敷工艺和/或掺杂材料的不一致性造成相当大的固有变化，这些变化影响LED的特性，包括LED的电压、流明、颜色（温度）等。因此，将LED串并联放置不保证电流将在LED的单独串之间均等拆分。通常，LED的一个串（即，“热”通道）将具有比其它串（即，“冷”通道）更多的电流。在并联连接的多个LED串的情况下，LED的所有串可具有不同电流，并且因此具有不同照度级。此外，热通道将产生更多热量（即使在相同电压），并且将因此具有比“冷”通道更高的结（芯片）温度。更高温度芯片趋向于携带越来越高的电流（由于在电压-安培(V-A)方面的负温度系数），这又增大了芯片的温度。相应地，冷通道趋向于携带越来越低的电流，并且因此温度下降。此现象使得并联连接的LED电路不稳定，特别是从电流拆分的立场而言。由于LED依靠电流发光，因此，不平衡的LED的性能将是次优的。在一些情况下，高温LED（即，热通道）能够将电流拉高到足以损坏照明装置。在此情形中，将LED串并联放置将不解决问题，这是因为参数的统计和将不消除在V-A特性方面负温度系数的影响。按照电和热参数中的差别，LED制造商通常为LED串提供包括用于产生白光的额定正向电压(Vf)的数据表。用于白光的额定正向电压例如可指示为Vf=3.2V。然而，数据表也可指示正向电压(Vf)具有例如Vfmin=2.8V的最小值和例如Vfmax=3.6V的最大值。由于正向电压的变化，即，在Vfmin与Vfmax之间的差别，在LED的两个并联串之间的电流通常将不相等。因此，LED的两个并联串将不具有相同的照度级或亮度。为解决电和热差别，特别是影响光输出和色温的差别，制造商经常基于流明、颜色和电压将LED进行编组或“装仓”。“装仓”允许照明设备制造商只选择满足例如电压范围的特定和所需的性能范围的LED。然而，装仓能够是复杂的过程，它将LED编组成具有更严格的颜色变化控制的更小的仓(bin)或具有更少的颜色变化控制的更大的仓。近来，装仓已被标准化以指定大约与商用紧凑型荧光灯(CFL)源经历的颜色变化的程度有关的仓大小。然而，装仓为LED增加了相当大的成本，并且仍未能确保电流在LED的并联连接串中间均等拆分。为了在LED的两个或更多个串之间拆分电流，其它已知解决方案对于每个LED串利用压降电路。在这些系统中，第一LED串使用电流生成器作为其它LED串的参考。然而，此解决方案具有在脉冲宽度调制(PWM)或连续模式中不可调暗的缺点。
技术实现思路
给定上面提及的缺陷，存在对在LED的两个或更多个并联连接串之间基本上均等拆分电流而无需对LED的串进行装仓的系统和方法的需要。也希望提供在LED的两个或更多个并联连接串之间均等拆分电流并且在PWM模式和连续模式中调暗电流源的系统和方法。还希望提供显著降低为系统供电所需的电压同时也确保在LED的并联连接串之间的均等电流拆分的系统和方法。本专利技术的实施例提供包括并联连接的LED的两个或更多个串的照明电路和包括两个或更多个晶体管的电流拆分电路。在实施例中，照明电路配置成在并联连接的LED的串中间均等拆分电源供应的电流。电流拆分电路包括连接到LED的第一串的参考通道和连接到LED的其它串的一个或更多个复制通道。所述一个或更多个复制通道分接(tap)并且划分在参考通道的电压以确保施加到LED的每个串的电压相同。在至少一个方面，实施例提供照明电路，其包括电源、固态照明装置的第一串、固态照明装置的第二串和电流拆分电路。固态照明装置的第一串包括相互串联连接的单独照明装置。固态照明装置的第二串包括相互串联连接的单独照明装置。电流拆分电路与固态照明装置的第一串和固态照明装置的第二串通信。电流拆分电路包括第一晶体管和第二晶体管。第一晶体管与固态照明装置的第一串串联连接。第二晶体管与第一晶体管通信并且与固态照明装置的第二串串联连接。在一个示范实施例的操作期间，电流拆分电路在固态照明装置的第一串与固态照明装置的第二串之间基本上均等划分电流。固态照明装置的第一串与固态照明装置的第二串在基本上相同的亮度级别照明。固态照明装置的第一串和固态照明装置的第二串在脉冲宽度调制模式和连续模式中可调暗。在至少另一方面，实施例提供照明电路，其包括电源、多个发光二极管串和电流拆分电路。所述多个发光二极管串的每个串连接到电源并且相互并联。电流拆分电路连接到所述多个发光二极管串。电流拆分电路包括参考晶体管和一个或更多个复制晶体管。参考晶体管与所述多个发光二极管串的第一串串联连接。所述一个或更多个复制晶体管每个与所述多个发光二极管串中的一个串串联连接。下面参照附图详细描述了本专利技术的其它特征和优点以及本专利技术的各种实施例的结构和操作。要注意的是，本专利技术并不限于本文中所述的特定实施例。在本文中陈述此类实施例仅为了说明的目的。基于本文中包含的教导，另外的实施例对于相关领域的技术人员将显而易见。附图说明包含在本文中并形成说明书的一部分的附图示出本专利技术，并且与描述一起进一步用于解释本专利技术的原理以及允许相关领域的技术人员制造和使用本专利技术。图1示出根据本专利技术的实施例的照明电路。图2示出根据本专利技术的备选实施例的照明电路。本公开可在各种部件和部件的布置中，以及在各种过程操作和过程操作的布置中形成。本公开在附图中示出，在本公开通篇中，类似的标号可指示在各附图中的对应或类似部分。附图只用于示出优选实施例并且将不视为限制本公开。给定附图的以下允许描述，本公开的新颖方面对于本领域普通技术人员应变得显而易见。具体实施方式下面的详细描述在本质上只是示范并且不意图限制本文中公开的应用和使用。此外，无意受前面的
技术介绍
或
技术实现思路
或下面的详细描述中陈述的任何理论约束。具有对本文中提供的教导的访问的本领域技术人员将认识到在其范围内的另外修改、应用和实施例以及本专利技术将在其中有重大效用的另外领域。虽然本专利技术的实施例在本文中主要结合LED进行描述，但概念也适用于包括固态照明装置的其它类型的照明装置。固态照明装置例如包括LED、有机发光二极管(OLED)、半导体激本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明电路，包括：与电源通信的固态照明装置的第一串，固态照明装置的所述第一串相互串联连接；与所述电源通信的固态照明装置的第二串，固态照明装置的所述第二串相互串联连接，固态照明装置的所述第一和第二串并联连接；以及与固态照明装置的所述第一和串通信的电流拆分电路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.06 US 13/7867681.一种照明电路，包括：与电源通信的固态照明装置的第一串，固态照明装置的所述第一串相互串联连接；与所述电源通信的固态照明装置的第二串，固态照明装置的所述第二串相互串联连接；与所述电源通信的固态照明装置的第三串，固态照明装置的所述第三串串联连接，固态照明装置的所述第一串、第二串和第三串并联连接；以及与固态照明装置的所述第一串、第二串和第三串通信的电流拆分电路，所述电流拆分电路包括：与固态照明装置的所述第一串串联连接的第一晶体管；与固态照明装置的所述第二串串联连接的第二晶体管；与固态照明装置的所述第三串串联连接的第三晶体管；其中，所述第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管通过多次划分由所述电源输出的电压。2.如权利要求1所述的照明电路，其中：所述第二晶体管与所述第一晶体管通信。3.如权利要求2所述的照明电路，还包括：与所述电源通信的固态照明装置的第四串，固态照明装置的所述第四串串联连接；所述第三晶体管与所述第二晶体管通信；所述电流拆分电路还包括与所述第三晶体管通信并且与固态照明装置的所述第四串串联连接的第四晶体管。4.如权利要求3所述的照明电路，其中所述电流在固态照明装置的所述第一串、固态照明装置的所述第二串、固态照明装置的所述第三串与固态照明装置的所述第四串之间均等划分。5.如权利要求1所述的照明电路，其中所述电源是恒压发电机。6.如权利要求1所述的照明电路，其中所述电源是恒流发电机。7.如权利要求1所述的照明电路，其中固态照明装置的所述第一串和固态照明装置的所述第二串每个包括多个固态灯。8.如权利要求1所述的照明电路，其中所述固态照明装置是发光二极管。9.如权利要求2所述的照明电路，其中所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管形成将固态照明装置的所述第一串、固态照明装置的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J巴拉什，S萨拉西，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US