用于LED组件的高效照明电路制造技术

描述了一种照明电路和一种操作照明电路的方法。整流器(14)具有用于交流电压V的输入。至少第一LED组件(20)和第二LED组件(22)被连接以被供应有来自整流器(14)的电功率。第一LED组件(20)电连接到整流器(14)的第一输出(26)，并且与开关转换器电路的输入(36)串联电连接。第二LED组件(22)电连接到开关转换器电路(44)的输出(48)。控制组件(30)连接到串联连接中的抽头(46)，用于控制第一LED组件(20)的操作。

High efficiency lighting circuit for LED components

A lighting circuit and a method for operating a lighting circuit are described. The rectifier (14) has an input for the AC voltage V. At least the first LED components (20) and the second LED components (22) are connected to be supplied with electrical power from the rectifier (14). The first LED component (20) is electrically connected to the first output (26) of the rectifier (14) and is electrically connected in series with the input (36) of the switch converter circuit. The second LED component (22) is electrically connected to the output of the switch converter circuit (44) (48). The control component (30) is connected to a tap (46) in a series connection, which is used to control the operation of the first LED component (20).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于LED组件的高效照明电路
本专利技术涉及照明电路和操作照明电路的方法。特别地，本专利技术涉及至少包括第一和第二LED组件的照明电路，第一和第二LED组件被连接以被供应有来自整流器的电功率，整流器具有用于交流电压的输入。
技术介绍
用于LED的已知类型的驱动器电路是抽头线性驱动器。在抽头线性驱动器(TLD)结构中，LED通常串联布置并且被供应有变化的工作电压(诸如整流的市电电压)。诸如开关或电流源的控制组件连接到抽头(即串联连接中的互连点)。通过适合的控制，LED元件组根据瞬时可用的供电电压进行操作。WO2010/027254A1描述了一种LED组件，该LED组件包括两个或更多个LED单元的串联连接，每个LED单元包括一个或多个LED。每个LED单元被提供有用于使LED单元短路的可控开关。其可以是降压转换器或升压转换器的转换器通过将输入电源转换为用于LED的合适电流源来向LED单元提供功率。控制单元接收表示供电电压的电压水平的信号，并且根据信号控制开关。
技术实现思路
可以认为目的是提供一种简单并且廉价的、在不同的操作条件下具有良好效率的照明电路。该目的由根据权利要求1的照明电路以及根据权利要求13的操作方法来实现。从属权利要求涉及本专利技术的优选实施例。根据本专利技术，电功率从整流器供应给LED组件，整流器具有用于交流电压、特别是市电电压的输入。整流器可以是任何类型的，诸如例如半桥，但全桥整流器是优选的。因此，优选地，在整流器的输出处供应的电压将是整流的正弦电压。在本上下文中，术语“LED组件”应指定单个LED元件(其可以是任何类型的固态照明元件，包括发光二极管、OLED等)或包括多个这样的LED元件的电路，例如，多个这样的LED元件以串联、并联或以任何串联/并联配置电连接。优选地，每个LED组件仅包括两个端子，通常为阳极和阴极端子。如果LED组件包括多个LED元件，则这些LED元件优选地仅共同地并且非独立地操作，诸如例如以串联电连接方式。虽然本专利技术的简单实施例可以仅包括第一和第二LED组件，但通常将优选地提供多于两个可独立操作的LED组件，诸如例如三个、四个或更多。根据本专利技术，第一LED组件电连接到整流器的第一输出，特别是以串联连接方式，并且进一步与开关转换器电路的输入串联。这个术语“串联”是指电路的一般结构，使得第一LED组件可以直接地或间接地连接到整流器的输出、或开关转换器电路、或两者，即另外的电路或部件可以被布置在两者之间。在一些实施例中，第一LED组件可以直接地电连接到整流器的输出、或开关转换器电路的输入、或两者。优选地，串联连接使得通过第一LED组件的电流可至少在其活动操作状态下基本上等于流入开关转换器电路的输入的电流。开关转换器电路至少包括输入和输出，并且用于通过开关操作将在输入处供应的输入电压转换为在输出处递送的输出电压。开关转换器可以是任何已知类型的，诸如例如降压转换器、升压转换器、降压-升压转换器、SEPIC等。通常优选的，开关转换器电路包括可以存储能量的至少一个电抗元件，诸如电容器，但优选地电感器。开关转换器电路进一步优选地包括：至少一个可控开关元件，诸如例如晶体管、MOSFET、继电器或其他已知的电子开关元件；以及用于控制可控开关元件的控制电路。控制电路可以控制可控开关元件在导通与非导通状态之间重复交替，这在本上下文中被理解为使得非导通状态中的电阻显著地高于导通状态中的(高至少一个数量级)。通过受控开关操作，存储在电抗元件中的能量的电参数(诸如例如，电容器的电压和/或通过导体的电流)可以改变，使得通过连续交替的开关操作，可以由输入电压得到受控的输出电压。可以通过改变开关操作的定时来控制输出电压的幅度。根据开关转换器电路的拓扑，输出电压可以例如低于输入电压(如例如在降压转换器中)，或者可以高于输入电压(如例如在升压转换器中)，或者可以根据操作模式高于或低于输入电压(如例如在降压-升压转换器中)。根据本专利技术，第二LED组件电连接到开关转换器电路的输出。因此，第二LED组件可以被供应有来自开关转换器电路的电功率。开关转换器电路通常具有高效率，因为过电压或过功率不会像线性驱动器中那样耗散，而是可用的电压和/或功率被转换成适合于第二LED组件的操作的值。如与优选实施例结合将变得显而易见的，第二LED组件可以被连接成排他地由开关转换器电路供电，或者备选地，第二LED组件可以被连接成还被供应有来自整流器的第一输出和第一LED组件的串联连接的电功率。进一步，控制组件被提供并且至少连接到第一LED组件和开关转换器电路的输入之间的串联连接中的抽头，用于控制第一LED组件的操作。这里的术语“控制组件”可以指适于控制第一LED组件的操作、特别优选的是控制通过LED组件的电流的任何元件或电路。如结合优选实施例将变得显而易见的，可能类型的控制组件可以是例如：包括例如开关元件的可控旁路电路，从而允许可控地旁路第一LED组件；或受控电流源。控制组件连接到串联连接中的抽头。因此，根据本专利技术所提出的电路的结构可以对应于抽头线性驱动器(TLD)的已知拓扑，其中增加了提供在串联连接中的开关转换器电路的输入。因此，优选地取决于整流电压的瞬时可用幅度，控制单元优选地控制控制组件。具体地，如果整流电压的某个阈值水平可用，或者如果达到了某个电流阈值水平，则控制单元可以控制控制组件来激活第一LED组件。例如，电压阈值水平可以对应于或被选择为高于第一LED组件的正向电压。本专利技术人已经认识到，在使用线性调节器的已知TLD电路中，可能会出现显著的损耗，特别是对于较高的输入电压。在电流和/或电压已知的线性控制的情况下，任何电压失配(即瞬时可用电压与LED组件上的电压降之间的差异)将导致在驱动器电路中耗散的功率增加。通过使用开关转换器电路，可以更高效地使用功率，特别是在电压失配的情况下。根据本专利技术的照明电路和方法还可以解决已知TLD结构中的另一个问题，即LED组件的操作时间极其不同。在已知的TLD架构中，一些LED组件仅在输入电压的较高水平下被激活。在正弦变化的输入电压的情况下，这些LED组件的激活持续时间因此显著低于电路中其他LED组件的激活持续时间。由于根据本专利技术，开关转换器电路可以向第二LED组件提供电功率，所以如从优选实施例中将会显而易见的，可能在交流供电电压的每个半周期内增加其激活的持续时间。这可以导致生成的光的更好分布以及可用LED组件的改进利用。根据本专利技术提出的照明电路和方法还提供了相比于仅使用开关转换器向LED提供操作功率而言的显著优点。优选地，来自开关转换器电路的输出的电功率被提供给第二LED组件，但不提供给第一LED组件。因此，仅需要针对第二LED组件的操作功率来提供开关转换器电路的布局和尺寸。因此，可以使用比向第一和第二LED组件两者提供电功率所需的更简单并且更便宜的开关转换器电路。根据本专利技术的一个优选实施例，连接到串联连接中的抽头的控制组件可以包括至少在导通和非导通状态中可控的开关元件。开关元件可以被连接成在导通状态中旁路第一LED组件。在非导通状态下，串联连接中流动的电流将因此通过第一LED组件。备选地，控制组件可以包括可控电流源电路，可控电流源电路可以连接在抽头与到整流器的第二输出的返回路径之间。优选地，感测电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明电路，包括‑整流器(14)，所述整流器(14)具有用于交流电压(V)的输入，‑以及被连接以被供应有来自所述整流器(14)的电功率的至少第一LED组件和第二LED组件(20、22、24)，‑其中所述第一LED组件(20)与所述整流器(14)的第一输出(26)串联电连接，所述第一LED组件(20)进一步与开关转换器电路(44)的输入(36)串联电连接，‑并且所述第二LED组件(22)电连接到所述开关转换器电路(44)的输出(48)，‑并且其中用于控制所述第一LED组件(20)的操作的控制组件(40、30)连接到所述串联连接中的抽头(46)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.28 EP 15169530.11.一种照明电路，包括-整流器(14)，所述整流器(14)具有用于交流电压(V)的输入，-以及被连接以被供应有来自所述整流器(14)的电功率的至少第一LED组件和第二LED组件(20、22、24)，-其中所述第一LED组件(20)与所述整流器(14)的第一输出(26)串联电连接，所述第一LED组件(20)进一步与开关转换器电路(44)的输入(36)串联电连接，-并且所述第二LED组件(22)电连接到所述开关转换器电路(44)的输出(48)，-并且其中用于控制所述第一LED组件(20)的操作的控制组件(40、30)连接到所述串联连接中的抽头(46)。2.根据权利要求1所述的照明电路，其中-所述控制组件包括开关元件(30)，所述开关元件(30)至少能控制在导通状态和非导通状态，所述开关元件(30)被连接为在所述导通状态下旁路所述第一LED组件(20)。3.根据前述权利要求之一所述的照明电路，其中-所述控制组件包括连接在所述抽头(46)与到所述整流器(14)的第二输出(28)的返回路径之间的可控电流源(40)。4.根据前述权利要求之一所述的照明电路，其中-所述开关转换器电路(44)至少包括电抗元件(L)、可控开关元件(S)和控制电路(88)，所述控制电路(88)用于控制所述可控开关元件(S)在导通状态与非导通状态之间重复交替。5.根据前述权利要求之一所述的照明电路，其中-至少第三LED组件(24)电连接在所述整流器(14)的所述第一输出(26)与所述开关转换器(44)的所述输入(36)之间的所述串联连接中，-并且其中用于控制所述第三LED组件(24)的操作的控制组件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·阿鲁兰杜，JP·M·G·林纳茨，E·J·德默尔，D·V·马利纳，H·M·J·M·卡尔曼，
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