降低由集成“直接AC”供电电源驱动的LED串所吸收的电流的谐波含量的方法以及与该方法相关联的设备技术

本发明专利技术涉及一种降低由驱动被分成几个LED段的LED串电路的至少一个初级直接AC供电电源集成电路(IC11、IC12、…，IC1n)所吸收的电流的谐波含量的方法，包括步骤：a)向该电路添加至少一个第二级直接AC供电电源集成电路(IC21、IC22、…，IC2n)；b)通过把第一最初LED段(S1)拆分为几个另外LED段(S1f1、S1f2、S1f3、S1f4)，并用该至少一个第二级直接AC供电电源集成电路(IC21、IC22、…，IC2n)分别驱动该另外LED段(S1f1、S1f2、S1f3、S1f4)，把该LED串从被分成最初较低数量的LED段(S1、S2、S3、S4)的LED串变换为被分成更高数量的LED段的LED串，重新整形由该初级连同该第二级直接AC供电电源集成电路(IC11、IC12、…，IC1n；IC21、IC22、…，IC2n)所吸收的电流的形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】降低由集成“直接AC”供电电源驱动的LED串所吸收的电流的谐波含量的方法以及与该方法相关联的设备
本专利技术涉及一种降低不符合EN61000谐波标准的来自AC电网的由低功率恒定电流集成供电电源(这种类型的供电电源将被称为“直接AC”)驱动的发光二极管串吸收的电流的谐波含量的方法，以便变成符合所述谐波标准，并且因此变成可扩缩的，即，允许多个供电电源的并联连接，以便获得也符合所述谐波标准的更高的供电电源，并且本专利技术还涉及符合所述谐波标准的一系列设备。按照本专利技术，下文术语“LED”是发光二极管的缩写。然而应当意识到，下面描述的实施例是其中使用的LED驱动设备的实例，以便对本专利技术的技术观念给出具体的形式，而本专利技术的LED驱动设备不特别地限制于下面的描述。此外，应当意识到，在附于后面的权利要求书中所示出的部件不特别地限制于实施例中的部件。除非另外指明，实施例中描述的零件的任何尺寸、材料、形状和相对布置是作为例子而不是作为限制给出。
技术介绍
LED照明技术在最近2年中正在快速成熟，超过10种直接AC集成电路(缩写：IC)变成商业上可买到。直接AC技术具有吸引力，因为它的低成本，因为它的允许整个光器具(lightengine)在单个印刷电路板上制作的简易性，因为没有电抗组件和由于它良好的电学参数：高的电效率(一般为90％)和良好的功率因数(一般高于0.95)。因为由可用的直接ACIC提供的功率不超过20W，为了获得更高的额定功率，已知的是扩缩法，即，几个小功率源的并联连接。当由直接AC集成供电电源吸收的电流的谐波含量超过由谐波标准(EN61000-3-2)强加的极限时，该扩缩法不能应用于高于25W的功率。图1展示由10W的4个LED段的直接AC集成供电电源驱动的LED光源的电学图，而图2展示已知的扩缩几个直接AC电源以便获得更高的电源的方法。图3展示由图1中的设备吸收的电流的时域变化，而图4展示该电流的谐波含量连同单独谐波极限，正如它们是由EN61000-3-2谐波标准设定的。承认该标准只是被建议用于低于25W的功率，但对高于25W的功率却是强制性的；具有高于25W的额定功率并通过任何数量的不符合标准的且低功率的直接AC集成功率源的简单地扩缩而制作的照明设备依然是不符合标准的和不可用的。该不符合标准的谐波含量主要是由于给定的技术和实用原因的事实，来自电网的由集成电路吸收的电流的比率是固定的，使首次阶跃/电流跃变相对于下一次阶跃有更高的值，这一点决定了构成该4个LED段的每一段的LED数量的相对严格的比率。每一LED段包含一个LED器件或相互串联连接的多个LED器件。不用说，多个LED器件能够在LED包内相互串联连接作为LED段。如图3所示的由直接AC集成供电电源所吸收的电流的时域的变化是一系列普通的、廉价的和非常普遍的集成供电电源的特性，其特征在于以下的电流比率：IOUT1/IOUT2/IOUT3/IOUT4＝61/77/94/100。每个LED段能够包含任意数量的LED器件(至少一个LED器件)。该LED器件能够是单个LED芯片，或者包含多个集体地安排的LED芯片的单个包装。在该实施例中，上述固定电流比率要求每个构成段S1，…，S4的LED的大约数量如下：S1包含约55个LED，S2包含约18个LED，S3包含约16个LED，而S4包含约6个LED。该例子不是限制性的，而LED段也可以包含其他数量组合的LED。对10W的功率，根据数据单表，设置电阻R＝15ohm被选择，并且因而被吸收电流的电平变成：IOUT1＝36.7mA、IOUT2＝46.7mA、IOUT3＝56.7mA和IOUT4＝60.0mA。被吸收电流的固定比率(61/77/94/100)连带首次被吸收电流的高电平，一方面要求LED段S1包含大数量的LED，这样本身又决定该设备稍后开始吸收电流，从正弦电网电压的过零延迟大于1.3ms，而另一方面它使对应于段S1的首次阶跃/电流跃变远高于(约3倍)被吸收电流的接下来的阶跃/电平；这两种效应(延迟进入导通和相对于下一次阶跃的更高值的首次电流阶跃)决然地有助于被吸收电流的奇数谐波的增加电平，从而超过EN61000-3-2标准强加的极限。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是把由直接AC电源驱动的LED串所吸收的电流的谐波含量减小到EN61000-3-2标准要求的极限以下。按照本专利技术的降低由驱动被分成几个LED段的LED串电路的至少一个初级直接AC供电电源集成电路所吸收的电流的谐波含量的方法，包括步骤：向该电路添加至少一个第二级直接AC供电电源集成电路；和通过把第一最初LED段拆分为几个另外LED段并用该至少一个第二级直接AC供电电源集成电路分别驱动该另外LED段，把该LED串从被分成最初较低数量的LED段的LED串变换为被分成更高数量的LED段的LED串，重新整形被初级和第二级直接AC供电电源集成电路所吸收的电流的形状。按照本专利技术的方法，有如下优点：-允许通过使用不符合标准的直接AC供电电源，制作符合EN61000-3-2的供电电源；-允许具有高于25W的额定功率的设备的直接电网连接；-在功率方面，不受限制地扩缩；-保持原来不符合标准的拓扑结构的90％以上的高电效率；-呈现改进的、接近于1(0.995)的功率因数，高于最初的、已知的和不符合标准的拓扑结构的功率因数；-当与最初的、已知的和不符合标准的拓扑结构相比较时，缩短了LED在期间不被点亮的时间；-当与最初已知直接AC不符合标准的集成方案比较时，改进了闪烁指数；-能够在其中放置LED的同一印刷电路板上制作高供电电源，显著地简化整个高功率照明器具的生产；-供电电源的寿命与LED的寿命有相同的数量级。与本专利技术相关联的LED照明设备，有如下优点：-在功率上不受限制地扩缩，因为它们都符合EN61000-3-2谐波标准；-特别便宜，因为它们使用专用的低功率的集成直接AC供电电源。附图说明下面结合图详述按照本专利技术的方法，提供按照所述方法的采用LED的照明设备的几个实施例，这些图表示：图1是电路示意图，示出已知的有LED串的光器具，该LED串由4个LED段的低功率集成直接AC供电电源驱动。图2是电路示意图，示出已知的扩缩法，被用于增加额定功率。图3是曲线图，示出由图1中的设备吸收的电流的时间变化。图4是曲线图，示出图3中的电流的频谱。图5是电路示意图，示出按照本专利技术的LED照明设备的第一优选实施例的布线，具有它的被分成四个另外LED段的第一最初LED段S1。图6是曲线图，示出由图5中的设备吸收的电流的时域变化。图7是曲线图，示出图6中的电流的频谱。图8是电路示意图，示出按照本专利技术的包含图5中的供电电源的扩缩的第二优选实施例的布线，具有它的分成四个另外LED段的第一最初LED段S1。图9是电路示意图，示出按照本专利技术的第三优选实施例的布线，作为图5中的供电电源的扩缩的另一个例子，具有它的被分成三个另外LED段的第一最初LED段S1。图10是电路示意图，示出按照本专利技术的第四优选实施例的布线，作为图5中的供电电源的扩缩的另一个例子，具有它的被分成四个另外LED段的第一最初LED段S1。图5、8、9和10中的设备都是符合EN61000-3-2标准的。具体实施方式按照本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低由驱动被分成几个LED段的LED串电路的至少一个初级直接AC供电电源集成电路(IC11，IC12，…，IC1n)所吸收的电流的谐波含量的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：a)向该电路添加至少一个第二级直接AC供电电源集成电路(IC21，IC22，…，IC2n)；b)通过把第一最初LED段(S1)拆分为几个另外LED段(S1f1，S1f2，S1f3，S1f4)，并由该至少一个第二级直接AC供电电源集成电路(IC21，IC22，…，IC2n)分别驱动该另外LED段(S1f1，S1f2，S1f3，S1f4)，把该LED串从被分成最初较低数量的LED段(S1，S2，S3，S4)的LED串变换为被分成更高数量的LED段的LED串，重新整形由该初级连同该第二级直接AC供电电源集成电路(IC11，IC12，…，IC1n；IC21，IC22，…，IC2n)所吸收的电流的形状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种降低由驱动被分成几个LED段的LED串电路的至少一个初级直接AC供电电源集成电路(IC11，IC12，…，IC1n)所吸收的电流的谐波含量的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：a)向该电路添加至少一个第二级直接AC供电电源集成电路(IC21，IC22，…，IC2n)；b)通过把第一最初LED段(S1)拆分为几个另外LED段(S1f1，S1f2，S1f3，S1f4)，并由该至少一个第二级直接AC供电电源集成电路(IC21，IC22，…，IC2n)分别驱动该另外LED段(S1f1，S1f2，S1f3，S1f4)，把该LED串从被分成最初较低数量的LED段(S1，S2，S3，S4)的LED串变换为被分成更高数量的LED段的LED串，重新整形由该初级连同该第二级直接AC供电电源集成电路(IC11，IC12，…，IC1n；IC21，IC22，…，IC2n)所吸收的电流的形状。2.按照权利要求1的方法，其特征在于，该第一最初LED段(S1)的拆分是被制成两个、或三个、或四个、或更多另外LED段。3.一种直接从公共AC电网驱动的LED照明设备，包括：-桥式整流器(PR)，它的“正”引线被串联连接到串联连接的LED串的阳极，该串联连接的LED串被分成几个最初LED段(S1，S2，S3，S4)；-至少一个初级直接AC供电电源集成电路(IC11，IC12，…，IC1n)，它的内部电流源被分别连接到最初第二LED段(S2)的第一LED组成部分的阳极、最初第三LED段(S3)的第一LED组成部分的阳极、第四最初LED段(S4)的第一LED组成部分的阳极、第四最初LED段(S4)的最后LED组成部分的阴极；-其中，该至少一个初级直接AC供电电源集成电路(IC11，IC12，…，IC1n)的GND引脚连同它的电流设定电阻(R11，R12，…，R1n)的冷端并且连同桥式整流器(PR)的“负”引线都被连接到地；其中：在电压(UAB)增加至最初LED段(S1)、(S2)、(S3)和(S4)的相应阈值电压以上时，所述最初LED段被该至少一个初级直接AC供电电源集成电路(IC11、IC12、…，IC1n)接连地且顺序地接通；并且在电压(UAB)下降至最初LED段的相应阈值电压以下时，最初LED段(S4)、(S3)、(S2)和(S1)被该至少一个初级直接AC供电电源集成电路(IC11...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿德里安·伊万·鲁斯，
申请(专利权)人：阿德里安·伊万·鲁斯，
类型：发明
国别省市：罗马尼亚,RO