操作电源电压小于LED的总正向电压的LED矩阵制造技术

照明单元包括提供最大电压的电源和多个LED照明电路。每个LED照明电路包括LED串、多个开关、开关序列发生器和开关控制器。LED串包括多个串联连接的发射器，所述多个串联连接的发射器的总正向电压超过电源的最大电压。每个开关与LED串的相应LED并联耦合。开关序列发生器提供开关模式序列，使得每个开关模式中同时激活的LED的总正向电压不超过电源的最大电压。开关控制器根据序列中的每个开关模式启动开关。多个LED照明电路中的每一个的LED串布置在二维阵列中。二维阵列中。二维阵列中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】操作电源电压小于LED的总正向电压的LED矩阵
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年5月15日提交的美国临时专利申请号63/025638和2020年7月22日提交的欧洲专利申请号20187189.4的权益，其内容在此通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]在发光二极管(LED)照明电路中，直流(DC)电源可以被用于驱动一串串联连接的LED。电源可以被实现为提供期望电流的电流源。电源的电压可以被调节到该串的LED的总正向电压。换句话说，电源或电流源可以同时驱动所有的LED。

技术实现思路

[0004]一种照明单元，包括提供最大电压的电源和多个LED照明电路。每个LED照明电路包括LED串、多个开关、开关序列发生器和开关控制器。LED串包括多个串联连接的发射器，其总正向电压超过电源的最大电压。每个开关与LED串的相应LED并联耦合。开关序列发生器提供开关模式序列，使得每个开关模式中同时激活的LED的总正向电压不超过电源的最大电压。开关控制器根据序列中的每个开关模式启动开关。多个LED照明电路中的每一个的LED串布置在二维阵列中。
附图说明
[0005]可从以下描述中获得更详细的理解，以下描述通过示例的方式结合所附附图给出，其中：
[0006]图1为示例LED照明电路的框图；
[0007]图2为示出示例脉宽调制(PWM)开关序列的时序图；
[0008]图3是示出当使用图2的序列驱动时，图1的串中的LED的相对光强度的示例图表；
[0009]图4为包括若干图1的LED照明电路的示例照明单元的框图；
[0010]图5为可以用于LED照明电路(例如图1和图4的LED照明电路)的示例LED阵列的俯视图；
[0011]图6为不包括图1
‑
图4的实施例的元件、并且要求一串中的所有LED同时打开的LED照明电路的示意图；
[0012]图7为操作LED照明电路的示例方法的流程图；
[0013]图8为一个示例车辆头灯系统的示意图；以及
[0014]图9为另一示例车辆头灯系统的示意图。
具体实施方式
[0015]下文将参考所附附图更全面地描述不同光照明系统和/或发光二极管实施方式的示例。这些示例不相互排斥，并且在一个示例中发现的特征可以与在一个或多个其他示例中发现的特征相组合，以实现另外的实施方式。因此，将被理解，所附附图中所示的示例仅
为了说明的目的而提供，并且它们不旨在以任何方式限制本公开。类似的数字始终指代类似的元件。
[0016]将被理解，尽管术语第一、第二、第三等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应该被这些术语所限制。这些术语可以用于区分一个元件与另一个元件。例如，第一元件可以被称为第二元件并且第二元件可以被称为第一元件，而不脱离本专利技术的范围。如本文所使用的，术语“和/或”可以包括一个或多个相关联列出项目的任何和所有组合。
[0017]将被理解，当诸如层、区域或衬底的元件被称为“在”或“延伸到”另一个元件上时，它可以直接在或直接延伸到另一个元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”或“直接延伸到”另一个元件上时，可能没有中间元件的存在。还将被理解，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到另一个元件和/或经由一个或多个中间元件连接或耦合到另一个元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时，在该元件和另一个元件之间没有中间元件的存在。将被理解，除了图中描绘的任何取向之外，这些术语旨在涵盖元件的不同取向。
[0018]诸如“下面”、“上面”、“上边”、“下边”、“水平”或“垂直”的相对术语在本文可以用于描述一个元件、层或区域与图中所图示的另一个元件、层或区域的关系。将被理解，除了图中描绘的取向之外，这些术语旨在涵盖器件的不同取向。
[0019]一些照明应用(例如机动车照明应用)将LED串用于各种目的，例如用于自适应前光束或矩阵前光束。由于安全标准，用于这种照明电路的驱动器的最大输出电压通常被限制为低于车辆接地的60V，通常具有由车辆制造商定义的裕量。在这个示例中，应用可用的最大输出电压可能是55V或甚至更低。在LED照明应用的情况下，考虑到LED的正向电压在低温下会显著增加，这种限制可能对一串中可以包括的LED的数量产生约束。例如，如果LED的总正向电压通常约为4V，但在寒冷条件下上升到4.5V，则十二个这种LED的总正向电压已经接近制造商的极限。如果希望使用多于这个数量的LED，则可能需要第二个驱动器。这会显著增加照明应用的总成本。
[0020]本文所述的实施例提供了一种LED照明电路，其包括配置为提供最大电压的电源和包括若干串联连接的LED的LED串。LED串的总正向电压可能超过电源的最大电压。LED照明电路还可以包括开关布置，该开关布置包括若干开关，每个开关与LED串的LED并联耦合。LED照明电路还可以包括开关序列发生器，用于提供PWM开关模式序列，使得在开关模式中同时激活的LED的总正向电压不超过电源的最大电压。开关控制器可以被配置成根据开关模式来启动开关布置的开关。
[0021]因此，本文所述的实施例可以提供一种LED照明电路，使更多数量的LED能够由电源驱动。换句话说，LED照明电路可能具有总正向电压超过其驱动器能力的LED。可以以这样的方式驱动LED，使得该串的LED决不同时全部打开，并且在任一时间打开的LED的总数不超过电源的最大电压。因为LED是以这样的方式开关的，使得永远不会超过驱动器容量，所以LED串可以包括任意数量的LED。此外，例如，LED串还可以包括具有更高最大驱动电流的LED。
[0022]图1是示例LED照明电路1的框图。在图1所示的示例中，LED照明电路1包括LED串1S，该LED串1S包括若干串联连接的LED 10(例如，在所示示例中标记为#1
‑
#14的十四个LED 10)。每个LED 10具有正向电压V
f
。LED照明电路1还可以包括电源11，该电源11被配置成提
供跨LED串1S的最大电压V
max
。电源11可以是例如DC
‑
DC转换器。串1S中的LED 10的数量可以使得，在LED 10全部同时打开的情况下，串1S中的LED 10的总正向电压∑V
f
将超过电源的最大电压V
max
。在图1所示的示例中，可以假设电源11被配置为提供对应于10
·
V
f
的最大电压V
max
。如果所有的LED 10同时打开，则它们的总正向电压14
·
V
f
将超过电源11的最大电压V
max
。
[0023]两个最里面的LED#7和#8可以形成中央组1S_c。LED#1
‑
#6可以形成第一外部LED组1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种照明单元，包括：多个LED照明电路，每个LED照明电路包括：电源，被配置为提供最大电压；LED串，其包括多个串联连接的发射器，所述多个串联连接的发射器的总正向电压超过所述电源的最大电压；多个开关，所述多个开关中的每一个与所述LED串的相应LED并联耦合；开关序列发生器，被配置为提供开关模式序列，使得在每个开关模式中同时激活的LED的总正向电压不超过所述电源的最大电压；和开关控制器，被配置为根据序列中的每个开关模式来启动开关，所述多个LED照明电路中的每一个的LED串被布置在二维阵列中。2.根据权利要求1所述的照明单元，其中，所述多个LED照明电路中的每一个包括相应的驱动器，所述相应的驱动器包括所述电源、所述开关序列发生器和所述开关控制器，所述电源被配置为提供跨对应LED照明电路的最大电压，所述开关序列发生器被配置为提供对应LED照明电路的开关模式序列，并且所述开关控制器被配置为基于所提供的开关模式序列来启动对应LED照明电路的开关。3.根据权利要求1所述的照明单元，其中：多个串联连接的LED中的每一个的LED串包括两个外部LED组之间的中央LED组，并且所述外部LED组具有相等的长度。4.根据权利要求3所述的照明单元，其中：一个外部LED组从所述LED串的阳极开始，并且另一个外部LED组以所述LED串的阴极终止。5.根据权利要求3所述的照明单元，其中，所述中央LED组包括所述LED串中LED总数的至多25％。6.根据权利要求3所述的照明单元，其中，所述开关序列发生器被配置为编译开关模式序列，在所述开关模式序列中，外部LED组的LED的占空比比中央LED组的LED的占空比短。7.根据权利要求3所述的照明单元，其中，所述开关序列发生器被配置为编译开关模式序列，在所述开关模式序列中，外部LED组的最外面的LED的占空比比该外部LED组的最里面的LED的占空比短。8.一种操作照明单元的方法，所述方法包括：提供照明单元，所述照明单元包括：至少一个电源，被配置为提供最大电压，二维发射器矩阵，至少一组二维发射器具有超过所述至少一个电源的最大电压的总正向电压，多个开关，所述多个开关中的每一个与发射器中的相应一个并联耦合，至少一个开关序列发生器，和至少一个开关控制器；从所述至少一个开关序列发生器检索至少一个开关模式序列，该至少一个序列使得每个开关模式中同时激活的LED的总正向电压不超过所述至少一个电源的最大电压；以及将开关模式序列应用于开关控制器，以根据序列中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：亮锐有限责任公司，
类型：发明
国别省市：