用于调制ＬＥＤ的电路装置和用于操作该ＬＥＤ的方法制造方法及图纸

为了在调制ＬＥＤ时实现高的调制频率，用于调制至少一个ＬＥＤ的电路装置包括与ＬＥＤ并联的调制电路（３），其中调制电路（３）包括串联的开关设备和门限设备。在用于操作ＬＥＤ的方法中，通过使所述开关设备在关闭状态和打开状态之间交替来调制所述ＬＥＤ。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于调制LED的电路装置(circuit-arrangement)、用于 调制多个LED的系统以及用于操作LED的方法。由于LED的低功耗和长寿命，如今LED用于许多应用中。相应 地，可提供各种类型的驱动电路来操作这种LED。技术背景在一些应用中，能够实现LED的调制是必需的。在现有技术中显 示了对这个问题的一个解决方案。US 5，959，413在图8中公开了由单个 电流源192驱动的三个LED的串联布置。开关186、 188、 190与相应 的LED并联布置，这能够实现交替的电流路径，这样相应的LED可 -故短路并因此可#皮切断和接通。尽管所示方法保证了经过每个LED的恒定电流，但是这个电路的 缺点在于LED的高频调制可以引起带有电流尖峰(spike)的问题。另 外，当跨过相应LED的开关关闭时，LED的本征电容被短路。 一旦该 开关4皮打开，在该LED^皮照亮之前，本征电容净皮再次充电。因此，可 能难以实现高的调制频率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供能够实现好的调制性质的电路装置。 根据本专利技术，该目的通过根据权利要求1的电路装置、根据权利 要求9用于调制多个LED的系统和根据权利要求11的用于操作LED 的方法来解决。从属权利要求涉及本专利技术的优选实施例。根据本专利技术的电路装置包括与至少一个LED并联的调制电路。在 调制电路内，开关设备和门限(threshold)设备串联布置。所述调制 电路用于作为电流的可选电流路径，所述电流施加在LED和该调制电 路的并联处LED的正向上。所述开关设备至少能够实现所述调制电路 的关闭状态和打开状态，使得当开关关闭时，LED基本上不被照亮。 因此，该开关设备用于作为触发(toggle) LED照明状态的装置。该开 关设备具有几乎为0欧姆的电阻，这对应于"完全，，关闭状态，然而，这不是必需的。另外，即使在关闭状态，提供的电流也没必要完全经过该调制电路馈送。当所述开关设备处于关闭状态时，LED的正向偏 置电压减少到LED基本上不被照亮的级别，由此在当前上下文中术语 "基本上不被照亮，，被理解为包括在给定环境条件下人眼看不见的亮 度级别。所述开关设备可以是至少提供打开状态和关闭状态的任何类 型的电气设备，例如简单的开关、继电器或优选地为半导体开关器件。将施加在LED两端的二极管电压Ud限制到预定门限电压级别U,。由 此，在这个状态下，LED的本征电容没有被完全放电。当开关i殳备再 次设置成打开状态时，所述本征电容仍然是净皮至少部分充电，以致LED 的充电和响应时间被有益地缩短。所述门限设备可以是任何类型的电 气或电子器件，当施加其上的电压等于或超过预定操作点时，其导通， 当所述电压低于所述操作点时，其基本上不导通。例如，所述门限设 备可以是双极晶体管、场效应晶体管或齐纳二极管(z-diodc)。根据本专利技术的布置不仅仅使得能够实现高频率调制。作为另外的 优点，消除了在LED的本征电容放电时生成的短而大的电流脉冲，这 导致开关损失减小并且电磁兼容性的级别提高。因此本专利技术的电路装 置非常适用于像航空航天和汽车(automotive)之类的EMI (电磁干扰) 敏感的应用。由于所能够实现的高调制速率，电信领域中的应用，例 如在收发器中的应用，是可能的。还可以在照明应用中使用根据本发 明的电路装置以通过调制使LED变暗。这里，若干lOKHz范围内的 高调制速率对于实现平滑的过渡效果是必要的。一般应该根据所用设备的特性来选择预定门限电压Uz,使得在开 关设备的关闭状态下LED的本征电容不被完全放电，而同时LED基 本上不被照亮。如本申请期望的，LED可以是任何类型的。 一般地，应该选择LED 和调制电路设备，使得调制电路的设备的组合的内部电容小于LED的 本征电容。附加的LED以与所述LED串联或并联。在这种情况下， 所述正向偏置(forward bias )是LED的总的组合的正向偏置，所述本 征电容是LED的全面组合的本征电容。在优选实施例中，LED是有才几发光设备(OLED)。最近OLED 被用于显示和一般照明应用。由于它的分层结构和类似板电容器(plate-capacitor-like)设置，OLED对于电极之间大约500nm的典型 层厚度通常展现100-500pF/ mm2的大电容。由于高的电容，本专利技术在 此尤其有益。在另外的优选实施例中，门限设备是齐納二极管。齐纳二极管是 商业可提供的可以被应用来稳定LED两端电压的电子器件。特别优选 的是，齐納二极管以与LED的正向偏置取向相反的方向的正向偏置取 向来布置。在这个配置中，如果施加了大于齐纳电压Uz的电压，那么 齐納二极管导通。如果所述电压落到Uz以下，那么齐纳二极管不导通。在本实施例中，齐纳二极管用于开关设备的关闭状态中。在这种 情况下，当电流朝LED的正向施加至电路装置中时，所述齐纳二极管 将二极管电压Ua稳定到Uz。由此，齐纳二极管防止LED的本征电容 的完全放电。优选的是，在0，l和l，5xUf之间选择门限设备的门限电压Uz，其 中Uf是LED的正向偏置电压。在电路装置中串联使用了多于一个LED 的情况下，Uf是LED的组合正向电压。试验的结果已表明，这个范围 导致高得多的调制速率。然而，应该注意的是，由于Uf取决于操作参 数，当使用了极端操作条件或老化的LED时，情况就可能不是这样。 在这种情况下，可以针对所使用的特定LED考虑这些效应来选择Uz。 进一步优选的是，Uz处于0，9xUf和1，2xUf之间，由此特别优选的是， Uz小于Uf 。根据本专利技术的研制，所述开关设备是被驱动的开关器件，并且优 选地是半导体开关器件。这种半导体开关器件的典型实例是晶体管， 特别是BJT、 FET、半导体闸流管等。所述开关设备应该能够实现高 的开关周期和适当的寿命，甚至在高电流下也能实现，当在电路装置 中并联使用多个LED时，便会出现所述高电流。为了获得高的调制速 率，所述开关设备通常应该展现出低的内部电容。在用于独立调制多个LED的系统中，根据本专利技术的多个电路装置 串联至单个电流源。当在单个设备中使用多个LED时，可期望保持电 流^f艮低。因而，优选串联方法来减少通过寄生电阻的功率损失。如果期望若干LED的每一个的亮度都彼此相等，例如在要求用分 别为红、绿、蓝的三个LED进行颜色混合的应用中，那么这种设置特 别有益。另外，多个包括LED的电路装置的串联能够实现每个LED的独立调制控制。如前面提到的，电路装置中的每个LED也可以伴随 有附加的LED以形成组，例如以增大每个独立组的亮度。还可以在根 据US 6,249,088或US 6,201,353的三维晶格结构LED阵列中布置多个 电路装置。本专利技术的这些和其他方面将根据下面描述的实施例变得清楚明 白，并将参考所述实施例进行阐述。 附图说明在图中，图1表示根据本专利技术的电路装置的实施例的电路图，图2表示用在图1的实施例中的例示性OLED的等效网络，图3表示用在图1的实施例中的例示性OLED的电压/电流图，图4a表示图1的实施例中开关状态关于时间的曲线图，图4b表示图1的实施例中二极管电压Ud关于时间的曲线图，图4c表示图1的实施例中二极管电流Id关于时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于调制ＬＥＤ的电路装置，包括并联的至少一个ＬＥＤ和调制电路（３），其中调制电路（３）包括与门限设备串联的开关设备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D亨特，G索尔兰德，
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]