具有亮度和颜色控制的谐振电源ＬＥＤ控制电路制造技术

本发明专利技术涉及用于对立地同时控制两个ＬＥＤ（４１、４２）或两个ＬＥＤ群的亮度和颜色或色温的谐振功率ＬＥＤ控制电路，包括本质上由具有控制单元（２１）的半桥或全桥ＤＣ／ＡＣ转换器（２）、谐振电容器和变压器（３）组成的单个谐振转换器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发光二极管应用在显示装置中是已知的。由于最初的发光二极管的光输出很小，所以它们在很长一段时间内被限制在这个应用范围中。然而，发光二极管最近正变成越来越可用，它具有了充足的光输出并且还满足了光应用的需求。通常，多个发光二极管被安排成一个矩阵。如今，已知具有最大功率的LED被称为″大功率LED″。它们的光输出是白炽灯的很多倍。对LED的控制一般借助于恒定电流源来进行，因此流经二极管的电流被检测并且被控制到一个给定的要求值。在此给出了通过脉宽调制来使发光二极管暗淡的可能性。如果将利用到能展望的LED的功能和尺寸的优点，则同时具有成本效率的LED控制是必需的。控制任务是满足关于亮度和颜色或色温的充实的需光量。US 2003/0043611A1公开了一种用于实施可能的所述二极管的亮度控制的发光二极管操作的供电和控制的电路布置。连接到DC电压源并具有可变输出频率的DC/AC转换器与至少两个可控电源开关一起使用，以便把由DC电压源传递的电源电压转换成交流电压。负载电路被连接到DC/AC转换器的输出端，该电路包括调谐部件并包含该发光二极管。负载电路的电源开关的转换频率是可变的，以便于控制发光二极管的亮度。LED(有或没有整流器)可以直接连接到由用于亮度控制的调频半桥或全桥提供的谐振电路。EP 0314324A1公开了一种氧气计量系统，其包括由直接连接到反并联连接的两个LED的全桥变换器组成的LED电源，所述的LED具有不同的发射频率。变换器被调制，以使得每个LED都用不同的、固定设置的频率来操作。另外的已知系统具有共同点，即两级电压转换器被优选用于控制一个LED或几个串联连接LED的亮度(与上述的两个单级系统对比)。第一AC/DC转换器(例如从电源电压)提供需要的LEDDC电压，而第二AC/DC转换器形成脉宽调制的电流源。几个这类DC/AC转换器是经过混合来自于几个LED的光线来控制颜色所必需的。这取决于颜色的数量而导致了相当大的结构尺寸。而且，我们发现已知的系统由于其结构复杂度而增加了成本。本专利技术的目的是弥补这个缺陷。本专利技术的目的是提供一种用于具有亮度和颜色控制的大功率LED的谐振控制电路，其中，部件数量得到了减少并且结构尺寸也比较小。根据本专利技术，这个目的借助于包括用于同时独立地控制两个LED或两个LED群的亮度和颜色的谐振转换器的单个谐振大功率LED控制电路而被实现，谐振转换器基本上由通过具有控制单元的半桥或全桥DC/AC转换器、谐振电容器和变压器组成。本专利技术提供了一种用于具有亮度和颜色控制的大功率LED的谐振控制电路，其中，部件数量被减少并且其结构尺寸也比较小。基本上由DC/AC转换器、谐振电容器和变压器组成的用于两个LED或两个LED群(提供两个或多个LED群，其中两个群被独立地控制)的单个谐振转换器的使用，以及因此同时被明显减少的部件数量使得成本降低。在本专利技术的又一个实施例中，由二极管发射光线发射的光形成控制单元的输入值，使得表示该输入值的输入信号借助于光耦合而被实现。从而，发射光将遵循DC/AC转换器的初级侧的两个参考信号，并且从而将变得与温度或时间无关。可替换地，可以测量并反馈要与两个将被控制的LED或LED群相关联的次级侧处的电流。在本专利技术的一个实施例中，每次都把几个LED一起加入到串联连接的阵列群中。从而，取决于具体的需光量而能够控制多种LED结构。在本专利技术的又一个实施例中，LED的电压供应经由变压器的次级侧来进行。因此，后者可以只包括与两个LED(或LED群)反并联连接的单个绕组。从而，两个LED(或LED群)被连续地供应电源，即第一LED(群)由次级变压器电流的第一(正)半波供应，而第二LED(群)由第二(负)半波供应。相应的电流能够通过在初级侧调整DC/AC转换器的工作循环和频率而被独立地控制。在两个LED(或LED群，其可能包括许多不同的串联连接的LED)的正向电压差别很大的情况下，变压器的次级侧也可能由两个可以适用于正向电压的绕组组成。这个绕组的绕组方向被如此选择-还结合连接到LED(或LED群)的方法-以使得连续地向LED(群)供电。例如，通过使用中心抽头连接到两个LED(群)的共阴极(或阳极)并且末端连接到两个LED(群)的阳极(或阴极)的绕组，而形成了这样的一种基本结构。在本专利技术的又一个实施例中，又一个LED(或LED群)被安排在导向中心抽头的公共支路中。这个支路中的全电流，即此处安排的LED(群)中的全电流由变压器输出电流的两个半波来供电。在这种情况下，公共支路中的LED(群)起主光源的作用，而另外都只由一个半波供电的两个LED(群)起辅助光源的作用。在本专利技术的又一个实施例中，开关二极管被提供来代替其中一个由半波供电的LED(群)。这样产生了一种具有主光源和辅助光源的布置。在此，调整流经两个彼此独立的LED(群)的电流是可能的，因此混合光的总亮度以及-通过使用不同颜色的LED(群)-颜色或色温能够被独立地控制。有利地，LED被连接到反向阻塞二极管。因此避免了LED的反向击穿。而且，避免了可能的LED阻塞延迟电流。在又一个优选的实施例中，LED被连接到滤波电容器。因此，LED电流的峰值与均方根值(rms)之比能够被降低。本专利技术将在下文中参考附图通过举例的方式来解释，其中附图说明图1用图解法示出了大功率LED的控制电路；图2示出了图1的LED控制电路在操作期间的电流和电压梯度(都供电LED)；图3示出了图1的LED控制电路的电流和电压梯度(LED(Da)被供电，DC/AC转换器的工作系数为35％)；图4示出了图1的LED控制电路的电流和电压梯度(LED(Db)被供电、DC/AC转换器的工作循环为65％)；图5示出了只有一个绕组的输出端结构；图6示出了LED的串联布置；图7示出了如图5中的具有附加的反向阻塞二极管的结构(串联布置)；图8示出了如图5中的具有附加的反向阻塞二极管的结构(并行布置)；图9示出了根据图1的具有反向阻塞二极管的控制电路的中心抽头；图10示出了图9中具有附加的滤波电容器的结构；图11示出了具有主光源和辅助光源的结构；图12示出了图11中的具有反向阻塞二极管的结构；图13示出了图11中的具有第二个辅助光源的结构；和图14示出了图13中的具有反向阻塞二极管的结构。图1用图解法示出了根据本专利技术的大功率LED控制电路的构造。整流滤波器1连接到用交流电压vac操作的供电网络。整流器1输出端的直流电压vdc向变压器3所连接的DC/AC转换器2供电。电容器C串联连接在DC/AC转换器2和变压器3之间。电容器和变压器一起组成谐振电路。变压器3激励LED41、42。DC/AC转换器2本质上基于与在半桥式电路中安排的两个晶体管22、23连接的控制电路21。可替换地，DC/AC转换器还可以被构造为全桥电路。控制电路21在其输入端被光学连接到LED41、42。可替换地，可测量并反馈在次级侧处与半波相关联的电流。为了把由LED41、42发射的光转换成电信号，控制电路21包括(未示出的)光感受器。LED41、42阴极在次级侧处被直接连接到变压器3的中心抽头33。可以调整两个输出电压，这两个输出电压是经由在一方面的连接31及32和另一方面的中心抽头33之间的相应电感L2a和L2b本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐振大功率ＬＥＤ控制电路，包括用于同时独立地控制两个ＬＥＤ（４１、４２）或两个ＬＥＤ群的亮度和颜色的单个谐振转换器，该转换器基本上由具有控制单元（２１）的半桥或全桥ＤＣ／ＡＣ转换器（２）、谐振电容器和变压器（３）组成。

【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：R埃尔弗里奇，P吕尔肯，
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]