基于ＬＥＤ的照明应用制造技术

本发明专利技术涉及一种照明应用，所述照明应用例如可包括ＬＥＤ组件，所述ＬＥＤ组件包括两个或两个以上的ＬＥＤ单元的串联连接，每个ＬＥＤ单元均包括一个或一个以上的ＬＥＤ，每个ＬＥＤ单元均设置有用于大致使所述ＬＥＤ单元短路的可控开关。所述照明应用还包括用于控制驱动单元的控制单元，该控制单元布置成接收表示电源电压的电压电平的信号并且根据所述信号来控制所述开关。本发明专利技术还提供能够以最佳保持电流操作基于ＴＲＩＡＣ的调光器的ＬＥＤ驱动器以及包括例如电容器的可开关缓冲器的ＬＥＤ驱动器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及基于LED的照明应用(lighting application)，诸如由电流驱动器供电的照明应用，该电流驱动器由诸如TRIAC调光电子变压器所提供的变化的电源电压提供电力。
技术介绍
现有技术的高效且节省成本的LED驱动器在继发于电子变压器的改型情形下(例如在使用标准TRIAC调光器进行调光(dim)的情况下)不是可调光的。一般地，LED驱动器被理解为包括诸如开关调节器或线性调节器等用于为LED或LED的组件提供电力的电力变换器和布置成控制电力变换器(power converter)和/或LED组件的控制单元。LED驱动器通常由直流输入源提供电力，其中光的调节(响应于用户接口动作)典型地通过调节该应用的一个或一个以上的LED的占空比来实现。这样，常规的LED驱动器不适合于由诸如标准TRIAC调光器所提供的电压源来提供电力。原因在于电子调光器之后的波形可能显著地改变。这样，可用作LED驱动器的输入的即时电压可能瞬时不足以为照明应用的一个或一个以上的LED提供电力。一般的卤素灯会平均所接收的电力，并且不会被激发产生闪烁，但即使采用卤素，低输出电平也是棘手的，并且在许多情况下会看到闪烁。当常规的LED驱动器由诸如标准TRIAC调光器所提供的电压源提供电力时，在 LED驱动器所需的电流降到TRIAC的保持电流的最小值之下时同样可能出现光闪烁。标准 TRIAC设计例如可能需要30-50mA之间(以50Hz电网频率为例在输出每个IOOHz的循环之后)的保持电流。为了在需要向LED驱动器提供电压时确保所需的保持电流，在文献中已提出了设置与LED驱动器并联的负载，以便确保由TRIAC调光器供应最小保持电流。维持这样的电流(以便使TRIAC维持其导通状态)可导致大量耗散，不利地影响照明应用的效率。通常，现有技术的由例如电网交流电源提供电力的LED驱动器应用相比而言较大的输入滤波器电容(超过1 μ F至10 μ F)。这样的电容例如可被应用在用于EMI滤波和整流的单元之后而在例如高效开关调节器的电力变换器之前。处在这个位置的大电容(超过 0. 1 μ F)有一些显著的缺陷。当电容器显著地超过0. IyF时，电容器的尺寸、重量、成本、缩短预期寿命及其对功率因数校正(PFC)的负面影响全部都会在现有驱动器设计中引起严重缺陷。现有解决方案的另一缺陷是PFC线路的大尺寸、重量、成本、缩短寿命预期阻碍了对低功率直流电网电流驱动器的应用。现有解决方案的另外的缺陷是在许多情况下，在光输出中存在IOOHz的行频。对于某些人，IOOHz的频率可能容易引起恶心。另外，使照明应用和观察者的眼睛相对于彼此移动可导致以这样的相比而言较低的频率的闪烁和/或频闪效应。本专利技术的目的是至少部分地消除以上提及的缺点中的至少一个缺点或至少提供可用的替代。本专利技术的目的是提供一种基于LED的照明应用，其更好地适合于处理与直流电源不同的电源。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种照明应用，其包括-LED组件，该LED组件包括两个或两个以上的LED单元，每个LED单元均包括一个或一个以上的LED，LED组件还包括开关组件，该开关组件包括用于变更LED组件的拓扑结构的一个或一个以上的可控开关；-驱动单元，该驱动单元用于为LED单元提供电力，在使用中由电源电压为该驱动单元提供电力；-控制单元，该控制单元用于控制驱动单元，控制单元包括布置成接收表示电源电压的信号的输入端子，和用于向开关组件提供控制信号以根据该信号控制开关组件的输出端子。根据本专利技术的第一方面的照明应用包括两个或两个以上的LED单元，每个LED 单元均包括至少一个LED。根据本专利技术，LED被理解为包括能够响应于电信号而产生发光 (radiation)的任何电致发光二极管。根据本专利技术的LED单元可包括一个或一个以上的 LED。在LED单元包括超过一个LED的情况下，LED可串联连接或并联连接或以其组合的方式连接。在根据本专利技术的照明应用中所应用的LED单元布置成串联连接。根据本专利技术的第一方面的照明应用还包括用于变更LED组件的拓扑结构的开关组件。作为这样的变更的示例，可提及使LED单元中的一个或一个以上的LED单元短路。开关组件例如可给每个LED单元提供用于大致使该LED单元短路的可控开关。作为示例，开关组件可包括与LED单元中的一个或一个以上的LED单元并联连接的FET或M0SFET。通过控制FET或MOSFET的状态(即导通或不导通)，可使一个或一个以上的LED单元短路。根据本专利技术，变更LED组件的拓扑结构被理解成包括但不限于-连接或断开一个或一个以上的LED单元，使得它们不再由驱动单元提供电力；-使一个或一个以上的LED单元短路，使得来自驱动单元的电源电流流过LED单元的并联通路而不再流过LED单元本身；-变更LED单元如何互连。作为后者的示例，可提及将LED组件的两个LED单元的串联连接变成LED单元的并联连接。根据本专利技术的第一方面的照明应用还包括用于向LED单元提供电力的驱动单元。 在本专利技术的意图内，驱动单元也被称为变换器或电力变换器。作为示例，驱动单元可包括降压变换器或升压变换器。这样的变换器能将输入电源(例如来自调光器电路的电源电压) 变换成对于为一个或一个以上的LED单元提供电力恰当的电流源。诸如降压或升压变换器的变换器是开关调节器的示例。值得指出的是，在根据本专利技术的各个方面的照明应用或LED 驱动器中所应用的驱动单元还可以是诸如电压或电流调节器的线性调节器。由于在电源电压与所需的负载电压之间严重失配的情况下效率很低，所以常常阻碍这样的线性调节器的使用。根据本专利技术的方面，可基于表示电源电压的信号来变更LED组件的拓扑结构。通过这样做，能实现电源电压与所需的负载电压之间更好的匹配，如以下将更详细地说明的那样。 这样，在根据本专利技术的照明应用中，可以更有效的方式来应用线性调节器。作为示例，可将经整流的交流电网电压(例如230V，50Hz)用作用于为LED组件提供电力的线性调节器的电源电压。假定LED组件的每个LED单元具有大约4V的正向电压并且调节器的最小电压降为1.5V，则当电源电压与负载电压(即LED组件上的电压)之间的电压差超过5. 5V时， 控制开关组件的控制单元能通过将串联连接的LED单元添加到LED组件中来变更LED组件的拓扑结构。当电源电压降低并且电压差接近1.5V时，可例如通过由控制单元闭合开关组件的开关来例如使LED单元中的一个LED单元短路。作为替代，可通过并联连接而不是串联连接LED单元来改变所述拓扑结构。能由控制单元基于表示电源电压的信号(一般地表示电源电压的特性)来确定何时以及如何改变LED组件的拓扑结构。所述信号例如可表示电源电压与所需的负载电压 (例如LED组件上所需的正向电压)之间的差。在实施例中，作为替代，所述信号可表示由电力变换器向LED组件所提供的负载电流。作为所描述的通过开关组件的恰当开关来控制LED组件的拓扑结构(并且因此控制所需的负载电压)的方式的结果，调节器上的损耗将大约在所施加的电流的1.5倍与所施加的电流的5. 5倍之间变化。根据本专利技术的第一方面，照明应用还包括用于控制开关组件的控制单元。控制单元可以各种方式实现，诸如采用专本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种照明应用，包括：－ＬＥＤ组件，所述ＬＥＤ组件包括两个或两个以上的ＬＥＤ单元，每个ＬＥＤ单元均包括一个或一个以上的ＬＥＤ，所述ＬＥＤ组件还包括开关组件，所述开关组件包括用于变更所述ＬＥＤ组件的拓扑结构的一个或一个以上的可控开关，在使用中由电源电压为所述ＬＥＤ组件提供电力；－控制单元，所述控制单元包括布置成接收表示所述电源电压的电压电平或所述ＬＥＤ组件的负载电流的信号的输入端子和用于向所述开关组件提供控制信号以根据所述信号来控制所述开关组件而由此变更所述ＬＥＤ组件的拓扑结构的输出端子。

【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：P·J·M·韦尔滕，
申请(专利权)人：埃尔多实验室控股有限公司，
类型：发明
国别省市：NL