用于驱动至少一个发光二极管的方法和用于实施该方法的照明装置制造方法及图纸

一种用于驱动至少一个发光二极管（4a，4b，4c）的方法，其中至少一个发光二极管（4a，4b，4c）至少在一些范围内借助于脉冲密度调制来驱动，在所述脉冲密度调制中根据光能量期望值、尤其是调光度在预设的间隔持续时间（T）内来设置相同的电流脉冲（p_red）的数量（n_dim）。照明装置（1）构造有至少一个发光二极管（4a，4b，4c）和用于为至少一个发光二极管（4a，4b，4c）馈电的至少一个驱动器（3a，3b，3c），其中照明装置（1）设计为用于实施所述方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于驱动至少一个发光二极管的方法和用于实施该方法的照明装置
本专利技术涉及一种用于驱动至少一个发光二极管或者为至少一个发光二极管馈电的方法。本专利技术还涉及一种照明装置，所述照明装置具有至少一个发光二极管和用于为至少一个发光二极管馈电的至少一个驱动器。
技术介绍
为了在宽的范围内调节发光二极管(LED)的亮度，驱动LED的LED电流的变化(电流水平调制)是不合适的，因为在低的和高的电流的情况下LED的亮度能够偏离于在其他方面良好满足的线性的电流/亮度比，并且此外LED能够被损害。因此，LED大多数情况下借助于脉冲宽度调制(PWM)来驱动，其中LED在预设的接通持续时间t1(也称作接通时间)内以恒定的电流I驱动并且此后在预设的断开持续时间t2(也称作断开时间)内切换为不通电。在此，具有周期持续时间T＝(t1+t2)的脉冲占空比t1/T大约相应于期望调光度。如果将周期持续时间T＝(t1+t2)选择得过长(典型地长于10ms)，那么所述PWM调光方法通过闪烁来被人类观察者察觉到。在接通持续时间t1上积分的电流强度或者电流I限定在周期T内产生的光能量或者光量。PWM激励或者PWM调光方法对于所使用的电流源提出动态的要求。在理想的情况下，在接通持续时间t1内提供恒定的电流，并且在断开持续时间t2期间没有电流流过(也就是说，切换过程可忽略不计地快速实施)。只有这样，脉冲占空比t1/(t1+t2)才直接与LED的有效亮度或强度成比例。然而，这在电流源具有大的上升时间常数t_PSU(也就是说，电流源所需的以将其电流值从断开的状态提升到额定值的预设比例的持续时间)和低的调光度的情况下不再得到保证，以至于因此调光特性偏离于线性特性。在(颜色)混合具有所需的不同的强度比或者单独的接通持续时间(例如t1i，i代表不同的LED)的不同颜色的LED的光以便能够设置特定的复合色坐标的情况下，视情况而定需要将不同LED之间的强度比或亮度比保持在特定的值。然而，在调光度(当前电流强度与最大电流强度之比)过低的情况下，例如在两个不同颜色的LED之间的亮度比不再与t1a/t1b成比例，并且有效的混合色彩显著地变化。因此，至今为止主要通过电流源的速度或者上升时间常数t_PSU和周期持续时间T来确定实际上可用的调光度。因此，在实践中，不低于约0.1ms的周期持续时间T，这不利地限制了调光度。因此，借助于脉冲宽度调制进行的调光尤其在周期持续时间T位于10ms>T>0.1ms范围内的情况下使用。在这样的周期持续时间T内，不再能够察觉到闪烁。处理所述缺点的一种可能性在于使用快速的电流源，然而所述电流源相对昂贵。在低的调光度的情况下的闪烁和/或在低的调光度的情况下的色彩偏差也能够被接受，但是这被用户认为是不利的。
技术实现思路
本专利技术的目的是，至少部分地排除现有技术的缺点，并且尤其针对低的调光度改进至少一个发光二极管的照明特性，尤其是更强地将所述照明特性线性化。所述目的根据本申请的实施例所述的特征来实现。尤其能够在后续的说明中得出优选的实施形式。所述目的通过一种用于驱动至少一个发光二极管的方法来实现，其中至少一个发光二极管至少在一些范围内借助于脉冲密度调制来驱动，其中根据用于要由至少一个发光二极管所辐射的光能量的期望值(“光能量期望值”)、尤其是调光度在预设的间隔持续时间内设置相同的电流脉冲的数量。因此，换言之，电流脉冲的数量能够根据所期望的光能量期望值变化，并且尤其能够通过产生最小偏差的数量来接近所述期望值。通过新型脉冲密度调制能够以简单的方式尤其改进所设置的光能量期望值和实际上达到的实际值之间的线性关系，更确切地说，尤其对于低的调光度而言。在此，脉冲密度调制得益于：由于电流脉冲的一致性而良好地已知每电流脉冲由至少一个发光二极管所产生的光能量，更确切地说即使不知道电流脉冲的形状。换言之，调光度能够精确限定地逐级地变化并且能够严重降低非线性。尤其能够显著地降低在光能量期望值、尤其是期望调光度和例如为实际调光度的相关的光能量实际值之间的相对误差。逐级性和剩余的非线性能够通过电流脉冲的大小或接通持续时间来简单地进行设置。脉冲密度调制也能够通过慢速的电流源应用。调光度尤其能够视为是关于用于为至少一个发光二极管馈电的最大电流值或者由至少一个发光二极管所辐射的光的亮度值的成比例的光能量值、电流值和/或成比例的亮度值。但是，光能量期望值也能够包括其他参数，例如电功率。一个设计方案是，所述方法包括尤其在较高的调光度或者朝向较高的调光度的情况下的脉冲宽度调制(在所述脉冲宽度调制中尤其是根据所期望的调光度设置电流脉冲的接通持续时间)和尤其在较低的调光度或者朝向较低的调光度的情况下的脉冲密度调制之间进行切换。由此能够将工作模式单独地匹配于发光二极管的不同的工作范围，尤其匹配于不同的调光范围。用于例如10％或更多的较高的调光度的脉冲宽度调制的应用在那里可实现尤其简单地激励至少一个光源或者为至少一个光源馈电，更确切地说，直到未调光的状态。特别地，能够在脉冲宽度调制和脉冲密度调制之间进行切换，使得脉冲宽度调制和脉冲密度调制在相关的切换点上达到至少大致相同的光强度、光能量、亮度等和/或相同的精度。另一设计方案是，当达到或者超过相应于脉冲宽度调制的电流脉冲的最短接通持续时间的调光度时实施切换，电流脉冲在所述最短接通持续时间内达到其额定电流。因此，尤其能够在所述调光度之上应用脉冲宽度调制，并且在所述调光度之下应用脉冲密度调制。在此利用：当不再达到相关的单独的电流脉冲的额定电流时，尽管绝对偏差变小，但是在期望调光度和实际调光度之间的线性关系在脉冲宽度调制的情况下显著变差。反之表明，应用脉冲密度调制的尤其多个、相对较短或者较小的电流脉冲来改进线性关系。另一设计方案是，用于为至少一个发光二极管馈电的电流源具有上升时间常数，所述上升时间常数与脉冲宽度调制的周期持续时间相比更短，尤其为脉冲宽度调制的周期持续时间的0.01倍或者0.1倍。由此，对于调光度的宽的范围而言能够应用具有足够好的线性的简单的且无级的脉冲宽度调制。上升时间常数是脉冲宽度调制的周期持续时间的0.01倍至0.1倍的情况具有下述优点：因此在周期持续时间内能够在通常情况下相当于大约三个上升时间常数的持续时间之后达到稳态。上升时间常数尤其能够是电流源所需的以达到是额定电流0.5倍的电流值，或者优选以达到相当于额定电流0.63倍的电流值(1-1/e)的持续时间。另一设计方案是，所述方法包括在较高的调光度的情况下的脉冲宽度调制和较低的调光度的情况下的脉冲密度调制之间进行切换。由此得出下述优点：能够以下述调光度驱动至少一个发光二极管，在所述调光度的情况下电流水平调制的(连续施加的)电流水平位于其下阈值之下。在此利用：为了无损坏地驱动，多个发光二极管需要以至少下阈值的电流水平来进行馈电。然而，也能够已经在电流水平或者调光度的值较高的情况下来实施脉冲密度调制，其中脉冲密度调制与电流水平调制相比实现更高的精度。另一设计方案是，脉冲密度调制的至少一个电流脉冲的脉冲持续时间或者接通持续时间小于或者等于用于为至少一个发光二极管馈电的电流源、例如驱动器的上升时间常数。在接通持续时间显著更长的情况下，显著地限制每个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.26 DE 102010039827.61.用于驱动至少一个发光二极管(4a，4b，4c)的方法，其中所述至少一个发光二极管(4a，4b，4c)至少在一些范围内借助于脉冲密度调制来驱动，在所述脉冲密度调制中根据光能量期望值在预设的间隔持续时间(T)内设置相同的电流脉冲(p_red)的数量(n_dim)，其中所述方法包括在较高的调光度的情况下的脉冲宽度调制和较低的调光度的情况下的所述脉冲密度调制之间进行切换，或者其中所述方法包括在较高的调光度的情况下的电流水平调制和较低的调光度的情况下的所述脉冲密度调制之间进行切换。2.根据权利要求1所述的方法，其中当达到或者超过相应于所述脉冲宽度调制的电流脉冲的最短接通持续时间(t1_min)的调光度时，实施在较高的调光度的情况下的脉冲宽度调制和较低的调光度的情况下的所述脉冲密度调制之间的切换，所述脉冲宽度调制的电流脉冲在所述最短接通持续时间内达到其额定电流(In)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中用于为所述至少一个发光二极管馈电的电流源具有上升时间常数(t_PSU)，所述上升时间常数与所述脉冲宽度调制的周期持续时间相比更短。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述脉冲密度调制的至少一个所述电流脉冲的接通持续时间(t1_LLD)小于或等于用于为所述至少一个发光二极管馈电的电流源的上升时间常数(t_PSU)。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述脉冲密度调制的至少一个所述电流脉冲的接通持续时间(t1_LLD)位于用于为所述至少一个发光二极管馈电的电流源的上升时间常数(t_...

【专利技术属性】
技术研发人员：托比亚斯·弗罗斯特，斯特凡·洛伦茨，
申请(专利权)人：欧司朗股份有限公司，
类型：
国别省市：