用于驱动至少一个LED 的电路装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于驱动至少一个LED（D6、D7、D8）的电路装置，所述电路装置设计成，应用通过用于调节调光角（WD）的相位调光器（12）来改变的交流电源电压（UN）以对至少一个LED（D6、D7、D8）进行调光。为了该目的，设有可控电流源（22），所述可控电流源设计成在其输出端处将PWM信号提供到至少一个LED（D6、D7、D8）上。所述可控电流源（22）具有控制端，具有第二频率（f2）的PWM信号（S3）被输送到所述控制端上，所述PWM信号从第一频率（f1）的PWM信号（SO）中推导出，所述第一频率的PWM信号的脉冲宽度与通过相位调光器（12）所调节的调光角（WD）相关。此外，本发明专利技术涉及一种用于驱动至少一个LED（D6、D7、D8）的相应的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于驱动至少一个LED的电路装置，所述电路装置具有输入端和整流器，其中所述输入端具有第一和第二输入端子以与通过用于调节调光角的相位调光器来改变的交流电源电压耦合，所述整流器具有输入端和输出端，其中所述整流器的输入端与电路装置的输入端耦合。此外，本专利技术涉及一种用于驱动至少一个LED的相应的方法。在以下的实施方案中，术语“调光角”和“相位角”用作同义词。
技术介绍
本专利技术涉及以术语“改装设备”已知的主题。在此，目的在于，通过具有LED的灯或照明装置来代替白炽灯或卤素灯。对此的原因在于LED的更高的效率以及更高的使用寿命。在本文中尤其感兴趣的是，用LED对白炽灯或齒素灯进行更换，使得一方面能够在尽可能少的改动下继续使用现有的设备，另一方面还能够将与原始装入的白炽灯或卤素灯关联存在的特性，例如色坐标、调光可能性等继续提供给用户。结合本专利技术，问题尤其在于，为了调光，通过相同的相位调光器来激励LED，所述相位调光器用于之前安装的白炽灯或卤素灯中。因此换言之，尤其应能够通过前沿相位控制调光器来控制至少一个LED的亮度。所述前沿相位控制调光器原本是用于调节白炽灯或卤素灯亮度的晶闸管控制器或可控硅控制器。白炽灯或卤素灯具有欧姆的或电感的负载特性，并因此借助于前沿相位控制调光器来调光。低压卤素系统中的电子变压器具有电容的负载特性并且必须借助前沿相位控制调光器来控制。可以以不同的方式实现调光器的激励。除已知的旋钮之外，现代设备如今也能够经由按键来控制。短暂的触击例如接通或断开调光器，较长的键控脉冲引起亮度改变。也已知经由例如为DMX的数字总线进行激励。所述激励例如使用在舞台照明中。从现有技术中已知，与调光角成比例地减小用于驱动至少一个LED的直流电流。所述方法例如应用在英飞凌公司的模块ICL8001G中。然而，所述方法的缺点为在改变调光角时，同样改变由至少一个LED输出的光的光色。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，改进开始所提及的电路装置或开始所提及的方法，使得实现借助于相位调光器对至少一个LED调光，而不改变由至少一个LED输出的光的光色。所述目的通过具有权利要求1的特征的电路装置以及通过具有权利要求11的特征的方法来实现。本专利技术以下述知识为基础，当借助于PWM信号来激励至少一个LED时，基本上实现该知识，其中脉冲宽度相应于调光角，借助于所述调光角通过相位调光器改变交流电源电压。因为PWM信号的幅度与调光角无关是恒定的，在一与现有技术不同一不同地调节的调光角中，由至少一个LED输出的光的光色没有改变。更确切地说，调光角反映在PWM信号的脉冲宽度中。因此，根据本专利技术的电路装置还包括可控电流源，所述可控电流源在输入端侧与整流器输出端耦合，其中可控电流源设计成，在其输出端上将PWM信号提供给至少一个LED，其中可控电流源包括控制输入端，以便至少控制PWM信号的脉冲宽度。此外，根据本专利技术的电路装置包括比较装置，所述比较装置具有与整流器的输出端耦合的第一输入端、与比较值提供装置耦合的第二输入端、以及输出端，其中比较装置设计成，在其输出端上提供具有第一频率的PWM信号，其中调光角与脉冲宽度相关。最终，根据本专利技术的电路装置包括具有输入端和输出端的控制装置，其中控制装置的输入端与比较装置的输出端耦合，其中控制装置的输出端与可控电流源的控制输入端耦合，其中控制装置设计成，将比较装置输出端上的信号转化成具有第二频率的PWM信号并且提供在控制装置的输出端上，其中调光角与脉冲宽度相关。因此，在本专利技术中，通过比较装置从经过整流器之后的电压产生具有交流电源电压的双倍频率的矩形信号。因此，交流电源电压的双倍频率根据供电网络为IOOHz或120Hz。在此，调光角反映在脉冲宽度中。通过控制装置将用于对输出电流进行脉冲宽度调制的PWM信号提供给可控电流源，借助于所述输出电流驱动至少一个LED。第二频率至少为200Hz以避免光学效应。因此，借助于根据本专利技术的电路装置，能够在宽的调光范围上对至少一个LED提供恒定的光色。目前，这尤其可在不需要耗费的进而高成本的A/D转化的情况下实现。在一个优选的改进形式中，在控制装置中存有用于将在比较装置的输出端上的信号的脉冲宽度变换到控制装置的输出端上的信号的脉冲宽度的相关函数。优选地，所述相关函数是对数的，其中相关函数尤其表现为特性曲线、公式或查阅表。通过这种特性曲线，一方面能够实现匹配于人眼的灵敏度，另一方面能够考虑在白炽灯中亮度同样与调光角以对数方式结合。因此，相位调光器的预设数值引起下述光输出，所述光输出的关系相应于在相应地设置相位调光器时和在驱动白炽灯或卤素灯时得出的光输出的关系。在多种用于LED的驱动设备中，在电网输入端和驱动设备的输出端之间需要电绝缘，以便对于驱动设备的输出端而言确保根据SELV标准的电击危险保护。在所述尤其优选的实施形式中，在比较装置的输出端和控制装置的输入端之间耦合有光电耦合器。在所提及的模块ICL8001G中，在初级侧电势绝缘的情况下测量经过变压器的电流并且使输出功率的理论值匹配于调光角，这伴随着输出电流取决于在电路装置的输出端上串联的LED的数量的缺点，同时本专利技术应用光电耦合器以用于传递比较装置的输出端上的PWM信号。因为第一频率最大为120Hz并且消除在接通和断开时的延迟，所以能够应用具有高延迟时间的低成本的光电耦合器。对绝缘的驱动设备而言，优选能够使用具有至少5000V的绝缘强度的光电稱合器。通过所述措施，次级侧上的输出功率能够匹配于初级侧上的调光角。特别地，目前能够评估次级侧上的调光角，进而能够更精确地调节待提供到至少一个LED上的电流。优选地，控制装置包括滤波装置，其中滤波装置设计成尤其根据比较装置的输出端上的PWM信号的两个连续的上升沿确定PWM信号的瞬时频率。所述实施形式涉及以下问题，由于在用LED装配来代替白炽灯或卤素灯装配的情况下对于照明装置的相同光强而言需要较小的功率，相位调光器的三端双向可控硅开关的保持电流可能部分不足够并且所述三端双向可控硅开关重复点燃。这导致LED灯或LED照明装置的不期望的闪烁。在现有技术中，在本文中已知的是使用降压电阻，使得保持电流足够高，以便避免三端双向可控硅开关的熄灭。所述方法在任何情况下都能够使用在低功率的LED改装设备中，因为否则由于降压电阻而产生高的功率。通过所谓的泄流电阻器能够点燃相位调节器的三端双向可控硅开关，以便确定相位角。在所述方法中，降压电阻设置在电子镇流器(EVG)上游，其中还设有开关，所述开关与整流器输出端和串联电阻的串联电路并联。EVG的降压电阻以及EVG的内电阻能够通过开关来并联。由于可由此实现的较低的总电阻，更多电流流入到三端双向可控硅开关中，使得能够实现三端双向可控硅开关的保持电流或调光电流。当然，所述措施在低输入功率的照明装置中是不足够的。在此，三端双向可控硅开关也能够再次熄灭，因为没有达到足够的保持电流。根据本专利技术，为了避免由于熄灭和再点燃相位调光器中的三端双向可控硅开关所引起的闪烁，优选地仅对没有引起三端双向可控硅开关的再点燃和熄灭的电源半波评估调光角。为此确定控制装置的输入端上的PWM信号的频率。当所述频率、也就是说上文中表示为“第一频率”的频率相应于交流电源电压的双倍频率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.31 DE 102010039973.61.关于驱动至少一个LED(D6，D7，D8)的电路装置，具有 -输入端，所述输入端具有用于与交流电源电压(Un)耦合的第一输入端子(El)和第二输入端子(E2)，所述交流电源电压(Un)通过用于调节调光角(Wd)的相位调光器(12)来改变；以及 -整流器(14)，所述整流器具有输入端和输出端，其中所述整流器(14)的输入端与所述电路装置的输入端耦合； 其特征在于， 所述电路装置还包括: -可控电流源(22)，所述可控电流源在输入端侧与所述整流器输出端耦合，其中所述可控电流源(22)设计成，在其输出端处将PWM信号提供给所述至少一个LED (D6，D7，D8)，其中所述可控电流源(22)包括控制输入端，以便至少控制所述PWM信号的脉冲宽度； -比较装置(24)，所述比较装置具有与所述整流器的输出端耦合的第一输入端；以及与比较值提供装置(U1)耦合的第二输入端；以及输出端，其中所述比较装置(24)设计成，在其输出端上提供具有第一频率(f\)的PWM信号(S0)，其中所述调光角(Wd)与脉冲宽度相关；以及 -控制装置(28)，所述控制装置具有输入端和输出端，其中所述控制装置(28)的输入端与所述比较装置(24)的输出端耦合，其中所述控制装置(28)的输出端与所述可控电流源(22 )的控制输入端耦合，其中所述控制装置(28 )设计成，将所述比较装置(24 )的输出端上的信号(SO )转换为具有第二频率(f2)的PWM信号(S3 )并且提供在所述控制装置的输出端上，其中所述调光角(Wd)与脉冲宽度相关。2.根据权利要求1所述的电路装置， 其特征在于， 所述控制装置(28)中存有用于将所述比较装置(24)的输出端上的信号(SO)的脉冲宽度变换到所述控制装置(28)的输出端上的信号(S3)的脉冲宽度的相关函数。3.根据权利要求2所述的电路装置， 其特征在于， 所述相关函数(30)是对数的，其中所述相关函数(30)尤其表现为特征曲线、公式或查阅表。4.根据上述权利要求之一所述的电路装置， 其特征在于， 在所述比较装置(24)的输出端和所述控制装置(28)的输入端之间耦合有光电耦合器(26)。5.根据上述权利要求之一所述的电路装置， 其特征在于， 所述控制装置(28 )包括滤波装置(34 )，...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·波利斯昌斯基，
申请(专利权)人：欧司朗股份有限公司，
类型：
国别省市：