用于運(yùn)行至少一個(gè)第一和第二led級(jí)聯(lián)的電路裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行至少一個(gè)第一LED級(jí)聯(lián)(D300至D313)和第二LED級(jí)聯(lián)(D400至D406)的電路裝置。在此LED級(jí)聯(lián)具有不同數(shù)量的LED。這些級(jí)聯(lián)通過適合的控制邏輯電路與經(jīng)過整流的供給交流電壓的瞬時(shí)值相匹配地交替運(yùn)行。LED級(jí)聯(lián)分配給LED單元(LE1,LE2,LE3,LE4),其中,每個(gè)LED單元包括用于控制相應(yīng)的LED級(jí)聯(lián)的控制裝置。LED單元串聯(lián)連接在這兩個(gè)輸入接口(703,704)之間,其中,輸入接口由整流器(702)的輸出端構(gòu)成。與LED級(jí)聯(lián)串聯(lián)地設(shè)置線性調(diào)節(jié)器(12),其經(jīng)過分壓器(R1,R2,D5,D6,D7,R3)控制,該分壓器連接在這兩個(gè)輸入接口之間。為了運(yùn)行相應(yīng)的控制裝置需要輔助電壓供給裝置,其中根據(jù)本發(fā)明輔助電壓由運(yùn)行電路裝置時(shí)經(jīng)過線性調(diào)節(jié)器下降的電壓產(chǎn)生。
【專利說明】用于運(yùn)行至少一個(gè)第一和第二 LED級(jí)聯(lián)的電路裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行至少一個(gè)第一和第二 LED級(jí)聯(lián)的電路裝置,包括:用于連接經(jīng)過整流的供給交流電壓的、具有第一和第二輸入接口的輸入端,具有輸入端的線性調(diào)節(jié)器,以及較高位的第一 LED單元和較低位的第二 LED單元,其中,該第一 LED單元包括第一 LED級(jí)聯(lián)并且該第二 LED單元包括第二 LED級(jí)聯(lián)。
【背景技術(shù)】
[0002]由DE2925692A1中已知一種這種類型的電路裝置。在此已知的是,從交流電網(wǎng)通過整流器供給分別包括多個(gè)LED的LED級(jí)聯(lián)。然而這導(dǎo)致了強(qiáng)烈的光調(diào)制、所謂的“閃爍”,并導(dǎo)致了節(jié)能地應(yīng)用LED。對(duì)于更高的功率等級(jí)而言,這種方式相對(duì)于功率因數(shù)(Powerfaktor )和諧波隨標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)定還導(dǎo)致了 一些問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于這樣改進(jìn)用于運(yùn)行至少一個(gè)第一和第二 LED級(jí)聯(lián)的這種類型的電路裝置,即,能夠?qū)崿F(xiàn)LED節(jié)能地運(yùn)行。
[0004]該目的由具有權(quán)利要求1的特征的電路裝置來實(shí)現(xiàn)。
[0005]本發(fā)明基于這樣的認(rèn)知,即,當(dāng)設(shè)置有分壓器時(shí),可以提高這種類型的電路裝置的效能進(jìn)而和效率,以及在功率因數(shù)方面可以滿足預(yù)定要求,該分壓器連接在第一和第二輸入接口之間,其中,該分壓器的分接端與串聯(lián)連接至LED級(jí)聯(lián)的線性調(diào)節(jié)器的輸入端連接。通過這個(gè)措施,電路裝置的電流消耗取決于經(jīng)過整流的供給交流電壓的相應(yīng)相位。
[0006]每個(gè)LED單元包括第一二極管,該二極管與相應(yīng)的LED級(jí)聯(lián)串聯(lián)連接,其中,這個(gè)第一二級(jí)管用于作為截止二極管。該第一二極管和相應(yīng)的LED級(jí)聯(lián)的連接點(diǎn)表示為第一節(jié)點(diǎn),其中,該LED級(jí)聯(lián)的不與第一二極管連接的接口表示為第二節(jié)點(diǎn),其中,該第一二極管的不與所述LED級(jí)聯(lián)連接的接口表示為第三節(jié)點(diǎn)。每個(gè)LED單元還具有由第一電容器和第二二極管構(gòu)成的串聯(lián)電路,該串聯(lián)電路連接在第三節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間,其中,第一電容器與第二二級(jí)管的連接點(diǎn)表示為第四節(jié)點(diǎn)。此外,每個(gè)LED單元具有分別有控制電極、參考電極和工作電極的第一電子開關(guān)和第二電子開關(guān),其中,第一電子開關(guān)的控制電極與第五節(jié)點(diǎn)連接,其中,第一電子開關(guān)的參考電極與第四節(jié)點(diǎn)連接,其中,第一電子開關(guān)的工作電極與第二電子開關(guān)的控制電極連接,其中,第二電子開關(guān)的參考電極與第三節(jié)點(diǎn)連接,其中第二電子開關(guān)的工作電極與第二節(jié)點(diǎn)連接。如同繼續(xù)在下面還要更詳細(xì)設(shè)計(jì)的那樣,以這種方式可以滿足這樣的前提條件,以便取決于經(jīng)過整流的供給交流電壓的瞬時(shí)值接通或者關(guān)閉不同的LED級(jí)聯(lián)。在此,僅僅單個(gè)的LED級(jí)聯(lián)也或者多個(gè)LED級(jí)聯(lián)可以同時(shí)處于運(yùn)行狀態(tài)。為了這個(gè)目的,最高位的LED單元的第三節(jié)點(diǎn)與第一輸入接口連接,其中,最低位的LED單元的第二節(jié)點(diǎn)與線性調(diào)節(jié)器這樣連接,即,線性調(diào)節(jié)器串聯(lián)在最低位的LED單元的第二節(jié)點(diǎn)和第二輸入接口之間。并不表示為最高位的LED單元的相應(yīng)的LED單元的第三節(jié)點(diǎn)與緊接著最高位的LED單元的第二節(jié)點(diǎn)連接。[0007]因?yàn)橄鄳?yīng)的第一電子開關(guān)通過在參考電極上的電勢(shì)的變化來接通,所以在其控制電極上施加了適當(dāng)選擇的直流電壓。因此根據(jù)本發(fā)明,所有的LED單元的第五節(jié)點(diǎn)與直流電壓源連接。
[0008]為了能實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的特別高的效率,直流電壓源由此實(shí)現(xiàn),S卩,在電路裝置運(yùn)行時(shí)在最低位的LED單元的第二節(jié)點(diǎn)上出現(xiàn)的交流電壓用于產(chǎn)生直流電壓。以這種方式,例如在使用與整流器輸出端連接的降壓變頻器(Buck-Konverter)的情況下,無需設(shè)置獨(dú)立的輔助電壓用于產(chǎn)生在第五節(jié)點(diǎn)上的電勢(shì);更確定地說在電路裝置內(nèi)部當(dāng)前使用特別適合選擇的交流電壓信號(hào)。如同本發(fā)明的
【發(fā)明者】已經(jīng)認(rèn)識(shí)到的那樣,即最低位的LED單元的第二節(jié)點(diǎn)上出現(xiàn)的交流電壓是特別適合的,這是因?yàn)樵摻涣麟妷翰蝗Q于供給交流電壓的瞬時(shí)值地在第二節(jié)點(diǎn)上近似不間斷地存在,并且由此持久地、也就是說同樣不取決于供給交流電壓的瞬時(shí)值地提供用于供給第五節(jié)點(diǎn)。當(dāng)前產(chǎn)生的輔助電壓僅具有略微的波動(dòng),因而與其它的輔助電壓供給裝置相比,可以使用非常小的電容。該裝置非常簡(jiǎn)單地予以構(gòu)造并且緊湊地得以實(shí)現(xiàn)。此外,其由于這個(gè)原因也是成本低廉的。特別有利的是這種場(chǎng)景,即為輔助電壓供給裝置獲取電流,該電流通常在線性調(diào)節(jié)器中轉(zhuǎn)換為損耗功率。因此由于該輔助電壓供給裝置沒有產(chǎn)生附加的損耗功率,由此該電路裝置的效率得以優(yōu)化。這不僅使得根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的成本較低,而且也使得結(jié)構(gòu)尺寸較小。
[0009]特別有利地,每個(gè)LED單元還包括第二電容器,該第二電容器與相應(yīng)的LED級(jí)聯(lián)并聯(lián)。以這種方式,相應(yīng)的LED級(jí)聯(lián)的LED在這些階段中由相應(yīng)的第二電容器供給,其中相應(yīng)的級(jí)聯(lián)的LED并不直接由經(jīng)過整流的供給交流電壓供給,這是因?yàn)榻?jīng)過整流的供給交流電壓小于相應(yīng)的LED級(jí)聯(lián)的正向電壓之和,或者因?yàn)榱硪粋€(gè)LED級(jí)聯(lián)是有效的并且所涉及的LED級(jí)聯(lián)恰好短接。這引起了光調(diào)制減小,從而使得人眼幾乎不再能感覺到閃爍現(xiàn)象。
[0010]有利地,每個(gè)LED單元還包括第三二極管,第三二級(jí)管連接在第五節(jié)點(diǎn)和相應(yīng)的第一電子開關(guān)的控制電極之間。第三二級(jí)管用于保護(hù)相應(yīng)的第一電子開關(guān)的控制電極。在第一電子開關(guān)的電壓相應(yīng)固定的設(shè)計(jì)中,可以取消這些第三二級(jí)管。
[0011]特別有利地,直流電壓源包括電荷泵,電荷泵的輸入端與最低位的LED單元的第二節(jié)點(diǎn)連接,并且其輸出端與所有LED單元的第五節(jié)點(diǎn)連接。由于應(yīng)用電荷泵,可以特別簡(jiǎn)單地由在最低位的LED單元的第二節(jié)點(diǎn)上出現(xiàn)的交流電壓獲得直流電壓,用于供給所有LED單元的第五節(jié)點(diǎn)。優(yōu)選地,電荷泵包括單向整流器和限壓裝置構(gòu)成的串聯(lián)電路。這能實(shí)現(xiàn)為第五節(jié)點(diǎn)提供電壓供給,該電壓供給可靠地位于預(yù)定的閾值以下。通過這個(gè)措施,得出了輔助電壓的特別小的波動(dòng)。
[0012]在有效的實(shí)施方式中,直流電壓源包括電阻和第四二極管構(gòu)成的串聯(lián)電路以及第三電容器和齊納二極管構(gòu)成的并聯(lián)電路,該串聯(lián)電路連接在最低位的LED單元的第二節(jié)點(diǎn)和所有LED單元的第五節(jié)點(diǎn)之間,該并聯(lián)電路連接在所有LED單元的第五節(jié)點(diǎn)和第二輸入接口之間。
[0013]在此,與第四二極管串聯(lián)連接的電阻設(shè)計(jì)作為固定的歐姆電阻。當(dāng)電路裝置無需設(shè)計(jì)為可調(diào)光的時(shí),那么這是優(yōu)選的。然而如果應(yīng)該提出調(diào)光可能性,那么與第四二極管串聯(lián)連接的電阻為了實(shí)現(xiàn)電荷泵的調(diào)節(jié)裝置而設(shè)計(jì)作為可變的電阻。在此優(yōu)選的是,電荷泵的調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)用于將在第五節(jié)點(diǎn)上的電壓調(diào)節(jié)至預(yù)定的值。這考慮到,即經(jīng)過串聯(lián)調(diào)節(jié)器(Laengsregler)下降的電壓,也就是說當(dāng)前最低位的LED單元的第二節(jié)點(diǎn)上的電壓,在相位前沿或者相位后沿調(diào)光(Phasenanschnitt-oder Phasenabschnittdimmung)情況下對(duì)應(yīng)于非對(duì)稱的鋸齒波信號(hào),該鋸齒波信號(hào)具有截止部分(Aussetzer)。通過設(shè)置調(diào)節(jié)裝置在電荷泵中確保的是,在這種情況下也為第三電容器供給足夠的電流,以便在所有的LED單元的第五節(jié)點(diǎn)上提供基本上恒定的預(yù)定電壓。
[0014]優(yōu)選地,電荷泵的調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)為反相的電壓調(diào)節(jié)器。在此電壓調(diào)節(jié)器包括分別具有控制極、工作電極和參考電極的第三電子開關(guān)和第四電子開關(guān),其中,第三電子開關(guān)的控制電極與齊納二級(jí)管的正極連接,其參考電極與第二輸入接口連接并且其工作電極與第四電子開關(guān)的控制電極連接,其中,第四電子開關(guān)的控制電極還通過歐姆電阻與其工作電極連接,該工作電極自身又與第四二極管的負(fù)極連接,其中,第四電子開關(guān)的參考電極與所有LED單元的第五節(jié)點(diǎn)連接。在這種情況下,第三電子開關(guān)測(cè)定通過齊納二極管的電流。如果能確定沒有電流經(jīng)過該齊納二極管,那么相應(yīng)地在第三電容器上的電壓很小。缺少經(jīng)過齊納二極管的電流,則第三電子開關(guān)不導(dǎo)通,并且相反由于在第四電子開關(guān)的工作電極和控制電極之間的歐姆電阻作為pull-up (上拉)電阻起作用,由此使電子開關(guān)導(dǎo)通連接。以這種方式,電流可以從最低位的LED單元的第二節(jié)點(diǎn)流向第三電容器并且由此流向所有LED單元的第五節(jié)點(diǎn)。
[0015]優(yōu)選地,電容器一方面連接在第三電子開關(guān)的工作電極和第四電子開關(guān)的控制電極之間,另一方面連接至輸入接口。這用于濾出跳躍、鋸齒或類似部分,并且由此使得該裝置的干擾敏感度更小。
[0016]優(yōu)選地,LED單元分別包括不同數(shù)量的LED。以這種方式原則上提出了這種可能性,以實(shí)施將LED串電壓(Stringspannung)匹配于經(jīng)過整流的供給交流電壓的瞬時(shí)值。
[0017]在此特別有利地,每個(gè)最高位的LED單元包括數(shù)量是緊接著較低位的LED單元兩倍的LED。以這種方式可以對(duì)整流的供給交流電壓進(jìn)行特別均勻的匹配。
[0018]此外,設(shè)置用于通過線性調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電流的調(diào)節(jié)裝置,其中,調(diào)節(jié)裝置的輸入端與第五節(jié)點(diǎn)連接,并且調(diào)節(jié)裝置的輸出端與線性調(diào)節(jié)器的輸入端連接。這種類型的調(diào)節(jié)裝置例如能實(shí)現(xiàn)通過至少一個(gè)LED單元聯(lián)系溫度來調(diào)節(jié)電流。
[0019]特別有利地,這種類型的調(diào)節(jié)裝置包括具有控制電極、參考電極和工作電極的第五電子開關(guān),以及具有至少一個(gè)歐姆電阻和NTC電阻的分壓器,其中,分壓器連接在第五節(jié)點(diǎn)和第二輸入接口之間,其中,分壓器的分接端與第五電子開關(guān)的控制電極連接,其中,第五電子開關(guān)的參考電極與第二輸入接口連接,其中,第五電子開關(guān)的工作電極與線性調(diào)節(jié)器的輸入端連接。在該電路裝置發(fā)熱的情況下,在第三電子開關(guān)的控制電極上的電壓相應(yīng)地升高,由此該電子開關(guān)逐漸地導(dǎo)通連接。這使得相反地在線性調(diào)節(jié)器的輸入端上的電壓相應(yīng)地減小。以這種方式,經(jīng)過線性調(diào)節(jié)器的電流同樣地減小并且由此通過這些LED單元轉(zhuǎn)換的功率也減少。除了溫度調(diào)節(jié)之外,當(dāng)超過預(yù)定的最大溫度時(shí),這種措施還提供了溫度跳閘的措施。
[0020]其它的有利的實(shí)施方式由從屬權(quán)利要求給出。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]以下結(jié)合附圖現(xiàn)在詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。附圖示出:
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明電路裝置的第一實(shí)施例的示意圖;[0023]圖2是對(duì)于圖1中示意性示出的電路裝置的部分區(qū)域的替代方案的示意圖;和
[0024]圖3是對(duì)于圖1中示意性示出的電路裝置的部分區(qū)域的另一個(gè)替代方案的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1以示意圖示出根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的一個(gè)實(shí)施例。電網(wǎng)交流電壓701經(jīng)過整流器702與兩個(gè)節(jié)點(diǎn)703和704連接。節(jié)點(diǎn)703經(jīng)過由兩個(gè)電阻Rl和R2構(gòu)成的串聯(lián)電路與節(jié)點(diǎn)759連接。節(jié)點(diǎn)759經(jīng)過由三個(gè)二極管D5,D6,D7和歐姆電極R3構(gòu)成的串聯(lián)電路與節(jié)點(diǎn)704連接,其中,二級(jí)管D5,D6,D7的負(fù)極指向節(jié)點(diǎn)704的方向。歐姆電阻R1,R2、二極管D5,D6,D7和歐姆電阻R3構(gòu)成分壓器,節(jié)點(diǎn)759示出該分壓器的分接端。
[0026]電路裝置還包括線性調(diào)節(jié)器12,該線性調(diào)節(jié)器包括在達(dá)林頓(Darlington)裝置中的兩個(gè)NPN晶體管Ql,Q2以及歐姆電阻R5,該歐姆電阻與所謂的達(dá)林頓級(jí)Ql,Q2串聯(lián)。晶體管Q2的基極是線性調(diào)節(jié)器12的控制端口,并且與節(jié)點(diǎn)759連接。
[0027]在節(jié)點(diǎn)703和704之間連接有由現(xiàn)有的四個(gè)LED單元LEl,LE2,LE3,LE4以及線性調(diào)節(jié)器12構(gòu)成的串聯(lián)電路。LED單元的結(jié)構(gòu)在下面在LED單元LE4的實(shí)例中示出,其中,LED單元LE1,LE2和LE3的結(jié)構(gòu)基本上是相同的,區(qū)別僅僅在于相應(yīng)的LED的數(shù)量和由此得出的元器件的尺寸。
[0028]LED單元LE4包括LED D400至D406 (因此7個(gè)LED),它們彼此串聯(lián)并且構(gòu)成一個(gè)LED級(jí)聯(lián)。與該LED級(jí)聯(lián)串聯(lián)有二極管D43,其中,二極管D43和LED級(jí)聯(lián)的連接點(diǎn)表示為節(jié)點(diǎn)N41。LED級(jí)聯(lián)連接二極管D43的不與連接的接口表示為節(jié)點(diǎn)M2。二極管D43的不與LED級(jí)聯(lián)連接的接口表示為第三節(jié)點(diǎn)M3。與LED級(jí)聯(lián)并聯(lián)地可以連接有可選的電容器C43。在節(jié)點(diǎn)N43和節(jié)點(diǎn)N42之間連接有由電容器C42和二極管D42構(gòu)成的串聯(lián)電路,其中,電容器C42與二極管D42的連接點(diǎn)表示為節(jié)點(diǎn)N44。
[0029]LED單元LE4還包括兩個(gè)電子開關(guān)Q41和B41,其中,開關(guān)Q41的控制電極經(jīng)過由二極管D41和歐姆電阻R41構(gòu)成的串聯(lián)電路與節(jié)點(diǎn)N5連接。開關(guān)Q41的參考電極與節(jié)點(diǎn)N44連接,而其工作電極經(jīng)過歐姆電阻R42與開關(guān)B41的控制電極連接。開關(guān)B41的參考電極與節(jié)點(diǎn)N42連接,而其工作電極與節(jié)點(diǎn)N43連接。
[0030]在下面的實(shí)施例中開關(guān)B41作為達(dá)林頓級(jí)實(shí)現(xiàn),并且包括晶體管Q42,Q43以及歐姆電阻R43,R44。然而替代達(dá)林頓級(jí)也可以設(shè)置單個(gè)的晶體管。
[0031]LED單元LE3,LE2,LEl類似地構(gòu)成,然而分別包括不同數(shù)量的LED。因此LED單元LE3包括LED D300至D313、即14個(gè)LED。LED單元LE2包括LED D200至D227、也就是說28個(gè)LED,并且LED單元LEI包括LED DlOO至D155、即56個(gè)LED。如同明顯識(shí)別出的那樣,從最低位的LED單元LE4出發(fā)至最高位的LED單元LE1,LED的數(shù)量從LED單元至LED單元地翻倍。
[0032]最低位的LED單元的第二節(jié)點(diǎn),當(dāng)前的節(jié)點(diǎn)N42,與線性調(diào)節(jié)器12的工作電極連接,而最高位的LED單元LEl的第三節(jié)點(diǎn)N13與節(jié)點(diǎn)703連接。在節(jié)點(diǎn)N5和線性調(diào)節(jié)器12之間連接有輔助電壓源14,在下面還會(huì)繼續(xù)詳細(xì)地對(duì)其探討。
[0033]例如在圖1中示出的電路裝置具有下面的部件或者是大小:R175kQ,R2500kQ,R32.5kΩ , R510Q , R11200kQ , R21100kQ , R3150kQ , R4125kQ , R121mQ , R22500kQ ,R32250kQ 和 R42125kQ 0 R13=R23=R33=R4310kΩ, R14=R24=R34=R441kΩ, C12=470nf,C22=lμ f, C32=lμ f, C42=lμ f, C13=22μ f, C23=47μ f, C33=100μ f 和 C43=220 μ f,R4=5k Ω , C2=22y f0
[0034]電容器C13,C23,C33和C43類似大小地確定尺寸并且用作用于相應(yīng)的LED級(jí)聯(lián)的LED的緩沖電容器。在此,有利的是,這些電容器必須僅僅設(shè)計(jì)用于在相應(yīng)的LED級(jí)聯(lián)上下降的電壓,并且由此并不設(shè)計(jì)用于電網(wǎng)交流電壓Vl的整個(gè)水平。相應(yīng)地,這些電容器可以設(shè)計(jì)比較小并且由此更節(jié)省空間。
[0035]當(dāng)晶體管Qll,Q21,Q31和Q41相應(yīng)地電壓固定地設(shè)計(jì)時(shí),二極管Dll,D21,D32,
D41是可選的并且可以被省去。
[0036]在分壓器的內(nèi)部二極管D7是可選的,二極管D5和D6用于補(bǔ)償晶體管Ql和Q的基極-發(fā)射極-電壓。在歐姆電阻R3上下降的電壓由此基本上相應(yīng)于經(jīng)過歐姆電阻R相應(yīng)下降的電壓。電流經(jīng)過電阻R5相應(yīng)地是半正弦形狀的。隨之引起經(jīng)過電路裝置的電流跟隨輸入端電壓,由此,得到更良好的功率因數(shù)以及更小的EMV干擾。
[0037]通過在圖1中示出的電路裝置的尺寸能實(shí)現(xiàn)的是,晶體管Bll以大約IOOHz的開關(guān)頻率運(yùn)行。通過所屬的緩沖電容器C13避免在由于這個(gè)開關(guān)頻率的情況下可感覺的閃爍。晶體管B21以大約200Hz的開關(guān)頻率工作,開關(guān)B31以大約400Hz的開關(guān)頻率工作,并且開關(guān)B41以大約800Hz的開關(guān)頻率工作。
[0038]電容器C12和二級(jí)管D12的組合表示為用于LED單元LEl的峰值探測(cè)器,該LED單元包括具有LED DlOO至D155的LED級(jí)聯(lián)。相應(yīng)地,電容器C22和二極管D22表示為用于LED單元LE2的峰值探測(cè)器,電容器C32和二級(jí)管D32表示為用于LED單元LE3的峰值探測(cè)器,并且電容器C42和二極管D42表示為用于LED單元LE4的峰值探測(cè)器。
[0039]晶體管Qll,Q21,Q31和Q41表示為比較器。工作原理在下面例如根據(jù)最低位的LED單元LE4加以描述。
[0040]電阻R42與電容器C42地組合這樣設(shè)計(jì),即電容器C42在開關(guān)B41的需要預(yù)期的最長(zhǎng)接通狀態(tài)(Einschaltphase)期間也僅僅很少地放電。電壓源14預(yù)定的電壓偏移量作為最低電壓,例如6V的水平,在線性調(diào)節(jié)器12的開關(guān)Ql,Q2中應(yīng)該不會(huì)低于該最低電壓。晶體管Q41將該6V電壓與在節(jié)點(diǎn)N44上的電壓比較。當(dāng)開關(guān)B41接通時(shí),那么LED D400至D407被橋接,也就是說被短接。這也使得用于LE3,LE2和LEl的LED單元的LED的剩余控制單元的工作點(diǎn)偏移。
[0041]工作原理在于:在下面假設(shè)交流電壓源701的半波的開始作為接通時(shí)刻。此外假設(shè)LED單元的所有開關(guān),也就是說,開關(guān)以1,811,021,821,031,831,041,841是導(dǎo)通的,并且所有的電容器被充電(起振狀態(tài))。LED的正向電壓假設(shè)為3V,二極管的正向電壓為0.7V。
[0042]由于開關(guān)導(dǎo)通接通,在節(jié)點(diǎn)703上的整流器702的瞬時(shí)輸出電壓也施加在節(jié)點(diǎn)N42上。節(jié)點(diǎn)N42和N43處于相同的電勢(shì)上,因?yàn)榧僭O(shè)開關(guān)Q42和B41導(dǎo)通。由輔助電壓源14提供給節(jié)點(diǎn)N5的電壓在實(shí)施例中假設(shè)為6V。
[0043]在半波開始時(shí),電容器C42從之前的循環(huán)中充電至+21V。該2IV由7倍的二極管D400至D406的正向電壓得出,其中,每個(gè)如前面提及的正向電壓假設(shè)至3V。由此在節(jié)點(diǎn)N44上得到-2IV的電勢(shì)。
[0044]節(jié)點(diǎn)N5由輔助電壓源14充電至6V。由此得到流經(jīng)二極管D41、電阻R41以及晶體管Q41的電流。晶體管Q41是導(dǎo)通的,因?yàn)樵谄浠鶚O上施加了大約為6V的電勢(shì),在其發(fā)射極上電勢(shì)是大約負(fù)的21V。由于晶體管Q41是導(dǎo)通的,開關(guān)B41也是導(dǎo)通的。電流相應(yīng)地繞過LED單元LE4的LED級(jí)聯(lián),也就是說LED級(jí)聯(lián)短接并且沒有電流流過。一致地,開關(guān)B31,B21和Bll也是導(dǎo)通的,使得LED單元LEl,LE2和LE3的LED級(jí)聯(lián)也沒有電流流過。這種情況表現(xiàn)為經(jīng)過整流的電網(wǎng)交流電壓Vl的半波的輸出點(diǎn)。
[0045]在半波的其它的走向中,半波的電勢(shì)提高。由于電勢(shì)在節(jié)點(diǎn)759上因此增加,線性調(diào)節(jié)器12逐漸地導(dǎo)通。
[0046]只要開關(guān)Q41和B41是導(dǎo)通的,那么在節(jié)點(diǎn)43上的電勢(shì)等于在節(jié)點(diǎn)N42上的電勢(shì)。在該半波的其它的走向中在節(jié)點(diǎn)N43上的電勢(shì)增加直至在節(jié)點(diǎn)N44上的電勢(shì)總計(jì)為大約5.3V(在節(jié)點(diǎn)N5上的電勢(shì)減去二極管D41上的正向電壓)。此時(shí)晶體管Q41的集極-發(fā)射極電壓為0V。由于經(jīng)過電容器C42下降了 21V,那么在節(jié)點(diǎn)N42上的電勢(shì)總計(jì)為26.3V時(shí)因此是這種情況。此時(shí)開關(guān)Q41和B41進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài),也就是說,在節(jié)點(diǎn)N43和N42上的電勢(shì)分離。在節(jié)點(diǎn)N43上的電勢(shì)保持為26.3V。
[0047]因?yàn)榫€性調(diào)節(jié)器12基于通過分壓器的相應(yīng)控制將會(huì)相應(yīng)于分壓器的預(yù)定值保持流經(jīng)歐姆電阻R5的電流,所以線性調(diào)節(jié)器12逐漸地導(dǎo)通連接,由此在節(jié)點(diǎn)42上的電勢(shì)一直下降至設(shè)定的額定電流。如果在節(jié)點(diǎn)42上的電壓下降至4.6V,則是這種情況。這個(gè)數(shù)值由此產(chǎn)生,即在節(jié)點(diǎn)N43上的電勢(shì)(該電勢(shì),見上面,在截止連接(Sperrend-Schalten)開關(guān)Q41和B41之后總計(jì)為26.3V)減去7倍的3V 二級(jí)管正向電壓,減去二極管D43的0.7V正向電壓。由此提出這種前提條件,即電流流經(jīng)LED單元LE4的LED級(jí)聯(lián),因而從這一時(shí)刻起該級(jí)聯(lián)發(fā)光(如果可選的電容器C43缺失;如果其存在時(shí),要考慮其充電)。
[0048]半波在其它的走向中繼續(xù)升高,由此在節(jié)點(diǎn)N43上的電勢(shì)繼續(xù)增加。經(jīng)過導(dǎo)通的LED D400至D406,由此在節(jié)點(diǎn)N42上的電勢(shì)也升高。在節(jié)點(diǎn)N43上和在節(jié)點(diǎn)N42上的電勢(shì)的電壓差總計(jì)為26.3V - 4.6V=21.7V。電容器C32充電至14x3V=42V (14倍的二極管D300至D313的正向電壓)。
[0049]如果半波增加至26.7V,該26.7V施加在節(jié)點(diǎn)N33上,這是因?yàn)樗形挥谏厦娴拈_關(guān)Q21,B21, Qll, Bll導(dǎo)通連接。在節(jié)點(diǎn)N34上的電壓因此總計(jì)為26.7V - 42V= - 15.3V。因?yàn)樵诠?jié)點(diǎn)N5上的電壓一直為6V,所以開關(guān)Q31以及B31導(dǎo)通。在半波繼續(xù)增加時(shí),在節(jié)點(diǎn)N33上的電勢(shì)和進(jìn)而在節(jié)點(diǎn)N34上的電勢(shì)增加。當(dāng)在節(jié)點(diǎn)N34上的電勢(shì)已經(jīng)達(dá)到5.3V(在節(jié)點(diǎn)N5上的電勢(shì)6V減去開關(guān)Q31的基極-發(fā)射極電壓)時(shí),開關(guān)Q31和進(jìn)而開關(guān)B31轉(zhuǎn)入到截止?fàn)顟B(tài)。在輸入端電壓繼續(xù)增加時(shí),在節(jié)點(diǎn)N33上的電勢(shì)繼續(xù)增加直至到達(dá)47.3V(在節(jié)點(diǎn)N34上的5.3V加上14乘以3V)。這種情況是該時(shí)刻,即從該時(shí)刻開始電流開始流過LED單元LE3的LED級(jí)聯(lián)D300至D313。在輸入電壓為47.3V時(shí),由此下降了 14乘以3V加上0.7V (14倍的LED D300至D313的正向電壓以及二極管D33的正向電壓),使得在節(jié)點(diǎn)N32上的電勢(shì)僅僅總計(jì)多于4.6V。因?yàn)楣?jié)點(diǎn)N32對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn)N43,由此在節(jié)點(diǎn)N43上的電勢(shì)也僅僅仍為4.6V。在節(jié)點(diǎn)N44上的電勢(shì)相應(yīng)地為4.6V減去21.0V(相應(yīng)于在節(jié)點(diǎn)N43上的電勢(shì)扣除經(jīng)過電容器C42下降的電壓)等于負(fù)的16.4V。因此在節(jié)點(diǎn)N5和節(jié)點(diǎn)N44之間的電壓差總計(jì)為-22.4V,由此晶體管Q41和進(jìn)而開關(guān)B41再次導(dǎo)通。以這種方式,LED單元LE4的LED級(jí)聯(lián)D400至D406再次短接,也就是說其不再流過電流。
[0050]以相應(yīng)的方式,LED單元LE2和LEl的LED級(jí)聯(lián)流過電流。[0051]
【權(quán)利要求】
1.一種用于運(yùn)行至少一個(gè)第一 LED級(jí)聯(lián)和第二 LED級(jí)聯(lián)的電路裝置,包括: -用于連接經(jīng)過整流的供給交流電壓的、具有第一和第二輸入接口(703,704)的輸入端; -具有輸入端的線性調(diào)節(jié)器(12);以及 -至少一個(gè)較高位的第一 LED單元(LE3)和較低位的第二 LED單元(LE4),其中,所述第一 LED單元包括所述第一 LED級(jí)聯(lián)(D300至D313)和所述第二 LED單元包括所述第二 LED級(jí)聯(lián)(D400至D406);其特征在于,即所述電路裝置還包括: -分壓器(Rl,R2,D5,D6,D7,R3),所述分壓器連接在所述第一和所述第二輸入接口(703,704 )之間,其中,所述分壓器(Rl,R2,D5,D6,D7,R3 )的分接端(759 )與所述線性調(diào)節(jié)器(12)的所述輸入端連接;其中,每個(gè)LED單元(LE4,LE3)還具有: —第一二極管(D43,D33),所述第一二極管與相應(yīng)的所述LED級(jí)聯(lián)(D300至D313,D400至D406 )串聯(lián),其中,所述第一二極管(D43,D33 )和相應(yīng)的所述LED級(jí)聯(lián)(D300至D313,D400至D406)的連接點(diǎn)表示為第一節(jié)點(diǎn)(N41,N31 ),其中,所述LED級(jí)聯(lián)(D300至D313,D400至D406)的不與所述第一二極管(D43,D33)連接的接口表示為第二節(jié)點(diǎn)(N42,N32),其中,所述第一二極管(D43,D33)的不與所述LED級(jí)聯(lián)(D300至D313,D400至D406)連接的接口表示為第三節(jié)點(diǎn)(N43,N33); —第一電容器(C42,C32)和第二二極管(D42,D32)的串聯(lián)電路,所述串聯(lián)電路連接在所述第三節(jié)點(diǎn)(N43,N33)和所述第二節(jié)點(diǎn)(N42,N32)之間,其中,所述第一電容器(C42,C32)與所述第二二級(jí)管(D42,D32)的所述連接點(diǎn)表示為第四節(jié)點(diǎn)(N44,N34);和 一分別具有控制電極、參 考電極和工作電極的第一電子開關(guān)(Q41,Q31)和第二電子開關(guān)(B41,B31),其中,所述第一電子開關(guān)(Q41,Q31)的所述控制電極與第五節(jié)點(diǎn)(N5)連接,其中,所述第一電子開關(guān)(Q41,Q31)的所述參考電極與所述第四節(jié)點(diǎn)(N44,N34)連接,其中,所述第一電子開關(guān)(Q41,Q31)的所述工作電極與所述第二電子開關(guān)(B41,B31)的所述控制電極連接,其中,所述第二電子開關(guān)(B41,B31)的所述參考電極與所述第三節(jié)點(diǎn)(N43,N33)連接,其中所述第二電子開關(guān)(B41,B31)的所述工作電極與所述第二節(jié)點(diǎn)(N42,N32)連接; -其中,最高位的所述LED單元(LE3)的所述第三節(jié)點(diǎn)(N33)與所述第一輸入接口(703)連接,其中,最低位的所述LED單元(LE4)的所述第二節(jié)點(diǎn)(N42)與所述線性調(diào)節(jié)器(12)這樣連接,S卩,所述線性調(diào)節(jié)器(12)串聯(lián)在最低位的所述LED單元(LE4)的所述第二節(jié)點(diǎn)(N42)和所述第二輸入接口(704)之間; -其中,不表示為最高位的所述LED單元的相應(yīng)的所述LED單元(LE4)的所述第三節(jié)點(diǎn)(N43)與緊接著較高位的所述LED單元的所述第二節(jié)點(diǎn)連接; -其中,所有LED單元的所述第五節(jié)點(diǎn)(N5)與直流電壓源(14)連接; -其中,所述直流電壓源(14)由此實(shí)現(xiàn),即,在所述電路裝置運(yùn)行時(shí)在最低位的所述LED單元(LE4)的所述第二節(jié)點(diǎn)(N42)上出現(xiàn)的交流電壓用于產(chǎn)生直流電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置,其特征在于,即每個(gè)LED單元(LE3,LE4)還包括第二電容器(C43,C33),所述第二電容器與相應(yīng)的所述LED級(jí)聯(lián)(D300至D313,D400至D406)并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的電路裝置,其特征在于,每個(gè)所述LED單元(LE3,LE4)還包括第三二極管(D41,D31 ),所述第三二級(jí)管連接在所述第五節(jié)點(diǎn)(N5)和相應(yīng)的所述第一電子開關(guān)(Q41,Q31)的所述控制電極之間。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電路裝置,其特征在于,所述直流電壓源(14)包括電荷泵,所述電荷泵的輸入端與最低位的所述LED單元(LE4)的所述第二節(jié)點(diǎn)(N42)連接并且所述電荷泵的輸出端與所有所述LED單元(LE4,LE3)的所述第五節(jié)點(diǎn)(N5)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路裝置,其特征在于,所述電荷泵包括單向整流器(D3)和限壓裝置(D2)構(gòu)成的串聯(lián)電路。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電路裝置,其特征在于,所述直流電壓源(14)包括歐姆電阻(R4)和第四二極管(D3)構(gòu)成的所述串聯(lián)電路,所述串聯(lián)電路連接在最低位的所述LED單元(LE4)的所述第二節(jié)點(diǎn)(N42)和所有所述LED單元(LE4,LE3)的所述第五節(jié)點(diǎn)(N5)之間,以及第三電容器(C2)和齊納二極管(D2)構(gòu)成的并聯(lián)電路連接在所有所述LED單元(LE4,LE3)的所述第五節(jié)點(diǎn)(N5)和所述第二輸入接口(704)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路裝置,其特征在于,與所述第四二極管(D3)串聯(lián)的所述電阻設(shè)計(jì)為固定的歐姆電阻(R4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路裝置,其特征在于,為了實(shí)現(xiàn)所述電荷泵的調(diào)節(jié)裝置,與所述第四二級(jí)管(D3)串聯(lián)的所述電阻設(shè)計(jì)為可變的電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所 述的電路裝置,其特征在于,所述電荷泵的所述調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)用于將在所述第五節(jié)點(diǎn)(N5)上的所述電壓調(diào)節(jié)至預(yù)定的值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9中任一項(xiàng)所述的電路裝置,其特征在于,所述電荷泵的調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)為反相的電壓調(diào)節(jié)器。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的電路裝置,其特征在于,所述電荷泵的調(diào)節(jié)裝置包括分別具有控制電極、工作電極和參考電極的第三電子開關(guān)(Q4)和第四電子開關(guān)(Q5),其中,所述第三電子開關(guān)(Q4)的所述控制電極與所述齊納二級(jí)管(D2)的正極連接,所述第三電子開關(guān)的所述參考電極與所述第二輸入接口( 704)連接并且所述第三電子開關(guān)的所述工作電極與所述第四電子開關(guān)(Q5)的所述控制電極連接,其中所述第四電子開關(guān)(Q5)的所述控制電極還通過歐姆電阻(RlO)與所述第四電子開關(guān)的工作電極連接,所述工作電極自身又與所述第四二極管(D3)的負(fù)極連接,其中,所述第四電子開關(guān)(Q5)的所述參考電極與所有所述LED單元(LE4,LE3)的所述第五節(jié)點(diǎn)(N5)連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電路裝置,其特征在于,電容器(Cl)一方面連接在所述第三電子開關(guān)(Q4)的所述工作電極和所述第四電子開關(guān)(Q5)的所述控制電極之間,另一方面連接至第二輸入接口(704)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電路裝置,其特征在于,所述LED單元(LE4,LE3)分別包括不同數(shù)量的所述LED (D400至D406,D300至D313)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電路裝置,其特征在于,每個(gè)較高位的所述LED單元(LE3)包括數(shù)量是緊接著的較低位的所述LED單元(LE4)兩倍的所述LED (D300至D313)。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電路裝置,其特征在于,還設(shè)計(jì)有用于通過所述線性調(diào)節(jié)器(12)調(diào)節(jié)電流的調(diào)節(jié)裝置(16),其中,所述調(diào)節(jié)裝置(16)的所述輸入端與所述第五節(jié)點(diǎn)(N5)連接,并且所述調(diào)節(jié)裝置(16)的所述輸出端與所述線性調(diào)節(jié)器(12)的所述輸入端連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電路裝置,其特征在于,所述調(diào)節(jié)裝置(16)包括: -具有控制電極、參考電極和工作電極的第五電子開關(guān)(Q3);和-具有至少一個(gè)歐姆電阻(R7,R9)和NTC電阻(NTC)的分壓器,其中,所述分壓器連接在所述第五節(jié)點(diǎn)(N5)和所述第二輸入接口(704)之間; 其中,所述分壓器的所述分接端與所述第五電子開關(guān)(Q3)的所述控制電極連接,其中,所述第五電子開關(guān)(Q3)的所述參考電極與所述第二輸入接口(704)連接,其中,所述第五電子開關(guān)(Q3)的所述工作電極與`所述線性調(diào)節(jié)器(12)的所述輸入端連接。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK103428958SQ201310160971
【公開日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月4日
【發(fā)明者】安德烈亞斯·賽德爾 申請(qǐng)人:歐司朗有限公司