[發明專利]用于驅動發光二極管的電路裝置和方法

無效

• 申請號: 201110225228.7
• 申請日: 2011-08-02
• 公開（公告）號: CN102348317A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 理查德·迪爾格
• 申請（專利權）人: 奧斯蘭姆有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;周濤

技術領域

本發明涉及一種用于驅動至少一個第一LED和至少一個第二LED的電路裝置，該電路裝置包括：輸入端，其帶有第一輸入端子和第二輸入端子用于與變化的供給直流電壓耦合；第一輸出端，其帶有第一輸出端子和第二輸出端子用于與至少一個第一LED耦合；降壓轉換器，其帶有開關、二極管和電感器，其中降壓轉換器具有用于將電感器磁化的充電路徑和用于將電感器去磁化的續流路徑，其中在電感器的充電階段中在充電路徑中流動有磁化電流，而在電感器的續流階段中在續流路徑中流動有去磁化電流，其中降壓轉換器的輸入端與電路裝置的輸入端耦合并且降壓轉換器的輸出端與電路裝置的輸出端耦合。此外，本發明還涉及一種用于借助這種電路裝置來驅動至少一個第一LED和至少一個第二LED的方法以及一種帶有這種電路裝置和至少一個第一LED和至少一個第二LED的系統。?

背景技術

本發明涉及如其例如在LED在移動領域中的工作時出現的問題。在LED的該應用領域中，LED常常由電池饋電，其中通常涉及電路技術類型的預防措施，其使LED在沒有亮度損失的情況下工作盡可能長。對于用戶而言，由此造成如下問題：當電池的功率耗盡時，光以突然方式輸出。如可容易理解的那樣，由此會形成應避免的危險情況。因此已知如下措施：該措施根據電池電壓對提供給LED的功率進行調光，以便給予用戶光學反饋。已知的措施例如是使用串聯電阻、帶有檢測器電路和相應的LED電流的操作的升壓調節器、降壓調節器(其在一定的鉗位電壓下僅僅還用作過流限制器)以及模擬的晶體管電路。?

已知的解決方案的特征在于高的電路開銷，這造成所不希望的高成本。另一方面雖然可以成本低廉地實現所希望的功能，然而在移動領域中的使用方面特別重要的效率過低。?

發明內容

本發明因此基于如下任務：改進這類的電路裝置或者這類的方法，使得用于一方面可以通過對LED供電的電池的充電狀態為用戶提供光學反饋，這另一方面應能夠在效率盡可能高的情況下以盡可能低的電路技術復雜度來實現。?

該任務通過具有權利要求1的特征的電路裝置、帶有權利要求6的特征的系統以及通過帶有權利要求14的特征的方法來解決。?

本發明基于如下認識：該任務可以優選地基于降壓轉換器的拓撲結構來解決。如果至少一個LED并未耦合到降壓轉換器的實際輸出端，而是設置在其續流路徑中，則耦合到設置在續流路徑中的LED的功率與電池的充電狀態關聯。如果供給電壓大于LED的總電壓，則連接在降壓轉換器的輸出端上的LED以降壓模式工作。這些LED由此近似與電池的充電狀態無關地提供恒定的亮度，直至低于通過LED的總電壓預先給定的閾值。這并不適于設置在降壓轉換器的續流路徑中的LED，其在所謂的升壓模式中工作。該LED僅僅在其期間被驅動。該LED僅僅在該續流階段期間供給以電流。電池的充電狀態越低，則電感器的充電階段越長并且續流階段越短。隨著電池的放電增加，由此設置在續流路徑中的LED被供給功率越來越少并且由此持續地變得更暗。?

根據多少LED在降壓模式中工作以及多少LED在升壓模式中工作，因此可以保證均勻照明直至下邊界電壓，其中然而用戶通過設置在續流路徑中的LED獲得關于電池的充電狀態的反饋。?

本發明于是能夠實現首先一方面提供基本上恒定的亮度直至電池即將放電之前。另一方面，通過設置在續流路徑中的LED為用戶提供關于電池的充電狀態的光學反饋。?

此外，本發明伴隨有特別高的效率，這基于以下情況：通過在續流階段中的附加負載(設置在續流路徑中的至少一個LED)，電感器的去磁化時間相對于降壓轉換器的輸出端上的LED的通常的工作而縮短。因為電感器的磁場固有地衰減，所以續流階段持續越長，降壓轉換器的開關的接通時間與關斷時間的比例越小，則效率越差。通過在續流階段中的附加負載，由此關斷時間相應地縮短。在帶有三個LED的示例(其中兩個LED在降壓模式中工作并且一個LED在升壓模式中工作)中，相對于所有三?個LED都在降壓模式中工作的情況，關斷時間可以縮短了三分之一。這引起了效率以從bid至5％的量級提高。尤其是，在移動領域中這種效率提高視為顯著和重要的。?

本發明的另一優點通過如下方式來得到：與現有技術情況相比能夠實現對至少部分數量的LED進行供給，直至電池電壓的更低值：如果在上述帶有三個LED的例子中三個LED都以降壓模式工作，則在9.6V的電池電壓下已經出現黑暗，其中LED中的正向電壓例如假設為3.2V。而如果第三LED以升壓模式工作，則其他兩個LED可以工作直至電源電壓下降至6.4V。由此，與傳統解決方案的情況相比可以以限定方式在更長的時段上提供光。?