[發明專利]LED光源

有效

• 申請號: 201280028344.2
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN103621182A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 陶海敏;H·M·J·M·卡爾曼;P·G·布蘭肯;R·庫爾特
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;黃海鳴

技術領域

本發明涉及一種廉價且簡單的LED光源，其包括可直接連接至諸如市電電源之類的供應低頻AC電壓的電源的N個LED負載。

背景技術

這樣的LED光源從US7081722B1所獲知。LED負載是包括個體LED的串聯部署以及可能的并聯部署的LED陣列。已知的LED光源包括用于對低頻AC供電電壓進行整流的整流器。包括N個LED負載的串聯部署連接至整流器的輸出端子。在操作期間，具有在零伏和最大幅度之間進行變化的瞬時值的周期性DC電壓出現在整流器的輸出端子之間。已知的LED光源配備有控制器件，其在瞬時值增大時用于依據低頻AC供電電壓的瞬時值而隨后使得LED負載逐一導通電流并且以最接近于串聯部署的第一端的第一個LED負載作為開始，并且在該瞬時值減小時依據低頻AC供電電壓的瞬時值而隨后使得LED負載逐一停止導通電流并且以第N個LED負載作為開始。這些控制器件通常包括N個控制串，每個串包括晶體管并且其耦合在一個LED負載的陰極和整流器的輸出端子之間。

當周期性DC電壓的瞬時值為零伏時，控制串中所包括的所有晶體管都導通但是沒有LED負載攜帶電流。當周期性DC電壓的瞬時值增大時，達到第一LED負載和第一控制串中所包括的第一晶體管開始導通電流的電壓。類似地，當周期性DC電壓的瞬時值已經進一步增大至足夠高的數值時，第二LED負載和第二控制串中的晶體管開始導通。為了使得功率消散最小化，期望確保通過第一控制串的電流有所減少并優選地停止。

在周期性DC電壓的瞬時值進一步增加的情況下，其余LED負載和連接至這些LED負載的陰極的控制串中所包括的晶體管隨后開始導通電流。當第n個控制串攜帶電流時，該控制器件確保前n-1個控制串中的電流減少或停止。當所有LED負載都導通電流時，第N個晶體管導通電流并且周期性DC電壓的瞬時值進一步增大直至達到最大幅度。在此之后，周期性DC電壓的瞬時值開始下降。在該瞬時值下降的同時，LED負載以相反順序逐一停止導通電流(首先是第N個LED負載停止導通而第一個LED負載最后停止導通)。當第n個LED負載停止導通時，第(n-1)個控制串開始導通電流。第n個晶體管保持導通但是不再攜帶電流或僅攜帶明顯減小的電流。在第一個LED負載已經停止導通之后，所有晶體管都導通但是均不導通電流，周期性DC電壓的瞬時值進一步下降至零，并且隨后重復以上所描述的循環。已知的LED光源非常緊湊并且相當簡單。此外，其能夠直接從諸如歐洲或美國市電電源的低頻AC市電電壓源進行供電。

現有技術中已經公開了用于對控制串中的電流進行控制的若干種方式。例如，可能在跨接第n個控制串的電壓高于近似等于第(n+1)個LED負載的正向電壓的基準數值時使得第n個晶體管是非導通的。另一種可能是在經整流的低頻AC電壓的瞬時值變為高于近似等于前(n+1)個LED負載的正向電壓之和的基準數值時使得第n個控制串中所包括的晶體管是非導通的。這兩種方法都存在的缺陷在于，名義上相同的LED負載的正向電壓顯示出一定數量的散布。結果，相鄰控制串的導通間隔之間出現重疊或間隙，這導致了不期望出現的電流尖端或谷值，其還會降低電路效率。

又一種方法是感應通過第n個控制串的電流并且在該電流高于基準水平時使得前n-1個控制串非導通。所述方法的缺陷在與，所感應的電流信號在LED光源處于調光操作中時會變得非常弱。

US7081722B1的圖8中所圖示的另一種可能性是在每個控制串中部署與晶體管串聯的阻抗，優選為電阻器，并且將所有電阻器串聯部署在第一控制串所包括的晶體管和整流器的第二輸出端子之間。此外，LED光源被配備以全局電流控制電路。

在晶體管例如被實施為NPN晶體管的情況下，這些晶體管的所有基極電極都被保持在由該全局電流控制電路所生成的相同全局電流控制電壓。結果，當例如第一個和第二個的兩個相鄰控制串中的晶體管都導通時，它們的射極電壓幾乎相同(均近似等于全局電流控制電壓減去0.7伏(導通晶體管的基極射極壓降))。然而，由于第一和第二控制串中所包括的晶體管的特性的微小差異以及所導通電流的不均衡，該射極電壓并非是十分相同的。由于第一控制串中所包括的電阻器連接在這些射極之間，所以跨該電阻器的壓降幾乎為零，從而通過第一控制串的電流也幾乎為零。以類似的方式，能夠得出在第n個控制串導通電流時，通過前n-1個控制串的電流關于通過第n個串的電流下降。該方法的缺陷在于，電流永遠不會被完全掐斷，而是僅能夠被減小。減小因數取決于第n個串中的電流、電阻器的數值以及所涉及NPN晶體管的基極-射極電壓的差異。通過示例來說明這點。