[发明专利]发光二级管照明设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管(LED)照明设备，它至少包括由一个开关式电源供电的第一发光二极管和第二发光二极管。

背景技术

例如在EP0716485A1中公开了这样一种设备。

在这样一种设备中，对于开关式电源(SMPS)进行控制，以便向一个或多个发光二极管提供恒定电流。然后，通过改变与发光二极管(一个或多个)并联连接的一个旁路开关的占空比，由脉冲宽度调制来控制发光二极管的光输出。

开关式电源在能效方面优于线性电源。然而，所提供的电流精度对于所有的应用来说可能还不够高，因为负载是不断变化的，而这种变化在所用的电流反馈系统中引起瞬变。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供在本说明书开始段提到的那种类型的照明设备，其中的电流精度得到改善，同时还能维持合理的低功耗。

这个目的是通过根据权利要求1所述的照明设备实现的。

更加具体地说，在上述的设备中，通过第一发光二极管的电流由第一旁路开关控制，第一旁路开关与第一发光二极管并联连接；通过第二发光二极管的电流由第二旁路开关控制，第二旁路开关与第二发光二极管并联连接；第一和第二发光二极管串联连接在开关式电源和第一恒流源之间；并且对于开关式电源进行安排，以便根据第一和第二旁路开关的状态提供一系列不同的输出电压，从而可以使电压取决于发光的发光二极管数目。将第一和第二发光二极管安排成可通过脉冲宽度调制进行控制，从而可以使第一和第二发光二极管在脉冲宽度调制周期开始时同时导通，并且在脉冲宽度调制周期的由它们对应的占空比确定的时刻截止。然后，安排开关式电源的电压，使其在脉冲宽度调制周期开始之前升向最大电压。 

由于恒流源的缘故，从电源中抽吸的电流是完全确定的。但是由于输出电压是按照发光二极管的状态变化的，所以可以保持恒流源的消耗是低水平的。不需要实际电流的反馈，这样就可以避免出现不稳定性和瞬变的问题。进一步可以保证在这个周期开始时可提供足够的电压。

这个设备可以包括用于当所有的发光二极管截止的时候用于驱动输出电压到0或接近0的装置。

第一和第二发光二极管可以发出不同颜色的光。

第一和第二发光二极管可以发出具有绿色和蓝色的光，并且可以经过第三发光二极管连接到第一恒流源，第三发光二极管由第三旁路开关控制。第一和第二发光二极管进一步还可以经过第四发光二极管连接到第二恒流源，第四发光二极管由第四旁路开关控制，第三和第四发光二极管发出红色的或琥珀色的光。这就允许用单个开关式电源实现一个完整的、可控的、具有红绿蓝琥珀色(RGBA)的光源。

本发明的这些和其它方面根据以下所述的实施例的描述显而易见，并参照所述实施例进行阐述。

附图说明

图1示意地表示由现有技术的恒流源驱动的发光二极管的旁路控制；

图2示意地表示对于红蓝绿发光二极管设备的可利用的色域；

图3a示意地表示按照本发明的实施例的发光二极管照明设备；

图3b较详细地表示在图3a中使用的恒流源的一个例子；

图4表示本发明的一个实施例，其中实现的是一个红绿蓝琥珀色照明设备；

图5表示图4设备的时间图。

具体实施方式

图1示意地表示由现有技术的恒流源驱动的发光二极管的旁路控制。将一个恒流源(CCS)安排成向发光二极管3提供恒定电流I_const。例如，如果发光二极管是一个发蓝色光的发光二极管，则这个恒定电流  通常是I_const＝700毫安。旁路开关5通常是MOS场效应晶体管(MOSFET)，与发光二极管3并联连接。使用脉冲宽度调制电路7由脉冲宽度调制控制旁路开关，使旁路开关或者完全导通或者完全阻断。当旁路开关5完全导通时，旁路开关5旁路了发光二极管3，使该发光二极管停止发光。因此，通过改变旁路开关5的占空比，就可能控制来自发光二极管的光通量(light flow)。这是在足够高的开关频率(如150赫兹或更高)下进行的，因此能够防止任何可见的闪烁。

可能有两个发光二极管，每个发光二极管具有一个旁路开关，两个发光二极管共享一个共用的电流源。两个发光二极管/旁路开关的组合相互串联连接。要求是发光二极管使有相同的驱动电流(例如发出红色和琥珀色的发光二极管(350毫安)或发出蓝色和绿色的发光二极管(700毫安))。