[发明专利]具有旁路驱动的LED装置

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管(LED)装置。本发明还涉及LED套件。 本发明还涉及照明系统。

背景技术

从美国专利5,959,413可知这种LED装置。美国专利5,959,413 公开了一种驱动电路，在该电路中，每一个LED具有在其两端并联的 可控逻辑开关，并且该开关还彼此电路串联以形成梯形网络。通过闭 合其对应的开关，可以关闭任何被选的LED。然后，电流通过分流开 关(shunting switch)继续流到串联电路中开启的剩余LED。多个这 种梯形网络可彼此并联，并且每个梯型网络可被开关的栅极所控制， 该开关的栅极将梯型网络选择性地耦合到恒定电流源，以使得LED梯 形网络以预定工作周期(duty cycle)来操作。通过驱动处于交叠关系 的并联串的连接控制栅极来避免电压源两端的电流尖峰，以使得恒定 电流源永远不与电压源断开。

已知的电路具有以下劣势：要求以始终驱动LED来防止供电线 路中的电流尖峰这样的方式对该已知的电路进行控制。从而，针对并 联串，需要使用交叠的驱动方案，并且如果要求低的工作周期，需要 将所有的LED分布在多个串上。这不利地限制了当操作LED时可以 使用的工作周期的范围。

从美国专利申请US2005/0243022A1可获知另一种装置。 US2005/0243022A1的图6和图7中提供了开关式电源形式的高效电 源。开关式电源使用开关、线圈和二极管，其中，操作开关以对经由 二极管放电的线圈充电。在这种装置中，电流显示出很大的纹波，即， 其以很大的幅度围绕着平均电平波动。将该纹波限制为相对小的幅度 的已知解决方案是在开关式电源的输出上放置滤波电容器。这种方案 的劣势在于：当串联装置中开关LED的开启和关闭导致开关式的负载 改变时，出现电流尖峰。该电流尖峰会损坏LED和电源。

发明内容

本发明意在提供一种包括LED串和驱动器电路装置的LED装置， 该驱动器电路装置适于宽范围的工作周期，用于利用旁路开关来驱动 每一个单独的LED或若干个LED段中的每一个单独的LED，使得不 出现可能损坏LED的电流尖峰。本发明还意在提供将被应用到这种 LED装置中的LED套件。

于此，根据本发明的LED装置包括LED串和驱动器电路装置。 LED串包括至少两个LED段，该至少两个LED段电串联。每一个LED 段包括至少一个LED。驱动器电路装置包括针对该至少两个LED段 中每一个LED段的段驱动器单元。每一个段驱动器单元包括与对应的 LED段电并联的第一开关元件，用于在使用期间控制通过该LED段 的电流。每一个段驱动器单元还包括第一电容器，第一电容器与对应 的LED段的至少一个LED电并联。

这些段电容器防止了高瞬态电流峰值的出现，这些高瞬态电流峰 值可能在接通LED段中的一个时在LED串中出现，特别是当LED串 的另一个段被接通时在未被接通的LED段中出现。这些高瞬态电流峰 值可严重地损坏LED。通过将电容器与每一个LED段的至少一个LED 并联，而不是将单个电容器与电源并联，防止了这些高瞬态电流峰值。 从而显著地提高了LED的寿命。

通常，将电容器与整个LED段并联。然而，这不是必要的。不 排除沿着LED串从而经由第一电容器向旁路开关的驱动器供电。为了 对驱动器供电，LED段中串联连接的LED上的电压可能过高。通过 从LED段内的两个LED之间的节点吸取(draw)功率，从而解决了 这个问题。结果，第一电容器将仅与LED段中的一些LED而不是LED 段中的所有LED并联。为了简化整体架构，从LED串吸取用于驱动 器的功率被认为是有优势的：不需要附加的电源线和稳压器。此外， 随后可将所产生的驱动器装置分成与LED段对应的段。这种装置的模 块结构允许应用中的灵活性。在通常包括了大区域的发光应用中，这 常常是有益的。例如，使用该节点和第一电容器之间的选通元件来从 LED串吸取功率。例如，这种选通元件是二极管或具有与之耦合的采 样驱动器的采样开关。可以观察到，为清楚起见，该驱动装置的模块 结构无需在LED段的第一和第二LED之间吸取功率。