[发明专利]发光设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED发光设备和对LED发光设备进行操作的方法。具体地，本发明涉及一种利用诸如AC电压的可变电压对LED发光设备进行驱动。

背景技术

使用LED的发光或照明设备是本领域已知的并且如今被用于各种照明应用。尤其，这样的设备被用于改造应用之中，例如替换普通的白炽灯。在后者的情况下，经常需要利用例如市电或AC电压的可变电压对改造发光设备进行驱动。由于LED通常无法直接利用市电电压进行驱动，所以需要电源电路。

为了提供用于利用市电电压对LED发光设备进行驱动的相对廉价的设置，已知将多个LED串联连接，从而这样形成的LED串的整体压降对应于市电电压。然而，由于市电电压的固有交变行为，这样的LED串无法在AC波形的全相位期间进行操作，即在所提供的电压下降至LED串的整体前向电压以下时进行发光。因此，这样的电路经常表现出光学闪烁以及相对低的电流流动角度。

当LED发光设备意在随诸如230V市电系统和120V市电系统的不同市电电压水平的系统使用时可能出现另外的问题。

如果针对230V市电设计的设备利用120V进行操作，在绝大部分波形期间电压将明显低于预定的整体前向电压，这导致可视的闪烁和不良的亮度。

另一方面，如果针对120V设计的设备利用230市电电压进行操作，则该电压将在大部分波形期间过高，并且虽然闪烁实际上能够有所减少，但是过剩电压通常由线性调节器或分压电路进行处理，这导致了大量能量被消散。在任一种情况下，利用“错误”市电对设备进行的操作都是非常低效的。

WO2010/013172A1中公开了一种针对第一种问题的解决方案，其公开了一种包括多个LED的照明设备。根据本文，提供多个LED并且将其与开关矩阵相连接。该开关矩阵与控制器相连接，以使得LED可以以适用于不同电压水平的多种不同控制状态进行连接。该开关矩阵允许将所有LED互相串联和并联连接。在另外的控制状态，连接LED群组以使得所述LED中的两个被并联连接并且所述LED中的至少两个互相串联连接。提供控制器以根据指示所提供AC电压的瞬时数值的信号对该开关矩阵的控制状态进行设置。

WO2010/013172A1的设置因此允许根据瞬时AC电压对设备的配置进行调适。虽然选择了使用所谓的“拣选(binned)”LED，但是选择或“拣选”的处理明显增加了整体制造成本。因此，本发明的目标是提供一种有所改进的发光设备。

WO2011/033415提供了一种发光器件，该发光器件具有电压输入；至少三个LED电路，每个LED电路包括至少一个LED单元；可控开关矩阵，连接至LED电路并且包括多个开关。该开关矩阵被配置为以至少两个不同开关模式(LED电路的并联或串联连接)进行操作并且由控制器进行控制。由于LED单元的电特性可能有所不同，这可能影响发光器件的光输出的质量。

发明内容

该目标通过根据权利要求1或13的发光设备以及根据权利要求17或18的对发光设备进行操作的方法而得以解决。从属权利要求涉及本发明的优选实施例。

随后将根据第一和第二方面对本发明进行描述。根据第一方面的发明被称作“动态开关概念”，而第二方面则被称作“分接(tapped)线性概念”。

根据以上所提到的第一方面的发明的基本思想是提供一种包括至少三个LED电路的发光设备。该发光设备适于以至少两种开关模式进行设置以便在接收可变电压时提供光输出。每个LED电路包括至少一个LED单元和与所述LED单元相连接以对该LED电路中的电流进行控制的可控电流调节器。有利地，本发明使得能够独立于开关模式而对每个LED电路中的电流进行精确控制。因此，即使LED单元表现出稍有不同的电气特性，也可能对电流进行准确控制，这提高了光输出的质量。

根据本发明的发光设备包括电压输入，其适于接收例如典型AC市电电压的可变操作电压。至少三个LED电路与所述电压输入相耦合，其中每个LED电路包括至少一个LED单元和可控电流调节器，该可控电流调节器与所述LED电路的相应LED单元连接并且被配置为对所述LED电路中的电流进行控制。此外，本发明的发光设备包括与所述LED电路相连接并且具有多个开关的可控开关矩阵，所述开关矩阵被配置为以至少两种不同的开关模式进行操作。提供控制器并且将其至少与所述开关矩阵相连接。该控制器被配置为确定例如所述电压输入处的所述可变操作电压，并且对依据所确定的操作电压对所述开关矩阵的开关模式进行控制。