[发明专利]使用照明器件偏置状态控制的电流转换的固态照明装置和方法

说明书

技术领域

本发明主题涉及照明装置和方法，并且更具体地，涉及固态照明装置和方法。

背景技术

固态照明阵列用于许多照明应用。例如，包括固态发光器件阵列的固态照明板已经用作例如在建筑照明和/或重点照明中的直接照明源。固态发光器件可以包括例如包括一个或多个发光二极管(LED)的封装的发光器件，该LED可以包括无机LED和/或有机LED(OLED)，其中无机LED可以包括形成p-n结的半导体层，有机LED可以包括有机发光层。

固态照明阵列用于许多照明应用。例如，包括固态发光器件阵列的固态照明板已经用作例如在建筑照明和/或重点照明中的直接照明源。固态发光器件还可以被用于照明器材，例如白炽灯泡替换应用、工作照明、凹入式照明器材等等。例如，Cree公司生产多种凹入式向下发光灯(例如LR-6和CR-6),其使用LED用于照明。固态照明板还通常被用作用于小型液晶显示(LCD)屏(例如用在便携式电子设备中的LCD显示屏)和较大的显示器(例如LCD电视显示器)的背光。

固态发光器件可以包括例如包括一个或多个发光二极管(LED)的封装的发光器件。无机LED通常包括形成p-n结的半导体层。有机LED(OLED)是另一类型的固态发光器件，其包括有机发光层。通常，通过发光层或区域中的电子载流子(例如电子和空穴)的复合，固态发光器件产生光。

提供固态照明源的一些尝试已经涉及用整流AC波形驱动LED或者LED串或组。然而，因为LED需要很小的正向电压以导通，所以该LED可能仅对于部分整流AC波形导通，这可能造成可视闪烁，可能不期望地降低系统的功率因子，和/或可能增加系统中的电阻性损耗。在美国专利申请公开号为2010/0308738中和在同时待审的美国专利申请序号为12/775,842(代理人卷案号5308-1188，2010年5月7日提交)中描述了用整流AC波形驱动LED的技术的例子，其中后者被共同转让给本申请的受让人。

提供AC驱动的固态照明源的其他尝试已经涉及将LED设置为反并联配置，使得在AC波形的每个半周期上驱动一半的LED。然而，这样的方法需要两倍的LED以产生与使用整流AC信号相同的光通量。

发明内容

一些实施例提供包括串联耦接的发光二极管LED组的串的照明装置。该照明装置还包括多个电流转向电路，所述多个电流转向电路中的各个电流转向电路与所述串的相应节点耦接，并被配置为响应于LED组中的相应LED组的偏置状态转换来操作。在一些实施例中，第一电流转向电路被配置为通过第一LED组来传导电流并被配置为响应于通过第二LED组的电流来被关断。第一电流转向电路可被配置为响应于第一LED组的正向偏置来传导电流，并且第二电流转向电路可被配置为响应于第二LED组的正向偏置来传导电流。

在一些实施例中，第一电流转向电路被配置为响应于串节点处电压来关断。例如，装置可进一步包括与所述串串联耦接的电阻器，并且第一电流转向电路可被配置为响应于电阻器端电压来关断。例如，在一些实施例中，第一电流转向电路可包括双极晶体管，双极晶体管提供串节点和电源端之间的可控电流路径，并且通过电阻器的电流可以改变双极晶体管的发射极偏置。

在一些实施例中，每个电流转向电路可包括晶体管和关断电路，晶体管提供串节点和电源端之间的可控电流路径，关断电路被耦接到串节点和晶体管的控制端，并被配置为响应于控制输入来控制电流路径。通过一个LED组的电流可提供控制输入。晶体管可包括双极晶体管，并且关断电路可被配置为响应于控制输入来改变双极晶体管的基极电流。

在该发明主题的一些实施例中，发光装置包括整流器电路和串联连接的LED组的串，每一组包括至少一个LED，整流器电路被配置为被耦接到AC电源并产生整流AC电压。该装置还包括多个电流转向电路，电流转向电路耦接到串的各自节点并被配置为当整流AC电压的幅度变化时响应于LED组的偏置状态转换选择性地被启用或被禁用。第一电流转向电路被配置为通过第一LED组来传导电流并被配置为响应于通过第二LED组的电流来被关断。第一电流转向电路可被配置为响应于第一LED组的正向偏置来传导电流，并且第二电流转向电路可被配置为响应于第二LED组的正向偏置来传导电流。

在一些实施例中，第一电流转向电路被配置为响应于串节点处电压来关断。例如，装置可进一步包括与所述串串联耦接的电阻器，并且第一电流转向电路可被配置为响应于电阻器端电压来关断。