CN103428958B - 用于运行至少一个第一和第二led级联的电路装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于运行至少一个第一LED级联（D300至D313）和第二LED级联（D400至D406）的电路装置。在此LED级联具有不同数量的LED。这些级联通过适合的控制逻辑电路与经过整流的供给交流电压的瞬时值相匹配地交替运行。LED级联分配给LED单元（LE1，LE2，LE3，LE4），其中，每个LED单元包括用于控制相应的LED级联的控制装置。LED单元串联连接在这两个输入接口（703，704）之间，其中，输入接口由整流器（702）的输出端构成。与LED级联串联地设置线性调节器（12），其经过分压器（R1，R2，D5，D6，D7，R3）控制，该分压器连接在这两个输入接口之间。为了运行相应的控制装置需要辅助电压供给装置，其中根据本发明辅助电压由运行电路装置时经过线性调节器下降的电压产生。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于运行至少一个第一和第二LED级联的电路装置，包括：用于连接经过整流的供给交流电压的、具有第一和第二输入接口的输入端，具有输入端的线性调节器，以及较高位的第一LED单元和较低位的第二LED单元，其中，该第一LED单元包括第一LED级联并且该第二LED单元包括第二LED级联。
背景技术
由DE 29 25 692A1中已知一种这种类型的电路装置。在此已知的是，从交流电网通过整流器供给分别包括多个LED的LED级联。然而这导致了强烈的光调制、所谓的“闪烁”，并导致了节能地应用LED。对于更高的功率等级而言，这种方式相对于功率因数(Powerfaktor)和谐波随标准的预定还导致了一些问题。
发明内容
本发明的目的在于这样改进用于运行至少一个第一和第二LED级联的这种类型的电路装置，即，能够实现LED节能地运行。
该目的由具有权利要求1的特征的电路装置来实现。
本发明基于这样的认知，即，当设置有分压器时，可以提高这种类型的电路装置的效能进而和效率，以及在功率因数方面可以满足预定要求，该分压器连接在第一和第二输入接口之间，其中，该分压器的分接端与串联连接至LED级联的线性调节器的输入端连接。通过这个措施，电路装置的电流消耗取决于经过整流的供给交流电压的相应相位。
每个LED单元包括第一二极管，该二极管与相应的LED级联串联连接，其中，这个第一二极管用于作为截止二极管。该第一二极管和相应的LED级联的连接点表示为第一节点，其中，该LED级联的不与第一二极管连接的接口表示为第二节点，其中，该第一二极管的不与所述LED级联连接的接口表示为第三节点。每个LED单元还具有由第一电容器和第二二极管构成的串联电路，该串联电路连接在第三节点和第二节点之间，其中，第一电容器与第二二极管的连接点表示为第四节点。此外，每个LED单元具有分别有控制电极、参考电极和工作电极的第一电子开关和第二电子开关，其中，第一电子开关的控制电极与第五节点连接，其中，第一电子开关的参考电极与第四节点连接，其中，第一电子开关的工作电极与第二电子开关的控制电极连接，其中，第二电子开关的参考电极与第三节点连接，其中第二电子开关的工作电极与第二节点连接。如同继续在下面还要更详细设计的那样，以这种方式可以满足这样的前提条件，以便取决于经过整流的供给交流电压的瞬时值接通或者关闭不同的LED级联。在此，仅仅单个的LED级联也或者多个LED级联可以同时处于运行状态。为了这个目的，最高位的LED单元的第三节点与第一输入接口连接，其中，最低位的LED单元的第二节点与线性调节器这样连接，即，线性调节器串联在最低位的LED单元的第二节点和第二输入接口之间。并不表示为最高位的LED单元的相应的LED单元的第三节点与紧接着最高位的LED单元的第二节点连接。
因为相应的第一电子开关通过在参考电极上的电势的变化来接通，所以在其控制电极上施加了适当选择的直流电压。因此根据本发明，所有的LED单元的第五节点与直流电压源连接。
为了能实现根据本发明的电路装置的特别高的效率，直流电压源由此实现，即，在电路装置运行时在最低位的LED单元的第二节点上出现的交流电压用于产生直流电压。以这种方式，例如在使用与整流器输出端连接的降压变频器(Buck-Konverter)的情况下，无需设置独立的辅助电压用于产生在第五节点上的电势；更确定地说在电路装置内部当前使用特别适合选择的交流电压信号。如同本发明的发明者已经认识到的那样，即最低位的LED单元的第二节点上出现的交流电压是特别适合的，这是因为该交流电压不取决于供给交流电压的瞬时值地在第二节点上近似不间断地存在，并且由此持久地、也就是说同样不取决于供给交流电压的瞬时值地提供用于供给第五节点。当前产生的辅助电压仅具有略微的波动，因而与其它的辅助电压供给装置相比，可以使用非常小的电容。该装置非常简单地予以构造并且紧凑地得以实现。此外，其由于这个原因也是成本低廉的。特别有利的是这种场景，即为辅助电压供给装置获取电流，该电流通常在线性调节器中转换为损耗功率。因此由于该辅助电压供给装置没有产生附加的损耗功率，由此该电路装置的效率得以优化。这不仅使得根据本发明的电路装置的成本较低，而且也使得结构尺寸较小。
特别有利地，每个LED单元还包括第二电容器，该第二电容器与相应的LED级联并联。以这种方式，相应的LED级联的LED在这些阶段中由相应的第二电容器供给，其中相应的级联的LED并不直接由经过整流的供给交流电压供给，这是因为经过整流的供给交流电压小于相应的LED级联的正向电压之和，或者因为另一个LED级联是有效的并且所涉及的LED级联恰好短接。这引起了光调制减小，从而使得人眼几乎不再能感觉到闪烁现象。
有利地，每个LED单元还包括第三二极管，第三二极管连接在第五节点和相应的第一电子开关的控制电极之间。第三二极管用于保护相应的第一电子开关的控制电极。在第一电子开关的电压相应固定的设计中，可以取消这些第三二极管。
特别有利地，直流电压源包括电荷泵，电荷泵的输入端与最低位的LED单元的第二节点连接，并且其输出端与所有LED单元的第五节点连接。由于应用电荷泵，可以特别简单地由在最低位的LED单元的第二节点上出现的交流电压获得直流电压，用于供给所有LED单元的第五节点。优选地，电荷泵包括单向整流器和限压装置构成的串联电路。这能实现为第五节点提供电压供给，该电压供给可靠地位于预定的阈值以下。通过这个措施，得出了辅助电压的特别小的波动。
在有效的实施方式中，直流电压源包括电阻和第四二极管构成的串联电路以及第三电容器和齐纳二极管构成的并联电路，该串联电路连接在最低位的LED单元的第二节点和所有LED单元的第五节点之间，该并联电路连接在所有LED单元的第五节点和第二输入接口之间。
在此，与第四二极管串联连接的电阻设计作为固定的欧姆电阻。当电路装置无需设计为可调光的时，那么这是优选的。然而如果应该提出调光可能性，那么与第四二极管串联连接的电阻为了实现电荷泵的调节装置而设计作为可变的电阻。在此优选的是，电荷泵的调节装置设计用于将在第五节点上的电压调节至预定的值。这考虑到，即经过串联调节器(Laengsregler)下降的电压，也就是说当前最低位的LED单元的第二节点上的电压，在相位前沿或者相位后沿调光(Phasenanschnitt-oder Phasenabschnittdimmung)情况下对应于非对称的锯齿波信号，该锯齿波信号具有截止部分(Aussetzer)。通过设置调节装置在电荷泵中确保的是，在这种情况下也为第三电容器供给足够的电流，以便在所有的LED单元的第五节点上提供基本上恒定的预定电压。
优选地，电荷泵的调节装置设计为反相的电压调节器。在此电压调节器包括分别具有控制极、工作电极和参考电极的第三电子开关和第四电子开关，其中，第三电子开关的控制电极与齐纳二极管的正极连接，其参考电极与第二输入接口连接并且其工作电极与第四电子开关的控制电极连接，其中，第四电子开关的控制电极还通过欧姆电阻与其工作电极连接，该工作电极自身又与第四二极管的负极连接，其中，第四电子开关的参考电极与所有LED单元的第五节点连接。在这种情况下，第三电子开关测定通过齐纳二极管的电流。如果能确定没有电流经过该齐纳二极管，那么相应地在第三电容器上的电压很小。缺少经过齐纳二极管的电流，则第三电子开关不导通，并且相反由于在第四电子开关的工作电极和控制电极之间的欧姆电阻作为pull-up(上拉)电阻起作用，由此使电子开关导通连接。以这种方式，电流可以从最低位的LED单元的第二节点流向第三电容器并且由此流向所有LED单元的第五节点。
优选地，电容器一方面连接在第三电子开关的工作电极和第四电子开关的控制电极之间，另一方面连接至输入接口。这用于滤出跳跃、锯齿或类似部分，并且由此使得该装置的干扰敏感度更小。
优选地，LED单元分别包括不同数量的LED。以这种方式原则上提出了这种可能性，以实施将LED串电压(Stringspannung)匹配于经过整流的供给交流电压的瞬时值。
在此特别有利地，每个最高位的LED单元包括数量是紧接着较低位的LED单元两倍的LED。以这种方式可以对整流的供给交流电压进行特别均匀的匹配。
此外，设置用于通过线性调节器调节电流的调节装置，其中，调节装置的输入端与第五节点连接，并且调节装置的输出端与线性调节器的输入端连接。这种类型的调节装置例如能实现通过至少一个LED单元联系温度来调节电流。
特别有利地，这种类型的调节装置包括具有控制电极、参考电极和工作电极的第五电子开关，以及具有至少一个欧姆电阻和NTC电阻的分压器，其中，分压器连接在第五节点和第二输入接口之间，其中，分压器的分接端与第五电子开关的控制电极连接，其中，第五电子开关的参考电极与第二输入接口连接，其中，第五电子开关的工作电极与线性调节器的输入端连接。在该电路装置发热的情况下，在第三电子开关的控制电极上的电压相应地升高，由此该电子开关逐渐地导通连接。这使得相反地在线性调节器的输入端上的电压相应地减小。以这种方式，经过线性调节器的电流同样地减小并且由此通过这些LED单元转换的功率也减少。除了温度调节之外，当超过预定的最大温度时，这种措施还提供了温度跳闸的措施。
其它的有利的实施方式由从属权利要求给出。
附图说明
以下结合附图现在详细描述本发明的实施例。附图示出：
图1是根据本发明电路装置的第一实施例的示意图；
图2是对于图1中示意性示出的电路装置的部分区域的替代方案的示意图；和
图3是对于图1中示意性示出的电路装置的部分区域的另一个替代方案的示意图。
具体实施方式
图1以示意图示出根据本发明的电路装置的一个实施例。电网交流电压701经过整流器702与两个节点703和704连接。节点703经过由两个电阻R1和R2构成的串联电路与节点759连接。节点759经过由三个二极管D5，D6，D7和欧姆电极R3构成的串联电路与节点704连接，其中，二极管D5，D6，D7的负极指向节点704的方向。欧姆电阻R1，R2、二极管D5，D6，D7和欧姆电阻R3构成分压器，节点759示出该分压器的分接端。
电路装置还包括线性调节器12，该线性调节器包括在达林顿(Darlington)装置中的两个NPN晶体管Q1，Q2以及欧姆电阻R5，该欧姆电阻与所谓的达林顿级Q1，Q2串联。晶体管Q2的基极是线性调节器12的控制端口，并且与节点759连接。
在节点703和704之间连接有由现有的四个LED单元LE1，LE2，LE3，LE4以及线性调节器12构成的串联电路。LED单元的结构在下面在LED单元LE4的实例中示出，其中，LED单元LE1，LE2和LE3的结构基本上是相同的，区别仅仅在于相应的LED的数量和由此得出的元器件的尺寸。
LED单元LE4包括LED D400至D406(因此7个LED)，它们彼此串联并且构成一个LED级联。与该LED级联串联有二极管D43，其中，二极管D43和LED级联的连接点表示为节点N41。LED级联连接二极管D43的不与连接的接口表示为节点N42。二极管D43的不与LED级联连接的接口表示为第三节点N43。与LED级联并联地可以连接有可选的电容器C43。在节点N43和节点N42之间连接有由电容器C42和二极管D42构成的串联电路，其中，电容器C42与二极管D42的连接点表示为节点N44。
LED单元LE4还包括两个电子开关Q41和B41，其中，开关Q41的控制电极经过由二极管D41和欧姆电阻R41构成的串联电路与节点N5连接。开关Q41的参考电极与节点N44连接，而其工作电极经过欧姆电阻R42与开关B41的控制电极连接。开关B41的参考电极与节点N42连接，而其工作电极与节点N43连接。
在下面的实施例中开关B41作为达林顿级实现，并且包括晶体管Q42，Q43以及欧姆电阻R43，R44。然而替代达林顿级也可以设置单个的晶体管。
LED单元LE3，LE2，LE1类似地构成，然而分别包括不同数量的LED。因此LED单元LE3包括LED D300至D313、即14个LED。LED单元LE2包括LED D200至D227、也就是说28个LED，并且LED单元LE1包括LED D100至D155、即56个LED。如同明显识别出的那样，从最低位的LED单元LE4出发至最高位的LED单元LE1，LED的数量从LED单元至LED单元地翻倍。
最低位的LED单元的第二节点，当前的节点N42，与线性调节器12的工作电极连接，而最高位的LED单元LE1的第三节点N13与节点703连接。在节点N5和线性调节器12之间连接有辅助电压源14，在下面还会继续详细地对其探讨。
例如在图1中示出的电路装置具有下面的部件或者是大小：R1 75kΩ，R2 500kΩ，R3 2.5kΩ，R5 10Ω，R11 200kΩ，R21 100kΩ，R31 50kΩ，R41 25kΩ，R12 1mΩ，R22 500kΩ，R32 250kΩ和R42 125kΩ。R13＝R23＝R33＝R43 10kΩ，R14＝R24＝R34＝R44 1kΩ，C12＝470nf，C22＝1μf，C32＝1μf，C42＝1μf，C13＝22μf，C23＝47μf，C33＝100μf和C43＝220μf，R4＝5kΩ，C2＝22μf。
电容器C13，C23，C33和C43类似大小地确定尺寸并且用作用于相应的LED级联的LED的缓冲电容器。在此，有利的是，这些电容器必须仅仅设计用于在相应的LED级联上下降的电压，并且由此并不设计用于电网交流电压V1的整个水平。相应地，这些电容器可以设计比较小并且由此更节省空间。
当晶体管Q11，Q21，Q31和Q41相应地电压固定地设计时，二极管D11，D21，D32，D41是可选的并且可以被省去。
在分压器的内部二极管D7是可选的，二极管D5和D6用于补偿晶体管Q1和Q的基极-发射极-电压。在欧姆电阻R3上下降的电压由此基本上相应于经过欧姆电阻R相应下降的电压。电流经过电阻R5相应地是半正弦形状的。随之引起经过电路装置的电流跟随输入端电压，由此，得到更良好的功率因数以及更小的EMV干扰。
通过在图1中示出的电路装置的尺寸能实现的是，晶体管B11以大约100Hz的开关频率运行。通过所属的缓冲电容器C13避免在由于这个开关频率的情况下可感觉的闪烁。晶体管B21以大约200Hz的开关频率工作，开关B31以大约400Hz的开关频率工作，并且开关B41以大约800Hz的开关频率工作。
电容器C12和二极管D12的组合表示为用于LED单元LE1的峰值探测器，该LED单元包括具有LED D100至D155的LED级联。相应地，电容器C22和二极管D22表示为用于LED单元LE2的峰值探测器，电容器C32和二极管D32表示为用于LED单元LE3的峰值探测器，并且电容器C42和二极管D42表示为用于LED单元LE4的峰值探测器。
晶体管Q11，Q21，Q31和Q41表示为比较器。工作原理在下面例如根据最低位的LED单元LE4加以描述。
电阻R42与电容器C42地组合这样设计，即电容器C42在开关B41的需要预期的最长接通状态(Einschaltphase)期间也仅仅很少地放电。电压源14预定的电压偏移量作为最低电压，例如6V的水平，在线性调节器12的开关Q1，Q2中应该不会低于该最低电压。晶体管Q41将该6V电压与在节点N44上的电压比较。当开关B41接通时，那么LED D400至D407被桥接，也就是说被短接。这也使得用于LE3，LE2和LE1的LED单元的LED的剩余控制单元的工作点偏移。
工作原理在于：在下面假设交流电压源701的半波的开始作为接通时刻。此外假设LED单元的所有开关，也就是说，开关Q11，B11，Q21，B21，Q31，B31，Q41，B41是导通的，并且所有的电容器被充电(起振状态)。LED的正向电压假设为3V，二极管的正向电压为0.7V。
由于开关导通接通，在节点703上的整流器702的瞬时输出电压也施加在节点N42上。节点N42和N43处于相同的电势上，因为假设开关Q42和B41导通。由辅助电压源14提供给节点N5的电压在实施例中假设为6V。
在半波开始时，电容器C42从之前的循环中充电至+21V。该21V由7倍的二极管D400至D406的正向电压得出，其中，每个如前面提及的正向电压假设至3V。由此在节点N44上得到–21V的电势。
节点N5由辅助电压源14充电至6V。由此得到流经二极管D41、电阻R41以及晶体管Q41的电流。晶体管Q41是导通的，因为在其基极上施加了大约为6V的电势，在其发射极上电势是大约负的21V。由于晶体管Q41是导通的，开关B41也是导通的。电流相应地绕过LED单元LE4的LED级联，也就是说LED级联短接并且没有电流流过。一致地，开关B31，B21和B11也是导通的，使得LED单元LE1，LE2和LE3的LED级联也没有电流流过。这种情况表现为经过整流的电网交流电压V1的半波的输出点。
在半波的其它的走向中，半波的电势提高。由于电势在节点759上因此增加，线性调节器12逐渐地导通。
只要开关Q41和B41是导通的，那么在节点43上的电势等于在节点N42上的电势。在该半波的其它的走向中在节点N43上的电势增加直至在节点N44上的电势总计为大约5.3V(在节点N5上的电势减去二极管D41上的正向电压)。此时晶体管Q41的集极-发射极电压为0V。由于经过电容器C42下降了21V，那么在节点N42上的电势总计为26.3V时因此是这种情况。此时开关Q41和B41进入截止状态，也就是说，在节点N43和N42上的电势分离。在节点N43上的电势保持为26.3V。
因为线性调节器12基于通过分压器的相应控制将会相应于分压器的预定值保持流经欧姆电阻R5的电流，所以线性调节器12逐渐地导通连接，由此在节点42上的电势一直下降至设定的额定电流。如果在节点42上的电压下降至4.6V，则是这种情况。这个数值由此产生，即在节点N43上的电势(该电势，见上面，在截止连接(Sperrend-Schalten)开关Q41和B41之后总计为26.3V)减去7倍的3V二极管正向电压，减去二极管D43的0.7V正向电压。由此提出这种前提条件，即电流流经LED单元LE4的LED级联，因而从这一时刻起该级联发光(如果可选的电容器C43缺失；如果其存在时，要考虑其充电)。
半波在其它的走向中继续升高，由此在节点N43上的电势继续增加。经过导通的LED D400至D406，由此在节点N42上的电势也升高。在节点N43上和在节点N42上的电势的电压差总计为26.3V–4.6V＝21.7V。电容器C32充电至14x3V＝42V(14倍的二极管D300至D313的正向电压)。
如果半波增加至26.7V，该26.7V施加在节点N33上，这是因为所有位于上面的开关Q21，B21，Q11，B11导通连接。在节点N34上的电压因此总计为26.7V–42V＝–15.3V。因为在节点N5上的电压一直为6V，所以开关Q31以及B31导通。在半波继续增加时，在节点N33上的电势和进而在节点N34上的电势增加。当在节点N34上的电势已经达到5.3V(在节点N5上的电势6V减去开关Q31的基极-发射极电压)时，开关Q31和进而开关B31转入到截止状态。在输入端电压继续增加时，在节点N33上的电势继续增加直至到达47.3V(在节点N34上的5.3V加上14乘以3V)。这种情况是该时刻，即从该时刻开始电流开始流过LED单元LE3的LED级联D300至D313。在输入电压为47.3V时，由此下降了14乘以3V加上0.7V(14倍的LED D300至D313的正向电压以及二极管D33的正向电压)，使得在节点N32上的电势仅仅总计多于4.6V。因为节点N32对应于节点N43，由此在节点N43上的电势也仅仅仍为4.6V。在节点N44上的电势相应地为4.6V减去21.0V(相应于在节点N43上的电势扣除经过电容器C42下降的电压)等于负的16.4V。因此在节点N5和节点N44之间的电压差总计为-22.4V，由此晶体管Q41和进而开关B41再次导通。以这种方式，LED单元LE4的LED级联D400至D406再次短接，也就是说其不再流过电流。
以相应的方式，LED单元LE2和LE1的LED级联流过电流。
| 切换过程 | 级联1 | 级联2 | 级联3 | 级联4 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 4 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 6 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 7 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 8 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 9 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 10 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 11 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 12 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 13 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 14 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 15 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 16 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 17 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 18 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 19 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 20 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 21 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 22 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 23 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 24 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 25 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 26 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 27 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 28 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 29 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 30 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 31 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 32 | 0 | 0 | 0 | 0 |
当半波超过其最大值时，相反的效果起作用，也就是说LED单元LE1，LE2，LE3和LE4的LED级联依次相应于前面的顺序被切换，直至在180°相位角时，所有的LED级联再次桥接(B11至B41导通)并且开始新的半波。
下面的实施例涉及一种特别有利的用于提供在节点N5上的电势的实施方式。
通常为了提供辅助电压应用了降压变频器(Buck-Konverter)，其与整流器的输出端连接。然而根据本发明，利用在线性调节器12上的电压降，也就是说在节点N42上的电压，产生用于节点N5的辅助电压。基于LED级联的二进制设计，近似锯齿波的电压可分接在线性调节器12上，该电压在0和26.7V之间波动直至所有的LED级联接通。如果所有的LED级联是有效的，在线性调节器上的电压下降，该电压由输入电压与经过这些LED级联下降的电压和的差值得出。因为这个类似锯齿波的电压的峰值在半波之内在时间上分布良好，因此可以使用这种类似锯齿波的电压，以便借助于RC构件R4，C2以及整流器二极管和齐纳二极管D3，D2产生辅助电压。这个辅助电压仅仅有很小的波动(Restwelligkeit)，因而与其它的辅助电压供给装置相比可以使用非常小的电容。该装置被简单地构造并且紧凑地实现。然而这种情况是有利的，即为辅助电压供给装置获取电流，该电流另外在线性调节器12中被转换为损耗功率。因此根据本发明使用寄生的功率用于产生在节点N5上的辅助电压。由此通过辅助电压供给装置不产生附加的损耗功率，该电路装置的效率被优化。
图2示出辅助电压供给装置14的一个替代的实施方式。此外，该辅助电压供给装置包括用于通过线性调节器12调节电流的调节装置16。调节装置16的输入端与节点N5连接，输出端与开关Q2的控制电极连接。调节装置16包括晶体管Q3以及分压器，该分压器包括欧姆电阻R7和R9以及NTC电阻。该分压器的分接端与晶体管Q3的控制电极连接。晶体管Q3的集电极与开关Q2的控制电极连接。
只要电路装置的温度升高，晶体管Q3逐渐地导通连接，由此开关Q1逐渐地转入至截止的状态。由此通过电阻R5的电流降低，因此转换至LED中的功率减小。当温度变化这样高时，即开关Q3完全导通连接，电路装置的温度跳闸得以实现。调节装置16借助于在节点N5上的辅助电压来运行。
此外，在图2中示出接通电流延迟装置，其包括二极管D8以及由电容器C7和欧姆电阻R6构成的并联电路。
由此实现在晶体管Q2的基极上的电压仅缓慢地升高，直至电容器C7充电至其峰值。由此得出这样的优点，即在接通瞬间在晶体管Q1中没有出现不可靠的高损耗功率。同样地在房屋保险装置上能实现运行多个模块，在接通时无需激发该房屋保险装置。
在一个优选的实施例中R为500Ω，NTC电阻为47kΩ，R7为500Ω，R4为10kΩ，C2为10μf，C7为10μf和R6为200kΩ。
图3在示意图中示出图1中示出的根据本发明的电路装置的另一个替代方案。在这个实施例中将欧姆电阻R4(见图1)设计为可变的电阻，由此在节点N5上提供了对电压的调节。由此该电路装置可以用于调光运行。在相位前沿或者相位后沿调光中，即在线性调节器12上部分地不再提供足够的电压，以便保持在节点N5上的辅助电压。为了排除这个，必须为辅助电压供给装置相对较小地选择欧姆电阻R4。这对于电路效能和EMV性能有负面的影响。
在图3示出的实施例中，因而在电荷泵14中实现了反向的电压调节器，该电压调节器除了可调光性之外能实现电路装置更高的效率。电压调节器包括两个分别具有控制电极、工作电极和参考电极的电子开关。开关Q4的控制电极与齐纳二极管D2的正极连接，其的参考电极与参考电势、当前为第二输入接口704连接，并且其工作电极与开关Q5的控制电极连接。开关Q5的控制电极经过Pull-up电阻R10与其工作电极连接，其自身由与二极管D3的负极连接。其参考电极与节点N5连接。为了改善电路装置的干扰敏感性而设置有电容器C1，该电容器连接到Q4的工作电极和Q5的控制电极之间并且连接参考电势。
工作原理在于：开关Q4测量通过齐纳二极管D2的电流，其中，当齐纳二极管D2没有导通时，那么在电容器C2上的电压过低。由于没有电流流经该齐纳二极管D2，那么开关Q4不导通。当在Q5的集电极上的电压高于在其发射极上的电压时，那么其由于Pull-up电阻R4而接通并且由此利用载流子为电容器Q2供给。当在串联调节器12上的接通电压大于二极管D3的正向电压、开关Q5的基极-发射极电压和在电容器C2上的电压的和时，开关Q5相应地接通。
如果在电容器C2上的电压是足够大的，Q2会导通，并且由此将载流子从开关Q5的基极中抽离。
这如同在相位前沿或者相位后沿调光时的情况那样，以这种方式在串联调节器12上电压为非对称的锯齿波形时，在接口N5上提供恒定的电压。
在优选的实施例中R10为1kΩ和C2为200nF。
Claims (34)
1.一种用于运行至少一个第一LED级联和第二LED级联的电路装置，包括：
-用于连接经过整流的供给交流电压的、具有第一和第二输入接口(703，704)的输入端；
-具有输入端的线性调节器(12)；以及
-至少一个较高位的第一LED单元(LE3)和较低位的第二LED单元(LE4)，其中，所述第一LED单元包括所述第一LED级联(D300至D313)和所述第二LED单元包括所述第二LED级联(D400至D406)；其特征在于，所述电路装置还包括：
-分压器，所述分压器连接在所述第一和所述第二输入接口(703，704)之间，其中，所述分压器的分接端(759)与所述线性调节器(12)的所述输入端连接；其中，每个LED单元(LE4，LE3)还具有：
-第一二极管(D43，D33)，所述第一二极管与相应的所述LED级联(D400至D406，D300至D313)串联，其中，所述第一二极管(D43，D33)和相应的所述LED级联(D400至D406，D300至D313)的连接点表示为第一节点(N41，N31)，其中，所述LED级联(D400至D406，D300至D313)的不与所述第一二极管(D43，D33)连接的接口表示为第二节点(N42，N32)，其中，所述第一二极管(D43，D33)的不与所述LED级联(D400至D406，D300至D313)连接的接口表示为第三节点(N43，N33)；
-第一电容器(C42，C32)和第二二极管(D42，D32)的串联电路，所述串联电路连接在所述第三节点(N43，N33)和所述第二节点(N42，N32)之间，其中，所述第一电容器(C42，C32)与所述第二二极管(D42，D32)的连接点表示为第四节点(N44，N34)；和
-分别具有控制电极、参考电极和工作电极的第一电子开关(Q41，Q31)和第二电子开关(B41，B31)，其中，所有LED单元与直流电压源(14)的连接点表示为第五节点(N5)，其中，所述第一电子开关(Q41，Q31)的所述控制电极与所述第五节点(N5)连接，其中，所述第一电子开关(Q41，Q31)的所述参考电极与所述第四节点(N44，N34)连接，其中，所述第一电子开关(Q41，Q31)的所述工作电极与所述第二电子开关(B41，B31)的所述控制电极连接，其中，所述第二电子开关(B41，B31)的所述参考电极与所述第三节点(N43，N33)连接，其中所述第二电子开关(B41，B31)的所述工作电极与所述第二节点(N42，N32)连接；
-其中，最高位的LED单元的所述第三节点(N33)与所述第一输入接口(703)连接，其中，最低位的LED单元的所述第二节点(N42)与所述线性调节器(12)这样连接，即，所述线性调节器(12)串联在最低位的所述LED单元的所述第二节点(N42)和所述第二输入接口(704)之间；
-其中，不表示为最高位的所述LED单元的相应的所述LED单元(LE4)的所述第三节点(N43)与紧接着较高位的所述LED单元的所述第二节点连接；
-其中，所述直流电压源(14)由此实现，即，在所述电路装置运行时在最低位的所述LED单元的所述第二节点(N42)上出现的交流电压用于产生直流电压。
2.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，每个LED单元(LE3，LE4)还包括第二电容器(C33，C43)，所述第二电容器与相应的所述LED级联(D300至D313，D400至D406)并联。
3.根据权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于，每个所述LED单元(LE4，LE3)还包括第三二极管(D41，D31)，所述第三二极管连接在所述第五节点(N5)和相应的所述第一电子开关(Q41，Q31)的所述控制电极之间。
4.根据权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于，所述直流电压源(14)包括电荷泵，所述电荷泵的输入端与最低位的所述LED单元的所述第二节点(N42)连接并且所述电荷泵的输出端与所有所述LED单元(LE4，LE3)的所述第五节点(N5)连接。
5.根据权利要求3所述的电路装置，其特征在于，所述直流电压源(14)包括电荷泵，所述电荷泵的输入端与最低位的所述LED单元的所述第二节点(N42)连接并且所述电荷泵的输出端与所有所述LED单元(LE4，LE3)的所述第五节点(N5)连接。
6.根据权利要求4所述的电路装置，其特征在于，所述电荷泵包括单向整流器和限压装置构成的串联电路。
7.根据权利要求5所述的电路装置，其特征在于，所述电荷泵包括单向整流器和限压装置构成的串联电路。
8.根据权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于，所述直流电压源(14)包括欧姆电阻(R4)和第四二极管(D3)构成的串联电路，所述串联电路连接在最低位的所述LED单元的所述第二节点(N42)和所有所述LED单元(LE4，LE3)的所述第五节点(N5)之间，以及第三电容器(C2)和齐纳二极管(D2)构成的并联电路连接在所有所述LED单元(LE4，LE3)的所述第五节点(N5)和所述第二输入接口(704)之间。
9.根据权利要求4所述的电路装置，其特征在于，所述直流电压源(14)包括欧姆电阻(R4)和第四二极管(D3)构成的串联电路，所述串联电路连接在最低位的所述LED单元的所述第二节点(N42)和所有所述LED单元(LE4，LE3)的所述第五节点(N5)之间，以及第三电容器(C2)和齐纳二极管(D2)构成的并联电路连接在所有所述LED单元(LE4，LE3)的所述第五节点(N5)和所述第二输入接口(704)之间。
10.根据权利要求7所述的电路装置，其特征在于，所述直流电压源(14)包括欧姆电阻(R4)和第四二极管(D3)构成的串联电路，所述串联电路连接在最低位的所述LED单元的所述第二节点(N42)和所有所述LED单元(LE4，LE3)的所述第五节点(N5)之间，以及第三电容器(C2)和齐纳二极管(D2)构成的并联电路连接在所有所述LED单元(LE4，LE3)的所述第五节点(N5)和所述第二输入接口(704)之间。
11.根据权利要求8所述的电路装置，其特征在于，与所述第四二极管(D3)串联的所述电阻设计为固定的欧姆电阻(R4)。
12.根据权利要求10所述的电路装置，其特征在于，与所述第四二极管(D3)串联的所述电阻设计为固定的欧姆电阻(R4)。
13.根据权利要求9所述的电路装置，其特征在于，为了实现所述电荷泵的调节装置，与所述第四二极管(D3)串联的所述电阻设计为可变的电阻。
14.根据权利要求10所述的电路装置，其特征在于，为了实现所述电荷泵的调节装置，与所述第四二极管(D3)串联的所述电阻设计为可变的电阻。
15.根据权利要求13所述的电路装置，其特征在于，所述电荷泵的所述调节装置设计用于将在所述第五节点(N5)上的电压调节至预定的值。
16.根据权利要求14所述的电路装置，其特征在于，所述电荷泵的所述调节装置设计用于将在所述第五节点(N5)上的电压调节至预定的值。
17.根据权利要求13所述的电路装置，其特征在于，所述电荷泵的调节装置设计为反相的电压调节器。
18.根据权利要求16所述的电路装置，其特征在于，所述电荷泵的调节装置设计为反相的电压调节器。
19.根据权利要求13所述的电路装置，其特征在于，所述电荷泵的调节装置包括分别具有控制电极、工作电极和参考电极的第三电子开关(Q4)和第四电子开关(Q5)，其中，所述第三电子开关(Q4)的所述控制电极与所述齐纳二极管(D2)的正极连接，所述第三电子开关的参考电极与所述第二输入接口(704)连接并且所述第三电子开关的所述工作电极与所述第四电子开关(Q5)的所述控制电极连接，其中所述第四电子开关(Q5)的所述控制电极还通过欧姆电阻(R10)与所述第四电子开关的工作电极连接，所述第四电子开关的工作电极自身又与所述第四二极管(D3)的负极连接，其中，所述第四电子开关(Q5)的所述参考电极与所有所述LED单元(LE4，LE3)的所述第五节点(N5)连接。
20.根据权利要求18所述的电路装置，其特征在于，所述电荷泵的调节装置包括分别具有控制电极、工作电极和参考电极的第三电子开关(Q4)和第四电子开关(Q5)，其中，所述第三电子开关(Q4)的所述控制电极与所述齐纳二极管(D2)的正极连接，所述第三电子开关的参考电极与所述第二输入接口(704)连接并且所述第三电子开关的所述工作电极与所述第四电子开关(Q5)的所述控制电极连接，其中所述第四电子开关(Q5)的所述控制电极还通过欧姆电阻(R10)与所述第四电子开关的工作电极连接，所述第四电子开关的工作电极自身又与所述第四二极管(D3)的负极连接，其中，所述第四电子开关(Q5)的所述参考电极与所有所述LED单元(LE4，LE3)的所述第五节点(N5)连接。
21.根据权利要求19所述的电路装置，其特征在于，电容器(C1)一端连接在所述第三电子开关(Q4)的所述工作电极和所述第四电子开关(Q5)的所述控制电极之间，另一端连接至第二输入接口(704)。
22.根据权利要求20所述的电路装置，其特征在于，电容器(C1)一端连接在所述第三电子开关(Q4)的所述工作电极和所述第四电子开关(Q5)的所述控制电极之间，另一端连接至第二输入接口(704)。
23.根据权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于，所述LED单元(LE4，LE3)分别包括不同数量的所述LED(D400至D406，D300至D313)。
24.根据权利要求12所述的电路装置，其特征在于，所述LED单元(LE4，LE3)分别包括不同数量的所述LED(D400至D406，D300至D313)。
25.根据权利要求22所述的电路装置，其特征在于，所述LED单元(LE4，LE3)分别包括不同数量的所述LED(D400至D406，D300至D313)。
26.根据权利要求23所述的电路装置，其特征在于，每个较高位的所述LED单元(LE3)包括数量是紧接着的较低位的所述LED单元(LE4)两倍的所述LED(D300至D313)。
27.根据权利要求24所述的电路装置，其特征在于，每个较高位的所述LED单元(LE3)包括数量是紧接着的较低位的所述LED单元(LE4)两倍的所述LED(D300至D313)。
28.根据权利要求25所述的电路装置，其特征在于，每个较高位的所述LED单元(LE3)包括数量是紧接着的较低位的所述LED单元(LE4)两倍的所述LED(D300至D313)。
29.根据权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于，还设计有用于通过所述线性调节器(12)调节电流的调节装置(16)，其中，用于通过所述线性调节器调节电流的所述调节装置(16)的输入端与所述第五节点(N5)连接，并且用于通过所述线性调节器调节电流的所述调节装置(16)的输出端与所述线性调节器(12)的所述输入端连接。
30.根据权利要求27所述的电路装置，其特征在于，还设计有用于通过所述线性调节器(12)调节电流的调节装置(16)，其中，用于通过所述线性调节器调节电流的所述调节装置(16)的输入端与所述第五节点(N5)连接，并且用于通过所述线性调节器调节电流的所述调节装置(16)的输出端与所述线性调节器(12)的所述输入端连接。
31.根据权利要求28所述的电路装置，其特征在于，还设计有用于通过所述线性调节器(12)调节电流的调节装置(16)，其中，用于通过所述线性调节器调节电流的所述调节装置(16)的输入端与所述第五节点(N5)连接，并且用于通过所述线性调节器调节电流的所述调节装置(16)的输出端与所述线性调节器(12)的所述输入端连接。
32.根据权利要求29所述的电路装置，其特征在于，用于通过所述线性调节器调节电流的所述调节装置(16)包括：
-具有控制电极、参考电极和工作电极的第五电子开关(Q3)；和
-具有至少一个欧姆电阻(R7，R9)和NTC电阻(NTC)的分压器，其中，具有至少一个欧姆电阻和NTC电阻的所述分压器连接在所述第五节点(N5)和所述第二输入接口(704)之间；
其中，具有至少一个欧姆电阻和NTC电阻的所述分压器的分接端与所述第五电子开关(Q3)的所述控制电极连接，其中，所述第五电子开关(Q3)的所述参考电极与所述第二输入接口(704)连接，其中，所述第五电子开关(Q3)的所述工作电极与所述线性调节器(12)的所述输入端连接。
33.根据权利要求30所述的电路装置，其特征在于，用于通过所述线性调节器调节电流的所述调节装置(16)包括：
-具有控制电极、参考电极和工作电极的第五电子开关(Q3)；和
-具有至少一个欧姆电阻(R7，R9)和NTC电阻(NTC)的分压器，其中，具有至少一个欧姆电阻和NTC电阻的所述分压器连接在所述第五节点(N5)和所述第二输入接口(704)之间；
其中，具有至少一个欧姆电阻和NTC电阻的所述分压器的分接端与所述第五电子开关(Q3)的所述控制电极连接，其中，所述第五电子开关(Q3)的所述参考电极与所述第二输入接口(704)连接，其中，所述第五电子开关(Q3)的所述工作电极与所述线性调节器(12)的所述输入端连接。
34.根据权利要求31所述的电路装置，其特征在于，用于通过所述线性调节器调节电流的所述调节装置(16)包括：
-具有控制电极、参考电极和工作电极的第五电子开关(Q3)；和
-具有至少一个欧姆电阻(R7，R9)和NTC电阻(NTC)的分压器，其中，具有至少一个欧姆电阻和NTC电阻的所述分压器连接在所述第五节点(N5)和所述第二输入接口(704)之间；
其中，具有至少一个欧姆电阻和NTC电阻的所述分压器的分接端与所述第五电子开关(Q3)的所述控制电极连接，其中，所述第五电子开关(Q3)的所述参考电极与所述第二输入接口(704)连接，其中，所述第五电子开关(Q3)的所述工作电极与所述线性调节器(12)的所述输入端连接。
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