CN105323911A - 发光二极管照明装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种照明装置。所述照明装置可包括两个或者更多的照明单元,每个照明单元包括响应于整流电压的变化而顺序发光的多个LED组。所述两个或者更多的照明单元可包括具有相同的发光顺序但具有不同发光时点的一个或者更多的LED组。因此,能够降低电流谐波,并提高功率效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种照明装置,更具体地,涉及一种能够改进电流谐波的照明装置。
背景技术
为了节能,照明装置被设计为使用基于少量能量的具有高发光效率的光源。在发光装置中使用的光源的代表性例子可包括发光二极管(LED)。
LED在诸如能耗、寿命以及光的质量等方面与其他光源不同。由于LED是通过电流来驱动,利用LED作为光源的照明装置需要大量的用于电流驱动的额外电路。
为了解决上述问题,已经开发了交流直接式(ACdirect-type)的照明装置来向LED提供交流电压。照明装置被配置为将交流电压转化为整流电压,并且利用整流电压通过电流驱动来控制LED发光。因为照明装置直接使用整流电压而不使用传感器和电容器,照明装置具有令人满意的功率因子。整流电压表示通过整流器全波整流交流电压所获得的电压。
照明装置可以以交流直接式被非线性地驱动。因此,会存在电流谐波的问题。电流谐波会降低照明装置的功率效率。
因此,需要一种能够降低电流谐波并提高功功率效率的方法。
现有技术
专利文献
韩国专利公开号10-2012-0079831(发明名称:“对可调光的交流LED照明的光谱位移控制”)。
发明内容
多种实施例旨在提供一种技术,其根据交流直接式方法驱动包括LED的照明装置,并改进电流谐波从而增加功率效率。
此外,多种实施例旨在提供一种照明装置,其包括LED并能够改进由非线性驱动所引起的电流谐波。
在一个实施例中,照明装置可包括:两个或者更多的照明单元,每个照明单元包括响应于整流电压的变化而顺序发光的多个LED组;和两个或者更多的驱动电路,其分别与所述两个或者更多的照明单元相对应,并被配置为调节照明单元的驱动电流。在两个或者更多的照明单元中具有相同发光顺序的一个或者更多的LED组可具有不同的发光时点。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的照明装置的电路图。
图2A为说明图1的照明单元200的实施例的电路图。
图2B为说明图1的照明单元210的实施例的电路图。
图3为图1的驱动电路的详细电路图。
图4为描述图1的每个驱动单元的操作的示意图。
图5为在图1的实施例中对应于整流电压的变化的电流波形图。
图6为根据本发明另一实施例的照明装置的电路图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述示例性实施例。然而,本公开可以以不同的方式体现并且不应解释为仅限于这里提出的实施例。相反,提供这些实施例是为了本公开更加完整和透彻,并向本领域的技术人员全面地传达本公开的范围。贯穿本公开,在附图和实施例中,相同的附图标记表示相同的部件。
根据本发明实施例的照明装置可使用基于半导体发光特性的将电能转化为光能的光源,所述基于半导体的发光特性的光源可包括LED。
如图1所示,本发明的实施例可通过以交流直接式驱动的照明装置而被公开。图1的照明装置可包括使用交流电压发光的光源,并响应于光源的发光执行用于调节电流的电流调节。
参照图1,将描述根据本发明实施例的照明装置。根据本发明实施例的照明装置可包括:电源供应电路100,照明单元200和210,驱动单元300和310,和电流传感电阻Rs1和Rs2。
在上述配置中,电源供应电路100可提供整流功率,照明单元200和210可利用整流功率发光,驱动单元300和310对应于照明单元200和210的发光可执行用于调节电流的电流调节并提供用于发光的电流通路。电流传感电阻Rs1和Rs2可提供电流通路,并提供用于驱动单元300和310的电流调节的传感电压。
电源供应电路100可包括电源供应Vs和整流电路20。电源供应Vs可为工业交流电源供应从而提供交流功率。
整流电路20可将交流电压的负电压转化为正电压。即,整流电路20可全波整流从交流电源供应Vs所提供的交流电源的具有正弦波形的交流电压,并输出整流电压。整流电压可具有在其中电压水平基于工业交流电压的半周期进行升降的纹波。在本发明的一个实施例中,整流电压的变化(上升或下降)可指示整流电压的纹波的上升或下降。
电源供应电路100可包括调光器(未示出)来控制亮度。调光器可控制从整流电路20提供的交流电压的相位。通过调光器的相位控制,可以控制提供至照明单元200和210的总的驱动电流的量。结果,可以控制照明装置的亮度。
在本发明的一个实施例中,包括光源的照明单元200和210可利用从整流电路20所提供的整流电压发光。从整流电路20所提供的总的驱动电流可用Irec表示,从总的驱动电流Irec分割的并被提供至照明单元200和210的驱动电流可分别用Irs1和Irs2表示。提供至照明单元200和210的驱动电流可等于流经各电流传感电阻Rs1和Rs2的电流。
照明单元200和210的每一个可包括多个LED,所述多个LED可被分成多个组,并依次被接通或断开。在图1中,照明单元200和210可被分别分成四个LED组LED11至LED14和四个LED组LED21至LED24。LED组LED11至LED14和LED21至LED24的每一个可包括一个以上的LED。在图1中,为了方便描述,LED组LED11至LED14和LED21至LED24的每一个用一个符号表示。
照明单元200和210的每一个可包括驱动电路。对应于照明单元200的驱动电路可包括驱动单元300和电流传感电阻Rs1,以及对应于照明单元210的驱动电路可包括驱动单元310和电流传感电阻Rs2。
驱动单元300和310可调节驱动电流,并响应于照明单元200和210的发光诱导恒定电流的流动。为此操作,驱动单元300和310可执行用于LED组LED11至LED14和LED21至LED24发光的电流调节,并与一端接地的电流传感电阻一起提供用于发光的电流通路。
在图1的实施例中,响应于整流电压的上升或下降,照明单元200和210的LED组LED11至LED14和LED21至LED24可依次接通或断开。
当整流电压增加并依次达到各LED组LED11至LED14和LED21至LED24的发光电压时,驱动单元300和310可提供用于发光的电流通路。
LED组LED14发光的发光电压V14可被定义为所有的LED组LED11至LED14发光的电压。LED组LED13发光的发光电压V13可被定义为LED组LED11至LED13发光的电压。LED组LED12发光的发光电压V12可被定义为LED组LED11至LED12发光的电压。LED组LED11发光的发光电压V11可被定义为只有LED组LED11发光的电压。
此外,LED组LED24发光的发光电压V24可被定义为所有的LED组LED21至LED24发光的电压。LED组LED23发光的发光电压V23可被定义为LED组LED21至LED23发光的电压。LED组LED22发光的发光电压V22可被定义为LED组LED21至LED22发光的电压。LED组LED21发光的发光电压V21可被定义为仅LED组LED21发光的电压。
驱动单元300和310可从电流传感电阻Rs1和Rs2接收传感电压。根据在照明单元200和210中的各LED组的发光状态,传感电压可通过形成在驱动单元300和310中的可变位置处的电流通路而改变。此时,流经电流传感电阻Rs1和Rs2的电流可包括恒定电流。
在上述配置中,在照明单元200和210中具有相同发光顺序的一对或多对LED组可具有不同的发光时点。在根据本发明实施例的照明单元200和210中,LED组LED11和LED组LED21可具有相同的发光顺序,LED组LED12和LED组LED22可具有相同的发光顺序,LED组LED13和LED组LED23可具有相同的发光顺序,LED组LED14和LED组LED24可具有相同的发光顺序。
在本发明的一个实施例中,在具有相同发光顺序的LED组中,一对或多对LED组可被配置为具有不同的发光时点。
具有相同发光顺序但具有不同发光时点的一对LED组可被配置为响应于具有至少10%以上差异的不同发光电压而发光。
进一步地,具有相同发光顺序但具有不同发光时点的一对LED组可被配置为响应于整流电压的不同相位而发光,所述整流电压的不同相位具有至少10%以上差异。
各照明装置200和210的总的发光电压可被设定为比基于任一个照明单元的总的发光电压小20%的差异。
配置照明单元200和210可被配置为,具有最后发光顺序的一对LED组具有基本上相同的发光时点,而其他成对LED组具有不同的发光时点。
为此操作,在照明单元200和210中首先发光的LED组LED11和LED21可包括不同数目的串接LED。
参照图2A和图2B,照明单元200的LED组LED11可包括两个串接的LED,而照明单元210的LED组LED21可包括三个串接的LED。照明单元200的LED组LED12与照明单元210的LED组LED22可包括两个串接的LED,照明单元200的LED组LED13和LED14与照明单元210的LED组LED23和LED24可包括一个LED。此时,LED组LED11、LED12、LED21和LED22中的每一个可被配置为包括并联连接的许多排。
如图2A和图2B所示,照明单元200的LED组LED12、LED13和LED14可分别与照明单元210的LED组LED22、LED23和LED24包括相同数目的LED。
进一步地,照明单元210的LED组LED21比照明单元200的LED组LED11可包括更大数目串接的LED。即,照明单元210的LED组LED21比照明单元200的LED组LED11可具有更高的发光电压。结果,LED组LED21可在比LED组LED11更晚的发光时点发光。此外,可以调节并联连接的LED的数目,从而照明单元210的LED组LED21和照明单元200的LED组LED11可包括相同数目的LED。
当一对LED组LED11和LED21具有不同的发光时点时,LED组LED12和LED22与LED组LED13和LED23可具有不同的发光时点。
在本发明的一个实施例中,LED组LED24可被配置为比LED组LED14具有更低发光电压,使得LED组LED14和LED24具有相同的发光时点。更具体地,LED组LED11可被配置为比LED组LED21具有更低的发光电压,其差值为其间发光电压的差异。因此,LED组LED14和LED组LED24可具有相同的发光时点。
将参照图3详细描述用于驱动照明单元200和210的驱动单元300和310的配置和操作。代表性地,将把驱动单元300作为描述的例子。因为驱动单元310可以按照与驱动单元300相同的方式被配置,将省略对其的重复描述。
如图3所示,驱动单元300可包括多个开关电路31至34和基准电压供应单元30,其可以实施为一个芯片。多个开关电路31至34可被配置来提供LED组LED11至LED14的电流通路,基准电压供应单元30可被配置来提供基准电压VREF1至VREF4。
根据设计者的意图,基准电压供应单元30可被配置来提供具有不同水平的基准电压VREF1至VREF4。
基准电压供应单元30可包括多个串接的电阻,从而接收恒定电压,并且向电阻中的节点分别输出具有不同水平的基准电压VREF1至VREF4。在另一实施例中,基准电压供应单元30可包括用于提供具有不同水平的基准电压VREF1至VREF4的独立电压供应源。
在图3中,GND表示接地,接地GND可被共同地地应用到基准电压供应单元30和电流传感电阻Rs。在基准电压供应单元30中,接地GND可被应用至多个串接的电阻从而输出具有不同水平的基准电压VREF1至VREF4。
在具有不同水平的基准电压VREF1至VREF4中,基准电压VREF1可具有最低的电压水平,而基准电压VREF4可具有最高的电压水平。
基准电压VREF1可具有在LED组LED12发光的时点用于断开开关电路31的水平。更具体地,响应于LED组LED12的发光,基准电压VREF1可被设定为比形成在电流传感电阻Rs1中的传感电压更低的水平。
基准电压VREF2可具有在LED组LED13发光的时点用于断开开关电路32的水平。更具体地,响应于LED组LED13的发光,基准电压VREF2可被设定为比形成在电流传感电阻Rs1中的传感电压更低的水平。
基准电压VREF3可具有在LED组LED14发光的时点用于断开开关电路33的水平。更具体地,响应于LED组LED14的发光,基准电压VREF3可被设定为比形成在电流传感电阻Rs1中的传感电压更低的水平。
进一步地,基准电压VREF4可按照通过开关电路34的电流通路被保持在整流电压的上限水平区域的方式被设定。
开关电路31至34可被共同地连接至传感电阻Rs1,所述传感电阻Rs1提供用于执行电流调节并形成电流通路的传感电压。
开关电路31至34可将电流传感电阻Rs1的传感电压与基准电压供应单元30的基准电压VREF1至VREF4进行比较,并形成用于接通照明单元200的选择性电流通路。
驱动单元300的开关电路31至34响应于各LED组LED11至LED14的发光可诱导恒定电流的调节流动,以及响应于各LED组LED11至LED14的依次发光可执行电流调节从而不超过预定的电流。
即,各开关电路31至34在驱动电流小于在此设定的调节电流值时可不执行电流调节操作,而在驱动电流等于或大于在此设定的调节电流值时执行电流调节操作,使得驱动电流不超过调节水平。
当开关电路被连接至远离施加了整流电压的位置的LED组时,各开关电路31至34可接收高水平基准电压。
各开关电路31至34可包括比较器36和开关元件37,开关元件37可包括NMOS晶体管。
包括在各开关电路31至34中的比较器36可具有:正输入端子(+),其被配置为接收基准电压;负输入端子(-),其被配置为接收传感电压;和输出端子,其被配置为输出通过比较基准电压和传感电压所获得的结果。
包括在各开关电路31至34中的开关元件37可根据比较器36的输出执行开关操作,是通过其门极施加的。
将参照图4描述图3的驱动单元300的操作。
电源供应电路100可向照明单元200提供对应于交流电源的整流电压,可以如图4所示提供整流电压。
当整流电压为初始状态时,因为施加到其正输入端子(+)的基准电压VREF1至VREF4比施加到其负输入端子(-)的电流传感电阻Rs1的传感电压高,开关电路31至34可保持接通状态。此时,在开关电路31中流动的驱动电流可等于或小于通过开关电路31调节的电流值。因此,开关电路31可不调节在其中流动的驱动电流。即,开关电路31可不执行电流调节操作。
然后,当整流电压上升并达到发光电压V11时,照明单元200的LED组LED11会发光。然后,当LED组LED11发光时,被连接至LED组LED11的驱动单元300的开关电路31会提供电流通路。
当整流电压达到发光电压V11使得LED组LED11发光并且通过开关电路31形成电流通路,电流传感电阻Rs1的传感电压的水平会上升。然而,因为传感电压的水平低,不会改变开关电路31至34的接通状态。此时,流经开关电路31的驱动电流会通过开关电路31的电流调节操作而被调节。
然后,整流电压会上升并超过发光电压V11。此时,因为流经开关电路32的驱动电流小于通过开关电路32调节的电流值,开关电路32不会调节流经其中的驱动电流。即,通过开关电路31的电流调节操作会被执行,而通过开关电路32的电流调节操作不会被执行。
然后,当整流电压继续上升并达到发光电压V12时,照明单元200的LED组LED12会发光。当LED组LED12发光时,被连接至LED组LED12的驱动单元300的开关电路32会提供电流通路。此时,LED组LED11还会保持发光状态。
当整流电压达到发光电压V12使得LED组LED12发光并且通过开关电路32形成电流通路,电流传感电阻Rs1的传感电压的水平会上升。此时,传感电压可比基准电压VREF1具有更高的水平。因此,开关电路31的开关元件37可通过比较器36的输出而被断开。即,开关电路31可被断开,并且开关电路32可提供对应于LED组LED12的发光的选择性电流通路。此时,流经开关电路32的驱动电流会通过开关电路32的电流调节操作而被调节。
然后,当整流电压继续上升并达到发光电压V13时,照明单元200的LED组LED13会发光。当LED组LED13发光时,被连接至LED组LED13的驱动单元300的开关电路33会提供电流通路。此时,LED组LED11和LED12还会保持发光状态。
当整流电压达到发光电压V13使得LED组LED13发光并且通过开关电路33形成电流通路,电流传感电阻Rs1的传感电压的水平会上升。此时,传感电压可比基准电压VREF2具有更高的水平。因此,开关电路32的开关元件37可通过比较器36的输出而被断开。即,开关电路32可被断开,并且开关电路33可提供对应于LED组LED13发光的选择性电流通路。此时,流经开关电路33的驱动电流会通过开关电路33的电流调节操作而被调节。
然后,当整流电压达到发光电压V14时,照明单元200的LED组LED14会发光。当LED组LED14发光时,被连接至LED组LED14的驱动单元300的开关电路34会提供电流通路。此时,LED组LED11至LED13还会保持发光状态。
当整流电压达到发光电压V14使得LED组LED14发光并且通过开关电路34形成电流通路,电流传感电阻Rs1的传感电压的水平会上升。此时,传感电压可比基准电压VREF3具有更高的水平。因此,开关电路33的开关元件37可通过比较器36的输出而被断开。即,开关电路33可被断开,并且开关电路34可提供对应于LED组LED14发光的选择性电流通路。此时,流经开关电路34的驱动电流会通过开关电路34的电流调节操作而被调节。
然后,整流电压可增加至超过发光电压V14。此时,开关电路34可调节流经其中的驱动电流。然后,尽管整流电压持续增加,开关电路34可保持接通状态,以使得形成在电流传感电阻Rs1中的驱动电流成为整流电压的上限水平区域中的预定恒流。
如上所述,当LED组LED11至LED14响应于整流电压的增加而顺序发光时,电流通路上的驱动电流也可以阶梯式增加,以便具有如图4所示的阶梯状电流波形。
驱动单元300可执行如上所述的恒流调节操作。因此,与每个LED组的发光相对应的驱动电流可维持在预定的水平。当发光的LED组的数目增加时,响应于LED组数目的增加,驱动电流的水平可增加。
在增加至如上所述的上限水平之后,整流电压可开始减小。当整流电压减小至低于发光电压V14时,照明单元200的LED组LED14可被断开。
当LED组LED14被断开时,照明单元200可利用LED组LED13、LED12以及LED11维持发光状态。因此,通过连接至LED组LED13的开关电路33,可形成电流通路。
然后,当整流电压顺序地减小至低于发光电压V13、V12以及V11时,照明单元200的LED组LED13、LED12以及LED11可被顺序地断开。
由于照明单元200的LED组LED13、LED12以及LED11被顺序地断开,驱动单元300可转换并提供由开关电路33、32以及31形成的选择性电流通路。进一步地,响应于LED组LED11、LED12以及LED13的断开状态,电流通路上的驱动电流还可以阶梯式减小,以便具有阶梯状电流波形。
与照明单元200的操作类似地,响应于整流电压的增大/减少,照明单元210可顺序地接通/断开。响应于照明单元210的接通/断开,驱动单元310响应于发光也可转移并提供电流通路。
此时,照明单元210的LED组的一部分可具有与在照明单元200中具有相同发光顺序的LED组不同的发光时点。因此,照明单元200和210可按照这样的方式运行:响应于整流电压的增加,发光LED组的数目交替地并顺序地增加。进一步地,驱动单元300和310可调节驱动电流,以使得响应于各单元200和210的发光,其电流变化点具有不同的阶梯状电流波形。
在本发明的实施例中,照明单元200和210的每一个可包括四个LED组。不包括最终发光的LED组的LED组可配置为具有针对其发光顺序的不同发光时点。
该配置将会被更加详细地介绍。
在其中包括在照明单元200中的全部LED组LED11至LED14发光的电压可被定义为照明单元200的总的发光电压,并且照明单元200的总的发光电压可与发光电压V14相对应。在其中包括在照明单元210中的全部LED组LED21至LED24发光的电压可被定义为照明单元210的总的发光电压,并且照明单元210的总的发光电压可与发光电压V24相对应。
在此情形下,任一照明单元的总的发光电压可被设置为比另一照明单元的总的发光电压低20%。
基于照明单元200和210相继的发光顺序,LED组LED11和LED21的发光顺序可彼此对应,LED组LED12和LED22的发光顺序可彼此对应,LED组LED13和LED23的发光顺序可彼此对应,LED组LED14和LED24的发光顺序可彼此对应。
进一步地,照明单元200的LED组LED11至LED13以及照明单元210的LED组LED21至LED23可具有发光电压,所述发光电压对于具有相应发光顺序的各LED组具有相同的电位差。发光电压之间的差异可由在LED组LED21中串联的LED所确定,以及具有相同发光顺序的LED组的发光电压可形成为具有10%或者更多的差异。
更加特别地,照明单元200的LED组LED11至LED13以及照明单元210的LED组LED21至LED23可被配置为具有发光电压,该发光电压对于各通路具有64V的电位差,以及LED组LED21可被配置为具有比LED组LED11高32V的发光电压。
在照明单元200中,发光电压V11可被设置为64V,发光电压V12可被设置为128V,发光电压V13可被设置为192V,以及发光电压V14可被设置为256V。即,各组之间的电位差可被设置为64V。在照明单元210中,发光电压V21可被设置为96V,发光电压V22可被设置为160V,以及发光电压V23可被设置为224V。然而,在照明单元210中最终发光的LED组LED24的发光电压V24可被设置为与照明单元200中的最终发光的LED组LED14的发光电压V14大体上相同的电压。对于该配置,发光电压V24可被设置为256V,以及LED组LED23和LED组LED24之间的发光电压的电位差可被设置为32V。
由于发光电压如上所述地设置,当整流电压增加并达到与发光电压V11相对应的64V时,LED组LED11可发光,当整流电压增加并达到与发光电压V21相对应的96V时,LED组LED21可进一步发光,当整流电压达到与发光电压V12相对应的128V时,LED组LED12可进一步发光,当整流电压达到与发光电压V22相对应的160V时,LED组LED22可进一步发光,当整流电压达到与发光电压V13相对应的192V时,LED组LED13可进一步发光,当整流电压达到与发光电压V23相对应的224V时,LED组LED23可进一步发光,当整流电压达到与发光电压V14以及V24相对应的256V时,LED组LED14和LED24可进一步发光。
即,在照明单元200中的发光LED组的数目以及在照明单元210中发光LED的数目可交替地并顺序地增加。
响应于照明单元200和210的发光,驱动单元300和310可执行电流调节,以调节与各照明单元200和210的发光相对应的驱动电流,从而使得其电流变化点具有不同的阶梯状电流波形。
通过执行与各照明单元200和210的发光相对应的电流调节,驱动单元300和310可调整驱动电流。与照明单元200的发光相对应的并由驱动单元300所调整的驱动电流可具有如Irs1所指示的阶梯状电流波形,以及与照明单元210的发光相对应的并由驱动单元310所调整的驱动电流可具有如Irs2所指示的阶梯状电流波形。
从电源供应电路100的角度看,照明单元200和210以及驱动单元300和310可作为负载,以及供应至负载的电流,即,供应至照明单元200和210的总驱动电流Irec可具有通过将驱动电流Irs1以及驱动电流Irs2相加获得的阶梯状电流波形。
即,总驱动电流Irec可具有多个恒流周期,根据(LED组的数目*照明单元的数目)-(照明单元的数目-1),可将恒流周期进行划分。对于该配置,在各照明单元200和210中最终发光的LED组可具有大体上相同的发光电压从而形成相同恒流部分。
根据本发明实施例的照明装置可包括两个照明单元。然而,本发明实施例并不限于此,而可以包括三个或者更多的照明单元。
在此情形下,基于任一照明单元的总的发光电压,各照明单元的总的发光电压可设置为在其间具有低于20%的差异。
照明单元的多个LED组可配置为具有在其中发光时点彼此不同的发光电压。
进一步地,基于任一照明单元的LED组,照明单元的LED组的发光电压可设置为具有10%或者更多的差异,所述照明单元的LED组的发光电压基于发光顺序而彼此对应。
在本发明的实施例中,总的驱动电流Irec变化上的非线性可减少。由于照明单元数目的增加,用于照明的总的驱动电流Irec可具有其中非线性减少的波形。
因此,由于总的驱动电流的非线性减小,电流谐波能够降低。结果,能够改进功率效率。
根据本发明实施例的照明装置可包括照明单元以及两个或者更多的驱动电路。每个照明单元可包括多个LED组,所述多个LED组响应于整流电压的变化而顺序地发光,并且两个或者更多的驱动电路可共享LED组的至少一部分。
两个或者更多驱动电路可独立地控制用于顺序发光的驱动电流。此时,驱动电路可控制驱动电流,以使得驱动电流的电流变化点彼此部分地不同。
进一步地,与顺序发光相对应的总的驱动电流中电流变化点的数目可设置为超出在两个或者更多驱动电路中具有最大数目电流变化点的驱动电路的电流变化点的数目。
总的驱动电流可设置为由两个或者更多驱动电路控制的驱动电流的数目,以及在总的驱动电流中的电流变化点的数目可设置为少于在两个或者更多驱动电路中电流变化点的数目之和。
本发明的实施例可配置为如图6所示。
根据图6的实施例的照明装置可包括电源供应电路100、照明单元230、驱动单元300和310、以及电流传感电阻RS1和RS2。由于电源供应电路100、驱动单元300和310、以及电流传感电阻Rs1和Rs2具有如图1实施例同样的配置,在此不再赘述。
利用由整流电路20提供的整流电压,图6的照明单元230可发光。由整流电路20提供的总的驱动电流可通过Irec表示,以及从总的驱动电流Irec分割的并提供至照明单元230的驱动电流可分别地表示为Irs1和Irs2。提供至照明单元230的驱动电流可等于流经各电流传感电阻Rs1和Rs2的电流。
照明单元230可包括多个LED,以及多个LED可划分为多个组并顺序地接通或者断开。图6显示了照明单元230包括7个LED组LED11至LED14以及LED21至LED23。LED组LED11至LED14以及LED21至LED23的每一个可包括一个或者多个LED。在图6中,为了表述方便,LED组LED11至LED14以及LED21至LED23的每一个通过一个符号表示。
照明单元230可包括按照顺序LED11、LED21、LED12、LED22、LED13、LED23以及LED14串联的LED组。LED组LED11可被定义为响应于最低发光电压而发光的第一LED组,以及LED组LED14可被定义为响应于最高发光电压而发光的最后的LED组。
照明装置可包括配置为奇数个LED组LED11至LED14的一个驱动电路以及配置为偶数个LED组LED21至LED23以及最后的LED组LED14的另一驱动电路。最后的LED组LED14可具有由两个驱动电路共享的输出端子。即,根据本发明实施例的照明装置可具有在其中两个驱动电路并联至照明单元230并共享LED组的至少一部分的结构。
与照明单元230的奇数个LED组LED11至LED14相对应的驱动电路可包括驱动单元300和电流传感电阻Rs1,以及与照明单元230的偶数个LED组LED21至LED23以及最后的LED组LED14相对应的驱动电路可包括驱动单元310和电流传感电阻Rs2。
驱动单元300和310可调整驱动电流,并诱导响应于照明单元200以及210发光的恒流的流动。对于该操作,驱动单元300以及310可执行针对LED组LED11至LED14以及LED21至LED24的发光的电流调节,并与一端接地的电流传感电阻Rs1和Rs2一起提供用于发光的电流通路。
驱动单元300和310可具有相同的结构或者提供相同的基准电压。进一步地,电流传感电阻Rs1和Rs2可具有相同的值。为了描述方便,假设驱动单元300和310的基准电压彼此相等,并且电流传感电阻Rs1和Rs2的电阻值彼此相等。然而,只要维持顺序发光,设计者可以不同地设置驱动单元300和310的基准电压或者不同地设置电流传感电阻Rs1和Rs2的电阻值。
在图6的实施例中,响应于整流电压的变化(增加或者减小),照明单元230的LED组LED11至LED14以及LED21至LED23可被顺序地接通或者断开。
在其中LED组LED14发光的发光电压V14可被定义为在其中全部LED组LED11、LED21、LED12、LED22、LED13、LED23以及LED14发光的电压。在其中LED组LED23发光的发光电压V23可被定义为在其中LED组LED11、LED21、LED12、LED22、LED13以及LED23发光的电压。在其中LED组LED13发光的发光电压V13可被定义为在其中LED组LED11、LED21、LED12、LED22以及LED13发光的电压。在其中LED组LED22发光的发光电压V22可被定义为在其中LED组LED11、LED21、LED12以及LED22发光的电压。在其中LED组LED12发光的发光电压V12可被定义为在其中LED组LED11、LED21以及LED12发光的电压。在其中LED组LED21发光的发光电压V21可被定义为在其中LED组LED11以及LED21发光的电压。在其中LED组LED11发光的发光电压V11可被定义为在其中仅LED组LED11发光的电压。
当整流电压增加以顺序地达到各LED组LED11至LED14以及LED21至LED24的发光电压时,驱动单元300和310可提供用于发光的电流通路。
图6的实施例的操作可参照图5描述。
当整流电压位于初始状态,由于施加于其正输入端子(+)的基准电压VREF1至VREF4高于施加于其负输入端子(-)的电流传感电阻Rs1以及Rs2的传感电压,驱动单元300以及310的开关电路31至34可维持接通状态。
然后,当整流电压分别地增加并达到发光电压V11、V21、V12、V22,V13、V23以及V14时,LED组LED11、LED21、LED12、LED22、LED13、LED23以及LED14可顺序地发光。
当整流电压达到发光电压V11,以使得LED组LED11发光时,响应于LED组LED11的发光,可提供通过电流传感电阻Rs1以及驱动单元300的开关电路31的电流通路。当整流电压达到发光电压V21,以使得LED组LED21发光时,响应于LED组LED21的发光,可提供通过电流传感电阻Rs2以及驱动单元310的开关电路31的电流通路。当整流电压达到发光电压V12,以使得LED组LED12发光时,响应于LED组LED12的发光,可提供通过驱动单元300的电流传感电阻Rs2以及开关电路32的电流通路。当整流电压达到发光电压V22,以使得LED组LED22发光时,响应于LED组LED22的发光,可提供通过电流传感电阻Rs2以及驱动单元310的开关电路32的电流通路。当整流电压达到发光电压V13,以使得LED组LED13发光时,响应于LED组LED13的发光,可提供通过电流传感电阻Rs1以及驱动单元300的开关电路33的电流通路。当整流电压达到发光电压V23,以使得LED组LED23发光时,响应于LED组LED23的发光,可提供通过驱动单元310的电流传感电阻Rs2以及开关电路33的电流通路。当整流电压达到发光电压V14,以使得LED组LED14发光时,响应于LED组LED14的发光,可提供通过电流传感电阻Rs2以及驱动单元300的开关电路34的电流通路以及通过电流传感电阻Rs2以及驱动单元310的开关电路34的电流通路。
当基准电压高于传感电压,根据本发明实施例的驱动单元300和310的开关电路31至34的每一个可被断开,并执行电流调节操作以便响应于整流电压的变化而调节流经电流通路的驱动电流直至连接到那的LED组发光之后的下个LED组放光。进一步地,当整流电压增大至超过发光电压V14,驱动单元300和310的开关电路34可调节驱动电流,并维持接通状态,以使得流经电流通路的驱动电流成为预定的恒流。
当整流电压如上所述的增加时,LED组LED11、LED21、LED12、LED22、LED13、LED23以及LED14可顺序地发光。响应于顺序的发光,流经驱动单元300和310的各电流通路的驱动电流Irs1和Irs2以及提供至照明单元230的总的驱动电流Irec以阶梯式增加,以便具有阶梯状电流波形。总的驱动电流Irec可等于流经驱动单元300和310的各电流通路的驱动电流Irs1和Irs2之和。
在增大至上限水平之后,整流电压可开始减小。当整流电压顺序地减小至发光电压V14、V23、…、V11,LED组LED14、LED23、LED13、LED22、LED12、LED21以及LED11可被顺序地断开。响应于LED组LED14、LED23、LED13、LED22、LED12、LED21以及LED11顺序地断开,电流通路可以在其中LED组LED14、LED23、LED13、LED22、LED12、LED21以及LED11被接通的相反的顺序被转移。电流通路的驱动电流还可以阶梯式减小,以便具有阶梯状波电流波形。
在图6的实施例中,LED组可按照LED11、LED21、LED12、LED22、LED13、LED23以及LED14的次序顺序地发光。响应于顺序的发光,当LED组LED11发光时,可由驱动单元300的开关电路31提供电流通路,当LED组LED21发光时,可由驱动单元300和310的开关电路31提供电流通路,当LED组LED12发光时,可由驱动单元300的开关电路32以及驱动单元310的开关电路31提供电流通路,当LED组LED22发光时,可由驱动单元300和310的开关电路32提供电流通路,当LED组LED13发光时,可由驱动单元300的开关电路33以及驱动单元310的开关电路32提供电流通路,当LED组LED23发光时,可由驱动单元300和310的开关电路33提供电流通路,以及当LED组LED14发光时,可由驱动单元300和310的开关电路34提供电流通路。
在图6的实施例中,响应于整流电压的变化,LED组LED11至LED14以及LED21至LED23的每一个可接收对应于通过驱动单元300和310中任一个或者二者的发光的电流通路。即,驱动单元300和310可共享LED组LED11至LED14以及LED21至LED23。
进一步地,由驱动单元300和310提供的电流通路上的驱动电流的电流变化点的一部分可被控制为彼此不同。更加具体地,驱动单元300和310可具有用于共享的LED组LED14发光的相同的电流变化点,并具有用于其它LED组发光的不同的电流变化点。
在本发明的实施例中,总的驱动电流Irec的电流变化点的数目可设置为超出具有驱动单元300和310之间最多数目电流变化点的驱动单元的电流变化点的数目,并设置为小于驱动单元300和310的驱动电流中电流变化点的数目之和。
因此,响应于整流电压一个循环的变化,多个电流变化点可形成在总的驱动电流Irec中,并且总的驱动电流Irec的变化中的非线性可被减少。在本发明的实施例中,由于LED组数目的增加,总的驱动电流Irec可具有其非线性减小的波形。
更加具体地,在图6的实施例中,总的驱动电流Irec可具有响应于整流电压的增加而形成的7个电流变化点。驱动单元300和310的驱动电流的每一个可具有4个电流变化点。因此,在本发明的实施例中,总的驱动电流Irec的电流变化点的数目可被设置为超出驱动单元300和310的驱动电流中电流变化点的数目,并设置为小于驱动单元300和310的驱动电流中电流变化点数目之和。
因此,由于总的驱动电流的非线性减小,电流谐波能够被减少。结果,功率效率能够被提高。
尽管以上描述了不同实施例,本领域技术人员不难理解,上述实施例仅以示例的方式给出。相应地,在此描述的本发明不限于上述实施例。
Claims (8)
1.一种照明装置,其包括:
两个或者更多的照明单元,每个照明单元包括响应于整流电压的变化而顺序发光的多个LED组;以及
两个或者更多的驱动电路,所述两个或者更多的驱动电路分别与所述两个或者更多的照明单元相对应,并被配置为调节所述照明单元的驱动电流;
其中,在所述两个或者更多的照明单元中具有相同发光顺序的一个或者更多的LED组具有不同的发光时点。
2.根据权利要求1所述的照明装置,其中,响应于在其间具有10%或者更多差异的发光电压,在所述两个或者更多的照明单元中具有相同发光顺序但具有不同发光时点的一个或者更多LED组发光。
3.根据权利要求1所述的照明装置,其中,所述两个或者更多的驱动电路调节电流,以使得供应至所述两个或者更多的照明单元的总的驱动电流具有除以(LED组的数目*照明单元的数目)-(照明单元的数目-1)的恒流部分。
4.根据权利要求1所述的照明装置,其中,基于任一发光单元的总的发光电压,所述两个或者更多发光单元的总的发光电压被设置为在其间具有小于20%的差异。
5.根据权利要求1所述的照明装置,其中,所述两个或者更多的发光单元的配置方式为不包括最终发光的LED组的LED组具有相同的发光顺序但具有不同的发光时点。
6.根据权利要求1所述的照明装置,其中,至少在所述两个或者更多的发光单元中最终发光的LED组被设置为具有相同的发光时点。
7.根据权利要求1所述的照明装置,其中,所述两个或者多个发光单元包括具有相同发光顺序但包含不同数目串联的LED的一个或者多个LED组。
8.根据权利要求1所述的照明装置,其中,所述两个或者更多的驱动电路的每一个包括:
驱动单元,其配置为将传感电压与连接到那里的LED组对应的基准电压进行比较,并提供电流通路;以及
电流传感电阻,其连接到驱动单元的电流通路并配置为提供传感电压。
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