CN102246594A - Led光源以及包括这种led光源的灯 - Google Patents

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Abstract

一种LED光源包括：第一整流器，具有用于连接到AC供给电压源的第一输入端子和第二输入端子，以及由第一LED串连接的第一输出端子和第二输出端子；第二整流器，具有第一输入端子和第二输入端子以及输出端子，所述第二整流器的所述第一输入端子耦合到所述第一整流器的所述第一输入端子，并且所述第二整流器的所述第二输入端子耦合到所述第一整流器的所述第二输入端子，并且输出端子由第二LED串连接；以及用于引起在操作期间分别存在于所述第一整流器的所述输出端子与所述第二整流器的所述输出端子处的电压之间的相移的装置。LED串通过可以由市电电源电压供电的非常简单的电路驱动。由于相移，抑制了频闪效应。

Description

LED光源以及包括这种LED光源的灯
技术领域
本发明涉及适合于由市电供电的LED光源并且涉及包括这种LED光源的灯。
背景技术
向LED串供给电流的一种非常廉价的方法是通过将LED串连接到整流器的输出端子。在操作期间，整流器的输入端子连接到市电电源并且在输出端子处存在跨LED串的经整流的市电，使得电流流过LED串。
发明内容
在紧邻市电电压的过零点的附近，跨LED串的电压太低，使得不能引起电流流过LED串。结果，通过LED串的电流被以等于两倍市电频率的频率中断。在稳态工作中不会感知到闪烁，但是照亮移动物体会引起频闪假象(stroboscopic artefact)。
在使用包括两个LED串的LED光源并且实现第一LED串中的电流和第二LED串中的电流之间的相移的情况中，可以很大程度上抑制这些频闪假象。这样的相移可以通过将每个LED串连接到不同整流器的输出端子来实现。第一整流器例如直接或者经由不会引起相移的组件连接到市电电源，并且第二整流器例如经由引起相移的电抗元件(例如电容性元件或者电感性元件)连接到市电。第一整流器的输出端子连接到第一LED串，并且第二整流器的输出端子连接到第二LED串。当通过一个LED串的电流等于零时，由于相移通过另一LED串的电流不等于零。结果，很大程度上抑制了频闪假象。优选地，通过第一LED串的电流与通过第二LED串的电流之间的相移近似为90度。
在LED光源包括三个或者更多LED串并且通过后续LED串的电流偏移近似180/n度(其中n为LED串的数目)的情况中，也有可能抑制频闪假象。为了实现该相移，LED光源必须包括至少第三整流器和第二电抗元件。
当跨LED串的电压降减小时，通过LED串的电流的占空比(即LED串传导电流期间逝去的时间与市电电源周期的一半的持续时间之间的比值)增加。这可以通过并联布置LED串中包括的部分LED来实现。在跨由电抗电流供电的LED串的电压降比跨其他LED串的电压降低时，通过LED串的电流之间的相移增加。
此上描述的光源非常适合于在LED灯中使用，该LED灯包括灯容器；用于连接到供电源的电接触；至少部分地包括在灯容器中的热沉；由灯容器包围的空间，该空间被划分成多个隔间，每个隔间至少部分地由灯容器壁和热沉界定。LED光源的每个LED串中包括的LED连接到热沉并且分布在至少部分隔间之上。
在优选实施方式中，LED灯包括灯头、连接到灯头并且被划分成两个或者更多部分的灯泡、存在于灯泡的所述多个部分之间并且将灯内的空间划分成等于灯泡的部分的数目的多个隔间的热沉，其中每个LED串中包括的LED连接到热沉并且被平均地分布在隔间之上。
附图说明
将利用附图对本发明的实施方式进行详细描述。在附图中：
图1示出了根据本发明的LED光源的实施方式和LED串中包括的LED在根据本发明的LED灯的实施方式的隔间上的分布；
图2示出了根据本发明的LED灯的实施方式；
图3至图6示出了LED(包括在根据本发明的LED光源的实施方式的LED串中)在根据本发明的LED灯的实施方式中包括的隔间之上的分布。
具体实施方式
在图1中，K1和K2是用于连接到市电电源的输入端子。输入端子K1经由欧姆电阻器R1连接到整流器桥Rect1的第一输入端子，并且还经由欧姆电阻器R2和电容器C连接到第二整流器桥Rect2的第一输入端子。电容器C形成电抗元件。输入端子K2连接到第一整流器桥Rect1的第二输入端子并且连接到第二整流器桥Rect2的第二输入端子。第一整流器桥Rect1的第一输出端子连接到LED串LS1的第一端。LED串LS1的第二端连接到第一整流器Rect1的第二输出端子。第二整流器Rect2的第一输出端子连接到第二LED串LS2的第一端。第二LED串LS2的第二端连接到第二整流器桥Rect2的第二输出端子。在图1中，Comp1和Comp2分别是根据本发明的LED灯的实施方式中包括的第一隔间和第二隔间的示意性表示。各LED串LS1和LED串LS2中的LED分布在第一隔间Comp1和第二隔间Comp2之上，使得每个LED串中的部分LED存在于第一隔间Comp1中，并且每个LED串中的其余LED存在于第二隔间Comp2中。
图1中示出的LED光源的操作如下。
当输入端子K1和输入端子K2连接到市电电源的电极时，由该市电电源提供的第一正弦形状低频AC电压存在于第一整流器桥Rect1的输入端子处，并且被整流成存在于第一整流器桥Rect1的输出端子之间并且因此跨第一LED串LS1的第一周期DC电压。第二正弦形状低频AC电压存在于第二整流器桥Rect2的输入端子处，并且被整流成存在于第二整流器桥Rect2的输出端子之间并且因此跨第二LED串LS2的第二周期DC电压。第二正弦形状AC电压由市电电源经由电容器C供给，并且因此关于第一正弦形状AC电压相移。结果，第二周期DC电压也关于第一周期DC电压相移。当第一周期DC电压的瞬时幅度太低以致不能引起电流流过第一LED串LS1时，由于相移第二周期DC电压的瞬时幅度足够高到引起电流流过第二LED串LS2。结果，在时间中的任何时刻，一个LED串总是承载电流并且因此生成光。因为每个LED串的LED分布在隔间Comp1和隔间Comp2之上，在时间中的任何时刻，在每个隔间中生成光。由于这个原因，防止了频闪效应。
在图2中，LED灯被示出为具有白炽灯的形状。灯具有灯头(1)和被划分成部分2和部分3这两个部分的灯容器或者灯泡(2/3)。在两个部分之间存在热沉4，该热沉将灯泡内的空间划分成两个隔间。LED灯包括如在图1中示出的LED光源。在每个隔间中，属于两个不同的LED串中的每个LED串的LED中的一半存在于热沉上。两个不同的LED串以在图1中示出的方式连接到市电电源。因为每个串中的第一半LED存在于第一隔间中，并且另一半LED存在于第二隔间中，因此在每个隔间中生成的光的量总是相等的。灯头中存在两个整流器、两个电阻器和电容器。
当然可能选择具有与白炽灯的形状不同形状的灯容器。也可能将灯容器内的空间划分成三个或者更多隔间，这些隔间至少部分地由热沉和灯容器壁界定。灯可以装备有与灯头或者灯装备件不同的电接触。依赖于灯的实际使用，可能期望包括LED的每个隔间的光输出近似地相等。在该情况中，两个或者更多LED串中包括的LED需要均匀地分布在至少部分隔间之上。在一些应用中，可以期望不同的隔间具有不同的光输出。这可以通过将两个或者更多LED串中包括的LED不均匀地分布在至少部分隔间之上来实现。
图3B示意性地描绘了三个LED串在LED灯的三个隔间之上的分布。每个LED串由周期DC电压供电。这些周期DC电压由在图3A中示出的电路生成，该电路包括三个整流器(Rect1、Rect2和Rect3)和以两个电容器形式存在的电抗元件C1和电抗元件C2这两个电抗元件。三个周期DC电压存在于三个相应整流器的输出端子(K3-K8)之间。这些周期DC电压中的每个关于其他两个周期DC电压相移。第一LED串LS1连接在整流器Rect1的输出端子K3和输出端子K4之间。第二LED串LS2连接在整流器Rect2的输出端子K5和输出端子K6之间。第三LED串LS3连接在整流器Rect3的输出端子K7和输出端子K8之间。LED串LS1、LS2和LS3中的每个分布在三个隔间Comp1、Comp2和Comp3中的两个隔间之上，因为第一部分LED存在于一个隔间中，并且其余LED存在于另一隔间中。每个隔间包括相同数目的LED并且因此在LED灯操作期间具有相同的光输出。具有三个隔间的灯通常具有生成的光的更好的全方向分布。使用通过三个相应LED串的三个相移的电流与在仅由两个LED串生成光的情况中相比通常提供随着时间变化较小的光强度。
图4也示意性地描绘了三个LED串在LED灯的三个隔间之上的分布。LED串由如在图3A中示出的电路供电。每个LED串不均匀地分布在三个隔间之上，因为每个LED串包括8个LED，其中前三个包括在第一隔间中，次三个包括在第二隔间中，并且其余的两个包括在第三隔间中。三个隔间中的每个包括相同数目的LED，使得在三个LED串中包括的LED的总数目均匀地分布在三个隔间之上。
图5示意性地描绘了两个LED串在LED灯的两个隔间之上的分布。与在图1中类似，每个LED串由周期DC电压供电。两个周期DC电压关于彼此相移。每个LED串的部分LED存在于第一隔间中，并且其余的存在于第二隔间中。在两个串中包括的LED的总数目中，较大部分存在于第一隔间中，并且其余的存在于第二隔间中。结果，在操作期间第一隔间的光输出比第二隔间的光输出高。然而，因为每个隔间包括属于两个LED串的LED，很大程度上抑制了频闪假象。在第一隔间中生成的光例如可以用来照亮桌子，而在第二隔间中生成的光可以用来照亮桌子的周边。
图6示出了两个LED串分布在两个隔间之上。两个LED串如在图1或者图5中示出的一样来供电。第二串中包括的至少部分LED并联布置。如果该第二串连接到图1中具有连接到其输入端子的电容器的整流器的输出端子，并且另一串连接到另一整流器的输出端子，则电容性电流的占空比增加，这是由于跨第一串的电压降比假设所有LED都串联布置要低。结果，跨电容器的电压增加，并且因此通过两个串的电流之间的相移也增加。

Claims (6)

1.一种LED光源，包括：
第一整流器，具有用于连接到AC供给电压源的第一输入端子和第二输入端子，以及第一输出端子和第二输出端子，并且第一LED串耦合在所述第一输出端子和所述第二输出端子之间，
第二整流器，具有第一输入端子和第二输入端子以及输出端子，所述第二整流器的所述第一输入端子耦合到所述第一整流器的所述第一输入端子，并且所述第二整流器的所述第二输入端子耦合到所述第一整流器的所述第二输入端子，并且第二LED串耦合在所述输出端子之间，以及
用于引起在操作期间分别存在于所述第一整流器的所述输出端子与所述第二整流器的所述输出端子处的电压之间的相移的装置。
2.根据权利要求1所述的LED光源，其中所述用于引起相移的装置包括电抗元件，所述电抗元件耦合在所述第二整流器的所述第一输入端子与所述第一整流器的所述第一输入端子之间。
3.根据权利要求2所述的LED光源，包括至少一个又一整流器，所述又一整流器具有第一输入端子和第二输入端子以及输出端子，所述又一整流器的所述第一输入端子经由又一电抗元件耦合到所述第一整流器的所述第一输入端子，并且所述又一整流器的所述第二输入端子耦合到所述第一整流器的所述第二输入端子，并且又一LED串耦合在所述又一整流器的所述输出端子之间。
4.根据权利要求1所述的LED光源，其中所述第二LED串中包括的至少部分LED并联连接。
5.一种LED灯，包括：
灯容器，
电接触，
至少部分地包括在所述灯容器中的热沉，
由所述热沉包围的空间，所述空间被划分成多个隔间，每个隔间至少部分地由所述灯容器的壁和所述热沉界定，
如权利要求1或者权利要求2所述的LED光源，
其中所述LED串中的每个LED串中包括的所述LED连接到所述热沉，并且分布在至少部分所述隔间之上。
6.根据权利要求4所述的LED灯，包括：
灯头，
灯泡，其连接到所述灯头并且被划分成两个或者更多部分，
热沉，其存在于所述灯泡的所述部分之间并且将所述灯内的空间划分成等于所述灯泡的部分的数目的多个隔间，
如权利要求1或者权利要求2所述的LED光源，
其中所述LED串中的每个LED串中包括的LED连接到热沉并且平均地分布在所述隔间之上。
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