CN102771185B - 为led阵列供电的方法及执行该方法的电路布置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于为LED阵列供电的方法，该LED阵列包括至少两个并联的LED分支，在LED分支中分别设置至少一个LED，其中LED阵列由串联的电源供给预先确定的电流，其中测量LED分支中的电流，其中在调节电子装置中比较所测电流，其中调节在LED分支的一部分中的电流，使所有LED分支中的电流相互之间处于确定的比例。应当优化本方法，使其可以价格实惠地且以简单的方法执行。实现的方法是选择LED分支中的一个作为主支，将其电流设为其它LED分支的额定指标。此外本发明还涉及一种执行根据本发明的方法的电路布置和具有这种电路布置的照明单元。

Description

为LED阵列供电的方法及执行该方法的电路布置
技术领域
本发明涉及一种为LED阵列供电的方法，该LED阵列包括至少两个并联的、分别至少设置一个LED的LED分支。LED阵列由串联电源的预定电流供给，其中测量LED分支中的电流并在调节电子装置中比较所测电流，并且控制在LED分支的一部分中的电流，使得所有LED分支中的电流相互之间处于确定的比例。
本发明还涉及一种执行该方法的电路布置和相应的照明单元。
背景技术
现有技术中已在众多实施变体中已知这一类的方法和电路布置。
例如在EP1449408B1中已知一种为LED阵列供电的方法和相应的电路布置。该LED阵列的电路布置具有至少两个并联的LED分支，其中分别至少一个LED和可控电阻串联。这些可控电阻是调节电子装置的一部分。LED阵列和电压源连接。为了在不同正向电压或正向电压变化时在LED分支中达到给定的电流分布，在EP1449408B1中建议通过构造成晶体管的可控电阻调整各个LED分支中的电流，使在发射极电阻上下降的电压在共有基极电势以下大约0.65伏。控制各个LED分支中的电流，使发射极电阻上的电压保持一致。已知电路布置应尤其适用于，通过确定发射极电阻大小可以在一个LED分支失效的情况下在其余LED分支上继续维持给定的电流分布。
DE102006005521B3描述一种控制具有至少两个LED分支(分路)的LED阵列的方法，每个分支包括一个控制单元、一个开关和一个电阻。开关由控制单元控制。控制LED阵列的电压。控制单元是相应的编程微处理器或特定于客户的集成电路(ASIC)。相应的电路由相对较多且部分较贵的部件组成，因此相应昂贵。
US6,351,079B1中是控制具有至少两个并联LED分支(链)的LED阵列(簇)的装置。控制LED阵列的总电流。测量并相应控制每个LED分支中的电流。为此在每个LED分支中设置一个晶体、一个电阻和一个测量装置。通过微处理器形式的控制装置完成控制。装置复杂且相应昂贵。
在US2004/0036418A1中公布的具有控制回路的电路同样非常复杂且昂贵。
发明内容
本发明的第一个任务是给出一种为LED阵列供电的方法，其中在各个LED分支上价格优惠地并用简单的方法获得对称的电流分布。
第一个任务通过按照本发明的方法解决。在一种用于为LED阵列供电的方法中，所述LED阵列包括至少两个并联的LED分支，在所述LED分支中分别设置至少一个LED，其中所述LED阵列由串联的电源供给预先确定的电流，其中测量所述LED分支中的电流，其中在调节电子装置中比较所测量的电流，其中这样调节在所述LED分支的一部分中的电流，使得所有LED分支中的电流相互之间处于确定的比例，其特征在于，各LED分支在LED的数量和/或种类方面具有区别，选择所述LED分支中的一个作为主支，将该主支的电流用作其他LED分支的额定指标，并且其中这样调节在所述LED分支的一部分中的电流，使得所有LED分支中的电流相互之间处于确定的比例，所述比例不是1。选择LED分支中的一个作为主支，将其电流设为其它LED分支的额定指标。可以使用构造非常简单的仅具有少量部件的电路。这些部件同样可以非常简单，从而可以价格优惠地生产整个电路。确保各个LED分支上的对称的电流分布。对下述情况尤其适用——例如当一个LED分支因为损坏的LED而高阻抗失效时，因为在其余LED分支中电流被尽量下调，以致这些LED分支同样被切断。因此可用常见的控制器实现简单而唯一的错误识别，其通常用于白炽灯的故障检测。各个LED分支中的大致相同的部分电流仅仅通过由总电源引出的总电流确定，其可在较宽的范围内预先确定。进一步的调整不是必须的。负载——这里是LED——的正向电压中的区别通过根据本发明的方法被自动抵消，其同样适用于动态变化和非线性。与不同正向电压LED的混装同样被抵消。
尤其是区别很大的LED分支——也就是说其LED的数量和/或种类、因而电流需求有很大不同——必须简单地控制LED分支之间所定义的相互比例。对此已知的方法无法或者仅通过非常高的费用才能做到。
如果按照方法的有利设计将LED分支选为具有最高分路电压的主支，那么LED分支上的对称电流分布可尤其简单地实现。
本发明的其他任务在于给出执行根据本发明的方法的电路布置和具有这种电路布置的照明单元。
这些任务通过按照本发明的电路布置和按照本发明的照明单元解决，其中照明单元是发明的首选实际应用。在一种用于LED阵列的电路布置，包括：-与所述LED阵列串联的电源，-至少两个并联的LED分支，各LED分支在LED的数量和/或种类方面具有区别，在所述LED分支中分别串联至少一个LED，其中将所述LED分支中的一个确定为主支，-在未确定为主支的每个LED分支中的可控电阻，-在每个LED分支中的电流测量装置，以及-调节电子装置，所述调节电子装置这样调节所述电阻，使得各个LED分支中的电流相互之间处于确定的比例，所述比例不是1。在一种照明单元中，所述照明单元具有按照本发明的电路布置。
LED阵列的电路布置包括：与LED阵列串联的电源；至少两个并联的LED分支，其中各自至少串联一个LED且其中一个分支确定为主支；每条未确定为主支的LED分支中的可控电阻；每条LED分支中的电流测量装置以及调节电子装置，该调节电子装置用于调节电阻，使得各个LED分支中的电流具有确定的、也就是预定的相互比例。
方法所述相应适用。
其他的从属权利要求涉及电路布置的有利改进形式。
在替换方案中电源包括控制器。基于由此引出的精确限定的电流，保证了LED阵列所要求的照明特性，例如明亮度。
在另外一个替换方案中可控电阻构造成金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或双极晶体管。这是成本低廉且牢固的标准部件。
在另外一个替换方案中调节电子装置由与LED分支数量相应的运算放大器组成。运算放大器也是价格实惠且牢固的标准部件。
在改进形式中在确定为主支的LED分支中设置开关。由此当其中一个LED分支失效时，可以关闭主支进而关闭整个LED阵列。这简化了故障诊断。
有利的改进形式规定电源和其余电路部件构造成一个唯一的集成的组件。由此提高了电路布置的紧凑性而降低了布线难度。
在另外一个替换设计中，一方面电源而另一方面其余电路部件分别构造为一个集成的组件。电源形成一个结构单元，其余电路部件形成另外一个结构单元。由此不同的组件可以在不同的专业厂家中生产。
附图说明
通过在示意图1中示出的实施例，进一步在下文中解释本发明。唯一的一张图1示出根据本发明的电路布置的电路图。
具体实施方式
图1中示出的电路布置是未详细展示且形成机动车聚光灯的照明单元的一部分，并且具有和LED阵列1电气串联的电源2。LED阵列1示出机动车聚光灯的光源，例如为了产生日间行车灯，并且在日间行车灯打开的状态下由电源2供给电流。通过控制器2a将电流调整至预定数值。
这里LED阵列1具有三个电气串联的LED分支3。也可以安排更多或仅仅两个LED分支3。在每个LED分支3中至少电气串联一个LED4。此外在每个LED分支3中一个电流测量装置5和LED4电气串联。
电流测量装置5和调节电子装置6有信号传输连接，而调节电子装置又与可控电阻7和开关8有信号传输连接。调节电子装置6由与LED分支3的数量对应的多个运算放大器组成。
这里LED分支3具有数量不同的多个相同LED，按图1所示为三个、一个和两个LED。分路电压最高的LED分支3确定为主支3a，即图1中左方示出的LED最多、即三个LED的LED分支3。在此LED主支3a中开关8和LED4及电流测量装置5电气串联。在其余LED分支3b——即未确定为主支的分支中，分别是电阻7中的一个和LED4及电流测量装置5电气串联。每个电阻7构造成例如金属氧化物半导体场效应晶体管或者双极晶体管。
电源2和其余电路部件3至8构造成在电路板上的单一的集成的组件。
运行时机动车聚光灯的日间行车灯打开，电源2向LED阵列提供预定电流并且LED阵列1的LED4发光。首先电阻7为高阻抗。开关8闭合。
通过电流测量装置5测量每个LED分支3中的电流，并且将其作为输出信号传入调节电子装置6后续处理。在调节电子装置6中将测量的电流相互比较并且根据所作的比较控制电阻7。调节电子装置6控制电阻7，使LED阵列1的各个LED分支3中的电流相互之间具有预先确定的比例，其中主支3a中的电流确定为指导值
发生这种情况和由电源2供给LED阵列1的总电流无关，其在较宽范围内根据各自的应用情况可作调整。
通过上文所述的比较，调节电子装置检查出和预先规定、也就是预先确定的比例有偏差的LED分支3b。例如如果按图1右方的LED分支3b中的电流太小而符合这种情况，通过调节电子装置6减小此LED分支3b中的电阻7的电阻值，也就是控制LED分支6中的电流，直至LED分支3b中的电流具有对于主支3a的定义比例。相反如果电流过高，电阻7的电阻值相应增大。
本发明不限于上述实施例。例如LED分支3b和各个分支中的LED4的数量均可在较宽范围内选择。例如本发明的优点在于每个LED分支3中的LED4的数量可以相互不同。在各个LED分支3或者不同的LED分支3中使用具有相互不同的正向电压、构造方式相异的LED4，也是可以考虑的。
各个LED分支3可以具有相互不同的电流。固定的电流比例可作调整，例如：对于两个LED分支3，70％/30％或50％/50％；对于三个LED分支3，40％/30％/30％。
附图标记列表
1LED阵列
2电源
3(a,b)LED分支
4LED
5电流测量装置
6调节电子装置
7电阻
8开关

Claims (11)

1.一种用于为LED阵列(1)供电的方法，所述LED阵列包括至少两个并联的LED分支(3)，在所述LED分支中分别设置至少一个LED(4)，其中所述LED阵列(1)由串联的电源(2)供给预先确定的电流，其中测量所述LED分支(3)中的电流，其中在调节电子装置(6)中比较所测量的电流，其特征在于，各LED分支(3)在LED的数量和/或种类方面具有区别，选择所述LED分支(3)中的一个作为主支(3a)，将该主支的电流用作其他LED分支(3b)的额定指标，其中这样调节在所述LED分支(3)的一部分中的电流，使得所有LED分支(3)中的电流相互之间处于确定的比例，所述比例不是1。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，选择分路电压最高的LED分支作为主支(3a)。
3.一种用于LED阵列(1)的电路布置，包括：
-与所述LED阵列(1)串联的电源(2)，
-至少两个并联的LED分支(3)，各LED分支(3)在LED的数量和/或种类方面具有区别，在所述LED分支中分别串联至少一个LED(4)，其中将所述LED分支中的一个确定为主支(3a)，
-在未确定为主支(3a)的每个LED分支(3b)中的可控的电阻(7)，
-在每个LED分支(3)中的电流测量装置(5)，以及
-调节电子装置(6)，所述调节电子装置这样调节所述电阻(7)，使得各个LED分支(3)中的电流相互之间处于确定的比例，所述比例不是1。
4.按照权利要求3的电路布置，其特征在于，所述电源(2)包括控制器(2a)。
5.按照权利要求3或4的电路布置，其特征在于，所述电阻(7)构造成MOSFET或双极晶体管。
6.按照权利要求3或4的电路布置，其特征在于，所述调节电子装置(6)由和所述LED分支(3)的数量相应的运算放大器组成。
7.按照权利要求3或4的电路布置，其特征在于，在确定为主支(3a)的LED分支(3a)中设置开关(8)。
8.按照权利要求3或4的电路布置，其特征在于，所述电源(2)和其余电路部件(2至8)构造为唯一的集成的组件。
9.按照权利要求3或4的电路布置，其特征在于，一方面所述电源(2)和另一方面其余电路部件(2至8)分别构造为一个集成的组件。
10.照明单元，具有按照权利要求3至9之一的电路布置。
11.按照权利要求10所述的照明单元，其特征在于，所述照明单元是用于机动车的照明单元。
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