CN103403439A - 具有led带的照明单元 - Google Patents

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Abstract

所描述的是一种具有多个照明段30a、30b的照明单元10。照明段30a、30b按照彼此间隔的关系布置在带40上。每个照明段30a、0b被连接到电源端子20。为了获得具有灵活电配置的照明单元，每个照明段30a、30b包括至少一个LED元件和至少一个驱动器电路36，所述至少一个驱动器电路包括用于控制流经所述LED元件的电流的可控限流元件。

Description

具有LED带的照明单元
技术领域
本发明涉及照明单元和包括照明单元的灯具。更具体而言，本发明涉及包括多个LED元件的照明单元。
背景技术
根据本发明的照明单元意欲被用在照明应用中，即提供尤其适合于照明目的的光输出。具体而言，但非排他地，根据本发明的照明单元可以被用作对诸如白炽灯或荧光等之类的现有技术灯的LED替代品(LED改造)。对于这种使用，照明单元需要被提供与要替换的灯泡兼容的机械和/或电装置。
LED(发光二极管)具有诸如高效率和寿命长之类的优点。然而，单个LED只从很小的面积传送光通量。为了照明的目的，通常需要多个LED。
US2008/0290814A1公开了一直被安装在现有的荧光灯的灯具上的发光二极管(LED)灯。该灯具包括向灯传送电功率的镇流器，该灯具有围绕被紧凑地布置和固定安装在扁平的矩形柔性电路板上的离散的或表面安装的LED的管状外壳。外部荧光镇流器所产生的AC功率通过用于桥式整流器被转换为DC功率以将AC电压转换为DC电压。各个LED可以串联地、并联地或者按串联和/或并联配置的组合方式被电连接。在优选示例中，两个LED与限流电阻器串联连接。多个这样的串联电路被并联连接到整流器。滤波电容器也可以并联布置。
如US2008/0290814A1中所描述的照明单元可以被用来用基于LED的灯或照明单元改造(即替换)现有技术的荧光灯。然而，其电设计不灵活，使得电路需要针对不同数目个LED被适配。
发明内容
希望提供一种具有可容易地适配的电设计的照明单元，即其中具有不同数目的LED的不同的照明单元可以被提供最小的电路改变。
这通过根据权利要求1所述的照明单元来实现。从属权利要求指代本发明的优选实施例。
本发明的基本思想是在带(即拉长的布置)上提供LED元件，其中不仅LED元件本身按间隔的关系被纵长地布置在带上，而且作为驱动器电子设备的有源电路元件也被布置在带上。因而，根据本发明所隐含的思想，驱动器电子设备至少部分地被分布在带的长度上。这具有以下优点：驱动器电子设备中的电损耗也被分布在带的长度上，并且包括设置在带上的多个这样的元件的照明单元的电设计可以很容易地扩展。
根据本发明，照明单元至少包括带，即拉长的元件，多个照明段按彼此间隔的关系被布置在所述带上。每个照明段具有与优选地在带的一端或两端的至少一个电源端子的直接或间接电连接，以使得照明段可以利用从电源端子提供的电功率被操作。
被设置在带上的照明段的数目可以有很大变化。优选提供至少2个照明段，进一步优选提供至少3个照明段。所选择的照明段数目将取决于所需要的应用，具体而言是所需要的总光通量和照明单元的外在尺寸。例如，对典型的荧光管的替换可能需要1000流明或以上的光通量。这个光通量要被散布在荧光管的长度上，要求带的若干个段被分布在荧光管的长度上。假设段在大约10cm的距离上延伸并且传送大约200流明的光通量，则针对总长度为大约120cm的36WTL管的替换可能需要包括11个段的串。在替代应用中，其中只需要大约2001m或4001m的总输出光通量，例如在15到40W的白炽灯泡要被替换的情况下，例如两个段可以被使用。在任何情况下，光和损耗都有利地沿照明单元的长度散布。
此外，根据本发明，每个照明段包括至少一个LED元件和用于控制流经LED元件的电流的至少一个驱动器电路。
每个照明段中可能只存在单个LED元件，该LED元件可以是任何类型的LED元件，包括已知的半导体LED或者任何颜色的OLED。具体而言，多个个体的LED元件可以按串联、并联或者串联和并联连接的组合的方式被电布置地提供在每个照明段内。LED元件可以具有相同或不同的颜色，例如不同的颜色温度。如下文中的优选实施例中所示出的，尤其优选在每个段中提供串联的至少2个LED元件。对于很多应用，诸如3个以上或5个以上之类的更多数目的LED可以被使用。被串联布置的LED元件的数目根据总的可用电源电压和LED元件的前向电压的总和被优选地选择。为了在标称操作期间获得高效率，可以优选前向电压的总和为恒定DC电源电压的电压值的至少60％(或者在变化的电源电压(例如经整流的AC电压)的情况下，为该电源电压的最小电压的至少60％)。还优选前向电压的总和超过恒定DC(或者最小变化的DC)电压值的75％，最优选超过所述电压值的90％。例如，在意欲替换从镇流器接收大约100V的AC电压的荧光管灯的LED照明单元中，前向电压为3V的33个LED元件可以被串联连接。
根据本发明，驱动器电路包括可控的限流元件。这样的可控限流元件接受诸如控制电压或电流之类的控制输入，并且响应于该控制输入，主动地控制流经LED元件的电流。可以被用作可控限流元件的电组件的示例为有源电组件。优选地，可控限流元件是或者至少包括至少一个晶体管，如优选实施例中将演示的，该晶体管可以是例如场效应晶体管(FET)或双极性晶体管。
在照明单元内，带提供对照明段的机械布置和电连接。优选地，带还将是导热的以将其所包括的组件的损耗沿其长度方向散布。照明单元可以只由带构成，或者可以包括其它元件，包括诸如载体、外壳等之类的机械元件以及诸如要被连接到电源端子的电功率供应电路之类的电元件。带可以例如按直线方式被布置在照明单元内，但是作为替代也可以按其它形状被提供，例如被弯成弧形或者按蛇纹图案围绕载体元件缠绕的一个或多个圆圈等。带的材料优选为柔性的，以使得带可以被缠绕在卷筒内。例如，带可以包括平整拉长形态的柔性载体材料，电组件和电连接被设置在带的一个或两个表面上。或者，带甚至可以在没有不导电载体材料的情况下只通过电线一起被支撑。虽然LED元件可以被提供以从带的两个相对的表面发光，但是优选布置LED元件以使得只从一侧发光。在这种情况下，优选地，相对的一侧具有平整的区域并且可以被覆盖有胶黏剂，以使得其可以被附着于载体并经由平整的区域将其热损耗传输到载体。
根据本发明的优选实施例，优选地包括同样电路配置的各个照明段包括用于每个照明段内的电连接的至少一个段输入端子和至少一个段输出端子。优选段输入和输出端子例如通过带上的连续导电道被直接连接。优选地被布置在带的第一端处的照明段中的第一个照明段可以使其段输入端子被直接电连接到电源端子。其它照明段以及优选地所有其它被布置在带上的照明段被连接以使得它们的段输入端子只被直接连接到相邻的(前一个)照明段的段输出端子，而不必直接连接到电源端子。因而，从电源端子到其它照明段的电功率的供应可以经由至少第一照明段被进行。
还优选在具有段输入端子和段输出端子的照明段的情况下，带是可以通过在一个照明段的段输出端子与下一个照明段的段输入端子之间的分隔在照明段之间分离的。该电路使得在所述分隔之后，其它段已经与之分隔开的余下的照明段仍然可以通过向电源端子提供电功率而操作。因而，就包括沿纵向一个接一个被布置的多个(例如100个)照明段的带而言，可以通过以下方式从所述带中分隔出具有例如10个段的第一子集，所述方式即在该子集的最后一个(第10个)照明段的段输出端子和下一个(第11个)段的段输入端子之间分离带。利用该电路，从要被用在照明单元中的带中分隔出来的(例如10个)段如果被连接到电源则将是可以工作的。此外，优选该电路还允许从照明单元中分隔出来的段(即那些留在卷筒上的段)例如仍然可以按相同的方式工作。
因而，有利地，带可以按无终点的方式(例如在卷筒上)被提供。对于要制造的每个照明单元，具有多个照明段的相应长度的带可以被使用并从卷筒中被分隔出来。在任何情况下，被分隔的部分都将是具有完整功能的，并且因为驱动器电路被分布在带的长度上，被分隔的部分可以简单地通过提供电功率而被操作。
根据本发明的优选实施例，每个照明段的驱动器电路中的可控限流元件由来自控制信号电路的控制信号控制。优选地，控制被执行以得到流经LED元件的恒定电流，最优选地是即使在电源电压可以变化的情况下仍然能得到流经LED元件的恒定电流(所述电源电压的变化在预定义的边界值内，而对于在这些边界值以外的电源电压的变化，电流可以被改变，例如电流被减小以防止过热)。如将要结合优选实施例讨论的，本地控制信号电路可以作为驱动器电路的一部分被提供在每个段中。或者，也可以提供控制信号电路以与各个照明段分隔开，例如使得中心控制电路向不同照明段的多个限流元件传送控制信号。此外，控制信号可以同时从被设置在每个照明段中的本地控制信号电路部分和被连接到每个本地控制信号电路部分的另外的中心控制信号电路部分被提供。如结合优选实施例所讨论的，中心和本地控制信号电路可以按各种方式被耦接，例如直接耦接、经由电容器耦接或者经由齐纳二极管耦接。
优选地，控制信号电路包括参考电压元件以传送恒定的电压信号。这样的参考电压元件可以是单独的电组件，例如带隙参考源或者最优选地是齐纳二极管，或者可以是具有多个电组件的电路，例如分压器电路。参考电压元件可以被用于向可控的限流元件传送控制信号，导致流经LED元件的恒定电流。
在本发明的实施例中，中心控制单元可以被提供在照明单元内用于向各个照明段传送中心控制信号。优选地，每个照明段包括控制信号输入端子和控制信号输出端子，并且中心控制信号因而可以通过各个照明段的传导被传送到每个驱动器电路。
中心控制器可以被用于将流经LED元件的电流调节到所希望的水平，例如用于调暗总的光输出。此外，可以利用中心控制信号来提供LED元件的驱动电流的变化，并且从而形成对照明单元所产生的光通量的时间调制。调制水平和定时可以被选择以使得来自照明单元的光输出仍然被人眼感测为不变的。
根据本发明的另一优选实施例，电容器被布置以缓冲电源电压。例如，照明单元可以包括例如被布置在带的末端处的一个或多个电容器，以缓冲电源电压并限制电压的波动。然而，特别优选的是在每个照明段内提供至少一个缓冲电容器。按照这种方式，电设计是可以很容易扩展的，因为总的缓冲容量沿带的长度被分布。特别优选的是与至少LED元件和可控限流元件的串联连接相并联地布置缓冲电容器。
根据另一优选实施例，电流感测元件按与至少LED元件串联连接的方式被提供。这样的电流感测元件可以优选为串联电阻器。串联电阻器上的电压指示流经LED元件的电流并且可以被用作反馈控制信号。虽然一般优选为照明段提供相同的电组件，但是可以为串联电阻器提供不同的电阻值，例如以补偿电组件的可能的容差，或者甚至是补偿在各个照明段中的不同数目的LED的影响。可以在安装电阻器之后或者在制造包括电阻器的带的一部分之后再例如通过激光微调来将电阻值变为所需要的水平。
另外的优选实施例涉及电连接的拓扑。优选各个照明段按与电源端子并联的方式被电连接。此外，优选每个照明段包括被串联电连接的多个LED。
根据另一优选实施例，照明单元还包括具有AC/DC转换器的电源单元以提供DC电压。AC/DC转换器优选为桥式整流器电路。DC电功率优选地被提供至电源端子。
根据另一实施例，照明单元包括拉长的外壳元件，该外壳元件优选为管状的，即具有圆形的横截面。这对于要替换荧光管灯的LED改造照明单元而言是特别优选的。外壳元件具有被设置在其至少一端的电触点以提供电功率。包括这样的拉长的外壳元件的照明单元优选地被成形以适合用在现有的灯具中，例如那些原本要用于荧光灯的灯具。虽然可以将带提供在外壳元件的外部，但是优选的是将带布置在外壳元件内，在这种情况下，该外壳元件优选为透明或半透明的罩。
一般来说，对于照明单元而言优选提供至少用于与灯具的机械和电连接的装置。机械和电连接都优选为可拆卸的，例如插入式连接、夹具连接等等。此外，也可以提供其它连接，例如热连接(例如外部制冷、热传播、辐射装置)。如果照明单元被用在灯具中，镇流器可以被提供用于将AC电功率提供至灯具的插口。然后，照明单元被连接到该插口，使得AC电源被提供给照明单元。包括AC/DC转换器的电源单元被优选地提供以将DC电功率提供给带的电源端子。
附图说明
根据以下对优选实施例的描述，本发明的以上和其它特征、目的和优点将变得清楚，其中：
图1示出了照明单元的电路的示意图；
图2示出了LED带的顶视图；
图3示出了图2的LED带的侧视图；
图4示出了LED照明单元的纵切面视图；
图5示出了灯具内的根据图4的照明单元的象征性表示；
图6示出了用于照明单元的电路的第一实施例；
图7-11示出了用于照明单元的第二、第三、第四、第五和第六实施例的电路图。
具体实施方式
图1示出了包括具有AC电源14的电源单元12和与之相连接的电感I和全桥式整流电路16的照明单元10的电路图。因而，电源单元12将DC(整流后的DC)电功率提供给具有同样照明段的串22的电源端子20，在图1中只示出了这些相同照明段中的第一照明段30a和第二照明段30b。照明段30a，30b被布置在带40上，如图2和图3中所示。
每个照明段30a，30b包括段输入端子32，每个段输入端子直接连接到段输出端子34。串22中的所有照明段30a，30b都依次被连接，以使得第一照明段30a利用段输入端子32被连接到电源端子20，并且第二照明段30b和每个后续的照明段都利用其段输入端子32被连接到前一个照明段的段输出端子34。因而，从电源单元12提供的电功率通过每个照明段30a，30b被传送至后续的段。
在每个照明段30a，30b中，驱动器电路36和发光二极管元件LED连接在段输入端子32之间。
平滑电容器38也与驱动器电路36和LED并联地连接到段输入端子32。
驱动器电路36(其示例将在下面被示出)用于利用受控制的驱动电流操作LED。驱动电路将流经LED的驱动电流控制为恒定值，而不管段输入端子32处提供的电压的变化(在特定限制范围内)。这里电源单元12提供的电压是整流后的电压并且因此将会有变化。在每个照明段30a，30b中，缓冲电容器38用于稳定这个电压。然而，一定程度的波动仍然存在。然而，驱动器电路36将向LED提供具有期望数值的恒定驱动电流。替代地，驱动器电路36可以根据诸如得到恒定的光通量等之类的其它控制标准向LED提供驱动电流。
本领域技术人员将明白，串电路22需要来自外部的非常小的驱动电路-在电源端子20处的DC电压的提供(即使在边界内变化)足以使各个照明段30a，30b内的所有LED工作在期望的工作点处。由于电路的分布式结构(其中在每个照明段30a，30b中，与LED相关联的电路被提供)，所以在操作中(尤其是在驱动器电路36处)将发生的电损耗因此也被分布在整个电路上而不会只出现在单一元件或单元内。因而，这些损耗所产生的热量将自动地被平均分布在电路上。
此外，即使与其它段分开，具有完整电路的每个照明段30a，30b也是可以工作的，同样照明段30a，30b的任何序列，即使这些照明段在后续照明段的段输出端子34与段输入端子32之间被分隔开，也是可以工作的。
图2和图3示出了带40，其中在被提供为平整细长带的柔性电绝缘载体材料42上，导电道44和电组件根据上述电路10被设置。LED带40按环状配置提供各个照明段30a，30b，30c等，由于载体42的柔性特性，LED带40可以被缠绕在卷筒46上(图3)。具有期望长度的各个LED带40可以通过在段输入端子和输出端子32，34之间的分离操作(即通过例如沿图2中的线S切割带40)从卷筒46中被分离出去，从而分离导电道44，所述导电道44形成经过所有照明段30a-30c的直通连接。
图4用象征性纵切面视图示出了被设置在半透明管状罩52内的包括带40的照明单元50。单独的或集成的支撑架(未被示出)可以被提供给LED带40。在照明单元50的末端，设置了插头触点54，该插头触点电连接到同样被设置在半透明罩52内的电源单元12。带40的发光部分由电源单元12供电，电源单元12优选地只包括整流电路。
在对荧光管灯(TL)的LED改造替换的第一示例中，每个照明段可以从10cm的长度传送2001m的光通量。对于替换总长度为大约120cm的36W TL管的照明单元来说，可以使用具有11个段的串。
在另一示例中，一系列总长为60cm、120cm和150cm的TL灯可以用这样的照明单元来替换，所述照明单元包括具有在标称工作状态下分别提供6001m的光通量的长度为27-30cm的段的带。在这种情况下，为了替换60cm的灯管，可以使用两个照明段，4个照明段可以被用来替换120cm的灯管，而5个照明段可以被用来替换150cm的灯管。应当注意在每种情况下，可以使用相同的电源单元。
图5示出了作为对标准荧光灯的替换的被安装在灯具60内的照明单元50的使用。灯具60包括被连接到干线电源的镇流器62。镇流器62将AC电功率提供给灯具的插口64。照明单元50安装成使其插头触点54在插口64内。因而，在灯具60的操作期间，镇流器62将AC电功率提供给插口64，使得AC电功率在照明单元50内被提供给电源电路12。如上所述，电源电路12将AC电功率转换为整流后的DC电功率并将其提供给带40的电源端子32。在带40内，LED被操作，每个LED被各个照明段30a，30b，30c等的各自的驱动器电路36驱动。
在下文中，根据以上所讨论的图1中所示的总原理的电路的实施例将被详细描述。本领域技术人员将明白以下的示例只是说明性的，并且很多其它电路也可以被适配用于实现根据图1的总原理。应当强调的是对于以下的示例，其中的元件可以在实施例之间互换，例如双极晶体管与场效应晶体管的使用可以互换，或者微控制器或其它程序执行或状态机逻辑元件、不同的耦接网络和本地信号电路与中心控制信号电路的使用可以互换。
图6示出了没有中心控制单元的电路的第一实施例。电源单元12仅由全桥式整流器电路构成，该整流器电路将经整流的但未被滤波或平滑的DC电压传送给电路22的电源端子20，所述电路22由彼此串联连接的同样的照明段(其中作为示例只有三个照明段被示出)30a，30b，30c，以使得从第二个照明段30b开始，每个照明段连接为使其段输入端子32被连接到前一照明段的段输出端子34。因而，根据图6中所示的第一实施例的电路具有与图1中所示的电路的总体概念相同的结构。
在每个照明段30a，30b，30c内，滤波电容器C1，C2，C3被连接在段输入端子32或段输出端子34之间-因为它们是直接互连的。因而，总的滤波电容量(等于各个电容器C1，C2，C3的电容量的总和)被分布在其上布置有段30a，30b，30c的带40的长度上(图2、图3)。
与总体结构中一样，每个照明段30a，30b，30c包括LED元件和驱动器电路36。在所示出的示例中，每个照明段包括串联连接的两个单独的LED元件(针对第一照明段30a的LED1，LED2、针对第二照明段30b的LED3，LED4、针对第三照明段30c的LED5，LED6)。本领域技术人员将理解，所示出的只有三个照明段30a，30b，30c的示例只是为了图示的目的。实践中，照明单元中所使用的照明段的数目可以变化。LED元件的数目也可以变化。
每个照明段的驱动器电路36包括用作电流感测元件的串联电阻器RS1，RS2，RS3、与分压电阻器RG1，RG2，RG3形成分压器配置以用作参考电压元件的齐纳二极管DZ1，DZ2，DZ3，以及用作用于控制流经LED元件的电流的可控限流元件的场效应晶体管M1，M2，M3。由齐纳二极管DZ1，DZ2，DZ3和分压电阻器RG1，RG2，RG3构成的分压器电路被连接在输入/输出端子32，34之间以在其中心连接点70处传送相对于齐纳二极管DZ1，DZ2，DZ3的阳极而言恒定的电势。该电压作为控制信号被提供至场效应晶体管M1，M2，M3的栅极，在本示例中，场效应晶体管M1，M2，M3是n沟道增强型的。LED元件LED1，LED2；LED3，LED4；LED5，LED6被串联连接到场效应晶体管M1，M2，M3的漏极，其源极又被连接到串联(电流感测)电阻器RS1，RS2，RS3。LED、场效应晶体管和串联电阻器的整个串联连接被连接在输入/输出端子32，34之间，如图所示。
在操作中，中心连接点70的电势将作为控制信号被提供至场效应晶体管M1，M2，M3的栅极，导致源极和漏极之间的一定程度的传导性，该传导性还依赖于场效应晶体管M1，M2，M3的源极电势。因此，电流将流经LED元件LED1，LED2；LED3，LED4；LED5，LED6和串联电阻器RS1，RS2，RS3。取决于该电流的大小，场效应晶体管M1，M2，M3的源极电势将改变，使得驱动器电路36作为恒流源：如果驱动电流超过所希望的标称电流值，则晶体管M1的源极电势将升高，使得相对于恒定电势连接点70的栅/源极电压降将导致晶体管M1，M2，M3的漏极/源极路径的传导性降低，从而限制电流。否则，如果电流降至低于所希望的标称电流的值，所得到的与中心连接点70的恒定电势相比的较低的源极电势将导致晶体管M1，M2，M3的传导性增大。
因此，驱动器电路36将流经LED元件LED1，LED2；LED3，LED4；LED5，LED6的驱动电流调节为接近所希望的标称电流值的大致恒定的值，该值受输入/输出端子32，34处的电源电压的变化的影响非常小。
在优选示例中，图6中所示的电路由通过感应限流器提供的100V AC交变电压驱动，所述感应限流器例如来自磁性镇流TL(荧光管灯)灯具。在该灯具(图5)中，代替TL灯，现在安装了包括具有图6中所示电路的带40的LED照明单元50，以使得100V的AC电压被提供给电源单元12(桥式整流器)。虽然也可以沿带的长度分布整流器组件，即将整流器组件集成到每个照明段中或者至少集成到多个照明段中，但是在照明单元替换TL灯的情况下，电流通常低于1A，可以很容易地甚至利用非常小的桥式整流器来掌控该电流，所以分布式布置整流器组件将没有太大好处。
每个照明段的串联连接的LED元件的总前向电压应当按这样的方式与电源电压匹配，以使得仍然有空间让可控限流元件调节电流。对于示例性应用，可以使用在90-110V范围内的总的LED前向电压。这可以通过串联连接适当数量的LED(每个LED的前向电压大约为3V)来实现。也存在更高电压的LED封装，其中例如每个为大约50V的2个LED封装可以被使用。
图7示出了同样作为图1中所示的总原理的实施例的电路的第二实施例。本领域技术人员将明白，图7中所示的电路与图6中所示的电路非常相似。相似的部件用相似的标号来表示。在下文中，只有这两个电路之间的不同之处将被详细说明。
如已经针对图6说明的，每个照明段30a，30b，30c中的齐纳二极管DZ1，DZ2，DZ3用于建立中心连接点70处的参考电势，该参考电势被用作控制信号提供给晶体管M1，M2，M3，所述晶体管M1，M2，M3作为针对流经LED元件的电流的可控限流元件。在根据图7的第二实施例中，中心连接点70的电势不仅由作为本地控制信号电路36内的参考电压元件的齐纳二极管决定，而且由从作为中心控制单元72的一部分的中心控制信号电路76传送来的中心控制信号决定。中心控制信号在控制信号输入端子71处被传送到每个照明段30a'，30b’，30c’并且该中心控制信号从控制信号输入端子71经由控制信号输出端子73被直接送到下一个照明段。
控制单元72包括具有控制输出74的微控制器75。中心控制信号电路76将微控制器输出74连接到第一照明段30a’的控制信号输入端子71并且从而连接到每个照明段30a'，30b’，30c’的中心连接点70。
微控制器75可以在其输出74处提供电压信号，该电压信号驱动包括晶体管Q1的中心控制信号电路76，所述晶体管Q1经由电阻器R1通过其基极被耦接到输出74。晶体管Q1经由齐纳二极管DZ4被连接到中心连接点70，并且从而连接到晶体管M1，M2，M3的栅极。
微控制器75可以是低功率类型的，从而也可以使用如图所示的现有电路作为用于微控制器的电源。
通过在输出74处应用适当的信号，微控制器75可以影响中心连接点70的电势，并且因而影响被提供给各个照明段30a'，30b’，30c’中的晶体管M1，M2，M3的控制信号。因而，微控制器75可以永久性地以随时间变化的方式影响或调制流经晶体管M1，M2，M3并且继而流经LED的电流，使得LED光输出将具有被调制的强度。因而，通过提供永久性的较低的控制信号或者通过以随时间变化的方式连续地调制流经LED元件的电流，光输出可以变暗。
在图7的示例中，微控制器75可以暂时性地将中心连接点70的电势降低至DZ4的齐纳电压。因而，只要信号在输出74处被生成以使晶体管Q1呈现传导性，则光输出就会降低。
图8和图9示出了电路的第三和第四实施例，本领域技术人员将明白，这两个实施例具有与第二实施例相同的很多元件。相似的部件用相似的标号来表示。下文中，只有不同之处将被详细描述。
为了提供可能的电源电路的示例，图8示出了直接连接的AC电源且图9示出了经由串联电感L1和并联电容器C_comp连接的AC电源。
在图8的实施例中，中心控制单元72’同样包括微控制器75，只是这一次具有第一输出74和第二输出78。输出74，78经由电阻器R1，R2被连接到晶体管Q1，Q2，控制信号输入端子71被连接在晶体管Q1，Q2之间，控制信号输入端子71又在每个段中经由齐纳二极管DZ1a，DZ2a，DZ3a和电阻器Rd1，Rd2，Rd3连接到中心连接点70。因而，图8中所示的电路包括中心控制信号电路76’和在每个段中的本地控制信号电路36’，并且除了参考图6讨论的在本地控制信号电路中所生成的控制信号(在中心连接点70处的电势)以外，中心控制信号经由齐纳二极管DZ1a，DZ2a，DZ3a和电阻器Rd1，Rd2，Rd3被耦合进来。
在操作中，图8的电路可以被用于调制流经LED的电流并且因而调制光输出。取决于在微控制器75的输出74，78处生成的信号，中心连接点70处的电势可以被升高(在第二输出78处的信号)或被降低(在第一输出74处的信号)，从而调制输出光强度。齐纳二极管用于使照明段36’的各个中心连接点70彼此去耦合。因而，在两个晶体管Q1和Q2都没有激活的情况下，照明段36’的所有中心连接点70应当被彼此去耦合。
在图9中所示的替代示例中，中心控制单元72”包括微控制器75和中心控制信号电路76”。这里，输出78可以被用于施加信号以生成要经由控制信号输入和输出端子71，73被分配给每个照明段的中心控制信号，所述控制信号输入和输出端子71，73经由电容器C5，C6，C7和电阻器Rd1，Rd2，Rd3耦合到每个照明段中的中心连接点70。因而，通过在输出78处施加信号，微控制器75可以提升在每个段的中心连接点70处的电势以提高电流并且从而提高光输出以实现所希望的调制。
图10示出了实现图1中所示的总体概念的电路的又一示例。同样，每个照明段30a’”，30b’”，30c’”包括已经参考图6所描述的与场效应晶体管和串联电阻串联连接(connect in line with)的两个LED元件。缓冲电容器C1，C2，C3被并联布置。然而，在图10中所示的实施例中，被施加到场效应晶体管M1，M2，M3的栅极的控制信号不是由每个照明段中的本地控制信号电路本地生成的，而是从包括微控制器75和中心控制信号电路76’”的中心控制单元72’”传送来的。这里，利用晶体管Q1和周围的电阻器，控制信号由微控制器75通过驱动信号74设置(在这种情况下，驱动信号74优选地是由被嵌入在微控制器75内或者由外部电路实现的任意种类的数模转换器所生成的模拟输出信号，所述外部电路例如数字PWM输出和滤波器级)。在该示例中，电源功率由DC/DC转换器80传送。微控制器75还可以通过在输出74处施加信号从而使晶体管Q1具有更好或更差的传导性并且降低或提高被应用于每个段中的场效应晶体管M1，M2，M3的栅极的电势，来调制电流值。
图11示出了另一实施例，其中与图10中所示的控制电路72’”类似的信号控制电路72””也将来自中心控制信号电路76””的中心控制信号传送给每个照明段30a””，30b””，30c””。被传送来的用于DC/DC转换器80的标称操作的控制信号可以由微控制器75通过在其输出74处施加信号来调制。
在每个照明段30a””，30b””，30c””内，存在与串联电阻器RS1，RS2，RS3、双极PNP晶体管Q2，Q3，Q4的发射极和集电极以及被串联布置的多个LED元件的串联连接并联连接的滤波电容器C1，C2，C3。由中心控制信号电路76””生成的控制信号被施加到作为每个照明段30a””，30b””，30c””中的可控限流元件的双极晶体管Q2，Q3，Q4的基极。
应当注意在图11中所示的示例中，第三照明段30c””只包括两个LED元件LED5，6，而其它照明段30a””，30b””每个包括三个LED元件。虽然一般优选在每个照明段中提供相同的电路，但是本示例用于演示也可能使用不同的电路配置。在图11的示例的情况下，第三段30c””中的串联电阻RS3可以被选择为具有与其余照明段中的串联电阻RS1，RS2相比的较低的值。因而，有可能从每个照明段30a””，30b””，30c””中的LED得到基本相同的光输出(通量)。替代地，当使用具有不同效率的LED元件时，所述不同效率即基本相同的前向电压但是不同(更高)的流明安培比，可以应用针对RS3的电阻值的其它选择。图11还涵盖了每个LED封装具有不同的前向电压的情况，如之前所讨论的。可以是LED5和LED6的每个LED元件的前向电压高于其它LED元件的前向电压。
在附图和之前的描述中已经详细图示和描述了本发明。这些图示和描述要被认为是图示性或示例性的而非限制性的；本发明不局限于所公开的实施例。
在以上所示出的示例中，段之间的调制或耦合一直都是通过有源限流元件的控制输入(即通过改变基极或栅极电压电势)来实现的。应当注意当向电流感测电阻器RS1，RS2，RS3施加信号时类似的调制也是可能的。在这样的实施例中，段的电流感测电阻器与有源限流元件之间的连接点与相邻的段以及中心控制信号生成器(直接或经由去耦合装置)相连接并暴露至来自中心控制信号发生器的信号。
在权利要求中，单词“包括”不排除其它元件，并且不定冠词“一个”不排除复数。仅仅特定措施在彼此不同的从属权利要求中被引述或者在彼此不同的优选实施例中被描述这一事实不代表这些措施的组合不能被用于实现本发明的优点。权利要求中的任何标号都不应当被诠释为限制本发明的范围。

Claims (15)

1.一种照明单元，包括：
-按照彼此间隔的关系布置在带(40)上的多个照明段(30a、30b、30c)，每个照明段被电连接到电源端子(20)，
-其中每个照明段(30a、30b、30c)包括至少一个LED元件(LED)和至少一个驱动器电路(36)，所述驱动器电路包括可控限流元件(M1、M2、M3、Q2、Q3、Q4)，用于控制流经所述LED元件的电流。
2.根据权利要求1所述的单元，其中
-所述照明段(30a、30b、30c)中的至少一个照明段包括至少一个段输入端子(32)和至少一个段输出端子(34)，
-其中，在所述照明段中的第一照明段(30a)中，所述段输入端子(32)被电连接到所述电源端子(20)，
-并且其中其它的照明段(30b、30c)被布置为使得它们的段输入端子(32)连接到邻近照明段(30a、30b)的段输出端子(34)。
3.根据权利要求2所述的单元，其中
-所述带(40)在照明段(30a、30b、30c)之间是可分离的，从而断开所述段输出端子(34)与邻近段输入端子(32)的连接，
-其中，在所述分离之后，余下的照明段(30a、30b、30c)仍然能够利用被提供给所述电源端子(20)的电功率进行操作。
4.根据权利要求3所述的单元，其中
-与所述余下的照明段(30a、30b、30c)中的一个或多个照明段分离的所述照明段(30a、30b、30c)中的一个或多个照明段构成的一组照明段仍然能够利用被提供给所述段输入端子(32)中的至少一个段输入端子的电功率进行操作。
5.根据前述权利要求中任一项所述的单元，其中
-所述可控限流元件(M1、M2、M3、Q2、Q3、Q4)由来自控制信号电路(76、36)的控制信号控制，以控制流经所述LED元件的所述电流。
6.根据权利要求5所述的单元，其中
-所述控制信号电路(36)包括参考电压元件(DZ1、DZ2、DZ3)以传送恒定电压信号。
7.根据权利要求5、6中之一所述的单元，还包括：
-向所述驱动器电路(36)传送中心控制信号的中心控制单元(72)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的单元，其中：
-所述照明段(30a、30b、30c)中的每个照明段包括被布置以缓冲电源电压的电容器(C1、C2、C3)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的单元，其中：
-所述驱动器电路(36)包括与所述LED元件串联布置的电流感测元件(RS1、RS2、RS3)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的单元，其中：
-所述照明段(30a、30b、30c)被并联电连接到所述电源端子(20)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的单元，其中：
-每个照明段(30a、30b、30c)包括被串联电连接的多个LED元件。
12.根据前述权利要求中任一项所述的单元，还包括：
-电源单元(12)，该电源单元包括AC/DC转换器以向所述电源端子(20)提供DC电压。
13.根据前述权利要求中任一项所述的单元，还包括：
-细长的外壳元件(52)，该外壳元件包括至少被布置在其一端的电触点(54)，
-被布置在所述细长的外壳元件(52)处的所述带(40)，
-以及被连接到所述电源端子(20)的所述电触点(54)。
14.根据权利要求15所述的单元，其中
-所述外壳元件是透明的或半透明的罩(52)，
-并且所述带(40)被布置在所述罩(52)内。
15.灯具(60)，包括：
-镇流器(62)，用于向插口(64)提供AC电功率，
-其中根据前述权利要求中任一项所述的照明单元(10、50)被布置在所述插口(64)内，使得所述电源端子(20)被电连接到所述镇流器(62)。
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