CN103999548A - 用于以交流电压运行led链的电路装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于以交流电压运行由至少一个发光二极管(13)构成的LED链(14)的电路装置(A)，所述电路装置具有：整流器(3)，所述整流器具有用于接收交流电压的输入回路(1，2)和输出回路(5，6'，7，8'，9-12)，已整流的交流电压输出到所述输出回路中；位于所述输出回路(5，6’，7，8’，9-12)中的储能器、特别是存储电容器(5)，LED链(14)能够以并联的方式连接于所述储能器；电流调节器(6’)，每当输出回路中的电流上升到确定的阈值电流时，所述电流调节器在运行时都中断存储电容器(5)的充电，并且当输出回路中的电压随后下降到确定的阈值电压、特别是0V时，再次允许充电。阈值电流能够固定地预设或调节。该电路装置避免高的接通电流，具有相对高的效率，以少量的简单的器件是合用的，是鲁棒的和容错的并且提供无闪烁的光。

Description

用于以交流电压运行LED链的电路装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于以交流电压运行由至少一个发光二极管(LED)构成的链(LED链)的电路装置。本发明还涉及一种具有这样的电路的照明设备。此外，本发明涉及一种用于运行LED链的方法以及一种具有这样的电流装置和LED链的照明设备。

背景技术

如果LED应直接以预设水平的交流电压、例如电网上的交流电压运行，那么或者必须转换电压或者必须将LED链设计为，使得其正向电压位于供电电压的范围中。在后一种情况中，除了高频开关的调节器，还提供两个变型方案：LED链或者经由(限流的)串联电阻直接位于电网上(所谓的AC-LED)或者经由线性调节器供电，其中已整流的电压事先借助于电容器来平滑。

在第一变型方案中不利的是，LED以双倍的电网频率闪烁并且在不到一半的时间中输出光。

第二变型方案也具有其特定的缺点：电容器的再充电电流相对于运行电流非常高。此外电容器和整流器在接通时超载，因为未限定电网上的接通时间点。最后，当电路设计为使得所述电路应经受整个电网容差时，那么调节器中的损耗功率非常高。

为了缓解所述缺点，需要显著的电路耗费。例如如果希望衰减闪烁，那么必须添加储能的构件或者产生对于眼睛不再可见的亮度调制。因此通常放弃补救措施并且承受现有的缺点。

发明内容

本发明的目的是，克服已知的解决方案的缺点并且特别提出一种之前所提到类型的电路装置，所述电路装置尤其简单且鲁棒地构成，在此实现了良好的效率，在临界的接通阶段中也仅稍大于在恒稳状态中负荷，能够容许不可避免的电网波动和/或尤其能够产生对于眼睛而言无闪烁的光。

所述目的通过用于以交流电压运行由至少一个发光二极管构成的链(LED链)的电路装置来实现，所述电路装置具有：

-整流器，所述整流器具有用于接收未整流的交流电压的回路(“输入回路”)和输出已整流的交流电压的回路(“输出回路”)，

-位于输出回路中的(也就是说在整流器下游连接的)储能器、特别是储能的电容器(“存储电容器”)，LED链能够以并联的方式连接到所述储能器上，

-电流调节器，每当输出回路中的电流上升到确定的最大值(“阈值电流”)时，所述电流调节器在运行中都中断存储电容器的充电，并且当输出回路中的电压随后下降到确定的值(“阈值电压”)时，再次允许充电。

在此在本文中，当输出回路中的电流显著下降、也就是说明显低于阈值电流的10％、优选低于5％并且尤其优选低于2％时，充电过程才认为是中断的。除此之外，阈值电流和/或阈值电压的值能够固定地预设或者调节。

因此，电路装置的设置在输入回路中的元件连接在整流器上游，并且电路装置的设置在输出回路中的元件连接在整流器下游。

所提出的电路装置的功能基于下述原理：所使用的电容器用作为储能器。所述电容器充电直至达到阈值电流。在充电阶段期间，电流流入存储电容器中并且穿过LED链。如果达到了阈值，那么电容器充电电流急剧降低，因此电容器再次放电。在放电阶段中，电荷被导入LED链中。能够取消该阶段中的限流，因为电流从相应之前的充电阶段中的——已经受限制的——峰值电流中得出。就此而言电流调节器准确地说作为充电平衡调节器来工作。

这样的原理提供一系列优点：

-接通电流峰值与整流器和电网电容器的变型形式相比更小，其水平与接通时间点和已限定的水平无关。因此所提出的电路装置也可在许多这样的系统中使用。

-效率与具有整流器和充电电容器的解决方案相比同样是更好的。

-在半波内被接收的电荷量如输出给LED的电荷量近似相同。因此LED电流——除了其因充电和放电引起的残余纹波——保持基本上恒定。

-电流残余纹波相对小，因此能够避免干扰性的闪烁。

-器件耗费可以想象是低的，特别是不需要变压器或者电感器。与之相应地，电路装置和LED链特别是能够安置在共同的电路板上，更确切地说，安置在一侧上，以至于实现方便的冷却并且以这种方式获得了尤其简单地构成的照明模块。

-所述装置是非常容错的：因此电压频率例如不仅能够为50Hz而且能够为60Hz，并且电压水平允许在相对宽的范围中波动。也容易经受住并且可能甚至平衡相对大的电容波动、运行温度变化和LED特性数据的分散。即使发光二极管中的一个可能发生故障，这在任何情况下从电压角度来看都不产生不利的影响。

电路设置特别是提供用于来自于电网的供电电压，但是也能够使用其它的交流电压源。与电压源的选择无关地推荐：阈值电压位于过零上，但是这个值也不是强制性的。

优选，电路装置的尺寸被确定为，使得对于LED链的正向电压(额定电压)Ufges适用的是0.5Vcc<Ufges<0.9Vcc。特别地，0.6Vcc<Ufges<0.8Vcc能够是适用的并且特别是0.65Vcc<Vfges<0.75Vcc。在此Vcc＝Umin*1.41是适用的(Umin是所接收的交流电压的最小有效值并且Vcc是其峰值，对于LED链的额定电压适用的是，Ufges＝Uf*N，其中Uf＝各个LED的额定电压或者正向电压并且N＝链中的LED的数量)。因此在200V的Umin中对于Ufges得到140V和250V之间的尤其有意义的范围。在此需注意的是，在额定电压较小的情况下，效率降低，但是同时相对于交流电压变化的敏感度也下降；在额定电压更大的情况下相反。

优选对于阈值电流适用的是，1.5Iled<Ipeak<4Iled，其中Iled表示各个LED的额定电流并且Ipeak表示阈值电流。在Ipeak值低于1.5Iled时，电容器可能仅不充分地充电，在Ipeak值高于4Iled时，可能必须经受较高的损耗和峰值电流。

在一个优选的设计方案中，电流调节器由在输出回路中与由存储电容器和LED链形成的并联电路串联的调节元件构成，所述调节元件在达到阈值电流时从低欧姆的状态过渡为高欧姆的状态并且在达到阈值电压时返回到低欧姆的状态中。

在一个尤其优选的设计方案中，调节元件包括两个在整流器的输出回路中彼此并联的支路，所述支路中的一个(第一支路)在调节元件的低欧姆的状态中导通并且在高欧姆的状态中截止，并且另一个支路(第二支路)在低欧姆的状态中截止并且在高欧姆的状态中导通。在最简单的情况下，第一支路包含与低欧姆电阻串联的开关(第一开关)并且第二支路包含高欧姆电阻，所述高欧姆电阻同样与开关串联。如果例如将双极型晶体管用作为第一开关，那么对此特别适合的是将闸流管作为第二开关。如果反之采用MOSFET作为第一开关，那么双极型晶体管特别适合作为第二开关。优选在开关对晶体管/闸流管中，低欧姆的和高欧姆的电阻位于晶体管的发射极侧上或者位于其集电极-基极电路中，并且连接在高欧姆电阻下游的在开关晶体管的发射极和低欧姆电阻之间的闸流管的栅极引导到第一支路上。

优选，高欧姆电阻具有高的电阻值，使得在电容器充电中断时，能够流过LED的额定电流的最高10％。如果借助于晶体管/闸流管的组合来工作，那么电阻特别是可以设置成，使得所述电阻在充电阶段中提供用于开关晶体管的基极电流并且在充电中断阶段中用于使闸流管的保持电流不被超过。由此得出典型地位于5KΩ和20KΩ之间的值。

经由关系Rno＝Uth/Ipeak(其中Rno作为低欧姆电阻的电阻值并且Uth作为闸流管点燃电压)确定阈值电流的低欧姆电阻的尺寸优选被确定为，使得所述电流值位于已经提到的在LED额定电流的1.5倍和4倍之间的范围中。

第一支路中的开关特别是设计为，使得所述开关经受住最大的已整流的运行电压和阈值电流并且短时间地也经受住从这两个变量的乘积中得出的额定功率。

第二支路中的开关特别是承受最大的已整流的运行电压；闸流管优选应需要<0.1LED额定电流的保持电流。

优选存储电容器的电容对于每安培的LED额定电流位于100μF和1000μF之间，也就是说在20mA的LED额定电流中在2μF和20μF之间。大的值减小残余纹波，小的值减小接通时间。存储电容器能够是简单的电解电容器，因为所述存储电容器受控地充电和放电并且不取决于确定的高频特性。

对于电路装置的整流器不提出特别的要求。所述整流器仅必须针对阈值电流和运行电压来设计。

如果电流调节器的低欧姆电阻具有固定值，那么阈值电流优选同样固定地预设，也就是说，LED电流不直接被调节。因此根据LED链的设计，特别是能够或者优化效率或者优化调节稳定性。如果在高效率的同时期望高的调节稳定性，那么电路装置特别是可通过添加对流经LED链的电流的直接的调节来改进。

以尤其简单的方式通过集成下述功能实现这样的直接的LED电流调节：检测LED电流并且对LED电流滤波，将已滤波的电流值作为实际变量通报给调节级并且在该级中将实际变量与额定变量比较以形成操控变量，所述操控变量作用于能改变的低欧姆电阻，使得LED电流例如相对于电网电压波动变得较不敏感。

如果电路装置设有所提到的附加的调节环路，那么推荐其元件按如下方式构成和设计：

为了检测电流，截取在位于LED链之后的欧姆电阻之上的电压。这个电阻的尺寸被确定为，使得同时损耗尽可能小并且信号尽可能大；其值与之相应典型在优选在0.5Ω和15Ω之间的欧姆范围中。

电流检测和电流滤波通常、但是非强制性地组合为功能块。该块必须具有差分输入端，所述差分输入端经受所出现的高压。滤波应尽可能大程度地抑制电流纹波；其低通极限频率优选应小于交流电压源的频率。

调节级经由参考电压源获得其额定值。所述调节级优选构成为，使得系统在接通阶段中也不振荡。PI调节器尤其适合于当前目的，所述PI调节器是足够精确的并且足够快速地进行传输。

操控元件能够尤其简单地适应于下述设计方案，其中电流调节器包含调节元件，所述调节元件具有由开关以与低欧姆电阻串联的方式形成的第一支路和由高欧姆电阻以与另一个开关串联的方式形成的第二支路。在这种情况下，以与低欧姆电阻并联的方式，将由开关、优选MOSFET与另一个固定电阻串联构成的路段接入，并且由调节级输出的操控变量能够作用于所述开关。在这种状况下，应实现调节元件的第一支路中的低欧姆电阻，使得在最小的运行电压和最大的LED链电压中达到LED额定电流。相对于开关的串联电阻优选设计为，使得在由这两个电阻和开关构成的并联电路中在最大的运行电压和最小的LED链电压中达到LED额定电流；相对于开关的串联电阻通常至少同第一调节元件支路中的电阻一样大。

用于调节级和上游的功能块的运行电压并且还有参考电压的供给也能够方便地通过在调节元件的输入端上的峰值整流产生。

如果电路装置包含所描述的调节环路，那么在这个支路中即便没有大的附加耗费也能够实现所谓的温度递减。已知的是，器件中的故障率随着运行温度上升而上升，并且为了抵抗例如能够简单地适当地与温度相关地降低电流额定值。

此外，调节环路完全不必强制性地直接调节LED电流。也完全可能使用其它的调节变量、特别是整流器输入端上的——平均的——交流电压。在这样的情况中也实现，将高的效率与良好的LED电流稳定性结合。

与是否安装附加的调节环路不相关的是，电路装置在本发明的范围中设计为，使得所输出的光能够在一定范围中调光。对此能够以已知的方式使用脉宽调制、特别是相位选通控制。在这里为了补偿无功功率，推荐将RC元件形式的低通滤波器装入到输入回路中，优选所述RC元件具有100Ω或者0.1μF的数量级的值。

一般而言也能够使用任何其它的适合的储能器来代替电容器，例如蓄电池。

所述目的也通过一种照明设备来实现，在所述照明设备中，将所提出类型的电路装置与LED链互联。如已经提到的，该设备由于简单的、节省空间的电路装置尤其是借助于特别是在前侧装配并且在后侧冷却的电路板而能够非常紧凑地并且便宜地构成。

所述目的此外通过一种用于以交流电压运行由至少一个发光二极管构成的LED链的方法来实现，所述方法至少包含如下步骤：

-对交流电压整流，

-借助于已整流的交流电压，将在已整流的交流电压的回路(输出回路)中与LED链并联的电容器(存储电容器)充电直至达到确定的最大电流值(阈值电流)，并且随后放电直至达到确定的最小电压值(阈值电压)，其中在恒稳状态下，

-在充电阶段期间中，电流不仅流经存储电容器而且流经LED链，并且

-在放电阶段中，将存储电容器的电荷引导到LED链中。

附图说明

在下文中根据三个在附图中示出的实施例示意性地详细阐述本发明。相同的器件在此设置有相同的附图标记。附图示出：

图1示出根据本发明的照明设备的第一实施例的电路图，

图2示出在根据图1的设备的电路装置接通后所计算的电流曲线、电压曲线和功率曲线，

图3示出、更确切地说针对不同数量的LED示出图1中的设备的所计算的效率与电网电压的相关性，

图4示出根据图1的设备中的所计算的LED电流，其同样作为电网电压的函数并且针对不同数量的LED，

图5示出第二实施例的电路图，以及

图6示出第三实施例的电路图。

具体实施方式

图1中的照明设备LA的电路装置A具有输入端，所述输入端具有两个输入端子1和2，供电交流电压、在当前情况下为230V的电网电压能够施加到所述输入端子上。所接收的交流电压在整流器3中——当前是由四个二极管4形成的桥式整流器——转换成脉动的直流电压。因此，输入回路1、2在这里通过两个输入端子1和2形成。

在脉动的直流电压的回路(输出回路)中，在10μF的范围中的电解电容器(Elkos)形式的存储电容器5与电流调节器6串联。电流调节器6包含两个在输出回路中彼此并联的支路。一个支路(低欧姆支路)示例性地包括作为开关的双极型晶体管7以及大小在10Ω范围中的低欧姆电阻8(第一电阻)。双极型晶体管7在集电极侧与存储电容器5连接并且在发射极侧与电阻8连接。第二支路(高欧姆支路)包含——彼此串联的——具有在10KΩ的范围中的电阻值的高欧姆电阻9(第二电阻)和闸流管10。电阻9在此位于双极型晶体管7的基极集电极回路中，而闸流管10连接在双极型晶体管7的基极和电阻8的背离双极型晶体管7的一侧之间。闸流管-栅极在双极型晶体管7的发射极和电阻8之间被引导至第一支路。两个输出端子11和12形成电路装置A的输出端，所述输出端子安置在存储电容器5之前或之后。

在所述输出端子11和12上连接有由依次连接的各个发光二极管13形成的处于所示出的极性中的LED链14。各个发光二极管13具有大约3.3V的额定电压和大约20mA的额定电流。整个LED链14具有大约200V的正向电压。

因此，输出回路5-12在这里通过连接在整流器3下游的直至并且包括输出端子11和12的元件形成。

电路装置A在这里按如下方式工作：在开始运转时，存储电容器5首先是空的。在已整流的电网电压的第一半波期间，存储电容器5的充电时间长至达到能够经由电阻8调节的阈值电流。随后在电阻8上用于闸流管10的点燃电压(在这里为0.65V)下降。因此闸流管10被点燃并且双极型晶体管7截止。电流此时流经高欧姆支路9、10来代替流经低欧姆支路7、8并且小至使得不出现进一步的充电。在已整流的交流电压的下一次过零时，闸流管10再次熄灭，也就是说，电流调节器6的低欧姆支路7、8通过闭合双极型晶体管7而再次导通；与此同时高欧姆支路9、10截止。因此，充电能够再次开始。整个过程重复长至存储电容器5上的电压进入LED链14的正向电压的范围(大约200V)中。此后开始恒稳的、循环的运行。在这里然后在充电期间，电流的一部分流入存储电容器5中，另一部分流经LED链14，直至再次达到阈值电流。通过关断实现两个效果：流经存储电容器5的电流进而整个电路的电流消耗被限制。除此之外引导到存储电容器5中的电荷量总是大致相同的，由此放电电流大约保持恒定。

为了进一步说明所描述的运行特性，在图2中示出自接通时间点起的典型的根据模拟确定的电流曲线、电压曲线和功率曲线的时间变化。在图形中，曲线15示出接通后在LED链14上的电压上升，曲线16示出LED链14中的电流，曲线17示出由LED链14消耗的功率，曲线18示出电流调节器6中的损耗并且曲线19示出总功耗。可以看出，电路装置在接通后在一些半波的变化中过渡到稳定的运行。LED链14上的电压首先上升，直至其在大约60ms后达到其完整值，所述电压围绕所述完整值以非常小的残余纹波摆动(曲线15)。如从曲线16中得知，电流仅从大约30ms起才开始流经LED链14并且在与电压相同数量的半波后达到其额定值。在瞬态振荡的状态下，电流在时间上与电压同步地围绕其平均值摆动，由于超线性的电流/电压特性自然以相对较大的偏移摆动，但是所述偏移按百分比总是还明显小于电网电压改变。LED功率作为LED链14的电压和电流的乘积遵循这两个曲线15和16，更确切地说，具有通过电流残余纹波表征的调制(曲线17)。如从曲线18中得知，电压装置A以相对高、但是总的来说完全受限的调节器损耗开始，所述调节器损耗在瞬时振荡期间下降并且在恒稳态中尤其适度，在所述恒稳态中在大约一半时间期间，在调节器中完全不消耗任何功率。与曲线19的比较示出，在调节元件中消耗的功率在恒稳的运行中仅具有占全部被消耗的功率的相对小的份额。所述功率此外在接通阶段中几乎不高于在恒稳的阶段中。通过示出的电路装置可实现直至85％的效率。

图3图解说明效率η如何详细地与所使用的LED的数量N和电网电压V相关。在确定数量的LED中，所述效率随着电压增高而线性下降(曲线20)。如果将在当前计算实例中具有2.9V正向电压的LED的数量从70上升到95，那么所述效率反之上升。因此得到一组彼此平行的直线。在230V的电网电压中，在具有由92个LED构成的链的所计算的实例中得出85％的效率。

图4又针对不同数量的LED示出：电流I_LED——在这里表示为LED额定电流的百分比——如何与电网电压相关。从曲线21中看出，实际电流随着电压增高而线性上升，其中直线随着LED数量增多而变得更陡；这些直线在230V处相交。换句话说：如果——在一定的范围中——使得LED链更长，那么一方面效率上升；但是另一方面LED电流对电压波动的反应也更敏感。

LED的光输出自然也与其它的变量、例如与运行温度相关。但是这种相关性在当前情况下降低，因为其它的器件如双极型晶体管7具有补偿的温度漂移。

在根据图5的照明设备的稍微更耗费地构成的实施例中，LED电流附加地被稳定，更确切地说，通过直接的LED电流调节。该实施方案具有如下电路装置B，所述电路装置与在图1中示出的电路装置A的不同之处基本上在于：电流调节器包含以附加的调节环路来补充的调节元件6’。对此在LED支路中连接到链14后方的大小为1Ω的电阻22(第三电阻)上的电压被截取并且引导至功能块25的输入端23、24上。所述块检测LED电流、通过滤波抑制电流纹波并且将相应于平均电流的信号作为实际值发送给PI调节器27的第一输入端26，所述PI调节器从由电压源提供的发送到另一输入端28上的参考电压中形成额定值。通过额定-实际比较形成的差值信号被引导到MOSFET30的栅极上。MOSFET与源极侧的低欧姆电阻31(第四电阻)串联。第一电阻8’和第四电阻31在当前情况下是同样大的，也就是20Ω；这是第一实施例中的第一电阻8的双倍的值。MOSFET的电阻Rds(on)在导通状态下——所述电阻主要在小信号范围中运行——低于1Ω。因此，由元件8’、30和31形成的电阻网具有对于调节而言足够的值域。

除此之外，与大约100Ω大的第五电阻33串联的大约100nF的电容器32位于整流器3的输入回路中。这个RC元件用于补偿所产生的无功功率。

在运行中，LED电流经由由器件8’、30和31形成的可变的总电阻进而——在闸流管10的预设的点燃电压中——经由阈值电流的水平调节到额定电流上。

图6示出根据第三实施例的照明设备LC中的具体的电路装置C。这个电路装置C——通过由32个具有大约8.8V正向电压的LED单元13’构成的链——具有≥87％的效率。LED电流附加地被稳定，更确切地说，又通过扩展的调节元件6’’中的直接的LED电流测量来稳定。

对于这种直接的调节，LED电流在第三电阻22’上降低，所述电阻在这里具有8Ω的值。第三电阻22’的LED链侧的(第一)端部经由与第六电阻35(22KΩ)和第七电阻51(10KΩ)串联的pnp晶体管34的发射极-集电极-路段与整流器3的负输出端连接。第三电阻22’的第二端部经由第八电阻36(100KΩ)、npn晶体管37的集电极-发射极-路段和第九电阻38(2KΩ)同样被引导到整流器3的负输出端上。晶体管34的基极与电阻22’的第二端部连接，而晶体管37的基极被引导到电阻35和51之间。此外，在晶体管37的基极和整流器3的负输出端之间还有电容器39(10μF)。齐纳二极管40以及电容器41(2nF)与由晶体管37的集电极-发射极-路段和电阻38形成的链并联。

MOSFET30的栅极位于电容器41的背离整流器3的负输出端的一侧上。所述晶体管的源极-漏极-路段与3Ω大的电阻31’串联，并且该串联电路又与第一电阻8’’并联，所述第一电阻在当前情况下具有仅5Ω的值。第一电流调节器支路中的开关这一次由于热学原因由两个MOSFET42、43构成，所述两个MOSFET彼此并联。所述MOSFET此外不必彼此并排连接，因此MOSFET43的栅极例如也能够经由固有的电阻被引导到整流器3的负输出端。这两个MOSFET42、43的栅极位于高欧姆电阻9’(47KΩ)和开关的、在当前情况中是pnp晶体管44的集电极-发射极-路段之间。所述晶体管的基极被引导到MOSFET43和低欧姆电阻8’’之间。

由于空间原因，充电电容器由两个相同大小的、彼此并联的电解电容器45、46组成。非常高欧姆的第十电阻52(1MΩ)与所述组合的电容器并联，所述第十电阻用于电解电容器在关断之后平缓地放电。

如能够从图6中得知，在电路装置C的输入端1和2和电路板的原本的端子(焊盘47、48)之间还分别存在SMD保险装置49、50。

在电路装置C的运行中，相应于LED电流的在电阻22’上的电压降低，通过器件35、51和39平滑并且通过器件36、37和38倒置(并且除此之外也被调节)。齐纳二极管40用于在接通阶段中去除电压尖峰。电容器41有助于，MOEFET30的栅极电压在0.7V和3V之间摆动。

测量示出，所述设备本身的能量消耗在输入交流电压的波动相对大时，例如在230+/-30V的范围中时，保持近似恒定(在200V、230V或者255V的输入电压中功率因数为0.8、0.84和0.89)。

本发明显然不受限于所描述的实施例。

如果这主要仅取决于电容器受控地充电并且直接经由LED链再次放电，那么构成余地是尤其大的。因此即使所述电流调节器以两个交替导通的支路的并联电路的形式而突出简单且灵巧地构成，电路装置的电流调节器也能够以其它的方式实现。相同的功能，也就是说检测调节变量、在达到限定的充电/LED电流值时关断或者在随后经过阈值电压值时重新激活电流源，也能够以已知的方式借助于例如复杂的电路来重现，在所述电路中例如微控制器检测电流。除此之外，发光二极管也能够在与可见光谱不同的频率中、例如在红外或者紫外范围中进行发射，构成为OLED或者例如扩展为由并联的链构成的阵列。

附图标记列表

1             第一输入端子

2             第二输入端子

3             整流器

4             整流器-二极管

5             存储电容器

6、6’、6”   第一、第二或第三实施例中的调节元件

7             双极型晶体管

8、8’、8”   第一、第二或第三实施例中的第一电阻

9、9’        第一或第三实施例中的第二电阻

10            闸流管

11            第一输出端子

12            第二输出端子

13、13’      第一或第三实施例中的发光二极管

14            LED链

15            接通以后LED链上的电压的时间曲线

16            接通以后LED链中的电流的时间曲线

17            接通以后由LED链消耗的功率的时间曲线

18            接通以后调节器损耗的时间曲线

19            接通以后总功耗的时间曲线

20           针对不同数量的LED在LED链中的作为电网电压的函数的电流

21           同样针对不同数量的LED的作为电网电压的函数的效率

22、22’     第二或第三实施例中的第三电阻

23           功能块25的第一输入端

24           功能块25的第二输入端

25           用于检测LED链中的电流和对其滤波的功能块

26           调节级27的第一输入端

27           用于产生操控信号的调节级

28           调节级的第二输入端

29           调节级的输出端

30           MOSFET

31、31’     第二或第三实施例中的第四电阻

32           电容器

33           第五电阻

34           pnp晶体管

35           第六电阻

36           第八电阻

37           npn晶体管

38           第九电阻

39           电容器

40           齐纳二极管

41           电容器

42           MOSFET

43           MOSFET

44           pnp晶体管

45           电解电容器

46           电解电容器

47           焊盘

48           焊盘

49           SMD保护装置

50           SMD保护装置

51           第七电阻

52           第十电阻

A            第一实施例的电路装置

B            第二实施例的电路装置

C            第三实施例的电路装置

LA           具有电路装置A的照明设备

LB           具有电路装置B的照明设备

LC           具有电路装置C的照明设备

Claims (15)

1.一种用于以交流电压、特别是电网电压运行由至少一个发光二极管(13，13’)构成的链(14)的电路装置(A，B，C)，所述电路装置具有：

-整流器(3)，所述整流器具有用于接收所述交流电压的输入回路(1，2)和输出回路(5-12；5，6’，7，8’，9-12；45，46，6’’，8’’，9，42，43)，已整流的交流电压输出到所述输出回路中，

-位于所述输出回路(5-12；5，6’，7，8’，9-12；45，46，6’’，8’’，9，42，43)中的储能器、特别是存储电容器(5；45，46)，LED链(14)能够以并联的方式连接于所述储能器，

-电流调节器(6，6’，6’’)，每当所述输出回路(5-12；5，6’，7，8’，9-12；45，46，6’’，8’’，9，42，43)中的电流上升到确定的阈值电流时，所述电流调节器在运行中都中断所述存储电容器(5；45，46)的充电，并且当所述输出回路(5-12；5，6’，7，8’，9-12；45，46，6’’，8’’，9，42，43)中的电压随后下降到确定的阈值电压、特别是0V时，再次允许充电。

2.根据权利要求1所述的电路装置(A，B，C)，其中所述LED链(14)具有正向电压，对于所述正向电压适用的是：0.5Vcc<Ufges<0.9Vcc，特别是0.6Vcc<Ufges<0.8Vcc并且特别是0.65Vcc<Vfges<0.75Vcc。

3.根据上述权利要求中任一项所述的电路装置(A，B，C)，其中适用的是：1.5Iled<Ipeak<4Iled，特别是2Iled<Ipeak<3Iled，其中Iled＝各个LED(13，13’)的额定电流并且Ipeak＝阈值电流。

4.根据上述权利要求中任一项所述的电路装置(A，B，C)，其中所述电流调节器(6，6’，6’’)是调节元件(6，6’，6’’)，所述调节元件在所述输出回路(5-12；5，6’，7，8’，9-12；45，46，6’’，8’’，9，42，43)中与由存储电容器(5；45，46)和LED链(14)形成的并联电路串联，并且在所述存储电容器(5；45，46)充电期间，在达到所述阈值电流时，所述调节元件从低欧姆的状态过渡为高欧姆的状态，并且随后当所述输出回路(5-12；5，6’，7，8’，9-12；45，46，6’’，8’’，9，42，43)中的电压下降到所述阈值电压时，从所述高欧姆的状态再次返回到所述低欧姆的状态中。

5.根据权利要求4所述的电路装置(A，B，C)，其中所述调节元件(6，6’，6’’)包含两个在所述输出回路(5-12；5，6’，7，8’，9-12；45，46，6’’，8’’，9，42，43)中彼此并联的支路(7-10；7，8’，9，10；42，43，8’’，9’，44)，所述支路中的第一支路(7，8；7，8’；42，43，8’’)在所述低欧姆的状态中导通并且在所述高欧姆的状态中截止，并且第二支路(9，10；9’，44)在所述低欧姆的状态中截止并且在所述高欧姆的状态中导通。

6.根据权利要求5所述的电路装置(A，B，C)，其中所述第一支路(7，8；7，8’；42，43，8’’)包含与低欧姆的电阻(8，8’，8’’)串联的第一开关(7；42，43)，并且所述第二支路(9，10；9’，44)包含与第二开关(10；44)串联的高欧姆的电阻(9；9’)。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的电路装置(A，B，C)，其中在所述调节元件(6，6’，6’’)处于所述高欧姆的状态时，所述LED链(14)的为所述额定电流的最高10％、特别是最高5％并且尤其优选最高2％的电流在所述输出回路(5-12；5，6’，7，8’，9-12；45，46，6’’，8’’，9，42，43)中流动。

8.根据上述权利要求中任一项所述的电路装置(A，B，C)，其中所述存储电容器(5；45，46)、特别是电解电容器对于所述LED链(14)的每安培所述额定电流具有在100μF和1000μF之间的电容。

9.根据上述权利要求中任一项所述的电路装置(B，C)，所述电路装置为了调光而包含相位选通控制单元(32，33)，并且在所述相位选通控制单元的输入回路中装入有RC元件。

10.根据上述权利要求中任一项所述的电路装置(B，C)，其中所述电流调节器(6’、6’’)包含附加的调节环路，所述调节环路通过检测所述整流器(3)的所述输入回路(1，2)中的平均交流电压来调节流经所述LED链(14)的电流(LED电流)。

11.一种照明设备(LB；LC)，所述照明设备具有根据权利要求10所述的电路装置(B，C)和连接到所述电路装置上的LED链(14)，其中所述电流调节器(6’，6’’)包含附加的调节环路，所述调节环路通过检测所述LED电流来调节流经所述LED链(14)的电流(LED电流)。

12.根据权利要求11所述的照明设备(LB；LC)，所述照明设备具有如下机构，所述机构检测所述LED电流并对其进行滤波、对通过滤波所获得的平均值进行额定-实际比较并且借助于通过比较所获得的差值信号将所述阈值电流的水平调节至所述LED额定电流。

13.根据权利要求11或12所述的照明设备(LB；LC)，所述照明设备具有用于根据运行温度降低所述额定值的机构。

14.一种照明设备(LA；LB；LC)，所述照明设备具有根据权利要求1至10中任一项所述的电路装置(A，B，C)，其中所述电路装置(A，B，C)与所述LED链(14)一起安置在电路板上、特别是安置在所述电路板的两侧中的一侧上。

15.一种用于以交流电压运行由至少一个发光二极管(13，13’)构成的LED链(14)的方法，其中

-对所述交流电压进行整流，

-借助于已整流的所述交流电压将储能器、特别是电容器(5)充电直至达到最大的阈值电流并且随后放电直至达到最小的阈值电压，所述储能器以与所述LED链(14)并联的方式位于已整流的所述交流电压的输出回路(5-12；5，6’，7，8’，9-12；45，46，6’’，8’’，9，42，43)中，其中

-在恒稳的运行中，在充电阶段期间，电流不仅流经所述储能器(5；45，46)而且流经所述LED链(14)，并且

-在放电阶段中，将所述储能器(5；45，46)的电荷导入到所述LED链(14)中。