CN1441631A - 发光二极管的运行设备 - Google Patents

Abstract

用于运行具有基本上流过一个电子开关的工作电流的发光二极管的电路装置，其特征在于，平行于所述电子开关连接了一个下拉装置，该下拉装置的电阻具有一个如此设计的值，使得通过一个采取至少值10的降低系数来描述在闭合电子开关情况下的工作电流对在开启电子开关情况下的工作电流之比。因此可以降低电路装置的电磁干扰。

Description

发光二极管的运行设备

                        技术领域

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的电路装置。此处尤其涉及一种用于运行发光二极管的电子运行设备，该运行设备含有用于调节发光二极管工作电流有效值的装置，其中，这个装置具有脉冲的工作方式。

                        背景技术

为了运行发光二极管，以下简称LED，以下的电路装置得到了推广：诸如公共电网或蓄电池的电源给提供电源电压的电子转换器供电。LED通常经过两个连接导线与电源电压相连接。在一个电源电压上可以运行一个或多个LED。多个LED通常串联，并形成所谓的分路。可以并联多个分路，其中，在分路之间横向连接也是可能的。如果多个LED连接在一个电源电压上，它们则大多汇总成也可能含有电流限制电阻的所谓的LED模块。因此与电子转换器中的电压调节一起实现了所连接LED的所希望的工作电流。所谈及的电路装置不仅适用于运行LED。以此运行所谓的有机的光发射装置(OLED)也是可能的。

常常存在着能够调节LED工作电流有效值的，也就是不介入电子转换器的愿望。这实现了所连接LED的调光，或不同类型或不同数目LED连接到一个和同一个电源电压上的可能性。通过将电子开关插入连接导线中来实现LED工作电流有效值的调节可能性。插入电子开关的哪个连接导线，原则上是任意的。在具有申请号10136658.2(Scilla)的德国专利申请中说明了LED工作电流有效值的所述调节可能性。可以将电子开关便宜地作为MOSFET来实施。通过开关的开启来中断LED的工作电流。通过电子开关的周期性开启和闭合来实现LED运行的脉冲工作方式。开关的闭合状态的持续时间与开启状态的持续时间之比决定一个占空因数。通过合适的占空因数可以调节发光二极管工作电流的所希望的有效值。由电源电压给定LED工作电流的在接通电子开关时出现的最大值。

可以将电子开关和从属于此的控制电路与电子转换器一起汇总成一个壳体中的一个单元。但是也可以将电子开关和控制电路构成为单独壳体中的单独调光单元。如果LED工作电流有效值的调节可能性受欢迎，这个调光单元则可以连接到电子转换器和LED之间。

用来开启和闭合电子开关的脉冲频率通常位于人眼能够互相区分各个光脉冲的频率之上。实际上100Hz直至多个KHz的频率得到应用。没有插入电子开关的连接导线形成输出电压的一个极。电子开关的与电源电压相对的极形成输出电压的另一个极。将输出电压输送给LED或LED模块。它具有其基频等于上述脉冲频率的矩形曲线。尤其在长的连接导线情况下这可导至电磁的不相容性或无线电干扰。为了阻止这种情况和为了遵守有关的规范(譬如CISPR 15)，常常需要滤波和屏蔽形式的高额费用。

                        发明内容

本发明的任务是提供一种按权利要求1前序部分所述的电路装置，该电路装置实现LED的脉冲工作方式，但是相对于现有技术产生较小的电磁不相容性或无线电干扰。

从一种具有权利要求1前序部分特征的电路装置出发，通过权利要求1特征部分的特征解决此任务。在从属权利要求中可找到特别有利的扩展方案。

由所谈及的电路装置产生的干扰有多么强烈，首先依赖于上述输出电压的交流分量的幅度。输出电压由直流分量和交流分量组成。输出电压的交流分量的幅度以下简称为输出电压的幅度。输出电压的最大值出现在闭合的电子开关情况下，并由电源电压的值来给定。输出电压的幅度按定义是输出电压最大值和最小值之差的一半。在已有的最大值情况下，也就是最小值决定输出电压的幅度，并因此决定电磁干扰的强度。输出电压的最小值越小，电磁干扰则越强。

在现有技术中基本上通过两个参变量决定输出电压的最小值：在断开的电子开关情况下的负载阻抗和电子开关的开路阻抗。在断开的电子开关情况下的负载阻抗由连接导线的阻抗和LED在很小工作电流时的阻抗一起组成。电子开关的开路阻抗应理解为电子开关在开启状态下的阻抗。在开路阻抗中可以考虑通向电子开关的引线阻抗，但一般是无关紧要的。两个参变量，即在断开的电子开关情况下的负载阻抗和开路阻抗经受譬如由LED的元件参数差异、温度、老化和选择所决定的强烈变化，使得不准确地确定了最小值的值。但是总的有效的是，开路阻抗的绝对值超过负载阻抗的绝对值达多个数量级。也可以假定，有关阻抗的实数部分基本上决定了这些阻抗的特性。在开启的电子开关情况下的输出电压因此近似地降到值0上。因此得出，在现有技术中输出电压的幅度基本上等于电源电压的一半。

按本发明平行于电子开关连接一个下拉装置。应如此选择下拉装置的电阻值，使得在由下拉装置和开路阻抗组成的并联电路中可以忽略开路阻抗，以便开路阻抗的变化对输出电压没有影响。通过本发明的下拉装置可以调节输出电压的最小值。所述的最小值按本发明明显偏离0，并因此比现有技术中的大得多。因此相对于现有技术降低了输出电压的幅度，这导至电磁干扰的按本发明的降低。

下拉装置的电阻值按本发明不得如此小，以至于它处于电子开关在闭合状态下的电阻的数量级上。在此情况下电子开关的作用和因而脉冲作业的作用会受到限制。通过开启电子开关使LED的工作电流降低。通过闭合电子开关情况下的工作电流对开启电子开关情况下的工作电流之比说明一个降低系数。当降低系数的值至少是10时，则按本发明不产生脉冲作业的限制。如果降低系数变得大于1000，则不再产生电磁不相容性的、按本发明有效的降低。

下拉电阻是下拉装置的按本发明费用最低的实现。但是如果降低系数的值应保持不变，甚至当象负载阻抗或电源电压那样的运行参数变化时，则按本发明必须通过可调节的下拉电阻来实现下拉装置。这可以利用作为电压控制的电阻运行的一个或多个半导体的，譬如FET的形式来实现。不可连续改变的电阻，譬如以可转换的电阻级联形式也是可以设想的。由调节装置控制可调节的下拉电阻。这个调节装置采集当前的降低系数，并如下调节可调节的下拉电阻，使得遵守给定的降低系数。将LED的工作电流或流过电子开关和可调节下拉电阻的电流输送给调节装置，以用于采集当前的降低系数。由于由工作电流规定了降低系数，所以唯一地采集工作电流就足以求出降低系数。由于工作电流基本上是流过电子开关的电流与流过可调节下拉电阻的电流之和，所以采集这两个电流也足以求出降低系数。在闭合的电子开关情况下可以近似地将通过电子开关的电流设置等于工作电流。为了能够作出关于降低系数的判断，也可以分析处理输出电压的幅度。对于电源电压不变的情况，分析处理在电子开关上的电压已足够。

通过本发明的下拉装置消除了输出电压幅度的，由电子开关开路阻抗所决定的上述变化。保留下来的是由负载阻抗引起的变化。按本发明可以通过连接到输出电压上的，并因此平行于LED而连接的上拉装置来消除这些变化。在存在着上拉装置的情况下，下拉装置的上述参数设计规则也适用。

按本发明通过上拉电阻便宜地实现上拉装置。上拉电阻的值必须位于对于在开启和闭合的电子开关时的负载阻抗的绝对值所得出的值之间。在闭合的电子开关情况下流过LED的工作电流是高的，而负载阻抗因而是低的。有利地选择上拉电阻的值大于这个低的负载阻抗，以便电子转换器基本上将能量提供给LED，而不提供给上拉电阻。在开启的电子开关情况下流过LED的工作电流是低的，而由LED的非线性特性决定地，负载阻抗因而是高的。上拉电阻的值必须低于这个高的负载阻抗，以便按本发明高负载阻抗的变化不影响输出电压的幅度。

不必强制性地通过一个单个的电阻既实现上拉电阻，又实现下拉电阻。当然通过多个电阻的并联电路或串联电路的实现也是可能的。平行于所述的电阻可以连接电抗，譬如用于降低输出电压的边沿陡度。

                        附图说明

以下应借助实施例根据附图详述本发明。所展示的：

图1为用于运行LED的本发明电路装置的方框电路图，

图2为按现有技术用于运行LED的电路装置的输出电压的时间曲线，

图3为用于运行LED的本发明电路装置的输出电压的时间曲线，

图4为具有可调的调节下拉电阻的，用于运行LED的本发明电路装置的方框电路图。

在以下，电阻通过字母R、开关通过字母S、电压通过字母V、和连接点通过字母J，分别跟随一个数字来表示。

                     具体实施方式

附图1中示出了用于运行LED的本发明电路装置的方框电路图。电子转换器1在连接点J1，J2上将电源电压V1提供给调光模块2。调光模块2在连接点J3，J4上将输出电压V2提供给LED 3。通过调光模块2中的从连接点J1通向连接点J2的连接，形成从电子转换器1通向LED 3的第一连接导线的一段。从电子转换器1通向LED 3的第二连接导线的一段，从连接点J2 2经过调光模块中的电子开关S1引向连接点J4。控制电路4如下控制电子开关S1，使得以脉冲的工作方式运行LED 3。按本发明平行于电子开关S1连接了下拉电阻R2。R2的功能和参数设计规则可取自阐述本发明的章节。这同样适用于在调光模块2中连接在J3和J4之间的，本发明的上拉电阻。

附图2展示按现有技术用于运行LED的电路装置的输出电压V2对时间t的曲线(没有R1和R2)。所述的曲线基本上是矩形的。当电子开关S1闭合时，总是假定V2的最大值，当S1开启时，总是假定V2的最小值。V2的最大值基本上相当于电子转换器1所提供的电源电压V1。V2的最小值近似于0。因此对于V2的幅度按现有技术基本上得出值 $\frac{V1}{2}$

附图3展示用于运行LED的本发明电路装置的输出电压V2对时间t的曲线(带有R1和R2)。象附图2中那样，所述的曲线基本上是矩形的。当电子开关S1闭合时，总是假定V2的最大值，当S1开启时，总是假定V2的最小值。V2的最大值基本上相当于电子转换器1所提供的电源电压V1。所述的最小值是V3，其中，在注意对R1和R2的参数设计的上述说明的情况下基本上适用： $V3=V1-\frac{R1}{R1+R2}$

因而对于V2的幅度基本上得出本发明的值为 $\frac{V1}{2}\frac{R2}{R1+R2}$

尤其对于R1比R2大得多的情况，按本发明产生了V2幅度的相对于现有技术的大大的减小。

附图4中示出了具有可调的调节下拉电阻的，用于运行LED的本发明电路装置的方框电路图。相对于附图1在附图4中将下拉电阻R2实施为由调节装置5控制的可调节的电阻。调节装置5如下调节下拉电阻R2，使得遵守存放在调节装置5中的给定的降低值。通过测量装置6给调节装置5输送LED工作电流的测量值。LED工作电流的交流分量的幅度是当前降低值的一个尺度。因此可以在调节装置5中求出当前的降低值。

Claims (8)

1.用于运行具有基本上流过一个电子开关的工作电流的发光二极管的电路装置，其特征在于，平行于所述电子开关连接了一个下拉装置，该下拉装置的电阻具有一个如此设计的值，使得通过一个采取至少值10的降低系数来描述在闭合电子开关情况下的工作电流对在开启电子开关情况下的工作电流之比。

2.按权利要求1的用于运行发光二极管的电路装置，其特征在于，平行于所述的发光二极管连接了一个上拉装置。

3.按权利要求1的用于运行发光二极管的电路装置，其特征在于，通过一个下拉电阻实现所述的下拉装置。

4.按权利要求1的用于运行发光二极管的电路装置，其特征在于，通过一个可调节的下拉电阻实现所述的下拉装置，其中，一个调节装置如此地调节所述下拉电阻的值，使得遵守一个给定的降低系数。

5.按权利要求4的用于运行发光二极管的电路装置，其特征在于，通过至少一个半导体元件实现所述的可调节的下拉电阻。

6.按权利要求4的用于运行发光二极管的电路装置，其特征在于，通过多个可转换的电阻实现所述的可调节的下拉电阻。

7.按权利要求2的用于运行发光二极管的电路装置，其特征在于，通过一个上拉电阻实现所述的上拉装置。

8.按权利要求1的用于运行发光二极管的电路装置，其特征在于，通过一个MOSFET实现所述的电子开关。

Images