CN205670873U

CN205670873U - Led照明器

Info

Publication number: CN205670873U
Application number: CN201490000912.2U
Authority: CN
Inventors: 李康宁; 韩相昱; 姜玄九
Original assignee: Seoul Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Seoul Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2016-11-02
Anticipated expiration: 2024-07-25
Also published as: US20150028760A1; KR20150012537A; WO2015012630A1

Abstract

一种发光二极管(LED)照明器包括：发光部分；整流单元，被构造为执行交流(AC)电压的全波整流以向发光部分提供第一驱动电压；功率因数补偿单元，被构造为在充电时间段期间被充以第一驱动电压并在补偿时间段期间向发光部分提供第二驱动电压；LED驱动控制器，被构造为确定第一驱动电压或第二驱动电压的电压电平并根据所确定的电压电平来控制第一LED组至第n LED组的顺序驱动，使得包括发光部分的LED的至少60％在补偿时间段期间发光。发光部分被构造为通过接收第一驱动电压或第二驱动电压来发光。

Description

LED照明器

技术领域

本发明构思的示例性实施例涉及一种LED照明器。更具体地讲，示例性实施例涉及一种通过使用功率因数补偿电路去除非发光时段和/或通过增大在由功率因数补偿电路补偿的时段(补偿时段)中发光的LED与构成LED照明器的LED之比和/或通过将仅在非补偿时段(正常操作时段)中的至少一些时段中发光的LED构成为具有比剩余LED的发光通量低的发光通量和/或通过向仅在非补偿时段中的至少一些时段中发光的LED提供比其他时段中向这些LED提供的LED驱动电流低的LED驱动电流来能够减小操作时段中的光输出偏差的LED照明器。

背景技术

LED通常通过直流(DC)驱动操作。DC驱动会需要诸如SMPS等的AC-DC转换器，并且这样的功率转换器会引起诸如照明器的制造成本增加、照明器的尺寸难以减小、照明器的能量效率劣化以及由于这样的功率转换器的短寿命导致的照明器寿命减小的各种问题。

为了解决DC驱动的这样的问题，已经提出LED的AC驱动。然而，AC驱动电路不仅会引起由于LED中输入电压和输出功率之间的不匹配导致的功率因数降低的问题，而且在LED的非发光时段延伸的情况下会引起用户感知的闪烁。

图1是示出闪烁率的概念视图。在下文中，将根据能量之星(Energy Star)规格对作为参考闪烁水平的闪烁率的定义和规则进行描述。

如图1所示，术语闪烁率意指通过将平均光输出水平以上的面积(面积1)除以一个周期的光输出波形上的总光输出面积(面积1+面积2)而获得的值。因此，闪烁率是数字上指示一个周期内平均光输出水平以上的照明频率的值，低闪烁率指示较好的闪烁水平。

闪烁水平可以根据能源之星规格进行评估。首先，光输出波形至少为120Hz。其次，闪烁率小于或等于频率乘以0.001(最大调光，不包括800Hz或更大时的闪烁率)。因此，例如，120Hz的闪烁率小于或等于0.12以满足能源之星标准。

发明内容

技术问题

本公开的示例性实施例提供一种可以通过去除非发光时段来减小光输出偏差从而提供自然光的LED照明器。

本公开的示例性实施例也提供一种可以通过增大由功率因数补偿电路在补偿时段中发光的LED与组成LED照明器的LED之比来减小光输出偏差从而提供自然光的LED照明器。

本公开的示例性实施例也提供一种可以通过将仅在非补偿时段中的至少一些时段中发光的LED构成为具有比剩余LED的发光通量低的发光通量来减小光输出偏差从而提供自然光的LED照明器。

本公开的示例性实施例也提供一种可以通过向仅在非补偿时段中的至少一些时段中发光的LED提供比其他时段中向LED提供的LED驱动电流低的LED驱动电流来减小光输出偏差从而提供自然光的LED照明器。

发明构思的附加特征将在下面的描述中被阐述，并且部分地根据该描述将是清楚的，或者可以通过示例性实施例的实践而得知。

本公开的示例性实施例提供一种LED照明器，所述LED照明器包括：整流单元，连接至AC电源以执行AC电压的全波整流并向LED发光部分提供第一全波整流电压作为第一驱动电压；功率因数补偿单元，在充电时段中利用整流电压被充以能量并在补偿时段中向LED发光部分提供第二驱动电压；LED发光部分，包括在充电时段中通过接收第一驱动电压而发光并在补偿时段中通过接收第二驱动电压而发光的第一LED组至第n LED组(n为2或更大的正整数)；LED驱动控制器，确定第一驱动电压或第二驱动电压的电压电平并根据所确定的电压电平来控制第一LED组至第n LED组的顺序驱动，其中，LED发光部分允许组成LED发光部分的LED的至少60％在补偿时段中发光。

在补偿时段中发光的至少一个LED组的总正向电压电平与在补偿时段中不发光的至少一个LED组的总正向电压电平之比为1:1。

N可以为4并且第一LED组至第四LED组的正向电压电平之比为1:1:1:3。

组成第一LED组的LED的数量、组成第二LED组的LED的数量、组成第三LED组的LED的数量和组成第四LED组的LED的数量之比为5:5:5:6。

N可以为4并且第一LED组至第四LED组的正向电压电平之比为2:1:1:2。

组成第一LED组的LED的数量、组成第二LED组的LED的数量、组成第三LED组的LED的数量和组成第四LED组的LED的数量之比为10:5:4:2。

组成仅在非补偿时段中的至少一些时段中发光的至少一个LED组的LED具有第一发光通量，组成除了所述至少一个LED组之外的LED组的LED具有比第一发光通量低的第二发光通量。

组成第一LED组至第n-1LED组的LED具有第一发光通量，组成第nLED组的LED具有低于第一发光通量的第二发光通量。

LED驱动控制器将用于驱动仅在非补偿时段(在该时段中，至少一个LED组发光)中的至少一些时段中发光的LED发光部分的LED驱动电流控制为比用于驱动在非补偿时段中的其他时段中发光的LED发光部分的LED驱动电流低。

LED驱动控制器将第n驱动电流控制为低于第n-1LED驱动电流。

功率因数补偿单元为填谷电路并且可以补偿第一LED组至第n LED组的总正向电压电平的1/2。

根据本公开的示例性实施例，LED照明器可以通过去除非发光时段来减小光输出偏差从而向用户提供自然光。

根据本公开的示例性实施例，LED照明器可以通过增大由功率因数补偿电路在补偿时段中发光的LED与组成LED照明器的LED之比来减小光输出偏差从而提供自然光。

根据本公开的示例性实施例，LED照明器可以通过将仅在非补偿时段中的至少一些时段中发光的LED构成为具有比剩余LED的发光通量低的发光通量来减小光输出偏差从而提供自然光。

根据本公开的示例性实施例，LED照明器可以通过向仅在非补偿时段中的至少一些时段中发光的LED提供比其他时段中向LED提供的LED驱动电流低的LED驱动电流来减小光输出偏差从而提供自然光。

将理解的是，前述的大体说明和下面的详细说明均是示例性的和解释性的并意图提供针对如所要求保护的发明构思的进一步解释。

附图说明

附图示出了发明构思的示例性实施例，并与描述一起用于解释发明构思的原理，其中，包括附图以提供对发明构思的进一步理解，并且附图包括并入本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是闪烁率的概念视图。

图2是根据本公开的示例性实施例的LED照明器的示意性框图。

图3a是根据本公开的示例性实施例的LED发光部分的构造示图。

图3b示出参照图3a所示的LED发光部分的AC电压的正半周期的光输出波形。

图4a是根据本公开的示例性实施例的LED发光部分的构造示图。

图4b示出参照图4a所示的LED发光部分的AC电压的正半周期的光输出波形。

图5a示出根据LED混合的存在来比较根据图3a的示例性实施例的LED发光部分的光输出波形的曲线图。

图5b示出根据LED混合的存在来比较根据图4a的示例性实施例的LED发光部分的光输出波形的曲线图。

图6示出根据由根据图3a的示例性实施例的LED驱动控制器对LED驱动电流的控制来比较光输出波形的曲线图。

图7示出描绘根据图3a的示例性实施例的LED驱动控制器的闪烁率和LED驱动电流之间的关系的曲线图。

具体实施方式

在下文中，将参照示出发明构思的示例性实施例的附图对本发明构思进行更充分地描述。将描述这些示例性实施例使得发明构思可以由本领域普通技术人员实现。尽管在此公开了各种示例性实施例，但是应该理解的是这些示例性实施例不意图是排他的。例如，特定的示例性实施例的单个结构、元件或特征不限于该特定的示例性实施例并且可以在不脱离发明构思的精神和范围的情况下应用于其他示例性实施例。另外，应该理解的是，在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下，每个示例性实施例中的单个组件的位置或布置可以改变。因此，以下示例性实施例不被解释为限制发明构思，并且本发明构思应该仅被权利要求及其等同物所限制。具有相同或相似功能的同样的组件将由同样的附图标记表示。

将理解的是，当元件或层被称作“在”另一元件或层“上”或者“连接至”另一元件或层时，该元件或层可以直接在另一元件或层上或者直接连接至另一元件或层，或者可以存在中间元件或中间层。相反，当元件被称作“直接在”另一元件或层“上”或者“直接连接至”另一元件或层时，不存在中间元件或中间层。将理解的是，出于本公开的目的，可以将X、Y和Z中的至少一个/种解释为只有X、只有Y、只有Z或者X、Y和Z中的两项或更多项的任意组合(例如，XYZ、XYY、YZ、ZZ)。

为了易于描述，在这里可使用空间相对术语诸如“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……上方”和“上”等以描述如图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解的是，除了附图中绘出的方位之外，空间相对术语意图包括在使用或操作中的装置的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件将随后被定位为在所述其他元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可包含在……上方和在……下方这两种方位。此外，装置可被另外定位(例如，旋转90度或者在其他方位)，并相应地解释这里使用的空间相对描述符。

如这里所使用的，术语LED组是指一组多个LED(或多个发光单元)，所述一组多个LED彼此并联或串并联连接使得LED(或发光单元)的操作可以由LED驱动模块控制为单一单元(即，同时导通/截止)。

另外，术语单位正向电压电平Vf指LED组中的LED、LED芯片、LED模块等的正向电压电平。单元正向电压电平Vf可以用作用于相对表示LED组的正向电压电平的单位，并且必须理解为相对概念而不是固定值。因此，当第一LED组具有2Vf的正向电压电平并且第二LED组具有1Vf的正向电压电平时，第一LED组的正向电压电平是第二LED组的正向电压电平的两倍高。

此外，术语第一正向电压电平Vf1是指能够驱动第一LED组的临界电压电平，术语第二正向电压电平Vf2是指能够驱动彼此串联连接的第一LED组和第二LED组的临界电压电平(即，第一LED组的正向电压电平和第二LED组的正向电压电平之和)，术语第三正向电压电平Vf3是指能够驱动彼此串联连接的第一LED组至第三LED组的临界电压电平。即，术语第n正向电压电平Vfn是指能够驱动彼此串联连接的第一LED组至第n LED组的临界电压电平(即，第一LED组至第n LED组的正向电压电平之和)。

此外，术语顺序驱动是指当施加到LED驱动模块的输入电压升高时，通过在接收随时间变化的输入电压时驱动LED的LED驱动模块来使多个LED组顺序地导通以发光，而当施加到LED模块的输入电压降低时使多个LED组顺序地截止。

此外，术语第一驱动电压是指输入电压本身或者从通过特定装置(例如，通过整流电路)处理的输入电压获得并且主要提供到LED组的驱动电压。此外，术语第二驱动电压是指从通过特定装置处理的输入电压(例如，随时间变化以发光)获得并且主要从储能装置提供到LED组的驱动电压。举例而言，这样的第二驱动电压可以是从存储在电容器中的输入电压中获得然后从充电的电容器提供到LED组的驱动电压。因此，除非明确地称为第一驱动电压或第二驱动电压，否则术语驱动电压总地包括提供到LED组的第一驱动电压和/或第二驱动电压。

此外，术语补偿时段是指输入电压(整流电压)的电平小于顺序驱动的预设正向电压电平并且驱动电流未提供到LED组的时间段。例如，第一正向电压电平Vf1补偿时段是指整流电压的电平小于Vf1的时间段。在这种情况下，补偿时段变为非发光时段。此外，第二正向电压电平Vf2补偿时段是指整流电压的电平小于Vf2的时段。相应地，第n正向电压电平Vfn补偿时段是指整流电压的电平小于Vfn的时间段。此外，第一正向电压电平Vf1补偿是指在第一正向电压电平Vf1补偿时段向LED组提供第二驱动电压以将驱动电流提供给LED组的操作，第二正向电压电平Vf2补偿是指在第二正向电压电平Vf2补偿时段向LED组提供第二驱动电压的操作。相应地，第n正向电压电平Vfn补偿是指在第n正向电压电平Vfn补偿时段向LED组提供第二驱动电压的操作。

此外，术语非补偿时段(或正常操作时段)是指输入电压(整流电压)的电平大于或等于顺序驱动中的预设正向电压电平使得输入电压(第一驱动电压)被提供到LED组以使LED组操作从而发光的时间段。举例而言，在执行第一正向电压电平Vf1补偿的实施例中，非补偿时段(或正常操作时段)是指输入电压的电平为Vf1或更大的时间段，在执行第二正向电压电平Vf2补偿的实施例中，术语非补偿时段(或正常操作时段)是指输入电压的电平为Vf2或更大的时间段。相应地，在执行第n正向电压电平Vfn补偿的实施例中，非补偿时段(或正常操作时段)是指输入电压的电平大于或等于Vfn的时间段。

此外，如这里使用的，用于指示特定的电压、特定的时间点、特定的温度等的术语V1、V2、V3、……、t1、t2、……、T1、T2、T3等是用于使彼此相区分的相对值而不是绝对值。

图2是根据本公开的示例性实施例的LED照明器1000的示意性框图。在下文中，将参照图2对LED照明器1000的特征和功能进行描述。

参照图2，LED照明器1000可以包括整流单元100、功率因数补偿单元200、LED发光部分300和LED驱动控制器400。

首先，LED发光部分300可以由通过LED驱动控制器400的控制而顺序地导通以发光或顺序地截止的多个LED组组成。在图2中，LED发光部分300被示出为包括第一LED组310、第二LED组320、第三LED组330和第四LED组340。

第一LED组310、第二LED组320、第三LED组330和第四LED组340可以具有不同的正向电压电平。例如，当第一LED组至第四LED组310、320、330、340中的每个包括不同数量的LED时，第一LED组至第四LED组310、320、330、340将具有彼此不同的正向电压电平。以下将参照图3a和图4a对此特征进行更详细地描述。

图3a是根据本公开的第一示例性实施例的LED发光部分的构造示图。如图3a所示，第一LED组310至第三LED组330中的每个由均包括单个LED且彼此并联连接的五个LED串组成。因此，第一LED组310至第三LED组330中的每个具有1Vf的正向电压电平。然而，由于第四LED组340由彼此并联连接的两个LED串组成，每个LED串包括串联连接的三个LED，所以第四LED组340具有3Vf的正向电压电平。因此，在图3a所示的LED发光部分300中，第一LED组310至第四LED组340的正向电压电平之比变为1:1:1:3。

图4a是根据本公开的第二示例性实施例的LED发光部分的构造示图。如图4a所示，由于第一LED组310由彼此并联连接的五个LED串组成，并且每个LED串包括串联连接的两个LED，所以第一LED组310具有2Vf的正向电压电平。另外，由于第二LED组320由彼此并联连接的五个LED串组成，并且每个LED串包括单个LED，所以第二LED组320具有1Vf的正向电压电平，由于第三LED组330由彼此并联连接的四个LED串组成，并且每个LED串包括单个LED，所以第三LED组330具有1Vf的正向电压电平。另外，由于第四LED组340由包括两个LED的LED串组成，所以第四LED组340具有2Vf的正向电压电平。因此，在图4a所示的LED发光部分300中，第一LED组310至第四LED组340的正向电压电平之比变为2:1:1:2。

以下将参照图3b和图4b对由根据第一示例性实施例和第二示例性实施例的LED发光部分300之间的构成差异导致的闪烁率的改善进行描述。

再次参照图2，根据本示例性实施例的整流单元100被构造为通过对从外部电源输入的AC电压V_AC整流来产生并输出整流电压Vrec。对于整流单元100，可以使用诸如全波整流电路或半波整流电路的任何整流电路。整流单元100被构造为向功率因数补偿单元200、LED发光部分300和LED驱动控制器400提供整流电压Vrec。图2示出由四个二极管D1、D2、D3和D4组成的桥接全波整流电路。

根据本示例性实施例的功率因数补偿单元200被构造为在充电时段(其可以被称作充电时间段)利用整流电压Vrec充以能量并且在补偿时段(其可以被称作补偿时间段)向LED发光部分300提供第二驱动电压。在图2中，示出由第一电容器C1、第二电容器C2以及三个防逆流二极管D5、D6和D7组成的填谷电路(valley-fill circuit)作为根据本发明构思的功率因数补偿单元200。在此，由于填谷电路的构造和功能在本领域是已知的，所以将省略对其的详细描述。

由根据本示例性实施例的功率因数补偿单元200补偿的正向电压电平可以根据构成功率因数补偿单元200的充电/放电装置(例如，图2中的第一电容器C1、第二电容器C2等)的电容来以各种方式设计。根据本示例性实施例的功率因数补偿单元200可以构造为补偿与总正向电压电平(LED组的正向电压电平的总和)的1/2对应的电压电平。图3a和4a所示的LED发光部分300具有6Vf的总正向电压电平，并且在这种情况下，根据本示例性实施例的功率因数补偿单元200可以被构造为补偿3Vf的电压电平。为了便于描述和理解，将参照被构造为补偿总正向电压电平的1/2的电压电平(在图3a和图4a的示例性实施例中，3Vf的电压电平)的示例性实施例来对功率因数补偿单元200进行描述。

根据本示例性实施例的LED驱动控制器400检测输入驱动电压(在非补偿时段中从整流单元100提供的第一驱动电压(整流电压Vrec)或在补偿时段中从功率因数补偿单元200提供的第二驱动电压)的电压电平，并根据检测到的驱动电压的大小来确定将提供到发光部分300(更具体地讲，提供到包括在发光部分300中的多个LED组310至340中的每个)的LED驱动电流的大小以及提供和切断LED驱动电流的时间点。另外，LED驱动控制器400被构造为通过在确定的时间点向一个或多个LED组(LED组310至340中的一个或更多个)提供具有确定大小的LED驱动电流，并且在确定的切断时间点停止向一个或多个LED组(LED组310至340中的一个或更多个)提供LED驱动电流来控制LED发光部分300的顺序驱动。

更具体地讲，根据本示例性实施例的LED驱动控制器400被构造为通过根据驱动电压Vp的电平来控制第一电流通路P1、第二电流通路P2、第三电流通路P3和第四电流通路P4的连接和断开而控制第一LED组310至第四LED组340的顺序驱动。此外，LED驱动控制器400被构造为执行恒定电流控制。为此，LED驱动控制器400可以包括恒定电流控制器(未示出)。恒定电流控制器可以通过本领域已知的各种技术来实现。例如，恒定电流控制器可以包括：传感电阻器，用于检测电流；差分放大器，用于将当前检测到的电流值与参考电流值进行比较；开关装置，被构造为根据从差分放大器的输出来控制电流通路的连接并且控制流经电流通路的LED驱动电流在被连接至通路时变为恒定电流。

在驱动电压Vp的电平大于或等于第一正向电压电平Vf1并且小于第二正向电压电平Vf2的时段中，在LED驱动控制器400的控制下第一电流通路P1连接至LED驱动控制器400，由此第一LED驱动电流I_LED1通过第一电流通路P1流动。LED驱动控制器400检测第一LED驱动电流I_LED1并执行恒定电流控制使得第一LED驱动电流I_LED1可以保持在第一参考电流I_REF1。

相似地，在驱动电压Vp的电平大于或等于第二正向电压电平Vf2并且小于第三正向电压电平Vf3的时段中，在LED驱动控制器400的控制下第二电流通路P2连接至LED驱动控制器400，由此第二LED驱动电流I_LED2通过第二电流通路P2流动。LED驱动控制器400检测第二LED驱动电流I_LED2并执行恒定电流控制使得第二LED驱动电流I_LED2可以保持在第二参考电流I_REF2。

另外，在驱动电压Vp的电平大于或等于第三正向电压电平Vf3并且小于第四正向电压电平Vf4的时段中，在LED驱动控制器400的控制下第三电流通路P3连接至LED驱动控制器400，由此第三LED驱动电流I_LED3通过第三电流通路P3流动。LED驱动控制器400检测第三LED驱动电流I_LED3并执行恒定电流控制使得第三LED驱动电流I_LED3可以保持在第三参考电流I_REF3。

最后，在驱动电压Vp的电平大于或等于第四正向电压电平Vf4的时段中，在LED驱动控制器400的控制下第四电流通路P4连接至LED驱动控制器400，由此第四LED驱动电流I_LED4通过第四电流通路P4流动。LED驱动控制器400检测第四LED驱动电流I_LED4并执行恒定电流控制使得第四LED驱动电流I_LED4可以保持在第四参考电流I_REF4。

为了改善功率因数(PF)和总谐波失真(THD)特性，根据本示例性实施例的LED驱动控制器400将第一参考电流I_REF1、第二参考电流I_REF2、第三参考电流I_REF3和第四参考电流I_REF4设定为互不相同使得LED驱动电流的波形接近整流电压的波形，由此第一LED驱动电流I_LED1至第四LED驱动电流I_LED4接近正弦波形。例如，LED驱动控制器400可以执行恒定电流控制以将第四LED驱动电流I_LED4设定为85mA，将第三LED驱动电流I_LED3设定为在第四LED驱动电流I_LED4的80％～95％的范围内的值，将第二LED驱动电流I_LED2设定为在第四LED驱动电流I_LED4的65％～80％的范围内的值，并且将第一LED驱动电流I_LED1设定为在第四LED驱动电流I_LED4的30％～65％的范围内的值。

LED照明器1000的闪烁率的改善

接着，将对改善如上所述构造的根据本发明构思的示例性实施例的LED照明器1000的闪烁率进行描述。总体上，示例性实施例提供用于改善闪烁率的三种方法。

首先，可以通过增加LED照明器1000的LED发光部分300中被设定为在补偿时段(如以上所解释的，时段也称作时间段)中发光的LED的比率来改善闪烁率。例如，在本发明的示例性实施例中，LED照明器1000的LED发光部分300可以构造为使得在补偿时段期间发光的LED的个数大于仅在非补偿时段期间发光的LED的个数。其次，可以通过在照明器1000的LED发光部分300中将被设定为仅在非补偿时段中的至少一些时段内发光的LED设计成具有比剩余LED的发光通量低的发光通量来改善闪烁率。第三，通过允许LED驱动控制器400将向设定为仅在非补偿时段中的至少一些时段中发光的LED提供的LED驱动电流控制为比其他时段中向LED提供的LED驱动电流低，可以改善闪烁率。在下文中，将参照图3a至图6对用于改善闪烁率的方法中的每个进行更详细地描述。

通过改变LED发光部分300的构造来改善闪烁率

首先，参照图3a至图4b，将对通过改变LED发光部分300的构造来改善LED照明器1000的闪烁率的方法进行描述。根据本示例性实施例，图3a和图4a所示的LED发光部分300中的每个包括21个LED。另外，根据本示例性实施例的LED发光部分300具有6Vf的总正向电压电平并且功率因数补偿单元200被构造为补偿3Vf的电压电平。

图3a是根据第一示例性实施例的LED发光部分的构造示图，图3b是参照图3a所示的LED发光部分的AC电压的正半周期的光输出波形。如以上参照图3a所描述的，第一LED组310包括五个LED并且第一LED组310的正向电压电平为1Vf。另外，第二LED组320包括五个LED并且具有1Vf的正向电压电平。第三LED组330包括五个LED并且具有1Vf的正向电压电平，第四LED组340包括六个LED并且具有3Vf的正向电压电平。由于能够由功率因数补偿单元200补偿的最大电压电平为3Vf，所以第一LED组310、第二LED组320和第三LED组330在补偿时段发光。

结果，补偿时段中发光的LED的个数为15(LED的总个数的大约71％)。因此，根据如图3a所示的第一示例性实施例的LED发光部分300显示出图3b所示的光输出波形。如图3b所示，第一LED组310、第二LED组320和第三LED组330由功率因数补偿单元200补偿并且因此保持在发光状态，第四LED组340在驱动电压Vp的电平为6Vf或更大的时段内发光。因此，如在与图3a和图3b所示的条件相同的条件下所测量的，包括根据第一示例性实施例的LED发光部分300的LED照明器1000具有0.163的闪烁率。

图4a是根据第二示例性实施例的LED发光部分的构造示图，图4b是参照图4a所示的LED发光部分的AC电压的正半周期的光输出波形。如参照图4a所描述的，第一LED组310包括十个LED并且具有2Vf的正向电压电平。另外，第二LED组320包括五个LED并且具有1Vf的正向电压电平。第三LED组330包括四个LED并且具有1Vf的正向电压电平，第四LED组340包括两个LED并且具有2Vf的正向电压电平。由于能够由功率因数补偿单元200补偿的最大电压电平为3Vf，所以第一LED组310和第二LED组320在补偿时段发光。结果，补偿时段中发光的LED的个数为15(LED的总个数的大约71％)。

因此，根据如图4a所示的第二示例性实施例的LED发光部分300显示出图4b所示的光输出波形。如图4b所示，第一LED组310和第二LED组320由功率因数补偿单元200补偿并且因此保持在发光状态，第三LED组330在驱动电压Vp的电平为4Vf或更大的时段内发光，第四LED组340在驱动电压Vp的电平为6Vf或更大的时段内发光。在这种情况下，如在与图3a和图3b所示的条件相同的条件下所测量的，包括根据第二示例性实施例的LED发光部分300的LED照明器1000具有0.161的闪烁率。

表1示出包括根据第一示例性实施例和第二示例性实施例的LED发光部分300的LED照明器1000的闪烁率。

表1

[表1]

在表1中，LED照明器的闪烁率随着补偿时段中发光的LED的个数与LED的总个数的比率的增大而得以改善。另外，即使当LED发光部分300被构造为使得相同数量的LED在补偿时段发光时，LED照明器的闪烁率也随着被包括于在低电压电平发光的LED组中的LED的数量的增大而得以改善。即，尽管根据第一示例性实施例和第二示例性实施例的LED发光部分均被构造为使得十五个LED在补偿时段发光，但是包括根据第二示例性实施例的第一LED组310包括十个LED并且第二LED组320包括五个LED的发光部分的LED照明器具有比包括根据第一示例性实施例的第一LED组310包括五个LED、第二LED组320包括五个LED并且第三LED组330包括五个LED的发光部分的LED照明器更好的闪烁率。

通过LED混合来改善闪烁率

除了通过改变LED发光部分300的构造来改善闪烁率的方法，也提出了改善闪烁率的另外的方法。LED照明器1000的LED发光部分300可以包括所有相同种类的LED。然而，可以通过根据LED组组合不同种类的LED来改善闪烁率。即，如参照图1所示的，在一个周期中，较均匀的光输出提供较好的闪烁率，较高的光输出偏差提供较低的闪烁率。LED的发光通量可被认为是能够影响光输出的一个因素，根据本示例性实施例的LED发光部分300可基于发光通量进行构造。

即，在根据本示例性实施例的LED发光部分300中，仅在光输出比平均光输出高的时段发光的至少一个LED组包括具有比包含其他LED组的LED的发光通量低的发光通量的LED，从而减小光输出的偏差。在根据本示例性实施例的LED发光部分300中，在补偿时段中发光的LED组可以包括具有相对高发光通量的LED，在补偿时段中不发光的LED组可以包括具有相对低发光通量的LED。在一些示例性实施例中，可以有在补偿时段不发光的多个LED组，并且所有这些LED组可以包括具有低发光通量的LED，或者仅这些LED组中的一些可以包括具有低发光通量的LED。

图5a示出根据LED混合的存在来比较根据第一示例性实施例的LED发光部分的光输出波形的曲线图。在图5a中，左侧示出包括未应用LED混合的LED发光部分300的LED照明器1000的光输出波形，右侧示出包括应用LED混合的LED发光部分300的LED照明器1000的光输出波形。在包括未应用LED混合的LED发光部分300的LED照明器1000中，在补偿时段中发光的第一LED组310至第三LED组330可以包括具有第一发光通量的LED，在补偿时段中不发光的第四LED组340可以包括具有低于第一发光通量的第二发光通量的LED。图5a示出，相比于未应用LED混合的LED照明器1000的光输出波形的闪烁率，应用LED混合的LED照明器1000的光输出波形具有改善的闪烁率。

图5b示出根据LED混合的存在，比较根据第二示例性实施例的LED发光部分的光输出波形的曲线图。在图5b中，左侧示出包括未应用LED混合的LED发光部分300的LED照明器1000的光输出波形，右侧示出包括应用LED混合的LED发光部分300的LED照明器1000的光输出波形。在包括应用LED混合的LED发光部分300的LED照明器1000中，在补偿时段中发光的第一LED组310和第二LED组320可以包括具有相对高发光通量的LED，在补偿时段中不发光的第三LED组330和第四LED组340可以包括具有相对低发光通量的LED。此外，在一些示例性实施例中，第一LED组310至第三LED组330可以包括具有相对高发光通量的LED，第四LED组340可以包括具有相对低发光通量的LED。如在图5b中可以确定的，相比于未应用LED混合的LED照明器1000的光输出波形的闪烁率，应用LED混合的LED照明器1000的光输出波形具有改善的闪烁率。

表2分别示出包括未应用LED混合的根据第一示例性实施例的LED发光部分300的LED照明器1000的闪烁率、包括应用LED混合的根据第一示例性实施例的LED发光部分300的LED照明器1000的闪烁率、包括未应用LED混合的根据第二示例性实施例的LED发光部分300的LED照明器1000的闪烁率以及包括应用LED混合的根据第二示例性实施例的LED发光部分300的LED照明器1000的闪烁率。

表2

[表2]

在表2中，相比于当LED发光部分300没有LED混合时的LED照明器的闪烁率，当LED发光部分300包括LED混合时LED，照明器的闪烁率得以改善。

通过控制LED驱动电流来改善闪烁率

除了通过改变LED发光部分300的构造或通过LED混合来改善闪烁率的方法，也提出了改善闪烁率的另外的方法。LED驱动电流I_LED可被认为是能够影响光输出的一个因素，根据本示例性实施例的LED发光部分400可基于LED驱动电流进行构造。即，可在LED驱动控制器400的控制下改善闪烁率使得在光输出比平均光输出高的时段中提供到LED发光部分300的LED驱动电流I_LED比在其他时段中提供到LED发光部分300的LED驱动电流I_LED低。

如上所述，在包括根据第一示例性实施例的LED发光部分300的LED照明器1000中，第一LED组310至第三LED组330在补偿时段中发光，第一LED组310至第四LED组340全部在非补偿时段中发光。因此，在补偿时段中提供到第一LED组310至第三LED组330的LED驱动电流为第三LED驱动电流I_LED3，在非补偿时段中提供到第一LED组310至第四LED组340的LED驱动电流为第四LED驱动电流I_LED4。因此，根据本示例性实施例的LED驱动控制器400可以通过执行恒定电流控制使得第四LED驱动电流I_LED4变得低于第三LED驱动电流I_LED3来改善闪烁率。

图6示出基于由根据第一示例性实施例的LED驱动控制器400控制的LED驱动电流来比较光输出波形的曲线图。在图6中，左侧示出LED驱动控制器400将第四LED驱动电流I_LED4控制为高于第三LED驱动电流I_LED3的一般构造的光输出波形，右侧示出在LED驱动控制器400将第四LED驱动电流I_LED4控制为低于第三LED驱动电流I_LED3的情况下的光输出波形。图6表明，相比于其他情况，在LED驱动控制器400将第四LED驱动电流I_LED4控制为低于第三LED驱动电流I_LED3的情况下，闪烁率得以改善。

如上所述，在包括根据第二示例性实施例的LED发光部分300的LED照明器1000中，在补偿时段中，第一LED组310和第二LED组320发光，此时，LED驱动电流为第二LED驱动电流I_LED2。在非补偿时段中，第一LED组310至第三LED组330在驱动电压Vp具有4Vf或更高并且小于6Vf的电压电平并且LED驱动电流为第三LED驱动电流I_LED3的时段中发光。此外，在非补偿时段中，第一LED组310至第四LED组340在驱动电压Vp具有6Vf或更大的电压电平并且LED驱动电流为第四LED驱动电流I_LED4的时段中发光。因此，在本示例性实施例中，LED驱动控制器400可以将第三LED驱动电流I_LED3和第四LED驱动电流I_LED4均控制为低于第二LED驱动电流I_LED2。此外，在另一示例性实施例中，LED驱动控制器400可以如在一般构造中一样将第三LED驱动电流I_LED3控制为高于第二LED驱动电流I_LED2，并且可以仅将第四LED驱动电流I_LED4控制为低于第二LED驱动电流I_LED2和/或第三LED驱动电流I_LED3。

表3和图7示出描绘根据第一示例性实施例的LED驱动控制器的闪烁率和LED驱动电流之间的关系的曲线图。图7是描绘基于包括根据第一示例性实施例的LED发光部分300的LED照明器1000中第四LED驱动电流I_LED4的大小的闪烁率的变化的曲线图。

表3

[表3]

在表3和图7中，随着第四LED驱动电流I_LED4的大小减小，闪烁率进一步得以改善。如上所述，与一般顺序驱动(即，第四LED驱动电流I_LED4高于任何其他LED驱动电流的构造)不同，当第四LED驱动电流I_LED4被控制为低时LED照明器1000的总光输出可降低。第四LED驱动电流I_LED4的控制可以通过LED驱动控制器400的恒定电流控制功能或者通过单独限流装置来实现。

在上面的描述中，已经对用于改善LED照明器1000的闪烁率的三种方法进行描述。上述的三种方法可以独立地应用于LED照明器1000或者这些方法的组合可以应用于LED照明器1000。

尽管以上已经对一些示例性实施例进行描述，但应该理解的是，本发明构思不局限于上述示例性实施例和特征，并且可以在不脱离发明构思的精神和范围的情况下做出各种修改、变化和改变。因此，发明构思的范围应该仅受所附权利要求及其等同物的限制。

Claims

1.一种LED照明器，包括：

发光部分，包括第一LED组至第n LED组，n是至少为2的正整数；

整流单元，被构造为执行交流(AC)电压的全波整流以向发光部分提供第一驱动电压；

功率因数补偿单元，被构造为在充电时间段期间被充以第一驱动电压并在补偿时间段期间向发光部分提供第二驱动电压；以及

LED驱动控制器，被构造为确定第一驱动电压或第二驱动电压的电压电平并根据所确定的电压电平来控制第一LED组至第n LED组的顺序驱动，

其中，发光部分被构造为使得在补偿时间段期间发光的LED的数量比仅在充电时间段期间发光的LED的数量大，

其中，发光部分被构造为通过接收第一驱动电压或第二驱动电压来发光。

2.根据权利要求1所述的LED照明器，其中，发光部分被构造为使得包括发光部分的LED的至少60％在补偿时间段期间发光。

3.根据权利要求1所述的LED照明器，其中，补偿时间段中第一LED组的总正向电压电平与补偿时间段中第二LED组的总正向电压电平之比为1:1。

4.根据权利要求3所述的LED照明器，其中，n为4并且第一LED组至第四LED组的正向电压电平之比为1:1:1:3。

5.根据权利要求4所述的LED照明器，其中，组成第一LED组的LED的数量、组成第二LED组的LED的数量、组成第三LED组的LED的数量和组成第四LED组的LED的数量之比为5:5:5:6。

6.根据权利要求3所述的LED照明器，其中，n为4并且第一LED组至第四LED组的正向电压电平之比为2:1:1:2。

7.根据权利要求6所述的LED照明器，其中，组成第一LED组的LED的数量、组成第二LED组的LED的数量、组成第三LED组的LED的数量和组成第四LED组的LED的数量之比为10:5:4:2。

8.根据权利要求1所述的LED照明器，其中：

组成第一LED组的LED具有第一发光通量；

组成除了第一LED组之外的LED组的LED具有比第一发光通量低的第二发光通量。

9.根据权利要求1所述的LED照明器，其中：

组成第一LED组至第n-1LED组的LED具有第一发光通量；以及

组成第n LED组的LED具有低于第一发光通量的第二发光通量。

10.根据权利要求1所述的LED照明器，其中，LED驱动控制器被构造为将用于在充电时间段的第一部分期间驱动发光部分的驱动电流控制为比用于在充电时间段的第二部分期间驱动发光部分的驱动电流低。

11.根据权利要求1所述的LED照明器，其中，LED驱动控制器被构造为将第n LED组驱动电流控制为低于第n-1LED组驱动电流。

12.根据权利要求1所述的LED照明器，其中，功率因数补偿单元包括填谷电路并且构造为补偿第一LED组至第n LED组的总正向电压电平的1/2。