SE1000801A2 - LED lampa - Google Patents

LED lampa Download PDF

Info

Publication number
SE1000801A2
SE1000801A2 SE1000801A SE1000801A SE1000801A2 SE 1000801 A2 SE1000801 A2 SE 1000801A2 SE 1000801 A SE1000801 A SE 1000801A SE 1000801 A SE1000801 A SE 1000801A SE 1000801 A2 SE1000801 A2 SE 1000801A2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
led
string
led lamp
lamp
leds
Prior art date
Application number
SE1000801A
Other languages
English (en)
Other versions
SE534971C2 (sv
SE1000801A1 (sv
Inventor
Andreas Vinnberg
Robert Karlsson
Original Assignee
Andreas Vinnberg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Andreas Vinnberg filed Critical Andreas Vinnberg
Priority to SE1000801A priority Critical patent/SE1000801A2/sv
Priority to PCT/SE2011/000139 priority patent/WO2012044223A1/en
Publication of SE1000801A1 publication Critical patent/SE1000801A1/sv
Publication of SE534971C2 publication Critical patent/SE534971C2/sv
Publication of SE1000801A2 publication Critical patent/SE1000801A2/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40Details of LED load circuits
    • H05B45/44Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/46Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs disposed in parallel lines
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20Controlling the colour of the light
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/357Driver circuits specially adapted for retrofit LED light sources
    • H05B45/3574Emulating the electrical or functional characteristics of incandescent lamps
    • H05B45/3577Emulating the dimming characteristics, brightness or colour temperature of incandescent lamps
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/375Switched mode power supply [SMPS] using buck topology
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/38Switched mode power supply [SMPS] using boost topology

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Description

för glödlampan eftersom verkningsgraden för vita lysdioder är högre för lysdioder med en högre färgtemperatur.
Ett problem som kan uppstå med vanliga glödlampor som ersätts med lågenergilampor är att dimningsfunktionen inte nödvändigtvis fungerar med den nya lampan eftersom dimmern inte är kompatibel med den nya lampan. Det förekommer flera lösningar för att kunna dimma en lysrörslampa, men användaren kan behöva ersätta den befintliga dimmern med en som är anpassad för lysrörslampor och använda speciella lysrörslampor som är anpassade för dimning. Ett annat problem med att dimma lysrörslampor är att verkningsgraden minskar när lampan är dimmad. Färgtemperaturen för lampan ändras inte mycket och kommer verkligen inte att likna en vanlig glödlampa som dimmas.
När en vanlig glödlampa dimmas kommer färgtemperaturen att minska när ljusintensiteten minskas. Detta beteende liknar till en viss del solen när ljusintensiteten minskar, till exempel vid gryning. Ett sådant beteende hos lampan är någonting som de flesta användare är vana vid och önskar sig hos lågenergilampor. Samtidigt så vore det givetvis en fördel om verkningsgraden för lampan vore konstant även när den dimmas. Ett sådant beteende är inte möjligt med en halogenlampa eller lysrörslampa.
Halogenlampor som är direkt anslutna till elnätet kan dimmas med samma dimmer som en vanlig glödlampa. Däremot så' skiljer sig inte halogenlampans verkningsgrad speciellt mycket från den vanliga glödlampan. Vidare börjar halogenlampan vanligtvis vid en högre färgtemperatur. Lågspänningshalogenlampor som drivs genom en transformator av något slag kan inte nödvändigtvis dimmas med en dimmer anpassad för glödlampor, det vill säga anpassad för en resistiv last. 10 15 20 25 30 Lysdiodlampor kan även de dimmas. Beroende på typen av drivningskrets så kan lysdiodlampan bli dimmad med en dimmer anpassad för glödlampor. Samtidigt så ändras inte färgtemperaturen alls eller väldigt lite på grund av att det synliga ljuset från en vit lysdiod produceras av det fluorescerande skiktet inuti lysdiodskroppen.
WO 2009/136328 A1 beskriver en drivkrets för en lysdiodsljuskälla som är anpassad för anslutning till en konventionell fram- eller bakkantsdimmer.
För att förbättra dimningskarakteristiken för lysdiodsljuskällan så görs dimningskurvan olinjär. Detta åstadkoms genom att styra den switchade nätdelen som driver lysdiodsljuskällan på ett olinjärt sätt.
US 2009/0026976 A1 beskriver en metod för att dimma en flerfärgad lysdiodsljuskälla. Ljuskållan består av flera lysdiodsgrupper med olika färgade lysdioder. För att dimma de olika lysdiodsgrupperna så styrs längden på drivcykeln individuellt.
JP 2008263249 beskriver en lysdiodlampa där den utstrålande färgen varierar beroende på drivströmmen. Den utstrålade färgen är en kombination av det fluorescerande materialet som används och drivströmmen till lysdiodselementet som används.
JP 2009140765 beskriver en lysdiodlampa som består av ett flertal lysdiodsgrupper. Lysdiodlampan använder brytare som är anslutna till lysdiodsgrupperna för att dimma lampan. Drivspänningen till lampan bestäms av en pulsbreddsmodulerad signal.
US 6,220,722 beskriver en lysdiodlampa som består av lysdioder med flera färger, till exempel röd, grön och blå. Lysdioderna kan drivas på ett sådant sätt att det utstrålade ljuset från lampan kan ändras. 10 15 20 25 30 US 7,288,902 B1 visar ett belysningssystem som har ljuskällor med olika färgtemperaturer. Ljuskällorna är arrangerade i olika ljuskällsgrupper där varje enskild ljuskällsgrupp är styrd individuellt. Spänningen från en konventionell dimmer transformeras av en ljuskällsdrivare till individuellt styrda strömmar som driver de olika ljuskällsgrupperna.
US 2009/0195168 visar en dimningsstyrkrets för att dimma lysdioder med en konventionell dimmer för glödlampor. Styrkretsen kan styra ett flertal individuella parallellt anslutna lysdiodsgrupper genom att använda styrkretsar.
I de ovan nämnda dokumenten visas olika metoder för att dimma lysdiodlampor. De utnyttjar alla komplicerade drivkretsar. Således finns det utrymme för en förbättrad lysdiodlampa som inte uppvisar de nackdelar som nämns ovan.
BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Ett syfte med uppfinningen är därför att lösa de ovan nämnda problemen.
Mer specifikt är ett syfte med uppfinningen att tillhandahålla en lysdiodlampa som liknar en konventionell glödlampa när den dimmas. Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en lysdiodlampa med förbättrad verkningsgrad när den är dimmad. Ett vidare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en lysdiodlampa som kan dimmas med en konventionell dimmer anpassad för glödlampor.
Lösningen på problemet enligt den uppfinningsenliga lysdiodlampan är beskriven i den kännetecknande delen av krav 1. De andra kraven innehåller fördelaktiga utföringsformer och vidareutvecklingar av lysdiodlampan.
Med en lysdiodlampa anpassad för att användas med en variabel drivkrets, där drivkretsen innefattar en kontinuerlig variabel spänning eller 10 15 20 25 ström, där lysdiodlampan innefattar en första lysdiodssträng med åtminstone en lysdiod med en första våglängd, förverkligas syftet med uppfinningen genom att lysdiodlampan innefattar en andra lysdiodssträng med åtminstone en lysdiod med en andra våglängd, där den första och andra lysdiodssträngen är parallellt anslutna direkt till drivkretsen och där den första våglängden skiljer sig från den andra våglängden.
Med denna första utföringsform av lysdiodlampan enligt uppfinningen är det möjligt att erhålla en lysdiodlampa som kan dimmas med en dimmer anpassad för vanliga glödlampor. Färgtemperaturen för ljuskällan kommer att likna den för en glödlampa när den dimmas, det vill säga, så kommer färgtemperaturen att vara i det lägre färgtemperaturområdet med en längre våglängd när ljusstyrkan är låg för att öka när ljusstyrkan ökar.
Lysdiodlampan innefattar två eller fler lysdiodssträngar anslutna parallellt, där varje sträng innefattar åtminstone en lysdiod.
Alla strängarna är anslutna direkt till drivspänningen eller drivströmmen, beroende på hur lampan är konfigurerad. De olika strängarna har olika egenskaper. En sträng med lysdioder i det lägre färgtemperatur-/längre våglängdsområdet tänds snabbare än en sträng med lysdioder i det högre Genom att de olika färgtemperatur-/kortare våglängsomràdet. lysdiodssträngarna är anpassade för ett specifikt beteende vid tillverkningen så finns det inget behov för komplicerade drivkretsar som varierar drivspänningen eller drivströmmen till de olika strängarna individuellt, till exempel genom att använda pulsbreddsmodulerade signaler. Istället så kan lampan användas med en enkel varierande spänning eller ström och kommer därmed att vara väl anpassad som en ersättningslampa för glödlampor.
I en fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen så innefattar varje lysdiodssträng ett flertal lysdioder. Detta kommer att öka verkningsgraden hos lysdiodlampan. 10 15 20 25 l en fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen så används mer än två lysdiods strängar i lysdiodlampan. På detta sätt kan lysdiodlampans färg/våglängds-beteende förbättras ytterligare.
I en fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen innefattar lysdiodlampan vidare en drivkrets. Genom att införliva en drivkrets i lysdiodlampan så kan lysdiodlampan användas som en direkt ersättare för en ordinär glödlampa när den är ansluten till en konventionell dimmer.
I en fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen så är lysdiodlampan utrustad med en lampsockel. Fördelen med detta är att lysdiodlampan kan användas som en ersättningslampa på ett enkelt sätt.
KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer att beskrivas mera i detalj i det följande, med hänvisning till de utföringsformer som finns visade på de bifogade ritningarna, där: Fig.1 visar ett första exempel av en lysdiodlampa enligt uppfinningen, Fig.2 visar ett diagram för förhållandet mellan drivström och färgtemperaturen för lampan enligt Fig. 1, Fig. 3 visar ett diagram för relationen mellan drivström och ljusflöde för lampan enligt Fig. 2, Fig.4 visar ett andra exempel av en lysdiodlampa enligt uppfinningen, Fig.5 visar ett tredje exemplar av en lysdiodlampa enligt uppfinningen, 10 15 20 25 Fig.6 visar ett fjärde exemplar av en lysdiodlampa enligt uppfinningen, Fig.7 visar ett diagram för relationen mellan drivström och färgtemperaturen för Iysdiodlampan enligt Fig. 6, Fig. 8 visar ett schema för en drivkrets anpassad för att användas med Iysdiodlampan enligt uppfinningen, Fig.9 visar en lysdiodsljuskälla med en integrerad drivkrets anpassas för 230 V enligt uppfinningen.
SÄTT FÖR UTÖVANDE AV UPPFINNINGEN Utföringsformerna av uppfinningen med ytterligare utvecklingar som beskrivs i det följande skall ses endast som exempel och skall på inget sätt begränsa omfånget av det skydd som ges av patentkraven.
Lysdiodlampkretsen som beskrivs är framför allt avsedd att användas i en ersättningslampa för glödlampor som drivs av elnätet, det vill säga drivs från ett 230 eller 115 V växelströmssystem, och som drivs genom en dimmer. Dock kan en sådan lampkrets givetvis även anpassas för lågspänningsdrivning, så som 12 V eller 24 V lik- eller växelströmssystem som används i exempelvis fordon, eller till andra spänningar i andra system. Enkelheten hos den uppfinningsenliga kretsen kommer att visa sina fördelar oavsett drivspänningen. I exemplen nedan används teoretiska lysdioder med ideala framspänningsfall och utan resistiva komponenter för att förenkla förklaringarna. Hur som helst, i de exempel som visas är de icke-linjära delarna i verkliga lysdioder essentiella för funktionen av de visade kretsarna. Det är de parasitiska komponenterna, framför allt den resistiva komponenten, hos lysdioderna som bidrar till att de föreslagna kretsarna fungerar väl för att dimma lysdioder. 10 15 20 25 I alla beskrivna kretsar varieras strömmen genom lysdiodssträngarna. När lampan är ansluten till en variabel spänningskälla, vilket är fallet när lampan används som ersättning för en glödlampa, kommer den variabla spänningskällan att orsaka en variabel ström som drivs genom lysdiodssträngarna. När lampan används i andra applikationer, exempelvis när den är integrerad med en drivkrets i en fristående enhet, är det även möjligt att använda en variabel strömkälla för att dimma lampan.
Den vanligaste typen av en konventionell dimmer som används tillsammans med glödlampor är framkantsdimmern på grund av dess enkla konstruktion och därmed låga kostnad. l en sådan dimmer tänds en triac efter en av användaren bestämt tidsintervall där den börjar leda och fortsätter att leda tills växelspänningen passerar sin nollgenomgång. Vid den tiden stängs triacen av och processen upprepas.
En nyare typ av dimmer är bakkantsdimmern, ibland även kallad ”transistordimmer”. En bakkantsdimmer fungerar på ett likartat sätt men istället för att tända efter en bestämd tid efter nollgenomgången stängs istället transistorn av efter en av användaren förutbestämt tidsintervall.
Denna dimmertyp har fördelen att den minskar kraven på kondensatorer, dioder och inrusningsströmbegränsare i elektroniska transformatorer, lysrörsballaster och lysdiodlampor. Äldre typer av dimmrar inkluderar reostater och vridtranformatorer som antingen resistivt eller på magnetisk väl begränsar amplituden för hela växelströmscykeln utan att kapa varken fram- eller bakkanten.
För att styra en lysdiodlampa förekommer det flera sätt att detektera den bak- framkantsdimmern är ett sätt att mäta ledningstiden, den avstängda tiden begärda dimningsnivån inställd av användaren. För och eller tåndvinkeln (alla relaterade till varandra i dessa dimmertopologier) och styra ljusflödet utifrån detta värde. Dessa möjligheter har fördelen att de är okänsliga för spänningsvariationer och även för den nominella 10 15 20 25 30 spänningen i elnätet, exempelvis 115 eller 230 V. Om medelvärdet eller RMS-värdet både vridtransformatorer och reostater användas för att dimma lysdiodlampan mäts för den likriktade spänningen så kan på bekostnad av känslighet mot spänningsvariationer i elnätet och verkningsgrad.
En känd lysdiodlampa anpassad för att ersätta glödlampor erhålls genom att en sträng med vita lysdioder som ger det huvudsakliga ljusflödet när ljuskällan drivs med nominell spänning, det vill säga inte är dimmad.
Drivkällan för en lysdiodlampa är vanligtvis en strömkälla. För att ge lysdiodlampan högre verkningsgrad och göra den enkel innefattar strängen ett flertal lysdioder. Strängen kan även innefatta en strömbegränsningsresistor och/eller en kondensator. Antalet lysdioder anpassas till drivkretsens spänning för att motsvara drivspänningen till det totala framspänningsfallet för det kombinerade antalet lysdioder. En lampa av denna typ fungerar väl för att ersätta en glödlampa när drivspänningen inte är dimmad. När en sådan lysdiodlampa dimmas kommer ljusstyrkan för ljuskällan att minska något till en nivå där det kombinerade framspänningsfallet över lysdioderna når en tröskelgräns. Vid denna nivå kommer ljuskällan att slockna. Under dimningen kommer verkningsgraden faktiskt att öka men priset man får betala är låg verkningsgrad vid full ström. Vidare kommer färgtemperaturen att vara densamma under hela dimningscykeln.
I den uppfinningsenliga lampan adderas en eller fler lysdiodsträngar till lampan och ansluts parallellt med den första strängen. Ett första exempel av den uppfinningsenliga lysdiodlampan visas i Fig. 1, där lysdiodlampan drivs av en strömkälla CS. l detta exempel innefattar lysdiodlampan 10 en första sträng 1 med en vit lysdiod D1. Lampan innefattar vidare en andra sträng 2 ansluten parallellt med den första strängen. Den andra strängen innefattar en röd lysdiod D2 och även ett strömbegränsningsmotstånd R2 i serie med den röda lysdioden D2. I exemplet som visas i Fig. 1 är D1 en 10 15 20 25 10 vit lysdiod med framspänningsfallet 3,7 V vid 20 mA, D2 är en röd lysdiod med ett framspänningsfall på 2,0 V vid 20 mA och R2 är ett 85 ohms motstånd. Så länge som drivströmmen är under 20 mA kommer endast den röda lysdioden att lysa. Över 20 mA kommer den vita lysdioden att lysa proportionellt mot strömmen över 20 mA.
I detta enkla utförande kommer lampan att börja lysa enbart med rött ljus vid en relativt låg nivå och med ökad ström kommer det vita ljuset slutligen att överrösta det röda ljuset. Ett diagram som visar en typisk färgtemperatur T för denna lamptyp som en funktion av drivströmmen I visas i fig. 2. Figur 3 visar ljusflödet F i lumen för samma lampa som en funktion av drivströmmen l. Som man kan se så kan ljusintensiteten varieras kontinuerligt från noll till full ljusstyrka och färgtemperaturen över större delen av kommer att variera från röd till vit ljusintensitetsområdet.
Ett andra exempel av den uppfinningsenliga lysdiodlampan visas i Fig. 4. I detta exempel innefattar lysdiodlampan en första lysdiodssträng 1 med två vita lysdioder D1. Lampan innefattar vidare en andra sträng 2 ansluten parallellt med den första strängen. Den andra strängen innefattar tre röda lysdioder D2 och även ett strömbegränsande motstånd R2 i serie med lysdioderna. Som i det första exemplet är D1 en vit lysdiod med framspänningsfallet 3,7 V vid 20 mA, D2 är en röd lysdiod med framspänningsfallet 2,0 V vid 20 mA. Här är R2 ett 70-ohms motstånd. I detta exempel så är framspänningsfallet för lysdioderna i den två strängarna mer anpassade till varandra. Detta kommer att öka lampans verkningsgrad. Som i det första exemplet kommer de vita lysdioderna, med andra ord lysdioderna i den första strängen, inte att tändas när drivströmmen är under 20 mA. När drivströmmen överskrider 20 mA kommer de vita lysdioderna att lysa proportionellt mot strömmen över 20 mA. 10 15 20 25 30 11 Antalet lysdioder i en sträng anpassas till drivkretsens spänning för att motsvara drivspänning för det sammanlagda framspänningsfallet hos det kombinerade antalet lysdioder i varje sträng. Ett motstånd kan användas i en sträng för att balansera strömmen genom en sträng, eller för att öka strängens framspänningsfall vid dess tänkta maxström för att motsvara framspänningsfallet för de andra strängarna anslutna parallellt till den. I de visade exemplen kommer färgtemperaturen att börja vid en låg färgtemperatur och förbli vid den färgtemperaturen över ett litet ljusintensitetsområde för att sedan öka tills dess slutgiltiga färgtemperatur är nådd. Beroende på användandet av (icke-ideala) lysdioder kommer färgtemperaturen att variera över en större del av dimningsområdet, eller kommer till och med att variera över hela området.
I ett tredje exempel som visas i Fig. 5 så innefattar lampan tre lysdiodssträngar anslutna parallellt. Den första strängen 1 innefattar två vita lysdioder D1. Den andra strängen 2 innefattar två röda lysdioder D2 och även ett strömbegränsande motstånd R2 i serie med lysdioderna. Den tredje strängen innefattar tre gula lysdioder D2 och ett motstånd R3. D1 är en vit lysdiod med ett framspänningsfall på 3,7 V vid 20 mA. D2 är en röd lysdiod med ett framspänningsfall på 2,0 V vid 20 mA. Här är R2 ett 170- ohms motstånd och R3 är ett 70-ohms motstånd. I detta exempel kommer den andra strängen 2 att tändas först och kommer relativt snart att överröstas av den tredje strängen 3 som i sin tur kommer att bli överröstad av den första strängen 1 när strömmen ökas. På detta sätt erhålls en mjukare ljusintensitetsövergång. Samtidigt så kommer färgtemperaturvariationen att bättre överensstämma med en vanlig glödlampa när ljuskällan dimmas och färgåtergivningen kommer att förbättras på grund av att fler färger blandas. Vidare, som en andra ordningens effekt så kommer användandet av flera enkelbandsfärgade lysdioder i den längre våglängdsregionen tillåta användning av högre färgtemperatur för de vita lysdioderna vilket minimerar förluster på grund 10 15 20 25 30 12 av Stokes shift/våglängdsnerkonvertering vilket ytterligare ökar verkningsgraden för lysdiodlampan.
Antalet lysdiodssträngar i lampan kan variera och kan väljas beroende på det krävda slutresultatet och spänningen i systemet där lampan skall användas. Antalet lysdioder i varje sträng väljs beroende på den drivspänning för vilken lampan är anpassad. Typen av lysdioder i en sträng kan också väljas beroende på det krävda slutresultatet. Det är möjligt att blanda olika typer av lysdioder i en enskild sträng för att åstadkomma en önskad färgtemperatur för lampan när den dimmas. Det är däremot viktigt att använda flera parallella lysdiodssträngar för att erhålla ett färgskifte vid dimning. Användningen av ett motstånd i en sträng och dess resistansvärde väljs också beroende på drivspänningen. Även färgen hos lysdioderna som används, både totalt och i varje sträng, kan varieras för att erhålla en lampa som påminner om en vanlig glödlampa.
Fig.6 visar ett ytterligare exempel av en uppfinningsenlig lysdiodsljuskälla innefattande en krets med 80 lysdioder, var och en drivna med en maximal ström på 20 mA. Lysdioderna är uppdelade i tre strängar, en första sträng 1 med 19 vita lysdioder D4, en andra sträng 2 med 30 röda lysdioder D5 och ett 120 ohms motstånd och en tredje sträng 4 med 31 gula lysdioder D6 och ett 43 ohms motstånd. D4, D5 och D6 kan vara samma lysdioder som D1, D2 respektive D3, eller så kan de vara andra lysdioder som har andra färger och/eller framspänningsfall. Fig. 7 visar ett diagram för färgtemperaturen för lampan enligt Fig. 6. Enligt kurva 20 kan man se att färgtemperaturen T varierar från 2000 K till 3400 K under dimningsförfarandet. Diagrammets lutning är relativt brant i början, med andra ord vid låg drivström, men planar ut när strömmen ökar. En sådan relation mellan ljusintensitet och färgtemperatur ger en god approximation av beteendet för en konventionell glödlampa när den dimmas. Kurva 21 visar spänningen V över kretsen, kurva 24 visar strömmen l genom den 10 15 20 25 30 13 första strängen 1, kurva 22 visar strömmen I genom den andra strängen 2, och kurva 23 visar strömmen l genom den tredje strängen 3. Alla kurvor är relaterade till x-axeln vilken visar den totala strömmen Tl som levereras av strömkällan CS.
Det är även möjligt att använda lysdioder med olika färgtemperatur i samma sträng. På detta sätt kan en sträng exempelvis innefatta både röda och gula lysdioder som kommer att tända vid en låg ström och en annan sträng kan innefattar vita lysdioder som är konfigurerade att tända vid en högre ström. Antalet lysdioder som används i en sträng kan också bero på ljusflödet från lysdioderna. Det totala antalet lysdioder som används i lampan kommer att bestämma ljusflödet från lampan när den drivs med full spänning, det vill säga när den inte är dimmad.
Lysdiodlampan är anpassad för att användas med en drivkrets som omvandlar inspänningen till en drivström. Drivströmmen är således väl anpassad för att användas med en konventionell dimmer som har en variabel utspänning. Drivkretsen använder den faktiska inspänningen för att styra effektdelen beroende på inspänningen. Den levererade strömmen till lysdiodlampan kommer således att vara en funktion av inspänningen.
En sådan krets kommer att minska energiförlusterna i lysdiodlampan.
Kretsen kan även, genom att använda en medelvärdesfunktion, minska lysdiodlampans känslighet för kortvariga spänningsvariationer i elnätet.
Detta är synnerligen fördelaktigt för svagare elsystem, till exempel i utvecklingsländer där stora variationer i spänningen är vanliga. Det är också fördelaktigt när samma elsystem driver stora strömförbrukare som slår till och från i en takt, så elektriska hög som genomflödesvattenvärmare.
Fig. 8 visar en schematisk drivkrets anpassad för att användas med lysdiodlampan 10 enligt uppfinningen. Kretsen är anpassad för att kopplas till en reguljär dimmer vid den ingående anslutningen CN. Kretsen innefattar i detta fall av ett nätfilter MF, en likriktarbrygga R, ett 10 15 20 25 30 14 lågpassfilter LP och en kraftdel PS som omvandlar inspänningen till drivström för att driva Iysdiodlampan 10. Kretsen innefattar vidare en dimningssensor DS som skickar en styrsignal till kraftdelen. Styrsignalen beror på inspänningen till dimningssensorn, med andra ord på utspänningen från den reguljära dimmern. Om drivkretsen är direkt ansluten till elnätet är det även möjligt att integrera en dimningsanordning såsom en potentiometer, i dimningssensorn. Olika drivkretsar är möjliga att använda, både buck-omvandlare och boost-omvandlare eller en kombination av båda, beroende på matningsspänningen och antalet lysdioder som används i Iysdiodlampan. En buck-omvandlare är en nedkonverteringskrets som omvandlar en ingående likspänning till en lägre utgående likspänning. En boost-omvandlare är en uppkonverteringskrets som omvandlar en ingående likspänning till en högre utgående spänning. Företrädelsevis så används en buck- omvandlare när Iysdiodlampan skall anslutas till ett elnät.
Fig. 9 visar en lysdiodlampa med en integrerad buck-omvandlare som drivkrets som kan användas som en ersättningslampa för exempelvis 230 volt. Kretsen är ett exempel av den schematiska kretsen som visas i Fig. 8. Lysdiodlampan 10 är anpassad för att anslutas till en reguljär dimmer TD via anslutningen CN. Den reguljära dimmern TD ansluts till elnätets växelström. Drivkretsen innefattar ett ingångsradioavstörningsfilter innefattandes exempelvis två induktanser l och två kondensatorer C samt en helvågslikriktare innefattandes fyra dioder D. Drivkretsen innefattar vidare en triac-hållkrets för att upprätthålla en hållström genom den reguljära dimmern TD innefattandes ett motståndet R10 och en kondensator C10. lnspänningsavkänningen utförs av dimningsavkänningskretsen RH, RQ, C11, R13 and TR10, vilkens utsignal S10 används för att styra den integrerade kretsen IC i effektdelen. Dioden D10 hindrar negativ spänning att nå ingången och C12 är en energiförvaringskondensator. 10 15 20 25 30 15 Effektdelen innefattar vidare en lågspänningsgeneringskrets innefattandes R14, D11, och C13, vilka genererar en lågspänning, exempelvis 5 till 15 volt, som används för att driva den integrerade kretsen och för strömåterkopplingen som åstadkoms genom R15 och OP10. Styrsignalen S10 blandas med strömåterkopplingssignalen S11 vid återkopplingspolen FB på den integrerade kretsen. Ett kompenseringsnätverk innefattandes mellan kompenseringspolen CP på den integrerade kretsen. Utsignalen från den R16 och C14 är anslutet återkopplingspolen FB och integrerade kretsen styr switchtransistorn TR11 vilken styr lysdiodlampan genom en buck-induktans l10. Switchtransistorn är styrd av dimningssensorkretsen och den integrerade kretsen slår på och av transistorn beroende på inspänningen från den reguljära dimmern.
Drivkretsen innefattar även en buckdiod D12.
Den integrerade kretsen kan vara en switchad nätdelsdrivare med pulsbreddsmodulering som slår switchtransistorn TR11 till och från, vilket i detta exempel är en N-kanals MOSFET transistor. Lysdiodlampan 10 är ansluten mellan buck-induktansen l10 och strömsensormotståndet R15 som används för att mäta strömmen genom lysdiodlampan. l det visade exemplet är ansluten med en lysdiodlampan 10 parallellt utjämningskondensator C15. Lysdiodlampan 10 innefattar en första lysdiodssträng 1 och en andra lysdiodssträng 2 där den andra lysdiodssträngen även innefattar ett motstånd. Den första innefattar åtminstone en lysdiod som har ett relativt högt framspänningsfall, varvid den andra innefattar åtminstone en lysdiod som har ett lägre framspänningsfall. Fler lysdiodssträngar kan även anslutas parallellt med den första och andra lysdiodssträngen. Lysdiodlampan 10 kan exempelvis vara lysdiodlampan som visas i Fig. 6.
Sammansättningen av lampan, med andra ord färgbeteendet vid dimning an lampan, kan även anpassas för olika marknaden. På vissa marknader kan det finnas en önskan att använda lampor med en något lägre 10 15 16 färgtemperatur, liknande glödlampor. På andra marknader är lampor med en högre färgtemperatur som liknar den för lysrör mer populära. Med den det enkelt att erhålla vilket önskat lampbeteende som helst på ett enkelt och kostnadseffektivt sätt utan uppfinningsenliga kretsen är något behov av speciella drivkretsar.
Färgtemperaturen som erhålls genom att blanda olika lysdioder med olika våglängder är relaterat till Planckian locus eller svartkroppsstrålning.
Planckian locus återfinns i ClE 1931 färgdiagram. Färgtemperaturen för en given uppsättning lysdioder kan uppskattas genom att projicera våglängderna till Planckian locus kurvan i diagrammet. Detta är välkänt för fackmannen.
Uppfinningen skall ej anses vara begränsad till de beskrivna utföringsformerna, ett antal av ytterligare varianter och modifikationer är möjliga inom ramen för de efterföljande patentkraven. Typen och antalet lysdioder kan ändras.

Claims (13)

1. 0 15 20 25 PATENTKRAV
2. 1. Lysdiodlampa (10) anpassad för att användas med en enda variabel drivkrets, där drivkretsen innefattar en kontinuerlig variabel spänning eller ström, där lysdiodslampan (10) innefattar en första lysdiodssträng (1) med åtminstone en lysdiod med en första våglängd, k ä n n e t e c k n a d a v att lysdiodlampan (10) innefattar en andra lysdiodssträng (2) med åtminstone en lysdiod med en andra våglängd, där den första och andra lysdiodssträngen (1, 2) är parallellt anslutna direkt till den enda drivkretsen, där den första våglängden skiljer sig från den andra våglängden så att lysdiodlampans ljusflöde kan váglängdförskjutas när drivkretsens utström (CS) varieras. _ Lysdiodlampa enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att den andra lysdiodssträngen (2) innefattar ett motstånd (R2) anslutet i serie med lysdioden. .
3. Lysdiodlampa enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att den andra lysdiodssträngen (2) innefattar ett flertal lysdioder ansluta i serie. .
4. Lysdiodlampa enligt krav 1 till 3, k ä n n e t e c k n a d a v att den första lysdiodssträngen (1) innefattar ett flertal lysdioder anslutna i serie. .
5. Lysdiodlampa enligt krav 1 till 4, k ä n n e t e c k n a d a v att lysdiodsljuskällan vidare innefattar en tredje lysdiodssträng (3) innefattandes ett flertal lysdioder med en tredje våglängd och ett motstånd (R3) anslutet i serie, där den tredje lysdiodssträngen är ansluten parallellt med den första lysdiodssträngen (1) och den andra lysdiodssträngen (2). 10 15 20 25 2
6. Lysdiodlampa enligt krav 1 till 5, k ä n n e t e c k n a d a v att den andra lysdiodsträngen (2) är anpassad för att tändas före den första lysdiodssträngen (1) genom att framspänningsfallet för den andra lysdiodsträngen är mindre än framspänningsfallet för den första lysdiodsträngen.
7. Lysdiodlampa enligt krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d a v att den andra lysdiodssträngen (2) är anpassad för att tändas före den tredje lysdiodssträngen (3) och att den tredje lysdiodssträngen (3) är anpassad för att tändas före den första lysdiodssträngen (1), genom att framspänningsfallet för den andra lysdiodsträngen är mindre än framspänningsfallet för den tredje Iysdiodsträngen och att framspänningsfallet för den tredje lysdiodstrången är mindre än framspänningsfallet för den första lysdiodsträngen.
8. Lysdiodlampa enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den andra lysdiodssträngen (2) innefattar minst två olika typer av lysdioder som har olika våglängder.
9. Lysdiodlampa enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att lysdiodlampan vidare innefattar en drivkrets.
10. Lysdiodlampa enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d a v att lysdiodlampan är anpassad för att drivas av en dimmer för elnätet.
11. 1 1. Lysdiodlampa enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att lampan är monterad i en lampsockel.
12.Lysdiodlampa enligt något av kraven 9 till 11, kännetecknad av att drivkretsen är en nerkonverteringsomvandlare. 3
13.Lysdiod|ampa enligt något av kraven 9 till 11, kännetecknad av att drivkretsen år en uppkonverteringsomvandlare.
SE1000801A 2010-07-29 2010-07-29 LED lampa SE1000801A2 (sv)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1000801A SE1000801A2 (sv) 2010-07-29 2010-07-29 LED lampa
PCT/SE2011/000139 WO2012044223A1 (en) 2010-07-29 2011-07-26 Led lamp

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1000801A SE1000801A2 (sv) 2010-07-29 2010-07-29 LED lampa

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE1000801A1 SE1000801A1 (sv) 2012-01-30
SE534971C2 SE534971C2 (sv) 2012-03-06
SE1000801A2 true SE1000801A2 (sv) 2012-04-30

Family

ID=44583326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1000801A SE1000801A2 (sv) 2010-07-29 2010-07-29 LED lampa

Country Status (2)

Country Link
SE (1) SE1000801A2 (sv)
WO (1) WO2012044223A1 (sv)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013012719A1 (en) * 2011-07-18 2013-01-24 Marvell World Trade, Ltd. Correlated color temperature control methods and devices
DE102012217534A1 (de) * 2012-09-27 2014-03-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Ausgleich einer Farbortverschiebung
JP2014157744A (ja) * 2013-02-15 2014-08-28 Panasonic Corp 発光回路、発光モジュール及び照明装置
DE102013207245B4 (de) * 2013-04-22 2015-12-03 Osram Gmbh Ansteuerung von Halbleiterleuchtelementen sowie Lampe, Leuchte oder Leuchtsystem mit einer solchen Ansteuerung
JP6230631B2 (ja) * 2014-01-29 2017-11-15 シャープ株式会社 発光装置
EP3122160B1 (en) * 2014-03-20 2021-05-05 Toshiba Materials Co., Ltd. Light-emitting device and led light bulb
DE102014206434A1 (de) * 2014-04-03 2015-10-08 Osram Gmbh Ansteuerung von Halbleiterleuchtelementen
CN106658871A (zh) * 2017-02-28 2017-05-10 漳州立达信光电子科技有限公司 一种可调色温的发光二极管电路
CN106658872A (zh) * 2017-02-28 2017-05-10 漳州立达信光电子科技有限公司 灯具装置
US10104730B2 (en) * 2017-03-07 2018-10-16 B/E Aerospace, Inc. LED bulb and method for operating same
KR102420542B1 (ko) * 2018-03-30 2022-07-13 서울반도체 주식회사 발광 다이오드들을 포함하는 조명 장치
CN109587892A (zh) * 2019-01-08 2019-04-05 东莞泰欣照明有限公司 对led发光模块调色的方法、计算机可读存储介质、led灯具

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4290887B2 (ja) 1998-09-17 2009-07-08 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Led電球
JP2008505433A (ja) * 2004-06-29 2008-02-21 松下電器産業株式会社 照明光源
CN101185375B (zh) * 2005-05-25 2010-06-16 皇家飞利浦电子股份有限公司 使用led提供白光的照明系统和方法
US7659544B2 (en) * 2005-12-23 2010-02-09 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Light emitting device with at least two alternately driven light emitting diodes
JP4430084B2 (ja) * 2007-02-28 2010-03-10 シャープ株式会社 Led発光装置及びled発光装置を用いた機器及び灯具
US7288902B1 (en) 2007-03-12 2007-10-30 Cirrus Logic, Inc. Color variations in a dimmable lighting device with stable color temperature light sources
GB2458095A (en) * 2007-06-15 2009-09-09 Sharp Kk Solid state illumination system with elements employed as both light source and light sensor
DE102007034177B4 (de) 2007-07-23 2009-06-10 Diehl Aerospace Gmbh Verfahren zum Dimmen des von LED-Leuchten abgestrahlten Lichts, insbesondere in der Fluggastkabine eines Verkehrsflugzeuges
JP2009140765A (ja) 2007-12-06 2009-06-25 Stanley Electric Co Ltd Led照明灯具
US8022634B2 (en) 2008-02-05 2011-09-20 Intersil Americas Inc. Method and system for dimming AC-powered light emitting diode (LED) lighting systems using conventional incandescent dimmers
WO2009136328A1 (en) 2008-05-07 2009-11-12 Nxp B.V. Dim range enhancement for led driver connected to phase-cut dimmer
US7863831B2 (en) 2008-06-12 2011-01-04 3M Innovative Properties Company AC illumination apparatus with amplitude partitioning
JP5111286B2 (ja) 2008-08-08 2013-01-09 シャープ株式会社 Ledランプ駆動方法及びledランプ装置
CN101686587B (zh) 2008-09-25 2015-01-28 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于向led阵列提供可变功率的驱动器

Also Published As

Publication number Publication date
SE534971C2 (sv) 2012-03-06
WO2012044223A1 (en) 2012-04-05
SE1000801A1 (sv) 2012-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE1000801A2 (sv) LED lampa
US8400071B2 (en) LED lamp power management system and method
KR101701729B1 (ko) 고체 조명 기구의 디밍 범위를 증가시키는 방법 및 장치
EP3228159B1 (en) Current splitter for led lighting system
EP2760254B1 (en) Adjusting color temperature in a dimmable LED lighting system
JP5829676B2 (ja) 最大及び最小の調光器設定に基づいて半導体照明負荷の光出力範囲を調整するための方法及び装置
EP2503845B1 (en) Lighting device for solid-state light source, and illumination apparatus and system including same
KR101733399B1 (ko) 조광기 위상각을 검출하고 고체 조명 기구에 대한 범용 입력 전압을 선택적으로 결정하는 방법 및 장치
JP5285912B2 (ja) 照明装置および方法
US8174212B2 (en) LED string driver with light intensity responsive to input voltage
EP3032922B1 (en) Electronic control to regulate power for solid-state lighting and methods thereof
TWI428059B (zh) 車輛光源驅動電路、光源驅動方法、及其平衡控制器
US10015860B2 (en) Method and apparatus for detecting presence of dimmer and controlling power delivered to solid state lighting load
EP2592903A2 (en) Lighting system and luminaire
JP5667290B2 (ja) 照明ユニットのための減光可能ドライバのための能動的ダンピング
JP2011249771A (ja) 光源モジュール
CA2979849A1 (en) Voltage balancing current controlled led circuit
US11071183B2 (en) Lighting apparatus
CN106941740A (zh) 一种电源开关控制led无极调光调色温的方法与装置
US20120104851A1 (en) Driver for cooperating with a wall dimmer
SE534971C8 (sv)
CN101799130A (zh) 自动调光的照明装置
US8716951B2 (en) Illumination controlling circuit and illumination system
CN104254177A (zh) 连接三通插座的led的强度控制
KR20130128649A (ko) 조명기기

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed