[发明专利]多单元LED装置、相关单元和制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于驱动发光二极管(LED)的装置。

本发明的研发特别关注于其在包括多个LED单元的装置中的可能应用。

背景技术

除了用作显示单元，发光二极管(LED)作为照明源变得越来越普遍。这主要适用于所谓的高通量(high-flux)或高亮度LED。典型地，这些LED被布置在单元中，每个单元包括一个或多个以并行/串行布局耦合的LED。

多个各自包括一个或多个具有给定发射波长和亮度(即各自的“颜色”)的LED的单元的组合产生组合光辐射，该组合光辐射的特性(光谱、强度等)可以通过适当控制每个单元的贡献来选择性地调节。例如，三个单元各自包括在三色系统(例如RGB)的基本色之一的波长处发射的一组二极管，该三个单元产生白光和/或具有可选择性变化的颜色的辐射。这样的装置一般可以包括适于产生不同“温度”的白光的所谓的可调白光系统。实际上，类似的装置可以包含各自包括一个或多个基本上相同颜色的LED的单元，并且产生光源，该光源的强度可以选择性地被调节以满足特定照明要求(例如在给定空间、显示区域等的不同区域中提供不同的照明水平)。

适于驱动与单个恒定电流源相关的多个这样的单元的装置在本领域中是已知的，例如以WO-A-2004/100612或DE-A-101 03 611为证。荷兰公司eldoLED提出了基本类似的装置作为“Quatro-350-D”。

基本上，在这些现有技术装置中，每个单元具有相关的开关(典型地是电子开关)，该开关适于用作可选择性激活的到该单元的短路路径。当该开关被激活(即该开关被“闭合”)时，相关的单元中的一个或多个LED被短路并且该单元不生成辐射。相反，当该开关被去激活(即该开关被“打开”)时，相关的单元中的一个或多个LED被通电并且该单元生成辐射。所述装置包括被配置用于(典型地依照脉冲宽度调制(PWM)控制法则)控制开关的操作的控制器。这样的装置允许选择性地并且自动地调节每个单元对所产生的总光通量的贡献。另外，通过凭借这样的装置，从来不完全关闭电源，而只是通过不同路径来驱动电源，从而保证光源的全范围可调光性。

发明内容

尽管前面所考虑的现有技术装置能够提供令人满意的操作，但是它们仍然不能提供当前影响前面所论述的LED装置的多个问题的解决方案。

第一个问题与所谓的“LED分级(binning)”有关。

尽管在不断发展，现在的LED制造技术仍然不能大规模制造具有在期望的容差范围内的亮度和发射波长特性的LED。换句话说，来自相同制造方法的理论上相同的LED实际上在亮度(即针对相同输入电功率所发射的光功率)和发射波长(即所发射的光的光谱特性)方面展现出显著的差异。高通量或高亮度LED尤其易遭受到这样的制造漂移。

为了对抗发射特性的这些不期望的变化的可能负面影响，对LED单独地进行测试和分类，以便随后成批交付给用户，其中每一批次包括发射波长和亮度位于一定的容差范围内的LED。该方法当前被称为“分级”(因为被分类为属于给定批次的LED理论上被置于相同“箱子(bin)”中)。

在说明书的引言部分中所讨论的多单元装置中，该装置中的每个单元中的LED组的发射特性指示用于驱动该单元的特定标准：基本上，这些标准相当于定义被重新布线的相关的开关的“开”和“关”间隔，以便产生在强度和所得到的发射光谱方面具有期望特性的总光通量。

通过保证所有LED都属于给定分级类别或种类来选择用于制造多单元的LED将代表很大程度上不切实际(并且成本无效)的解决方案。如果考虑低成本光源的大规模生产，则这尤其适用。这样的光源的制造商必须能够使用供应给他们的LED，而无需过多注意LED的分级类别并且可能无需丢弃属于某些分级类别的LED和/或调节制造方法(例如通过应用不同的制造计划或方案，以便采用供应给他们的所有不同分级类别的LED)。

除了前述的基本问题，现有技术装置还不能提供多个附加问题的可行解决方案，即：

-检测与该装置中的单元相关的开关的正确操作，

-检测该装置中的任何单元的正确操作，和

-检测该单元的温度/老化/功率消耗。

因而，本发明的目的是提供前述问题的完全令人满意的解决方案。

依照本发明，所述目的通过具有随后的权利要求中所述的特征的驱动器装置来实现。本发明还涉及用于这样的装置中的LED以及与这样的装置的使用相关的方法。

权利要求是这里提供的本发明的公开内容的组成部分。

因此，本发明的优选实施例是包括以下部分的装置：