[发明专利]用于驱动至少一个发光二极管的电路装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于驱动至少一个LED(发光二极管)的电路装置和方法。

背景技术

LED由于其优点而越来越多地使用于通用照明中。在本上下文中，希望的是成本低廉的驱动电路。迄今，使用所谓的SELV(安全特低电压)电流供给，该电流供给提供了与电网电势隔离的保护低电压，用于为LED供电。在此，在现有技术中花费巨大的电路技术的开销，以便保证功率因数校正、电势隔离、输出电压或输出电流的调节的功能以及防止过载和短路的保护措施。

发明内容

本发明的任务在于提供一种用于驱动至少一个LED的电路装置和方法，该电路装置能够在尽可能低的电路技术开销的情况下实现上述功能中的多个功能。

该任务通过一种用于驱动至少一个LED的电路装置来解决，该电路装置包括：用于连接电网电压的第一和第二电网连接端；第一整流器，其整流输入端与电网连接端耦合，并且在其整流输出端上能够提供整流后的电网电压；电子泵浦开关，该电子泵浦开关与整流输出端耦合，由此限定了泵浦节点；主储能器，该主储能器与电子泵浦开关的远离整流输出端的侧耦合；逆变器，该逆变器与主储能器耦合用于从主储能器供给能量，其中逆变器被设计为在其逆变器输出端上提供具有逆变器频率的逆变器电压；泵浦网络，逆变器输出端通过该泵浦网络与泵浦节点耦合；匹配网络，逆变器输出端通过该匹配网络与用于所述至少一个LED的连接端子耦合，其中匹配网络具有带有固有频率的谐振电路。

此外，该任务通过一种用于在电路装置上驱动至少一个LED的驱动方法来解决，该电路装置具有：用于连接电网电压的第一和第二电网连接端；第一整流器，其整流输入端与电网连接端耦合，而在其整流输出端上提供整流后的电网电压；电子泵浦开关，其与整流输出端耦合，由此限定泵浦节点；主储能器，其与电子泵浦开关的、远离整流输出端的侧耦合；逆变器，其与主储能器耦合用于从该主储能器供给能量，其中该逆变器在其逆变器输出端上提供具有逆变器频率的逆变器电压；泵浦网络，逆变器输出端通过该泵浦网络与泵浦节点耦合；以及匹配网络，逆变器输出端通过该匹配网络与用于所述至少一个LED的连接端子耦合，其中该匹配网络具有带有固有频率的谐振电路。

本发明基于以下知识：上述任务可以通过包括逆变器的电路装置来解决，该逆变器通过具有谐振电路的匹配网络来驱动所述至少一个LED，其中逆变器通过泵浦电路在功率因数和电网电流谐波方面被进行校正。

如果直接从第一整流器对主储能器充电，则会形成充电电流峰值，该充电电流峰值会导致违反有关规定例如IEC 1000-3-2。

电荷泵的拓扑包含有：整流器通过电子泵浦开关与主储能器耦合。由此，在整流器与电子泵浦开关之间形成泵浦节点。泵浦节点通过泵浦网络与逆变器输出端耦合。泵浦网络可以包含能同时分配给匹配网络的部件。电荷泵的原理在于，在逆变器频率的半周期中通过泵浦节点获取电网电压的能量并且缓存在泵浦网络中。在逆变器频率的接下来的半周期中，被缓存的能量通过电子泵浦开关输送给主储能器。

因此以逆变器频率的节拍从电网电压中获取能量。可以通过滤波电路抑制电网电流在逆变器频率附近或者在该频率之上的谱分量。由此，电荷泵可以设计为使得电网电流的谐波低到遵守上述规定。

一个优选的实施形式的特色在于，其包括第二整流器，特别是全桥整流器，该第二整流器耦合在匹配网络与用于所述至少一个LED的连接端子之间。通过这些措施，保证了所有由匹配网络提供的能量以使得该能量可以由LED转换成光的形式(即电流方向)提供给所述至少一个LED。因此，该措施导致根据本发明的电路装置的高效率。

优选地，电路装置此外还包括至少一个耦合电容器，并且匹配网络包括LC串联谐振电路，其中第二整流器的整流输入端一方面与LC串联谐振电路的高点耦合而另一方面与所述至少一个耦合电容器耦合。与LC串联谐振电路的电感器串联的至少一个耦合电容器防止了直流电流通过该电感器，并且由此防止了其磁饱和以及防止降低其作为限流元件的效率。相对于在逆变器上的电压，在第二整流器的输入端上的电压振幅(Spannungshub)决定了对电网电流谐波校正的质量。

优选地，在匹配网络与用于所述至少一个LED的连接端子之间耦合有变压器。由此，能够以简单的方式和方法实现电路装置与所述至少一个LED之间的电势隔离。

在此特别优选的是，变压器的初级侧与匹配网络耦合而变压器的次级侧与用于所述至少一个LED的连接端子耦合，其中在变压器的次级侧与用于所述至少一个LED的连接端子之间耦合有第二整流器，尤其是耦合有全桥整流器。