[发明专利]发光二极管网络

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2011年6月2日提交的第61/492,601号的美国临时专利申请优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及发光二极管(LED)网络。

背景技术

当前的发光二极管(LED)发光方法具有多种缺陷。在直流(DC)驱动的LED灯中，AC-DC转换器用于提供DC电流，从而使多个LED管芯发光。AC-DC转换器使用多个较大的和效率低的部件，例如，变压器和电解电容器。与其他类型的电容器相比较，电解电容器还具有更大的电容变化、更差的温度容限、以及更短的寿命。因此，虽然LED可以具有较高的效率和可靠性以及较长的寿命，但是DC驱动的LED灯不可靠并且由于AC-DC变换而导致价格昂贵。在交流(AC)驱动的LED灯中，将AC电源线连接至多个灯，通常位于两种反向连接序列中。当AC电压超过串联连接的灯两端的电压降的总和时，LED灯的一系列发光；并且当AC电压颠倒极性从而使另一灯序列发光时，该LED灯序列变暗。因此，使用两倍数量的LED灯提供不连续的发光；当AC电压正弦波中接近0点附近时，两个序列的灯都不发光。结果，根据所使用的LED管芯面积的大小，AC驱动的LED灯具有较差的性能并且效率较低、价格昂贵。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种发光二极管(LED)装置，包括：多个LED段，其中，所述多个LED段中的每一个均包括一个或多个LED支路，其中，每个LED支路均包括串联连接的多个LED管芯，其中，LED段内的LED支路并联连接；开关，被配置为连接所述多个LED段；以及控制器，被配置为基于所述多个LED段的输入电压操作所述开关并且控制阶跃电流，其中，所述LED装置不包括变压器、电感器、或者电容器。

在该LED装置中，所述多个LED段为三个或更多个段，并且所述第一LED段的LED支路多于所述第二LED段的LED支路。

在该LED装置中，所述控制器被配置为实施以下操作：当输入电压达到第一电压时，驱动第一电流通过第一LED段；当所述输入电压达到大于所述第一电压的第二电压时，驱动第二电流通过所述第一LED段和第二LED段，所述第二电流大于或等于所述第一电流；以及当所述输入电压小于所述第一电压时，没有电流被驱动通过所述多个LED段。

在该LED装置中，所述第一电压为所述第一电流下的所述第一LED段的正向电压。

在该LED装置中，每个LED段中的所述LED管芯具有不同面积。

在该LED装置中，所有LED段导通时的最大电流密度大于所述LED管芯的额定电流密度。

在该LED装置中，所述LED装置的功率效率比为大约90％或者更大。

根据本发明的另一方面，提供了一种LED电路，包括：桥式整流器；多个LED段，其中，所述多个LED段中的每一个均包括多个LED结，并且所述多个LED段中的每一个均位于一个管芯模块上；开关，被配置为连接所述多个LED段；以及控制器，被配置成基于来自所述桥式整流器的变化的输出电压操作所述开关，其中，所有LED段的总数量LED结的正向电压小于来自所述桥式整流器的最大输出电压；以及其中，所述LED电路不包括变压器、电感器、或者电容器。

在该LED电路中，所述多个LED段位于一个管芯上。

在该LED电路中，所述多个LED段中的每一个均包括并联连接的一个或多个LED支路。

在该LED电路中，所述多个LED段为三个或更多个段。

在该LED电路中，所述控制器被配置为：当来自所述桥式整流器的输出电压达到第一电压时，导通第一LED段，其中，所述第一电压为所述第一LED段的正向电压；当来自所述桥式整流器的输出电压达到第二电压时，除了导通所述第一LED段，还导通第二LED段，其中，所述第二电压为所述第一LED段和所述第二LED段的正向电压；以及当来自所述桥式整流器的输出电压小于所述第一电压时，关断所有LED段。

在该LED电路中，所述控制器被进一步配置为驱动恒定电流通过所述多个LED段。

在该LED电路中，所述LED电路的功率效率比为大约90％或者更大。