[发明专利]用于以交流电压运行LED链的电路装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于以交流电压运行由至少一个发光二极管(LED)构成的链(LED链)的电路装置。本发明还涉及一种具有这样的电路的照明设备。此外，本发明涉及一种用于运行LED链的方法以及一种具有这样的电流装置和LED链的照明设备。

背景技术

如果LED应直接以预设水平的交流电压、例如电网上的交流电压运行，那么或者必须转换电压或者必须将LED链设计为，使得其正向电压位于供电电压的范围中。在后一种情况中，除了高频开关的调节器，还提供两个变型方案：LED链或者经由(限流的)串联电阻直接位于电网上(所谓的AC-LED)或者经由线性调节器供电，其中已整流的电压事先借助于电容器来平滑。

在第一变型方案中不利的是，LED以双倍的电网频率闪烁并且在不到一半的时间中输出光。

第二变型方案也具有其特定的缺点：电容器的再充电电流相对于运行电流非常高。此外电容器和整流器在接通时超载，因为未限定电网上的接通时间点。最后，当电路设计为使得所述电路应经受整个电网容差时，那么调节器中的损耗功率非常高。

为了缓解所述缺点，需要显著的电路耗费。例如如果希望衰减闪烁，那么必须添加储能的构件或者产生对于眼睛不再可见的亮度调制。因此通常放弃补救措施并且承受现有的缺点。

发明内容

本发明的目的是，克服已知的解决方案的缺点并且特别提出一种之前所提到类型的电路装置，所述电路装置尤其简单且鲁棒地构成，在此实现了良好的效率，在临界的接通阶段中也仅稍大于在恒稳状态中负荷，能够容许不可避免的电网波动和/或尤其能够产生对于眼睛而言无闪烁的光。

所述目的通过用于以交流电压运行由至少一个发光二极管构成的链(LED链)的电路装置来实现，所述电路装置具有：

-整流器，所述整流器具有用于接收未整流的交流电压的回路(“输入回路”)和输出已整流的交流电压的回路(“输出回路”)，

-位于输出回路中的(也就是说在整流器下游连接的)储能器、特别是储能的电容器(“存储电容器”)，LED链能够以并联的方式连接到所述储能器上，

-电流调节器，每当输出回路中的电流上升到确定的最大值(“阈值电流”)时，所述电流调节器在运行中都中断存储电容器的充电，并且当输出回路中的电压随后下降到确定的值(“阈值电压”)时，再次允许充电。

在此在本文中，当输出回路中的电流显著下降、也就是说明显低于阈值电流的10％、优选低于5％并且尤其优选低于2％时，充电过程才认为是中断的。除此之外，阈值电流和/或阈值电压的值能够固定地预设或者调节。

因此，电路装置的设置在输入回路中的元件连接在整流器上游，并且电路装置的设置在输出回路中的元件连接在整流器下游。

所提出的电路装置的功能基于下述原理：所使用的电容器用作为储能器。所述电容器充电直至达到阈值电流。在充电阶段期间，电流流入存储电容器中并且穿过LED链。如果达到了阈值，那么电容器充电电流急剧降低，因此电容器再次放电。在放电阶段中，电荷被导入LED链中。能够取消该阶段中的限流，因为电流从相应之前的充电阶段中的——已经受限制的——峰值电流中得出。就此而言电流调节器准确地说作为充电平衡调节器来工作。

这样的原理提供一系列优点：

-接通电流峰值与整流器和电网电容器的变型形式相比更小，其水平与接通时间点和已限定的水平无关。因此所提出的电路装置也可在许多这样的系统中使用。

-效率与具有整流器和充电电容器的解决方案相比同样是更好的。

-在半波内被接收的电荷量如输出给LED的电荷量近似相同。因此LED电流——除了其因充电和放电引起的残余纹波——保持基本上恒定。

-电流残余纹波相对小，因此能够避免干扰性的闪烁。

-器件耗费可以想象是低的，特别是不需要变压器或者电感器。与之相应地，电路装置和LED链特别是能够安置在共同的电路板上，更确切地说，安置在一侧上，以至于实现方便的冷却并且以这种方式获得了尤其简单地构成的照明模块。

-所述装置是非常容错的：因此电压频率例如不仅能够为50Hz而且能够为60Hz，并且电压水平允许在相对宽的范围中波动。也容易经受住并且可能甚至平衡相对大的电容波动、运行温度变化和LED特性数据的分散。即使发光二极管中的一个可能发生故障，这在任何情况下从电压角度来看都不产生不利的影响。

电路设置特别是提供用于来自于电网的供电电压，但是也能够使用其它的交流电压源。与电压源的选择无关地推荐：阈值电压位于过零上，但是这个值也不是强制性的。