增强发射强度稳定性的led发光装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种增强辐射强度稳定性的LED发光装置。根据本发明的LED发光装置包括：LED发光块，该LED发光块连接到整流电压并且具有至少一个LED模块，其中，在至少一个LED模块的阴极端子形成有分接头；波动基准电压生成块，其检测整流电压以生成波动基准电压，其中该波动基准电压具有基于整流电压的有效值的电压电平；以及开关块，该开关块连接到该分接头以组成包括至少一个LED模块直到分接头的闭合电路的方式进行驱动，其中在该闭合电路中流过的电流由该波动基准电压控制并且被控制成与整流电压的有效值具有负相关。根据本发明的LED发光装置，解决了由输入功率的不稳定性而导致的亮度均匀性的降低。
【专利说明】增强发射强度稳定性的LED发光装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及发光二极管(LED)照明装置。更具体地说，本发明涉及根据输入交流电压的变化增强光量稳定性的LED照明装置。
【背景技术】
[0002]发光二极管(Light Emitting Diode:LED)器件是一种复合半导体,是由于被施加电压而发光的器件。LED器件的大小小、寿命长并且电能转换成光能的转换效率高。因此，利用LED器件的LED照明装置逐渐代替白炽灯和荧光灯。
[0003]在LED照明装置中，重要的是不论输入电压的均方根(RMS:root mean square)的变化如何，都维持恒定的光量，以便维持恒定的光强度。这里，确定LED照明装置的光量的电功率与所施加电压的RMS值(Vrms)和流过闭合电路的电流的RMS值(Irms)的乘积成比例。
[0004]同时，与所施加电压的RMS值无关，在现有的LED照明装置中形成的闭合电路的电阻分量都恒定。因此，当所施加电压的RMS值变化时，流过闭合电路的电流的RMS值变化，与所施加电压的RMS值具有正关系。
[0005]因此，在现有的LED照明装置中，当所施加电压不稳定时，明显降低了 LED照明装置的功率的稳定性，从而降低了光量的稳定性，并且由此降低了光强度的均匀性。
【发明内容】
[0006]技术问题
[0007]本发明的目的是解决现有的LED照明装置的问题，并且提供一种减少因输入交流电压的不稳定性而导致的光量的不稳定性的发光二极管(LED)照明装置。
[0008]技术方案
[0009]根据本发明的一个方面，提供了一种发光二极管(LED)照明装置。该LED照明装置包括LED发光块，该LED发光块连接到整流电压并且包括至少一个LED模块；交流基准电压生成块，该交流基准电压生成块被构造成检测所述整流电压并且生成交流基准电压；以及开关块，该开关块连接到分接头并且被构造成形成包括所述至少一个LED模块的闭合电路。所述至少一个LED模块包括具有分接头的阴极端子。所述交流基准电压具有与所述整流电压的均方根(RMS)值对应的电压电平。流过所述闭合电路的电流的量受所述交流基准电压控制，以与所述整流电压的所述RMS值具有负关系。
[0010]有益效果
[0011]在根据本发明的实施方式的发光二极管(LED)照明装置中，减少了因输入功率的不稳定性而导致的光均匀性的下降。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]将参照附图更好地理解本发明，附图中:[0013]图1是示出根据本发明的实施方式的发光二极管(LED)照明装置的图；
[0014]图2是用于描述图1的整流电压VREC与交流基准电压之间的关系的图；
[0015]图3是详细示出图1的驱动电压生成器的图；
[0016]图4是详细示出图1的交流基准电压生成器的图；以及
[0017]图5是详细示出图1的第一开关的图。
【具体实施方式】
[0018]此处公开本发明的示例性实施方式。然而，本文公开的具体结构和功能细节仅是为了描述本发明的示例性实施方式的目的，由此本发明的示例性实施方式可以以许多可替换形式具体实施，并且不应当解释为限于本文所阐述的本发明的示例性实施方式。本说明书通篇将使用相同的附图标记来指相同的组件。另外，为了清楚和简洁，可以省略已知功能和构造的描述。
[0019]下文中，将参照示出了一些实施方式的附图更全面地描述各种实施方式。
[0020]图1是示出根据本发明的实施方式的发光二极管(LED)照明装置的图。参照图1，根据本发明的实施方式的LED照明装置包括LED发光块100、交流基准电压生成块200和开关块300。
[0021]LED发光块100连接到从整流器块GPW生成的整流电压VREC。
[0022]优选的是，整流器块GPW包括交流电流源MSAC和整流器MRC。交流电流源MSAC提供交流电压VAC。这里，交流电流源MSAC可以是自生成器或从外部源(如家庭电源)接收电压并且提供交流电压VAC的装置。
[0023]整流器MRC对交流电压VAC进行整流，以提供整流电压VREC。这里，整流电压VREC随时间变化。
[0024]优选的是，整流器MRC是全波整流器，该全波整流器将整个范围的交流电压VAC整流成沿相同方向的电压，以提供整流电压VREC。
[0025]S卩，交流电压VAC的负㈠电压被整流为整流电压VREC的正⑴电压。
[0026]更优选的是，整流器MRC是桥式整流器。
[0027]进一步参照图1，LED发光块100包括单个LED模块或多个LED模块。在本实施方式中，LED发光块100示例性地包括串联连接的两个LED模块MDl和MD2。
[0028]LED模块MDl和MD2各由至少一个LED器件形成并且受整流电压VREC控制，以发光。这里，在LED模块MDl与MD2之间和最后一个LED模块MD2的阴极端子处分别形成分接头TPl和TP2。
[0029]交流基准电压生成块200检测整流电压VREC，以生成交流基准电压VRC。这里，交流基准电压VRC具有与整流电压VREC的均方根(RMS)值对应的电压电平。
[0030]在本实施方式中，如图2所示，交流基准电压VRC的电压电平与整流电压VREC的RMS值具有负(-)关系。
[0031]优选的是，交流基准电压生成块200包括驱动电压生成器210和交流基准电压生成器230。
[0032]驱动电压生成器210检测整流电压VREC，以生成驱动电压VDR。这里，驱动电压VDR的电平与整流电压VREC的RMS值具有正(+)关系。[0033]图3是详细示出图1的驱动电压生成器210的图。参照图3，驱动电压生成器210优选地包括存储电压生成单元211和驱动电压生成单元213。
[0034]存储电压生成单元211包括存储二极管DST和电容器CST，并且生成存储电压VST。存储二极管DST使电流根据整流电压VREC沿由箭头(一)表示的一个方向流动。
[0035]另外，电容器CST根据流过存储二极管DST的电流存储电荷。在这种情况下，存储电压VST可以具有与电容器CST中的存储电荷对应的电平。因此，存储电压VST可以具有与整流电压VREC的RMS值具有正(+)关系的电平。
[0036]驱动电压生成单元213驱动具有与存储电压VST对应的电压电平的驱动电压VDR。这里，驱动电压VDR可以具有与存储电压VST具有正(+)关系的电平。
[0037]优选的是，驱动电压生成单元213包括补偿二极管DCM，该补偿二极管DCM被操作以补偿在存储电压生成单元211的存储二极管DST中出现的电压降。
[0038]更优选的是，驱动电压生成单元213包括放大器213a、M0S晶体管213b、补偿二极管DCM和电阻器213c。
[0039]放大器213a利用反相输入端子(-)接收存储电压VST，利用非反相输入端子(+)接收反馈电压VFB，并且输出放大电压VAM。
[0040]MOS晶体管213b由放大电压VAM选通，具有连接到电源电压的源端子，并且优选地由PMOS晶体管实现。
[0041]补偿二极管DCM形成在MOS晶体管213b的漏端子与反馈电压VFB之间，并且优选地具有与存储二极管DST相同的阈值电压。
[0042]另夕卜，电阻器213c形成在反馈电压VFB与地电压VSS之间。
[0043]从驱动电压生成单元213输出的驱动电压VDR被控制成比存储电压VST高了大约二极管阈值电压的较高电压。即，存储电压生成单元211的存储二极管DST中出现的电压降被补偿二极管DCM补偿。
[0044]再次参照图1，交流基准电压生成器230根据驱动电压VDR生成交流基准电压VRC。这里，交流基准电压VRC与驱动电压VDR具有负㈠关系。
[0045]图4是详细示出图1的交流基准电压生成器230。参照图4，交流基准电压生成器230包括第一放大单元231、第二放大单元232和镜像单元235。
[0046]第一放大单元231放大要输出的驱动电压VDR，并且第二放大单元232放大具有恒定的电压电平(与要输出的整流电压VREC无关)的固定基准电压VREF。
[0047]另外，镜像单元235对第一放大单元231的输出信号X231和第二放大单元232的输出信号X233进行镜像，以生成交流基准电压VRC。
[0048]根据交流基准电压生成器230，交流基准电压VRC与驱动电压VDR具有负㈠关系，并且可被控制成与处理状况无关都具有恒定的电压电平。
[0049]再次参照图1，开关块300连接到LED发光块100的各个分接头TPl和TP2，并且被操作以构造LED模块MDl和MD2直到相应的分接头TPl和TP2的闭合电路。这里，流过闭合电路的电流的量受交流基准电压VRC控制。
[0050]优选的是，开关块300包括第一开关310和第二开关320，它们分别连接到各个分接头TPl和TP2，并且被操作以构造LED模块MDl和MD2到分接头TPl和TP2的闭合电路。
[0051]在本实施方式中，第一开关310和第二开关320的使能受从控制块BKCN提供的第一控制信号XCONl和第二控制信号XC0N2控制。这里，第一控制信号XCONl和第二控制信号XC0N2维持与整流电压VREC的电压电平相对于地电压VSS对应的逻辑状态。
[0052]例如，当整流电压VREC低于预定边界电压时，激活第一控制信号XC0N1，而解激活第二控制信号XC0N2。在这种情况下，因为连接到分接头TPl的第一开关300被使能，所以将LED模块MDl包括在闭合电路中，而LED模块MD2不被包括在闭合电路中。
[0053]另外，当整流电压VREC高于边界电压时，解激活第一控制信号XCONl并且激活第二控制信号XC0N2。在这种情况下，因为连接到分接头TP2的第二开关320被使能，所以两个LED模块MDl和MD2都包括在闭合电路中。
[0054]为了进行参考,在LED发光块100包括一个LED模块MDl的实施方式中,第一开关310被实现成与整流电压VREC的电平无关而被使能。
[0055]在图1中，第一开关310和第二开关320仅在与其连接的分接头上不同，并且可以以相同形式实现。因此，在本实施方式中，为了简洁，代表性地描述了第一开关310。
[0056]图5是详细不出图1的第一开关310的图。参照图5,第一开关310具体包括开关晶体管STR、开关电阻器SRS和开关比较器SPA。
[0057]开关晶体管STR具有电连接到与开关晶体管STR对应的分接头TPl的结，并且响应于选通信号XGT而被选通。优选的是，开关晶体管STR被实现成NMOS晶体管。
[0058]开关电阻器SRS电连接到开关晶体管STR的另一个结，并且被操作以配置LED模块MDl到开关电阻器SRS对应的分接头TPl的闭合电路。
[0059]另外，开关比较器SPA由控制信号XCONl使能，并且通过将从开关晶体管STR的另一个结生成的环路信号VCR的电压与交流基准电压VRC进行比较，生成选通信号XGT。
[0060]优选的是，开关比较器SPA利用反相输入端子(_)接收环路信号VCR，利用非反相输入端子(+)接收交流基准电压VRC，并且输出选通信号XGT。
[0061]在本实施方式中，流过开关晶体管STR的电流的量，即，流过在由第一开关310形成的闭合电路中所包括的LED模块MDl的电流的量，被控制成与交流基准电压VRC的电平具有正⑴关系。
[0062]总之，在根据本发明的实施方式的LED照明装置中，流过根据整流电压VREC确定的闭合电路中所包括的LED模块的电流的量被控制成与整流电压VREC(即，输入交流电压VAC的RMS值)具有负㈠关系。
[0063]因此，在根据本发明的实施方式的LED照明装置中，减少了因整流电压VREC的不稳定性(即，输入交流电压VAC的不稳定性)导致的光量的不稳定性。
[0064]虽然已经描述了一些实施方式，但是对于本领域技术人员而言，很明显的是，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下对本发明的上述示例性实施方式做出各种修改。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求书及其等同物的范围内的所有这些修改。
[0065]工业应用性
[0066]本发明的实施方式可以用于发光二极管(LED)照明装置。
【权利要求】
1.一种发光二极管LED照明装置，该发光二极管LED照明装置包括: LED发光块，该LED发光块连接到整流电压并且包括至少一个LED模块，其中，所述至少一个LED模块包括具有分接头的阴极端子； 交流基准电压生成块，该交流基准电压生成块被构造成检测所述整流电压并且生成交流基准电压，其中，所述交流基准电压具有与所述整流电压的均方根RMS值对应的电压电平；以及 开关块，该开关块连接到所述分接头并且被构造成形成包括所述至少一个LED模块的闭合电路，其中，流过所述闭合电路的电流的量受所述交流基准电压控制，以与所述整流电压的所述RMS值具有负关系。
2.根据权利要求1所述的LED照明装置，其中，所述交流基准电压的所述电压电平与所述整流电压的所述RMS值具有负关系，并且 流过由所述开关块形成的所述闭合电路的所述电流的量与所述交流基准电压具有正关系。
3.根据权利要求1所述的LED照明装置，其中，所述交流基准电压生成块包括: 驱动电压生成器，该驱动电压生成器被构造成检测所述整流电压并生成驱动电压，其中，所述驱动电压与所述整流电压的所述RMS值具有正关系；以及 交流基准电压生成器，该交流基准电压生成器被构造成根据所述驱动电压驱动所述交流基准电压，其中，所述交流基准电压与所述驱动电压具有负关系。
4.根据权利要求3所述的LED照明装置，其中，所述驱动电压生成器包括: 存储电压生成单元，该存储电压生成单元包括存储二极管和电容器并且生成存储电压，其中，所述存储二极管使电流沿一个方向根据所述整流电压流动，所述电容器根据流过所述存储二极管的所述电流存储电荷，并且所述存储电压具有与在所述电容器中存储的所述电荷相对应的电平；以及 驱动电压生成单元，该驱动电压生成单元生成所述驱动电压，所述驱动电压具有与所述存储电压相对应的所述电压电平。
5.根据权利要求4所述的LED照明装置，其中，所述驱动电压生成单元包括补偿二极管，所述补偿二极管被 操作以补偿在所述存储电压生成单元的所述存储二极管中出现的电压降。
6.根据权利要求5所述的LED照明装置，其中，所述驱动电压生成单元包括: 放大器，该放大器利用反相输入端子(_)接收所述存储电压，利用非反相输入端子(+)接收反馈电压，并且输出放大电压； MOS晶体管,该MOS晶体管由所述放大电压选通； 所述补偿二极管，该补偿二极管形成在所述MOS晶体管的漏端子与所述反馈电压之间；以及 电阻器，该电阻器形成在所述反馈电压与地电压之间。
7.根据权利要求3所述的LED照明装置，其中，所述交流基准电压生成器包括: 第一放大单元，该第一放大单元放大要输出的所述驱动电压； 第二放大单元，该第二放大单元放大要输出的固定基准电压；以及 镜像单元，该镜像单元通过对所述第一放大单元的输出信号和所述第二放大单元的输出信号进行镜像，来生成所述交流基准电压。
8.根据权利要求1所述的LED照明装置，其中，所述开关块包括开关，该开关连接到所述分接头并且被操作为构造包括所述至少一个LED模块到所述分接头的所述闭合电路。
9.根据权利要求8所述的LED照明装置，其中，所述开关是形成在所述分接头与反馈节点之间的开关器件，其中，根据比较信号的电压来控制所述开关的导通； 比较器， 该比较器将所述反馈节点的电压与所述交流基准电压进行比较，以生成所述比较信号； 电阻器器件，该电阻器器件形成在所述反馈节点和所述整流电压的背景电压之间。
10.根据权利要求9所述的LED照明装置，其中，所述比较器利用所述反相输入端子(-)接收所述反馈信号，利用非反相输入端子(+)接收所述交流基准电压，并且输出所述比较信号。
【文档编号】H05B37/02GK103975652SQ201380004171
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年1月23日 优先权日:2012年1月26日
【发明者】韩在德 申请人:（株）提尔爱