连接到步进驱动器的LED元件的设置制造技术

描述了照明设备和操作照明设备的方法。多个LED元件(12)被电连接以形成至少两个组(1、2、3)。LED元件的每个组包括串联电连接的至少两个LED元件(12)的至少一个串(30)。步进驱动器电路(14)向LED元件(12)供应电功率。步进驱动器电路(14)通过根据供应电压V的瞬时电压值选择性地激活这些组，由周期性变化的供应电压V来操作LED元件(12)的组(1、2、3)。LED元件(12)被设置在载体(26)上，形成设置图案。为了实现改善的光学外观(特别是在调光状态下)，组(1、2、3)中的至少一个组的LED元件(12)位于载体(26)上以便在设置图案上均匀分布。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及照明设备并且涉及操作照明设备的方法。更具体而言，本专利技术涉及根据周期性变化的供应电压的瞬时电压值，选择性激活的LED元件组的操作。
技术介绍
具有LED元件的照明设备正变得越来越流行。特别是对于利用市电功率进行供电的照明设备而言，已知不同类型的功率供应电路，它们将市电功率(例如作为具有110或者230Vrms和50或者60Hz的频率的正弦变化的电压供应)转换为适合于LED的操作的电流和电压值。虽然很多这种电源包括电压转换电路以从周期性变化的市电供应电压获得恒定的DCLED操作电压，步进驱动器(还称为抽头式线性驱动器(TLD))的概念允许由交变电流电源直接驱动LED元件。在TLD架构内，LED元件被电连接以形成连接至步进驱动器电路的分立的组。步进驱动器电路被供应有周期性变化的供应电压(诸如经整流市电)，并且根据供应电压的瞬时电压值选择性地激活所述组。US2014/0210362A1公开了照明装置，其使用包括多于两个LED组的半导体发光元件，多于两个LED组串联连接，每个LED组能够在AC输入电压的半个周期内辐射光。第一LED组优选地最先被设置，并且接着，其它LED组在从基板的中心向边缘的径向向外的方向上以连贯顺序一个接一个地设置。利用这一布局，在AC电压的半个周期内，位于电流流动路径上游的第一LED组被最先点亮，并且接着，位于电流流动路径下游的直至第四LED组的其它组被点亮。因此，照明过程在从基板的中心向边缘的方向上逐渐进行。US2013/0278163A1描述了用于控制LED分段提供照明效果的系统和方法。单个板载光引擎包括驱动器电子元件和多个LED分段。驱动器电子元件包括AC至AC步进驱动器，该AC至AC步进驱动器通过在AC波形从零交叉点去到最大电压并且返回零交叉点时控制LED分段之间的抽头点，选择性地为LED分段供电。为了提供中心至边缘的亮度，LED分段在板上具有不同的位置。在具有三个LED分段的一个示例中，第一LED分段的位置大约在板的中心处，第二LED分段至少部分地包围第一LED分段并且位置进一步远离中心，并且第三LED分段至少部分地包围第二LED分段并且位置距离中心最远。以这一方式，中心至边缘的亮度可以在通电并且在调光(即如果AC波形的形状由调光器控制)时被提供。
技术实现思路
所考虑的目的可以是，提供具有改善的光学外观(特别是处于调光状态)的照明设备和操作方法。这一目的是通过根据权利要求1所述的照明设备和根据权利要求15所述的操作方法实现的。从属权利要求涉及本专利技术的优选实施例。专利技术人考虑了具有步进驱动器电路和LED元件的多个组的照明设备的光学外观。在步进驱动器电路根据供应电压的瞬时电压值选择性地激活这些组时，在周期性变化的供应电压的整个周期期间，LED元件的不同组不会全部都继续保持激活(即被供应以操作电压和电流以便发光)。在其中瞬时电压值不足以驱动所有LED元件的时间段期间，LED元件的一个或者多个组将保持禁用。特别地，可以提供调光的供应电压，其中整个波形(例如，正弦变化的AC电压)通过相切操作被修改，诸如例如通过前沿(LE)或者尾沿(TE)相切调光器。这样修改的波形将在整流之后被供应到步进驱动器。特别地，在强调光操作中，照明设备中的一些LED元件可以在每个周期期间仅操作达非常短的时间，或者甚至可以贯穿整个周期保持禁用。专利技术人意识到，照明设备的光学外观(特别是当被调暗时的光学外观)之前未被充分考虑。被禁用的LED元件，并且特别地，同时被禁用的LED元件的大簇，可以表现为单独可见，使得调光的照明设备可以被感知为单独LED元件或者其簇的部分激活/禁用的设置图案。根据本专利技术的照明设备包括多个LED元件，该多个LED元件被连接以形成LED元件的至少两个组。“LED元件”可以是任何类型的固态照明元件，诸如特别地半导体发光二极管、OLED等。优选地，LED元件被以包装的形式提供，即被提供为可分立连接的部件。特别优选的是使用具有至少10V(优选地，至少20V)的操作电压的高电压LED。特别地，多结LED包装是优选的，诸如例如具有24V或者48V的额定电压。至少两个组中的每个组至少包括至少两个LED元件的串联连接。如联系优选实施例将变得明显的，每个组的LED元件可以全部串联连接。备选地，在组内，LED元件的两个或者更多个串(串联连接)可以并联地电连接。一个组中的LED元件的数目可以例如为2至30，优选地为2至12。LED元件的数目可以在组之间变化。可以优选的是，这些组中的至少一个组包括至少三个LED元件，更优选地包括至少四个、至少五个、或者至少六个LED元件。具有最多的LED元件的组可以是第一组，其在第一阶段被激活，这将在下文解释。其余的组可以包括更少的LED元件。连接到步进驱动器电路的LED元件的组的数目可以变化。例如，可以有2至6个组，更优选地，可以有3或者4个组，每个组包括至少一串LED元件。在一些实施例中，可以有一个或者多个其它组，其中LED元件未串联连接，诸如例如如果在一个附加组中，仅存在一个单个的LED元件。LED元件的组全部电连接到步进驱动器电路。步进驱动器电路被布置为接收周期性变化的供应电压的形式的电功率。步进驱动器电路包括电部件，电部件被连接为使得根据这一供应电压的瞬时电压值，自动激活或者禁用LED元件的整个组。通过根据瞬时供应电压这样选择被激活的LED元件组，步进驱动器可以直接将供应电压递送到被激活的组，被激活的组优选地串联地电连接。更优选地，连接到步进驱动器电路的抽头被设置为串联连接在这些组之间，使得步进驱动器可以通过将供应电压连接到这些组而将它们激活。例如，步进驱动器可以在一个或者多个阶段中激活组，使得例如在第一阶段中，仅第一组被激活，并且在第二阶段中，第一组与至少一个其它组同时被激活。在具有三个组的一个示例中，仅第一组在第一阶段中被激活，第一和第二组在第二阶段中被激活，并且三个组全部在第三阶段中被激活。当然，同样的概念可以应用于(诸如例如具有四个或者更多个组的)其它配置。根据瞬时电压值的对组的激活可以使得对于每个阶段，存在针对供应电压的关联阈值。步进驱动器电路按如下方式操作，例如使得如果瞬时供应电压低于第一阈值则其不激活任何组，并且如果瞬时供应电压大于第一阈值而小于第二阈值则仅激活LED元件的第一组，如果瞬时供应电压大于第二阈值则第一组与第二组同时激活等。在根据本专利技术的照明设备中，LED元件被设置在载体上以形成设置图案。载体可以是适合于将LED元件保持在适当位置的任何结构，并且因此可以是合适的任何形状的本体。特别地，载体可以包括弯曲的或者优选地平坦的表面，设置图案形成在该表面上。优选地，设置图案包括连接到步进驱动器电路的所有LED元件。根据本专利技术，组中的至少一个组的LED元件位于载体上以便在设置图案上均匀分布。这具有如下光学效果，即如果仅这一组被激活，则所发射的光看起来在设置图案上均匀分布。LED元件的均匀分布被理解为使得，如果只有来自这一组的LED元件被激活，则设置图案不包括相对于设置图案的整个尺寸而言的大尺寸的黑暗区域(即具有多个邻近的被禁用LED)或者明亮区域(即具有多个邻近的被激活LED元件)。例如，覆盖邻近的LED元件的连续区域至整个设置图案的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明设备，包括：‑多个LED元件(12)，电连接以形成至少两个组(1、2、3)，其中LED元件(12)的每个组包括串联电连接的至少两个LED元件(12)的至少一个串(30)，‑步进驱动器电路(14)，用于将电功率供应到所述LED元件(12)，所述步进驱动器电路(14)被布置为通过根据供应电压(V)的瞬时电压值选择性地激活所述组，来由周期性变化的所述供应电压(V)操作LED元件(12)的所述组(1、2、3)，‑其中所述LED元件(12)被设置在载体(26)上，形成设置图案，‑并且其中所述组(1、2、3)中的至少一个组的所述LED元件(12)位于所述载体(26)上，以便在所述设置图案上均匀分布。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.07 EP 14180220.71.一种照明设备，包括：-多个LED元件(12)，电连接以形成至少两个组(1、2、3)，其中LED元件(12)的每个组包括串联电连接的至少两个LED元件(12)的至少一个串(30)，-步进驱动器电路(14)，用于将电功率供应到所述LED元件(12)，所述步进驱动器电路(14)被布置为通过根据供应电压(V)的瞬时电压值选择性地激活所述组，来由周期性变化的所述供应电压(V)操作LED元件(12)的所述组(1、2、3)，-其中所述LED元件(12)被设置在载体(26)上，形成设置图案，-并且其中所述组(1、2、3)中的至少一个组的所述LED元件(12)位于所述载体(26)上，以便在所述设置图案上均匀分布。2.根据权利要求1所述的照明设备，其中-所述一个组的所述LED元件(12)以对称组图案位于所述载体(26)上。3.根据权利要求2所述的照明设备，其中-所述组图案具有小于180°的旋转对称性。4.根据前述权利要求中的一项所述的照明设备，其中-所述步进驱动器(14)被布置为在两个或者更多个阶段中根据所述供应电压(V)的所述瞬时值激活所述组，其中在第一阶段中仅第一组被激活，并且在第二阶段中所述第一组与至少一个其它组同时被激活。5.根据权利要求4所述的照明设备，其中-来自所述第一组(1)的所述LED元件(12)在所述设置图案上均匀分布。6.根据权利要求4或者5所述的照明设备，其中-在所述阶段中的至少两个阶段中，被激活的LED元件(12)在所述载体上形成对称图案。7.根据前述权利要求中的一项所述的照明设备，其中-至少一个组的所述LED元件(12)以交错设置位于所述设置图案内，其中一个组的LED元件(12)或者LED元件(12)的簇被提供为彼此分隔，其中来自至少一个其它组的LED元件被设置在其间...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·库尔特，H·M·J·M·卡尔曼，
申请(专利权)人：飞利浦照明控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL