控制LED的方法以及LED控制器技术

公开了一种控制LED的方法，所述方法包括：在第一时间内使用DC电流驱动LED；在第二时间内中断DC电流使得第一时间与第二时间之和为一个时间段，确定在中断DC电流时LED的至少一个特性；以及在后续时间段期间取决于至少一个特性对DC电流进行控制。因此本发明专利技术的有利之处在于DC操作的简单性。通过在DC模式中而不是例如PWM模式中操作LED，避免了能够调节占空比所需的要求。通过在DC电流中包括中断，可以使用LED自身作为传感器以确定LED的特性。因此避免了对额外传感器的需求。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种驱动LED的方法。还涉及一种LED驱动器。所述驱动器可以用于多色LED阵列。
技术介绍
传统地，由脉冲宽度调制(PWM)来驱动尤其用于LED照明工业的LED。在PWM中， 在开启状态与关闭状态之间调制LED。当在开启状态中时，典型地，将恒定电流提供给LED。 当在关闭状态中时，没有电流提供给LED。作为LED所输出的光的总量的输出通量是由电流的时间积分来确定的。因此，在保持开启状态中电流恒定的同时，通过改变脉冲宽度，可以在不改变通过LED的瞬时电流的情况下，改变LED的光输出。这点是很重要的，因为LED的波长可以具有很强的电流依赖性。波长可以减少多达30nm/A。维持从LED输出的光的恒定波长对于单色LED来说是是有用的；然而，这对于多色LED阵列来说尤为重要。典型地，在这种多色阵列中，组合具有不同颜色的三个LED集合的输出。那么组合阵列的表现颜色就取决于三个LED集合的强度比率以及它们的绝对波长。当三个LED集合相组合以便产生白光时，能够控制或维持分量LED的波长以便获得对输出的“组合色温”(CCT)的精确控制尤其重要。尽管迄今为止，尤其对于多色LED阵列来说，PWM已经是优选控制方法，但它仍然存在缺点，即，各个LED的通量输出和颜色都仍然是温度依赖的；在没有补偿的情况下，输出的可见效果在仅仅20°C的温差时就可以观测到。在国际专利申请公开W0-A-2007/090283中，已经公开了使用LED本身来确定LED 的温度。这用于估计LED的颜色，然而调节控制的占空比以便控制LED的输出通量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种控制LED的简单有效的方法。本专利技术还旨在提供一种用于LED或仅仅用于多色LED阵列的控制器。根据本专利技术，提供了一种控制LED的方法，所述方法包括在第一时间内使用DC电流驱动LED ；在第二时间内中断DC电流使得第一时间与第二时间之和为一个时间段；确定在DC电流中断时LED的至少一个特性；以及在后续时间段期间取决于至少一个特性来控制 DC电流。因此本专利技术的有利之处在于DC工作的简单性。通过在DC模式中而不是在例如 PWM模式中操作LED，避免了能够调节占空比所需的要求。通过在DC电流中包括中断，可以使用LED自身作为传感器以确定LED的特性。因此避免了对额外传感器的需求。在优选实施例中，第一时间和第二时间中的每一个都是恒定的。更优选地，第一时间与第二时间之比至少是99。与PWM控制相反，根据该实施例，因此可以将通过LED的瞬时电流保持在最小值，在PWM控制中，占空比很容易极大地变化。由于针对较低驱动电流，LED 典型地具有较高的效率，所以可以提高总体系统的性能。在优选实施例中，在中断DC电流时，将LED驱动为正向偏置。在中断期间将LED驱动为正向偏置便于在中断期间对LED进行测量。典型地，正向偏置导致小于100 μ A的正向电流，此夕卜，正向偏置可以导致小于10 μ A的正向电流。由于工作正向电流可以是十几mA， 因此，中断期间的正向电流比第一工作时间期间的正向电流低2或3个数量级。在中断期间使用这种低正向电流，防止了自热效应，并且最小化了二极管的功耗。在实施例中，至少一个特性包括LED温度。可以在中断期间利用第二恒定电流将 LED驱动为正向偏置，可以在第一时间期间测量LED两端的工作偏置，并且可以依据正向偏置和工作偏置来确定LED温度。此外，可以通过将正向偏置的平均值和工作偏置的平均值与查找表中的预定值相比较，来确定LED温度。因此，LED自身能够用作温度传感器，这使得与要求单独的温度传感器的情况相比，节约了成本。在另一实施例中，至少一个特性包括LED波长。具体地，可以通过在第二时间期间测量LED的CV响应来确定LED波长。此外，可以从CV响应导出相位，并且通过相位确定 LED波长。因此可以在不需要单独的波长传感器的情况下，确定波长或者波长的度量。在另一实施例中，至少一个特性包括输出通量。因此，根据本专利技术的实施例，可以在不需要单独的光电二极管或其他传感器的情况下，确定输出通量。可以通过在第二时间期间测量LED的CV响应来确定输出通量，在实施例中，这可以通过测量被绘制为电容-电压曲线图的CV响应中负最大值的尖锐处来实现。显而易见的是，在实施例中，可以确定通量、温度和波长中的至少两项，或者可以确定通量、温度和波长的任何组合。此外，本专利技术不限制于这些特性；可以在中断期间确定的其他有用特性对技术人员来说将是显而易见的。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于LED的控制器，配置所述控制器以便利用根据任意所述方法来工作。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于多色LED阵列的控制器，配置所述控制器以便利用根据任意所述方法来工作。参考下文所述的实施例对本专利技术的这些和其他方面进行说明，本专利技术的这些和其他方面是显而易见的。附图说明参考附图仅作为示例对本专利技术的实施例进行描述。在附图中图1示出了针对传统PWM控制LED的驱动电流；图2示出了根据本专利技术实施例所布置的驱动电路示意图；图3示出了根据本专利技术实施例的针对DC控制LED的驱动电流，所述驱动电流包括中断；图4(a)、图4(b)和图4(c)针对根据本专利技术实施例来操作的LED，分别示出了工作电流带处的正向偏压测量、这种测量的直方图、以及低正向电压的温度依赖性，其中所述工作电流带负载电流；图5针对根据本专利技术实施例来驱动的LED，示出了正向低电压的温度依赖性的实验测量；图6所示的能带图示出了在LED中可用的误差跃迁(transition)；图7示出了针对具有两个相异栅极氧化物的相似MOS晶体管的演示CV曲线图8示出了与图7所示的CV曲线图相对应的相位角曲线图与电压的关系；图9示出了用于数个蓝色LED的对应相位角曲线图；以及图10示出了针对一组蓝色LED的相位角与峰值波长之间的相关性。应注意的是，附图是演示性的而非按比例绘制。在附图中，为了清晰和方便的目的，已经对这些图的相关尺寸和比例进行了尺寸上的扩大或减小。在修改的实施例或不同实施例中，相同的参考标记通常用于表示对应或相似的特征。具体实施例方式图1示出了针对传统PWM控制器的LED驱动电流信号。在开启状态，控制向LED (如果控制是控制多个LED的，则是LED串)提供电流I。。调制的时间段T是恒定的。控制在时间段Ton是开启的，在时间段Toff是关闭的。忽略LED自热效应，LED光通量输出与电流的积分相对应，也就是与位于周期的Ton部分下的面积1相对应。为了增加KED的光通量，占空比是变化的；也就是说，Ton Toff之比增加。图表的右侧显示了该种情况，其中 Ton' > Ton, Toff' < Toff,因此，相对于与面积1相对应的通量，与面积2相对应的通量增加，但时间段T保持恒定。相反地，图3示出了根据本专利技术实施例用于驱动LED的DC调制电流的示例。该图示出了驱动电流(I)随时间(t)的变化。用于控制的时间段是常数T，时间段分为两部分在时间段的第一部分期间，将电流施加给LED ；在时间段的第二部分期间(由Tm表示)， 电流中断。换言之，中断以固定的频率发生，并且具有固定的持续时间，这与PWM控制系统不同，在PWM控制系统中，中断具有变化的持续时间，持续时间取决于占本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种控制ＬＥＤ的方法，包括：在第一时间内，使用ＤＣ电流驱动ＬＥＤ；在第二时间内中断ＤＣ电流，使得第一时间与第二时间之和为一个时间段；测量第二时间期间ＬＥＤ的ＣＶ响应；确定在ＤＣ电流中断时ＬＥＤ的输出通量和波长中的至少一个；以及在后续时间段期间取决于ＬＥＤ的相应输出通量或波长来控制ＤＣ电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·胡贝图斯·弗朗西斯科·德兰博格，GJ·科林，吉安·霍赫扎德，拉杜·苏尔代亚努，帕斯卡尔·贝思肯，伯努特·巴泰娄，菲特·恩古耶恩霍安，
申请(专利权)人：彼得·胡贝图斯·弗朗西斯科·德兰博格，GJ·科林，吉安·霍赫扎德，拉杜·苏尔代亚努，帕斯卡尔·贝思肯，伯努特·巴泰娄，菲特·恩古耶恩霍安，
类型：发明
国别省市：NL