多串发光二极管电流控制系统和方法
【专利说明】多串发光二极管电流控制系统和方法
[0001]本申请是申请日为2011年12月29日，申请号为201110451518.3，发明名称为“多串发光二极管电流控制系统和方法”的申请的分案申请。
[0002]相关申请案
[0003]本专利申请案主张2011年2月7日申请的第61/440，369号美国临时专利申请案，以及2011年2月14日申请的第61/442，672号美国临时专利申请案的优先权，这两个申请案均以引用的方式全文并入本文中。
技术领域
[0004]本发明涉及发光二极管(LED)领域，确切地说，涉及多串LED装置。
【背景技术】
[0005]近年来，固态照明装置，例如发光二极管(LED)已广泛用于各种行业和生产线。如今，LED应用甚至成为替代传统白炽灯泡的常见物品。
[0006]但是，LED灯泡通常产生令人不悦的颜色或颜色温度，因为所产生的光通常显示为“冷光”或蓝色。因此，人们已尝试以各种方式用磷光体来控制光线的颜色。但是，使用磷光体来控制LED的颜色温度会导致固态照明设备的成本增加以及效率降低。此外，随着运行条件改变，例如当LED温度和偏压电流改变时，颜色温度并不能得到良好的控制。
[0007]人们已做出其他尝试，通过以受控方式控制多串LED组件(例如具有不同颜色的LED串)中的电流来控制颜色温度。例如，其中一种方法涉及在初级侧控制的交流电到直流电(AC/DC)逆向转换器的次级侧上使用直流电到直流电(DC/DC)转换器。但是，这种解决方案十分昂贵，原因部分在于DC/DC转换器，以及缺乏在生产中调节电流以适应各批次LED变化，以及其他控制电路元件的变化的灵活性。为了实现这种调节，可添加微控制器。但这样做会进一步提高成本。
[0008]总的来说，现有解决方案的成本过高，且对于大量生产的固态灯泡，尤其是改装白炽灯泡替换市场而言过大。
【发明内容】
[0009]在一些实施例中揭示一种LED照明系统，包括:变压器，其包括初级绕组和次级绕组；耦接到所述变压器的所述次级绕组的多个LED串；耦接到所述多个LED串中的至少一个LED串的至少一个开关；以及控制器，其耦接到所述至少一个开关，且经配置以控制所述至少一个开关的运行，这样电流即以交替方式流过所述多个LED串。
[0010]在另一些实施例中揭示一种用于操作LED阵列的方法，所述方法包括:经由包括初级绕组和次级绕组的变压器接收电流；在第一工作周期中，操作耦接到所述LED阵列的第一 LED串的第一开关，以及所述变压器的所述次级绕组；在第二周期中，操作耦接到所述LED阵列的第二 LED串的第二开关，以及所述变压器的所述次级绕组，这样所述第二开关就不会在所述第一开关启动时启动，其中所述第一工作周期和所述第二工作周期是互补的。
[0011]在一些额外实施例中揭示一种LED照明设备，包括:多个LED串；耦接到所述多个LED串的至少一个开关；以及控制器，其耦接到所述至少一个开关，且经配置以在所述多个LED串供有电流时以互补方式控制所述至少一个开关的运行，这样一次只启动所述至少一个开关中的一个开关，且所述电流一次仅流过所述多个LED串中的一个LED串。
[0012]本发明实施例提供了一种LED照明系统，包括:
[0013]变压器，其包括初级绕组和次级绕组；
[0014]耦接到所述变压器的所述次级绕组的多个LED串；
[0015]耦接到所述多个LED串中的至少一个LED串的至少一个开关；以及
[0016]控制器，其耦接到所述至少一个开关，且经配置以控制所述至少一个开关的运行，这样电流即以交替方式流过所述多个LED串。
[0017]其中，优选地，所述多个LED串包括第一 LED串和第二 LED串，且所述至少一个开关包括耦接到所述第一 LED串的第一开关，以及耦接到所述第二 LED串的第二开关。
[0018]其中，优选地，所述控制器经配置以使所述第一开关在第一工作周期运行，且所述第二开关在第二工作周期运行。
[0019]其中，优选地，所述第一工作周期和所述第二工作周期是互补的。
[0020]其中，优选地，所述控制器进一步经配置以基于所述多个LED串的温度，调整所述第一工作周期和所述第二工作周期。
[0021]其中，优选地，所述第一开关和所述第二开关之间的交替发生在实质上没有电流流过所述变压器的所述次级绕组时。
[0022]其中，优选地，所述控制器进一步经配置以基于流过所述多个LED串的电流，调整所述第一工作周期和所述第二工作周期。
[0023]其中，优选地，所述控制器进一步经配置以基于流过所述变压器的电流的变化，调整所述第一工作周期和所述第二工作周期。
[0024]其中，优选地，所述的LED照明系统，进一步包括，耦接到所述变压器的所述初级绕组的初级侧开关，且其中所述第一开关和所述第二开关之间的交替与所述初级侧开关的切换同步。
[0025]其中，优选地，所述多个LED串进一步包括第三LED串，且所述多个开关进一步包括耦接到所述第三LED串的第三开关，所述控制器经配置以使所述第三开关在第三工作周期运行，且所述第一工作周期、所述第二工作周期，以及所述第三工作周期是互补的。
[0026]本发明实施例提供了一种用于操作LED阵列的方法，所述方法包括:
[0027]经由包括初级绕组和次级绕组的变压器接收电流；
[0028]在第一工作周期中，操作耦接到所述LED阵列的第一 LED串的第一开关，以及所述变压器的所述次级绕组；
[0029]在第二周期中，操作耦接到所述LED阵列的第二 LED串的第二开关，以及所述变压器的所述次级绕组，这样所述第二开关就不会在所述第一开关启动时启动，
[0030]其中所述第一工作周期和所述第二工作周期是互补的。
[0031]其中，优选地，操作所述第一开关包括在实质上没有电流流过所述变压器的所述次级绕组时，启动和停用所述第一开关。
[0032]其中，优选地，操作所述第二开关包括在实质上没有电流流过所述变压器的所述次级绕组时，启动和停用所述第二开关。
[0033]其中，优选地，所述的方法，进一步包括基于所述LED阵列的温度，调整所述第一工作周期和所述第二工作周期。
[0034]其中，优选地，操作所述第一开关和所述第二开关与切换耦接到所述变压器的所述初级绕组的初级侧开关同步。
[0035]其中，优选地，所述的方法，进一步包括基于流过所述LED阵列的电流，调整所述第一工作周期和所述第二工作周期。
[0036]其中，优选地，所述的方法，进一步包括基于流过所述变压器的电流的变化，调整所述第一工作周期和所述第二工作周期。
[0037]本发明实施例提供了一种LED照明设备，包括:
[0038]多个LED 串；
[0039]耦接到所述多个LED串的至少一个开关；以及
[0040]控制器，其耦接到所述至少一个开关，且经配置以在所述多个LED串供有电流时以互补方式控制所述至少一个开关的运行，这样一次只启动所述至少一个开关中的一个开关，且所述电流一次仅流过所述多个LED串中的一个LED串。
[0041]其中，优选地，所述多个LED串包括第一 LED串和第二 LED串，所述至少一个开关包括耦接到所述第一 LED串的第一开关，以及耦接到所述第二 LED串的第二开关，且其中所述控制器经配置以使所述第一开关在第一工作周期D运行，且所述第二开关在第二工作周期D’运行，其中D’ = 1-D。
[0042]其中，优选地，以互补方式操作所述第一开关和所述第二开关包括交替启动所述第一开关和所述第二开关，且其中所述交替启动所述第一开关和所述第二开关发生在实质上没有电流流过耦接到所述多个LED串的感应器时。
【附图说明】
[0043]附图以实例而非限定的方式说明本发明。
[0044]图1是说明LED照明系统的一项实施例的示意图；
[0045]图2是说明LED照明系统的次级侧的一项实施例的示意图；
[0046]图3是说明LED照明系统的次级侧的另一项实施例的示意图；
[0047]图4是说明与根据一项实施例的LED照明系统关联的各种波形的时态图；
[0048]图5是详细说明图4中的一种波形的时态图；
[0049]图6是说明根据一项实施例的LED照明系统的同步的时态图；
[0050]图7是说明LED照明系统的另一项实施例的示意图；
[0051 ]图8是说明LED照明系统的进一步实施例的示意图；
[0052]图9是说明LED照明系统的进一步实施例的示意图；以及
[0053]图10是说明LED照明系统的又一进一步实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0054]说明书中所用“一项实施例”或“实施例”表示，所描述的与所述实施例相关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。位于本说明书中各处的“在一项实施例中”并不一定指同一实施例。
[0055]为了进行阐释，以下详细的说明列