专利名称：至少一个led条的控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及至少一个LED条的控制电路，其中与每个LED条串联安排一个开关，并且每个LED条有各有一个可以用之与电源电压连接的供电连接端，其中可以控制每个开关，使得所属的LED条中可以流过电流，具有第一控制电路，将第一控制电路设计成用于控制至少一个LED条的开关使流过该LED条中的电流达到可调节的平均值。本发明还涉及至少一个LED条的运行方法，其中与每个LED条串联安排一个开关，并且每个LED条有各有一个可以用之与电源电压连接的供电连接端，其中可以控制每个开关，使得所属的LED条中可以流过电流，包含有以下的步骤首先测量流过至少一个LED条中的电流的平均值，然后以让流过该LED条中的电流达到可调节的平均值的方法控制至少一个LED条的开关。
这种控制电路有多个缺点例如的汽车中运行这种的LED条时要考虑到供电电压Uv，例如车载电源电压不恒定。因此LED条的LED数量要选择得，在最小的供电电压下还要能够达到高得足以保证有一定的最低LED亮度的电流流过LED条。如果要达到高的功效总是把全部的供电电压加在LED条上，供电电压的提高导致流过LED条的峰值电流的增加，如图2中间图示的细曲线所示。例如，如果在此时汽车中接通空调机，这样的电压跃变可能导致为LED条供电的电源的突然变化。在一些LED，尤其是在InGaN-LED，不同的峰值电流却导致LED发出的光的波长改变，这可感觉成为干扰。
另一个缺点在于，LED具有每摄氏度数毫伏的负温度系数。对此在图2中用粗线示例地画出不同温度的峰值电流 尽管在三个图中都调节成相同的平均值 但是峰值电流 变化显著。见左图，在较低的温度下峰值电流比右图所示高温度下的峰值电流低得多。为了达到相同的平均电流iLED，脉冲地控制LED条，其中在较高的温度两个相继的脉冲之间的间歇选择得较大。因此，不同的峰值电流又以不利的方式改变了LED发出的光的波长。
另外为了降低供电电压和环境温度变化的影响可以提出，在电路元件上串联降压电阻。然而这却使功效降低了。此外，缺点还在于，由降压电阻转变的能量还导致环境温度的附加升高从而加重了付作用。
本发明的另一个任务是相应地扩展前序部分所述的方法。
所述的第一个任务通过具有权利要求1所述特征的控制电路完成。所述第二个任务通过具有权利要求14的特征的方法完成。
本发明基于这样的认识如果测量出流过LED条的峰值电流 然后按相应的方式控制对LED条提供的供电，就可以用理想的方式解决上述的任务。通过控制流过LED条的电流的平均值，保持LED发出的光亮度是可调节的恒定值。通过测量和控制流过LED条的峰值电流、可调节地保持LED发出的光的颜色恒定。如果再把为LED条提供的供电电压设计得尽可能少地把能量转换成热，就可以实现特别高的功效。还由此可以实现具有任意数量的LED的LED条，就是就在预定峰值电流时不论是把控制电路用于驱动有5个还是有10个LED的LED条都是相同的。
对LED，尤其是对InGaN-LED，通过本发明可以有目的地调节LED发出的光的颜色。
此外，通过把LED峰值电流 控制到预定的值，保证决不会超过LED的冲击负荷。
优选地脉冲地驱动至少一个LED条，其中尤其用脉冲调宽的方式调节流过至少一个LED条的电流的平均值。在此积分器的作用是感受器。只要总是用相同的峰值电流驱动LED，就只会改变LED发出的光的亮度，而不是改变其颜色。
优选地着眼于与至少一个LED条的条电压供电电压相匹配的特别高的功效设计第二控制电路。
在一个优选的扩展中设计只对第一LED条确定平均值和峰值的实际值的第一和第二控制电路，其中与对第一LED测定的实际值相应地驱动至少第二LED条。通过此措施的第一和第二控制电路，由多个LED条组成的LED阵列可以得到具有本发明所述优点的控制，其中两个控制电路却都只实施一次。
第一控制电路可以具有一个第一比较器，用该比较器把流过至少一个LED条的电流的平均值的实际值与预定的设定值比较，其中把第一比较器的输出信号连接到第二比较器的输入端，第二比较器的第二输入端上加有锯齿波信号，其中第二比较器的输出信号连接在至少一个开关上。
第二控制电路可以有第三比较器，用第三比较器把流过至少一个LED条的电流峰值的实际值与预定的设定值比较，其中把第三比较器的输出信号连接到第四比较器的输入端，第四比较器的第二输入端上加有锯齿波信号，其中第四比较器的输出信号连接在电压变换器上。
为了进行调光，流过至少一个LED条的电流的平均值可以由操作人员调节地改变是适宜的。同样，为了调节LED条发出光的波长，可以由操作人员调节流过至少一个LED条的电流的峰值也是适宜的。
在一个优选实施形式中，第二控制电路有流过至少一个LED条的电流的峰值检测器，其中可以预定流过至少一个LED条的电流的峰值，并且设计第二控制电路提供供电电压，从而达到可预定的峰值。由此进行供电电压Uv对LED条电压Ust的理想匹配。
优选地第二控制电路含有DC/DC变换器，该DC/DC变换器的输出电压连接到至少一个供电连接端。优选地DC/DC变换器实施为升压变换器、降压变换器或者反向变换器。通过使用DC/DC变换器在系统中可以用简单的方式为LED条提供所希望的供电电压Uv，从而实现上述的优点。
优选地对第二控制电路的输出串联安排一个电感。通过这样的措施可以减轻如
图1所示电路安排时现有技术公知的脉冲信号的陡峭上升沿和下降沿。由此减轻EMV问题，这在把本发明所述的控制电路用在汽车领域内有较大的意义。
其它的优选实施形式由从属权利要求得出。
图1由现有技术公知的LED条控制电路；图2说明流过LED条的峰值电流与环境温度和供电电压关系的图解。
图3根据本发明的控制电路的结构的示意图。
通过比较器22、开关T2以及二极度管D和提供电压UD2的锯齿波发生器21，实现现有的降压变换器。当然也可以采用其它形式的变换器，尤其是DC/DC变换器，视电路当时的应用而定。
考虑要能够良好地控制电压UA，锯齿波发生器16的振荡频率上可以选择得比锯齿波发生器21的振荡频率小得多。对于本领域普通技术人员显而易见地，积分器10可以有其它的设计，也就是说不用RC电路实现。同样峰值检测器18也可以不用二极管-电容器组合地实现。
权利要求
1.至少一个LED条(D1至D4)的控制电路，其中与每个LED条串联安排一个开关(T1)，并且每个LED条有一个可以用之与电源电压连接的供电连接端，其中可以控制每个开关(T1)，使得所属的LED条中可以流过电流，具有第一控制电路，把第一控制电路设计成用于控制至少一个LED条的开关(T1)使流过该LED条中的电流(iLED)达到可调节的平均值 其特征在于，控制电路还含有第二控制电路，把第二控制电路设计成用于根据流过至少一个LED条中的电流(iLED)的峰值 向至少一个LED条(D1至D4)提供供电电压(UA)。
2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，第二控制电路含有针对流过至少一个LED条的电流(iLED)的峰值检测器(18)，其中流过至少一个LED条的电流(iLED)峰值 是可预定的并且把第二控制电路设计成用于提供供电电压(UA)以达到可预定的峰值
3.如权利要求1或2所述的控制电路，其特征在于，第二控制电路含有DC/DC变换器(21、22、T2、D)，该DC/DC变换器的输出电压(UA)连接到至少一个供电连接端。
4.如权利要求3所述的控制电路，其特征在于，DC/DC变换器(22、T2、D)尤其被实施为升压变换器、降压变换器或者反向变换器。
5.如以上权利要求之一所述的控制电路，其特征在于，对第二控制电路的输出串联安排一个电感(L)。
6.如以上权利要求之一所述的控制电路，其特征在于，脉冲地驱动至少一个LED条。
7.如以上权利要求之一所述的控制电路，其特征在于，用脉冲调宽的方式调节流过至少一个LED条的电流的平均值
8.如以上权利要求之一所述的控制电路，其特征在于，设计与至少一个LED条的条电压(Ust)供电电压(UA)相匹配的第二控制电路。
9.如以上权利要求之一所述的控制电路，其特征在于，把第一和第二控制电路设计成只对第一LED条确定平均值 和峰值 的实际值，其中与对第一LED条测定的实际值 相应地驱动至少第二LED条。
10.如以上权利要求之一所述的控制电路，其特征在于，第一控制电路具有一个第一比较器(12)，用该比较器把流过至少一个LED条的电流(iLED)的平均值 的真实值 与预定的设定值 比较，其中把第一比较器(12)的输出信号(URegel)连接到第二比较器(14)的第一输入端，第二比较器的第二输入端上加有锯齿波信号(UD)，其中第二比较器(14)的输出信号连接在至少一个开关(T1)上。
11.如权利要求3至10之一所述的控制电路，其特征在于，第二控制电路有第三比较器(20)，用第三比较器把流过至少一个LED条的电流(iLED)的峰值的实际值 与可预定的设定值 比较，其中把第三比较器(20)的输出信号连接到第四比较器(22)的第一输入端，第四比较器的第二输入端上加有锯齿波信号(UD2)，其中第四比较器(22)的输出信号连接在DC/DC变换器上。
12.如以上权利要求之一所述的控制电路，其特征在于，为了进行调光，可以由操作人员调节流过至少一个LED条的电流的平均值
13.如以上权利要求之一所述的控制电路，其特征在于，为了调节LED条发出的光的波长，可以由操作人员调节流过至少一个LED条的电流的峰值
14.运行至少一个LED条(D1至D4)的方法，其中与每个LED条串联安排一个开关(T1)，并且每个LED条有一个可以用之与电源电压连接的供电连接端(Uv)，其中可以控制每个开关(T1)，使得所属的LED条中可以流过电流，具有以下的步骤(a)测量流过至少一个LED条中的电流(iLED)的平均值 (b)以让流过该LED条中的电流(iLED)达到可调节的平均值 的方式控制至少一个LED条的开关(T1)；其特征在于，还含有以下的步骤(c)测量流过至少一个LED条中的电流(iLED)的峰值 (d)根据流过至少一个LED条中的电流(iLED)的峰值 向至少一个LED条提供供电电压(UA)。
全文摘要
至少一个LED条(D1至D4)的控制电路，其中与每个LED条串联安排一个开关(T1)，并且每个LED条有一个可以用之与电源电压连接的供电连接端，其中可以控制每个开关(T1)，使得所属的LED条中可以流过电流，具有第一控制电路，第一控制电路设计用于控制至少一个LED条的开关(T1)使流过该LED条中的电流(i
文档编号H05B33/02GK1469694SQ0314102
公开日2004年1月21日 申请日期2003年6月10日 优先权日2002年6月10日
发明者A·比布尔, A 比布尔 申请人:电灯专利信托有限公司