专利名称：发光二极管的驱动电路的制作方法
技术领域：
半导体光源如发光二极管在过去几年中对于照明用途来说越来越让人感兴趣。其原因尤其在于，在这种光源的亮度和光效(每瓦光功率)方面已经取得了重大技术革新和巨大进步。特别也因为较长的使用寿命，所以发光二极管能够发展成为常规光源如白炽灯或气体放电灯的有吸引力的替代产品。半导体光源在现有技术中被充分公开了，并且在下文中将其缩写为LED(发光二极管)。该术语以下不仅包括由无机材料制成的发光二极管，而且也包括由有机材料制成的发光二极管。众所周知，LED的发光与流过LED的电流相关。因此为了调节亮度，原则上按照调节流经LED的电流的模式来驱动LED。实际上，为了控制一个或多个LED的装置，优选采用开关调节器例如降压调节器( 印-Down转换器或者Buck转换器)。这样的开关调节器例如由DE 102006034371A1公开。在此，控制单元控制高频通断开关(例如功率晶体管)。在开关接通状态，电流流过LED装置和线圈，线圈由此被充电。线圈暂时储存的电能在开关断开状态下通过LED(续流阶段)放电。流经LED装置的电流显示出三角波形的时间曲线在开关接通时，LED电流表现为上升沿，在开关断开时得到下降沿。LED电流的时间平均值体现为流经LED装置的有效电流，并且体现为LED亮度的衡量尺度。通过功率开关的相应定时，可以调节有效平均电流。现在，驱动装置的功能是调节出流经LED的期望的平均电流并且保持电流随时间波动的范围尽量小，这取决于开关的高频通断(一般在超过10 kHz的范围)。电流的大范围波动(波纹或波浪)尤其对LED产生不利影响，这是因为发出光线的光谱可能随电流幅值变化而改变。为了在工作中保持发射光谱尽量稳定，众所周知，在LED中不是通过改变电流幅值来调节亮度，而是采用所谓的PWM(脉宽调制)方法。此时，LED通过驱动装置被供以低频的(一般频率在ΙΟΟ-ΙΟΟΟΗζ范围内)且电流幅值恒定(在时间上平均)的PWM脉冲组 (PWM-Paket)。在PWM脉冲组内的电流上叠加上述的高频波纹。LED的亮度现在可以通过 PWM脉冲组的频率来控制；LED可以例如如此被调光，S卩，PWM脉冲组之间的时间间隔被扩大。对驱动装置的一个实际要求是，它可以被尽量灵活多样地使用，例如与实际上连接了多少个LED以及应当驱动多少个LED无关。而且该负载可以在驱动期间发生变化，例如一个LED发生故障。在常见的技术中，这些LED是按照所谓的连续导通模式(continuous conduction mode)来驱动的。该方法结合图Ia和图Ib来详加说明(现有技术)。在图Ia所示的例子中，作为基础电路示出了降压转换器(Buck Converter)，其用于驱动至少一个LED (或者多个串联的LED)，其具有一个开关Si。该驱动电路被供给直流电压或者整流的交流电压U0。该已知电路需要复杂的测量电路，用来测量在断开阶段中流过LED的电流，例如这可以通过测量在LED上的电压来实现，由此推导出电流。但为此需要在高电位的电压差测量。在开关Sl的接通状态(在时间段t_on)，在线圈Ll中蓄积电能，该电能在开关Sl 断开状态下(时间gt_off)经过至少一个LED放电。所得到的随时间变化的电流曲线如图Ib所示(现有技术)。在这里，示出了 PWM的两个脉冲组。在一个PWM脉冲组内的电流变化曲线此外被放大示出。处于颜色稳定考虑，在PWM脉冲组内波纹幅值应该尽量小。这可通过适当选择接通时刻to和断开时刻tl来实现。因此，例如如此选择这些时刻，当电流低于某个最小基准值时，开关Sl被接通；而当电流超过最大基准值时，开关被断开。本发明的任务是提供与现有技术相比有所改善的用于至少一个LED的驱动电路以及至少一个LED的驱动方法，其以简单的方式实现了电流、进而LED功率的保持稳定。根据本发明，该任务将通过独立权利要求的特征来完成。从属权利要求以特别有利的方式进一步改进本发明的中心构想。根据本发明的一个方面，给用于至少一个LED的驱动电路供应直流电压或整流的交流电压。根据本发明，利用线圈和由控制/调整单元SR进行定时的开关提供供电电压给至少一个LED，其中在开关接通时在线圈中积蓄能量，该能量在开关断开时经二极管和至少一个LED放电。在本发明的电路中，控制/调整单元SR如此选择接通时刻和断开时刻，即，流经至少一个LED的电流具有尽量小的波纹。本发明的驱动电路驱动至少一个LED，该驱动电路被供给直流电压或整流的交流电压，并且该驱动电路借助线圈和由控制单元进行定时的开关提供供电电压给至少一个 LED，其中在开关接通时在该线圈内暂时积蓄能量，该能量在开关断开时通过该至少一个 LED放电，其中与LED串联地设有包括初级绕组和次级绕组的变压器，测量机构与次级绕组串联，从而构成次级回路，其中，规定电流被输入到次级绕组中并且在次级侧进行至少一次测量。本发明原则上允许使用两个耦合的蓄能器用于测量流经LED的电流，其中该测量能以电位隔离方式进行。根据本发明，实现了一种借助开关调节电路驱动至少一个LED的方法，该开关调节电路被供给直流电压或整流的交流电压，并且该开关调节电路借助线圈和由控制/调整单元SR进行定时的开关提供供电电压给该至少一个LED，其中在开关接通时在线圈内积蓄能量，该能量在开关断开时通过二极管和至少一个LED放电，流过LED的电流流经第一蓄能元件，该第一蓄能元件与第二蓄能元件耦合，并且第一蓄能元件因为流经LED的电流而至少达到其最大蓄能能力，在这里，将上升电流输入到第二蓄能元件中，从而可以识别这样一个时刻，在所述时刻，第一蓄能元件因为流经第二蓄能元件的电流又获得蓄能能力。在本发明的一个实施方式中，驱动电路具有传感器单元，传感器单元产生传感器信号并且监测流过LED的电流。根据本发明，控制单元利用传感器单元的信号或者与可选的其他传感器单元的信号的组合来确定该开关的通断时刻。根据本发明，当流过LED的电流超过最大基准值时，控制/调整单元SR断开该开关；并且在流过LED的电流低于最小基准值之时再次接通该开关。
在本发明的一个实施方式中，传感器单元由两个相互耦合的蓄能元件构成，例如由变压器或者霍尔传感器构成。在一个可行的实施方式中，驱动电路具有与该至少一个LED并联布置的电容器， 并且该电容器在线圈去磁阶段中维持流过LED的电流，从而使流经LED的电流被平滑。本发明其它优选实施方式和改进方案是其它从属权利要求的主题。以下，将结合优选实施例并参照附图
来详细描述本发明。图Ia示出根据已知现有技术的电路结构；图Ib示出在图Ia(现有技术)的电路结构中，LED电流的随时间变化的曲线图；图加示出用于LED的本发明驱动电路(降压)的第一例子；图3a和图北示出本发明的具体实施方式
；图4示出本发明的另一实施方式；图5示出本发明的另一实施方式(降压/升压)；图6示出用于LED电流测量的本发明的另一个实施方式。图Ia和图Ib示出现有技术。图加所示的电路结构用于驱动至少一个(或多个串联的)LED。在所示的例子中， 例如两个LED串联，当然可以只有一个LED或多个LED。LED或者串联的LED以下被统称为 LED (或者也称为LED区段)。本发明的一个优点是，该驱动电路很灵活地适配于串联的LED的类型和数量。直流电压UO被提供给该电路，该直流电压当然也可以是经整流的交流电压。这些LED与一个线圈Ll和一个开关Sl串联。此外，该电路装置具有二极管Dl ( 二极管Dl和线圈Ll与LED 并联)，并且或许有与LED并联的电容器Cl。在开关Sl的接通状态中，电流流经LED和线圈Li，线圈由此被励磁。在开关Sl的断开状态中，储存在线圈磁场内的能量以电流方式流经二极管Dl和LED。与之并联，该电容器Cl在开关Sl接通开始时被充电。在开关Sl断开过程中(续流阶段)，电容器Cl放电并且有助于电流流经LED区段。在适当地设定可能有的电容器Cl的规格的情况下，它可以平滑流经LED的电流。线圈Ll也可以是能量传递变压器的一部分。优选采用场效晶体管作为开关Si。开关Sl以高频通断，一般在超过IOkHz的频率范围内。根据本发明，流过LED的电流可以被测量，因此可以被保持到一个预定值，或者被保持在预定的取值范围内。本发明的另一优点是，开关Sl在驱动中可以受到保护，这是因为可以如后所述， 在施加于开关上的功率接近零时才接通该开关。此外，在图加的电路中，设有一个控制和/或调整单元SR(以下也称为控制/调整单元SR)，它为了控制LED功率或LED电流iLED而规定了开关Sl的定时。为了确定开关Sl的精确通断时刻，控制/调整单元SR采用可选的其他传感器单元SEl的信号和至少传感器单元SE2的信号，作为输入参数。因为该传感器单元SE2所在的路径允许在开关Sl 断开阶段内测量LED，所以传感器单元以下也被称为传感器单元SE2。可选的其他传感器单元SEl仅允许在开关Sl接通阶段中进行测量，因而被称为其他传感器单元SEl。传感器单元SE2设置于在续流阶段内电流流过的电路支路中，优选与LED串联，或
6者也可以与线圈Ll串联(标为SE2')。借助传感器单元SE2，控制单元/调整单元SR可以确定适用于开关Sl接通时刻的时刻，或许也确定适用于开关Sl断开时刻的适当的时刻。 根据本发明的一个优选实施方式，当流过LED的电流低于某个值时，开关Sl被断开；而当流过LED的电流超出某个值时，开关Sl被接通。不过，根据本发明，当流经线圈Ll的电流就在二极管Dl在续流阶段截止之后第一次为零或者至少很小时，开关Si也可以被接通。接着，在开关Sl的接通时刻，在开关Sl上存在尽可能小的电流。通过识别经过线圈的电流过零，可以几乎无损耗地进行开关。根据本发明，流经LED的电流仅显示出小的波形，波动不明显。这归功于采用了根据本发明的测量LED电流iLED的方法；如果设有电容器Cl，那么还归功于与LED并联的电容器Cl的平滑作用。现在应该详细说明一些电流变化曲线和开关Sl的最佳接通时刻。在时刻t_0，开关Sl被接通，开始有电流流过LED和线圈Li。电流i_L表现出指数式上升，在这里，在本文感兴趣的区域中实现了电流iLED和i_L的近似线性的上升。iLED 与i_L的区别是，电流i_L的一部分用于电容器Cl的充电。开关Sl在时刻t_l断开(例如当达到期望的最大基准值时)，造成了积蓄在线圈Ll磁场内的能量通过二极管Dl和LED 或者电容器Cl放电。电流i_L在相同方向上继续流动，但持续减小，甚至可能达到负值。根据本发明，如果流经LED的电流iLED已经低于期望的最小基准值，那么再次接通开关Sl，在这里，根据一个优选实施方式，期望的最小基准值紧挨在期望的最大基准值的下面(该最大基准值确定开关Sl的断开)，以达到尽量恒定的流经LED的电流iLED。当线圈Ll去磁时，可以达到负电流(即反向电流)。只要原先富集于被施加正向导通电压的二极管Dl内的载流子从二极管Dl的阻挡层流出，就会一直存在负电流。而电流iLED只是慢慢减小并且一直保持，这是因为电容器Cl起到平滑作用。在时刻t_2，就是说当阻挡层被耗尽时，二极管截止。电流i_L减小(仍然为负)并趋近于零。在此阶段，二极管Dl上的寄生电容和其余电路中的其它寄生电容被充电。当电流i_L达到过零时或者至少到达过零附近时，现在还可以得到开关Sl的有利的再接通时刻t_3。在此时刻，线圈Ll未被励磁或者说几乎未励磁。开关Sl可以在此时刻损耗很小地被接通，这是因为几乎没有电流流经线圈Li。为了探测开关Sl的有利接通时刻，现在采用了传感器单元SE2。在第一实施方式中，流经LED的电流i_L可以借助变压器来测量，就像以下将结合图3a和图北所述的那样。流经LED的电流iLED或者另选地流经线圈Ll的电流i_L也可以例如利用霍尔传感器来测量。传感器单元SE2优选是与LED串联的包括初级绕组Tl和次级绕组T2的变压器。 测量机构RM与次级绕组T2串联设置，从而构成一个次级回路，在这里，规定电流被输入到次级绕组T2中并且在次级侧进行至少一次测量。通过在次级侧T2监测随时间变化的电压曲线，从而能够断定开关Sl的有利再接通时刻。不过，也可以通过控制/调整单元SR来控制开关Si，以便调整到流经LED的电流 iLED的平均值。因为通过本发明也允许测量直流电流，所以不一定采用滞后控制，而是也可以采用闭环控制，在闭环控制中只有LED电流iLED的测量值作为实际值被分析计算。控制/调整单元SR可以如此控制开关Si，即LED电流iLED被调整到预定值。
可选的其它传感器单元SEl与开关Sl串联布置并且测量流经开关Sl的电流。它用于监测流经开关Sl的电流。如果流经开关Sl的电流超过某个最大基准值，则开关Sl被断开。在一个有利的实施方式中，该其它传感器单元SEl例如可以是测量电阻(并联电阻)， 如随后作为测量电阻RS在根据图3至图5的例子中被示出的那样。为了监测电流，现在可以量取在测量电阻(并联电阻)RS上的电压降并且例如利用比较器与基准值进行比较。如果在测量电阻(并联电阻)RS上的电压降超过某个值，则开关Sl被断开。这种利用可选的其它传感器单元SEl的监测可以至少作为传感器单元SE2 的附加或者替代来使用，用于测量开关Sl的断开条件。此时，它尤其也可以被用作在故障情况下保护开关Sl免受过高电流的保护手段。控制/调整单元SR使用可选的其它传感器单元SEl和传感器单元SE2的信息来确定开关Sl的断开时刻和接通时刻。利用控制单元/调整单元SR调节LED功率(关于时间的平均功率)以调节LED亮度，这种调节例如以脉宽调制(PWM)脉冲组的形式进行。脉宽调制脉冲组的频率一般在ΙΟΟ-ΙΟΟΟΗζ的数量级上。但在PWM脉冲组内，开关Sl本身以高许多的频率被通断。本发明的另一个可行实施方式如图3(图3a和3b)所示。在那里示出了用于至少一个LED的驱动电路，它被供给直流电压或整流的交流电压，并且它借助线圈Ll和由控制/调整单元SR进行定时的开关Sl提供供电电压给至少一个LED。在开关Sl接通时，在线圈Ll内暂时储蓄能量，该能量在开关Sl断开时通过至少一个LED放电。驱动电路可被如此控制，即，控制/调整单元SR根据测量流经LED的电流 iLED来确定在开关Sl的断开和随后接通之间的持续时间toff。此外，控制/调整单元SR借助与LED串联的变压器来确定流过LED的电流，该变压器包括初级绕组Tl和次级绕组T2。此时，控制/调整单元SR可以将上升电流输入到变压器的次级绕组T2中。优选，这通过设置在控制/调整单元SR内的电流源Ioff进行。控制/调整单元SR可以通过模拟数字转换器ADC监测在变压器次级绕组T2上的电压。就是说，对流经LED的电流iLED的测量是借助传感器单元SE2并结合变压器来进行的。由电流源Ioff输入到次级绕组T2的规定电流可以是锯齿波电流。由电流源IofT 输入到次级绕组T2的规定电流也可以是具有固定直流电压分量DC-Offset的锯齿波电流。不过，由电流源Ioff输入到次级绕组T2的规定电流也可以是例如具有固定幅值的DC基准电流，带有规定幅值和频率的交流电压分量叠加在该DC基准电流上。要注意的是，根据电流源Ioff的类型和品质，该规定电流可以具有不同的稳定性，尤其是当在次级绕组T2中达到饱和时的情况。根据所用的电流源Ioff的类型，不同的信号形状对于规定电流可能是有利的，次级侧测量的分析方法可以针对所用的电流源Ioff 类型进行匹配。因此允许进行电流测量，通过该电流测量可以很准确地确定待监测的电流，在这里，电流也可以是直流电流。此时，可以如此进行电流测量，即，在待测电流路径和测量分析电路(T2和SR)之间出现电势隔离。优选该待测电流(其中它已如上所述地可以是直流电流)具有高于变压器饱和电流的幅值，优选待测电流明显高于变压器的饱和电流，以保证可靠测量。因此，当待测电流以相应的幅值流经变压器(即初级绕组Tl)时，变压器是在饱和状态下运行的。如果现在将幅值上升的规定电流输入到次级绕组T2中，则因为流经次级绕组T2的电流和由此产生的在次级绕组T2上的电压降而产生磁通。因为初级绕组Tl和次级绕组T2是磁耦合的，所以一旦由流经初级绕组Tl和次级绕组T2的电流引起的磁通值处于彼此相同的水平，则所述磁通就互相抵消。当初级绕组Tl与次级绕组T2的绕组比为1:1(即初级绕组数量等于次级绕组数量)时，那么只要在次级侧输入到变压器中的电流等于在初级侧监测到的电流，则在变压器内的磁通将因此而抵消。如果输入到次级绕组T2的规定电流现在超过待监测电流，则次级绕组T2处于饱和，这可通过次级侧监测来发现(例如通过在电阻RM上测量)。对于图3a和北所示的例子，一旦次级绕组T2达到饱和，则在电阻RM上可能会出现可识别的电阻RM电压降的增大。因此，初级绕组Tl构成第一蓄能元件，其中电流流过LED和作为第一蓄能元件的初级绕组Tl，在这里，作为第一蓄能元件的初级绕组Tl与作为第二蓄能元件的次级绕组T2 耦合。如果作为第一蓄能元件的初级绕组Tl因为流经LED的电流至少已经达到其最大蓄能能力(也就是说处于饱和中)，并且将规定电流(其幅值优选是上升的)输入到作为第二蓄能元件的次级绕组T2中，那么因此可以识别这样一个时刻，在所述时刻，第一蓄能元件因为流经第二蓄能元件的电流又获得蓄能能力，就是说初级绕组Tl脱离了饱和状态。控制/调整单元SR可以通过模拟数字转换器ADC监测在次级绕组T2上的电压， 例如在电阻RM上的测量点C3。不过，代替模拟数字转换器ADC，该测量例如也可以通过比较器来实现。一旦监测到的电压超过被提供给比较器的基准电压，则例如可以确定该变压器不再因为LED电流而在初级侧处于饱和中。根据图3a和图北的两个实施例的差别在于，在根据图3a的实施例中，控制/调整单元SR只需要端子C2，该端子C2用于将规定电流输入到次级绕组T2并监测次级绕组 T2。根据图3a的例子，如此设计控制/调整单元SR，即，它可以通过同一个端子不仅输入电流(借助集成的电流源Ioff)，而且同时还监测在端子C2上的电压(利用模拟数字转换器ADC)，以便由此实现在次级绕组T2上的测量。根据图北的例子，控制/调整单元SR是如此构成，即，它能通过第一端子C2将电流输入到次级绕组T2(利用集成的电流源Ioff)并利用端子C3监测电阻RM上的电压(借助模拟数字转换器ADC)，以便由此执行在次级绕组Τ2上的测量。当在次级绕组Τ2上测量时，也可以在预定时间间隔内测得多个测量值并且共同加以分析计算。因此，例如可以在输入锯齿波电流至次级绕组Τ2时，对于上升沿和下降沿都测量在以下时刻的电阻RM上的电压，在该时刻确定了变压器不再因为LED电流而在初级侧处于饱和或者再次处于饱和。此外，也可以测量在电阻RM上的最大电压峰值，该最大电压峰值是在被输入至次级绕组T2的电流达到其最大值之时达到的。注意，例如当输入作为规定电流的锯齿波电流至次级绕组T2时，在下降沿当然会出现与上升沿相反的变化过程。只要将幅值超过了变压器初级侧电流的规定电流输入到作为第二蓄能元件的次级绕组，那么次级绕组T2处于饱和状态。如果现在流经次级绕组T2 的电流下降到在次级侧感生的磁通不再超过初级侧的程度，则次级绕组T2离开饱和状态， 取而代之的是，初级绕组Tl又达到饱和状态。这样，在下降沿，初级绕组Tl达到饱和状态的时刻起到决定性作用。在端子C2上的监测也可以借助比较器实现。尤其在通过电流源Ioff提供叠加了具有规定幅值和频率的交流电压分量的具有固定幅值的DC基准电流的变型中，优选也可以设置比较器用于分析计算，该比较器不断地切换(尤其是切换基准)，以便能将规定电流的双边沿均用于监测。例如可以针对上升沿和下降沿分别设定不同的基准。在监测时也可以监测并分析计算随时间变化的信号。此时，尤其可以监测持续时间，直到确定变压器不再因为LED电流而在初级侧处于饱和。在考虑到规定电流上升的情况下，可以结合持续时间推断出所监测的电流的大小。 比较器的基准也可以例如通过数字模拟转换器来规定。控制/调整单元SR可以如此执行电流测量，即，电流源Ioff只在开关Sl断开时才将规定电流输入到次级绕组T2。控制/调整单元SR可以在断开状态中执行流经LED的电流iLED的测量(借助在次级绕组T2上的电压)。就是说，如上所述，流经LED的电流的测量可以借助传感器单元SE2并利用变压器来进行。不过，传感器单元SE2也可以是霍尔传感器，尤其是由霍尔传感器的相互耦合的元件构成。图4和图5示出本发明的特殊实施方式。图4示出了图3中的电路的以下改进，附加设有与LED和电容器Cl并联的第二开关S2。该开关S2可以被选择性/独立地控制并且例如可以是晶体管。如果开关S2被接通，则电容器Cl的放电过程被加速。通过电容器Cl放电的加速，做到了流经LED的电流尽快减到零。这例如在PWM脉冲组结束时是期望的，在这里，流经LED的电流要尽快减小，就是说，电流曲线的下降沿应尽量陡(出于颜色稳定考虑)。优选该开关S2可以在低亮度时被启动和控制，此时PWM脉冲组很短，而且重要的是流过LED的电流在PWM脉冲组结束时快速减为零。例如，可以通过适当控制开关S2实现更低的亮度。开关S2的另一个功能是，它在接通状态中桥接了 LED。这例如在要断开LED时是需要的，就是说此时不应发光，但供电电压UO还在。如果没有通过开关S2实现桥接，则(虽然小)电流流经LED和电阻Rl和R2并且LED(轻微)发光。要注意的是，与LED和电容器Cl并联地设置第二开关S2以加速电容器Cl放电不只局限于图4的电路结构的特定实施方式，而是可以被用在本发明的所有实施方式中。要注意的是，流经LED的电流的测量方法优选被用来检测开关Sl的有利的接通时刻和/或断开时刻，当然是用于不同的电路拓扑，因此例如用于所谓的降压/升压变换器 (Buck-Boost Konverter)、半桥变换器或者所谓的正激变换器(Durchf Iu β wandler)。图5示出图加的电路的如下改变，扼流圈Li、二极管Dl的布置以及LED区段的取向有所改变。所示的电路是所谓的降压/升压变换器，也称为逆变电路。与LED串联地又设有包括初级绕组Tl和次级绕组T2的变压器。测量机构RM与次级绕组T2串联布置，从而构成一个次级回路，在这里，规定电流被输入到次级绕组T2中并且在次级侧进行至少一次测量以监测LED电流iLED。原则上如上所述，通过本发明可以实现用于LED的电势隔离的电流测量，而无论采用什么样的用于LED控制的电路拓扑。图6与之前例子的电路相似的用于至少一个LED的驱动电路的一部分。这样的驱动电路一般驱动至少一个LED，该驱动电路接受直流电压或经过整流的交流电压，并且借助线圈Ll和由控制/调整单元SR进行定时的开关Sl提供供电电压给至少一个LED，在这里，在开关Sl接通时在线圈Ll内暂时储蓄能量，该能量在开关Sl断开时通过至少一个LED放电，其中与LED串联地设有包括初级绕组Tl和次级绕组T2的变压器， 测量机构RM与次级绕组T2串联布置，从而构成一个次级回路，在这里，规定电流输入到次级绕组T2并且在次级侧进行至少一次测量。优选通过与次级绕组T2相连的电流源IofT 将规定电流IM输入到次级绕组T2中。该测量机构可以是电阻RM，例如电流测量并联电阻 (Strommess-Shunt)0通过测量，可以在次级侧确定流经LED的电流iLED。输入到作为耦合绕组的次级绕组T2中的规定电流IM可以是锯齿波电流。可以识别被输入的锯齿波电流超过流经LED的电流iLED的时刻。该时刻可以通过在作为耦合绕组的次级绕组T2上的电压监测或者测量来发现。也可以识别这样一个时刻，在所述时刻，被输入的锯齿波电流达到一个值，使得变压器不再因为LED电流iLED而在初级侧处于饱和。该时刻可以通过在作为耦合绕组的次级绕组T2上的电压监测或测量来发现。结合已识别的时刻，可以推断出流经LED的电流iLED的大小。此时，可以在确定电流时考虑到变压器的绕组比。变压器绕组比优选为1比1(1 1)。该变压器可以构成传感器单元SE2。不过，传感器单元SE2也可以是霍尔传感器，尤其是传感器单元SE2可以由霍尔传感器的相互耦合的元件构成。电容器Cl可以与至少一个LED并联布置，它在线圈Ll去磁阶段中保持流经LED 的电流iLED，从而使流经LED的电流iLED变平滑。开关S2可以与电容器Cl和LED并联设置并可被独立控制。开关S2可以被接通，以加速电容器Cl的放电过程。控制/调整单元SR可以通过模拟数字转换器ADC监测在次级绕组T2上的电压。因此实现了借助开关调节电路来驱动至少一个LED的方法，该开关调节电路被供给直流电压或整流的交流电压并且借助线圈Ll和由控制/调整单元SR进行定时的开关Sl 提供供电电压给至少一个LED，其中在开关Sl接通时在线圈Ll中暂时储蓄能量，该能量在开关Sl断开时通过二极管Dl和至少一个LED放电，流经LED的电流iLED流经第一蓄能元件，该第一蓄能元件与第二蓄能元件耦合，并且该第一蓄能元件因为流经LED的电流iLED 至少达到其最大蓄能能力，其中，将幅值优选上升的规定电流IM输入到第二蓄能元件，从而可以识别第一蓄能元件因为流经第二蓄能元件的电流又获得蓄能能力的时刻。输入到第二蓄能元件中的规定电流IM也可以呈锯齿形。相互耦合的蓄能元件因此构成传感器单元SE2并能由变压器的磁耦合绕组T1、T2 构成。
不过，构成传感器单元SE2的相互耦合的蓄能元件也可以由霍尔传感器的相互耦合的元件构成。此时，开关调节电路构成用于至少一个LED的驱动电路。尤其是结合图6应清楚看到，根据所描述的发明的用于LED的电势隔离的电流测量是可行的，无论用于LED控制的电路拓扑是如何设计的。
权利要求
1.一种用于至少一个LED的驱动电路，所述驱动电路被供给直流电压或者整流的交流电压，并且所述驱动电路借助线圈(Li)和由控制/调整单元(SR)进行定时的开关(Si)提供供电电压给所述至少一个LED，其中，当所述开关(Si)接通时在所述线圈(Li)内暂时积蓄能量，所述能量在所述开关 (Si)断开时通过至少一个LED放电，其特征在于，按照与所述LED串联的方式设有包括初级绕组(Tl)和次级绕组(1 的变压器，并且测量机构(RM)与所述次级绕组0 串联布置，从而构成次级回路，其中，规定电流被输入到所述次级绕组0 中并且在次级侧进行至少一次测量。
2.根据权利要求1的驱动电路，其特征在于，借助在次级侧的所述测量，能够确定流经所述LED的电流(i LED)。
3.根据权利要求1或2的驱动电路，其特征在于，被输入到所述次级绕组(T2)的所述规定电流是锯齿波电流。
4.根据权利要求1至4之一的驱动电路，其特征在于，识别所输入的锯齿波电流超过流经所述LED的电流的时刻。
5.根据权利要求4的驱动电路，其特征在于，所述时刻通过在所述次级绕组(1 上的电压监测或测量来获得。
6.根据权利要求1至4之一的驱动电路，其特征在于，识别这样一个时刻，在所述时刻， 所输入的锯齿波电流达到一个值，使得所述变压器不再因为所述LED电流(iLED)而在初级侧处于饱和状态。
7.根据权利要求6的驱动电路，其特征在于，所述时刻通过在所述次级绕组(1 上的电压监测或测量来获得。
8.根据权利要求1至7之一的驱动电路，其特征在于，所述变压器构成传感器单元 (SE2)。
9.根据前述权利要求之一的驱动电路，其特征在于，由电流源(Ioff)向所述次级绕组 (T2)输入所述规定电流。
10.根据前述权利要求之一的驱动电路，其具有电容器(Cl)，所述电容器与所述至少一个LED并联布置，并且所述电容器在所述线圈(Li)去磁阶段中维持流过所述LED的电流，从而使流经所述LED的电流(iLED)被平滑。
11.根据前述权利要求之一的驱动电路，其中，所述控制/调整单元(SR)如此控制所述开关(Si)，以使LED电流(iLED)被调节至预定值。
12.根据前述权利要求之一的驱动电路，其特征在于，设有开关(S2)，所述开关(S2)与所述电容器(Cl)和所述LED并联布置并且能被独立控制。
13.根据权利要求14的驱动电路，其特征在于，所述开关(S2)被接通，以便加速所述电容器(Cl)的放电过程。
14.根据前述权利要求之一的驱动电路，其特征在于，所述控制/调整单元(SR)通过模拟数字转换器(ADC)监测在所述次级绕组(1 上的电压。
15.一种测量流经至少一个LED的电流的方法，其中流过LED的电流流经第一蓄能元件，所述第一蓄能元件与第二蓄能元件耦合，并且所述第一蓄能元件因为流经所述LED的电流(iLED)而至少达到其最大蓄能能力，并且其中，将幅值优选上升的规定电流输入到所述第二蓄能元件中，从而能够识别这样一个时刻，在所述时刻，所述第一蓄能元件因为流经所述第二蓄能元件的电流而又获得蓄能能力。
16.根据权利要求15的方法，所述方法用于驱动至少一个LED，其特征在于，这些蓄能元件是由变压器的磁耦合绕组(T1、D)构成的。
17.根据权利要求15的方法，所述方法用于驱动至少一个LED，其特征在于，这些蓄能元件是由霍尔传感器的相互耦合的元件构成的。
全文摘要
本发明涉及借助开关调节电路驱动至少一个LED的方法，所述开关调节电路被供给直流电压或整流的交流电压并借助线圈(L1)和由控制/调整单元(SR)进行定时的开关(S1)提供供电电压给至少一个LED，其中当开关(S1)接通时在线圈(L1)内暂时积蓄能量，该能量在开关(S1)断开时通过二极管(D1)和至少一个LED放电，流经LED的电流流经第一蓄能元件，第一蓄能元件与第二蓄能元件耦合，第一蓄能元件因流经LED的电流(iLED)而至少达到其最大蓄能能力，其中，将上升电流输入到第二蓄能元件中，从而可以识别这样一个时刻，在所述时刻，第一蓄能元件因为流经第二蓄能元件的电流又获得蓄能能力。
文档编号H05B33/08GK102415214SQ201080018943
公开日2012年4月11日 申请日期2010年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者斯特凡·祖德雷尔-科赫, 迈克尔·齐默尔曼 申请人:赤多尼科两合股份有限公司