專利名稱：用于驅(qū)動至少一個(gè)發(fā)光二極管的方法和用于實(shí)施該方法的照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動至少一個(gè)發(fā)光二極管或者為至少一個(gè)發(fā)光二極管饋電的方法。本發(fā)明還涉及一種照明裝置，所述照明裝置具有至少一個(gè)發(fā)光二極管和用于為至少一個(gè)發(fā)光二極管饋電的至少一個(gè)驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
為了在寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)發(fā)光二極管(LED)的亮度，驅(qū)動LED的LED電流的變化(電流水平調(diào)制)是不合適的，因?yàn)樵诘偷暮透叩碾娏鞯那闆r下LED的亮度能夠偏離于在其他方面良好滿足的線性的電流/亮度比，并且此外LED能夠被損害。因此，LED大多數(shù)情況下借助于脈沖寬度調(diào)制(PWM)來驅(qū)動，其中LED在預(yù)設(shè)的接通持續(xù)時(shí)間tl (也稱作接通時(shí)間)內(nèi)以恒定的電流I驅(qū)動并且此后在預(yù)設(shè)的斷開持續(xù)時(shí)間t2 (也稱作斷開時(shí)間)內(nèi)切換為不通電。在此，具有周期持續(xù)時(shí)間T= (tl+t2)的脈沖占空比tl/T大約相應(yīng)于期望調(diào)光度。如果將周期持續(xù)時(shí)間T=(tl+t2)選擇得過長(典型地長于10ms)，那么所述PWM調(diào)光方法通過閃爍來被人類觀察者察覺到。在接通持續(xù)時(shí)間tl上積分的電流強(qiáng)度或者電流I限定在周期T內(nèi)產(chǎn)生的光能量或者光量。PWM激勵(lì)或者PWM調(diào)光方法對于所使用的電流源提出動態(tài)的要求。在理想的情況下，在接通持續(xù)時(shí)間tl內(nèi)提供恒定的電流，并且在斷開持續(xù)時(shí)間t2期間沒有電流流過(也就是說，切換過程可忽略不計(jì)地快速實(shí)施)。只有這樣，脈沖占空比tl/ (tl+t2)才直接與LED的有效亮度或強(qiáng)度成比例。然而，這在電流源具有大的上升時(shí)間常數(shù)t_PSU(也就是說，電流源所需的以將其電流值從斷開的狀態(tài)提升到額定值的預(yù)設(shè)比例的持續(xù)時(shí)間)和低的調(diào)光度的情況下不再得到保證，以至于因此調(diào)光特性偏離于線性特性。在(顏色)混合具有所需的不同的強(qiáng)度比或者單獨(dú)的接通持續(xù)時(shí)間(例如tli，i代表不同的LED)的不同顏色的LED的光以便能夠設(shè)置特定的復(fù)合色坐標(biāo)的情況下，視情況而定需要將不同LED之間的強(qiáng)度比或亮度比保持在特定的值。然而，在調(diào)光度(當(dāng)前電流強(qiáng)度與最大電流強(qiáng)度之比)過低的情況下，例如在兩個(gè)不同顏色的LED之間的亮度比不再與tla/tlb成比例，并且有效的混合色彩顯著地變化。因此，至今為止主要通過電流源的速度或者上升時(shí)間常數(shù)t_PSU和周期持續(xù)時(shí)間T來確定實(shí)際上可用的調(diào)光度。因此，在實(shí)踐中，不低于約O.1ms的周期持續(xù)時(shí)間T，這不利地限制了調(diào)光度。因此，借助于脈沖寬度調(diào)制進(jìn)行的調(diào)光尤其在周期持續(xù)時(shí)間T位于10ms>T>0.1ms范圍內(nèi)的情況下使用。在這樣的周期持續(xù)時(shí)間T內(nèi)，不再能夠察覺到閃爍。處理所述缺點(diǎn)的一種可能性在于使用快速的電流源，然而所述電流源相對昂貴。在低的調(diào)光度的情況下的閃爍和/或在低的調(diào)光度的情況下的色彩偏差也能夠被接受，但是這被用戶認(rèn)為是不利的
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，至少部分地排除現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，并且尤其針對低的調(diào)光度改進(jìn)至少一個(gè)發(fā)光二極管的照明特性，尤其是更強(qiáng)地將所述照明特性線性化。所述目的根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求所述的特征來實(shí)現(xiàn)。尤其能夠在從屬權(quán)利要求中得出優(yōu)選的實(shí)施形式。所述目的通過一種用于驅(qū)動至少一個(gè)發(fā)光二極管的方法來實(shí)現(xiàn)，其中至少一個(gè)發(fā)光二極管至少在一些范圍內(nèi)借助于脈沖密度調(diào)制來驅(qū)動，其中根據(jù)用于要由至少一個(gè)發(fā)光二極管所輻射的光能量的期望值(“光能量期望值”)、尤其是調(diào)光度在預(yù)設(shè)的間隔持續(xù)時(shí)間內(nèi)設(shè)置相同的電流脈沖的數(shù)量。因此，換言之，電流脈沖的數(shù)量能夠根據(jù)所期望的光能量期望值變化，并且尤其能夠通過產(chǎn)生最小偏差的數(shù)量來接近所述期望值。通過新型脈沖密度調(diào)制能夠以簡單的方式尤其改進(jìn)所設(shè)置的光能量期望值和實(shí)際上達(dá)到的實(shí)際值之間的線性關(guān)系，更確切地說，尤其對于低的調(diào)光度而言。在此，脈沖密度調(diào)制得益于由于電流脈沖的一致性而良好地已知每電流脈沖由至少一個(gè)發(fā)光二極管所產(chǎn)生的光能量，更確切地說即使不知道電流脈沖的形狀。換言之，調(diào)光度能夠精確限定地逐級地變化并且能夠嚴(yán)重降低非線性。尤其能夠顯著地降低在光能量期望值、尤其是期望調(diào)光度和例如為實(shí)際調(diào)光度的相關(guān)的光能量實(shí)際值之間的相對誤差。逐級性和剩余的非線性能夠通過電流脈沖的大小或接通持續(xù)時(shí)間來簡單地進(jìn)行設(shè)置。脈沖密度調(diào)制也能夠通過慢速的電流源應(yīng)用。調(diào)光度尤其能夠視為是關(guān)于用于為至少一個(gè)發(fā)光二極管饋電的最大電流值或者由至少一個(gè)發(fā)光二極管所輻射的光的亮度值的成比例的光能量值、電流值和/或成比例的亮度值。但是，光能量期望值也能夠包括其他參數(shù)，例如電功率。一個(gè)設(shè)計(jì)方案是，所述方法包括尤其在較高的調(diào)光度或者朝向較高的調(diào)光度的情況下的脈沖寬度調(diào)制(在所述脈沖寬度調(diào)制中尤其是根據(jù)所期望的調(diào)光度設(shè)置電流脈沖的接通持續(xù)時(shí)間)和尤其在較低的調(diào)光度或者朝向較低的調(diào)光度的情況下的脈沖密度調(diào)制之間進(jìn)行切換。由此能夠?qū)⒐ぷ髂Ｊ絾为?dú)地匹配于發(fā)光二極管的不同的工作范圍，尤其匹配于不同的調(diào)光范圍。用于例如10%或更多的較高的調(diào)光度的脈沖寬度調(diào)制的應(yīng)用在那里可實(shí)現(xiàn)尤其簡單地激勵(lì)至少一個(gè)光源或者為至少一個(gè)光源饋電，更確切地說，直到未調(diào)光的狀態(tài)。特別地，能夠在脈沖寬度調(diào)制和脈沖密度調(diào)制之間進(jìn)行切換，使得脈沖寬度調(diào)制和脈沖密度調(diào)制在相關(guān)的切換點(diǎn)上達(dá)到至少大致相同的光強(qiáng)度、光能量、亮度等和/或相同的精度。另一設(shè)計(jì)方案是，當(dāng)達(dá)到或者超過相應(yīng)于脈沖寬度調(diào)制的電流脈沖的最短接通持續(xù)時(shí)間的調(diào)光度時(shí)實(shí)施切換，電流脈沖在所述最短接通持續(xù)時(shí)間內(nèi)達(dá)到其額定電流。因此，尤其能夠在所述調(diào)光度之上應(yīng)用脈沖寬度調(diào)制，并且在所述調(diào)光度之下應(yīng)用脈沖密度調(diào)制。在此利用當(dāng)不再達(dá)到相關(guān)的單獨(dú)的電流脈沖的額定電流時(shí)，盡管絕對偏差變小，但是在期望調(diào)光度和實(shí)際調(diào)光度之間的線性關(guān)系在脈沖寬度調(diào)制的情況下顯著變差。反之表明，應(yīng)用脈沖密度調(diào)制的尤其多個(gè)、相對較短或者較小的電流脈沖來改進(jìn)線性關(guān)系。另一設(shè)計(jì)方案是，用于為至少一個(gè)發(fā)光二極管饋電的電流源具有上升時(shí)間常數(shù)，所述上升時(shí)間常數(shù)與脈沖寬度調(diào)制的周期持續(xù)時(shí)間相比更短，尤其為脈沖寬度調(diào)制的周期持續(xù)時(shí)間的0.01倍或者O.1倍。由此，對于調(diào)光度的寬的范圍而言能夠應(yīng)用具有足夠好的線性的簡單的且無級的脈沖寬度調(diào)制。上升時(shí)間常數(shù)是脈沖寬度調(diào)制的周期持續(xù)時(shí)間的0.0l倍至0.1倍的情況具有下述優(yōu)點(diǎn):因此在周期持續(xù)時(shí)間內(nèi)能夠在通常情況下相當(dāng)于大約三個(gè)上升時(shí)間常數(shù)的持續(xù)時(shí)間之后達(dá)到穩(wěn)態(tài)。上升時(shí)間常數(shù)尤其能夠是電流源所需的以達(dá)到是額定電流0.5倍的電流值，或者優(yōu)選以達(dá)到相當(dāng)于額定電流0.63倍的電流值(l-1/e)的持續(xù)時(shí)間。另一設(shè)計(jì)方案是，所述方法包括在較高的調(diào)光度的情況下的脈沖寬度調(diào)制和較低的調(diào)光度的情況下的脈沖密度調(diào)制之間進(jìn)行切換。由此得出下述優(yōu)點(diǎn):能夠以下述調(diào)光度驅(qū)動至少一個(gè)發(fā)光二極管，在所述調(diào)光度的情況下電流水平調(diào)制的(連續(xù)施加的)電流水平位于其下閾值之下。在此利用:為了無損壞地驅(qū)動，多個(gè)發(fā)光二極管需要以至少下閾值的電流水平來進(jìn)行饋電。然而，也能夠已經(jīng)在電流水平或者調(diào)光度的值較高的情況下來實(shí)施脈沖密度調(diào)制，其中脈沖密度調(diào)制與電流水平調(diào)制相比實(shí)現(xiàn)更高的精度。另一設(shè)計(jì)方案是，脈沖密度調(diào)制的至少一個(gè)電流脈沖的脈沖持續(xù)時(shí)間或者接通持續(xù)時(shí)間小于或者等于用于為至少一個(gè)發(fā)光二極管饋電的電流源、例如驅(qū)動器的上升時(shí)間常數(shù)。在接通持續(xù)時(shí)間顯著更長的情況下，顯著地限制每個(gè)間隔或周期的脈沖的數(shù)量，進(jìn)而顯著地限制調(diào)光度的(離散的)數(shù)量。又一設(shè)計(jì)方案是，脈沖密度調(diào)制的至少一個(gè)電流脈沖的接通持續(xù)時(shí)間位于用于為至少一個(gè)發(fā)光二極管饋電的電流源的上升時(shí)間常數(shù)的大約0.1倍和上升時(shí)間常數(shù)的大約10倍之間，尤其位于上升時(shí)間常數(shù)的0.3倍和上升時(shí)間常數(shù)的1.5倍之間。在接通持續(xù)時(shí)間顯著更長的情況下，顯著地限制每個(gè)間隔或周期的脈沖的數(shù)量，進(jìn)而顯著地限制調(diào)光度的(離散的)數(shù)量。在接通持續(xù)時(shí)間或者顯著更短的接通持續(xù)時(shí)間的情況下，開關(guān)需要快速的開閉器，這能夠?qū)е赂叩暮馁M(fèi)以及高頻干擾輻射。再一設(shè)計(jì)方案是，間隔持續(xù)時(shí)間在大約I μ s和大約IOms之間,尤其在大約0.5ms和大約IOms之間，其中包括端值。又一設(shè)計(jì)方案是，在具有至少一個(gè)發(fā)光二極管的連續(xù)的亮度或者光能量的切換點(diǎn)處實(shí)施切換，因此，通過切換不引起亮度階躍。因此，對于觀察者而言不會注意到兩種類型的激勵(lì)之間的過渡。又一設(shè)計(jì)方案是，基于至少一個(gè)電流脈沖的在切換的時(shí)間點(diǎn)確定的數(shù)量來確定脈沖密度調(diào)制的至少一個(gè)電流脈沖的脈沖持續(xù)時(shí)間和接通持續(xù)時(shí)間。換言之，首先能夠確定地預(yù)設(shè)用于切換的脈沖密度調(diào)制的電流脈沖的數(shù)量，并且在得知電流脈沖的數(shù)量的情況下確定所述電流脈沖的接通持續(xù)時(shí)間或者脈沖持續(xù)時(shí)間，使得盡可能連續(xù)地進(jìn)行過渡。適宜的脈沖持續(xù)時(shí)間例如能夠借助于適宜的特征曲線來確定。替選地，脈沖持續(xù)時(shí)間能夠借助于傳感器系統(tǒng)(例如光傳感器)以及例如控制回路來進(jìn)行設(shè)置，使得盡可能連續(xù)地進(jìn)行過渡。一個(gè)替選的設(shè)計(jì)方案是，在脈沖寬度調(diào)制和脈沖密度調(diào)制之間過渡時(shí)，確定地預(yù)設(shè)脈沖密度調(diào)制的電流脈沖的脈沖持續(xù)時(shí)間或者接通持續(xù)時(shí)間并且設(shè)置電流脈沖的數(shù)量，使得盡可能連續(xù)地或者以盡可能小的階躍進(jìn)行過渡。例如能夠在得知在過渡點(diǎn)處的亮度或光能量的情況下或者在得知通過電流脈沖產(chǎn)生的光能量的情況下通過將由電流脈沖產(chǎn)生的光能量與作為變量的電流脈沖的數(shù)量相乘來確定電流脈沖的適宜的數(shù)量。替選地，脈沖密度調(diào)制的電流脈沖的數(shù)量以及脈沖持續(xù)時(shí)間或接通持續(xù)時(shí)間能夠作為兩個(gè)量值的變型或最佳組合來確定。必要時(shí)，在為參數(shù)中的至少一個(gè)預(yù)設(shè)的邊界值之內(nèi)。特別地，在過渡點(diǎn)處的每周期持續(xù)時(shí)間的脈沖密度調(diào)制的電流脈沖的數(shù)量是電流脈沖的最大數(shù)量。通過進(jìn)一步調(diào)光來降低電流脈沖的數(shù)量。因此，電流脈沖的最大數(shù)量也相當(dāng)于可通過脈沖密度調(diào)制設(shè)置的亮度級的或者亮度水平的數(shù)量。又一設(shè)計(jì)方案是，對于多組不同顏色的發(fā)光二極管而言并行地實(shí)施所述方法。所述組中的每個(gè)能夠具有相同顏色的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管。在此，由發(fā)光二極管輻射的(混合)光具有期望復(fù)合色坐標(biāo)。由于將激勵(lì)類型單獨(dú)地匹配于不同的工作狀態(tài)，能夠簡化使復(fù)合色坐標(biāo)符合用于低的調(diào)光度，其中所述不同的工作狀態(tài)尤其可通過特別是調(diào)光度的光能量期望值的不同的范圍來區(qū)分。所述目的也通過一種照明裝置來實(shí)現(xiàn)，所述照明裝置具有至少一個(gè)發(fā)光二極管和用于為至少一個(gè)發(fā)光二極管饋電的至少一個(gè)驅(qū)動器，其中照明裝置設(shè)計(jì)為用于實(shí)施如上所述的方法。


在下面的附圖中根據(jù)實(shí)施例示意地更詳細(xì)地說明本發(fā)明。在此，為了可視性，相同的或者起相同作用的元件能夠設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。圖1示出針對相對慢速的電流源的、經(jīng)過至少一個(gè)發(fā)光二極管的、歸一化到額定電流的脈沖寬度調(diào)制的電流I與以任意時(shí)間單位的時(shí)間t之間的相關(guān)性的曲線圖；圖2示出針對相對快速的電流源的、經(jīng)過至少一個(gè)發(fā)光二極管的、歸一化到額定電流的脈沖寬度調(diào)制的電流I與以任意時(shí)間單位的時(shí)間t之間的相關(guān)性的曲線圖；圖3示出針對具有較長的接通持續(xù)時(shí)間的相對慢速的電流源的、經(jīng)過至少一個(gè)發(fā)光二極管的、歸一化到額定電流的脈沖寬度調(diào)制的電流I與以任意時(shí)間單位的時(shí)間t之間的相關(guān)性的曲線圖；圖4示出針對具有較短的接通持續(xù)時(shí)間的相對慢速的電流源的、經(jīng)過至少一個(gè)發(fā)光二極管的、歸一化到額定電流的脈沖寬度調(diào)制的電流I與以任意時(shí)間單位的時(shí)間t之間的相關(guān)性的曲線圖；圖5示出針對位于上升時(shí)間常數(shù)t_PSU之上的電流源的接通持續(xù)時(shí)間的、圖4中的具有其脈沖寬度調(diào)制連同替選的脈沖密度調(diào)制一起的曲線圖；圖6示出針對位于上升時(shí)間常數(shù)t_PSU之下的電流源的接通持續(xù)時(shí)間的、脈沖寬度調(diào)制連同替選地脈沖密度調(diào)制的曲線圖；和圖7示出用于實(shí)施脈沖密度調(diào)制的LED照明裝置。
具體實(shí)施例方式圖1示出經(jīng)過一個(gè)LED的或多個(gè)LED (未示出)的、歸一化到額定電流In=I的、脈沖寬度調(diào)制的電流I與以任意時(shí)間單位的時(shí)間t之間的相關(guān)性的曲線圖，更確切地說針對相對慢速的電流源而言。一個(gè)單獨(dú)的電流脈沖P的PWM周期或周期持續(xù)時(shí)間T在此為約10個(gè)時(shí)間單位。周期持續(xù)時(shí)間T尤其能夠在O. 5ms和IOms之間。電流脈沖P的接通持續(xù)時(shí)間tl和斷開持續(xù)時(shí)間t2 (=T-tl)都具有正好5個(gè)時(shí)間單位的期望值，以至于相應(yīng)于期望調(diào)光度的期望脈沖占空比tl/T或者tl/ (tl+t2)在理想情況下為50%。然而，由于電流源的在此為O. 5個(gè)時(shí)間單位的不可忽略的(上升)時(shí)間常數(shù)t_PSU，實(shí)際上的(實(shí)際)調(diào)光度僅為46%，這相應(yīng)于大約8%的相對誤差。因此，由于電流源的惰性，調(diào)光度降低大約4%。圖2示出針對具有大約O.1個(gè)時(shí)間單位的t_PSU的相對快速的電流源的、類似于圖1的曲線圖。因此，關(guān)于調(diào)光度的相對誤差小到可忽略不計(jì)。圖3示出針對相對慢速的電流源的、類似于圖1的曲線圖，其中期望接通持續(xù)時(shí)間tl現(xiàn)在為八個(gè)時(shí)間單位，相應(yīng)于80%的期望調(diào)光度。然而，實(shí)際上的(實(shí)際)調(diào)光度僅為80%-4%=76%，這相應(yīng)于大約5%的相對誤差。圖4示出針對相對慢速的電流源的、類似于圖1的曲線圖，其中期望接通持續(xù)時(shí)間tl現(xiàn)在為兩個(gè)時(shí)間單位，相應(yīng)于20%的期望調(diào)光度。然而，實(shí)際上的(實(shí)際)調(diào)光度僅為20%-4%=16%，這相應(yīng)于大約20%的相對誤差。如果在I=I處達(dá)到額定電流，那么調(diào)光度對于上述示例而言基本上恒定地降低4%的原因在于電流脈沖邊沿的在那里恒定的形狀。如果將調(diào)光度降低到20%之下，那么不再達(dá)到額定電流，并且邊沿變得更加陡。這將絕對誤差降低到4%之下，然而提高了相對誤差。如果例如一個(gè)時(shí)間單位的接通持續(xù)時(shí)間tl相應(yīng)于10%的期望調(diào)光度，那么實(shí)際調(diào)光度為7%，這相應(yīng)于3%的偏差，但是相應(yīng)于30%的相對誤差。類似地，O. 5或者O. 2個(gè)時(shí)間單位(5%或者2%的期望調(diào)光度)的接通持續(xù)時(shí)間tl相應(yīng)于3%或者1%的實(shí)際調(diào)光度。相關(guān)的相對誤差為40%或50%。圖5示出與圖4的曲線圖類似的曲線圖，所述類似的曲線圖具有帶有單獨(dú)的電流脈沖P的在那里示出的傳統(tǒng)類型的脈沖寬度調(diào)制，所述電流脈沖具有下述參數(shù)tl_min=l. 9個(gè)時(shí)間單位(相應(yīng)于19%的期望調(diào)光度)、15%的實(shí)際調(diào)光度和21%的相對誤差。tl_min理解為用于單獨(dú)的電流脈沖P的最短接通持續(xù)時(shí)間，電流脈沖在所述最短接通持續(xù)時(shí)間內(nèi)仍達(dá)到電流的額定值In=I。附加地，以虛線示出新型脈沖密度調(diào)制(PZM)。脈沖密度調(diào)制在10個(gè)時(shí)間單位的初始的周期持續(xù)時(shí)間T內(nèi)具有多個(gè)“降低的”電流脈沖p_red，所述電流脈沖沒有達(dá)到額定電流In并且由此達(dá)到還相對較陡的邊沿。脈沖寬度調(diào)制的周期持續(xù)時(shí)間T相當(dāng)于脈沖密度調(diào)制的間隔持續(xù)時(shí)間。在初始的周期持續(xù)時(shí)間T內(nèi)的降低的電流脈沖p_red的數(shù)量n_dim和接通持續(xù)時(shí)間tl_LLD或脈沖寬度都選擇為，使得在“過渡點(diǎn)”t=tl_min處，脈沖寬度調(diào)制和脈沖密度調(diào)制具有帶有21%的相同的相對誤差的、15%的相同的實(shí)際調(diào)光度。因此，(多個(gè))LED的特性、尤其是亮度特性在過渡點(diǎn)tl_min處是相同的，以至于在過渡點(diǎn)tl_min處的兩種調(diào)制類型之間的變換(例如PWM對于tl>tl_min或者對于tl>=tl_min,并且PZM對于tl〈=tl_min或者對于tl〈tl_min)對于觀察者而言不能夠通過亮度來察覺到。在所示出的示例中，在過渡點(diǎn)tl_min處的相同的特性通過n_dim=10的降低的電流脈沖來達(dá)到，所述電流脈沖分別具有脈沖寬度或者接通持續(xù)時(shí)間tl_LLD=t_PSU，進(jìn)而具有約O. 63的電流額定值In的電流水平I。如果尤其脈沖寬度調(diào)制的單獨(dú)的電流脈沖P的接通持續(xù)時(shí)間tl低于tl_min，那么調(diào)光度因此朝向極低的調(diào)光度下降，脈沖密度調(diào)制的降低的電流脈沖的應(yīng)用顯著地改進(jìn)了期望調(diào)光度和實(shí)際調(diào)光度之間的線性關(guān)系。為此，圖6示出具有接通持續(xù)時(shí)間tl=0. 95<tl_min=0. 5 ·1. 9個(gè)時(shí)間單位(相當(dāng)于圖5中的tl_min的一半)的傳統(tǒng)的單獨(dú)的PWM電流脈沖P，這相應(yīng)于6. 2%的實(shí)際調(diào)光度和35%的相對誤差。現(xiàn)在，單獨(dú)的電流脈沖P僅還達(dá)到額定電流的大約O. 85%。脈沖密度調(diào)制的降低的電流脈沖p_red的相應(yīng)地降低到n_dim=0. 5 · 10=5的數(shù)量得出7. 6%的改善的實(shí)際調(diào)光度和25%的改善的相對誤差，其中所述降低的電流脈沖的形狀與圖5中示出的降低的電流脈沖p_red相同(即調(diào)光度不變)。由于對的降低的電流脈沖P_red的脈沖頻率高于在脈沖寬度調(diào)制中的單獨(dú)的電流脈沖P，也不會察覺到閃爍。還可能的是,通過降低的電流脈沖p_red的兩個(gè)不同的數(shù)量n_dim來替代至今為止所應(yīng)用的PWM電流脈沖P。例如，借助tl=0. 4個(gè)時(shí)間單位(相應(yīng)于4%的期望調(diào)光度)的單獨(dú)的PWM電流脈沖P能夠?qū)崿F(xiàn)2%的實(shí)際調(diào)光度和50%的相對誤差。在應(yīng)用上述形狀的n_dim=2的降低的電流脈沖p_red的情況下，得出3%的實(shí)際調(diào)光度和25%的相對誤差。在應(yīng)用n_dim=3的降低的電流脈沖p_red的情況下,得出4. 5%的實(shí)際調(diào)光度和僅13%的相對誤差。因此，(多個(gè))LED的期望調(diào)光度和實(shí)際調(diào)光度或者亮度之間的線性關(guān)系能夠如下改進(jìn)，即具有單獨(dú)的電流脈沖P的對于tl>大約tl_min的脈沖寬度調(diào)制在大約tl_min時(shí)起切換到對于tl〈大約tl_min的脈沖密度調(diào)制，其中根據(jù)第二模式的脈沖寬度調(diào)制按照調(diào)光度具有一個(gè)或多個(gè)降低的電流脈沖P_red，并且反之亦然。通常，降低的電流脈沖p_red的接通持續(xù)時(shí)間tl_LLD=t_PSU能夠通過亮度或者光能量在過渡點(diǎn)tl_min連續(xù)地過渡的要求來確定，并且接下來通過降低的電流脈沖p_red的接通持續(xù)時(shí)間tl_LLD和/或最佳的數(shù)量n_dim來接近期望調(diào)光度。在此，從一個(gè)LED或多個(gè)LED中發(fā)射的光量與n_dim · tl_LLD成比例。如從示例中可見的是，在低的調(diào)光度的情況下的相對誤差能夠通過應(yīng)用脈沖密度調(diào)制來顯著地降低。因此，在低的調(diào)光度的情況下的線性關(guān)系能夠明顯地升高。對于多個(gè)不同類型的、尤其不同顏色的LED而言，能夠分開實(shí)施脈沖密度調(diào)制。不同類型的LED的激勵(lì)尤其能夠以同步的方式或者以協(xié)同的方式來進(jìn)行。特別地，對于不同類型的LED，間隔持續(xù)時(shí)間能夠是相同的。此外，通過脈沖密度調(diào)制實(shí)現(xiàn)下述優(yōu)點(diǎn)-即使在極低的調(diào)光度(0%〈t/T〈10%)的情況下也不可見閃爍。甚至能夠達(dá)到具有足夠精確的線性關(guān)系的低于1%的調(diào)光度。-電流源的時(shí)間常數(shù)t_PSU能夠比為了達(dá)到低的調(diào)光度(tl/T〈10%，尤其〈2%)所必需的PWM接通持續(xù)時(shí)間tl_LLD更長。-即使在大的時(shí)間常數(shù)t_PSU的情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)直到低于10%調(diào)光度(尤其在1%和10%之間)的線性調(diào)光特性，這尤其對于顏色混合控制是有利的。圖7示出用于實(shí)施脈沖密度調(diào)制和尤其上述方法的可能的LED發(fā)光裝置I。LED發(fā)光裝置I具有電網(wǎng)接口 2，所述電網(wǎng)接口在此示例地為三個(gè)驅(qū)動器3a、3b、3c供電。三個(gè)驅(qū)動器3a、3b、3c分別為發(fā)光二極管4a、4b、4c饋電，所述發(fā)光二極管發(fā)射不同顏色的光、例如紅色、綠色或者藍(lán)色。驅(qū)動器3a、3b、3c能夠分別根據(jù)上述方法來激勵(lì)與其相關(guān)聯(lián)的發(fā)光二極管4a、4b或4c。驅(qū)動器3a、3b、3c能夠相互協(xié)同，使得所述驅(qū)動器激勵(lì)分別與其相關(guān)聯(lián)的發(fā)光二極管4a、4b或4c，使得接近或者設(shè)置、尤其是調(diào)節(jié)通過發(fā)光二極管4a、4b或4c產(chǎn)生的混合光的所期望的復(fù)合色坐標(biāo)。照明裝置I例如能夠是燈或者照明設(shè)備。不言而喻，本發(fā)明不局限于所示出的實(shí)施例。對于尤其有效地接近期望調(diào)光度而言例如能夠有利的是:tl_LLD〈t_PSU。附圖標(biāo)記列表ILED照明裝置2電網(wǎng)接口3a驅(qū)動器3b驅(qū)動器3c驅(qū)動器4a發(fā)光二極管4b發(fā)光二極管 4c發(fā)光二極管I電流In額定電流T周期持續(xù)時(shí)間P電流脈沖t時(shí)間tl接通持續(xù)時(shí)間t2斷開持續(xù)時(shí)間tl_min 過渡點(diǎn)t_PSU 上升時(shí)間常數(shù)p_red 降低的電流脈沖n_dim 電流脈沖的數(shù)量tl_LLD 接通持續(xù)時(shí)間
權(quán)利要求
1.用于驅(qū)動至少一個(gè)發(fā)光二極管(4a，4b，4c)的方法，其中所述至少一個(gè)發(fā)光二極管(4a，4b，4c)至少在一些范圍內(nèi)借助于脈沖密度調(diào)制來驅(qū)動，在所述脈沖密度調(diào)制中根據(jù)光能量期望值、尤其是調(diào)光度在預(yù)設(shè)的間隔持續(xù)時(shí)間(T)內(nèi)設(shè)置相同的電流脈沖(p_red)的數(shù)量(n_dim)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法包括在較高的調(diào)光度的情況下的脈沖寬度調(diào)制和較低的調(diào)光度的情況下的所述脈沖密度調(diào)制之間進(jìn)行切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中當(dāng)達(dá)到或者超過相應(yīng)于所述脈沖寬度調(diào)制的所述電流脈沖(P)的最短接通持續(xù)時(shí)間(tl_min)的調(diào)光度時(shí)，實(shí)施切換，所述電流脈沖(P)在所述最短接通持續(xù)時(shí)間內(nèi)達(dá)到其額定電流(In)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中用于為所述至少一個(gè)發(fā)光二極管饋電的電流源具有上升時(shí)間常數(shù)(t_PSU)，所述上升時(shí)間常數(shù)與所述脈沖寬度調(diào)制的周期持續(xù)時(shí)間(T)相比更短，尤其為所述脈沖寬度調(diào)制的周期持續(xù)時(shí)間的0.0l倍至0.1倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法包括在較高的調(diào)光度的情況下的電流水平調(diào)制和較低的調(diào)光度的情況下的所述脈沖密度調(diào)制之間進(jìn)行切換。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所述脈沖密度調(diào)制的至少一個(gè)所述電流脈沖的接通持續(xù)時(shí)間(tl_LLD)小于或等于用于為所述至少一個(gè)發(fā)光二極管饋電的電流源的上升時(shí)間常數(shù)(t_PSU)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所述脈沖密度調(diào)制的至少一個(gè)所述電流脈沖的接通持續(xù)時(shí)間(tl_LLD)位于用于為所述至少一個(gè)發(fā)光二極管饋電的電流源的上升時(shí)間常數(shù)(t_PSU)的大約0.1倍和所述上升時(shí)間常數(shù)(t_PSU)的大約10倍之間，尤其位于所述上升時(shí)間常數(shù)(t_PSU)的0.3倍和所述上升時(shí)間常數(shù)(t_PSU)的1.5倍之間。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所述間隔持續(xù)時(shí)間(T)為大約Iμ s和大約IOms之間，尤其為大約0.5ms和大約IOms之間。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中在具有所述至少一個(gè)發(fā)光二極管的連續(xù)的亮度的切換點(diǎn)處實(shí)施切換。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述脈沖密度調(diào)制的至少一個(gè)所述電流脈沖的所述接通持續(xù)時(shí)間(tl_LLD)基于所述至少一個(gè)電流脈沖的在所述切換的時(shí)間點(diǎn)確定的數(shù)量(n_dim)來確定。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中對于多組不同顏色的發(fā)光二極管(4a，4b，4c)而言并行地實(shí)施所述方法，其中由所述發(fā)光二極管(4a，4b，4c)輻射的光具有期望復(fù)合色坐標(biāo)。
12.照明裝置(I)，具有至少一個(gè)發(fā)光二極管(4a，4b, 4c)和用于為所述至少一個(gè)發(fā)光二極管(4a，4b，4c)饋電的至少一個(gè)驅(qū)動器(3a，3b，3c)，其中所述照明裝置(I)設(shè)計(jì)為用于實(shí)施根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法。
全文摘要
一種用于驅(qū)動至少一個(gè)發(fā)光二極管(4a，4b，4c)的方法，其中至少一個(gè)發(fā)光二極管(4a，4b，4c)至少在一些范圍內(nèi)借助于脈沖密度調(diào)制來驅(qū)動，在所述脈沖密度調(diào)制中根據(jù)光能量期望值、尤其是調(diào)光度在預(yù)設(shè)的間隔持續(xù)時(shí)間(T)內(nèi)來設(shè)置相同的電流脈沖(p_red)的數(shù)量(n_dim)。照明裝置(1)構(gòu)造有至少一個(gè)發(fā)光二極管(4a，4b，4c)和用于為至少一個(gè)發(fā)光二極管(4a，4b，4c)饋電的至少一個(gè)驅(qū)動器(3a，3b，3c)，其中照明裝置(1)設(shè)計(jì)為用于實(shí)施所述方法。
文檔編號H05B33/08GK103081565SQ201180041375
公開日2013年5月1日 申請日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者托比亞斯·弗羅斯特, 斯特凡·洛倫茨 申請人:歐司朗股份有限公司