[發(fā)明專利]用于LED組件的控制單元以及照明系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210137512.3
• 申請(qǐng)日: 2010-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN102724792A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬克·澤斯;彼得魯斯·約翰內(nèi)斯·瑪麗亞·韋爾特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 艾杜雷控股有限公司
• 主分類號(hào): H05B37/02
• 分類號(hào): H05B37/02
• 代理公司: 北京金信立方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;鄧玉婷

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年4月9日，申請(qǐng)?zhí)枮?01080030266.0（國際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/NL2010/000065），發(fā)明名稱為“用于LED組件的控制單元以及照明系統(tǒng)”的國際申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種使用發(fā)光二極管的照明系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，在建筑以及娛樂照明應(yīng)用中，越來越多地使用基于發(fā)光二極管（LED）的固態(tài)照明。LED或者LED單元與白熾燈照明相比具有更多優(yōu)點(diǎn)，如更高的電能到光能的轉(zhuǎn)換效率，更快和更精確的照明強(qiáng)度及色彩控制。為了實(shí)現(xiàn)由極暗至極亮的光輸出的這種強(qiáng)度和色彩的精確控制，需要對(duì)流經(jīng)LED的正向電流流動(dòng)進(jìn)行精確控制。

為了提供流經(jīng)LED或多個(gè)LED的所述正向電流，可以使用轉(zhuǎn)換器（或者調(diào)節(jié)器，如線性調(diào)節(jié)器）。舉例來說這樣的轉(zhuǎn)換器可為降壓、升壓或降壓-升壓轉(zhuǎn)換器。這樣的轉(zhuǎn)換器還被稱為開關(guān)式電源。這樣的電源能夠給LED單元提供大致上恒定的電流。當(dāng)這樣的LED單元包括不同顏色的LED時(shí)，可通過改變單元中的不同LED的強(qiáng)度來調(diào)整由LED單元提供的最終顏色。這通常是通過改變不同LED的占空比來實(shí)現(xiàn)的。使LED以小于100%的占空比工作可通過選擇性地（隨著時(shí)間的推移）為LED提供電流，即為LED提供電流脈沖而不是提供連續(xù)的電流來實(shí)現(xiàn)的。隨著越來越多的如鹵素照明或燈泡的常規(guī)照明系統(tǒng)被使用發(fā)光二極管的照明系統(tǒng)所取代，重要的是，使這樣的照明系統(tǒng)高效地工作，以使與這種的照明系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的電能消耗最小化。通常情況下，照明系統(tǒng)適于在光照（照明）條件的范圍之內(nèi)工作（舉例來說，照明系統(tǒng)的亮度可被設(shè)定在一定范圍之內(nèi)）。就僅僅考慮照明系統(tǒng)的如在額定工作點(diǎn)處的效率而不是整個(gè)工作范圍或部分工作范圍中的效率來說，當(dāng)在特定條件下工作時(shí)（如相對(duì)于額定亮度的減弱的亮度），已知照明系統(tǒng)的功率損耗就變得重要了。

因此，本發(fā)明的第一個(gè)方案的目的在于提高使用LED的照明系統(tǒng)的效率。

已描述了通過基于時(shí)間的調(diào)制技術(shù)來驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED，如脈沖寬度調(diào)制、占空比調(diào)制算法等。因此，LED可按組劃分，其中每組LED例如具有其自身的燈光色彩，通過適合的具有一定占空比的調(diào)制技術(shù)來驅(qū)動(dòng)每組LED。在WO2006107199?A2中提供了上述情況的示例，其中LED或LED組串聯(lián)連接，所述LED或LED組分別設(shè)置有與組或每個(gè)LED并聯(lián)連接的自身的開關(guān)裝置。設(shè)置電流源以產(chǎn)生電流通過LED或LED組的串聯(lián)連接。關(guān)閉并聯(lián)開關(guān)將旁路LED或LED組以將其斷接。

在較低強(qiáng)度下，占空比越小，由于占空比的增大或減小而引起的強(qiáng)度變化變得相對(duì)越大。舉例說明，假設(shè)16比特的占空比信息，從FFFF（十六進(jìn)制）到FFFE（十六進(jìn)制）的減量提供了在百分比上的小的減少，因此使調(diào)光能夠平穩(wěn)，而例如由0009到0008的減量提供了在百分比上的較大的減少。可通過人眼的敏感性來突出此效應(yīng)，通常假設(shè)具有對(duì)數(shù)或相似的特性。因此，在較低強(qiáng)度等級(jí)以及較低占空比時(shí)，在占空比中的增量或減量將使得比在大的占空比時(shí)具有相對(duì)更加顯著的變化。因此，在較低強(qiáng)度下，與更大強(qiáng)度時(shí)相比，能夠獲得可能不太平穩(wěn)的強(qiáng)度變化。

因此，本發(fā)明的第二個(gè)方案的目的在于在較低強(qiáng)度下提供更高的調(diào)光分辨率。

發(fā)明內(nèi)容

依據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方案，提供一種用于LED組件的控制單元，所述LED組件包括第一LED單元和第二LED單元，所述LED單元串聯(lián)連接，在使用時(shí)，所述LED組件通過開關(guān)式電源供電，所述控制單元被設(shè)置為：

-接收表示LED組件的期望輸出特性的輸入信號(hào)，

-確定與開關(guān)式電源的額定電流相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)的第一LED單元和第二LED單元的第一占空比和第二占空比，用于提供期望的輸出特性，

-確定各個(gè)LED單元的第一占空比和第二占空比中的最大占空比，

-至少基于所述最大占空比來確定減小的電流，

-基于減小的電流或所述最大占空比來調(diào)節(jié)各個(gè)LED單元的第一占空比和第二占空比，

-基于經(jīng)調(diào)節(jié)的第一占空比和第二占空比以及減小的電流來提供用于LED組件以及開關(guān)式電源的輸出數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明中，LED單元被理解為包含一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管。當(dāng)所述LED單元包含多于一個(gè)的發(fā)光二極管時(shí)，所述二極管可以串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)組合連接。

LED組件被理解為包含多于一個(gè)的LED單元。