[發明專利]發光二極管照明系統及控制發光二極管照明系統的方法

有效

• 申請號: 201310120809.3
• 申請日: 2008-03-12
• 公開（公告）號: CN103209526A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 約翰·L·梅蘭松
• 申請（專利權）人: 塞瑞斯邏輯公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

本申請是分案申請，其原案申請的申請號為200880008121.3,申請日為2008年3月12日，發明名稱為功率因數校正控制數據由相位調制信號確定的照明系統。

技術領域

一般地，本發明是關于電子學和照明領域，更具體地，是關于根據相位調制信號的相位延遲來確定功率因數校正控制參數的系統和方法。

背景技術

商業上實用的白熾燈泡已經有一百多年的歷史。但也有其它光源有望用作白熾燈泡的商業上可行的替代品。LED(發光二極管)作為主流光源而特別有吸引力，部分原因是其通過高效光輸出而實現節能以及環境激勵，如減少汞的使用。

LED是半導體裝置，通過直流電驅動。LED的光輸出強度(即亮度)與通過LED的電流大致成正比。因而，增加LED的電流可以提高LED的亮度，降低電流則減弱亮度。電流可通過以下方式調節:直接將直流電平降至白色LED，或者通過占空比調節降低平均電流。

在使用光源的環境中調暗光源不僅可以節能，還能讓用戶將光源亮度調至要求的水平。許多設施如住房和建筑物等，部安裝有光源調節電路(以下簡稱調光器)。

圖1描述了照明系統100-其產生連接電壓V_LINK和驅動電流i_OUT來照亮光源102。交流(AC)電壓源101如發電站，可產生電源電壓V_電源，為照明系統100供電。電源電壓V_電源的特定頻率和均方根值(RMS)通常為地方化，在美國標稱為6OHz/12OVAC，在歐洲和其它地方是5OHz/23OVAC。照明系統100含有一個調光器104，用于產生原始相位調制信號V_{Φ_RAW}。整流器105調整原始相位調制信號V_{Φ_RAW}，形成整流的相位調制信號V_Φ。例如，整流器105是一個全橋二極管整流器。每個周期的相位調制信號V_Φ的相位延遲都表示一個特定的調光水平。調光器104可以為任意產生相位調制信號的常規調光器，如MelansonI所述的基于三端雙向可控硅(triac)的調光器。

照明系統100還包括一個光源驅動電路106，用于接收相位調制信號V_Φ。在至少一個實施例中，光源驅動電路106是帶有內部PFC開關(未顯示)的電源轉換器，開關用于控制功率因數校正(PFC)和相位調制信號V_Φ至連接電壓V_LINK的增壓。光源驅動電路106將調節光源驅動電流i_OUT，以響應相位調制信號V_Φ表示的調光水平。光源驅動電路106通過閉合和斷開光源驅動電流i_OUT，來調節光源驅動電流i_OUT，取得與相位調制信號V_Φ表示的調光水平對應的光源驅動電流平均值i_OUT。驅動電流i_OUT將使光源102發光，可調節驅動電流i_OUT改變光源102的亮度。這樣，光源驅動電路106嘗試調節驅動電流i_OUT，使得光源102減弱到相位調制信號V_Φ表示的水平上。

對基于LED的光源102，連接電壓V_LINK可以在400V或以上。為了調暗光源102，光源驅動電路106將降低控制信號C_S的占空比，從而，降低驅動電流i_OUT。燈光減弱后，光源102的功率需量便減少。當光源102的功率需量減少時，光源驅動電路106將降低內部開關(未顯示)的占空比，此開關控制相位調制信號電壓V_Φ至連接電壓V_LINK的增壓。不管功率需量是否減少，光源驅動電路106將保持連接電壓V_LINK在一個大致不變的水平上。盡管減弱光源102的功率需量較低，隨著光源驅動電路106繼續增壓連接電壓V_LINK至光源102全功率需量使用的電壓，106的整流效果穩步降低。例如，當光源驅動電路106的內部PFC開的占空比小于50%時，效率損耗就變得更加突出。