[發明專利]需求側啟動的可調光LED燈

有效

• 申請號: 201380074408.7
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN105379423B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 杰弗瑞·文-太·舒;張文滕;李昌宏
• 申請（專利權）人: LT照明（臺灣）有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 朱勝,陳煒

技術領域

本發明涉及可調光LED燈，更具體地涉及需求側可調光LED燈。

背景技術

調光器是可以通過改變燈的功耗來改變燈的光發射的裝置。諸如熒光燈的某些燈沒有商用調光器，因此，它們的功耗和亮度保持相對恒定。諸如白熾燈的其他燈可以由簡單的調光器電路系統來調光。

這些調光器的主要部件(通常為可控硅整流器(即，SCR)或交流用三極管(即，TRIAC))通過由電阻器(諸如可變電阻器)設置的電阻來激活，以在AC電力循環的一部分內產生周期性電流抑制。該周期性電流抑制包括減少向白熾燈的燈絲的電力供應，從而降低白熾燈的光(即，熱)功率，并且從而降低燈亮度。

由于由調光器的激活而導致的發熱功率降低，因此燈絲溫度降低。燈絲的黑體輻射功率(此后，光發射)對于其溫度非常敏感。每個白熾燈被設計為針對該溫度參數進行優化。與其最優條件的小偏差會導致光發射大大減少。因此，白熾燈的功耗的小降低會導致亮度不成比例地大大降低。換言之，相比于功耗降低，這些調光器通常成比例地更多降低白熾燈的亮度。例如，一些調光器可以通過降低原始功耗的僅10％來將亮度降低至原始水平的10％。因而，相比于具有100％的功率利用率，90％的功率利用率僅產生10％的亮度。從節能的觀點來看，這不是期望的性能。

商用的可調光LED燈通常用脈寬調制(PWM)和/或TRIAC子系統來制造。可調光LED燈還可以包括更多一些的子系統，包括：1)能源，諸如電源或電池；2)包括至少一個LED的LED照明子系統；以及3)對向LED照明子系統供給的電流(電壓)進行調整的恒流(或恒壓)驅動集成電路(IC)。電源可以與PWM(或TRIAC)模塊組合以變成PWM(或TRIAC)修改的電源。

PWM子系統將輸入功率修改成具有調整占空比因子的周期性脈沖電流的形式。調整占空比因子的水平導致輸入到LED照明子系統中的相應的(所謂的“有效的”)電流水平。該電流水平(并且從而該脈沖電流的占空比因子)使LED照明子系統產生相應的光發射水平。PWM的占空比因子由包括可變電阻器的電路系統來控制，該可變電阻器具有由旋鈕(knob)或其他控制器控制的可調電阻。為了對LED燈進行調光，可以使用旋鈕來調節可變電阻器以調整PWM的占空比因子，從而產生期望的照明水平，由此實現期望的調光操作。如在前面段落中所描述的，TRIAC執行周期性的輸入電流抑制，從而也對“有效的”輸入功率進行調整。

如上所述，可調光LED燈的商用設計都包括復雜的PWM電路系統或TRIAC；對提供給燈的功率水平進行調整。簡言之，這些調光器將(來自供應側的)功率抑制至調整水平，然后在不改變LED照明子系統(即“燈泡”)的任何部分的情況下，將該功率以調整水平遞送至照明子系統(或所謂的燈泡)。從而，在該專利公開內容中將這些調光器分類為“供應側啟動的調光器”或“供應側調光器”。與“需求側啟動的調光器”或“需求側調光器”相對比，對該術語“供應側調光器”進行命名，“需求側啟動的調光器”或“需求側調光器”是在下文中將詳細描述的本發明的概念。

發明內容

如在背景技術部分中所闡述的，可調光LED燈的所有常規設計包括PWM模塊和/或TRIAC，其對占空比因子進行調整以向燈供電；并且對來自供應側的功率量進行調整。另一方面，本文中所描述的實施例不利用任何占空比因子修改或調整。從而，不需要PWM或TRIAC。

該專利公開內容展現了從需求側對功耗量進行調整的原理。簡言之，本文中所描述的實施例將LED燈(“燈泡”)從具有一個(即，較高的)功率需求水平的一個網絡配置變換成另一(即，較低的)功率需求網絡配置。在這樣做時，其導致具有關聯的(即，較低的)功耗的變化的(即，較低的)照明水平，從而實現調光操作。因此，將這些可調光LED燈命名為“需求側啟動的可調光LED燈”或“需求側可調光LED燈”。本公開內容還描述了新穎的實施例以及對于需求側控制的可調光LED燈的廉價設計。

如將在具體實施方式部分中描述的，利用所公開的原理構建的所有原型被驗證具有節能特性，使得光發射的減少導致功耗成比例地大大降低。此外，所設計的原型的基本模型(即，利用本文中所公開的原理的可調光LED燈)僅涉及包括下列中的一些元件的網絡：1)(一個或多個)LED、2)(一個或多個)電阻器、3)(一個或多個)可變電阻器、和/或4)(一個或多個)開關。從而，這些可調光燈不僅提供節能，而且還可以總體上比常規的可調光LED燈更加價格實惠。