[發(fā)明專利]控制照明裝置的方法，照明控制器和照明系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480016010.2
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN105191496A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張賢輝;M·哈佛拉格;付杰;劉軍胡;王山;徐淑;P·A·杜伊內(nèi);H·J·G·蓋侖
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08;G09G3/34
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 李輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及照明系統(tǒng)，特別是多通道光系統(tǒng)的控制。多通道可以例如提供顏色混合和顏色溫度控制，雖然其他效果也可以通過使用多個(gè)獨(dú)立可控光源獲得。

背景技術(shù)

當(dāng)前的多通道LED光源，諸如被稱為“智能TLED”的飛利浦系統(tǒng)，面臨分配給驅(qū)動(dòng)器的空間有限的主要問題。這個(gè)系統(tǒng)通過獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)紅色、綠色和藍(lán)色LED產(chǎn)生白光。在實(shí)踐中，綠色LED利用天然藍(lán)色LED和綠色磷光體層。該系統(tǒng)產(chǎn)生具有非常高的效率的暖白光。此外，多通道LED驅(qū)動(dòng)器也在LED模塊或LED燈具中遇到，其中不同通道用于產(chǎn)生用于一般照明和任務(wù)照明的單獨(dú)光束，或單獨(dú)的LED串被用來由單個(gè)燈具產(chǎn)生冷白或暖白光。

在當(dāng)前的系統(tǒng)中，該系統(tǒng)需要單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)器用于模塊的不同LED。將會(huì)出現(xiàn)問題，因?yàn)橛糜诠庠打?qū)動(dòng)器的可用空間被固定以滿足傳統(tǒng)光源的需要，所述光源通常包括一個(gè)或至多兩個(gè)通道，具有有限的功能，例如調(diào)光功能。具有WW/CW，RGB或更多通道的多通道光源具有總峰值功率以及總空間消耗，其是對于每個(gè)通道的要求的組合。為了將驅(qū)動(dòng)器壓縮到小的空間內(nèi)，基本性能不得不被犧牲，例如功率因數(shù)或效率，但是這一般不能被產(chǎn)品設(shè)計(jì)師所接受。因此，存在使驅(qū)動(dòng)電路小型化，而不會(huì)折中系統(tǒng)性能的需求。

在一般情況下，在多通道系統(tǒng)中，每個(gè)通道并不總是在最大功率運(yùn)行。在許多情況下，脈沖寬度調(diào)制(PWM)被用于控制一個(gè)通道上的功率，這意味著該通道的功率僅在某一小部分時(shí)間期間被汲取。因此，當(dāng)它們在相同的時(shí)間重疊時(shí)，在任何特定時(shí)間的最大總功率由每個(gè)通道的峰值功率疊加獲得。

圖1示出了傳統(tǒng)的多通道照明系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路。三個(gè)LED負(fù)載10，11，12被示出，其可以例如具有三種不同顏色的輸出。每個(gè)由各自的驅(qū)動(dòng)器20，21，22來驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器基本上包括開關(guān)模式電源(SMPS)或?qū)崿F(xiàn)PWM控制的線性驅(qū)動(dòng)器。存在包括功率因數(shù)校正的全局AC-DC轉(zhuǎn)換器14，和對實(shí)際光源本身是遠(yuǎn)程的全局控制器16。全局控制器16提供命令給本地驅(qū)動(dòng)器20，21，22來控制LED負(fù)載的操作。

本發(fā)明的實(shí)施例特別涉及各個(gè)驅(qū)動(dòng)器20，21，22的控制。

已知的控制方法參照圖2被描述，其示出了被三個(gè)名為“通道1”，“通道2”和“通道3”的LED負(fù)載汲取的電流定時(shí)。

每個(gè)通道使用LED負(fù)載的PWM信號控制，具有相同的PWM周期頻率。在每個(gè)PWM周期開始時(shí)，每個(gè)通道以高脈沖開始，其持續(xù)時(shí)間確定光輸出。因此，所有三個(gè)通道在同一時(shí)間被激活，在每個(gè)PWM周期的開始給出高功率需求。

對于每個(gè)通道，最大功率是例如15W。上述控制方法供給45W的總功率。輸出功率振幅為0瓦到45瓦，具有45W、30W、15W、0W四個(gè)可能的值。

有三種已知的方法可以確保遞送足夠的峰值功率：

(i)使用較大的輸出電源。這可能不是物理上適配的。

(ii)使用高跨越頻率電源14，并添加大輸出電容器。交流-直流跨越頻率可以例如大約1kHz，以使得電容器可用于提供1毫秒的額外功耗。然而，這種方法降低了功率因數(shù)，并不能為LED系統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)所接受。

(iii)使用低跨越頻率電源以提高功率因數(shù)，并添加更大得多的輸出電容器。如果許多并聯(lián)LED被組裝在燈具內(nèi)部，功率因數(shù)必須例如高于0.9。在許多應(yīng)用中，總諧波失真(THD)的要求是低于20％。功率因數(shù)級和DC-DC轉(zhuǎn)換級通常被結(jié)合在一起，并且跨越頻率然后需要低于20Hz，以便實(shí)現(xiàn)足夠高的功率因數(shù)。這意味著需要大電容器來提供50ms的額外功耗。在這種情況下，電容器可能太大而不能安裝在單元內(nèi)。

如果能夠避免對每個(gè)通道的功率供應(yīng)的重疊，峰值功率將由單個(gè)通道內(nèi)的最高峰值電流獲得。在這種情況下，總峰值功率可以大大減少，從而為驅(qū)動(dòng)器提供空間和成本節(jié)省。