專利名稱：用于增加固態(tài)照明燈具的調(diào)光范圍的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及固態(tài)照明燈具的控制。更具體而言，本文公開的各種發(fā)明性方法和裝置涉及使用泄放電路選擇性地增加固態(tài)照明燈具的調(diào)光范圍。
背景技術(shù)：
數(shù)字或固態(tài)照明技術(shù)即基于半導(dǎo)體光源(如發(fā)光二級管(LED))的照明對于傳統(tǒng)熒光、HID和白熾燈提供了可行的替換。LED的功能優(yōu)點和益處包括高能量轉(zhuǎn)換和光學(xué)效率、持久、低操作成本等等。LED技術(shù)中的最近的進展已經(jīng)提供了有效并且魯棒的全譜光源，其在許多應(yīng)用中支持各種各樣的照明效果。體現(xiàn)這些光源的一些燈具的特征在于這樣一種照明模塊，該照明模塊包括一個或多個能夠產(chǎn)生不同的顏色(例如紅色、綠色和藍色)的LED以及用于獨立控制LED的輸出以便生成各種各樣的顏色和變色照明效果的處理器，例如，通過引用的方式并入本文的美國專利號6，016, 038和6，211，626中所詳述的。LED技術(shù)包括線路電壓供電的白光照明燈具,諸如從Philips Color Kinetics可獲得的ESSENTIALWHITE系列。這些燈具可以使用后沿調(diào)光器技術(shù)(諸如用于120VAC線路電壓的電子低壓(ELV)類型調(diào)光器)調(diào)光。許多照明應(yīng)用利用調(diào)光器。常規(guī)調(diào)光器在白熾(燈泡和鹵素)燈中工作良好。但是在包括緊湊型熒光燈(CFL)、使用電子變壓器的低壓鹵素燈以及固態(tài)照明(SSL)燈(諸如LED和0LED)的其他類型的電子燈中出現(xiàn)問題。具體而言，可以使用特殊調(diào)光器(諸如電低壓(ELV)型調(diào)光器或阻抗電容(RC)調(diào)光器)來調(diào)光使用電子變壓器的低壓鹵素燈，該調(diào)光器對于在輸入端具有功率因子修正(PFC)電路的負載工作是足夠的。常規(guī)調(diào)光器典型而言對于市電電壓信號的每個波形的一部分進行斬波，并且向照明燈具傳遞該波形的剩余部分。前沿或正相調(diào)光器對電壓信號波形的前沿進行斬波。后沿或反向調(diào)光器對電壓信號波形的后沿進行斬波。電子負載(諸如LED驅(qū)動器)典型而言利用后沿調(diào)光器操作得更好。白熾燈和其他常規(guī)阻抗性照明設(shè)備自然無差錯地響應(yīng)由相位斬波調(diào)光器所產(chǎn)生的斬波正弦波。相反，當LED和其他固態(tài)照明負載被放置在該相位斬波調(diào)光器上時，LED和其他固態(tài)照明負載可以招致大量問題，諸如低端壓降、三端雙向可控硅開關(guān)失敗，最小負載問題、高端閃爍和光輸出的大步幅。另外，當調(diào)光器處于它的最低設(shè)置時，固態(tài)照明負載所輸出的最小光相對高。例如，LED的低調(diào)光器設(shè)置光輸出可以是最大設(shè)置光輸出的15-30%，在低設(shè)置上這是不希望的高光輸出。該高光輸出進一步被人眼響應(yīng)在低光水平時非常敏感的事實加劇，使得光輸出顯得甚至更高。并且，常規(guī)相位斬波調(diào)光器可能具有最小負載要求，因而不能從電路簡單地去除LED負載。因此，存在如下需求，即當對應(yīng)的調(diào)光器被設(shè)置為低設(shè)置時降低由固態(tài)照明負載輸出的光，同時滿足相位斬波調(diào)光器的任意最小負載要求
發(fā)明內(nèi)容
本公開涉及用于當調(diào)光器的相位角或調(diào)光水平被設(shè)置為低設(shè)置時降低固態(tài)照明負載所輸出的光的發(fā)明方法和設(shè)備。通常，在一個方面，一種用于控制由處于低調(diào)光水平的固態(tài)照明負載所輸出的光水平的設(shè)備，包括與該固態(tài)照明負載并聯(lián)連接的泄放電路。該泄放電路包括串聯(lián)連接的電阻器和晶體管，該晶體管被配置為當由調(diào)光器設(shè)置的調(diào)光水平低于預(yù)定第一閾值時根據(jù)數(shù)字控制信號的占空比而接通或斷開，從而隨著該調(diào)光水平降低而減小該泄放電路的有效阻 抗。在另一方面,一種設(shè)備,包括具有響應(yīng)于調(diào)光器的相位角的光輸出的LED負載、檢測電路、開環(huán)功率轉(zhuǎn)換器和泄放電路。該檢測電路被配置為檢測該調(diào)光器相位角并且從脈沖寬度調(diào)制(PWM)輸出端口輸出PWM控制信號，該PWM控制信號具有基于檢測的調(diào)光器相位角確定的占空比。該開環(huán)功率轉(zhuǎn)換器被配置為從該調(diào)光器接收整流電壓并且向該LED負載提供與該整流電壓相對應(yīng)的輸出電壓。該泄放電路與該LED負載并聯(lián)連接并且包括電阻器以及具有連接到該PWM輸出端口以接收該PWM控制信號的柵極的晶體管。該晶體管響應(yīng)于該PWM控制信號的該占空比而接通或斷開，其中，該占空比的百分比隨著該檢測的調(diào)光器相位角減小到低于預(yù)定低調(diào)光閾值而增加，從而導(dǎo)致隨著該檢測的調(diào)光器相位角減小，該泄放電路的有效阻抗減小并且經(jīng)過該泄放電路的泄放電流增加。在又一個方面，提供了一種用于控制由調(diào)光器控制的固態(tài)照明負載輸出的光水平的方法，該固態(tài)照明負載與泄放電路并聯(lián)連接。該方法包括檢測該調(diào)光器的相位角；基于檢測的相位角確定數(shù)字控制信號的占空比百分比；并且使用該數(shù)字控制信號控制并聯(lián)泄放電路中的開關(guān)，該開關(guān)響應(yīng)于該數(shù)字控制信號的該占空比百分比而打開或閉合，以調(diào)整該并聯(lián)泄放電路的阻抗，該并聯(lián)泄放電路的該阻抗與該數(shù)字控制信號的該占空比百分比成反t匕。確定該占空比百分比包括當該檢測的相位角高于預(yù)定低調(diào)光閾值時確定該占空比百分比是百分之零；并且當該檢測的相位角低于該預(yù)定低調(diào)光閾值時根據(jù)預(yù)定函數(shù)計算該占空比百分比。該預(yù)定函數(shù)響應(yīng)于該檢測的相位角的減小而增加該占空比百分比。如這里為了本公開的目的而使用的，應(yīng)該將術(shù)語“LED”理解為包括任意電致發(fā)光二極管或能夠響應(yīng)于電信號來生成輻射的其他類型的基于載子注入/結(jié)的系統(tǒng)。因此，術(shù)語LED包括但不限于響應(yīng)于電流來發(fā)射光的各種基于半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)、發(fā)光聚合物、有機發(fā)光二極管(OLED)、電致發(fā)光帶等等。具體而言，術(shù)語LED涉及可以被配置為在紅外頻譜、紫外頻譜和可見光頻譜的各個部分的一個或多個中生成輻射(通常包括從大約400納米到大約700納米的輻射波長)的所有類型的發(fā)光二級管(包括半導(dǎo)體和有機發(fā)光二極管)。LED的一些示例包括但不限于各種類型的紅外LED、紫外LED、紅色LED、藍色LED、綠色LED、黃色LED、琥珀色LED、橙色LED和白色LED(下文進一步討論)。還應(yīng)該認識到LED可以被配置為和/或控制為生成用于給定頻譜(例如，窄帶、寬帶)的具有各種帶寬(例如，半高全寬(或FWHM))的輻射，以及給定通用色彩分類中的各種主波長。例如，被配置為生成基本上白色的光的LED的一個實現(xiàn)(例如，LED白色照明燈具)可以包括多個裸片，這些裸片分別發(fā)射不同的電致發(fā)光頻譜，不同的電致發(fā)光頻譜組合起來混合形成基本上白色的光。在另一個實現(xiàn)中，LED白色照明燈具可以與將具有第一頻譜的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換到不同的第二頻譜的磷光體材料相關(guān)聯(lián)。在該實現(xiàn)的一個示例中，具有相對短的波長和窄帶寬頻譜的電致發(fā)光“泵浦(pump) ”該磷光體材料，該磷光體材料轉(zhuǎn)而輻射具有更寬一些的頻譜的更長波長輻射。應(yīng)該理解，術(shù)語LED不限制LED的物理的和/或電氣的封裝類型。例如，如以上討論的，LED可以涉及具有多個裸片的單個發(fā)光器件，該多個裸片被配置為分別發(fā)射不同的輻射頻譜(例如，它們可以或可以不獨立可控制)。并且，LED可以與被視為LED(例如，一些類型的白色光LED)的組成部分的磷光體相關(guān)聯(lián)。通常，術(shù)語LED可以涉及封裝LED、未封裝LED、表面裝貼LED、板上芯片LED、T型裝貼LED、徑向封裝LED、功率封裝LED、包括一些類型的包裝物和/或光學(xué)元件(例如，擴散透鏡)的LED等。應(yīng)該將術(shù)語“光源”理解為涉及各種輻射源中的任意一個或多個，包括但不限于基于LED的源(包括如上文所定義的一個或多個LED)、白熾源(例如，白熾燈、鹵素燈)、熒光源、磷光源、高壓放電源(例如，鈉蒸汽、汞蒸汽和金屬鹵化物燈)、激光、其他類型的電致光源、火光源(例如，火焰)、燭火光源(例如，汽燈罩、碳弧輻射源)、光致光源(例如，氣體放電源)、使用電子飽和的陰極發(fā)光源、化學(xué)電流發(fā)光源、結(jié)晶發(fā)光源、顯像管發(fā)光源、熱發(fā)光源、摩擦發(fā)光源、聲發(fā)光源、輻射發(fā)光源和發(fā)光聚合物。給定光源可以被配置為生成可見頻譜之中、可見頻譜之外或其二者的結(jié)合的電磁輻射。因此，這里可互換地使用術(shù)語“光”和“輻射”。另外，光源可以包括一個或多個濾波器(例如，彩色濾波器)、透鏡或其他光學(xué)組件作為整體組件。并且，應(yīng)該理解，光源可以被配置用于各種應(yīng)用，包括但不限于指示、顯示和/照明?！罢彰髟础笔蔷唧w被配置為生成具有足夠強度的輻射以有效地照明內(nèi)部或外部空間的光源。在本上下文中，“足夠強度”涉及在空間或環(huán)境中生成的在可視頻譜中的足夠的輻射功率(通常用單位“流明”來以輻射功率或“光通量”的形式表示在全部方向中來自光源的總光輸出)以提供周圍環(huán)境照明(即可以直接被觀察到并且在完全或部分被觀察到之前可以被一個或多個各種各樣的介入表面反射的光)。在這里所使用的術(shù)語“照明燈具”涉及一個或多個照明單元以特定規(guī)格、組裝或封裝的實現(xiàn)或布置。在這里所使用的術(shù)語“照明單元”涉及包括一個或多個相同類型或不同類型的光源的裝置。給定照明單元可以具有用于光源的各種裝配布置、裝箱/外殼布置和形狀和/或電氣和機械連接配置中的任意一個。另外，給定照明單元可以可選擇地與涉及該光源的操作的各種其他組件(例如，控制電路)相關(guān)聯(lián)(例如，包括、耦合到并且/或者與該其他組件封裝在一起)?！盎贚ED的照明單元”涉及單獨地或者與其他非基于LED的光源一起組合的包括一個或多個如上所述的基于LED的光源的照明單元?！岸嗤ǖ馈闭彰鲉卧婕盎贚ED或非基于LED的照明單元，其包括至少兩個被配置為分別生成不同頻譜的輻射的光源，其中每個不同的源頻譜可以被稱為該多通道照明單元的一個“通道”。在這里使用的術(shù)語“控制器”來總體描述涉及一個或多個光源的操作的各種裝置。 可以用多種方式(例如，與專用硬件一起)實現(xiàn)控制器以執(zhí)行本文所述各種功能?！疤幚砥鳌笔菓?yīng)用一個或多個可以使用軟件(例如，微代碼)來編程以執(zhí)行本文所述的各種功能的微處理器的控制器的一個示例。可以利用或不利用處理器實現(xiàn)控制器，并且也可以將控制器實現(xiàn)為用于執(zhí)行一些功能的專用硬件與用于執(zhí)行其他功能的處理器(例如，一個或多個編程微處理器和相關(guān)聯(lián)的電路)的組合。在本文公開的各種實施方式中可以應(yīng)用的控制器組件的示例包括但不限于常規(guī)微處理器、微控制器、專用集成電路(ASIC)和現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)。
在各種實現(xiàn)中，處理器和/或控制器可以與一個或多個存儲器介質(zhì)(在本文總體被稱為“存儲器”，例如，易失性和非易失性計算機存儲介質(zhì)，諸如隨機訪問存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可編程只讀存儲器(PROM)、電可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦寫可編程只讀存儲器(EEPROM)、通用串行總線(USB)驅(qū)動器、軟盤、壓縮盤、光盤、磁帶等等)相關(guān)聯(lián)。在一些實現(xiàn)中，可以用一個或多個程序來編碼該存儲介質(zhì)，當在一個或多個處理器和/或控制器上執(zhí)行該程序時，該程序執(zhí)行至少一些本文所討論的功能。各種存儲介質(zhì)可以被安裝在處理器或控制中或者是可傳輸?shù)?，從而使得可以將存儲在其上的一個或多個程序加載到處理器或控制器中從而實現(xiàn)本文所討論的本發(fā)明的各種方面。在本文在通用的意義上使用術(shù)語“程序”或“計算機程序”涉及可用于編程一個或多個處理器或控制器的任意類型的計算機代碼(例如，軟件或微碼)。在一個網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)中，耦合到網(wǎng)絡(luò)的一個或多個設(shè)備可以作為用于耦合到該網(wǎng)絡(luò)的一個或多個其他設(shè)備的控制器(例如，處于主/從關(guān)系)。在另一個實現(xiàn)中，聯(lián)網(wǎng)環(huán)境可以包括一個或多個被配置為控制耦合到該網(wǎng)絡(luò)的一個或多個設(shè)備的專用控制器。大體上，多個耦合到該網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備中的每個設(shè)備可以訪問出現(xiàn)在一個或多個通信介質(zhì)上的數(shù)據(jù)；然而， 給定的設(shè)備可能是“可尋址的”，因為其被配置為基于例如一個或多個分配給它的具體的標識符(例如，“地址”)選擇性地與網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)(例如，從網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)和/或向網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù))。如本文所使用的術(shù)語“網(wǎng)絡(luò)”涉及用于有助于在耦合到該網(wǎng)絡(luò)的任意兩個或更多設(shè)備和/或多個設(shè)備之間的(例如，用于設(shè)備控制、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)交換等等)信息的傳輸?shù)膬蓚€或更多設(shè)備(包括控制器和處理器)的任意互聯(lián)。如應(yīng)該易于認識到的，適用于互聯(lián)多個設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)的各種實現(xiàn)可以包括多種網(wǎng)絡(luò)拓撲中的任意網(wǎng)絡(luò)拓撲并且應(yīng)用多種通信協(xié)議中的任意通信協(xié)議。另外，在根據(jù)本文公開的各種網(wǎng)絡(luò)中，兩個設(shè)備之間的任意一個連接可以表示兩個系統(tǒng)之間的專用連接或者備選地非專用連接。除了攜帶旨在用于兩個設(shè)備的信息之外，該非專用連接可以攜帶沒有必要旨在用于該兩個設(shè)備中的任意一個的信息(例如，開放式網(wǎng)絡(luò)連接)。此外，應(yīng)該易于認識到，如本文所討論的各種設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)可以應(yīng)用一個或多個無線、有線/線纜和/或光纖鏈路來有助于遍及該網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸。應(yīng)該認識到，前文的概念和下文更加詳述的附加概念(只要該概念不相互不一致)的全部組合視為本文公開的發(fā)明性的主題的一部分。具體而言，將出現(xiàn)在本文的公開中的所要求的主題的全部組合視為本文公開的發(fā)明性的主題的一部分。還應(yīng)該認識到，也有可能出現(xiàn)在通過參考的方式合并的任意公開中的明確使用的術(shù)語應(yīng)符合與本文公開的具體概念的最一致的含義。


在附圖中，相同的附圖標記在全部不同的視圖中通常指代相同的或相似的部分。并且，附圖并非必定按比例，而是通常將重點放置在闡明本發(fā)明的原理圖I是示出根據(jù)一個代表性實施方式的包括固態(tài)照明燈具和泄放電路的可調(diào)光照明系統(tǒng)的方框圖。圖2是示出根據(jù)一個代表性實施方式的包括固態(tài)照明燈具和泄放電路的可調(diào)光控制系統(tǒng)的方框圖。
圖3是示出根據(jù)一個代表性實施方式的泄放電路相對于調(diào)光器相位角的有效阻抗的圖表。圖4是示出根據(jù)一個代表性實施方式的用于控制泄放電路的有效阻抗的占空比設(shè)置過程的流程圖。圖5A-圖5C示出根據(jù)一個代表性實施方式的調(diào)光器的采樣波形和對應(yīng)的數(shù)字脈沖。圖6是示出根據(jù)一個代表性實施方式的檢測調(diào)光器的相位角的過程的流程圖。
具體實施例方式在下文的詳細描述中，出于說明而非限制的目的闡述了用于公開具體細節(jié)的代表性實施方式，以便提供對本文教導(dǎo)的透徹理解。然而，對于受益于本文的公開的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本文的教導(dǎo)的與本文所公開的具體細節(jié)不同的其他實施方式仍然落入所附權(quán)利要求的范圍中。此外，可以省略對公知的裝置和方法的描述，以免模糊對代表性 實施方式的描述。該方法和裝置清楚地落入本文教導(dǎo)的范圍中。申請人:認識到并且理解特別是當滿足相位斬波調(diào)光器的最小負載要求時，提供一種用于降低最小輸出光水平的裝置和方法將會是有益的，該最小輸出光水平否則可以通過具有連接到相位斬波調(diào)光器的固態(tài)照明負載的電子變壓器來實現(xiàn)。圖I是示出根據(jù)一個代表性實施方式的包括固態(tài)照明燈具和泄放電路的可調(diào)光照明系統(tǒng)的方框圖。參考圖1，在一些實施方式中，可調(diào)光照明系統(tǒng)100包括調(diào)光器104和整流電路105，整流電路105提供來自市電電壓101的(調(diào)光)整流電壓Urect。調(diào)光器104是相位斬波調(diào)光器，例如，該相位斬波調(diào)光器通過它的滑動器的操作對來自市電電壓101的電壓信號波形的前沿進行斬波(前沿調(diào)光器)或后沿進行斬波(后沿調(diào)光器)，提供調(diào)光能力。根據(jù)各種實現(xiàn)，市電電壓101可以提供不同的未整流輸入AC線路電壓，諸如100VACU20VAC、230VAC 和 277VAC?？烧{(diào)光照明系統(tǒng)100還包括調(diào)光器相位角檢測器110、功率轉(zhuǎn)換器120、固態(tài)照明負載130和泄放電路140。通常，功率轉(zhuǎn)換器120從整流電路105接收整流電壓Urect，并且輸出對應(yīng)的DC電壓以用于對固態(tài)照明負載130供電。用于在整流電壓Urect和DC電壓之間轉(zhuǎn)換的功能取決于各種因素，包括在市電電壓101處的電壓、功率轉(zhuǎn)換器120的屬性、固態(tài)照明負載130的類型和配置以及各種實現(xiàn)的其他應(yīng)用和設(shè)計要求，如對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言顯而易見的。由于功率轉(zhuǎn)換器120在調(diào)光器104的調(diào)光動作之后緊接著接收整流電壓Urect，所以功率轉(zhuǎn)換器120的DC電壓輸出反映由調(diào)光器104應(yīng)用的調(diào)光器相位角(即調(diào)光水平)。泄放電路140與固態(tài)照明負載130和功率轉(zhuǎn)換器120并聯(lián)連接，并且泄放電路140包括串聯(lián)連接的電阻器141和開關(guān)145。因此，可以例如如上所述的由調(diào)光器相位角檢測器110通過開關(guān)145的操作控制泄放電路140的有效阻抗。轉(zhuǎn)而，泄放電路140的有效阻抗直接影響流經(jīng)泄放電路140的泄放電流Ib的量并且同時影響流經(jīng)并聯(lián)固態(tài)照明負載130的負載電流k的量，因此控制由固態(tài)照明負載130發(fā)射的光量。調(diào)光器相位角檢測器110基于整流電壓Urect檢測調(diào)光器相位角，并且經(jīng)由控制線路149向泄放電路140輸出數(shù)字控制信號以控制開關(guān)145的操作。該數(shù)字控制信號可以例如是脈沖編碼調(diào)制(PCM)信號。在一個實施方式中，數(shù)字控制信號的高電平(例如，數(shù)字“I”)激活(或者關(guān)閉)開關(guān)145并且數(shù)字控制信號的低電平(例如，數(shù)字“O”)去激活(或者打開)開關(guān)145。并且，數(shù)字控制信號可以根據(jù)由調(diào)光器相位角檢測器110基于檢測的相位角所確定的占空比，在高電平和低電平之間交替。該占空比的范圍從百分之百(例如，連續(xù)處于高電平)到百分之零(例如，連續(xù)處于低電平)，并且包括之間的任意百分比以便適當?shù)卣{(diào)整泄放電路140的有效阻抗以控制由固態(tài)照明負載130發(fā)射的光水平。例如，百分之七十的占空比指示對于波形周期的百分之七十，數(shù)字控制信號的方波處于高電平并且對于波形周期的百分之三十處于低電平。例如，當調(diào)光器相位角檢測器110操作開關(guān)145以保持處于打開位置(百分之零占空比)時，泄放電路140的有效阻抗是無限大(開路)，從而泄放電流Ib是零并且負載電流込不受泄放電流Ib影響。可以響應(yīng)于高調(diào)光水平(例如，高于如下所述的第一低調(diào)光閾值)應(yīng)用該操作，從而使得電流L僅響應(yīng)于功率轉(zhuǎn)換器120的輸出。當調(diào)光器相位角檢測器110操作開關(guān)145以保持處于閉合位置(百分之百占空比)時，泄放電路140的有效阻抗等于電阻器141的相對低的阻抗，因此泄放電流Ib處于它的最高可能水平并且負載電流Il處于它的最低可能水平(例如，接近零)，同時如果存在任何最小負載要求則仍然維持最 小負載要求。可以響應(yīng)于極低調(diào)光水平(例如，低于如下所述的第二低調(diào)光閾值)來應(yīng)用該操作，從而使得負載電流k足夠低以至于幾乎沒有光從固態(tài)照明負載130輸出。當調(diào)光器相位角檢測器110操作開關(guān)145以交替打開和閉合時，泄放電路140的有效阻抗取決于該占空比的百分比位于電阻器141的低阻抗與無限大之間。因此，泄放電流Ib與負載電流込在低調(diào)光水平上彼此互補地改變(例如，在第一低調(diào)光閾值和第二低調(diào)光閾值之間)。因此，固態(tài)照明負載130所輸出的光類似地即使在低調(diào)光水平上也繼續(xù)調(diào)光，而這原本對常規(guī)系統(tǒng)輸出的光沒有影響。圖2是示出根據(jù)一個代表性實施方式的包括固態(tài)照明燈具和泄放電路的調(diào)光控制系統(tǒng)的電路圖。圖2的大部分組件與圖I的類似，盡管根據(jù)說明性的配置對于各種組件提供了更多細節(jié)。當然，在不脫離本文教導(dǎo)的范圍的前提下可以實施其他的配置。參考圖2，在一些實施方式中，調(diào)光控制系統(tǒng)200包括整流電路205、調(diào)光器相位角檢測電路210(虛線框)、功率轉(zhuǎn)換器220、LED負載230和泄放電路240 (虛線框)。如以上關(guān)于整流電路105所討論的，整流電路205連接到由熱調(diào)和中調(diào)輸入所指示的調(diào)光器(未顯示)以接收來自市電電壓(未顯示)的(調(diào)光)未整流電壓。在所描繪的配置中，整流電路205包括連接在整流電壓節(jié)點N2與接地電壓之間的四個二極管D201-D204。整流電壓節(jié)點N2接收(調(diào)光)整流電壓Urect并且通過與整流電路205并聯(lián)連接的輸入濾波電容器C215被連接到地。功率轉(zhuǎn)換器220接收在整流電壓節(jié)點N2處的整流電壓Urect并且將整流電壓Urect轉(zhuǎn)換到對應(yīng)的DC電壓以用于對LED負載230供電。功率轉(zhuǎn)換器220可以操作在例如Lys在美國專利號7，256，554中所述的開環(huán)或前向反饋形式中，該專利通過引用并入本文。在各種實施方式中，功率轉(zhuǎn)換器220可以例如是從ST微電子可獲得的L6562，但是在不脫離本文教導(dǎo)范圍的前提下可以包括其他類型的功率轉(zhuǎn)換器或其他電子變壓器和/或處理器。LED負載230包括在功率轉(zhuǎn)換器220的輸出與地之間由代表性的LED 231和LED232所指示的串聯(lián)連接的一串LED。由泄放電路240的阻抗和對應(yīng)的泄放電流Ib的水平確定在低調(diào)光器相位角上經(jīng)過LED負載230的負載電流L的量。如下文所述的，由調(diào)光器相位角檢測電路210基于調(diào)光器的檢測的相位角(調(diào)光水平)，控制泄放電路240的阻抗水平。在所描繪的實施方式中，泄放電路240包括晶體管245和電阻器R241，晶體管245是在圖I中的開關(guān)145的示例性實施。晶體管245可以例如是場效應(yīng)晶體管(FET)，諸如金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)或砷化鎵場效應(yīng)晶體管(GaAsFET)。當然，在不脫離本文教導(dǎo)的范圍的前提下可以實施為各種其他類型的晶體管和/或開關(guān)。出于說明的目的假設(shè)晶體管245是例如M0SFET，則晶體管245包括連接到電阻器R241的漏極、連接到地的源級和經(jīng)由控制線路249連接到調(diào)光器相位角檢測電路210中的微控制器215的PWM輸出219的柵極。因此，晶體管245從調(diào)光器相位角檢測電路210接收PWM控制信號，并且響應(yīng)于對應(yīng)的占空比而“打開”和“關(guān)閉”，從而如以上關(guān)于開關(guān)145的操作所述的，控制泄放電路240的有效阻抗。
泄放電路240的電阻器R241具有固定阻抗，如果有相位斬波調(diào)光器的最小負載要求，則該阻抗的值必須在最大化從LED負載130轉(zhuǎn)移的負載電流k的量與提供足夠的負載以滿足相位斬波調(diào)光器的最小負載要求之間平衡。S卩，當晶體管245的占空比是百分之百(例如，晶體管245保持完全“打開”)時，電阻器R241的值足夠小，使得最大量的負載電流込被從LED負載130轉(zhuǎn)移，從而最小化光輸出，同時仍然足夠大以滿足最小負載要求。例如，電阻器R241可以具有約1000歐的值，但是阻抗值可以改變以對任意具體情況提供獨特的益處或者以滿足各種實施的專用設(shè)計要求，如對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的。調(diào)光器相位角檢測器210基于下述的整流電壓Urect檢測調(diào)光器相位角，并且經(jīng)由控制線路249向泄放電路240輸出PWM控制信號以控制晶體管245的操作。更具體而言，在所述代表性實施方式中，調(diào)光器相位角檢測電路210包括微控制器215,微控制器215使用整流電壓Urect的波形來確定調(diào)光器相位角并且經(jīng)過下文詳述的PWM輸出219來輸出PWM控制信號。例如，PWM控制信號的高電平(例如，數(shù)字“I”)“打開”晶體管245并且PWM控制信號的低電平(例如，數(shù)字“O”)“閉合”晶體管245。因此，當PWM控制信號連續(xù)高(百分之百占空比)時，晶體管245保持“打開”，當PWM控制信號連續(xù)低(百分之零占空比)時，晶體管245保持“閉合”，并且當PWM控制信號在高和低之間調(diào)制時，晶體管245以與PWM控制信號占空比相對應(yīng)的速率在“打開”與“閉合”之間循環(huán)。圖3是示出根據(jù)一個代表性實施方式的泄放電路相對于調(diào)光器相位角的有效阻抗的圖表。參考圖3，垂直軸描述泄放電路(例如，泄放電路240)的從零到無限大的有效阻抗，并且水平軸描述了從低或最小調(diào)光水平增加的調(diào)光器相位角(例如，由調(diào)光器相位角檢測電路210檢測)。當調(diào)光器相位角檢測電路210確定調(diào)光器相位角高于由第一相位角Θ i所指示的預(yù)定第一低調(diào)光閾值時，將PWM控制信號的占空比設(shè)置為百分之零。作為響應(yīng)，將晶體管245“斷開”，即處于它的不導(dǎo)電狀態(tài)，使得泄放電路240的有效阻抗無限大。換句話說，泄放電流Ib變?yōu)榱悴⑶覜]有從LED負載230轉(zhuǎn)移負載電流L。在各種實施方式中，第一相位角Θ !是這樣一種調(diào)光器相位角，在該調(diào)光器相位角上調(diào)光器的調(diào)光水平的進一步降低將不會以其他方式降低由LED負載230輸出的光，其可以是例如最大設(shè)置光輸出的約15-30%。當調(diào)光器相位角檢測電路210確定調(diào)光器相位角低于第一相位角Θ i時，其通過從百分之零向上調(diào)整PWM控制信號的占空比百分比，開始脈沖寬度調(diào)制晶體管245，以便降低與LED負載230和功率轉(zhuǎn)換器220并聯(lián)連接的泄放電路240的有效阻抗。如上所述，響應(yīng)于泄放電路240的有效阻抗被降低，更多部分的負載電流k被從LED負載230轉(zhuǎn)移并且作為泄放電流Ib傳遞到泄放電路240。在功率轉(zhuǎn)換器220運行在開環(huán)中的各種實施方式中，僅僅相位斬波調(diào)光器調(diào)制經(jīng)由整流電路205被傳遞到功率轉(zhuǎn)換器220的輸出的功率。因此，將泄放電路240連接到該輸出不會改變在該輸出處的總功率量，而是根據(jù)PWM信號的占空比百分比在LED負載230和泄放電路240之間有效地分割。因為功率(和電流)被分割成兩路，所以LED負載230接收更少的功率并且因此產(chǎn)生更低的光水平。當調(diào)光器相位角檢測電路210確定調(diào)光器相位角已經(jīng)降低到低于由第二相位角θ2所指示的預(yù)定第二低調(diào)光閾值時，將PWM控制信號的占空比設(shè)置為百分之百。作為響應(yīng)，晶體管245“接通”，即處于它的完全導(dǎo)電狀態(tài)，使得泄放電路240的有效阻抗實質(zhì)上等于電 阻器R241的阻抗(加上可忽略的線路阻抗和來自晶體管245的阻抗的量)。換句話說，由于從LED負載230轉(zhuǎn)移了最大量的負載電流Iy泄放電流Ib變成最大值。在各種實施方式中，第二相位角θ2是這樣一種調(diào)光器相位角，其中在該調(diào)光器相位角上，泄放路徑240的阻抗的進一步降低將導(dǎo)致負載下降到調(diào)光器的最小負載要求之下。因此，泄放電路240的有效阻抗恒定(例如，電阻器R241的阻抗)低于第二相位角Θ 2。因此，泄放路徑240即使在非常低的調(diào)光器相位角也汲取電流，其中電流被傳遞至“啞負載”而非LED 231和232。當然，R241的值越低，則經(jīng)過LED負載230的負載電流Il越接近零，因為響應(yīng)于百分之百的占空比使得晶體管245導(dǎo)通?？梢赃x擇R141的值以平衡效率的損失與LED負載230的希望的低端光水平性能。注意到，圖3中的代表性曲線示出了由線性斜坡所指示的從百分之百到百分之零的線性脈沖寬度調(diào)制。然而，在不脫離本文教導(dǎo)的范圍的前提下，可以包括非線性斜坡。例如，在各種實施方式中，為了對應(yīng)于調(diào)光器的滑動器的操作創(chuàng)建由LED負載230輸出的光的線性感覺，PWM控制信號的非線性函數(shù)可能是必要的。圖4是示出根據(jù)一個代表性實施方式的用于控制泄放電路的有效阻抗的占空比設(shè)置過程的流程圖?？梢岳缬晌⒖刂破?15實施圖4中示出的過程，但是在不脫離本文教導(dǎo)的范圍的前提下，可以使用其他類型的處理器和控制器。在方框S421中，由調(diào)光器相位角檢測電路210確定調(diào)光器相位角Θ。在方框S422中，確定檢測的調(diào)光器相位角是否大于或等于與預(yù)定的第一低調(diào)光閾值相對應(yīng)的第一相位角θ10當檢測的調(diào)光器相位角大于或等于第一相位角91時(方框S422:是)，則在方框S423處將PWM控制信號的占空比設(shè)置為百分之零，即“斷開”晶體管245。這有效地去除泄放電路240并且響應(yīng)于調(diào)光器支持LED負載230的正常操作。當檢測的調(diào)光器相位角不大于或等于第一相位角Θ i時(方框S422 :否)，則在方框S424中確定PWM控制信號的占空比百分比?？梢岳绺鶕?jù)檢測的調(diào)光器相位角的預(yù)定函數(shù)(例如，實施為由微控制器215執(zhí)行的軟件和/或固件算法)，計算占空比百分比。該預(yù)定函數(shù)可以是提供與降低的調(diào)光水平相對應(yīng)的線性增加的占空比百分比的線性函數(shù)。備選地，該預(yù)定函數(shù)可以是提供與降低的調(diào)光水平相對應(yīng)的非線性增加的占空比百分比的非線性函數(shù)。在方框S425中將PWM控制信號的占空比設(shè)置為確定的百分比。該過程繼而可以返回到方框S421以再次確定調(diào)光器相位角Θ。在一個實施方式中，該預(yù)定函數(shù)導(dǎo)致占空比百分比在與預(yù)定第二低調(diào)光閾值相對應(yīng)的第二相位角92處被設(shè)置為百分之百。然而，在各種備選實施方式中，在緊隨方框S422之后可以做出關(guān)于檢測的調(diào)光器相位角是否小于或等于第二相位角92的獨立的確定。當檢測的調(diào)光器相位角小于或等于第二相位角92時，將PWM控制信號的占空比設(shè)置為百分之百，而無需執(zhí)行關(guān)于占空比百分比和檢測的調(diào)光器相位角的任何計算(例如，在方框S424 中)。再次參考圖2，在所述代表性實施方式中，調(diào)光器相位角檢測電路210包括微控制器215，微控制器215使用整流電壓Urect的波形來確定調(diào)光器相位角。微控制器215包括連接在頂二極管D211與底二極管D212之間的數(shù)字輸入引腳218。頂二極管D211具有連接到數(shù)字輸入引腳218的陽極和連接到電壓源Vcc的陰極，并且底二極管D212具有連接到地的陽極和連接到數(shù)字輸入引腳218的陰極。微控制器215還包括數(shù)字輸出，諸如PWM輸出219。 在各種實施方式中，微控制器215可以是例如可從微芯片技術(shù)公司獲得的PIC12F683，但是在不脫離本文教導(dǎo)的范圍的前提下可以包括其他類型的微控制器或其他處理器。例如，可以由一個或多個處理器和/或控制器和可以使用軟件或固件編程以執(zhí)行各種功能的對應(yīng)的存儲器來實現(xiàn)微控制器215的功能，或者可以將微控制器215的功能實現(xiàn)為用于執(zhí)行一些功能的專用硬件與用于執(zhí)行其他功能的處理器(例如，一個或多個編程微處理器和相關(guān)聯(lián)的電路)的組合。如上所討論的，可以在各種實施方式中應(yīng)用的控制器組件的示例包括但不限于常規(guī)的微處理器、微控制器、ASIC和FPGA。調(diào)光器相位角檢測電路210還包括各種無源電子組件，諸如第一電容器C213和第二電容器C214以及第一電阻器R211和第二電阻器R212。第一電容器C213連接在微控制器215的數(shù)字輸入引腳218與檢測節(jié)點NI之間。第二電容器C214連接在檢測節(jié)點NI與地之間。第一電阻器R211和第二電阻器R212串聯(lián)連接在整流電壓節(jié)點N2和檢測節(jié)點NI之間。在所述實施方式中，第一電容器C213可以例如具有大約560pF的值并且第二電容器C214可以具有大約IOpF的值。而且，第一電阻器R211可以例如具有大約I兆歐的值并且第二電阻器R212可以具有大約I兆歐的值。然而，第一電容器C213和第二電容器C214以及第一電阻器R211和第二電阻器R212的各自的值可以改變以對任意具體情況提供獨特益處或者以滿足各種實現(xiàn)的專用設(shè)計要求，如對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的。(調(diào)光)整流電壓Urect被AC耦合到微控制器215的數(shù)字輸入引腳218。第一電阻器R211和第二電阻器R212限制進入數(shù)字輸入引腳218的電流。當整流電壓Urect的信號波形走高時，在上升沿上通過第一電阻器R211和第二電阻器R212對第一電容器C213充電。微控制器215內(nèi)部的頂二極管D211例如將數(shù)字輸入引腳218鉗位到高于Ncc 一個二極管壓降。在整流電壓Urect的信號波形的下降沿上，第一電容器C213放電并且通過底二極管D212將數(shù)字輸入引腳218鉗位到低于地一個二極管壓降。因此，在微控制器215的數(shù)字輸入引腳218處的所得邏輯水平數(shù)字脈沖緊緊跟隨斬波整流電壓Urect的移動，在圖5A-圖5C中示出它的示例。更具體而言，圖5A-圖5C示出根據(jù)代表性實施方式的在數(shù)字輸入引腳218處的采樣波形和對應(yīng)的數(shù)字脈沖。每個圖中的頂波形描繪斬波整流電壓Urect，其中，斬波的量反映了調(diào)光水平。例如，該波形可以描繪呈現(xiàn)在調(diào)光器的輸出的完全的峰值170V(或用于歐盟的340V)、整流的正弦波的一部分。底部方波描繪在微控制器215的數(shù)字輸入引腳218處看到的對應(yīng)的數(shù)字脈沖。顯然，每個數(shù)字脈沖的長度對應(yīng)于斬波波形，并且因此等于調(diào)光器的內(nèi)部開關(guān)“接通”的時間量。通過經(jīng)由數(shù)字輸入引腳218接收數(shù)字脈沖，微控制器215能夠確定調(diào)光器已被設(shè)置的水平。圖5A示出了當調(diào)光器處于它的最高設(shè)置時(由緊鄰波形示出的調(diào)光器滑動器的頂部位置所指示)，整流電壓Urect和對應(yīng)的數(shù)字脈沖的采樣波形。圖5B示出了當調(diào)光器處于中間設(shè)置時(由緊鄰波形示出的調(diào)光器滑動器的中間位置所指示)，整流電壓Urect和對應(yīng)的數(shù)字脈沖的采樣波形。圖5C示出了當調(diào)光器處于它的最低設(shè)置時(由緊鄰波形示出的調(diào)光器滑動器的底部位置所指示)，整流電壓Urect和對應(yīng)的數(shù)字脈沖的采樣波形。圖6是示出根據(jù)一個代表性實施方式的檢測調(diào)光器的調(diào)光器相位角的過程的流程圖?？梢岳缬蓤D2中所示的微控制器215執(zhí)行的固件和/或軟件或者更通常地由圖I 中所示的調(diào)光器相位角檢測器110來實現(xiàn)該過程。在圖6的方框S621中,檢測輸入信號的數(shù)字脈沖的上升沿(例如，由圖5A-圖5C中的底部波形的上升沿所指示)，并且在方框S622中開始例如在微控制器215的數(shù)字輸入引腳218處的采樣。在所述實施方式中，以等于僅低于市電半周期的預(yù)定時間對信號進行數(shù)字采樣。每當采樣信號時，在方框S623中確定采樣是否具有高電平(例如，數(shù)字“I”)或低電平(例如，數(shù)字“O”)。在所述實施方式中，在方框S623中做出比較以確定該采樣是否是數(shù)字“I”。當采樣是數(shù)字“I”時(方框S623:是)，在方框S624中計數(shù)器遞增，并且當采樣不是數(shù)字“I”時(方框S623:否)，在方框S625中插入小的延遲。插入該延遲以使得(例如微控制器215的)時鐘周期的數(shù)目是相等的而不管采樣是否被確定為數(shù)字“I”或數(shù)字 “O，，。在方框S626中，確定是否采樣了完整的市電半周期。當市電半周期未完成時(方框S626 :否)，該過程返回到方框S622以再次在數(shù)字輸入引腳218處采樣信號。當市電半周期完成時(方框S626 :是)，該采樣停止并且將計數(shù)器值(在方框S624中累加的)標識為當前調(diào)光器相位角或調(diào)光水平，它被存儲在例如存儲器中，在上文討論了它的示例。將計數(shù)器復(fù)位為零，并且微控制器215等待下一個上升沿以再次開始采樣。例如，假設(shè)在市電半周期期間微控制器取255個采樣。當將調(diào)光器水平設(shè)置為處于它的范圍的頂部時(例如，如圖5A中所示的)，在圖6的方框S624中計數(shù)器將遞增到大約255。當將調(diào)光器水平設(shè)置為處于它的范圍的底部時(例如，如圖5C中所示的)，在方框S624中計數(shù)器將僅遞增到大約10或20。當將調(diào)光器水平設(shè)置為處于它的范圍的中部時(例如，如圖5B中所示)，在方框S624中計數(shù)器將遞增到大約128。計數(shù)器的值因此提供用于微控制器215的量化的值，以具有對調(diào)光器已被設(shè)置到的水平或者調(diào)光器的相位角的精確指示。在各種實施方式中，可以例如由微控制器215使用計數(shù)器值的預(yù)定函數(shù)來計算調(diào)光器相位角，其中該函數(shù)可以改變以對任意具體情況提供獨特的益處或者以滿足各種實施的專用設(shè)計要求，如對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的。因此，可以使用最少的無源組件和微控制器(或其他處理器或處理電路)的數(shù)字輸入結(jié)構(gòu)電子地檢測調(diào)光器的相位角。在一個實施方式中，使用AC耦合電路、微控制器二極管鉗位的數(shù)字輸入結(jié)構(gòu)和執(zhí)行用于確定調(diào)光器設(shè)置水平的算法(例如，由固件、軟件和/或硬件實現(xiàn))來實現(xiàn)相位角檢測。另外，可以利用最少組件數(shù)量并且利用微控制器的數(shù)字輸入結(jié)構(gòu)來測量調(diào)光器的條件。另外，可以在希望在相位斬波調(diào)光器的低調(diào)光器相位角上控制調(diào)光的各種情況中使用包括調(diào)光器相位角檢測電路和泄放電路以及相關(guān)聯(lián)的算法的調(diào)光控制系統(tǒng)，其中在該低調(diào)光器相位角上常規(guī)系統(tǒng)將停止。該調(diào)光控制系統(tǒng)增加調(diào)光范圍并且可以與具有連接到相位斬波調(diào)光器的LED負載的電子變壓器一起使用，特別是在例如要求低端調(diào)光水平比最大光輸出少5個百分比的情況中。根據(jù)各種實施方式，可以在從Philips Color Kinetics (Burlington, MA)可獲得的各種照明產(chǎn)品中實施該調(diào)光控制系統(tǒng)，這些產(chǎn)品包括eW Blast PowerCore、eW BurstPowerCore>eff Cove MX PowerCore和eW PAR 38等等。此外，可以將其用作對各種產(chǎn)品的“智能”改進的構(gòu)造塊以使得它們的調(diào)光更加友好。 在各種實施方式中，調(diào)光器相位角檢測器110、調(diào)光器相位角檢測電路210或微控制器215的功能可以由硬件、固件或軟件架構(gòu)的任意組合構(gòu)造的一個或多個處理電路實現(xiàn)，并且可以包括它自己的存儲器(例如，非易失性存儲器)以用于存儲允許其執(zhí)行各種功能的可執(zhí)行軟件/固件的可執(zhí)行代碼。例如，可以使用ASIC、FPGA等等來實現(xiàn)各自的功能。而且，在各種實施方式中，不由例如微控制器215改變功率轉(zhuǎn)換器220的操作點，以便影響由LED負載230輸出的光水平。結(jié)果，輸出光的最小水平由于到泄放電路240的功率和電流分流而改變，并且不由于降低由功率轉(zhuǎn)換器220處理的功率量。這是有用的，因為如果由功率轉(zhuǎn)換器220處理的功率變得太低，則可能不滿足相位斬波調(diào)光器的任何最小負載要求。在各種實施方式中，在不脫離本文教導(dǎo)的范圍的前提下，可以將泄放路徑中的開關(guān)與降低功率轉(zhuǎn)換器220的操作點相結(jié)合。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將容易明白，本文描述的全部參數(shù)、尺寸、材料和配置意味著示例性的，并且實際的參數(shù)、尺寸、材料和/或配置將取決于具體應(yīng)用或使用該發(fā)明教導(dǎo)的應(yīng)用。使用不超過常規(guī)實驗，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將認識到或有能力確定本文所示的具體發(fā)明實施方式的許多等效物。因此，要理解，前面的實施方式僅通過示例的方式呈現(xiàn)并且在所附權(quán)利要求和它們等效物的范圍中，可以與具體描述和要求不同的方式實施發(fā)明實施方式。本公開內(nèi)容的發(fā)明實施方式涉及這里描述的每個單獨的特征、系統(tǒng)、物品、材料、套件和/或方法。另外，如果特征、系統(tǒng)、物品、材料、套件和/或方法不相互不一致，則兩個或多個該特征、系統(tǒng)、物品、材料、套件和/或方法的任意組合被包括在本公開的發(fā)明范圍中。這里所定義和使用的所有定義應(yīng)理解為控制詞典定義、通過參考合并的文獻中的定義和/或所定義術(shù)語的普通含義。應(yīng)該將在說明書和權(quán)利要求中使用的不定冠詞“一”和“一個”理解為意味著“至少一個”，除非明確作出了相反的指示。應(yīng)該將在說明書和權(quán)利要求中使用的短語“和/或”理解為意味著如此聯(lián)合的元素中的“任意一個或兩個”，即在一些情況中聯(lián)合出現(xiàn)在并且在其他情況中不聯(lián)合出現(xiàn)的元素。應(yīng)該將利用“和/或”羅列的多個元素理解為是以相同的形式構(gòu)成的，即“一個或多個”如此聯(lián)合的元素。除了由“和/或”句子具體標識的元素之外可以可選擇地出現(xiàn)其他元素，不管是否與該具體標識的那些元素相關(guān)聯(lián)還是無關(guān)聯(lián)。因此，作為非限制的示例，當結(jié)合開放式語言如“包括”來使用時，對于“A和/或B”的引用可以在一個實施方式中僅涉及A(可選擇地包括除了 B之外的元素)；在另一個實施方式中僅涉及B (可選擇地包括除了 A之外的元素)；在又一個實施方式在包括A和B兩個(可選擇地包括其他元素)。如在本文的說明書和權(quán)利要求中所使用的，應(yīng)該將一個或多個元素的列表所涉及的短語“至少一個”理解為意味著從該元素列表中的任意一個或多個元素中選擇的至少一個元素，而無需包括該列表元素中具體羅列的每個元素中的至少一個，并且不排除該元素列表中的元素的任意組合。該定義還允許可選擇地出現(xiàn)除了該“至少一個”短語所涉及的該元素列表所具體標識的元素之外的元素，不管是否與那些具體標識的元素相關(guān)聯(lián)還是不相關(guān)聯(lián)。在權(quán)利要求中僅僅為了方便起見提供附圖標記(如果存在)并且該附圖標記不應(yīng)該被理解為以任何方式進行限制。在權(quán)利要求中以及在上面的說明書中，要將全部過渡短語如“包括”、“包含”、“攜帶”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“涵蓋”等等理解為開放式，即意味著包括但不限于。僅有過渡短語“由……組成”和“本質(zhì)上由……組成”應(yīng)該分別是封閉的或半封閉的過渡短 語。
權(quán)利要求
1.一種用于控制由處于低調(diào)光水平的固態(tài)照明負載所輸出的光水平的設(shè)備，所述設(shè)備包括 與所述固態(tài)照明負載并聯(lián)連接的泄放電路，所述泄放電路包括串聯(lián)連接的電阻器和晶體管，所述晶體管被配置為當由調(diào)光器設(shè)置的調(diào)光水平低于預(yù)定第一閾值時根據(jù)數(shù)字控制信號的占空比而接通或斷開，從而隨著所述調(diào)光水平降低而減小所述泄放電路的有效阻抗。
2.如權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中，當由所述調(diào)光器設(shè)置的所述調(diào)光水平大于所述預(yù)定第一閾值時，所述數(shù)字控制信號的所述占空比是百分之零，從而保持所述晶體管恒定斷開，從而使得所述泄放電路的所述有效阻抗無限大。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，當由所述調(diào)光器設(shè)置的所述調(diào)光水平處于低于所述預(yù)定第一閾值的預(yù)定第二閾值時，所述數(shù)字控制信號的所述占空比是百分之百，從而保持所述晶體管恒定接通，從而使得所述泄放電路的所述有效阻抗基本上等于所述泄放電路中的所述電阻器的阻抗。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，當所述數(shù)字控制信號的所述占空比是百分之百時，經(jīng)過所述泄放電路的泄放電流處于最大值并且經(jīng)過所述固態(tài)照明負載的負載電流處于最小值。
5.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，當由所述調(diào)光器設(shè)置的所述調(diào)光水平位于所述預(yù)定第一閾值與所述預(yù)定第二閾值之間時，將所述數(shù)字控制信號的所述占空比設(shè)置為處于百分之零和百分之百之間的計算的百分比，從而使得所述泄放電路的所述有效阻抗隨著所述調(diào)光水平降低而減小。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，根據(jù)至少部分地基于由所述調(diào)光器設(shè)置的所述調(diào)光水平的預(yù)定函數(shù)確定所述計算的百分比。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述預(yù)定函數(shù)是提供與降低的調(diào)光水平相對應(yīng)的增加的計算的百分比的線性函數(shù)。
8.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述預(yù)定函數(shù)是提供與降低的調(diào)光水平相對應(yīng)的增加的計算的百分比的非線性函數(shù)。
9.如權(quán)利要求I所述的設(shè)備，還包括 檢測電路，其被配置為檢測由所述調(diào)光器設(shè)置的所述調(diào)光水平，以基于所述檢測的調(diào)光水平確定所述數(shù)字控制信號的所述占空比，并且以所述占空比向所述泄放電路中的所述晶體管輸出所述數(shù)字控制信號。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述檢測電路包括 微控制器，包括數(shù)字輸入和將所述數(shù)字輸入鉗位到電壓源的至少一個二極管； 第一電容器，連接在所述微控制器的所述數(shù)字輸入與檢測節(jié)點之間； 第二電容器，連接在所述檢測節(jié)點與地之間；以及 至少一個電阻器，連接在所述檢測節(jié)點與從所述調(diào)光器接收整流電壓的整流電壓節(jié)點之間。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述微控制器執(zhí)行這樣一種算法，所述算法包括采樣在所述數(shù)字輸入處接收的與所述整流電壓節(jié)點處的所述整流電壓的波形相對應(yīng)的數(shù)字脈沖，并且確定采樣數(shù)字脈沖的長度以標識所述調(diào)光器的所述調(diào)光水平。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述微控制器還包括用于輸出所述數(shù)字控制信號的脈沖寬度調(diào)制(PWM)輸出。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述晶體管包括場效應(yīng)晶體管(FET)，其具有連接到所述微控制器的所述PWM輸出以接收所述數(shù)字控制信號的柵極。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述固態(tài)照明負載包括串聯(lián)連接的一串LED。
15.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，還包括 開環(huán)功率轉(zhuǎn)換器，配置用于從所述調(diào)光器接收整流電壓并且向所述固態(tài)照明負載提供與所述整流電壓對應(yīng)的的輸出電壓。
16.—種設(shè)備,包括 具有響應(yīng)于調(diào)光器的相位角的光輸出的發(fā)光二極管(LED)負載； 檢測電路，其被配置為檢測所述調(diào)光器相位角并且從脈沖寬度調(diào)制(PWM)輸出端口輸出脈沖寬度調(diào)制控制信號，所述PWM控制信號具有基于檢測的調(diào)光器相位角確定的占空比； 開環(huán)功率轉(zhuǎn)換器，其被配置用于從所述調(diào)光器接收整流電壓并且向所述LED負載提供與所述整流電壓相對應(yīng)的輸出電壓；以及 與所述LED負載并聯(lián)連接的泄放電路，所述泄放電路包括電阻器和晶體管，所述晶體管包括連接到所述PWM輸出端口以接收所述PWM控制信號的柵極，所述晶體管響應(yīng)于所述PWM控制信號的所述占空比而接通和斷開，其中，所述占空比的百分比隨著所述檢測的調(diào)光器相位角減小到低于預(yù)定低調(diào)光閾值而增加，從而導(dǎo)致隨著所述檢測的調(diào)光器相位角減小，所述泄放電路的有效阻抗減小并且經(jīng)過所述泄放電路的泄放電流增加。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，經(jīng)過所述LED負載的LED電流隨著經(jīng)過所述泄放電路的所述泄放電流的增加而減小，從而降低所述LED負載的所述光輸出。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，當所述調(diào)光器相位角大于所述預(yù)定低調(diào)光閾值時，所述PWM控制信號的所述占空比百分比是百分之零，從而使得所述晶體管斷開并且經(jīng)過所述泄放電路的所述泄放電流是零。
19.一種用于控制由調(diào)光器控制的固態(tài)照明負載輸出的光水平的方法，所述固態(tài)照明負載與泄放電路并聯(lián)連接，所述方法包括 檢測所述調(diào)光器的相位角； 基于檢測的相位角確定數(shù)字控制信號的占空比百分比；并且 使用所述數(shù)字控制信號控制并聯(lián)泄放電路中的開關(guān)，所述開關(guān)響應(yīng)于所述數(shù)字控制信號的所述占空比百分比而打開或閉合，以調(diào)整所述并聯(lián)泄放電路的阻抗，所述并聯(lián)泄放電路的所述阻抗與所述數(shù)字控制信號的所述占空比百分比成反比， 其中，確定所述占空比百分比包括 當所述檢測的相位角高于預(yù)定低調(diào)光閾值時，確定所述占空比百分比是百分之零；并且 當所述檢測的相位角低于所述預(yù)定低調(diào)光閾值時，根據(jù)預(yù)定函數(shù)計算所述占空比百分t匕，所述預(yù)定函數(shù)響應(yīng)于所述檢測的相位角的減小而增加所述占空比百分比。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，確定所述占空比百分比還包括 當所述檢測的相位角低于小于所述預(yù)定低調(diào)光閾值的另一預(yù)定調(diào)光閾值時，確定所述占空比百分比是百分之百，所述百分 之百的占空比導(dǎo)致所述開關(guān)保持閉合，從而導(dǎo)致所述并聯(lián)泄放電路的所述阻抗具有最小值。
全文摘要
一種用于控制由處于低調(diào)光水平的固態(tài)照明負載輸出的光水平的設(shè)備，包括與固態(tài)照明負載并聯(lián)連接的泄放電路。該泄放電路包括串聯(lián)連接的電阻器和晶體管，該晶體管被配置為當由調(diào)光器設(shè)置的調(diào)光水平低于預(yù)定第一閾值時根據(jù)數(shù)字控制信號的占空比而接通或斷開，從而隨著該調(diào)光水平降低而減小該泄放電路的有效阻抗。
文檔編號H05B33/08GK102870497SQ201180014418
公開日2013年1月9日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月18日
發(fā)明者M·戴塔, G·坎普貝爾, M·雷賓納 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司