本發(fā)明涉及用于對(duì)LED照明裝置調(diào)光的方法。

背景技術(shù)：

作為一種照明解決方案，LED正變得越來越流行。LED實(shí)現(xiàn)了利用了LED的調(diào)光能力的靈活照明選擇。然而，為了與現(xiàn)有可調(diào)光系統(tǒng)兼容，需要復(fù)雜并且昂貴的LED驅(qū)動(dòng)器。

基本的LED驅(qū)動(dòng)器通常生成將被應(yīng)用于LED的恒定電壓或者生成恒定電流。最低成本的LED驅(qū)動(dòng)器不提供調(diào)光能力。

一種常見類型的LED驅(qū)動(dòng)器是所謂的窗口驅(qū)動(dòng)器。這種驅(qū)動(dòng)器具有固定的輸出電流，但是其可以在相對(duì)大范圍的值(所有值都在其所謂的操作窗口內(nèi))上調(diào)節(jié)輸出電壓的同時(shí)遞送這一電流。

發(fā)明者考慮了各種可能的LED驅(qū)動(dòng)器解決方案，以提供調(diào)光(或者其它智能功能)，但是利用基本的LED驅(qū)動(dòng)器。

一種解決方案是通過對(duì)由恒定電流驅(qū)動(dòng)器提供的電流中的一些進(jìn)行分流開關(guān)，在LED電路板上提供調(diào)光功能。分流開關(guān)包含以所需要的占空比將LED串短路。實(shí)際上，這一短路功能可以被實(shí)施為DC-DC轉(zhuǎn)換器的一部分，例如通過將降壓轉(zhuǎn)換器輸出短路。這一方法的一個(gè)問題是，通常存在與驅(qū)動(dòng)器輸出并聯(lián)、從而與DC-DC轉(zhuǎn)換器二極管并聯(lián)的電容器。因此，驅(qū)動(dòng)器充當(dāng)了具有并聯(lián)電容的電流源。將這一電容周期性地短路可能導(dǎo)致不可接受的能量損失和過大的電流峰值。

另一解決方案是使用串聯(lián)開關(guān)在LED電路板上提供調(diào)光功能。這包含以所需要的占空比使輸出負(fù)載開路。這在理論上可以被應(yīng)用于恒定電壓驅(qū)動(dòng)器。然而，在恒定電流驅(qū)動(dòng)器的情形下，驅(qū)動(dòng)器可能不接受這種開路。理論上，理想的電流源會(huì)試圖通過把輸出電壓提高到無窮大以對(duì)開路進(jìn)行補(bǔ)償。實(shí)際的驅(qū)動(dòng)器會(huì)達(dá)到極限電壓，并且于是忍受更低的電流流動(dòng)。然而，驅(qū)動(dòng)器可能將此視為故障狀態(tài)。在這一情形下，過電壓保護(hù)系統(tǒng)將關(guān)閉整個(gè)供應(yīng)達(dá)特定時(shí)間段。

跨驅(qū)動(dòng)器輸出的電容器也是一個(gè)問題。在LED串被串聯(lián)開關(guān)斷開的時(shí)段期間，這一電容器將充電直到更高的電壓。當(dāng)串聯(lián)開關(guān)閉合時(shí)，電容器上額外的電荷將導(dǎo)致高峰值電流。這造成了接通時(shí)段期間的LED電流的增加。因此，LED所消耗的總功率可能根本沒有改變，從而不產(chǎn)生對(duì)LED的調(diào)光。

因此，需要低成本調(diào)光解決方案，其避免對(duì)諸如DALI驅(qū)動(dòng)器(DALI是數(shù)字可尋址照明接口的首字母縮寫)之類的昂貴驅(qū)動(dòng)器的需求，并且其可以例如連接到窗口驅(qū)動(dòng)器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明由權(quán)利要求進(jìn)行限定。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供用于連接在LED驅(qū)動(dòng)器和LED裝置之間的LED調(diào)光器，其包括：

輸入，用于接收來自LED驅(qū)動(dòng)器的恒定電流；

升壓轉(zhuǎn)換器，根據(jù)所需要的調(diào)光水平提供電壓上升；以及

第一輸出，用于將來自升壓轉(zhuǎn)換器的信號(hào)提供給LED裝置的第一端子。

這一中間調(diào)光器能夠接收恒定電流輸入(例如來自恒定電流窗口驅(qū)動(dòng)器)，并且能夠使用升壓轉(zhuǎn)換器實(shí)施調(diào)光控制。升壓轉(zhuǎn)換器使輸出電壓上升，并且對(duì)應(yīng)地減少輸出電流(以便保持相同的功率)，并且從而實(shí)施調(diào)光功能。

可以在輸入和第一二極管部件的陽極之間提供電感器，其中第一二極管部件的陰極連接到第一輸出，并且可以在第一二極管部件的陽極和至LED驅(qū)動(dòng)器的電流返回路徑之間連接控制開關(guān)。這限定了開關(guān)式電感器升壓轉(zhuǎn)換器。

然后，提供用于控制控制開關(guān)的控制器。其通過變化開關(guān)占空比來控制升壓比率?？刂崎_關(guān)例如包括晶體管。平流電容器優(yōu)選地連接在輸出和電流返回路徑之間，即跨LED裝置連接。

輸入可以進(jìn)一步用于接收來自LED驅(qū)動(dòng)器的恒定電壓。以這一方式，調(diào)光器能夠接收并且處理恒定電壓輸入或者恒定電流輸入。調(diào)光器則進(jìn)一步包括：用于確定調(diào)光器在接收恒定電壓或者是恒定電流的裝置；和用于根據(jù)調(diào)光器在接收恒定電壓或者是恒定電流，通過控制升壓轉(zhuǎn)換器來控制調(diào)光器的控制器。用于確定的這一裝置可以包括軟件代碼，該軟件代碼檢查如果占空比減少則LED電流發(fā)生什么。這可以被用于確定輸入處是恒定電流或者是恒定電壓。

控制器可以適于當(dāng)檢測(cè)到恒定電流輸入時(shí)以第一模式操作升壓轉(zhuǎn)換器，并且當(dāng)檢測(cè)到低于LED裝置的操作電壓的恒定電壓輸入時(shí)以第二模式操作升壓轉(zhuǎn)換器。這兩個(gè)模式實(shí)施在期望的調(diào)光水平和控制升壓轉(zhuǎn)換器開關(guān)的方式之間的不同功能關(guān)系。

控制器可以以通過模式(其中控制開關(guān)總是斷開)操作升壓轉(zhuǎn)換器，以得到100％的占空比。因此，如果不需要調(diào)光，則操作升壓轉(zhuǎn)換器，使得其不消耗功率。這適用于恒定電流或者恒定電壓模式。當(dāng)需要調(diào)光時(shí)，以有源開關(guān)模式(其中占空比0<d<100％)操作升壓轉(zhuǎn)換器。

當(dāng)檢測(cè)到低電壓輸入供應(yīng)時(shí)，升壓轉(zhuǎn)換器電路作為電壓上轉(zhuǎn)換器操作。電路可以替代地(或者附加地)包括降壓轉(zhuǎn)換器，如果檢測(cè)到高電壓輸入供應(yīng)。則可以使用降壓轉(zhuǎn)換器。然后可以操作降壓轉(zhuǎn)換器以執(zhí)行電壓下轉(zhuǎn)換。

如上文所解釋那樣，調(diào)光器可以包括在輸入和第一二極管部件的陽極之間的電感器，其中第一二極管部件的陰極連接到第一輸出，并且控制開關(guān)連接在第一二極管部件的陽極和至LED驅(qū)動(dòng)器的電流返回路徑之間。傳感器則可以被實(shí)施為連接在LED裝置和電流返回路徑之間的傳感電阻器。第二開關(guān)可以被提供為與傳感電阻器串聯(lián)，并且第二二極管部件可以連接在輸入和第二輸出之間，第二輸出用于連接到LED裝置的第二端子。

第二二極管部件形成降壓轉(zhuǎn)換器電路的一部分，降壓轉(zhuǎn)換器電路使用與升壓轉(zhuǎn)換器相同的電感器和存儲(chǔ)電容器。它可以被用于對(duì)高電壓供應(yīng)進(jìn)行下轉(zhuǎn)換。

第二開關(guān)可以被用作對(duì)于將輸入電流或者電壓直接路由通過LED裝置的感測(cè)功能的一部分。這然后使得輸入的性質(zhì)能夠被確定。

本發(fā)明還提供了LED驅(qū)動(dòng)器裝置，其包括：

恒定電流或者恒定電壓LED驅(qū)動(dòng)器；以及

本發(fā)明的調(diào)光器，連接至LED驅(qū)動(dòng)器的輸出，以用于向LED裝置提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

驅(qū)動(dòng)器裝置于是包含了調(diào)光功能。調(diào)光器可以被提供在驅(qū)動(dòng)器的印刷電路板上，或者其可以在驅(qū)動(dòng)器外部，或者其可以被提供在LED裝置PCB上。

照明裝置則包括：

本發(fā)明的LED驅(qū)動(dòng)器裝置；以及

LED裝置。

LED驅(qū)動(dòng)器裝置的調(diào)光器可以被提供在LED裝置的電路板上，使得整個(gè)驅(qū)動(dòng)器架構(gòu)被分割到兩個(gè)分立的位置上。

本發(fā)明還提供用于驅(qū)動(dòng)LED裝置的驅(qū)動(dòng)方法，該驅(qū)動(dòng)方法包括：

接收來自LED驅(qū)動(dòng)器的恒定電流LED驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

根據(jù)所需要的調(diào)光水平，使用升壓轉(zhuǎn)換器提供電壓上升；以及

將來自升壓轉(zhuǎn)換器的信號(hào)提供給LED裝置的第一端子。

方法可以包括：

確定所接收的來自LED驅(qū)動(dòng)器的輸入信號(hào)是恒定電壓或者是恒定電流；

如果所接收的輸入信號(hào)是恒定電流，則使用以第一模式操作的升壓轉(zhuǎn)換器執(zhí)行本發(fā)明的方法；

如果所接收的輸入信號(hào)是低于LED裝置的操作電壓的恒定電壓，則使用以第二模式操作的升壓轉(zhuǎn)換器，根據(jù)所需要的調(diào)光水平提供電壓上升，并且將來自升壓轉(zhuǎn)換器的信號(hào)提供給LED裝置的第一端子。

第一和第二模式可以包括根據(jù)所需要的調(diào)光水平以不同方式控制升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)。例如，開關(guān)占空比可以根據(jù)所需要的調(diào)光水平被相反地控制。

方法可以進(jìn)一步包括：如果所接收的輸入信號(hào)是高于LED裝置的操作電壓的恒定電壓，則使用降壓轉(zhuǎn)換器，根據(jù)所需要的調(diào)光水平提供電壓下降，并且將來自降壓轉(zhuǎn)換器的信號(hào)提供給LED裝置的第一端子。

附圖說明

現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例的照明系統(tǒng)的一般配置；

圖2示出了使用升壓轉(zhuǎn)換器的調(diào)光電路的第一示例；

圖3示出了可以代替升壓轉(zhuǎn)換器使用的降-升壓轉(zhuǎn)換器；

圖4示出了調(diào)光電路的第二示例；

圖5示出了將調(diào)光電路實(shí)施到現(xiàn)有印刷電路板上的兩種可能的方法；

圖6更詳細(xì)地示出了包括調(diào)光電路的LED印刷電路板的架構(gòu)；

圖7示出了將多個(gè)LED裝置組合起來的三種可能方法；并且

圖8示出了驅(qū)動(dòng)方法的一個(gè)示例。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了可以連接在基本LED驅(qū)動(dòng)器和LED裝置之間的LED調(diào)光器。調(diào)光器至少能夠接收來自恒定電流LED驅(qū)動(dòng)器的恒定電流，并且其然后根據(jù)所需要的調(diào)光水平使用升壓轉(zhuǎn)換器提供電壓上升。

調(diào)光器可以與LED電路板集成，并且這提供了一種調(diào)光解決方案，該調(diào)光解決方案包括對(duì)可以被連接到基本窗口驅(qū)動(dòng)器的LED板的使用。基本窗口驅(qū)動(dòng)器可以是具有固定輸出電流的驅(qū)動(dòng)器，但是其可以遞送這一電流，同時(shí)在相對(duì)大范圍的值上調(diào)節(jié)輸出電壓。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例的照明裝置的基本配置。

裝置包括基本標(biāo)準(zhǔn)LED驅(qū)動(dòng)器10，基本標(biāo)準(zhǔn)LED驅(qū)動(dòng)器10可以例如包括恒定電流窗口驅(qū)動(dòng)器。LED裝置通過起中間驅(qū)動(dòng)器作用的調(diào)光器電路12耦合到驅(qū)動(dòng)器10。如圖1所示，調(diào)光器電路12可以被提供在LED裝置的PCB 14上。LED裝置包括LED串16。如圖1所示，可以存在多個(gè)LED串16、18。如果所有這些LED串都要被調(diào)光到相同的水平，則單個(gè)調(diào)光單元12可以被如圖所示那樣提供。然而，如果期望對(duì)不同的LED串的獨(dú)立調(diào)光，則可以提供多個(gè)調(diào)光單元。LED PCB 14通常還包括未在圖1中示出的散熱器。

LED串可以包括LED的串聯(lián)連接，但是并聯(lián)連接以及組合了串聯(lián)連接和并聯(lián)連接的電路配置也是可能的。然而，本發(fā)明可以被應(yīng)用于單個(gè)LED，還可以被應(yīng)用于LED的一個(gè)或者多個(gè)串。

調(diào)光器電路是附加的板上中間驅(qū)動(dòng)器，并且其至少包括升壓功能。將因?yàn)橐韵率纠靼椎氖?，其可以包括降壓和升壓功能兩者?/p>

基本驅(qū)動(dòng)器10可以起恒定電流源的作用，但是沒有調(diào)光功能。這避免了對(duì)可調(diào)光窗口驅(qū)動(dòng)器的需求，可調(diào)光窗口驅(qū)動(dòng)器是實(shí)施調(diào)光功能的常規(guī)方式。圖1中的架構(gòu)更適合于向LED板添加智能。

圖1示出了具有輸入20的調(diào)光器電路，輸入20用于接收板14外部的輸入。這可以是從外部傳感器接收的輸入。

用戶接口22也被示出，其可以例如包括觸摸輸入、滑動(dòng)器或者控制旋鈕輸入、或者可聽輸入。板上傳感器24也被示出。

這些輸入被提供給控制調(diào)光電路12的控制器26。

對(duì)調(diào)光功能的控制可以使用這些控制輸入20、22、24中的任何一個(gè)或者多個(gè)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)使用傳感器時(shí)，它們可以包括日光傳感器或者存在傳感器，以便提供智能照明控制。

更具體地，智能LED板包括：

LED、LED串、或者多個(gè)LED串16；

控制器26；

用于控制器26的功率供應(yīng)(未示出)，優(yōu)選地通過提取向LED提供的功率中的少量功率得到；

傳感器、或者連接傳感器的接口、或者接收至板的用于控制調(diào)光功能的控制信號(hào)的接口；

用于調(diào)整光輸出以便至少提供調(diào)光功能的DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器。

這一設(shè)置實(shí)現(xiàn)了調(diào)光功能的局部實(shí)施。優(yōu)選地，在未經(jīng)調(diào)光情況下，調(diào)光電路12不消耗大量功率。然而，即使調(diào)光器電路12被設(shè)置為完全調(diào)暗(沒有電流通過LED)，其仍然應(yīng)該具有對(duì)電路功能供電的能力。

主轉(zhuǎn)換器10被收納在與LED裝置分立的外殼中，并且提供電流隔離。調(diào)光電路12(其包括DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器)在物理上被提供在與LED裝置相同的板上。

DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器利用前饋脈沖寬度調(diào)制(PWM)功能。PWM控制的占空比根據(jù)期望的調(diào)光水平而變化。

如上文所述，控制器26需要由從驅(qū)動(dòng)器10接收的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來供電?？刂破?6可以與LED串或者LED串中的LED子集并聯(lián)地被供電。LED的子集然后可以具有跨它們的電壓，該電壓對(duì)應(yīng)于控制器所需要的電壓供應(yīng)?？刂破鲗⒊槿⌒∮贚ED電流的并聯(lián)電流，并且因此將不影響LED輸出。

如果控制器由跨LED串的總電壓供電，則DC-DC下轉(zhuǎn)換器可以被用于得到適當(dāng)?shù)碾妷核健?/p>

控制器26可以備選地由與LED串串聯(lián)的電路供電。這一串聯(lián)電路可以是升壓轉(zhuǎn)換器。

備選地，控制器26可以使用調(diào)光電路12的DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器中使用的電感器線圈的附加繞組來供電。

因此，有多種方法通過從基本LED驅(qū)動(dòng)器10接收的信號(hào)向電路控制器26供電。

外部控制輸入20還可以采用多種形式?？梢源嬖谟糜诮邮杖缦马?xiàng)的接口：

無線電鏈接控制信號(hào)，諸如Zigbee、KNX RF；

光學(xué)通信信號(hào)，諸如紅外、VLCC、或者編碼光；

用于數(shù)字協(xié)議信號(hào)的無線連接，諸如1..10、DALI、DMX、或者I2C。

圖2示出了調(diào)光電路12的可能實(shí)施方式的第一示例。

基本驅(qū)動(dòng)器10起恒定電流源的作用。

調(diào)光電路12連接在LED驅(qū)動(dòng)器10和LED裝置16之間，并且包括用于接收來自LED驅(qū)動(dòng)器10的恒定電流的輸入30和在控制器26的控制下根據(jù)所需要的調(diào)光水平提供電壓上升的DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器。升壓轉(zhuǎn)換器輸出32被提供到LED裝置16的第一端子。

升壓轉(zhuǎn)換器包括在輸入30和第一(反激)二極管36的陽極之間的電感器34，第一二極管36的陰極連接到第一輸出32。晶體管37起控制開關(guān)的作用，其連接在第一二極管36的陽極和到LED驅(qū)動(dòng)器的電流返回路徑38之間。晶體管由控制器26進(jìn)行開關(guān)。圖2還示出了跨LED串16連接的平流電容器40。

恒定電流驅(qū)動(dòng)器10使電流進(jìn)入板中。調(diào)光電路12遞送不同的電流并且相應(yīng)地變化輸出電壓，以便功率守恒。在調(diào)光期間，通過LED串的電流必須被減少，同時(shí)LED兩端的電壓保持相當(dāng)恒定。

負(fù)載的降低的功率需求導(dǎo)致了當(dāng)遞送恒定電流時(shí)由驅(qū)動(dòng)器10提供的降低的電壓。

因此要求輸出處增加的電壓，以補(bǔ)償提供輸入電流的電壓的降低，這需要使用升壓轉(zhuǎn)換器來實(shí)施調(diào)光功能。

在100％(全功率)調(diào)光情形下，升壓轉(zhuǎn)換器可以停止開關(guān)，并且將來自基本驅(qū)動(dòng)器10的電流直接饋送到LED串中。其效率于是非常接近100％。形成調(diào)光電路12的額外轉(zhuǎn)換器不會(huì)導(dǎo)致額外的損耗。

在低于100％的調(diào)光期間，升壓轉(zhuǎn)換器開始開關(guān)，并且可能出現(xiàn)一些性能懲罰，通常約為3％，但是由降低光功率造成的節(jié)約是顯著的并且可以高達(dá)90％。

圖2的設(shè)置就部件的數(shù)目而言非常簡(jiǎn)單。其提供固定電流主驅(qū)動(dòng)器、其后是升壓轉(zhuǎn)換器的新穎組合。

當(dāng)需要深度調(diào)光時(shí)，電壓輸入顯著減少，以跟蹤LED裝置的功率需求的減少。驅(qū)動(dòng)器不可以具有足夠大的電壓操作窗口，并且可以在特定的調(diào)光水平處關(guān)閉，因?yàn)槠涠搪繁Ｗo(hù)將開啟。因此，最大調(diào)光水平可以基于驅(qū)動(dòng)器10的特性選擇。如下文解釋那樣，這些特性可以通過測(cè)試程序獲得。

最優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)器10被配置為即使在低電壓下也繼續(xù)遞送其電流。用于實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)的閾值優(yōu)選地是低的，例如對(duì)于10至20個(gè)LED的LED串(一般需要大約30至60V以便操作)，大約10V或者甚至更低。對(duì)于更長的LED串，例如如果使用了中等功率或者低功率LED，可以使用更高的短路保護(hù)閾值來工作。然而，調(diào)光范圍的下限由額定電壓和實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)的驅(qū)動(dòng)器輸出電壓之間的比率來指定。

此想法的可選延伸是，當(dāng)調(diào)光器嘗試低于特定電壓或者在特定占空比范圍之外操作時(shí)，調(diào)光器可以檢測(cè)短路保護(hù)機(jī)制是否開啟。調(diào)光器可以通過測(cè)量驅(qū)動(dòng)器的輸出(電壓或者電流)下降到零來檢測(cè)這一點(diǎn)。如果觀察到了這一行為，則調(diào)光器將來可以避免這種占空比設(shè)置或者僅容忍有限的調(diào)光程度。

用于控制器26的功率仍然可以從第一一個(gè)或者兩個(gè)LED取得。特別地，如果不需要例如低于10％的深度調(diào)光，則通過LED的電流總是高于最大電流的10％。只要控制器的消耗不多于幾個(gè)毫安，則這是可以接受的，而不在視覺上影響用于生成控制器功率供應(yīng)的LED的亮度。

圖2中的示例利用了升壓轉(zhuǎn)換器。

可以代替地使用降壓升壓轉(zhuǎn)換器。圖3示出了降壓-升壓轉(zhuǎn)換器。相同的部件被給予了相同的附圖標(biāo)記。在這一情形下，恒定電流驅(qū)動(dòng)器10的輸出通過串聯(lián)開關(guān)37耦合到輸出。在一個(gè)開關(guān)位置上，電感器34耦合到驅(qū)動(dòng)器10，并且在另一位置上，電感器34連接到具有并聯(lián)輸出電容器40的LED 16。降壓-升壓轉(zhuǎn)換器不具有通過(pass-through)模式，因?yàn)闆]有其中驅(qū)動(dòng)器10直接向LED 16饋電的開關(guān)位置。必須總是存在活躍的開關(guān)以從LED產(chǎn)生光，即使當(dāng)僅需要額定(未經(jīng)調(diào)光、最大)光輸出時(shí)，這也通常引入額外的損耗。

因此，升壓轉(zhuǎn)換器的優(yōu)勢(shì)是：在非開關(guān)(非調(diào)光)模式下實(shí)現(xiàn)100％的效率。

以上示例是針對(duì)恒定電流基本驅(qū)動(dòng)器10特別設(shè)計(jì)的。

圖4示出了對(duì)調(diào)光電路的修改，其實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換或者下轉(zhuǎn)換，并且可以連接到起電流源作用或者起電壓源作用的驅(qū)動(dòng)器。

與圖2中相同的部件被給予了相同的附圖標(biāo)記。輸入30因此還能夠接收來自LED驅(qū)動(dòng)器的恒定電壓。電路具有包括傳感電阻器42的傳感器，傳感電阻器42連接在LED裝置16和電流返回路徑38之間。第二開關(guān)44與傳感電阻器42串聯(lián)，并且第二二極管46連接在輸入和第二輸出之間，第二輸出用于連接到LED裝置的第二端子。

傳感電阻器42被用于測(cè)量通過LED的電流。這可以進(jìn)一步被用于確定調(diào)光器接收的是恒定電壓或者是恒定電流。實(shí)際上，與恒定電壓驅(qū)動(dòng)器相比，對(duì)于恒定電流驅(qū)動(dòng)器而言，通過LED的電流在相反的方向上改變(增加或者減少)。調(diào)光器軟件可以在初始設(shè)置階段期間得知這一行為。因此，可以不需要傳感電阻器。

控制器26然后可以根據(jù)感測(cè)到的至調(diào)光器的輸入類型來控制調(diào)光器電路(特別地，第一和第二晶體管)，并且還知道其應(yīng)該增加或者是減少占空比以便減少LED電流(以實(shí)施調(diào)光)。

電感器34、電容器40、開關(guān)44、以及二極管46被配置為降壓轉(zhuǎn)換器。對(duì)于高輸入供應(yīng)電壓，電路則可以作為電壓下轉(zhuǎn)換器操作。

當(dāng)電路與恒定電流驅(qū)動(dòng)器一起使用時(shí)，晶體管44總是接通，并且晶體管37開關(guān)。電路然后以與圖2中的電路相同的方式工作，并且光輸出與1-d成比例，其中d是DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)占空比。因此，d＝0是針對(duì)沒有進(jìn)行開關(guān)和全光輸出，并且d＝0.9是針對(duì)達(dá)10％亮度水平的深度調(diào)光。

當(dāng)電路與低電壓恒定電壓驅(qū)動(dòng)器(諸如鹵素12V AC變壓器)一起使用時(shí)，在變壓器10和調(diào)光器輸入30之間添加整流器。晶體管44總是接通，并且晶體管37再次開關(guān)。光輸出與占空比成比例，并且升壓電路起電壓上轉(zhuǎn)換器作用。

當(dāng)電路與高電壓恒定電壓驅(qū)動(dòng)器一起使用時(shí)，晶體管37總是斷開，并且利用二極管46，晶體管44被用于降壓下轉(zhuǎn)換。二極管36總是正向偏壓并且不起作用，使得電路僅起降壓轉(zhuǎn)換器作用。

因此，有三種可能的操作模式，兩種利用了使用升壓轉(zhuǎn)換器的上轉(zhuǎn)換，而一種利用了使用降壓轉(zhuǎn)換器的下轉(zhuǎn)換。

當(dāng)與電流源驅(qū)動(dòng)器一起使用時(shí)：

LED電流＝(1-d)乘以輸入電流。

由恒定電流驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的輸入電壓＝(1-d)乘以所需要的LED串電壓。這是需要被提升回到期望的LED串電壓的電壓。

在這一設(shè)置中，沒有對(duì)Ton和L的與安全相關(guān)的限制，即沒有將嚴(yán)重?fù)p壞驅(qū)動(dòng)器的針對(duì)Ton和L的選擇。

對(duì)于非調(diào)光輸出，升壓轉(zhuǎn)換器以通過模式運(yùn)行(開關(guān)37總是斷開)，使得電流總是來自主驅(qū)動(dòng)器10。

為了實(shí)現(xiàn)調(diào)光，更改占空比?？梢允褂谜伎毡鹊娜秶?/p>

當(dāng)用于低電壓源驅(qū)動(dòng)器(提供低于LED裝置的操作電壓的恒定電壓)的電壓上升時(shí)，電路以活躍開關(guān)模式操作。

●每周期能量＝1/2Li²，其中di/dt＝V/L，因此i＝Vt/L。

在關(guān)閉的時(shí)刻，E＝1/2V²T_on²/L。這一能量在T_cycle期間被釋放。

●功率為E/T_cycle＝1/2V²T_on²/(LT_cycle)。

對(duì)于固定的接通時(shí)間T_on，調(diào)光水平與d成比例(即，與T_on成比例)。

因此，可以看到的是，相比于恒定電流驅(qū)動(dòng)器，光輸出以相反的方式對(duì)占空比的改變做出反應(yīng)。對(duì)于恒定電流驅(qū)動(dòng)器，光輸出與(1-d)成比例，并且對(duì)于低電壓恒定電壓驅(qū)動(dòng)器，其與d成比例。這已在上文提及。

當(dāng)用于高電壓源驅(qū)動(dòng)器(提供高于LED裝置的期望操作電壓的恒定電壓)的電壓下轉(zhuǎn)換時(shí)，電路使用以活躍開關(guān)模式運(yùn)行的降壓轉(zhuǎn)換器來操作。

圖4中的電路因此可以與電流源一起并且與低于或者高于期望LED電壓的電壓源一起操作。電路是相同的，但是軟件控制算法不同。電路可以針對(duì)連接到電路的驅(qū)動(dòng)器的類型自動(dòng)地調(diào)節(jié)其操作。

特別地，在最初上電時(shí)，LED板不知道驅(qū)動(dòng)器的特性，例如其不知道連接的是電壓源或者是電流源。一種注冊(cè)程序?qū)⒗秒娏鱾鞲须娮杵髅枋觥?/p>

第一注冊(cè)步驟包括斷開晶體管37并且閉合晶體管44。這禁用了升壓轉(zhuǎn)換器電路(和降壓轉(zhuǎn)換器電路)，并且將所供應(yīng)的功率路由到LED裝置。傳感電阻器42兩端的電壓VR被監(jiān)控，該電壓與通過電阻器42的電流相關(guān)，并且輸出電壓VO(在端子30上)也被監(jiān)控。

如果VR增加到高于最大閾值，并且VO保持恒定，則所連接的驅(qū)動(dòng)器是高電壓驅(qū)動(dòng)器。在這一情形下，電流應(yīng)該以降壓模式操作。

如果VR穩(wěn)定在LED的最大操作范圍附近的值，則所連接的驅(qū)動(dòng)器是電流驅(qū)動(dòng)器。調(diào)光功能則可以從低占空比開始通過開關(guān)晶體管37來測(cè)試。由于LED電流減少，電壓VR然后應(yīng)該根據(jù)(1-d)降低。電壓VO也應(yīng)該降低，因?yàn)楹愣娏黩?qū)動(dòng)器以其操作窗口內(nèi)的較低電壓操作。VO保持穩(wěn)定時(shí)的最低占空比值則可以確定，使得適合于特定驅(qū)動(dòng)器的最深調(diào)光水平可以確定。

如果VR保持接近于零，則所連接的驅(qū)動(dòng)器是低電壓驅(qū)動(dòng)器，例如12V鹵素驅(qū)動(dòng)器。電路然后可以通過嘗試從低占空比開始通過開關(guān)晶體管44增加光水平來進(jìn)行測(cè)試。平均電壓VR然后應(yīng)該根據(jù)d增加。電壓VO應(yīng)該保持恒定。

調(diào)光能力可以被包括到承載LED的電路板中，或者其可以被提供在驅(qū)動(dòng)器電路板上，或者其可以是分立的單元。

圖5(a)示出了可調(diào)光驅(qū)動(dòng)器10，其包括標(biāo)準(zhǔn)恒定電流或者恒定電壓驅(qū)動(dòng)器(沒有調(diào)光能力)和上文解釋的用于實(shí)施調(diào)光功能的開關(guān)模式電路51的組合?？烧{(diào)光驅(qū)動(dòng)器10驅(qū)動(dòng)兩個(gè)LED裝置16a、16b。調(diào)光功能可以遠(yuǎn)程控制，并且為了這一目的，單元52可以包括RF接收器。調(diào)光功能還可以或者可以代替地基于光傳感器輸入來自動(dòng)控制，從而單元52在那一情形下可以包括傳感器。

圖5(b)示出了標(biāo)準(zhǔn)恒定電流或者恒定電壓驅(qū)動(dòng)器10(沒有調(diào)光能力)。用于實(shí)施調(diào)光功能的上文解釋的開關(guān)模式電路51被提供在第一LED裝置16a的電路板上。第二LED裝置16b菊花鏈自第一LED裝置。

圖6更詳細(xì)地示出了由圖5(b)中的第一LED電路板16a承載的部件。調(diào)光控制電路被示出為51。調(diào)光電路51接收恒定電路。開關(guān)模式電路51的作用是允許電流的一部分沿著旁通路徑55旁通LED串16。電流在LED串16的輸出處再次匯總以返回到驅(qū)動(dòng)器10。功率供應(yīng)53向處理器54提供功率，處理器54實(shí)施升壓轉(zhuǎn)換器開關(guān)控制器，并且處理器54還可以實(shí)施對(duì)驅(qū)動(dòng)器10是電流源驅(qū)動(dòng)器或者是電壓源驅(qū)動(dòng)器的智能檢測(cè)，如上文所解釋那樣。RF接口和/或光傳感器還被示出為52。

多個(gè)LED裝置可以以多種方式組合，并且圖7示出了三個(gè)示例。在圖7(a)中，兩個(gè)LED裝置16a、16b簡(jiǎn)單地串聯(lián)。由第一LED裝置16a生成的調(diào)光電流Idim被提供到第二LED裝置16b。僅第一LED裝置16a具有調(diào)光能力。

對(duì)于恒定電流驅(qū)動(dòng)器和使用電壓上升轉(zhuǎn)換器；

輸出電壓＝輸入電壓/(1-d)

其中d是占空比。因此：

輸出電流-輸入電流*(1-d)。

無論使用了多少LED裝置，都可以基于占空比控制來設(shè)置期望的電流水平。然而，對(duì)于數(shù)目N個(gè)LED裝置，驅(qū)動(dòng)器需要覆蓋從Min*N*Vs至N*Vs的范圍的電壓窗口，

其中Vs是用于每個(gè)LED裝置的LED串電壓，并且Min是最小調(diào)光水平。

圖7(a)本質(zhì)上是主LED板16a、其后是從屬LED板16b。

圖7(b)示出了串聯(lián)的兩個(gè)主LED板16a、16b。LED電流和來自第一LED板的旁通電流在供應(yīng)到第二LED板16b之前被組合(以便形成原始電流I)。每個(gè)LED板可以以相同方式或者獨(dú)立地控制其關(guān)聯(lián)的LED串。

兩個(gè)主LED電路板可以替代地并聯(lián)。

圖7(c)示出了如下設(shè)置，其中主板16a具有調(diào)光控制，并且從屬板16b串聯(lián)但是被驅(qū)動(dòng)到全亮度，并且其接收全重組的電流I。在這一情形下，驅(qū)動(dòng)器必須具有覆蓋(Min+1)Vs至2Vs(對(duì)于兩個(gè)LED板的示例)的范圍的電壓窗口。

圖8示出了確定驅(qū)動(dòng)器的類型的方法。

在步驟60中，測(cè)量電阻器電壓VR。

在步驟62中，確定電壓VR是否大于最大閾值(并且可選地還確定輸出電壓是否是恒定的)。如果如此，則在步驟63中確定連接高電壓驅(qū)動(dòng)器。

在步驟64中，確定電壓VR是否大于最小值但是小于閾值。這一范圍包括LED的正常最大操作電壓。如果如此，則在步驟65中確定連接恒定電流驅(qū)動(dòng)器，因?yàn)殡妷簩?duì)應(yīng)于LED的正常驅(qū)動(dòng)。

在步驟66中，確定電壓是否小于最小值。如果如此，則在步驟67中確定連接低電壓驅(qū)動(dòng)器。

該處于在步驟68中結(jié)束。

根據(jù)本發(fā)明的一些示例使得入門級(jí)低成本驅(qū)動(dòng)器能夠適合于其中執(zhí)行調(diào)光的燈具。調(diào)光電路和LED裝置的組合是反向兼容的，使得其可以在其中使用現(xiàn)有LED的所有產(chǎn)品中工作。板上傳感器的使用使得能夠?qū)嵤┤展獠东@功能。LED裝置和調(diào)光電路可以自主地對(duì)其光輸出水平進(jìn)行調(diào)光，同時(shí)仍然與現(xiàn)有的固定電流驅(qū)動(dòng)器一起工作。

其它一些示例提供了如下LED板：其可以自動(dòng)識(shí)別其是被電壓源驅(qū)動(dòng)或者是被電流源驅(qū)動(dòng)的，并且然后可以相應(yīng)地適配其內(nèi)部調(diào)光算法。

示出的LED驅(qū)動(dòng)器電路利用了二極管。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，整流功能還可以使用其它部件實(shí)施。例如，晶體管可以被配置為整流器，或者晶體管可以被有源開關(guān)以在期望電流在特定方向上流動(dòng)的瞬間導(dǎo)通(例如，在同步整流器、半橋等中)。權(quán)利要求中使用的術(shù)語“二極管部件”旨在包含所有這些可能性。

對(duì)所公開的實(shí)施例的其它變化可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)踐所要求保護(hù)的發(fā)明中，從學(xué)習(xí)附圖、公開內(nèi)容以及所附權(quán)利要求中理解和實(shí)現(xiàn)。在權(quán)利要求中，詞語“包括”不排除其它元素或者步驟，并且不定冠詞“一(a)”或者“一個(gè)(an)”不排除多個(gè)。僅憑在互相不同的從屬權(quán)利要求中記載某些措施的事實(shí)不表示這些措施的組合不能被有利地使用。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被解釋為對(duì)范圍進(jìn)行限制。