專利名稱：照明裝置、照明系統(tǒng)以及燈具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體照明領域，特別是關于一種照明裝置、照明系統(tǒng)以及燈具。
背景技術：
近年來由于發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)的制造技術的突破,使得發(fā)光二極管發(fā)光亮度及發(fā)光效率大幅提升，進而逐漸取代傳統(tǒng)的燈管而成為新的照明組件，廣泛地應用于例如家用照明裝置、汽車照明裝置、手持照明裝置、液晶面板背光源、交通號志指示燈、指示廣告牌等照明應用。為了增加發(fā)光二極管使用時的亮度，通常會將發(fā)光二極管彼此串接而形成一發(fā)光二極管的串聯(lián)組件。發(fā)光二極管為直流型負載，而將多組發(fā)光二極管的串聯(lián)組件進一步彼此并聯(lián)使用的電子裝置中，由于每個發(fā)光二極管的特性及阻抗彼此不同，導致流經(jīng)每個發(fā)光二極管串聯(lián)組件的電流都不盡相同，如此一來，將使得該電子裝置的發(fā)光亮度不均勻，也會使得個別發(fā)光二極管的使用 壽命大幅減少，進而使得整個電子裝置受到損害。為了解決發(fā)光二極管組件電流不均勻的問題，已經(jīng)采用了很多電流平衡技術來改善這一缺陷，其中之一即是采用各自獨立的電能單元來分別驅(qū)動每一發(fā)光二極管組件。然而使用各自獨立的電能單元將會導致電路的線路復雜，以及生產(chǎn)成本的提高，且會因為多個電能單元之間具有容差(tolerance)而導致均流效果不佳。而另一種現(xiàn)有技術則是利用多個共模扼流線圈(common choke)來平衡流過每一發(fā)光二極管組件的電流，然而利用多個共模扼流線圈將導致電路中的磁性組件數(shù)目增加，從而引起生產(chǎn)成本提高以及裝置的體積變大。此外，共模扼流線圈還會產(chǎn)生激磁電流，因此均流效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種照明裝置、照明系統(tǒng)以及燈具，所提供的裝置能夠解決發(fā)光二極管組件電流不均勻的問題，所提供的照明系統(tǒng)能夠進一步實現(xiàn)對發(fā)光二極管組件電流的調(diào)節(jié)。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種照明裝置，包括一發(fā)光二極管陣列以及一交流電流源，所述發(fā)光二極管陣列包括一第一發(fā)光二極管組件、一第二發(fā)光二極管組件、一第三發(fā)光二極管組件、一第一均流單元、以及一第二均流單元，所述發(fā)光二極管陣列采用所述交流電流源供電；所述交流電流源的第一輸出端電學連接至所述第一均流單元的第一端和所述第三發(fā)光二極管組件的正極；所述第一均流單元的第二端電學連接至所述第一發(fā)光二極管組件的正極和所述第二發(fā)光二極管組件的負極，用以對所述第一發(fā)光二極管組件和所述第二發(fā)光二極管組件進行均流；所述第一發(fā)光二極管組件的負極電學連接至所述交流電流源的第二輸出端；所述第二均流單元的第二端電學連接至所述第二發(fā)光二極管組件的正極和所述第三發(fā)光二極管組件的負極，用以對所述第二發(fā)光二極管組件和所述第三發(fā)光二極管組件進行均流；所述第二均流單元的第一端電學連接至所述交流電流源的第二輸出端。可選的，所述第一均流單元和所述第二均流單元均為一電容。可選的，所述交流電流源包括一開關電路、一諧振電容和一諧振電感；所述開關電路的輸入端電學連接至一直流電壓源；所述開關電路的第一輸出端電學連接至所述諧振電容的第一端，所述諧振電容的第二端連接之所述諧振電感的第一端，所述諧振電感的第二端電學連接至交流電源的第一輸出端；所述開關電路的第二輸出端電學連接至所述交流電流源的第二輸出端?？蛇x的，進一步包括一隔離變壓器；所述隔離變壓器的第一輸入端電學連接至所述諧振電感的第二端，第二輸入端電學連接至所述開關電路的第二輸出端；所述隔離變壓器的第一輸出端和第二輸出端分別對應作為所述交流電流源的第一輸出端和第二輸出端?？蛇x的，所述交流電流源進一步包括一勵磁電感，所述勵磁電感的第一端電學連接至所述諧振電感的第二端，所述勵磁電感的第二端電學連接至所述開關電路的第二輸出端?？蛇x的，進一步包括一過壓保護器，所述過壓保護器與所述第一、第二和第三發(fā)光二極管組件中的任意一個連接，用以防止與過壓保護器串聯(lián)的發(fā)光二極管組件兩端電壓超過設定值?？蛇x的，所述發(fā)光二極管陣列的所述第一均流單元和所述第一發(fā)光二極管組件進一步構成一第一標準件，所述第二均流單元和所述第二發(fā)光二極管組件進一步構成一第二標準件；所述第一標準件和所述第二標準件具有相同的內(nèi)部連接結構和外部接口?？蛇x的，所述第一標準件中進一步包括了一第一過壓保護器；所述第二標準件中進一步包括了一第二過壓保護器；其中，所述第一過壓保護器與所述第一發(fā)光二極管組件連接，所述第二過壓保護器與所述第二發(fā)光二極管組件連接，用以防止所述第一發(fā)光二極管組件與所述第二發(fā)光二極管組 件兩端電壓超過設定值
可選的，所述第一標準件中進一步包括了與第一發(fā)光二極管組件同向串聯(lián)的第一整流二極管；所述第二標準件中進一步包括了與第二發(fā)光二極管組件同向串聯(lián)的第二整流二極管。可選的，所述第一標準件中進一步包括了與第一發(fā)光二極管組件并聯(lián)的第一濾波電容；所述第二標準件中進一步包括了與第二發(fā)光二極管組件并聯(lián)的第二濾波電容?？蛇x的，所述第一標準件中進一步包括了一第一過壓保護二極管；所述第二標準件中進一步包括了一第二過壓保護二極管，其中，所述第一過壓保護二極管與所述第一發(fā)光二極管組件同向串聯(lián)，所述第二過壓保護二極管與所述第二發(fā)光二極管組件同向串聯(lián)，用以防止所述第一發(fā)光二極管組件與所述第二發(fā)光二極管組件任意兩端電壓超過設定值。本發(fā)明進一步提供了一種照明系統(tǒng)，包括一照明裝置以及一調(diào)光模塊，所述照明裝置進一步包括一交流電流源、一發(fā)光二極管陣列、以及一輸出功率控制模塊；所述交流電流源耦接至所述發(fā)光二極管陣列，用以為所述發(fā)光二極管陣列供電；所述發(fā)光二極管陣列與所述輸出功率控制模塊耦接，用以為所述輸出功率控制模塊提供發(fā)光二極管陣列的內(nèi)部電流信息；所述輸出功率控制模塊進一步耦接至所述交流電流源，形成一閉環(huán)的控制鏈路，用以對所述交流電流源的輸出功率實施閉環(huán)控制；所述調(diào)光模塊耦接至所述閉環(huán)控制鏈路中，用以調(diào)節(jié)發(fā)光二極管陣列的照明亮度。
可選的，所述發(fā)光二極管陣列包括一第一發(fā)光二極管組件、一第二發(fā)光二極管組件、一第三發(fā)光二極管組件、一第一均流單元、以及一第二均流單元；所述交流電流源的第一輸出端電學連接至所述第一均流單元的第一端和所述第三發(fā)光二極管組件的正極；所述第一均流單元的第二端電學連接至所述第一發(fā)光二極管組件的正極和所述第二發(fā)光二極管組件的負極，用以對所述第一發(fā)光二極管組件和所述第二發(fā)光二極管組件進行均流；所述第一發(fā)光二極管組件的負極電學連接至所述交流電流源的第二輸出端；所述第二均流單元的第二端電學連接至所述第二發(fā)光二極管組件的正極和所述第三發(fā)光二極管組件的負極，用以對所述第二發(fā)光二極管組件和所述第三發(fā)光二極管組件進行均流；所述第二均流單元的第一端電學連接至所述交流電流源的第二輸出端。可選的，所述輸出功率控制模塊進一步包括一電流比較器、一比例積分調(diào)節(jié)器以及一開關電路驅(qū)動器；所述電流比較器的第一輸入端電學連接至所述發(fā)光二極管陣列，用以獲得流過發(fā)光二極管中的電流值，第二輸入端電學連接至所述調(diào)光模塊以獲得一參考電流；所述比例積分調(diào)節(jié)器的輸入端電學連接至所述電流比較器的輸出端，所述比例積分調(diào)節(jié)器的輸出端電學連接至所述開關電路驅(qū)動器的輸入端，用以根據(jù)所述電流比較器的輸出值調(diào)節(jié)所述開關電路驅(qū)動器的輸出頻率；所述開關電路驅(qū)動器的輸出端電學連接至所述交流電流源，用以調(diào)節(jié)交流電流源的輸出功率。可選的，所述發(fā)光二極管陣列進一步包括一與任意一發(fā)光二極管組件串聯(lián)的采樣電阻，所述電流比較器通過獲得采樣電阻兩端的電壓值進而獲得流過發(fā)光二極管中的電流值?？蛇x的，所述發(fā)光二極管陣列進一步包括一與任意一發(fā)光二極管組件串聯(lián)的采樣電感，所述電流比較器通過設置一同所述采樣電感耦合的耦合電感來獲得流過發(fā)光二極管中的電流值。 可選的，所述輸出功率控制模塊進一步包括一比例積分調(diào)節(jié)器和一開關電路驅(qū)動器；所述比例積分調(diào)節(jié)器的輸入端電學連接至所述發(fā)光二極管陣列，所述比例積分調(diào)節(jié)器的輸出端電學連接至所述開關電路驅(qū)動器的輸入端；所述開關電路驅(qū)動器的輸出端電學連接至所述交流電流源，用以調(diào)節(jié)交流電流源的輸出功率；所述調(diào)光模塊的輸出端電學連接至所述開關電路驅(qū)動器，直接調(diào)節(jié)所述開關電路驅(qū)動器的輸出頻率，進而調(diào)節(jié)交流電流源的輸出功率和發(fā)光二極管陣列的照明亮度。可選的，所述發(fā)光二極管陣列進一步包括一開關組件，所述開關組件與所述第一、第二和第三發(fā)光二極管組件中的任意一個并聯(lián)，所述調(diào)光模塊電學連接至所述開關組件，用以控制開關組件的開關，從而控制與所述開關組件連接的發(fā)光二極管組件的工作狀態(tài)，進而調(diào)節(jié)發(fā)光二極管陣列的照明亮度。本發(fā)明還提供了一種燈具，所述燈具具有發(fā)光燈板和驅(qū)動板，所述發(fā)光燈板與所述驅(qū)動板通過布線電性連接；其中所述發(fā)光燈板配設有一發(fā)光二極管陣列，所述驅(qū)動板配設有一電源驅(qū)動轉換裝置，所述發(fā)光二極管陣列包括一第一發(fā)光二極管組件、一第二發(fā)光二極管組件、一第三發(fā)光二極管組件、一第一均流單元、以及一第二均流單元?？蛇x的，所述發(fā)光二極管陣列的所述第一均流單元和所述第一發(fā)光二極管組件進一步構成一第一標準件，所述第二均流單元和所述第二發(fā)光二極管組件進一步構成一第二標準件；所述第一標準件和所述第二標準件具有相同的內(nèi)部連接結構和外部接口。
可選的，所述第一標準件中進一步包括了一第一過壓保護器；所述第二標準件中進一步包括了一第二過壓保護器；其中，所述第一過壓保護器與所述第一發(fā)光二極管組件連接，所述第二過壓保護器與所述第二發(fā)光二極管組件連接，用以防止所述第一發(fā)光二極管組件與所述第二發(fā)光二極管組件兩端電壓超過設定值?？蛇x的，所述第一標準件中進一步配設有與第一發(fā)光二極管組件同向串聯(lián)的第一整流二極管；所述第二標準件中進一步配設有與第二發(fā)光二極管組件同向串聯(lián)的第二整流
二極管。可選的，所述第一標準件中進一步配設有與第一發(fā)光二極管組件并聯(lián)的第一濾波電容；所述第二標準件中進一步配設有與第二發(fā)光二極管組件并聯(lián)的第二濾波電容?？蛇x的，所述第一標準件中進一步包括了一第一過壓保護二極管；所述第二標準件中進一步包括了一第二過壓保護二極管，其中，所述第一過壓保護二極管與所述第一發(fā)光二極管組件同向串聯(lián)，所述第二過壓保護二極管與所述第二發(fā)光二極管組件同向串聯(lián)，用以防止所述第一發(fā)光二極管組件與所述第二發(fā)光二極管組件任意兩端電壓超過設定值?？蛇x的，所述驅(qū)動模塊進一步包括一調(diào)光模塊、一電源轉換驅(qū)動裝置、以及一輸出功率控制模塊；所述電源轉換驅(qū)動裝置耦接至所述發(fā)光二極管陣列，用以為所述發(fā)光二極管陣列供電；所述發(fā)光二極管陣列與所述輸出功率控制模塊耦接，用以為所述輸出功率控制模塊提供發(fā)光二極管陣列的內(nèi)部電流信息；所述輸出功率控制模塊進一步耦接至所述電源轉換驅(qū)動裝置，形成一閉環(huán)的控制鏈路，用以對所述電源轉換驅(qū)動裝置的輸出功率實施閉環(huán)控制；所述調(diào)光模塊耦接至所述閉環(huán)控制鏈路中，用以調(diào)節(jié)發(fā)光二極管陣列的照明亮度。本發(fā)明的優(yōu)點在于，所提 供的照明裝置通過設置均流單元，利用電容的安秒平衡原理，實現(xiàn)多路發(fā)光二極管組件電流的均勻分布，解決了發(fā)光二極管組件電流不均勻的問題；在所提供的照明系統(tǒng)中通過設置一調(diào)光模塊并耦接至照明裝置的閉環(huán)控制鏈路中，達到調(diào)節(jié)發(fā)光二極管陣列的照明亮度的目的。


附圖1A是本發(fā)明所述照明裝置第一具體實施方式
的結構示意 附圖1B是本發(fā)明所述照明裝置第二具體實施方式
的結構示意 附圖1C是被制造成驅(qū)動模塊的附圖1B中的發(fā)光二極管陣列中的標準件分割示意圖； 附圖2A是本發(fā)明所述照明系統(tǒng)第一具體實施方式
的結構框 附圖2B、2C以及2D是與附圖2A所示結構框圖所對應的照明系統(tǒng)的電路 附圖2E是附圖2B所示電路中的第一發(fā)光二極管組件進一步并聯(lián)過壓保護模塊的電路
附圖2F是附圖2E所示的過壓保護模塊的一種具體實現(xiàn)電路；
附圖3是本發(fā)明所述照明系統(tǒng)第二具體實施方式
的電路 附圖4是本發(fā)明所述照明系統(tǒng)第三具體實施方式
的電路 附圖5是本發(fā)明所述照明系統(tǒng)第四具體實施方式
的電路圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明提供的照明裝置以及照明系統(tǒng)具體實施方式
做詳細說明。附圖1A所示是本發(fā)明所述照明裝置10第一具體實施方式
的結構示意圖，包括:一發(fā)光二極管陣列100以及一交流電流源110，所述發(fā)光二極管陣列100包括一第一發(fā)光二極管組件1001、一第二發(fā)光二極管組件1002、一第三發(fā)光二極管組件1003、一第一均流單元1011、以及一第二均流單元1012，所述發(fā)光二極管陣列100采用所述交流電流源110供電。所述交流電流源110的第一輸出端電學連接至所述第一均流單元1011的第一端和所述第三發(fā)光二極管組件1003的正極；所述第一均流單元1011的第二端電學連接至所述第一發(fā)光二極管組件1001的正極和所述第二發(fā)光二極管組件1002的負極，用以對所述第一發(fā)光二極管組件1001和所述第二發(fā)光二極管組件1002進行均流；所述第一發(fā)光二極管組件1001的負極電學連接至所述交流電流源110的第二輸出端；所述第二均流單元1012的第二端電學連接至所述第二發(fā)光二極管組件1002的正極和所述第三發(fā)光二極管組件1003的負極，用以對所述第二發(fā)光二極管組件1002和所述第三發(fā)光二極管組件1003進行均流；所述第二均流單元1012的第一端電學連接至所述交流電流源110的第二輸出端。本具體實施方式
中，第一均流單元1011以及第二均流單元1012各自為一電容器。經(jīng)過第一均流單元1011以及第二均流單元1012向第一發(fā)光二極管組件1001、第二發(fā)光二極管組件1002和第三發(fā)光二極管組件1003供電，由于電容的安秒平衡原理可知，在穩(wěn)態(tài)工作下，電容兩端的正安秒值等于負安秒值，即電容的安秒積分的代數(shù)和為零，亦即流經(jīng)電容的電流的代數(shù)和為零。具體到附圖1所示的電路，第一發(fā)光二極管組件1001和第二發(fā)光二極管組件1002均連接至第一均流單元1011，且第一發(fā)光二極管組件1001和第二發(fā)光二極管組件1002的極性相反，故流過兩者的平均電流必然是相等的；類似地，第二發(fā)光二極管組件1002和第三發(fā)光二極管組件1003上流過的電流平均值也必然是相等的。以此類推，如果附圖1A所示電路上繼續(xù)以“每兩個相鄰的發(fā)光二極管組件極性相反且連接一均流單元”的方式設置更多的發(fā)光二極管組件，它們彼此之間的平均電流值也必然是相等的。所述交流電流源110包括一開關電路1101、一諧振電容Cs和一諧振電感Lr ;所述開關電路1101的輸入端電學連接至一直流電壓源；所述開關電路1101的第一輸出端電學連接至所述諧振電容Cs的第一端，所述諧振電容Cs的第二端連接之所述諧振電感Lr的第一端，所述諧振電感Lr的第二端電學連接至交流電源ACl的第一輸出端；所述開關電路1101的第二輸出端電學連接至所述交流電流源110的第二輸出端。本實施方式中的開關電路1101是半橋整流電路，在其它的實施方式中，該開關電路1101也可以是全橋整流電路或者其他任何一種可以起到整流作用的電路。開關電路1101將輸入的直流電壓轉換為方波電壓信號，該方波電壓信號流入諧振電容Cs和諧振電感Lr、以及三組發(fā)光二極管組件成的電路網(wǎng)絡。從電路拓撲上來看，諧振電容Cs和諧振電感Lr串聯(lián)組成串聯(lián)諧振電路，因此交流電流源110可以看作是一串聯(lián)諧振變換器。以上結構的電源中由于諧振電感Lr的存在，導致其輸出電流是不可能突變的，因為電感的電流必須是連續(xù)變化的。故相對于其他類型的電源而言，此交流電流源110不會產(chǎn)生電流突變，因此流過LED的電流較為平緩，從而使流過LED的電流有效值趨近于平均值，延長LED壽命。所述交流 電流源110進一步包括一勵磁電感Lm,所述勵磁電感Lm的第一端電學連接至所述諧振電感Lr的第二端，所述勵磁電感Lm的第二端電學連接至所述開關電路1101的第二輸出端。勵磁電感Lm的作用在于為交流電流源110的輸出信號疊加一直流電流分量。本具體實施方式
中，第一發(fā)光二極管組件1001和第三發(fā)光二極管組件1003的設置方向是相同的，而第二發(fā)光二極管組件1002與上述兩組件的設置方向是不同的。發(fā)光二極管組件存在一正一反兩種不同的設置方式，當正向設置的發(fā)光二極管組件與反向設置的發(fā)光二極管組件的數(shù)目不同時，負載在一個周期內(nèi)所需的正向電流和反向電流的積分值是不對稱的，故需要一勵磁電感Lm來提供一直流分量，滿足這一對稱性破缺的要求。附圖1B所示是本發(fā)明所述照明裝置第二具體實施方式
的結構示意圖，與前一具體實施方式
相比，本具體實施方式
的交流電流源110進一步包括了一隔離變壓器Tr ;所述隔離變壓器Tr的第一輸入端電學連接至所述諧振電感Lr的第二端，第二輸入端電學連接至所述開關電路1101的第二輸出端；所述隔離變壓器Tr的第一輸出端和第二輸出端分別對應作為所述交流電流源110的第一輸出端和第二輸出端。與前一實施方式不同之處還在于,本實施方式的發(fā)光二極管陣列100進一步包括了一第四發(fā)光二極管組件1004以及一第三均流單元1013，新增元件的連接方式順從附圖1A的連接原則，具體連接方式請參考附圖1B所示。由于新增了一第四發(fā)光二極管組件1004，負載在一個周期內(nèi)所需的正向電流和反向電流的積分值是對稱的，故無需額外的直流分量，可以不設置勵磁電感Lm。附圖1A和附圖1B所示的結構在實際應用場合中，發(fā)光二極管陣列100可以被制作為一發(fā)光燈板，而交流電流源 110可以被制作為一驅(qū)動板，兩者可以分開制造和出售。從附圖1A和附圖1B中不難看出，發(fā)光燈板和驅(qū)動板皆只有兩個外接端子，便于制造和組裝。進一步參考附圖1C是被制造成驅(qū)動板的附圖1B中的發(fā)光二極管陣列100中的標準件分割示意圖。在被制造成發(fā)光燈板的發(fā)光二極管陣列100中，第一均流單元1011和第一發(fā)光二極管組件1001可以進一步構成第一標準件Cl，第二均流單元1012和第一發(fā)光二極管組件1002可以進一步構成第二標準件C2，第三均流單元1013和第三發(fā)光二極管組件1003可以進一步構成第三標準件C3。附圖1C中的第一標準件Cl、第二標準件C2第三標準件C3和實質(zhì)上具有相同的內(nèi)部連接結構，僅是畫法不同而已。并且這些標準件都有三個接口，因此以附圖1A和IB的排布方式不斷重復連接這些標準件，可以無限制的排布下去，直至結束時采用一第四發(fā)光二極管組件1004作為末端即可。這對于制造工藝是十分有利的。在制造過程中，可以生產(chǎn)出若干附圖1C所示的標準件，再根據(jù)不同客戶的要求拼接成不同數(shù)目的二極管陣列，以標準化的生產(chǎn)滿足了不同客戶的需求，降低了生產(chǎn)成本。接下來結合附圖給出本發(fā)明所述照明系統(tǒng)的第一具體實施方式
。附圖2A所示是本發(fā)明本發(fā)明所述照明系統(tǒng)第一具體實施方式
的結構框圖，包括一直流電壓源200、一照明裝置10以及一調(diào)光模塊210，所述照明裝置10 —步包括一發(fā)光二極管陣列100、一交流電流源110以及一輸出功率控制模塊220 ;所述直流電壓源200耦接至所述照明裝置10的所述交流電流源110，用以為所述交流電流源110供電；所述交流電流源110耦接至所述發(fā)光二極管陣列100，用以為所述發(fā)光二極管陣列100供電；所述發(fā)光二極管陣列100與所述輸出功率控制模塊220耦接，用以為所述輸出功率控制模塊220提供發(fā)光二極管陣列100的內(nèi)部電流信息；所述輸出功率控制模塊220進一步耦接至所述交流電流源110，形成一閉環(huán)的控制鏈路，用以對所述交流電流源110的輸出功率實施閉環(huán)控制；所述調(diào)光模塊210耦接至所述閉環(huán)控制鏈路中，用以調(diào)節(jié)發(fā)光二極管陣列100的照明亮度。附圖2B是與附圖2A所示結構框圖所對應的一種照明系統(tǒng)的電路圖。其中的照明裝置10中的發(fā)光二極管陣列100和交流電流源110的電路結構請參考附圖1A所示的內(nèi)容，此處不再重復敘述。輸出功率控制模塊220進一步包括電流比較器221、比例積分調(diào)節(jié)器222和開關電路驅(qū)動器223 ;電流比較器221的一輸入端通過一串聯(lián)在第一發(fā)光二極管組件1001上的采樣電阻RS獲得發(fā)光二極管陣列100中的電流值(從前述可以，發(fā)光二極管陣列100中所有發(fā)光二極管組件的電流是相等的)，另一輸入端從調(diào)光模塊210中獲得一參考電流值，電流比較器221的輸出端連接至比例積分調(diào)節(jié)器222的輸入端；比例積分調(diào)節(jié)器222的輸出端連接至開關電路驅(qū)動器223的輸入端；開關電路驅(qū)動器223的輸出端連接至開關電路1101。繼續(xù)參考附圖2B，該電路用一個采樣電阻RS與任意一發(fā)光二極管組件串聯(lián)，采樣流過發(fā)光二極管組件的平均電流，達到閉環(huán)控制發(fā)光二極管組件流過的平均電流的目的。電流比較器221通過采樣電阻RS獲得第一發(fā)光二極管組件1001的平均電流，稱之為第一電流II，調(diào)光模塊210中輸出的電流稱之為第二電流12，電流比較器221比較兩個電流的大小，得到電流誤差信號A 1=12-11 ;電流誤差信號Al被輸入至比例積分調(diào)節(jié)器222，比例積分調(diào)節(jié)器222根據(jù)電流誤差信號·Al的大小輸出信號控制開關電路驅(qū)動器223的輸出頻率大小。開關電路驅(qū)動器223的輸出頻率越大，開關電路1101的輸出功率越小。使用者可以通過操作調(diào)光模塊210來調(diào)節(jié)其輸出的第二電流12:當使用者希望增大發(fā)光二極管的亮度時，可以調(diào)節(jié)調(diào)光模塊210來增加第二電流12的值，使電流比較器221電流誤差信號A I增大，比例積分調(diào)節(jié)器222隨之控制開關電路驅(qū)動器223的輸出頻率降低，從而提高開關電路1101的輸出功率，增加發(fā)光二極管組件的亮度。發(fā)光二極管組件的亮度增加后，電流比較器221通過采樣電阻RS獲得第一發(fā)光二極管組件1001的第一電流Il也逐漸增大，使電流比較器221電流誤差信號A I逐漸減小至0，比例積分調(diào)節(jié)器222與開關電路驅(qū)動器223的輸出隨之穩(wěn)定，整個閉環(huán)控制進入新的穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)。反之，降低亮度的操作也與之類似，通過控制第二電流12降低，使電流誤差信號△ I負向增大，繼而控制比例積分調(diào)節(jié)器222與開關電路驅(qū)動器223的輸出變化，達到降低開關電路1101的輸出功率的目的?？傊?，在上述電路中，調(diào)光功能是通過控制相當于參考電流的第二電流12來實現(xiàn)的，調(diào)光模塊210接受外部的調(diào)節(jié)控制，經(jīng)過內(nèi)部處理獲得對應的第二電流12，因此通過控制調(diào)光模塊210號來控制發(fā)光二極管組件流過的電流，以此實現(xiàn)調(diào)光功能。以上對第一電流Il的米樣方式不僅限于在某一組發(fā)光二極管組件中串聯(lián)米樣電阻RS的方式，也可以是如圖2C所示，在多個發(fā)光二極管組件的主干線路上設置采樣電阻RS，此時需要根據(jù)LED的組數(shù)來換算每組二極管中流過的平均電流?；蛘呷绺綀D2D所示，將采樣電阻替代為由采樣電感和耦合電感組成的采樣模塊Ls，當然，采樣模塊Ls也可以選擇如附圖2B —樣設置在支路上。以上附圖2B至附圖2D所示的電路中，進一步包括了整流二極管Dl、D2和D3，分別與第一發(fā)光二極管組件1001、第二發(fā)光二極管組件1002和第三發(fā)光二極管組件1003同向串聯(lián)。并包括了濾波電容Cl、C2和C3，分別與第一發(fā)光二極管組件1001、第二發(fā)光二極管組件1002和第三發(fā)光二極管組件1003并聯(lián)。通過這些器件，可以濾除流過發(fā)光二極管的電流的高頻部分，使流過的電流更穩(wěn)定，從而增強發(fā)光二極管的工作壽命。
以上是以附圖1A所示電路為例介紹調(diào)光機制，附圖1B所示電路也可以采用相同的方法進行調(diào)光，此處不再重復敘述。在本具體實施方式
所述的電路中，每一發(fā)光二極管組件上還可以進一步并聯(lián)一過壓保護模塊。附圖2E所示是附圖2B所示電路中的第一發(fā)光二極管組件1001進一步并聯(lián)過壓保護模塊2005的電路圖，該過壓保護模塊2005會檢測第一發(fā)光二極管組件1001上的電壓，一旦該電壓超過設定值，該過壓保護模塊2005就會動作，將第一發(fā)光二極管組件1001短路。短路之后，其它LED load的工作不會受到影響。如果沒有該過壓保護模塊2005，一旦某一路LED開路，其它各路LED也受到影響，不能正常工作，且電路會遭到損害。二極管D2的作用在于過壓保護模塊2005將第一發(fā)光二極管組件1001短路后，阻斷流過第一發(fā)光二極管組件1001的反向電流。附圖2F是附圖2E所示的過壓保護模塊2005的一種具體實現(xiàn)電路，包括穩(wěn)壓管D21、晶閘管Q21和電阻R21，過壓保護模塊2005具有A端和B端，A端連接到第一發(fā)光二極管組件1001正極，B端連接到負極。A端內(nèi)部連接至晶閘管Q21的陽極，B端內(nèi)部連接至晶閘管Q21的陰極，晶閘管Q21的門極連接至穩(wěn)壓管D21的正極，穩(wěn)壓管D21的負極連接至A端，晶閘管Q21的門極和陰極之間進一步連接有電阻R21。當?shù)谝话l(fā)光二極管組件1001中LED連接顆數(shù)過高或LED開路時，導致AB端電壓升高，直至高于穩(wěn)壓管Dll的電壓，將穩(wěn)壓管Dll擊穿，從而觸發(fā)晶閘管Qll開通，將第一發(fā)光二極管組件1001短路。接下來結合附圖給出本發(fā)明所述照明系統(tǒng)的第二具體實施方式
。附圖3是本具體實施方式
所述照明系統(tǒng)的電路圖。其中的照明裝置10中的發(fā)光二極管陣列100和交流電流源110的電路結構請參考附圖1A所示的內(nèi)容，此處不再重復敘述。輸出功率控制模 塊220進一步包括比例積分調(diào)節(jié)器322和開關電路驅(qū)動器323 ；比例積分調(diào)節(jié)器322的輸入端通過一串聯(lián)在第一發(fā)光二極管組件1001上的采樣電阻RS獲得發(fā)光二極管陣列100中的電流值，比例積分調(diào)節(jié)器222的輸出端連接至開關電路驅(qū)動器223的輸入端；開關電路驅(qū)動器223的輸出端連接至開關電路1101 ;調(diào)光模塊310直接連接至開關電路驅(qū)動器223。電路中的調(diào)光模塊310接受外部輸入的調(diào)光信號，對應地輸出一個可變占空比的低頻開/關信號，該信號輸出給開關電路驅(qū)動器223，決定開關電路驅(qū)動器223使能與否，例如可以是調(diào)光模塊310輸出開啟信號時，開關電路驅(qū)動器223使能，反之開關電路驅(qū)動器223被禁止。當開關電路驅(qū)動器223被使能時，LED流過額定電流，當開關電路驅(qū)動器223被禁止時，LED無電流流過。因此，改變調(diào)光模塊310輸出的低頻開/關信號的占空比，SP可改變LED流過的平均電流，實現(xiàn)調(diào)光功能。電路中的調(diào)光模塊310也可以是接受外部輸入的調(diào)光信號，對應控制開關電路驅(qū)動器223輸出不對稱的控制信號給開關電路1101的兩個控制晶體管，使其中一個晶體管的打開時間大于另一個晶體管，從而降低交流電流源110的輸出功率。通常來說，開關電路1101的兩個控制晶體管的打開時間相差越多，交流電流源110的輸出功率越低。以上是以附圖1A所示電路為例介紹調(diào)光機制，附圖1B所示電路也可以采用相同的方法進行調(diào)光，此處不再重復敘述。接下來結合附圖給出本發(fā)明所述照明系統(tǒng)的第三具體實施方式
。附圖4是本具體實施方式
所述照明系統(tǒng)的電路圖。其中的照明裝置10中的發(fā)光二極管陣列100和交流電流源110的電路結構請參考附圖1A所示的內(nèi)容，此處不再重復敘述。輸出功率控制模塊220進一步包括比例積分調(diào)節(jié)器322和開關電路驅(qū)動器323 ;比例積分調(diào)節(jié)器322的輸入端通過一串聯(lián)在第一發(fā)光二極管組件1001上的采樣電阻RS獲得發(fā)光二極管陣列100中的電流值，比例積分調(diào)節(jié)器222的輸出端連接至開關電路驅(qū)動器223的輸入端；開關電路驅(qū)動器223的輸出端連接至開關電路1101。調(diào)光模塊310通過控制可控開關K4，來控制與開關K4并聯(lián)的第三發(fā)光二極管組件1003的工作狀態(tài)，顯然當可控開關K4閉合時，發(fā)光二極管將處于被短路的狀態(tài)而不再發(fā)光。附圖4中可以進一步為更多的發(fā)光二極管組件，甚至于每一個發(fā)光二極管組件均配置一可控開關，并進一步受調(diào)光模塊310的控制。調(diào)光模塊310的控制機制可以是對應地輸出多個可變占空比的開/關信號?？刂泼恳粋€可控開關，使其周期性的導通與關斷，使流過發(fā)光二極管組件的電流周期性的存在與消失。因此，改變調(diào)光模塊310輸出開/關信號的占空比，即可改變流過發(fā)光二極管組件的平均電流，實現(xiàn)調(diào)光功能。本具體實施方式
的優(yōu)點在于可以實現(xiàn)各串LED的獨立調(diào)光控制。所述可控開關與發(fā)光二極管組件之間是并聯(lián)方式連接。接下來結合附圖給出本發(fā)明所述照明系統(tǒng)的第四具體實施方式
。附圖5是本具體實施方式
所述照明系統(tǒng)的電路圖。其中的照明裝置10中的發(fā)光二極管陣列100和交流電流源110的電路結構請參考附圖1A所示的內(nèi)容，此處不再重復敘述。輸出功率控制模塊220進一步包括比例積分調(diào)節(jié)器322和開關電路驅(qū)動器323。比例積分調(diào)節(jié)器322和開關電路驅(qū)動器323的工作原理請參考第三具體實施方式
的內(nèi)容。本具體實施方式
中，進一步包括了過壓保護器，例如可以是過壓保護二級管Dla、D2a和D3a，上述三個晶體管分別與第一發(fā)光二極管組件1001、第二發(fā)光二極管組件1002和第三發(fā)光二極管組件1003同向串聯(lián)。過壓保護二級管D2a和D3a的作用在于避免第二發(fā)光二極管組件1002的正極和第三發(fā)光二極管組件1003的負極直接連接，從而在第二發(fā)光二極管組件1002的負極和第三發(fā)光二極管組件1003的任意兩端之間產(chǎn)生高壓。過壓保護二級管Dla的作用在于擴展至四組發(fā)光二極管組件(例如附圖1B和附圖1C所示)的情況下，與擴展的第四發(fā)光二極管組件進行隔離。所述過壓保護器也可以是其他起到相同作用的過壓保護裝置。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍 。
權利要求
1.一種照明裝置，其特征在于，包括一發(fā)光二極管陣列以及一交流電流源，所述發(fā)光二極管陣列包括一第一發(fā)光二極管組件、一第二發(fā)光二極管組件、一第三發(fā)光二極管組件、一第一均流單元、以及一第二均流單元，所述發(fā)光二極管陣列采用所述交流電流源供電； 所述交流電流源的第一輸出端電學連接至所述第一均流單元的第一端和所述第三發(fā)光二極管組件的正極； 所述第一均流單元的第二端電學連接至所述第一發(fā)光二極管組件的正極和所述第二發(fā)光二極管組件的負極，用以對所述第一發(fā)光二極管組件和所述第二發(fā)光二極管組件進行均流； 所述第一發(fā)光二極管組件的負極電學連接至所述交流電流源的第二輸出端； 所述第二均流單元的第二端電學連接至所述第二發(fā)光二極管組件的正極和所述第三發(fā)光二極管組件的負極，用以對所述第二發(fā)光二極管組件和所述第三發(fā)光二極管組件進行均流； 所述第二均流單元的第一端電學連接至所述交流電流源的第二輸出端。
2.根據(jù)權利要求1所述的照明裝置，其特征在于，所述第一均流單元和所述第二均流單元均為一電容。
3.根據(jù)權利要求1所述的照明裝置，其特征在于，所述交流電流源包括一開關電路、一諧振電容和一諧振電感；所述開關電路的輸入端電學連接至一直流電壓源； 所述開關電路的第一輸出端電學連接至所述諧振電容的第一端，所述諧振電容的第二端連接之所述諧振電感的第一端，所述諧振電感的第二端電學連接至交流電源的第一輸出端; 所述開關電路的第二輸出端電學連接至所述交流電流源的第二輸出端。
4.根據(jù)權利要求3所述的照明裝置，其特征在于，進一步包括一隔離變壓器； 所述隔離變壓器的第一輸入端電學連接至所述諧振電感的第二端，第二輸入端電學連接至所述開關電路的第二輸出端； 所述隔離變壓器的第一輸出端和第二輸出端分別對應作為所述交流電流源的第一輸出端和第二輸出端。
5.根據(jù)權利要求3所述的照明裝置，其特征在于，所述交流電流源進一步包括一勵磁電感，所述勵磁電感的第一端電學連接至所述諧振電感的第二端，所述勵磁電感的第二端電學連接至所述開關電路的第二輸出端。
6.根據(jù)權利要求1所述的照明裝置，其特征在于，所述發(fā)光二極管陣列的所述第一均流單元和所述第一發(fā)光二極管組件進一步構成一第一標準件，所述第二均流單元和所述第一發(fā)光二極管組件進一步構成一第二標準件；所述第一標準件和所述第二標準件具有相同的內(nèi)部連接結構和外部接口。
7.根據(jù)權利要求6所述的照明裝置，其特征在于，所述第一標準件中進一步包括了一第一過壓保護器；所述第二標準件中進一步包括了一第二過壓保護器；其中，所述第一過壓保護器與所述第一發(fā)光二極管組件連接，所述第二過壓保護器與所述第二發(fā)光二極管組件連接，用以防止所述第一發(fā)光二極管組件與所述第二發(fā)光二極管組件兩端電壓超過設定值。
8.根據(jù)權利要求7所述的照明裝置，其特征在于，所述第一標準件中進一步包括了與第一發(fā)光二極管組件同向串聯(lián)的第一整流二極管；所述第二標準件中進一步包括了與第二發(fā)光二極管組件同向串聯(lián)的第二整流二極管。
9.根據(jù)權利要求7所述的照明裝置，其特征在于，所述第一標準件中進一步包括了與第一發(fā)光二極管組件并聯(lián)的第一濾波電容；所述第二標準件中進一步包括了與第二發(fā)光二極管組件并聯(lián)的第二濾波電容。
10.根據(jù)權利要求7所述的照明裝置，其特征在于，所述第一標準件中進一步包括了一第一過壓保護二極管；所述第二標準件中進一步包括了一第二過壓保護二極管，其中，所述第一過壓保護二極管與所述第一發(fā)光二極管組件同向串聯(lián)，所述第二過壓保護二極管與所述第二發(fā)光二極管組件同向串聯(lián)，用以防止所述第一發(fā)光二極管組件與所述第二發(fā)光二極管組件任意兩端電壓超過設定值。
11.一種照明系統(tǒng)，其特征在于，包括一照明裝置以及一調(diào)光模塊，所述照明裝置進一步包括一交流電流源、一發(fā)光二極管陣列、以及一輸出功率控制模塊； 所述交流電流源耦接至所述發(fā)光二極管陣列，用以為所述發(fā)光二極管陣列供電； 所述發(fā)光二極管陣列與所述輸出功率控制模塊耦接，用以為所述輸出功率控制模塊提供發(fā)光二極管陣列的內(nèi)部電流信息； 所述輸出功率控制模塊進一步耦接至所述交流電流源，形成一閉環(huán)的控制鏈路，用以對所述交流電流源的輸出功率實施閉環(huán)控制； 所述調(diào)光模塊耦接至所述閉環(huán)控制鏈路中，用以調(diào)節(jié)發(fā)光二極管陣列的照明亮度。
12.根據(jù)權利要求11所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)光二極管陣列包括一第一發(fā)光二極管組件、一第二發(fā)光二極管組件、一第三發(fā)光二極管組件、一第一均流單元、以及一第二均流單元； 所述交流電流源的第一輸出端電學連接至所述第一均流單元的第一端和所述第三發(fā)光二極管組件的正極； 所述第一均流單元的第二端電學連接至所述第一發(fā)光二極管組件的正極和所述第二發(fā)光二極管組件的負極，用以對所述第一發(fā)光二極管組件和所述第二發(fā)光二極管組件進行均流； 所述第一發(fā)光二極管組件的負極電學連接至所述交流電流源的第二輸出端； 所述第二均流單元的第二端電學連接至所述第二發(fā)光二極管組件的正極和所述第三發(fā)光二極管組件的負極，用以對所述第二發(fā)光二極管組件和所述第三發(fā)光二極管組件進行均流； 所述第二均流單元的第一端電學連接至所述交流電流源的第二輸出端。
13.根據(jù)權利要求12所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出功率控制模塊進一步包括一電流比較器、一比例積分調(diào)節(jié)器以及一開關電路驅(qū)動器； 所述電流比較器的第一輸入端電學連接至所述發(fā)光二極管陣列，用以獲得流過發(fā)光二極管中的電流值，第二輸入端電學連接至所述調(diào)光模塊以獲得一參考電流； 所述比例積分調(diào)節(jié)器的輸入端電學連接至所述電流比較器的輸出端，所述比例積分調(diào)節(jié)器的輸出端電學連接至所述開關電路驅(qū)動器的輸入端，用以根據(jù)所述電流比較器的輸出值調(diào)節(jié)所述開關電路驅(qū)動器的輸出頻率； 所述開關電路驅(qū)動器的輸出 端電學連接至所述交流電流源，用以調(diào)節(jié)交流電流源的輸出功率。
14.根據(jù)權利要求12所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)光二極管陣列進一步包括一與任意一發(fā)光二極管組件串聯(lián)的采樣電阻，所述電流比較器通過獲得采樣電阻兩端的電壓值進而獲得流過發(fā)光二極管中的電流值。
15.根據(jù)權利要求13所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)光二極管陣列進一步包括一與任意一發(fā)光二極管組件串聯(lián)的采樣電感，所述電流比較器通過設置一同所述采樣電感耦合的耦合電感來獲得流過發(fā)光二極管中的電流值。
16.根據(jù)權利要求12所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出功率控制模塊進一步包括一比例積分調(diào)節(jié)器和一開關電路驅(qū)動器； 所述比例積分調(diào)節(jié)器的輸入端電學連接至所述發(fā)光二極管陣列，所述比例積分調(diào)節(jié)器的輸出端電學連接至所述開關電路驅(qū)動器的輸入端； 所述開關電路驅(qū)動器的輸出端電學連接至所述交流電流源，用以調(diào)節(jié)交流電流源的輸出功率； 所述調(diào)光模塊的輸出端電學連接至所述開關電路驅(qū)動器，直接調(diào)節(jié)所述開關電路驅(qū)動器的輸出頻率，進而調(diào)節(jié)交流電流源的輸出功率和發(fā)光二極管陣列的照明亮度。
17.根據(jù)權利要求12所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)光二極管陣列進一步包括一開關組件，所述開關組件與所述第一、第二和第三發(fā)光二極管組件中的任意一個并聯(lián)，所述調(diào)光模塊電學連接至所述開關組件，用以控制開關組件的開關，從而控制與所述開關組件連接的發(fā)光二極管組件的工作狀態(tài)，進而調(diào)節(jié)發(fā)光二極管陣列的照明亮度。
18.一種燈具，其特征在于，所述燈具具有發(fā)光燈板和驅(qū)動板，所述發(fā)光燈板與所述驅(qū)動板通過布線電性連接； 其中所述發(fā)光燈板配設有一發(fā)光二極管陣列，所述驅(qū)動板配設有一交流電流源，所述發(fā)光二極管陣列包括一第一發(fā)光二極管組件、一第二發(fā)光二極管組件、一第三發(fā)光二極管組件、一第一均流單元、以及一第二均流單元。
19.根據(jù)權利要求18所述的燈具，其特征在于，所述發(fā)光二極管陣列的所述第一均流單元和所述第一發(fā)光二極管組件進一步構成一第一標準件，所述第二均流單元和所述第二發(fā)光二極管組件進一步構成一第二標準件；所述第一標準件和所述第二標準件具有相同的內(nèi)部連接結構和外部接口。
20.根據(jù)權利要求19所述的燈具，其特征在于，所述第一標準件中進一步包括了一第一過壓保護器；所述第二標準件中進一步包括了一第二過壓保護器；其中，所述第一過壓保護器與所述第一發(fā)光二極管組件連接，所述第二過壓保護器與所述第二發(fā)光二極管組件連接，用以防止所述第一發(fā)光二極管組件與所述第二發(fā)光二極管組件兩端電壓超過設定值。
21.根據(jù)權利要求20所述的燈具，其特征在于，所述第一標準件中進一步配設有與第一發(fā)光二極管組件同向串聯(lián)的第一整流二極管；所述第二標準件中進一步配設有與第二發(fā)光二極管組件同向串聯(lián)的第二整流二極管。
22.根據(jù)權利要求21所述的燈具，其特征在于，所述第一標準件中進一步配設有與第一發(fā)光二極管組件并聯(lián)的第一濾波電容；所述第二標準件中進一步配設有與第二發(fā)光二極管組件并聯(lián)的第二濾波電容。
23.根據(jù)權利要求22所述的燈具，其特征在于，所述第一標準件中進一步包括了一第一過壓保護二極管；所述第二標準件中進一步包括了一第二過壓保護二極管，其中，所述第一過壓保護二極管與所述第一發(fā)光二極管組件同向串聯(lián)，所述第二過壓保護二極管與所述第二發(fā)光二極管組件同向串聯(lián)，用以防止所述第一發(fā)光二極管組件與所述第二發(fā)光二極管組件任意兩端電壓超過設定值。
24.根據(jù)權利要求18所述的燈具，其特征在于，所述驅(qū)動板進一步配設有一調(diào)光模塊、一交流電流源、以及一輸出功率控制模塊； 所述交流電流源耦接至所述發(fā)光二極管陣列，用以為所述發(fā)光二極管陣列供電； 所述發(fā)光二極管陣列與所述輸出功率控制模塊耦接，用以為所述輸出功率控制模塊提供發(fā)光二極管陣列的內(nèi)部電流信息； 所述輸出功率控制模塊進一步耦接至所述交流電流源，形成一閉環(huán)的控制鏈路，用以對所述交流電流源的輸出功率實施閉環(huán)控制； 所述調(diào)光模塊耦 接至所述閉環(huán)控制鏈路中，用以調(diào)節(jié)發(fā)光二極管陣列的照明亮度。
全文摘要
本發(fā)明是有關于照明裝置、照明系統(tǒng)以及燈具。所述照明系統(tǒng)包括一照明裝置以及一調(diào)光模塊，所述照明裝置進一步包括一交流電流源、一發(fā)光二極管陣列、以及一輸出功率控制模塊；所述交流電流源耦接至所述發(fā)光二極管陣列，所述發(fā)光二極管陣列與所述輸出功率控制模塊耦接，所述輸出功率控制模塊進一步耦接至所述交流電流源，形成一閉環(huán)的控制鏈路；所述調(diào)光模塊耦接至所述閉環(huán)控制鏈路中，用以調(diào)節(jié)發(fā)光二極管陣列的照明亮度。
文檔編號H05B37/02GK103249211SQ20121010531
公開日2013年8月14日 申請日期2012年4月12日 優(yōu)先權日2012年2月9日
發(fā)明者徐立智, 張偉強, 應建平, 周清和, 吳享珍 申請人:臺達電子企業(yè)管理(上海)有限公司