Led照明系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種包括電源電路和至少一個(gè)LED模塊的LED照明系統(tǒng)。電源電路包括用于連接到電壓源的輸入端子(K1、K2)以及輸出端子(K3、K4)，以及驅(qū)動(dòng)器電路(I、II)，該驅(qū)動(dòng)器電路耦合在輸入端子和輸出端子之間用于利用電壓源供應(yīng)的源電壓產(chǎn)生LED電流并且包括驅(qū)動(dòng)器控制電路(II)，其具有用于接收電流控制信號(hào)以及用于依據(jù)電流控制信號(hào)產(chǎn)生LED電流的輸入端子(K7)。至少一個(gè)LED模塊包括用于耦合到電源電路的輸出端子的輸入端子(K5、K6)，耦合在輸入端子之間的LED負(fù)載(LS)，以及用于將電流控制信號(hào)產(chǎn)生為方波形狀信號(hào)的模塊控制電路，該方波形狀信號(hào)包括在第一時(shí)間流逝期間具有第一幅值的第一部分，該第一時(shí)間流逝代表LED電流的期望幅值，所述模塊控制電路包括電流控制信號(hào)到驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子的AC耦合。
【專利說(shuō)明】LED照明系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種包括電源電路和一個(gè)或多個(gè)LED模塊的LED照明系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及一種LED照明系統(tǒng)，其中電源電路依據(jù)由LED模塊中包括的電路系統(tǒng)產(chǎn)生的信號(hào)調(diào)節(jié)供應(yīng)到LED模塊中LED的功率，所述信號(hào)進(jìn)而取決于LED模塊中包括的LED的額定功率。

【背景技術(shù)】
[0002]基于LED的照明系統(tǒng)越來(lái)越大規(guī)模地被使用。
[0003]LED具有高效率和長(zhǎng)壽命。在許多照明系統(tǒng)中，LED還提供比其它光源高的光學(xué)效率。結(jié)果，LED提供了諸如熒光燈、高強(qiáng)度放電燈和白熾燈的公知光源的令人感興趣的替代物。
[0004]基于LED的照明系統(tǒng)經(jīng)常包括供電到一個(gè)或多個(gè)LED模塊中包括的LED的電源電路，一個(gè)或多個(gè)LED模塊至少在工作期間電連接到電源電路的輸出端子。典型地，電源電路供應(yīng)的總電流取決于連接到電源電路的LED模塊的數(shù)目，并且更具體地取決于每個(gè)LED模塊所需要的和合適的期望電流以及有可能也取決于LED模塊的溫度。由Philips制造的稱為Fortimo的LED照明系統(tǒng)目前在市場(chǎng)上有售并且示于圖1，該LED照明系統(tǒng)中包括的每個(gè)LED模塊LM包括具有一電阻的第一電阻器Rset,該電阻代表適合于LED模塊中包括的LED的期望電流。每個(gè)LED模塊LM還包括具有溫度依存電阻的第二電阻器NTC。當(dāng)這些LED模塊LM其中之一連接到電源電路PSC時(shí)，電源電路PSC中包括的電路MC致使一電流流過(guò)第一電阻器Rset并且另一電流流過(guò)第二電阻器NTC。每個(gè)電阻器兩端的電壓被測(cè)量，并且每個(gè)電阻器的電阻的值由電路MC根據(jù)所測(cè)量的每個(gè)電阻器兩端的電壓來(lái)確定。電路部分MC從這些數(shù)據(jù)導(dǎo)出LED電流的值。電源電路PSC中包括的驅(qū)動(dòng)器電路DC隨后將供應(yīng)到LED模塊的電流調(diào)節(jié)到所導(dǎo)出的值。
[0005]這種現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)和方法的重要缺點(diǎn)在于，需要三條引線將LED模塊中的連接電阻器與電源電路中包括的電路系統(tǒng)連接。這使得這些現(xiàn)有LED照明系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜。另外，如果LED照明系統(tǒng)包括多于一個(gè)LED模塊，這種現(xiàn)有技術(shù)不允許多于一個(gè)LED模塊根據(jù)用戶偏好而串聯(lián)或并聯(lián)布置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在提供一種較不復(fù)雜的LED照明系統(tǒng)，其更容易制作且也更容易安裝并且其允許將LED模塊串聯(lián)和并聯(lián)布置到單個(gè)電源電路。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種LED照明系統(tǒng)，其包括電源電路和至少一個(gè)LED模塊。電源電路包括:用于連接到電源的輸入端子，以及輸出端子，以及耦合在輸入端子和輸出端子之間用于產(chǎn)生LED電流的驅(qū)動(dòng)器電路，該驅(qū)動(dòng)器電路包括具有用于接收電流控制信號(hào)并且用于依據(jù)電流控制信號(hào)產(chǎn)生LED電流的輸入的驅(qū)動(dòng)器控制電路。該至少一個(gè)LED模塊包括:輸入端子，其用于耦合到電源電路的輸出端子；LED負(fù)載，其耦合在輸入端子之間；以及模塊控制電路，其用于將電流控制信號(hào)產(chǎn)生為包括在第一時(shí)間流逝期間具有第一幅值的第一部分的信號(hào)，第一時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間代表LED電流的期望幅值，所述模塊控制電路包括電流控制信號(hào)到驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子的AC耦合。AC耦合可以例如經(jīng)由耦合端子實(shí)施。
[0008]電流控制信號(hào)優(yōu)選地為方波形狀。僅僅需要一條引線用于LED模塊和電源電路之間的傳遞以傳遞電流控制信號(hào)。結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的LED照明系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單并且容易制作和安裝。另外，如果LED照明系統(tǒng)包括多于一個(gè)LED模塊，經(jīng)由AC耦合的電流控制信號(hào)的傳遞與LED模塊在電源電路的輸出端子之間的并聯(lián)和串聯(lián)布置都兼容，使得LED照明系統(tǒng)的可能性和自由度提高。
[0009]根據(jù)第二方面，提供了一種借助電源電路中包括的驅(qū)動(dòng)器電路，操作包括LED負(fù)載的至少一個(gè)LED模塊的方法，包括下述步驟:
將電流控制信號(hào)產(chǎn)生為包括在第一時(shí)間流逝期間具有第一幅值的第一部分的信號(hào)，第一時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間代表LED電流的期望幅值，
經(jīng)由AC耦合將電流控制信號(hào)傳遞到驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子，
使用驅(qū)動(dòng)器控制電路基于電流控制信號(hào)產(chǎn)生LED電流并且將LED電流供應(yīng)到LED負(fù)載。
[0010]這種方法提供與根據(jù)本發(fā)明的LED照明系統(tǒng)相同的優(yōu)點(diǎn)。
[0011]在根據(jù)本發(fā)明的LED照明系統(tǒng)的第一優(yōu)選實(shí)施例中，電流控制信號(hào)是溫度依存的。溫度依存的電流控制信號(hào)允許確定LED模塊的溫度，或者更具體地LED的溫度，并且使得可以調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器電路產(chǎn)生的電流，由此控制LED的溫度。
[0012]在根據(jù)本發(fā)明的LED照明系統(tǒng)的另一優(yōu)選實(shí)施例中，電流控制信號(hào)的溫度依存性實(shí)現(xiàn)為使得電流控制信號(hào)包括在第二時(shí)間流逝期間具有第二幅值的第二部分，第二時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間代表LED模塊中LED的溫度。這種具體溫度依存性允許比較容易確定溫度。
[0013]在再一優(yōu)選實(shí)施例中，電流控制信號(hào)為周期(per1dical)信號(hào)，其中每個(gè)周期包括電流控制信號(hào)的第一部分或電流控制信號(hào)的第一部分和第二部分。如果該再一優(yōu)選實(shí)施例包括至少兩個(gè)LED模塊，則優(yōu)選地配備有用于通過(guò)疊加由LED模塊產(chǎn)生的周期電流控制信號(hào)而產(chǎn)生組合信號(hào)并且用于將組合信號(hào)供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子的電路系統(tǒng)。
[0014]注意，用于產(chǎn)生組合信號(hào)的電路系統(tǒng)可以簡(jiǎn)單地為L(zhǎng)ED模塊的耦合端子之間的導(dǎo)電連接。
[0015]如果這種組合信號(hào)被傳遞到驅(qū)動(dòng)器控制電路，則有利的是，該驅(qū)動(dòng)器控制電路配備有用于從組合信號(hào)導(dǎo)出由每個(gè)LED模塊產(chǎn)生的周期控制信號(hào)的電路系統(tǒng)。
[0016]如果所有周期信號(hào)從組合信號(hào)導(dǎo)出，每個(gè)LED模塊的溫度已知。因而具有最高溫度的LED模塊的溫度的值也已知。如果此最高溫度太高，可以減小總LED電流直至該最高溫度是可接受的。
[0017]每個(gè)LED模塊的所有期望電流幅值也已知。如果例如所述期望電流幅值其中之一顯著不同于其它電流幅值，可以斷定所述LED模塊其中之一需要更換。
[0018]表明所述LED模塊其中之一需要更換的信號(hào)于是可以被供應(yīng)到例如該LED照明系統(tǒng)為其一部分的建筑物控制系統(tǒng)。
[0019]在根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，模塊控制電路包括具有代表LED電流的期望幅值的電阻的第一電阻器，并且模塊控制電路包括耦合到第一電阻器用于產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第一部分的計(jì)時(shí)器電路，并且其中第一時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間為第一電阻器的電阻的函數(shù)。優(yōu)選地，模塊控制電路包括具有溫度依存電阻的第二電阻器，其中第二電阻器耦合到計(jì)時(shí)器電路并且該計(jì)時(shí)器電路適合用于產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第二部分，并且其中第二時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間為第二電阻器的電阻的函數(shù)。使用電阻器編碼有關(guān)期望LED電流幅值和溫度的/[目息是廉價(jià)和聞效的。
[0020]在根據(jù)本發(fā)明的LED照明系統(tǒng)的再另一優(yōu)選實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器電路配備有用于觸發(fā)連接到電源電路的一個(gè)或多個(gè)LED模塊的模塊控制電路從而產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第一部分的電路系統(tǒng)，并且配備有用于通過(guò)疊加AC耦合電流控制信號(hào)而產(chǎn)生組合信號(hào)以及用于將組合信號(hào)供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子的電路系統(tǒng)，其中驅(qū)動(dòng)器控制電路配備有用于從組合信號(hào)導(dǎo)出LED模塊的LED電流的期望幅值的電路系統(tǒng)。
[0021]如果LED照明系統(tǒng)包括多于一個(gè)LED模塊，這些LED模塊被同時(shí)觸發(fā)，使得電流控制信號(hào)的第一部分被同步。這種觸發(fā)的結(jié)果為所有第一部分的組合信號(hào)被產(chǎn)生并且被驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子接收。由于所有第一部分被同步，它們?cè)谕粫r(shí)間點(diǎn)開始，使得所有第一時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間可以容易地從組合信號(hào)導(dǎo)出。
[0022]優(yōu)選地，如果電流控制信號(hào)包括第一和第二部分，模塊控制電路配備有用于緊接著在第一部分之后產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第二部分的電路系統(tǒng)，并且驅(qū)動(dòng)器控制電路包括用于從組合信號(hào)確定LED模塊中LED的溫度的電路系統(tǒng)。這種情況下，有關(guān)LED的溫度的信息也存在于在驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子接收的組合信號(hào)。
[0023]為了能夠甚至更好地確定有關(guān)LED模塊的溫度的信息，甚至更優(yōu)選地，LED照明系統(tǒng)包括用于在一延遲時(shí)間之后激勵(lì)LED模塊的模塊控制電路以產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第二部分的電路系統(tǒng)，該延遲時(shí)間長(zhǎng)于電流控制信號(hào)的最長(zhǎng)可能第一部分并且與電流控制信號(hào)的第一部分在同一時(shí)間開始，并且其中驅(qū)動(dòng)器控制電路包括用于從組合信號(hào)中的第二時(shí)間流逝導(dǎo)出LED模塊中LED的溫度的電路系統(tǒng)。
[0024]用于激勵(lì)模塊控制電路以產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第二部分的電路系統(tǒng)可以是驅(qū)動(dòng)器控制電路中包括的在該延遲時(shí)間之后產(chǎn)生第二觸發(fā)脈沖的電路系統(tǒng)?？商鎿Q地，用于激勵(lì)模塊控制電路以產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第二部分的電路系統(tǒng)可以包括在LED模塊的模塊控制電路中。
[0025]由于模塊控制電路被同時(shí)激勵(lì)以產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第二部分，這些第二部分也被同步，并且由于延遲時(shí)間的原因與電流控制信號(hào)的第一部分完全分離。由于第二部分被同步，LED模塊的溫度可以更容易和更精確地被確定。
[0026]如果LED模塊并行布置，驅(qū)動(dòng)器控制電路優(yōu)選地包括用于依據(jù)被編碼在第一電流控制信號(hào)的第一時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間中的期望電流之和，確定供應(yīng)到LED模塊的總LED電流的電路系統(tǒng)。
[0027]類似地，如果LED模塊串聯(lián)布置，驅(qū)動(dòng)器控制電路優(yōu)選地包括用于依據(jù)由第一電流控制信號(hào)中的第一時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間代表的LED電流最小期望幅值，確定供應(yīng)到LED模塊的總LED電流的電路系統(tǒng)。
[0028]優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)器控制電路包括用于在電流控制信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)第二部分表明至少一個(gè)LED模塊的溫度太高時(shí)，減小總LED電流的電路系統(tǒng)。
[0029]在根據(jù)本發(fā)明的LED照明系統(tǒng)的又另一優(yōu)選實(shí)施例中，模塊控制電路包括與耦合端子串聯(lián)的溫度依存阻抗，并且驅(qū)動(dòng)器控制電路包括用于依據(jù)在驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子作為組合信號(hào)被接收的電流控制信號(hào)的幅值，調(diào)節(jié)LED電流的電路系統(tǒng)。在此實(shí)施例中，溫度信息被編碼在電流控制信號(hào)的第一部分的幅值中。
[0030]如果組合信號(hào)是通過(guò)觸發(fā)模塊控制電路以產(chǎn)生電流控制信號(hào)而獲得，LED模塊的電流控制信號(hào)的第一部分被同步。組合信號(hào)被傳遞到驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子，并且如果溫度依存阻抗是NTC類型的溫度依存電阻器，具有最高溫度的LED模塊的電流控制信號(hào)的第一部分的幅值將高于其它第一部分的幅值，并且此第一部分在組合信號(hào)中貢獻(xiàn)的幅值也是如此。如果此最高幅值表明產(chǎn)生該電流控制信號(hào)的LED模塊中LED的溫度太高，這可以用于實(shí)現(xiàn)LED電流的減小。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031 ] 將利用附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0032]在附圖中，圖1不出現(xiàn)有技術(shù)LED照明系統(tǒng)的實(shí)施例；
圖2至5示出根據(jù)本發(fā)明的LED光源的相應(yīng)實(shí)施例；
圖6示出由圖2所示LED光源產(chǎn)生的電流控制信號(hào)與時(shí)間的函數(shù)；
圖7示出由圖3所示LED照明系統(tǒng)中包括的LED模塊產(chǎn)生的電流控制信號(hào)的組合信號(hào)， 圖8示出由圖4所示LED照明系統(tǒng)中包括的LED模塊產(chǎn)生的電流控制信號(hào)的組合信號(hào)，
以及圖9示出由圖5所示LED照明系統(tǒng)中包括的LED模塊產(chǎn)生的電流控制信號(hào)的組合信號(hào)。

【具體實(shí)施方式】
[0033]在圖2中，Kl和K2為用于連接到電壓源的電源電路輸入端子。輸入端子Kl和K2連接到電路部分I的輸入端子。電路部分I的第一和第二輸出端子分別連接到電源電路的第一輸出端子K3和第二輸出端子K4。電路部分II為驅(qū)動(dòng)器控制電路。電路部分II的輸出端子K8耦合到電路部分I的輸入端子。電路部分I和電路部分II 一起形成用于利用由電壓源供應(yīng)的源電壓產(chǎn)生LED電流的驅(qū)動(dòng)器電路。電路部分II配備有用于接收電流控制信號(hào)以及用于依據(jù)電流控制信號(hào)產(chǎn)生LED電流的輸入端子K7。
[0034]端子K5和K6為L(zhǎng)ED模塊的第一和第二輸入端子，用于分別連接到電源電路的第一和第二輸出端子K3、K4。輸入端子K5和K6由LED負(fù)載LS連接。輸入端子K5和K6也連接到電壓源電路Vcc的輸入端子。
[0035]電路部分III連同第一、第二和第三電阻器R1、R2和R3，電容器Cl以及耦合端子K9形成用于產(chǎn)生電流控制信號(hào)的模塊控制電路。電壓源電路Vcc的輸出端子耦合到電路部分III的輸入端子。第一電阻器Rl連接到電路部分III的輸入端子并且具有代表LED電流的期望幅值的電阻。第二電阻器R2連接到電路部分III的另外輸入端子并且具有溫度依存電阻。電路部分III為用于產(chǎn)生周期的基本上方波形狀信號(hào)的電路部分，其中每個(gè)周期包括:在第一時(shí)間流逝期間具有第一幅值的第一部分，其中第一時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間或長(zhǎng)度為第一電阻器Rl的電阻的函數(shù)；以及在第二時(shí)間流逝期間具有第二幅值的第二部分，其中第二時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間為溫度依存第二電阻器R2的電阻的函數(shù)。第一時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間因而代表LED電流的期望幅值并且第二時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間代表LED模塊中LED的溫度。電路部分III的輸出端子連接到電容器Cl和第三電阻器R3的串聯(lián)布置的第一端部。該串聯(lián)布置的第二端部為耦合端子K9，其用于將電流控制信號(hào)AC耦合到驅(qū)動(dòng)器控制電路II的輸入端子K7。
[0036]注意，電路部分III可以例如利用一個(gè)或若干個(gè)通用計(jì)時(shí)器IC,例如NE555或者其低功率多信道版本來(lái)實(shí)施。
[0037]電流控制信號(hào)的形狀示于圖6。周期方波形狀信號(hào)的第一幅值為正電壓并且第二幅值為負(fù)電壓。在圖6中，第一和第二幅值的絕對(duì)值被選擇為基本上相等。然而，注意這不是必須的。Δ tl和Δ t2分別為第一和第二時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間。
[0038]圖2所示LED光源的工作如下。在工作期間，LED模塊的輸入端子被耦合到電源電路的輸出端子并且LED模塊的耦合端子K9耦合到電源電路的驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子K7。如果輸入端子Kl和K2連接到電壓源源，驅(qū)動(dòng)器電路產(chǎn)生流過(guò)LED負(fù)載LS的LED電流。模塊控制電路將電流控制信號(hào)產(chǎn)生為周期方波形狀信號(hào)，其中每個(gè)周期包括在代表LED電流的期望幅值的第一時(shí)間流逝期間具有第一幅值的第一部分并且在代表LED模塊中LED的溫度的第二時(shí)間流逝期間具有第二幅值的第二部分。如果LED光源包括僅僅一個(gè)LED模塊，由此LED光模塊產(chǎn)生的電流控制信號(hào)被傳遞到驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子K7。驅(qū)動(dòng)器控制電路測(cè)量第一時(shí)間流逝和第二時(shí)間流逝，并且基于測(cè)量結(jié)果確定期望LED電流和LED的溫度。為此目的，驅(qū)動(dòng)器控制電路可以例如包括微處理器和表，在該表中第一和第二時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間的值被分別關(guān)聯(lián)到期望LED電流和溫度的值。如果溫度不太高，即不大于特定最大值，電源電路可以隨后供應(yīng)等于期望電流的DC電流。否則，即如果溫度太高并且大于特定最大值，供應(yīng)到LED的DC電流例如可以減小，直至LED的溫度處于或低于期望最大值并且因而不再太高。
[0039]如果LED光源包括多于一個(gè)LED模塊，由不同LED模塊產(chǎn)生的電流控制信號(hào)被AC耦合到驅(qū)動(dòng)器控制電路II的輸入端子K7并且被疊加以形成組合信號(hào)。組合信號(hào)被供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)器控制電路II的輸入端子K7。
[0040]注意，電流控制信號(hào)的AC耦合將通常引起依存于占空比的幅值偏移。另外，由于多個(gè)LED模塊的每一個(gè)同時(shí)在產(chǎn)生電流控制信號(hào)，并且將此電流控制信號(hào)耦合到驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子，由于LED模塊的模塊控制電路的輸出阻抗，每個(gè)電流控制信號(hào)的幅值通常將減小。取決于這些阻抗的幅值和LED模塊的數(shù)目，這種減小可能非常大，例如當(dāng)10個(gè)LED模塊連接到電源電路時(shí)，減小為近似十分之一。結(jié)果，存在于驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子的組合信號(hào)為所有這些強(qiáng)烈衰減的信號(hào)的疊加。
[0041]驅(qū)動(dòng)器控制電路配備有用于從組合信號(hào)導(dǎo)出由每個(gè)LED模塊產(chǎn)生的周期電流控制信號(hào)的電路系統(tǒng)。隨后，期望LED電流可以從每個(gè)電流控制信號(hào)的第一部分的第一時(shí)間流逝導(dǎo)出。如果LED模塊并行布置，LED驅(qū)動(dòng)器電路可以例如產(chǎn)生一電流，該電流等于從LED模塊的每個(gè)電流控制信號(hào)的第一部分導(dǎo)出的期望電流之和。如果LED模塊串聯(lián)布置，可以使驅(qū)動(dòng)器電路產(chǎn)生的LED電流等于最低的由第一時(shí)間流逝代表的期望電流。在這兩種情況下，當(dāng)電流控制信號(hào)的第二部分的第二時(shí)間流逝的一個(gè)或多個(gè)表明所述LED負(fù)載其中之一的溫度太高時(shí)，由驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的總LED電流可以減小。
[0042]在圖3中示出根據(jù)本發(fā)明的LED照明系統(tǒng)的另一實(shí)施例。用相同附圖標(biāo)記來(lái)標(biāo)識(shí)與圖2所示第一實(shí)施例相似的部件和電路部分。在圖3所示LED模塊中，電路部分IIIA和IIIB連同電阻器R1、R2和R3，電容器Cl和C2，或門(or-gate) OR,緩沖AMP和耦合端子K9一起形成模塊控制電路。第一電阻器Rl連接到電路部分IIIA的第一和第二輸入端子。第二電阻器R2連接到電路部分IIIB的第一和第二輸入端子。注意，電路部分IIIA和電路部分IIIB 二者的可能實(shí)施方式諸如是基于通用計(jì)時(shí)器1C，例如NE555。電壓源Vcc的輸出端子連接到電路部分IIIA的第三輸入端子并且連接到電路部分IIIB的第三輸入端子。電路部分IIIA的第一輸出端子連接到或門OR的第一輸入端子，連接到電路部分IIIB的第四輸入端子，并且連接到緩沖AMP的輸入端子。
[0043]緩沖AMP的輸出端子連接到電容器Cl和第三電阻器R3的串聯(lián)布置的第一端部。該串聯(lián)布置的第二端部連接到耦合端子K9，其用于將電流控制信號(hào)AC耦合到驅(qū)動(dòng)器控制電路II的輸入端子K7以及用于從驅(qū)動(dòng)器控制電路II接收觸發(fā)脈沖。電容器C2將耦合端子K9連接到電路部分IIIA的第四輸入端子。電路部分IIIB的第一輸出端子連接到或門OR的第二輸入端子。
[0044]圖3所示LED光源的工作如下。在工作期間，LED模塊的輸入端子耦合到電源電路的輸出端子并且LED模塊的耦合端子K9耦合到電源電路的輸入端子K7。如果輸入端子Kl和K2連接到電源，驅(qū)動(dòng)器電路產(chǎn)生流過(guò)LED負(fù)載LS的LED電流。驅(qū)動(dòng)器控制電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖TP，其經(jīng)由端子K7和K9被傳遞到電路部分IIIA的第四輸入端子。端子K7和K9二者因而不僅充當(dāng)輸入或輸出端子，而且充當(dāng)組合輸入/輸出端子。觸發(fā)脈沖觸發(fā)電路部分IIIA以在其第一輸出端子產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第一部分。在電流控制信號(hào)的第一部分結(jié)束時(shí)，電路部分IIIB經(jīng)由其第四輸入端子被觸發(fā)以產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第二部分。僅當(dāng)電流控制信號(hào)的第一或第二部分被產(chǎn)生時(shí)，或門OR的輸出為高。結(jié)果，緩沖AMP僅僅在第一和第二時(shí)間流逝期間被使能(enabled),并且存在于緩沖AMP的輸出的信號(hào)在第一時(shí)間流逝期間為高以及在第二時(shí)間流逝期間為低。
[0045]或門OR和緩沖的組合形成使能電路，用于向模塊控制電路的輸出端子呈現(xiàn)三電平信號(hào)。此三電平信號(hào)含有兩個(gè)激活狀態(tài)。在第一激活狀態(tài)期間(對(duì)應(yīng)于電流控制信號(hào)的第一部分)輸出為高，并且在第二激活狀態(tài)期間(對(duì)應(yīng)于電流控制信號(hào)的第二部分)輸出為低。在非激活狀態(tài)期間，電流控制信號(hào)的第一和第二部分都不被產(chǎn)生，并且模塊控制電路的輸出設(shè)置為高阻抗。在模塊控制電路中包括的使能電路的各激活狀態(tài)期間，同樣在兩個(gè)或更多個(gè)LED模塊連接到電源電路時(shí)，這導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子處出現(xiàn)的電壓的清楚可識(shí)別的變化。使用使能電路的此實(shí)施例導(dǎo)致比較簡(jiǎn)單和有效的用于產(chǎn)生三電平信號(hào)的實(shí)施例。然而注意，也可以使用其它電路系統(tǒng)。另外注意，如果電流控制信號(hào)只具有兩個(gè)狀態(tài)，使能電路可以省掉，如圖2中的實(shí)施例以及圖5所示實(shí)施例中那樣。如此處上文所述，圖2的LED照明系統(tǒng)中LED模塊產(chǎn)生的電流控制信號(hào)是周期和連續(xù)的，使得在任何時(shí)間點(diǎn)，電流控制信號(hào)的或者第一部分或者第二部分被產(chǎn)生。在圖5實(shí)施例中，電流控制信號(hào)僅僅包括第一部分，使得在任何時(shí)間點(diǎn)，或者電流控制信號(hào)的第一部分被產(chǎn)生，或者信號(hào)不被產(chǎn)生。
[0046]由于驅(qū)動(dòng)控制電路產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖引起的由單個(gè)LED模塊產(chǎn)生的電流控制信號(hào)因而包括電流控制信號(hào)的一個(gè)第一部分和一個(gè)第二部分。如果僅僅一個(gè)LED模塊耦合到電源電路，此電流控制信號(hào)經(jīng)由電容器Cl、電阻器R3和端子K9被傳遞到驅(qū)動(dòng)器控制電路II的輸入端子K7，并且期望LED電流和LED的溫度從它被導(dǎo)出。實(shí)際LED電流于是被相應(yīng)地調(diào)節(jié)。
[0047]如果LED照明系統(tǒng)包括多于一個(gè)LED模塊，由LED模塊產(chǎn)生的電流控制信號(hào)通過(guò)AC耦合被傳遞到驅(qū)動(dòng)器控制電路的端子K7并且被疊加以形成組合信號(hào)，該組合信號(hào)存在于端子K7。由于電流控制信號(hào)的產(chǎn)生是由同一觸發(fā)脈沖觸發(fā)，由LED模塊產(chǎn)生的電流控制信號(hào)都被同步，使得每個(gè)電流控制信號(hào)的第一部分在同一時(shí)間點(diǎn)開始。得到的組合信號(hào)示于圖7。在此組合信號(hào)的第一部分中，最小時(shí)間周期或流逝AtlMIN對(duì)應(yīng)于最小期望LED電流并且最大時(shí)間周期或流逝八〖1_對(duì)應(yīng)于最高期望電流。所有期望LED電流可以從和信號(hào)的第一部分中包括的時(shí)間流逝導(dǎo)出。注意，即使當(dāng)LED模塊都設(shè)計(jì)成用于同一期望電流時(shí)，模塊控制電路中包括的電阻器Rl的實(shí)際電阻的散布(spread)將導(dǎo)致由不同LED模塊產(chǎn)生的電流控制信號(hào)的第一時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間中的微小差異。這可以在圖7的中心看出，其中，當(dāng)Δ tlMIN為組合信號(hào)中最短第一時(shí)間流逝并且Δ tlmx為最長(zhǎng)第一時(shí)間流逝時(shí)，在Δ tlMIN和Atlmx之間存在多個(gè)臺(tái)階。
[0048]另外觀察到，由于每個(gè)電流控制信號(hào)的第二部分緊接著在第一部分之后被產(chǎn)生，組合信號(hào)的第一和第二部分之間的每個(gè)臺(tái)階等于第一和第二幅值之和。還可以看出，所述LED模塊其中之一的期望電流顯著小于所有其它LED模塊的期望電流。這可能是由錯(cuò)誤或故障造成，并且驅(qū)動(dòng)器控制電路可以例如配備有傳遞手段以將此故障報(bào)告給用戶或該LED照明系統(tǒng)為其一部分的建筑物控制系統(tǒng)。
[0049]由于電流控制信號(hào)的第一部分的精確持續(xù)時(shí)間不相同，不可能確切地確定電流控制信號(hào)的第二部分的持續(xù)時(shí)間。換言之，LED模塊的溫度無(wú)法被確切地評(píng)估，因?yàn)榍宄煌牡诙r(shí)間流逝何時(shí)結(jié)束，但是不清楚特定第二時(shí)間流逝何時(shí)已經(jīng)開始。這種不確定性可以通過(guò)下述來(lái)應(yīng)對(duì):使第二時(shí)間流逝足夠長(zhǎng)，使得開始時(shí)間的影響變得可忽略。更長(zhǎng)的第二時(shí)間流逝導(dǎo)致確切開始時(shí)間對(duì)LED模塊的確定溫度的影響更小。
[0050]按照與圖2所示實(shí)施例相同的方式，使用有關(guān)期望LED電流和LED的溫度的組合信號(hào)中包括的數(shù)據(jù)，從而依據(jù)LED模塊并行布置還是串聯(lián)布置來(lái)控制經(jīng)過(guò)LED的電流。
[0051]注意，觸發(fā)脈沖可以被周期地重復(fù)，使得例如溫度可以被監(jiān)測(cè)。另外注意，LED照明系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)成使得模塊產(chǎn)生的信號(hào)無(wú)法導(dǎo)致模塊的觸發(fā)。這可以通過(guò)下述實(shí)現(xiàn):確保信號(hào)的幅值總是小于觸發(fā)脈沖所需的幅值。
[0052]在圖4所示實(shí)施例中，電路部分IIIB不是借助電流控制信號(hào)的第一部分被觸發(fā)，而是利用由驅(qū)動(dòng)器控制電路產(chǎn)生的外部觸發(fā)信號(hào)被觸發(fā)，從而產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第二部分。因此圖4和圖3所示實(shí)施例的電路系統(tǒng)之間的差異如下。在圖4中，電路部分IIIA的第一輸出端子不連接到電路部分IIIB的第四輸入端子。替代地，LED模塊包括電路部分IV。電路部分IV為這樣的電路部分，其用于將由驅(qū)動(dòng)器控制電路II產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)分布到電路部分IIIA以產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第一部分并且分布到電路部分IIIB以產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第二部分。電路部分IV被由驅(qū)動(dòng)器電路產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖激勵(lì)。電路部分IV的輸入端子由此連接到端子K9并且第一輸出端子連接到電路部分IIIA的第四輸入端子。電路部分IV的第二輸出端子耦合到電路部分IIIB的第四輸入端子。
[0053]圖4所示實(shí)施例的工作如下。
[0054]如果輸入端子Kl和K2連接到電源，驅(qū)動(dòng)器電路產(chǎn)生流過(guò)LED負(fù)載LS的LED電流。驅(qū)動(dòng)器控制電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，其被傳遞到電路部分IV的輸入端子。電路部分IV在其第一輸出端子產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，該觸發(fā)脈沖觸發(fā)電路部分IIIA以產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第一部分。在一延遲時(shí)間之后，驅(qū)動(dòng)器控制電路再次產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，該觸發(fā)脈沖被傳遞到電路部分IV。電路部分IV在其第二輸出端子產(chǎn)生觸發(fā)脈沖并且觸發(fā)電路部分IIIB以產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第二部分。該延遲時(shí)間選擇為使得它長(zhǎng)于最長(zhǎng)可能第一時(shí)間流逝。電流控制信號(hào)的第一和第二部分被傳遞到驅(qū)動(dòng)器控制電路II的輸入端子K7，并且期望LED電流和LED的溫度從其被導(dǎo)出。實(shí)際LED電流于是相應(yīng)地被調(diào)節(jié)。
[0055]如果LED照明系統(tǒng)包括多于一個(gè)LED模塊，由LED模塊產(chǎn)生的電流控制信號(hào)被疊加并且得到的組合信號(hào)被傳遞到驅(qū)動(dòng)器控制電路的端子K7。由于電流控制信號(hào)的兩個(gè)部分的產(chǎn)生是由一觸發(fā)脈沖觸發(fā)，由LED模塊產(chǎn)生的電流控制信號(hào)的兩個(gè)部分被同步，使得所有電流控制信號(hào)的第一部分在同一時(shí)間點(diǎn)開始并且所有電流控制信號(hào)的第二部分也在同一時(shí)間點(diǎn)開始。得到的組合信號(hào)示于圖8。
[0056]另外在此實(shí)施例中，不同LED模塊的期望LED電流的值可以從電流控制信號(hào)的組合信號(hào)中包括的時(shí)間流逝的不同持續(xù)時(shí)間或大小導(dǎo)出。由于電流控制信號(hào)的第二部分也在同一時(shí)間點(diǎn)開始，不同LED模塊中LED的溫度的值可以從電流控制信號(hào)的組合信號(hào)中包括的時(shí)間流逝的不同持續(xù)時(shí)間導(dǎo)出。
[0057]注意，替代由驅(qū)動(dòng)器控制電路產(chǎn)生第二觸發(fā)脈沖，例如還可以在每個(gè)LED模塊中包括計(jì)時(shí)器，該計(jì)時(shí)器在該延遲時(shí)間之后激勵(lì)電流控制模塊以產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第二部分。
[0058]圖5所示實(shí)施例與圖3所示實(shí)施例不同之處在于沒有電路部分IIIB。另外,常規(guī)電阻器R3被溫度依存電阻器R2取代。更具體地，R2是溫度依存的NTC型電阻器。形成使能電路的或門"0R"和緩沖AMP也被省掉。
[0059]圖5所示實(shí)施例工作如下。
[0060]如果輸入端子Kl和K2連接到電源，驅(qū)動(dòng)器電路產(chǎn)生流過(guò)LED負(fù)載LS的LED電流。驅(qū)動(dòng)器控制電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，其被傳遞到耦合端子K9并且觸發(fā)電路部分IIIA以產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第一部分。此電流控制信號(hào)被傳遞到驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子K7。由于電阻器R2為NTC類型，當(dāng)LED模塊的溫度變得更高時(shí)，電阻器R2的電阻變得更低。更具體地，期望將電阻器R2置于LED模塊這樣的部分中，使得其反應(yīng)LED的溫度。如果LED的溫度越高，電阻器R2的電阻越低，使得電流控制信號(hào)的第一部分的幅值越高。此幅值可以被測(cè)量并且相應(yīng)溫度可以由驅(qū)動(dòng)器控制電路從被導(dǎo)出。為此，驅(qū)動(dòng)器控制電路可以配備有微處理器以及包括一表的存儲(chǔ)器，該表將幅值值及LED模塊數(shù)目與溫度值相關(guān)聯(lián)(如本文前文所述，組合信號(hào)中電流控制信號(hào)的幅值取決于連接到電源電路的LED模塊的數(shù)目)。如果溫度太高，例如高于定義的最大溫度值，則驅(qū)動(dòng)器控制電路可以減小LED電流。
[0061]如果LED照明系統(tǒng)包括多于一個(gè)LED模塊，由LED模塊產(chǎn)生的電流控制信號(hào)被相加并且組合信號(hào)被傳遞到驅(qū)動(dòng)器控制電路的端子K7。由于電流控制信號(hào)(在此實(shí)施例中僅僅包括第一部分)的產(chǎn)生由觸發(fā)脈沖觸發(fā)，由LED模塊產(chǎn)生的電流控制信號(hào)被同步，使得所有電流控制信號(hào)在同一時(shí)間點(diǎn)開始。對(duì)于3個(gè)LED模塊的示例，得到的組合信號(hào)示于圖9。當(dāng)所連接的LED模塊的數(shù)目已知時(shí)，通過(guò)測(cè)量組合信號(hào)中包括的電流控制信號(hào)的幅值，驅(qū)動(dòng)器控制電路可以確定每個(gè)不同LED模塊中LED的溫度。從圖9可以看出，具有最小時(shí)間流逝大小并且因此具有最低期望LED電流的LED模塊也具有最高幅值并且因而具有最高溫度。
[0062]盡管本發(fā)明已經(jīng)在附圖和前述說(shuō)明書中予以圖示和描述，這種圖示和描述被認(rèn)為是說(shuō)明性或示例性的并且不是限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)踐所要求保護(hù)的發(fā)明時(shí)，通過(guò)研究附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求，可以理解和達(dá)成對(duì)所公開實(shí)施例的改動(dòng)。在權(quán)利要求中，措詞"包括"不排除其它元件或步驟，并且不定冠詞〃一〃("a"或"an")不排除多個(gè)。單個(gè)處理器或其它單元可以完成權(quán)利要求中列出的若干項(xiàng)目的功能。在互不相同的從屬權(quán)利要求中列出某些措施的純粹事實(shí)并不表明不能有利地使用這些措施的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種LED照明系統(tǒng),包括: 電源電路，包括:用于連接到電源的輸入端子(Kl、K2)，以及輸出端子(K3、K4);以及驅(qū)動(dòng)器電路(1、11)，該驅(qū)動(dòng)器電路耦合在輸入端子和輸出端子之間用于產(chǎn)生LED電流并且包括驅(qū)動(dòng)器控制電路(II)，其具有用于接收電流控制信號(hào)以及用于依據(jù)電流控制信號(hào)產(chǎn)生LED電流的輸入端子(Κ7)， 至少一個(gè)LED模塊,包括:用于稱合到電源電路的輸出端子的輸入端子(Κ5、K6),f禹合在輸入端子(K5、K6)之間的LED負(fù)載(LS),以及用于將電流控制信號(hào)產(chǎn)生為包括在第一時(shí)間流逝期間具有第一幅值的第一部分的信號(hào)的模塊控制電路，第一時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間代表LED電流的期望幅值，所述模塊控制電路包括電流控制信號(hào)到驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子的AC f禹合。
2.如權(quán)利要求1所述的LED照明系統(tǒng)，其中電流控制信號(hào)是溫度依存的。
3.如權(quán)利要求2所述的LED照明系統(tǒng)，其中電流控制信號(hào)包括在第二時(shí)間流逝期間具有第二幅值的第二部分，第二時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間代表LED模塊中LED的溫度。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的LED照明系統(tǒng)，其中電流控制信號(hào)為周期信號(hào)，其中每個(gè)周期包括電流控制信號(hào)的第一部分或者電流控制信號(hào)的第一和第二部分。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的LED照明系統(tǒng)，其中模塊控制電路包括具有代表LED電流的期望幅值的電阻的第一電阻器(Rl)，并且其中模塊控制電路包括計(jì)時(shí)器電路(II1、IIIA、IIIB)，其耦合到第一電阻器(Rl)用于產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第一部分，并且其中第一時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間為第一電阻器(Rl)的電阻的函數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的LED照明系統(tǒng)，其中模塊控制電路包括具有溫度依存電阻的第二電阻器(R2)，其中第二電阻器(R2)耦合到計(jì)時(shí)器電路(II1、IIIA、11IB)并且計(jì)時(shí)器電路(II1、IIIA、IIIB)適合用于產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第二部分，并且其中第二時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間為第二電阻器(R2)的電阻的函數(shù)。
7.如權(quán)利要求4所述的LED照明系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)LED模塊并且配備有用于通過(guò)疊加由LED模塊產(chǎn)生的AC耦合周期電流控制信號(hào)而產(chǎn)生組合信號(hào)以及用于將組合信號(hào)供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子的電路系統(tǒng)，其中驅(qū)動(dòng)器控制電路配備有用于從組合信號(hào)導(dǎo)出由每個(gè)LED模塊產(chǎn)生的周期電流控制信號(hào)的電路系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求1、2或3所述的LED照明系統(tǒng)，其中驅(qū)動(dòng)器控制電路配備有用于觸發(fā)連接到電源電路的一個(gè)或多個(gè)LED模塊的模塊控制電路以產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第一部分的電路系統(tǒng)，并且配備有用于通過(guò)疊加AC耦合電流控制信號(hào)而產(chǎn)生組合信號(hào)以及用于將組合信號(hào)供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子的電路系統(tǒng)，其中驅(qū)動(dòng)器控制電路配備有用于從組合信號(hào)導(dǎo)出LED模塊的LED電流的期望幅值的電路系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求8所述的LED照明系統(tǒng)，其中模塊控制電路包括用于緊接著在電流控制信號(hào)的第一部分之后產(chǎn)生第二部分的電路系統(tǒng)，并且其中驅(qū)動(dòng)器控制電路包括用于從組合信號(hào)確定LED模塊中LED的溫度的電路系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求8所述的LED照明系統(tǒng)，其中LED照明系統(tǒng)包括用于在一延遲時(shí)間之后激勵(lì)LED模塊的模塊控制電路以產(chǎn)生電流控制信號(hào)的第二部分的電路系統(tǒng)，該延遲時(shí)間長(zhǎng)于電流控制信號(hào)的最長(zhǎng)可能第一部分并且與電流控制信號(hào)的第一部分在同一時(shí)間開始，并且其中驅(qū)動(dòng)器控制電路包括用于從組合信號(hào)中的第二時(shí)間流逝導(dǎo)出LED模塊中LED的溫度的電路系統(tǒng)。
11.如權(quán)利要求7、8、9或10所述的LED照明系統(tǒng)，其中驅(qū)動(dòng)器控制電路包括用于在LED模塊并行布置時(shí)，依據(jù)由第一電流控制信號(hào)的第一時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間代表的LED電流的期望幅值之和，確定供應(yīng)到LED模塊的總LED電流的電路系統(tǒng)。
12.如權(quán)利要求7、8、9或10所述的LED照明系統(tǒng)，其中驅(qū)動(dòng)器控制電路包括用于在LED模塊串聯(lián)布置時(shí)，依據(jù)由第一電流控制信號(hào)中第一時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間代表的LED電流的最小期望幅值，確定供應(yīng)到LED模塊的總LED電流的電路系統(tǒng)。
13.如權(quán)利要求11或12所述的LED照明系統(tǒng)，其中驅(qū)動(dòng)器控制電路包括用于在電流控制信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)第二部分表明至少一個(gè)LED模塊的溫度太高時(shí)減小總LED電流的電路系統(tǒng)。
14.如權(quán)利要求2所述的LED照明系統(tǒng)，其中模塊控制電路包括與耦合端子串聯(lián)的溫度依存阻抗，并且其中驅(qū)動(dòng)器控制電路包括用于依據(jù)在驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子接收的電流控制信號(hào)的幅值調(diào)節(jié)LED電流的電路系統(tǒng)。
15.一種借助電源電路中包括的驅(qū)動(dòng)器電路，操作包括LED負(fù)載的至少一個(gè)LED模塊的方法，該方法包括下述步驟: 將每個(gè)LED模塊的電流控制信號(hào)產(chǎn)生為包括在第一時(shí)間流逝期間具有第一幅值的第一部分的信號(hào)，第一時(shí)間流逝的持續(xù)時(shí)間代表每個(gè)LED模塊的LED電流的期望幅值， 經(jīng)由AC耦合將電流控制信號(hào)傳遞到驅(qū)動(dòng)器控制電路的輸入端子，以及 使用驅(qū)動(dòng)器控制電路基于電流控制信號(hào)產(chǎn)生LED電流并且將LED電流供應(yīng)到LED負(fù)載。
【文檔編號(hào)】H05B33/08GK104272873SQ201380024396
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月8日
【發(fā)明者】H.J.G.拉德馬徹爾, K.J.魯洛夫斯, L.A.N.W.德維特, P.H.F.德倫伯格 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司