CN103002630B

CN103002630B - 用于led光照系统的多输入调光电源

Info

Publication number: CN103002630B
Application number: CN201110305317.2A
Authority: CN
Inventors: 王鹏
Original assignee: GE Lighting Solutions LLC
Current assignee: Current Lighting Solutions LLC
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2031-09-16

Abstract

本发明名称为“用于LED光照系统的多输入调光电源”。一种LED照明组装件，包括向一个或多个LED供给功率的电源以及控制向一个或多个LED供给的功率的调光单元。调光单元包括：用于通过接收的控制信号确定一个或多个LED的照度和亮度的控制器，以及与该控制器通信用于控制向一个或多个LED供给的功率的量从而实现确定的照度和亮度的调光电路。

Description

用于LED光照系统的多输入调光电源

技术领域

本示范实施例对应于光照技术、照明技术及相关联的技术。它连同用在基于发光二极管(LED)的光源的多输入调光电源一起找到了具体应用，并且将具体参照它进行描述。但是，应该意识到，本示范实施例也可服从其它类似应用。

背景技术

用于控制到诸如灯的负载的电功率的系统是公知的。系统包括调光功能，该功能允许个人或系统定制向灯提供的功率的量，以实现所需量的照度(illumination)和亮度(intensity)。例如，某些系统自动调整灯的照度，而某些则具有允许个人选择灯的照度的手动调整器。随着LED变得更流行和普遍，希望在现有LED照明单元中实现调光功能。

在现有LED照明单元中实现调光功能有几个难题。例如，典型的LED照明单元通常并非设计用于或适于调光功能的实现。典型的照明单元的电源设计为将AC线电压和电流转换和调节成适当的LED电压，以向LED照明单元供电。向现有LED照明单元添加调光功能需要更换现有LED照明器材，导致这种实现的高成本。另外，大多数LED电源只能够接收模拟控制信号或数字控制信号之一，以操作LED照明单元。随着照明控制系统复杂度的增加，以及LED调光策略变得更加普遍，希望在相同LED驱动器内接收多种类型的控制信号以控制LED照明单元。这允许最终用户能够在使用相同器材的多个不同调光协议上使用相同的驱动器和器材。

发明内容

下文概要介绍了本公开的多种细节，以提供基本的理解。此概要并非本公开的广泛概述，并且既无意于用来识别本公开的某些元件，也无意于用来描述其范围。更确切地，此概要的主要目的是在下文提供的更详细描述之前，以简化的形式介绍本公开的某些概念。

根据本公开的一个方面，提供了一种LED照明组装件。电源向一个或多个LED供给功率。调光单元控制向LED供给的功率。调光单元包括用于通过接收的控制信号确定LED的照度和亮度的控制器，以及与该控制器通信用于控制向LED供给的功率的量从而实现确定的照度和亮度的调光电路。

附图说明

图1是结合根据本示范实施例的多输入调光电源的LED源的框图。

具体实施方式

现在参照仅为示出示范实施例而非出于限制要求专利保护之主题的目的提供的附图，图1示出光源2(例如，LED照明器材)的框图。光源2包括由一个或多个LED 6组成的LED源4。图1中示出五个LED6，但也可以考虑更多或更少的LED。该集合典型地由多个LED的子集形成，其中每个子集中的LED串联互连。串联互连的LED的子集一般并联连接以形成集合。

电压源8向用于LED源2的电源12提供AC线电压10。取决于可用线电压，电压源8可包括广泛分布的电压。例如，在美国典型可用的是120V和277V，但可采用其它线电压以供给镇流器电路。对于住宅应用，经常可有模拟调光电路或原本设计用于调光白炽灯的传统墙上调光器，这种调光器使用手动控制设定来进行“切相”或变更AC信号的相位角，作为从输入线移除功率的手段。电源12将AC线电压和电流转换和调节成适当的LED电压，以向LED源4供电。例如，电源12能够动态地适应增大的负载(例如，额外的LED)、将交流电压转换成直流电压、校正输入AC线电压和电流的极性等。来自AC线电压10的电压和电流由全波整流器电桥14进行整流并通过功率转换器16和输出滤波器18供给到LED源4。功率转换器16从AC线电压10获取AC电压，并将其转换成带有调节的电流的DC电压，以向LED源4供电。输出滤波器18滤波递送到LED源4的功率，以针对输出电流纹波(current ripple)等提供保护。

为了平滑AC电流波形并撤销其中的开关高频，可在电源12与全波整流器电桥14之间添加电磁兼容性(EMC)输入滤波器20。EMC输入滤波器20典型地包含电容器、电感器及共模扼流圈的布置，以减少传导的电磁发射。由于与开关电源相关联的噪声，滤波是需要的。流经EMC输入滤波器20的电流与整流器电桥14的输出处的全波整流电压成比例。电流波形是正弦的并且与电压波形同相，因此功率因数接近于(如果不等于)一。

LED源4经由负载输入线22连接到电源12，并经由负载输出线26a连接到调光器单元24。调光器单元24经由负载输出线26b连接到电源12。调光器单元24响应于调光控制信号28控制LED源4的照度和亮度。调光器单元24的控制器30接收调光控制信号28并确定LED源4的适当照度和亮度。控制器30与调光电路24通信以控制向LED源4供给的功率的量。调光单元24包括用于数字调光控制信号32和模拟调光控制信号34的输入。对于切相模拟调光(例如，标准的白炽墙上调光器和ELV型调光器)，输入34连接到LED驱动器的输入线10(或在隔离变压器后)，以便能够读取波形形状和功率。调光器单元24的功率转换器36从模拟调光控制信号34获取AC电压，并将其转换成转换的数字调光控制信号38，以输入到控制器30中。控制器30接收数字调光控制信号32、38，并确定LED源4的适当的照度和亮度。

数字调光控制信号32包括使用数字可定址照明接口(DALI)协议、DMX512协议实现的信号，红外传感器信号，光学传感器信号，温度传感器信号，从外部装置接收的信号，提供与诸如电源12和LED源4的电流和电压的电参数有关的信息的信号等。模拟调光控制信号包括电子低压(ELV)和磁低压(MLV)信号、传统0-10V调光信号、相位控制调光信号、以及三端双向可控硅开关调光信号等。

还预期调光单元24能够从数字调光控制信号32和模拟调光控制信号34的组合确定LED源4的适当照度和亮度。调光单元24能够接收数字调光控制信号32和模拟调光控制信号34两者，以确定LED源4的适当照度和亮度。例如，调光单元24接收的模拟调光控制信号为50％以及数字调光控制信号为30％，并且确定LED源的适当调光等级为40％。

控制器30包括至少一个处理器，例如，微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、通用处理器、专用集成电路(ASIC)、专用处理器、或配置成执行软件(用于进行下面进一步详细描述的操作)的其它软件控制的装置。典型地，软件在有形存储器或计算机可读介质上载运，供处理器执行。非短时计算机可读介质可包括存储器，例如硬盘驱动器、CD-ROM、DVD-ROM、因特网服务器等。还预期其它类型的处理器。显示控制器、专用集成电路(ASIC)、FPGA及微控制器是可用于提供处理器功能的其它类型的组件的说明性示例。实施例可使用软件来实现，该软件通过处理器、硬件或其某种组合来执行。

调光器单元24的控制器30接收调光控制信号28，并确定LED源4的适当照度和亮度，以及与调光电路44通信以控制向LED源4供给的功率的量。例如，控制器30以从调光控制信号28得出的定时信号的形式向调光电路44提供定时信息。调光电路44激活一个或多个MOSFET开关以控制向LED源4供给的功率的量。在一个示例中，控制器30使用已知技术来提供脉宽调制输入从而实现所需的相应调光量，或可通过降低LED驱动器的电流电平输出来实现调光。还预期调光电路44非限定性地包括功率MOSFET、三端双向可控硅开关、双极结型晶体管、绝缘栅双极晶体管、及其它类似的电装置。

如所示的，调光单元24可与电源12和LED源4分离。这使得调光单元24能够被添加到并非设计用于或适于实现调光功能的现有LED照明器材。例如，调光单元24可连接在现有LED照明器材中、处于LED源4与电源12之间。调光单元24可在输入负载线22或输出负载线26之一上连接在LED源4和电源12之间。还预期调光单元24和电源12在单个光源2中实施。例如，光源2可包括电源12，其控制向负载(例如，LED源4)供给的电功率。

在另一个实施例中，模拟调光信号通过电压源8输入到电源12中。电源12响应于输入到电源12的模拟调光控制信号控制LED源4的照度和亮度。电源12接收模拟调光控制信号并确定LED源4的适当照度和亮度，并且将AC线电压和电流调节成适当的LED电压以向LED源4供电。还预期LED源4的调光可由电源12和调光单元24的组合来控制。还预期通过输入到调光单元24中的调光控制信号32和输入到电源12中的模拟调光控制信号34的组合来控制LED源4的适当照度和亮度。还可以通过输入到调光单元24中的调光控制信号32和输入到电源12中的模拟调光控制信号来确定LED源4的适当照度和亮度。例如，可结合输入到调光单元24中的50％调光控制信号32和输入到电源12中的40％模拟调光控制信号，以使LED源4光照到40％的调光等级。

参照优选实施例描述了示范实施例。显而易见，一旦阅读和理解前面的详细描述，修改和变更将是其他人会想到的。预期示范实施例被解释为包括所有这类修改和变更，只要它们落入所附权利要求或其等效物的范围之内。

Claims

1.一种LED照明组装件，包括：

电源，其用于向一个或多个LED供给功率；以及

调光单元，其用于控制向所述一个或多个LED供给的所述功率，所述调光单元包括：

用于数字调光控制信号和模拟调光控制信号的输入；

控制器，其通过接收至少所述数字调光控制信号和模拟调光控制信号之一建立所述一个或多个LED的、确定的照度和亮度，以及

调光电路，其与所述控制器通信，用于控制向所述一个或多个LED供给的功率的量，从而实现所述确定的照度和亮度。

2.如权利要求1所述的LED照明组装件，其中，所述模拟调光控制信号和数字调光控制信号均能够通过与所述调光电路通信的所述控制器解释。

3.如权利要求2所述的LED照明组装件，其中，所述模拟调光控制信号包括电子低压(ELV)、磁低压(MLV)信号、传统0-10V调光信号、以及三端双向可控硅开关调光信号中的至少一个。

4.如权利要求2所述的LED照明组装件，其中，所述数字调光控制信号包括以下至少之一：使用数字可定址照明接口(DALI)协议、DMX512协议实现的信号，红外传感器信号，光学传感器信号，温度传感器信号，以及提供与诸如所述电源和所述一个或多个LED的电流和电压的电参数有关的信息的信号。

5.如权利要求1所述的LED照明组装件，其中，所述调光单元还包括：

功率转换器，其用于将接收的模拟控制信号转换成转换的数字调光控制信号。

6.如权利要求1所述的LED照明组装件，其中，所述电源和所述调光单元是所述LED照明组装件的分离的组件。

7.如权利要求6所述的LED照明组装件，其中，所述调光单元在所述一个或多个LED的输出侧上连接在所述电源与所述一个或多个LED之间。