CN103857149A - Led照明设备、用于led照明设备的电流调整器以及led照明设备的电流调整方法 - Google Patents

Led照明设备、用于led照明设备的电流调整器以及led照明设备的电流调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种LED照明设备。LED照明设备包括：转换器，用于根据取决于驱动脉冲的开关操作变换整流电压并输出整流电压；电流调整器，用于生成驱动脉冲并使用所生成的驱动脉冲对转换器的工作进行开关，驱动脉冲的脉冲宽度响应于控制信号和转换器的电流的量而变化；以及外围电路模块，用于提供控制信号以对LED照明装置的调光进行控制。

Description

LED照明设备、用于LED照明设备的电流调整器以及LED照明设备的电流调整方法
技术领域
本发明涉及发光二极管（下文称“LED”）照明设备，尤其涉及具有改善功率效率的LED照明设备、用于LED照明设备的电流调整器、以及LED照明设备的电流调整方法。 
背景技术
在近来的照明设备中，使用具有较长寿命、低功耗以及高亮度的LED替换白炽灯和荧光灯来作为照明灯。 
例如，照明设备可包括安全灯和路灯。采用LED照明的LED照明设备还被开发为安全灯或路灯并被商业化。 
通常，传统LED照明设备使用开关模式电源（在下文中称SMPS）模块来实施，该模块使用商用AC功率源。 
如上所述配置的传统LED照明设备的示例在注册号为10-1164631的韩国专利中公开。在该专利中，商用AC功率源通过SMPS模块和驱动电路向LED提供功率。 
传统LED照明设备还可包括传感器板，传感器板包括传感器，传感器用于感测照度或人体以进行调光控制或开关控制。在这种情况下，LED照明设备被配置为通过SMPS模块向传感器板提供功率。 
然而，传统LED照明设备的缺点在于，其具有复杂的结构，因为传统LED照明设备包括用于向LED照明提供功率的SMPS模块以及用于使用电流驱动方法驱动LED的驱动电路。 
此外，在传统LED照明设备中，SMPS模块被设计为具有约90%的功率效率，并且驱动电路同样被设计为具有约90%的功率效率。因此，传统LED照明设备被设计为具有约81%的综合效率。如上所述，传统LED照明设备的问题在于，综合功率效率由于复杂的结构而降 低。 
此外，外围电路模块，诸如传感器板，可以附加地配置在LED照明设备中。在这种情况下，大多数功率都被用于驱动LED的驱动电路消耗。 
因此，传统LED照明设备的问题在于，附加外围电路模块的功率效率很低，因为大多数功率都被用于驱动LED的驱动电路消耗。 
发明内容
因此，本发明致力于解决现有技术中出现的问题，并且本发明的目的是提供能够以高功率效率提供用于驱动LED照明装置的功率的LED照明设备、用于LED照明设备的电流调整器、以及LED照明设备的电流调整方法。 
本发明的另一个目的是提供一种LED照明设备，其结构简单并且在向LED照明装置和外围电路模块（诸如传感器板和通信模块）提供功率时具有高功率效率，通常，使用电流调整器，电流调整器用于LED照明设备、以及LED照明设备的电流调整方法。 
本发明的又一个目的是提供一种LED照明设备，其能够有效地向外围电路模块诸如用于控制彼此间隔的多个LED照明装置（诸如安全灯或路灯）的通信模块提供功率。 
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种LED照明设备，包括：转换器，用于根据取决于驱动脉冲的开关操作变换整流电压并输出整流电压；电流调整器，用于生成驱动脉冲并使用所生成的驱动脉冲对转换器的工作进行开关，驱动脉冲的脉冲宽度响应于控制信号和转换器的电流的量而变化；以及外围电路模块，用于提供控制信号以对LED照明装置的调光进行控制。 
此外，根据本发明的一个方面，提供了LED照明设备的电流调整器，包括：开关元件，连接至用于转换电压水平的转换器并被配置为响应于驱动脉冲而对转换器的工作进行开关；反馈电路，被配置为向第一比较端提供与流过开关元件的电流相对应的反馈信号；调光信号转移电路，被配置为外部地接收用于对LED照明装置的调光进行控制 的控制信号并将与控制信号相对应的调光控制信号施加至第一比较端；参考信号生成器，被配置为生成参考脉冲并将所述参考脉冲提供至第二比较端；第一比较器，被配置为输出比较信号，比较信号通过将第一比较端的信号与第二比较端的信号相互比较而获得；以及驱动电路，被配置为响应于比较信号而向开关元件提供驱动脉冲。 
此外，根据本发明的一个方面，提供了LED照明设备的电流调整方法，包括：通过转换器向LED照明装置和一个或多个外围电路模块提供从整流电压转换的DC电压作为功率，转换器用于响应于驱动脉冲而驱动的开关元件而转换电压水平；检测转换器的电流；将电流控制信号施加至第一比较端，电流控制信号通过将转换器的电流与参考电压进行比较而获得；将调光控制信号施加至第一比较端，调光控制信号与在LED照明装置外接受的控制信号相对应；生成参考脉冲并将参考脉冲施加至第二比较端；将第一比较端的信号与第二比较端的信号相互比较并将比较结果作为比较信号输出；以及使用通过检测转换器的电流的过零点而获得的零电流检测信号输出驱动脉冲作为置位信号并输出比较信号作为复位信号。 
电流调整方法还可包括向第一比较端提供与外部地接收的控制信号相对应的调光控制信号以控制LED照明装置的调光。 
此外，根据本发明的另一个方面，提供了LED照明设备，包括：彼此间隔的多个LED照明装置；电流调整模块，安装在LED照明装置中的每一个中并被配置为生成驱动脉冲并通过响应于驱动脉冲而驱动的转换器向LED照明装置提供功率，驱动脉冲的脉冲宽度响应于外部控制信号和用于转换电压水平的转换器的电流的量而变化；以及通信模块，被配置为从多个电流调整模块之一接收被提供至LED照明装置的功率并提供用于控制LED照明装置的控制信号。 
附图说明
在结合附图阅读了下面的详细描述之后，上述目的和本发明的其它特征和优点将变得显而易见，在附图中： 
图1是示出根据本发明的LED照明设备的示例性实施方式的电路 图； 
图2示出变压器的初级侧和次级侧上的电流波形； 
图3是示出在图1的实施方式中通过反馈控制变压器的驱动的方法的时序图； 
图4是示出在图1的实施方式中响应于控制信号控制变压器的驱动的方法的时序图；以及 
图5是示出根据本发明的LED照明设备的另一个示例性实施方式的框图。 
具体实施方式
现在将更加详细地参照本发明的优选实施方式，该优选实施方式的示例在附图中示出。只要有可能，在附图和说明书中，相同的参考标号都将用于指代相同或相似的部件。 
本发明的实施方式的结构具有改善的功率效率，因为使用电流调整器30来驱动功率。 
参照图1，根据本发明的一个实施方式的LED照明设备包括功率源单元10、变压器T，传感器板20、以及电流调整器30。 
功率源单元10被配置为对AC功率执行全波整流并将全波整流的结果输出为整流电压。也就是说，功率源单元10具有如下结构：功率源12、整流电路14以及电容器C1并联连接。 
功率源12可使用商用功率作为AC功率。 
整流电路14被配置为对由功率源12提供的具有正弦波形的AC功率执行全波整流并将全波整流的结果输出为具有波纹成分的整流电压。 
并联连接至整流电路14的输出端的电容器C1用于使整流电路14的输出平滑化。 
从功率源单元10生成的整流电压被转移至变压器T。变压器T被配置为根据整流电压变换电流并输出被变换的电流。根据本发明的实施方式的变压器T是用于变换电压水平的转换器的示例并且可以是Buck型转换器。 
变压器可包括电感器（未示出）。 
也就是说，变压器T被配置为包括形成初级侧L1的线圈、形成次级侧L2的线圈以及辅助线圈L3。初级侧L1的线圈和次级侧L2的线圈的缠绕比可以被设定为N：1。辅助线圈L3可根据制造商的意愿而具有各种缠绕比。通常，辅助线圈L3可具有用于将电流感生为能够提供电流调整器30的工作电压的水平的缠绕比。 
根据前述结构，变压器T具有如下结构：整流电压被施加至初级侧L1，感生电流通过初级侧L1的电流流动在次级侧L2中被生成，并且次级侧L2的感生电流通过二极管D1和电容器C2被整流、平滑化、并且变换至DC电压并随后被输出。 
变压器T还通过初级侧L1上的电流流动在辅助线圈L3中感生电流。 
变压器T由电流调整器30驱动。 
变压器T的输出被提供至LED照明装置LED和传感器板20。 
用于驱动LED照明装置LED的电压和用于使传感器板20工作的工作电压Vcc具有不同水平。因此，变压器T的输出可通过电压调整器26调整并且被提供为传感器板20的工作电压Vcc。电压调整器26被示出作为被配置的附加元件，但电压调整器26可根据制造商的意图而嵌入传感器板20中。 
LED照明装置LED可被配置为包括一个LED或两个或更多个LED并且可优选地被配置为具有多个LED的阵列。 
LED照明装置LED可被配置为安全灯或路灯。例如，LED照明装置LED可安装在人行横道中作为辅助照明以照亮人行横道。 
传感器板20表现为被供电的外围电路模块之一。 
外围电路模块可包括被供电的多个装置，诸如用于控制LED照明装置LED的调光或开关的传感器板20和通信模块。 
传感器板20可被配置为包括可见传感器CDS22和红外传感器PIR24。可见传感器CDS22感测周围亮度（照度），红外传感器24感测人体。 
传感器板20可被配置为接收工作电压Vcc并输出控制信号，工 作电压Vcc通过经由电压调整器26调整变压器T的次级侧L2的输出而获得。控制信号可被提供为模拟信号或控制信号PWM。 
控制信号PWM可以具有根据调光控制改变的脉宽，因此能够输出具有改变的脉宽的控制信号PWM。此外，如果控制信号PWM以小于10%的工作率输出，则控制信号PWM可被定义为关闭LED照明装置LED。 
同时，电流调整器30被配置为生成响应于外部控制信号PWM和变压器T的初级侧L1的电流量变化的驱动脉冲，并提供所生成的驱动脉冲以用于开关变压器T的工作。 
更具体地，电流调整器30可以被配置为包括开关元件Q、反馈电路、调光控制电路、参考信号生成器32、比较器COM、以及驱动电路。 
开关元件Q是功率晶体管，功率晶体管可以是FET并被连接至变压器T的初级侧L1。驱动脉冲被施加至开关元件Q的栅极，并且开关元件Q响应于该驱动脉冲而打开。 
反馈电流被配置为向第一比较端（即，比较器COM的负端（-））施加与流过开关元件Q的电流相对应的反馈信号。 
更具体地，反馈电路包括感测电阻器Rcs和比较元件，感测电阻器Rcs联接在开关元件Q与地之间并被配置为检测流过开关元件Q的电流，比较元件被配置为将由感测电阻器Rcs检测到的电压与预定参考电压VREF进行比较并将反馈信号施加至比较器COM的第一比较端（即，负端（-））。 
反馈电路的比较电路包括第一滤波电阻器Rc、第一滤波电容器Cc、比较器OP、第二滤波电阻器Rf、以及第二滤波电容器Cf。第一滤波电阻器Rc和第一滤波电容器Cc作为输入滤波器工作，第二滤波电阻器Rf和第二滤波电容器Cf作为输出滤波器工作。 
也就是说，输入滤波器包括并联连接的第一滤波电阻器Rc和第一滤波电容器Cc并通过第一滤波电阻器Rc将由感测电阻器Rcs检测到的电压转移至比较器OP的负端（-）。 
比较器OP将通过第一滤波电阻器Rc施加至负端（-）的电压与 施加至比较器OP的正端（+）的参考电压VREF进行比较并输出比较结果。 
输出滤波器包括并联连接的第二滤波电阻器Rf和第二滤波电容器Cf并通过第二滤波电阻器Rf将比较器OP的输出信号作为反馈信号转移至比较器OP的第一比较端（即，负端（-））。 
施加至比较器OP的正端（+）的参考电压VREF具有由制造商设定的值，该值将变压器T的初级侧L1上的电流量维持在恒定水平。 
调光控制电路被配置为将与由被配置为外围电路模块的传感器板20生成的控制信号PWM相对应调光控制信号施加至比较器COM的第一比较端（即，负端（-））。 
为此，调光控制电路包括光电耦合器PC和转移电阻器Rp。光电耦合器PC被配置为在其中包括光电二极管和光电晶体管。光电耦合器PC被配置为响应于某一状态（即，光电二极管响应于从传感器板20生成的控制信号PWM而发光）而开关光电晶体管，从而将控制信号PWM转移至转移电阻器Rp。 
转移电阻器Rp被配置为将光电耦合器PC的输出施加至比较器COM的第一比较端（即，负端（-））。这里，施加至转移电阻器Rp的信号由第二滤波电容器Cf平滑化，从而成为具有DC水平的调光控制信号。调光控制信号被施加至比较器COM的第一比较端（即，负端（-））。 
同时，参考信号生成器32被配置为生成参考脉冲并将参考脉冲施加至比较器COM的第二比较端（即，正端（+））。电容器CR提供用于参考脉冲的振荡的电容。此外，参考脉冲可被提供为锯齿波脉冲。 
此外，比较器COM输出比较信号，即，施加至第一比较端（即，负端（-））的信号与施加至第二比较端（即，正端（+））的信号之间的比较结果。 
驱动电路被配置为响应于从比较器COM生成的比较信号驱动脉冲并将驱动脉冲施加至开关元件Q。 
更具体地，驱动电路包括零电流检测（ZCD，Zero Current Detection）单元34、锁存器36、以及驱动器38。 
ZCD单元34接收变压器T的辅助线圈L3的输出电流以检测被感生至变压器T的次级侧L2内的电流的零电流点Z。 
ZCD单元34被配置为输出零电流检测（ZCD）信号，该信号是被感生至变压器T的次级侧L2内的电流（即，辅助线圈L3的输出电流）的零电流点（参考图2和3中的Z）的检测结果。 
参照图2，当开关元件Q接通时，变压器T的初级侧L1上的电流缓慢增加。此时，次级侧L2中不形成感生电流。 
当开关元件Q关断时，变压器T的初级侧L1上的电流的流动被突然阻断，并且感生电流形成在次级侧L2中并且逐渐减小。 
零电流点Z指的是变压器T的次级侧L2上的感生电流消失的时间点，即感生电流成为零状态的时间点。 
当零电流点Z到达时，变压器T的初级侧L1上的电流的流动通过开关元件Q的接通而增加。 
也就是说，变压器T的初级侧L1上的电流的流动与零电流点Z同步开始，由此能够减小开关损耗并改善总的变换效率。 
同时，锁存器36可优选地具有RF触发器，RF触发器包括复位端R和置位端S。锁存器36通过置位端S接收ZCD信号作为置位信号并通过复位端从比较器COM接收比较信号作为复位信号。此外，锁存器36输出锁存信号，锁存信号保持启用，直至置位信号在置位信号被启用之后响应于复位信号而被复位。 
驱动器38驱动锁存信号并将锁存信号作为驱动脉冲转移至开关元件Q。例如，驱动器38可包括具有缓冲功能的放大电路。 
在根据本发明的实施方式的LED照明设备中，变压器T连同于响应于驱动脉冲而进行开关的开关元件Q的接通和关断而被驱动。 
变压器T对施加至初级侧L1的整流功率进行变换并将变换后的功率输出，从而当开关元件Q接通时，初级侧L1上的电流增大，并且当开关元件Q关断时，感生电流形成在次级侧L2中并降低，如图2所示。 
输出至变压器T的次级侧L2的感生电流通过二极管D1和电容器C2变换为DC电压。DC电压被提供至LED照明装置LED和传感器 板20。 
如上所述施加至开关元件Q的驱动脉冲可使用参考脉冲生成。 
比较器COM将通过负端（-）接收的信号与通过正端（+）从参考信号生成器32接收的参考脉冲Vr进行比较并将比较结果输出为比较信号。 
通过比较器OP转移的反馈信号或通过光电耦合器PC转移的调光控制信号可被施加至比较器COM的负端（-），使得反馈信号具有DC水平。 
因此，比较器COM响应于施加至正端（+）的交替地具有高状态和低状态的参考脉冲Vr在施加至负端（-）的DC水平的基础上输出高状态和低状态交替的比较信号。 
从比较器COM生成的比较信号被施加至锁存器36的复位端R。 
ZCD单元34的ZCD信号被施加至锁存器36的置位端S。 
锁存器36输出脉冲，该脉冲保持启用状态，直至施加至置位端S的ZCD信号响应于在ZCD信号被启用之后通过复位端R施加的比较器COM的比较信号而被复位。 
驱动器38驱动从锁存器36接收的锁存信号并将所产生的锁存信号作为驱动脉冲施加至开关元件Q。 
根据本发明的实施方式的如上所述被驱动的LED照明设备具有反馈功能以均匀地保持从变压器T生成的电流的水平，使得LED照明装置LED能够发光同时保持恒定亮度。 
反馈功能可以与施加至比较器COM的负端（-）的反馈信号的水平变化同步执行。也就是说，变压器T的驱动可以有变压器T的初级侧L1上的电流量控制。 
用于反馈功能的反馈电路中包含的感测电阻器Rcs通过开关元件Q接收流过变压器T的初级侧L1的电流。 
感测电阻器Rcs中形成的电压通过由第一滤波电阻器Rc和第二滤波电容器Cc形成的输入滤波器被输入至比较器OP的负端（-）。 
比较器OP将负端（-）处的电压与设定的参考电压VREF进行比较并输出比较结果以均匀地保持LED照明装置LED的亮度。 
如果变压器T的初级侧L1上的电流量很小，则LED照明装置LED的亮度很暗，如果变压器T的初级侧L1上的电流量很大，则LED照明装置LED的亮度很亮。 
如果很小的电流量被感测电阻器Rcs感测到（由于LED照明装置LED的亮度很暗），则施加至比较器OP的负端（-）的信号的电压水平为低。在这种情况下，比较器OP输出具有图3中水平Va的信号Vop，因为与正端（+）的参考电压VREF相比具有更低水平的电压被施加至负端（-）。 
如果很大的电流量被感测电阻器Rcs感测到（由于LED照明装置LED的亮度很亮），则施加至比较器OP的负端（-）的信号的电压水平为高。在这种情况下，比较器OP输出具有图3中水平Vb的信号Vop，因为与正端（+）的参考电压VREF相比具有更高水平的电压被施加至负端（-）。 
比较器OP的输出作为反馈信号通过第二滤波电阻器Rf被施加至比较器COM的负端（-）。 
从参考信号生成器32生成的参考脉冲Vr被施加至比较器COM的正端（+），如图3所示。 
比较器COM将负端（-）的反馈信号与正端（+）的参考脉冲Vr进行比较并输出比较信号VCOM，即，比较结果，如图3所示。 
比较器COM响应于反馈信号输出具有窄脉冲宽度的比较信号VCOM，此时，反馈信号对应于如下情况：LED照明装置LED的亮度很暗。相反，比较器COM响应于反馈信号输出具有宽脉冲宽度的比较信号VCOM，此时，反馈信号对应于如下情况：LED照明装置LED的亮度很亮。 
比较信号VCOM被施加至锁存器36的复位端R。锁存器36响应于ZCD信号（即，施加至置位端S的置位信号）以及比较信号VCOM（即，施加至复位端R的复位信号）而输出锁存信号。 
锁存器36响应于从ZCD单元34生成的ZCD信号从零电流点Z开始被启用并且从比较信号VCOM（即，复位信号）被启用的时间点开始被禁用。也就是说，锁存器36执行RF触发操作以输出锁存信号， 该锁存信号从置位信号被启用的时间点到复位信号被启用的时间点保持启用状态。 
因此，如图3所示，如果LED照明装置LED的亮度很暗，则锁存器36输出具有宽脉冲宽度的锁存信号VQL。相反，如果LED照明装置LED的亮度很亮，则锁存器36输出具有窄脉冲宽度的锁存信号VQH。 
因此，如果LED照明装置LED的亮度很暗，则驱动器38驱动具有宽脉冲宽度的驱动脉冲并将该驱动脉冲提供至开关元件Q。相反，如果LED照明装置LED的亮度很亮，则驱动器38驱动具有窄脉冲宽度的驱动脉冲并将该驱动脉冲提供至开关元件Q。 
因此，如果LED照明装置LED的亮度很暗，则由变压器T驱动的电流的量增加，因为被看作接通的开关元件Q响应于具有宽脉冲宽度的驱动脉冲而增加。因此，因为由变压器T变换的电流的量增加，LED照明装置LED的亮度变亮。 
此外，如果LED照明装置LED的亮度很亮，则由变压器T驱动的电流的量减少，因为被看作接通的开关元件Q响应于具有窄脉冲宽度的驱动脉冲而减少。因此，因为由变压器T变换的电流的量减少，LED照明装置LED的亮度变暗。 
LED照明装置LED能够根据前述反馈功能保持均匀的亮度。 
此外，根据本发明的实施方式的LED照明设备具有调光控制功能以响应于从传感器板20生成的控制信号PWM而控制LED照明装置LED的亮度。 
传感器板20可被配置为输出具有脉冲宽度的控制信号PWM，该脉冲宽度响应于外部照度很亮的情况和外部照度很暗的情况（使用可见传感器22）而变化。 
例如，如果外部照度很亮（作为由可见传感器22感测的结果），则传感器板20可输出具有窄脉冲宽度的控制信号PWM。如果外部照度很暗（作为由可见传感器22感测的结果），则传感器板20可输出具有窄脉冲宽度的控制信号PWM。 
此外，传感器板20可被配置为输出具有脉冲宽度的控制信号 PWM，该脉冲宽度用于响应于人存在的情况和人不存在的情况（使用红外传感器24）而打开或关闭LED照明装置LED。 
LED照明装置LED的关闭可基于控制信号PWM具有特定水平或更低的时间来设定。例如，如果控制信号PWM的脉冲宽度（即，工作率）小于10%，则LED照明装置LED可被设定为关闭。在这种情况下，如果控制信号PWM的工作率小于10%，则LED照明装置LED不被由变压器T提供的功率源关闭。 
用于使传感器板20工作的工作电压Vcc可持续提供，因为变压器T输出与打开LED照明装置LED的水平相比具有更低水平的DC电压，虽然LED照明装置LED被关闭。 
下面参照图4描述调光控制功能。 
包含在用于调光控制功能的调光控制电路中的光电耦合器PC从传感器板20接收控制信号PWM。 
如果外部照度很暗，则传感器板20可输出具有窄脉冲宽度的控制信号PWM（诸如图4的脉冲PWM1），以使LED照明装置LED变亮。相反，如果外部照度很亮，则传感器板20可输出具有宽脉冲宽度的控制信号PWM（诸如图4的脉冲PWM2），以使LED照明装置LED变暗。 
从传感器板20生成的控制信号PWM穿过用于使经由光电耦合器PC的信号的水平反相的反相器IV，随后该信号通过电阻器Rp和第二滤波电容器Cf的平滑化被变换为具有DC成分的调光控制信号Vpc。 
如果外部照度很暗，则具有高水平的调光控制信号Vpc（诸如图4的V1）被施加至比较器COM的负端（-）。相反，如果外部照度很亮，则具有低水平的调光控制信号Vpc（诸如图4的V2）被施加至比较器COM的负端（-）。 
从参考信号生成器32生成的参考脉冲Vr（诸如图4的参考脉冲Vr）被施加至比较器COM的正端（+）。 
比较器COM将负端（-）的调光控制信号Vpc与正端（+）的参考脉冲Vr进行比较，并输出比较信号VCOM（诸如图4的比较信号VCOM）。 
这里，比较器COM响应于与外部照度很暗的情况相对应的调光控制信号Vpc而输出具有窄脉冲宽度的比较信号VCOM。相反，比较器COM响应于与外部照度很亮的情况相对应的调光控制信号Vpc而输出具有宽脉冲宽度的比较信号VCOM。 
比较信号VCOM被施加至锁存器36的复位端R。 
锁存器36响应于ZCD信号（即，施加至置位端S的置位信号）以及比较信号VCOM（即，施加至复位端R的复位信号）而输出锁存信号。 
锁存器36响应于从ZCD单元34生成的ZCD信号从零电流点Z开始被启用并且从比较信号VCOM（即，复位信号）被启用的时间点开始被禁用。也就是说，锁存器36执行RF触发操作以输出锁存信号，该锁存信号从置位信号被启用的时间点到复位信号被启用的时间点保持启用状态。 
因此，如图4所示，如果外部照度很暗，则锁存器36输出具有宽脉冲宽度的锁存信号VQ1。相反，如果外部照度很亮，锁存器36输出具有窄脉冲宽度的锁存信号VQ2。 
因此，如果外部照度很暗，则驱动器38驱动具有宽脉冲宽度的驱动脉冲并将该驱动脉冲提供至开关元件Q。因此，LED照明装置LED的亮度变亮，因为由变压器T驱动的电流量增加。 
相反，如果外部照度很亮，则驱动器38驱动具有窄脉冲宽度的驱动脉冲并将该驱动脉冲提供至开关元件Q。因此，LED照明装置LED的亮度变暗，因为由变压器T驱动的电流量减小。 
LED照明装置LED的亮度可根据周围照度通过前述调光控制功能控制。 
同时，LED照明装置LED的打开和关闭可由调光控制功能响应于人存在的情况和人不存在的情况（使用红外传感器24）来控制。 
也就是说，如果红外传感器24未感测到人，则传感器板20输出工作率小于10%的控制信号PWM。驱动脉冲的脉冲宽度响应于控制电压PWM而被减少至特定水平或更低。因此，变压器T输出水平不足以打开LED照明装置LED的DC电压。 
也就是说，LED照明装置LED被关闭，并且变压器T执行操作以将整流电压变换为具有提供传感器板20的工作电压Vcc的水平的DC电压。 
根据本发明的实施方式的LED照明设备具有如下结构：电流调整器30驱动AC功率并将AC电压提供至LED照明装置LED和外围电路模块，诸如传感器板20。 
因此，在根据本发明的实施方式的LED照明设备中，用于向LED照明装置LED和外围电路模块提供功率源的结构可以被简单地设计。 
此外，如果根据本发明的电流调整器30被设计为具有90%的功率效率，则根据本发明的LED照明设备具有90%的综合功率效率（功率效率不变）。 
也就是说，由于功率仅通过电流调整器30变换（未经历多个步骤）并被提供至LED照明装置LED和外围电路模块，故本发明的LED照明设备根据电流调整器30的设计水平而具有改善的功率效率。 
此外，根据本发明的实施方式的LED照明设备被配置为感测变压器T的初级侧L1上的电流量并执行反馈以响应于感测到的电流量而保持变压器T的初级侧L1上的电流量。也就是说，根据本发明的实施方式的LED照明设备具有使用电流调整器30控制其输出的功能。 
此外，根据本发明的实施方式的LED照明设备的特点在于，反馈操作和调光控制操作以重叠的方式稳定地实施。 
感测电阻器Rcs的节点N1、连接至比较器OP的正端（+）的节点N2、或连接至比较器OP的负端（-）的节点N3由于提供调光控制而可被认为是一个节点。 
感测传感器Rcs的节点N1的问题在于，难以控制调光控制并且不能保证线性度，因为感测电阻器Rcs处的电阻值太小，此外，难以降低输出电压，直至LED照明装置LED被关闭。 
此外，连接至比较器OP的正端（+）的节点N2可被控制以将线性度保证在一定程度。 
然而，高电压需要在控制信号PWM的具有LED照明装置LED的关闭水平（对应于与参考电压VREF的水平相比更低的水平）的工作 状态中被提供至节点N2。 
在这种情况下，确定反馈电路的输出电流因为输入至节点N2的高电压而持续低于控制目标。用作误差放大器的比较器OP连同反馈电路使电压增加从而增加开关元件Q的驱动电流。 
因此，由于用于过电流保护的功能被执行，故难以向节点N2施加用于调光控制的控制信号。 
此外，连接至比较器OP的正端（+）的节点N2是需要生成内部最稳定和精确的参考电压VREF的部分。 
因此，如果控制信号PWM（即外部输入信号）被重叠地施加至连接至比较器OP的正端（+）的节点N2，则节点N2变得易受外部干扰。此外，如果电流调整器30被形成至芯片内，则节点N2必须使用额外端子暴露于外界。 
根据本发明的实施方式，用于调光控制的控制信号PWM被施加至比较器COM的负端（-）。 
通常，第一滤波电容器Cc和第二滤波电容器Cf被配置为暴露在集成电路外。控制信号PWM可轻易地以重叠方式施加至比较器COM的负端（-），因为第一滤波电容器Cc和第二滤波电容器Cf具有一定程度的高阻抗。 
此外，比较器COM的负端（-）具有优秀的根据变化的线性度，并且对于比较器COM的输出，输入至比较器COM的负端（-）的信号的水平是变化的。 
因此，虽然控制信号PWM的工作水平被降低至LED照明装置LED的关闭水平，但反馈电路可正常工作。 
本发明的LED照明设备可被配置为向通信模块120和外围电路有效地提供功率源以控制彼此间隔的多个LED照明装置LED，诸如安全灯或路灯，如图5所示。 
根据图1的实施方式，LED照明装置LED中的每一个均包括电流调整模块100，电流调整模块100包括功率源单元10、变压器T、以及电流调整器30。电流调整模块100转变AC功率（即商用功率）并向LED照明装置LED提供功率，如在参照图1所示的操作中那样。 
在图5所示的实施方式中，一个通信模块120被配置在包括各自的LED照明装置LED的多个电流调整模块100中，并且通信模块120向电流调整模块100中的每一个提供控制信号。此外，通信模块120从一个特定电流调整模块100接收功率。 
通信模块120可一次性控制LED照明装置LED的调光或开关状态。也就是说，多个LED照明装置LED可被控制，使得它们保持相同的调光状态或相同的开关状态。 
在图5所示的本发明的实施方式中，被配置为向LED照明装置LED提供功率的一个特定电流调光模块100被配置为向通信模块120提供DC功率。 
因此，优点在于，用于开关控制或调光控制的控制块不需要安装在每个LED照明装置LED中并且不需要配置用于向每个控制块提供功率的电路。 
此外，图5的实施方式的优点在于，用于驱动多个LED照明装置LED的LED照明设备的综合功率效率可以得到改善，因为功率效率可通过如图1的实施方式中的电流调整模块100改善。 
通过上述说明显而易见的是，本发明的优点在于，LED照明设备可被设计为具有高功率效率，因为电流调整器被配置为变换AC功率并将功率提供至LED照明设备。 
此外，本发明的优点在于，LED照明设备可被实施为具有简单结构，因为电流调整器被配置为除了LED照明装置之外还向外围电路诸如传感器板和通信模块提供功率。 
此外，本发明的优点在于，综合功率效率可以得到改善，因为电流调整器可想LED照明装置和外围电路模块提供功率。 
此外，本发明的优点在于，功率可被有效地提供至外围电路模块，诸如用于控制彼此间隔的多个LED照明装置（诸如安全灯或路灯）的通信模块。 
虽然已经出于示意性目的而描述了本发明的优选实施方式，但本领域技术人员应理解，在不背离所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、附加和替换。 

Claims (17)

1.LED照明设备，包括：
转换器，用于根据取决于驱动脉冲的开关操作变换整流电压并输出所述整流电压；
电流调整器，用于生成所述驱动脉冲并使用所生成的驱动脉冲对所述转换器的工作进行开关，所述驱动脉冲的脉冲宽度响应于控制信号和所述转换器的电流的量而变化；以及
外围电路模块，用于提供所述控制信号以对所述LED照明装置的调光进行控制。
2.如权利要求1所述的LED照明设备，其中所述转换器包括电感器或变压器。
3.如权利要求1所述的LED照明设备，其中所述电流调整器包括：
开关元件，连接至所述转换器并被配置为响应于所述驱动脉冲而被开关；
反馈电路，被配置为向第一比较端提供与流过所述开关元件的电流相对应的反馈信号；
调光控制电路，被配置为向所述第一比较端提供与所述外围电路模块的控制信号相对应的调光控制信号；
参考信号生成器，被配置为生成参考脉冲并将所述参考脉冲提供至第二比较端；
第一比较器，被配置为输出比较信号，所述比较信号通过将所述第一比较端的信号与所述第二比较端的信号相互比较而获得；以及
驱动电路，被配置为响应于所述比较信号而驱动脉冲并将驱动脉冲提供至所述开关元件。
4.如权利要求3所述的LED照明设备，其中所述反馈电路包括：
感测电阻器，被配置为检测所述开关元件的电流；以及
比较电路，被配置为将由所述感测电阻器检测到的电压与预定参考电压进行比较并将所述反馈信号提供至所述第一比较端。
5.如权利要求4所述的LED照明设备，其中所述比较电路包括：
输入滤波器，被配置为包括并联连接的第一滤波电阻器和第一滤波电容器并通过所述第一滤波电阻器转移由所述感测电阻器检测到的电压；
第二比较器，被配置为将通过所述第一滤波电阻器施加至所述第二比较器的负端的电压与施加至所述第二比较器的正端的所述参考电压进行比较并输出比较结果；以及
输出滤波器，被配置为包括并联连接的第二滤波电阻器和第二滤波电容器并通过所述第二滤波电阻器将所述第二比较器的输出信号作为所述反馈信号转移至所述第一比较器的第一比较端。
6.如权利要求3所述的LED照明设备，其中所述调光控制电路包括：
光电耦合器，被配置为转移所述控制信号；以及
转移电阻器，被配置为将所述光电耦合器的输出施加至所述第一比较端。
7.如权利要求3所述的LED照明设备，其中所述驱动电路包括：
零电流检测单元，被配置为输出零电流检测信号，所述零电流检测信号通过检测所述转换器的电流的零电流点而获得；
锁存器，被配置为接收所述零电流检测信号作为置位信号并接收所述第一比较器的输出作为复位信号并输出锁存信号，所述锁存信号保持启用，直至所述锁存信号在所述置位信号被启用之后响应于所述复位信号而被复位；以及
驱动器，被配置为驱动所述锁存信号并将被驱动的锁存信号作为驱动脉冲转移至所述开关电路。
8.如权利要求7所述的LED照明设备，其中：
所述转换器包括辅助线圈，所述辅助线圈用于响应于电流的变化而输出电流，以及
所述零电流检测单元将所述辅助线圈的输出电流作为通过检测所述零电流点而获得的所述零电流检测信号输出。
9.如权利要求1所述的LED照明设备，其中：
所述外围电路模块包括至少一个传感器板，所述至少一个传感器板包括用于感测周围亮度的一个或多个可见射线传感器以及用于感测人体的红外传感器，以及
所述控制信号具有与所述可见射线传感器和所述红外传感器中的至少一个操作关联的脉冲宽度。
10.如权利要求1所述的LED照明设备，其中所述控制信号被提供为模拟信号或PWM信号。
11.用于LED照明设备的电流调整器，包括：
开关元件，连接至用于转换电压的水平的转换器并被配置为响应于驱动脉冲而对所述转换器的工作进行开关；
反馈电路，被配置为向第一比较端提供与流过所述开关元件的电流相对应的反馈信号；
调光信号转移电路，被配置为外部地接收用于对LED照明装置的调光进行控制的控制信号并将与所述控制信号相对应的调光控制信号施加至所述第一比较端；
参考信号生成器，被配置为生成参考脉冲并将所述参考脉冲提供至第二比较端；
第一比较器，被配置为输出比较信号，所述比较信号通过将所述第一比较端的信号与所述第二比较端的信号相互比较而获得；以及
驱动电路，被配置为响应于所述比较信号而向所述开关元件提供驱动脉冲。
12.如权利要求11所述的电流调整器，其中所述反馈电路包括：
感测电阻器，被配置为检测所述开关元件的电流；以及
比较电路，被配置为将所述反馈信号提供至所述第一比较端，所述反馈信号通过将由所述感测电阻器检测到的电压与预定参考电压进行比较而获得。
13.如权利要求12所述的电流调整器，其中所述比较电路包括：
输入滤波器，被配置为包括并联连接的第一滤波电阻器和第一滤波电容器并通过所述第一滤波电阻器转移由所述感测电阻器检测到的电压；
第二比较器，被配置为将通过所述第一滤波电阻器施加至所述第二比较器的负端的电压与施加至所述第二比较器的正端的所述参考电压进行比较并输出比较结果；以及
输出滤波器，被配置为包括并联连接的第二滤波电阻器和第二滤波电容器并通过所述第二滤波电阻器将所述第二比较器的输出信号作为所述反馈信号转移至所述第一比较器的第一比较端。
14.如权利要求11所述的电流调整器，其中所述驱动电路包括：
零电流检测单元，被配置为输出零电流检测信号，所述零电流检测信号通过检测所述转换器的电流的零电流点而获得；
锁存器，被配置为接收所述零电流检测信号作为置位信号并接收所述第一比较器的输出作为复位信号并输出锁存信号，所述锁存信号保持启用，直至所述锁存信号在所述置位信号被启用之后响应于所述复位信号而被复位；以及
驱动器，被配置为驱动所述锁存信号并将被驱动的锁存信号作为驱动脉冲转移至所述开关电路。
15.如权利要求14所述的电流调整器，其中所述零电流检测单元检测所述转换器的电流的零电流点作为辅助线圈的输出以输出与所述转换器的电流的变化相对应的电流。
16.LED照明设备的电流调整方法，包括：
通过转换器向LED照明装置和一个或多个外围电路模块提供从整流电压转换的DC电压作为功率，所述转换器用于响应于驱动脉冲而驱动的开关元件而转换电压的水平；
检测所述转换器的电流；
将电流控制信号施加至第一比较端，所述电流控制信号通过将所述转换器的电流与参考电压进行比较而获得；
将调光控制信号施加至所述第一比较端，所述调光控制信号与在所述LED照明装置外接受的控制信号相对应；
生成参考脉冲并将所述参考脉冲施加至第二比较端；
将所述第一比较端的信号与所述第二比较端的信号相互比较并将比较结果作为比较信号输出；以及
使用通过检测所述转换器的电流的过零点而获得的零电流检测信号输出所述驱动脉冲作为置位信号并输出所述比较信号作为复位信号。
17.LED照明设备，包括：
彼此间隔的多个LED照明装置；
电流调整模块，安装在所述LED照明装置中的每一个中并被配置为生成驱动脉冲并通过响应于所述驱动脉冲而驱动的转换器向所述LED照明装置提供功率，所述驱动脉冲的脉冲宽度响应于外部控制信号和用于转换电压的水平的转换器的电流的量而变化；以及
通信模块，被配置为从多个电流调整模块之一接收被提供至所述LED照明装置的功率并提供用于控制所述LED照明装置的控制信号。
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