CN103907399B - 用于驱动照明源的自调节照明驱动器以及包括自调节照明驱动器的照明单元 - Google Patents

Abstract

一种照明单元(100)包括发光二极管(LED)模块(120，300)以及连接至LED模块的照明驱动器(110，200)。每个LED模块包括LED(323)以及向识别电流输出节点(180，380)提供识别电流的识别电流源(324)。所有识别电流输出节点连接在一起以提供具有响应于连接至照明驱动器的LED模块的数量而变化的幅度的总识别电流。该照明驱动器包括：可控电流源(220&250)，其用于向LED模块的LED提供LED驱动电流；和控制器(230)，其对总识别电流进行响应以控制可控电流源而以响应于连接至照明驱动器的LED模块的数量而变化的幅度提供LED驱动电流。

Description

用于驱动照明源的自调节照明驱动器 以及包括自调节照明驱动器的照明单元

技术领域

本发明总体上涉及一种用于驱动一个或多个光源特别是发光二极管(LED)光源的照明驱动器，以及包括照明驱动器的照明单元。更具体地，这里所公开的各种发明方法和装置涉及一种用于驱动一个或多个发光二极管(LED)光源的自调节照明驱动器，以及包括自调节照明驱动器的基于LED的照明单元。

背景技术

基于诸如发光二极管(LED)之类的半导体光源的照明对传统的荧光、HID和白炽灯提出了一种可行的替代。LED的功能优势和好处包括高的能量转换和光学效率、更长的预计寿命、更低的操作成本等等。

在一些应用中，基于LED的照明单元可以包括照明驱动器，其向均包括一个或多个LED的多个LED模块提供LED驱动电流。这里，LED模块可以包括具有安装于其上的一个或多个LED的电路板(例如，印刷电路板)。在一些实施例中，这样的电路板可以被插入照明器材的插槽或主板之中，在一些实施例中，上述主板上可以提供照明驱动器。

在不同应用和安装中，基于LED的照明单元可以包括不同数量的LED和/或LED模块。例如，LED和LED模块的数量可以根据针对特定安装的、例如流明的照明输出要求而有所变化。

从制造的角度来看，制造商将会期望减少它们需要制造并维持库存的不同组件的数量以组装大量具有各种照明输出要求的不同基于LED的照明单元。因此，将会期望能够为不同的基于LED的照明单元使用相同的照明驱动器，而不同的基于LED的照明单元则具有包括于其中的数量大幅变化的LED和LED模块。

通常，由照明驱动器所输出的LED驱动电流的幅度或水平将需要根据其与之连接并驱动的LED和LED模块的数量而变化。这意味着如果要在具有不同数量的LED和/或LED模块的各种基于LED的照明单元中采用单个照明驱动器，则该照明驱动器将必须要根据它们所包括的不同数量的光源，包括调节LED驱动电流以匹配不同LED单元的电流驱动要求的器件或者提供这样的调节。与此同时，在制造该LED照明单元时确定在特定的基于LED的照明单元中所要包括的LED和LED模块的数量。因此，如果要在具有不同数量的LED和LED模块的各种LED照明单元中采用相同的照明驱动器，则照明驱动器将必须在制造时针对每个不同LED照明单元进行编程而使得其输出LED驱动电流适用于该LED照明单元中所包括的特定数量的LED和LED模块。

然而，对每个基于LED的照明单元的照明驱动器进行单独编程为制造环境带来了成本和限制。例如，这样的编程可能要求制造工厂包括特设设备以及具有特殊知识和技能的人员以在针对LED照明单元选择LED模块的数目时对照明驱动器进行编程。

另一方面，如以上所提到的，如果针对具有不同数量的LED模块的每个基于LED的照明单元使用具有固定LED驱动电流的照明驱动器，则将要求制造工厂构建并存放大量的不同照明驱动器。此外，如果存在大量的不同照明驱动器，而每个对应于具有特定数量的LED和LED模块的特定LED照明单元，则照明驱动器的现场维修或更换变得更为复杂和昂贵。

基于LED的照明单元的另一个问题涉及温度。LED的寿命基本上受到其进行操作的温度的影响，而该温度进而由所流过的LED驱动电流所影响。从而，将期望照明驱动器能够在LED的温度高于标称温度或阈值温度时降低通过它的电流，从而降低LED的温度并因此延长其寿命。

注意：美国专利申请公开2004/135522公开了一种照明设备，其能够在处理器的控制下生成可变颜色和强度的光。该处理器对来自照明模块的返回驱动电流ICATHODE作出响应，并且响应于此来对控制电路进行控制。该照明驱动器仅经由两个节点与照明模块接口连接，因为照明模块并不单独地提供可由照明驱动器接收的任何总识别电流。

美国专利申请公开US2007/139317公开了一种灯具，其包括用于照明系统的电路元件，该照明系统包括LED电路组件。该LED电路组件包括一个或多个电流调节的LED串或链，并且每个LED串或链包括相应的电流调节器以及与相应的电流调节器链接的一个或多个LED。

PCT申请公开号WO2008/0171206公开了一种包括LED器件的模块化LED系统，该系统包括LED电路、数字信号处理器(DSP)、网络接口以及电源。该LED系统被配置成使得来自DSP的信号通过控制经过数字模拟转换器向每个LED施加的功率来调节一个或多个LED器件所发射的光的总体颜色和亮度。

因此，将期望提供一种LED驱动器以及包括能够满足一个或多个这些需求的照明驱动器的基于LED的照明单元。

发明内容

本公开涉及用于照明驱动器的发明方法和装置，以及包括照明驱动器的照明单元。例如，在一些实施例中，一种进行驱动的驱动器能够自动调节其所提供的LED驱动电流的幅度以匹配其所驱动的LED的要求。

总体上，在一个方面，本发明涉及一种系统，其包括：多个发光二极管(LED)模块，和操作连接至多个LED模块中的每一个的照明驱动器。每个LED模块包括相对应的多个LED以及向LED模块的相对应LED模块识别电流输出节点提供LED模块识别电流的相对应识别电流源，并且多个LED模块的所有LED模块识别电流输出节点都连接在一起以提供总LED模块识别电流，其具有响应于操作连接至照明驱动器的多个LED模块的数量而变化的总LED模块识别电流幅度。该照明驱动器包括：可控电流源，其被连接以向LED模块的LED提供LED驱动电流；和控制器，其被配置为响应于总LED模块识别电流对可控电流源进行控制而以响应于操作连接至照明驱动器的多个LED模块的数量而变化的LED驱动电流幅度来提供LED驱动电流。

在一个实施例中，每个LED模块进一步包括相对应的温度补偿电流源，其被配置为在LED模块的感测温度超过阈值时降低来自LED模块的LED模块识别电流。

在另一个实施例中，每个识别电流源包括连接在相对应LED模块的用于从照明驱动器接收LED驱动电流的相对应LED驱动电流输入节点和LED模块识别电流输出节点之间的相对应电流镜。根据该实施例的一个可选特征，多个LED模块中的每一个包括相对应的LED驱动电流返回节点，其中多个LED模块的所有LED驱动电流返回节点连接在一起并且连接到照明驱动器的LED驱动电流返回节点以向照明驱动器返回LED驱动电流。

根据另一个实施例，当向系统增加附加LED模块时，照明驱动器检测到该附加LED模块并且自动增大LED驱动电流。

根据又一个实施例，在每个LED模块中，多个LED包括互相并联的多个LED串，其中每个LED串包括至少两个LED。

根据再一个实施例，每个LED模块包括其自己相对应的电路板，该电路板具有部署于其上的相对应的多个LED和相对应的识别电流源。

根据另外的实施例，照明驱动器包括电阻器分压网络，其被配置为接收总LED模块识别电流并且进一步接收从所有LED模块所返回的LED驱动返回电流，并且响应于此而向控制器提供LED驱动电流调节信号以便调节LED驱动电流幅度而使得其响应于连接至照明驱动器的多个LED模块的数量而变化。

总体而言，在另一个方面，本发明涉及一种照明驱动器，其包括可控电流源，其被配置为向均包括至少一个光源的一个或多个照明模块提供驱动电流；和控制器，其被配置为对从一个或多个LED模块所提供的总识别电流进行响应并且响应于此对可控电流源进行控制而以响应于操作连接至照明驱动器的一个或多个LED模块的数量而变化的驱动电流幅度来提供驱动电流。

在一个实施例中，该照明驱动器进一步包括电阻器分压网络，其被配置为在识别电流输入节点接收总识别电流，并且进一步被配置为在驱动电流返回节点接收从一个或多个照明模块所返回的驱动返回电流，并且进一步被配置为响应于此而向控制器提供驱动电流调节信号以便调节驱动电流幅度而使得其响应于操作连接至照明驱动器的一个或多个照明模块的数量而变化。

根据该实施例的一个可选特征，该电阻器分压网络包括：连接在识别电流输入节点和驱动电流返回节点之间的设置电阻器；连接至驱动电流返回节点和接地端之间的感测电阻器；连接在识别电流输入节点和向控制器提供驱动电流调节信号的控制节点之间的第一电阻器；和连接在控制节点和接地端之间的第二电阻器。

根据该实施例的另一个可选特征，该可控电流源包括开关器件，其被配置为响应于从控制器所提供的开关控制信号进行开关，其中驱动电流幅度响应于该开关器件的占空比和/或开关频率进行变化。

总体上，在又一个方面，本发明关注于一种照明模块，其包括：至少一个光源；驱动电流输入节点，其被配置为接收驱动电流并且将该驱动电流提供至至少一个光源；驱动电流返回节点，其连接至至少一个光源并且被配置为输出从至少一个光源所返回的驱动返回电流；识别电流输出节点；和识别电流源，其连接在驱动电流输入节点和识别电流输出节点之间并且被配置为向识别电流输出节点输出识别电流。

在一个实施例中，该照明模块进一步包括温度补偿电流源，其被配置为随着照明模块的感测温度增加而降低由照明模块所输出的识别电流。

根据该实施例的一个可选特征，该识别电流源是电流镜。

根据该实施例的另一个可选特征，该温度补偿电流源包括一对基准电压源，并且其中该对电压源之一包括负电流系数部件，这样，该对基准电压源中的第一电压源的基准电压随温度的变化比该对基准电压源中的第二电压源的基准电压随温度的变化更大。

根据该实施例的再一个可选特征，至少一个照明模块包括互相并联的多个LED串，其中每个LED串包括至少两个LED。

在另一个实施例中，该照明模块包括具有部署于其上的相对应的识别电流源和至少一个LED的电路板。

在一些实施例中，该照明模块进一步包括被配置为检测该照明模块的环境中的环境光量的照明传感器。

根据这些实施例的一个可选特征，该照明模块被配置为响应于该照明传感器检测到该照明模块的环境中的环境光超过阈值而使得识别电流的输出禁用。

在一些实施例中，该照明模块进一步包括被配置为检测在该照明模块的环境中是否有人存在的存在传感器。

根据这些实施例的一个可选特征，该照明模块被配置为响应于该存在传感器检测到该照明模块的环境中无人存在而使得识别电流的输出禁用。

总体上，在又另一个方面，本发明涉及一种系统，其包括：一个或多个照明模块；照明驱动器；和由三条接线构成的线缆，其被配置为将照明驱动器操作连接至一个或多个照明模块。这三条接线包括承载驱动电流的第一接线，承载驱动返回电流的第二接线，和承载总照明模块识别电流的第三接线。

总体上，在另外的方面，本发明关注于一种被配置为连接至一个或多个照明模块的照明驱动器。该照明驱动器包括用于生成驱动电流的电路；和用于将该照明驱动器操作连接至一个或多个照明模块的线缆的接口。该线缆由三条接线组成，包括承载来自照明驱动器的驱动电流的第一接线，承载来自一个或多个照明模块的驱动返回电流的第二接线，和承载来自一个或多个照明模块的总照明模块识别电流的第三接线。

总体上，在又另一个方面，本发明设想了一种被配置为连接至照明驱动器的照明模块。该照明模块包括一个或多个光源；被配置为生成要由该照明模块输出的识别电流的识别电流生成器；和用于将该照明模块操作连接至照明驱动器的线缆的接口。该线缆由三条接线组成，包括承载来自照明驱动器的用于一个或多个光源的驱动电流的第一接线，承载来自照明模块的驱动返回电流的第二接线，和承载来自照明模块的照明模块识别电流的第三接线。

如这里出于本公开的目的所使用的，术语“LED”应当被理解为包括任意电致发光二极管或者能够响应于电信号而生成辐射的其它类型的基于载子注入/结的系统。因此，术语LED包括但并不局限于响应于电流而发光的各种基于半导体的结构、发光聚合物、有机发光二极管(OLED)、电致发光带等。特别地，术语LED是指可以被配置为在红外光谱、紫外光谱和可见光谱(通常包括从大约400纳米至大约700纳米的辐射波长)的各部分的一个或多个中生成辐射的所有类型的发光二极管(包括半导体和有机发光二极管)。LED的一些示例包括但并不局限于各种类型的红外LED、紫外LED、红色LED、蓝色LED、绿色LED、黄色LED、琥珀色LED、橙色LED和白色LED(以下进一步讨论)。还应当意识到的是，LED可以被配置和/或控制为针对给定光谱(例如，窄带宽、宽带宽)生成具有各种带宽(例如，半高全宽或FWHM)的辐射，以及给定的一般颜色类别内的各种主导波长。

例如，被配置为生成实质上白光的LED(例如，白色LED)的一种实施方式可以包括分别发射不同电致发光光谱的多个裸片(die)，它们作为组合而混合形成实质上白色的光线。在另一种实施方式中，白光LED可以与磷光体材料相关联，该磷光体材料将具有第一光谱的电致发光转换为不同的第二光谱。在该实施方式的一个示例中，具有相对短的波长和窄带宽频谱的电致发光“泵浦”磷光体材料，其进而发射具有稍宽光谱的较长波长的辐射。

应当理解的是，术语LED并不对LED的物理和/或电气封装类型进行限制。例如，如以上所讨论的，LED可以是指具有被配置为分别发射不同辐射光谱的多个裸片(例如，可以或可以不单独控制)的单个发光设备。而且，LED可以与被认为是LED的整体部分的磷光体相关联(例如，一些类型的白色LED)。通常，术语LED可以是指封装LED、非封装LED、表面安装LED、板载芯片LED、T封装安装LED、径向封装LED、功率封装LED、包括一些类型的包装和/或光学元件(例如，漫射透镜)的LED，等等。

术语“光源”应当被理解为是指各种辐射源中的任意一种或多种，其包括但并不局限于基于LED的源(包括如以上所定义的一个或多个LED)、白炽源(例如，灯丝灯、卤素灯)、荧光源、磷光源、高强度放电源(例如，钠蒸汽、汞蒸汽和金属卤化物等)、激光、其它类型的电致发光源、火致光源(例如，火焰)、烛光源(例如，汽灯罩、碳弧辐射源)、光致光源(例如，气体放电源)、使用电子饱和的阴极光源、电流光源、晶体光源、显像管光源、热光源、摩擦光源、声致发光源、辐射光源和发光聚合物。

“照明驱动器”在这里被用来指代用于将电功率以一种形式提供给一个或多个光源而使得(多个)光源发光的装置。特别地，照明驱动器可以以第一形式(例如，AC市电功率、固定DC电压等)接收电功率并且以针对其所驱动的(多个)光源(例如，(多个)LED光源)所定制的第二格式提供功率。

术语“照明模块”在这里被用来指代一种模块，其可以包括具有安装于其上的一个或多个光源的电路板(例如，印刷电路板)，以及诸如传感器、电流源等的一个或多个相关联的电子组件，并且其被配置为连接至照明驱动器。这样的照明模块可以被插入照明器材或主板的插槽中，该主板上可以提供照明驱动器。术语“LED模块”在这里被用来指代一种模块，其可以包括具有安装于其上的一个或多个LED的电路板(例如，印刷电路板)，以及诸如传感器、电流源等的一个或多个相关联的电子组件，并且其被配置为连接至照明驱动器。这样的照明模块可以被插入照明器材或主板的插槽中，该主板上可以提供照明驱动器。

术语“照明单元”在这里被用来指代包括相同或不同类型的一个或多个光源的装置。给定照明单元可以具有针对(多个)光源、包装/外壳布置和形状、和/或电气和机械连接配置的各种安装布置中的任意之一。此外，给定照明单元可选地可以与涉及(多个)光源的操作的各种其它组件(例如，控制电路、照明驱动器)相关联(例如，包括，与之耦合和/或封装在一起)。“基于LED的照明单元”是指单独或与其它非基于LED的光源相结合地包括一个或多个如以上所讨论的基于LED的光源的照明单元。

术语“照明器材”和“灯具”在这里可互换地被用来指代一个或多个照明单元以特定外形因数、组装或封装的实施方式或部署形式，并且可以与其它组件相关联(例如，包括、与之耦合和/或与之封装在一起)。

术语“控制器”在这里通常被用来描述与一个或多个光源的操作相关的各种装置。控制器可以以多种方式(例如，利用专用硬件)来实施以执行这里所讨论的各种功能。“处理器”是控制器的一个示例，其采用可以使用软件(例如，微代码)进行编程的一个或多个微处理器来执行这里所讨论的各种功能。控制器可以采用或不采用处理器来实施，并且还可以被实施为执行一些功能的专用硬件与执行其它功能的处理器(例如，一个或多个编程的微处理器和相关联的电路)的组合。可以在本公开的各个实施例中采用的控制器组件的示例包括但并不局限于常规微处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。

将要理解的是，当一个部件被称作“连接”或“耦合”至另一个部件，在其可以直接连接或耦合至其它部件或者可能存在中间部件。与之相反，当一个部件被称作“直接连接”或“直接耦合”至另一个部件，则不存在中间部件。

应当意识到的是，以下更为详细讨论的以上概念和另外概念的所有组合形式(假设这样的概念并非互相矛盾)被设想作为这里所公开的发明主题的一部分。特别地，在本公开结尾处出现的所请求保护的主题的所有组合都被设想作为这里所公开的发明主题的一部分。还应当意识到的是，也可以出现在通过引用所结合的任意公开中的、这里所明确采用的术语应当赋予与这里所公开的特定概念最为一致的含义。

附图说明

在附图中，同样的附图标记通常贯穿不同视图而指代相同的部分。而且，附图并不必然依比例绘制，而是一般强调图示出本发明的原理。

图1图示了基于LED的照明单元的示例实施例。

图2图示了用于基于LED的照明单元的照明驱动器的一个示例实施例。

图3是LED模块的一个实施例的电路的示意图。

具体实施方式

如以上所讨论的，不期望必须要根据不同的单元中所包括的LED模块的数量而针对不同的基于LED的照明单元制造、库存并提供不同的照明驱动器。同样不期望基于LED的照明单元中的LED以过高温度进行操作，这会降低LED的寿命。

因此，本发明人已经认识并意识到，提供一种以下的驱动器将会是有利的，这种驱动器能够安装在数量大幅变化的LED和LED模块被包括在其中的各种基于LED的照明单元中，而该照明单元能够在无需特殊设备以及具有特殊知识和技能的人员对照明驱动器进行编程的情况下在工厂中进行制造。发明人还认识到提供这样的照明驱动器将会是有益的，其能够在LED模块的温度超出标称或阈值量时降低提供至LED的电流。

考虑到上述内容，本发明的各个实施例和实施方式涉及一种自调节照明驱动器以及包括自调节照明驱动器的基于LED的照明单元。

图1图示了发光二极管(LED)照明单元100的示例实施例，其包括通过线缆130连接至多个(N)LED模块120-1～120-N的照明驱动器，如以下参考图2更为详细描述的，线缆130由三条接线所组成。

总体上，照明驱动器110可以包括用于向LED模块120-1～120-N提供受控的LED驱动电流I_Drive的任意通用电路，以及以下详细描述的示例电路，该示例电路用于响应于所连接LED模块120-1～120-N的电流要求自动调节该LED驱动电流I_Drive的水平或幅度。在如以下所解释的特定实施例中，照明驱动器110包括能够结合LED模块120-1～120-N进行工作以自动对LED驱动电流I_Drive的水平或幅度进行自调节，以便在LED照明单元100中存在的LED模块的数量N增加时增大并且在LED照明单元100中存在的LED模块的数量N减少时减小。因此，例如针对具有N＝8个LED模块120的LED照明单元100的第一实施例以及具有N＝4个LED模块的LED照明单元100的第二实施例，能够使用相同的照明驱动器110。

LED模块120包括一个或多个LED串122、第一电流源124、第二电流源126和电路板128。为了避免混淆以及为了清楚，第一电流源124随后被称作“识别电流源”124，而第二电流源126随后被称作“温度补偿电流源”126。

在照明单元的一些实施例中，LED模块可以不包括温度补偿电流源126。在照明单元的一些实施例中，LED模块可以不包括单独的电路板。因此，术语“LED”模块应当被认为是宽泛地应用于最少包括包括至少一个LED和至少一个识别电流源124的单元。

如图1所示，每个LED模块120-i在LED驱动电流输入节点160接收作为照明驱动器110所输出的总LED驱动电流I_Drive中的一部分的LED驱动电流，并且经由LED驱动电流返回节点170返回LED驱动返回电流I_Drive_Ret。LED模块120还经由LED模块识别电流输出节点180输出LED模块识别电流I_Module。如以下将要关于图3的讨论更为详细地解释的，LED模块识别电流I_Module是识别电流源124的电流I_Ident和温度补偿电流源126的温度补偿电流I_Temp之间的差值：

(1)I_Module＝I_Ident-I_Temp

如图1所示，LED模块120-1～120-N中的每一个输出相对应的LED模块识别电流I_Module_1～I_Module_N。多个LED模块120-1～120-N的所有LED模块识别电流输出节点180连接在一起以向照明驱动器110提供总LED模块识别电流I_Module_Tot，其中：

(2) $I\_\mathrm{Module}\_\mathrm{Tot}=\underset{=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}I\_\mathrm{Module}\_i$

总LED模块识别电流I_Module_Tot具有响应于出现在LED照明单元100中的多个LED模块120的数量(N)而变化的总LED模块识别电流幅度。

特别地，作为示例假设LED模块120-1～120-N中的每一个输出具有相同水平或幅度的LED模块识别电流I_Module，则总识别电流I_Module_Tot为：

(3)I_Module_Tot＝N*I_Module

该示例例如可以在LED模块120-1～120-N全部包括相同数量的LED串而并不包括任何温度补偿电流源126的实施例中应用。而且，等式(3)可能在将如以下关于图3的讨论更为详细解释的没有温度补偿电流源126响应于相对应LED模块120中的高温而被开启的情况下应用。

因此，总LED模块识别电流I_Module_Tot提供了连接至照明驱动器110以便由照明驱动器110进行驱动的LED模块120-1～120-N的数量指示。更一般地，I_Module_Tot为照明驱动器110提供了所连接的LED模块120-1～120-N的电流驱动要求的指示。

图2图示了用于LED照明单元的照明驱动器200的一个示例实施例。照明驱动器200可以是照明单元100中的照明驱动器110的一个实施例。针对不同于图2所示的照明驱动器200的其它实施例而言，许多其它的具体电路设计是可能的，但是给出该实施例作为示例以说明响应于多个LED模块为其提供的总LED模块识别电流I_Module_Tot，而对LED驱动电流的水平或幅度进行调节的自调节照明驱动器。

照明驱动器200包括整流器210、开关器件220、控制器230、Vcc电源240、传动系250、电阻器分压网络260，以及可选地包括用于感测跨接照明驱动器200的输出的LED电压的电压传感器270。照明驱动器200还包括LED驱动电流输出节点212、LED驱动电流返回节点214和总识别电流输入节点216。LED驱动电流输出节点212、LED驱动电流返回节点214和总识别电流输入节点216提供了用于线缆130的接口以便将照明驱动器200操作连接至一个或多个照明模块特别是LED模块。有利地，线缆130仅由三条接线组成，包括承载来自照明驱动器的LED驱动电流I_Drive的第一接线，承载来自一个或多个照明模块的LED驱动返回电流I_Drive_Ret的第二接线，和承载从一个或多个照明模块到照明驱动器200的总LED模块识别电流I_Module_Tot的第三接线。电阻器分压网络260包括：一组电阻器Rset，连接在识别电流输入节点216和LED驱动电流返回节点214之间；感测电阻器Rsense；连接在LED驱动电流返回节点214和接地之间；第一电阻器R1，连接在识别电流输入节点216和向控制器230提供驱动电流调节信号Uref的控制节点218之间；以及第二电阻器，连接在控制节点218和接地之间。照明驱动器200经由LED驱动电流返回节点214接收LED驱动返回电流I_Drive_Rset。

在操作中，开关器件220连同传动系250一起用作用于LED驱动电流I_Drive的可控电流源或供应。控制器230经由开关驱动器250向开关器件220提供开关控制信号。通过控制开关器件220的开关占空比和/或开关频率，控制器230能够控制LED驱动电流I_Drive的幅度或水平。控制器230响应于电阻器分压网络260所生成的电压Uref设置开关器件220的占空比和/或开关频率，并且因此设置LED驱动电流I_Drive的幅度或水平，上述电压Uref进而根据等式(4)从总LED模块识别电流I_Module_Tot所生成：

(4) $U_{\mathrm{ref}}=(\frac{(R_{\mathrm{set}}+R_{\mathrm{sense}})\·(R_1+R_2)}{R_{\mathrm{set}}+R_{\mathrm{sense}}+R_1+R_2}\·I\_\mathrm{Module}\_\mathrm{Tot}+R_{\mathrm{sense}}\·I\_\mathrm{Drice})\·\frac{R_2}{R_1+R_2}$

有利地，R1＝R2并且R1和R2都具有远高于Rset的数值，而Rset的值进而远高于Rsense的数值(例如，Rset≈1000*Rsense)。

控制器230使用电压Uref作为LED驱动电流调节信号以便对LED驱动电流I_Drive的幅度或水平进行调节，该驱动电流I_Drive为：

(5) $I\_\mathrm{Drive}=I\_\mathrm{Module}\_\mathrm{Tot}\·\frac{R_{\mathrm{set}}}{R_{\mathrm{sense}}}$

因此，如能够从等式(5)所看到的，LED驱动电流I_Drive是LED模块所提供的总LED模块识别电流I_Module_Tot的函数。与等式(3)相结合，在每个LED模块全部都输出具有相同水平或幅度的LED模块识别电流I_Module的情况下，LED驱动电流I_Drive成为：

(6) $I\_\mathrm{Drive}=N*(I\_\mathrm{Module})\·\frac{R_{\mathrm{set}}}{R_{\mathrm{sense}}}$

从等式(5)和(6)能够看出，照明驱动器200响应于出现在照明单元中并且由照明驱动器200所驱动的LED模块的数量N而自动对其所提供的LED驱动电流I_Drive进行自调节。

此外，在每个LED模块包括如图1所示并且以下参考图3更为详细描述的温度补偿电流源的情况下，总LED模块识别电流I_Module_Tot将在任意一个或多个LED模块的感测温度超过标称或阈值温度时有所减小。因此，根据等式(5)，LED驱动电流I_Drive也将有所降低，而减小提供至LED模块的LED的电流，由此降低其操作温度并延长其预期寿命。

图3是LED模块的一个实施例的电路的示意图。LED模块包括多个(K)LED串322-1～322-K，LED串322-1～322-K中的每一个包括互相串联的多个LED323，并且在一些情况下，其可以包括与第二群组的P个(例如，P＝6)LED323串联的第一群组的M个(例如，M＝6)LED323。LED模块300还包括第一“识别”电流源324和第二“温度补偿”电流源326。

识别电流源324包括晶体管T1&T3、分流电压基准Q1以及电阻器R3、R4和Re1，并且连接在LED驱动电流输入节点360和LED模块识别电流输出节点380之间。温度补偿电流源326包括晶体管T5&T7、电压基准Q5和Q7、电阻器R5、R7、R8和Re7以及负温度系数部件NTC。根据相对应电流源的所期望公差，晶体管配对T1&T3与T5&T7可以是匹配的双重晶体管、双重晶体管或两个单独晶体管。电阻器Rc1、Rc5和R将识别电流源324、温度补偿电流源326和LED串322-1耦合在一起。

在操作中，LED模块300经由LED驱动电流输入节点360接收LED驱动电流I_Drive的一部分，并且经由LED驱动电流返回节点返回LED驱动返回电流I_Drive_Ret的一部分。LED驱动电流输入节点360连接至LED串322-1～322-K的LED323并且LED模块300将LED驱动电流I_Drive的一部分提供至LED串322-1～322-K的LED323。

识别电流源324产生电流I_Ident。在LED模块300的感测温度低于标称或阈值数值的操作条件下，温度补偿电流源326关闭。在该情况下，LED模块300从LED模块识别电流输出节点380输出电流I_Ident作为LED模块识别电流I_Module。

当LED模块300的感测温度高于标称或阈值温度时，温度补偿电流源326被配置为降低从LED模块300所提供的识别电流I_Module。Q7和Q5形成两个电压源，其中一个由于负温度系数部件NTC而取决于温度。例如，在一个实施例中，NTC在35℃可以具有15kΩ的阻抗，并且在+70℃阻抗降低为2.5kΩ。由于NTC的阻抗随温度下降，所以在某个触发点(例如，对应于预先确定的阈值温度)，T5的射极处的电压将等于并随后超过电压基准Q7的电压。当T5的射极处的电压大于电压基准Q7的电压时，晶体管T7将开始导通，产生其幅度随着LED模块300的温度增加而增大的温度补偿电流I_Temp。从T3的集电极电流减去温度补偿电流I_Temp产生从LED模块识别电流输出节点380所输出的有所降低的LED模块识别电流I_Module。如以上参考图1和2所解释的，以及如从以上等式(2)和(5)所看到的，当一个或多个LED模块300的I_Module减小时，照明驱动器所提供的LED驱动电流I_Drive也有所减小，这减小了通过LED323的电流并且因此降低了LED模块300的温度。

如以上所提到的，在一些实施例中，LED模块300可以省略温度补偿电流源326，其缺点在于照明驱动器不再能够在LED的温度升高时自动调节(减小)LED驱动电流。在这种情况下，LED模块识别电流I_Module等于识别电流源324所产生的I_Ident。

在一些实施例中，随着特定LED模块300的温度继续升高，该特定LED模块300的温度补偿电流I_Temp可增大直至其大于电流I_Ident，汲取来自与之连接的其它LED模块300的识别电流源324的电流，在这种情况下，该特定LED模块减小了作为反馈提供至LED驱动器的总LED模块识别电流I_Module_Tot。

LED模块300可选地包括至少一个传感器330和开关340。(多个)传感器可以包括环境光传感器和/或存在检测器以便允许LED模块300所产生的照明得以响应于环境条件而被控制。例如，当环境光检测器330检测到LED模块300的环境中的环境光水平高于某个阈值，和/或当存在检测器330并未检测到由任何人出现在LED模块300的环境之中，则可能期望降低LED模块300所提供的照明或者使其禁用从而节约能耗。在这种情况下，一个或多个开关(例如，开关340)可以被控制以便例如在检测到LED模块300的环境中的环境光水平高于某个阈值和/或没有人出现在LED模块300的环境中时使得LED驱动电流I_Drive的接收被禁用和/或使得LED模块识别电流I_Module的输出被禁用。

因此，如以上所解释的，在具有以上所描述的带有板上识别电流源的LED模块的照明单元100中，自调节照明驱动器可以针对所连接LED模块的要求而自动定制其LED驱动电流。特别地，LED照明驱动器能够以响应于出现在系统中的多个LED的数量而变化的LED驱动电流幅度来提供LED驱动电流。

应当理解的是，虽然为了提供具体说明，以上已经在包括LED光源的LED模块的背景下对示例实施例进行了描述，但是以上所描述的概念并不局限于此，并且能够应用于向包括其它类型的光源的照明模块进行供电的照明驱动器，并且源将识别电流提供回照明模块以促成照明驱动器例如响应于其所连接的LED模块的数量而对其所提供的功率水平进行调节。

虽然这里已经图示并描述了若干说明性实施例，但是本领域技术人员将会轻易想到用于执行功能和/或获得这里所描述的结果和/或一个或多个优势的各种其它器件和/或结构，并且每种这样的变化和/或修改都被认为处于这里所描述的发明实施例的范围之内。更一般地，本领域技术人员将会轻易意识到，这里所描述的所有参数、尺寸、材料和配置都意在是示例性的，并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于针对其使用本发明教导的一个或多个具体应用。使用常规以内的实验，本领域技术人员将会认识到或者能够确定这里所描述的具体发明实施例的许多等同形式。因此，所要理解的是，以上实施例仅通过示例所给出，并且在所附权利要求及其等同形式的范围内，可以以具体描述和要求保护的以外的方式来实践本发明的实施例。本公开的发明实施例针对这里所描述的每个个体特征、系统、物品、材料、装备和/或方法。此外，如果这样的特征、系统、物品、材料、装备和/或方法并不互相矛盾，则两个或更多这样的特征、系统、物品、材料、装备和/或方法的任意组合形式也包括在本公开的发明范围之内。

如这里所定义和使用的所以定义都应当被理解为对字面定义、通过引用所结合的文献中的定义和/或所定义事项的常规含义加以支配。

除非明确相反指出，否则如说明书和权利要求中所使用的不定冠词“一个”(“a”和“an”)应当被理解为表示“至少一个”。

如这里在说明书和权利要求中所使用的，涉及到一个或多个要素的列举的短语“至少一个”应当被理解为表示从该要素列表中的任意一个或多个要素中所选择的至少一个要素，而并非必然包括该要素列表内特别列出的每个和各个要素中的至少一个并且并不排除要素列表中的任意要素组合。该定义还允许可选地可以出现短语“至少一个”所涉及的要素列表内明确标示出的要素以外的要素，而无论是否与具体标示出的那些要素相关。还应当理解的是，除非明确相反指出，否则在这里所请求保护的包括多于一个的步骤或动作的任意方法中，该方法的步骤或动作的顺序并非必然局限于该方法的步骤或动作所引用的顺序。而且，如果存在，权利要求中出现在括号之间的附图标记仅是为了方便而提供而并不应当被理解为以任何方式进行限制。

Claims (15)

1.一种用于驱动LED的系统(100)，包括：

多个发光二极管(LED)模块(120,300)；和

操作连接至所述多个LED模块中的每一个模块的照明驱动器(110,200)，

其中每个LED模块包括相对应的多个LED(323)以及向LED模块的相对应LED模块识别电流输出节点(180,380)提供LED模块识别电流的相对应识别电流源(324)，并且其中所述多个LED模块的所有LED模块识别电流输出节点都连接在一起，以提供总LED模块识别电流，所述总LED模块识别电流具有响应于操作连接至所述照明驱动器的多个LED模块的数量而变化的总LED模块识别电流幅度，并且

其中所述照明驱动器包括：

可控电流源(220&250)，被连接以向所述LED模块中的LED提供LED驱动电流；和

控制器(230)，其被配置为响应于所述总LED模块识别电流而对所述可控电流源进行控制，从而以响应于操作连接至所述照明驱动器的所述多个LED模块的数量而变化的LED驱动电流幅度来提供所述LED驱动电流。

2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中每个LED模块进一步包括相对应的温度补偿电流源(326)，其被配置为在所述LED模块的感测温度超过阈值时降低来自所述LED模块的所述LED模块识别电流。

3.根据权利要求1所述的系统(100)，其中每个识别电流源(324)包括连接在相对应LED模块的用于从所述照明驱动器接收所述LED驱动电流的相对应LED驱动电流输入节点(160,360)和所述识别电流输出节点(180,380)之间的相对应电流镜(T1&T3)。

4.根据权利要求3所述的系统(100)，其中所述多个LED模块中的每一个模块包括相对应的LED驱动电流返回节点(170,370)，其中所述多个LED模块的所有LED驱动电流返回节点连接在一起，并且连接到所述照明驱动器的LED驱动电流返回节点，以向所述照明驱动器返回所述LED驱动电流。

5.根据权利要求1所述的系统(100)，其中当向系统增加附加LED模块时，所述照明驱动器检测到所述附加LED模块并且自动增大所述LED驱动电流。

6.根据权利要求1所述的系统(100)，其中在每个LED模块中，所述多个LED包括互相并行的多个LED串(322)，其中每个LED串包括至少两个LED。

7.根据权利要求1所述的系统(100)，其中每个LED模块包括其自己的相对应的电路板，所述电路板具有部署于其上的相对应的多个LED和相对应的LED模块识别电流源。

8.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述照明驱动器包括电阻器分压网络(260)，其被配置为接收所述总LED模块识别电流并且进一步接收从所有所述LED模块返回的LED驱动返回电流，并且响应于此而向控制器提供LED驱动电流调节信号，以便调节所述LED驱动电流幅度而使得其响应于操作连接至所述照明驱动器的所述多个LED模块的数量而变化。

9.一种照明驱动器(110,200)，包括：

分离的第一节点、第二节点和第三节点；

可控电流源(220&250)，其被配置为经由所述第一节点向均包括至少一个光源的一个或多个照明模块提供驱动电流，所述照明驱动器经由所述第二节点从所述一个或多个照明模块接收返回驱动电流；和

控制器(230)，其被配置为对从所述一个或多个LED模块提供的以及所述照明驱动器经由所述第三节点接收的总识别电流进行响应，并且响应于此对可控电流源进行控制而以响应于操作连接至所述照明驱动器的所述一个或多个LED模块的数量而变化的驱动电流幅度来提供所述驱动电流。

10.根据权利要求9所述的照明驱动器(110,200)，进一步包括电阻器分压网络(260)，其被配置为在识别电流输入节点(216)接收所述总识别电流，并且进一步被配置为在驱动电流返回节点(214)接收从所述一个或多个照明模块所返回的驱动返回电流，并且进一步被配置为响应于此而向所述控制器提供驱动电流调节信号以便调节所述驱动电流幅度而使得其响应于操作连接至所述照明驱动器的所述一个或多个照明模块的数量而变化。

11.根据权利要求10所述的照明驱动器(110,200)，其中所述电阻器分压网络包括：

连接在所述识别电流输入节点和所述驱动电流返回节点之间的设置电阻器(Rset)；

连接至所述驱动电流返回节点和接地端之间的感测电阻器(Rsense)；

连接在所述识别电流输入节点和向所述控制器提供所述驱动电流调节信号的控制节点(218)之间的第一电阻器(R1)；和

连接在所述控制节点和接地端之间的第二电阻器(R2)。

12.根据权利要求11所述的照明驱动器(110,200)，其中所述可控电流源包括开关器件(200)，其被配置为响应于从所述控制器所提供的开关控制信号进行开关，其中驱动电流幅度响应于所述开关器件的占空比和开关频率中的至少一个进行变化。

13.一种照明模块(120,300)，包括：

至少一个光源(323)；

驱动电流输入节点(160,360)，其被配置为接收驱动电流并且将所述驱动电流提供至所述至少一个光源；

驱动电流返回节点(170,370)，其连接至所述至少一个光源并且被配置为输出从所述至少一个LED返回的驱动返回电流；

识别电流输出节点(180,380)；和

识别电流源(324)，其连接在所述驱动电流输入节点和所述识别电流输出节点之间并且被配置为向所述识别电流输出节点输出识别电流。

14.根据权利要求13所述的照明模块(120,300)，进一步包括温度补偿电流源(326)，其被配置为随着所述照明模块的感测温度增加而降低由所述照明模块所输出的所述识别电流。

15.根据权利要求14所述的照明模块(120,300)，其中所述温度补偿电流源(326)包括一对基准电压源，并且其中所述对电压源之一包括负电流系数部件(NTC)，而使得所述对基准电压源中的第一电压源的基准电压随温度的变化比所述对基准电压源中的第二电压源的基准电压随温度的变化更大，其中所述至少一个光源包括互相并联的多个发光二极管(LED)串(322)，其中每个LED串包括至少两个LED。