CN103918349B - 用于控制固态照明设备的调光的系统和方法 - Google Patents

Abstract

基于调光器设置来确定来自固态照明(SSL)单元的光输出量包括：通过分析从调光器接收的功率信号，在读出模式期间确定调光器的调光器设置，调光器设置指示期望的光水平；确定在SSL单元的输入端子处用于SSL负载输出期望的输出光水平所需的功率；以及至少部分基于所确定的调光器设置，在功率接收模式期间确定用于调节在SSL单元的输入端子处的功率的调节信号的值，以使SSL单元输出期望的光水平。

Description

用于控制固态照明设备的调光的系统和方法

技术领域

本发明总体上针对固态照明设备的控制。更特别地，在此公开的各种发明方法和装置涉及控制固态照明模块的调光。

背景技术

数字照明技术(即，基于诸如发光二极管(LED)之类的半导体光源的照明)提供了对于传统的荧光灯、HID和白炽灯的可行的备选方案。LED的功能性优点和好处包括高的能量转换和光学效率、耐用性、较低的操作成本以及许多其它方面。LED技术的最新进展已经提供了有效和稳健的全谱照明光源，其在许多应用中实现了各种光照效果。包含这些光源的一些灯具以照明模块为特征，该照明模块包括能够产生不同颜色(例如，红色、绿色和蓝色)的一个或多个LED以及用于独立控制LED的输出以便生成各种颜色和变色的照明效果的处理器，例如如在第6,016,038和6,211,626号美国专利(其据此通过引用被结合)中详细讨论的。

存在对于诸如包括LED灯在内的改型SSL灯之类的可调光固态照明(SSL)单元的需要。SSL灯应当与各种现有的调光器兼容。然而，大多数现有的调光器一直被设计用于与白炽灯灯具一起操作。SSL灯的输入特征通常不同于白炽灯泡，所以需要接口电路以用于正确操作。

已经提出了许多技术以用于将SSL灯配置为实现“正常的”调光器操作。换句话说，这些技术例如通过在过零期间提供低阻抗电流路径来寻求模仿白炽灯的行为。这允许类似于传统负载的辅助调光器供给和调光器定时电路操作。然而，由SSL灯经由舍相(phasecut)功率信号接收关于调光的控制信息(“调光信息”)，因此控制信息和能量被合并在同一信号中。相应地，功率信号必须被分成控制信息部分和功率部分。需要在接收效率与功率信号处理方面的折中(例如，经常由有损分压器实现的上述低阻抗路径)以获得稳定和持续可用的调光信息。

低成本的调光器通常基于简单的电阻器-电容器(RC)定时电路，其中可变电阻器(电位计)对固定电容器充电。当电容器电压达到阈值时，功率开关被激活(activated)或停用(deactivated)。功率开关保持导通的持续时间由功率开关的类型、负载和/或其它定时电路来确定。白炽灯泡的“仿真”试图提供RC定时电路的“正常”操作。如前所述，调光器将提供舍相功率信号到灯，该信号包含能量和调光信息两者。因此，被传递到灯的功率信号可以从一个(半个)周期变化到下一个(半个)周期，阻止了定时电路的连续、稳定的操作。此外，如由常规调光器设置所指示的、由SSL灯输出的期望的光水平可能未被正确地转化到SSL灯，导致与预期的期望的输出光水平不同的输出光水平。

因此，本领域存在对于能够在调光操作期间提供连续、稳定的操作并且能够输出与调光器设置一致的光水平的SSL单元的需要。

发明内容

本公开针对用于控制连接到调光器的固态照明(SSL)单元的光输出的发明装置和方法，包括：通过分析来自调光器的功率信号，在读出模式期间确定调光器的调光器设置；以及至少部分基于所确定的调光器设置，在功率接收模式期间调节在SSL单元的输入端子处的功率，以使SSL单元输出期望的光水平。

一般而言，在一个方面，提供了一种用于基于调光器设置来确定来自固态照明(SSL)单元的光输出量的方法。该方法包括：通过分析从调光器接收的功率信号，在读出模式期间确定调光器设置，调光器设置指示期望的光水平；确定在SSL单元的输入端子处SSL负载输出期望的输出光水平所需的功率；以及至少部分基于所确定的调光器设置，在功率接收模式期间确定用于调节在SSL单元的输入端子处的功率的调节信号的值，以使SSL单元输出期望的光水平。

在另一方面，提供了一种用于控制连接到调光器的SSL单元的光输出的方法。该方法包括：从调光器接收功率信号；基于功率信号确定调光器设置；确定来自SSL单元的、对应于所确定的调光器设置的期望的输出光水平；确定在SSL单元的输入端子处、将使SSL单元输出期望的输出光水平的期望的输入电压；以及确定用于将在输入端子处的输入电压调节为等于所确定的期望的输入电压所需的调节信号的值。

在又另一方面，SSL单元被配置为连接到调光器电路中的调光器，SSL单元包括发光二极管(LED)模块、至少一个输入端子、处理电路、信号生成模块和功率接收模块。输入端子被配置为从调光器接收输入功率，输入功率对应于跨调光器的调光器电压。处理电路被配置为通过分析输入功率而在读出模式期间确定调光器的调光器设置，调光器设置指示来自LED模块的期望的输出光水平。信号生成模块被配置为至少部分基于所确定的调光器设置来生成调节信号。功率接收模块被配置为使用调节信号在功率接收模式期间调节在至少一个输入端子处的输入功率，以使LED模块输出期望的光水平。

如为了本公开的目的在此所使用的，术语“LED”应当被理解为包括任何电致发光二极管或者其它类型的基于载流子注入/连接的(carrier injection/junction-based)系统，其能够响应于电信号而生成辐射。因此，术语LED包括但不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。特别是，术语LED是指各种类型的发光二极管(包括半导体和有机发光二极管)，其可以被配置为生成具有红外光谱、紫外光谱和可见光谱的不同部分中的一种或多种光谱的辐射(通常包括从大约400纳米到大约700纳米的辐射波长)。LED的一些示例包括但不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(下面进一步讨论)。还应当认识到，LED可以被配置和/或控制为生成具有给定光谱(例如窄带宽、宽带宽)的不同带宽(例如半峰全宽或FWHM)以及给定一般颜色分类内各种主波长的辐射。

例如，被配置为生成本质上白光的LED(例如白色LED)的一个实施方式可以包括若干管芯，该管芯分别发出不同的电致发光光谱，该光谱以组合方式混合以形成本质上的白光。在另一个实施方式中，白光LED可以与磷光体(phosphor)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光谱的电致发光“泵送”磷光体材料，该磷光体材料转而辐射具有稍宽的光谱的较长波长的辐射。

还应当理解，术语LED不限制LED的物理和/或电气封装类型。例如，如上面所讨论的，LED可以指的是具有多个管芯的单个发光器件，该管芯被配置为分别发出不同的辐射光谱(例如，其可以是或者可以不是可单独控制的)。此外，LED可以与被认为是LED的不可分割的一部分的磷光体(例如某些类型的白色LED)关联。一般来说，术语LED可以指的是经封装的LED、未经封装的LED、表面贴装的LED、板载芯片LED、T型封装安装的LED、径向封装LED、功率封装LED、包括某一类型的包装和/或光学元件(例如漫射透镜)的LED等。

术语“光源”应理解为指的是各种各样的辐射源中的任何一个或多个辐射源，包括但不限于基于LED的源(包括如上定义的一个或多个LED)、白炽光源(例如白炽灯、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灯)、激光、其它类型的电致发光源、火致发光源(例如火焰)、烛致发光源(例如汽灯罩、碳弧辐射源)、光致发光源(例如气体放电源)、使用电子饱和的阴极发光源、电流致发光源、结晶致发光源、运动致发光源、热致发光源、摩擦发光源、声致发光源、辐射发光源以及发光聚合物。

给定的光源可以被配置为生成可见光谱内的电磁辐射、可见光谱外的电磁辐射或者两者的组合。因此，术语“光”和“辐射”在此被可交换地使用。此外，作为不可或缺的组成部分，光源可以包括一个或多个滤光片(filter)(例如颜色滤光片)、透镜或者其它光学组件。此外，应该理解，光源可以被配置用于各种应用(包括但不限于指示、显示和/或照明)。“照明源”是被特别地配置为生成具有足够的强度来有效地照亮内部或外部空间的辐射的光源。在该上下文中，“足够的强度”是指在空间或环境中生成的用于提供环境照明(即，可以被间接感知并且可以例如在被完全或部分感知之前从各种介于中间的表面中的一个或多个表面被反射掉的光)的可见光谱中的足够的辐射功率(单位“流明”经常被用来以辐射功率或“光通量”表示在所有方向上来自光源的总光输出)。

术语“照明器材”在此被用来指的是具有特定形状因数、组件或者封装的一个或多个照明单元的实施或布置。术语“照明单元”在此被用来指的是包括一个或多个相同的或不同类型的光源的装置(诸如SSL灯或LED灯)。给定的照明单元可以具有光源的各种安装布置中的任何一种安装布置、外壳/外罩布置和形状以及/或者电气和机械连接配置。此外，给定的照明单元可选地可以与有关光源的操作的各种其它组件(例如控制电路)关联(例如，包括、被耦合以及/或者被封装在一起)。“基于LED的照明单元”是指包括如上所讨论的一个或多个基于LED的光源(单独地或者与其它非基于LED的光源结合)的照明单元。“多通道”照明单元指的是基于LED或非基于LED的照明单元，其包括被配置为分别生成不同的辐射光谱的至少两个光源，其中每个不同的源谱(source spectrum)可以被称为多通道照明单元的“通道”。

术语“控制器”在此一般被用来描述与一个或多个光源的操作有关的各种装置。控制器可以以许多方式(例如，诸如使用专用硬件)来实施，以执行在此讨论的各种功能。“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)来编程的一个或多个微处理器，以执行在此讨论的各种功能。控制器可以使用或者不使用处理器来实施，并且还可以被实施为用于执行某些功能的专用硬件以及用于执行其它功能的处理器(例如，一个或多个被编程的微处理器和相关电路)的组合。可以用于本公开的各种实施例的控制器组件的示例包括但不限于常规的微处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。

在不同的实施方式中，处理器或控制器可以与一个或多个存储介质(在此一般称为“存储器”，例如易失性和非易失性计算机存储器(诸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM)、软盘、高密度盘、光盘、磁带等)关联。在一些实施方式中，存储介质可以使用一个或多个程序进行编码，当在一个或多个处理器和/或控制器上执行时，该一个或多个程序执行在此讨论的功能中的至少一些功能。各种存储介质可以被固定在处理器或控制器内或者可以是便携式的，以使得在其上存储的一个或多个程序可以被加载到处理器或控制器中，以便实施在此讨论的本发明的各个方面。术语“程序”或“计算机程序”在此在一般意义上被用来指的是可以被用来对一个或多个处理器或控制器编程的任何类型的计算机代码(例如软件或微代码)。

如在此使用的术语“网络”是指两个或更多设备(包括控制器或处理器)的任何互连，其方便了在任何两个或更多设备之间以及/或者在耦合到网络的多个设备之间的信息(例如用于设备控制、数据存储、数据交换等)的传输。如应当容易认识到的，适于互连多个设备的网络的各种实施方式可以包括各种网络拓扑中的任何一种网络拓扑，并且采用各种通信协议中的任何一种通信协议。此外，在根据本公开的各种网络中，两个设备之间的任何一种连接可以表示两个系统之间的专用连接(或者备选地，非专用连接)。除了携带打算用于两个设备的信息以外，这样的非专用连接还可以携带不一定打算用于两个设备中的任何一个设备的信息(例如开放网络连接)。此外，应当容易认识到，如在此讨论的设备的各种网络可以使用一个或多个无线、有线/电缆和/或光纤链路来方便贯穿整个网络的信息传输。

如在此使用的术语“用户接口”指的是人类用户或操作者与一个或多个设备之间的接口，其使得能够在用户和设备之间通信。可以用于本公开的各种实施方式中的用户接口的示例包括但不限于开关、电位计、按钮、刻度盘、滑块、鼠标、键盘、小键盘、各种类型的游戏控制器(例如操作杆)、轨迹球、显示屏、各种类型的图形用户接口(GUI)、触摸屏、麦克风以及可以接收某种形式的人类生成的刺激并且响应于该刺激而生成信号的其它类型的传感器。

应当认识到，上述概念和在下面更详细地讨论的附加概念的所有组合(假如这样的概念并不互相抵触)被认为是在此公开的发明主题的一部分。特别是，出现在本公开的结尾的要求保护的主题的所有组合被认为是在此公开的发明主题的一部分。还应当认识到，在此明确使用、也可能出现在通过引用结合的任何公开中的术语应当被给予与在此公开的特定概念最一致的意思。

附图说明

在附图中，贯穿不同的视图，相同的附图标记一般指代相同的部分。此外，附图不一定是按比例的，相反，重点一般在于说明本发明的原理。

图1是根据代表性实施例的示出控制由固态照明单元接收的电压的过程的流程图。

图2是根据代表性实施例的示出包括固态照明单元的调光器电路的简化框图。

图3是根据代表性实施例的示出包括固态照明单元的调光器电路的简化框图。

图4是根据代表性实施例的示出用于对固态照明单元调光的调光器的简化电路图。

图5是根据代表性实施例的示出包括调光器和固态照明单元在某种模式下的电气表示的固态照明系统的简化电路图。

图6是根据代表性实施例的示出对应于不同的设置电阻器设置的调光器电压波形的曲线的图。

图7是根据代表性实施例的示出对应于不同的设置电阻器设置的调光器电压波形的曲线的图。

图8是根据代表性实施例的示出包括调光器和固态照明单元在某种模式下的电气表示的固态照明系统的简化电路图。

图9是示出对应于来自常规照明单元中的调光器的调光器电压的固态照明单元电压的曲线的图。

图10A和图10B是根据代表性实施例的示出对应于来自常规照明单元和固态照明单元中的调光器的调光器电压的固态照明单元电压的曲线的图。

图11A和图11B是根据代表性实施例的示出对应于来自常规照明单元和固态照明单元中的调光器的调光器电压的固态照明单元电压的曲线的图。

图12是根据代表性实施例的示出固态照明单元的简化电路图。

图13是根据代表性实施例的示出固态照明单元的简化电路图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，为了解释而非限制的目的，提出了公开具体细节的代表性实施例，以便提供对本教导的全面理解。然而，对于已经具有本公开的好处的本领域普通技术人员而言，根据本教导的、背离在此公开的具体细节的其它实施例保持在所附权利要求的范围内，将是显而易见的。此外，可以省略公知的装置和方法的描述，以便不使代表性实施例的描述模糊不清。这样的方法和装置显然在本教导的范围内。

申请人已经意识并且认识到，提供能够调节固态照明(SSL)单元的光输出以更准确地反映尤其在针对常规光源或白炽光源设计的调光器电路中的实际调光器设置的电路将是有益的。

因此，根据各种实施例，由SSL单元(诸如用于包括在常规调光器电路中的SSL灯(例如LED灯)的改型)例如从典型的二线调光器捕获调光信息。SSL单元可以包括例如一个或多个LED光源。在各种实施例中，基于在其输入端子处接收到的输入电压，SSL单元检测调光器的设置(例如，设置电阻器或者电位计设置)，并且生成调节信号，以基于所检测的调光器设置来调节在其输入端子处的输入电压。经调节的输入电压使SSL单元输出更准确地反映由所检测的调光器设置所指示的期望的光输出的光。在其它实施例中，SSL单元检测调光器设置，并且基于所检测的调光器设置来影响由调光器输出的调光器电压。例如，SSL单元可以操作调光器TRIAC的击发角，以便引起在不同时间(较早或较晚)的击发(firing)来产生期望的调光器电压。因此，调光器设置和被提供到SSL单元的电压之间的通常固定的(例如，为白炽灯泡定制的)关系被SSL单元本身所影响。

包括功率转换器或者可重构LED串或矩阵的SSL单元具有例如控制从给定的输入电压信号消耗的功率量的某种能力。此功能与白炽灯泡的被动特性形成对比。在此描述的各种实施例增加了向SSL单元的输入端子呈现电压，实现了下面讨论的第一操作模式和第二操作模式。

例如，图1是根据代表性实施例的示出控制SSL单元的调光的方法的流程图。

一般而言，SSL单元(例如LED灯)在功率调节周期期间以第一操作模式和第二操作模式(分别称为读出模式(检测周期)和功率接收模式(功率摄入(power intake)周期))运行。在启动时，SSL单元最初接收功率，并且在块S120进入读出模式，其中SSL单元从接收的功率信号(诸如舍相功率信号)读出或者以其它方式确定调光器的调光器设置。例如，如以下所讨论的，调光器设置可以通过计算调光器中用来设置调光水平的设置电阻器或电位计的电阻来确定。电阻可以例如通过测量调光器电压Vdim的波形曲线来计算，如下面参考图5-图7所讨论的。即，确定调光器设置可以包括使用已知的初始条件使调光器进入非导通状态，并且基于测量SSL单元的输入端子处的输入电压Vin和估计市电电压Vm来测量调光器电压Vdim的斜率，如图6所示。备选地，确定调光器设置可以包括基于测量输入电压Vin和估计市电电压Vm来测量直到击发调光器中的调光器开关或TRIAC(下面讨论的)的时间，并且从所测量的时间得出调光器设置，如图7所示。调光器设置指示用户所期望的输出光水平(相对于SSL单元的标称输出)。然而，在没有所公开的实施例的情况下，如上面所讨论的，该输出光水平可能例如由于调光器和SSL单元之间的无能力而无法被准确地转化为由SLL单元实际输出的光水平。

SSL单元执行块S130-S150中的计算，以调节接收的功率量。SSL单元接收并且处理由同一接收的功率信号提供的功率，以便使SSL单元在块S160的功率接收模式中输出如在块S120中确定的调光器设置所指示的期望的输出光水平。换句话说，部分基于先前确定的调光器设置来确定用于驱动SSL负载(例如LED串)的功率量。更特别地，在块S130中，SSL单元基于调光器设置来确定对应于调光器设置的期望的输出光水平。例如，SSL单元可以包括查找表，该查找表将调光器的调光器设置与预定的输出光水平关联。

SSL单元然后能够在块S140中确定期望的输入功率，其当被应用于SSL单元的输入端子时实现期望的输出光水平。确定期望的输入功率可以将内部信息(诸如灯的温度或寿命(操作时间))纳入。在块S150中，SSL单元确定调节实际输入功率以实现期望的输入功率所需的调节信号的值，其中SSL单元相应地生成调节信号。在块S160中，SSL单元进入功率接收模式以使用在块S150中确定的调节信号来调节输入功率，从而对SSL单元供电以提供在期望水平的输出光。SSL单元还响应于经调节的功率量而生成用于驱动SSL负载的驱动电流。

在实施例中，调节信号可以是用于调节到SSL单元的SSL负载的驱动电流的内部命令，例如通过调节SSL的设定点。在另一实施例中，调节信号可以是由SSL单元生成的电压信号、电流信号或阻抗中的一项，以便改变或操作在SSL单元的输入端子处的输入电压Vin。例如，用于驱动SSL负载的功率量可以通过改变跨调光器自身的调光器电压Vdim来调节，其进而调节输入电压Vin。输入电压Vin用于确定并生成用于驱动SSL负载的驱动电压。

按照预定的时间表或者功率调节周期，该过程周期性地循环回到块S120中的读出模式，以便更新所确定的调光器设置和/或对应的功率量(如返回到块S120的箭头所指示的)。因此，SSL单元能够在可接受的时间段内针对调光器设置的变化和/或调光器对SSL单元先前的调节的反应而调节。对于与用户的直接交互，小于1秒的短的反应时间(例如，在大约100ms的量级上)是期望的。例如，基于50Hz的系统，可以存在被用于在块S120中的读出模式期间确定调光器设置的两个半周期(half cycle)，随后是块S160中的功率接收模式中基于所确定的调光器设置的功率接收的十个半周期。当最近的调光器设置明显不同于先前读出的调光器设置和/或在先前的功率接收模式期间注意到显著的变化时，过渡可以包括读出模式中的多个周期，并且/或者传递函数可以被实施为提供光输出的较平滑的响应。

尽管未在图1中示出，但是功率量的确定也可以考虑其它因素(诸如来自SSL负载的反馈)，以使得可以进行进一步调节，以匹配期望的光水平。例如，反馈可以指示SSL负载的实际设定点，其中实际设定点与对应于期望的光水平的期望设定点进行比较，并且响应于该比较调节设定点命令，以相应地调节实际设定点。功率调节周期可以依赖于AC市电电压信号的周期，以使得读出模式发生在第一预定数目的半周期期间，随后功率接收模式发生在第二预定数目的半周期期间(如下面所讨论的)。

块S120中的读出模式和块S130-块S150中的功率接收模式的处理在SSL单元中的处理电路(诸如处理电路240、340)的控制下来执行。处理电路还可以处理SSL单元中的所有其它活动，诸如驱动器控制、反馈、待机模式、远程控制信号处理、温度保护等。在各种实施例中，使用软件、固件、硬连接的逻辑电路或其组合，处理电路可以被实施为控制器或微控制器，例如，包括处理器或中央处理单元(CPU)、ASIC、FPGA或其组合。当使用处理器或CPU时，存储器被包括以用于存储控制处理电路的操作的可执行软件/固件和/或可执行代码。存储器可以是非易失性只读存储器(ROM)和易失性随机存取存储器(RAM)的任意数目、类型和组合，并且可以存储不同类型的信息，诸如可通过处理器或CPU执行的计算机程序和软件算法。存储器可以包括有形的计算机可读存储介质(诸如磁盘驱动器、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、CD、DVD、通用串行总线(USB)驱动等)的任意数目、类型和组合。

为了支持图1的操作，SSL单元包括用于在其输入端子外加(impress)信号的部件以及功率接收模块。图2和图3是根据代表性实施例的示出SSL单元的简化框图，其包括具有正常功率输入级的用于外加信号的结构。

参考图2，可调光照明系统200包括连接到调光器250的SSL单元210，其接收来自市电电压源205的市电电压并且对其调光。调光器250可以是被配置用于对例如可通过调节电位计(例如下面参照图4讨论的设置电阻器420)操作的白炽灯泡调光的常规调光器。

SSL单元210包括信号生成模块215、LED模块220和功率接收模块230，所有这些模块都处于处理电路240的控制之下。信号生成模块215表示用于在输入202(例如输入端子)处外加信号的部件，并且功率接收模块230表示功率输入级，以使得用于外加信号的部件和功率输入级并联连接在输入202和输出204之间。信号生成模块215在所描述的示例中被示为电压源，虽然可以理解的是，SSL单元210可以被配置为包括取代电压源作为信号生成模块215的电流源或阻抗而不背离本教导的范围。信号生成模块215施加电压(或电流或阻抗)以使得能够读出调光器设置。

信号生成模块215和功率模块230可以经由开关212和214选择性地连接在输入202和输出204之间，其例证了生成模块215和功率模块230之间的完美解耦。备选地，信号生成器模块215和功率模块230之一或两者可以永久地连接到输入202(即，没有开关212和214)，但是例如使用内部使能和禁用功能来控制它们的操作，以使得在没有来自另一模块的失真的情况下执行相应的操作，或者至少使得由于另一模块的存在而发生的错误可以被容忍或补偿。在实施例中，信号生成模块215和功率接收模块230被处理电路240控制以执行读出模式和功率接收模式的处理(参照图1所讨论的)，以便基于所确定的调光水平来调节在输入202处的输入电压Vin以获得期望的LED模块220的光输出。开关212和开关214同样被处理电路240控制，以便分别选择性地连接用于外加信号的部件和功率输入级。

参考图3，可调光照明系统300同样包括连接到调光器250的SSL单元310，其在处理电路340的控制之下接收来自市电电压源205的市电电压并且对其调光。SSL单元310包括信号生成器315、LED模块320和功率接收模块330。信号生成器315表示用于在输入302处外加信号的部件，并且功率接收模块330表示功率输入级，以使得用于外加信号的部件和功率输入级串联在输入302和输出304之间。信号生成器315在所描述的示例中被示为电压源，虽然可以理解的是，SSL单元310可以被配置为包括取代电压源作为信号生成器315的电流源或阻抗而不背离本教导的范围。信号生成模块315施加电压(或电流或阻抗)以使得能够读出调光器设置。信号生成模块315和功率接收模块330被处理电路340控制，以执行读出模式和功率接收模式的处理(参照图1所讨论的)，以便基于所确定的调光水平来调节在输入302处的输入电压Vin以获得期望的通过LED模块320的光输出。

值得注意的是，将图2和图3中的用于外加信号的部件和功率输入级分开仅仅旨在示出功能结构。在现实中，这两个功能可以共享组件。例如，信号生成器215、信号生成器315、功率接收模块230、功率接收模块330以及处理电路240、处理电路340中的一项或多项可以包括在功率因数控制(PFC)电路中。当信号生成器215、信号生成器315在PFC电路中时，则仅需要用于提供信号(例如电压)到输入202、输入302的部件。在任何情况下，将存在用于控制和测量的附加部件(未示出)。例如，可以存在用于将接收的功率转换为所需的用于LED模块220、LED模块320的电压或电流信号的开关模式电源单元。电源单元可以具有用于设置到LED模块220、LED模块320的电压或电流信号的幅度(用于最终影响输出光的量)的控制输入。该控制输入可以被连接到处理电路240、处理电路340的输出，其中存在响应于所检测的调光器设置和确定的输出光的信号。

传递到LED模块220、LED模块320的功率应当被平滑以避免光输出的闪烁或频闪效应。因此，SSL单元210、SSL单元310可以包括用于储能的部件，诸如电容器(未示出)，万一到SSL单元210、SSL单元310的功率传输在读出模式的时间间隔期间被限制，则该电容器可以在该时间间隔期间给LED模块220、LED模块320供电。为了使所需存储能量的量最小化，读出模式可以被分成较短的周期(例如一个半周期，如上所述)。在实施例中，根据调光器设置，通过在读出模式中已经读出调光器设置之后立即切换到功率接收模式，较短的读出模式周期可以是可能的，甚至在一个半周期内。一般地，总的功率方案和功率摄入应当是对称的，以针对读出模式和功率接收模式中的每个模式提供相同数量的正半周期和负半周期。例如，读出可以在半周期#1(其可以为正的)期间进行，并且功率摄入可以在半周期#2-7期间执行。接下来，半周期#8(其为负的)可以被用于读出。

当多个SSL单元在单个调光器上操作(被连接到相同的供电线)时，每个SSL单元单独地遵循相同的控制规则并且使用相同的周期用于读出和功率摄入。否则，一个SSL单元的读出模式可能被其它SSL单元在其各自的功率接收模式期间的相对低的阻抗所扭曲。在实施例中，当存在多个SSL单元时，其可以被组织成主从布置，其中在SSL单元的读出模式之间存在小的、任意的或者经出厂设置的定时差。例如，在通常的仲裁方案中，第一SSL单元(其仍处于等待模式中并且“打算”开始读出模式)可以注意到第二SSL单元刚刚开始了它的读出模式，因为某一信号或模式出现在它的输入端子上。然后，第一SSL单元将例如通过仅仅监测在它的输入端子上的信号而不主动地提供任何信号(电压、电流、低阻抗等)到共同的供电线来进行被动读出。紧接着第二SSL单元，可以存在正在收听的第三SSL单元(以及附加的SSL单元)。主从布置可能习惯于固定布置，但也可能是在下一个读出模式，第一SSL单元可以是主动灯，而第二SSL单元和第三SSL单元在收听。注意到，当SSL单元在现有调光器上与一个或多个白炽灯泡一起操作时，白炽灯泡将很可能保证正确的调光器操作，以使得SSL单元可以仅监测调光器设置。

为了进一步解释的目的，假设调光器(例如调光器250)是具有TRIAC功率开关的后沿调光器(TRIAC调光器)。备选地，调光器可以是具有金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的后沿调光器(MOSFET调光器)，并且可以包括TRIAC的控制电路仿真。在TRIAC调光器中，TRIAC响应于击发信号而导通，并且当电流降到保持电流以下时断开。然而，在此公开的各种实施例可以使用其它类型的调光器来实施而不背离本教导的范围。调光器例如可以被称为舍相调光器。

图4是示出代表性的二线调光器400的内部结构的简化电路图。调光器400包括设置电阻器420、第一电容器421和第二电容器422以及第一开关和第二开关。第一开关是功率开关或其它阈值器件，并且例如在此被称为TRIAC411。第二开关是定时开关或其它触发器件，并且例如在此被称为DIAC412。在实施例中，第一开关和第二开关可以包括在相同的封装中，并且被称为Quadrac(其实际上是内部触发的TRIAC)。第一开关和第二开关的功能可以分别使用MOSFET晶体管以及附加的控制电子器件(例如用于仿真TRIAC和DIAC的行为)来实施。可以使用另一类型的开关而不背离本教导的范围。设置电阻器420和第二电容器422(Ctime)形成用于触发或“击发”TRIAC411的定时电路。即，当达到DIAC412的阈值时，DIAC412触发TRIAC411(以击发角)击发。第一电容器421(Csnub)保护TRIAC411。当TRIAC411被激活(闭合)并且导通时，跨调光器端子401和调光器端子402的调光器电压Vdim几乎为零。当TRIAC411被停用(打开)并且不导通时，市电电压(例如，来自市电电压源205的市电电压Vm)的瞬时水平跨调光器400和负载(例如，SSL单元200或SSL单元300)的阻抗而被划分。

由于跨TRIAC411的第一电容器421，定时电路能够甚至在没有负载电流的情况下在一定程度上起作用。即，第一电容器421和第二电容器422可以相互充电或放电，直到它们对应的电压相等，或者直到达到DIAC412的阈值，至少在某段时间触发TRIAC411(其然后使端子401和端子402分流)。因此，当从已知的跨调光器400的调光器电压Vdim和已知的第二电容器422中的充电状态开始，直到第一开关411被激活的时间或者调光器电压Vdim的变化率提供有关设置电阻器420的值的信息。在所描述的配置中，例如，设置电阻器420可以具有从大约10kΩ到大约500kΩ的值的范围。第一电容器421可以具有大约100nf的值，并且第二电容器422可以具有大约47nf的值，其中这些值实际上提供了缩放因数。当然，各种组件的实施方式和值可以不同，以针对任何特定情形提供独特的好处或者满足各种实施方式的特定于应用的设计要求，如对于本领域技术人员将是显而易见的。

根据各种实施例，调光器400的该电路行为被用来获得调光器设置的值(例如设置电阻器420的值)的知识，其转而被用来将SSL单元设置成期望的状态。即，没有使用由调光器400提供的实际舍相功率信号来操作SSL单元(其中SSL单元在同时消耗来自相同舍相功率信号时接收调光信息)，SSL单元进入读出模式，以使用从舍相功率信号中搜集到的调光信息来首先确定调光器设置。如上所述，在读出模式期间，SSL单元提供信号(例如电压、电流或阻抗)到输入端子(例如输入202)，其使调光器400能够以不寻常但控制良好的模式操作，使得能够通过SSL单元确定(或近似)调光器设置。如上所述，调光器设置指示用户期望的光水平，尽管在没有在此讨论的实施例的情况下，该光水平由于调光器400与SSL单元之间的无能力而可能未被准确地转化为由LED模块(例如LED模块220)实际输出的光。

一旦确定了调光器设置，SSL单元然后就进入功率接收模式，如上所述。在功率接收模式期间，SSL单元可以例如经由功率转换器调节到LED模块的驱动电流，以使得SSL负载输出期望的输出光水平。备选地，如上所述，SSL单元可以将相位角移动到更适于在期望的水平对LED模块有效供电的值。某些类型的SSL单元(诸如LED灯或者驱动器电子器件)在峰值输入电压和功率之间的预定关系的情况下运行非常有效，该关系可能不同于由调光器400生成的关系(其针对白炽灯泡而定制)。例如，通过“提升”跨调光器端子401和调光器端子402的电压，只要TRIAC411不有效，则第二电容器422被更快地充电并且因此TRIAC411将较早击发。在低的调光器设置(其通常导致调光器400的很晚的击发)，该操作导致较高的峰值电压(其更适于在LED模块内串联连接的给定(经选择的)数目的LED的操作)。作为另一示例，SSL单元可以试图减小峰值电压，以便增加(线性)辅助电源的效率。因此，增加的SSL单元的驱动器电路的复杂性通过增加的与调光器400的兼容性以及提高的效率两者来为其辩护。

功率接收模式可以例如在跟随在其期间确定调光器设置(在读出模式中)的半周期之后的半周期中开始。备选地，如上所述，功率接收模式在读出模式期间只要一取回所需的调光信息就可以开始，而不管是否完成该半周期。功率接收模式还可以在读出模式期间在监测(例如超时)表明目前的周期例如因为调光器设置处于被改变的过程中或者市电电压上存在某一严重失真而不适于检测调光器设置之后开始。

因此，根据各种实施例的SSL单元不是被迫应付由调光器400提供的波形，而是能够通过从调光器读取经由功率信号接收的调光信息，并且基于所读取的调光信息操作功率信号，来发挥更积极的作用。除了改善SSL单元的调光特性外，功率接收模式中的主动功率信号操作还提供其它优点。例如，如果SSL单元较陈旧或者在某一能力方面退化，则在调光的情况下或者在不调光的情况下，到SSL单元的输入功率可以被增加以传递所期望的光输出水平。此外，如果SSL单元备有传感器(诸如运动传感器、烟感器等)，则即使当调光水平被设为低设置时，到SSL单元的输入功率也可以被增加，以便响应于传感器检测信号而使输出光变亮。某一调光器设置甚至可以导致待机模式，其中SSL单元尽可能减小输入功率消耗，同时保持通电，例如以便接收遥控信号或者操作对应的传感器。尽管调光器设置固定，但是SSL单元能够改变输入功率和光输出水平。

以上讨论的示例在一定程度上被连接到相同调光器的其它负载的存在和类型所限制。例如，设计8W的LED灯以使得其可以在包括并联连接的四个600W的白炽灯泡的电路中显著地改变调光器400的相位角可能是不实际的(基于尺寸和组件成本)。为了获得关于调光器内组件值的信息，多个方案是可能的。例如，调光器可以事先被分析，并且被分成一个或多个典型的预定类别。对于每个类别，适合的参数集合被导出并且被预编程进SSL单元(其然后可以对应地被标记)中。此外，可以在SSL单元的操作期间进行某种微调。对于预编程备选的(或者除预编程外)，用户可以被要求(例如经由用户手册中关于封装和/或关于SSL单元本身的指令)在安装SSL单元之后将调光器设置到多个位置，至少包括最小设置和最大设置并且在某些配置中还包括中间设置。在该“初始化”过程期间，SSL单元能够在不同的已知调光器设置(例如设置电阻器420的设置)处测量调光器，并且能够提取某些特征参数。测量结果由SSL单元进行存储以用于日后的访问。即使在正常操作期间，新数据(诸如更低的最小设置)也可以被SSL单元检测到。

以下讨论各种示例，以进一步理解各种实施例。认识到，这些示例仅仅是出于说明和解释的目的，并且并非旨在以任何方式限制本教导的范围。

第一示例示于图5和图6中。图5是根据代表性实施例的包括调光器和SSL单元的SSL系统的简化电路图。图6是根据代表性实施例的示出针对图5中所示的SSL单元的设置电阻器的四个不同设置的调光器电压Vdim的说明性波形的曲线的图。

在第一示例中，SSL系统500包括市电电压源205、代表性的调光器400(以上讨论的)以及SSL单元510(由连接在输入502和输出504之间的代表性的100MΩ电阻器511所指示)。SSL单元510可以基本上与SSL单元210或SSL单元310(如以上参考图2和图3所讨论的)相同。调光器400包括TRIAC411(第一开关)、第一电容器421和定时电路，该定时电路包括第二电容器422、设置电阻器420和阈值器件DIAC412(第二开关)。跨调光器400的调光器电压Vdim的斜率在读出模式期间被SSL单元510捕获。从先前的市电周期，由市电电压源540输出的市电电压Vm的特征(诸如峰值、频率、RMS值、主失真等)是已知的。例如，这些特征可以在功率接收模式期间被捕获，其中跨调光器400的TRIAC411的回动电压(dropout voltage)已知为低。在读出模式中，SSL单元510在一个半周期期间保持在高阻抗模式中，并且监测跨输入502的输入端子的输入电压Vin。输入电压Vin将是市电电压Vm和跨调光器400的调光器电压Vdim的叠加。调光器电压Vdim因不同的调光器设置(设定点)而不同。该调光器设置通过设置电阻器420(即，电位计)的设置来实施。

参考图6，示出了曲线601-曲线604，其基于下面的起始条件：第一电容器421具有电容Csnub并且例如通过导通调光器400的TRIAC411(功率开关)在SSL单元510进入读出模式之前已经被放电到Vsnub≈0。第二电容器422具有Ctime的电容并且已经被充电到Vtime≈25V。曲线601-曲线604分别示出响应于设置电阻器420的四个不同的电阻值Rset的调光器电压Vdim。在所描述的示例中，电阻值Rset是曲线601的大约300kΩ、曲线602的大约100kΩ、曲线603的大约50kΩ以及曲线604的大约30kΩ。基于由曲线601-曲线604所指示的调光器电压Vdim的斜率，可调设置电阻器420的电阻值Rset可以在读出模式期间由SSL单元510来确定。该瞬态的时间常数τ将是τ＝Rset*(Csnub*Ctime/(Csnub+Ctime))。时间常数τ可以例如使用估计的起始条件(例如Csnub＝0等)并且绘制调光器电压Vdim随时间的测量结果来估计。然后，在已知电容器值Csnub和Ctime的情况下，可以计算Rset。

对于其它起始条件，调光器电压Vdim将具有不同的形状。然而，只要在读出模式开始时电容器电压Vsnub和Vtime不同，就将有相似的过渡阶段。SSL单元510使用已知的(或者估计的)市电电压Vm和测量的SSL单元510的输入电压Vin来计算调光器电压Vdim并且导出设置电阻器420的电阻值Rset。如上所述，需要调光器400的某些参数，其可以先前例如在工厂被存储在SSL单元510中以及/或者在先前的操作期间被导出(和存储)。图6中示出的示例仅在第二电容器422的电压Vtime未达到触发电压(例如击发角)的情况下是有效的，在该触发电压处，来自第二电容器422的一些能量被提取以击发TRIAC411。

一旦SSL单元510确定了设置电阻器420的值Rset(并且因此确定了调光器设置)，就能够确定期望的输出光水平(如以上所讨论的)。例如，SSL单元510可以包括将该特定类型的调光器400的调光器设置与输出光水平关联的查找表。因为存在不同类型的电位计(其中电阻可以随行程线性地或非线性地变化)，所以优选的设置是在初始化期间位于中间位置(如上所述)。一旦确定期望的输出光水平，SSL单元510就可以内部生成被施加到输入502以便调节输入电压Vin到将导致所期望的输出光水平的水平的信号(例如电压信号、电流信号或阻抗)。基于值Rset的所期望的输出光水平的确定可以由处理电路使用软件、固件、硬接线的模拟或逻辑电路或其组合来完成(如上所述)，该处理电路被实施为例如控制器或微控制器(其可以包括处理器或CPU、ASIC、FPGA或其组合)。

参考图5和图7讨论第二示例。图7是根据另一代表性实施例的示出针对图5中所示的调光器400的设置电阻器的四个不同设置的调光器电压Vdim的说明性波形的曲线的图。

第二示例讨论第二电容器422的电压Vtime达到触发电压而使TRIAC411击发的情况。即，TRIAC411被激活，其使调光器电压Vdim短路并且造成调光器电压Vdim中的阶梯(在曲线702-曲线704中的每条曲线中由电压的垂直降所指示，该电压的垂直降反映在SSL单元510的输入电压Vin中)。注意到，在所描述的示例中，曲线701不包括阶梯，因为设置电阻器420的值Rset被设置为如此高的值，以致触发未在图7的一个时间尺度内发生。在实施例中，触发电压可以例如由调光器400中的DIAC412来确定。如上所述，当从已定义好的初始条件开始时(在进入读出模式之前，或者当读出模式的初始阶段时)，在TRIAC411被触发之前的时间包括关于调光器400的调光器设置的调光信息。虽然触发电压使过渡阶段失真，但是仍然能够提取调光器设置。

图7的曲线701-曲线704基于下面的起始条件：第一电容器421已经被充电到Vsnub＝100V，并且第二电容器422已经被充电到Vtime＝-5V。曲线701-曲线704分别示出响应于设置电阻器420的四个不同的电阻值Rset的调光器电压Vdim。在所描述的示例中，电阻值Rset是曲线701的大约300kΩ、曲线702的大约100kΩ、曲线703的大约50kΩ以及曲线704的大约30kΩ。例如，根据DIAC的容差，TRIAC410的击发发生在电容器电压Vtime为大约27V到大约30V的时候。在第二示例中，曲线702指示在大约3.8ms后击发，曲线703指示在大约1.6ms后击发，以及曲线704指示在大约0.1ms后击发。换言之，设置电阻器420的电阻越低(即，较少的调光或者低的击发角)，TRIAC410击发就越快。曲线701-曲线704的斜率和到触发的时间(即，调光器电压Vdim被分流到零的时间)两者可以被SSL单元510评价，以在读出模式期间确定设置电阻器420的电阻值Rset。

一旦SSL单元510确定了设置电阻器420的值Rset(并且因此确定了调光器设置)，就能够确定期望的输出光水平(如以上所讨论的)。一旦确定期望的输出光水平，SSL单元510就内部生成被施加到输入502的输入端子以便调节输入电压Vin到将导致所期望的输出光水平的水平的信号(例如电压信号、电流信号或阻抗)。

参考图8-图11B讨论第三示例。图8是根据代表性实施例的包括调光器和SSL单元的SSL系统的简化电路图。图9是示出在常规照明单元处的输入电压Vin的说明性波形的曲线的图。图10A、图10B和图11A、图11B是根据代表性实施例的在图8中所示的SSL单元处的输入电压Vin的说明性波形的曲线的图。

在第三示例中，SSL系统800包括市电电压源205、代表性的调光器400(以上讨论的)以及SSL单元810(由连接在输入802和输出804之间的代表性的10kΩ电阻器811所指示)。SSL单元810可以基本上与SSL单元210或SSL单元310(如以上参考图2和图3所讨论的)相同。调光器400包括TRIAC411、第一电容器421和定时电路，该定时电路包括第二电容器422、设置电阻器420和DIAC412，如以上参考图4所讨论的。在第三示例中，SSL单元810在功率接收模式中操作调光器400的功能，以便改变输入电压Vin来操作输入电压Vin。例如，SSL单元810可以改变TRIAC411的击发角(如下所述)，以便操作调光器电压Vdim，并且因此操作输入电压Vin。

在稳态操作中，SSL单元810可以使用如下的峰值输入电压Vpeak来操作，其中是调光器400中的TRIAC411的击发角，其中VmPeak是电压市电205的峰值电压：

在两种情况下，跨调光器400的TRIAC411的回动电压(例如，～2V)被减去，虽然为了简单起见，这里忽略了该差，而且也忽略了市电电压Vm的形状的失真。

为了比较的目的，图9提供了在常规照明单元处的输入电压Vin的说明性波形的曲线901，以示出“正常负载”(诸如具有分压器(例如，在所描述的模拟中为10kΩ)的白炽灯或无源SSL灯)的行为。当TRIAC410的击发角被设为90°时，当从具有大约230V AC的市电电压Vm的市电电压源205操作时，所谓的正常负载的峰值电压大约为325V。

为了讨论的目的，可以假设该峰值电压高于SSL单元810的最优峰值电压，以便产生与对应的调光器设置有关的光量(其大约为最大值的50％)，而峰值电压正好与在0°的击发角的情况下一样高。因为SSL单元810包括缓冲电容器(未示出)，所以缓冲电容器的电压可以用来在功率接收模式期间影响定时电路(例如电阻器420和电容器422)。SSL单元810寻求较低的峰值电压，因此调光器400的击发角必须被延迟，以便获得较低的峰值电压。为了延迟击发，定时电路的充电同样必须被延迟。SSL单元810在输入802的输入端子处产生正输入电压Vin(例如正市电半周期)，以便减小跨调光器400的有效调光器电压Vdim。更特别地，SSL单元810提供具有与市电电压Vm的实际符号相同的极性的电压。减小有效调光器电压Vdim延迟了定时电路中的电容器422的充电以及调光器400中的TRIAC410的击发。

然而，根据各种实施例，SSL单元810具有例如来自LED串的抽头或者其它来源的可用的多个内部电压水平。在图10A和图10B中所描述的示出在SSL单元810处的输入电压Vin的说明性波形的曲线的模拟中，来自代表性的电压源815的100V的电压被施加到SSL单元810的输入802大约4ms的一段时间。如上所述，可以包含其它类型的信号生成器而不背离本教导的范围。特别是，图10A提供示出电压源815的电压V1的曲线1001和曲线1002，并且图10B提供分别示出在常规照明单元和SSL单元810处的输入电压Vin的说明性峰值电压波形的曲线1011和曲线1012。

在模拟中，电压源815与电阻器811的10kΩ阻抗串联，电阻器811例如可以是分压器并且提供电压V1。在实际的实施方式中，代替阻抗或者高阻抗模式来使用电压源815。参考图10A，曲线1002示出大约4.2ms的时段内在SSL单元810的输入802处的大约100V处的正电压V1(假设正市电电压Vm)的应用。与市电电压Vm和SSL单元810的阻抗(电阻器811)结合的所施加的电压V1减小了跨调光器400的调光器电压Vdim，并且因此延迟了定时电路的充电，其转而延迟了TRIAC410的击发动作。参考图10B，曲线1012示出发生在大约6.1ms处的TRIAC411的击发，导致了仅为大约300V的SSL单元810的峰值电压。相比之下，曲线1011(其描述了正常负载的操作，其中没有施加电压V1(由曲线1001所指示))示出较早(在大约5.0ms处)发生的TRIAC411的击发，导致了大约330V的较高的峰值电压。

备选地，SSL单元810可以将TRIAC410的击发朝较早的时间点移动，如在图11A和图11B中所描述的代表性实施例中所示的。假设保持TRIAC411处于导通模式的连续电流，将TRIAC411的击发前移不改变该示例中的峰值电压(因为两条曲线包括在5ms处的相同峰值)，但是仍然能够提供优势条件。例如，较早的击发有助于将电流脉冲平稳地再次充进功率接收单元或LED驱动器的缓冲电容器(诸如以下的图12和图13中的电容器1272和电容器1372)中。缓冲电容器将至少在TRIAC411的关断时段期间放电，因为能量必须被传递到LED，以便提供连续的光输出。典型地，在放电之后，缓冲电容器中的电压将低于先前充电的峰值。例如，当TRIAC411在90°被击发时，这能够引起高的充电电流峰值，其使组件承压并且减少可连接到调光器400的灯(例如包括SSL单元810)的最大数目。当SSL单元810改变击发角以取低于90°的值(即，较早的击发)时，较低的输入电压Vin在击发时间被呈现到SSL单元810。当输入电压Vin接近于(经放电的)缓冲电容器的电压Vtime时，将存在平稳的充电电流流动。

图11A和图11B中描述了在功率接收模式期间的操作。特别是，图11A提供示出电压源815的电压V1的曲线1101和曲线1102，并且图11B提供分别示出在常规照明单元和SSL单元810处的输入电压Vin的说明性峰值电压波形的曲线1111和曲线1112。参考图10A，曲线1102示出大约3.0ms的时段内在SSL单元810的输入802处的大约-175V处的负电压V1(再次假设正市电电压Vm)的应用。这增加了跨调光器400的调光器电压Vdim，使定时器电路的充电加速，并且导致了TRIAC410的提早击发。即，参考图11B，曲线1112示出发生在大约3.5ms处的TRIAC410的击发，导致了到SSL单元810的大约288V的瞬时电压。这低于下面的电压市电Vm的峰值电压。相比之下，曲线1111(其描述了正常负载的操作，其中没有施加电压V1(由曲线1101所指示))示出较晚(在大约5.0ms处)发生的TRIAC410的击发，导致了大约330V的较高瞬时峰值电压。

如上所述，例如通过在SSL单元810中施加电压V1来改变TRIAC400的击发角可以在击发期间改变市电电压Vm的值，以增加效率和/或减小组件压力。进一步地，改变击发角可以影响输入电压Vin的电压*时间的面积，避开已经被检测为不稳定的某些击发角，影响输入电流的谐波谱，以及抑制可听噪声。此外，电压V1的施加还可以被用来获得用于读出模式的合适的起始条件。

存在多种方法来实现高阻抗输入模式(例如，当SSL单元不在主动读取而在收听由其它照明单元生成的信号时)。首先，SSL单元可以包括串联开关。其次，SSL单元中的缓冲电容器可以被充电到高于输入信号Vin的任何峰值的电压，因为然后桥式整流器将把输入与SSL单元中的任何负载隔离。高阻抗电压感测部件(例如电阻分压器)可以与出现在SSL单元的输入端子处的功率输入级并行布置。

当然，除控制在其输入端子处的输入功率外，SSL单元还应当传递能量到负载(例如LED模块)，以便根据所期望的调光水平产生输出光。功率的传递将导致SSL单元的连续光输出，以使得读出模式和功率接收模式的顺序和执行不干扰输出光的产生。开关模式电源电路或线性驱动器能够用于此目的，如对于本领域普通技术人员将是显而易见的。

此外，将输入电压Vin施加到SSL单元的输入端子应当被定时，以使得其在调光器的功率开关(例如TRIAC411)接通(闭合、击发)之前结束。这使SSL单元能够安全地终止传递电压的过程并且返回到“被动”模式，其在该模式中接收电压和电流。然而，SSL单元的参与主动提供电压的组件应当被评定或者被保护，以使得在电压施加期间的调光器开关不影响SSL单元的可靠性。

如上所述，SSL单元可以进一步包括储能(例如一个或多个电容器，典型地被称为缓冲电容器)，以在读出模式期间向SSL负载(例如LED)提供能量，并且此外，在功率接收模式期间(例如在过零附近)，输入电压和功率可能不足以将LED供电到所期望的光输出水平。在实施例中，读出模式可以在少于市电电压Vm的半周期内结束(如上所述)。在该情况下，SSL单元可以立即返回到功率接收模式，其减少所需的储能量，从而减小组件的尺寸和成本。

图12是根据代表性实施例的示出固态照明单元的简化电路图。

参考图12，SSL单元1200具有包括开关1201-开关1204、桥式整流器1260和功率变换器1270的输入级(例如，用于从调光器接收功率信号)。SSL单元1200还包括LED驱动器1210和具有代表性的LED1221-LED1224的LED模块1220。LED驱动器1210提供驱动电流到LED1221-LED1224。电容器1272在功率变换器1270的DC侧上。正常地，在没有开关1201-开关1205的情况下，电容器1272的电容器电压不能被主动地给到功率变换器1270的AC侧上的输入。当然，在充电期间，DC侧上的电容器电压将确定充电开始的输入电压水平。为此，电容器1272的电容器电压在SSL单元1210的输入端子1211和输入端子1212处是可见的，虽然这不足以用于所公开的操作模式。

为了充分的灵活性，SSL单元1200能够产生可在某一范围(例如大约-400V至大约+400V)上自由选择的输入电压Vin。在图12中描述的简单示例中，仅电容器1272的正电容器电压或负电容器电压可以被施加到SSL单元1200的输入端子1211和输入端子1212。除桥式整流器1260和电容器1272以及电流整形部件(例如电阻器或PFC电路)外，简单开关1201-开关1204还使得能够在输入端子1211和输入端子1212处呈现具有可选择的极性的电容器电压。电阻器1276和电阻器1277表示例如被布置在所描述的位置的保护部件。

包括具有例如朝着LED模块1220的不同解耦和保护部件和/或不同接入点的或多或少的开关的其它拓扑可以被提供，而不背离本教导的范围。

图13是根据代表性实施例的示出固态照明单元的简化电路图。

参考图13，固态照明单元1300具有包括开关1301-开关1304、桥式整流器1360、功率变换器1370和电流整形器1380的输入级(例如，用于从调光器接收功率信号)。电流整形器1380可以包括例如电阻器和/或PFC电路。SSL单元1300还包括LED驱动器1310和具有代表性的LED1321-LED1324的LED模块1320。LED驱动器1310提供驱动电流到LED1321-LED1324。电容器1372在功率变换器1370的DC侧上。电容器1372的电容器电压在SSL单元1300的输入端子1311和输入端子1312处是可见的。电阻器1376和电阻器1377表示例如被布置在所描述的位置的保护部件。SSL单元1300进一步包括开关1305，其被用来将在LED模块1320内可用的某一电压水平施加到输入端子1311和输入端子1312。

根据在此讨论的各种实施例的SSL单元可以被应用于改型应用，其中期望基于市电电压信号来控制光输出。例如，SSL单元可以用于LED灯泡代替传统的磁性镇流器的应用。

虽然在此已经描述和说明了若干发明实施例，但是本领域普通技术人员将容易预想用于执行功能以及/或者获得结果和/或在此描述的一个或多个优点的各种其它部件和/或结构，并且每个这样的变化和/或修改被视为在本文所述的发明实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易领会到，在此描述的所有参数、尺度、材料和配置意在示例性的，并且实际的参数、尺度、材料和/或配置将取决于具体应用或者本发明教导被用于的应用。仅使用常规实验，本领域技术人员将认识到或者能够确定对于在此描述的具体发明实施例的许多等同物。因此，将要理解的是，前述实施例仅通过示例来呈现，并且在所附权利要求及其对等物的范围内，发明实施例可以除了如特别描述和要求保护的那样之外来实践。本公开的发明实施例针对在此描述的每个单独的特征、系统、物品、材料、工具和/或方法。此外，两个或更多这样的特征、系统、物品、材料、工具和/或方法的任意组合(如果这样的特征、系统、物品、材料、工具和/或方法不是相互矛盾的)包括在本公开的发明范围内。

如在此被限定和使用的所有定义应当被理解为掌控字典定义、通过引用并入的文档中的定义和/或所定义的术语的普通意思。

如在此在说明书中以及在权利要求书中所使用的，除非明显地相反指示，不定冠词“a”和“an”应当被理解为意思是“至少一个”。

如在此在说明书中以及在权利要求书中所使用的，在参考一个或多个元件的列表中，短语“至少一个”应当被理解为意思是选自元件列表中的任何一个或多个元件中的至少一个元件，但不一定包括在元件列表内特别列出的每一和每个元件中的至少一个元件，并且不排除元件列表中的元件的任意组合。该定义还允许除了在短语“至少一个”指代的元件的列表内被特别标识的元件，元件可以可选地出现而与被特别标识的那些元件相关还是不相关。因此，作为非限制性示例，“A和B中的至少一个”(或者相当于“A或B中的至少一个”，或者相当于“A和/或B中的至少一个”)在一个实施例中可以指代至少一个(可选地包括多于一个)A而不存在B(并且可选地包括除B以外的元件)；在另一实施例中，指代至少一个(可选地包括多于一个)B而不存在A(并且可选地包括除A以外的元件)；在又另一实施例中，指代至少一个(可选地包括多于一个)A和至少一个(可选地包括多于一个)B(并且可选地包括其它元件)；等等。

还应当理解，除非明显地相反指示，在本文要求保护的包括多于一个步骤或动作的任何方法中，该方法的步骤或动作的顺序不一定限于所记载的该方法的步骤或动作的顺序。此外，以括弧形式出现在权利要求中的附图标记(如果有)仅仅是为了方便起见而被提供，并且不应当被理解为以任何方式限制权利要求。

在权利要求中以及在以上的说明书中，所有连接词(诸如“包括(comprising)”、“包括(including)”、“带有(carrying)”、“具有(having)”、“包含(containing)”、“包括(inVolVing)”、“持有(holding)”、“由......组成(composed of)”等)将要被理解为开放式的，即，意思是包括但不限于。仅连接词“由......组成(consisting of)”和连接词“基本上由......组成(consisting essentially of)”分别是封闭或半封闭的连接词，如在美国专利局专利审查程序手册第2111.03节中所提出的。

Claims (15)

1.一种基于调光器设置来确定来自包括SSL负载(220，320)的固态照明(SSL)单元(210，310)的光输出量的方法，所述方法包括：

通过分析从所述调光器接收且在所述SSL单元的输入端子(202，302)处的功率信号，在读出模式期间确定调光器(250)的所述调光器设置；

确定要从所述SSL单元输出且对应于所确定的调光器设置的期望的光水平；

确定在所述SSL单元的所述输入端子处用于所述SSL负载输出所述期望的输出光水平所需的功率；以及

至少部分基于所确定的调光器设置，在功率接收模式期间确定用于调节在所述SSL单元的所述输入端子处的功率的调节信号的值，以使所述SSL单元输出所述期望的光水平。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述功率信号包括舍相功率信号。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

响应于所述调节信号，生成用于驱动所述SSL单元的所述SSL负载的所述驱动电流。

4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：

接收指示所述SSL负载的实际设定点的反馈；

比较所述实际设定点与对应于所述期望的光水平的期望设定点；以及

响应于所述比较，调节设定点命令。

5.根据权利要求1所述的方法，其中在所述读出模式期间确定所述调光器设置包括：

监测所述输入电压信号，所述输入电压是市电电压和跨所述调光器的调光器电压的叠加；以及

基于所述输入电压信号中的所述调光器电压的部分，确定所述调光器的设置，所述设置确定所述调光器设置的相位角。

6.根据权利要求5所述的方法，其中确定所述调光器的所述设置包括：

使用已知的初始条件使所述调光器进入非导通状态；以及

基于所述输入电压信号和所述市电电压的估计中的至少一项，测量所述调光器电压的斜率。

7.根据权利要求5所述的方法，其中确定所述调光器的所述设置包括：

基于所述输入电压信号和所述市电电压的估计中的至少一项，测量直到击发所述调光器中的调光器开关的时间；以及

从所测量的时间得出所述调光器的所述设置。

8.根据权利要求5所述的方法，其中所述调光器的所述设置包括电位计设置。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节信号包括用于调节所述SSL单元的所述输入端子处的输入电压的电压信号、电流信号或者阻抗中的一项。

10.根据权利要求9所述的方法，其中调节所述SSL单元的所述输入端子处的所述输入电压包括：

调节由所述调光器输出的所述调光器电压。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述调光器包括舍相调光器，并且调节由所述调光器输出的所述调光器电压包括调节所述调光器中的击发角的定时。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述读出模式发生在AC市电电压的第一预定数目的半周期期间，并且所述功率接收模式发生在跟随所述第一预定数目的半周期之后的所述AC市电电压的第二预定数目的半周期期间。

13.一种被配置为连接到调光器电路中的调光器(250)的固态照明(SSL)单元(210，310)，所述SSL单元包括：

发光二极管(LED)模块(220，320)；

至少一个输入端子(202，302)，被配置为从所述调光器接收输入功率，所述输入功率对应于跨所述调光器的调光器电压；

处理电路(240，340)，被配置为通过分析所述输入功率而在读出模式期间确定所述调光器的调光器设置，所述调光器设置指示来自所述LED模块的期望的输出光水平；

信号生成模块(215，315)，被配置为至少部分基于所确定的调光器设置来生成调节信号；以及

功率接收模块(230，330)，被配置为使用所述调节信号在功率接收模式期间调节在所述至少一个输入端子处的所述输入功率，以使所述LED模块输出所述期望的光水平。

14.根据权利要求13所述的SSL单元，其中所述信号生成模块和所述功率接收模块并联连接在所述至少一个输入端子和至少一个输出端子之间。

15.根据权利要求13所述的SSL单元，其中所述信号生成模块和所述功率接收模块串联连接在所述至少一个输入端子和至少一个输出端子之间。