CN104869690A - 通过市电电压调光的双模式模拟和数字led - Google Patents

Abstract

揭露了一种用于灯组件的控制器。该控制器包括：市电感应单元，用于感应施加到灯组件的市电电压；波形评价单元，与该市电感应单元连接并用于根据市电电压波形产生光控制信号；解调单元，与市电感应单元连接并用于解调调制到市电电压的数字数据信号；仲裁单元，与解调单元连接并用于评价波形评价单元和解调单元的结果和用于确定操作模式；以及控制单元，与该仲裁单元连接并用于根据所确定的操作模式根据所确定的光控制信号或所解调的数据信号产生驱动灯组件的光源的驱动信号。

Description

通过市电电压调光的双模式模拟和数字LED

技术领域

本发明涉及通过市电电压控制发光组件。特别地，本发明涉及用于控制灯组件的照度的控制器。本发明的原理适用于例如固态发光(SSL)装置(LED，OLED或PLED组件)和其他任意灯组件，如紧凑型荧光灯(CFL)。

背景技术

灯组件的照度可使用标准的切相调光器进行控制，从而以导通角的形式向灯组件发出调光信息信号。切相调光器可工作于不同的模式如前沿调光器或后沿调光器。但是，有一些关于浪费很少能量的稳定调光和灯组件的照度控制的挑战。例如，一些切相调光器需要最小的负载并可能表现出虚假激励和闪烁，特别是在低调光水平的时候。此外，需要考虑到不同类型的调光器和灯组件的不同特性。明确区分不同的调光模式有时难以实现。进一步，还需要考虑关于不同调光曲线的不同特性(如非线性，瞬态时间等)。

由IEC 62756定义的数字负载端传输(DLT)发光控制规范和美国专利8,217,589 B2描述了通过控制装置(如调光开关)将小振幅调制(AM)基带信号叠加到市电电压，以控制所连接的灯的照度。指定一个协议来控制发光源如CFL、LED等的亮度/强度、颜色、色温等参数。用于输送灯控制数据的有效传输率是200位/秒，50赫兹和240位/秒，60赫兹。用于控制灯组件的操作的其他数字数据调制电力线通信技术也是可用的并在本发明的范围内。

这需要通过自动适配到一个或多个调光技术能够在正常切相调光条件下工作和工作于数字数据调制调光的灯组件。因此，需要适于用不同的调光技术操作的单个控制器。

发明内容

在广泛方面，本发明描述了在灯组件检测施加到市电电压的调光技术并切换到灯组件的相应的操作模式的系统和方法。

虽然大多数的进一步的解释涉及LED改造灯和LED调光的领域，但是本发明不限于SSL设备，可以应用于其他灯组件和灯的其他形式的控制特性。例如，当对光强度进行调光时，可以以类似的方式控制颜色和亮温。

本发明旨在通过检测市电电压的不同的模拟和数字调光信号并能够适当切换到灯组件控制器的相应的操作模式来克服上面指出的限制。下面，用于对灯组装进行调光的操作模式也被称为调光模式。换句话说，与此一道描述的发明涉及检测施加到用于灯组件的市电电压的调光技术和切换到相应的操作模式来控制灯组件的照度的系统和方法。

尤其是在广泛方面，本发明旨在将数字调制模式与模拟切相调光模式区分开来并切换到相应的操作模式，从而促成例如通用LED灯，该LED灯与DLT兼容并正确响应不同类型的切相调光器。

揭露了一种用于控制灯组件的控制器。特别地，该控制器用于检测应用到市电电压的调光技术并将灯组件切换到相应的调光或操作模式。为此目的，该控制器包括：市电感应单元，用于感应或接收施加到灯组件的市电电压；波形评价单元，与该市电感应单元连接并用于例如通过评价该市电电压的波形根据市电电压波形产生光控制信号；解调单元，与市电感应单元连接并用于解调调制到市电电压的数字数据信号。评价市电电压的波形和从市电波形解调数据可以例如通过两个分立单元同时操作来并行执行，或者可以用时间多路复用的方式顺序执行。在下文中，术语“导通角”用于表示切相调光器已经“切掉”电源半周期的一部分，该部分在半周期的前端(通过前沿切相调光器)或在半周期的后端(通过后沿切相调光器)。导通角能够例如定义成市电电压施加到灯组件的导通状态的持续时间和完整的市电周期的持续时间之间的比率。例如，0.6(或60％)的导通角意味着市电电压在60％的市电周期时间可用。其他定义可是可能的(例如根据切相信号的相关能含量)并在本发明的范围之内。在实施例中，波形评价单元可确定施加到市电电压的切相的导通角并产生各个光控制信号。

可以提供与该解调单元连接的仲裁单元。该仲裁单元可确定控制器的操作模式。仲裁单元还可以与波形评价单元连接并用于，例如根据该波形评价单元是否已经能够确定切相(如确定导通角小于1)和/或该解调单元是否已经能够成功从市电电压解码数字数据，评价波形评价单元和解调单元的结果以确定控制器的操作模式。

该波形评价单元和解调单元可各自输出光控制信号，在调光控制的情况下该光控制信号表示灯组件的产生的相对亮度。例如，该相对亮度值可在0-100％范围(或0-1的比例)，或在其他有用的范围如0-255(可以在一个字节中编码)。以类似方式，用于控制灯组装的其他参数可以通过波形评价单元和解调单元从市电电压解码并提交给仲裁单元。为了便于仲裁单元确定操作模式，波形评价单元和仲裁单元提供给仲裁单元的值可以是可比较的，以相同的数据格式和/或同样的比例表现。

此外或者可选地，波形评价单元和/或解调单元可输出信号表示他们是否已经成功确定切相或从市电电压解调数据信号。该仲裁单元可根据至少一个这些完成的信号来确定操作模式。

仲裁单元可将所确定的操作模式传递给控制单元，该控制单元与该仲裁单元连接并用于产生驱动灯组件的光源的驱动信号。该驱动信号可根据仲裁单元所确定的操作模式以及波形评价单元和解调单元的定量结果产生。该驱动信号可提供给电源转换器以驱动光源。因此，该光源根据该操作模式即根据施加到电源的调光技术进行驱动。这允许能够用于所有类型的调光技术的通用控制器以及因此通用发发光组件，该调光技术自动检测合适的操作模式。

该操作模式可以是但不限于“完整电源模式”、“前沿模式”、“后缘模式”或“DLT模式”。根据各个调光或操作模式的示例信号在关于图5a-5h的描述中概括。

该控制器可还包括与市电感应单元连接的负载控制单元(负载控制器)，和灯组件的负载单元。该负载控制单元可用于根据市电相位角如市电电压的当前值或状态控制该负载单元，以施加合适的负载给市电电源。负载单元，即负载元件，与灯组件的输入端连接并用于将可设置的电负载施加到市电电压。该负载单元可在控制器或电源转换器中实现。用于设置负载单元的控制规则可取决于所确定的操作模式(如由仲裁单元检测到的应用到市电的调光器类型)。这样，提供了控制器对每种类型的调光器的负载要求的无缝适配。此外，如同所定义的，给市电电压提供可设置的负载(至少暂时)确保了流过系统的电流，从而与灯组件串联的两线控制单元(调光器)可以拉出电源来驱动其自身的内部单元。

此外，该负载控制单元可包括状态机，该状态机例如根据操作模式控制可设置的负载。该状态机可作为软件，固件或硬件编码到控制器的处理器。特别地，该状态机定义与不同的负载参数相关的多个状态，如施加到电源的不同调光器技术。

负载控制器可根据所确定的操作模式控制该可设置的负载。进一步，该负载控制器可控制该可设置的负载，从而如果仲裁单元确定数字数据调制模式，在电压周期的数据期间没有输入电流从市电电压拉出或预定的小输入电流从市电电压拉出。因此，从市电电源拉出的电压引起的人工产物如电源转换器产生用于光源的供电电流不会扰乱数据传输。特别地，该控制单元可产生驱动信号以控制驱动光源的开关电源转换器。当仲裁单元确定数据调制调光模式，控制单元可产生驱动信号，从而在市电周期的初始调光器供应期间和/或数据传输期间，开关电源转换器大体上不转移能量。例如，用于驱动电源转换器的PWM信号可在初始调光器供应期间和/或数据传输期间关闭。换句话说，能量仅在市电周期的所定义的操作期间由电源转换器传递到光源，而电源转换器在其他时间关闭。例如，双级SEPIC/反激式转换器的一个或多个开关元件可在初始的调光器供应期间和/或数据传输期间不工作。

进一步，该负载控制器可包括事件检测单元，例如以第一市电电压电平比较器的形式检测电压跨越事件，以有利于和输入市电电压的同步以及识别市电周期的不同部分。该状态机可包括根据事件的检测进行触发的多个负载状态和状态过渡。负载状态可定义负载单元所施加的负载的设置，即负载元件的特性。因此，通过将市电电压(或从市电电压获取的电压)与所定义的阈值进行比较，可提供用于所应用的调光器技术的用于市电波形的各个部分的合适的负载条件。

负载控制单元可根据市电电压周期的预定的时间令负载单元给市电电压施加不同的负载。换句话说，负载控制单元能够确定事件如单独的超时事件和电压越过事件或两者的组合，从而根据不同类型的事件(如单独的电压/时间事件或两者的组合)和根据不同类型的调光器技术的特性能够实现负载单元的受控驱动。

在实施例中，当没有调光器技术被检测到时，初始假设DLT调光器存在以及负载单元的相应设置在系统的启动过程中即在上电过程中设置在这种情况下，状态机可用于像DLT规范中指定一样在市电周期的不同时间将不同的负载施加到市电电压。

更具体地说，该仲裁单元可根据切相调光器或数字数据调制是否例如通过DLT应用到市电电压来确定操作模式。

波形评价单元可包括第二电压电平比较器，以将在市电电压周期的预定时间的市电电压(或从市电电压获取的电压)与预定的电压阈值比较以根据比较结果确定光控制信号或导通角。

可选地或另外，该波形评价单元可包括能量测量单元，以确定市电电压半波的均方根(RMS)。波形评价单元之后能够例如通过使用具有导通角的映射能源表/有效值从所确定的能量测量确定光控制信号或导通角。

波形评价单元可包括切相调光检测单元，该切相调光检测单元用于检测切相调光器(如前沿或后沿切相调光器)是否应用到市电电压。这可通过沿市电电压预期的正常曲线跟踪该市电电压和观察市电电压中的显著差异，如在市电周期的初始部分缺乏市电电压(假设是前沿调光器)或在市电周期的后段缺乏市电电压(假设是后沿调光器)，来实现。

解调单元可包括数字接收器，以确定特别是通过电力线通信技术调制到市电电压的数据信号。可应用不同的解调技术以根据预期的电力线通信技术从市电电压解码数据信号。

该数字接收器可用于从市电电压解调基带信号。例如，该数字接收器可将振幅解调模式应用到市电周期的一部分，以从市电电压解码DLT数据。

波形评价单元检测到市电电压存在切相但没有数据信号能够被解调单元解调时，仲裁单元可确定切相调光模式。也就是说，当市电周期的初始部分的切相被确定时，以及因为DLT波形的相似性，当满足第二条件时，也就是当解调单元(或数字接收器)不能从市电波形解码时，可识别前沿切相调光器。进一步，当波形评价单元检测到前沿调光器存在和解调单元从市电波形成功解码数据信号时，仲裁单元可确定数据调制调光模式，如“DLT模式”。由于波形中的不同，后沿调光器可很容易与DLT信号区分开来。因此，由波形评价单元检测后沿调光器可用作于排除应用于市电系统的DLT调光器的标准。

因此当没有调光器应用到市电电压时，所定义的仲裁单元能够与DLT调光器，前沿切相调光器和后沿切相调光器一起工作。此外，调光模式的检测过程可以在系统的启动期间实施(如当检测到灯组件上电)或例如周期性地连续实施。在实施例中，在每N个电源半周期检测调光模式，N为较小的整数如2，5或10。

进一步，当还没有设置任何调光模式时，该负载控制单元可进一步控制负载单元即负载元件首先在市电半波的早期部分期间将小负载施加到市电电压。当迄今为止没有设置调光模式时，这样的默认设置提供合适的负载给前沿和DLT调光器并允许操作所有类型的调光器。如果没有调光器或后沿调光器，在市电半波的早期部分施加的小负载增加灯的功率消耗但是不会引起任何刺激或调光器的故障。通常，仲裁单元能够在几个市电周期内检测正确的调光器类型，从而可以非常快的应用正确的负载模式。一旦仲裁单元确定调光模式，用于所应用的调光技术的适当的负载模式可由负载单元进行施加。如果仲裁单位无法可靠确定调光模式，负载控制单元可在市电半波的早期部分施加小负载作为备选方案。

当波形评价单元确定没有切相或导通角时，仲裁单元可决定非调光模式。负载控制单元之后可控制负载单元，即负载元件，以当处于非调光模式时不施加负载到市电电压。

进一步揭露了一种灯组件，该灯组件包括上面所述的控制器；负载单元；开关电源转换器；以及光源。负载单元和开关电源转换器可具有公共晶体管元件，该晶体管元件可在线性模式下驱动以作为可设置的负载施加到市电电压，以及可在开/关模式下驱动以控制该开关电源转换器。例如，在两级电源转换器如SEPIC中，(例如通过PWM控制信号)将第一开关元件交替接通和断开，第一开关元件(如MOS晶体管)可用于驱动第一级。当工作于线性模式时，相同的开关元件也可以用作电源的负载单元，拉出预定量的负载电流。

一种用于控制灯组件的方法，包括：检测提供给灯组件的市电电压，评价市电电压的波形以及确定光控制信号，对市电电压应用解调程序以将调制到市电电压的数字数据信号进行解调，以及产生控制信号，以根据至少一个所确定的调光或操作模式，所确定的光控制信号和解调的数字数据信号驱动灯组件的光源。该方法还包括：(通过确定导通角)确定施加到市电电压的切相，以及评价所确定的切相和解调的数据信号以确定用于灯组件的调光或操作模式。实施例中，评价波形的步骤和解调数据信号的步骤可同时执行。

应当注意的是，控制灯组件的照度不是严格地理解成仅仅控制灯组件的亮度/强度。术语“控制灯组件的照度”实际上在整个说明书中用作于包括灯组件的所有控制参数，如灯组件的亮度，颜色或色温。特别地，控制参数如亮度，颜色或色温可通过特定的数据电报类型的方式传播给灯组件，例如上面提到的DLT规范描述，并由控制器进行解码以控制灯组件的特性。

应当注意的是，包括本发明列出的优选实施例的方法和系统应用可以单独使用或结合本发明揭露的其他方法和系统使用。进一步，本发明列出的方法和系统的所有方面可任意结合。特别地，多个权利要求中的多个特征可以以任意的方式结合。此外，如果没有明确表示，则发明的实施例可以自由相互结合。

在本发明中，术语“连接”或“被连接”是指元件相互之间电连通，不论是例如通过电线，线，导电引脚等直接连接，或是以其他方式连接。

附图说明

本发明结合附图以示例的方式在下面进行说明，其中

图1示出了示例的灯组件的方块图；

图2示出了灯组件的示例的驱动电路；

图3a示出了示例的照明系统如灯组件；

图3b示出了示例的照明系统如灯组件；

图4示出了系统的实施例子；

图5a-5h示出了根据调光或操作模式的示例的信号；

图6a展示了DLT信号的数据周期；

图6b示出了DLT数据包；

图7示出了控制灯组件照明的方法的示例流程图；

图8示出了确定灯组件的调光模式的方法的示例流程图；

图9示出了确定灯组件的调光模式的方法的另一示例流程图；

具体实施方式

在本发明中，灯泡“组件”如LED灯组件，包括替换传统白炽灯丝基础的灯泡，特别是连接到标准电力供应的灯泡所需要的元件。在英式英语(本文档中)，该电力供应是指市电(mains)，而在美式英语，该电力供应通常是指电源线。其他术语包括AC电源、线电源、家庭电源和电网电源。应当理解可很容易替换这些术语，和这些术语具有同样的意思。此外，光源在给定的时间点所发射的光的特定配置称为照明状态。如上面指出的，术语“控制灯组件的照度”在整个说明书中用作于包括灯组件的所有控制参数，如灯组件的亮度，颜色或色温。

通常，在欧洲，供电电压为50Hz的230-240V的交流电，而在北美为60Hz的110-120V的交流电。本发明设置的原理应用于任何合适的供电，包括提及的市电/电源线，DC电源和经整流的AC电源。

图1是灯泡组件的示意图。组件1包括灯泡壳体2和基座，该基座包括电/机械连接模块4。该基座可以是螺旋式或卡扣式，或其他适合连接到灯泡插座的连接件。标准基座的通常的例子是欧洲的E11，E14和E27螺旋式和北美的E12，E17和E26螺旋式。进一步，光源6(也称为发光体)设置在壳体2中。该光源的例子为CFL灯管或固态光源6，如发光二极管(LED)或有机发光二极管(OLED)(后者称为固态照明，SSL)。光源6可设置单个发光装置或多个LED以及SSL以外的任何类型的装置，如紧凑型荧光灯(CFL)。

驱动电路8设置在灯泡壳体2中，并用于将通过电连接模块接收的供电转换成光源6的受控的驱动电流。如果是固态光源6，该驱动电路8用于提供给光源6提供受控的直接驱动电流。

壳体2给光源和驱动元件提供了合适强度的外壳，并包括需要的光学元件以从组件提供所需的输出光。壳体2也可提供散热能力，因为光源的温度管理对光输出最大化和光源寿命十分重要。相应地，通常将壳体设计成能够将灯泡产生的热进行传导远离光源，并离开整个组件。

下面将在LED灯的上下文中描述方法和系统。但是，应当注意的是，这里描述的方法和系统同样适用于控制供给其他类型的照明技术如其他类型的SSL基础的灯泡(如OLED)的电源。以及SSL以外的任何类型的装置，如紧凑型荧光灯(CFL)。

图2示出了驱动电路20(与图1的驱动电路8相等和类似)的方块图，驱动电路20可用于基于市电提供的电源控制光源如LED24的照度。驱动电路20通过引脚31从市电电源接收输入电源。

图2的示例驱动电路20包括调光控制单元22，调光控制单元感测输入电源32并由此确定调光信息。根据所检测的调光信息，确定所想要得的调光水平并传给LED控制单元23，LED驱动单元23根据驱动电路的调光或操作模式通过控制信号34控制单级或多级LED电源21提供输出电源Pout35给LED24(称为图1中的光源6)，该电源驱动LED24以提供处于所需的调光水平的光。

图3a展示了用于控制光源115如LED模块的系统的实施例子的示意图。该系统包括与AC市电电源100连接的市电整流器101，解耦二极管104，EMI(电磁干扰)滤波器105，能量存储单元106，电源转换器107和控制器。包括在控制器的多个单元将在下面列出。应当注意的是其他方块设置适于本发明的原理。例如，该解耦二极管104和EMI滤波器可以是电源转换器的一部分(如图4所示)。

控制器包括市电感应单元102，用于检测施加到灯组件(或可以从电源获取的另一个量)的市电电压Vin(t)。市电感应单元102可以在整流器101之前或之后(如图3所示)连接。在某些应用情况，只有市电电压的正电压部分被感应。通常，市电感应单元102包括分压器，该分压器与A/D转换结合。分压器可以在控制器芯片中部分或完全实现。对所采样的数据进行采样和数字过滤之前，电压感应单元102也可包括模拟滤波器元件。

提供负载元件103并且将该负载元件与电源并联。负载元件103作为可编程负载并作为市电电压的角度函数和检测的调光或操作模式的函数改变用于市电的电负载。负载元件103可包括恒流源或转换电阻。它可以基于MOSFET以及双结型晶体管(BJT)。例如，该负载元件包括MOSFET(如见图4中的MOSFETT1，标号为211)，该MOSFET可在电源转换器107中实现。

解耦二极管104可设置在整流器101和EMI滤波器105之间，以允许加载市电而不会将能量存储单元106放电。不是在所有的实施例中都需要解耦二极管。提供EMI滤波器105以消除HF噪声并让它与市电电压隔离。

在市电电压低于存储元件的电压期间，能量存储单元106提供电源给电源转换器107，该存储元件通常是电容。根据存储元件可以接受的波纹量，电容的尺寸可以变化。

电源转换器107将从能量存储单元106(或输入电压100)接收的电源转换成用于光模块115的稳压电源。通常对提供的光电流进行控制，这意味着电源转换器107将输入电源转换成用于光模块115的受控的恒定电流。电源转换器107可以是任何开关电源拓扑结构或线性稳压器。它可包括或不包括安全隔离。在许多情况下，电源转换器实施为反激式(例如，如图4所示的电源转换器225的相应的元件)。

事件检测单元108(如电压电平比较单元)，形状评价单元109以及数字接收器110均与市电感应单元102连接，以接收关于输入电压如与市电电压成正比的模拟或数字值的信息。

事件检测单元108分析市电电压并控制负载元件103，以使市电电源的并联负载为瞬时市电电压的函数。事件检测单元108可与一个或多个电压比较电平一起工作，以触发多个负载条件。事件检测单元108可实施为数字或模拟系统。在很多情况下，v事件检测单元108使用代表Vin(t)的由市电感应单元102产生的数字数据流来产生复杂的和可设置的负载方案。

波形评价单元109(与图4的相角测量单元298相关)执行输入市电波形的定量评价(如电压Vin(t)/时间区域)，以例如通过确定应用到市电电压的切相调光器的导通角和提供相应的光控制信号来确定光控制信号。波形评价单元109可以实施为模拟的或数字的。在很多情况下，波形评价单元109工作于数字输入值以允许复杂计算方法的执行。在简单的情况下，形状评价单元109提取市电周期中电压活动的时间的量。这是所谓的“导通角”，在“导通角”期间切相调光器开启市电电压。

根据所确定的导通角设置光控制信号。例如，如果确定30％的市电周期被切相调光器切掉，该光控制信号可指示70％的光强度应当由灯组件产生。例如根据包含于市电周期的相对的能量，没有明确确定导通角，光控制信号也可由其他方式确定，以及相切和光强度之间的关系可以是非线性的。

形状评价单元可包括一个或多个市电电压电平比较器，以在市电电压周期的预定时间将市电电压(或从市电电压获取的电压)与预定的电压阈值比较以确定导通角。在不同的例子中，模块可以评价市电电压的均方根值。作为特殊的情况，形状评价单元109检测没有切相角存在从而整个市电周期都是活跃的的情况。在这种情况下，假设没有切相调光器应用于市电电压。

提供数字接收器110(与图4的DLT接收器相关)并且该数字接收器监测用于调制的数字数据的输入市电电压信息。在检测到调制的数据的情况下，它也接收和解码数据。数据可以是基带通信的形式，也可以通过HF载波调制。各种调制方案是可行的，包括上面提到的DLT技术。可以使用任何被认为是“电力线通信”的通信通道。

可以提供负载状态机111，该负载状态机可以是时间和事件驱动的状态机和控制负载元件103，负载元件103作为电流调光或操作模式，输入电压和市电周期的时间的函数。在许多情况下，负载状态机111工作于事件如超时事件或电压越过事件。调光或操作模式的变化也认为是一个事件。在简单的情况下，负载状态机111只能由一个状态组成。负载元件103可以是市电电压的函数。

与形状评价单元109和数字接收器110连接的仲裁单元112接收形状评价单元109的定量输出和数字接收器110的解码信息并确定系统的操作模式。可选地或另外，仲裁单元112可接收来自形状评价单元109和/或数字接收器110(如图3所示)的信号，该信号表示该形状评价单元109和/或数字接收器110是否已经分别成功检测数字信号的切相或解调数字信号。这样的完成信号可由仲裁单元112进行处理以决定操作模式。可选地，该仲裁单元仅与数字接收器110连接并接收数字接收器110的解码的信息，以确定系统的操作模式。操作模式理解为作为系统给出的和从控制单元(如调光器)接收的量的函数控制灯组件如LED模块115照明的特定方式。LED模块115系统给出的和从控制单元(如调光器)接收的量的函数。例如，操作模式是对应于应用到市电电源的调光技术的调光模式。示例的调光模式是切相调光模式如前沿或后沿切相调光模式。其他的操作模式与应用到市电电源的电力线通信技术例如数字负载端传输(DLT)有关。因为这些技术允许与光强度如颜色和色温无关的额外参数的传输，可以设置照明系统的各种其他操作模式。当被应用到发光的调光时，当检测到电力线通信技术的应用时，数据调制调光模式可以被识别。

因此，通过仲裁单元，系统能够从输入电压确定发光系统操作模式并切换到控制光源的相应模式。操作模式可与应用到市电电源的调光控制的类型有关，或可表示用于发光系统的其他控制参数如颜色、色温等等。调光模式的例子是切相调光模式如“前沿模式”和“后沿模式”，将结合图5a-5d进行描述。“全市电模式”可表示没有切相应用到市电电压。“DLT”模式可表示应用了数字负载端调制。其他的操作或调光模式也在本说明书的范围之内。

可以通过仲裁单元112给负载状态机111提供关于所确定的操作或调光模式的信息，以根据操作或调光模式操作特定的状态。例如，如果选择前沿调光器或后沿调光器，可提供一组状态设置负载元件103，以给不同时间的市电电源提供合适的负载。可提供另一组状态用于设置负载元件103，以提供DLT或其他电力线通信所需的市电电源负载。根据所确定的操作或调光模式，负载状态机111可选择适当的状态或状态组并根据所选择的状态或所选择的状态组进行操作。例如，根据给定的时间安排或电压越过事件，负载状态机可越过用于所确定的操作模式的选择的状态，以使用市电周期的各个阶段的不同状态。

应当注意的是，虽然没有示出，但是可提供来自负载状态机111(如当前状态或市电周期的相位)的信息给仲裁单元112，以协助决定调光或操作模式。通过了解当前测量取自市电周期的哪个地方，仲裁单元112可以作出改进的操作模式的决定。

调光通道多路复用器113从仲裁单元112接收模式控制信号并分别选择形状评价单元109或数字接收器110的输出以转发到控制单元117。换句话说，调光通道多路复用器113由仲裁单元112控制，以传递来自形状评价单元109(用于相切调光方案)或数字接收器110(用于DLT方案)的信息。例如，从所检测的导通角获取的或从所接收的数字数据(如通过DLT)解码的调光率或百分比被调光通道多路复用器113选择并转发到控制单元117以控制发光模块115产生的照度。

之后控制单元117根据所接收的调光信息产生驱动信号114。例如，控制单元117可实施为PWM控制器(与图4的PWM&ILED控制单元236类似)，该PWM控制器将驱动信号114提供给电源转换器107以控制照度输出。驱动信号114可一阶与施加到发光(LED或SSL)模块115的电流/功率成正比，以及因此设置发光系统的照度输出。

可使用不同方法对所接收的调光数据或由形状评价单元进行评价的数据进行调节，以与等价SSL电流匹配。一种方法是使用所存储的内存数据的查表法，以将所接收的调光率或百分比转换成相应的SSL电流。也可以使用存储的特征曲线。在两种情况中，将接收的调光率或百分比转换成相应的SSL电流可以是非线性的。类似的技术可以应用于其它光源如CFL。

图3b示意性地展示了用于控制光源如LED模块的系统的另一个例子。AC市电电压提供给调光单元50，调光单元对市电周期应用模拟切相，或对市电电压应用数字数据调制。市电电压之后由导线分配并施加到灯组件。

如灯组件所见的灯电压输入提供给开关电源107，开关电源与能量存储单元106连接。电源转换器107将从输入电压接收的电源转换成用于光模块115的稳压的电源。在实施例中，对提供给发光模块115的发光电流进行控制，从而电源转换器107将输入电源转换成用于发光模块115的稳压电流。电源转换器107可以是任何开关电源拓扑结构。LED模块115与能量存储单元106连接。因此，在电源转换器107不提供输出电源的期间，LED模块115由能量存储单元106所提供的电源进行驱动。灯电压输入进一步输入到数字解码单元110以解调来自灯电压的数字信号，和输入到模拟评价单元109以对灯电压波形的形状进行评价。

例如通过确定施加到市电电压的切相调光器的导通角，波形评价单元109对灯电压波形进行评价以确定光控制信号。例如，波形评价单元109提取灯电压在市电周期中的活动(显著不同于零电压)时间的量(或百分比)。这是所谓的“导通角”，在“导通角”期间切相调光器打开市电电压。

数字解码单元110监控用于调制的数字数据的输入市电电压信息。在(如根据上述的DLT)检测到调制数据的情况下，它也接收和解码数据。

仲裁单元至少根据数字解码单元110是否成功解调来自灯电压的数字信号来确定灯组件的操作模式。例如，如果数字数据信号可以被解码，设置数字数据调制模式，否则根据模拟波形评价单元109实施的市电波形评价的结果，确定切相调光模式。仲裁单元112可包括多路复用器，该多路复用器接收模式控制信号并分别选择评价单元109或数字解码单元的输出以转发到控制单元117。

仲裁单元112可与评价单元109和数字解码单位110连接，以接收评价单元109的定量输出和数字解码单位110的解码信息以及确定系统的操作模式。操作模式可作为系统给出的量和从调光器单元50接收的量函数例如通过LED模块115控制灯组件的照明。例如，操作模式是对应于应用到市电电源的调光技术的调光模式。示例的调光模式是切相调光模式如前沿或后沿切相调光模式或数字负载端转换(DLT)调光模式。

根据所确定的操作模式和所检测导通角(用于切相调光器)或解码的数字数据(用于数字数据调制模式)，控制单元117产生一个或多个用于电源转换器107的驱动信号，如用于一个或多个切换电源转换器107的晶体管的PWM信号。因此，控制单元117根据所接收的调光信息产生驱动信号。例如，控制单元117可实施为PWM控制器，该PWM控制器将驱动信号提供给电源转换器107以控制照明输出。驱动信号可一阶大约与施加到发光(LED或SSL)模块115的电流/功率成正比，以及因此对发光系统的照明输出进行设置。

根据所确定的操作模式以及将在下面进行详细的解释的市电周期的相角，负载单元给灯电压提供可设置的负载。可提供状态机以控制施加的负载。状态机可在事件如超时事件或电压越过事件下工作。调光或操作模式的变化也可认为是用于状态机的事件。

图4示出了系统的示例的电路图，系统包括AC市电电源206，与EMI滤波元件216结合的整流器，双级电源转换器225，以及用于控制光源208的操作的控制器207。包含于控制器的模块通过数据总线286相互连接。如图3指出的，其他方块设置适于本发明的原理。

控制器207通过输入端口Vin 287接收分压器两端测量的信号，但是分压器的部件可在控制器207里面。Vin信号使用ADC技术(例如SAR-逐次逼近寄存器或等同的ADC)数字化在电压传感单元204里面。线性滤波可能应用于取样的数据(通常是低通滤波器)。然后使用不同的评价标准，与解码用于灯组件的控制(调光)信息并行进行评价抽样数据。例如，如果使用微控制器，并行的评价可以以时分复用的方式通过单个单元实施。在优选的实施例中，并行的评价用在内存中的数据作为固定逻辑实施，以设置评价算法。在图4的实施例中，提供相角测量单元298和DLT接收器296以评价采样的(可能滤波)Vin数据。

第一评价标准与测量的输入信号的电压/时间区域的计算有关。在一个例子中，这可以是使用固定比较阈值的导通角的简单持续时间。在另一个例子中，它可以是输入波形功率的RMS(均方根)测量。

第二评价标准与数据的接收有关，该数据调制在输入市电电压。在一个例子中，这是上述DLT规范IEC62756的基带数据，该DLT规范IEC62756作为参考文献整体引述。

两个评价标准的输出由仲裁单元如图3所示的仲裁单元112使用，以产生用于操作模式的模式控制信号，该操作模式表示内部调光控制信号将怎样产生。这将结合图5a-5d更详细地描述。为了由仲裁单位112(图4没有明确示出)确定调光或操作模式，控制器207改变其操作模式，从而适应所检测的调光器(如切相或DLT)的需求和特性。

例如，如果市电输入信号在整个市电期间打开，仲裁单位的输出表示没有调光模式和电源转换器的驱动信号设置成把光输出水平固定为100％。如果检测到调光器的存在(即确定导通角)，但没有DLT数据可以解码，特别是根据导通角，仲裁单元的输出被设置为切相调光模式，以及光输出水平是市电电压的函数。如果检测到调光器的存在(特别是前沿切相调光器)和接收到DLT数据，仲裁单位选择DLT调光模式，以及光输出电平根据接收到的DLT调光水平数据进行设置。

评价标准的输出由上面描述的仲裁单位(图4没有明确示出)使用，以生成用于控制器工作所处的调光模式的模式控制信号。根据调光模式，以及所选择的由相角测量器298确定的一个导通角和DLT接收器296接收的一个调光数据，根据控制器工作于哪个调光模式，调光器管理单元299生成一个或多个电源转换器驱动信号。根据切相调光器和数字负载端数据传输所要求的规范，调光模式进一步用于控制市电电源的可设置的负载。在实施例中，仲裁单元可以在调光器管理单元299或控制器的处理器中实现。

电源转换器225将从市电电源如AC市电206的输入电压波形获得的电源转换成发光模块208的驱动信号。电源转换器225的操作由控制器207进行控制。在该方面控制器207具有多个输出引脚，如图4中的219，239和226，以给电源转换器开关如MOSFET 210和211提供驱动信号。驱动信号可以是由各个控制模块如PWM和线性驱动模块234和PWM&ILED控制模块236生成的脉冲宽度调制(PWM)驱动信号。此外，在启动期间控制器207可以使用引脚219作为输入以使用启动电阻进行感应。在该实施例中，提供了双级SEPIC/反激式转换器，其中第一转换器(SEPIC转换器)包括组件211，218，293和294，以及其中第二转换器(反激式转换器)包括组件212，213，214，214，215。在说明的例子中，第二转换器级提供了SELV(分离或安全特低电压)要求。此外，第一个转换器级的输出(Vbus)通过引脚223和Vbus感应模块235进行感应，从而允许第一转换器级的稳压。以类似的方式，第二个转换器级的输出可以使用输入引脚224感应以及可以被PWM&ILED控制模块236使用以生成适当的驱动晶体管T2 210的PWM信号，从而提供所需的LED电流ILED给发光模块208。在第一和第二电源转换器级之间提供电感297。

在图4的实施例中，晶体管T1 211有双重用途：晶体管T1 211通过PWM和线性驱动模块234作为第一电源转换器级的开关。此外，晶体管T1 211工作于线性模式和作为用于市电电源的可控负载(即类似于图3的负载103)被驱动。在最后的模式中，晶体管M1作为电流控制元件工作，该电流控制元件确定由可控负载下拉的电流。当作为开/关开关工作时，晶体管M1确定晶体管T1 211的栅源电压，从而切换T1的开关。通常，在市电周期中电源转换器不传送电源的期间，例如发光模块由能量存储元件驱动时，T1作为可控负载工作。在这些期间，可以“关掉”该开关电源转换器(即打断PWM驱动信号)并使用晶体管T1用于不同的目的，即作为受控的电流槽，从而给施加到市电电源的调光器提供受控负载条件。

一般来说，电源转换器225可以是单级电源或多级电源。使用多级电源转换器可有利于稳定从市电电源获取的第一级的(整流的)电压，从而提供一个稳定的中间电压Vbus，例如在第一级和下一级之间的大电容231的中间电压。中间电压可在100-200V的范围。中间电压Vbus由Vbus控制模块(图中未显示)和PWM和线性驱动模块234控制，PWM和线性驱动模块生成用于内部晶体管M1的驱动电压。随后，发光模块208的市电电压的转换可以使用第二(也许更多)电源转换器级对稳定的中间电压进行转换来实现。

此外，可在第一和第二电源转换器级之间提供缓冲电路291，以抑制“突停”现象如电压瞬变，电压瞬变可能是其他电路的电磁干扰(EMI)源，缓冲电路包括元件288，289和290。

进一步应当注意的是，每个灯组件可以包括几个并联的转换器和发光模块。因此照明参数(照明状态、亮度、颜色、色温等)可以包括对每个并联的电源和LED模块都是有效的子参数的向量。设置系统的所有参数可存储在OTP(一次性可编程)内存(没有示出)。

控制器207根据多个参数例如，照明状态，亮度，颜色或色温，取决于多个调光或操作模式中的确定的调光或操作模式，使用电源转换器225控制光模块208。上述参数的控制可在系统状态机如所示的调光管理单元299中实现。控制器201进一步包括系统时钟，该系统时钟产生用于操作控制器单元的时钟信号。此外，上电复位(POR)和内部电源单元228可被整合以提供内部电源和根据例如接通电源事件将逻辑设置成定义的状态。POR和内部电源单元228可包括感应由输入引脚Vin287施加的输入电压Vin的装置。此外，可以提供DIM曲线和LED电流选点单元295以翻译接收的调光信息以驱动发光模块的参数，如LED电流值。

此外，控制器207与储能元件209连接，在市电电源206不供电时储能元件209给控制器207供电。在电源转换器225工作期间，控制器207的内部工作电压Vcc由反激式转换器的线圈215提供，线圈(通过二极管和电阻)与输入引脚240和模块过零Vcc&VLed控制238连接。在电源转换器225工作期间，内部工作电压(通过开关)与能量存储元件209连接。在启动过程中当电源转换器225还没有工作时，工作电压通过整流器中的电阻与EMI滤波元件216组合从市电输入电压206产生并通过输入引脚Vin287提供。因为模块过零Vcc&VLed控制238通过输入引脚240接收反激式转换器的反馈，其能够进一步用于控制转换器输出电压VLED和用于确定反激式转换器中的过零，该信息可用于控制晶体管T2 210的开关时间。

根据示例的调光或操作模式以及用于半周期市电波形的负载元件的相应值，典型的波形信号在下面结合图5a-5d描述。

图5a示出了没有应用调光器时的示例市电波形信号。市电电压在整个周期都存在(仅示出半周期波形)。图3中的形状评价单元109或图4中的相角测量单元298检测不到切相和导通角。同样DLT接收器110，296不能从波形中解码调制数据。仲裁单元因此确定非调光或“全市电模式”。控制器产生用于电源转换器的驱动信号以将灯组件的照度设置成100％。这种情况不需要用于市电电源的负载。当不存在调光器时，由灯组件拉出的电流过程如图5h所示。可以看到，当不存在调光器时，电压和电流同相位。

图5b显示了当前沿切相相调光器应用到灯组件的市电电源时的示例市电波形信号。半周期波形的初始部分被调光器切掉以及市电电压在此期间很小(大体为零)。在给定的导通角，前沿切相调光器让市电电压通过，市电常规的电压曲线上具有急剧增加的电压。市电电压用其常规过程完成半周期和在下一个半周期出现类似的特性。

当例如通过使用可编程的电压比较器通过在常规的时间间隔施加电压阈值，图3的形状评价单元109或图4的相角测量单元298测量电压什么时候上升到其常规曲线。根据检测到的电压上升的时间，可以确定用于半周期的在0-180度之间的导通角。另外或此外，可以实行用于半周期电源的电源RMS测量以及根据测量的RMS值(例如通过将测量的RMS值储存与用于不同的导通角的RMS值的表比较)确定导通角。这种情况不能通过DLT接收器110，296从波形如波形的最后部分解码调制数据。仲裁单元因此确定(前沿)切相调光模式或“前沿模式”。根据确定的导通角控制器产生用于电源转换器的驱动信号以设置灯组件的照度。需要用于市电半周期的初始部分的电阻以防止调光故障和光闪烁。

当存在前沿调光器时，由灯组件拉出的电流过程如图5e所示。在初始切相周期没有灯电流被拉出，即电源转换器不从市电电压拉出/转换电源。但是，为了允许调光器工作，必须例如通过激活将定义的负载施加到市电电源的负载元件，灯组件拉出定义的电流。

以类似的方式，图5c显示了当后沿切相调光器应用到市电电源时的示例市电波形信号。半周期波形的最后部分被调光器切掉，以及在该期间市电电压从其常规曲线快速下降到非常小的值(大体为零)。在定的导通角，后沿切相调光器切掉市电电压。之后市电电压用其常规过程完成下一个半周期和在下一个半周期出现类似的特性。

当存在前沿调光器时，由灯组件拉出的电流过程如图5f所示。在最后的切相周期没有灯电流被拉出，即电源转换器不从市电电压拉出/转换电源。但是，为了允许调光器工作，必须例如通过激活将定义的负载施加到市电电源的负载元件，灯组件拉出定义的电流。

当例如通过使用可编程的电压比较器通过在常规的时间间隔施加电压阈值，图3的形状评价单元109或图4的相角测量单元298测量电压什么时候上升到其常规曲线。根据检测到的电压上升的时间，可以确定用于半周期的在0-180度之间的导通角。另外或此外，可以实行用于半周期电源的电源RMS测量以及根据测量的RMS值确定导通角。如果应用RMS测量，在半周期的给定时间点进行电压测量以区分前沿和后沿调光器。这种情况不能通过DLT接收器110，296从波形如波形的最后部分解码调制数据。仲裁单元因此确定(后沿)切相调光模式或“后沿模式”。控制器产生用于电源转换器的驱动信号以根据确定的导通角设置灯组件的照度。需要用于市电半周期的最后部分的电阻以防止调光故障和光闪烁。

图5d显示了当根据IEC 62756的数字负载端数据传输(DLT)控制装置(调光器)施加到市电电源时的示例的市电波形信号。半周期波形(提供期间)的固定初始部分被控制装置切掉并用于给控制装置自身提供电源。特定负载曲线应当在提供期间由灯组件应用。提供周期定义成从市电电压过零到市电电压超过定义的电压阈值Vsw(如120V，230V市电系统)。从给定的时间点，市电电压跟随其常规正弦曲线给负载(即灯组件)供电。从市电电压下降到小于电压阈值Vsw的市电(半)周期的第二时间点开始，灯组件施加小负载到市电电源。此后不久，数据由市电控制装置在数据窗口调制到电源曲线(数据期间)。例如通过市电电压比较器的方式可以识别DLT波形的各个阶段。

当存在DLT调光器时，由灯组件拉出的电流过程如图5g所示。在初始调光器提供期间和最后数据传输期间，没有灯电流被拉出，即电源转换器不从市电电压拉出/转换电源。但是，为了允许调光器工作，必须例如通过激活将定义的负载施加到市电电源的负载元件，灯组件拉出定义的电流。在数据传输期间，负载元件也被激活以给数据传输提供稳定、定义的条件。

当例如通过使用可编程的电压比较器通过在常规的时间间隔施加阈值电压时，图3的形状评价单元109或图4的相角测量单元298将从DLT波形进行导通角的测量。假设DLT波形与前沿调光器的波形相似，可以确定DLT波形的导通角。因为DLT供应周期的持续时间在IEC 62756规范中是固定的，在这种情况下确定的导通角是已知的。如果对应于DLT波形的已知的导通角施加到仲裁单元，仲裁单元可以将导通角标记成不可靠的信息。此外，如果该DLT接收器可从市电波形的数据窗口解码调制的数据，仲裁单元可可靠地确定用于被评价的市电波形的数字数据调制模式或“DLT模式”。之后，根据确定的导通角控制器产生用于电源转换器的驱动信号以设置灯组件的照度。设置根据DLT规范的市电半周期的负载以符合要求。

如果检测到切相调光器的存在但是没有DLT数据可以解码，设置仲裁单元的输出，以使灯组件的照度是市电电压的函数(如5b-5c)。如果检测到调光器的存在和接收到DLT数据时，灯组件的照度将根据接收到的DLT数据进行设置(图5d)。

如上面描述的，如果前沿切相调光模式或数字负载端传输(DLT)模式已经由仲裁单元设置，负载控制器控制负载元件，如3中的负载元件103，在市电半波的初始部分施加小负载到市电电压(见图5b和5d)。

此外，当控制器开始评价市电波形时或当前沿调光模式和DLT调光模式之间没有区分的可能时，前缘或DLT调光模式可设置成默认。在这种默认模式，在市电电压的半周期的初始部分可施加市电电源的负载以符合DLT要求。

图6a展示了DLT信号的数据周期期间的示例调制。在数据期间，对市电波形进行振幅调制。在市电电压周期过零之前，数据在800μs和1200μs之间传输。在定义的数据窗口中，DLT信号具有固定的6位的数据包大小，第一位总是一个“1”，最后一位总是“0”。第一位和最后一位之间的剩下的四位使用代表两个二进制数字的曼彻斯特编码对信息进行编码。对于230V的市电系统，振幅调制大约是15V，具有42.5到57.5μs的位宽。进一步的细节在上述整合参考的DLT规范中设置。

图6b示出了DLT数据包。8个DLT数据打包组成DLT电报。DLT电报不断重复。规范允许不同的电报类型，如亮度电报、颜色电报、色温电报、组分配电报等。根据电报类型，传输一定数量的字节来控制灯。1-255的线性范围用于亮度控制。调整线性值(对应于0-100％亮度的1-255)以操作用于灯的参数(如LED电流)可通过存储在灯控制器的特性曲线来实行。可以使用24位以传输(x，y)用于颜色控制和8位可用于传输色温。

图7示出了根据本发明的控制灯组件的方法的流程图；

步骤S701，从市电电源检测到施加到灯组件的市电电压。市电电压可缩放或分压，AD转换，采样和/或滤波以及产生从市电电压获取的相应的信号。在下面，该获取的信号可以用于进一步的处理。

在步骤S702，对市电电压的波形进行评价。波形评价可以通过在市电周期期间在给定的可能的周期性的时间点测量市电电压(或获取信号的电压)和确定越过预定的阈值的电压来实行。另外，可确定半周期的波形功率或能量。

步骤S703，如果波形包括由相位调光器影响的前缘或后沿切相，市电电压的可能的切相的导通角根据市电电压的评价的波形来确定。

步骤S704，如果可能，对调制在市电电压的数据信号进行解调。换句话说，数字接收器根据给定的调制和编码模式尝试解码数据信号。如果成功，接收器输出解码的数据信号，否则接收器可输出错误的指示，指示没有数据可以被解码。例如在DLT的情况下，可从亮度电报提取亮度信息。亮度信息(1-255)可与从波形的形状提取的调光信息一起被转换成调光信号格式，例如，转换成从0％(0.0)到100％(1.0)的调光率。请注意，步骤S703和S704可以按顺序或并行执行。

步骤S705，对确定的导通角和解调的数据信号进行评价。例如，如果确定的前沿切相调光器的导通角也对应于DLT波形存在的电源相位的切相，导通角可标记为不可靠。如果没有应用切相，导通角可能会转化为相应的线性亮度如50％(0.5)，(0.8)，80％或100％(1.0)。可测试解调的数据信号以确认预期值以符合DLT规范和/或符合灯组件的现状。

步骤S706，调光模式根据确定的导通角的和解调的数据信号的评价来确定。根据导通角和数据信号评价的结果，决定是否应用调光器到市电电源，和实际上应用何种类型的调光器。结果，非调光模式，相切调光模式，或数字数据调制(DLT)调光模式被选中。在前沿或后沿调光之间进一步区分切相调光模式。

步骤S707，基于所确定的调光模式产生驱动灯组件的光源的驱动信号。驱动信号可进一步取决于所确定的导通角(用于切相调光器)或解码的数据信号(用于数字数据调制调光器)。特别是，驱动信号可能取决于收到的DLT亮度电报中的数据。可选地，收到的线性亮度数据通过特性曲线或表格查找转换成相应的SSL设备驱动电流和一个或多个各个驱动信号被输出到电源转换器。此外，负载状态机可以根据所选择的模式进行选择。可能以如用于所选择的调光技术的各个状态序列所指示的时间变化的方式，可根据选择的负载状态机和施加到市电电源的适当的负载对可编程负载进行设置。

图8示出了确定控制器的操作模式的方法的示例流程图；该方法以步骤S801开始。例如在灯组件的上电过程中，例如当事件检测单元检测到市电电源的上电事件时调用步骤S801。

步骤S802，控制器被初始化和根据假定的信号条件加载初始(默认)设置。例如，初始假设DLT调光器应用到市电电压。在这种情况下，提供一组相应的状态给负载状态机和对负载单元进行相应的配置。然后根据DLT规范，在市电周期的初始阶段施加小负载以符合假定的DLT要求。在这种情况下，以假设市电电源使用的DLT调光器来启动系统。这样做的优势在于首先能够满足DLT需求(假设在两个波形周期的稳定系统)和能够立即应用DLT兼容负载配置。如果事实证明没有这样的DLT存在，负载设置可以在几个周期后切换。对于切相应用调光或甚至没有应用调光器的应用场景。但是，本发明不限于该默认值和可以使用另一个默认设置，例如，假设没有调光器或假设后沿切相调光器。

之后控制器应用所选择的设置以及相应地操作灯组件(S803)。与此同时，控制器验证应用的设置是否正确，即，匹配市电电源的实际情况。例如，波形评价单元评价市电电压的波形，并尝试检测是否已经应用切相，以及如果是肯定的，确定导通角。同时，解调单元尝试从市电电压解码数字数据。仲裁单元根据这些信号检查的成功做出决定。详细的评价步骤可以参照图9。

步骤S804，确定假定的信号条件是否匹配实际的信号条件，即用于检测的市电信号的设置操作模式是否是正确的。如果控制器中的操作模式设置(如应用到市电电压的假定的调光器)与波形评价和/或数字数据解码的测量结果匹配，确定该假设以及该方法转到步骤S806：控制器继续根据应用的设置进行操作。

如果确定关于应用的调光器的假设是不正确的，该方法转到步骤S805：选择和应用用于控制器的另一个操作模式的下一个设置。之后方法继续执行步骤S803。可对操作模式测试的顺序和相应的应用设置进行预定义以及存储在控制器内存中的表中。优选的调光模式的顺序是“DLT模式”、“前沿模式”，“后缘模式”和“全市电模式”。

图9展示了根据市电输入电压确定灯组件的调光模式的可能的确定流程。

步骤S901，设置灯组件负载元件的默认设置。默认设置可符合DLT要求并包括在市电周期的初始部分的小负载，从而应用到市电电源的调光控制单元可以正常工作。

步骤S902，例如通过确定周期中市电电压的后面部分被切掉，确定切相调光器是否被应用到市电电源。

确定已经应用后缘切相调光器，在步骤S903设置用于市电电源的相应负载模式。这允许后缘调光器正确操作而调光器不会不点火和光没有任何闪烁。

步骤S904，确定市电周期的前沿是否已经被切掉。如果没有前沿被切掉(以及如步骤S902所确定的没有后沿被切掉)，确定没有应用调光器以及市电电源需要没有负载。

另一方面，如果市电半周期的前沿已经被切掉，已经应用前沿切相调光器和DLT调光器仍然是可能的。因此，为了进一步区分，在步骤S905测试数据解调是否成功和根据电力线通信技术的数字数据是否可以解码。若是，在步骤S906设置数字数据调制模式和启用适当的负载模式。

如果没有数字数据可以从市电电压解码，在步骤S908确定前沿调光模式和设置适当的负载模式。

揭露的决定模式允许可靠检测灯组件应用的调光技术。灯组件之后工作在适当的调光或操作模式并启用用于市电电源的相应的负载模式。负载模式可包括状态机，以允许复杂的和与时间有关的负载。根据选定的调光或操作模式，灯组件可以从市电电压确定正确的调光(或其他)信息和相应地驱动光源。可选地，例如通过应用查找函数或特征曲线，可翻译接收的调光如照明率信息以驱动用于所使用的光源的参数(如LED驱动电流)。这允许用于适应应用的使用场景的灯组件的通用控制器。

应当注意的是，本发明的原则也可扩展到线性控制的LED灯，如将LED电压调整到市电电压的系统。整个处理过程可以在微处理器或芯片中实现。所有的处理步骤使用内存数据通常是OTP数据进行设置。

此外，应当注意的是说明书和附图仅仅用于说明提议的方法和系统的原理。尽管在这里没有明确被描述或显示，本领域的技术人员能够实施不同的体现本发明的原理的和包括在本发明范围之内的装置。进一步，本发明概述的所有例子和实施例明确地主要旨在仅用于说明目的，以帮助读者理解所提议的方法和系统的原理。进一步，这里提供本发明的原理，方面和实施例以及其中的具体实例的所有陈述旨在涵盖其等价物。

最后，值得注意的是，在这里任何方框图代表解释体现本发明的原则的电路的概念性的观点。同样，还应当意识到任何流程图、状态过渡图、伪代码，等表示各种可大体表示在计算机可读介质并由电脑或处理器执行的流程，无论这样的电脑或处理器是否被明确示出。

通过使用专用的硬件和能够执行软件的硬件与适当的软件联合，可提供附图中所示的不同元件的函数。当由处理器提供时，函数由单个专用处理器，单个共享处理器，或多个个人处理器提供，其中一些处理器可以是共享的。此外，明确使用术语“处理器”或“计算机”不应被解释为特指能够执行软件的硬件，和可以暗中包括，但不限于，数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)，用于存储软件的只读存储器(ROM)，随机存取内存(RAM)和非易失性存储。可包括其他的传统的和/或自定义的硬件。

Claims (17)

1.一种控制灯组件的方法，包括：

检测施加到该灯组件的市电电压；

评价该市电电压的波形以及根据该市电电压波形确定光控制信号；

对该市电电压应用调解处理以解调数字数据信号；

根据对市电电压进行调解处理的结果确定控制操作模式；以及

根据取决于所确定的操作模式的所确定的光控制信号或所解调的数据信号产生驱动灯组件的光源的驱动信号。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：将可设置的负载施加到该市电电压并根据市电相位角控制该可设置的负载。

3.如权利要求2所述的方法，还包括：根据该市电电压检测事件并根据所检测的状态保持状态机，其中该状态机包括多个负载状态和多个状态过渡，该多个负载状态和多个状态过渡根据所检测的事件进行触发，以及其中负载状态对可设置的负载进行定义。

4.如权利要求3所述的方法，其中检测市电电压事件包括：检测市电电压或从该市电电压得到的电压何时越过一个或多个预定电压阈值。

5.如前述权利要求任一项所述的方法，还包括：检测市电电压波形是否应用切相并根据是否检测到切相或根据是否能够对数字信号进行解调来确定控制操作模式。

6.如前述权利要求任一项所述的方法，还包括：将市电电压或在市电电压周期中的预定时间从该市电电压获得的电压与预定电压阈值进行比较，以确定光控制信号。

7.如前述权利要求任一项所述的方法，还包括：确定市电电压半波的均方根(RMS)以确定光控制信号。

8.如前述权利要求任一项所述的方法，其中应用解调处理的步骤包括：通过电力线通信技术对调制到市电电压的数字信号进行解码。

9.如权利要求8所述的方法，其中解码步骤包括对市电电压上的基带信号进行振幅解调。

10.如前述权利要求任一项所述的方法，其中当检测到市电电压切相但是没有数字信号可以被解调时，确定切相调光模式，以及当检测到市电电压前沿切相且数据信号可以被解调时，确定数字数据调制调光模式。

11.如权利要求10所述的方法，其中如果确定了数字数据调制调光模式，在市电半波的初始部分将预定的负载施加到市电电压。

12.用于灯组件的控制器，包括：

市电感应单元，用于感应施加到灯组件的市电电压；

波形评价单元，与该市电感应单元连接并用于根据市电电压波形产生光控制信号；

解调单元，与市电感应单元连接并用于解调调制到市电电压的数字数据信号；

控制单元，用于根据所确定的光控制信号或根据所解调的数字数据信号产生驱动灯组件的光源的驱动信号；以及

与市电感应单元连接的负载控制器，和将可设置的负载施加到该市电电压的负载单元，该负载控制器用于根据电源相位角控制该可设置的负载。

13.如权利要求12所述的控制器，还包括：仲裁单元，该仲裁单元至少与解调单元连接并用于确定控制器的操作模式，该控制单元与该仲裁单元连接并用于根据所确定的操作模式产生驱动信号。

14.如权利要求13所述的控制器，其中该负载控制器根据所确定的操作模式控制该可设置的负载。

15.如权利要求13或14所述的控制器，其中该负载控制器控制该可设置的负载，从而如果仲裁单元确定数字数据调制模式，在市电周期的数据期间没有输入电流从市电电压拉出或预定的小输入电流从市电电压拉出。

16.如权利要求13到15任一项所述的控制器，其中该控制单元产生该驱动信号以控制驱动光源的开关电源转换器，其中，当仲裁单元确定数据调制调光模式时，控制单元产生驱动信号，从而在市电周期的初始的供应期间和/或数据期间，开关电源转换器大体上不转移能量。

17.一种灯组件，包括：

如权利要求12-16任一项所述的控制器；

负载单元；

开关电源转换器；以及

光源，

其中负载单元和开关电源转换器具有公共晶体管元件，该晶体管元件可在线性模式下驱动以对施加到市电电压的可设置的负载进行操作以及可在开/关模式下驱动以控制该开关电源转换器。