CN104904316B - 用于关闭发光装置的方法和系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于使一个或多个发光装置进行工作的系统和方法。在一个示例中，响应于用以停止向一个或多个发光装置供给能量的请求而停止调节器的开关。本发明可以减少在不需要光的情况下发光系统的功耗。

Description

用于关闭发光装置的方法和系统

技术领域

背景技术

LED灯是白炽灯和荧光灯的有效替代。一些LED灯可以按阵列或矩阵进行配置，以使得可以组合多个单独LED的输出。结果得到明亮而有效的光源。可以经由直流(DC)电源向LED阵列供给电力。DC电源可被设计为线性或开关电源。在LED点亮时，DC开关电源可以较有效地进行工作；然而，在LED灯熄灭时，开关电源可能无法有效地进行工作。开关电源的效率下降可能是在电源处进行切换的结果。

发明内容

本发明人意识到上述缺点，并且研发了一种使一个或多个发光装置(lightemitting device)进行工作的系统，包括：分立的电压调节电路(discrete voltageregulating circuit)，其包括开关装置和基准电压源；以及开关装置停用电路，其包括位于基准电压源和接地端之间的第一电流路径中的开关。

通过在基准电压源和接地端之间配置开关装置，可以减少在不需要光的情况下发光系统(lighting system)的功耗。具体地，在将开关装置调节为闭合状态的情况下，可以将基准电压源所提供的信号拉向接地电平，以使得开关装置保持处于减少发光系统功耗的期望状态。

本发明可以提供若干优点。具体地，该方法可以减少在不需要光的情况下发光系统的功耗。此外，该方法可以提供冗余方式以减少在不需要光的情况下可能的调节器开关。还进一步地，该方法可以减少在启用和停用发光系统的情况下可能发生的功率瞬态(powertransients)。

通过以下单独进行和/或与附图相结合进行的具体实施方式介绍，将容易明白本发明的以上优点和其它优点以及特征。

应当理解，以上发明内容主要是为了以简化方式介绍将在具体实施方式部分中进一步描述的概念的选择，而无意标识所要求保护的主题的关键或必要特征。要求保护的主题的保护范围由以具体实施方式部分为依据的权利要求书来唯一限定。此外，要求保护的主题不限于用以解决以上或本说明书的任何部分中所述的任何缺点的实现方式。

附图说明

图1示出发光系统的示意图；

图2和图3示出示例电压调节系统的示意图；

图4示出前兆电压调节系统(prophetic voltage regulating system)的操作序列；

图5示出用于使发光系统进行工作的示例方法；以及

图6示出光致反应系统(photoreactive system)的示例图。

具体实施方式

本发明涉及提供一种在不需要光的时间段内的功耗减少的发光系统。图1示出用于向一个或多个发光装置提供电力的一个示例系统。图2和图3示出在不需要来自发光系统的光的情况下可以减少电力消耗的示例系统。图4提供电压调节器的前兆操作序列(prophetic operating sequence)。最后，图5是用于使发光系统进行工作的示例方法。

参考图1，示出发光系统的示意图。发光系统100包括一个或多个发光装置110。在该示例中，发光装置110是发光二极管(LED)。各LED 110包括阳极1和阴极2。开关电压调节器104向LED 110的阳极1供给DC电力。开关电压调节器104还以电气方式连接至LED 110的阴极2。开关电压调节器104被示出为以接地端160为基准。控制器108被示出为与开关电压调节器104进行电气通信。在其它示例中，在期望的情况下，分立的输入生成装置(例如，开关)可以替代控制器108。控制器108包括用于执行指令的中央处理单元120。控制器108还包括用于对开关调节器104进行操作的输入和输出(I/O)122。可以将非瞬态可执行指令存储在只读存储器126中，而可以将变量存储在随机存取存储器124中。电源102将交流电流转换成48V的DC，并且将48V的DC指向开关调节器104。在经由开关调节器104向LED 110供给电力的情况下，LED 110可以点亮。

现在参考图2，示出示例电压调节系统的示意图。开关电压调节器104包括向电容器205供给恒定电流量的PNP晶体管204。定时电路201进行工作，以经由开路集电极晶体管(未示出)和电阻器202使电容器205拉向接地电平(GND)。定时电路201连同PNP晶体管204和电容器205一起，以与电容器203的值有关的频率生成斜坡信号(ramping signal)。在一个示例中，定时器电路201是555定时器。此外，偏压电阻器202使DISCH输入端和电容器205保持处于在接地电平以上的小电压(例如，约300mV)，以使得在比较器206的非反相输入端(例如，+输入端)存在接地电平的情况下，比较器206不进行切换。在一个示例中，定时电路201、电容器205和PNP晶体管204将350KHz的斜坡信号输出提供至比较器206的反相输入端。

比较器206从图3所示的放大器243的输出端接收非反相输入。放大器243的输出是如下的电压信号，该电压信号表示实际电压与基准或期望电压之间的增益调节后误差电压。实际电压是通过使电阻器238和236之间电压与发光装置110的阴极侧电压进行求和而产生的。与电阻器238和236之间电压相比，发光装置110的阴极侧电压被加权较大的量(例如，调节器输出的一部分)。基准电压是经由包括电阻器245和246的分压器而提供的。比较器206从包括晶体管204和电容器205的定时电路201接收反相输入(例如，-输入)。在反相输入端的电压大于非反相输入端的电压的情况下，比较器206的输出为高电平。比较器206将占空比变化的脉冲串输出至电流驱动器电路207。脉冲串占空比与通过对加权后的发光装置的阳极电压和阴极电压进行求和所提供的实际电压与在包括电阻器245和246的节点处所提供的基准电压之间的误差有关。

电流驱动器207将与利用比较器206作为源可以提供的电流量相比增加了的电流量供给至开关装置208和209。在一个示例中，电流驱动器207包括升压转换器，其中该升压转换器用于使供给至开关装置208的栅极的电压上升为在开关装置208的源极处的电压之上的12V的DC电平，以使得可以启用开关装置208。电流驱动器207使开关装置208和209交替进行工作，以选择性地对电感器226进行充电。经由电容器228、230和232对电感器226的输出进行滤波。电阻器234也进行工作以对电感器226的输出进行滤波。然后，将滤波后的DC电力发送至LED 110的阳极。电阻器238和236包括用于对电感器226的输出电压进行测量并按比例缩放(measuring and scaling)的分压器。电容器240用于对来自电阻器238和236处的分压器的输出进行滤波。因而，设置了包括开关装置208和209的开关电压调节器。包括电阻器238和236的分压器的输出被指向用于基于期望或基准电压以及实际电压确定误差电压的反馈电路，该实际电压是根据发光装置110的阳极侧和阴极侧进行求和得到的。电阻器238和236处的分压器输出在A处通往图3。

现在参考图3，在A处示出来自图2的分压器输出。如前面所述，分压器输出是基于电感器226的输出的，并且将该分压器输出连同LED 110的阴极侧电压的按比例缩放版本(scaled version)一起输入至放大器241的反相输入端。特别地，将来自电阻器238和236所提供的分压器的电压与LED 110的阴极侧电压相加，并且该求和结果由放大器241输出至放大器242。放大器242是反相放大器，并且放大器242将放大器241输出的反相版本输出至放大器243。利用放大器243、电容器280～282和电阻器290～294对放大器242的输出进行滤波以提供误差电压，该误差电压表示基准电压与按比例缩放的阳极电压及阴极电压的总和之间的比例差。基准电压是经由包括电阻器245和246的分压器所提供的。在一个示例中，基准电压是在FET 271的漏极处所期望的电压。用附图标记B表示将误差电压输入至比较器206。

开关电压调节器104还包括开关装置停用电路275。开关装置停用电路275包括在该示例中被示出为FET的开关248和249，但可选地，还可以使用诸如JFETS、MOSFET、双极晶体管等作为开关装置。对于双极晶体管，利用晶体管基极输入端来替换栅极260，并且利用发射极和集电极来替换漏极261和源极262。

开关装置停用电路275还包括电阻器252～253、电容器250～251和二极管254～255。开关装置248的源极与接地端160进行电气通信。同样，开关装置249的源极与接地端160进行电气通信。开关装置248的漏极以电气方式连接至在电阻器245和246处产生的基准电压。开关装置249的漏极以电气方式连接至从放大器243输出的误差电压。开关装置248的栅极与电容器251、电阻器253和二极管254进行电气通信。开关装置249的栅极与电容器250、电阻器252和二极管255进行电气通信。二极管254与电阻器253并联，并且二极管255与电阻器252并联。二极管254的阳极以电气方式连接至电容器251的一侧。电容器251的另一侧以电气方式连接至接地端。二极管255的阳极以电气方式连接至电容器250的一侧。电容器250的另一侧以电气方式连接至接地端。二极管254和255的阴极以电气方式相连接，并且与可能源自于图1所示的控制器108的开关装置停用电路控制信号GENABLE_N进行电气通信。信号GENABLE_N是发生反相的针对发光系统100的全局使能信号。

开关装置停用电路275响应于GENABLE_N输入而进行工作。特别地，在利用控制器108或经由开关对GENABLE_N输入端施加了较高电平的电压的情况下，电容器250和251将被充电为GENABLE_N输入端的较高电平输入电压的电平。以依赖于电阻器252和253的值的速率对电容器250和251进行充电。电阻器252和253的值连同电容器250和251的值一起确定在GENABLE_N输入端施加了较高电平电压之后FET 248和249需要多长时间开始导通。在GENABLE_N的电平高的情况下，电容器250和251的电压接近较高电平电压，并且将电容器250和251处的电压施加至FET 248和249的栅极260。栅极260处的较高电平电压启动FET248和249，以使得电流可以在从漏极侧261向源极侧262的路径中流动。

因而，在FET 248处于导通的情况下，FET 248使在电阻器245和246处所提供的基准电压连接至接地端160。另外，在FET 249处于导通的情况下，FET 249使来自放大器243的误差电压输出经由电流路径连接至接地端160。这样，可以使误差电压输出和基准电压改变为大致接地电平(例如，在比接地电平高不到300mV的范围内)。此外，在不期望发光装置110点亮的情况下，使电阻器245和246之间的基准电压拉至接地电平。同样，在不期望发光装置110点亮的情况下，使来自放大器243的输出端的误差电压拉至接地电平。

在一个示例中，选择电阻器253和电容器251的值，以使得在进行了用以停用开关装置的请求之后的约2ms，基准电压变为接地电平。选择电阻器252和电容器250的值，以使得在进行了用以停用开关装置的请求之后的约4ms，误差电压变为接地电平。这样，开关装置停用电路275控制开关装置208和209的关断。

在GENABLE_N输入端施加了较高电平电压的情况下，二极管254和255发生反向偏置，并且仅漏电流流经二极管254和255。还应当提及，在GENABLE_N输入端施加了较高电平电压的情况下，电流从GENABLE_N输入端流向电容器250和251。

将基准电压驱动或拉向接地电平，使得反馈放大器241～243通过停止开关装置208和209的切换来提供将电感器226的输出驱动至接地电平的误差电压。经由FET 249将误差电压驱动至接地电平，使得比较器206的非反相输入被调节至与比较器206的反相输入相比低的电平。结果，比较器206停止输出脉冲宽度调制信号，并且电流驱动器207也停止将脉冲宽度调制信号输出至开关装置208和209。如前面所论述的，电阻器202使施加至比较器206的非反相输入端的电容器205处电压偏置为，与比较器在经由FET 249使误差电压拉向接地电平时的非反相输入端的输入电压相比变大的最小电平(例如，300mV)。结果，开关装置208和209保持停用并且电感器226的输出停止。

在利用控制器108或经由开关向GENABLE_N输入端施加较低电平电压的情况下，开关装置停用电路275停用。较低电平输入(例如，接地电平)使二极管254和255基于电容器251和250中所储存的电荷而变为正向偏置。二极管254和255在正向偏置的情况下导通，并且电流从电容器250和251流向GENABLE_N输入端。这样，电荷从电容器250和251排出，并且无延迟地停止流经FET 248和249的电流。结果，在GENABLE_N输入端处于较低电平(例如，接地电平)的情况下，栅极260处的电压接近接地电平。在栅极260接地的情况下，FET 248和249停止导通。这样，电阻器245和246之间的基准电压被释放，并且在期望灯点亮的情况下允许该基准电压从接地电平恢复为期望的基准电压。在FET 249停止导通的情况下，接地端与误差电压之间的电流路径被中断或开路。同样，在FET 248停止导通的情况下，接地端与电阻器245和246间基准电压之间的电流路径被中断或开路。

开关电压调节器104还包括在GENABLE_N端处于低电平时将变化电压提供至FET271的放大器270。可以利用FET 271来调节流经发光装置110的电流。FET 271以线性模式进行工作，以使得多个不同水平的电流可以流经发光装置110以控制光强度。电阻器272位于FET 271的源极和接地端160之间。在电阻器272的两端间产生表示流经发光系统100的电流的电压。将电阻器272处的电压经由电阻器293输入至放大器273。放大器273向电阻器272处的电压施加增益，并且将增益后电压输出至控制器108的电流监视输入端。

因而，图1～图3的系统提供了一种用于使一个或多个发光装置进行工作的系统，包括：分立的电压调节电路，其包括至少一个开关装置和基准电压源；以及开关装置停用电路，其包括位于基准电压源和接地端之间的第一电流路径中的开关。该系统还包括控制器，该控制器包括用于经由开关来选择性地启用和停用开关装置停用电路的可执行非瞬态指令。这样，可以减少已停用的发光系统的功耗。

在一个示例中，该系统包括以下：开关装置是FET、JFET、MOSFET或双极二极管。该系统还包括以下：开关装置停用电路还包括以电气方式连接至该开关装置的栅极或基极以及接地端的电容器。该系统包括以下：该开关装置停用电路还包括与该电容器以及该开关装置的栅极或基极进行电气通信的电阻器以及二极管。该系统还包括定时电路、比较器和电流驱动装置，其中：该定时电路与比较器进行电气通信，该比较器与电流驱动装置进行电气通信，以及该电流驱动装置与该开关装置进行电气通信。该系统还包括偏置电阻器，该偏置电阻器位于接地端和该定时电路之间。

在另一示例中，图1～图3的系统是为了使一个或多个发光装置进行工作而提供的，该系统包括：分立的电压调节装置，其包括开关装置、基准电压源和误差电压源；以及开关装置停用电路，其包括位于基准电压源和接地端之间的第一电流路径中的第一开关，还包括位于误差电压源和接地端之间的第二电路路径中的第二开关。该系统还包括以下：第一开关和第二开关是FET、JFET、MOSFET或双极晶体管，开关装置停用电路还包括以电气方式连接至第一开关的栅极或基极以及接地端的第一电容器，该开关装置停用电路还包括以电气方式连接至第二开关的栅极或基极以及接地端的第二电容器。

在一些示例中，该系统包括以下：开关装置停用电路还包括以电气方式连接至第一电容器的第一二极管和第一电阻器；以及开关装置停用电路还包括以电气方式连接至第二电容器的第二二极管和第二电阻器。该系统还包括以下：第一二极管、第二二极管、第一电阻器和第二电阻器与使能信号源进行电气通信。该系统还包括定时电路、比较器和电流驱动装置。该系统包括以下：定时电路与比较器进行电气通信，比较器与电流驱动装置进行电气通信，并且电流驱动装置与开关装置进行电气通信。该系统还包括偏置电阻器，该偏置电阻器配置在定时电路和接地端之间。

现在参考图4，其示出前兆电压调节系统的操作序列。该操作序列应用于图1～图3所示的电压调节系统。

图4中从上部起的第一个标绘图表示从放大器243输出的误差电压V_ERROR随时间的变化。Y轴表示误差电压，并且误差量在Y轴箭头的方向上增加。误差电压是实际电压与从电阻器245和246间输出的期望或基准电压之间的误差量，其中实际电压是通过对在发光装置的阳极处电压和阴极处电压的按比例缩放版本进行求和所产生的。X轴表示时间，并且时间从该标绘图的左侧向该标绘图的右侧增加。

图4中从上部起的第二个标绘图表示从电阻器245和246间输出的基准电压V_REF随时间的变化。Y轴表示基准电压，并且该基准电压在Y轴箭头的方向上增加。X轴表示时间，并且时间从该标绘图的左侧向该标绘图的右侧增加。

图4中从上部起的第三个标绘图表示调节器输出电压VOUT随时间的变化。调节器输出电压与电阻器234和238间节点处电压的缩放值相对应。Y轴表示调节器输出电压，并且该调节器输出电压在Y轴箭头的方向上增加。X轴表示时间，并且时间从该标绘图的左侧向该标绘图的右侧增加。

图4中从上部起的第四个标绘图表示用于启用和停用发光装置的使能信号ENABLE随时间的变化。Y轴表示使能信号电平。较高电平的使能信号表示要启用发光系统。较低电平的使能信号表示要停用发光系统。X轴表示时间，并且时间从该标绘图的左侧向该标绘图的右侧增加。

在时刻T₀，使能信号处于表示发光系统启用并且发光装置110可以点亮的较高电平。误差电压处于表示正对开关调节器输出进行校正并且对脉冲宽度调制开关信号的占空比进行控制的较高电平。基准电压信号处于恒定值(例如，0.6伏)并且开关调节器输出电压也处于恒定电平。

在时刻T₁，使能信号响应于停用发光装置的请求而转变为较低电平。该使能信号可以经由用户输入或经由来自控制器108的输出提供的。在使能信号进入较低电平状态的情况下，开关电路关断或停用开始。误差电压、基准电压和调节器输出电压在短时间段内持续处于各自的电平。

在时刻T₂，响应于FET 248的栅极处的输入电压超过阈值，基准电压经由启用的FET 248切换为接地电平。在该示例中，在使能信号转变为较低电平状态之后的约2ms，基准电压切换为接地电平。误差电压正降低或缓慢减小。响应于基准电压为接地电平，调节器输出电压也向着接地电平降低或缓慢地衰减。使能信号继续处于较低电平。

在时刻T₃，响应于FET 249的栅极处的输入电压超过阈值，误差电压经由启用的FET 249切换至接地电平。在该示例中，在使能信号转变为较低电平状态之后的约4ms，误差电压切换为接地电平。误差电压切换至接地电平使脉冲宽度调制信号的占空比下降为零，由此有效地停用脉冲宽度调制信号以及开关装置208和209的切换。在时刻T₃之后不久，所有信号基本处于接地电平(例如，小于300mV)。

在时刻T₄，响应于控制器108的请求或用户输入，使能信号转换为较高电平。使能信号通过使栅极260处的电压减小为小于阈值电压，使得FET 248和249从导通状态释放。在使能信号处于较高电平的情况下，二极管254和255变为正向偏置并且从电容器250和251排出电荷。

应当注意，图3所示GENABLE_N输入是图4中使能信号的反相版本。

在使能信号转变为较高电平的状态之后，误差电压、基准电压和调节器输出电压单调增加。这样，可以在不会引起发光系统输出电压和电流中的不想要的瞬态变化的情况下，启用和停用发光系统的开关调节器。

现在参考图5，示出用于使发光系统进行工作的示例方法。可以将图5的方法作为可执行指令存储在控制器108的非瞬态存储器中。另外，可以将图5的方法应用于图1～图3所述的发光系统。

在步骤502中，方法500判断是否启用发光系统。可以响应于控制器或诸如人所操作的开关等的输入装置来启用发光系统。如果方法500判断为启用发光系统，则方法500进入步骤504。否则，方法500进入步骤520。

在步骤504中，方法500使基准电压和误差电压从接地电平释放。在一个示例中，误差电压是如下放大器的输出，该放大器输出基准电压与发光装置的阳极电压和阴极电压的总和之间的差。当然，开关调节器的输出影响在发光装置的阳极和阴极处产生的电压。基准电压是经由分压器电路所提供的电压，其表示FET 271的漏极处的期望电压。可以通过使位于基准电压与接地端之间以及误差电压与接地端之间的一个或多个晶体管开路(例如，使晶体管不导通)，来使基准电压和误差电压从接地电平释放。在使基准电压和误差电压从接地电平释放之后，方法500进入步骤506。

在步骤506中，方法500提供用于对开关调节器的开关时刻进行调节的基准电压。在一个示例中，基准电压是经由固定电源电压和包括两个电阻器的分压器提供的。在提供了基准电压之后，方法500进入步骤508。

在步骤508中，方法500根据基准电压以及发光装置的阳极电压和阴极电压提供误差电压。在一个示例中，误差电压是经由图2和图3所示的电路来提供的。在提供了误差电压之后，方法500进入步骤510。

在步骤510中，方法500响应于误差电压来调节开关调节器的占空比。在一个示例中，通过改变如图2和图3所示的比较器的输出来调节占空比。然后，将比较器输出指向用于使如图2和图3所示的一个或多个FET开关进行工作的电流驱动器。在调节了开关调节器占空比之后，方法500进入步骤512。

在步骤512中，方法500向一个或多个发光装置供给电压。在一个示例中，经由电感器的输出来供给电压，该电感器的输入在电压源电平和接地电平之间切换以调节该电感器的输出。图2和图3示出示例的开关调节器和电感器。在将来自电感器的输出引导至发光装置之后，方法500结束。

在步骤520中，方法500将基准电压拉向接地电平。通过启用以电气方式连接至基准电压和接地端的晶体管来将基准电压拉向或驱动至接地电平。启用晶体管以使该晶体管导通，并由此提供基准电压和接地端之间的电流路径。在将基准电压拉向接地电平之后，方法500进入步骤522。

在步骤522中，方法500延迟在将基准电压拉向接地电平与将误差电压拉向接地电平之间的阈值时间段。该阈值时间段使得开关调节器输出能够在停用开关装置之前朝向接地电平倾斜。在超过该延迟阈值时间段之后，方法500进入步骤524。

在步骤524中，方法500将误差电压拉向接地电平。通过启用以电气方式连接至误差电压源(例如，放大器)和接地端的晶体管来将误差电压拉向或驱动至接地电平。启用晶体管使得该晶体管导通，并由此提供误差电压和接地端之间的电流路径。在将误差电压拉向接地电平之后，方法500进入步骤526。

在步骤526中，开关调节器响应于误差电压被驱动至接地电平来停止开关。特别地，误差电压使比较器的输出改变状态，以使得用于使电感器的输出在接地电平和较高电压之间进行切换的FET被停用。在开关调节器的开关停止之后，方法500进入步骤528。

在步骤528中，方法500将开关调节器输出电压驱动至接地电平。由于至电感器的输入没有切换，因此电感器无法生成用以储存并释放能量的场。结果，电感器的输出接近接地电平。在将调节器输出驱动至接地电平之后，方法500结束。

因而，提供一种用于使一个或多个发光装置进行工作的方法500，包括以下步骤：经由开关调节器向一个或多个发光装置供给电力；以及响应于用以停止向一个或多个发光装置供给电力的请求，将表示期望发光源电压的基准电压拉向接地电平。该方法还包括以下步骤：将表示期望供给至一个或多个发光装置的电力水平和实际供给至一个或多个发光装置的电力水平之间误差的误差电压拉向接地电平。在一些示例中，该方法还包括以下步骤：使在开关调节器内提供脉冲宽度调制信号的比较器的输入偏置。该偏置降低了开关调节器的无意的切换的可能性。该方法还包括使表示期望发光源电压的基准电压从接地电平释放。该方法还包括使误差电压从接地电平释放。该方法还包括以下：经由一个输入使误差电压和基准电压从接地电平释放，以及使误差电压和基准电压在不同时刻从接地电平释放。

现在参考图6，示出根据这里所述的系统和方法的光致反应系统10的框图。在该示例中，光致反应系统10包括发光子系统100、控制器108、电压调节器104和冷却子系统18。

发光子系统100可以包括多个发光装置110。发光装置110例如可以是LED装置。实现所选择的多个发光装置110以提供辐射输出24。将辐射输出24引导至工件26。返回辐射28可以(例如，经由辐射输出24的反射)从工件26引导回至发光子系统100。

辐射输出24可以经由光学耦合30指向工件26。在使用光学耦合30的情况下，可以以各种方式实现光学耦合30。作为示例，光学耦合可以包括插入在提供辐射输出24的发光装置110和工件26之间的一个或多个层、材料或其它结构。作为示例，光学耦合30可以包括用以增强辐射输出24的收集、会聚、准直或者质量或有效量的微透镜阵列。作为另一示例，光学耦合30可以包括为微反射器阵列。在采用这种微反射器阵列的情况下，可以在一对一的基础上将提供辐射输出24的半导体装置分别配置在各自的微反射器中。

各个层、材料或其它结构可以具有所选择的折射率。通过适当地选择各折射率，可以选择性地控制在辐射输出24(和/或返回辐射28)的光路中的层、材料和其它结构之间的界面处的反射。作为示例，通过控制配置在半导体装置和工件26之间的所选界面处的折射率差，可以使该界面处的反射减少、消除或最小化，从而提高该界面处最终传输至工件26的辐射输出的传输。

可以将光学耦合30用于各种目的。示例目的单独或组合地包括：保护发光装置110；保持与冷却子系统118相关联的冷却液；将辐射输出24收集、会聚和/或准直；收集、指引或拒绝返回辐射228；或者其它目的等。作为又一示例，光致反应系统10可以采用光学耦合30以特别提高如传递至工件26的辐射输出24的有效质量或量。

所选择的多个发光装置110可以经由耦合电子器件22连接至控制器108，以向控制器108提供数据。如以下进一步所述，还可以实现控制器108以例如经由耦合电子器件22控制这些数据提供半导体装置。

优选地，控制器108还连接至电压调节器104和冷却子系统18，并且实现为分别对电压调节器104和冷却子系统18进行控制。此外，控制器108可以从电压调节器104和冷却子系统18接收数据。

除电压调节器104、冷却子系统18和发光子系统100以外，控制器108还可以连接有元件32、34，并且该控制器108被实现为对元件32、34进行控制。如图所示，元件32可以位于光致反应系统10的内部。如图所示，元件34在光致反应系统10的外部，但可以与工件26(例如，处理、冷却或其它外部设备)相关联，或者与光致反应系统10支持的光致反应有关。

控制器108从电压调节器104、冷却子系统18、发光子系统100和/或元件32、34中的一个或多个所接收到的数据可以具有各种类型。作为示例，数据可以表示分别与耦合半导体装置110相关联的一个或多个特性。作为另一示例，数据可以表示与提供数据的各个组件12、16、18、32、34相关联的一个或多个特性。作为又一示例，数据可以表示与工件26相关联的一个或多个特性(例如，表示指向工件的辐射输出能量或光谱分量)。此外，数据可以表示这些特性的某种组合。

控制器108在接收到任何这种数据时，可被实现为对该数据作出响应。例如，响应于来自任何这种组件的这种数据，控制器108可被实现为控制电压调节器104、冷却子系统18、(包括一个或多个这种耦合半导体装置的)发光子系统100以及/或者元件32、34中的一个或多个。作为示例，响应于来自发光子系统的表示在与工件相关联的一个或多个点处光能量不足的数据，控制器108可被实现为以下：(a)增加向一个或多个半导体装置的功率源供给；(b)经由冷却子系统18增加对发光子系统的冷却(即，在冷却的情况下，特定发光器件提供较大的辐射输出)；(c)增加向这些装置供给能量的时间；或者(d)以上的组合。

可以利用控制器108单独控制发光子系统100的各个半导体装置110(例如，LED装置)。例如，控制器108可以控制包括一个或多个单独LED装置的第一组以发出第一强度和波长等的光，同时控制包括一个或多个单独LED装置的第二组以发出不同强度和波长等的光。第一组LED装置可以在半导体装置110的相同阵列内，或者可以由一个以上阵列的半导体装置110构成。还可以利用控制器108按阵列单独控制发光子系统100中的各半导体装置110阵列。例如，可以控制第一阵列的半导体装置以发出第一强度和波长的光，同时可以控制第二阵列的半导体装置以发出第二强度和波长等的光。

作为又一示例，在第一组条件下(例如，针对特定工件、光致反应和/或一组操作条件)，控制器108可以使光致反应系统10进行工作以实现第一控制策略，而在第二组条件下(例如，针对特定工件、光致反应和/或一组工作条件)，控制器108可以使光致反应系统10进行工作以实现第二控制策略。如上所述，第一控制策略可以包括使第一组单个半导体装置(例如，LED装置)进行工作以发出第一强度和波长等的光，而第二控制策略可以包括使第二组单个LED装置进行工作以发出第二强度和波长等的光。第一组的LED装置可以与第二组的LED装置相同，并且可以跨越一个或多个LED装置阵列；或者，第一组的LED装置可以与第二组的LED装置不同，并且可以包括来自第二组的一个或多个LED装置的子集。

冷却子系统18被实现为管理发光子系统100的热行为。例如，通常，冷却子系统18提供对这种子系统12(并且更具体地为半导体装置110)的冷却。冷却子系统18还可被实现为使工件26以及/或者工件26与光致反应系统10(例如，特别是发光子系统100)之间的空间冷却。例如，冷却子系统18可以是空气或其它流体(例如，水)冷却系统。

光致反应系统10可以用于各种应用。示例包括但不限于从墨打印到DVD和光刻制作和固化应用。通常，采用光致反应系统10的应用具有关联参数。也就是说，应用可以包括如下的关联工作参数：提供一个或多个辐射功率水平，在一个或多个波长上，施加一个或多个时间段。为了适当地实现与应用相关联的光致反应，传输至工件或工件附近的光功率需要在一个或多个这些参数的一个或多个预定水平(以及/或者在特定时间、时长或时间范围)以上。

为了能够跟随期望应用的参数，可以根据与例如温度、光谱分布和辐射功率的应用参数相关联的各种特性，来使提供辐射输出24的半导体装置110进行工作。同时，半导体装置110可以具有可以与半导体装置的制作相关联的特定工作规格，并且可以跟随这些特定工作规格，从而防止装置的破坏和/或阻止装置的劣化。光致反应系统10的其它组件也可以具有关联的工作规格。除参数规格以外，这些规格还可以包括工作温度和应用的范围(最大值和最小值)。

因此，光致反应系统10支持应用参数的监视。另外，光致反应系统10可以提供对半导体装置110(包括它们各自的特性和规格)的监视。此外，光致反应系统10还可以提供对光致反应系统10的所选其它组件(包括它们各自的特性和规格)的监视。

提供这种监视可以使得能够验证系统的适当操作，从而可以可靠地评价光致反应系统10的操作。例如，针对一个或多个应用参数(例如，温度、辐射功率等)、与这些参数相关联的任何组件特性以及/或者任何组件各自的工作规格，系统10可能不能适当地进行工作。监视的提供可以是响应性的，并且可以由一个或多个系统组件根据控制器108所接收到的数据来执行。

监视还可以支持对系统操作的控制。例如，可以通过控制器108从一个或多个系统组件接收数据并对该数据作出响应来实现控制策略。如以上所述，可以直接地(即，基于考虑到组件操作的数据，经由涉及该组件的控制信号来控制该组件)或间接地(即，经由涉及其它组件的调节操作的控制信号来控制该组件的操作)实现该控制。作为示例，可以经由与用于对施加至发光子系统100的功率进行调节的电压调节器104有关的控制信号以及/或者与用于对施加至发光子系统100的冷却进行调节的冷却子系统18有关的控制信号来间接地调节半导体装置的辐射输出。

可以采用控制策略来实现和/或增强系统的适当操作以及/或者应用的性能。在更具体的示例中，还可以进行控制，以实现和/或增强阵列的辐射输出和工作温度之间的平衡，从而例如防止将半导体装置110或半导体装置110的阵列加热至规格以上，同时还使足以适当地完成应用的光致反应的辐射能量指向工件26。

在一些应用中，可以将高辐射功率传递至工件26。因此，可以使用发光半导体装置110的阵列来实现子系统12。例如，可以使用高强度的发光二极管(LED)阵列来实现子系统12。尽管可以使用LED阵列并且这里进行了详细说明，但应当理解，在没有背离本发明的原理的情况下，可以使用其它发光技术来实现半导体装置110及其阵列，并且其它发光技术的示例包括但不限于有机LED、激光二极管、其它半导体激光器。

多个半导体装置110可以采用阵列20或阵列的阵列的形式来设置(如图6所示)。阵列20可被实现为半导体装置110中的一个或多个或大多数被配置为提供辐射输出。然而，同时，阵列形式的半导体装置110中的一个或多个被实现为提供监视所选择的阵列特性。可以从阵列20内的装置中选择监视装置36，并且例如监视装置36可以具有与其它发光装置相同的结构。例如，可以利用与特定半导体装置相关联的耦合电子器件22来确定发光装置和监视装置之间的差异(例如，采用一种基本形式，LED阵列可以具有耦合电子器件提供反向电流的监视用LED和耦合电子器件提供正向电流的发光用LED)。

此外，基于耦合电子器件，阵列20内的所选择的半导体装置可以是多功能装置和/或多模式装置，其中：(a)多功能装置能够检测一个以上的特性(例如，辐射输出、温度、磁场、振动、压力、加速度和其它机械力或变形中任意一个或多个)，并且可以根据应用参数或其它决定性因素在这些检测功能之间切换；以及(b)多模装置能够进行发光、检测和某些其它模式(例如，断开)，并且根据应用参数或其它决定性因素在这些模式之间切换。

如本领域普通技术人员应当理解，图5所述的方法可以表示诸如事件驱动、中断驱动、多任务和多线程等的任何数量的处理策略中的一个或多个。如此，所例示的各种步骤或功能可以按所示出的序列进行、并行地进行或在某些情况下省略。同样，处理顺序不是实现这里所述的目的、特征和优点所必需的，而是为了便于例示和说明所提供的。尽管没有明确示出，但本领域技术人员将意识到，可以根据所使用的特定策略来重复进行所例示的步骤或功能中的一个或多个。

这样完成了本说明书。本领域技术人员通过阅读本说明书，将会想到不背离本发明的精神和保护范围的许多变化和变形。例如，发光源产生不同波长的光可以利用本发明的优点。

Claims (17)

1.一种用于使一个或多个发光装置进行工作的系统，包括：

分立的电压调节电路，其包括开关装置和基准电压源，其中所述基准电压源输出的基准电压表示期望发光源电压；

开关装置停用电路，其包括位于所述基准电压源和接地端之间的第一电流路径中的开关；以及

具有可执行非瞬态指令的控制器，用于选择性地启用和停用所述开关装置停用电路，

其中，在所述开关装置停用电路被启用时，所述开关导通使得所述基准电压源被拉至接地电平，并且使所述开关装置关断。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述开关是FET、JFET、MOSFET或双极晶体管。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述开关装置停用电路还包括以电气方式连接至所述开关的栅极或基极以及接地端的电容器。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述开关装置停用电路还包括与所述电容器以及所述开关的栅极或基极进行电气通信的电阻器和二极管。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括定时电路、比较器和电流驱动装置，

所述定时电路与所述比较器进行电气通信，

所述比较器与所述电流驱动装置进行电气通信，以及

所述电流驱动装置与所述开关装置进行电气通信。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括偏置电阻器，所述偏置电阻器以电气方式连接至接地端和所述定时电路。

7.一种用于使一个或多个发光装置进行工作的系统，包括：

分立的电压调节电路，其包括开关装置、基准电压源和误差电压源；以及

开关装置停用电路，其包括位于所述基准电压源和接地端之间的第一电流路径中的第一开关，还包括位于所述误差电压源和接地端之间的第二电流路径中的第二开关，

其中，所述第一开关和所述第二开关是FET、JFET、MOSFET或双极晶体管，

所述开关装置停用电路还包括以电气方式连接至所述第一开关的栅极或基极以及接地端的第一电容器，以及

所述开关装置停用电路还包括以电气方式连接至所述第二开关的栅极或基极以及接地端的第二电容器，

其中，在所述开关装置停用电路被启用时，所述第一开关和所述第二开关导通使得所述基准电压源和所述误差电压源被拉至接地电平，并且使所述开关装置关断。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，

所述开关装置停用电路还包括以电气方式连接至所述第一电容器的第一二极管和第一电阻器，以及

所述开关装置停用电路还包括以电气方式连接至所述第二电容器的第二二极管和第二电阻器。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一二极管、所述第二二极管、所述第一电阻器和所述第二电阻器与使能信号源进行电气通信。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括定时电路、比较器和电流驱动装置；

所述定时电路与所述比较器进行电气通信，

所述比较器与所述电流驱动装置进行电气通信，以及

所述电流驱动装置与所述开关装置进行电气通信。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，还包括偏置电阻器，所述偏置电阻器位于所述定时电路和接地端之间。

12.一种用于使一个或多个发光装置进行工作的方法，包括以下步骤：

经由开关调节器向一个或多个发光装置供给电力；以及

响应于用以停止向所述一个或多个发光装置供给所述电力的请求，将表示期望发光源电压的基准电压拉向接地电平。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

将表示期望供给至所述一个或多个发光装置的电力水平和实际供给至所述一个或多个发光装置的电力水平之间的差的误差电压拉向接地电平。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

使在所述开关调节器内提供脉冲宽度调制信号的比较器的输入发生偏置。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

使表示所述期望发光源电压的所述基准电压从接地电平释放。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

使所述误差电压从接地电平释放。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，

经由一个输入使所述误差电压和所述基准电压从接地电平释放，以及

使所述误差电压和所述基准电压在不同时刻从接地电平释放。