CN105379423B - 需求侧启动的可调光 led 灯 - Google Patents

Abstract

需求侧可调光LED灯可基于直流电源进行操作，直流电源向照明子系统供电。调光单元选择照明子系统的功耗水平。这样的选择改变照明子系统的效能，使得功耗的降低实际上导致效能提高。该选择可以例如选择包括照明子系统内的LED的特定无源网络。每个无源网络可以具有不同的I‑V特性，并且产生不同的L‑P特性，从而以较低功率实现提高的效能。

Description

需求侧启动的可调光LED灯

技术领域

本发明涉及可调光LED灯，更具体地涉及需求侧可调光LED灯。

背景技术

调光器是可以通过改变灯的功耗来改变灯的光发射的装置。诸如荧光灯的某些灯没有商用调光器，因此，它们的功耗和亮度保持相对恒定。诸如白炽灯的其他灯可以由简单的调光器电路系统来调光。

这些调光器的主要部件(通常为可控硅整流器(即，SCR)或交流用三极管(即，TRIAC))通过由电阻器(诸如可变电阻器)设置的电阻来激活，以在AC电力循环的一部分内产生周期性电流抑制。该周期性电流抑制包括减少向白炽灯的灯丝的电力供应，从而降低白炽灯的光(即，热)功率，并且从而降低灯亮度。

由于由调光器的激活而导致的发热功率降低，因此灯丝温度降低。灯丝的黑体辐射功率(此后，光发射)对于其温度非常敏感。每个白炽灯被设计为针对该温度参数进行优化。与其最优条件的小偏差会导致光发射大大减少。因此，白炽灯的功耗的小降低会导致亮度不成比例地大大降低。换言之，相比于功耗降低，这些调光器通常成比例地更多降低白炽灯的亮度。例如，一些调光器可以通过降低原始功耗的仅10％来将亮度降低至原始水平的10％。因而，相比于具有100％的功率利用率，90％的功率利用率仅产生10％的亮度。从节能的观点来看，这不是期望的性能。

商用的可调光LED灯通常用脉宽调制(PWM)和/或TRIAC子系统来制造。可调光LED灯还可以包括更多一些的子系统，包括：1)能源，诸如电源或电池；2)包括至少一个LED的LED照明子系统；以及3)对向LED照明子系统供给的电流(电压)进行调整的恒流(或恒压)驱动集成电路(IC)。电源可以与PWM(或TRIAC)模块组合以变成PWM(或TRIAC)修改的电源。

PWM子系统将输入功率修改成具有调整占空比因子的周期性脉冲电流的形式。调整占空比因子的水平导致输入到LED照明子系统中的相应的(所谓的“有效的”)电流水平。该电流水平(并且从而该脉冲电流的占空比因子)使LED照明子系统产生相应的光发射水平。PWM的占空比因子由包括可变电阻器的电路系统来控制，该可变电阻器具有由旋钮(knob)或其他控制器控制的可调电阻。为了对LED灯进行调光，可以使用旋钮来调节可变电阻器以调整PWM的占空比因子，从而产生期望的照明水平，由此实现期望的调光操作。如在前面段落中所描述的，TRIAC执行周期性的输入电流抑制，从而也对“有效的”输入功率进行调整。

如上所述，可调光LED灯的商用设计都包括复杂的PWM电路系统或TRIAC；对提供给灯的功率水平进行调整。简言之，这些调光器将(来自供应侧的)功率抑制至调整水平，然后在不改变LED照明子系统(即“灯泡”)的任何部分的情况下，将该功率以调整水平递送至照明子系统(或所谓的灯泡)。从而，在该专利公开内容中将这些调光器分类为“供应侧启动的调光器”或“供应侧调光器”。与“需求侧启动的调光器”或“需求侧调光器”相对比，对该术语“供应侧调光器”进行命名，“需求侧启动的调光器”或“需求侧调光器”是在下文中将详细描述的本发明的概念。

发明内容

如在背景技术部分中所阐述的，可调光LED灯的所有常规设计包括PWM模块和/或TRIAC，其对占空比因子进行调整以向灯供电；并且对来自供应侧的功率量进行调整。另一方面，本文中所描述的实施例不利用任何占空比因子修改或调整。从而，不需要PWM或TRIAC。

该专利公开内容展现了从需求侧对功耗量进行调整的原理。简言之，本文中所描述的实施例将LED灯(“灯泡”)从具有一个(即，较高的)功率需求水平的一个网络配置变换成另一(即，较低的)功率需求网络配置。在这样做时，其导致具有关联的(即，较低的)功耗的变化的(即，较低的)照明水平，从而实现调光操作。因此，将这些可调光LED灯命名为“需求侧启动的可调光LED灯”或“需求侧可调光LED灯”。本公开内容还描述了新颖的实施例以及对于需求侧控制的可调光LED灯的廉价设计。

如将在具体实施方式部分中描述的，利用所公开的原理构建的所有原型被验证具有节能特性，使得光发射的减少导致功耗成比例地大大降低。此外，所设计的原型的基本模型(即，利用本文中所公开的原理的可调光LED灯)仅涉及包括下列中的一些元件的网络：1)(一个或多个)LED、2)(一个或多个)电阻器、3)(一个或多个)可变电阻器、和/或4)(一个或多个)开关。从而，这些可调光灯不仅提供节能，而且还可以总体上比常规的可调光LED灯更加价格实惠。

本文中所描述的很多实施例还可以与远程控制器合并而变成远程控制的可调光LED灯，从而远程地执行调光功能。此外，它们可以与需要的传感器(诸如运动传感器)和/或定时器合并以在特定的指定时段期间控制和执行适当设计的调光功能。所构建的至少一种原型合并有可变电阻器；其亮度可以被连续地调暗。

提供该发明内容是为了以简化形式引入对下面在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。该发明内容不意在识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不意在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。

附图说明

为了描述可以获得上述及其他优点和特征的方式，将参照附图来呈现各种实施例的更详细描述。应当理解，这些附图仅描绘示例实施例，并且因此不应当被认为是对本发明的范围的限制，通过使用附图、以另外的特性和细节来描述和说明实施例，在附图中：

图1理论上示出了根据本文中描述的原理的示例“需求侧可调光LED灯”的框结构；

图2-a示意性地示出了原型中所构建的八个网络的三个选择的I-V特性和L-P特性以详细阐述本文中描述的发明的设计原理；

图2-b示意性地示出了原型中所构建的八个网络的三个选择的L-V特性以详细阐述本文中描述的原理；

图3-a,图3-b,图3-c-1到图3-c-8示出了上述原型中的网络结构；

图4-a-1到图4-a-4,图4-b示出了按开关动作产生的网络；以及

图5示出了上述原型中的设计的电气连接。

具体实施方式

如在背景技术部分中所描述的，商用可调光LED灯通常用脉宽调制(PWM)和/或TRIAC子系统来制造。这些调光器可以从供应侧将输入功率调整至调整(降低)水平，然后将该调整后的(降低后的)功率递送至照明子系统以将它们的亮度调暗。在本文中这样的调光器被称作“供应侧调光器”。

PWM和/或TRIAC相对昂贵，并且还耗费相当大量的功率来进行操作。因此，这些设计不仅是制造成本高，而且还引入不期望的调光器特性。具体地，不期望的调光器特性包括：1)“光发射的减少导致功耗不成比例地较少降低”；或者2)“功耗的降低导致光发射成比例地大大降低”。从而，从财务的角度或者从节能的角度来看，这些“供应侧调光器”都不具有吸引力。

相比之下，下文中将描述的可调光LED灯被架构为照明子系统连接至调光单元，其整体上利用DC能源来进行操作。LED照明子系统被构建有无源网络(具有至少一个LED)。能源是电池或具有允许纹波的适当电压的电源。本文中进一步详细的描述将展现设计和操作原理的重要差异。

图1示意性地示出了(以框图形式)根据本文中描述的原理的可调光LED灯的子系统的电气连接。DC电源100的一端(即，负极端子)通过电源接通/关断开关130连接至调光单元110的一端。调光单元110的另一端连接至具有至少两对端子的照明子系统(或所谓的“灯泡”)120的一端；然后“灯泡”120的另一端连接至DC电源100。注意，调光器110与“灯泡”120之间的电气接口包括至少两对端子(即，从调光器连接至“灯泡”的至少两个端子的至少两对端子)，而常规调光器将使用仅一对连接(即，调光器处的一个端子连接至“灯泡”处的一个端子)。

为了详细阐述设计原理，设想有在“灯泡”中构建的三个无源网络。在图2-a中示意性地标绘了三个网络的I-V特性，其中，三个网络被标记为341、344、348。实线表示网络341的I-V特性，点线表示网络344的I-V特性，并且短划线表示网络348的I-V特性。在图2-a中还标明了三个电流值I1>I4>I8(当以电压V操作时)。可以得出，网络341的功率需求(消耗)(P1＝V×I1)大于网络344的功率需求(消耗)(P4＝V×I4)，并且P4大于网络348的功率需求(消耗)(P8＝V×I8)；从而P1>P4>P8。

这三个网络还具有作为操作功率的函数的三个不同的光输出，在图2-a中还示意性地标绘了所选择的灯在操作电压的范围Vm至Vx内的所谓的“L-P特性”。实线表示网络341的作为操作功率的函数的光输出，点线表示网络344的光输出，并且短划线表示网络348的光输出。当以电压V操作时，网络341的光输出是L1，网络344的光输出是L4，并且网络348的光输出是L8，而L1>L4>L8；在图2-b中还示出了它们的特定效能。容易看出，当以相同的电压操作时，网络348的效能(L8/P8)大于网络344的效能(L4/P4)，然后大于网络341的效能(L1/P1)。

设想如果开关单元被构建成使得该开关单元可以将“灯泡”中的操作网络从这些网络之一变换成其他网络，则“灯泡”将表现得像可调光灯一样。具有“灯泡”和开关单元的该可调光灯可以在这三个光输出L1、L4和L8之间改变其照明亮度；将其照明亮度与在P1、P4和P8之中的功率需求(消耗)的变化相关联。此外，如果在变换网络之后开关单元不消耗任何功率，则其可以通过调暗来改善效能。

上述设计原理是本文中描述的可调光LED灯的新的且廉价的设计的基础；并且可以理论上被总结如下：在图1的调光单元110中通过设计的开关激活来耦合，图1的照明子系统120可以从一个无源网络变换为其他网络配置。后面的网络配置可以被设计成在设计的相同操作电压下需要比前述网络的功耗少(或多)的功耗。于是，该网络变换可以被设计成产生与较小的(或较大的)功率需求相关联的一系列较小的(或较大的)光输出。

从而，从需求侧启动调光功能。换言之，“灯泡”能够将其功率需求从一个水平改变为其他水平；产生将照明亮度从一个水平修改为其他水平的能力。因此，在该专利公开内容中，将这些可调光LED灯命名为“需求侧启动的可调光LED灯”或“需求侧可调光LED灯”。

为了清楚地详细阐述本文中描述的基本原理，以如下方式检查八个可互相变换的无源网络，这些无源网络包括LED和电阻器。首先，从图3-a所示的框模块的角度来看，如图3-a中所描述的那样，这八个网络被构造有长共同网络部分(long-common networksection)310，并且之后是短单独网络部分(short-individual network section)320，以提供八个不同的无源网络。其次，图3-b和图3-c从每个框的角度示出了模块的无源网络。图3-b示出了可以用作八个无源网络的长共同部分310的无源网络330。此外，图3-c-1至图3-c-8示出了共同地表示图3-a中的短单独部分320的示例的八个短单独网络(分别被标记为341至348)。

无源网络330包括多个无源元件，包括LED二极管与电阻器的组合。如图3-b所示，无源网络组件包括36个LED(被标记为LD1至LD36)，这36个LED被联网成彼此串联连接的两个LED组，然后一端连接至供电(即，电池)端子V₊，而另一端V_-连接至图3-a中的短单独网络部分320的正极端子，从而表示八个网络(在图3-c中被标记为341至348)。

在330中的两个LED组当中，一个LED组包括串联连接的四个LED子组；每个LED子组包括并联连接的五个LED。例如，上述的第一LED组包括四个串联连接的子组，其中，第一子组包括五个并联的LED(LD1至LD5)，第二子组包括另外五个并联的LED(LD6至LD10)，第三子组包括另外五个并联的LED(LD11至LD15)，以及第四子组还包括另外五个并联的LED(LD16至LD20)。这些LED可以是相同的或者可以是不同的。

此外，上述330中的另一LED组包括串联连接的四个LED子组；每个子组包括并联连接的四个LED和一个电阻器。例如，该LED组包括四个串联连接的子组，其中，第一子组包括四个并联的LED(LD21至LD24)和一个并联电阻器R1，第二子组包括另外四个并联的LED(LD25至LD28)和一个并联电阻器R2，第三子组包括另外四个并联的LED(LD29至LD32)和一个并联电阻器R3，以及第四子组还包括另外的四个并联的LED(LD33至LD36)和一个并联电阻器R4。这些电阻器中的一些可以是相同的；而LED可以是相同的或者可以是不同的。

现在，检查图3-c所示的八个短单独网络(图3-a中的320)(被标记为341至348)。这八个网络包括2个LED与电阻器或者没有电阻器。例如，如图3-c-1所示，网络341包括并联连接的两个LED(被标记为Lx和Ly)和两个电阻器(被标记为Rx和Ry)。如图3-c-2所示，网络342包括并联连接的两个LED(被标记Lx和Ly)和一个电阻器Rx。如图3-c-3所示，网络343包括并联连接的两个LED(被标记为Lx和Ly)和一个电阻器Ry。如图3-c-4所示，网络344包括并联连接的两个LED(被标记为Lx和Ly)。如图3-c-5所示，网络345包括串联连接的两个LED(被标记为Lx和Ly)和两个电阻器(与Lx并联连接的Rx并且与Ly并联连接的Ry)。如图3-c-6所示，网络346包括串联连接的两个LED(被标记为Lx和Ly)和一个电阻器(与Lx并联连接的Rx)。如图3-c-7所示，网络347包括串联连接的两个LED(被标记为Lx和Ly)和一个电阻器(与Ly并联连接的Ry)。如图3-c-8所示，网络348包括串联连接的两个LED(被标记为Lx和Ly)。这八个网络可以通过在“调光单元”中设计的四个开关的开关动作来互相从一个变换为另一个，下面将进一步对其进行描述。

为了测量八个网络的所有重要的物理特性，使用这八个网络构建8盏灯；网络341用于灯1，网络342用于灯2，网络343用于灯3，网络344用于灯4，网络345用于灯5，网络346用于灯6，网络347用于灯7，以及网络348用于灯8。然后，通过以下来获得八个无源网络的重要特性参数：(1)在Vm至Vx的电压范围内测量八个不同的I-V特性；(2)在从Vm至Vx的电压范围内计算它们的电流值以及从而计算它们的功率需求(消耗)；以及(3)在从Vm至Vx的电压范围内测量作为功率需求(消耗)的函数的它们的光输出。

在实际应用中，这八盏灯(网络)应当以相同电压V操作。还可以分别测量在该电压下流过八个网络的八个电流值。测量八个光输出值来作为设计的操作电压(在Vm至Vx内)的函数。为了方便，标绘作为操作功率的函数这八盏灯的光输出。这些特性被称为灯的“L-P特性”。

为了在不失一般性的情况下简化该说明情况，选择示意性地绘制八条I-V特性曲线之中的三条I-V特性曲线，并且在图2-a中示出。实线表示网络341的I-V特性，点线表示网络344的I-V特性，并且短划线表示网络348的I-V特性。当以电压V进行操作时，在图2-a中还标明了三个电流值I1>I4>I8。可以得出，网络341的功率需求(消耗)(P1＝V×I1)大于网络344的功率需求(消耗)(P4＝V×I4)，并且P4大于网络348的功率需求(消耗)(P8＝V×I8)；从而，P1>P4>P8。

在不失一般性的情况下，在图2-b中示意性地标绘了作为操作功率的函数的仅三个光输出，所选择的灯的“L-P特性”。实线表示灯1的作为操作功率的函数的光输出，而点线表示灯4的光输出，并且短划线表示灯8的光输出。当以电压V进行操作时，网络341的光输出是L1，网络344的光输出是L4，以及网络348的光输出是L8，而L1>L4>L8；在图2-b中还示出了它们特定的效能(L/P值)。

现在，构造灯(被命名为灯D)，其中，照明子系统被构建有：如图3-a所示的具有36个LED的长共同网络；以及具有两个LED(上述的Lx和Ly)的短单独网络部分。灯D还配备有装置(称作“装置T”)。装置T具有两个电阻器(Rx和Ry)和四个开关(开关a、开关b、开关c和开关d)。开关a和开关b这两个开关均包括两个端子，而开关c和开关d均具有三个端子，即“中心”端子、“接通”端子和“关断”端子。装置T具有如下开关效果：(1)当开关a接通时，开关a将电阻器Rx并联连接至Lx(参见图4-a-1)；(2)当开关b接通时，开关b将电阻器Ry并联连接至Ly(参见图4-a-2)；(3)当开关c和开关d均接通时，开关c和开关d将Lx和Ly并联连接(参见图4-a-3)；以及(4)当开关c和开关d均关断时，开关c和开关d将照明子系统的短单独部分中的Lx和Ly串联连接(参见图4-a-4)。Lx和Ly的四个端子以图4-b中的框400中所示的特定方式连接至4个开关的端子；并且在以下段落中对其进行描述。

图5示出了整个系统的正确的电气连接。长共同网络部分的一端(即V+端)连接至DC电源(电池或电源)的正端，而另一端应当连接至装置T的正端和Ly的正端。Ly的负端Y-连接至开关d的“中心”端子，而Lx的正端X+连接至开关d的“关断”端子，并且Lx的负端X-应当连接至开关d的“接通”端子并且还连接至装置T的负端。Ly的正端Y+连接至开关c的“中心”端子，而Lx的正端X+应当连接至开关c的“接通”端子。电阻器Rx通过开关a的“接通”状态并联连接至Lx。电阻器Ry通过开关b的“接通”状态并联连接至Ly。最后，装置T的负端通过独立的电源接通/关断开关连接至DC电源的负极端子。

如在前面两个段落中所描述的，灯D的装置T可以根据装置T中的四个开关的开关状态将灯D变换成灯1、灯2、灯3、灯4、灯5、灯6、灯7和灯8中的任意灯。分别地，(1)当(开关a)-(开关b)-(开关c)-(开关d)在接通-接通-接通-接通状态下时，给出灯1；(2)当(开关a)-(开关b)-(开关c)-(开关d)在接通-关断-接通-接通状态下时，给出灯2；(3)当(开关a)-(开关b)-(开关c)-(开关d)在关断-接通-接通-接通状态下时，给出灯3；(4)当(开关a)-(开关b)-(开关c)-(开关d)在关断-关断-接通-接通状态下时，给出灯4；(5)当(开关a)-(开关b)-(开关c)-(开关d)在接通-接通-关断-关断状态下时，给出灯5；(6)当(开关a)-(开关b)-(开关c)-(开关d)在接通-关断-关断-关断状态下时，给出灯6；(7)当(开关a)-(开关b)-(开关c)-(开关d)在关断-接通-关断-关断状态下时，给出灯7；以及(8)当(开关a)-(开关b)-(开关c)-(开关d)在关断-关断-关断-关断状态下时，给出灯8。

当以相同电压操作时，在装置T将照明子系统中的网络变换成网络341的情况下，灯D将被测量出具有与灯1相同的功耗和光输出。换言之，在该实例中，灯D等同于灯1。可以观察到，在该示例中，网络341是灯D的有源网络；而其他7个网络是灯D的备用(待用)网络。当以相同的电压操作时，在装置T将有源网络变换成网络342的情况下，灯D将被测量为具有与灯2相同的功耗和光输出。同样地，在装置T将灯D的有源网络变换成通过装置T中的设计的开关动作所选择的网络时，灯D还可以变成构造的八个灯中的任一个。

灯D具有八种离散的亮度水平以及关断状态。从而，灯D是可调光LED灯。在这种情况下，装置T可以被看作实现可调光LED灯(即，灯D)的调光功能的调光单元。调光是通过改变由所选择的有源网络确定的功率需求水平来启动的。

根据该描述，现在应当清楚，对于利用本文中描述的发明原理而设计的LED灯而言，相关联的照明水平的改变是由功率需求的改变而引起的；而不是源于常规的功率输入调整。因此，与常规的“供应侧调整的可调光灯”相比之下，在该专利公开内容中，根据本发明原理设计的可调光LED灯被称作“需求侧启动的可调光灯”。因此，根据发明原理设计的调光器被称作“需求侧调光器”。

如上面所述并且如图2-a和图2-b所示，该可调光灯(具有“灯泡”和开关单元)可以在设计的光输出(包括L1、L4和L8)之中改变其照明亮度；将其照明亮度与功率需求(消耗)(包括L1、L4和L8)的变化相关联。此外，如果开关单元在变换网络之后不消耗任何功率，则其可以使用调暗来改善效能。L8/L1被测量为＜30％，而P8/P1为＜10％。

因此，下一发明步骤是对在灯的照明期间(在变换网络之后)消耗微不足道的能量的调光单元进行设计。针对该步骤，可以使用在题为“Designs for Control on SolarPower System with Extreme Low Energy Consumption(对具有极低能耗的太阳能动力系统的控制的设计)”的共同未决专利公开内容中描述的发明。该专利公开内容描述了如下发明：可以设计当保持在相同的状态(任意状态)下时不消耗任何能量的开关以实现在我们应用期间的极低能耗。在2012年8月13日提交的共同未决、共同转让的专利申请第13/584,198号中描述了本发明的细节，其全部内容通过引用被合并到本文中。

现在还应当清楚的是，上述示例可以容易地被扩展为设计具有用于从如在上述示例中示出的多于(少于)八个可变换网络配置中选择有源网络配置的需求侧调光器(装置T)的灯。

应当注意，通过上述，获得具有能量有效的I-V特性的一组可变换的无源网络。这产生了高效的需求侧启动的可调光LED灯的设计的良好基础。应当从照明性能(有效的L-P特性)的角度来判断网络对于我们的设计是否具有能量有效的I-V特性。在于2011年12月6日提交并于2012年8月9日公布的共同未决、共同转让的专利申请第13/312,902号中描述了用于设计具有期望的(修改的)I-V特性的网络的方法，其全部内容通过引用合并到本文中。

理论上，当在调光单元中执行开关活动时，网络变换可以被视为用于：(1)向照明子系统中的原始网络添加内置的无源元件(LED或电阻器)；或者(2)从原始网络删除内置的无源元件(LED或电阻器)；或者(3)将并联连接的LED改变成串联连接，或者将串联连接的LED改变成并联连接；或者(4)对上述动作进行组合。

为了对LED灯进行调光，可以激活开关以执行所设计的网络变换，并且导致设计的照明水平变化，从而实现了设计的“调光”操作。这些设计的调光器改变照明子系统的功率需求水平以导致照明水平的变化；它们可以被命名为“需求侧调光器”。

利用本文中公开的原理而设计的可调光LED灯的所有实施例仅包括下列中的一些元件的无源网络：1)(一个或多个)LED、2)(一个或多个)电阻器、3)(一个或多个)可变电阻器和/或4)(一个或多个)开关。利用本文中公开的原理的可调光发光二极管(LED)灯的所有实施例不仅相比于其照明亮度的降低成比例地大大降低其功耗，而且还比使用“供应侧调光器”的常规可调光LED灯更加价格实惠。

显而易见的是，照明子系统的基本构建框是所选择的一组被构建有LED和电阻器的无源网络的长共同部分；而调光器的基本构建框被构建有无源网络的短单独部分。建立数据库以对曾设计的无源网络的所有试验的和理论数据进行采集、编译和分类。数据库包括每个编译的网络的I-V特性和L-P特性。

在提出良好的可调光LED灯的设计实践中，使用该数据库来提出一组期望的无源网络。可以通过开关活动将该组中的元件从一个网络变换为其他网络；并且除去这些元件无法容易地变换。由于网络具有已知的I-V特性和L-P特性，因此可以检查它们以查看当以设计的电压进行操作时它们的效能是否从具有较大光输出的一个网络至调暗的下一个网络而提高；然后从该组中除去违反该属性的这些网络。由此，合格的元件的数量会减小至适当的数量。然后，进行“调光器”中的开关和动作所需的设计。

可以将可调节的可变电阻器添加到调光单元中，从而创建适当的可调节分流路径以向LED照明子系统供电。于是，在每个(或部分)选择的有源网络中可以以精细调节方式调暗该可调光LED灯。对于包括仅一个无源网络的设计，可以省去开关并且仅保留可调节的可变电阻器。对于旨在不要求精细调节功能的应用的设计，可以省去可调节的可变电阻器并且仅保留(一个或多个)开关。从电气的角度来看，调光器设计中的开关根据内置I-V特性来提供选择作为确定电流流过LED照明子系统的起始点的基础；而可变电阻器于是提供所需的精细调节以达到最终的电流电平。从照明的角度来看，(一个或多个)开关提供步进的照明变化，而可变电阻器的调节旋钮提供了连续的照明精细调整。

至少在一种实施例中，添加远程控制器对来向调光器递送命令/从调光器接收命令，使得调光器可以远程地适当调暗(甚至接通/关断)灯。换言之，发明的可调节LED灯可以与远程控制盒相关联以使用远程控制器来执行调光(和接通/关断)。此外，在至少一种实施例中，在某一时间段内，添加定时器和运动传感器以将照明调暗，并且当感测流量(traffic)几秒(即，三秒)时，将更加明亮。

在不背离本发明的精神或基本特性的情况下，本发明可以以其他特定形式来实现。所描述的实施例在所有方面应被看作仅是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而非由前面的描述来指示。落入权利要求的等同方案的意义和范围内的所有变化应被包括在其范围内。

Claims (16)

1.一种需求侧可调光LED灯，包括：

直流电源，提供恒定电压并且具有第一端子和第二端子；

调光单元，具有电耦合至所述直流电源的第一端子的第一端子，所述调光单元还具有第二端子；以及

照明子系统，具有电耦合至所述调光单元的第二端子的第二端子，其中，所述照明子系统的第一端子电耦合至所述直流电源的第二端子，

其中，所述照明子系统具有所述调光单元能够选择的多个可选功耗水平，所述多个可选功耗水平至少包括第一功耗水平和小于所述第一功耗水平的第二功耗水平，其中，所述照明子系统的亮度在所述第二功耗水平下相比于所述第一功耗水平降低的百分比小于所述第二功耗水平相比于所述第一功耗水平降低的百分比。

2.根据权利要求1所述的LED灯，其中，所述照明子系统具有电耦合至所述调光单元的第三端子的第三输入端子。

3.根据权利要求1所述的LED灯，

其中，所述第一功耗水平是通过所述调光单元激活所述照明子系统的第一无源网络来实现的；并且

其中，所述第二功耗水平是通过所述调光单元激活所述照明子系统的第二无源网络来实现的。

4.根据权利要求3所述的LED灯，

其中，具有在所述第一无源网络与所述第二无源网络之间共有的多个无源网络元件，所述无源网络元件包括至少一个发光二极管(LED)。

5.根据权利要求1所述的LED灯，其中，所述照明子系统包括无源网络，所述无源网络包括没有响应于选择所述多个可选功耗水平中的任一个而改变的第一部分以及响应于选择所述多个可选功耗水平中的任一个而改变的第二部分。

6.根据权利要求1所述的LED灯，

其中，所述调光单元能够选择的所述多个可选功耗水平还包括小于所述第二功耗水平的第三功耗水平，其中，所述照明子系统的亮度在所述第三功耗水平下相比于所述第二功耗水平降低的百分比小于所述第三功耗水平相比于所述第二功耗水平降低的百分比。

7.根据权利要求1所述的LED灯，其中，所述调光单元的第一端子经由电源开关选择性地耦合至所述直流电源的第一端子。

8.根据权利要求1所述的LED灯，其中，所述直流电源包括电池。

9.一种需求侧可调光LED灯，包括：

直流电源，在所述直流电源的第一端子和第二端子之间提供恒定电压；

调光单元；以及

照明子系统，由所述直流电源产生的直流来供电，其中，所述照明子系统具有所述调光单元能够选择的多个可选功耗水平，其中，对于所述多个可选功耗水平中的至少部分而言，随着所选择的功耗水平对于所述恒定电压而言降低，所述照明子系统的效能对于所述恒定电压而言增加。

10.根据权利要求9所述的LED灯，其中，所述多个可选功耗水平的数量为8个或更少。

11.根据权利要求9所述的LED灯，其中，所述多个可选功耗水平的数量为9个或更多。

12.根据权利要求9所述的LED灯，其中，对于所述多个可选功耗水平的全部而言，随着所选择的功耗水平对于所述恒定电压而言降低，所述照明子系统的效能对于所述恒定电压而言增加。

13.根据权利要求9所述的LED灯，其中，所述多个可选功耗水平中的每一个是通过所述调光单元选择所述照明子系统内的相应的无源网络来选择的，每个无源网络包括至少一个发光二极管(LED)。

14.根据权利要求9所述的LED灯，其中，所述照明子系统包括无源网络，所述无源网络包括没有响应于选择所述多个可选功耗水平中的任一个而改变的第一部分以及响应于选择所述多个可选功耗水平中的任一个而改变的第二部分。

15.根据权利要求14所述的LED灯，其中，所述第一部分包括两段，第一段包括一系列级，所述第一段的每个级包括多个并联的LED。

16.根据权利要求14所述的LED灯，其中，所述第一部分的第二段包括一系列级，每个级包括电阻器与LED的并联组合。