CN106688309B

CN106688309B - Led调光器电路和方法

Info

Publication number: CN106688309B
Application number: CN201580048741.XA
Authority: CN
Inventors: J-P·M·G·林纳茨; J·H·G·奥普赫特维尔德; R·A·C·布拉斯彭宁; L·R·C·沃曼斯
Original assignee: Koninklijke Philips NV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2019-08-09
Anticipated expiration: 2035-08-10
Also published as: RU2017112027A3; JP2017534139A; RU2688205C2; US20170290117A1; RU2017112027A; EP3192327A1; US10051704B2; EP3192327B1; CN106688309A; WO2016037780A1; JP6646654B2

Abstract

LED调光器可以连接在基本LED驱动器和LED装置之间。调光器至少能够接收来自恒定电流LED驱动器的恒定电流，并且其然后根据所需要的调光水平使用升压转换器提供电压上升。

Description

LED调光器电路和方法

技术领域

本发明涉及用于对LED照明装置调光的方法。

背景技术

作为一种照明解决方案，LED正变得越来越流行。LED实现了利用了LED的调光能力的灵活照明选择。然而，为了与现有可调光系统兼容，需要复杂并且昂贵的LED驱动器。

EP 2713678 A1公开了一种固态光源驱动器电路，其以降压转换器或者升压转换器配置来操作。驱动器电路包括：控制器、均耦合到控制器的升压开关电路和降压开关电路、以及耦合到光源的反馈电路。反馈电路向控制器提供反馈，该反馈表示驱动器电路的DC输出。控制器响应于反馈信号来控制升压开关电路和降压开关电路，以调节去往光源的电流。当DC输出小于输入节点处耦合到驱动器电路的整流AC电压时，控制器将驱动器电路置于其升压转换器配置。当DC输出大于输入节点处的整流AC电压时，控制器将驱动器电路置于其降压转换器配置。

JP H01311868 A公开了一种恒定电流输入类型的DC/DC转换器，其将恒定电流源转换至变压器的初级绕组侧，并且还将整流-平流电路连接到其次级绕组侧。指定的输出电压通过接通和断开向初级绕组侧提供的晶体管来获得。线圈连接到这一恒定电流源的端子。第一二极管的阴极连接到初级绕组的端部，同时其阳极连接到线圈。电容器连接在二极管和之间。提供了变压器的磁通量重置电路。当接通晶体管时，电容器存储的能量被施加至初级绕组。从而可以抑制轻负载时的电压升高。

基本的LED驱动器通常生成将被应用于LED的恒定电压或者生成恒定电流。最低成本的LED驱动器不提供调光能力。

一种常见类型的LED驱动器是所谓的窗口驱动器。这种驱动器具有固定的输出电流，但是其可以在相对大范围的值(所有值都在其所谓的操作窗口内)上调节输出电压的同时递送这一电流。

发明者考虑了各种可能的LED驱动器解决方案，以提供调光(或者其它智能功能)，但是利用基本的LED驱动器。

一种解决方案是通过对由恒定电流驱动器提供的电流中的一些进行分流开关，在LED电路板上提供调光功能。分流开关包含以所需要的占空比将LED串短路。实际上，这一短路功能可以被实施为DC-DC转换器的一部分，例如通过将降压转换器输出短路。这一方法的一个问题是，通常存在与驱动器输出并联、从而与DC-DC转换器二极管并联的电容器。因此，驱动器充当了具有并联电容的电流源。将这一电容周期性地短路可能导致不可接受的能量损失和过大的电流峰值。

另一解决方案是使用串联开关在LED电路板上提供调光功能。这包含以所需要的占空比使输出负载开路。这在理论上可以被应用于恒定电压驱动器。然而，在恒定电流驱动器的情形下，驱动器可能不接受这种开路。理论上，理想的电流源会试图通过把输出电压提高到无穷大以对开路进行补偿。实际的驱动器会达到极限电压，并且于是忍受更低的电流流动。然而，驱动器可能将此视为故障状态。在这一情形下，过电压保护系统将关闭整个供应达特定时间段。

跨驱动器输出的电容器也是一个问题。在LED串被串联开关断开的时段期间，这一电容器将充电直到更高的电压。当串联开关闭合时，电容器上额外的电荷将导致高峰值电流。这造成了接通时段期间的LED电流的增加。因此，LED所消耗的总功率可能根本没有改变，从而不产生对LED的调光。

因此，需要低成本调光解决方案，其避免对诸如DALI驱动器(DALI是数字可寻址照明接口的首字母缩写)之类的昂贵驱动器的需求，并且其可以例如连接到窗口驱动器。

发明内容

本发明由权利要求进行限定。

根据本发明的一个方面，提供用于连接在LED驱动器和LED装置之间的LED调光器，其包括：

输入，用于接收来自LED驱动器的恒定电流；

升压转换器，根据所需要的调光水平提供电压上升；以及

第一输出，用于将来自升压转换器的信号提供给LED装置的第一端子。

这一中间调光器能够接收恒定电流输入(例如来自恒定电流窗口驱动器)，并且能够使用升压转换器实施调光控制。升压转换器使输出电压上升，并且对应地减少输出电流(以便保持相同的功率)，并且从而实施调光功能。

可以在输入和第一二极管部件的阳极之间提供电感器，其中第一二极管部件的阴极连接到第一输出，并且可以在第一二极管部件的阳极和至LED驱动器的电流返回路径之间连接控制开关。这限定了开关式电感器升压转换器。

然后，提供用于控制控制开关的控制器。其通过变化开关占空比来控制升压比率。控制开关例如包括晶体管。平流电容器优选地连接在输出和电流返回路径之间，即跨LED装置连接。

输入可以进一步用于接收来自LED驱动器的恒定电压。以这一方式，调光器能够接收并且处理恒定电压输入或者恒定电流输入。调光器则进一步包括：用于确定调光器在接收恒定电压或者是恒定电流的装置；和用于根据调光器在接收恒定电压或者是恒定电流，通过控制升压转换器来控制调光器的控制器。用于确定的这一装置可以包括软件代码，该软件代码检查如果占空比减少则LED电流发生什么。这可以被用于确定输入处是恒定电流或者是恒定电压。

控制器可以适于当检测到恒定电流输入时以第一模式操作升压转换器，并且当检测到低于LED装置的操作电压的恒定电压输入时以第二模式操作升压转换器。这两个模式实施在期望的调光水平和控制升压转换器开关的方式之间的不同功能关系。

控制器可以以通过模式(其中控制开关总是断开)操作升压转换器，以得到100％的占空比。因此，如果不需要调光，则操作升压转换器，使得其不消耗功率。这适用于恒定电流或者恒定电压模式。当需要调光时，以有源开关模式(其中占空比0<d<100％)操作升压转换器。

当检测到低电压输入供应时，升压转换器电路作为电压上转换器操作。电路可以替代地(或者附加地)包括降压转换器，如果检测到高电压输入供应。则可以使用降压转换器。然后可以操作降压转换器以执行电压下转换。

如上文所解释那样，调光器可以包括在输入和第一二极管部件的阳极之间的电感器，其中第一二极管部件的阴极连接到第一输出，并且控制开关连接在第一二极管部件的阳极和至LED驱动器的电流返回路径之间。传感器则可以被实施为连接在LED装置和电流返回路径之间的传感电阻器。第二开关可以被提供为与传感电阻器串联，并且第二二极管部件可以连接在输入和第二输出之间，第二输出用于连接到LED装置的第二端子。

第二二极管部件形成降压转换器电路的一部分，降压转换器电路使用与升压转换器相同的电感器和存储电容器。它可以被用于对高电压供应进行下转换。

第二开关可以被用作对于将输入电流或者电压直接路由通过LED装置的感测功能的一部分。这然后使得输入的性质能够被确定。

本发明还提供了LED驱动器装置，其包括：

恒定电流或者恒定电压LED驱动器；以及

本发明的调光器，连接至LED驱动器的输出，以用于向LED装置提供驱动信号。

驱动器装置于是包含了调光功能。调光器可以被提供在驱动器的印刷电路板上，或者其可以在驱动器外部，或者其可以被提供在LED装置PCB上。

照明装置则包括：

本发明的LED驱动器装置；以及

LED装置。

LED驱动器装置的调光器可以被提供在LED装置的电路板上，使得整个驱动器架构被分割到两个分立的位置上。

本发明还提供用于驱动LED装置的驱动方法，该驱动方法包括：

接收来自LED驱动器的恒定电流LED驱动信号；

根据所需要的调光水平，使用升压转换器提供电压上升；以及

将来自升压转换器的信号提供给LED装置的第一端子。

方法可以包括：

确定所接收的来自LED驱动器的输入信号是恒定电压或者是恒定电流；

如果所接收的输入信号是恒定电流，则使用以第一模式操作的升压转换器执行本发明的方法；

如果所接收的输入信号是低于LED装置的操作电压的恒定电压，则使用以第二模式操作的升压转换器，根据所需要的调光水平提供电压上升，并且将来自升压转换器的信号提供给LED装置的第一端子。

第一和第二模式可以包括根据所需要的调光水平以不同方式控制升压转换器的开关。例如，开关占空比可以根据所需要的调光水平被相反地控制。

方法可以进一步包括：如果所接收的输入信号是高于LED装置的操作电压的恒定电压，则使用降压转换器，根据所需要的调光水平提供电压下降，并且将来自降压转换器的信号提供给LED装置的第一端子。

附图说明

现在将参照附图详细地描述本发明的示例，其中：

图1示出了根据本发明的一个示例的照明系统的一般配置；

图2示出了使用升压转换器的调光电路的第一示例；

图3示出了可以代替升压转换器使用的降-升压转换器；

图4示出了调光电路的第二示例；

图5示出了将调光电路实施到现有印刷电路板上的两种可能的方法；

图6更详细地示出了包括调光电路的LED印刷电路板的架构；

图7示出了将多个LED装置组合起来的三种可能方法；并且

图8示出了驱动方法的一个示例。

具体实施方式

本发明提供了可以连接在基本LED驱动器和LED装置之间的LED调光器。调光器至少能够接收来自恒定电流LED驱动器的恒定电流，并且其然后根据所需要的调光水平使用升压转换器提供电压上升。

调光器可以与LED电路板集成，并且这提供了一种调光解决方案，该调光解决方案包括对可以被连接到基本窗口驱动器的LED板的使用。基本窗口驱动器可以是具有固定输出电流的驱动器，但是其可以递送这一电流，同时在相对大范围的值上调节输出电压。

图1示出了根据本发明的一个示例的照明装置的基本配置。

装置包括基本标准LED驱动器10，基本标准LED驱动器10可以例如包括恒定电流窗口驱动器。LED装置通过起中间驱动器作用的调光器电路12耦合到驱动器10。如图1所示，调光器电路12可以被提供在LED装置的PCB 14上。LED装置包括LED串16。如图1所示，可以存在多个LED串16、18。如果所有这些LED串都要被调光到相同的水平，则单个调光单元12可以被如图所示那样提供。然而，如果期望对不同的LED串的独立调光，则可以提供多个调光单元。LED PCB 14通常还包括未在图1中示出的散热器。

LED串可以包括LED的串联连接，但是并联连接以及组合了串联连接和并联连接的电路配置也是可能的。然而，本发明可以被应用于单个LED，还可以被应用于LED的一个或者多个串。

调光器电路是附加的板上中间驱动器，并且其至少包括升压功能。将因为以下示例而明白的是，其可以包括降压和升压功能两者。

基本驱动器10可以起恒定电流源的作用，但是没有调光功能。这避免了对可调光窗口驱动器的需求，可调光窗口驱动器是实施调光功能的常规方式。图1中的架构更适合于向LED板添加智能。

图1示出了具有输入20的调光器电路，输入20用于接收板14外部的输入。这可以是从外部传感器接收的输入。

用户接口22也被示出，其可以例如包括触摸输入、滑动器或者控制旋钮输入、或者可听输入。板上传感器24也被示出。

这些输入被提供给控制调光电路12的控制器26。

对调光功能的控制可以使用这些控制输入20、22、24中的任何一个或者多个来实现。当使用传感器时，它们可以包括日光传感器或者存在传感器，以便提供智能照明控制。

更具体地，智能LED板包括：

LED、LED串、或者多个LED串16；

控制器26；

用于控制器26的功率供应(未示出)，优选地通过提取向LED提供的功率中的少量功率得到；

传感器、或者连接传感器的接口、或者接收至板的用于控制调光功能的控制信号的接口；

用于调整光输出以便至少提供调光功能的DC-DC升压转换器。

这一设置实现了调光功能的局部实施。优选地，在未经调光情况下，调光电路12不消耗大量功率。然而，即使调光器电路12被设置为完全调暗(没有电流通过LED)，其仍然应该具有对电路功能供电的能力。

主转换器10被收纳在与LED装置分立的外壳中，并且提供电流隔离。调光电路12(其包括DC-DC升压转换器)在物理上被提供在与LED装置相同的板上。

DC-DC升压转换器利用前馈脉冲宽度调制(PWM)功能。PWM控制的占空比根据期望的调光水平而变化。

如上文所述，控制器26需要由从驱动器10接收的驱动信号来供电。控制器26可以与LED串或者LED串中的LED子集并联地被供电。LED的子集然后可以具有跨它们的电压，该电压对应于控制器所需要的电压供应。控制器将抽取小于LED电流的并联电流，并且因此将不影响LED输出。

如果控制器由跨LED串的总电压供电，则DC-DC下转换器可以被用于得到适当的电压水平。

控制器26可以备选地由与LED串串联的电路供电。这一串联电路可以是升压转换器。

备选地，控制器26可以使用调光电路12的DC-DC升压转换器中使用的电感器线圈的附加绕组来供电。

因此，有多种方法通过从基本LED驱动器10接收的信号向电路控制器26供电。

外部控制输入20还可以采用多种形式。可以存在用于接收如下项的接口：

无线电链接控制信号，诸如Zigbee、KNX RF；

光学通信信号，诸如红外、VLCC、或者编码光；

用于数字协议信号的无线连接，诸如1..10、DALI、DMX、或者I2C。

图2示出了调光电路12的可能实施方式的第一示例。

基本驱动器10起恒定电流源的作用。

调光电路12连接在LED驱动器10和LED装置16之间，并且包括用于接收来自LED驱动器10的恒定电流的输入30和在控制器26的控制下根据所需要的调光水平提供电压上升的DC-DC升压转换器。升压转换器输出32被提供到LED装置16的第一端子。

升压转换器包括在输入30和第一(反激)二极管36的阳极之间的电感器34，第一二极管36的阴极连接到第一输出32。晶体管37起控制开关的作用，其连接在第一二极管36的阳极和到LED驱动器的电流返回路径38之间。晶体管由控制器26进行开关。图2还示出了跨LED串16连接的平流电容器40。

恒定电流驱动器10使电流进入板中。调光电路12递送不同的电流并且相应地变化输出电压，以便功率守恒。在调光期间，通过LED串的电流必须被减少，同时LED两端的电压保持相当恒定。

负载的降低的功率需求导致了当递送恒定电流时由驱动器10提供的降低的电压。

因此要求输出处增加的电压，以补偿提供输入电流的电压的降低，这需要使用升压转换器来实施调光功能。

在100％(全功率)调光情形下，升压转换器可以停止开关，并且将来自基本驱动器10的电流直接馈送到LED串中。其效率于是非常接近100％。形成调光电路12的额外转换器不会导致额外的损耗。

在低于100％的调光期间，升压转换器开始开关，并且可能出现一些性能惩罚，通常约为3％，但是由降低光功率造成的节约是显著的并且可以高达90％。

图2的设置就部件的数目而言非常简单。其提供固定电流主驱动器、其后是升压转换器的新颖组合。

当需要深度调光时，电压输入显著减少，以跟踪LED装置的功率需求的减少。驱动器不可以具有足够大的电压操作窗口，并且可以在特定的调光水平处关闭，因为其短路保护将开启。因此，最大调光水平可以基于驱动器10的特性选择。如下文解释那样，这些特性可以通过测试程序获得。

最优选地，驱动器10被配置为即使在低电压下也继续递送其电流。用于实现短路保护的阈值优选地是低的，例如对于10至20个LED的LED串(一般需要大约30至60V以便操作)，大约10V或者甚至更低。对于更长的LED串，例如如果使用了中等功率或者低功率LED，可以使用更高的短路保护阈值来工作。然而，调光范围的下限由额定电压和实现短路保护的驱动器输出电压之间的比率来指定。

此想法的可选延伸是，当调光器尝试低于特定电压或者在特定占空比范围之外操作时，调光器可以检测短路保护机制是否开启。调光器可以通过测量驱动器的输出(电压或者电流)下降到零来检测这一点。如果观察到了这一行为，则调光器将来可以避免这种占空比设置或者仅容忍有限的调光程度。

用于控制器26的功率仍然可以从第一一个或者两个LED取得。特别地，如果不需要例如低于10％的深度调光，则通过LED的电流总是高于最大电流的10％。只要控制器的消耗不多于几个毫安，则这是可以接受的，而不在视觉上影响用于生成控制器功率供应的LED的亮度。

图2中的示例利用了升压转换器。

可以代替地使用降压升压转换器。图3示出了降压-升压转换器。相同的部件被给予了相同的附图标记。在这一情形下，恒定电流驱动器10的输出通过串联开关37耦合到输出。在一个开关位置上，电感器34耦合到驱动器10，并且在另一位置上，电感器34连接到具有并联输出电容器40的LED 16。降压-升压转换器不具有通过(pass-through)模式，因为没有其中驱动器10直接向LED 16馈电的开关位置。必须总是存在活跃的开关以从LED产生光，即使当仅需要额定(未经调光、最大)光输出时，这也通常引入额外的损耗。

因此，升压转换器的优势是：在非开关(非调光)模式下实现100％的效率。

以上示例是针对恒定电流基本驱动器10特别设计的。

图4示出了对调光电路的修改，其实现上转换或者下转换，并且可以连接到起电流源作用或者起电压源作用的驱动器。

与图2中相同的部件被给予了相同的附图标记。输入30因此还能够接收来自LED驱动器的恒定电压。电路具有包括传感电阻器42的传感器，传感电阻器42连接在LED装置16和电流返回路径38之间。第二开关44与传感电阻器42串联，并且第二二极管46连接在输入和第二输出之间，第二输出用于连接到LED装置的第二端子。

传感电阻器42被用于测量通过LED的电流。这可以进一步被用于确定调光器接收的是恒定电压或者是恒定电流。实际上，与恒定电压驱动器相比，对于恒定电流驱动器而言，通过LED的电流在相反的方向上改变(增加或者减少)。调光器软件可以在初始设置阶段期间得知这一行为。因此，可以不需要传感电阻器。

控制器26然后可以根据感测到的至调光器的输入类型来控制调光器电路(特别地，第一和第二晶体管)，并且还知道其应该增加或者是减少占空比以便减少LED电流(以实施调光)。

电感器34、电容器40、开关44、以及二极管46被配置为降压转换器。对于高输入供应电压，电路则可以作为电压下转换器操作。

当电路与恒定电流驱动器一起使用时，晶体管44总是接通，并且晶体管37开关。电路然后以与图2中的电路相同的方式工作，并且光输出与1-d成比例，其中d是DC-DC升压转换器的开关占空比。因此，d＝0是针对没有进行开关和全光输出，并且d＝0.9是针对达10％亮度水平的深度调光。

当电路与低电压恒定电压驱动器(诸如卤素12V AC变压器)一起使用时，在变压器10和调光器输入30之间添加整流器。晶体管44总是接通，并且晶体管37再次开关。光输出与占空比成比例，并且升压电路起电压上转换器作用。

当电路与高电压恒定电压驱动器一起使用时，晶体管37总是断开，并且利用二极管46，晶体管44被用于降压下转换。二极管36总是正向偏压并且不起作用，使得电路仅起降压转换器作用。

因此，有三种可能的操作模式，两种利用了使用升压转换器的上转换，而一种利用了使用降压转换器的下转换。

当与电流源驱动器一起使用时：

LED电流＝(1-d)乘以输入电流。

由恒定电流驱动器产生的输入电压＝(1-d)乘以所需要的LED串电压。这是需要被提升回到期望的LED串电压的电压。

在这一设置中，没有对Ton和L的与安全相关的限制，即没有将严重损坏驱动器的针对Ton和L的选择。

对于非调光输出，升压转换器以通过模式运行(开关37总是断开)，使得电流总是来自主驱动器10。

为了实现调光，更改占空比。可以使用占空比的全范围。

当用于低电压源驱动器(提供低于LED装置的操作电压的恒定电压)的电压上升时，电路以活跃开关模式操作。

●每周期能量＝1/2Li²，其中di/dt＝V/L，因此i＝Vt/L。

在关闭的时刻，E＝1/2V²T_on ²/L。这一能量在T_cycle期间被释放。

●功率为E/T_cycle＝1/2V²T_on ²/(LT_cycle)。

对于固定的接通时间T_on，调光水平与d成比例(即，与T_on成比例)。

因此，可以看到的是，相比于恒定电流驱动器，光输出以相反的方式对占空比的改变做出反应。对于恒定电流驱动器，光输出与(1-d)成比例，并且对于低电压恒定电压驱动器，其与d成比例。这已在上文提及。

当用于高电压源驱动器(提供高于LED装置的期望操作电压的恒定电压)的电压下转换时，电路使用以活跃开关模式运行的降压转换器来操作。

图4中的电路因此可以与电流源一起并且与低于或者高于期望LED电压的电压源一起操作。电路是相同的，但是软件控制算法不同。电路可以针对连接到电路的驱动器的类型自动地调节其操作。

特别地，在最初上电时，LED板不知道驱动器的特性，例如其不知道连接的是电压源或者是电流源。一种注册程序将利用电流传感电阻器描述。

第一注册步骤包括断开晶体管37并且闭合晶体管44。这禁用了升压转换器电路(和降压转换器电路)，并且将所供应的功率路由到LED装置。传感电阻器42两端的电压VR被监控，该电压与通过电阻器42的电流相关，并且输出电压VO(在端子30上)也被监控。

如果VR增加到高于最大阈值，并且VO保持恒定，则所连接的驱动器是高电压驱动器。在这一情形下，电流应该以降压模式操作。

如果VR稳定在LED的最大操作范围附近的值，则所连接的驱动器是电流驱动器。调光功能则可以从低占空比开始通过开关晶体管37来测试。由于LED电流减少，电压VR然后应该根据(1-d)降低。电压VO也应该降低，因为恒定电流驱动器以其操作窗口内的较低电压操作。VO保持稳定时的最低占空比值则可以确定，使得适合于特定驱动器的最深调光水平可以确定。

如果VR保持接近于零，则所连接的驱动器是低电压驱动器，例如12V卤素驱动器。电路然后可以通过尝试从低占空比开始通过开关晶体管44增加光水平来进行测试。平均电压VR然后应该根据d增加。电压VO应该保持恒定。

调光能力可以被包括到承载LED的电路板中，或者其可以被提供在驱动器电路板上，或者其可以是分立的单元。

图5(a)示出了可调光驱动器10，其包括标准恒定电流或者恒定电压驱动器(没有调光能力)和上文解释的用于实施调光功能的开关模式电路51的组合。可调光驱动器10驱动两个LED装置16a、16b。调光功能可以远程控制，并且为了这一目的，单元52可以包括RF接收器。调光功能还可以或者可以代替地基于光传感器输入来自动控制，从而单元52在那一情形下可以包括传感器。

图5(b)示出了标准恒定电流或者恒定电压驱动器10(没有调光能力)。用于实施调光功能的上文解释的开关模式电路51被提供在第一LED装置16a的电路板上。第二LED装置16b菊花链自第一LED装置。

图6更详细地示出了由图5(b)中的第一LED电路板16a承载的部件。调光控制电路被示出为51。调光电路51接收恒定电路。开关模式电路51的作用是允许电流的一部分沿着旁通路径55旁通LED串16。电流在LED串16的输出处再次汇总以返回到驱动器10。功率供应53向处理器54提供功率，处理器54实施升压转换器开关控制器，并且处理器54还可以实施对驱动器10是电流源驱动器或者是电压源驱动器的智能检测，如上文所解释那样。RF接口和/或光传感器还被示出为52。

多个LED装置可以以多种方式组合，并且图7示出了三个示例。在图7(a)中，两个LED装置16a、16b简单地串联。由第一LED装置16a生成的调光电流Idim被提供到第二LED装置16b。仅第一LED装置16a具有调光能力。

对于恒定电流驱动器和使用电压上升转换器；

输出电压＝输入电压/(1-d)

其中d是占空比。因此：

输出电流-输入电流*(1-d)。

无论使用了多少LED装置，都可以基于占空比控制来设置期望的电流水平。然而，对于数目N个LED装置，驱动器需要覆盖从Min*N*Vs至N*Vs的范围的电压窗口，

其中Vs是用于每个LED装置的LED串电压，并且Min是最小调光水平。

图7(a)本质上是主LED板16a、其后是从属LED板16b。

图7(b)示出了串联的两个主LED板16a、16b。LED电流和来自第一LED板的旁通电流在供应到第二LED板16b之前被组合(以便形成原始电流I)。每个LED板可以以相同方式或者独立地控制其关联的LED串。

两个主LED电路板可以替代地并联。

图7(c)示出了如下设置，其中主板16a具有调光控制，并且从属板16b串联但是被驱动到全亮度，并且其接收全重组的电流I。在这一情形下，驱动器必须具有覆盖(Min+1)Vs至2Vs(对于两个LED板的示例)的范围的电压窗口。

图8示出了确定驱动器的类型的方法。

在步骤60中，测量电阻器电压VR。

在步骤62中，确定电压VR是否大于最大阈值(并且可选地还确定输出电压是否是恒定的)。如果如此，则在步骤63中确定连接高电压驱动器。

在步骤64中，确定电压VR是否大于最小值但是小于阈值。这一范围包括LED的正常最大操作电压。如果如此，则在步骤65中确定连接恒定电流驱动器，因为电压对应于LED的正常驱动。

在步骤66中，确定电压是否小于最小值。如果如此，则在步骤67中确定连接低电压驱动器。

该处于在步骤68中结束。

根据本发明的一些示例使得入门级低成本驱动器能够适合于其中执行调光的灯具。调光电路和LED装置的组合是反向兼容的，使得其可以在其中使用现有LED的所有产品中工作。板上传感器的使用使得能够实施日光捕获功能。LED装置和调光电路可以自主地对其光输出水平进行调光，同时仍然与现有的固定电流驱动器一起工作。

其它一些示例提供了如下LED板：其可以自动识别其是被电压源驱动或者是被电流源驱动的，并且然后可以相应地适配其内部调光算法。

示出的LED驱动器电路利用了二极管。然而，本领域技术人员将理解的是，整流功能还可以使用其它部件实施。例如，晶体管可以被配置为整流器，或者晶体管可以被有源开关以在期望电流在特定方向上流动的瞬间导通(例如，在同步整流器、半桥等中)。权利要求中使用的术语“二极管部件”旨在包含所有这些可能性。

对所公开的实施例的其它变化可以由本领域技术人员在实践所要求保护的发明中，从学习附图、公开内容以及所附权利要求中理解和实现。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元素或者步骤，并且不定冠词“一(a)”或者“一个(an)”不排除多个。仅凭在互相不同的从属权利要求中记载某些措施的事实不表示这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围进行限制。

Claims

1.一种LED调光器，用于连接在LED驱动器和LED装置之间，所述LED调光器包括：

输入(30)，用于接收来自所述LED驱动器(10)的恒定电流和恒定电压；

用于确定所述LED调光器接收的是恒定电压或者是恒定电流的装置；

转换器电路(12)，根据所需要的调光水平提供电压转换，其中所述转换器电路(12)包括升压转换器；

控制器(26)，用于根据所述LED调光器接收的是恒定电压或者是恒定电流，通过控制所述转换器电路(12)来控制所述LED调光器；以及

第一输出(32)，用于将来自所述转换器电路(12)的信号提供给所述LED装置的第一端子；

其特征在于

如果所接收的输入信号是恒定电流，则使所述升压转换器以第一模式操作；以及

如果所接收的输入信号是低于所述LED装置的操作电压的恒定电压，则根据所需要的调光水平使用以第二模式操作的升压转换器来提供电压上升并将来自所述升压转换器的信号提供给所述LED装置的第一端子。

2.根据权利要求1所述的LED调光器，包括：在所述输入(30)和第一二极管部件(36)的阳极之间的电感器(34)，所述第一二极管部件的阴极连接到所述第一输出(32)；以及连接在所述第一二极管部件的阳极和至所述LED驱动器的电流返回路径之间的控制开关(37)。

3.根据权利要求2所述的LED调光器，包括用于控制所述控制开关的控制器(26)。

4.根据权利要求3所述的LED调光器，其中所述控制开关(37)包括晶体管。

5.根据权利要求2、3或4所述的LED调光器，进一步包括连接在所述输出和所述电流返回路径之间的电容器(40)。

6.根据权利要求1所述的LED调光器，其中所述第一模式是通过模式，并且所述第二模式是电压上升模式，并且所述转换器电路(12)还包括降压转换器，如果接收的所述输入信号是高于所述LED装置的所述操作电压的恒定电压，则根据所需要的调光水平使用所述降压转换器来提供电压下降，并将来自所述降压转换器的信号提供给所述LED装置的第一端子。

7.根据权利要求1或者6所述的LED调光器，其中用于确定所述LED调光器接收的是恒定电压或者是恒定电流的装置包括与所述LED装置串联连接的传感电阻器(42)。

8.根据权利要求7所述的LED调光器，包括：在所述输入(30)和第一二极管部件(36)的阳极之间的电感器(34)，所述第一二极管部件的阴极连接到所述第一输出(32)；以及连接在所述第一二极管部件的阳极和至所述LED驱动器的电流返回路径之间的控制开关(37)，

所述LED调光器进一步包括：与所述传感电阻器(42)串联的第二开关(44)；以及连接在所述输入和第二输出之间的第二二极管部件(46)，所述第二输出用于连接到所述LED装置的第二端子。

9.一种LED驱动器装置，包括：

恒定电流或者恒定电压LED驱动器(10)；以及

根据前述权利要求中的任一项所述的LED调光器(51)，连接到所述LED驱动器的输出，以用于向LED装置提供驱动信号。

10.一种照明装置，包括：

根据权利要求9所述的LED驱动器装置；以及

LED装置(16；16a、16b)。

11.根据权利要求10所述的照明装置，其中所述LED调光器(51)被提供在所述LED装置的电路板上。

12.一种用于驱动LED装置的驱动方法，包括：

在LED调光器的输入(30)上，接收来自LED驱动器的输入信号；

确定接收的所述输入信号是恒定电压或者是恒定电流；

根据所需要的调光水平，使用转换器电路(12)提供电压转换，其中所述转换器电路(12)包括升压转换器；

根据所述LED调光器接收的是恒定电压或者是恒定电流，通过控制所述转换器电路(12)来控制所述LED调光器；以及

将来自所述转换器电路(12)的信号提供给所述LED装置的第一端子；

其特征在于所述转换器电路包括升压转换器，所述方法包括：

如果接收的所述输入信号是恒定电流，则所述升压转换器以第一模式操作；

如果接收的所述输入信号是低于所述LED装置的操作电压的恒定电压，则根据所需要的调光水平使用以第二模式操作的所述升压转换器来提供电压上升，并且将来自所述升压转换器的信号提供给所述LED装置的第一端子。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一模式是通过模式，并且所述第二模式是电压上升模式。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述转换器电路(12)进一步包括降压转换器，所述方法进一步包括：如果所述接收的输入信号是高于所述LED装置的所述操作电压的恒定电压，则根据所需要的调光水平使用所述降压转换器提供电压下降，并且将来自所述降压转换器的信号提供给所述LED装置的第一端子。