CN113015286B - Pwm调光方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请适用于LED灯具技术领域，提供了一种PWM调光方法及装置，其中该方法包括：获取针对LED灯体的PWM调光信号，其中所述LED灯体与电感串联；在所述PWM调光信号所对应的脉宽时间内，调制逐渐增大电感电流的纹波电流幅值。由此，改善LED灯具的调光深度，消除或降低调光时的抖动现象，可以优化用户体验。

Description

PWM调光方法及装置

技术领域

本申请属于LED灯具技术领域，尤其涉及一种PWM调光方法及装置。

背景技术

LED灯具有节能、环保、长寿命的优点，已广泛应用于各种照明市场。在多种应用场景，需要对LED进行调光。常用的调光技术包括线性调光和PWM调光。与线性调光相比，PWM调光具有高效率、高精度且没有色温飘移等优点。

随着智能调光技术的发展，人们对调光深度的要求越来越高，基于电感的开关式恒流驱动由于能够兼容宽的输入电源范围以及输出电压范围，并且具有高的转换效率，因此得到广泛应用。

然而，在对基于电感的开关式LED恒流驱动器进行PWM调光时，常规调光技术调光深度较浅，容易出现调光抖动的现象，导致较差的用户体验。

针对上述问题，目前业界暂无较佳的解决方案。

发明内容

鉴于此，本申请实施例提供了一种PWM调光方法及装置，以至少解决现有技术中LED灯具在调光过程中调光深度较浅且容易调光抖动的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种PWM调光装置，包括：PWM调光端口，被配置为获取针对LED灯体的PWM调光信号，其中所述LED灯体与电感串联；高电平电流调制模块，被配置为在所述PWM调光信号所对应的脉宽时间内，调制逐渐增大电感电流的纹波电流幅值。

本申请实施例第二方面提供了一种PWM调光方法，包括：获取针对LED灯体的PWM调光信号，其中所述LED灯体与电感串联；在所述PWM调光信号所对应的脉宽时间内，调制逐渐增大电感电流的纹波电流幅值。

本申请实施例的第三方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述方法的步骤。

本申请实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。

本申请实施例的第五方面提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备实现如上述方法的步骤。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

通过本申请实施例，PWM调光装置可以获取PWM调光信号，并在PWM调光信号所对应的脉宽时间内调制逐渐增大电感电流的纹波电流幅值，改善LED灯具的调光深度，消除或降低调光时的抖动现象，可以优化用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本申请实施例的LED灯具的一示例的结构示意图；

图2示出了根据本申请实施例的PWM调光装置的一示例的结构示意图；

图3示出了根据本申请实施例的PWM调光方法的一示例的流程图的示意图；

图4示出了根据本申请实施例的调制逐渐增大电感电流的纹波电流幅值的一示例的流程图；

图5示出了根据本申请实施例的调制逐渐增大电感电流的纹波电流幅值的一示例的流程图；

图6A示出了在目前相关技术中未在脉宽时间内进行幅度调制时的在电感电流和PWM信号之间的信号关系示意图；

图6B示出了根据本申请实施例的在脉宽时间内进行电感电流纹波电流幅度调制时的在电感电流和PWM信号之间的一示例的信号关系示意图；

图6C示出了根据本申请实施例的在脉宽时间内进行电感电流纹波电流幅度调制时的在电感电流和PWM信号之间的另一示例的信号关系示意图；

图7是本申请实施例的电子设备的一示例的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

具体实现中，本申请实施例中描述的电子设备包括但不限于诸如具有触摸敏感表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板)的移动电话、膝上型计算机或平板计算机之类的其它便携式设备。还应当理解的是，在某些实施例中，上述设备并非便携式通信设备，而是具有触摸敏感表面(例如，触摸屏显示器)的计算机。

在接下来的讨论中，描述了包括显示器和触摸敏感表面的电子设备。然而，应当理解的是，电子设备可以包括诸如物理键盘、鼠标和/或控制杆的一个或多个其它物理用户接口设备。

可以在电子设备上执行的各种应用程序可以使用诸如触摸敏感表面的至少一个公共物理用户接口设备。可以在应用程序之间和/或相应应用程序内调整和/或改变触摸敏感表面的一个或多个功能以及终端上显示的相应信息。这样，终端的公共物理架构(例如，触摸敏感表面)可以支持具有对用户而言直观且透明的用户界面的各种应用程序。

图1示出了根据本申请实施例的LED灯具的一示例的结构示意图。

如图1所示，LED灯具100包括串联连接的电感110、LED灯体120和PWM调光装置130，通过PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)调光装置130可以实现对LED灯体的工作参数进行调制。在一些实施方式中，PWM调光装置130可以是被设置在恒流驱动器130中的，以实现基于电感的开关式恒流驱动效果。

图2示出了根据本申请实施例的PWM调光装置的一示例的结构示意图。

如图2所示，PWM调光装置130包括PWM调光端口210和高电平电流调制模块220。通过PWM调光端口210，PWM调光装置130可以获取针对LED灯体的PWM调光信号。通过高电平电流调制模块220，PWM调光装置130可以在PWM调光信号所对应的脉宽时间内，调制逐渐增大电感电流的纹波电流幅值。

通过本申请实施例，可以调制在脉宽时间内的电感电流的纹波电流幅值，使得电感电流纹波逐渐增大并平滑上升，改善了灯具的调制深度，可以有效消除或避免调光抖动的情况。

图3示出了根据本申请实施例的PWM调光方法的一示例的流程图的示意图。关于本申请实施例方法的执行主体，其可以是PWM驱动器，例如恒流驱动器。

如图3所示，在步骤310中，获取针对LED灯体的PWM调光信号。这里，LED灯体与电感串联。

在步骤320中，在PWM调光信号所对应的脉宽时间内，调制逐渐增大电感电流的纹波电流幅值。

通过本申请实施例，可以提高PWM调光的调光性能，可提升调光深度，避免人眼可见的抖动，具有很高的应用价值。

图4示出了根据本申请实施例的调制逐渐增大电感电流的纹波电流幅值的一示例的流程图。

如图4所示，在步骤410中，解析PWM调光信号所对应的脉宽时间，并将脉宽时间划分为多个时间分段，例如两个或两个以上的时间分段。

示例性地，可以根据时间分段的预设数量进行时间分段的划分操作，例如当预设数量是3时，可以将脉宽时间平分为3个时间分段。

在步骤420中，确定与各个时间分段分别对应的纹波幅度。这里，各个纹波幅度在连续的时间分段中逐渐增大，例如最后一个时间分段所对应的纹波幅度可以是与未调制状态下的电感电流纹波幅度(I₀)保持一致。

这里，可以依据各种业务需求来设计针对纹波幅度的确定规则，在此应不加限制。示例性地，可以按照时间分段的预设数量来确定各个时间分段所对应的纹波幅度，例如在3个时间分段中，第1个时间分段所对应的纹波幅度可以是1/3I₀，第2个时间分段所对应的纹波幅度2/3I₀，而第3个时间分段所对应的纹波幅度可以是I₀。

在步骤430中，在脉宽时间内的各个时间分段内分别利用相应的纹波幅度限制电感电流。

在本申请实施例中，通过控制脉宽时间的不同时间分段内限制相应的递增的纹波幅度，使得电感电流可以在脉宽时间中平滑上升。

在一些实施方式中，可以保持各个时间分段所对应的电感电流的峰值不变，即各个时间分段的电流峰值相同，并对各个时间分段所对应的电感电流的谷值进行调制，从而实现调制各个时间分段的电流纹波幅度。由此，能够实现电感电流在脉宽时间内上升时具有更高的平滑度。

图5示出了根据本申请实施例的调制逐渐增大电感电流的纹波电流幅值的一示例的流程图。

如图5所示，在步骤510中，检测PWM调光信号所对应的占空比是否低于预设阈值。

如果步骤510中的检测结果指示占空比低于预设阈值，则跳转至步骤520。如果步骤510中的检测结果指示占空比大于或等于预设阈值，则可以跳转至步骤530。

需说明的是，在一般情况下，PWM调光信号的占空比越小，LED发光强度及人眼感知的辉度就越低，越容易导致调光抖动现象。相反地，在PWM调光信号的占空比较大时，会产生较高辉度，人眼便不太容易感受到调光抖动现象。

在步骤520中，触发在PWM调光信号所对应的脉宽时间内，调制逐渐增大电感电流的纹波电流幅值。

由此，可以对PWM调光信号的占空比进行检测，并在检测到PWM调光信号的占空比过小时触发对脉宽时间内的电感电流调制，可以有效避免低辉度情况下的调光抖动现象。

在步骤530中，在PWM调光信号所对应的脉宽时间内，维持电感电流处于稳定的幅值。例如，通过高电平电流调制模块进行调制，使得电感电流处于稳定的幅值。这样，便也无需对脉宽时间内的电感电流进行幅度调制。

需说明的是，对于PWM调光特性而言，电感电流纹波幅度越小，PWM调光的效果越好。然而，电感电流纹波幅度越小，对应的开关工作频率也越高。开光频率过高会降低LED驱动器的转换效率并导致系统温度升高影响可靠性。

在本申请实施例中，考虑到人眼对低辉度这一段的亮度变化特别敏感，因此可以仅在低占空比时使得系统工作于小的纹波电流状态，而在超过设定的时间段后，将电感的纹波电流提高，无需在脉宽时间内进行电感电流的幅度调制操作，从而降低系统工作频率提高系统转换效率，此时便也可以兼顾了系统的转换效率和可靠性。

在一些实施方式中，在PWM调光信号变为高电平的时间段内依时间顺序依次划分为T1,T2,…,Tn，其中n大于等于2。在第一时间段T1内电感电流纹波幅度为ΔI1，在第二时间段T2内电感电流纹波幅度为ΔI2，并且在第n时间段Tn内电感电流纹波幅度为ΔIn，其中ΔI1<ΔI2<…<ΔIn。在PWM调光信号转变为低电平时，电感电流降为零，例如，通过恒流驱动器使得电感电流降为零。

图6A示出了在目前相关技术中未在脉宽时间内进行幅度调制时的在电感电流和PWM信号之间的信号关系示意图。因此，调光深度是有限的，在低辉度照明条件下，容易使人眼感觉到调光抖动现象。

图6B示出了根据本申请实施例的在脉宽时间内进行电感电流纹波电流幅度调制时的在电感电流和PWM信号之间的一示例的信号关系示意图。

如图6B所示，脉宽时间被划分成了两个连续的时间分段。在PWM调光信号由低电平0变到高电平1之后，电感电流开始上升，当达到第一纹波电流的窗口上限时，电感电流开始下降，在电感电流下降到第一纹波电流的窗口下限时，电感电流转入上升状态，然后不断重复，并在T1时间段内，电感电流的纹波幅度控制在ΔI1设定的范围内。在第一时间段T1结束并进入第二时间段T2后，电感电流的纹波幅度变大并控制在ΔI2设定的范围内。当PWM调光信号由1变为0之后，电感电流下降到零。

图6C示出了根据本申请实施例的在脉宽时间内进行电感电流纹波电流幅度调制时的在电感电流和PWM信号之间的另一示例的信号关系示意图。

如图6C所示，脉宽时间被划分成了三个连续的时间分段。这里，各个时间分段下的电流峰值是固定的，即系统工作于固定峰值电流状态，在PWM调光信号为1的时间段内，电感电流工作状态分为三段，在T1时间段电感纹波电流幅度为ΔI1，在T2时间段电感纹波电流幅度为ΔI2，在T3时间段电感纹波电流幅度为ΔI3，其中ΔI1<ΔI2<ΔI3。通过增加分段，可使得电感电流在纹波切换过程中过渡的更平滑。

作为本申请实施例的进一步公开及优化，在PWM调光信号为高电平的阶段，纹波电流的切换也可以是渐变的过程，例如从T1进入T2的时间段后，纹波电流幅度由ΔI1逐渐增大并在多个开关周期后过渡到ΔI2，可以使得电流幅度能更加平滑地过渡。

需要说明的是，上述装置/模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。

图7是本申请实施例的电子设备的一示例的示意图。如图7所示，该实施例的电子设备700包括：处理器710、存储器720以及存储在所述存储器720中并可在所述处理器710上运行的计算机程序730。所述处理器710执行所述计算机程序730时实现上述PWM调光方法实施例中的步骤，例如图3所示的步骤310和320。或者，所述处理器710执行所述计算机程序730时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图2所示单元210和220的功能。

示例性的，所述计算机程序730可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器720中，并由所述处理器710执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序730在所述电子设备700中的执行过程。例如，所述计算机程序730可以被分割成PWM调光信号接收程序模块和高电平电流调制程序模块，各程序模块具体功能如下：

PWM调光信号接收程序模块，被配置为获取针对LED灯体的PWM调光信号，其中所述LED灯体与电感串联；

高电平电流调制程序模块，被配置为在所述PWM调光信号所对应的脉宽时间内，调制逐渐增大电感电流的纹波电流幅值。

所述电子设备700可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述电子设备可包括，但不仅限于，处理器710、存储器720。本领域技术人员可以理解，图7仅是电子设备700的示例，并不构成对电子设备700的限定，可以包括比图示更多或少的部件，或组合某些部件，或不同的部件，例如所述电子设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器710可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器720可以是所述电子设备700的内部存储单元，例如电子设备700的硬盘或内存。所述存储器720也可以是所述电子设备700的外部存储设备，例如所述电子设备700上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器720还可以既包括所述电子设备700的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器720用于存储所述计算机程序以及所述电子设备所需的其他程序和数据。所述存储器720还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/电子设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/电子设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种PWM调光装置，其特征在于，包括：

PWM调光端口，被配置为获取针对LED灯体的PWM调光信号，其中所述LED灯体与电感串联；

高电平电流调制模块，被配置为检测所述PWM调光信号所对应的占空比是否低于预设阈值；如果所述占空比低于所述预设阈值，则触发在所述PWM调光信号所对应的脉宽时间内，调制逐渐增大电感电流的纹波电流幅值。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高电平电流调制模块还被配置为：

解析所述PWM调光信号所对应的脉宽时间，并将所述脉宽时间划分为多个时间分段；

确定与各个所述时间分段分别对应的纹波幅度，其中各个所述纹波幅度在连续的所述时间分段中逐渐增大；

在脉宽时间内的各个所述时间分段内分别利用相应的纹波幅度限制电感电流。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述PWM调光装置被设置在恒流驱动器中。

4.一种PWM调光方法，其特征在于，包括：

获取针对LED灯体的PWM调光信号，其中所述LED灯体与电感串联；

确定所述PWM调光信号所对应的占空比；

如果所述占空比低于预设阈值，则在所述PWM调光信号所对应的脉宽时间内，调制逐渐增大电感电流的纹波电流幅值。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述PWM调光信号所对应的脉宽时间内，调制逐渐增大电感电流的纹波电流幅值，包括：

解析所述PWM调光信号所对应的脉宽时间，并将所述脉宽时间划分为多个时间分段；

确定与各个所述时间分段分别对应的纹波幅度，其中各个所述纹波幅度在连续的所述时间分段中逐渐增大；

在脉宽时间内的各个所述时间分段内分别利用相应的纹波幅度限制电感电流。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，如果所述占空比高于或等于所述预设阈值，所述方法还包括：

在所述PWM调光信号所对应的脉宽时间内，维持电感电流处于稳定的幅值。

7.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求4-6中任一项所述方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求4-6中任一项所述方法的步骤。

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