CN113647200A

CN113647200A - 布置为对基于发光二极管led的照明设备进行调光的调光单元以及相应的方法

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Publication number: CN113647200A
Application number: CN202080022863.2A
Authority: CN
Inventors: 阿德里亚努斯·雅各布斯·克拉韦尔; 彼得鲁斯·范罗苏姆
Original assignee: Krem Technology Co ltd
Current assignee: Krem Technology Co ltd
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2021-11-12
Also published as: WO2020190139A1; US20220151038A1; EP3942902A1; AU2020240931A1; NL2022772B1

Abstract

一种调光单元，用于对基于发光二极管LED的照明设备进行调光，其中所述调光单元包括开关，该开关被布置为接收交流电AC市电信号，并且用于向基于开关控制信号的所述基于LED的照明设备提供电源信号；控制器，用于提供所述开关控制信号，并包括查找表，该表包括预配置的基于LED照明设备的电流范围和所述基于预配置的LED的照明设备的亮度范围之间的关系；调光器，用于根据输入调光范围向所述控制器提供调光水平，其中所述控制器还用于将所述调光水平转换为所述开关控制信号，从而使用所述查找表使得所述亮度范围与所述输入调光范围成线性关系。

Description

布置为对基于发光二极管LED的照明设备进行调光的调光单元以及相应的方法

本发明涉及一种调光单元，该调光单元被布置为对基于发光二极管LED的照明设备进行调光。

已经为各种照明应用开发了基于LED的照明设备。与传统照明技术相比，如今LED灯由于其长寿命和高能效而更受欢迎。调光单元被布置为对基于LED的照明设备的输出进行调光。

已知调光单元的缺点之一是它们不能以对用户而言感觉愉快的方式对基于LED的照明设备进行调光。

因此，本公开的一个目的是提供一种调光单元，该调光单元被布置为对基于发光二极管LED的照明设备进行调光，从而使用户感觉舒适。

在第一方面，本文提供了一种调光单元，其布置用于对基于发光二极管LED的照明设备进行调光，其中所述调光单元包括：

-开关，被布置为接收交流AC市电信号并基于开关控制信号向所述基于LED的照明设备提供电源信号；

-控制器，被布置为提供所述开关控制信号，并且包括查找表，所述查找表包括在预配置的基于LED的照明设备的电流范围和所述预配置的基于LED的照明设备的亮度范围之间的关系；

-调光器，被布置为基于输入调光范围向所述控制器提供调光水平；

其中，所述控制器还被布置为使用所述查找表将所述调光水平转换为所述开关控制信号，使得所述亮度范围与所述输入调光范围成线性关系。

值得注意的是，调光单元可以不放置或安装在安装基于LED的照明设备的相同位置处。通常，调光单元安装在家庭布线系统的墙壁安装盒中，而基于LED的照明设备安装在房间的天花板上。调光单元然后可以激活和调暗基于LED的照明设备。

该开关被布置为接收交流AC市电信号并且用于基于开关控制信号向所述基于LED的照明设备提供电源信号。例如，这种开关可以是金属氧化物半导体MOS场效应晶体管FETMOSFET功率晶体管或任何类似物。通常，开关控制信号是具有特定占空比的脉宽调制PWM信号。占空比代表或相关为基于LED的照明设备设置的调光信号。

控制器被布置为提供开关控制信号，并且包括查找表，该查找表包括预配置的基于LED的照明设备的电流范围和所述预配置的基于LED的照明设备的亮度范围之间的关系。

这种控制器可以实现为微控制器、专用集成控制器ASIC、现场可编程门阵列FPGA、模拟或数字电子电路或任何类似物。注意，调光单元还可以包括电源，该电源被布置为接收AC市电信号，并且用于将AC市电信号转换为低压直流DC电压。直流电压可用于对控制器进行启动。

查找表可以存储在寄存器、存储器、高速缓存或任何类似的地方。查找表因此被布置为提供预配置的基于LED的照明设备的电流范围和预配置的基于LED的照明设备的亮度范围的转换。

最后，提供调光器，其被布置为基于输入调光范围向所述控制器提供调光水平。例如，调光器是电位器或任何类似物。注意，用户可以使用调光器来提供其关于基于LED的照明设备的期望调光水平的输入。调光器可以提供转换为输入调光范围的调光水平。

本公开的方面之一是：进一步布置用于使用所述查找表将所述调光水平转换为所述开关控制信号，使得所述亮度范围与所述输入调光范围成线性关系。

这意味着调光水平的感知线性关系增加对应于基于LED的照明设备的亮度的感知线性增加，并且调光水平的感知线性减少对应于基于LED的照明设备亮度的感知线性减少。

注意，最初的查找表包括关于预配置的基于LED的照明设备的数据。因此，调光器假设为预配置的基于LED的照明设备的电流范围设置的值对于调光单元连接到的实际基于LED的照明设备也是有效的。

在一个示例中，控制器还被布置为测量到所述基于LED的照明设备的所述电源信号的电流，

其中，所述控制器被布置为通过在所述全输入调光范围内测量所述电源信号的电流来校准所述转换。

为了改进所提出方法的转换部分，可以执行校准步骤。执行校准步骤以在调光器的整个输入调光范围内照亮控制器。这允许控制器确定在输入调光范围的整个范围内足够的转换机制。然后转换机制确保输入调光范围线性关系转换为基于LED的照明设备的亮度级别。

在进一步的示例中，所述调光单元还包括最小阈值设置器，用于设置所述调光器的所述调光水平的最小阈值。

应注意，一旦调光器被设置为最大输入调光范围，基于LED的照明设备通常被布置为提供其全输出，即亮度的最大设置。然而，具有对光输出没有贡献的死区，即输入调光范围内的特定子范围，可能是有益的。因此，一旦用户将调光级别设置为高于该特定最小阈值，控制器将开始转换过程。因此，控制器将似乎有效输入调光范围实际上已针对死区——即子范围——进行了补偿。

在另一示例中，所述控制器包括用于从所述调光器无线接收所述调光水平的无线接收装置。

例如，控制器可以配备有WiFi收发器、蓝牙接收器或收发器、Zigbee接收器或收发器或任何类似物。代替用户手动地、直接地将调光水平输入控制器，还可以通过无线方式输入，例如通过移动电话或任何类似物。控制器因此可以包括用于连接到另外的无线设备的无线接收装置，该另外的无线设备被布置为将调光范围发射到控制器。

在另一示例中，调光单元还包括移动用户设备UE，该移动UE包括所述调光器，并且其中所述UE包括无线发射装置，所述无线发射装置被布置为将所述调光水平无线发射到所述控制器的所述无线接收装置。

例如，移动使用可以包括智能电话、平板电脑、台式计算机、笔记本电脑或任何类似物。这种移动UE可以配备有“app(应用)”，该app被布置为接收来自用户的关于要为基于LED的照明设备设置的调光水平的输入。例如，该app可以可视化为一个滑块，用户能够从最小调光级别到最大调光级别进行操作。

在又一示例中，接收装置还被布置为无线接收以下项中的任一项：

-调整针对特定的基于LED的照明设备的所述关系的所述查找表；

-预配置的基于LED的照明设备的电流范围和所述预配置的基于LED的照明设备的亮度范围之间的关系，用于并入查找表以用于针对特定的基于LED的照明设备调整所述关系。

如果控制器能够接收关于由调光单元控制的实际基于LED的照明设备的电流范围的数据，则可能是有益的。这使得本发明的翻译部分更加准确。可以使用电流范围的定制值代替使用针对预配置的基于LED的照明设备的电流范围的“标准”值，该定制值是针对实际的基于LED的照明设备定制的。例如，用户可以使用移动用户设备UE上.的应用程序指示使用了哪个基于LED的照明设备，并且该应用程序可以根据用户提供的指示检索相关的电流范围或亮度级别。

在又一示例中，所述调光器包括被布置为由用户设置的电位器。电位器是一个带有滑动或旋转触点的三端电阻器，可由用户操纵，形成一个可调分压器。如果只使用两个端子，一端和滑动片，它充当可变电阻器或变阻器。在本发明的上下文中，这两种选择都是可行的。

在第二方面，提供了一种基于发光二极管LED的照明设备组件，包括：

-根据前述权利要求中任一项所述的调光单元、以及连接到开关的基于LED的照明设备。

注意，关于本发明的第一方面的示例所公开的优点和定义也对应于本发明的第二方面的示例，即基于LED的照明设备组件。

在第三方面，提供了一种用于操作根据以上提供的示例中的任一个的调光单元的方法，其中所述方法包括以下步骤：

-由所述开关接收AC市电信号，并基于开关控制信号将电源信号提供给所述基于LED的照明设备；

-由控制器基于输入调光范围从调光器接收调光水平；

-由所述控制器通过使用查找表将所述调光水平转换为所述开关控制信号来向所述开关提供所述开关控制信号，以使得亮度范围与所述输入调光范围成线性关系。

注意，关于本发明的第一方面的示例所公开的优点和定义也对应于本发明的第三方面的示例，即用于操作调光单元的方法。

在一个实例中，所述控制器被进一步布置成用于测量所述电源信号的电流到所述基于LED的照明设备，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

-通过在所述全输入调光范围内测量所述电源信号的电流来校准所述转换。

在进一步的示例中，所述调光单元还包括用于设置所述调光器的所述调光水平的最小阈值的最小阈值设置器，其中所述方法还包括以下步骤：

-由所述最小阈值设置器设置所述调光水平的最小阈值。

在另一示例中，控制器包括用于从所述调光器无线接收所述调光水平的无线接收装置，并且其中所述方法还包括以下步骤：

-由所述无线接收装置从所述调光器接收所述调光水平。

在一个示例中，调光单元还包括移动用户设备UE，该移动用户设备包括所述调光器，并且其中所述UE包括无线发射装置，其中所述方法还包括以下步骤：

-由所述无线发射装置将所述调光水平无线发射到所述控制器所包括的无线接收装置。

在第四方面，本文提供了一种计算机程序产品，包括其上存储有指令的计算机可读介质，所述指令在由调光单元执行时使所述调光单元实施根据以上提供的示例中的任一个的方法。

现将通过对根据本公开的第一方面的调光单元和根据本公开的第三方面的操作这种调光单元的方法的描述来说明本公开，其中，参考了以下示意图，在示意图中：

图1公开了示出由调光单元包括的组件的电路的示意图。

图2公开了根据本公开的操作调光单元的方法的示意性流程图。

图1公开了示出调光单元所包括的组件的电路的示意图1001。根据本公开，调光单元可以包括多个组件。

在该特定示例中，调光单元包括两个开关，如参考标号1002和1003表示。开关中的第一1002被布置为允许接收到的交流电AC市电信号的正半部分传递到基于LED的照明设备1009，并且开关中的第二1003被布置为允许接收到的AC市电信号的负半部分传递到基于LED的照明设备1009。基于开关控制信号控制开关，该开关控制信号被馈送到开关的栅极。

.在该特定场景中，开关1002、1003是功率金属氧化物半导体MOS场效应晶体管FET。可以注意到，开关还可以包括晶体管、继电器或任何类似物。

以块的形式设置控制器1005。例如，控制器1005可以是集成控制器IC、专用IC、ASIC、现场可编程门阵列FPGA、模拟电子或任何类似物。

控制器1005包括查找表，该查找表包括预配置的基于LED的照明设备1009的电流范围和所述预配置的基于LED的照明设备1009的亮度范围之间的关系。查找表因此可以包括流过基于LED的照明设备1009的特定电流的特定亮度，例如流明。

调光单元1001还可包括调光器1004，其被布置为基于输入调光范围向所述控制器1005提供调光水平。调光器1004例如是电位器。电位器有滑动或旋转触点，用户可以操纵它来选择所需的调光范围。

控制器1005被布置为使用所述查找表将所述调光水平转换为所述开关控制信号，使得所述亮度范围与所述输入调光范围成线性关系。因此最终结果是用户感觉似乎源自基于LED的照明设备1009的亮度线性地取决于输入调光范围。

由控制器1005提供的开关控制信号可以是PWM信号，即脉冲宽度调制信号。与到第二开关的PWM信号相比，到第一开关的PWM信号可以被逆变。

此外，提供电源单元1006用于将AC市电电源1010转换为低压电源以给控制器1005供电。电源单元1006可以包括开关电源或变压器或任何类似物。

应当注意，控制器还可以被布置为测量到所述基于LED的照明设备的所述电源信号的电流，和/或其中所述控制器被布置为通过在所述全输入调光范围内测量所述电源信号的电流来校准所述转换。可以使用流向基于LED的照明设备的电流路径中的低欧姆电阻器来测量流向基于LED的照明设备1009的电流。

调光单元1001还可以包括最小阈值设置器1007，例如也是电位器，用于设置所述调光器的所述调光水平的最小阈值。

最后，可以以负温度系数NTC电阻器1008的形式提供安全机制。如果温度升高得太高，电阻器可以向控制器1005指示。控制器可以使用该特定输入来关闭事物，或采取其他适当措施。

图2公开了根据本公开的操作调光单元的方法1050的示意流程图。

方法1050涉及根据以上提供的示例中的任一个来操作调光单元，其中所述方法包括以下步骤：

-由开关接收1051AC市电信号并基于开关控制信号将电源信号提供给基于LED的照明设备；

-7由控制器接收1052从调光器接收基于输入调光范围的调光水平。

-由过控制器通过使用查找表将调光水平转换为开关控制信号来向开关提供1053开关控制信号，使得亮度范围与输入调光范围成线性关系。

通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践要求保护的发明时可以理解和实现对所公开的实施例的其他变化。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一种”不排除复数。单独的处理器或其他单元可以实现权利要求中引用的几个条目的功能。仅在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实并不表示这些措施的组合不能有利地使用。计算机程序可以存储/分布在合适的介质上，例如权利要求中的任何参考标记不应被解释为限制其范围。

Claims

1.一种调光单元，被布置为对基于发光二极管LED的照明设备进行调光，其中，所述调光单元包括：

2.根据权利要求1所述的调光单元，其中，所述控制器还被布置为测量到所述基于LED的照明设备的所述电源信号的电流，

3.根据前述权利要求中任一项所述的调光单元，其中，所述调光单元还包括最小阈值设置器，用于设置所述调光器的所述调光水平的最小阈值。

4.根据前述权利要求中任一项所述的调光单元，其中，所述控制器包括无线接收装置，所述无线接收装置用于从所述调光器无线接收所述调光水平。

5.根据权利要求4所述的调光单元，其中，所述调光单元还包括移动用户设备UE，所述移动UE包括所述调光器，并且其中，所述UE包括无线发射装置，所述无线发射装置被布置为将所述调光水平无线发射到所述控制器的无线接收装置。

6.根据权利要求4至5中任一项所述的调光单元，其中，所述接收装置还被布置为无线接收以下项中的任一项：

7.根据前述权利要求中任一项所述的调光单元，其中，所述调光器包括电位器，所述电位器被布置为由用户设置。

8.一种基于发光二极管LED的照明设备组件，包括：

9.一种操作根据权利要求1至6中任一项所述的调光单元的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

-由开关接收AC市电信号，并基于开关控制信号将电源信号提供给基于LED的照明设备；

-由控制器基于输入调光范围从调光器接收调光水平；

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述控制器还被布置为测量给所述基于LED的照明设备的所述电源信号的电流，其中，所述方法还包括以下步骤：

11.根据权利要求9至10中任一项所述的方法，其中，所述调光单元还包括：最小阈值设置器，用于设置所述调光器的所述调光水平的最小阈值，其中，所述方法还包括以下步骤：

-由所述最小阈值设置器设置所述调光水平的最小阈值。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，所述控制器包括：无线接收装置，用于从所述调光器无线接收所述调光水平，并且其中，所述方法还包括以下步骤：

-由所述无线接收装置从所述调光器接收所述调光水平。

13.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，所述调光单元还包括移动用户设备UE，所述移动UE包括所述调光器，并且其中，所述UE包括无线发射装置，其中，所述方法还包括以下步骤：

14.根据权利要求12至13中任一项所述的方法，其中，所述接收装置还被布置为无线接收以下项中的任一项：

15.一种包括存储有指令的计算机可读介质在内的计算机程序产品，所述指令在由调光单元执行时使所述调光单元实施根据权利要求9至14中任一项所述的方法。