CN114097307A - 多通道颜色调节的时间切片 - Google Patents

Abstract

一种系统可以包括被配置为存储指令的存储器、和处理器。处理器可以被配置为执行指令，以使系统确定输入PWM信号的PWM频率，并生成为第一发光二极管（LED）供电的第一PWM信号、为第二LED供电的第二PWM信号、和为第三LED供电的第三PWM信号。第一PWM信号、第二PWM信号、和第三PWM信号中的每一个可以具有输入PWM信号的PWM频率，并且可以与输入PWM信号同相。

Description

多通道颜色调节的时间切片

优先权要求

本申请要求2018年12月27日提交的序列号为16/234296的美国专利申请的权益，其优先权的权益在此被要求，并且其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

可调白色照明是商业和家庭照明的最大趋势之一。可调白色照明器通常能够沿着两个独立的轴改变其颜色和光输出水平。

发明内容

系统可以包括被配置为存储指令的存储器、和处理器。处理器可以被配置为执行指令，以使系统确定输入PWM信号的PWM频率，并生成为第一发光二极管（LED）供电的第一PWM信号、为第二LED供电的第二PWM信号、和为第三LED供电的第三PWM信号。第一PWM信号、第二PWM信号、和第三PWM信号中的每一个可以具有输入PWM信号的PWM频率，并且可以与输入PWM信号同相。

附图说明

从以下结合所附附图通过示例的方式给出的描述中，可以得到更详细的理解，其中：

图1A是表示颜色空间的色度图解；

图1B是说明色度图解上不同相关色温（CCT）及其与黑体线（BBL）的关系的图解；

图1C是说明在PWM信号生成的选项中使用的输入PWM信号的图解；

图1D是说明在第一选项中生成的第一通道（CHN1）的输出PWM信号（PWM1）和第二通道（CHN2）的输出PWM信号（PWM2）的图解；

图1E是说明在第一选项中生成的CHN1的输出电流和CHN2的输出电流的图解；

图1F是说明在第二选项中生成的CHN1的输出电流和CHN2的输出电流的图解；

图1G是说明图1F的放大部分的图解；

图1H是说明照明系统的图解；

图1I是说明微控制器的图解；

图1J是说明照明系统的图解；

图1K是说明另一照明系统的图解；

图1L是说明缓冲电压和感测电压的图解；

图1M是说明供应给发光二极管（LED）的电压的图解；

图1N是说明驱动电流的图解；

图1O是说明由微控制器生成的第一PWM信号、第二PWM信号、和第三PWM信号的图解；

图1P是说明由微控制器生成的第一PWM信号、第二PWM信号、和第三PWM信号的另一图解；

图1Q是说明由微控制器生成的第一PWM信号、第二PWM信号、和第三PWM信号的另一图解；

图1R是说明在光照系统中使用的方法的流程图；

图2是根据一个实施例的集成LED照明系统的电子板的俯视图；

图3A是在一个实施例中，其LED阵列在LED器件附着区域处附着到衬底的电子板的俯视图；

图3B是双通道集成LED照明系统的一个实施例的图解，其中电子组件安装在电路板的两个表面上；

图3C是LED照明系统的实施例的图解，其中LED阵列在与驱动器和控制电路分开的电子板上；

图3D是LED照明系统的框图，该LED照明系统具有LED阵列以及与驱动器电路分开的电子板上的一些电子器件；

图3E是示出多通道LED驱动器电路的示例LED照明系统的图解；

图4是示例应用系统的图解；

图5A是示出LED器件的图解；以及

图5B是示出多个LED器件的图解。

具体实施方式

下文将参考所附附图更全面地描述不同光照明系统和/或发光二极管（“LED”）实施方式的示例。这些示例不相互排斥，并且在一个示例中发现的特征可以与在一个或多个其他示例中发现的特征相组合，以实现另外的实施方式。因此，将被理解，所附附图中所示的示例仅为了说明的目的而提供，并且它们不旨在以任何方式限制本公开。类似的数字始终指代类似的元件。

将被理解，尽管术语第一、第二、第三等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应该被这些术语所限制。这些术语可以用于区分一个元件与另一个元件。例如，第一元件可以被称为第二元件并且第二元件可以被称为第一元件，而不脱离本发明的范围。如本文所使用的，术语“和/或”可以包括一个或多个相关联列出项目的任何和所有组合。

将被理解，当诸如层、区域或衬底的元件被称为“在”或“延伸到”另一个元件上时，它可以直接在或直接延伸到另一个元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在”或“直接延伸到”另一个元件上时，可能没有中间元件的存在。还将被理解，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到另一个元件和/或经由一个或多个中间元件连接或耦合到另一个元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时，在该元件和另一个元件之间没有中间元件的存在。将被理解，除了图中描绘的任何取向之外，这些术语旨在涵盖元件的不同取向。

诸如“下面”、“上面”、“上边”、“下边”、“水平”或“垂直”的相对术语在本文可以用于描述一个元件、层或区域与图中所说明的另一个元件、层或区域的关系。将被理解，除了图中描绘的取向之外，这些术语旨在涵盖器件的不同取向。

进一步，LED、LED阵列、电气组件和/或电子组件是否容纳在一个、两个或更多个电子板上也可能取决于设计约束和/或应用。

半导体发光器件（LED）或光学功率发射器件——诸如发射紫外（UV）或红外（IR）光学功率的器件——是目前可用的最有效的光源之一。这些器件（以下称为“LED”）可以包括发光二极管、谐振腔发光二极管、垂直腔激光二极管、或边缘发射激光器等。例如，由于其紧凑的大小和较低的功率要求，LED对于许多不同的应用可能是有吸引力的候选。例如，它们可以用作手持电池供电设备（诸如相机和手机）的光源（例如，闪光灯和相机闪光）。例如，它们也可以用于汽车照明、平视显示器（HUD）照明、园艺照明、街道照明、视频照明灯、一般照明（例如，家庭、商店、办公室和工作室照明，剧院/舞台照明和建筑照明）、增强现实（AR）照明、虚拟现实（VR）照明、显示器背光、和IR光谱仪。单个LED可以提供不如白炽光源亮的光，并且因此，多结器件或LED阵列（诸如单片LED阵列、微LED阵列等）可以用于期望或要求更高亮度的应用。

参考图1A，示出了表示颜色空间的色度图解。颜色空间是三维空间；也就是说，一种颜色由三个数字的集合来指定，这三个数字指定了特定均匀视觉刺激的颜色和亮度。这三个数字可以是国际照明委员会（CIE）的坐标X、Y和Z，或者是其他值（诸如色调、色彩、和光亮度）。基于人眼具有三种不同类型的颜色敏感锥的事实，眼睛的反应最好用这三个“三刺激值”来描述。

色度图解是投影到二维空间中、忽略亮度的颜色。例如，标准的CIE XYZ颜色空间直接投影到由称为x和y的两个色度坐标指定的对应色度空间，如图1A中所示。

色度是颜色质量的客观规格，与其光亮度无关。色度由两个独立的参数组成，常常指定为色调和色彩，其中后者替代地称为饱和度、色度、强度、或激发纯度。色度图解可以包括由人眼可感知的所有颜色。色度图解可以提供高精度，因为参数基于从有色物体发射的光的光谱功率分布（SPD），并且由已经针对人眼测量的灵敏度曲线决定。任何颜色都可以用两个颜色坐标x和y来精确表达。

某个区域——称为MacAdam椭圆（MAE）102——内的所有颜色对于普通人眼来说可能与椭圆中心104处的颜色无法区分。色度图解可能具有多个MAE。LED照明中的标准偏差颜色匹配使用相对于MAE的偏差来描述光源的颜色精度。

色度图解包括普朗克轨迹，或黑体线（BBL）106。BBL 106是当黑体温度改变时，白炽黑体的颜色将在特定色度空间中采取的路径或轨迹。它在低温下从深红色到橙色、黄白色、白色，并最后在非常高的温度下为蓝白色。一般来说，人眼优选距BBL 106不太远的白色点。黑体线上方的色点将看起来太绿，而下方的色点将看起来太粉。

使用发光二极管（LED）创建白光的一种方法可以是另外地混合红色、绿色和蓝色的光。然而，这种方法可能要求混合比的精确计算，使得得到的色点在BBL 106上或接近于BBL 106。另一种方法可以是混合不同相关色温（CCT）的两个或更多个磷光体转换的白色LED。这种方法将在下面另外详细描述。

为了创建可调白光引擎，可以使用在期望调节区间的每一端上具有两个不同CCT的LED。例如，第一LED可以具有2700 K的CCT，这是暖白色，并且第二LED可以具有4000 K的色温，这是中性白色。通过简单地变化通过驱动器的第一通道提供给第一LED的功率和通过驱动器的第二通道提供给第二LED的功率的混合比，可以获得具有在2700 K和4000 K之间的温度的白色。

现在参考图1B，示出了说明不同CCT和其与BBL 106的关系的图解。当绘制在色度图解中时，混合具有不同CCT的两个LED的可实现的色点可以形成第一直线101。假设2700 K和4000 K的色点正好在BBL 106上，这两个CCT之间中的色点将低于BBL 106。这可能不是问题，因为这条线上的点距BBL 106的最大距离可能是相对小的。

然而，在实践中，可能期望提供更宽的色温调节区间，例如在2700 K和6500 K之间，这可以是冷白色或日光。如果在混合中仅使用2700 K LED和6500 K LED，则两种颜色之间的第一直线101可能远低于BBL 106。如图1B中所示，4000 K处的色点可能离BBL 106非常远。

为了改进这个，可以在两个LED之间添加中性白色LED（4000 K）的第三通道，并执行2步调节过程。例如，第一步线101可以在2700 K和4000 K之间，并且第二步线103可以在4000 K和6500 K之间。这可以在宽区间的CCT内提供3步MAE BBL色温可调性。具有暖白色（WW）CCT的第一LED阵列、具有中性白色（NW）CCT的第二LED阵列、和具有冷白色（CW）CCT的第三LED阵列以及两步调节过程可以用于在宽区间的CCT内实现三步MAE BBL CCT可调性。

以下描述包括一种可调光系统，该可调光系统可以借助于电流引导和/或时分复用技术将单个通道分成三个通道。更特别地，可调光系统可以将输入电流分成三个PWM通道，该输入电流可以是具有一些纹波或脉宽调制（PWM）的扁平线。可以基于经由控制信号接口接收的控制信号来调整PWM通道的单独的占空比。控制信号接口可以包括开关和/或其他电路，当用户想要改变由照明系统输出的光的颜色时，该开关和/或其他电路由用户操纵。

在传统系统中，如果进入电流是PWM，则内部PWM频率可能必须显著高于或低于进入电流的频率。由于时间分片操作实际上是进入PWM信号和内部PWM信号的“与”操作，因此这可以最小化单元与单元之间每个通道的平均时间的变化。频率和相位差两者都可能影响变化。

为了最小化输出误差，输出PWM信号可能需要准确地跟随输入PWM特性，或者输出PWM频率可能需要是基本上不同的。这可以在下面使用 PWM 信号生成的两个选项来证明。

下表1示出了PWM信号生成的第一选项，其中输出PWM频率与1 kHz的输入PWM频率完全相同。输入PWM信号可以具有0.4的占空比（DC）。可能有两个输出通道CHN1和CHN2。CHN1和CHN2之间的目标占空比可以是0.3 CHN1/CHN2。

延迟	CHN1 DC	CHN2 DC	CHN1/CHN2
				0	0.3	0.1	0.75
100us	0.3	0.1	0.75
				200us	0.2	0.2	0.5
300us	0.1	0.3	0.25
				400us	0	0.4	0
500us	0	0.4	0

表1：选项1。

如表1中所示，当输出PWM频率与输入PWM频率非常接近或完全相同时，取决于相位差，CHN1/CHN2的实际DC比可能变化很大。

图1C示出了两个选项中使用的输入PWM信号。输入PWM信号可以具有周期P和脉冲宽度W。输入PWM信号的占空比可以是输入PWM信号开启（例如，高）的每个周期P的比例。

图1D示出了在第一选项中生成的CHN1的输出PWM信号（PWM1）和CHN2的输出PWM信号（PWM2）。

图1E示出了在第一选项中生成的CHN1的输出电流和CHN2的输出电流。

下面的表2示出了第二选项PWM信号生成，其中输出PWM频率可能与输入PWM频率相差很大。输入PWM信号可以具有0.4的占空比（DC）。可能有两个输出通道CHN1和CHN2。CHN1和CHN2之间的目标占空比可以是0.3 CHN1/CHN2。在这个示例中，输出PWM频率可能比输入PWM频率大得多。输出PWM频率可以是26 kHz。

延迟	CHN1 DC	CHN2 DC	CHN1/CHN2
				0	0.13	0.27	0.32
100us	0.12	0.29	0.29
				200us	0.12	0.28	0.31
300us	0.12	0.28	0.3
				400us	0.12	0.29	0.29
500us	0.13	0.27	0.31

表2：选项2。

如表2中所示，当输出PWM频率不同于输入PWM频率时，CHN1/CHN2的实际DC比可能接近0.3的目标比。

图1F示出了在第二选项中生成的CHN1的输出电流和CHN2的输出电流。图1G示出了图1F的放大部分108。对于模拟实施方式，可能必须根据所用外部驱动器的属性来调整PWM频率。此外，可能无法将内部PWM频率的相位与进入电流的相位同步，这将消除影响变化的两个因素之一。

以下描述包括基于微控制器的电路，该电路可以自动适配内部PWM频率，并将内部相位与进入电流的PWM成分对齐。基于微控制器的电路可以允许提取输入PWM特性，并且可以能够相应地作出反应。

现在参考图1H，示出了说明照明系统110的图解。照明系统110可以包括控制信号接口112、灯具114、和可调光引擎116。在操作中，照明系统110可以经由控制信号接口112接收用户输入，并基于该输入改变由灯具114输出的光的颜色。例如，如果接收到第一用户输入，则灯具114可以输出具有第一颜色的光。相反，如果接收到第二用户输入，则灯具114可以输出具有不同于第一颜色的第二颜色的光。在一些实施方式中，用户可以通过转动旋钮或移动作为控制信号接口112的一部分的滑块来向照明系统提供输入。附加地或替代地，在一些实施方式中，用户可以通过使用他或她的智能手机和/或另一电子设备向照明系统提供输入，以向控制信号接口112传送期望颜色的指示。

控制信号接口112可以包括被配置成生成电压信号CTRL并将电压信号CTRL提供给可调光引擎116的任何合适类型的电路或设备。尽管在本示例中，控制信号接口112和可调光引擎116被描绘为分开的设备，但是控制信号接口112和可调光引擎116被一起集成在同一设备中的替代实施方式是可能的。可调光引擎116可以对应于功率模块452，如下面参考图3E所描述。

例如，在一些实施方式中，控制信号接口112可以包括耦合到旋钮或滑块的电位计，该电位计可操作以基于旋钮（或滑块）的位置生成控制信号CTRL。控制信号接口112可以是数字控制器。控制信号接口112可以是输入设备，其允许用户选择用于输出的单独的点（例如，具体的色温或亮度）。作为另一个示例，控制信号接口可以包括无线接收器（例如，蓝牙接收器、Zigbee接收器、WiFi接收器等），其可操作以从远程设备（例如，智能手机或Zigbee网关）接收一个或多个数据项并基于该数据项输出控制信号CTRL。在一些实施方式中，一个或多个数据项可以包括标识要由灯具114输出的期望相关色温（CCT）的数字。

灯具114可以包括第一光源118、第二光源120、和第三光源122。灯具114可以用于使用三通道输出的任何类型的光调节，包括但不限于白光的CCT调节、RGB颜色调节、和去饱和RGB调节。例如，第一光源118可以包括被配置为输出具有大约2110 K的CCT的暖白光的一个或多个LED。第二光源120可以包括被配置为输出具有大约4000 K的CCT的中性白光的一个或多个LED。第三光源122可以包括被配置为输出具有大约6500 K的CCT的冷白光的一个或多个LED。在另一示例中，第一光源118可以包括被配置为输出红光的一个或多个LED，第二光源120可以包括被配置为输出绿光的一个或多个LED，并且第三光源122可以包括被配置为输出蓝光的一个或多个LED。

可调光引擎116可以被配置为通过三个不同的通道向灯具114供应功率。更特别地，可调光引擎116可以被配置为：通过第一通道向第一光源118供应第一PWM信号PWR1；通过第二通道向第二光源120供应第二PWM信号PWR2；并且通过第三通道向第三光源122供应第三PWM信号。

信号PWR1可以用于给第一光源118供电，并且其占空比可以确定第一光源118的亮度。信号PWR2可以用于给第二光源120供电，并且其占空比可以确定第二光源120的亮度。信号PWR3可以用于给第三光源122供电，并且其占空比可以确定第三光源122的亮度。

在操作中，可调光引擎116可以改变信号PWR1、PWR2和PWR3的占空比的相对幅度，以调整光源118-122中的每一个的相应亮度。如可以容易地领会，变化光源118-122的单独亮度可以导致灯具114的输出改变颜色（和/或CCT）。如上所述，灯具114的光输出可以是由光源118-122产生的光发射的组合（例如，混合）。

可调光引擎116可以包括被配置成生成信号PWR1、PWR2和PWR3的任何合适类型的电子设备和/或电子电路。尽管在本示例中，信号PWR1-PWR3是PWM信号，但是信号PWR1是电流信号、电压信号、和/或任何其他合适类型的信号的替代实施方式是可能的。此外，尽管在本示例中，光源118-122是白光源，但是光源118-122各自被配置成发射不同颜色的光的替代实施方式是可能的。例如，第一光源118可以被配置为发射红光，第二光源120可以被配置为发射绿光，并且第三光源122可以被配置为发射蓝光。

现在参考图1I，示出了说明可以在可调光引擎116中使用的微控制器124的图解。微控制器124可以基于输入电压和控制信号生成若干PWM信号。微控制器124可以包括处理器150和存储器152中的一个或多个。处理器150可以耦合到存储器152。处理器150可以是通用处理器、专用处理器、传统处理器、数字信号处理器（DSP）、多个微处理器、与DSP内核相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、任何其他类型的集成电路（IC）、和状态机等。处理器150可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理、和/或使得微控制器能够分析输入PWM信号并生成一个或多个输出PWM信号的任何其他功能。处理器150可以耦合到收发器150，该收发器150可以耦合到微控制器的输入和输出。

处理器118可以从存储器152访问信息并将数据存储在存储器152中。存储器152可以是任何类型的合适存储器，诸如不可移动存储器和/或可移动存储器。不可移动存储器可以包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、硬盘、或任何其他类型的存储器存储设备。可移动存储器可以包括用户识别模块（SIM）卡、记忆棒、和安全数字（SD）存储卡等。在其他实施例中，处理器150可以从物理上不位于微控制器124上的存储器中访问信息，并将数据存储在该存储器中。

虽然图1I将处理器150和存储器152描绘为分开的组件，但是将被领会，处理器150和存储器152可以一起集成在电子封装或芯片中。

微控制器124可以包括功率输入端子126、接地端子138、控制端子128、输入电压端子130、以及一个或多个输出端子。在示例中，微控制器124可以具有第一输出端子132、第二输出端子134和第三输出端子136。微控制器124可以是功率模块452的一部分，如下面参考图3E所描述。

在操作中，微控制器124可以在功率输入端子126处接收功率，在控制端子128处接收电压控制信号VCTRL，并在输入电压端子130处接收输入电压Vinput。基于控制信号VCTRL和输入电压Vinput，微控制器124可以生成一个或多个PWM信号。微控制器可以生成PWM1信号、PWM2信号和PWM3信号。微控制器124可以分别从第一输出端子132、第二输出端子134和第三输出端子136输出这些PWM信号。当控制信号VCTRL具有第一值时，PWM1信号的占空比可以是Y₁%，PWM2信号的占空比可以是Y₂%，并且PWM3信号的占空比可以是Y₃%。Y₁%、Y₂%、和Y₃%的值可以基于控制信号VCTRL的值而变化，但是Y₁% + Y₂% + Y₃%的总和可以等于100%。

如上所描述，控制信号VCTRL可以从控制信号接口112输入。在示例中，微控制器124可以配置有对应于由用户在控制信号接口112上选择的输入的Y₁%、Y₂%、和Y₃%的值的表。由用户选择的输入可以是灯具114的期望输出。例如，用户可以在控制信号接口（例如，数字显示器）上输入期望的色温或亮度。微控制器124可以将选择的输入与Y₁%、Y₂%、和Y₃%的配置值相关联。微控制器124可以生成具有相应占空比的PWM1信号、PWM2信号和PWM3信号，并且灯具114可以被供电，使得生成期望的色温或亮度。

由微控制器124生成的一个或多个PWM信号可以具有周期P和脉冲宽度W。一个或多个PWM信号的占空比可以是PWM信号开启（例如，高）的每个周期P的比例，并且它可以由下面的等式1描述：

PWM信号的占空比 = 脉冲宽度W / 周期P * 100 等式1

现在参考图1J，示出了说明照明系统1000的图解。照明系统1000可以包括微控制器124。如所说明，照明系统1000可以包括灯具1010、控制信号接口1020、和可调光引擎1030。

灯具1010可以包括第一光源1012、第二光源1014和第三光源1016。每个光源可以包括一个或多个相应的LED。例如，第一光源1012可以包括被配置成产生第一类型光的一个或多个发光二极管（LED）。第二光源1014可以包括被配置成产生第二类型光的一个或多个LED。第三光源1016可以包括被配置成产生第三类型光的一个或多个LED。这三种类型的光在波长、显色指数（CRI）、相关色温（CCT）、和/或颜色中的一个或多个中可以彼此不同。在一些实施方式中，第一类型的光可以是暖白光，第二类型的光可以是中性白光，并且第三类型的光可以是冷白光。附加地或替代地，在一些实施方式中，第一类型的光可以是红光，第二类型的光可以是蓝光，并且第三类型的光可以是绿光。

根据本示例，灯具1010可以被布置成通过混合光源1012-1016中的每一个的相应输出来产生可调白光。在这种实例中，第一光源1012可以被配置成发射具有大约2110 K的CCT的暖白光。第二光源1014可以被配置为发射具有大约4000 K的CCT的中性白光。第三光源1016可以被配置为发射具有大约6500 K的CCT的冷白光。如上所述，灯具1010的输出可以是由于来自光源1012-1016的发射彼此混合而引起的复合光输出。可以通过基于由控制信号接口1020生成的控制信号VCTRL改变每个光源的相应亮度来变化复合光输出的CCT。

控制信号接口1020可以包括被配置成生成电压控制信号VCTRL并将控制信号VCTRL提供给可调光引擎1030的任何合适类型的电路或设备。

尽管在本示例中，控制信号接口1020和可调光引擎1030被描绘为分开的设备，但是控制信号接口1020和可调光引擎1030被一起集成在同一设备中的替代实施方式是可能的。例如，在一些实施方式中，控制信号接口1020可以包括耦合到旋钮或滑块的电位计，该电位计可操作以基于旋钮（或滑块）的位置生成控制信号VCTRL。作为另一个示例，控制信号接口可以包括无线接收器（例如，蓝牙接收器、Zigbee接收器、无线接收器等），其可操作以从远程设备（例如，智能手机或Zigbee网关）接收一个或多个数据项并基于该数据项输出控制信号VCTRL。作为另一个示例，控制信号接口1020可以包括自主或半自主控制器，其被配置为基于各种控制标准生成控制信号VCTRL。那些控制标准可以包括一天中的时间、当前日期、当前月份、当前季节等中的一个或多个。

可调光引擎1030可以是三通道光引擎。可调光引擎1030可以被配置为通过不同的相应通道向光源1012-1016中的每一个供应功率。可调光引擎1030可以包括电流源1032和稳压器1034。如所示，稳压器1034可以被配置成生成用于给可调光引擎1030的各种组件供电的电压VDD。

可调光引擎1030可以通过使用第一PWM信号PWR1来可操作以驱动第一光源1012，该第一PWM信号PWR1通过第一通道被供应给第一光源1012。可以通过使用微控制器124（如上所描述）和第一开关SW1来生成信号PWR1。PWM1_out 132可以具有截止电压V₁。开关SW1可以是MOSFET晶体管。第一光源1012可以跨MOSFET晶体管SW1的漏极-源极连接到电流源1032。MOSFET晶体管SW1的栅极可以被布置成接收由微控制器124生成的PWM1信号。如可以容易地领会，这种布置可以导致开关SW1在信号PWR1上施加与信号PWM1信号的占空比相同或相似的占空比。信号PWM1信号的占空比可以取决于控制信号VCTRL的幅度（例如，电平）。

可调光引擎1030可以通过使用第二PWM信号PWR2来可操作以驱动第二光源1014，该第二PWM信号PWR2通过第二通道被供应给第二光源1014。可以通过使用微控制器124（如上所描述）和第二开关SW2来生成信号PWR2。PWM2_out 132可以具有截止电压V₂。开关SW2可以是MOSFET晶体管。第二光源1014可以跨MOSFET晶体管SW2的漏极-源极连接到电流源1032。MOSFET晶体管SW2的栅极可以被布置成接收由微控制器124生成的PWM2信号。如可以容易地领会，这种布置可以导致开关SW2在信号PWR2上施加与信号PWM2信号的占空比相同或相似的占空比。信号PWM2信号的占空比可以取决于控制信号VCTRL的幅度（例如，电平）

可调光引擎1030可以通过使用第三PWM信号PWR3来可操作以驱动第三光源1016，该第三PWM信号PWR 3通过第三通道被供应给第三光源1016。可以通过使用微控制器124（如上所描述）和第三开关SW3来生成信号PWR3。PWM3_out 132可以具有截止电压V₃。开关SW3可以是MOSFET晶体管。第三光源1016可以跨MOSFET晶体管SW3的漏极-源极连接到电流源1032。MOSFET晶体管SW3的栅极可以被布置成接收由微控制器124生成的PWM3信号。如可以容易地领会，这种布置可以导致开关SW3在信号PWR3上施加与信号PWM3信号的占空比相同或相似的占空比。信号PWM3信号的占空比可以取决于控制信号VCTRL的幅度（例如，电平）。

尽管来自电流源1032的脉冲调制进入电流可以在0和其峰值之间交替，但是跨第一光源1012、第二光源1014和第三光源1016的电压在脉冲之间可能不返回到0。

作为结果，简单的电阻分压器可能不用于从电流源1032提取进入电流的PWM信号。可以代替地使用电容感测电路1046。电容分压器1042可以具有10比1的比率，使得只要第一光源1012、第二光源1014和第三光源1016的电压小于50 V，跨较低电容器的电压降就可以高于5 V。4.7 V齐纳二极管1044可以连接在电容分压器1042的中点和地之间。当进入电流具有上升沿时，它可以用于将最大电压限制为低于5 V，并且当进入电流具有下降沿时，它可以将最小电压限制为低于地的一个二极管正向电压。

如图1J中所示，来自感测电路1046的Vsense可以输入到微控制器124的130的Vinput_in。替代地，照明系统1000可以包括感测电路1046和微控制器124之间的可选缓冲器1050。如果微控制器不可以直接使用Vsense处的电压（例如，它不是方波），则可以使用缓冲器1050。缓冲器1050可以是施密特缓冲器，并且可以用于清除信号。来自缓冲器1050的Vbuffered可以输入到微控制器124的130的Vinput_in。

照明系统1000可以包括感测电路1046和微控制器124之间的可选缓冲器1050。如果微控制器不可以直接使用Vsense处的电压（例如，它不是方波），则可以使用缓冲器1050。缓冲器1050可以是施密特缓冲器，并且可以用于清除信号。

现在参考图1K，示出了说明另一照明系统1300的图解。照明系统1300可以基本上相似于照明系统1000，但是也可以包括低通滤波器1102。低通滤波器可以包括电阻器1104和电容器1106。电流源1032的输出电流可能具有叠加在其DC成分上的大的高频纹波。低通滤波器1102可以滤除可以在VLED上看到的高频纹波。

如图1K中所示，来自感测电路1046的Vsense可以输入到微控制器124的130的Vinput_in。替代地，照明系统1300可以包括感测电路1046和微控制器124之间的可选缓冲器1050。如果微控制器不可以直接使用Vsense处的电压（例如，它不是方波），则可以使用缓冲器1050。缓冲器1050可以是施密特缓冲器，并且可以用于清除信号。来自缓冲器1050的Vbuffered可以输入到微控制器124的130的Vinput_in。

现在参考图1L-图1N，示出了说明上述照明系统中的电压和电流的图解。图1L示出了如与离开缓冲器1050的更方波的电压Vbuffered相比，离开感测电路1046的更圆的电压Vsense。Vsense可以具有上升沿1402和下降沿1404。相似地，Vbuffered可以具有上升沿1406和下降沿1408。作为缓冲的结果，Vbuffered的上升沿1406和下降沿1408可能比Vsense的上升沿1402和下降沿1404更垂直。如上所描述，Vsense或Vbuffered都可以用作到微控制器的Vinput。

微控制器124可以使用一个或多个处理步骤来提取进入PWM波形的频率并与之同步。

在示例中，微控制器124可以为输入电压端子130处的Vinput的上升沿——诸如Vsense的上升沿1402或Vbuffered的上升沿1406——设置中断。当中断被触发时，微控制器124可以启动高速计数器/定时器。可以停止高速计数器/定时器来重置中断，以检测输入电压端子130处的Vinput的下降沿，诸如Vsense的下降沿1404或Vbuffered的下降沿1408。中断可能产生Vsense或Vbuffered波形的高电平周期的时钟计数。这可以用于计算输入电压端子130处的Vinput（例如，Vsense或Vbufffered）的第一脉冲宽度。此时，测量序列可以再次开始，并且可以计算输入电压端子130处的Vinput（例如，Vsense或Vbufffered）的第二脉冲宽度。

微控制器124可以使用一个或多个上述测量来确定输入电压端子130处的Vinput（例如，Vsense或Vbufffered）的频率。微控制器124可以使用该确定来使PWM1信号、PWM2信号和PWM3信号的频率适配所确定的Vinput（例如，Vsense或Vbufffered）的频率。例如，PWM1信号、PWM2信号和PWM3信号的频率可以与输入电压端子130处的Vinput（例如，Vsense或Vbufffered）的频率基本相似或相同。

另外，微控制器124可以使用上述测量来将PWM1信号、PWM2信号和PWM3信号的相位与输入电压端子130处的Vinput（例如，Vsense或Vbufffered）的相位同步。例如，PWM1信号、PWM2信号和PWM3信号的相位可以与输入电压端子130处的Vinput（例如，Vsense或Vbufffered）的相位基本相似或相同。

因为微控制器124可以能够将PWM1信号、PWM2信号和PWM3信号的频率和相位与对齐。

在随后的迭代中，可以启用第一输出端子132、第二输出端子134和第三输出端子136中的一个或多个。PWM1信号、PWM2信号和PWM3信号的时钟周期可以被细分以实现适当的颜色混合。

在示例中，可以在第一周波中测量Vsense或Vbuffered的PWM周波，可以在第二周波中执行模拟处理和定时计算，并且可以在第三周波中更改PWM1信号、PWM2信号和PWM3信号中的一个或多个。这些过程可以被流水线化，使得快速的PWM改变可以不造成来自灯具1010的光颜色的奇怪改变。

超前偏移可以用于补偿Vsense的上升沿1402或Vbuffered的上升沿1406的上升时间、和中断延迟。如果不考虑这些，在每个PWM周波的开始可能有一个周期，其中进入功率不被路由到第一输出端子132、第二输出端子134和第三输出端子136中的任何一个。Vsense的上升沿1402或Vbuffered的上升沿1406的上升时间的基于定时器的预测可以用于使得在PWM脉冲之前能够对PWM1信号、PWM2信号和PWM3信号中的一个或多个进行校正。

非常高的PWM频率可能导致周期过短，而无法在PWM1信号、PWM2信号和PWM3信号之间平滑地划分。在这种模式下，微控制器124可以将输入功率视为DC。在最短通道周期（最暗通道）接近几个PWM周波宽度的情形下，这可能导致一些轻微的颜色抖动。

高频PWM的替代策略是选择性地将整个PWM脉冲一次一个地传递到第一输出端子132、第二输出端子134和第三输出端子136。PWM1信号、PWM2信号和PWM3信号的脉冲的相对比可以直接转变成第一光源1012、第二光源1014和第三光源1016的相对亮度。这可能导致亮度量化，当最暗的通道接近关闭状态时，这可能是明显的。

现在参考图1O-图1Q，图解说明了如在相应的SW1、SW2和SW3处接收的PWM1信号、PWM2信号和PWM3信号。在图1O和图1P中所示的示例中，PWM1信号和PWM2信号中的一个可以总是具有0%的占空比，而另一个可以具有大于0%的占空比。在这种实例中，信号PWM3可以通过反转信号PWM1和PWM2中具有较大占空比的给定一个来生成。

作为结果，信号PWM1和PWM2中具有较大占空比的给定一个和PWM3信号的占空比之和可能等于100%。简而言之，在图1O-1Q的示例中，PWM3信号可以是信号PWM1和PWM2之一的反相。一个PWM信号可以是另一个PWM信号的反相，当前一个信号的值与后者相反时。例如，如图1P中所示，PWM3信号可以被认为是PWM1信号的反相，因为当PWM1信号处于逻辑低时，PWM3信号一直处于逻辑高，并且反之亦然。

微控制器124可以将由电流源1032生成的电流引导到三个PWM通道（例如，PWM1、PWM2和PWM3）中，这些通道被引导到三个开关（例如，SW1、SW2和SW3），然后这些开关将PWM信号（例如，PWR1、PWR2、PWR3）引导到三个光源（例如，第一光源1012、第二光源1014和第三光源1016），其中它们的占空比之和是一。这种效果可以通过以下实现：确保在任何给定时间只有信号PWM1和PWM2之一处于逻辑高值，并确保信号PWM3是具有较大占空比的信号PWM1和PWM2之一的反相。以这种方式转移来自电流源1032的电流可以帮助实现对来自第一光源1012、第二光源1014和第三光源1016的光输出的亮度的更精确控制。

使用微控制器124的其他配置可以是可能的。例如，图1Q示出了三个PWM通道（例如，PWM1、PWM2和PWM3）中的任何一个同时操作的示例。图13示出了一个通道（例如，PWM1）以100%的占空比操作，而其他通道（例如，PWM2和PWM3）以0%操作。只要每个通道中的总功率加起来达到100%，就可以采用其他组合。

如上所述，可调光引擎1030的操作可以取决于微控制器124的一个或多个截止值（例如，V₁、V₂和V₃）。本公开不限于一个或多个截止值（例如，V₁、V₂和V₃）的任何具体值。这些变量中的任何一个的值可以在照明系统1000和照明系统1300的不同配置中变化，并且可以根据期望的设计规格来选择。

如上所讨论，控制信号VCTRL可以由控制信号接口1020响应于用户输入而生成，该用户输入指示了由灯具1010输出的光的期望CCT（和/或颜色）。因此，控制信号VCTRL可以是指示从灯具1010发射的光的期望CCT（和/或颜色）的电压信号。

控制信号VCTRL可以确定第一光源1012、第二光源1014和第三光源1016中的一个或多个何时将被关闭。更特别地，当控制信号VCTRL的幅度超过截止电压V₁时，第一光源1012可以被关闭。当控制信号VCTRL的幅度超过截止电压V₂时，第二光源1014可以被关闭。当控制信号VCTRL的幅度超过截止电压V₃时，第三光源1012可以被关闭。

微控制器124可以使用一个或多个表格在第一光源1012、第二光源1014和第三光源1016之间协调，以产生准确且非常具体的颜色和/或发光度。使用微控制器124，从灯具1010产生任何数量的不同颜色曲线和/或亮度可以是可能的。颜色/亮度调节可能不是线性的。另外，微控制器124可以分步调整灯具1010的颜色/亮度。

上面描述的算法和方法可以结合到软件中，并由微控制器124使用处理器150和存储器152中的一个或多个来实施。

现在参考图1R，公开了说明供光照系统使用的方法的流程图。在步骤190中，微控制器可以接收输入PWM信号。在步骤192中，微控制器可以确定输入PWM信号的PWM频率。在步骤194中，微控制器可以生成第一PWM信号以给第一发光二极管（LED）供电，生成第二PWM信号以给第二LED供电，以及生成第三PWM信号以给第三LED供电。第一PWM信号、第二PWM信号、和第三PWM信号中的每一个可以具有PWM频率，并且可以与输入PWM信号同相。

图2是根据一个实施例的集成LED照明系统的电子板310的俯视图。在替代实施例中，两个或更多个电子板可以用于LED照明系统。例如，LED阵列可以在分开的电子板上，或者传感器模块可以在分开的电子板上。在所说明的示例中，电子板310包括功率模块312、传感器模块314、连接和控制模块316、以及为将LED阵列附着到衬底320而保留的LED附着区域318。

衬底320可以是能够使用导电连接器——诸如轨道、迹线、焊盘、过孔、和/或导线——机械地支撑电气组件、电子组件和/或电子模块并向电气组件、电子组件和/或电子模块提供电耦合的任何板。衬底320可以包括安置在一层或多层非导电材料（诸如介电复合材料）之间或之上的一层或多层金属化层。功率模块312可以包括电气和/或电子组件。在示例实施例中，功率模块312包括AC/DC转换电路、DC/DC转换电路、调光电路、和LED驱动器电路。

传感器模块314可以包括要实施LED阵列的应用所需要的传感器。示例传感器可以包括光学传感器（例如，IR传感器和图像传感器）、运动传感器、热传感器、机械传感器、邻近传感器、或者甚至定时器。通过示例的方式，街道照明、一般光照、和园艺照明应用中的LED可以基于若干不同的传感器输入——诸如检测到的用户的存在、检测到的周围照明条件、检测到的天气条件——或者基于白天/夜晚的时间，来关闭/打开和/或调整。这可以包括例如调整光输出的强度、光输出的形状、光输出的颜色、和/或打开或关闭灯以节约能量。对于AR/VR应用，运动传感器可以用于检测用户移动。运动传感器本身可以是LED，诸如IR探测器LED。通过另一个示例的方式，对于相机闪光应用，图像和/或其他光学传感器或像素可以用于测量要捕捉的场景的照明，使得闪光照明颜色、强度光照图案、和/或形状可以被最佳地校准。在替代实施例中，电子板310不包括传感器模块。

连接和控制模块316可以包括系统微控制器和被配置为从外部设备接收控制输入的任何类型的有线或无线模块。通过示例的方式，无线模块可以包括蓝牙、Zigbee、Z波、网状、WiFi、近场通信（NFC），和/或对等模块可以被使用。微控制器可以是任何类型的专用计算机或处理器，其可以嵌入在LED照明系统中，并且被配置或可配置为从有线或无线模块或LED系统中的其他模块接收输入（诸如传感器数据和从LED模块反馈的数据），并且基于此向其他模块提供控制信号。由专用处理器实施的算法可以在计算机程序、软件或固件中实施，该计算机程序、软件或固件结合在非暂时性计算机可读存储介质中，用于由专用处理器执行。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、寄存器、高速缓冲存储器、和半导体存储器设备。存储器可以被包括作为微控制器的一部分，或者可以在电子线路板310上或外的其他地方实施。

如本文使用的术语模块可以指安置在单独电路板上的电气和/或电子组件，该单独电路板可以焊接到一个或多个电子板310。然而，术语模块也可以指提供相似功能的电气和/或电子组件，但是它们可以单独焊接到同一区域中或不同区域中的一个或多个电路板。

图3A是在一个实施例中，其LED阵列410在LED器件附着区域318处附着到衬底320的电子板310的俯视图。电子板310与LED阵列410一起表示LED照明系统400A。另外地，功率模块312通过迹线418B接收Vin 497处的电压输入以及来自连接和控制模块316的控制信号，并通过迹线418A向LED阵列410提供驱动信号。LED阵列410经由来自功率模块312的驱动信号打开和关闭。在图3A中所示的实施例中，连接和控制模块316通过迹线418从传感器模块314接收传感器信号。

图3B说明了具有安装在电路板499的两个表面上的电子组件的双通道集成LED照明系统的一个实施例。如图3B中所示，LED照明系统400B包括第一表面445A以及安装在其上的AC/DC转换器电路412，该第一表面445A具有接收调光器信号和AC功率信号的输入。LED系统400B包括第二表面445B，其具有调光器接口电路415、DC-DC转换器电路440A和440B、具有微控制器472的连接和控制模块416（在这个示例中为无线模块）、以及安装在其上的LED阵列410。LED阵列410由两个独立的通道411A和411B驱动。在替代实施例中，单个通道可以用于向LED阵列提供驱动信号，或者任何数量的多个通道可以用于向LED阵列提供驱动信号。例如，图3E说明了具有3个通道的LED照明系统400D，并且在下面进一步详细描述。

LED阵列410可以包括两组LED器件。在示例实施例中，组A的LED器件电耦合到第一通道411A，并且组B的LED器件电耦合到第二通道411B。两个DC-DC转换器440A和440B中的每一个可以分别经由单个通道411A和411B提供相应的驱动电流，用于驱动LED阵列410中相应的LED组A和B。LED组之一中的LED可以被配置成发射与第二组LED中的LED具有不同色点的光。通过分别经由单个通道411A和411B控制由单独的DC/DC转换器电路440A和440B施加的电流和/或占空比，可以在一个区间内调节由LED阵列410发射的光的复合色点的控制。尽管图3B中所示的实施例不包括传感器模块（如图2和图3A中所描述），但是替代实施例可以包括传感器模块。

说明的LED照明系统400B是集成系统，其中LED阵列410和用于操作LED阵列410的电路设置在单个电子板上。电路板499的同一表面上的模块之间的连接可以通过表面或亚表面互连——诸如迹线431、432、433、434和435，或金属化（未示出）——来电耦合，用于在模块之间交换例如电压、电流和控制信号。电路板499的相对表面上的模块之间的连接可以通过诸如过孔和金属化（未示出）的通板互连来电耦合。

图3C说明了LED照明系统的实施例，其中LED阵列在与驱动器和控制电路分开的电子板上。LED照明系统400C包括在与LED模块490分开的电子板上的功率模块452。功率模块452可以在第一电子板上包括AC/DC转换器电路412、传感器模块414、连接和控制模块416、调光器接口电路415、和DC/DC转换器440。LED模块490可以在第二电子板上包括嵌入式LED校准和设置数据493、以及LED阵列410。数据、控制信号和/或LED驱动器输入信号485可以经由导线在功率模块452和LED模块490之间交换，该导线可以电耦合和通信耦合两个模块。嵌入式LED校准和设置数据493可以包括由给定LED照明系统内的其他模块所需要的任何数据，以控制LED阵列中的LED如何被驱动。在一个实施例中，嵌入式校准和设置数据493可以包括由微控制器生成或修改控制信号所需要的数据，该控制信号指令驱动器使用例如脉宽调制（PWM）信号向每组LED A和B提供功率。在这个示例中，校准和设置数据493可以通知微控制器472关于例如要使用的功率通道的数量、要由整个LED阵列410提供的复合光的期望色点、和/或由AC/DC转换器电路412提供给每个通道的提供的功率的百分比。

图3D说明了LED照明系统的框图，该LED照明系统具有LED阵列以及与驱动器电路分开的电子板上的一些电子器件。LED系统400D包括位于分开的电子板上的功率转换模块483和LED模块481。功率转换模块483可以包括AC/DC转换器电路412、调光器接口电路415和DC-DC转换器电路440，并且LED模块481可以包括嵌入式LED校准和设置数据493、LED阵列410、传感器模块414以及连接和控制模块416。功率转换模块483可以经由两个电子板之间的有线连接向LED阵列410提供LED驱动器输入信号485。

图3E是示出多通道LED驱动器电路的示例LED照明系统400D的图解。在所说明的示例中，系统400D包括功率模块452和LED模块481，该LED模块481包括嵌入式LED校准和设置数据493以及三组LED 494A、494B和494C。虽然在图3E中示出了三组LED，但是本领域普通技术人员将认识到，可以使用与本文描述的实施例一致的任何数量的LED组。进一步，虽然每组内的单独的LED串联布置，但是在一些实施例中它们可以并联布置。

LED阵列491可以包括提供具有不同色点的光的LED组。例如，LED阵列491可以包括经由第一组LED 494A的暖白光源、经由第二组LED 494B的冷白光源、和经由第三组LED494C的中性白光源。经由第一组LED 494A的暖白光源可以包括被配置为提供具有大约2700K的相关色温（CCT）的白光的一个或多个LED。经由第二组LED 494B的冷白光源可以包括被配置为提供具有大约6500 K的CCT的白光的一个或多个LED。经由第三组LED 494C的中性白光源可以包括被配置为提供具有大约4000 K的CCT的光的一个或多个LED。虽然在这个示例中描述了各种白色LED，但是本领域普通技术人员将认识到，与本文描述的实施例一致的其他颜色组合是可能的，以从LED阵列491提供具有各种整体颜色的复合光输出。

功率模块452可以包括可调光引擎（未示出），其可以被配置为通过三个分开的通道（在图3E中被指示为LED1+、LED2+和LED3+）向LED阵列491供应功率。更特别地，可调光引擎可以被配置为经由第一通道向第一组LED 494A（诸如暖白光源）供应第一PWM信号，经由第二通道向第二组LED 494B供应第二PWM信号，并且经由第三通道向第三组LED 494C供应第三PWM信号。经由相应通道提供的每个信号可以用于给对应的LED或LED组供电，并且信号的占空比可以确定每个相应LED的开和关状态的总持续时间。开和关状态的持续时间可以导致总体光效果，该总体光效果可以具有基于持续时间的光属性（例如，相关色温（CCT）、色点或亮度）。在操作中，可调光引擎可以改变第一、第二和第三信号的占空比的相对幅度，以调整每组LED的相应的光属性，来提供具有来自LED阵列491的期望发射的复合光。如上所述，LED阵列491的光输出可以具有基于来自每组LED 494A、494B和494C的光发射的组合（例如，混合）的色点。

在操作中，功率模块452可以接收基于用户和/或传感器输入生成的控制输入，并经由单独的通道提供信号，以基于控制输入控制由LED阵列491输出的光的复合颜色。在一些实施例中，用户可以通过转动旋钮或移动滑块向LED系统提供输入，用于控制DC/DC转换器电路，该滑块可以是例如传感器模块（未示出）的一部分。附加地或替代地，在一些实施例中，用户可以使用智能手机和/或其他电子设备向LED照明系统400D提供输入，以向无线模块（未示出）传送期望颜色的指示。

图4示出了示例系统550，其包括应用平台560、LED照明系统552和556、以及次级光学器件554和558。LED照明系统552产生箭头561a和561b之间所示的光束561。LED照明系统556可以在箭头562a和562b之间产生光束562。在图4中所示的实施例中，从LED照明系统552发射的光穿过次级光学器件554，并且从LED照明系统556发射的光穿过次级光学器件558。在替代实施例中，光束561和562不穿过任何次级光学器件。次级光学器件可以是或可以包括一个或多个光导。一个或多个光导可以是边缘照明的，或者可以具有限定光导的内部边缘的内部开口。LED照明系统552和/或556可以插入一个或多个光导的内部开口中，使得它们将光注入一个或多个光导的内部边缘（内部开口光导）或外部边缘（边缘照明光导）中。LED照明系统552和/或556中的LED可以围绕作为光导的一部分的基座的圆周布置。根据一种实施方式，基座可以是导热的。根据一种实施方式，基座可以耦合到安置在光导之上的散热元件。散热元件可以被布置成经由导热基座接收由LED生成的热量，并且消散接收到的热量。一个或多个光导可以允许由LED照明系统552和556发射的光以期望的方式——诸如例如具有梯度、倒角分布、窄分布、宽分布、或角分布等——成形。

在示例实施例中，系统550可以是相机闪光系统的移动电话、室内住宅或商业照明、诸如街道照明的室外灯、汽车、医疗设备、AR/VR设备、和机器人设备。图3A中所示的集成LED照明系统400A、图3B中所示的集成LED照明系统400B、图3C中所示的LED照明系统400C以及图3D中所示的LED照明系统400D说明了示例实施例中的LED照明系统552和556。

在示例实施例中，系统550可以是相机闪光系统的移动电话、室内住宅或商业照明、诸如街道照明的室外灯、汽车、医疗设备、AR/VR设备、和机器人设备。图3A中所示的集成LED照明系统400A、图3B中所示的集成LED照明系统400B、图3C中所示的LED照明系统400C以及图3D中所示的LED照明系统400D说明了示例实施例中的LED照明系统552和556。

应用平台560可以经由线路565或其他适用的输入经由功率总线向LED照明系统552和/或556提供功率，如本文所讨论的。进一步，应用平台560可以经由线路565为LED照明系统552和LED照明系统556的操作提供输入信号，该输入可以基于用户输入/偏好、所感测的读数、或预编程或自主确定的输出等。一个或多个传感器可以在应用平台560的外壳内部或外部。

在各种实施例中，应用平台560传感器和/或LED照明系统552和/或556传感器可以收集数据，诸如视觉数据（例如，LIDAR数据、IR数据、经由相机收集的数据等）、音频数据、基于距离的数据、移动数据、或环境数据等、或者其组合。数据可以与物理项目或实体——诸如物体、个人、车辆等——相关。例如，感测装备可以为基于ADAS/AV的应用收集物体邻近度数据，这可以基于物理项目或实体的检测来划分检测和后续动作的优先级。数据可以基于由例如LED照明系统552和/或556发射光学信号（诸如IR信号）并基于发射的光学信号收集数据来收集。数据可以由与发射用于数据收集的光学信号的组件不同的组件来收集。继续该示例，感测装备可以位于汽车上，并且可以使用垂直腔面发射激光器（VCSEL）发射光束。一个或多个传感器可以感测对发射的光束或任何其他适用输入的响应。

在示例实施例中，应用平台560可以表示汽车，并且LED照明系统552和LED照明系统556可以表示汽车前灯。在各种实施例中，系统550可以表示具有可引导光束的汽车，其中LED可以被选择性地激活以提供可引导光。例如，LED阵列可以用于限定或投影形状或图案，或者仅照亮道路的所选择部分。在示例实施例中，LED照明系统552和/或556内的红外相机或检测器像素可以是识别要求照明的场景（道路、人行横道等）的部分的传感器。

图5A是示例实施例中的LED器件200的图解。LED器件200可以包括衬底202、有源层204、波长转换层206、和主光学器件208。在其他实施例中，LED器件可以不包括波长转换器层和/或主光学器件。单独的LED器件200可以包括在LED照明系统——诸如上面描述的任一LED照明系统——中的LED阵列中。

如图5A中所示，有源层204可以相邻于衬底202，并且当被激发时发光。用于形成衬底202和有源层204的合适材料包括蓝宝石、SiC、GaN、硅树脂，并且可以更具体地由以下形成：III-V族半导体，包括但不限于AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb；II-VI族半导体，包括但不限于ZnS、ZnSe、CdSe、CdTe；第IV族半导体，包括但不限于Ge、Si、SiC以及其混合物或合金。

波长转换层206可以远离、邻近或直接在有源层204之上。有源层204将光发射到波长转换层206中。波长转换层206用于进一步修改由有源层204发射的光的波长。包括波长转换层的LED器件通常被称为磷光体转换的LED（“PCLED”）。波长转换层206可以包括任何发光材料，诸如例如透明或半透明粘合剂或基质中的磷光体颗粒，或者吸收一种波长的光并发射不同波长的光的陶瓷磷光体元件。

主光学器件208可以在LED器件200的一层或多层上或在LED器件200的一层或多层上方，并允许光从有源层204和/或波长转换层206穿过主光学器件208。主光学器件208可以是被配置为保护一个或多个层并且至少部分地成形LED器件200的输出的透镜或封装件。主光学器件208可以包括透明和/或半透明材料。在示例实施例中，可以基于朗伯分布图案发射经由主光学器件的光。将被理解，主光学器件208的一个或多个属性可以被修改以产生不同于朗伯分布图案的光分布图案。

图5B示出了示例实施例中的照明系统220的截面视图，该照明系统220包括具有像素201A、201B和201C的LED阵列210、以及次级光学器件212。LED阵列210包括像素201A、201B和201C，每个像素包括相应的波长转换层206B、有源层204B和衬底202B。LED阵列210可以是使用晶片级处理技术制作的单片LED阵列、或具有亚500微米尺寸的微LED等。LED阵列210中的像素201A、201B和201C可以使用阵列分割或者替代地使用拾取和放置技术来形成。

在LED器件200B的一个或多个像素201A、201B和201C之间示出的空间203可以包括气隙，或者可以由可以是触点（例如，n触点）的材料（诸如金属材料）填充。

次级光学器件212可以包括透镜209和波导207中的一个或两个。将被理解，尽管根据所示的示例讨论了次级光学器件，但是在示例实施例中，次级光学器件212可以用于扩展射入光（发散光学器件），或者将射入光聚集成准直光束（准直光学器件）。在示例实施例中，波导207可以是聚光器，并且可以具有任何适用的形状——诸如抛物线形状、圆锥形状、或斜面形状等——来集中光。波导207可以涂覆有用于反射或重定向入射光的介电材料、或金属化层等。在替代实施例中，照明系统可以不包括以下中的一个或多个：转换层206B、主光学器件208B、波导207、和透镜209。

透镜209可以由任何适用的透明材料——诸如但不限于SiC、氧化铝、或金刚石等、或者其组合——形成。透镜209可以用于修改输入到透镜209中的光束，使得来自透镜209的输出光束将有效地满足期望的光度规格。另外地，透镜209可以服务于一个或多个美学目的，诸如通过确定LED阵列210的LED器件201A、201B和/或201C的照明的和/或未照明的外观。

已经详细描述了实施例，本领域技术人员将领会，给定本描述，可以对本文描述的实施例进行修改而不脱离本发明构思的范围。因此，意图是本发明的范围不限于说明的和描述的具体实施例。

Claims (17)

1. 一种系统，包括：

存储器，被配置为存储指令；和

处理器，被配置为执行所述指令，以使所述系统：

确定输入PWM信号的脉宽调制（PWM）频率，

生成用于第一发光二极管（LED）的第一PWM信号、用于第二LED的第二PWM信号、和用于第三LED的第三PWM信号，使得所述第一PWM信号、所述第二PWM信号、和所述第三PWM信号中的每一个都具有所述PWM频率并且与所述输入PWM信号同相，以及

基于控制信号改变所述第一PWM信号的占空比、所述第二PWM信号的占空比、和所述第三PWM信号的占空比，使得所述第一PWM信号的占空比、所述第二PWM信号的占空比、和所述第三PWM信号的占空比之和为100%。

2.根据权利要求1所述的系统，其中确定所述输入PWM信号的PWM频率包括：

测量所述输入PWM信号的上升沿的中断和所述输入PWM信号的下降沿的中断之间的时间差。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制信号由控制信号接口生成。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器进一步被配置为执行所述指令，以使所述系统：

基于所述控制信号从所述存储器中的表中选择所述第一PWM信号的占空比、所述第二PWM信号的占空比、和所述第三PWM信号的占空比的值。

5.一种系统，包括：

第一发光二极管（LED），被配置为使用第一脉宽调制（PWM）信号供电；

第二LED，被配置为使用第二PWM信号供电；

第三LED，被配置为使用第三PWM信号供电；

存储器，被配置为存储指令；和

处理器，被配置为执行所述指令，以使所述系统：

确定输入PWM信号的PWM频率，

生成所述第一PWM信号、所述第二PWM信号、和所述第三PWM信号，使得所述第一PWM信号、所述第二PWM信号、和所述第三PWM信号中的每一个都具有所述PWM频率并且与所述输入PWM信号同相，以及

基于控制信号改变所述第一PWM信号的占空比、所述第二PWM信号的占空比、和所述第三PWM信号的占空比，使得所述第一PWM信号的占空比、所述第二PWM信号的占空比、和所述第三PWM信号的占空比之和为100%。

6.根据权利要求5所述的系统，其中确定所述输入PWM信号的PWM频率包括：

测量所述输入PWM信号的上升沿的中断和所述输入PWM信号的下降沿的中断之间的时间差。

7.根据权利要求5所述的系统，其中所述控制信号由控制信号接口生成。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述处理器进一步被配置为执行所述指令，以使所述系统：

基于所述控制信号从配置的表中选择所述第一PWM信号的占空比、所述第二PWM信号的占空比、和所述第三PWM信号的占空比的值。

9. 根据权利要求5所述的系统，进一步包括：

电流源，被配置为向所述第一LED、所述第二LED、和所述第三LED提供驱动电流；和

感测电路，被配置为接收所述驱动电流并将所述输入PWM信号提供给所述处理器。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述感测电路包括齐纳二极管和电容分压器。

11.根据权利要求9所述的系统，进一步包括位于所述感测电路和所述处理器之间的缓冲器。

12.根据权利要求9所述的系统，进一步包括：

耦合到所述电流源和所述感测电路的低通滤波器。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述感测电路包括齐纳二极管和电容分压器。

14.根据权利要求12所述的系统，其中所述低通滤波器包括电阻器和电容器。

15.一种方法，包括：

接收输入脉宽调制（PWM）信号；

确定所述输入PWM信号的PWM频率；

生成为第一发光二极管（LED）供电的第一PWM信号、为第二LED供电的第二PWM信号、和为第三LED供电的第三PWM信号，使得所述第一PWM信号、所述第二PWM信号、和所述第三PWM信号中的每一个都具有所述PWM频率并且与所述输入PWM信号同相；

接收控制信号；以及

基于所述控制信号改变所述第一PWM信号的占空比、所述第二PWM信号的占空比、和所述第三PWM信号的占空比，使得所述第一PWM信号的占空比、所述第二PWM信号的占空比、和所述第三PWM信号的占空比之和为100%。

16.根据权利要求15所述的方法，其中确定所述输入PWM信号的PWM频率包括：

测量所述输入PWM信号的上升沿的中断和所述输入PWM信号的下降沿的中断之间的时间差。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述控制信号由控制信号接口生成。

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