CN114189957B - 一种减少光源低亮抖动的装置、方法和灯具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体照明设备领域，更具体地，涉及一种减少光源低亮抖动的装置、方法和灯具。装置包括：LED光源、电感L、电流控制模块、开关K1、信号控制模块和电流采集模块；开关K1的第一端用于输入电压V_in，开关K1的第二端与电感L的第一端连接；电感L的第二端与LED光源的阳极连接，LED光源的阴极接地；电流控制模块的第一端与开关K1的第二端和电感L的第一端连接，电流控制模块的第二端接地；电流采集模块，用于检测装置中的电流，并与信号控制模块连接，根据所检测的电流发送电流信号到信号控制模块中；信号控制模块还与开关K1连接，用于根据接收的电流信号或者预设的时间阈值，控制开关K1断开或者闭合。

Description

一种减少光源低亮抖动的装置、方法和灯具

技术领域

本发明涉及半导体照明设备领域，更具体地，涉及一种减少光源低亮抖动的装置、方法和灯具。

背景技术

人眼在黑暗环境中对光的变化的感知是敏锐的，例如，在漆黑中能看到萤火虫荧光闪烁的微弱变化。同时，人眼在强光环境中对光的变化的感知是麻木的，例如，在烈日下却看不出点1支蜡烛和点2支蜡烛的流明有何区别。

现有技术的灯具，因其驱动电路中电流会产生电流纹波，使得灯具在调光的过程中灯光亮度出现闪烁、抖动的现象，且在灯具亮度比较低时更加明显。例如，在舞台演出的应用场景中，当灯具从暗至亮(即暗部调光)或亮至暗匀速缓慢(例如30秒)调光过程中，如图1所示，为灯具中的电流随时间变化的曲线，在电流稳定在最大值的过程中，曲线有许多锯齿，即产生了电流波纹。电流波纹会造成电流增量(或减量)不稳定，甚至电流产生突变，导致灯光抖动或闪烁。这种抖动或闪烁在亮度较暗时呈现得极为明显，使得人眼容易察觉，用摄影机观察到的现象更严重，大大降低了舞台效果。

现有技术中，驱动电路的电流纹波只能调小，但不能消除。即使将电流波纹调到很小，也会暴露在暗部调光的过程中。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种减少光源低亮抖动的装置、方法和灯具，用于解决在暗部调光时，由于电流波纹所导致的灯光闪烁或者抖动。

本发明第一方面采取的技术方案是，

提供一种减少光源低亮抖动的装置，包括：LED光源、电感L、电流控制模块、开关K1、信号控制模块、电流采集模块以及信号发送模块；

所述开关K1的第一端用于输入电压V_in，所述开关K1的第二端与所述电感L的第一端连接；

所述电感L的第二端与所述LED光源的阳极连接，所述LED光源的阴极接地；

所述电流控制模块的第一端与所述开关K1的第二端和所述电感L的第一端连接，所述电流控制模块的第二端接地，当所述开关K1闭合时，所述电流控制模块截止，当所述开关K1断开时，所述电流控制模块导通；

所述电流采集模块，用于在所述电感L充电时检测流经所述电感L的电流，并与所述信号控制模块连接，根据所检测的电流发送电流信号到所述信号控制模块中；

所述信号控制模块还与所述开关K1连接，用于根据接收的所述电流信号或者预设的时间阈值，控制所述开关K1断开或者闭合；

所述信号发送模块与所述信号控制模块连接，用于发送PWM控制信号到所述信号控制模块，以使所述信号控制模块根据所述PWM控制信号判断是否控制所述开关K1；

所述输入电压V_in、所述LED光源两端的电压V_LED、所述LED光源的额定最大电流i_max、所述PWM控制信号的频率f以及电感L的大小l满足以下关系：

进一步地，

进一步地，所述电流采集模块预设电流阈值，当所述电流采集模块检测到的电流大小达到所述电流阈值时，发送所述电流信号到所述信号控制模块，以使所述信号控制模块控制所述开关K1断开；

所述信号控制模块预设时间阈值，当检测到所述开关K1断开时间超过所述时间阈值时，控制所述开关K1闭合。

进一步地，

所述电流采集模块的第一端输入电压V_in，所述电流采集模块的第二端与所述开关K1的第一端连接；

或者，

所述电流采集模块的第一端与所述开关K1的第二端连接，所述电流采集模块的第二端与所述电流控制模块的第一端和所述电感L的第一端连接。

进一步地，所述电流控制模块为二极管D1，所述二极管D1的阴极与所述电感L的第一端和所述开关K1的第二端连接，所述二极管D1的阳极接地；

进一步地，所述电流控制模块为开关K2，所述开关K2的第一端与所述电感L的第一端和所述开关K1的第二端连接，所述开关K2的第二端接地，当所述开关K1闭合时，所述开关K2断开，当所述开关K1断开时，所述开关K2闭合。

进一步地，当所述电流控制模块为开关K2时，所述开关K2还与所述信号控制模块连接，以使所述信号控制模块控制所述开关K2闭合或者断开。

本发明第二方面采取的技术方案是，

提供一种减少光源低亮抖动的方法，用于控制如所述的一种减少光源低亮抖动的装置中的所述LED光源的电流变化率，包括以下步骤：

减小流经所述LED光源的电流的电流变化率k，以使流经所述LED光源的电流在暗部区域不产生电流波纹。

进一步地，所述减小流经所述LED光源的电流的电流变化率k，具体包括：

增加所述电感L的大小。

进一步地，所述减小流经所述LED光源的电流的电流变化率k，具体包括：

降低输入电压V_in，以使所述输入电压V_in与所述LED光源两端的电压V_LED接近。

本发明第三方面采取的技术方案是，

提供一种灯具，包括一个或者多个所述的一种减少光源低亮抖动的装置以及调光器，所述调光器用于在LED光源发亮前调节所述装置的输入电压V_in的大小和/或所述装置的电感L的大小。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本实施例的装置，通过控制开关K1闭合断开，从而控制电感L的充放电，即使开关K1断开时，由于电感L的特性，仍然可以为LED光源提供电流，以使LED光源继续发光。

基于本实施例的装置，一个PWM周期内，可以延长电流上升的时间，减少其维持在最大值的时间，因为电流维持在最大值时会产生电流纹波，会引起灯光闪烁或者抖动。即本申请通过调节输入电压V_in和/或电感L的大小，从而减少电流变化率k，延长电流达到i_max的时间，减少电流维持在最大值的时间，也就是减少了电流纹波的时间，避免LED光源在暗部调光过程中出现灯光闪烁或者抖动的现象。

附图说明

图1为现有技术的电流i_LED随时间变化的关系图。

图2为本发明的一种减少光源低亮抖动的装置的第一结构图。

图3为本发明的简化的电路模型图。

图4为本发明的LED光源上的电流i_LED随时间变化的第一关系图。

图5为一种减少光源低亮抖动的装置的第二结构图。

图6为本发明的一种减少光源低亮抖动的装置的第三结构图。

图7为本发明的LED光源上的电流i_LED随时间变化的第二关系图。

图8为本发明的一种减少光源低亮抖动的装置的第四结构图。

图9为本发明的一种减少光源低亮抖动的装置的第五结构图。

图10为本发明的LED光源的电流波形与PWM信号波形对应图。

具体附图说明：电流控制模块1、信号控制模块2、电流采集模块3、信号发送模块4。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图2所示，本实施例提供一种减少光源低亮抖动的装置，包括：LED光源、电感L、电流控制模块1、开关K1、信号控制模块2、电流采集模块3以及信号发送模块4；

开关K1的第一端用于输入电压V_in，开关K1的第二端与电感L的第一端连接；

电感L的第二端与LED光源的阳极连接，LED光源的阴极接地；

电流控制模块1的第一端与开关K1的第二端和电感L的第一端连接，电流控制模块1的第二端接地，当开关K1闭合时，电流控制模块1截止，当开关K1断开时，电流控制模块1导通；

电流采集模块3，用于在电感L充电时检测流经电感L的电流，并与信号控制模块2连接，根据所检测的电流发送电流信号到信号控制模块2中；

信号控制模块2还与开关K1连接，用于根据接收的电流信号或者预设的时间阈值，控制开关K1断开或者闭合；

信号发送模块4与信号控制模块2连接，用于发送PWM控制信号到信号控制模块2，以使信号控制模块2根据PWM控制信号判断是否控制开关K1。

输入电压V_in、LED光源两端的电压V_LED、LED光源的额定最大电流i_max、PWM控制信号的频率f以及电感的大小l满足以下关系：

本实施例的装置，通过控制开关K1闭合断开，从而控制电感L的充放电，即使开关K1断开时，由于电感L的特性，仍然可以为LED光源提供电流，以使LED光源继续发光。

电流采集模块3在电感L充电时检测装置中的电流，根据所检测的电流发送电流信号到信号控制模块2中，以使信号控制模块2根据接收的电流信号，控制开关K1是否断开。信号控制模块2根据预设的时间阈值控制开关K1闭合。

开关K1闭合之后，装置中的电流逐渐增加，电感L充电，LED光源上的电流逐渐上升，在电流采集模块3所采集的电流达到电流阈值之前，LED光源上的电流都会保持稳定上升。当电流采集模块3所采集的电流达到电流阈值时，电流采集模块3发送电流信号到信号控制模块3，以使信号控制模块3控制开关K1断开，电感L放电，电流继续流向LED光源，但电流大小有所变化，预设时间阈值之后，信号控制模块3控制开关K1重新闭合。

可以理解的是，电流采集模块3在电感L充电时检测装置中的电流，包括但不限于：电流采集模块3仅仅在电感L充电时检测装置中的电流、电流采集模块3在电感L充电和放电时均检测装置中的电流。

本实施例中的LED光源，到达了电流阈值之后，由于需要电感L反复充放电以维持电流稳定，导致电流大小会有所变化，从而产生电流波纹。

本实施例优选地，信号控制模块2根据信号发送模块4发送的PWM控制信号，判断是否控制开关K1，具体地，当PWM信号为高电平时，信号控制模块2正常工作，能够根据电流采集模块3发送的电流信号控制开关K1闭合或者断开，此时，装置正常工作，LED光源上的电流不为0，可以发光。当PWM控制信号为低电平时，信号控制模块2不工作，也就不会根据电流采集模块3发送的电流信号控制开关K1闭合或者断开，此时，装置停止工作，LED光源上的电流为0，不能发光。

本实施例中，在一个PWM控制信号的PWM周期内，LED光源中电流持续上升至达到LED光源的额定最大电流i_max的时间与PWM控制信号的PWM周期T_PWM的占比T为：

其中，V_in为输入电压、V_LED为LED光源两端的电压、i_max为LED光源的额定最大电流、f为PWM控制信号的频率、l为电感L的大小。

推导如下：

图3为简化的LR电路模型，包括依次串联的开关K1’、负载R以及电感L’，电感L’接地，开关K1’一端输入电压V_in’。可以基于该简化的LR电路模型推导电路中的电流的电流变化率k。

根据LR电路特性，电感L’的充电电流为：

其中，V_in’为简化的电路模型中的输入电压大小，R为简化的电路模型中的电阻大小，L’为简化的电路模型中的电感大小，t为充电时间，e为欧拉常数。

对上式两边求导：

当电阻R趋于0时，化简得：

由物理意义可知，电流的导数即为电流的电流变化率。

上述推导中，由于电阻R趋于0，则V_in’相当于电感L’上的电压V_L’，即V_in’＝V_L’。

则有：

具体到本实施例的装置中，V_in’＝V_in，V_L’＝V_L，L’＝l，LED光源可以看做负载R，而LED光源的电阻是极小的，同样可以看做趋于0，则有：

LED光源会引起电压的变化，可以理解的是V_L＝V_in-V_LED，其中，V_L为本实施例的装置上的电感L上的电压，V_in为本实施例的装置的输入电压，V_LED为本实施例的装置的LED光源两端的电压，则流经LED光源的电流的电流变化率k为：

图4为表征本实施例的装置的LED光源上的电流i_LED和时间t之间的关系图。图4中，t₀为在一个PWM控制信号周期T_PWM内，LED光源的电流持续上升至第一个峰值点P，达到LED光源的额定最大电流i_max的时间，周期T_PWM是PWM控制信号的频率f的倒数，则有：

P点为LED光源的电流上升的第1个电流峰值点，对应峰值电流i_max为已知数，可以将峰值电流i_max设置为本实施例的电流采集模块3的电流阈值。

直线OP的斜率即为LED光源的电流的电流变化率k，可得：

结合上述推导的电流变化率k的关系式，可得：

由公式变换可得：

本实施例优选地，一个PWM周期内，在电流上升至LED光源的额定最大电流i_max的时间内，LED光源上的电流持续上升，而由于后续需要电感L反复地充放电以维持电流能够稳定在i_max左右，电感L的反复充放电必然导致了电流有小幅度变化，产生电流波纹。因此，可以通过适当减少电流维持在i_max左右的时间，从而减少一个PWM周期内产生的电流波纹。优选地，将一个PWM周期内LED光源中电流持续上升的时间与PWM周期T_PWM的占比T设置为0.2到0.4之间，在基于现有技术的基础上，适当地提高了T的值，可以增加LED光源上的电流上升的时间，并减少了后续产生电流波纹的时间，从而延长LED光源亮度平稳变化的时间。

进一步优选地，可以将一个PWM周期内LED光源中电流持续上升的时间与PWM控制信号的PWM周期T_PWM的占比T设置为0.3。则有：

既能够适当地延长LED光源亮度平稳变化的时间，也不会占据一个PWM周期过长，从而避免LED光源上的电流到达额定最大电流i_max的时间过长。

本实施例优选地，V_in-V_LED≤5v。尽量减少V_in-V_LED的值，可以提高LED光源中电流持续上升的时间与PWM周期T_PWM的占比T，延长一个PWM周期内没有出现电流波纹的时间。

进一步地，电流采集模块3预设电流阈值，当电流采集模块3检测到的电流大小达到电流阈值时，发送断开电流信号到信号控制模块2，以使信号控制模块2控制开关K1断开；

信号控制模块2预设时间阈值，当检测到开关K1断开时间超过时间阈值时，控制开关K1闭合。

基于预设的电流阈值和时间阈值，本实施例的装置的工作原理如下：

装置输入电压V_in，开始工作，首先，信号控制模块2输出闭合信号到开关K1，以使开关K1闭合，电感L充电，电流控制模块1截止，电流闭合回路包括开关K1、电感L和LED光源，电流流向LED光源，LED光源上的电流开始上升。当电流采集模块3所采集的装置中的电流达到预设的电流阈值时，电流采集模块3发送电流信号到信号控制模块2，信号控制模块2输出断开信号到开关K1，以使开关K1断开。此时，电感L放电，电流控制模块1导通，电流闭合回路包括电感L和LED光源和电流控制模块1，电流仍然流向LED光源，但电流大小会有所下降。当电感L放电至预设的时间阈值时，信号控制模块2会控制开关K1重新闭合，在输入电压V_in的作用下，电感L重新充电，电流大小相对于电感L放电时有所上升，当电流重新达到电流阈值时，在电流采集模块3和信号控制模块2的作用下，控制开关K1断开，电感L放电，如此循环往复，电感L重复地充电放电，为LED光源提供持续的电流。

可以理解的是，电流波纹是由于电感L重复充放电时电流大小有所变化所产生的，只需要将电感L放电的过程设置在电流从0开始上升直至电流阈值之后，就可以消除电流从开始上升直至达到电流阈值的过程的电流波纹，使得LED光源能够在稳定的上升电流下逐渐变亮。LED光源在暗部区域进行调光时，电流能够从0开始稳定上升，就可以使得LED光源亮度稳定地变亮，而不会出现闪烁或者抖动。

进一步地，电流采集模块3的第一端输入电压V_in，电流采集模块3的第二端与开关K1的第一端连接；

或者，

电流采集模块3的第一端与开关K1的第二端连接，电流采集模块3的第二端与电流控制模块1的第一端和电感L的第一端连接。

如图5所示，如果将电流采集模块3设置在电流控制模块1的支路上，则电流采集模块3在电感L放电时的电流闭合回路上，而不在电感L充电时的电流闭合回路上，电流采集模块3只能采集电感L放电时的回路电流。因此，LED光源在暗部调亮过程中，电感L需要有至少有一次的放电过程，电流采集模块3才能够检测电流，才能基于检测的电流，控制信号控制模块2，从而控制开关K1闭合或者断开，以使LED光源正常工作。也即，在LED光源从暗部区域调亮的过程中，电感L需要反复充放电。然而，在电感L充放电变换时，电流虽然整体呈现上升趋势，但会在小范围内上升和下降，如图1所示，此时LED光源上的电流i_LED的图像在暗部时上升过程中出现锯齿，也即LED光源在暗部调亮时，电流上升的过程中出现电流波纹。

本实施例优选地，如图2和图6所示，电流采集模块3可以与开关K1直接连接，具体地，可以设置在开关K1的前端或者后端。也即，电流采集模块3位于电感L充电的电流闭合回路中，而不在电感L放电的电流闭合回路中，电流采集模块3只检测电感L充电时的回路电流，可以预先将电流采集模块3的电流阈值预设为LED光源在暗部调光完成后的稳定电流值。当开关K1闭合之后，电感L充电，电流采集模块3检测到回路中的电流稳定上升至预设的电流阈值，即达到LED光源在暗部调光完成后的稳定电流值时，电流采集模块3发送电流信号至信号控制模块2。在电流上升至电流阈值的过程中，由于没有电感L的放电过程，LED光源上的电流是稳定上升的。因此，如图7所示，LED光源上的电流i_LED在上升时没有出现锯齿，也即没有出现电流波纹。

信号控制模块2接收到电流信号之后，输出断开信号到开关K1，以使开关K1断开，电感L放电，电流控制模块1导通，电流闭合回路包括电流控制模块1、电感L和LED光源，电流继续流向LED光源。信号控制模块2继续控制开关K1闭合或者断开，电感L重复充放电，LED光源上的电流在电流阈值之间小范围地上升下降。因此，如图7所示，电流i_LED在稳定上升之后，会在一定电流范围内波动，产生电流波纹。

由上述可知，电流采集模块3的位置只需要能够检测电感L充电时的回路电流，将电流采集模块3的电流阈值预设为LED光源在暗部调光完成后的稳定电流值，就可以消除LED光源的电流上升至电流阈值过程中的电流波纹。

需要说明的是，电流采集模块3的位置可以有多种，本实施例不一一列举。

本实施例优选地，LED光源在暗部调光完成后的稳定电流值，可以为LED光源的额定最大电流i_max。

优选地，预设的电流阈值可以为4A到6A之间。

一个PWM周期内，在电流上升至LED光源的额定最大电流i_max的时间内，LED光源上的电流持续上升，且不会出现电流波纹，在此过程中LED光源变亮时不会出现闪烁、抖动的现象。而由于后续需要电感L反复地充放电以维持电流能够稳定在i_max左右，电感L的反复充放电必然导致了电流有小幅度变化，产生电流波纹。因此，可以通过适当减少电流维持在i_max左右的时间，从而减少一个PWM周期内产生的电流波纹。优选地，将一个PWM周期内LED光源中电流持续上升的时间与PWM周期T_PWM的占比T设置为0.2到0.4之间，在基于现有技术的基础上，适当地提高了T的值，可以增加LED光源上的电流没有产生电流波纹的时间，并减少了后续电流需要维持稳定时产生的电流波纹的时间，从而延长LED光源亮度平稳变化的时间。

进一步地，电流控制模块1为二极管D1，二极管D1的阴极与电感L的第一端和开关K1的第二端连接，二极管D1的阳极接地。

如图8所示，本实施例优选地，电流控制模块1可以选用二极管D1。

需要说明的是，本实施例中的LED光源为发光二极管。

二极管D1的方向与LED光源的发光二极管的方向相反，本实施具体地，发光二极管中的电流只能以顺时针方向流过，二极管D1中的电流只能以逆时针方向流过。当开关K1闭合，电感L充电时，电流方向与二极管D1方向相反，电流不能流入二极管D1，电流回路包括开关K1、电感L和LED光源。当开关K1断开，电感L放电时，电流方向与二极管D1方向相同，电流能够流入二极管D1，电流回路包括二极管D1、电感L和LED光源。

或者，如图9所示，电流控制模块1也可以为开关K2，开关K2的第一端与电感L的第一端和开关K1的第二端连接，开关K2的第二端接地，当开关K1闭合时，开关K2断开，当开关K1断开时，开关K2闭合。

本实施例优选地，电流控制模块1也可以选用开关K2。开关K2的通断与开关K1相反。当开关K1闭合，电感L充电时，开关K2断开，电流不能流入开关K2的支路上，电流回路包括开关K1、电感L和LED光源。当开关K1断开，电感L放电时，开关K2闭合，电流能够流入开关K2的支路上，电流回路包括开关K2、电感L和LED光源。

电流控制模块1的设置，使得电感L在充放电的过程中，能够形成不同的电流回路。只需要电流采样模块设置在能够检测到电感L充电时的回路电流的位置上，并设置电流采集模块3的电流阈值，就可以消除LED光源的电流在上升过程中的电流波纹。

本实施例优选地，开关K1和开关K2可以为电子开关。电子开关是通过电子电路以及电力电子器件控制电路通断的运行单元，至少包括一个可控的电子器件，如晶闸管、晶体管、场效应管、可控硅、继电器等。

进一步地，当电流控制模块1为开关K2时，开关K2还与信号控制模块2连接，以使信号控制模块2控制开关K2闭合或者断开。

本实施例优选地，开关K2可以同样由信号控制模块2控制，当信号控制模块2发送闭合信号到开关K1时，同时发送断开信号到开关K2，以使开关K1闭合，开关K2断开。同样地，当信号控制模块2发送断开信号到开关K1时，同时发送闭合信号到开关K2，以使开关K1断开，开关K2闭合。

实施例2

图4为表征LED光源上的电流i_LED和时间t之间的关系图。图4中，t₀为LED光源的电流持续上升至第一个峰值点P的时间，t₀取30％的PWM周期，以保证t₀在暗部区域之后，且周期是频率f的倒数，则有：

P点为LED光源的电流上升的第1个电流峰值点，对应峰值电流i_max为已知数，可以将峰值电流i_max设置为本实施例的电流采集模块3的电流阈值。

直线OP的斜率即为LED光源的电流的电流变化率k，可得：

结合电流变化率k的关系式，可得：

可得：

在某应用场景中，调整后的输入电压V_in与LED光源的电压V_LED之差为5V，峰值电流i_max为5.5A，控制信号PWM的频率f为16kHz，则由上式可知，电感L的大小应调整为：

通过调节电感L的大小，使得t₀为30％的PWM周期，保证LED光源在暗部调光时，电流能够稳定持续上升，而不会出现电流波纹。进一步地，如果可以继续适当增大电感L的大小，以使t₀时间更长，占PWM周期的百分比更大，电流稳定上升的时间更长，保证暗部区域内电流稳定上升。优选地，可以将t₀为40％的PWM周期时，电感L的大小设置为最大值。

因此，降低输入电压V_in，使之接近输出电压V_LED，既提升了能量的转换效率，还能够减小LED光源上的电流上升的电流变化率k，使得LED光源在暗部区域调光时，不会出现电流波纹。同时，增大电感L的值，能够使得输出的电流纹波(即电流锯齿上尖与下尖之差)变小。

实施例3

本实施例提供一种减少光源低亮抖动的方法，用于控制实施例1的一种减少光源低亮抖动的装置中的LED光源的电流变化率，包括以下步骤：

减小流经LED光源的电流的电流变化率k，以使流经LED光源的电流在暗部区域不产生电流波纹。

当开关K1闭合时，电流流向LED光源，以使LED光源上的电流逐渐上升，LED光源逐渐变亮。然而，如果LED光源上的电流上升较快，就会使得LED光源上的电流在暗部之前就已达到电流阈值，开关K1断开，电流采集模块3仍然会在电感L放电时采集到电流。此时，虽然LED光源上的电流在上升的过程中没有出现电流波纹，但是在上升完成之后仍然会出现电流波纹，而电流上升完成之后，LED光源仍然处于暗部，在暗部区域调光时，LED光源仍然会出现灯光闪烁抖动的问题。

因此，需要减小LED光源上的电流上升速度，也即减小流经LED光源的电流的电流变化率k，从而增加达到电流阈值的时间，使得在暗部区域之前LED光源上的电流不能到达电流阈值，以使暗部区域不出现电流波纹，避免在暗部区域调光时，LED光源出现灯光闪烁抖动的问题。

由实施例1可得，流经LED光源的电流的电流变化率k，具体为：

其中，V_in为输入电压，V_LED为LED光源的两端电压，l为电感L的大小值。

由此可得，在本实施例的装置中，流经LED光源的电流的电流变化率k的大小取决于本实施例的装置的输入电压V_in和本实施例的装置的电感L的大小以及LED光源上的电压V_LED。

进一步地，减小流经LED光源的电流的电流变化率k，具体包括：

增加电感L的大小。

进一步地，减小流经LED光源的电流的电流变化率k，具体包括：

降低输入电压V_in，以使输入电压V_in与LED光源两端的电压V_LED接近。

基于电流变化率k的公式，可以通过增加电感L的大小l和/或减小输入电压V_in和/或增加LED光源两端的电压V_LED，从而减小电流变化率k，以使流经LED光源的电流在暗部区域时不产生电流波纹。

当本实施例的装置中的电感L、LED光源固定时，可以通过减少输入电压V_in，以使其接近LED光源两端的电压V_LED，从而减少V_in与V_LED之差，进而减小电流变化率k，以使流经LED光源的电流在暗部区域时不产生电流波纹。

图10为LED光源的电流波形与PWM信号波形对应图，其中，t₀为LED光源的电流持续上升至第一个峰值点的时间，其对应的电流值可以预设为电流采集模块3中所预设的电流阈值，T_PWM是用于控制本实施例的装置的PWM信号的PWM周期。可以看出，一个PWM周期内，PWM信号高电平时，LED光源的电流i_LED在时间t₀之前持续以恒定的电流变化率k上升，没有出现锯齿，即没有电流波纹，然而，在t₀之后，LED光源的电流i_LED开始出现电流波纹，使得电流会在一稳定范围内上下波动。可以通过降低电流i_LED的斜率，使得t₀增大，且t₀在LED光源的暗部区域之后，以使LED光源在暗部调光时，其电流能够以恒定的电流变化率k上升，而无明显电流波纹，直至暗部调光结束。LED光源在暗部区域调光时，也就不会出现由于电流波纹导致的灯光闪烁抖动的问题。当PWM信号低电平时，本实施例的装置停止工作，LED光源的电流i_LED为0。

实施例4

本实施例一种灯具，包括一个或者多个如实施例1的一种减少光源低亮抖动的装置以及调光器，调光器用于在LED光源发亮前调节装置的输入电压V_in的大小和/或装置的电感L的大小。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种减少光源低亮抖动的装置，其特征在于，包括：LED光源、电感L、电流控制模块、开关K1、信号控制模块、电流采集模块以及信号发送模块；

所述开关K1的第一端用于输入电压V_in，所述开关K1的第二端与所述电感L的第一端连接；

所述电感L的第二端与所述LED光源的阳极连接，所述LED光源的阴极接地；

所述电流控制模块的第一端与所述开关K1的第二端和所述电感L的第一端连接，所述电流控制模块的第二端接地，当所述开关K1闭合时，所述电流控制模块截止，当所述开关K1断开时，所述电流控制模块导通；

所述电流采集模块，用于在所述电感L充电时检测流经所述电感L的电流，并与所述信号控制模块连接，根据所检测的电流发送电流信号到所述信号控制模块中；

所述信号控制模块还与所述开关K1连接，用于根据接收的所述电流信号或者预设的时间阈值，控制所述开关K1断开或者闭合；

所述信号发送模块与所述信号控制模块连接，用于发送PWM控制信号到所述信号控制模块，以使所述信号控制模块根据所述PWM控制信号判断是否控制所述开关K1；

所述输入电压V_in、所述LED光源两端的电压V_LED、所述LED光源的额定最大电流i_max、所述PWM控制信号的频率f以及电感L的大小l满足以下关系：

2.根据权利要求1所述的一种减少光源低亮抖动的装置，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种减少光源低亮抖动的装置，其特征在于，

所述电流采集模块预设电流阈值，当所述电流采集模块检测到的电流大小达到所述电流阈值时，发送所述电流信号到所述信号控制模块，以使所述信号控制模块控制所述开关K1断开；

所述信号控制模块预设时间阈值，当检测到所述开关K1断开时间超过所述时间阈值时，控制所述开关K1闭合。

4.根据权利要求1所述的一种减少光源低亮抖动的装置，其特征在于，

所述电流采集模块的第一端输入电压V_in，所述电流采集模块的第二端与所述开关K1的第一端连接；

或者，

所述电流采集模块的第一端与所述开关K1的第二端连接，所述电流采集模块的第二端与所述电流控制模块的第一端和所述电感L的第一端连接。

5.根据权利要求1到4任一项所述的一种减少光源低亮抖动的装置，其特征在于，

所述电流控制模块为二极管D1，所述二极管D1的阴极与所述电感L的第一端和所述开关K1的第二端连接，所述二极管D1的阳极接地。

6.根据权利要求1到4任一项所述的一种减少光源低亮抖动的装置，其特征在于，所述电流控制模块为开关K2，所述开关K2的第一端与所述电感L的第一端和所述开关K1的第二端连接，所述开关K2的第二端接地，当所述开关K1闭合时，所述开关K2断开，当所述开关K1断开时，所述开关K2闭合。

7.根据权利要求6所述的一种减少光源低亮抖动的装置，其特征在于，当所述电流控制模块为开关K2时，所述开关K2还与所述信号控制模块连接，以使所述信号控制模块控制所述开关K2闭合或者断开。

8.一种减少光源低亮抖动的方法，其特征在于，用于控制如权利要求1到7任一项所述的一种减少光源低亮抖动的装置中的所述LED光源的电流变化率，包括以下步骤：

减小流经所述LED光源的电流的电流变化率k，以使流经所述LED光源的电流在暗部区域不产生电流波纹。

9.根据权利要求8所述的一种减少光源低亮抖动的方法，其特征在于，所述减小流经所述LED光源的电流的电流变化率k，具体包括：

增加所述电感L的大小。

10.根据权利要求8所述的一种减少光源低亮抖动的方法，其特征在于，所述减小流经所述LED光源的电流的电流变化率k，具体包括：

降低输入电压V_in，以使所述输入电压V_in与所述LED光源两端的电压V_LED接近。

11.一种灯具，其特征在于，包括一个或者多个如权利要求1到7任一项所述的一种减少光源低亮抖动的装置以及调光器，所述调光器用于在所述LED光源发亮前调节所述装置的输入电压V_in的大小和/或所述装置的电感L的大小。

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