CN114531754A - Led装置和包括led装置的照明装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种发光二极管(LED)装置。LED装置包括：第一LED串，其被配置为发射具有第一色温的光；第二LED串，其并联连接到第一LED串，并且被配置为发射具有不同于第一色温的第二色温的光；控制器，其被配置为基于从外部控制器接收的控制命令来生成控制信号；开关电路，其被配置为基于控制信号控制第一LED串和第二LED串中的任意一个或第一LED串和第二LED串的任意组合的亮度；以及电源，其被配置为产生用于控制器和开关电路的操作的内部电源电压。

Description

LED装置和包括LED装置的照明装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年11月23日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请NO.10-2020-0157649的优先权，其公开内容通过引用全部并入本文。
技术领域
与示例实施例一致的方法、设备和系统涉及LED装置和包括该LED装置的照明装置。
背景技术
发光二极管(LED)具有低功耗、相对长的寿命等优点，且正在迅速取代荧光灯和白炽灯。最近，已经开发和销售了使用LED作为光源的各种类型的照明装置，并且还积极开展了对除了简单的照明功能外还具有各种功能的照明装置的研究。例如，可以将能够控制光的色温和/或亮度或者能够监视作为光源安装的LED的工作状态的功能应用于照明装置。
发明内容
一个或多个示例实施例提供了可以提供各种功能、同时显著减少了照明装置中包括的组件的更换和/或升级的LED装置，以及包括该LED装置的照明装置。
根据示例实施例的一方面，一种LED装置包括：第一LED串，其被配置为发射具有第一色温的光；第二LED串，其并联连接到所述第一LED串，并且被配置为发射具有不同于所述第一色温的第二色温的光；控制器，其被配置为基于从外部控制器接收的控制命令生成控制信号；开关电路，其被配置为基于所述控制信号控制所述第一LED串和所述第二LED串中的任意一个或所述第一LED串和所述第二LED串的任意组合的亮度；以及电源，其被配置为产生用于所述控制器和所述开关电路的操作的内部电源电压。
根据示例实施例的一方面，一种照明装置包括：LED驱动器，其被配置为使用交流(AC)电力产生驱动电力，并且通过第一驱动节点和第二驱动节点输出所述驱动电力；多个LED串，其包括连接在所述第一驱动节点和第一LED输出节点之间的第一LED串、以及连接在所述第一驱动节点和第二LED输出节点之间的第二LED串，所述第一LED串被配置为发射具有第一色温的光，并且所述第二LED串被配置为发射具有第二色温的光；和控制器，其在所述LED驱动器和所述多个LED串之间连接至所述第一驱动节点、所述第二驱动节点、所述第一LED输出节点和所述第二LED输出节点。所述控制器包括连接到所述第一LED输出节点、所述第二LED输出节点和所述第二驱动节点的开关电路，并且被配置为调整所述第一LED串和所述第二LED串中的任意一个或所述第一LED串和所述第二LED串的任意组合的亮度。
根据示例实施例的一方面，一种LED装置包括：多个LED，其直接连接到LED驱动器的输出线束的多个输出端子中的至少一部分；电源，其连接到所述多个输出端子中的第一输出端子，并被配置为使用从所述LED驱动器经由所述第一输出端子接收的驱动电力来产生第一内部电源电压和第二内部电源电压；控制器，其被配置为使用所述第一内部电源电压工作并基于从外部控制器接收的控制命令来生成PWM控制信号；和开关电路，其连接在所述多个LED中的一个与所述多个输出端子中的第二输出端子之间，并且被配置为使用所述第二内部电源电压工作并基于所述PWM控制信号来调整所述多个LED中的一部分的亮度。
附图说明
通过结合附图对示例实施例的以下描述，上述和其他方面、特征和优点将更加明显，在附图中：
图1是示意性地示出根据示例实施例的照明装置的框图；
图2是示意性地示出根据示例实施例的LED装置的框图；
图3至图6是示出根据示例实施例的LED装置的操作的图。
图7是根据示例实施例的LED装置的示意图；
图8是示意性地示出根据示例实施例的照明装置中包括的LED驱动器的框图；
图9是示意性地示出根据示例实施例的照明装置中包括的LED驱动器的转换器电路的电路图；
图10是示出根据示例实施例的LED装置的示意图；
图11和图12是示出根据示例实施例的照明装置的示意图。
图13是示出根据示例实施例的LED装置的调光功能的图；
图14和图15是示出根据示例实施例的LED装置和LED驱动器之间的连接方法的图；以及
图16和图17是示出根据示例实施例的LED装置的示意图。
具体实施方式
以下是结合附图对示例实施例的详细描述。
图1是示意性地示出根据示例实施例的照明装置的框图。
参照图1，根据示例实施例的照明装置10可以包括连接到电源1的LED驱动器20和LED装置30。LED装置30可通过第一驱动节点21和第二驱动节点22连接到LED驱动器20，并且LED装置30可通过由LED驱动器20输出的驱动电力VDRV来工作。例如，LED驱动器20可以输出用于驱动LED的LED电流ILED作为恒定电流。
LED驱动器20可包括将由电源1输出的交流电力VAC整流成直流电力的整流器电路、使用经整流的直流电力产生驱动电力VDRV的转换器电路等。根据示例实施例，还可以将电磁干扰(EMI)滤波器等连接在电源1和整流器电路之间。稍后将描述LED驱动器20的结构和操作。
LED装置30可包括LED串31、智能控制器32等。LED串31包括作为光源工作的多个LED，并且可以通过驱动电力VDRV接通多个LED。
例如，LED串31中包括的多个LED可以构成第一LED串和第二LED串。第一LED串可以发射第一色温的光，并且第二LED串可以发射第二色温的光。第一色温和第二色温可以彼此不同。例如，第一LED串中包括的LED可以输出冷白光，并且第二LED串中包括的LED可以输出暖白光。第一LED串和第二LED串可以彼此并联连接。此外，LED串31中包括的LED串的数量不一定限于两个，并且LED串31可以包括三个或更多个LED串。
智能控制器32可包括控制器、开关电路、电源等。控制器可连接到外部控制器等，并且可以操作为生成预定控制信号，并且开关电路可根据控制信号工作。例如，开关电路可以直接连接到LED串31，并且可以根据控制信号控制LED串31中包括的多个LED。电源可使用驱动电力VDRV来产生操作控制器和开关电路所需的内部电源电压。
图2是示意性地示出根据示例实施例的LED装置的框图。
参照图2，根据示例实施例的LED装置100可包括LED串110、智能控制器120等。LED串110包括第一LED串111和第二LED串112，并且如上所述，第一LED串111和第二LED串112可以彼此并联连接，并且可以发射不同色温的光。
智能控制器120可包括电源121、控制器122、开关电路123等。电源121可以使用驱动电力VDRV来生成用于控制器122和开关电路123的操作的内部电源电压VINT1和VINT2。根据示例实施例，控制器122的操作电压和开关电路123的操作电压可以彼此不同，并且电源121可以向控制器122提供第一内部电源电压VINT1并且向开关电路123提供第二内部电源电压VINT2。电源121可包括产生第一内部电源电压VINT1的第一调节器以及产生第二内部电源电压VINT2的第二调节器。
控制器122可以通过接收第一内部电源电压VINT1来工作，并且可以生成控制开关电路123的控制信号CTR。例如，控制信号CTR可以是脉宽调制(PWM)信号。控制器122可以根据从外部控制器接收的控制命令来调整控制信号CTR的占空比。
根据示例实施例，控制器122可以通过有线或无线通信连接到外部控制器以接收控制命令。例如，控制器122可以包括无线通信接口，并且可以通过诸如BLUETOOTHTM、ZIGBEETM,Wi-Fi、Li-Fi和红外通信的无线通信连接到外部控制器。可替换地，控制器122可以包括有线通信接口，并且可以通过诸如数字可寻址照明接口(DALI)或数字多路复用(DMX)的有线通信连接到外部控制器。控制器122可以包括微控制器单元(MCU)、通信电路、天线、振荡器等，以通过经由各种有线和无线通信连接到外部控制器来工作。
控制器122的微控制器单元可使用通过通信电路从外部控制器接收的控制命令来生成控制信号CTR。如上所述，控制信号CTR的占空比可以根据控制命令而变化。
开关电路123可连接至第一LED串111和第二LED串112。在示例实施例中，开关电路123可以包括连接到第一LED串111和第二LED串112中的至少一个的开关装置、以及控制开关装置的开/关切换的开关驱动器。根据示例实施例，开关电路123中包括的开关装置和开关驱动器中的每一者的数量可以变化。稍后将参照图3至图6描述开关电路123的详细配置。
参照图2，第一LED串111可以连接在第一LED输入节点NIN1和第一LED输出节点NOUT1之间，并且第二LED串112可以连接在第二LED输入节点NIN2和第二LED输出节点NOUT2之间。第一LED输入节点NIN1和第二LED输入节点NIN2可以如图2所示彼此连接，并且可以通过第一驱动节点101直接连接到外部LED驱动器。第一LED输出节点NOUT1和第二LED输出节点NOUT2可以彼此分离，并且可以通过开关电路123连接到第二驱动节点102。包括在开关电路123中的开关装置可以连接到第一LED输出节点NOUT1和第二LED输出节点NOUT2中的至少一个。
通过将第一LED输出节点NOUT1和第二LED输出节点NOUT2彼此分离，并且将第一LED输出节点NOUT1和第二LED输出节点NOUT2连接到开关电路123，可以单独地调整第一LED串111和第二LED串112中的至少一个的输出。将参照图3至图6更详细地描述开关电路123的操作。
根据示例实施例，LED串110和智能控制器120可在单个封装衬底上实现。作为示例，第一LED串111和第二LED串112可以安装在封装衬底的前表面上，并且电源121、控制器122、开关电路123等可以安装在封装衬底的后表面上。如上所述，通过在一个封装衬底上实现LED串110和智能控制器120两者，可以以与连接到LED驱动器的现有LED模块兼容的形式制造LED装置100。
然而，示例实施例不限于此，并且智能控制器120也可以与LED串110分开实现。作为示例，可以利用安装在预定封装衬底上的多个LED来实现LED串110的第一LED串111和第二LED串112，并且可以利用安装在与LED串110不同的封装衬底上的IC和装置来实现智能控制器120。当如上所述在与LED串110不同的单独封装件中实现智能控制器120时，包括在智能控制器120的控制器122中并与外部控制器通信的天线等可设置在LED串110的发光方向上。因此，可以改善外部控制器与智能控制器120之间的无线通信性能。
图3至图6是示出根据示例实施例的LED装置的操作的图。
如图3至图6所示，LED串110可包括彼此并联连接的第一LED串111和第二LED串112。第一LED串111可以包括第一LED LED1，并且第二LED串112可以包括第二LED LED2。第一LED串111连接在第一LED输入节点NIN1和第一LED输出节点NOUT1之间，并且第二LED串112连接在第二LED输入节点NIN2和第二LED输出节点NOUT2之间，并且第一LED输入节点NIN1和第二LED输入节点NIN2可以彼此连接。第一LED输入节点NIN1和第二LED输入节点NIN2连接到第一驱动节点101，并且可以接收驱动电力VDRV。
如图3所示，开关电路123可包括开关装置SW和开关驱动器SDV。开关装置SW可以连接在第二LED输出节点NOUT2和第二驱动节点102之间。开关驱动器SDV通过控制信号CTR工作，并且控制信号CTR可以是由控制器生成的PWM信号，如上文参照图2所述。例如，开关驱动器SDV可以根据控制信号CTR控制开关装置SW接通和断开。例如，开关电路123可以根据控制信号CTR控制第二LED串112的占空比。例如，开关电路123可以通过控制第二LED串112的占空比来控制由LED串110发射的光的色温。
在图3所示的示例实施例中，开关电路123不可能对第一LED串111进行控制，并且通过开关电路123只能调整用于控制第二LED串112的控制信号CTR的占空比。因此，尽管由LED串110发射的光的色温的控制范围可能相对不大，但是因为开关电路123仅配置有一个开关装置SW和一个开关驱动器SDV，因此可以降低生产成本、功耗等。
如图4所示，开关电路123A可包括第一开关装置SW1、第二开关装置SW2和开关驱动器SDV。第一开关装置SW1可以连接在第一LED串111的第一LED输出节点NOUT1和第二驱动节点102之间，并且第二开关装置SW2可以连接在第二LED输出节点NOUT2和第二驱动节点102之间。
在图4所示的示例实施例中，第一开关装置SW1可以包括PMOS晶体管，并且第二开关装置SW2可以包括NMOS晶体管。因此，可以使用一个开关驱动器SDV来控制第一LED串111和第二LED串112。例如，开关驱动器SDV可以根据控制信号CTR来控制第一开关装置SW1和第二开关装置SW2接通和断开。例如，第一开关装置SW1和第二开关装置SW2可以根据控制信号CTR在相反的状态下工作。例如，开关电路123A可以根据控制信号CTR控制第一LED串111和第二LED串112的占空比。例如，开关电路123A可以通过控制第一LED串111和第二LED串112的占空比来控制由LED串110发射的光的色温。然而，由于第一开关装置SW1和第二开关装置SW2通过相同的控制信号CTR接通和断开，因此可能难以单独地控制第一LED串111和第二LED串112，并且因此，由LED串110发射的光的色温控制范围可能受限。
参照图5，开关电路123B可以包括第一开关装置SW1、第二开关装置SW2、第一开关驱动器SDV1和第二开关驱动器SDV2。例如，第一开关装置SW1和第二开关装置SW2可以各自包括PMOS晶体管，或者可以各自包括NMOS晶体管。第一开关驱动器SDV1可以使用从控制器接收的控制信号CTR的互补信号来控制第一开关装置SW1，并且第二开关驱动器SDV2可以使用控制信号CTR来控制第二开关装置SW2。例如，第一开关装置SW1和第二开关装置SW2可以根据控制信号CTR在相反的状态下工作。例如，开关电路123B可以根据控制信号CTR控制第一LED串111和第二LED串112的占空比。例如，开关电路123B可以通过控制第一LED串111和第二LED串112的占空比来控制由LED串110发射的光的色温。
分别在图4和图5中示出的开关电路123A和123B的操作可彼此相似。例如，参照图5，当控制信号CTR的占空比为25％时，第一开关装置SW1由占空比为75％的信号控制，而第二开关装置SW2可由占空比为25％的信号控制。相反，当控制信号CTR的占空比为75％时，第一开关装置SW1通过占空比为25％的信号接通/断开，而第二开关装置SW2可以通过占空比为75％的信号接通/断开。
参照图6，开关电路123C可包括第一开关装置SW1、第二开关装置SW2、第一开关驱动器SDV1和第二开关驱动器SDV2。在图6所示的示例实施例中，第一开关驱动器SDV1和第二开关驱动器SDV2可以通过不同的控制信号控制开关装置SW1和SW2。第一开关驱动器SDV1可以通过第一控制信号CTR1控制第一开关装置SW1，并且第二开关驱动器SDV2可以通过第二控制信号CTR2控制第二开关装置SW2。
第一控制信号CTR1和第二控制信号CTR2是由与开关电路123C一起包括在智能控制器中的控制器生成的信号，并且第一控制信号CTR1的占空比和第二控制信号CTR2的占空比可以彼此独立地确定。具体而言，可以与第二控制信号CTR2的占空比无关地确定第一控制信号CTR1的占空比。例如，开关电路123C可以根据第一控制信号CTR1控制第一LED串111的占空比，并且根据第二控制信号CTR2控制第二LED串112的占空比。例如，开关电路123C可以通过独立地控制第一LED串111和第二LED串112的占空比来控制由LED串110发射的光的色温。因此，与参照图3至图5描述的示例实施例相比，可以增大由LED串110发射的光的色温的控制范围，并且还可以调整由LED串110发射的光的亮度。
在示例实施例中，第一LED串111可发射冷白光，并且第二LED串112可发射暖白光。作为示例，假设由第一LED串111发射的光的第一色温约为6000K(冷白色系列)，并且由第二LED串112发射的光的第二色温约为2700K(暖白色系列)。因此，可以根据用于确定第一开关装置SW1的开/关切换的第一控制信号CTR1的占空比和用于确定第二开关装置SW2的开/关切换的第二控制信号CTR2的占空比来确定由LED串110发射的光的色温(CCT)，如表1所示。
[表一]
第一控制信号的占空比 第二控制信号的占空比 光的色温
100％ 0％ 6000K
75％ 25％ 5175K
50％ 50％ 4350K
25％ 75％ 3525K
0％ 100％ 2700K
作为表1中的示例所描述的第一控制信号CTR1和第二控制信号CTR2的占空比的组合也可以在根据图4和图5所示的示例实施例的开关电路123A和123B中实施。然而，如上所述，在开关电路123C的情况下，根据图6所示的示例实施例，因为通过由控制器分别生成的第一控制信号CTR1和第二控制信号CTR2来控制第一开关装置SW1和第二开关装置SW2，因此由LED串110发射的光的色温可以被改变为具有各种值。
图7是根据示例实施例的LED装置的示意图。
参照图7，根据示例实施例的LED装置200可包括LED串210、电源220、控制器230和开关电路240。LED装置200可以通过第一驱动节点201和第二驱动节点202连接到外部LED驱动器。在图7所示的示例实施例中，LED串210和开关电路240的配置可以类似于参照图6描述的LED串和开关电路的配置。
例如，LED串210可以包括第一LED串211和第二LED串212，第一LED串211包括发射第一色温的光的第一LED LED1，第二LED串212包括发射第二色温的光的第二LED LED2。开关电路240可以包括连接到第一LED串211的第一开关装置SW1、连接到第二LED串212的第二开关装置SW2、以及开关驱动器SDV1和SDV2。第一开关装置SW1的开/关切换可由第一开关驱动器SDV1根据第一控制信号CTR1控制，并且第二开关装置SW2的开/关切换可由第二开关驱动器SDV2根据第二控制信号CTR2控制。
电源220可包括第一调节器221和第二调节器222。第一调节器221和第二调节器222中的每一个可以包括输入端子IN、输出端子OUT、连接到电阻器的电阻端子ADJ等。
第一调节器221和第二调节器222各自的输入端子IN可以连接到第一二极管D1和第一电容器C1之间的节点，并且第一二极管D1可以连接到第一驱动节点201。因此，可以通过输入端子IN输入驱动电力VDRV。输出端子OUT可以连接到用作输出电容器的第二电容器C2或第三电容器C3。此外，第一电阻器R1和第二电阻器R2可以连接到第一调节器221中的输出端子OUT。第一电阻器R1和第二电阻器R2之间的节点连接到第一调节器221的电阻端子ADJ，并且可以根据第一电阻器R1和第二电阻器R2中的每一个的电阻值来确定第一内部电源电压VINT1的大小。相似地，可以根据第三电阻器R3和第四电阻器R4中的每一个的电阻值来确定第二内部电源电压VINT2的大小。
在示例实施例中，第一内部电源电压VINT1是用于控制器230的操作的电源电压，第二内部电源电压VINT2是用于开关电路240的操作的电源电压，并且第一内部电源电压VINT1的大小可以小于第二内部电源电压VINT2的大小。然而，示例实施例不限于此，并且第一内部电源电压VINT1和第二内部电源电压VINT2各自的大小可以根据示例实施例而变化。
控制器230可以生成作为PWM信号的第一控制信号CTR1和第二控制信号CTR2。第一控制信号CTR1可以被输入到第一开关驱动器SDV1以控制第一开关装置SW1，并且第二控制信号CTR2可以被输入到第二开关驱动器SDV2以控制第二开关装置SW2。在图7所示的示例实施例中，分别通过第一控制信号CTR1和第二控制信号CTR2独立地控制第一开关装置SW1和第二开关装置SW2的开/关切换，并且可以对由LED串210发射的光的色温和/或亮度进行各种调整。
控制器230可以通过各种有线/无线通信方法连接到外部控制器250。例如，外部控制器250可以是诸如智能手机或平板电脑的移动装置，或者可以是固定地安装在靠近LED装置200的空间中的照明控制器。
用户可通过外部控制器250监视向LED装置200提供驱动电力VDRV的LED驱动器的状态以及LED装置200中包括的LED串210的状态。例如，当第一LED LED1中的至少一个发生故障时，施加到整个第一LED串211的电压可被改变。LED装置200监视各个LED串211和212的电压和电流，以监视LED LED1和LED2是否故障并且监视功耗。
向LED装置200提供驱动电力VDRV的LED驱动器的功耗由LED驱动器的额定电压的最大值和额定电流确定，并且可在LED驱动器的规范中描述。然而，如果LED串210中包括的LED(LED1和LED2)的正向电压对应于LED驱动器的额定电压范围中的相对较低的电压，则在LED驱动器的规范中描述的功耗与LED串210实际消耗的功率之间可出现差异。在示例实施例中，LED装置200可以包括连接到LED串210的电压/电流检测电路。通过包括电压/电流检测电路，控制器230可以计算LED串210的实际功耗，并将计算出的功耗发送到外部控制器250，以通知用户。
此外，根据示例实施例的LED装置200可确定是否在LED串210中发生闪烁。如上所述，LED装置200可以包括电压/电流检测电路，电压/电流检测电路检测LED串210的电压/电流并将检测到的电压/电流发送到控制器230。在这种情况下，控制器230可以使用从LED串210检测到的电流中包括的纹波分量(ripple component)来确定是否发生闪烁，并将确定结果发送到外部控制器250。可替换地，可以将用于检测由LED串210发射的光的单独的光学传感器添加到LED装置200，并且控制器230可以使用光学传感器的输出计算准确的闪烁指数。闪烁指数被确定为是在0和1之间的值，并且闪烁指数可随着闪烁严重性增加而具有更高的值(即，更接近1)。
图8是示意性地示出根据示例实施例的照明装置中包括的LED驱动器的框图。
参照图8，根据示例实施例的LED驱动器300可包括EMI滤波器310、整流器电路320、转换器电路330等。EMI滤波器310可以接收交流电力VAC，并且可以过滤交流电力VAC中包括的电磁波。整流器电路320可将经EMI滤波器310滤波的交流电力VAC转换为直流电力。在示例实施例中，整流器电路320可包括二极管电桥。
转换器电路330向多个LED提供驱动电力VDRV，并且可以根据示例实施例以各种方式对转换器电路330进行配置。例如，转换器电路330可以包括提高功率因数并增加电压的功率因数校正(PFC)转换器和直流-直流转换器。转换器电路330可以使用随着整流器电路320对交流电力VAC进行整流而生成的经整流的电力VREC来生成用于驱动多个LED的驱动电力VDRV。可以由连接到转换器电路330的输出端子的多个LED的特性(例如，LED中的每一个的正向电压等)来确定驱动电力VDRV的电压电平。在示例实施例中，LED驱动器300可以将用于驱动LED的LED电流ILED输出为恒定电流。
图9是示意性地示出根据示例实施例的照明装置中包括的LED驱动器的转换器电路的电路图。
例如，图9所示的转换器电路可以是图8所示的示例实施例中的LED驱动器300中包括的转换器电路330。参照图9，转换器电路330可以包括PFC转换器331、直流-直流转换器332、控制器333等。PFC转换器331可以作为对经整流的电力VREC进行升压的升压转换器电路工作，并且可以包括第一电感器L1、第一二极管D1、第一电容器C1、第一转换器开关Q1等。
第一转换器开关Q1可由控制器333的第一输出端子CON1输出的信号控制，并且第二转换器开关Q2可由控制器333的第二输出端子CON2输出的信号控制。当第一转换器开关Q1通过控制器333接通时，经整流的电力VREC所致的电流流向开关电阻器RS，从而在第一电感器L1中充能。另一方面，当控制器333使第一转换器开关Q1断开时，在第一电感器L1中充电的电流可被放电，并且可以产生大于输入到PFC转换器331的经整流的电力VREC的电压。在这种情况下，可以通过连接到第一二极管D1的第一电容器C1去除高频分量。
串联连接到PFC转换器331的直流-直流转换器332可以作为降压转换器电路工作，并且可以包括第二电感器L2、第二二极管D2、第二电容器C2和第二转换器开关Q2。与第一转换器开关Q1类似，第二转换器开关Q2可通过控制器333控制。
当控制器333接通第二转换器开关Q2时，可在电流流向第二电感器L2的同时在第二电感器L2中充能。另一方面，当控制器333使第二转换器开关Q2断开时，在第二电感器L2中充电的能量所致的电流流动，并且可以输出驱动电力VDRV。当第二转换器开关Q2断开时，第二二极管D2提供电流可以流过的路径，并且第二电容器C2可以用作整流电容器。
LED驱动器300通过转换器电路330输出到多个LED的LED电流ILED可以具有固定值。此外，LED驱动器300可以具有在预定范围内的额定电压，并且可以通过额定电压的最大值和LED电流ILED来确定LED驱动器300的功耗。可以提供LED驱动器300的LED电流ILED、额定电压和功耗作为LED驱动器300的规范。
然而，在由于诸如连接到LED驱动器300的多个LED中的至少一部分出现故障的原因而使多个LED的正向电压之和对应于额定电压范围的中间部分或较低部分的情况下，作为负载连接到LED驱动器300的多个LED的功耗可降低。因此，在LED驱动器300的规范中描述的功耗与LED驱动器300在操作中实际消耗的功率之间可存在差异。
在示例实施例中，可以使用与连接到LED驱动器300的多个LED一起包括在LED装置中的智能控制器来防止上述问题。智能控制器可以通过检测施加到多个LED的电压和流过多个LED的电流来监视LED驱动器300实际消耗的功率。例如，当检测到向由多个LED构成的LED串中的一个施加相对低的电压时，可以确定相应LED串中包括的LED中的一部分已经发生故障。LED驱动器300可生成指示LED中的一部分发生故障的信号。因此，可以监视连接到LED驱动器300的LED串的状态以及LED驱动器300的功耗。
如上所述，智能控制器可以通过有线或无线通信连接到外部控制器。外部控制器可以是诸如智能电话等的装置，并且可以例如通过来自LED驱动器300的无线通知来接收LED中的一部分已经发生故障的指示。因此，用户可以使用与智能控制器联锁的外部控制器的应用来检查LED驱动器300和LED串的状态。
图10是示出根据示例实施例的LED装置的示意图。
如图10所示，根据示例实施例的LED装置400可以包括一个主装置400A以及多个从装置400B和400C。主装置400A可以包括LED串410和智能控制器420。智能控制器420包括电源421、控制器422、开关电路423等，并且各个组件的操作可以类似于上面参照图2描述的示例实施例中的各个组件的操作。
在根据图10所示的示例实施例的LED装置400中，多个从装置400B和400C可以进一步连接到主装置400A。在示例实施例中，多个从装置400B和400C中的每一个可以仅包括多个LED。参照图10，第一从装置400B可以包括第一LED串403和第二LED串404，并且第二从装置400C可以包括第一LED串406和第二LED串407。具体地，智能控制器420可不被包括在多个从装置400B和400C中的每一个中。
包括在主装置400A和多个从装置400B和400C中的第一LED串403、406和411可以彼此串联连接，并且第二LED串404、407和412也可以彼此串联连接。因此，当通过由智能控制器420的控制器422输出的控制信号CTR以预定占空比接通/断开开关电路423中的开关装置时，可以同时调整第一LED串403、406和411的亮度，并且可以同时调整第二LED串404、407和412的亮度。以这种方式，可以通过仅在多个装置400A、400B和400C中的一个(主装置400A)中提供的智能控制器420同时控制各自包括多个LED的多个装置400A、400B和400C。
图11和图12是示意性地示出根据示例实施例的照明装置的图。
图11和图12是被提供用于示出提供调光功能的照明装置500和600的图。如图11所示，照明装置500可包括LED串510、智能控制器520、LED驱动器530等。LED驱动器530可接收交流电力VAC并产生驱动电力VDRV。根据示例实施例，LED串510和智能控制器520可被包括在单个封装件中并实施LED装置，并且可以通过驱动电力VDRV来操作LED串510的第一LED串511和第二LED串512。LED串510和智能控制器520通过第一驱动节点501和第二驱动节点502连接到LED驱动器530，并且可以被封装在一起以配置LED装置。
在图11所示的示例实施例中，智能控制器520可包括电源521、控制器522、开关电路523、调光控制器524等。电源521输出第一内部电源电压VINT1、第二内部电源电压VINT2和第三内部电源电压VINT3，并且控制器522可通过第一内部电源电压VINT1工作，并且开关电路523可通过第二内部电源电压VINT2工作。控制器522输出用于控制开关电路523的控制信号CTR和用于控制调光控制器524的调光控制信号CTRDIM，并且在示例实施例中，控制信号CTR和调光控制信号CTRDIM可以是PWM信号。可以参考上述示例实施例来理解电源521、控制器522和开关电路523的详细操作。
调光控制器524通过第三内部电源电压VINT3工作，并可根据调光控制信号CTRDIM产生调光控制电压。在图11所示的示例实施例中，LED驱动器530可提供调光功能，并且因此，可包括如图11所示的调光控制端子DIM+和DIM-。调光控制器524可以将根据调光控制信号CTRDIM产生的调光控制电压输出到调光控制端子DIM+和DIM-。
例如，调光控制信号CTRDIM可以是PWM信号，并且调光控制器524可以根据调光控制信号CTRDIM的占空比来确定调光控制电压的电平。例如，假设输出最大亮度的调光控制电压为3V，则当调光控制信号CTRDIM的占空比为50％时，调光控制电压可以为1.5V。另外，当调光控制信号CTRDIM的占空比为30％时，调光控制电压可以为0.9V，并且当调光控制信号CTRDIM的占空比为80％时，调光控制电压可为2.4V。由LED驱动器530输出的LED电流ILED的大小根据调光控制电压的大小而改变，并且因此，可以调整由LED串510发射的光的亮度。
接下来，参照图12，照明装置600可包括LED串610、智能控制器620、LED驱动器630等。智能控制器620可包括电源621、控制器622、开关电路623、调光控制器624等。
与图11所示的示例实施例相比，图12所示的示例实施例中的LED驱动器630不提供调光功能，并且可不包括调光控制端子。因此，可以不以如参照图11所述的调光控制器624根据调光控制信号CTRDIM的占空比确定调光控制电压的大小的方式实现调光功能。
为了在连接到不提供调光功能的LED驱动器630的情况下实现调光功能，调光控制器624可以连接到LED串610的第一LED串611和第二LED串612。例如，调光控制器624可以根据调光控制信号CTRDIM的占空比来调整在第一LED串611和第二LED串612中的每一个中实际发光的LED的数量。因此，在图12所示的示例实施例中，尽管由LED驱动器630输出的LED电流ILED的大小没有改变，但是由LED串610发射的光的强度可以改变，这将在下面参照图13更详细地描述。
图13是示出根据示例实施例的LED装置的调光功能的图。
图13示出了连接到不提供调光功能的LED驱动器的LED装置中包括的调光控制器的操作。参照图13，LED装置700可以包括LED串710、开关电路720、调光控制器730等。开关电路720可以通过从控制器传输的第一控制信号CTR1和第二控制信号CTR2来控制第一开关装置SW1和第二开关装置SW2的开/关切换。
调光控制器730包括开关单元731和开关控制电路(调光开关控制器)732，并且开关单元731可以包括多个调光控制开关DSW1至DSW3。多个调光控制开关DSW1至DSW3可连接至第一LED串711和第二LED串712。如图13所示，多个调光控制开关DSW1至DSW3中的每一个可以连接到第一LED LED1之间的节点以及第二LED LED2之间的节点。
开关控制电路732可根据从控制器传输的调光控制信号CTRDIM来控制多个调光控制开关DSW1至DSW3的开/关切换。例如，调光控制信号CTRDIM可以是PWM信号，并且开关控制电路732可以根据调光控制信号CTRDIM的占空比接通或断开多个调光控制开关DSW1至DSW3中的每一个。例如，当调光控制信号CTRDIM的占空比为50％时，开关控制电路732可以接通第二调光控制开关DSW2，并且可以断开第一调光控制开关DSW1和第三调光控制开关DSW3。类似地，当调光控制信号CTRDIM的占空比为25％时，开关控制电路732可以接通第一调光控制开关DSW1，并且可以断开第二调光控制开关DSW2和第三调光控制开关DSW3。在示例实施例中，当调光控制信号CTRDIM的占空比大于25％且小于50％时，可以按照与调光控制信号CTRDIM的占空比为50％时相同的方式分别接通或断开多个调光控制开关DSW1至DSW3。
在图13所示的示例实施例中，可以在LED驱动器不具有调光控制端子的情况下实现调光功能。只是，当多个调光控制开关DSW1至DSW3中的一个接通时，输入到LED串710的电流不能流过开关电路720。因此，当激活调光功能时，可能无法调整由LED串710输出的光的色温。
图14和图15是示出根据示例实施例的LED装置和LED驱动器之间的连接方法的图。
图14是示出提供调光功能的LED驱动器810与LED装置820之间的连接方法的图。参照图14，LED驱动器810可以连接到输入线束811和输出线束815。输入线束811可以包括接收交流电力的多个输入端子812至814，并且输出线束815可以包括将由LED驱动器产生的驱动电力传输到LED的多个输出端子816至819。例如，第一输入端子被提供为带电的端子(l iveterminal)，第二输入端子被提供为保护接地(P.E)端子，并且第三输入端子被提供为不带电的端子(neutral terminal)。在多个输出端子之中，第一输出端子816(LED+)和第二输出端子817(LED-)可以是用于输出驱动电力的端子。例如，输出到第一输出端子816的电压可以大于输出到第二输出端子817的电压。
LED驱动器810可使用通过输入线束811接收的交流电力来产生驱动电力。LED驱动器810可以包括EMI滤波器、整流器电路、转换器电路、控制器等。整流器电路将交流电力转换为直流电力，并且转换器电路可使用直流电力产生驱动电力。根据照明装置800的应用领域，LED驱动器810可以具有防水和防尘性能。在示例实施例中，可以用能够阻止水分和灰尘渗透的密封件密封LED驱动器810。
在示例实施例中，LED驱动器810可输出恒定电流以驱动连接到输出线束815的LED，并且恒定电流的大小可由控制器确定。控制器可提供调光功能，该调光功能能够在额定电流范围内调整由LED驱动器810输出的恒定电流的大小。控制器可根据通过调光控制端子DIM+和DIM-输入的调光控制信号来调整恒定电流的大小。
参照图14，LED装置820可包括LED串821和智能控制器822，并且智能控制器822可包括电源823、控制器824、开关电路825、调光控制器826等。当控制器824通过有线或无线通信从外部控制器接收到用于改变由LED串821发射的光的亮度的控制命令时，控制器824可以将控制命令转换为作为PWM信号的调光控制信号，并且可以将转换后的信号发送到调光控制器826。调光控制器826可以基于调光控制信号的占空比确定调光控制电压，并且可以将调光控制电压输出到调光控制端子DIM+和DIM-。基于通过调光控制端子DIM+和DIM-接收到的调光控制电压的大小，由LED驱动器810输出的恒定电流的大小可以增大或减小。
图15是示出不提供调光功能的LED驱动器910与LED装置920之间的连接方法的图。参照图15，LED驱动器910可连接至输入线束911和输出线束915。输入线束911可包括接收交流电力的多个输入端子912至914，并且输出线束915可包括用于将由LED驱动器产生的驱动电力传输至LED的多个输出端子916(LED+)和917(LED-)。例如，第一输入端子被提供为带电的端子，第二输入端子被提供为保护接地(P.E)端子，并且第三输入端子被提供为不带电的端子。
在图15所示的示例实施例中，LED驱动器910不提供调光功能，并且因此，在LED驱动器910中不存在单独的调光控制端子。因此，在图15所示的示例实施例中，LED装置920的调光控制器926包括连接到LED串921的LED之间的节点的调光控制开关，并且可以以通过接通或断开调光控制开关中的每一个来改变实际发光的LED的数量的方式来实现调光功能。作为示例，可以以与参照图13描述的实现调光功能的方式相同的方式实现调光功能。
图16和图17是示出根据示例实施例的LED装置的示意图。
根据图16和图17所示的示例实施例，LED装置1000和1100可包括热电电路1030和1130。热电电路1030和1130分别包括用于将热量转换为电能的热电元件。参照图16，LED装置1000可以包括LED串1010、智能控制器1020和热电电路1030。热电电路1030包括热电元件，并且附接到LED串1010以将在LED串1010的操作期间产生的热量转换为电能。在示例实施例中，热电元件可以是使用塞贝克效应的装置，其中通过不同金属或半导体之间出现的温差产生电能。
在LED装置1000中紧接在LED串1010开始发光后，在LED串1010中几乎不会产生热量。因此，在LED装置1000的操作的初始阶段，如上所述，电源1021可以使用驱动电力VDRV产生内部电源电压VINT1和VINT2。当LED串1010的温度在一定时间段之后升高并且在热电电路1030中产生电能时，热电电路1030的电能可被供应到电源1021。
例如，电源1021可以包括利用由热电电路1030提供的电能充电的电容器。当电容器充电时，可从电容器产生用于控制器1022和开关电路1023的操作的内部电源电压VINT1和VINT2。因此，控制器1022和开关电路1023可以基于由电容器提供的电力工作，并且智能控制器1020可以在对通过驱动节点1001和1002连接到LED装置1000的LED驱动器的影响显著减小的状态下工作。
接下来，在图17所示的示例实施例中，智能控制器1120可以包括电池1124。例如，电池1124可包括锂离子电池、充电电路等。
在初始驱动LED装置1100时，电池1124可处于放电状态。因此，电源1121可以使用由通过驱动节点1101和1102连接的LED驱动器产生的驱动电力VDRV来产生内部电源电压VINT1和VINT2。
当LED串1110工作后经过预定时间时，热电电路1130输出从LED串1110产生的热量所致的电能，并且电池1124可由此充电。当电池1124的充电量超过预定阈值时，电源1121可以使用电池1124的输出电力而不是驱动电力VDRV来产生内部电源电压VINT1和VINT2。因此，控制器1122和开关电路1123可以基于电池1124提供的电力工作，并且可以显著降低智能控制器1120对通过驱动节点1101和1102连接到LED装置1100的LED驱动器的影响。
如上所述，根据示例实施例，可以通过仅更换包括LED的光源、而不更换或升级现有照明装置中包括的LED驱动器等，实现诸如与外部控制器通信、监视操作状态、以及调整亮度和/或色温的功能。因此，可以实现在显著减少浪费先前安装的装置的同时显著增加用户便利性的照明装置。
尽管上文已参考附图描述了示例实施例，但是对本领域技术人员显而易见的是，可以在不脱离本公开的范围的情况下进行修改和改变。

Claims (20)

1.一种发光二极管装置，包括：
第一发光二极管串，其被配置为发射具有第一色温的光；
第二发光二极管串，其并联连接到所述第一发光二极管串，并且被配置为发射具有不同于所述第一色温的第二色温的光；
智能控制器，其包括控制器、开关电路和电源，所述控制器被配置为基于从外部控制器接收的控制命令生成控制信号，所述开关电路被配置为基于所述控制信号控制所述第一发光二极管串和所述第二发光二极管串中的任意一个或所述第一发光二极管串和所述第二发光二极管串的任意组合的亮度，所述电源被配置为产生用于所述控制器和所述开关电路的操作的内部电源电压。
2.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其中,所述开关电路包括：串联连接到所述第二发光二极管串的开关、以及被配置为基于所述控制信号控制所述开关的开关驱动器。
3.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其中,所述开关电路包括：串联连接到所述第一发光二极管串的第一开关、串联连接到所述第二发光二极管串的第二开关、以及被配置为基于所述控制信号控制所述第一开关和所述第二开关的开关驱动器。
4.根据权利要求3所述的发光二极管装置，其中，所述开关驱动器被配置为基于脉宽调制信号控制所述第一开关且基于所述脉宽调制信号控制所述第二开关。
5.根据权利要求3所述的发光二极管装置，其中，所述开关驱动器被配置为向所述第一开关提供第一脉宽调制信号、向所述第二开关提供第二脉宽调制信号，并且
其中，所述第一脉宽调制信号的第一相位与所述第二脉宽调制信号的第二相位相反。
6.根据权利要求3所述的发光二极管装置，其中，所述开关驱动器被配置为向所述第一开关提供第一脉宽调制信号、向所述第二开关提供第二脉宽调制信号，并且
其中，所述第一脉宽调制信号不同于所述第二脉宽调制信号。
7.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其中，所述控制器被配置为向所述外部控制器提供指示所述第一发光二极管串和所述第二发光二极管串的状态的信息。
8.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其中，所述电源包括被配置为产生用于所述控制器的操作的第一内部电源电压的第一调节器和被配置为产生用于所述开关电路的操作的第二内部电源电压的第二调节器，并且
其中，所述第一内部电源电压的第一大小不同于所述第二内部电源电压的第二大小。
9.根据权利要求8所述的发光二极管装置，其中，所述第一大小小于所述第二大小。
10.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其中，所述智能控制器设置在与所述第一发光二极管串和所述第二发光二极管串分离的单独的模块上。
11.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其中，所述第一发光二极管串连接在第一输入节点和第一输出节点之间，并且所述第二发光二极管串连接在第二输入节点和第二输出节点之间，并且
其中，所述第一输入节点和所述第二输入节点彼此电连接，并且所述第一输出节点与所述第二输出节点隔离。
12.根据权利要求1所述的发光二极管装置，还包括调光控制器，所述调光控制器被配置为向所述控制器的调光控制端子提供调光控制电压，
其中，所述调光控制器被配置为基于由所述控制器基于所述控制命令提供的脉宽调制信号来产生所述调光控制电压。
13.根据权利要求1所述的发光二极管装置，还包括：
调光控制开关，其连接到所述第一发光二极管串中包括的多个第一发光二极管之间的节点以及所述第二发光二极管串中包括的多个第二发光二极管之间的节点；和
调光控制器，其被配置为根据由所述控制器基于所述控制命令生成的脉宽调制信号的占空比来控制所述调光控制开关。
14.一种照明装置，包括：
发光二极管驱动器，其被配置为使用交流电力产生驱动电力，并且通过第一驱动节点和第二驱动节点输出所述驱动电力；
多个发光二极管串，其包括连接在所述第一驱动节点和第一发光二极管输出节点之间的第一发光二极管串、以及连接在所述第一驱动节点和第二发光二极管输出节点之间的第二发光二极管串，所述第一发光二极管串被配置为发射具有第一色温的光，并且所述第二发光二极管串被配置为发射具有第二色温的光；和
智能控制器，其在所述发光二极管驱动器和所述多个发光二极管串之间连接至所述第一驱动节点、所述第二驱动节点、所述第一发光二极管输出节点和所述第二发光二极管输出节点，
其中，所述智能控制器包括连接到所述第一发光二极管输出节点、所述第二发光二极管输出节点和所述第二驱动节点的开关电路，并且被配置为调整所述第一发光二极管串和所述第二发光二极管串中的任意一个或所述第一发光二极管串和所述第二发光二极管串的任意组合的亮度。
15.根据权利要求14所述的照明装置，其中，所述发光二极管驱动器包括整流器电路和转换器电路，所述整流器电路被配置为对所述交流电力整流，所述转换器电路被配置为使用所述整流器电路的输出产生所述驱动电力。
16.根据权利要求14所述的照明装置，其中，所述第一发光二极管串被配置为发射具有所述第一色温的白光，并且所述第二发光二极管串被配置为发射具有所述第二色温的白光，并且
其中，所述第二色温高于所述第一色温。
17.根据权利要求14所述的照明装置，还包括热电电路，所述热电电路附接到所述多个发光二极管串并且包括热电元件，所述热电元件被配置为将从所述多个发光二极管串散发的热量转换为电能。
18.根据权利要求17所述的照明装置，其中，所述智能控制器还包括电源，所述电源连接到所述第一驱动节点和所述热电电路的输出节点、并被配置为使用所述驱动电力和所述热电电路的输出电力来产生用于所述控制器的至少一个组件的内部电源电压。
19.根据权利要求17所述的照明装置，其中，所述智能控制器还包括：连接到所述热电电路的输出节点的电池、以及被配置为使用所述电池的输出电力来产生内部电源电压的电源。
20.一种发光二极管装置，包括：
多个发光二极管，其直接连接到发光二极管驱动器的输出线束的多个输出端子中的至少一部分；
电源，其连接到所述多个输出端子中的第一输出端子，并被配置为使用从所述发光二极管驱动器经由所述第一输出端子接收的驱动电力来产生第一内部电源电压和第二内部电源电压；
控制器，其被配置为使用所述第一内部电源电压工作并基于从外部控制器接收的控制命令来生成脉宽调制控制信号；和
开关电路，其连接在所述多个发光二极管中的一个与所述多个输出端子中的第二输出端子之间，并且被配置为使用所述第二内部电源电压工作并基于所述脉宽调制控制信号来调整所述多个发光二极管中的一部分的亮度。
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