CN116965156A - 具有可切换旁路电容器的多通道驱动器 - Google Patents
具有可切换旁路电容器的多通道驱动器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116965156A CN116965156A CN202280016494.5A CN202280016494A CN116965156A CN 116965156 A CN116965156 A CN 116965156A CN 202280016494 A CN202280016494 A CN 202280016494A CN 116965156 A CN116965156 A CN 116965156A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- led
- led load
- switch
- current
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 49
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000004397 blinking Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/40—Details of LED load circuits
- H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/20—Controlling the colour of the light
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/10—Controlling the intensity of the light
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/30—Driver circuits
- H05B45/32—Pulse-control circuits
- H05B45/325—Pulse-width modulation [PWM]
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/30—Driver circuits
- H05B45/37—Converter circuits
- H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/40—Details of LED load circuits
- H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
- H05B45/46—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs disposed in parallel lines
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
- H05B47/10—Controlling the light source
- H05B47/17—Operational modes, e.g. switching from manual to automatic mode or prohibiting specific operations
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
本发明涉及一种照明单元,该照明单元包括用于向第一LED负载提供经调节的功率的功率转换器、彼此串联耦合的第一电容器和第一开关的串联组合,其中第一LED负载包括至少一个LED,其中第一LED负载耦合到功率转换器,其中串联组合与LED负载并联耦合,其中功率转换器被布置为如下进行操作:在第一模式下,向第一LED负载提供第一量的经调节的功率,并且其中第一开关闭合;在第二模式下,向第一LED负载提供第二量的经调节的功率,其中到第一LED负载的第二量的经调节的功率低于到第一LED负载的第一量的经调节的功率,并且其中第一开关断开。
Description
技术领域
本发明涉及一种照明单元。特别地,本发明涉及一种照明单元,该照明单元提供具有减少的色点偏移的改进的调光。
背景技术
如今,使用发光二极管LED作为普通照明的光源是一种常见的做法。现在存在很多不同实现,其中LED用于提供期望的光颜色和强度。期望LED的光强度可以被控制为从最大光输出到尽可能低的光输出而变化。
减少LED的光输出的一种常见做法是通过使用脉宽调制PWM来调制通过LED的电流,或者通过减小电流的幅度(这称为幅度调制)来减少通过LED的平均电流。使用幅度调制的缺点是,在深度调光时,即,在最大LED电流的大约10%或以下时,由LED生成的光的颜色可能发生色移(color shift)。在一些情况下,在5%的光输出下,色温可能改变450K。在更高的光输出强度下,这种色移不那么严重。如果使用发射具有单个色温的光的单个LED串,则当应用幅度调制时,当强度降低时,该色温将改变。
本发明的目的是提供一种在光源的调光范围内具有更稳定色温的LED光源。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种照明单元,该照明单元在光输出被调光时提供改进的颜色一致性,使得当光输出减少时用户观察不到颜色或色温的变化或者观察到颜色或色温的较小变化。
为了克服这个问题,在本发明的第一方面,提供了一种照明单元,该照明单元包括:
电源,用于向第一LED负载提供经调节的功率;
第一LED负载,包括至少一个LED,其中第一LED负载耦合到电源;
彼此串联耦合的第一电容器和第一开关的串联组合,其中串联组合与LED负载并联耦合,其中电源被布置为如下进行操作:
在第一模式下,向第一LED负载提供第一量的经调节的功率,并且其中第一开关闭合,以及
在第二模式下,向第一LED负载提供第二量的经调节的功率,其中到第一LED负载的第二量的经调节的功率低于到第一LED负载的第一量的经调节的功率,并且其中第一开关断开,
其中功率转换器被布置为通过以线性操作模式控制第一开关,来从第二模式转变到第一模式。
该照明单元具有LED负载,该LED负载连接到向LED负载提供功率的电源。与LED负载并联的是用于平滑通过LED负载的电流的电容器。
发明人的见解是,特别是在光输出的较深调光期间,颜色或色温与期望的颜色或色温的偏移最大。颜色或色温的偏移进一步称为色点偏移。期望在调光水平下提供LED电流的PWM,以提供可能的最低色点偏移。这一点可以在没有电容与LED负载并联的情况下以最佳方式实现,因为电容器将减小PWM电流的调制深度。在较深的调光水平下,在期望LED负载电流的总PWM或显著PWM的情况下,本发明通过断开与电容器串联的开关来断开电容器。测量或确定通过第一LED负载的功率,并且基于超过阈值的功率,确定应当断开或闭合与电容器串联的开关。当到第一LED负载的功率例如低于第一阈值(这指示正在发生调光)时,第一开关断开,而当到第一LED负载的功率高于第一阈值(这指示没有发生调光或正在发生少量调光)时,第一开关闭合。当功率转换器从第二模式转变到第一模式时,第一LED负载被(部分地)放电的第一电容器旁路(shunt)。在第一电容器已经充分充电之前,第一LED负载将不发光。这导致在从第二模式到第一模式的转变期间的暗时段。这可以被用户观察为闪烁,并且是不期望的。为了克服这个问题,本发明提供了对第一开关的改进的控制。在从第二模式到第一模式的转变期间,第一开关在其线性操作模式下操作。这防止了由功率转换器提供的所有电流流过电容器,并且允许电流的一部分流过第一LED负载,从而减少或甚至消除暗时段。
当不执行调光或执行有限量的调光时,可能期望保持电容器与LED并联,使得通过LED负载的电流被滤波和平滑。这在高频闪烁的环境中是有益的,例如,当在条形码扫描仪附近使用时,需要在高光输出处避免PWM的频率。
在另一示例中,照明单元还包括:
第二开关,用于调节通过第一LED负载的电流,其中第一LED负载与电源和第二开关串联耦合;
第二LED负载,包括至少一个LED,其中电源被布置为向第二LED负载提供经调节的功率;
彼此串联耦合的第二电容器和第三开关的串联组合,其中串联组合与第二LED负载并联耦合;
第四开关,用于调节通过第二LED负载的电流,其中第二LED负载与电源和第四开关串联耦合,其中电源适于向第二LED负载提供经调节的功率,并且其中电源被布置为如下进行操作:
在第三模式下,向第二LED负载提供第一量的经调节的功率,并且其中第三开关闭合,以及
在第四模式下,向第二LED负载提供第二量的经调节的功率,其中到第二LED负载的第二量的经调节的功率低于到第二LED负载的第一量的经调节的功率,并且其中第三开关断开。
具有它们自己的相应的并联电容器的并联的两个LED串在调光范围内也会发生色点偏移。在该示例中,每个LED串具有其自己的相应电容器以及与对应电容器串联的其相应开关。当到第二LED负载的功率例如低于第二阈值(这指示正在发生调光)时,第三开关断开,而当到第一LED负载的功率高于第二阈值(这指示没有发生调光或正在发生有限量的调光)时,第三开关闭合。在该示例中,第一LED负载和第二LED负载可以独立地确定是应当断开还是闭合它们的相应的第一开关和第四开关。可能对以下情况非常感兴趣:对第一开关的控制在第一LED负载附近进行,并且对第四开关的控制在第二LED负载附近进行。这可以导致针对第一LED负载和第二LED负载中的任一个的对开关、电容器、开关和LED负载的控制被集成在一起或者至少紧密地靠近例如在同一印刷电路板上。
第二开关和第四开关的使用允许通过调制流过LED负载的电流来对流过每个LED负载的电流进行独立的电流控制。
另一可能性是,第一开关和第三开关两者由单个控制器控制。这可能导致第一开关和第三开关同时接通和断开。
在另一示例中,照明单元还包括第一单向元件,并且优选地还包括第二单向元件,其中第一单向元件被布置为向第一LED负载和第一电容器提供经调节的功率,并且其中第二单向元件被布置为向第二LED负载和第二电容器提供经调节的功率。
使用第一单向元件向第一LED负载和第一电容器提供经调节的功率,使得第一LED负载与第二LED负载之间的串电压差成为可能。在没有第一单向元件的情况下,不期望的电流可以从例如耦合到具有较高串电压的第一LED负载的第一电容流到具有较低串电压的第二LED负载。
在另一示例中,电源是被布置为提供经调节的电流的电流源。
优选地,电源是电流源,因为LED负载中的LED的光输出与流过LED的电流量直接相关。通过第一LED负载和第二LED负载的电流可以用于确定第一开关和/或第二开关是需要断开还是闭合。通过第一LED负载和第二LED负载的电流可以是由电源提供给第一LED负载和第二LED负载的功率的表示。
在另一示例中,照明系统包括第五开关,第五开关耦合在电流源的输出与接地参考之间,使得经调节的电流不被提供给第一LED负载。
第五开关的添加可以允许对第一LED负载和第二LED负载的光输出进行更深的调光。第五开关可以将由电流源提供的电流从第一LED负载和第二LED负载旁路。
在另一示例中,第一LED负载包括红色LED。
在另一示例中,第一LED负载包括磷光体转换的LED。
在另一示例中,第二LED负载包括磷光体转换的LED。
第一LED负载和第二LED负载可以包括若干类型的LED负载。所提供的示例是红色LED、琥珀色LED、绿色LED或蓝色LED,但也包括用于产生暖白色或冷白色效果的磷光体转换器LED。
在另一示例中,第一LED负载的串电压大于第二LED负载的串电压。
在根据本发明的照明电路中,允许第一串电压大于第二串电压,从而在设计LED负载时允许更多的设计自由度。
在另一示例中,照明单元包括用于控制第一开关和第二开关的控制器。
可以使用单个控制器来控制第一开关和第二开关。控制器还可以用于控制第三开关、第四开关和第五开关。控制器也可以包括若干构建块,其中每个构建块用于控制单个开关。这允许将构建块本地集成在对应开关附近。
在另一示例中,控制器被布置为提供对第一LED负载的光输出的调光功能,并且其中控制器被布置为控制第二开关以调制通过LED负载的电流。
控制器可以用于接收调光信号,该调光信号允许照明单元执行调光功能。
在另一示例中,控制器还被布置为控制第三开关和第四开关。
在另一示例中,控制器被布置为提供对第二LED负载的光输出的调光功能,并且其中控制器被布置为控制第三开关以调制通过LED负载的电流。
类似于为单个LED负载提供调光功能,控制器还可以用于接收调光信号,该调光信号允许照明单元对第一LED负载和第二LED负载两者执行调光功能。
在另一示例中,电源适于提供最大输出功率,并且其中当经调节的功率低于最大输出功率的25%、优选地低于最大输出功率的10%时,电源被布置为在第二模式下操作。
在电源的最大输出功率的25%以下,可以达到阈值,该阈值将指示电源在第二模式下操作。这允许通过断开第一开关和/或第四开关来断开LED负载中的电容器。
优选地,该阈值低于电源的最大输出功率的10%,但也可以在电源的最大功率的10%至25%的范围内,诸如15%、20%。
在另一示例中,第一开关包括半导体开关。
优选地,第一开关是半导体开关,诸如双极型晶体管或场效应金属氧化物晶体管MOSFET。第二开关、第三开关、第四开关和第五开关也可以是半导体开关。
附图说明
为了更好地理解本发明,并且更清楚地示出如何实施本发明,现在将仅通过示例的方式参考附图,在附图中:
图1示出了照明单元的当前实现的示例。
图2示出了根据本发明的照明单元的实施例。
图3示出了根据本发明的照明单元的实施例。
图4示出了根据本发明的照明单元的实施例的进一步改进。
具体实施方式
本发明将参考附图进行描述。
应当理解,在指示装置、系统和方法的示例性实施例的同时,详细描述和具体示例旨在仅用于说明的目的,而不旨在限制本发明的范围。本发明的装置、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点将从以下描述、所附权利要求和附图中更好地理解。还应当理解,这些图仅仅是示意图,而不是按比例绘制的。还应当理解,在附图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。
图1示出了当前正在实现的照明单元的示例。电源1用于将主电源转换为用于负载的经调节的功率。主电源例如可以是在230V 50Hz或120V 60Hz下操作的常规市电电源。替代地,主电源可以是诸如电池或DC电网等DC电源。到负载的经调节的功率被提供给LED负载LED1和电容器C1。电容器C1与LED负载LED1并联耦合,以滤除否则会流过LED负载LED1的任何纹波电流。电流流过LED负载LED1,从而产生特定光输出。为了减少光输出,需要减少通过LED负载LED1的电流。这可以通过降低由功率转换器1生成的电流的幅度来实现。电流的幅度可以通过至少两种方式来降低,尽管更多的方式是可能的。第一种方式是通过幅度调制来降低电流的幅度。然后电流幅度逐渐减小,直到达到期望的电流量。这种幅度调制有严重的缺点。电流电平越低,由LED负载LED1输出的光的色点偏移就越高。光输出色温首先由所使用的LED类型确定。改变电流的幅度会导致色点偏移。对通过LED负载LED1的电流使用脉宽调制导致LED电流的幅度不变,而脉冲宽度确定提供给LED负载LED1的平均电流。因此,优选的是,使用到LED负载LED1的脉宽调制电流来实现光输出的调光。术语脉宽调制的使用是指其最广泛的含义,使得脉冲随时间的通断比(on-off ratio)确定平均LED电流,并且例如不需要具有固定的脉宽调制频率。因此,脉宽调制在这里表示包括例如脉冲频率调制、脉冲持续时间调制、脉冲位置调制、二进制码调制。通常,脉宽调制包括对LED电流进行调光的任何方法,该方法与LED电流的幅度调光相比具有减小的色移。脉宽调制电流可以由功率转换器1生成。该脉宽调制电流被提供给电容器C1和LED负载LED1。电容器C1用于滤除流向LED负载LED1的电流的纹波,从而生成稳定的LED电流。这在要避免闪烁的情况下是有益的。相机和条形码扫描仪可能会对由脉宽调制生成的具有闪烁频率的光有所响应。当实现调光时,电容器C1使脉宽调制电流表现得更像幅度调制,导致由LED负载LED1发射的光的色点发生偏移。需要一种改进的照明单元,其能够提供低闪烁,以在使用相机或条形码扫描仪时提供良好的操作,并且在光输出被调光时提供减少的色移。
图2示出了根据本发明的一个实施例的示例。功率转换器1向LED负载LED1和电容器C1提供功率。与电容器C1串联的是第一开关SW1。电容器C1和第一开关SW1的串联组合与LED负载LED1并联耦合。功率转换器被布置为通过降低到LED负载LED1的电流来提供对LED负载LED1的光输出的调光。在功率转换器1的第一操作模式下,功率转换器1向LED负载LED1和电容器C1提供脉宽调制电流。在该第一操作模式下,第一开关SW1闭合。例如,第一操作模式是其中功率转换器1向LED负载LED1提供功率,使得LED负载LED1的光输出在最大光输出与25%的光输出之间的范围内。
当光输出减少时,例如低于25%时,功率转换器1可以在第二操作模式下操作。在该第二操作模式下,到LED负载LED1的电流被进一步减小。在该第二操作模式下,第一开关SW1断开,因此电容器C1不能接收由功率转换器1提供的任何功率。在第二操作模式下,不执行在第一操作模式下由电容器C1完成的对通过LED负载LED1的电流的滤波和稳定,因为电容器C1不能对通过LED负载LED1的电流进行滤波和稳定。而是,现在,由功率转换器1生成的脉宽调制电流被直接提供给LED负载LED1,这将导致光输出中的闪烁。由于光输出被调光,因此对于例如相机或条形码扫描仪,光闪烁的影响现在不再显著。
脉宽调制电流可以在整个调光范围内保持恒定幅度,并且通过LED负载LED1的平均电流可以通过控制电流的占空比来控制。替代地,电流的幅度可以结合占空比的控制在调光范围内改变。幅度调制和脉宽调制的这种组合仍将提供色点偏移的减少。
第一开关SW1可以由控制器2控制,控制器2确定功率转换器1是在第一操作模式下还是在第二操作模式下操作。如果控制器2确定功率转换器1在第一操作模式下操作,则控制器2闭合第一开关SW1。如果控制器2确定功率转换器1在第二操作模式下操作,则控制器2断开第一开关SW1。
在图3中,提供了根据本发明的照明单元的另一示例。照明单元具有向第一负载和第二负载提供功率的功率转换器1。第一负载可以是第一LED负载LED1,并且第二负载可以是第二LED负载LED2。
另外,功率转换器1可以向第一电容器C1和第二电容器C2提供功率。与第一电容器C1串联的是第一开关SW1。第一电容器C1和第一开关SW1的串联组合与第一LED负载LED1并联耦合。功率转换器1被布置为向第一LED负载LED1和第二LED负载LED2提供稳定功率。期望彼此独立地调节通过第一LED负载LED1和第二LED负载LED2的电流。第二开关SW2用于调节通过第一LED负载LED1的电流。第二开关SW2与功率转换器1和第一LED负载LED1串联放置。
与第二电容器C2串联的是第三开关SW3。第二电容器C2和第三开关SW3的串联组合与第二LED负载LED2并联耦合。第四开关SW4用于调节通过第二LED负载LED2的电流。第四开关SW4与功率转换器1和第二LED负载LED2串联放置。
优选地,由第二开关SW2和第四开关SW4执行的电流调节是如下进行的:通过控制开关,使得通过对通过LED负载的电流进行脉宽调制来进行电流调节。
同样,功率转换器可以在第一操作模式和第二操作模式下操作。在功率转换器1的第一操作模式下,功率转换器1向第一LED负载LED1和第一电容器C1提供电流。在该第一操作模式下,第一开关SW1闭合。
例如,第一操作模式是其中功率转换器1向第一LED负载LED1提供功率,使得第一LED负载LED1的光输出在最大光输出与25%的光输出、优选地10%的光输出之间的范围内。
当第一LED负载LED1的光输出减少,例如低于25%时,功率转换器1可以在第二操作模式下操作。在该第二操作模式下,到第一LED负载LED1的电流进一步减小。在该第二操作模式下,第一开关SW1断开,因此第一电容器C1不能接收由功率转换器1提供的任何功率。
功率转换器1还适于在第三操作模式和第四操作模式下操作。
在功率转换器1的第三操作模式下,功率转换器1向第二LED负载LED2和第二电容器C2提供电流。在该第三操作模式下,第三开关闭合。
例如,第三操作模式是其中功率转换器1向第二LED负载LED2提供功率,使得第二LED负载LED2的光输出在最大光输出与25%的光输出、优选地10%的光输出之间的范围内。
当第二LED负载LED2的光输出减少,例如低于25%时,功率转换器1可以在第四操作模式下操作。在该第四操作模式下,到第二LED负载LED2的电流进一步减小。在该第四操作模式下,第三开关SW3断开,因此第二电容器C2不能接收由功率转换器1提供的任何功率。
在所提供的示例中,到第一LED负载LED1和第二LED负载LED2的功率以四种操作模式进行控制,从而允许例如仅控制第一开关SW1或第三开关SW3。可以组合操作模式,使得第一开关SW1和第三开关SW3同时断开或闭合。例如,第一LED负载LED1和第二LED负载LED2两者的光输出都可以减少,使得功率转换器1在第二操作模式和第四操作模式下操作。在该示例中,第一开关SW1和第三开关SW3同时断开。
第一控制器2可以用于控制第一开关SW1和第二开关SW2。第二控制器3可以用于控制第三开关SW3和第四开关SW4。第一控制器2可以被放置为靠近第一开关SW1和第二开关SW2。第二控制器3可以被放置为靠近第三开关SW3和第四开关SW4。这可以允许将开关和控制器集成为集成电路。
替代地,可以使用单个控制器2来控制第一开关、第二开关、第三开关和第四开关。单个控制器2也可以用于控制功率转换器1。单个控制器2可以允许更容易地控制开关和功率转换器1,因为所有控制参数都被发送给单个控制单元。
第一控制器2、第二控制器3、或单个控制器2可以是但不限于微控制器、现场可编程门阵列FPGA或离散控制解决方案中的任何一个。
优选地,照明单元具有第一单向元件D1,该第一单向元件D1允许将来自功率转换器1的经调节的功率提供给第一LED负载LED1。该第一单向元件D1放置在功率转换器1的输出与第一LED负载LED1的输入之间。第一LED负载LED1的输入可以是LED的阳极。
优选地,第一LED负载LED1的串电压大于第二LED负载LED2的串电压。第一单向元件D1将防止电流从第一电容器C1流到第二LED负载LED2,否则电流将由于电压差而流动。
优选地,照明单元还具有第二单向元件D2,该第二单向元件D2允许将来自功率转换器1的经调节的功率提供给第二LED负载LED2。该第二单向元件D2放置在功率转换器1的输出与第二LED负载LED2的输入之间。第二LED负载LED2的输入可以是LED的阳极。第二单向元件D2的功能类似于单向元件D1的功能,但是现在与第二LED负载LED2而不是第一LED负载LED1组合。
第一单向元件和第二单向元件的使用允许用户安装任何类型的LED负载,而不用考虑串电压的差异。
第一单向元件D1和第二单向元件D2被示出为二极管,但也可以使用MOSFET,其在反向偏置的情况下阻挡电流,但在正向偏置时允许电流流动。这可以减少单向元件中的损耗。
优选地,当第一开关、第二开关、第三开关或第四开关中的任何一个是MOSFET时,使用单向元件。MOSFET具有本征体二极管,其可能导致不期望的电流从例如第一电容器C1流到第二LED负载LED2。
图4示出了对图3中提供的照明单元的示例的改进。具有与图3中相同附图标记的特征是相同的。提供了附加的第五开关SW5。第五开关SW5被放置在功率转换器1的输出与返回路径(例如,接地参考)之间。第五开关SW5有效地旁路(shunt)第一LED负载LED1和第二LED负载LED2,使得当第五开关SW5闭合时,没有电流将从功率转换器1流到第一LED负载LED1和第二LED负载LED2。
在所提供的示例中,LED负载LED1被示出和描述为单个LED,但是应当理解,多个LED可以用作LED负载LED1。LED可以以不同配置耦合,诸如以串联或并联配置或其组合耦合。
在所提供的示例中,第二开关SW2和第四开关SW4被放置在LED负载下方。应当理解,第二开关SW2和第四开关SW4可以放置在LED负载上方,使得它们可以调节通过第一LED负载LED1和第二LED负载LED2的电流。所示的第二开关SW2和第四开关SW4的位置是优选位置,因为在该位置,可以容易地控制开关。
在所提供的示例中,第一开关、第二开关、第三开关和第四开关中的任何一个可以是半导体开关中的任何一个,但不限于此,例如MOSFET或双极型晶体管或机电开关。
在所提供的示例中,功率转换器1可以是电流源或电压源。电流源是如下功率转换器1:其调节功率转换器1的输出处的电流。电流源试图将所生成的电流保持在恒定水平,并且电流源的输出处的电压是经调节的电流的量和负载的阻抗的结果。电压源是如下功率转换器1:其调节功率转换器1的输出处的电压。电压源试图将所生成的电压保持在恒定水平,并且电压源的输出处的电流是经调节的电压的量和负载的阻抗的结果。
在所提供的示例中,优选地,功率转换器1被布置为通过以线性操作模式控制第一开关SW1来从第二模式转变到第一模式。
还可以优选的是,功率转换器1被布置为通过以线性操作模式控制第三开关SW3来从第二模式转变到第一模式。
在所提供的示例中,第一控制器2、第二控制器3、或单个控制器2可以用于控制第二开关SW2以提供通过第一LED负载LED1的电流的调制,从而实现对第一LED负载LED1的光输出的调光功能。另外地或替代地,第一控制器2、第二控制器3、或单个控制器2可以用于控制第四开关SW4以提供通过第二LED负载LED2的电流的调制,从而实现对第二LED负载LED2的光输出的调光功能。
通过对附图、本公开和所附权利要求的研究,本领域技术人员在实践所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。在权利要求书中,“包括”一词不排除其他元素或步骤,不定冠词“一(a)”或“一个(an)”不排除复数。仅在相互不同的从属权利要求中列举某些措施这一事实并不表明这些措施的组合不能用于有利的目的。权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制范围。
Claims (15)
1.一种照明单元,包括:
功率转换器(1),用于向第一LED负载(LED1)提供经调节的功率;
所述第一LED负载(LED1),包括至少一个LED,其中所述第一LED负载(LED1)耦合到所述功率转换器(1);
彼此串联耦合的第一电容器(C1)和第一开关(SW1)的串联组合,其中所述串联组合与所述第一LED负载(LED1)并联耦合,
其中所述功率转换器(1)被布置为如下进行操作:
在第一模式下,向所述第一LED负载(LED1)提供第一量的所述经调节的功率,并且其中所述第一开关(SW1)闭合,以及
在第二模式下,向所述第一LED负载(LED1)提供第二量的所述经调节的功率,其中到所述第一LED负载(LED1)的所述第二量的所述经调节的功率低于到所述第一LED负载(LED1)的所述第一量的所述经调节的功率,并且其中所述第一开关(SW1)断开,
其中所述功率转换器(1)被布置为通过以线性操作模式控制所述第一开关(SW1),来从所述第二模式转变到所述第一模式。
2.根据权利要求1所述的照明单元,还包括:
第二开关(SW2),用于调节通过所述第一LED负载(LED1)的电流,其中所述第一LED负载(LED1)与所述功率转换器(1)和所述第二开关(SW2)串联耦合;
第二LED负载(LED2),包括至少一个LED,其中所述功率转换器(1)被布置为向所述第二LED负载(LED2)提供所述经调节的功率;
彼此串联耦合的第二电容器(C2)和第三开关(SW3)的串联组合,其中所述串联组合与所述第二LED负载(LED2)并联耦合;
第四开关(SW4),用于调节通过所述第二LED负载(LED2)的电流,其中所述第二LED负载(LED2)与所述功率转换器(1)和所述第四开关(SW4)串联耦合,
其中所述功率转换器(1)适于向所述第二LED负载(LED2)提供经调节的功率,并且其中所述功率转换器(1)被布置为如下进行操作:
在第三模式下,向所述第二LED负载(LED2)提供第一量的所述经调节的功率,并且其中所述第三开关(SW3)闭合,以及
在第四模式下,向所述第二LED负载(LED2)提供第二量的所述经调节的功率,其中到所述第二LED负载(LED2)的所述第二量的所述经调节的功率低于到所述第二LED负载(LED2)的所述第一量的所述经调节的功率,并且其中所述第三开关(SW3)断开。
3.根据权利要求2所述的照明单元,还包括第一单向元件(D1),并且优选地还包括第二单向元件(D2),其中所述第一单向元件(D1)被布置为向所述第一LED负载(LED1)和所述第一电容器(C1)提供所述经调节的功率,并且其中所述第二单向元件(D2)被布置为向所述第二LED负载(LED2)和所述第二电容器(C2)提供所述经调节的功率。
4.根据前述权利要求中任一项所述的照明单元,其中所述功率转换器是被布置为提供经调节的电流的电流源。
5.根据权利要求4所述的照明单元,还包括第五开关,所述第五开关耦合在所述电流源的输出与接地参考之间,使得不向所述第一LED负载提供经调节的电流。
6.根据前述权利要求中任一项所述的照明单元,其中所述第一LED负载包括红色LED或琥珀色LED。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的照明单元,其中所述第一LED负载包括磷光体转换的LED。
8.根据权利要求2或3、或者在引用权利要求2或3中任一项时的权利要求4至7中任一项所述的照明单元,其中所述第二LED负载包括磷光体转换的LED。
9.根据权利要求2或3中任一项、或者在引用权利要求2或3中任一项时的权利要求4至8中任一项所述的照明单元,其中所述第一LED负载的串电压大于所述第二LED负载的串电压。
10.根据权利要求2所述的照明单元,包括控制器,所述控制器用于控制所述第一开关和所述第二开关。
11.根据权利要求10所述的照明单元,其中所述控制器被布置为提供对所述第一LED负载的光输出的调光功能,并且其中所述控制器被布置为控制所述第二开关以调制通过所述LED负载的电流。
12.根据在引用权利要求2时的权利要求10或11中任一项所述的照明单元,其中所述控制器还被布置为控制所述第三开关和所述第四开关。
13.根据权利要求12所述的照明单元,其中所述控制器被布置为提供对所述第二LED负载的光输出的调光功能,并且其中所述控制器被布置为控制所述第四开关以调制通过所述LED负载的电流。
14.根据权利要求中任一项所述的照明单元,其中所述功率转换器适于提供最大输出功率,并且其中当所述经调节的功率低于所述最大输出功率的25%、优选地低于所述最大输出功率的10%时,所述功率转换器被布置为在所述第二模式下操作。
15.根据前述权利要求中任一项所述的照明单元,其中所述第一开关包括半导体开关。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP21158580 | 2021-02-23 | ||
EP21158580.7 | 2021-02-23 | ||
PCT/EP2022/053490 WO2022179872A1 (en) | 2021-02-23 | 2022-02-14 | Multi-channel driver with switchable by pass capacitors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116965156A true CN116965156A (zh) | 2023-10-27 |
Family
ID=74701398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202280016494.5A Pending CN116965156A (zh) | 2021-02-23 | 2022-02-14 | 具有可切换旁路电容器的多通道驱动器 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240130020A1 (zh) |
EP (1) | EP4298866A1 (zh) |
JP (1) | JP2024506663A (zh) |
CN (1) | CN116965156A (zh) |
WO (1) | WO2022179872A1 (zh) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2218305A1 (en) * | 2007-11-07 | 2010-08-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Power supply circuit |
JP6410179B2 (ja) * | 2015-01-19 | 2018-10-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 点灯装置、照明器具および照明システム |
-
2022
- 2022-02-14 WO PCT/EP2022/053490 patent/WO2022179872A1/en active Application Filing
- 2022-02-14 JP JP2023548772A patent/JP2024506663A/ja active Pending
- 2022-02-14 EP EP22709637.7A patent/EP4298866A1/en active Pending
- 2022-02-14 CN CN202280016494.5A patent/CN116965156A/zh active Pending
- 2022-02-14 US US18/277,480 patent/US20240130020A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4298866A1 (en) | 2024-01-03 |
JP2024506663A (ja) | 2024-02-14 |
WO2022179872A1 (en) | 2022-09-01 |
US20240130020A1 (en) | 2024-04-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8653739B2 (en) | Circuit for operating light emitting diodes (LEDs) | |
US8680787B2 (en) | Load control device for a light-emitting diode light source | |
US10405383B2 (en) | Method of controlling a lighting arrangement, a lighting control circuit and a lighting system | |
KR101588044B1 (ko) | 전자 디바이스에 공급되는 전류를 제어하는 방법 및 장치 | |
TWI666970B (zh) | 用於發光二極體驅動器之類比及數位調光控制 | |
EP2471342B1 (en) | METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING DIMMING LEVELS OF LEDs | |
TWI533746B (zh) | 調光控制器、光源驅動電路及調光控制方法 | |
US8120277B2 (en) | Hybrid-control current driver for dimming and color mixing in display and illumination systems | |
US9674918B2 (en) | Illumination system and luminaire | |
US8334659B2 (en) | Electronic driver dimming control using ramped pulsed modulation for large area solid-state OLEDs | |
US20160029453A1 (en) | Control unit for a led assembly and lighting system | |
US20110115407A1 (en) | Simplified control of color temperature for general purpose lighting | |
CN104427720B (zh) | 点亮装置以及使用该点亮装置的照明设备 | |
JP2008205357A (ja) | 発光装置 | |
CA2572335A1 (en) | Switched constant current driving and control circuit | |
JP2009004483A (ja) | 発光ダイオード駆動回路 | |
US8816604B2 (en) | Dimming control method and apparatus for LED light source | |
US9066387B2 (en) | Method and apparatus for regulating the brightness of light-emitting diodes | |
US8093821B2 (en) | Driving method for improving luminous efficacy of a light emitting diode | |
CN116965156A (zh) | 具有可切换旁路电容器的多通道驱动器 | |
EP3448125B1 (en) | Lighting system, and related lighting module | |
JP2022541259A (ja) | 2チャンネルcct調光のためのバランス制御の改善 | |
CN102159002A (zh) | 一种提高发光二极管发光效能的驱动方法和系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |