DE102021134022A1

DE102021134022A1 - LED-Steuervorrichtung und Leuchtvorrichtung umfassend dieselbe

Info

Publication number: DE102021134022A1
Application number: DE102021134022.5A
Authority: DE
Inventors: BongJin Lee; Changseob Kim; June Jang
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2022-07-28
Also published as: US20220240356A1; CN114900915A; US11570860B2; KR20220107485A

Abstract

Eine Leuchtdioden(LED)-Steuervorrichtung (100) umfasst: eine Leistungszufuhr (110), die mit einem ersten Ansteuerknoten (101) und einem zweiten Ansteuerknoten (102) eines LED-Treibers verbunden ist, der eingerichtet ist, einer Lichtquelle (105) umfassend eine Mehrzahl von LEDs eine Ansteuerleistung bereitzustellen; einen Controller (120), der eingerichtet ist, durch eine erste interne Leistungsspannung (VINT1) betrieben zu werden, die durch die Leistungszufuhr ausgegeben wird, und einen Steuerbefehl (110) von einem externen Controller zu empfangen; und eine Schaltvorrichtung (130), die mit dem zweiten Ansteuerknoten (102) verbunden ist und die eingerichtet ist, durch eine zweite interne Leistungsspannung (VINT2) betrieben zu werden, die durch die Leistungszufuhr (110) ausgegeben wird, und basierend auf einem Steuersignal, das aus dem Controller (120) ausgegeben wird, ansprechend auf den Steuerbefehl eine Helligkeit der Lichtquelle (105) zu steuern.

Description

HINTERGRUND
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen eine LED-Steuervorrichtung und eine Leuchtvorrichtung umfassend dieselbe.
Eine Leuchtdiode (LED) kann einen niedrigen Leistungsverbrauch und eine lange Lebensdauer aufweisen und hat herkömmliche Leuchtstoffröhren und Glühlampen rasch verdrängt. In letzter Zeit wurden verschiedene Arten an Leuchtvorrichtungen entwickelt und vermarktet, die eine LED als Lichtquelle einsetzen, und es wird aktive Forschung bezüglich Leuchtvorrichtungen betrieben, die verschiedene Funktionen zusätzlich zu einer einfachen Leuchtfunktion aufweisen. Zum Beispiel kann eine Funktion zur Steuerung einer Farbtemperatur und/oder Helligkeit eines Lichts oder Überwachung eines Betriebszustands von LEDs, die als Lichtquellen montiert sind, in einer Leuchtvorrichtung umfasst sein.
KURZFASSUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schafft eine LED-Steuervorrichtung, die eine Ersatz- und/oder Aufrüstungsrate von Komponenten reduzieren kann, die in einer Leuchtvorrichtung umfasst sind, und die verschiedene Funktionen implementieren kann, sowie die Leuchtvorrichtung, welche diese umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine LED-Steuervorrichtung geschaffen, die Folgendes umfassen kann: eine Leistungszufuhr, die mit einem ersten Ansteuerknoten und einem zweiten Ansteuerknoten eines LED-Treibers verbunden ist, der eingerichtet ist, einer Lichtquelle umfassend eine Mehrzahl von LEDs eine Ansteuerleistung bereitzustellen; einen Controller, der eingerichtet ist, durch eine erste interne Leistungsspannung betrieben zu werden, die durch die Leistungszufuhr ausgegeben wird, und einen Steuerbefehl von einem externen Controller zu empfangen; und eine Schaltvorrichtung, die mit dem zweiten Ansteuerknoten verbunden ist und die eingerichtet ist, durch eine zweite interne Leistungsspannung betrieben zu werden, die durch die Leistungszufuhr ausgegeben wird, und basierend auf einem Steuersignal, das aus dem Controller ausgegeben wird, ansprechend auf den Steuerbefehl eine Helligkeit der Lichtquelle zu steuern.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Leuchtvorrichtung geschaffen, die Folgendes umfassen kann: einen LED-Treiber, der eingerichtet ist, eine Ansteuerleistung zum Ansteuern von LEDs unter Verwendung von Wechselstromleistung zu erzeugen, und die Ansteuerleistung durch einen ersten Ansteuerknoten und einen zweiten Ansteuerknoten auszugeben; eine Lichtquelle umfassend mindestens einen LED-Strang, der die LEDs aufweist und zwischen den ersten Ansteuerknoten und mindestens einen LED-Knoten geschaltet ist; und eine LED-Steuervorrichtung, die mit dem ersten Ansteuerknoten, dem zweiten Ansteuerknoten und dem LED-Knoten zwischen den LED-Treiber und die Lichtquelle geschaltet ist, wobei die LED-Steuervorrichtung einen Controller umfasst, der zur Kommunikation mit einem externen Controller verbunden ist, eine Schaltvorrichtung, die zwischen den LED-Knoten und den zweiten Ansteuerknoten geschaltet ist und die eingerichtet ist, den LED-Strang ansprechend auf ein Steuersignal zu steuern, das von dem Controller ausgegeben wird, und eine Leistungszufuhr, die mit dem ersten Ansteuerknoten und dem zweiten Ansteuerknoten verbunden ist und eingerichtet ist, eine interne Leistungsspannung für einen Betrieb des Controllers und der Schaltvorrichtung auszugeben.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine LED-Steuervorrichtung geschaffen, die Folgendes umfassen kann: eine Leistungszufuhr, die mit einer ersten Ausgangsklemme und einer zweiten Ausgangsklemme aus einer Mehrzahl von Ausgangsklemmen verbunden ist, die in einem Ausgabekabelbaum eines LED-Treibers umfasst sind, und die eingerichtet ist, eine erste interne Leistungsspannung und eine zweite interne Leistungsspannung unter Verwendung von Ansteuerleistung zu erzeugen, die durch den LED-Treiber ausgegeben wird; einen Controller, der eingerichtet ist, durch die erste interne Leistungsspannung betrieben zu werden und ein Pulsweitenmodulations(PWM)-Signal als Steuersignal basierend auf einem Steuerbefehl, der von einem externen Controller empfangen wird, zu erzeugen; und eine Schaltvorrichtung, die mit der zweiten Ausgangsklemme verbunden ist, die eingerichtet ist, durch die zweite interne Leistungsspannung betrieben zu werden und eine Helligkeit von mindestens einer aus einer Mehrzahl von LEDs, die durch die Ansteuerleistung betrieben werden, basierend auf dem Steuersignal anzupassen.
Figurenliste
Verschiedene Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung gehen deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor, in welchen:

1 ein Blockschaltbild ist, das eine Leuchtvorrichtung gemäß einer Ausführungsform darstellt;
2 ein Blockschaltbild ist, das eine LED-Steuervorrichtung und eine Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform darstellt;
3 und 4 Schaltbilder sind, die einen Schalter und eine Lichtquelle unter Bezug auf 1 und 2 gemäß Ausführungsformen darstellen;
5 ein Blockschaltbild ist, das eine LED-Steuervorrichtung und eine Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform darstellt;
6 ein Blockschaltbild ist, das einen LED-Treiber gemäß einer Ausführungsform darstellt;
7 ein Schaltbild ist, das eine in einem LED-Treiber umfasste Wandlerschaltung gemäß einer Ausführungsform darstellt;
8 Graphen darstellt, die sich auf eine Dimmfunktion einer LED-Steuervorrichtung beziehen, gemäß einer Ausführungsform;
9 ein Blockschaltbild ist, das eine LED-Steuervorrichtung und eine Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform darstellt;
10 bis 12 Graphen darstellen, die sich auf einen Betrieb einer LED-Steuervorrichtung bezüglich 9 gemäß Ausführungsformen beziehen;
13 ein Blockschaltbild ist, das eine LED-Steuervorrichtung und eine Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform darstellt;
14 bis 16 Schaltbilder sind, die einen Schalter darstellen, der in einer LED-Steuervorrichtung und einer Lichtquelle umfasst ist, mit Bezug auf 13, und 17 Graphen darstellt, die sich auf einen Betrieb einer LED-Steuervorrichtung, die in 14 bis 16 gezeigt ist, gemäß Ausführungsformen beziehen;
18 ein Blockschaltbild ist, das eine Leuchtvorrichtung gemäß einer Ausführungsform darstellt; und
19 und 20 Leuchtvorrichtungen gemäß Ausführungsformen darstellen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen sind alle beispielhafte Ausführungsformen und daher ist das erfinderische Konzept nicht darauf beschränkt und kann in verschiedenen anderen Formen realisiert werden. Bei jeder der Ausführungsformen, die in der nachfolgenden Beschreibung gegeben wird, ist es nicht ausgeschlossen, dass sie mit einem oder mehreren Merkmalen eines anderen Beispiels oder einer anderen Ausführungsform assoziiert ist, die ebenfalls hierin erwähnt wird oder nicht hierin erwähnt ist aber mit dem erfinderischen Konzept in Einklang steht. Selbst falls, zum Beispiel, Sachverhalte, die in einem spezifischen Beispiel beschrieben sind, nicht in einem anderen Beispiel dafür beschrieben werden, versteht es sich, dass diese Sachverhalte mit dem anderen Beispiel zusammenhängen oder damit kombiniert werden können, außer in Beschreibungen anderweitig erwähnt.
1 ist ein Blockschaltbild, das eine Leuchtvorrichtung gemäß einer Ausführungsform darstellt.
Bezugnehmend auf 1 kann eine Leuchtvorrichtung 10 bei einer Ausführungsform einen LED-Treiber 20, eine Lichtquelle 30 und eine LED-Steuervorrichtung 40, die mit einer Leistungszufuhr 1 verbunden ist, umfassen. Der LED-Treiber 20 kann eine Wechselstromleistung V_AC empfangen, die von der Leistungsquelle 1 ausgegeben wird, und kann eine Ansteuerleistung V_DRV ausgeben, um LEDs anzutreiben, die in der Lichtquelle 30 umfasst sind. Der LED-Treiber 20 kann zum Beispiel einen Ansteuerstrom ILED zum Ansteuern von LEDs als Konstantstrom ausgeben. Der LED-Treiber 20 kann eine Ansteuerleistung V_DRV durch einen ersten Ansteuerknoten 21 und einen zweiten Ansteuerknoten 22 ausgeben.
Der LED-Treiber 20 kann eine Gleichrichterschaltung zum Gleichrichten von Wechselstromleistung V_AC, die von der Leistungsquelle 1 ausgegeben wird, in eine Gleichstromleistung umfassen, und eine Wandlerschaltung, um eine Ansteuerleistung V_DRV unter Verwendung der gleichgerichteten Gleichstromleistung zu erzeugen. In Ausführungsformen kann ferner ein Filter für elektromagnetische Störung (electromagnetic interference, EMI) zwischen die Leistungszufuhr 1 und die Gleichrichterschaltung geschaltet sein. Die Struktur und der Betrieb des LED-Treibers 20 werden später beschrieben.
Die Lichtquelle 30 kann eine Mehrzahl von LEDs umfassen und die Mehrzahl von LEDs kann mindestens einen LED-Strang bereitstellen. In Ausführungsformen kann die Mehrzahl von LEDs erste LEDs umfassen, die eingerichtet sind, ein Licht mit einer ersten Farbtemperatur zu emittieren, und zweite LEDs, die eingerichtet sind, ein Licht mit einer zweiten Farbtemperatur zu emittieren, die sich von der ersten Farbtemperatur unterscheidet. Zum Beispiel können die ersten LEDs ein kühles weißes Licht abgeben und die zweiten LEDs können ein warmes weißes Licht abgeben. Die ersten LEDs können mindestens einen ersten LED-Strang bereitstellen und die zweiten LEDs können mindestens einen zweiten LED-Strang bereitstellen. Der erste LED-Strang und der zweite LED-Strang können parallel zueinander geschaltet sein. Die Anzahl an LED-Strängen, die in der Lichtquelle 30 umfasst sind, ist nicht auf zwei beschränkt.
Die LED-Steuervorrichtung 40 kann eine Leistungszufuhr, einen Controller und eine Schaltvorrichtung umfassen. Der Controller kann mit einem externen Controller verbunden sein und kann ein vorgegebenes Steuersignal erzeugen und die Schaltvorrichtung kann ansprechend auf das Steuersignal betrieben werden. Die Schaltvorrichtung kann zum Beispiel direkt mit der Lichtquelle 30 verbunden sein und kann ansprechend auf das Steuersignal eine Mehrzahl von LEDs steuern, die in der Lichtquelle 30 umfasst sind. Die Leistungszufuhr kann eine interne Leistungsspannung erzeugen, die zum Betreiben des Controllers und der Schaltvorrichtung unter Verwendung der Ansteuerleistung V_DRV erforderlich ist.
2 ist ein Blockschaltbild, das eine LED-Steuervorrichtung und eine Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform darstellt.
Bezugnehmend auf 2 kann eine LED-Steuervorrichtung 100 bei einer Ausführungsform eine Leistungszufuhr 110, einen Controller 120 und eine Schaltvorrichtung 130 umfassen. Die LED-Steuervorrichtung 100 kann die gleiche sein wie die LED-Steuervorrichtung 40, die in 1 gezeigt ist. Die Leistungszufuhr 110 kann interne Leistungsspannungen V_INT1 und V_INT2 erzeugen, die für einen Betrieb des Controllers 120 und die Schaltvorrichtung 130 erforderlich sind, unter Verwendung der von dem LED-Treiber ausgegebenen Ansteuerleistung V_DRV. In Ausführungsformen kann sich eine Betriebsspannung des Controllers 120 von einer Betriebsspannung der Schaltvorrichtung 130 unterscheiden, die Leistungszufuhr 110 kann die erste interne Leistungsspannung V_INT1 dem ersten Controller 120 zuführen, und kann die zweite interne Leistungsspannung V_INT2 der Schaltvorrichtung 130 zuführen. Die Leistungszufuhr 110 kann einen ersten Regler umfassen, um die erste interne Leistungsspannung V_INT1 zu erzeugen, und einen zweiten Regler, um eine zweite interne Leistungsspannung V_INT2 zu erzeugen.
Der Controller 120 kann betrieben werden, indem die erste interne Leistungsspannung V_INT1 empfangen wird, und kann ein Steuersignal CTR erzeugen, um die Schaltvorrichtung 130 zu steuern. Das Steuersignal CTR kann zum Beispiel ein Pulsweitenmodulations(PWM)-Signal sein. Der Controller 120 kann zur Kommunikation mit einem externen Controller verbunden sein und kann ansprechend auf einen Steuerbefehl, der von dem externen Controller übertragen wird, eine Einschaltdauer und/oder eine Frequenz des Steuersignals CTR anpassen. Der Controller 120 kann zum Beispiel eine Einschaltdauer des Steuersignals CTR ansprechend auf einen Dimmbefehl anpassen, der in dem Steuerbefehl umfasst ist. Der Controller 120 kann die Einschaltdauer des Steuersignals CTR erhöhen, wenn der Dimmbefehl ein Helligkeitsverstärkungsbefehl ist, und der Controller 120 kann die Einschaltdauer des Steuersignals CTR verringern, wenn der Dimmbefehl ein Helligkeitsverringerungsbefehl ist.
In Ausführungsformen kann der Controller 120 durch eine verdrahtete oder eine drahtlose Kommunikation mit einem externen Controller verbunden sein und kann einen Steuerbefehl empfangen. Der Controller 120 kann zum Beispiel durch eine drahtlose Kommunikation, zum Beispiel Bluetooth, Zigbee, Wi-Fi, Li-Fi und Infrarotkommunikation, mit einem externen Controller verbunden sein. Alternativ kann der Controller 120 mit einem externen Controller durch eine verdrahtete Kommunikation verbunden sein, wie beispielsweise Digital Addressable Lighting Interface (DALI) oder Digital Multiplex (DMX). Der Controller 120 kann eine Mikrocontrollereinheit (MCU), eine Kommunikationsschaltung, eine Antenne und einen Oszillator umfassen, um betrieben zu werden, indem er durch verschiedene verdrahtete oder drahtlose Kommunikationsmittel mit einem externen Controller verbunden wird.
Eine Mikrocontrollereinheit des Controllers 120 kann unter Verwendung eines Steuerbefehls, der über eine Kommunikationsschaltung von einem externen Controller empfangen wird, ein Steuersignal CTR erzeugen. Wie oben beschrieben, können die Einschaltdauer und/oder Frequenz des Steuersignals CTR entsprechend dem Steuerbefehl geändert werden.
Die Schaltvorrichtung 130 kann mit der Lichtquelle 105 verbunden sein. Gemäß einer Ausführungsform kann die Lichtquelle 105 zwei oder mehr LED-Stränge umfassen, die parallel zueinander geschaltet sind, und mindestens einer oder mehrere der LED-Stränge können mit der Schaltvorrichtung 130 verbunden sein. Bei einer Ausführungsform kann die Schaltvorrichtung 130 einen Schalter umfassen, der mit der Lichtquelle 105 verbunden ist, und einen Schalttreiber, um den Schalter zu steuern, ein-/auszuschalten. Bei Ausführungsformen können die Anzahl der Schalter und die Anzahl der Schalttreiber, die in der Schaltvorrichtung 130 umfasst ist, variieren. Eine detaillierte Konfiguration der Schaltvorrichtung 130 wird später unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben.
Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform kann die LED-Steuervorrichtung 100 und die Lichtquelle 105 auf separaten Package-Substraten implementiert sein. Entsprechend kann die LED-Steuervorrichtung 100 selektiv zu einer bestehenden Leuchtvorrichtung hinzugefügt werden, die durch den LED-Treiber und die Lichtquelle 105 implementiert wird, und eine zusätzliche Funktion, die durch die LED-Steuervorrichtung 100 bereitgestellt wird, kann in der Leuchtvorrichtung unter Verwendung der Komponenten der bestehenden Leuchtvorrichtung im bestehenden Zustand implementiert werden.
3 und 4 sind Schaltbilder, die einen Schalter und eine Lichtquelle unter Bezugnahme auf 1 und 2 gemäß Ausführungsformen darstellen.
Bei den in 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen kann die Lichtquelle 105 einen ersten LED-Strang 106 und einen zweiten LED-Strang 107 umfassen, die zwischen den ersten Ansteuerknoten 101 und einen LED-Knoten 103 parallel geschaltet sind. Der erste LED-Strang 106 kann erste LEDs LED1 umfassen und der zweite LED-Strang 107 kann zweite LEDs LED2 umfassen. Der erste LED-Strang 106 und der zweite LED-Strang 107 können zwischen den ersten Ansteuerknoten 101 und den zweiten Ansteuerknoten 102 geschaltet sein und können eine Ansteuerleistung V_DRV empfangen, und können durch einen Ansteuerstrom I_LED, der über einen ersten Ansteuerknoten 101 eingegeben wird, Licht emittieren.
Bezugnehmend auf 3 kann die Schaltvorrichtung 130 einen Schalter SW und einen Schalttreiber SDV umfassen, die mit dem LED-Knoten 103 verbunden sind. Der Schalttreiber SDV kann durch ein Steuersignal CTR betrieben werden und das Steuersignal CTR kann ein PWM-Signal sein, das durch den Controller erzeugt wird, wie oben unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform kann eine Einschaltzeit und eine Ausschaltzeit des Schalters SW durch eine Einschaltdauer des Steuersignals CTR bestimmt werden. Bei steigender Einschaltdauer des Steuersignals CTR kann die Einschaltzeit des Schalters SW im Vergleich zu der Ausschaltzeit steigen, und eine Helligkeit der Lichtquelle 105 kann zunehmen. Wenn die Einschaltdauer des Steuersignals CTR sinkt, kann eine Helligkeit der Lichtquelle 105 sinken.
Bei einer Ausführungsform kann eine Dimm Funktion zum Steuern einer Helligkeit der Lichtquelle 105 implementiert sein, indem die Einschaltdauer des Steuersignals CTR angepasst wird, das in die Schaltvorrichtung 130 eingegeben wird. Mit anderen Worten, indem eine LED-Steuervorrichtung zusätzlich mit einer Leuchtvorrichtung verbunden wird, welche die Dimmfunktion möglicherweise nicht bereitstellt, kann eine Leuchtvorrichtung mit der Dimmfunktion gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt werden. Da das Umschaltmodul 130 nur einen einzelnen Schalter SW und einen einzelnen Schalttreiber SDV umfasst, können auch Herstellungskosten und ein Leistungsverbrauch der LED-Steuervorrichtung gesenkt werden.
Bezugnehmend auf 4 kann eine Schaltvorrichtung 130A einen ersten Schalter SW1 und einen zweiten Schalter SW2 und einen ersten Schalttreiber SDV1 und einen zweiten Schalttreiber SDV2 umfassen. Der erste Schalter SW1 kann zwischen einen ersten LED-Strang 106 und einen zweiten Ansteuerknoten 102 geschaltet sein, und der zweite Schalter SW2 kann zwischen den zweiten LED-Strang 107 und den zweiten Ansteuerknoten 102 geschaltet sein.
Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform kann der erste Schalter SW1 durch den ersten Schalttreiber SDV1 gesteuert werden und der zweite Schalter SW2 kann durch den zweiten Schalttreiber SDV2 gesteuert werden. Der erste Schalttreiber SDV1 kann ein erstes Steuersignal CTR1 empfangen und kann den ersten Schalter SW1 steuern und der zweite Schalttreiber SDV2 kann ein zweites Steuersignal CTR2 empfangen und kann die zweite Vorrichtung SW2 steuern. Entsprechend kann eine Helligkeit des ersten LED-Strangs 106 und des zweiten LED-Strangs 107 unabhängig gesteuert werden.
Als Beispiel können die ersten LEDs LED1 und die zweiten LEDs LED2 ein Licht unterschiedlicher Farbtemperaturen oder ein Licht unterschiedlicher Farben ausgeben. Wie bei der in 4 dargestellten Ausführungsform kann durch unabhängiges Steuern einer Helligkeit von jeweils dem ersten LED-Strang 106 und dem zweiten LED-Strang 107 unter Verwendung des ersten Schalters SW1 und des zweiten Schalters SW2 durch jeweils einen ersten LED-Knoten 103 und einen zweiten LED-Knoten 104 ein Nutzer eine Farbe, eine Helligkeit und/oder eine Farbtemperatur eines Lichts anpassen, das von der Lichtquelle 105 ausgegeben wird.

Bei einer Ausführungsform kann der erste LED-Strang 106 ein kühles weißes Licht ausgeben und der zweite LED-Strang 107 kann ein warmes weißes Licht ausgeben. Wenn angenommen wird, dass die erste Farbtemperatur des Lichts, das aus dem ersten LED-Strang 106 ausgegeben wird, 6.000 K beträgt, was eine kühle weiße Farbe sein kann, und die zweite Farbtemperatur des Lichts, das aus dem zweiten LED-Strang 107 ausgegeben wird, 2.700 K beträgt, was eine warme weiße Farbe sein kann, kann die Farbtemperatur CCT eines Lichts, das aus der Lichtquelle 105 ausgegeben wird, zum Beispiel wie in Tabelle 1, abhängig von der Einschaltdauer des ersten Steuersignals CTR1, das bestimmen kann, dass der erste Schalter SW1 ein-/ausgeschaltet werden soll, und der Einschaltdauer des zweiten Steuersignals CTR2, das bestimmen kann, dass der zweite Schalter SW2 ein-/ausgeschaltet werden soll, bestimmt werden. Tabelle 1

Einschaltdauer eines ersten Steuersignals	Einschaltdauer eines zweiten Steuersignals	Farbtemperatur eines Lichts
100 %	0 %	6.000 K
75 %	25 %	5.175 K
50%	50%	4.350 K
25 %	75 %	3.525 K
0 %	100 %	2.700 K

Der Betrieb in Tabelle 1, zum Beispiel, kann mit einer Schaltvorrichtung implementiert sein, die eine andere Konfiguration aufweist als die unter Bezugnahme auf 4 beschriebene Ausführungsform. Zum Beispiel durch Implementieren des ersten Schalters SW1 als NMOS-Transistor und Implementieren des zweiten Schalters SW2 als PMOS-Transistor und durch Verbinden einer Ausgangsklemme eines einzelnen Schalttreibers mit einem Gate des ersten Schalters SW1 und des zweiten Schalters SW2 kann der unter Bezugnahme auf Tabelle 1 beschriebene Betrieb implementiert werden. In diesem Fall kann der Betrieb, der unter Bezugnahme auf Tabelle 1 beschrieben ist, mit einem einzelnen Steuersignal implementiert werden.
5 ist ein Blockschaltbild, das eine LED-Steuervorrichtung und eine Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform darstellt.
Bezugnehmend auf 5 kann die LED-Steuervorrichtung 200 bei einer Ausführungsform eine Leistungszufuhr 210, einen Controller 220 und eine Schaltvorrichtung 230 umfassen und kann durch einen ersten Ansteuerknoten 201 und einen zweiten Ansteuerknoten 202 mit einem externen LED-Treiber verbunden sein. Die LED-Steuervorrichtung 200 kann die gleiche sein wie die in 1 gezeigte LED-Steuervorrichtung 40 oder die in 2 gezeigte LED-Steuervorrichtung 100. Bei einer in 5 dargestellten Ausführungsform können die Konfigurationen der Lichtquelle 205 und der Schaltvorrichtung 230 dem unter Bezugnahme auf 3 oder 4 beschriebenen Beispiel ähnlich sein.
Eine Lichtquelle 205 kann zum Beispiel mindestens einen LED-Strang umfassen. Die Schaltvorrichtung 230 kann einen Schalter SW und einen Schalttreiber SDV umfassen, die mit dem LED-Strang verbunden sind. Der Schalttreiber SDV kann den Schalter SW steuern, ansprechend auf ein Steuersignal CTR, das von dem Controller 220 empfangen wird, ein-/auszuschalten und eine Helligkeit der Lichtquelle 205 kann entsprechend einer Einschaltdauer des Steuersignals CTR gesteuert werden.
Die Leistungszufuhr 210 kann einen ersten Regler 211 und einen zweiten Regler 212 umfassen. Sowohl der erste Regler 211 als auch der zweite Regler 212 können eine Eingangsklemme IN und eine Ausgangsklemme OUT umfassen sowie einen Widerstandsanschluss ADJ, der mit Widerständen verbunden ist. Zum Beispiel kann eine Größe von jeweils der ersten und der zweiten internen Leistungsspannung V_INT1 und V_INT2, die an der Ausgangsklemme OUT ausgegeben werden, abhängig von einem Widerstandswert variieren, der mit dem Widerstandsanschluss ADJ verbunden ist.
Die Eingangsklemme IN von jeweils dem ersten Regler 211 und dem zweiten Regler 212 kann mit einem Knoten zwischen einer ersten Diode D1 und einem ersten Kondensator C1 verbunden sein, und die erste Diode D1 kann mit dem ersten Ansteuerknoten 201 verbunden sein. Entsprechend kann eine Ansteuerleistung V_DRV durch die Eingangsklemme IN eingegeben werden. Die Ausgangsklemme OUT von jeweils dem ersten Regler 211 und dem zweiten Regler 212 kann mit einem zweiten Kondensator C2 oder einem dritten Kondensator C3 verbunden sein, die als Ausgabekondensator fungieren.
In dem ersten Regler 211 können ein erster Widerstand R1 und ein zweiter Widerstand R2 mit der Ausgangsklemme OUT verbunden sein. Ein Knoten zwischen dem ersten Widerstand R1 und dem zweiten Widerstand R2 kann mit dem Widerstandsanschluss ADJ des ersten Reglers 211 verbunden sein und eine Größe der ersten internen Leistungsspannung V_INT1 kann abhängig von einem Widerstandswert von jeweils dem ersten Widerstand R1 und dem zweiten Widerstand R2 bestimmt werden. Auf ähnliche Art und Weise kann eine Größe der zweiten internen Leistungsspannung V_INT2 abhängig von einem Widerstandswert von jeweils einem dritten Widerstand R3 und einem vierten Widerstand R4 bestimmt werden.
Bei einer Ausführungsform kann die erste interne Leistungsspannung V_INT1 eine Leistungsspannung sein, die für einen Betrieb des Controllers 220 erforderlich ist und die zweite interne Leistungsspannung V_INT2 kann eine Leistungsspannung sein, die für einen Betrieb der Schaltvorrichtung 230 erforderlich ist. Die Größe der ersten internen Leistungsspannung V_INT1 kann zum Beispiel kleiner sein als die zweite interne Leistungsspannung V_INT2. Allerdings ist eine Ausführungsform davon nicht darauf beschränkt und die Größe der ersten internen Leistungsspannung V_INT1 und der zweiten internen Leistungsspannung V_INT2 kann jeweils abhängig von den Ausführungsformen variieren.
Der Controller 220 kann ein Steuersignal CTR als PWM-Signal erzeugen und kann das Steuersignal CTR an einen Schalttreiber SDV ausgeben. Der Controller 220 kann durch verschiedene verdrahtete/drahtlose Kommunikationsverfahren mit einem externen Controller 240 verbunden sein. Der externe Controller 240 kann zum Beispiel eine mobile Vorrichtung sein, wie beispielsweise ein Smartphone oder ein Tablet-PC, oder ein Beleuchtungs-Controller, der in einem Raum installiert und fixiert ist, der benachbart zu der LED-Steuervorrichtung 200 ist.
Der Controller 220 kann zum Beispiel einen Sprachbefehl eines Nutzers durch den externen Controller 240 erkennen und kann ein Steuersignal CTR entsprechend dem Befehl erzeugen. In diesem Fall kann der externe Controller 240 als KI-Lautsprecher anstelle einer mobilen Vorrichtung oder eines Beleuchtungs-Controller implementiert sein. Wenn der Nutzer einen Befehl mittels Sprache unter Verwendung einer Spracherkennungsfunktion des KI-Lautsprechers überträgt, kann der Controller 220 ansprechend auf den Befehl ein Steuersignal CTR erzeugen und kann die Lichtquelle 205 ein-/ausschalten oder eine Helligkeit der Lichtquelle 205 anpassen.
Ein Nutzer kann einen Zustand der Lichtquelle 205, die in der LED-Vorrichtung 200 umfasst ist, durch den externen Controller 240 und auch einen Zustand des LED-Treibers, der die Ansteuerleistung V_DRV der LED-Steuervorrichtung 200 zuführt, überwachen. Wenn zum Beispiel in mindestens einer von in der Lichtquelle 205 umfassten LEDs ein Fehler auftritt, kann sich eine Spannung, die an der gesamten Lichtquelle 205 angelegt wird, verändern. Die LED-Steuervorrichtung 200 kann die Spannung und/oder die Stromabgabe von dem LED-Treiber überwachen, wodurch überwacht wird, ob die LEDs defekt sind, und auch ein Leistungsverbrauch überwacht wird.
Der Leistungsverbrauch des LED-Treibers, welcher der Lichtquelle 205 die Ansteuerleistung V_DRV zuführt, kann durch einen Maximalwert einer Nennspannung und einen Nennstrom des LED-Treibers bestimmt werden und kann durch Beschreibung des LED-Treibers definiert werden. Wenn eine Durchlassspannung der LEDs, die in der Lichtquelle 205 umfasst sind, einer Minimalspannung eines Nennspannungsbereichs des LED-Treibers ähnlich ist, kann es einen Unterschied zwischen dem Leistungsverbrauch, der in der Beschreibung des LED-Treibers beschrieben ist, und der Leistung geben, die tatsächlich durch die Lichtquelle 205 verbraucht wird. Bei einer Ausführungsform kann, indem ferner eine Spannungs-/Stromerfassungsschaltung umfasst wird, die mit der Lichtquelle 205 verbunden ist, der Controller 220 den tatsächlichen Leistungsverbrauch der Lichtquelle 205 berechnen und kann den tatsächlichen Leistungsverbrauch an den externen Controller 240 übertragen und einen Nutzer über den Verbrauch benachrichtigen.
Auch kann die LED-Steuervorrichtung 200 bei einer Ausführungsform bestimmen, ob es bei der Lichtquelle 205 zu Flimmern kommt. Wie oben beschrieben, kann die LED-Steuervorrichtung 200 eine Spannungs-/Stromerfassungsschaltung umfassen, die eine Spannung und einen Strom der Lichtquelle 205 erfassen bzw. feststellen kann, und kann die Spannung und den Strom an den Controller 220 übertragen. In diesem Fall kann der Controller 220 bestimmen, ob Flimmern auftritt, indem eine Welligkeitskomponente einer Erfassungsspannung verwendet wird, die einen Ansteuerstrom ILED feststellt, der an der Lichtquelle 205 eingegeben wird, und kann ein Ergebnis der Bestimmung an den externen Controller 240 übertragen. Alternativ kann ein optischer Sensor zum Feststellen eines Lichts, das von der Lichtquelle 205 abgegeben wird, zu der LED-Steuervorrichtung 200 hinzugefügt werden und der Controller 220 kann einen genauen Flimmerindex berechnen. Es kann bestimmt werden, dass der Flimmerindex einen Wert zwischen 0 und 1 aufweist, und je mehr Flimmern auftritt, desto höher kann der Wert sein. Wenn bestimmt wird, dass es zu Flimmern kommt, kann der Controller 220 eine Frequenz des Steuersignals CTR anpassen und kann ein Flimmern der Lichtquelle 205 auf ein Minimum reduzieren.
6 ist ein Blockschaltbild, das einen LED-Treiber gemäß einer Ausführungsform darstellt.
Bezugnehmend auf 6 kann ein LED-Treiber 300 bei einer Ausführungsform einen Filter 310 für elektromagnetische Störung (EMI), eine Gleichrichterschaltung 320 und eine Wandlerschaltung 330 umfassen. Der LED-Treiber 300 kann der gleiche sein wie der LED-Treiber, welcher den LED-Treiber 20 aus 1 umfasst, der in den vorherigen Ausführungsformen beschrieben wurde. Der EMI-Filter 310 kann eine Wechselstromleistung V_AC aufnehmen und kann elektromagnetische Wellen filtern, die in der Wechselstromleistung V_AC umfasst sind. Die Gleichrichterschaltung 320 kann die Wechselstromleistung V_AC, die durch den EMI-Filter 310 herausgefiltert wurde, in Gleichstromleistung umwandeln. Bei einer Ausführungsform kann die Gleichrichterschaltung 320 eine Dioden brücke umfassen.
Die Wandlerschaltung 330 kann einer Mehrzahl von LEDs eine Ansteuerleistung V_DRV zuführen und kann in unterschiedlicher Art und Weise entsprechend Ausführungsformen eingerichtet sein. Die Wandlerschaltung 330 kann zum Beispiel einen Leistungsfaktorkorrektur(PFC)-Wandler, der einen Leistungsfaktor verbessern und eine Spannung erhöhen kann, sowie einen Gleichspannungswandler umfassen. Die Wandlerschaltung 330 kann die Ansteuerleistung V_DRV zum Ansteuern einer Mehrzahl von LEDs unter Verwendung der gleichgerichteten Leistung V_REC erzeugen, die durch Gleichrichten der Wechselstromleistung V_AC durch die Gleichrichterschaltung 320 erzeugt wurde. Eine Größe einer Spannung der Ansteuerleistung V_DRV kann durch Eigenschaften einer Mehrzahl von LEDs bestimmt werden, die mit einer Ausgangsklemme der Wandlerschaltung 330 verbunden sind, zum Beispiel eine Durchlassspannung jeder LED. Bei einer Ausführungsform kann der LED-Treiber 300 einen LED-Strom ILED zum Ansteuern der LEDs als Konstantstrom ausgeben.
7 ist ein Schaltbild, das eine in einem LED-Treiber umfasste Wandlerschaltung gemäß einer Ausführungsform darstellt.
7 zeigt eine Wandlerschaltung 330, die in dem LED-Treiber 300 umfasst ist, in der in 6 dargestellten Ausführungsform. Bezugnehmend auf 7 in Verbindung mit 6 kann die Wandlerschaltung 330 einen Leistungsfaktorkorrektur(PFC)-Wandler 331, einen Gleichspannungswandler 332 und einen Controller 333 umfassen. Der PFC-Wandler 331 kann als Hochsetzstellerschaltung betrieben werden, welche die gleichgerichtete Spannung V_REC hochsetzen kann, die aus der Gleichrichterschaltung 320 ausgegeben wird, die in 6 gezeigt ist, und kann einen ersten Induktor L1, eine erste Diode D1, einen ersten Kondensator C1 und einen ersten Wandlerschalter Q1 umfassen.
Wenn der erste Wandlerschalter Q1 durch den Controller 333 eingeschaltet wird, kann ein Strom durch die gleichgerichtete Leistung V_REC an einen Schalterwiderstand R_s fließen und in dem ersten Induktor L1 kann Energie geladen werden. Wenn der Controller 333 den ersten Wandlerschalter Q1 ausschaltet, kann der Strom, der in dem ersten Induktor LI geladen ist, entladen werden und es kann eine höhere Spannung als die gleichgerichtete Spannung V_REC, die in den PFC-Wandler 331 eingegeben wird, erzeugt werden. In diesem Fall kann eine hohe Frequenzkomponente durch den ersten Kondensator C1, der mit der ersten Diode D1 verbunden ist, entfernt werden.
Der Gleichspannungswandler 332, der mit dem PFC-Wandler 331 in Reihe geschaltet ist, kann als Tiefsetzstellerschaltung betrieben werden und kann einen zweiten Induktor L2, eine zweite Diode D2, einen zweiten Kondensator C2 und einen ersten Wandlerschalter Q2 umfassen. Ähnlich wie der erste Wandlerschalter Q1 kann der zweite Wandlerschalter Q2 durch den Controller 333 gesteuert werden.
Wenn der Controller 331 den zweiten Wandlerschalter Q2 einschaltet, kann ein Strom zu dem zweiten Induktor L2 fließen und in dem zweiten Induktor L2 kann Energie geladen werden. Wenn der Controller 331 den zweiten Wandlerschalter Q2 ausschaltet, kann durch die Energie, die in dem zweiten Induktor L2 geladen wird, ein Strom fließen und die Ansteuerleistung V_DRV kann ausgegeben werden. Die zweite Diode D2 kann einen Pfad bereitstellen, durch den ein Strom fließen kann, wenn der zweite Wandlerschalter Q2 ausgeschaltet ist, und der zweite Kondensator C2 kann als Gleichrichterkondensator fungieren.
Der LED-Strom I_LED, der aus dem LED-Treiber 300 an eine Mehrzahl von LEDs ausgegeben wird, die in einer Lichtquelle umfasst sind, kann einen festen Wert haben. Auch kann der LED-Treiber 300 eine Nennspannung innerhalb eines vorgegebenen Nennbereichs haben und ein Leistungsverbrauch des LED-Treibers 300 kann durch einen Maximalwert der Nennspannung und den LED-Strom I_LED bestimmt werden. Der LED-Strom I_LED, die Nennspannung und der Leistungsverbrauch des LED-Treibers 300 können als Spezifikationen des LED-Treibers 300 bereitgestellt werden.
Wenn allerdings eine Summe an Durchlassspannungen der Mehrzahl von LEDs unter eine Mittelspannung innerhalb des Nennspannungsbereichs fällt, zum Beispiel aus Gründen wie eines Ausfalls, bei dem mindestens ein Teil der Mehrzahl von LEDs, die mit dem LED-Treiber 300 verbunden sind, defekt ist, kann ein Leistungsverbrauch der Mehrzahl von LEDs, die mit dem LED-Treiber 300 als Last verbunden sind, reduziert werden. Entsprechend kann es eine Differenz zwischen dem Leistungsverbrauch geben, der in den Spezifikationen des LED-Treibers 300 beschrieben ist, und der Leistung, die von dem LED-Treiber 300 im Betrieb tatsächlich verbraucht wird.
Bei einer Ausführungsform kann das obige Problem angegangen werden, indem eine LED-Steuervorrichtung verwendet wird, die zwischen eine Lichtquelle, die eine Mehrzahl von LEDs umfasst, und den LED-Treiber 300 geschaltet ist. Die LED-Steuervorrichtung kann einen tatsächlichen Leistungsverbrauch des LED-Treibers 300 überwachen, indem eine Spannung, die an der Mehrzahl von LEDs angelegt wird, und ein Strom, der in der Mehrzahl von LEDs fließt, erfasst werden. Wenn zum Beispiel die Mehrzahl von LEDs eine Mehrzahl von LED-Strängen bereitstellt und erfasst wird, dass bei einer der LED-Stränge eine relativ geringe Spannung angelegt wird, kann bestimmt werden, dass ein Teil der LEDs, die in den entsprechenden LED-Strängen umfasst ist, möglicherweise ausgefallen ist. Entsprechend kann der Leistungsverbrauch des LED-Treibers 300 und auch ein Zustand der LED-Stränge, die mit dem LED-Treiber 300 verbunden sind, überwacht werden.
8 stellt Graphen dar, die sich auf eine Dimmfunktion einer LED-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform beziehen.
8 zeigt Wellenformen eines Steuersignals, das durch einen Controller einer LED-Steuervorrichtung an eine Schaltvorrichtung ausgegeben wird. In der nachfolgenden Beschreibung wird der Betrieb der LED-Steuervorrichtung 200 unter Bezugnahme auf 1, 2, 5 und 6 beschrieben.
Bezugnehmend auf einen ersten Graphen in 8 kann ein Steuersignal CTR eine Einschaltdauer von 10 % haben. Entsprechend kann ein Einschaltzeit T_ON1 des Steuersignals CTR 10 % einer Periode TD des Steuersignals CTR betragen. Bei einem zweiten Graphen in 8 kann das Steuersignal CTR eine Einschaltdauer von 30 % haben, und in einem dritten Graphen kann die Einschaltdauer des Steuersignals CTR 60 % betragen. Bei einem vierten Graphen in 8 kann das Steuersignal CTR eine Einschaltdauer von 90 % haben.
Der Ansteuerstrom I_LED, der aus dem LED-Treiber 300 ausgegeben wird, kann der Lichtquelle 205 nur zu der Einschaltzeit T_ON1, T_ON2, T_ON3 und T_ON4 des Steuersignals CTR zugeführt werden. Sowie die Einschaltdauer des Steuersignals CTR steigt, kann eine Helligkeit der Lichtquelle 205 zunehmen, und sowie die Einschaltdauer sinkt, kann eine Helligkeit der Lichtquelle 205 abnehmen. Wenn zum Beispiel die Einschaltdauer des Steuersignals CTR 30 % beträgt, kann der Lichtquelle 205 lediglich 30 % eines Nennstroms zugeführt werden.
Wie unter Bezugnahme auf 8 beschrieben, kann, wenn die Helligkeit der Lichtquelle 205 unter Verwendung der Einschaltdauer des Steuersignals CTR angepasst wird, Flimmern in der Lichtquelle 205 auftreten. Bei einer Ausführungsform kann, wenn Flimmern in der Lichtquelle 205 auftritt, das Flimmern der Lichtquelle 205 reduziert werden, indem eine Frequenz des Steuersignals CTR erhöht oder verringert wird.
9 ist ein Blockschaltbild, das eine LED-Steuervorrichtung und eine Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform darstellt.
Bezugnehmend auf 9 kann eine LED-Steuervorrichtung 400 bei einer Ausführungsform mit einem ersten Ansteuerknoten 401 und einem zweiten Ansteuerknoten 402 verbunden sein und kann mit einer Lichtquelle 405 verbunden sein. Die LED-Steuervorrichtung 400 kann eine Leistungszufuhr 410, einen Controller 420, eine Schaltvorrichtung 430 und eine Stromerfassungsschaltung 440 umfassen. Ein Betrieb der Leistungszufuhr 410, des Controllers 420 und der Schaltvorrichtung 430 kann den entsprechenden Elementen der LED-Steuervorrichtung, die in den vorherigen Ausführungsformen beschrieben wurde, ähnlich sein.
Bei der in 9 dargestellten Ausführungsform kann die LED-Steuervorrichtung 400 bestimmen, ob in der Lichtquelle 405 Flimmern auftritt, indem die Stromerfassungsschaltung 440 verwendet wird. Wenn bestimmt wird, dass in der Lichtquelle 405 Flimmern auftritt, kann der Controller 420 eine Frequenz eines Steuersignals CTR erhöhen oder verringern. Entsprechend kann eine Betriebsfrequenz eines Schalters, der in der Schaltvorrichtung 430 umfasst ist und mit dem zweiten Ansteuerknoten 402 verbunden ist, steigen oder sinken.
Die Stromerfassungsschaltung 440 kann zum Beispiel mit dem ersten Ansteuerknoten 401 verbunden sein und kann einen Ansteuerstrom I_LED erfassen, der durch den ersten Ansteuerknoten 401 an der Lichtquelle 405 eingegeben wird, um eine Erfassungsspannung zu erzeugen. Der Controller 420 kann bestimmen, ob in der Lichtquelle 405 ein Flimmern auftritt, indem ein Maß an Schwankung der Erfassungsspannung mit einem Referenzwert verglichen wird. Bei einer Ausführungsform kann der Controller 420 eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Erfassungsspannung über einen vorgegebenen Zeitraum mit einem Referenzwert vergleichen und wenn die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert größer ist als der Referenzwert, kann der Controller 420 bestimmen, dass in der Lichtquelle 405 Flimmern auftritt.
Wenn bestimmt wird, dass in der Lichtquelle 405 Flimmern auftritt, kann der Controller 420 die Frequenz des Steuersignals CTR erhöhen oder verringern. Danach, während die Schaltvorrichtung 430 mit dem Steuersignal CTR bei der geänderten Frequenz betrieben wird, kann der Controller 420 ein Maß an Schwankung der Erfassungsspannung erneut mit dem Referenzwert vergleichen. Wenn das Maß an Schwankung der Erfassungsspannung geringer ist als der Referenzwert kann das Steuersignal CTR bei der geänderten Frequenz kontinuierlich an die Schaltvorrichtung 430 ausgegeben werden und wenn das Maß an Fluktuation der Erfassungsspannung größer ist als der Referenzwert, kann der Controller 420 die Frequenz des Steuersignals CTR ändern.
In der nachfolgenden Beschreibung wird der Betrieb der LED-Steuervorrichtung 400 unter Bezugnahme auf 10 bis 12 genauer beschrieben.
10 bis 12 stellen Graphen dar, die sich auf einen Betrieb einer LED-Steuervorrichtung bezüglich 9 gemäß Ausführungsformen beziehen.
10 zeigt ein Verfahren für den Controller 420 zur Bestimmung, ob es zu Flimmern kommt, mittels einer Erfassungsspannung, die durch die Stromerfassungsschaltung 440 festgestellt bzw. erfasst wird. Ein erster Graph in 10 stellt eine Erfassungsspannung dar, die durch die Stromerfassungsschaltung 440 festgestellt wird, wenn in der Lichtquelle 405 kein Flimmern auftritt. In dem ersten Graphen in 10 kann die Erfassungsspannung innerhalb eines ersten Maßes an Schwankung ΔV1 für eine vorbestimmte Zeitspanne steigen oder sinken.
Das erste Maß an Schwankung ΔV1 kann kleiner sein als ein Referenzwert zur Bestimmung, ob es durch den Controller 420 zu Flimmern kommt. In diesem Fall kann, obwohl in der Lichtquelle 405 kein Flimmern auftritt oder in der Lichtquelle 405 tatsächlich Flimmern auftritt, ein Flimmern durch das menschliche Auge nicht erkannt werden. Entsprechend kann bei einer Ausführungsform basierend auf dem ersten Graphen in 10 der Controller 420 bestimmen, dass in der Lichtquelle 405 kein Flimmern auftritt.
Der Referenzwert kann zum Beispiel proportional zu der Größe der Erfassungsspannung bestimmt werden. Der Controller 420 kann zum Beispiel den Referenzwert bestimmen, indem er einen Zwischenwert der Erfassungsspannung mit einem vorbestimmten Koeffizienten multipliziert. Entsprechend kann bestimmt werden, dass ein Referenzwert eine optimale Spannung zur Bestimmung ist, ob Flimmern auftritt, wobei die Größe des Ansteuerstroms I_LED und eine Last der Lichtquelle 405 berücksichtigt werden.
Ein zweiter Graph in 10 stellt eine Erfassungsspannung dar, die durch die Stromerfassungsschaltung 440 festgestellt wird, wenn in der Lichtquelle 405 Flimmern auftritt. In dem zweiten Graphen in 10 kann die Erfassungsspannung innerhalb eines zweiten Maßes an Schwankung ΔV2, das größer ist als das erste Maß an Schwankung ΔV1, für eine vorbestimmte Zeitspanne steigen und sinken. Das zweite Maß an Schwankung ΔV2 kann größer sein als ein Referenzwert, bei dem der Controller 420 bestimmt, ob es zu Flimmern kommt. Entsprechend kann bei der Ausführungsform der Controller 420 basierend auf dem zweiten Graphen in 10 bestimmen, dass in der Lichtquelle 405 Flimmern auftritt.
Wenn bestimmt wird, dass in der Lichtquelle 405 Flimmern auftritt, kann der Controller 420 die Frequenz des Steuersignals CTR derart anpassen, dass das Maß an Schwankung der Erfassungsspannung reduziert sein kann. Bezugnehmend auf 11 kann der Controller 420 zum Beispiel die Frequenz des Steuersignals CTR reduzieren.
In der in 11 dargestellten Ausführungsform kann die Einschaltdauer des Steuersignals CTR, das aus dem Controller 420 ausgegeben wird, 30 % betragen. Der Controller 420 kann eine Periode des Steuersignals CTR von einer Anfangsperiode TD0 zu einer ersten Periode TD1 erhöhen. Während das Steuersignal CTR die erste Periode TD1 aufweist, kann der Controller 420 das Maß an Schwankung der Erfassungsspannung mit einem Referenzwert vergleichen. Wenn das Maß an Schwankung der Erfassungsspannung kleiner gleich dem Referenzwert ist, kann der Controller 420 die Periode des Steuersignals CTR bei der ersten Periode TD1 beibehalten. Wenn das Maß an Schwankung der Erfassungsspannung den Referenzwert überschreitet, kann der Controller 420 ferner die Periode des Steuersignals CTR auf die zweite Periode TD2 erhöhen. Wenn das Maß an Schwankung der Erfassungsspannung den Referenzwert überschreitet, während das Steuersignal CTR die zweite Periode TD2 aufweist, kann der Controller 420 die Periode des Steuersignals CTR auf die dritte Periode TD3 erhöhen. Wie oben beschrieben, kann der Controller 420 das Maß an Schwankung der Erfassungsspannung, die aus der Stromerfassungsschaltung 440 ausgegeben wird, mit dem Referenzwert vergleichen, während die Frequenz des Steuersignals CTR reduziert wird, und das Steuersignal CTR kann bei der Frequenz ausgegeben werden, bei der kein Flimmern auftritt, oder Flimmern auf ein Minimum reduziert wird.
Bezugnehmend auf 12 kann der Controller 420 die Frequenz des Steuersignals CTR erhöhen, um Flimmern zu unterbinden. Wie unter Bezugnahme auf 11 vorstehend beschrieben, kann bei der in 12 dargestellten Ausführungsform die Einschaltdauer des Steuersignals CTR, das aus dem Controller 420 ausgegeben wird, 30 % betragen.
Der Controller 420 kann die Periode des Steuersignals CTR von der Anfangsperiode TD0 auf die vierte Periode TD4 reduzieren. Während das Steuersignal CTR eine vierte Periode TD4 aufweist, kann der Controller 420 das Maß an Schwankung der Erfassungsspannung mit einem Referenzwert vergleichen und wenn das Maß an Schwankung der Erfassungsspannung kleiner ist als der Referenzwert, kann der Controller 420 die Periode des Steuersignals CTR beibehalten, sodass sie die vierte Periode TD4 ist. Wenn das Maß an Schwankung der Erfassungsspannung den Referenzwert überschreitet, kann der Controller 420 ferner die Periode des Steuersignals CTR auf die fünfte Periode TD5 reduzieren. Wenn das Maß an Schwankung der Erfassungsspannung den Referenzwert überschreitet, während das Steuersignal CTR die fünfte Periode TD5 aufweist, kann der Controller 420 die Periode des Steuersignals CTR zurück auf die sechste Periode TD6 reduzieren. Wie oben beschrieben, kann der Controller 420 das Maß an Schwankung der Erfassungsspannung, die aus der Stromerfassungsschaltung 440 ausgegeben wird, mit einem Referenzwert vergleichen, während die Frequenz des Steuersignals CTR erhöht wird, und die Frequenz des Steuersignals CTR, bei der kein Flimmern auftritt oder Flimmern auf ein Minimum reduziert wird.
Ein Betrieb bzw. Betriebsvorgänge in der Ausführungsform, die unter Bezugnahme auf 11 und 12 beschrieben sind, können sequenziell ausgeführt werden. Der Controller 420 kann zum Beispiel eine optimale Frequenz für das Steuersignal CTR finden, während die Frequenz des Steuersignals CTR erhöht oder reduziert wird. Wenn bei dem Betrieb zum Steigern der Frequenz des Steuersignals CTR kein Flimmern unterbunden wird, kann der Controller 420 bestimmen, ob Flimmern auftritt, während die Frequenz des Steuersignals CTR verringert wird. Wenn Flimmern durch Anpassen der Frequenz des Steuersignals CTR nicht vollständig unterbunden wird, kann der Controller 420 bei einer Ausführungsform das Steuersignal CTR bei einer Frequenz erzeugen, die einer Frequenz entspricht, bei der das Maß an Schwankung der Erfassungsspannung am geringsten ist.
13 ist ein Blockschaltbild, das eine LED-Steuervorrichtung und eine Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform darstellt.
Bezugnehmend auf 13 kann eine LED-Steuervorrichtung 500 bei einer Ausführungsform mit einem ersten Ansteuerknoten 501 und einem zweiten Ansteuerknoten 502 verbunden sein und kann mit einer Lichtquelle 505 verbunden sein. Die LED-Steuervorrichtung 500 kann eine Leistungszufuhr 510, einen Controller 520 und eine Schaltvorrichtung 530 umfassen und die Schaltvorrichtung 530 kann eine Ableitwiderstandsschaltung 535 umfassen.
Die Leistungszufuhr 510 kann dem Controller 520 eine erste interne Leistungsspannung V_INT2 unter Verwendung einer Ansteuerleistung V_DRV zuführen und kann der Schaltvorrichtung 530 eine zweite interne Leistungsspannung V_INT2 zuführen. Der Controller 520 kann ein Steuersignal CTR erzeugen und kann das Steuersignal CTR an die Schaltvorrichtung 530 übertragen und die Schaltvorrichtung 530 kann die Lichtquelle 505 basierend auf dem Steuersignal CTR steuern.
Wie oben beschrieben, kann das Steuersignal CTR ein PWM-Signal mit einer vorbestimmten Periode und einer Einschaltdauer sein und das Steuersignal CTR kann einen ersten Pegel während einer Einschaltzeit aufweisen und kann einen zweiten Pegel, der niedriger ist als der erste Pegel, während einer Ausschaltzeit aufweisen. Der erste Pegel kann zum Beispiel ein Pegel sein, bei dem der Schalter, der in der Schaltvorrichtung 530 umfasst ist, eingeschaltet sein kann, und der zweite Pegel kann ein Pegel sein, bei dem der Schalter ausgeschaltet ist. Wie oben beschrieben, kann der zweite Pegel bei einer Ausführungsform eine Massespannung sein.
Die Einschaltzeit und die Ausschaltzeit des Steuersignals CTR ist eine extrem kurze Zeit und der Ansteuerstrom I_LED, der aus dem LED-Treiber 300 (6) während der Ausschaltzeit ausgegeben wird, wird möglicherweise nicht der Lichtquelle 505 zugeführt. Da die Ausschaltzeit allerdings extrem kurz ist, ist der LED-Treiber 300 während der Ausschaltzeit möglicherweise nicht vollständig heruntergefahren und entsprechend kann der Ansteuerstrom I_LED, der höher ist als ein Nennstrom zu der Einschaltzeit nach der Ausschaltzeit, der Lichtquelle 505 zugeführt werden.
Bei der Ausführungsform kann die Schaltvorrichtung 530 eine Ableitwiderstandsschaltung 535 umfassen, um das obige Problem anzugehen. Die Ableitwiderstandsschaltung 535 kann fungieren, um eine vorbestimmte Lastimpedanz selbst während der Ausschaltzeit beizubehalten. Mit anderen Worten, durch die Ableitwiderstandsschaltung 535 kann selbst während der Ausschaltzeit des Steuersignals CTR ein Strom an die Lichtquelle 505 fließen. Der Strom, der während der Ausschaltzeit durch die Lichtquelle 505 fließt, kann niedriger sein als der Ansteuerstrom I_LED, welcher der Lichtquelle 505 während der Einschaltzeit zugeführt wird. In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Betrieb der Schaltvorrichtung 530, welche die Ableitwiderstandsschaltung 535 umfasst, unter Bezugnahme auf 14 bis 17 näher beschrieben.
14 bis 16 sind Schaltbilder, die einen Schalter darstellen, der in einer LED-Steuervorrichtung und einer Lichtquelle umfasst ist, mit Bezug auf 13, und 17 stellt Graphen dar, die sich auf einen Betrieb einer LED-Steuervorrichtung, die in 14 bis 16 gezeigt ist, gemäß Ausführungsformen beziehen.
Ein Betrieb der Schaltvorrichtung 530 wird unter Bezugnahme auf 14 bis 16 beschrieben. Bezugnehmend auf 14 kann die Lichtquelle 505 einen ersten LED-Strang 506 mit ersten LEDs LED1 und einen zweiten LED-Strang 507 mit zweiten LEDs LED2 umfassen und kann mit dem Ansteuerstrom I_LED, der an dem Ansteuerknoten 501 eingegeben wird, betrieben werden.
Die Schaltvorrichtung 530 kann zwischen die Lichtquelle 505 und den zweiten Ansteuerknoten 502 geschaltet sein und kann einen ersten Schalter SW1, einen zweiten Schalter SW2, einen ersten Schalttreiber SDV1 und einen zweiten Schalttreiber SDV2 umfassen. Der erste Schalter SW1 und der zweite Schalter SW2 können zueinander parallel geschaltet sein und können gemeinsam mit dem ersten LED-Strang 506 und dem zweiten LED-Strang 507 verbunden sein. Der erste Schalter SW1 kann durch ein erstes Steuersignal CTR1 ein-/ausgeschaltet werden und der zweite Schalter SW2 kann durch ein zweites Steuersignal CTR2 ein-/ausgeschaltet werden.
Bei der in 14 dargestellten Ausführungsform können der erste Schalter SW1 und der zweite Schalter SW2 abwechselnd eingeschaltet werden. Der erste Schalter SW1 kann zum Beispiel während einer Zeit, zu der die Lichtquelle 505 Licht emittiert, eingeschaltet werden und der zweite Schalter SW2 kann während einer Zeit, zu der die Lichtquelle 505 kein Licht emittiert, eingeschaltet werden. Entsprechend können der zweite Schalter SW2 und der zweite Schalttreiber SDV2 die oben unter Bezugnahme auf 13 beschriebene Ableitwiderstandsschaltung 535 bilden.
Bei einer Ausführungsform kann das zweite Steuersignal CTR2 ein komplementäres Signal des ersten Steuersignals CTR1 sein und der erste Schalter SW1 und der zweite Schalter SW2 können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Der erste Einschaltstrom, der durch den ersten Schalter SW1 fließt, während der erste Schalter SW1 eingeschaltet ist, kann zum Beispiel höher sein als der zweite Einschaltstrom, der durch den zweiten Schalter SW2 fließt, während der zweite Schalter SW2 eingeschaltet ist. Entsprechend emittiert die Lichtquelle 505 möglicherweise tatsächlich kein Licht, während der zweite Schalter SW2 eingeschaltet ist.
Alternativ können der erste Schalter SW1 und der zweite Schalter SW2 die gleichen Eigenschaften aufweisen und das erste Steuersignal CTR1 und das zweite Steuersignal CTR2 können unterschiedliche Pegel aufweisen. Ein Pegel des ersten Steuersignals CTR1 während der Einschaltzeit des ersten Schalters SW1 kann zum Beispiel größer sein als der Pegel des zweiten Steuersignals CTR2 während der Einschaltzeit des zweiten Schalters SW2. Entsprechend kann der zweite Einschaltstrom niedriger sein als der erste Einschaltstrom.
Bei der in 15 dargestellten Ausführungsform kann eine Impedanzvorrichtung 536 zwischen den zweiten Schalter SW2 und die Lichtquelle 505 geschaltet sein. Die Impedanzvorrichtung 536 kann einen Hochleistungs-Ableitwiderstand und/oder einen Ableitwiderstandsinduktor umfassen. Entsprechend kann die Spannung, die an der Lichtquelle 505 angelegt ist, während der zweite Schalter SW2 eingeschaltet ist, verringert sein. Bei der in 15 dargestellten Ausführungsform kann die Ableitwiderstandsschaltung 535 den zweiten Schalter SW2, den zweiten Schalttreiber SDV2 und die Impedanzvorrichtung 536 umfassen. Da die Impedanzvorrichtung 536 zwischen den zweiten Schalter SW2 und die Lichtquelle 505 geschaltet ist, kann der zweite Schalter SW2 die gleichen Eigenschaften haben wie jene des ersten Schalters SW1 und das zweite Steuersignal CTR2 kann ein komplementäres Signal des ersten Steuersignals CTR1 sein.
Bei der in 16 dargestellten Ausführungsform können der erste Schalter SW1 und der zweite Schalter SW2 durch ein einziges Steuersignal CTR gesteuert werden. Um den ersten Schalter SW1 und den zweiten Schalter SW2 unter Verwendung eines einzigen Steuersignals CTR zu steuern, kann der zweite Schalttreiber SDV2 den zweiten Schalter SW2 als komplementäres Signal des Steuersignals CTR steuern. Wie unter Bezugnahme auf 15 beschrieben, kann bei der in 16 dargestellten Ausführungsform die Ableitwiderstandsschaltung 535 den zweiten Schalter SW2, den zweiten Schalttreiber SDV2 und die Impedanzvorrichtung 536 umfassen.
17 zeigt Wellenformen eines Steuersignals CTR. Bezugnehmend auf 17 kann das Steuersignal CTR einen ersten Pegel V_ON während der Einschaltzeit der Lichtquelle 505 aufweisen und einen zweiten Pegel V_OFF während der Ausschaltzeit der Lichtquelle 505 aufweisen. Der zweite Pegel V_OFF kann größer sein als die Massespannung.
Bei der in 17 dargestellten Ausführungsform kann der zweite Schalter SW2, der in der Ableitwiderstandsschaltung 535 umfasst ist, als Vorrichtung implementiert sein, die durch eine Gate-Spannung des ersten Pegels V_ON ausgeschaltet werden kann und durch eine Gate-Spannung des zweiten Pegels V_OFF eingeschaltet werden kann. Ein Strompfad kann durch den zweiten Schalter SW2, der während der Ausschaltzeit der Lichtquelle 505 eingeschaltet wird, und der Impedanzvorrichtung 536, die mit dem zweiten Schalter SW2 verbunden ist, bereitgestellt werden, und einem LED-Treiber kann eine vorbestimmte Lastimpedanz bereitgestellt werden. Entsprechend kann während der Einschaltzeit nach der Ausschaltzeit der Lichtquelle 505 der Ansteuerstrom I_LED daran gehindert werden, über einen Nennstrom hinweg erhöht zu werden und eine Stabilität einer Leuchtvorrichtung kann verbessert werden.
18 ist ein Blockschaltbild, das eine Leuchtvorrichtung gemäß einer Ausführungsform darstellt.
18 zeigt eine Leuchtvorrichtung 600, die eine Dimmfunktion bereitstellt. Bezugnehmend auf 18 kann die Leuchtvorrichtung 600 eine Lichtquelle 610, einen LED-Treiber 620 und eine LED-Steuervorrichtung 630 umfassen. Der LED-Treiber 620 kann eine Wechselstromleistung V_AC durch Eingangsklemmen 603 und 604 empfangen und kann eine Ansteuerleistung V_DRV erzeugen. Die Lichtquelle 610 kann mindestens einen LED-Strang umfassen und der LED-Strang kann durch Ansteuerleistung V_DRV betrieben werden. Der Lichtquelle 610 kann durch einen ersten Ansteuerknoten 601 ein Ansteuerstrom I_LED zugeführt werden und die LED-Steuervorrichtung 630 kann mit dem ersten Ansteuerknoten 601 und einem zweiten Ansteuerknoten 602 verbunden sein.
Bei einer in 18 dargestellten Ausführungsform kann die LED-Steuervorrichtung 630 eine Leistungszufuhr 631, einen Controller 632, eine Schaltvorrichtung 633 und eine Dimmschaltvorrichtung 634 umfassen. Die Leistungszufuhr 631 kann eine erste interne Leistungsspannung V_INT1, eine zweite interne Leistungsspannung V_INT2 und eine dritte interne Leistungsspannung V_INT3 ausgeben und der Controller 632 kann bei einer ersten internen Leistungsspannung V_INT1 betrieben werden und die Schaltvorrichtung 633 kann bei der zweiten internen Leistungsspannung V_INT2 betrieben werden. Der Controller 632 kann ein Steuersignal CTR ausgeben, um die Schaltvorrichtung 633 zu steuern, und ein Dimmsteuersignal CTR_DIM, um die Dimmschaltvorrichtung 634 zu steuern, und sowohl das Steuersignal CTR als auch das Dimmsteuersignal CTR_DIM können ein PWM-Signal sein. Ein spezifischer Betrieb der Leistungszufuhr 631, des Controllers 632 und der Schaltvorrichtung 633 ist unter Bezugnahme auf andere, oben beschriebene Ausführungsformen nachvollziehbar.
Die Dimmschaltvorrichtung 634 kann bei der dritten internen Leistungsspannung V_INT3 betrieben werden und kann ansprechend auf das Dimmsteuersignal CTR_DIM eine Dimmsteuerspannung erzeugen. Bei der in 18 dargestellten Ausführungsform kann der LED-Treiber 630 eine Dimmfunktion bereitstellen und kann so Dimmsteueranschlüsse DIM+ und DIM- wie in 18 dargestellt umfassen. Die Dimmschaltvorrichtung 634 kann die Dimmsteuerspannung, die ansprechend auf das Dimmsteuersignal CTR_DIM erzeugt wurde, an die Dimmsteueranschlüsse DIM+ und DIM- ausgeben.
Das Dimmsteuersignal CTR_DIM kann zum Beispiel ein PWM-Signal sein und die Dimmschaltvorrichtung 634 kann eine Größe einer Dimmsteuerspannung abhängig von einer Einschaltdauer des Dimmsteuersignals CTR_DIM bestimmen. Wenn zum Beispiel angenommen wird, dass die Dimmsteuerspannung, welche die maximale Helligkeit ausgibt, 3 V beträgt, und die Einschaltdauer des Dimmsteuersignals CTR_DIM 50 % beträgt, kann die Dimmsteuerspannung 1,5 V betragen. Wenn die Einschaltdauer des Dimmsteuersignals CTR_DIM 30 % beträgt, kann die Dimmsteuerspannung 0,9 V betragen, und wenn die Einschaltdauer des Dimmsteuersignals CTR_DIM 80 % beträgt, kann die Dimmsteuerspannung 2,4 V betragen. Die Größe des LED-Stroms I_LED, der von dem LED-Treiber 530 ausgegeben wird, kann sich entsprechend der Größe der Dimmsteuerspannung ändern, und so kann eine Helligkeit eines Lichts, das aus der Lichtquelle 610 ausgegeben wird, angepasst werden. Bei der in 18 dargestellten Ausführungsform kann, da die Dimmfunktion durch die Dimmschaltvorrichtung 634 implementiert wird, die Einschaltdauer des Steuersignals CTR, das aus dem Controller 632 an die Schaltvorrichtung 633 ausgegeben wird, ein konstanter Wert sein.
19 und 20 stellen Leuchtvorrichtungen gemäß Ausführungsformen dar.
19 zeigt einen LED-Treiber 710, der eine Dimmfunktion bereitstellt, eine Lichtquelle 720 und eine LED-Steuervorrichtung 730. Bezug nehmend auf 19 kann der LED-Treiber 710 mit einem Eingabekabelbaum 711 und einem Ausgabekabelbaum 715 verbunden sein. Der Eingabekabelbaum 711 kann eine Mehrzahl von Eingangsklemmen 712-714 umfassen, welche eine Wechselstromleistung empfangen, und der Ausgabekabelbaum 715 kann eine Mehrzahl von Ausgangsklemmen 716-719 umfassen, um eine Ansteuerleistung, die durch den LED-Treiber 710 erzeugt wird, an die Lichtquelle 720, welche eine Mehrzahl von LEDs umfasst, zu übertragen. Von der Mehrzahl von Ausgangsklemmen 716-719 können die erste Ausgangsklemme 716 und die zweite Ausgangsklemme 717 Anschlüsse zum Ausgeben der Ansteuerleistung sein. Eine Spannung, die an die erste Ausgangsklemme 716 ausgegeben wird, kann zum Beispiel größer sein als eine Spannung, die an die zweite Ausgangsklemme 717 ausgegeben wird.
Der LED-Treiber 710 kann die Ansteuerleistung unter Verwendung der Wechselstromleistung erzeugen, die durch den Eingabekabelbaum 712 eingegeben wird. Der LED-Treiber 710 kann einen EMI-Filter, eine Gleichrichterschaltung, eine Wandlerschaltung und einen Controller umfassen. Die Gleichrichterschaltung kann die Wechselstromleistung in Gleichstromleistung umwandeln und die Wandlerschaltung kann die Ansteuerleistung unter Verwendung der Gleichstromleistung erzeugen. Abhängig von einem Anwendungsgebiet der Leuchtvorrichtung 700 kann der LED-Treiber 710 wasserfest und staubfest sein. Bei einer Ausführungsform kann der LED-Treiber 710 mit einem Dichtungselement abgedichtet sein, um ein Eindringen von Feuchtigkeit und Staub zu verhindern.
Bei einer Ausführungsform kann der LED-Treiber 710 einen Konstantstrom ausgeben, um die LEDs anzusteuern, die mit dem Ausgabekabelbaum 715 verbunden sind, und eine Größe des Konstantstroms kann durch den Controller des LED-Treibers 710 bestimmt werden. Der Controller kann eine Dimmfunktion bereitstellen, um die Größe des Konstantstroms, der von dem LED-Treiber 710 ausgegeben wird, innerhalb eines Nennstrombereichs anzupassen. Der Controller kann die Größe des Konstantstroms entsprechend einem Dimmsteuersignal anpassen, das durch die Dimmanschlüsse DIM+ und DIM- eingegeben wird, die oben unter Bezugnahme auf 18 beschrieben sind.
Bezugnehmend auf 19 können die Lichtquelle 720 und die LED-Steuervorrichtung 730 mit dem Ausgabekabelbaum 715 verbunden sein. Die LED-Steuervorrichtung 730 kann eine Leistungszufuhr 731, einen Controller 732, eine Schaltvorrichtung 733 und einen Dimm-Controller 734 umfassen. Wenn der Controller 732 einen Steuerbefehl, der einen Dimmbefehl umfasst, um eine Helligkeit von Licht zu ändern, das von der Lichtquelle 720 ausgegeben wird, von einem externen Controller über eine verdrahtete/drahtlose Kommunikation empfängt, kann der Controller 731 den Dimmbefehl in das Dimmsteuersignal umwandeln, das ein PWM-Signal ist, und kann das Dimmsteuersignal an den Dimm-Controller 734 übertragen. Der Dimm-Controller 734 kann einen Pegel einer Dimmsteuerspannung basierend auf einer Einschaltdauer des Dimmsteuersignals bestimmen und kann die Dimmsteuerspannung an die Dimmsteueranschlüsse DIM+ und DIM- ausgeben. Eine Größe des Konstantstroms, der von dem LED-Treiber 710 ausgegeben wird, kann abhängig von der Größe der Dimmsteuerspannung, die durch die Dimmsteueranschlüsse DIM+ und DIM- empfangen wird, steigen oder sinken.
20 zeigt eine Leuchtvorrichtung 800, welche einen LED-Treiber 810 umfasst, der keine Dimmfunktion bereitstellt. Bezugnehmend auf 20 kann der LED-Treiber 810 einen Eingabekabelbaum 811 und einen Ausgabekabelbaum 815 umfassen. Der Eingabekabelbaum 811 kann eine Mehrzahl von Eingangsklemmen 812-814 umfassen, welche eine Wechselstromleistung empfangen, und der Ausgabekabelbaum 815 kann eine Mehrzahl von Ausgangsklemmen 816 und 817 umfassen, um eine Ansteuerleistung, die durch den LED-Treiber erzeugt wird, an die LEDs zu übertragen. Der Ausgabekabelbaum 815 kann mit einer Lichtquelle 820 und einem LED-Steuervorrichtung 830 verbunden sein.
Bei der in 20 dargestellten Ausführungsform stellt der LED-Treiber 810 möglicherweise keine Dimmfunktion bereit und entsprechend ist ein Dimmsteueranschluss möglicherweise nicht in dem LED-Treiber 810 bereitgestellt. Entsprechend kann bei der in 20 dargestellten Ausführungsform die Dimmfunktion durch den Controller 832 und die Schaltvorrichtung 833 implementiert sein. Der Controller 832 kann zum Beispiel die Dimmfunktion implementieren, indem er eine Einschaltdauer eines Steuersignals anpasst, um einen Schalter ein-/auszuschalten, der in der Schaltvorrichtung 833 umfasst ist.
Gemäß der zuvor genannten Ausführungsformen kann durch Verbinden einer LED-Steuervorrichtung mit Ansteuerknoten, die einen LED-Treiber und eine Lichtquelle verbinden können, eine Kommunikation mit einem externen Controller und eine Dimmfunktion implementiert werden, ohne den LED-Treiber, der in einer bestehenden Leuchtvorrichtung umfasst ist, auszutauschen oder aufzurüsten. Entsprechend kann die Leuchtvorrichtung implementiert werden, die in der Lage ist, Abfall durch bereits eingebaute Vorrichtungen zu reduzieren und eine Nutzerfreundlichkeit zu erhöhen.
Die Komponenten, Elemente, Module oder Einheiten (in diesem Absatz zusammen als „Komponenten“ bezeichnet), die in den Zeichnungen durch einen Block dargestellt sind, können durch eine unterschiedliche Anzahl an Hardware, Software und/oder Firmware-Strukturen verkörpert werden, die verschiedene, oben beschriebene Funktionen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ausführen. Diese Komponenten können den LED-Treiber 20, die Leistungszufuhr 110, den Controller 120, den Schalttreiber SDV und den Dimm-Controller 734 umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein. Gemäß Ausführungsformen kann mindestens eine dieser Komponenten eine Direktschaltungskonfiguration verwenden, wie beispielsweise einen Speicher, einen Prozessor, eine Logikschaltung, eine Look-up-Tabelle usw., die die jeweiligen Funktionen durch Steuerungen von einem oder mehreren Mikroprozessoren oder anderen Steuereinrichtungen ausführen können. Mindestens eine dieser Komponenten kann insbesondere durch ein Modul, ein Programm, oder einen Teil von Code verkörpert sein, welches bzw. welcher einen oder mehrere Anweisungen umfasst, um spezifische Logikfunktionen durchzuführen, und kann von einem oder mehreren Mikroprozessoren oder anderen Steuereinrichtungen ausgeführt werden. Ferner kann mindestens eine dieser Komponenten einen Prozessor umfassen oder kann durch einen Prozessor implementiert werden, wie beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), welche die jeweiligen Funktionen durchführt, einen Mikroprozessor oder dergleichen. Zwei oder mehr dieser Komponenten können zu einer einzelnen Komponente kombiniert werden, die alle Vorgänge oder Funktionen der kombinierten zwei oder mehr Komponenten durchführt. Auch kann zumindest ein Teil von Funktionen von mindestens einer dieser Komponenten durch eine andere dieser Komponenten durchgeführt werden. Funktionale Aspekte der obigen Ausführungsformen können in Algorithmen implementiert werden, die einen oder mehrere Prozessoren ausführen.
Während die Ausführungsformen dargestellt und vorstehend beschrieben worden sind, wird dem Fachmann ersichtlich werden, dass Modifikationen und Variationen vorgenommen werden könnten, ohne sich von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung zu entfernen, so wie dieser durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Leuchtdioden(LED)-Steuervorrichtung aufweisend: eine Leistungszufuhr (110; 210; 410; 510; 631; 731; 831), die mit einem ersten Ansteuerknoten (21; 101; 201; 401; 501; 601; 716; 816) und einem zweiten Ansteuerknoten (22; 102; 202; 402; 502; 602; 717; 817) eines LED-Treibers (20; 300; 620; 710; 810) verbunden ist, der eingerichtet ist, einer Lichtquelle (30; 105; 205; 405; 505; 610; 720; 820) aufweisend eine Mehrzahl von LEDs eine Ansteuerleistung bereitzustellen; einen Controller (120; 220; 420; 520; 632; 732; 832), der eingerichtet ist, durch eine erste interne Leistungsspannung (V_INT1) betrieben zu werden, die durch die Leistungszufuhr (110; 210; 410; 510; 631; 731; 831) ausgegeben wird, und einen Steuerbefehl von einem externen Controller (240) zu empfangen; und eine Schaltvorrichtung (130; 130A; 230; 430; 530; 530A; 530B; 633; 733; 833), die mit dem zweiten Ansteuerknoten (22; 102; 202; 402; 502; 602; 717; 817) verbunden ist und die eingerichtet ist, durch eine zweite interne Leistungsspannung (V_INT2) betrieben zu werden, die durch die Leistungszufuhr (110; 210; 410; 510; 631; 731; 831) ausgegeben wird, und basierend auf einem Steuersignal, das aus dem Controller (120; 220; 420; 520; 632; 732; 832) ausgegeben wird, ansprechend auf den Steuerbefehl eine Helligkeit der Lichtquelle (30; 105; 205; 405; 505; 610; 720; 820) zu steuern.
LED-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schaltvorrichtung (130; 130A; 230; 430; 530; 530A; 530B; 633; 733; 833) einen Schalter (SW; SW1, SW2) aufweist, der zwischen die Lichtquelle (30; 105; 205; 405; 505; 610; 720; 820) und den zweiten Ansteuerknoten (22; 102; 202; 402; 502; 602; 717; 817) geschaltet ist, und einen Schalttreiber (SDV; SDV1, SDV2) aufweist, der eingerichtet ist, den Schalter (SW; SW1, SW2) ansprechend auf das Steuersignal (CTR; CTR1, CTR2) zu steuern.
LED-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Schalttreiber (SDV; SDV1, SDV2) eingerichtet ist, an den Schalter (SW; SW1, SW2) ein Pulsweitenmodulations(PWM)-Signal mit einer Frequenz und einer Einschaltdauer auszugeben, die durch das Steuersignal (CTR; CTR1, CTR2) bestimmt werden.
LED-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Controller (120; 220; 420; 520; 632; 732; 832) eingerichtet ist, ansprechend auf einen Dimmbefehl, der in dem Steuerbefehl umfasst ist, eine Einschaltdauer eines Pulsweitenmodulations(PWM)-Signals anzupassen, das von dem Schalttreiber (SDC; SDV1, SDV2) an den Schalter (SW; SW1, SW2) ausgegeben wird.
LED-Steuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Controller (120; 220; 420; 520; 632; 732; 832) eingerichtet ist, eine Einschaltdauer des PWM-Signals basierend darauf zu erhöhen, dass der Dimmbefehl ein Helligkeitsverstärkungsbefehl ist, und die Einschaltdauer des PWM-Signals basierend darauf zu verringern, dass der Dimmbefehl ein Helligkeitsverringerungsbefehl ist.
LED-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend eine Stromerfassungsschaltung (440), die mit einem ersten Ansteuerknoten (401) verbunden ist und eingerichtet ist, eine Erfassungsspannung zu erzeugen, indem ein Ansteuerstrom erfasst wird, der an der Lichtquelle (405) eingegeben wird, wobei der Controller (420) eingerichtet ist, zu bestimmen, ob ein Flimmern in der Lichtquelle (405) auftritt, indem ein Maß an Schwankung der Erfassungsspannung mit einem Referenzwert verglichen wird.
LED-Steuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Controller (420) eingerichtet ist, eine Betriebsfrequenz eines Schalters, der in der Schaltvorrichtung (430) umfasst ist und mit dem zweiten Ansteuerknoten (402) verbunden ist, zu ändern, wenn das Maß an Schwankung der Erfassungsspannung den Referenzwert übersteigt.
LED-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Leistungszufuhr einen ersten Regler (211) aufweist, der eingerichtet ist, die erste interne Leistungsspannung (V_INT1) zu erzeugen, und einen zweiten Regler (212), der eingerichtet ist, die zweite interne Leistungsspannung (V_INT2) zu erzeugen, und wobei die erste interne Leistungsspannung (V_INT1) und die zweite interne Leistungsspannung (V_INT2) unterschiedlicher Größe sind.
LED-Steuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die erste interne Leistungsspannung (V_INT1) kleiner ist als die zweite interne Leistungsspannung (V_INT2).
LED-Steuervorrichtung nach einer der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Schaltvorrichtung (130A; 530; 530A; 530B) einen ersten Schalter (SW1) und einen zweiten Schalter (SW2) umfasst, die zwischen den zweiten Ansteuerknoten (102) und die Lichtquelle (105) parallel geschaltet sind, und wobei, wenn der erste Schalter (SW1) eingeschaltet ist, der zweite Schalter (SW2) ausgeschaltet ist, und wenn der zweite Schalter (SW2) eingeschaltet ist, der erste Schalter (SW1) ausgeschaltet ist.
LED-Steuervorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Schaltvorrichtung (530A; 530B) einen Ableitwiderstand (536) aufweist, der zwischen den zweiten Schalter (SW2) und den zweiten Ansteuerknoten (502) geschaltet ist oder zwischen den zweiten Schalter (SW2) und die Lichtquelle (505) geschaltet ist.
LED-Steuervorrichtung nach Anspruch 11, wobei der erste Schalter (SW1) und der zweite Schalter (SW2) eingerichtet sind, durch ein einzelnes Pulsweitenmodulations(PWM)-Signal (CTR) gesteuert zu werden.
LED-Steuervorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei der erste Schalter (SW1) eingerichtet ist, durch ein erstes PWM-Signal (CTR1) gesteuert zu werden, und der zweite Schalter (SW2) eingerichtet ist, durch ein zweites PWM-Signal (CTR2) gesteuert zu werden, das eine gegensätzliche Phase zu einer Phase des ersten PWM-Signals (CTR1) aufweist und eine Größe aufweist, die sich von einer Größe des ersten PWM-Signals (CTR1) unterscheidet.
LED-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner aufweisend eine Dimmschaltvorrichtung (634), die mit einem Dimmsteueranschluss des LED-Treibers (620) verbunden ist und die eingerichtet ist, eine Dimmsteuerspannung an den Dimmsteueranschluss auszugeben, wobei die Dimmschaltvorrichtung (634) eingerichtet ist, das Steuersignal, das durch den Controller (632) erzeugt wird, in eine Dimmsteuerspannung umzuwandeln, und die Dimmsteuerspannung an den Dimmsteueranschluss auszugeben.
Leuchtvorrichtung aufweisend: einen Leuchtdioden(LED)-Treiber (20; 300; 620; 710; 810), der eingerichtet ist, eine Ansteuerleistung zum Ansteuern von LEDs unter Verwendung von Wechselstromleistung zu erzeugen, und die Ansteuerleistung durch einen ersten Ansteuerknoten (21; 101; 201; 401; 501; 601; 716; 816) und einen zweiten Ansteuerknoten (22; 102; 202; 402; 502; 602; 717; 817) auszugeben; eine Lichtquelle (30; 105; 205; 405; 505; 610; 720; 820) aufweisend mindestens einen LED-Strang, der die LEDs aufweist und zwischen den ersten Ansteuerknoten (21; 101; 201; 401; 501; 601; 716; 816) und mindestens einen LED-Knoten (103) geschaltet ist; und eine LED-Steuervorrichtung (40; 100; 200; 400; 500; 630; 730), die mit dem ersten Ansteuerknoten (21; 101; 201; 401; 501; 601; 716; 816), dem zweiten Ansteuerknoten (22; 102; 202; 402; 502; 602; 717; 817) und dem LED-Knoten (103) zwischen den LED-Treiber (20; 300; 620; 710; 810) und die Lichtquelle (30; 105; 205; 405; 505; 610; 720; 820) geschaltet ist, wobei die LED-Steuervorrichtung (40; 100; 200; 400; 500; 630; 730) einen Controller (120; 220; 420; 520; 632; 732; 832) aufweist, der zur Kommunikation mit einem externen Controller (240) verbunden ist, eine Schaltvorrichtung (130; 130A; 230; 430; 530; 530A; 530B; 633; 733; 833), die zwischen den LED-Knoten (103) und den zweiten Ansteuerknoten (22; 102; 202; 402; 502; 602; 717; 817) geschaltet ist und die eingerichtet ist, den LED-Strang ansprechend auf ein Steuersignal zu steuern, das von dem Controller ausgegeben wird, und eine Leistungszufuhr, die mit dem ersten Ansteuerknoten (21; 101; 201; 401; 501; 601; 716; 816) und dem zweiten Ansteuerknoten (22; 102; 202; 402; 502; 602; 717; 817) verbunden ist und eingerichtet ist, eine interne Leistungsspannung für einen Betrieb des Controllers (120; 220; 420; 520; 632; 732; 832) und der Schaltvorrichtung (130; 130A; 230; 430; 530; 530A; 530B; 633; 733; 833) auszugeben.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 15, wobei der LED-Treiber (300; 620; 710; 810) eine Gleichrichterschaltung (320) aufweist, die eingerichtet ist, die Wechselstromleistung gleichzurichten, und eine Wandlerschaltung (330), die eingerichtet ist, die Ansteuerleistung unter Verwendung einer Ausgabe der Gleichrichterschaltung (320) zu erzeugen.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, wobei der LED-Treiber (300; 620; 710; 810) einen ersten Dimmsteueranschluss und einen zweiten Dimmsteueranschluss umfasst, die sich von dem ersten Ansteuerknoten (21; 101; 201; 401; 501; 601; 716; 816) und dem zweiten Ansteuerknoten (22; 102; 202; 402; 502; 602; 717; 817) unterscheiden und eingerichtet sind, eine Größe eines Stroms, der an den ersten Ansteuerknoten (21; 101; 201; 401; 501; 601; 716; 816) ausgegeben wird, basierend auf einer Dimmsteuerspannung, die an dem ersten Dimmsteueranschluss und dem zweiten Dimmsteueranschluss eingegeben wird, anzupassen, und wobei die LED-Steuervorrichtung (40; 100; 200; 400; 500; 630; 730) ferner eine Dimmschaltvorrichtung (634) aufweist, die eingerichtet ist, die Dimmsteuerspannung ansprechend auf das Steuersignal auszugeben.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüchen 15 bis 17, wobei die Schaltvorrichtung (530; 530A; 530B) einen ersten Schalter (SW1) und einen zweiten Schalter (SW2) aufweist, die zwischen den LED-Knoten und den zweiten Ansteuerknoten (502) parallel geschaltet sind, und wobei der Controller eingerichtet ist, wahlweise den ersten Schalter (SW1) oder den zweiten Schalter (SW2) einzuschalten, während die Lichtquelle (505) in Betrieb ist.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 18, wobei der erste Schalter (SW1) direkt mit dem LED-Knoten und dem zweiten Ansteuerknoten (502) verbunden ist, und wobei der zweite Schalter (SW2) mit dem LED-Knoten und/oder dem zweiten Ansteuerknoten (502) durch einen Widerstand (536) oder einen Induktor verbunden ist.
Leuchtdioden(LED)-Steuervorrichtung aufweisend: eine Leistungszufuhr (731; 831), die mit einer ersten Ausgangsklemme und einer zweiten Ausgangsklemme aus einer Mehrzahl von Ausgangsklemmen verbunden ist, die in einem Ausgabekabelbaum (715; 815) eines LED-Treibers (710; 810) umfasst sind, und die eingerichtet ist, eine erste interne Leistungsspannung und eine zweite interne Leistungsspannung unter Verwendung von Ansteuerleistung zu erzeugen, die durch den LED-Treiber (710; 810) ausgegeben wird; einen Controller (730; 830), der eingerichtet ist, durch die erste interne Leistungsspannung betrieben zu werden und ein Pulsweitenmodulations(PWM)-Signal als Steuersignal basierend auf einem Steuerbefehl, der von einem externen Controller empfangen wird, zu erzeugen; und eine Schaltvorrichtung (733; 833), die mit der zweiten Ausgangsklemme verbunden ist, die eingerichtet ist, durch die zweite interne Leistungsspannung betrieben zu werden und eine Helligkeit von mindestens einer aus einer Mehrzahl von LEDs, die durch die Ansteuerleistung betrieben werden, basierend auf dem Steuersignal anzupassen.