FI128220B - LED-valolähde ja menetelmä LED-valolähteen värisävyn tai värilämpötilan säätämiseen - Google Patents

LED-valolähde ja menetelmä LED-valolähteen värisävyn tai värilämpötilan säätämiseen Download PDF

Info

Publication number
FI128220B
FI128220B FI20165143A FI20165143A FI128220B FI 128220 B FI128220 B FI 128220B FI 20165143 A FI20165143 A FI 20165143A FI 20165143 A FI20165143 A FI 20165143A FI 128220 B FI128220 B FI 128220B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
led
series
light source
pulse width
color
Prior art date
Application number
FI20165143A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20165143A (fi
Inventor
Olli Turunen
Original Assignee
Teknoware Oy
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teknoware Oy filed Critical Teknoware Oy
Priority to FI20165143A priority Critical patent/FI128220B/fi
Priority to PL17157136T priority patent/PL3211969T3/pl
Priority to ES17157136T priority patent/ES2795978T3/es
Priority to EP17157136.7A priority patent/EP3211969B1/en
Priority to CN201710222641.5A priority patent/CN107124786B/zh
Priority to US15/440,780 priority patent/US9848475B2/en
Publication of FI20165143A publication Critical patent/FI20165143A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI128220B publication Critical patent/FI128220B/fi

Links

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
    • 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
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/003—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array
    • 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
    • H05B44/00—Circuit arrangements for operating electroluminescent light sources
    • 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
    • H05B45/395—Linear regulators
    • H05B45/397—Current mirror circuits
    • 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
    • H05B47/16—Controlling the light source by timing means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

Valolähteessä useat rinnakkaiset LED-sarjat tai –pylväät (R, G, B) jakavat saman virtalähteen (12) virran ajan funktiona. Virranjako LED-sarjoille suoritetaan puolijohdekytkimillä (Q1, Q2, Q3), jotka on kytketty sarjaan LED-sarjojen kanssa. Kutakin puolijohdekytkintä 5 ja sitä vastaavaa LED-sarjaa ohjataan omalla pulssinleveysmoduloidulla värinohjaussignaalilla (C1, C2, C3). Pulssileveysmoduloidut värinohjaussignaalit ohjaavat puolijohdekytkimet (Q1, Q2, Q3) ja LEDsarjat (R, G, B) sekventiaalisesti yksi kerrallaan aktiiviseksi ja ottamaan virtaa yhteisestä virtalähteestä (12) vastaavan pulssinleveysmoduloidun värinohjaussig10 naalin (C1, C2, C3) määrittämän ajan. Tämä ohjaus aikaansaa värinsävyn tai värilämpötilan säädön, joka on riippumaton jaetun virtalähteen toiminnasta. Valolähteen värisävyn tai värilämpötilaan säätöä voidaan ohjata kahdella pulssinleveysmoduloidulla värisignaalilla (A, B), joista muodostetaan LED-valolähteessä tarvittava määrä pulssinleveysmoduloituja värinohjaussignaaleja (C1, C2, C3) LED15 sarjoille loogisilla operaatioilla, kuten NOR, XOR ja AND –operaatioilla.

Description

Keksinnön tausta
Keksintö liittyy LED-valolähteisiin ja erityisesti LED-valolähteiden vä5 risävyn ja värilämpötilan säätöön.
LED-valaistus (Light Emitting Diode) on yleistynyt hyvin monenlaisissa käyttökohteissa. LED-valonlähteiden etuja ovat erityisesti niiden energiatehokkuus ja pitkä elinikä. LED-valonlähteitä voidaan käyttää myös ajoneuvojen sisätiloissa pää- ja yövalaistuksena. LED-valonlähteet soveltuvat myös erinomaisesti ra10 kennusten, laivojen ja muiden vastaavien kohteiden turva valaistuksen toteuttamiseen.
RGB (Red-Green-Blue) tarkoittaa valon kolmea pääväriä punainen, vihreä ja valkoinen, joista voidaan muodostaa muut värit ja valkoinen. Tavanomainen yksittäinen LED voi lähettää ainoastaan yksiväristä (monokromaattista) valoa, joka 15 voi olla yksi näistä kolmesta pääväristä. Useamman värin muodostamiseksi voidaan käyttää kolmea LEDiä yhdessä RGB-sekoitukseen. RGB LED on periaatteessa kolme lähekkäin sijoitettua, usein samaan pakkaukseen yhdistettyä yksiväristä LEDiä, joiden värit ovat punainen, vihreä ja sininen (Red-Green-Blue). Kun RGB-LEDin kaikki LEDit säteilevät suhteessa yhtä suurella valoteholla ja käytetään oikean20 laista optiikkaa, näyttää RGB-LEDistä säteilevä valo ihmissilmään valkoiselta. RGBLEDin värilämpötilaa voidaan helposti muuttaa säätämällä valonlähteen eriväristen LEDien säteilytehoa.
Säätömenetelmät pyrkivät useimmiten vaikuttamaan päästövirran arvoon. Yleinen tapa säätää LED-valolähteen valovoimakkuutta (intensiteettiä) on 25 käyttää pulssinleveysmodulaatiota (Pulse Width Modulation, PWM) eli moduloida valolähteelle syötettävää tehoa. Pulssinleveysmodulaatiolla ohjattaessa LEDille syötettävän virran huippuarvo on vakio, mutta virran keskiarvoa ohjataan säätämällä virtapulssin pituutta (päälläoloaikaa) suhteessa jaksonaikaan. Tyypillisesti kytkentätaajuutena käytetään vähintään yli 200 hertsiä, jotta ihmissilmä ei ha30 vaitse valon välkkymistä. RGB-valolähteen tapauksessa jokaisen yksivärisen LEDin tai LED-ketjun valotehoa säädetään erikseen ja jokaisella on oma vakiovirtaregulaattori. RGB-LED-valolähteen värinmuutos ja himmennys vaatii siten kolme PWM-signaalia, joista kukin moduloi tehonsyöttöä yhdelle LED-ketjulle. Tällaiseen ratkaisuun liittyy useita epäkohtia ja ongelmia. Valolähteen tehonotto on vahvasti 35 pulssimaista ja virranotto vaihtelee välillä 0-300 % valolähteen nimellisvirrasta.
20165143 prh 29 -11- 2019
Jokaisen yksittäisen PWM-signaalin pulssisuhteen muuttaminen vaikuttaa sekä värisävyyn että himmennykseen. Värisävylle on täysi resoluutio vain 100 % teholla (PWM-signaalien yhteenlaskettu pulssinleveys on 100 %J. Kun LEDiä himmennetään, värisävyjen resoluutio huononee ja värisävy muuttuu jokaisella askeleella.
Vierekkäisten LED-ketjujen värisävyt ja intensiteetit vaihtelevat vakiovirtaregulaattorien toleranssien mukaan. LED-valaisimen lämpeneminen pahentaa ilmiötä.
Toinen tunnettu ratkaisu on jatkuvan virran säätö (Constant Current Reduction, CCRJ, jossa LEDin päästövirran suuruutta säädetään lineaarisesti. Ratkaisussa jokaisen LED-valolähteen LED-ketjun jokaisella varikomponentilla on 10 oma säädettävä virtaregulaattori, joilla valolähteen värin muutos ja himmennys tehdään säätämällä jokaisen värikomponentin LED-ketjun virtaa erikseen. Myös tähän ratkaisuun liittyy useita epäkohtia ja ongelmia. Värisävylle on täysi resoluutio vain 100 % teholla. Kun LED-valolähdettä himmennetään, värisävyjen resoluutio huononee ja värisävy muuttuu jokaisella askeleella. Värin resoluutio on heikko 15 jo 100 % tehollakin, koska LEDillä tietty minimivirta, jonka alapuolella LEDin toimintaa ei ole määritelty. LEDin intensiteetti virran funktiona ei ole lineaarinen, mikä tekee värisävyn laskennasta vaikeaa ja värisävy muuttuu himmennyksen mukana osittain tämän ilmiön vuoksi. Valolähdettä ohjaavan mikrokontrollerin tarvitsee tarkistaa, ettei LED-valolähteen minkään värikomponentin virta ei alita LEDin 20 minivirtaa. Jos minimivirta ollaan alittamassa, täytyy kyseinen värikomponentti sammuttaa tai nostaa sen virta minimitasolle. Valkoisen valon minimi-intensiteetti rajoittuu LED-valolähteessä kolminkertaiseen LEDin minimivirtaan, koska jokaisen värin LEDillä on oltava vähintään minimivirta. Vierekkäisten LED-ketjujen värisävyt ja intensiteetit vaihtelevat niiden virtaregulaattorien toleranssien mukaan. 25 LED-valolähteen epätasainen lämpeneminen pahentaa tätä ilmiötä.
Tekniikan tasosta tunnetaan julkaisu US 2005/116922 AI, jossa väriLCD-näyttö käyttää yhteistä jännitelähdettä kolmivärisen pikselin punaiselle, vihreälle ja siniselle (RGB, red-green-bluej LED-komponentille. Jännitteen tasoa säädetään syklisesti niin, että se vastaa kunkin värikomponentin LEDin kynnysjänni30 tettä sen ajan, kun kyseinen väri palaa. Muita tekniikan tasosta tunnettuja julkaisuja, joissa ohjaussignaalit vaikuttavat LEDien säteilemän valon määrään ja/tai väriin, ovat US 2008/116818 Al, WO 2015/074881 AI, US 2007/222743 AI, US 2009/251071 AI, US 2010/148703 Al ja EP 1 487 243 AI.
20165143 prh 29 -11- 2019
Keksinnön lyhyt selostus
Keksinnön tavoitteena on LED-valolähde, jonka värisävyn tai värilämpötilan säädössä on lievennetty tai vältetty ainakin osa tunnetun tekniikan ongelmista ja epäkohdista. Keksinnön tavoite saavutetaan oheisten itsenäisten patentti5 vaatimusten mukaisella LED-valolähteellä ja säätömenetelmällä. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.
Keksinnön eräs aspekti on LED-valolähde, joka käsittää ainakin kolme rinnakkaista LED-sarjan ja puolijohdekytkinelimen sarjankytkentää, jotka on sovitettu jakamaan yhteinen virtalähde ajan funktiona, sekä värisävyn tai värilämpöti10 lan ohjaimen, joka on sovitettu muodostamaan ainakin kolme pulssinleveysmoduloitua ohjaus-signaalia mainittujen ainakin kolmen puolijohdekytkimen ja LEDsarjan sarjaan-kytkennän ohjaamiseksi sekventiaalisesti yksi kerrallaan aktiiviseksi ja ottamaan virtaa mainitusta yhteisestä virtalähteestä vastaavan pulssinleveysmoduloidun ohjaussignaalin määrittämän ajan.
Eräässä suoritusmuodossa mainittu yhteisen virtalähteen virta on säädettävissä valointensiteetin säätämiseksi.
Eräässä suoritusmuodossa mainitut ainakin kolme LED-sarjaa on sovitettu lähettämään vastaavasti ainakin kahta eriväristä valoa.
Eräässä suoritusmuodossa mainitut ainakin kolme LED-sarjaa käsittä20 vät oleellisesti kahta, kolmea tai neljää eri väriä lähettävät LED-sarjat.
Eräässä suoritusmuodossa mainittu valolähde on RGB-LED-valolähde, jonka ainakin kolme LED-sarjaa käsittävät oleellisesti punaista valoa lähettävän ensimmäisen LED-sarjan (R), oleellisesti vihreää valoa lähettävän toisen LED-sarjan (G), ja oleellisesti sinistä valoa lähettävän kolmannen LED-sarjan (B).
Eräässä suoritusmuodossa mainittu valolähde on RGBW-LED-valolähde, jonka ainakin kolme LED-sarjaa käsittävät oleellisesti punaista valoa lähettävän ensimmäisen LED-sarjan (R), oleellisesti vihreää valoa lähettävän toisen LED-sarjan (B), oleellisesti sinistä valoa lähettävän kolmannen LED-sarjan (B) ja oleellisesti valkoista valoa lähettävän neljännen LED-sarjan (W).
Eräässä suoritusmuodossa mainitut ainakin kolme LED-sarjaa käsittävät oleellisesti valkoista valoa lähettävät ensimmäisen LED-sarjan ja toisen LEDsarjan, ja ainakin yhden ei-valkoista väriä lähettävän LED-sarjan.
Eräässä suoritusmuodossa LED-valolähde käsittää ensimmäisen LEDryhmän, jossa on mainitut ainakin kolme rinnakkaista LED-sarjan ja puolijohdekyt35 kinelimen sarjankytkentää, ja ainakin yhden rinnakkaisen LED-ryhmän, jossa on
20165143 prh 29 -11- 2019 vastaavat ainakin kolme rinnakkaista LED-sarjan ja puolijohdekytkinelimen sarjankytkentää, mainitulla ainakin yhdellä rinnakkaisella LED-ryhmällä on kullakin oma, ajan funktiona jaettu yhteinen virtalähde, ja värisävyn tai värilämpötilan ohjaimen mainitut ainakin kolme pulssinleveysmoduloitua värinohjaussignaalia on 5 sovitettu ohjaamaan kaikkia LED-ryhmiä samanaikaisesti rinnakkain, jolloin vastaava puolijohdekytkimen ja LED-sarjan sarjaankytkentä on samanaikaisesti ohjattu aktiiviseksi ja ottamaan virtaa mainitusta yhteisestä virtalähteestä vastaavan pulssinleveysmoduloidun ohjaussignaalin määrittämän ajan kaikissa LED-ryhmissä.
Eräässä suoritusmuodossa mainittu värisävyn tai värilämpötilan ohjain on sovitettu muodostamaan mainitut ainakin kolme pulssinleveysmoduloitua värinohjaussignaalia kahdesta pulssinleveysmoduloidusta värinohjaussignaalista.
Keksinnön eräs aspekti on menetelmä keksinnön jonkin suoritusmuodon mukaisen LED-valolähteen värisävyn tai värilämpötilan säätämiseksi, joka me15 netelmä käsittää ohjataan LED-valolähteen värisävyä tai värilämpötilaa kahdella pulssinleveysmoduloidulla ohjaussignaalilla, ja muodostetaan LED-valolähteessä näistä kahdesta ohjaussignaalista mainitut ainakin kolme pulssinleveysmoduloitua värinohjaussignaalia
Eräässä suoritusmuodossa kahden pulssinleveysmoduloidun ohjaussignaalin tilat muodostavat sekventiaalisesti ainakin kolme tilakombinaatiota, joista kukin edustaa yhtä mainituista ainakin kolmesta värinohjaussignaalista.
Eräässä suoritusmuodossa mainittujen kahden pulssinleveysmoduloidun värinohjaussignaalin nousevat reunat ovat oleellisesti samanaikaiset ja mai25 nituista kahdesta ohjaussignaalista muodostetaan kolme pulssinleveysmoduloitua värinohjaussignaalia loogisilla operaatioilla, edullisesti loogisilla NOR, XOR ja AND -operaatioilla.
Eräässä suoritusmuodossa mainittujen kahden pulssinleveysmoduloidun värinohjaussignaalin nousevat reunat ovat oleellisesti samanaikaiset ja mai30 nituista kahdesta ohjaussignaalista muodostetaan neljä pulssinleveysmoduloitua värinohjaussignaalia loogisilla operaatioilla, joista pulssinleveysmoduloidusta värinohjaussignaaleista kaksi on käytettävissä jokaisessa ohjausjaksossa ja kaksi muuta selektiivisesti valittavissa.
20165143 prh 29 -11- 2019
Eräässä suoritusmuodossa mainittujen kahden pulssinleveysmoduloidun värinohjaussignaalin nousevilla reunoilla on vaihe-ero, mainituista kahdesta ohjaussignaalista muodostetaan neljä pulssin-leveysmoduloitua värinohjaussignaalia vastaavasti loogisilla operaatioilla.
Keksinnön eräs aspekti on valaisin, joka käsittää keksinnön jonkin suoritusmuodon mukaisen LED-valolähteen.
Keksinnön eräs aspekti on valaistusjärjestelmä, käsittää keksinnön jonkin suoritusmuodon mukaisia LED-valolähteitä ja ohjausvälineet niiden värisävyn tai värilämpötilan säätämiseksi keksinnön jonkin suoritusmuodon mukaisella melo netelmällä.
Kuvioiden lyhyt selostus
Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista:
Kuvio 1 on esimerkkisuoritusmuodon mukaisen RGB-LED-valolähteen periaatteellinen lohko- ja kytkentäkaavio;
Kuvio 2 on signaalikaavio, joka esittää esimerkin kuvion 1 valolähteen ohjaussignaaleista kahden ohjausjakson aikana;
Kuvio 3 on signaalikaavio, joka esittää esimerkin kuvion 1 valolähteen ohjaussignaalien muodostamisesta kahdesta pulssinleveysmoduloidusta värisig20 naalista;
Kuvio 4 on esimerkkisuoritusmuodon mukaisen RGB-LED-valolähteen, jossa on useita LED-ryhmiä, periaatteellinen lohko- ja kytkentäkaavio;
Kuvio 5 on esimerkkisuoritusmuodon mukaisen RGBW-LED-valolähteen periaatteellinen lohko- ja kytkentäkaavio;
Kuvio 6 on signaalikaavio, joka esittää esimerkin kuvion 5 valolähteen ohjaussignaalien muodostamisesta kahdesta pulssinleveysmoduloidusta värisignaalista;
Kuvio 7 esittää vielä erään esimerkin logiikasta valolähteen ohjaussignaalien muodostamisesta kahdesta pulssinleveysmoduloidusta värisignaalista;
Kuvio 8 on signaalikaavio, joka esittää esimerkin valolähteen ohjaussignaalien muodostamisesta kuvion 7 logiikalla kahdesta pulssinleveysmoduloidusta värisignaalista, joiden nousevat reunat ovat samanaikaiset; ja
Kuvio 9 on signaalikaavio, joka esittää esimerkin valolähteen ohjaussignaalien muodostamisesta kuvion 7 logiikalla kahdesta pulssinleveysmoduloidusta 35 värisignaalista, joiden nousevat reunat ovat vaihesiirrossa.
20165143 prh 29 -11- 2019
Esimerkkisuoritusmuotojen selitys
Keksinnön erään aspektin mukaisesti useat rinnakkaiset LED-sarjattai -pylväät jakavat saman virtalähteen virran ajan funktiona. Virranjako LED-sarjoille suoritetaan puolijohdekytkimillä, jotka on kytketty sarjaan LED-sarjojen 5 kanssa. Kutakin puolijohdekytkintä ja sitä vastaavaa LED-sarjaa ohjataan omalla pulssinleveysmoduloidulla värinohjaussignaalilla. Pulssileveysmoduloidut ohjaussignaalit ohjaavat puolijohdekytkimet ja LED-sarjat sekventiaalisesti yksi kerrallaan aktiiviseksi ja ottamaan virtaa yhteisestä virtalähteestä vastaavan pulssinleveysmoduloidun ohjaussignaalin määrittämän ajan. Tämä ohjaus aikaansaa värin10 sävyn tai värilämpötilan säädön, joka on riippumaton jaetun virtalähteen toiminnasta. Jaettu virtalähde vaikuttaa vain valolähteen valovoimakkuuteen tai valointensiteettiin, kun taas värisävyn tai värilämpötilan säädöllä on täysi resoluutio kaikilla päästövirran arvoilla. Esimerkiksi himmennettävän jaetun virtalähteen käyttö ei vaikuta keksinnön mukaiseen värisävyn tai värilämpötilan säätöön vaan him15 mennys on siitä erillinen toiminto. Valolähteen värisävyn tai värilämpötilaan säätöä voidaan edullisesti ohjata kahdella pulssinleveysmoduloidulla värisignaalilla, joista muodostetaan LED-valolähteessä tarvittava määrä pulssinleveysmoduloituja värinohjaussignaaleja led-sarjoille loogisilla operaatioilla, kuten NOR, XOR ja AND -operaatioilla.
LED-sarjat voivat olla sovitettu lähettämään vastaavasti ainakin kahta eriväristä valoa. Eräissä esimerkkisuoritusmuodoissa LED-sarjat käsittävät oleellisesti kahta, kolmea tai neljää eri väriä lähettävät LED-sarjat. Vaikka seuraavat esimerkkisuoritusmuodot on esitetty toteutettuna tietyillä LEDeillä, kuten RGB-ledit, näiden sijasta tai lisäksi voidaan käyttää mitä tahansa LED-tyyppejä ja värejä, ku25 ten Cyan, Yellow ja Magenta -LEDejä, minä tahansa yhdistelmänä.
Keksinnön eräissä esimerkkisuoritusmuodoissa valolähde on RGBLED-valolähde. Kuviossa 1 on esitetty periaatteellinen esimerkki RGB-LED-valolähteestä. Tässä esimerkissä valolähde käsittää kolme rinnakkainkytkettyä LEDsarjaa: oleellisesti punaista valoa lähettävän ensimmäisen LED-sarjan (R), oleelli30 sesti vihreää valoa lähettävän toisen LED-sarjan (G) ja oleellisesti sinistä valoa lähettävän kolmannen LED-sarjan (B). Tavanomainen yksittäinen LED voi lähettää ainoastaan yksiväristä (monokromaattista) valoa, joka voi olla yksi näistä kolmesta pääväristä. Useamman värin muodostamiseksi voidaan käyttää kolmea rinnakkaista LEDiä yhdessä RGB-sekoitukseen. Kuvion 1 esimerkissä eriväriset LEDit R, 35 G ja B on esitetty erillisinä, lähekkäin sijoitettuina komponentteina, mutta ne voi
20165143 prh 29 -11- 2019 olla yhdistetty samaan pakkaukseen muodostamaan RGB-LED, jota on kuvion 1 esimerkissä havainnollistettu katkoviivalla 10. Rinnakkaiset LED-sarjat, kuten R, G ja B, ja niiden kanssa sarjaankytketyt puolijohdekytkimet voivat muodostaa ryhmän 11. LED-valolähteessä voi olla useita rinnakkaisia LED-ryhmiä 11, jotka muodosta5 vat suuremman kokonaisuuden, kuten on havainnollistettu kuviossa 4. Kuvion 4 esimerkkisuoritusmuoto on edullisesti samanlainen kuin kuviossa 1, mutta siinä on kolme rinnakkaista LED-ryhmää 11, joita ohjataan samoilla pulssinleveysmoduloiduilla ohjaussignaaleilla Cl, C2 ja C3. Useat LED-ryhmät 11 voivat jakaa yhteisen virtalähteen 12, mutta edullisesti kullakin LED-ryhmällä 11 voi olla oma virta10 regulaattori 12, kuten kuviossa 4 on havainnollistettu erillisillä syöttölinjoilla. Tällöinkin ratkaisu säästää kolme virtaregulaattoria per LED-ryhmä verrattuna tunnettuihin ratkaisuihin. Virtaregulaattorit 12 voivat käyttää yhteistä DIM PWM-signaalia, kuten kuviossa 4 on havainnollistettu.
Kuvion 1 esimerkissä on kussakin LED-sarjassa kuusi LEDiä myötä15 suuntaisesti sarjaankytkettynä, mutta LEDien määrää ei ole rajoitettu tähän vaan yhdessä LED-sarjassa voi olla mikä tahansa määrä LEDejä. Yleisesti tässä dokumentissa LED-sarja tai -pylväs tarkoittaa kahden tai useamman LEDin myötäsuuntaista sarjaankytkentää, jossa seuraavan LEDin katodi on kytketty edellisen LEDin anodiin. Kunkin LED-sarjan R, G ja B virtatielle on kytketty sarjaan puolijohdekyt20 kin QI, Q2 ja vastaavasti Q3 sulkemaan ja avaamaan virtatie ohjauksen mukaisesti.
Kuvion 1 esimerkissä kukin puolijohdekytkin QI, Q2 ja Q3 on kytketty LED-sarjan R, G ja vastaavasti B alapäähän (matalamman jännitteen päähän) eli katodipäähän, mutta puolijohdekytkin QI, Q2 ja Q3 voidaan kytkeä LED-sarjan R, G ja vastaavasti B yläpäähän (korkeamman jännitteen päähän) eli anodipäähän, tai muuhun koh25 taan LED-sarjassa. Kuvion 1 esimerkissä alapään jännite on esitetty nollapotentiaalina (maa), mutta se voi olla mikä tahansa yläpäähän nähden matalampi tai negatiivisempi jännite, niin että LED-sarjat ovat myötäsuuntaisesti biasoituja. Kuvion 1 esimerkissä kutakin kytkintä QI, Q2 ja Q3 on havainnollistettu yhdellä puolijohdekytkimellä, mutta kytkin voi olla kytkinpiiri, joka käsittää useita lisäkomponent30 teja, kuten vastuksia, transistoreita, operaatiovahvistimia, jne. Kuvion 1 esimerkissä puolijohdekytkimet QI, Q2 ja Q3 on esitetty kanavatransistoreina (FET), mutta ne voidaan toteuttaa millä tahansa puolijohdekytkimillä, jotka soveltuvat LED-ketjun virtatien katkaisuun, kuten esimerkiksi bipolaaritransistori, puolijohderele yms.
LED-sarjat R, G ja B on kytketty yhteiseen virtalähteeseen tai virtaregulaattoriin 12, jonka ne jakavat ajan funktiona. Tämä tarkoittaa, että LED-sarjat R, G
20165143 prh 29 -11- 2019 ja B ohjataan peräkkäin, yksi LED-sarja kerrallaan ottamaan virtaa jaetusta virtalähteestä 12. Kuvion 1 esimerkissä LED-sarjan R kytkintä Q1 ohjaa pulssinleveysmoduloitu värinohjaussignaali Cl, LED-sarjan G kytkintä Q2 ohjaa pulssinleveysmoduloitu värinohjaussignaali C2 ja LED-sarjan B kytkintä Q3 ohjaa pulssinle5 veysmoduloitu värinohjaussignaali C3. Kuviossa 2 on esitetty esimerkki ohjaussignaaleista Cl, C2 ja C3 kahden ohjausjakson Jakso 1 ja Jakso 2 aikana. Vaikka esimerkissä ohjaussekvenssin järjestys on R, G ja B, LED-sarjoja voidaan ohjata missä tahansa järjestyksessä. Jakson alussa, hetkellä tl, ohjaussignaali Cl vaihtuu OFFtilasta ON-tilaan aloittaen ohjauspulssin, ohjaussignaali C2 pysyy OFF-tilassa ja oh10 jaussignaali C3 vaihtuu ON-tilasta OFF-tilaan. Virta kulkee LED-sarjan R läpi ja
LED-sarja R lähettää valoa ohjauspulssin leveyden määräämän ajan tl-t2. LED-sarjojen G ja B läpi ei kulje virtaa ja ne ovat sammutettuja. Hetkellä t2, ohjaussignaali Cl vaihtuu OFF-tilaan, ohjaussignaali C2 vaihtuu ON-tilaan aloittaen ohjauspulssin ja ohjaussignaali C3 pysyy OFF-tilassa. Nyt virta kulkee LED-sarjan G läpi ja LED15 sarja G lähettää valoa ohjauspulssin leveyden määräämän ajan t2-t3. LED-sarjojen
R ja B läpi ei kulje virtaa ja ne ovat sammutettuja. Hetkellä t3, ohjaussignaali Cl pysyy OFF-tilassa, ohjaussignaali C2 vaihtuu OFF-tilaan ja ohjaussignaali C3 vaihtuu ON-tilaan aloittaen ohjauspulssin. Virta kulkee LED-sarjan B läpi ja LED-sarja B lähettää valoa ohjauspulssin leveyden määräämän ajan t3-t4. LED-sarjojen R ja G 20 läpi ei kulje virtaa ja ne ovat sammutettuja. Sitten sama sekvenssi toistuu seuraavassa jaksossa. LED-sarjojen pulssinleveyksien suhdetta eli suhteellista osuutta koko ohjausjaksosta säätämällä voidaan säätää valolähteen haluttu värisävy tai värilämpötila. Esimerkiksi jos lisätään punaisen valon osuutta, sinisen tai vihreän valon tai molempien osuutta koko ohjausjaksosta pienennetään. Kuvion 4 esimer25 kissä, jossa on useita ryhmiä, ohjaussignaalit Cl, C2 ja C3 ohjaavat samanaikaisesti jokaista ryhmää 11. Esimerkiksi ohjaussignaalin Cl ohjauspulssi sytyttää samanaikaisesti LED-sarjan R jokaisessa ryhmässä 11.
Aikajaon ansiosta tarvitaan vain yksi virtalähde 12 yhdessä LED-ryhmässä, josta otetaan käytännössä sama virta kaikkiin LED-sarjoihin. Jaetun virta30 lähteen 12 toleranssit vaikuttavat vain LED-sarjojen valonvoimakkuuteen eli intensiteettiin ja vaikutus on sama kaikille LED-sarjoille LED-ryhmässä. Jaetun virtalähteen 12 toleranssit eivät vaikuta LED-valolähteen värisävyihin. Kun LED-valolähteessä on useita rinnakkaisia LED-ryhmiä 11, joilla kullakin on oma virtaregulaattori 12, kuten kuvion 4 esimerkissä, eri LED-ryhmien 11 virtalähteiden 12 to
20165143 prh 29 -11- 2019 leranssit näkyvät eri LED-ryhmien 11 välisenä intensiteettierona mutta eivät edelleenkään aiheuta värisävyeroja. Jaettu virtalähde 12 ja koko valolähde saa sähkötehonsa sopivasta teholähteestä 13, joka on esimerkiksi 24 voltin tasajännitelähde.
Eräissä suoritusmuodoissa jaettu virtalähde 12 voi olla varustettu him5 mennystoiminnolla, jolla säädetään LED-sarjoille menevää päästövirtaa ja sitä kautta LED-valolähteen valointensiteettiä. Koska kaikki LED-sarjat R, G ja B ottavat virran vuorotellen samasta jaetusta virtalähteestä 12, virta on sama kaikissa rinnakkaisissa LED-sarjoissa R, G ja B himmennyksestä riippumatta. Valkoisen valon minimi-intensiteetti voidaan asettaa LEDille määriteltyyn mininimivirtaan eikä 10 esimerkiksi kolminkertaiseen minimivirtaan kuten perinteisissä ratkaisuissa. Valolähteen värisävyille saavutetaan täysi resoluutio kaikilla himmennystasoilla LEDille määritellyn minivirran yläpuolella. Kuvion 1 esimerkissä valolähteen himmennys on toteutettu pulssinleveysmodulaatio-ohjauksella. Virtalähdettä 12 voidaan ohjata esimerkiksi pulssinleveysmoduloidulla himmennyksen ohjaussignaa15 lilla, kuten DIM PWM kuviossa 1. virtaregulaattorissa muodostetaan PWM-signaalista DC-jännitereferenssi.
Ohjaussignaalit Cl, C2 ja C3 voidaan generoida sopivalla ohjauspiirillä, ohjauslogiikalla tai esimerkiksi mikrokontrollerilla. Kuvion 1 esimerkissä värisävyn tai värilämpötilan ohjausyksikköä on esitetty yleisesti ohjausyksiköllä 14. 20 Pulssinleveysmoduloidut ohjaussignaalit Cl, C2 ja C3 voidaan myös vastaanottaa toiselta ohjaimelta analogisina signaaleina tai digitaalisena ohjauksena erityisen ohjausväylän kautta, kuten DALI.
Keksinnön mukainen virtalähteen aikajaon ohjaus mahdollistaa kolmen tai useamman pulssinleveysmoduloidun ohjaussignaalin Cl, C2 ja C3 muodostami25 seen tarvittavan informaation siirtämisen kahdessa pulssileveysmoduloidussa värisignaalissa, kuten signaalit A ja B [PWM1 ja PWM2J kuvion 1 esimerkissä. Eräissä suoritusmuodoissa pulssileveysmoduloitujen värisignaalien A ja B tilat [esim. ON ja OFF) muodostavat sekventiaalisesti ainakin kolme tilakombinaatiota, joista kukin edustaa yhtä pulssinleveysmoduloitua ohjaussignaalia Cl, C2, C3, jne. Eräissä 30 suoritusmuodoissa pulssinleveysmoduloidut ohjaussignaalit Cl, C2, C3, jne. voidaan muodostaa värisignaaleista A ja B yksinkertaisilla loogisilla operaatioilla. Nämä loogiset operaatiot voidaan toteuttaa ohjausyksikössä 14 ohjelmallisesti tai logiikkapiireillä. Tarvittavien värinohjaussignaalien vähentäminen kolmesta tai useammasta kahteen vähentää kaapelointitarvetta rakennuksessa tai ajoneuvossa, 35 jossa valolähdettä ohjataan keskitetysti. Signaalien määrän pieneneminen voi myös alentaa ohjausjärjestelmän kustannuksia, kun mikrokontrollerissa tai vastaavassa vaaditaan vähemmän signaalilähtöjä.
Kuvion 3 signaalikaavio esittää esimerkin pulssinleveysmoduloiduista värisignaaleista A ja B (PWM1 ja PWM2) sekä ohjaussignaalien Cl, C2 ja C3 muo5 dostamisesta loogisilla operaatioilla. Ohjaussignaalien Cl, C2 ja C3 ajoitus on sama kuin kuvion 2 esimerkissä. Kuvion 3 esimerkissä värisignaalien A ja B pulssien nousevat reunat ovat oleellisesti samanaikaiset ja laskevan reunan kohta riippuu pulssinleveydestä. Esimerkiksi hetkellä tl on molempien värisignaalien A ja B pulssien nouseva reuna, hetkellä t2 on värisignaalin B pulssin laskeva reuna, hetkellä t3 on 10 värisignaalin B pulssin laskeva reuna ja hetkellä t4 ohjausjakso päättyy Pulssinleveysmoduloidut ohjaussignaalit Cl, C2 ja C3 muodostetaan signaaleista A ja B loogisilla operaatioilla NOR, XOR ja vastaavasti AND. Logiikan totuustaulu on esitetty taulukossa 1.
Taulukko 1
A B Aktiivinen ohjaussignaali Looginen operaatio
1 1 Cl AND (A,B)=1
1 0 C2 XOR (A,B) = 1
0 0 C3 NOR(A,B) = 1
20165143 prh 29 -11- 2019
Esimerkiksi aikavälillä tl-t2 molemmat värisignaalit ovat loogisessa tilassa 1, jolloin looginen operaatio AND(A,B)=1, XOR (A,B)=0 ja NOR (A,B)=0, mikä antaa ohjaussignaalien tilat C1=ON, C2=0FF ja C3=0FF.
Keksinnön eräissä suoritusmuodoissa ohjataan useampaa kuin kolmea 20 LED-sarjaa. Kuviossa 5 on esitetty periaatteellinen esimerkki RGBW-LED-valolähteestä. Kuvioissa 1 ja 5 samat viitesymbolit kuvaavat oleellisesti samanlaisia rakenteita ja toimintoja ellei muuta mainita. Kuvion 5 esimerkissä valolähde käsittää neljä rinnakkainkytkettyä LED-sarjaa: oleellisesti punaista valoa lähettävän ensimmäisen LED-sarjan (R), oleellisesti vihreää valoa lähettävän toisen LED-sarjan (G), 25 oleellisesti sinistä valoa lähettävän kolmannen LED-sarjan (B) ja oleellisesti valkoista valoa lähettävän neljännen LED-sarjan (W). LED-sarjat R, G, B ja W on kytketty yhteiseen virtalähteeseen tai virtaregulaattoriin 12, jonka ne jakavat ajan funktiona, kunkin LED-sarjan R, G, B ja W virtatielle on kytketty sarjaan puolijohdekytkin Ql, Q2, Q3 ja vastaavasti Q4 sulkemaan ja avaamaan virtatie pulssinle30 veysmoduloitujen värinohjaussignaalien Cl, C2, C3 ja C4 ohjauksen mukaisesti, sa maila tavoin kuin edellä kuvatuissa RGB-LED-valolähteen esimerkeissä. Nyt virtalähde 12 kuitenkin jaetaan neljälle LED-sarjalle, joten ohjausjaksossa tarvitaan neljä ohjauspulssia. Kuvion 6 ajoituskaaviossa on esitetty esimerkki kuvion 5 neljän LED-sarjan ohjaamisesta yhden ohjausjakson aikana. Ohjausjaksoon on lisätty 5 neljäs pulssi aikavälille t4-t5 LED-sarjan W ohjaamiseksi pulssinleveysmoduloidulla ohjaussignaalilla 04. Muilta osin ohjaus voidaan toteuttaa samoilla periaatteilla kuin RGB-LED-suoritusmuodoissa. Kuviossa 5 esitetyllä RGBW-LED-valolähteellä voidaan saavuttaa samat edut kuin edellä kuvatuissa RGB-LED-suoritusmuodoissa.
Myös neljä pulssinleveysmoduloidun ohjaussignaalin Cl, C2, C3 ja C4 muodostamiseen tarvittavan informaation siirtämisen kahdessa pulssileveysmoduloidussa värisignaalissa, kuten signaalit A ja B (PWM1 ja PWM2] kuvion 5 esimerkissä. Eräissä suoritusmuodoissa pulssileveysmoduloitujen värisignaalien A ja B tilat (esim. 1 ja 0) muodostavat sekventiaalisesti neljä tilakombinaatiota, joista kukin edustaa yhtä pulssinleveysmoduloitua ohjaussignaalia Cl, C2, C3 ja C4. Neljä tilakombinaatiota aikaansaadaan värisignaalien A ja B ohjauspulssien nousevien reunojen välisellä vaihesiirrolla. Tätä on havainnollistettu esimerkillä kuvion 6 yläosassa. Hetkellä tl on värisignaalin A pulssin nouseva reuna, hetkellä t2 on värisignaalin B pulssin nouseva reuna, hetkellä t3 on värisignaalin A pulssin laskeva reuna, hetkellä t4 on värisignaalin B pulssin laskeva reuna ja hetkellä t5 ohjausjakso päättyy. Pulssinleveysmoduloidut ohjaussignaalit Cl, C2, C3 ja C4 voidaan muodostaa signaaleista A ja B ja niiden invertoiduista arvoista esimerkiksi loogisilla operaatioilla AND ja NOR. Esimerkkilogiikan totuustaulu on esitetty taulukossa 2.
Taulukko 2
20165143 prh 29 -11- 2019
A B Aktiivinen ohjaussignaali Looginen operaatio
1 0 Cl AND (A,B)=1
1 0 C2 AND (A,B) = 1
0 1 C3 AND (Ä,B) = 1
0 0 C4 NOR(A,B) = 1
Keksinnön periaatteita voidaan soveltaa myös LED-valolähteisiin, joissa useat tai kaikki LED-sarjat ovat samanvärisiä, kuten valkoista valoa lähettäviä. Esimerkiksi voi olla kaksi LED-sarjaa, jotka lähettävät oleellisesti valkoista va30 loa, ja yksi tai kaksi LED-sarjaa, jotka lähettävät jotakin tehosteväriä.
Kuviossa 7 on esitetty vielä eräs esimerkki logiikasta, jolla signaaleista A ja B voidaan muodostaa neljä värinohjaussignaalia Cl, C2, C3 ja C4. Kuvion 7 logiikan totuustaulu on esitetty taulukossa 3.
Taulukko 3
A B Aktiivinen ohjaussignaali
1 1 Cl
1 0 C2
0 1 C3
0 0 C4
20165143 prh 29 -11- 2019
Kuvion 7 esimerkkilogiikalla voidaan muodostaa neljä ohjaussignaalia Cl, C2, C3 ja C4 kahdesta pulssinleveysmoduloidusta värisignaalista A ja B, vaikka signaalien A ja B nousevat reunat ovat samanaikaiset. Tällöin yhden ohjausjakson aikana voidaan kuitenkin käyttää vain kolmea ohjaussignaalia. Tätä on havainnolle) listettu esimerkillä kuvion 8 signaalikaaviossa. Ohjaussignaalit Cl ja C4 ovat käytettävissä jokaisessa ohjausjaksossa, mutta ohjaussignaaleista C2 ja C3 voidaan valita ohjausjaksoon jompikumpi. Jakson alussa signaalit A ja B ovat tilassa 1, jolloin valittuna on ohjaussignaali Cl. Valinta tapahtuu sillä, kumpi signaali A tai B saa lyhyemmän pulssinleveyden. Jos signaalin A pulssinleveys on vähemmän kuin sig15 naalin B pulssinleveys, ohjausjakson keskivaiheilla ohjaus saa arvot A = 0 ja B = 1, jolloin valittuna on ohjaussignaali C3. Jos signaalin B pulssinleveys on vähemmän kuin signaalin A pulssinleveys, ohjaus saa arvot A = 1 ja B = 0, jolloin valittuna on ohjaussignaali C2.
Tämä esimerkkiohjaus mahdollistaa esimerkiksi värilämpötilasäädet20 tävän LED-kortin, jossa on lisänä kaksi tehosteväriä, esimerkiksi punainen ja sininen. Valkoista valoa tuottavat LEDit ohjattaisiin ohjaussignaaleilla Cl ja C4 ja tehostevärejä ohjaussignaaleilla C2 ja C3. Tehosteväreistä käytettäisiin vain yhtä kerrallaan edellä kuvatun valinnan mukaisesti.
Kuvion 7 esimerkkilogiikkaa voidaan ohjata myös värinohjaussignaa25 leiliä A ja B, joiden nousevien reunojen välillä on vaihesiirto. Tällöin kaikki neljä ohjaussignaalia Cl, C2, C3 ja C4 on saatavilla kaikissa ohjausjaksoissa, kuten kuvion 9 signaalikaaviossa on havainnollistettu.
Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (15)

  1. Patenttivaatimukset
    1. LED-valolähde, joka käsittää ainakin kolme rinnakkaista LED-sarjan (R, G, B, W)) ja puolijohdekytkinelimen (Ql, Q2, Q3, Q4) sarjankytkentää, jotka on sovitettu jakamaan yhteinen virtalähde (12) ajan funktiona, sekä värisävyn tai
    5 värilämpötilan ohjaimen (14), joka on sovitettu muodostamaan ainakin kolme pulssinleveysmoduloitua ohjaussignaalia (Cl, C2, C3, C4) mainittujen ainakin kolmen puolijohdekytkimen ja LED-sarjan sarjaankytkennän ohjaamiseksi sekventiaalisesti yksi kerrallaan aktiiviseksi ja ottamaan virtaa mainitusta yhteisestä virtalähteestä vastaavan pulssinleveysmoduloidun ohjaussignaalin määrittämän ajan, 10 tunnettu siitä, että mainittu värisävyn tai värilämpötilan ohjain (14) on sovitettu muodostamaan mainitut ainakin kolme pulssinleveysmoduloitua värinohjaussignaalia (Cl, C2, C3, C4) kahdesta pulssinleveysmoduloidusta värinohjaussignaalista (A, B).
  2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen LED-valolähde, jossa mainittu yh15 teisen virtalähteen (12) virta on säädettävissä valointensiteetin säätämiseksi.
  3. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen LED-valolähde, mainitut ainakin kolme LED-sarjaa (R, G, B, W) on sovitettu lähettämään vastaavasti ainakin kahta eriväristä valoa.
  4. 4. Jokin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen LED-valolähde, jossa 20 mainitut ainakin kolme LED-sarjaa (R, G, B, W) käsittävät oleellisesti kahta, kolmea tai neljää eri väriä lähettävät LED-sarjat.
  5. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen LED-valolähde, jossa mainittu valolähde on RGB-LED-valolähde, jonka ainakin kolme LED-sarjaa käsittävät oleellisesti punaista valoa lähettävän ensimmäisen LED-sarjan (R), oleelli-
    25 sesti vihreää valoa lähettävän toisen LED-sarjan (G), ja oleellisesti sinistä valoa lähettävän kolmannen LED-sarjan (B).
  6. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen LED-valolähde, jossa mainittu valolähde on RGBW-LED-valolähde, jonka ainakin kolme LED-sarjaa käsittävät oleellisesti punaista valoa lähettävän ensimmäisen LED-sarjan (R), oleel-
    30 lisesti vihreää valoa lähettävän toisen LED-sarjan (B), oleellisesti sinistä valoa lähettävän kolmannen LED-sarjan (B) ja oleellisesti valkoista valoa lähettävän neljännen LED-sarjan (W).
  7. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen LED-valolähde, jossa mainitut ainakin kolme LED-sarjaa käsittävät oleellisesti valkoista valoa lähettä-
    35 vät ensimmäisen LED-sarjan ja toisen LED-sarjan, ja ainakin yhden ei-valkoista väriä lähettävän LED-sarjan.
    20165143 prh 29 -11- 2019
  8. 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 7 mukainen LED-valolähde, joka käsittää ensimmäisen LED-ryhmän (11), jossa on mainitut ainakin kolme rinnakkaista LED-sarjan ja puolijohdekytkinelimen sarjankytkentää, ja ainakin yhden rinnakkaisen LED-ryhmän (11), jossa on vastaavat ainakin kolme rinnakkaista
    5 LED-sarjan ja puolijohdekytkinelimen sarjankytkentää, mainitulla ainakin yhdellä rinnakkaisella LED-ryhmällä (11) on kullakin oma, ajan funktiona jaettu yhteinen virtalähde (12), ja että värisävyn tai värilämpötilan ohjaimen mainitut ainakin kolme pulssinleveysmoduloitua värinohjaussignaalia (Cl, C2, C3) on sovitettu ohjaamaan kaikkia LED-ryhmiä (11) samanaikaisesti rinnakkain, jolloin vasto taava puolijohdekytkimen ja LED-sarjan sarjaankytkentä on samanaikaisesti ohjattu aktiiviseksi ja ottamaan virtaa mainitusta yhteisestä virtalähteestä (12) vastaavan pulssinleveysmoduloidun ohjaussignaalin määrittämän ajan kaikissa LED-ryhmissä (11).
  9. 9. Menetelmä jonkin patenttivaatimuksen 1 - 8-mukaisen LED-valo15 lähteen värisävyn tai värilämpötilan säätämiseksi, joka menetelmä käsittää ohjataan LED-valolähteen värisävyä tai värilämpötilaa kahdella pulssinleveysmoduloidulla ohjaussignaalilla (A,B), ja muodostetaan LED-valolähteessä näistä kahdesta ohjaussignaalista (A, B) mainitut ainakin kolme pulssinleveysmoduloitua värinohjaussignaalia (Cl, 20 C2, C3).
  10. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, jossa kahden pulssinleveysmoduloidun ohjaussignaalin (A, B) tilat muodostavat sekventiaalisesti ainakin kolme tilakombinaatiota, joista kukin edustaa yhtä mainituista ainakin kolmesta värinohjaussignaalista (Cl, C2, C3, C4).
    25
  11. 11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, jossa mainittujen kahden pulssinleveysmoduloidun värinohjaussignaalin (A, B) nousevat reunat ovat oleellisesti samanaikaiset ja mainituista kahdesta ohjaussignaalista muodostetaan kolme pulssinleveysmoduloitua värinohjaussignaalia (Cl, C2, C3) loogisilla operaatioilla, edullisesti loogisilla NOR, XOR ja AND -operaatioilla.
    30
  12. 12. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, jossa mainittujen kahden pulssinleveysmoduloidun värinohjaussignaalin (A, B) nousevat reunat ovat oleellisesti samanaikaiset ja mainituista kahdesta ohjaussignaalista muodostetaan neljä pulssinleveysmoduloitua (Cl, C2, C3, C4) värinohjaussignaalia loogisilla operaatioilla, joista pulssinleveysmoduloidusta värinohjaussignaaleista kaksi 35 on käytettävissä jokaisessa ohjausjaksossa ja kaksi muuta selektiivisesti valittavissa.
  13. 13. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, jossa mainittujen kahden pulssinleveysmoduloidun värinohjaussignaalin (A, B) nousevilla reunoilla on vaihe-ero, mainituista kahdesta ohjaussignaalista muodostetaan neljä pulssinleveysmoduloitua värinohjaussignaalia vastaavasti loogisilla operaatioilla.
    5
  14. 14. Valaisin, joka käsittää jonkin patenttivaatimuksen 1 - 8 mukaisen
    LED-valolähteen.
  15. 15. Valaistusjärjestelmä, käsittää jonkin patenttivaatimuksen 1 - 8 mukaisia LED-valolähteitä ja ohjausvälineet niiden värisävyn tai värilämpötilan säätämiseksi jonkin patenttivaatimuksen 9-13 mukaisella menetelmällä.
FI20165143A 2016-02-24 2016-02-24 LED-valolähde ja menetelmä LED-valolähteen värisävyn tai värilämpötilan säätämiseen FI128220B (fi)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20165143A FI128220B (fi) 2016-02-24 2016-02-24 LED-valolähde ja menetelmä LED-valolähteen värisävyn tai värilämpötilan säätämiseen
PL17157136T PL3211969T3 (pl) 2016-02-24 2017-02-21 Źródło światła LED i sposób do regulacji tonacji barwy lub temperatury barwowej źródła światła LED
ES17157136T ES2795978T3 (es) 2016-02-24 2017-02-21 Fuente de luz LED y procedimiento para ajustar el tono de color o la temperatura de color de la fuente de luz LED
EP17157136.7A EP3211969B1 (en) 2016-02-24 2017-02-21 Led light source and method for adjusting colour tone or colour temperature of led light source
CN201710222641.5A CN107124786B (zh) 2016-02-24 2017-02-23 Led光源和用于调节led光源的色调或色温的方法
US15/440,780 US9848475B2 (en) 2016-02-24 2017-02-23 LED light source and method for adjusting colour tone or colour temperature of LED light source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20165143A FI128220B (fi) 2016-02-24 2016-02-24 LED-valolähde ja menetelmä LED-valolähteen värisävyn tai värilämpötilan säätämiseen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20165143A FI20165143A (fi) 2017-08-25
FI128220B true FI128220B (fi) 2019-12-31

Family

ID=58098566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20165143A FI128220B (fi) 2016-02-24 2016-02-24 LED-valolähde ja menetelmä LED-valolähteen värisävyn tai värilämpötilan säätämiseen

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9848475B2 (fi)
EP (1) EP3211969B1 (fi)
CN (1) CN107124786B (fi)
ES (1) ES2795978T3 (fi)
FI (1) FI128220B (fi)
PL (1) PL3211969T3 (fi)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018201365A1 (de) * 2018-01-30 2019-08-01 Osram Gmbh Schaltungsanordnung zum betreiben mindestens zweier led-stränge an einer spannung
CN108419329B (zh) * 2018-01-31 2020-09-29 佛山冠今光电科技有限公司 Led灯调光方法、调光模组和灯具
CN110392461A (zh) * 2018-04-18 2019-10-29 凹凸电子（武汉）有限公司 控制器、光源驱动电路及控制光源模块的方法
US10728976B2 (en) * 2018-05-15 2020-07-28 Robern, Inc. LED control method for perceived mixing
CN109548241A (zh) * 2018-12-18 2019-03-29 深圳市全智芯科技有限公司 灯光调节控制方法、存储介质、控制装置及智能感应灯
US10517156B1 (en) 2019-01-25 2019-12-24 Lumileds Holding B.V. Hybrid driving scheme for RGB color tuning
US10555395B1 (en) 2019-05-03 2020-02-04 Lumilieds Holding B.V. Selecting parameters in a color-tuning application
US11076461B2 (en) 2019-05-17 2021-07-27 Lumileds Llc User control modality for LED color tuning
TWI734324B (zh) * 2019-05-28 2021-07-21 聚眾聯合科技股份有限公司 光源調整系統
EP3991521A1 (en) * 2019-06-27 2022-05-04 Lumileds LLC Dim-to-warm led circuit
US10652962B1 (en) 2019-06-27 2020-05-12 Lumileds Llc Dim-to-warm LED circuit
CN110557873B (zh) * 2019-08-30 2021-07-16 浙江理工大学 一种应用水墨元素的交互灯具
US20210100079A1 (en) * 2019-10-01 2021-04-01 Signify Holding B.V. Led luminaire multiplexing with constant current driver
CN110708803A (zh) * 2019-10-22 2020-01-17 漳州立达信光电子科技有限公司 调光调色温电路及照明装置
CN112911762A (zh) * 2019-12-04 2021-06-04 肯舒摩照明（美国）有限责任公司 用于保护受控负载的装置、电路及用于负载切换的设备
US11268668B2 (en) 2020-07-29 2022-03-08 David W. Cunningham LED-based lighting fixture providing a selectable chromaticity
US11272592B2 (en) * 2020-07-29 2022-03-08 David W. Cunningham LED-based lighting fixture providing a selectable chromaticity
US20230036095A1 (en) * 2021-07-30 2023-02-02 Texas Instruments Incorporated Two-stage power supply architecture with flyback/llc and buck converter for led display
CN217656769U (zh) * 2022-05-13 2022-10-25 东莞嘉盛照明科技有限公司 一种灯具电路及灯具

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI115948B (fi) 2003-06-06 2005-08-15 Teknoware Oy Valaisimen värilämpötilan säätö
KR100659531B1 (ko) * 2003-11-27 2006-12-19 삼성에스디아이 주식회사 백라이트 구동회로
JP2007256496A (ja) 2006-03-22 2007-10-04 Fujifilm Corp 液晶表示装置
US7902771B2 (en) 2006-11-21 2011-03-08 Exclara, Inc. Time division modulation with average current regulation for independent control of arrays of light emitting diodes
US8410727B2 (en) 2007-03-08 2013-04-02 Rohm Co., Ltd. LED lighting device and driving method for the same
US7843148B2 (en) 2008-04-08 2010-11-30 Micrel, Inc. Driving multiple parallel LEDs with reduced power supply ripple
US20110115407A1 (en) * 2009-11-13 2011-05-19 Polar Semiconductor, Inc. Simplified control of color temperature for general purpose lighting
WO2013110052A1 (en) * 2012-01-20 2013-07-25 Osram Sylvania Inc. Lighting systems with uniform led brightness
US8907809B2 (en) * 2012-05-03 2014-12-09 Abl Ip Holding Llc Visual perception and acuity disruption techniques and systems
CN103152933A (zh) * 2013-02-23 2013-06-12 杭州乐图光电科技有限公司 一种可调光可调色温的led驱动电路
US9560713B2 (en) * 2013-04-04 2017-01-31 Ledengin, Inc. Color tunable light source module with brightness control
GB2515805A (en) * 2013-07-05 2015-01-07 Bae Systems Plc Improvements in and relating to displays and light sources for displays
US9591707B2 (en) * 2013-10-25 2017-03-07 Cree, Inc. Solid state lighting device and method for operating the same
US9609703B2 (en) 2013-11-25 2017-03-28 Philips Lighting Holding B.V. Method of controlling a lighting arrangement, a lighting controller and a lighting system
CN105191496B (zh) * 2013-11-25 2017-06-09 飞利浦照明控股有限公司 控制照明装置的方法，照明控制器和照明系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN107124786B (zh) 2020-10-27
PL3211969T3 (pl) 2020-11-02
EP3211969B1 (en) 2020-05-13
CN107124786A (zh) 2017-09-01
FI20165143A (fi) 2017-08-25
US20170245338A1 (en) 2017-08-24
US9848475B2 (en) 2017-12-19
EP3211969A1 (en) 2017-08-30
ES2795978T3 (es) 2020-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI128220B (fi) LED-valolähde ja menetelmä LED-valolähteen värisävyn tai värilämpötilan säätämiseen
US9820348B2 (en) Method and device for lighting a space using an LED string
CN103260283B (zh) 用于操作发光二极管的电路
US8988005B2 (en) Illumination control through selective activation and de-activation of lighting elements
US10136485B1 (en) Methods for adjusting the light output of illumination systems
US20110025230A1 (en) Driver device for leds
US20070257623A1 (en) Highly efficient series string led driver with individual led control
US8957602B2 (en) Correlated color temperature control methods and devices
US8115416B2 (en) Method for generating mixed light colors
KR20110053448A (ko) 조절 가능한 컬러 광 소스
JP2007035639A (ja) 照明装置および、照明装置の輝度および色位置をコントロールする方法
JP5627712B2 (ja) 電力を光源に供給する方法、対応する電力供給ユニットおよび光源
CN102762008A (zh) 一种可连续调节led灯色温和亮度的方法
CN108513396A (zh) 一种led灯具恒功率恒电流分时复用的控制方法
US9137875B2 (en) Method for operating at least one light-emitting diode and lighting device for carrying out the method
CN106717122B (zh) 智能照明系统
US20040155608A1 (en) Device for controlling a lamp including at least two LEDs emitting light in different colors
US10492250B2 (en) Lighting system, and related lighting module
CN109156059A (zh) Led驱动器调暗
JP3101504U (ja) フルカラーｌｅｄ照明
KR101483229B1 (ko) 색 조절 조명장치
CN114651529A (zh) 布置为发射跟随颜色空间中的普朗克轨迹的特定发射光的基于发光二极管led的照明设备
CN112135387A (zh) 一种用于调节led光源色温和亮度的系统
KR20150071974A (ko) 발광 다이오드 구동 회로

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 128220

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed