JP7186837B2

JP7186837B2 - 調光回路及び調光方法

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Publication number: JP7186837B2
Application number: JP2021134180A
Authority: JP
Inventors: ▲興▼▲華▼ 章; 小平傅
Original assignee: Delta Electronics Shanghai Co Ltd
Current assignee: Delta Electronics Shanghai Co Ltd
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2021-08-19
Publication date: 2022-12-09
Anticipated expiration: 2041-08-19
Also published as: JP2022079411A; CN114513875A

Description

本開示は、照明技術分野に関し、具体的に、調光回路及び調光方法に関する。

省エネ及び環境保護の意識の深刻さに伴い、省エネの長所を備えた照明技術、例えばＬＥＤ(ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ)技術などの開発が傾向となる。ＬＥＤ自体の固有の特性は、従来の光源と比較して、家庭用照明をより快適にし、オフィス照明をより省エネルギーにすることができる調光に適している。調光状態では、システムの光効率が著しく向上し、光源や回路部分の寿命も大幅に増加する。

また、光は、人に特殊な視覚効果を与え、人の生体リズム調整に優れた役割を果たすため、より多くの照明製品は、快適なシーン照明及び体験を中心としてユーザにより良い生活品質体験をもたらす。

従来、アナログ調光技術により調光を行っており、調光基準信号の範囲やオペアンプの精度の影響により、調光範囲が限られている。
背景技術で説明した事項は、本開示の背景に対する理解を増進させるために作成されたものであり、本開示が属する技術分野における通常の知識を有する当業者にとって公知の従来技術を構成することのない事項を含むことができる。

本開示は、調光範囲を拡張し、調光深度を深くすることができる調光回路及び調光方法を提供する。

本開示の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明から明らかとなるか、または部分的に本開示の実施によって学ぶであろう。

本開示の実施例は、調光回路を提供し、第１の端及び第２の端を含む発光ユニットと、第１の出力端と第２の出力端とが前記発光ユニットの第１の端と第２の端にそれぞれ電気的に結合され、前記発光ユニットに第１の電流を供給する電力ユニットと、補助電源と前記発光ユニットの第２の端との間に電気的に接続され、補償電流を供給する定電流補償ユニットと、前記発光ユニットの第２の端と前記電力ユニットの第２の出力端との間に電気的接続され、流れる第２の電流のサンプリング信号を出力して反映するサンプリングユニットと、入力された調光器信号に基づいて第１の調光基準信号及び第２の調光基準信号を出力し、前記第１の調光基準信号及び前記サンプリング信号に基づいて前記電力ユニットが前記第２の電流を調整するように制御し、前記第２の調光基準信号に基づいて前記定電流補償ユニットが前記補償電流を調整するように制御することで、前記第２の電流及び前記補償電流に基づいて前記発光ユニットに流れる前記第１の電流を調整する制御ユニットと、を含む。

本開示のいくつかの実施例において、前記制御ユニットは、前記調光器信号を受信し、前記調光器信号が予め設定された閾値よりも小さい場合、前記第１の調光基準信号及び前記サンプリング信号に基づいて前記電力ユニットが前記第２の電流を調整して予め設定された電流値に固定するように制御し、前記第２の調光基準信号に基づいて前記定電流補償ユニットが前記補償電流を発生するように制御することで、前記第２の電流及び前記補償電流に基づいて前記第１の電流を調整する。

本開示のいくつかの実施例において、前記調光器信号が前記予め設定された閾値よりも小さい場合、前記第１の調光基準信号が予め設定された基準値に固定される。

本開示のいくつかの実施例において、前記調光器信号が前記予め設定された閾値以上である場合、前記制御ユニットは、前記補償電流が０になるように前記定電流補償ユニットが動作しないように制御することで、前記第１の電流が前記第２の電流に等しく、前記第１の調光基準信号に基づいて前記第１の電流を調整する。

本開示のいくつかの実施例において、前記定電流補償ユニットが、第１のオペアンプ、第１の抵抗及び電力素子を含み、前記第１の抵抗の第１の端が前記電力素子の第１の端に電気的に接続され、前記第１の抵抗の第２の端が前記発光ユニットの第２の端に電気的に接続され、前記電力素子の第２の端が前記補助電源に電気的に接続され、前記第１のオペアンプの出力端が前記電力素子の制御端に電気的に接続され、前記第１のオペアンプの第１の入力端は、前記制御ユニットに電気的に接続され、前記第２の調光基準信号を受信し、前記第１のオペアンプの第２の入力端が前記第１の抵抗の第１の端に電気的に接続される。

本開示のいくつかの実施例において、前記補助電源の電圧が前記電力ユニットの出力電圧よりも小さい。

本開示のいくつかの実施例において、前記サンプリングユニットがサンプリング抵抗を含み、前記サンプリング抵抗が前記発光ユニットの第２の端と前記電力ユニットの第２の出力端との間に電気的に接続される。

本開示のいくつかの実施例において、前記第１の抵抗の抵抗値が前記サンプリング抵抗の抵抗値よりも大きい。

本開示のいくつかの実施例において、前記調光回路が第２のオペアンプをさらに含み、前記第２のオペアンプの出力端が前記電力ユニットに電気的に結合され、前記第２のオペアンプの第１の入力端が前記第１の調光基準信号を受信し、前記第２のオペアンプの第２の入力端が前記サンプリングユニットのサンプリング信号を受信する。

本開示のいくつかの実施例において、前記調光回路が駆動ユニットをさらに含み、前記駆動ユニットは、前記制御ユニットの出力端と前記電力ユニットとの間に電気的に接続され、前記電力ユニットが前記第１の電流を調整するように駆動する。

本開示のいくつかの実施例において、前記調光器信号が前記予め設定された閾値よりも小さい場合、調光器信号が徐々に小さくなるにつれて、前記制御ユニットは、前記第２の電流を前記予め設定された電流値に保持するように制御し、さらに、前記補償電流が徐々に大きくなるように制御することで、前記第１の電流が徐々に小さくなるように制御する。

本開示の実施例は、調光方法を提供し、調光器信号を受信することと、サンプリングユニットに流れる第２の電流をサンプリングすることと、前記調光器信号に基づいて第１の調光基準信号及び第２の調光基準信号を決定することと、前記調光器信号が予め設定された閾値よりも小さい場合、制御ユニットに前記第１の調光基準信号を送信し、前記第１の調光基準信号に基づいて電力ユニットが前記第２の電流を調整して予め設定された電流値に固定するように制御し、定電流補償ユニットが補償電流を発生するように制御する第２の調光基準信号を前記定電流補償ユニットに送信し、前記第２の電流及び前記補償電流に基づいて発光ユニットに流れる第１の電流を調整することと、を含む。

本開示のいくつかの実施例において、前記調光器信号が前記予め設定された閾値以上である場合、前記補償電流が０になるように前記定電流補償ユニットが動作しないように制御することで、前記第１の電流が前記第２の電流に等しく、前記第１の調光基準信号に基づいて前記第１の電流を調整する。

本開示のいくつかの実施例において、前記調光器信号が前記予め設定された閾値よりも小さい場合、調光器信号が徐々に小さくなるにつれて、前記第２の電流を前記予め設定された電流値に保持するように制御し、さらに、前記補償電流が徐々に大きくなるように制御することで、前記第１の電流が徐々に小さくなるように制御する。

本開示のいくつかの実施例において、前記定電流補償ユニットが、第１のオペアンプ、第１の抵抗及び電力素子を含み、前記第１の抵抗の第１の端が前記電力素子の第１の端に電気的に接続され、前記第１の抵抗の第２の端が前記発光ユニットの第２の端に電気的に接続され、前記電力素子の第２の端が補助電源に電気的に接続され、前記第１のオペアンプの出力端が前記電力素子の制御端に電気的に接続され、前記第１のオペアンプの第１の入力端は、前記制御ユニットに電気的に接続され、前記第２の調光基準信号を受信し、前記第１のオペアンプの第２の入力端が前記第１の抵抗の第１の端に電気的に接続される。

本開示のいくつかの実施例において、前記サンプリングユニットをサンプリング抵抗として構成し、前記第１の抵抗の抵抗値が前記サンプリング抵抗の抵抗値よりも大きい。

本開示の実施例に係る調光回路において、制御ユニットは、入力されに調光器信号に基づいて第１の調光基準信号及び第２の調光基準信号を決定し、第１の調光基準信号及びサンプリング信号に基づいて電力ユニットがサンプリングユニットに流れる第２の電流を調整するように制御し、第２の調光基準信号に基づいて定電流補償ユニットが補償電流を調整するように制御し、第２の電流及び補償電流に基づいて発光ユニットに流れる第１の電流を調整することで、発光ユニットに流れる第１の電流をより低い調光範囲に減少させることができる。

なお、この調光回路は、低コストで実現が容易であり、損失が小さく、定電流補償ユニットが補償電流を調整して、発光ユニットに流れる第１の電流を調整することにより、オペアンプの精度やオフセット電圧の影響を受けない調光が可能となる。

なお、上記の内容および以下の詳細な説明は単なる例示であり、本開示を限定するものではない。
本開示のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本開示の実施例や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

関連技術における調光回路の模式図である。関連技術における調光曲線の模式図である。本開示の実施例における調光回路の模式図である。本開示の実施例における調光器信号、第１の調光基準信号及び第２の調光基準信号の変化の模式図である。本開示の実施例における第１の電流Ｉ_ｂ、第２の電流Ｉ_ａ及び補償電流Ｉ_ｃの変化の模式図である。本開示の実施例における調光回路の模式図である。本開示の実施例における定電流補償ユニットの模式図である。本開示の実施例における調光方法のフローチャートである。

以下、図面を参照して、本開示の実施形態について詳細に説明する。しかし、本開示の実施形態は、多様な形態で具現可能であり、ここで説明する実施例に限定されるものではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示がより完全で完全なものとなるように、また例示的な実施形態の概念が当業者に完全に伝達されるように提供される。図面は、本開示の概略図に過ぎず、必ずしも縮尺通りに描かれていない。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は省略する。

なお、記載された特徴、構造、または特性は、任意の適切な方法で１つまたは複数の実施形態に組み込まれ得る。以下の説明では、本開示の実施形態の完全な理解を与えるために、多数の具体的な詳細が提供される。しかしながら、当業者は、本開示の技術的解決策が、特定の詳細のうちの１つまたは複数を省略して実施され得るか、または他の方法、構成要素、装置、ステップなどが採用され得ることを認識するであろう。他の例において、本開示の態様を曖昧にする懸念を回避するための周知の構造、方法、装置、実装、又は動作は、詳細に示されず、又は省略される。

「第１」、「第２」という用語は、単に説明の目的のためのものであり、相対的な重要性を示すか、又は暗示するものとして理解されるべきではなく、或いは示される技術的特徴の数を示すものとして理解されるべきではない。したがって、「第１」、「第２」と定義された特徴は、１つまたは複数のその特徴を明示的または暗示的に含み得る。

図１は関連技術における調光回路の模式図を示す。

図２は関連技術における調光曲線の模式図を示す。

図１及び図２に示すように、関連技術において、ＤＣ／ＤＣ変換器の出力端がＬＥＤの両端ＬＥＤ＋及びＬＥＤ－に電気的に結合され、ＤＣ／ＤＣ変換器がＬＥＤに電流を供給する。サンプリング抵抗Ｒｓｅｎｓｅが電流回路に直列に接続され、サンプリング抵抗ＲｓｅｎｓｅでＬＥＤに流れる電流Ｉ_ａをサンプリングし、該電流Ｉ_ａをサンプリング電圧信号Ｖｓｅｎｓｅに変換し、電圧信号Ｖｓｅｎｓｅ及び調光基準信号をオペアンプに入力し、オペアンプが制御信号を駆動ユニットに出力し、駆動ユニットがＤＣ／ＤＣ変換器を駆動することで、ＬＥＤに流れる電流Ｉ_ａを調整する。

しかし、調光深度がある閾値ＴＨ以下に減少された場合、電流Ｉ_ａの値もある閾値Ｉ＿ＴＨ以下に減少するはずである。しかし、この場合、調光基準信号及びサンプリング電圧信号の値が、オペアンプのＯｆｆｓｅｔ（オフセット）電圧レベルと同程度に小さくなり、オペアンプの精度や固有のＯｆｆｓｅｔ電圧の影響により、ＬＥＤに流れる電流Ｉ_ａの調整精度が不正確になる。

調光深度は、調光割合を示し、ＬＥＤが調節可能な輝度と最も明るい輝度との割合であってもよいし、ＬＥＤに流れる電流と全負荷時電流との比率であってもよい。例えば、調光深度の閾値ＴＨが１％の場合、Ｉ＿ＴＨは全負荷電流の１％となり、この場合は調光基準信号とサンプリング電圧信号Ｖｓｅｎｓｅはともに全負荷状態の１％となる。このとき、より深い調光深度をより正確に達成する必要がある場合、即ち、より暗いＬＥＤの輝度を達成する必要がある場合、オペアンプの精度及び固有のＯｆｆｓｅｔ電圧制限のために、サンプリング電圧信号Ｖｓｅｎｓｅ及び対応する調光基準信号の参照値を上昇させることしかできず、この時、サンプリング抵抗Ｒｓｅｎｓｅの抵抗値を増大させる必要があるが、これは、損失を大幅に増加させる。

ここで、一般的なアナログ制御の調光回路の最小調光深度は、概ね１％～５％程度までしかできない。ハードウェア条件に制限されるため、より深い調光深度を達成することができず、より多くの適用シナリオ及びユーザーニーズを満たすことができない。

本開示の実施例は、上記の従来技術の技術的課題に基づくものであり、上記の従来技術の技術的課題のうちの少なくとも１つを解決する調光回路を提供する。図３は本開示の実施例による調光回路の概略図を概略的に示す。

図３に示すように、該調光回路は、発光ユニット１０１、電力ユニット１０２、定電流補償ユニット１０３、サンプリングユニット１０４及び制御ユニット１０５を含む。

ここで、発光ユニット１０１は、第１の端１０１ａ及び第２の端１０１ｂを含む。

電力ユニット１０２の第１の出力端１０２ａと第２の出力端１０２ｂが発光ユニット１０１の第１の端１０１ａと第２の端１０１ｂにそれぞれ電気的に結合され、電力ユニット１０２が発光ユニット１０１に第１の電流Ｉ_ｂを供給する。

定電流補償ユニット１０３が補助電源１０８及び発光ユニット１０１の第２の端１０１ｂとの間に電気的に接続され、定電流補償ユニット１０３が補償電流Ｉ_ｃを供給する。

サンプリングユニット１０４が発光ユニット１０１の第２の端１０１ｂと電力ユニット１０２の第２の出力端１０２ｂとの間に電気的に接続され、サンプリングユニット１０４は、サンプリングユニット１０４に流れる第２の電流Ｉ_ａのサンプリング信号を出力して反映する。該サンプリング信号が電圧信号であってもよい。

制御ユニット１０５は、入力された調光器信号を受信し、該調光器信号に基づいて第１の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１及び第２の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ２を決定し、第１の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１及びサンプリング信号に基づいて電力ユニット１０２が第２の電流Ｉ_ａを調整するように制御し、また、第２の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ２に基づいて定電流補償ユニット１０３が補償電流Ｉ_ｃを調整するように制御し、これにより、第２の電流Ｉ_ａ及び補償電流Ｉ_ｃに基づいて発光ユニット１０１に流れる第１の電流Ｉ_ｂを調整する。

本開示の実施例において、第１の電流Ｉ_ｂと補償電流Ｉ_ｃとの和は、第２の電流Ｉ_ａに等しい。

図４は本開示の実施例における調光器信号、第１の調光基準信号及び第２の調光基準信号の変化の模式図を示す。

図５は本開示の実施例における第１の電流Ｉ_ｂ、第２の電流Ｉ_ａ及び補償電流Ｉ_ｃの変化の模式図を示す。

本開示の実施例において、図４及び図５に示すように、調光器信号が予め設定された閾値Ｖ＿ＴＨ以上である場合、制御ユニット１０５は、定電流補償ユニット１０３が動作しないように制御し、例えば、第２の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ２が０になるように制御し、この時、補償電流Ｉ_ｃが０になり、これにより、第１の電流Ｉ_ｂが第２の電流Ｉ_ａに等しく、制御ユニット１０５が第１の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１に基づいて第１の電流Ｉ_ｂを直接調整することができる。

調光深度の増加につれて、調光器信号が徐々に小さくなり、対応する第１の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１も徐々に小さくなり、第１の電流Ｉ_ｂと第２の電流Ｉ_ａとも徐々に小さくなり、この期間において、第２の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ２が０に保持し、補償電流Ｉ_ｃも０に保持する。

さらに、調光器信号が予め設定された閾値Ｖ＿ＴＨよりも小さい場合、制御ユニット１０５は、該調光器信号に基づいて第１の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１を制御して予め設定された基準値Ｖ_{ｒｅｆ１＿ＴＨ}に固定し、また、第２の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ２が徐々に大きくなるように制御し、制御ユニット１０５は、固定された第１の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１及びサンプリング信号に基づいて電力ユニット１０２が第２の電流Ｉ_ａを予め設定された電流値Ｉ_ａ＿ＴＨに維持するように制御し、また、第２の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ２に基づいて定電流補償ユニット１０３が補償電流Ｉ_ｃを発生するように制御し、これにより、第２の電流Ｉ_ａ及び補償電流Ｉ_ｃに基づいて発光ユニット１０１に流れる第１の電流Ｉ_ｂを制御する。

本開示の実施例において、図４及び図５に示すように、調光器信号が予め設定された閾値Ｖ＿ＴＨよりも小さい場合、調光器信号が徐々に小さくなるにつれて、制御ユニットが第２の電流Ｉ_ａを予め設定された電流値Ｉ_ａ＿ＴＨに保持するように制御し、さらに、補償電流Ｉ_ｃが徐々に大きくなるように制御し、これにより、第１の電流Ｉ_ｂが徐々に小さくなるように制御する。第１の電流Ｉ_ｂと補償電流Ｉ_ｃとの和が第２の電流Ｉ_ａに等しく、即ちＩ_ａ＿ＴＨ＝Ｉ_ｂ＋Ｉ_ｃであるため、第２の電流Ｉ_ａが一定に維持される場合、補償電流Ｉ_ｃが徐々に大きくなって、第１の電流Ｉ_ｂが徐々に小さくなることで、発光ユニット１０１がより深い調光深度に達することができる。

本開示の実施例において、補助電源１０８の電圧が電力ユニットの出力電圧よりもはるかに小さくてよく、この場合、定電流補償ユニットの電力損失は、無視できるほど小さい。

なお、上記の予め設定された閾値Ｖ＿ＴＨ、予め設定された基準値Ｖ_{ｒｅｆ１＿ＴＨ}、予め設定された電流値Ｉ_ａ＿ＴＨは、それぞれ、実際の要求に応じて設定されてもよく、本開示はこれに限定されない。例えば、いくつかの実施例では、予め設定された閾値Ｖ＿ＴＨは、調光深度１％～１０％の範囲に対応するある調光器信号の値に設定されてもよく、本開示はこれに限定されない。

本開示の実施例における調光回路において、制御ユニットは、入力された調光器信号に基づいて第１の調光基準信号及び第２の調光基準信号を決定し、第１の調光基準信号及びサンプリング信号に基づいて電力ユニットがサンプリングユニットに流れる第２の電流を調整するように制御し、第２の調光基準信号に基づいて定電流補償ユニットが補償電流を調整するように制御し、第２の電流及び補償電流に基づいて発光ユニットに流れる第１の電流を調整することで、発光ユニットに流れる第１の電流をより深い調光範囲に減少させることができる。また、この調光回路は、低コストで実現が容易であり、損失が小さく、定電流補償ユニットが補償電流を調整して、発光ユニットに流れる第１の電流を調整することにより、オペアンプの精度やオフセット電圧の影響を受けない調光が可能となる。

本開示の実施例において、発光ユニット１０１は、ＬＥＤであってもよいし、他の発光素子であってもよく、電力ユニット１０２は、ＤＣ／ＤＣ変換器、例えば、Ｆｌｙｂａｃｋ、ＬＬＣ、Ｂｏｏｓｔ、Ｂｕｃｋなどの様々なトポロジー型であってもよく、電力ユニット１０２は、入力電源電圧を発光ユニット１０１に必要な電流及び対応する発光ユニット１０１に必要な電圧信号に変換し、サンプリングユニット１０４は、サンプリング抵抗を含み、発光ユニット１０１の第２の端１０１ｂと電力ユニット１０２の第２の出力端１０２ｂとの間に電気的に接続される。制御ユニット１０５は、ＭＣＵ ( ＭｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒＵｎｉｔ )または他のプロセッサであってもよい。

本開示の実施例において、調光回路は、さらに、第２のオペアンプ１０６及び駆動ユニット１０７を含むことができる。ここで、第２のオペアンプ１０６が制御ユニット１０５に集積されてもよく、本開示がこれに限定されない。

以下、発光ユニットがＬＥＤ、電力ユニットがＤＣ／ＤＣ変換器、サンプリングユニットがサンプリング抵抗であり、調光回路が第２のオペアンプ及び駆動ユニットを含むことを例として説明するが、本開示がこれに限定されない。

図６は本開示の実施例における調光回路の模式図を示す。

図６に示すように、該調光回路は、ＬＥＤ、ＤＣ／ＤＣ変換器１０２１、定電流補償ユニット１０３、サンプリング抵抗Ｒｓｅｎｓｅ及び制御ユニット１０５を含む。ここで、ＬＥＤが第１の端ＬＥＤ＋及び第２の端ＬＥＤ－を含む。

ＤＣ／ＤＣ変換器１０２１の第１の出力端１０２１ａと第２の出力端１０２１ｂがＬＥＤの第１の端ＬＥＤ＋と第２の端ＬＥＤ－にそれぞれ電気的に結合され、ＤＣ／ＤＣ変換器１０２１がＬＥＤに第１の電流Ｉ_ｂを供給する。

サンプリング抵抗ＲｓｅｎｓｅがＬＥＤの第２の端ＬＥＤ－とＤＣ／ＤＣ変換器の第２の出力端１０２１ｂとの間に電気的に接続され、サンプリング抵抗Ｒｓｅｎｓｅに流れる第２の電流Ｉ_ａのサンプリング信号を出力して反映する。該サンプリング信号が電圧信号であってもよく、該サンプリング信号がサンプリング抵抗Ｒｓｅｎｓｅの抵抗値と第２の電流Ｉ_ａとの積であってもよい。

定電流補償ユニット１０３は、その入力端が補助電源１０８に電気的に接続され、出力端がＬＥＤの第２の端ＬＥＤ－に電気的に接続され、補償電流Ｉ_ｃを供給する。

制御ユニット１０５は、調光器信号を受信し、該調光器信号に基づいて第１の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１及び第２の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ２を決定し、第１の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１及びサンプリング信号に基づいてＤＣ／ＤＣ変換器１０２１が第２の電流Ｉ_ａを調整するように制御し、また、第２の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ２に基づいて定電流補償ユニット１０５が補償電流Ｉ_ｃを調整するように制御することで、第２の電流Ｉ_ａ及び補償電流Ｉ_Ｃに基づいてＬＤＥに流れる第１の電流Ｉ_ｂを調整する。

第２のオペアンプ１０６の出力端１０６ｃが駆動ユニット１０７に電気的に結合され、第２のオペアンプの第１の入力端１０６ａが第１の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１を受信し、第２のオペアンプの第２の入力端１０６ｂがサンプリングユニットのサンプリング信号を受信し、第２のオペアンプ１０６は、第１の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１及びサンプリング信号に基づいてＤＣ／ＤＣ変換器１０２１を制御して第２の電流Ｉ_ａを調整することができる。

駆動ユニット１０７は、第２のオペアンプ１０６の出力端１０６ｃとＤＣ／ＤＣ変換器１０２１との間に電気的に接続され、ＤＣ／ＤＣ変換器１０２１が第１の電流Ｉ_ｂを出力するように駆動する。

図７は本開示の実施例における定電流補償ユニットの模式図を示す。

図７に示すように、点線枠内は本開示における定電流補償ユニットの一実施例であり、該定電流補償ユニットは、第１のオペアンプ１０３３、第１の抵抗１０３１、電力素子１０３２を含む。

ここで、第１の抵抗１０３１の第１の端１０３１ａが電力素子１０３２の第１の端１０３２ａに電気的に接続され、第１の抵抗１０３１の第２の端１０３１ｂが発光ユニット１０１の第２の端１０１ｂに電気的に接続され、電力素子１０３２の第２の端１０３２ｂが補助電源１０８に電気的に接続され、第１のオペアンプ１０３３の出力端１０３３ｃが電力素子１０３２の制御端１０３２ｃに電気的に接続され、第１のオペアンプ１０３３の第１の入力端１０３３ａが制御ユニット１０５に電気的に接続され、第２の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ２を受信し、第１のオペアンプ１０３３の第２の入力端１０３３ｂが第１の抵抗１０３１の第１の端１０３１ａに電気的に接続される。

本開示の実施例において、補助電源１０８は、低電圧の電圧源であり、その負端がサンプリング抵抗Ｒｓｅｎｓｅに電気的に接続され、同じ参照グランドに接続される。Ｖｒ１は、第１の抵抗１０３１及びサンプリング抵抗Ｒｓｅｎｓｅに流れる電流に基づいて取得された検出電圧信号であり、Ｖｒ１＝Ｉ_ｃ＊Ｒ１＋Ｉ_ａ＊Ｒｓｅｎｓｅであり、ここで、Ｒ１が第１の抵抗１０３１の抵抗値を示す。

本開示の実施例において、調光器信号が予め設定された閾値Ｖ＿ＴＨ以上である場合、制御ユニット１０５は、第２の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ２が０になるように制御して、定電流補償ユニット１０５が動作せず、補償電流Ｉ_ｃが０になり、第１の電流Ｉ_ｂが第２の電流Ｉ_ａに等しいように制御する。この時、制御ユニット１０５が調光信号に基づいて第１の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１を出力し、第２のオペアンプ１０６が第１の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１及びサンプリング信号に基づいてＤＣ／ＤＣ変換器１０２１が第２の電流Ｉ_ａを調整するように制御する。

調光器信号が予め設定された閾値Ｖ＿ＴＨよりも小さい場合、制御ユニット１０５が第１の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１を調整して予め設定された基準値Ｖ_{ｒｅｆ１＿ＴＨ}に固定するように制御し、第１の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１が固定されている場合、第２の電流Ｉ_ａが予め設定された電流値Ｉ_ａ＿ＴＨに安定される。一方、制御ユニット１０５が調光器信号に基づいて０でない第２の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ２を出力し、定電流補償ユニット１０５が第２の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ２に基づいて補償電流Ｉ_ｃを発生することで、第１の電流Ｉ_ｂを調整する。具体的に、第２の電流Ｉ_ａが一定であり、Ｉ_ａ＊Ｒｓｅｎｓｅが一定であり、制御第１のオペアンプ１０３３がリニア増幅領域で動作するように制御することで、Ｖr１と第２の調光基準信号Ｖ_ref２とが等しくし、このように、第２の調光基準信号Ｖ_ref２を制御して補償電流Ｉ_cの大きさを制御することができ、例えば、調光器信号が徐々に小さくなる時に、制御ユニット１０５が第２の調光基準信号Ｖ_ref２が徐々に大きくなるように制御し、補償電流Ｉ_ｃも徐々に大きくなる。第２の電流Ｉ_ａが一定にする場合、補償電流Ｉ_ｃを徐々に大きくして、第１の電流Ｉ_ｂをより深い調光深度まで徐々に減少させることができる。

本開示の実施例において、補助電源１０８の電圧は、電力ユニット１０２の出力電圧よりもかなり小さくてもよい。いくつかの実施例では、出力電圧は、一般的に数十ボルトから数百ボルトであり、補助電源の電圧は、一般的に数ボルトであり得る。このため、損失も無視できるほど小さく、軽負荷効率を高く維持することができる。

本開示の実施例において、第１の抵抗１０３１の抵抗値Ｒ１は、サンプリング抵抗Ｒｓｅｎｓｅの抵抗値よりも十分大きくてもよい。Ｉｃ＊Ｒ１の値は、サンプリング抵抗Ｒｓｅｎｓｅのサンプリング信号の値よりもはるかに大きく、制御補償電流Ｉ_ｃの大きさをより精度よく制御することができる。

図８は本開示の実施例における調光方法のフローチャートを示す。

図８に示すように、本開示の実施例に係る調光方法は、ステップＳ８０２～Ｓ８０８を含む。

ステップＳ８０２において、調光器信号を受信する。

例えば、制御ユニット１０５は、調光器信号を受信し、調光器信号の変化の模式図を図４に示す。いくつかの実施例において、この調光器信号は、通常、調光コントローラにより放射されるＬＥＤの所望の調光範囲の命令又は信号からのものであり、調光コントローラが例えば０～１０Ｖ調光器又はＤＡＬＩ(登録商標)コントローラ等である。

ステップＳ８０４において、サンプリングユニットに流れる第２の電流をサンプリングする。

本開示の実施例において、サンプリングユニットをサンプリング抵抗として構成してもよい。サンプリングユニットが、サンプリングユニットに流れる第２の電流のサンプリング信号を出力して反映し、サンプリング信号が電圧信号であってもよい。

ステップＳ８０６において、調光器信号に基づいて、第１の調光基準信号及び第２の調光基準信号を決定する。

例えば、調光器信号が予め設定された閾値Ｖ＿ＴＨ以上である場合、第１の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１を調光器信号の減少につれて減少させると決定し、第２の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ２が０になると決定し、調光器信号が予め設定された閾値Ｖ＿ＴＨよりも小さい場合、第１の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１を予め設定された基準値Ｖ_ｒｅｆ１__ＴＨに固定させると決定し、第２の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ２を調光器信号の減少につれて増大させる。

ステップＳ８０８において、調光器信号が予め設定された閾値よりも小さい場合、制御ユニットに第１の調光基準信号を送信し、第１の調光基準信号に基づいて電力ユニットが第２の電流を調整して予め設定された電流値に固定するように制御し、また、定電流補償ユニットに第２の調光基準信号を送信し、第２の調光基準信号が定電流補償ユニットが補償電流を発生するように制御し、第２の電流及び補償電流に基づいて発光ユニットに流れる第１の電流を調整する。

例えば、調光器信号が予め設定された閾値Ｖ＿ＴＨよりも小さい場合、第１の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１を予め設定された基準値Ｖ_ｒｅｆ１__ＴＨに固定させ、第１の基準信号Ｖ_ｒｅｆ１に基づいて電力ユニットが第２の電流Ｉ_ａを調整して予め設定された電流値Ｉ_ａ＿ＴＨに固定し、第２の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ２を調光器信号の減少につれて増大させ、第２の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１に基づいて定電流補償ユニットが補償電流Ｉ_ｃを発生するように制御し、第２の電流Ｉ_ａ及び補償電流Ｉ_ｃに基づいて発光ユニットに流れる第１の電流Ｉ_ｂを調整する。例えば、調光器信号が徐々に小さくなるにつれて、制御第２の電流Ｉ_ａを予め設定された電流値に保持し、さらに、制御補償電流Ｉ_ｃが徐々に大きくなることで、第１の電流Ｉ_ｂが徐々に小さくなるように制御する。

本開示の実施例において、調光器信号が予め設定された閾値Ｖ＿ＴＨ以上である場合、定電流補償ユニットが動作しないように制御し、補償電流Ｉ_ｃが０になることで、第１の電流Ｉ_ｂが第２の電流Ｉ_ａに等しく、さらに、第１の調光基準信号Ｖ_ｒｅｆ１に基づいて第１の電流Ｉ_ｂを調整する。

本開示は、調光がある深さに達すると、定電流補償ユニットの制御により、ある閾値以下の調光範囲を実現し、サンプリング抵抗Ｒｓｅｎｓｅにおける電流は一定に保持し、定電流補償ユニットにより補償電流を０から徐々に増加させ、それによりＬＥＤ電流を減少させ、より深い調光範囲に達する。さらに、本開示の定電流補償ユニットに接続される補助電源の電圧は、ＤＣ／ＤＣ変換器の出力電圧よりもはるかに小さいため、定電流補償ユニットでの損失も無視できるほど小さく、軽負荷効率を高く保つことができる。

なお、上述の各図に示したブロック図は機能的なものであり、必ずしも物理的または論理的に独立した存在に対応するものではない。これらの機能エンティティは、ソフトウェアの形態で、または１つもしくは複数のハードウェアモジュールもしくは集積回路において、または異なるネットワーク及び／又はプロセッサデバイス及び／又はマイクロコントローラデバイスにおいて実装され得る。

以上、本開示の実施形態について具体的に示して説明した。本開示は、本明細書に記載される詳細な構造、構成、又は実施方法に限定されないことが理解されるべきである。むしろ、本開示は、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲内に含まれる様々な修正及び等価な構成を包含することが意図される。

Claims

第１の端及び第２の端を含む発光ユニットと、
第１の出力端と第２の出力端とが前記発光ユニットの第１の端と第２の端にそれぞれ電気的に結合され、前記発光ユニットに第１の電流を供給する電力ユニットと、
補助電源と前記発光ユニットの第２の端との間に電気的に接続され、補償電流を供給する定電流補償ユニットと、
前記発光ユニットの第２の端と前記電力ユニットの第２の出力端との間に電気的接続され、流れる第２の電流のサンプリング信号を出力して反映するサンプリングユニットと、
入力された調光器信号に基づいて第１の調光基準信号及び第２の調光基準信号を決定し、前記第１の調光基準信号及び前記サンプリング信号に基づいて前記電力ユニットが前記第２の電流を調整するように制御し、前記第２の調光基準信号に基づいて前記定電流補償ユニットが前記補償電流を調整するように制御することで、前記第２の電流及び前記補償電流に基づいて前記発光ユニットに流れる前記第１の電流を調整する制御ユニットと、を含む、
ことを特徴とする調光回路。
前記制御ユニットは、前記調光器信号を受信し、前記調光器信号が予め設定された閾値よりも小さい場合、前記第１の調光基準信号及び前記サンプリング信号に基づいて前記電力ユニットが前記第２の電流を調整して予め設定された電流値に固定するように制御し、前記第２の調光基準信号に基づいて前記定電流補償ユニットが前記補償電流を発生するように制御することで、前記第２の電流及び前記補償電流に基づいて前記第１の電流を調整する、
ことを特徴とする請求項１に記載の調光回路。
前記調光器信号が前記予め設定された閾値よりも小さい場合、前記第１の調光基準信号が予め設定された基準値に固定される、
ことを特徴とする請求項２に記載の調光回路。
前記調光器信号が前記予め設定された閾値以上である場合、前記制御ユニットは、前記補償電流が０になるように前記定電流補償ユニットが動作しないように制御することで、前記第１の電流が前記第２の電流に等しく、前記第１の調光基準信号に基づいて前記第１の電流を調整する、
ことを特徴とする請求項２に記載の調光回路。
前記定電流補償ユニットが、第１のオペアンプ、第１の抵抗及び電力素子を含み、
前記第１の抵抗の第１の端が前記電力素子の第１の端に電気的に接続され、前記第１の抵抗の第２の端が前記発光ユニットの第２の端に電気的に接続され、
前記電力素子の第２の端が前記補助電源に電気的に接続され、
前記第１のオペアンプの出力端が前記電力素子の制御端に電気的に接続され、前記第１のオペアンプの第１の入力端は、前記制御ユニットに電気的に接続され、前記第２の調光基準信号を受信し、前記第１のオペアンプの第２の入力端が前記第１の抵抗の第１の端に電気的に接続される、
ことを特徴とする請求項２に記載の調光回路。
前記補助電源の電圧が前記電力ユニットの出力電圧よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の調光回路。
前記サンプリングユニットがサンプリング抵抗を含み、前記サンプリング抵抗が前記発光ユニットの第２の端と前記電力ユニットの第２の出力端との間に電気的に接続され、
前記第１の抵抗の抵抗値が前記サンプリング抵抗の抵抗値よりも大きい、
ことを特徴とする請求項５に記載の調光回路。
前記調光回路が第２のオペアンプをさらに含み、前記第２のオペアンプの出力端が前記電力ユニットに電気的に結合され、前記第２のオペアンプの第１の入力端が前記第１の調光基準信号を受信し、前記第２のオペアンプの第２の入力端が前記サンプリングユニットのサンプリング信号を受信する、
ことを特徴とする請求項２に記載の調光回路。
前記調光器信号が前記予め設定された閾値よりも小さい場合、調光器信号が徐々に小さくなるにつれて、前記制御ユニットは、前記第２の電流を前記予め設定された電流値に保持するように制御し、さらに、前記補償電流が徐々に大きくなるように制御することで、前記第１の電流が徐々に小さくなるように制御する、
ことを特徴とする請求項２に記載の調光回路。
調光器信号を受信することと、
サンプリングユニットに流れる第２の電流をサンプリングすることと、
前記調光器信号に基づいて第１の調光基準信号及び第２の調光基準信号を決定することと、
前記調光器信号が予め設定された閾値よりも小さい場合、制御ユニットに前記第１の調光基準信号を送信し、前記第１の調光基準信号に基づいて電力ユニットが前記第２の電流を調整して予め設定された電流値に固定するように制御し、定電流補償ユニットが補償電流を発生するように制御する第２の調光基準信号を前記定電流補償ユニットに送信して、前記第２の電流及び前記補償電流に基づいて発光ユニットに流れる第１の電流を調整することとを含む、
ことを特徴とする調光方法。
前記調光器信号が前記予め設定された閾値以上である場合、前記補償電流が０になるように前記定電流補償ユニットが動作しないように制御することで、前記第１の電流が前記第２の電流に等しく、前記第１の調光基準信号に基づいて前記第１の電流を調整する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の調光方法。
前記調光器信号が前記予め設定された閾値よりも小さい場合、調光器信号が徐々に小さくなるにつれて、前記第２の電流を前記予め設定された電流値に保持するように制御し、さらに、前記補償電流が徐々に大きくなるように制御することで、前記第１の電流が徐々に小さくなるように制御する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の調光方法。
前記定電流補償ユニットが、第１のオペアンプ、第１の抵抗及び電力素子を含み、
前記第１の抵抗の第１の端が前記電力素子の第１の端に電気的に接続され、前記第１の抵抗の第２の端が前記発光ユニットの第２の端に電気的に接続され、
前記電力素子の第２の端が補助電源に電気的に接続され、
前記第１のオペアンプの出力端が前記電力素子の制御端に電気的に接続され、前記第１のオペアンプの第１の入力端は、前記制御ユニットに電気的に接続され、前記第２の調光基準信号を受信し、前記第１のオペアンプの第２の入力端が前記第１の抵抗の第１の端に電気的に接続される、
ことを特徴とする請求項１０に記載の調光方法。
前記補助電源の電圧が前記電力ユニットの出力電圧よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１３に記載の調光方法。
前記サンプリングユニットをサンプリング抵抗として構成し、前記第１の抵抗の抵抗値が前記サンプリング抵抗の抵抗値よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１３に記載の調光方法。