TW201811116A - 用於發光二極體(leds)之調溫控制器 - Google Patents

用於發光二極體(leds)之調溫控制器 Download PDF

Info

Publication number
TW201811116A
TW201811116A TW106114090A TW106114090A TW201811116A TW 201811116 A TW201811116 A TW 201811116A TW 106114090 A TW106114090 A TW 106114090A TW 106114090 A TW106114090 A TW 106114090A TW 201811116 A TW201811116 A TW 201811116A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
resistor
coupled
current
transistor
leds
Prior art date
Application number
TW106114090A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI708523B (zh
Inventor
怡峰 邱
布雷傑 哲隆 丹
Original Assignee
亮銳公司
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 亮銳公司 filed Critical 亮銳公司
Publication of TW201811116A publication Critical patent/TW201811116A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI708523B publication Critical patent/TWI708523B/zh

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]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • H05B45/24—Controlling the colour of the light using electrical feedback from LEDs or from LED modules
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/357—Driver circuits specially adapted for retrofit LED light sources
    • H05B45/3574—Emulating the electrical or functional characteristics of incandescent lamps
    • H05B45/3577—Emulating the dimming characteristics, brightness or colour temperature of incandescent lamps
    • 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]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/48—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs organised in strings and incorporating parallel shunting devices

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

本發明提供一種用於一發光二極體(LED)照明系統以達成一調溫效應之控制電路。該控制電路包含：一LED控制器；一箝位電路，其經耦合至一組溫相關色溫(「CCT」) LED；一開關，其經耦合至一組冷LED；及一回饋電路，其經耦合至該箝位電路及該開關。該LED控制器經組態以基於輸入電流來控制該箝位電路以對穿過該組溫LED之電流進行箝位，且控制該開關以回應於該輸入電流大於一第一臨限位準而接通該組冷LED，及回應於該輸入電流低於該第一臨限位準而關斷該組冷LED。該回饋電路經組態以使電流自該組溫LED分流至該組冷LED。

Description

用於發光二極體(LEDS)之調溫控制器
本發明係關於使用發光二極體(LED)之一般照明，且特定而言係關於用以在藉由一調光器對LED光進行調光時致使LED光逐漸變溫(具有一較低CCT)之一技術。
白熾燈泡具有美觀的照明特性。舉例而言，當使用者藉由控制一調光器來對光進行調光以減小穿過燈泡之平均電流時，白熾燈泡逐漸變紅(變溫)。儘管已在LED技術中取得諸多進展，但仍期望用以幫助達成通常由白熾燈泡提供之光品質之進一步進展。
本發明提供一種用於一發光二極體(LED)照明系統以在一最小亮度最大調光位準與一最大亮度最小調光位準之間達成一調溫效應之控制電路。該控制電路包含：一LED控制器；一箝位電路，其耦合至一組溫相關色溫 (「CCT」) LED；一開關，其耦合至一組冷CCT LED；及一回饋電路，其耦合至該箝位電路及該開關。該LED控制器經組態以感測一可調整輸入電流之量值；基於該輸入電流來控制該箝位電路以將穿過該組溫CCT LED之電流箝位至一箝位電流位準；且控制該開關以回應於該輸入電流大於一第一臨限位準而接通該組冷CCT LED並回應於該輸入電流低於該第一臨限位準而關斷該組冷CCT LED。 回應於該輸入電流超過一第二臨限位準，該回饋電路經組態以使電流自該組溫CCT LED分流至該組冷LED。
相關專利申請案交叉參考 本申請案主張於2016年4月27日提出申請之美國臨時申請案第62/328,523號及於2016年6月6日提出申請之歐洲臨時申請案第16173125.2號之權益，該美國臨時申請案及該歐洲臨時申請案之內容據此如同完整陳述一般係以引用的方式併入本文中。 在一項實施例中，在一燈中使用LED之兩個串聯串。第一串含有相同冷LED，諸如具有導致4000 K之一CCT一經調諧磷光體之基於GaN之LED。第二串含有相同溫LED，諸如使用與冷LED相同之基於GaN之LED晶粒但使用導致2200 K之一CCT之一經調諧磷光體。在其他實施例中，串之數目及CCT可不同。兩個CCT皆考量為白色光。 一電源供應器(諸如一經整流電源電壓)施加至兩個串之一個端，且兩個串之另一端連接至一調溫電路之不同端子。 一可調整類比(非PWM)電流供應至調溫電路之一輸入，其中輸入電流位準可藉由一使用者控制一適合調光器來加以調整。 在最小輸入電流與一第一輸入電流位準之間，冷LED串藉由一開關斷開連接，且所有輸入電流流動穿過溫LED串。因此，調光會在高達第一輸入電流位準內單獨地控制之溫LED之亮度。燈之CCT輸出在高達第一輸入電流位準內係一恆定溫溫度。 當輸入電流經調整高於第一輸入電流位準但低於一第二輸入電流位準時，開關閉合且輸入電流之一部分流動穿過冷LED串，同時將穿過溫LED串之電流箝位至一恆定電流。因此，在輸入電流之此範圍內，調光單獨地控制冷LED之亮度而溫LED之亮度保持恆定。燈之CCT輸出係兩個CCT之一變化混合，其中CCT隨著輸入電流接近第二輸入電流位準而增加。 當輸入電流被調整為高於第二輸入電流位準至最大電流時，冷LED保持受到增加之輸入電流所控制，同時在最大輸入電流下，至溫LED之電流逐漸被減小至零。燈之CCT輸出因此隨著輸入電流位準接近其最大值而接近冷LED之CCT。 使用此技術，獲得CCT之全範圍(自4000 K至2200 K)，由於兩組LED皆輸出一白色光，因此存在來自產生變化之CCT之不同LED之光之一較自然組合。由於操作係線性的(無PWM或高頻率切換)，因此不產生EMI且不需要濾波器。由於操作係線性的，因此可使用極小之線性調節器（包含一抽頭線性調節器）來形成輸入電流。 在一項實施例中，一抽頭線性驅動器係用作用於調溫電路之驅動器。抽頭線性調節器接收來自整流AC電源電壓之一全波二極體電橋之一電壓，且隨著DC電壓以兩倍的AC頻率變化而連續地將電流供應至兩個LED串的不同分段。此導致一極緊湊且高效的控制系統。 圖1圖解說明一項實施例。一電源供應器10可係一經整流電源電壓、一電池、一調節器，或任何其他源。白色光冷LED 12之一串聯串使其陽極端耦合至電源供應器10，且白色光溫LED 14之一串聯串亦使其陽極端耦合至電源供應器10。取決於燈之所要最大光輸出，可存在每一類型之LED之多個串，且每一類型之LED之串可係並聯連接，使得每一類型之LED之串受相同地控制。 冷LED可係習用可商業獲得之基於GaN之LED晶粒，其發射藍色光、具有一適合磷光體(諸如一YAG磷光體)經沈積於晶粒上方。可使用其他磷光體。此等冷LED 12將通常具有3000 K至6000 K之範圍中之一CCT。在實例中，CCT係4000 K。 溫LED 14可係習用可商業獲得之基於GaN之LED晶粒，其發射藍色光、具有一適合磷光體(諸如一YAG磷光體加上發射琥珀色或紅色光之一較溫磷光體)經沈積於晶粒上方。可使用其他磷光體。此等溫LED 14將通常具有1900 K至2700 K之範圍中之一CCT。在實例中，CCT係2200 K。 由於溫LED晶粒及冷LED晶粒可係相同類型之晶粒，因此其具有相同正向電壓降。在一項實施例中，串中之每一者中有相同數目個LED，因此該等串具有相同正向電壓降。 藉由一調溫電路16來判定冷LED 12及溫LED 14之相對亮度(光通量)。調溫電路16可係針對溫LED 14 (Iw)及冷LED 12 (Ic)輸出單獨驅動電流之一3端子電路。至調溫電路16中之輸入係來自設定燈之總體調光之一外部電流源18之一可調整類比電流(輸入電流Iin)。一低輸入電流Iin導致具有一相對較低CCT之燈之一低總體亮度，且一高輸入電流Iin導致具有一相對較高CCT之燈之一高總體亮度。 圖2圖解說明在輸入電流Iin之全範圍內穿過溫LED 14之電流Iw (直接對應於溫LED 14之亮度)，及穿過冷LED 12之電流Ic1或Ic2 (直接對應於冷LED 12之亮度)。電流Ic1表示使冷LED 12在最小輸入電流Iin(min)與一中間輸入電流Iin1之間完全關斷之一電流，且電流Ic2表示使冷LED 12在Iin(min)與Iin1之間有某種程度之接通，因此CCT改變貫穿整個Iin範圍係連續之一電流。調溫電路16可經設計以達成Ic1或Ic2電流曲線。 最小輸入電流Iin(min)對應於一最大調光位準(最不亮且最溫)，且最大輸入電流Iin(max)對應於一最小調光位準(最亮且最冷)。 以下說明假定調溫電路16輸出電流Ic1。在Iin(min)與Iin1之間，調溫電路16僅輸出電流Iw來利用與可調整輸入電流Iin成比例之一電流驅動溫LED 14，因此燈之CCT輸出係2200 K。在Iin1與In2之間，調溫電路16箝位Iw使得溫LED 14之亮度相對恆定，而Ic1與輸入電流Iin成比例地上升。因此，在Iin1與Iin2之間，燈之總體(所感知) CCT輸出將變得越來越冷。在Iin2與Iin(max)之間，Iw斜降，而Ic1仍與輸入電流Iin成比例地上升。各種調光位準下之燈之總體CCT通常匹配一鹵素燈或白熾燈泡之變化CCT。 圖3圖解說明展示調溫電路16、溫LED 14之串、冷LED 12之串，及輸出Iin之調光控制可調整電流源18的總體系統。 在低於Iin1之一Iin下，一控制電路22 (一比較器)保持一開關24關斷，使得沒有電流流動穿過冷LED 12，且所有輸入電流Iin流動穿過溫LED 14。 在Iin超過Iin1的情況下，控制電路22接通開關24，使得穿過冷LED 12之電流Ic通常係與Iin成比例。控制電路22亦控制一箝位電路26，以將電流Iw箝位至一固定位準，使得溫LED 14之亮度在Iin1與Iin2之間不改變(圖2)。 在輸入電流超過Iin2的情況下，一回饋電路28變成經正向加偏壓，以逐漸地將某些電流If分流至電路之左支路，此控制箝位電路26以逐漸地減小穿過溫LED 14的電流Iw。 圖3中之所得Iw及Ic電流匹配圖2中之電流Iw及Ic1。 圖4係圖3之系統之一示意性電路圖。圖4之電路可被形成為一個四端子封裝IC，其中端子中之兩者經耦合至溫LED之串聯串及冷LED之串聯串的陰極端，一第三端子係vdd局部端子(圖4中所標示)，且第四端子經耦合至接地。可調整調光電流經耦合至兩個串聯串之陽極。 可控制齊納(Zener)二極體U1及U2可係Diodes公司之TLV431可調整分路調節器，其資料表係以引用方式併入本文中。較佳可調整分路調節器具有一18 V陰極陽極額定值，其中一參考電壓(臨限電壓)為1.25 V。齊納二極體符號表示分路調節器之功能，即使一齊納二極體不需要分路。可使用其他可控制分路調節器電路。至二極體U1及U2中之一輸入控制電壓控制箝位電壓。在輸入電流Iin(min)與Iin1之間(圖2)，二極體U1幾乎係非導電的，且藉由上拉電阻器R5將MOSFET M1之閘極拉至一高位準，以接通MOSFET M1。因此，所有輸入電流Iin流動穿過MOSFET M1及溫LED 14。 二極體U1、電阻器R1、R5、R8及MOSFET M1形成一電流調節器(箝位電路26)，其中MOSFET M1之閘極電壓(vgate1)判定Iw。齊納二極體U1之控制端子經耦合至電阻器R1之頂部節點。在特定電路實例中，當輸入電流Iin將電流Iw增加至在其處電阻器R1之頂部節點處之電壓係處於1.25伏特之點時，齊納二極體U1將導電以將閘極電壓箝位至對圖2中之經箝位電流Iw進行導電所需的位準。在TL431 (由齊納二極體U1表示)中，設定一參考電壓，使得1.25伏特之一控制電壓致使齊納二極體U1充分地導電，以在電阻器R1之頂部節點處維持1.25之電壓。在控制電壓到達1.25伏特之前，關斷齊納二極體U1。藉由齊納二極體U1進行之箝位在圖2中之Iin1處開始。因此，在Iin1與In2之間，流動穿過MOSFET M1之電流Iw將被箝位至1.25 V/R1。因此，R1之值判定Iin1之位置。儘管針對控制電壓來闡述1.25伏特之一特定值，但可使用任何技術上可行之控制電壓。 電阻器R6、R7及一第二可調整齊納二極體U2 (另一TL431)表現為監測MOSFET M1之閘極電壓之一比較器。在穿過電阻器R1之電流Iw到達箝位電流之前，齊納二極體U1汲取最小電流。電阻器R5連接至由一齊納二極體D1設定(且由電容器C1濾波)之一特定固定電壓且將MOSFET M1之閘極拉高，其中閘極電壓等於(R6+R7)/(R5+R6+R7)乘以由齊納二極體D1設定之電壓。當穿過MOSFET M1之電流到達調節器之箝位電流時(在Iin1處)，齊納二極體U1 (TL431)導電以將閘極電壓拉至所需位準以對穿過MOSFET M1之電流進行箝位。此降低由電阻器R6及R7形成之電阻分壓器處之電壓，且所劃分電壓降低至可控制齊納二極體U2 (一TL431)中之控制電壓以低於其臨限電壓從而致使齊納二極體U2充當一開路。藉由如此操作，電阻器R4將MOSFET M2 (圖3中之開關24)之閘極電壓(vgate2)拉高，此在輸入電流Iin1處接通MOSFET M2。由於在穿過電阻器R1之電流到達箝位電流之前及之後的閘極電壓之改變相對較大，因此此電路對TL431可調整分路調節器之內部參考臨限電壓之擴散相當不敏感。更具體而言，若一者試圖設計MOSFET M2之一固定接通臨限值以匹配TL431可調整分路調節器之內部參考電壓，則由於參考電壓之擴散可發生不匹配。利用本文中所提供之技術，M2接通臨限值不會試圖遵循TL431可調整分路調節器之內部參考電壓之絕對值且因此對彼擴散不敏感。 電容器C2及電阻器R10形成一補償網路以用於維持閉合迴路穩定性。 現將闡述輸入電流Iin2下之操作。電阻器R3 及肖特基(Schottky)二極體D2形成圖3中之回饋電路28。只要MOSFET M2之源極電壓比MOSFET M1之源極電壓高肖特基二極體D2之正向電壓，便將使某些電流分流穿過電阻器R3及R1。穿過電阻器R1之電流現由來自電阻器R3及MOSFET M1兩者之電流組成。此係圖2中之Iin2處之拐點且係MOSFET M1中之電流Iw衰降之開始。穿過電阻器R1之所添加電流致使齊納二極體U1進一步減小MOSFET M1之閘極電壓以將電阻器R1之頂部節點處之電壓維持為1.25伏特。一較大電阻器R2將Iin2移動至x軸上之左側。藉由電阻器R3判定衰降之斜率。電阻器R3之值越高，斜率越平緩。齊納二極體U1及U2以及電阻器R6、R7、R4及R2執行控制電路22 (亦稱為一「LED控制器」)之功能性。更具體而言，控制電路22控制開關24 (MOSFET M2)以允許或不允許電流流動穿過冷LED 12且控制箝位電路26 (包含齊納二極體U1、電阻器R1、R5、R8及MOSFET M1之電流調節器)以對穿過溫LED 14之電流進行箝位，如上文所規定。應注意，儘管控制電路22及箝位電路26闡述為包含圖4中所展示之電路之特定組件(至少在某些方面)，但並不較佳地劃界控制電路22與箝位電路26之間的邊界。舉例而言，儘管電阻器R6及R7闡述為控制電路22之部分且電阻器R5闡述為箝位電路26之部分，但此等電阻器併入以執行控制電路22及箝位電路26兩者之功能。熟習此項技術者將認識到，圖4中所圖解說明之各種元件可以不同方式分群以對應於圖3之元件。 電阻器R9、二極體D1及電容器C1形成一電壓緩衝器。其確保兩個MOSFET之閘極電壓在其限制內且電阻分壓器(R5、R6、R7)之結果係可預測的。 若不期望在低於Iin1之一輸入電流下完全關斷冷LED 12，則可控制MOSFET M2在Iin(min)與Iin1之間衰降，如由圖2中之Ic2線所展示。此可藉由在節點vcs2與vs2之間與MOSFET M2並聯地連接一電阻器作為一洩漏路徑而完成。 圖5圖解說明當調光在100％與約10％ (最小調光)之間時燈之所得CCT輸出34與一鹵素燈泡之理想CCT 36幾乎相同之程度。 本發明系統不需要高頻率濾波器且可極緊湊且廉價地製出。其可與調整類比輸入電流之任何類型之調光電路一起使用。 圖6A展示調溫電路16與一抽頭線性LED驅動器40之一起使用。眾所周知且可商業獲得依據一AC電源電壓操作之抽頭線性LED驅動器。驅動器40可係美格納半導體公司(MagnaChip)之一MAP9010 AC LED驅動器40或其他適合驅動器。 驅動器40，其包含端子CS、RDIM及GND，接收來自一全波二極體電橋42之一經整流AC信號。AC信號可係一電源電壓44。一熔絲45 (由一電阻器符號表示)保護電路免受過電流影響，一電容器46使暫態平滑，且一暫態抑制器48限制尖波。驅動器40感測傳入DC信號之增加及減少位準且連續地將電流施加至其四個輸出IOUT0至IOUT3，如圖6B中所展示。一次將僅一個電流輸出至四個輸出端子中之任何者上，使得在剛剛超過一第一串聯LED群組之正向電壓之一低DC電壓位準下，僅IOUT0輸出一電流以對第一LED群組通電。在接近超出LED之整個串之正向電壓之最高DC電壓位準下，僅IOUT3輸出一電流以對整個串通電。二極體49確保所有電流僅流入至驅動器40中。類比驅動電流受一控制信號50 (諸如來自一使用者控制調光器)控制。 左側上之第一LED群組最多，此乃因此等LED在DC電壓上升高於第一LED群組之正向電壓時接通，且右側上之第四LED群組最少，此乃因此等LED僅在DC電壓接近最高位準時接通。由於經通電LED之數目隨著變化之DC位準不斷變化，因此電流自IOUT0至IOUT3逐漸增加以減小可感知閃爍。儘管每一群組中展示僅一個冷LED 12及一個溫LED 14，但每一群組中可存在更多LED。 由於電流IOUT0至IOUT3在相同調光位準下不同，因此去往冷LED 12及溫LED 14之電流Ic及Iw之組合經調整以用於調溫電路16A至16D中之每一者，使得每一LED群組之CCT在每個調光位準下皆匹配以避免燈之CCT之每一週期之波動。藉由調整電阻器R1、R2及R3之值來完成在每一調光位準下匹配CCT (圖4)。舉例而言，對於針對冷LED及溫LED同時接通之一特定調光位準接收IOUT0電流(最低)之調溫電路16A，該調溫電路16A施加與接收IOUT3電流(最高)之調溫電路16D相同比率之電流Ic及Iw至冷LED及溫LED。熟習此項技術者可容易地選擇R1、R2及R3之值以在調光位準中之任何者下針對調溫電路16A至16D中之每一者維持相等CCT。 圖7圖解說明依據其資料表重現之MAP9010驅動器中之功能單元。MOSFET 60經控制以隨著經整流DC電壓在AC週期期間變化而在輸出IOUT0至IOUT3處連續地供應所要電流。將一類比調光信號施加至端子RDIM以控制輸出IOUT0至IOUT3處之電流。資料表中進一步闡述操作，該操作以引用方式併入本文中。 上文所闡述之調溫電路16可係可與提供用於調光之一可變電流之習用LED驅動器一起使用之一簡單3端子IC。調溫電路16不需要高頻率濾波組件(例如，大電容器或電感器)，因此其可容易地安裝於具有LED之一印刷電路板上。而不需要微處理器。 雖然已展示及闡述本發明之特定實施例，但熟習此項技術者將明瞭：可在不背離本發明之較廣泛態樣之情況下做出改變及修改，且因此，隨附申請專利範圍欲將所有此等改變及修改囊括於其範疇內，如同此等改變及修改歸屬於本發明之真正精神及範疇內一樣。
10‧‧‧電源供應器
12‧‧‧白色光冷發光二極體/冷發光二極體
14‧‧‧白色光溫發光二極體/溫發光二極體
16‧‧‧調溫電路
16A‧‧‧調溫電路
16B‧‧‧調溫電路
16C‧‧‧調溫電路
16D‧‧‧調溫電路
18‧‧‧外部電流源/可調整電流源
22‧‧‧控制電路/發光二極體控制器
24‧‧‧開關
26‧‧‧箝位電路
28‧‧‧回饋電路
34‧‧‧所得相關色溫輸出
40‧‧‧抽頭線性發光二極體驅動器/驅動器/MAP9010
AC‧‧‧發光二極體驅動器
42‧‧‧全波二極體電橋
44‧‧‧電源電壓
45‧‧‧熔絲
46‧‧‧電容器
48‧‧‧暫態抑制器
49‧‧‧二極體
50‧‧‧控制信號
60‧‧‧MOSFET
ADIM‧‧‧端子
C1‧‧‧電容器
C2‧‧‧電容器
CDIM‧‧‧端子
CS‧‧‧端子
D1‧‧‧齊納二極體/二極體
D2‧‧‧肖特基二極體
GND‧‧‧接地端子
Ic‧‧‧電流
Icl‧‧‧電流
Ic2‧‧‧電流
Iin‧‧‧輸入電流
Iin(max)‧‧‧最大輸入電流
Iin(min)‧‧‧最小輸入電流/輸入電流
Iinl‧‧‧中間輸入電流
Iin2‧‧‧輸入電流
IOUT0‧‧‧輸出/電流
IOUT1‧‧‧輸出/電流
IOUT2‧‧‧輸出/電流
IOUT3‧‧‧輸出/電流
Iw‧‧‧電流/經箝位電流
M1‧‧‧MOSFET
M2‧‧‧MOSFET
MODE‧‧‧端子
R1‧‧‧電阻器
R2‧‧‧電阻器
R3‧‧‧電阻器
R4‧‧‧電阻器
R5‧‧‧電阻器/電阻分壓器
R6‧‧‧電阻器/電阻分壓器
R7‧‧‧電阻器/電阻分壓器
R8‧‧‧電阻器
R9‧‧‧電阻器
R10‧‧‧電阻器
RDIM‧‧‧端子
Rline‧‧‧端子
TL431‧‧‧齊納二極體
U1‧‧‧齊納二極體/二極體
U2‧‧‧齊納二極體/第二可調整齊納二極體
vcs2‧‧‧節點
vs2‧‧‧節點
VCC‧‧‧電壓端子
VIN‧‧‧電壓端子
圖1圖解說明皆發射白色光之溫LED之一串及冷LED之一串，且進一步圖解說明在輸入電壓自一最小電流變化至一最大電流時控制至每一串之電流之一調溫電路。 圖2係在輸入電流之全範圍內供應至溫LED (Iw)及冷LED (Ic)之相對電流之一實例。 圖3圖解說明圖2之調溫電路中之各種功能單元。 圖4係調溫電路以及溫LED及冷LED之一電路圖。 圖5係展示在將光自最大調光至最小時燈之所模擬總體CCT，並且展示一鹵素燈泡之理想CCT之一曲線圖。 圖6A至圖6B圖解說明本發明之一實施例，其中藉由接收一類比調光信號之一抽頭線性驅動器來提供至四個調溫電路中之輸入電流，且其中使用並設計四個調溫電路以各自形成相同調光位準下之相同CCT。 圖7係可在圖6之系統中使用之一適合先前技術抽頭線性調節器之一功能圖(依據一資料表)。 用相同編號來標示相同或類似之元件。
12‧‧‧白色光冷發光二極體/冷發光二極體
14‧‧‧白色光溫發光二極體/溫發光二極體
16‧‧‧調溫電路
18‧‧‧外部電流源/可調整電流源
22‧‧‧控制電路/發光二極體控制器
24‧‧‧開關
26‧‧‧箝位電路
28‧‧‧回饋電路
Ic‧‧‧電流
Iin‧‧‧輸入電流
Iw‧‧‧電流/經箝位電流

Claims (20)

  1. 一種用於一發光二極體(LED)照明系統以在一最小亮度最大調光位準與一最大亮度最小調光位準之間達成一調溫效應之控制電路，該控制電路包括： 一LED控制器； 一箝位電路，其經耦合至一組溫相關色溫(「CCT」) LED； 一開關，其經耦合至一組冷CCT LED；及 一回饋電路，其經耦合至該箝位電路及該開關， 其中該LED控制器經組態以： 感測一可調整輸入電流之量值； 基於該輸入電流來控制該箝位電路，以將穿過該組溫CCT LED之電流箝位至一箝位電流位準；且 控制該開關，以回應於該輸入電流大於一第一臨限位準而接通該組冷CCT LED，及回應於該輸入電流低於該第一臨限位準而關斷該組冷CCT LED， 其中，回應於該輸入電流超過一第二臨限位準，該回饋電路經組態以使電流自該組溫CCT LED分流至該組冷LED。
  2. 如請求項1之控制電路，其中該箝位電路包括： 一第一電晶體、一第一齊納二極體、一第一電阻器，及一第二電阻器， 其中該第一齊納二極體經組態以經由該第一電阻器及該第二電阻器而在該箝位電流位準下控制該第一電晶體之一閘極電壓，以對穿過該組溫CCT LED之電流進行箝位。
  3. 如請求項2之控制電路，其中該開關包括： 一第二電晶體，其經耦合至該組冷CCT LED。
  4. 如請求項3之控制電路，其中該LED控制器包括： 該第一齊納二極體、一第二齊納二極體、一第三電阻器、一第四電阻器、一第五電阻器，及一第六電阻器， 其中該第三電阻器、該第四電阻器及該第二齊納二極體經組態以回應於該第一齊納二極體變得導通而致使該第二電晶體變得導通。
  5. 如請求項4之控制電路，其中該回饋電路包括： 一肖特基二極體及一第七電阻器，該肖特基二極體及該第七電阻器經組態以回應於該第二電晶體之一源極電壓高於該第一電晶體之一源極電壓而使電流自該第二電晶體穿過該第七電阻器分流至該第一電阻器，以減小該第一電晶體之該閘極電壓，藉此減小穿過該組溫CCT LED之電流。
  6. 如請求項5之控制電路，其中： 該第一電阻器經耦合至該第一齊納二極體之一控制端子，且經耦合至該第一電晶體及該第二電阻器兩者，且 該第一齊納二極體之一陽極經耦合至一接地端子，且該齊納二極體之一陰極經耦合至該第一電晶體之一閘極。
  7. 如請求項6之控制電路，其中： 該第二齊納二極體經耦合至該第二電晶體之一閘極並且經耦合至該接地端子，且該第二齊納二極體之一控制端子經耦合至該第三電阻器及該第四電阻器； 該第三電阻器經耦合至該第一電晶體之該閘極； 該第四電阻器經耦合至該接地端子且經耦合至該第三電阻器； 該第五電阻器經耦合至一高電壓且經耦合至該第二電晶體之該閘極；且 該第六電阻器經耦合至該第二電晶體之源極且經耦合至該接地端子。
  8. 如請求項7之控制電路，其中： 該肖特基二極體經耦合至該第二電晶體之該源極且經耦合至該第七電阻器；且 該第七電阻器經耦合至該第一電晶體之源極。
  9. 如請求項1之控制電路，其中： 該等溫CCT LED具有大約4000 K之一色溫，且該等冷CCT LED具有大約2200 K之一色溫。
  10. 一種用於控制一LED照明系統之方法，該方法包括： 感測一可調整輸入電流之量值，以控制一組溫相關色溫(「CCT」) LED及一組冷CCT LED； 基於該輸入電流來控制一箝位電路，以將穿過該組溫CCT LED之電流箝位至一箝位電流位準； 控制一開關以回應於該輸入電流大於一第一臨限位準而接通該組冷CCT LED，及回應於該輸入電流低於該第一臨限位準而關斷該組冷CCT LED；及 回應於該輸入電流超過一第二臨限位準，使電流自該組溫CCT LED分流至該組冷LED。
  11. 如請求項10之方法，其中對該電流進行箝位包括： 經由一第一電阻器及一第二電阻器，在該箝位電流位準下，控制經耦合至該組溫CCT LED之一第一電晶體之一閘極電壓，其中： 該第一電阻器經耦合至一第一齊納二極體之一控制端子，且經耦合至該第一電晶體及該第二電阻器兩者，且 該第一齊納二極體之一陽極經耦合至一接地端子，且該第一齊納二極體之一陰極經耦合至該第一電晶體之一閘極。
  12. 如請求項11之方法，其中接通該組冷CCT LED包括： 回應於該第一齊納二極體變得導通而致使一第二電晶體變得導通。
  13. 如請求項12之方法，其中使電流自該組溫CCT LED分流至該組冷CCT LED包括： 回應於該第二電晶體之一源極電壓高於該第一電晶體之一源極電壓，使電流自該第二電晶體穿過一第三電阻器分流至一第四電阻器以減小該第一電晶體之一閘極電壓，藉此減小穿過該組溫CCT LED之電流。
  14. 一種LED照明系統，其包括： 一調光器控制件，其經組態成以可調整方式設定一輸入電流； 一組溫相關色溫(CCT) LED； 一組冷CCT LED； 一LED控制器； 一箝位電路，其經耦合至該組溫CCT LED； 一開關，其經耦合至該組冷CCT LED；及 一回饋電路，其經耦合至該箝位電路及該開關， 其中該LED控制器經組態以： 感測該輸入電流之量值； 基於該輸入電流來控制該箝位電路，以將穿過該組溫CCT LED之電流箝位至一箝位電流位準；且 控制該開關以回應於該輸入電流大於一第一臨限位準而接通該組冷CCT LED，及回應於該輸入電流低於該第一臨限位準而關斷該組冷CCT LED， 其中，回應於該輸入電流超過一第二臨限位準，該回饋電路經組態以使電流自該組溫CCT LED分流至該組冷LED。
  15. 如請求項14之LED照明系統，其中該箝位電路包括： 一第一電晶體、一第一齊納二極體、一第一電阻器，及一第二電阻器， 其中該第一齊納二極體經組態以經由該第一電阻器及該第二電阻器，在該箝位電流位準下，控制該第一電晶體之一閘極電壓以對穿過該組溫CCT LED之電流進行箝位。
  16. 如請求項15之LED照明系統，其中該開關包括： 一第二電晶體，其經耦合至該組冷CCT LED。
  17. 如請求項16之LED照明系統，其中該LED控制器包括： 該第一齊納二極體、一第二齊納二極體、一第三電阻器、一第四電阻器、一第五電阻器，及一第六電阻器， 其中該第三電阻器、該第四電阻器及該第二齊納二極體經組態以回應於該第一齊納二極體變得導通而致使該第二電晶體變得導通。
  18. 如請求項17之LED照明系統，其中該回饋電路包括： 一肖特基二極體及一第七電阻器，該肖特基二極體及該第七電阻器經組態以回應於該第二電晶體之一源極電壓高於該第一電晶體之一源極電壓而使電流自該第二電晶體穿過該第七電阻器分流至該第一電阻器，以減小該第一電晶體之該閘極電壓，藉此減小穿過該組溫CCT LED之電流。
  19. 如請求項18之LED照明系統，其中： 該第一電阻器經耦合至該第一齊納二極體之一控制端子，且經耦合至該第一電晶體及該第二電阻器兩者，且 該第一齊納二極體之一陽極經耦合至一接地端子，且該齊納二極體之一陰極經耦合至該第一電晶體之一閘極。
  20. 如請求項19之LED照明系統，其中： 該第二齊納二極體經耦合至該第二電晶體之一閘極且經耦合至該接地端子，且該第二齊納二極體之一控制端子經耦合至該第三電阻器及該第四電阻器； 該第三電阻器經耦合至該第一電晶體之該閘極； 該第四電阻器經耦合至該接地端子且經耦合至該第三電阻器； 該第五電阻器經耦合至一高電壓且經耦合至該第二電晶體之該閘極；且 該第六電阻器經耦合至該第二電晶體之源極且經耦合至該接地端子。
TW106114090A 2016-04-27 2017-04-27 用於發光二極體(led)照明系統之控制電路及用於控制led照明系統之方法 TWI708523B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662328523P 2016-04-27 2016-04-27
US62/328,523 2016-04-27
EP16173125 2016-06-06
??16173125.2 2016-06-06
EP16173125.2 2016-06-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201811116A true TW201811116A (zh) 2018-03-16
TWI708523B TWI708523B (zh) 2020-10-21

Family

ID=56101395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106114090A TWI708523B (zh) 2016-04-27 2017-04-27 用於發光二極體(led)照明系統之控制電路及用於控制led照明系統之方法

Country Status (5)

Country Link
US (3) US10034346B2 (zh)
EP (1) EP3449693B1 (zh)
KR (1) KR102136773B1 (zh)
TW (1) TWI708523B (zh)
WO (1) WO2017189791A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI676403B (zh) * 2019-03-19 2019-11-01 節明科技股份有限公司 色溫及亮度可調之發光二極體裝置
US10874008B2 (en) 2016-04-27 2020-12-22 Lumileds Llc Dim to warm controller for LEDs

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016164928A1 (en) * 2015-04-09 2016-10-13 Lynk Labs, Inc. Low flicker ac driven led lighting system, drive method and apparatus
US10111294B1 (en) 2016-09-26 2018-10-23 Aion LED, Inc. Efficient dynamic light mixing for compact linear LED arrays
CN207527311U (zh) * 2017-11-16 2018-06-22 中山市朗升电器照明有限公司 一种色温可调的led模组线路
TWI704707B (zh) * 2017-12-20 2020-09-11 美商亮銳公司 照明系統、照明裝置及照明方法
US10136489B1 (en) * 2017-12-20 2018-11-20 Lumileds Llc Illumination system including tunable light engine
CN113647201B (zh) * 2019-03-28 2024-05-10 昕诺飞控股有限公司 类别2的电路保护
EP3991521A1 (en) * 2019-06-27 2022-05-04 Lumileds LLC Dim-to-warm led circuit
KR102275953B1 (ko) 2020-09-14 2021-07-12 배진우 엘이디 조명 시스템
US11812526B2 (en) * 2021-04-26 2023-11-07 Taiwan Oasis Technology Co., Ltd. Light emitting device and lamp assembly
US11864284B2 (en) * 2021-07-09 2024-01-02 ERP Power, LLC Lighting system with a clamped correlated color temperature setting
KR20230079869A (ko) 2021-11-29 2023-06-07 삼성전자주식회사 Led 구동 장치 및 이를 포함하는 조명 장치

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101338350B1 (ko) 2007-07-16 2013-12-31 삼성전자주식회사 마이크로 히터를 이용한 나노 구조 또는 다결정 실리콘형성 방법, 이에 따라 형성된 나노 구조 또는 다결정실리콘 및 이들을 이용하는 전자 장치
US7759880B2 (en) * 2008-02-12 2010-07-20 General Electric Company Combined ballast for fluorescent lamp and light emitting diode and method of driving same
US7845824B2 (en) 2008-02-19 2010-12-07 Robotham Creative, Inc. Virtual single light source having variable color temperature with integral thermal management
US8378588B2 (en) * 2008-12-12 2013-02-19 O2Micro Inc Circuits and methods for driving light sources
ES2427280T3 (es) 2009-03-12 2013-10-29 Koninklijke Philips N.V. Iluminación con LED con comportamiento de temperatura de color de lámpara incandescente
JP2010220447A (ja) 2009-03-19 2010-09-30 Sanken Electric Co Ltd 直流電源回路、及びｌｅｄ照明装置
KR20110014890A (ko) * 2009-08-06 2011-02-14 (주)뷰텍이에스 조도에 상응하는 색온도를 제공하는 엘이디 조명기구 및 이를 이용하여 조도에 상응하는 색온도를 제공하는 방법
EP2523534B1 (en) 2011-05-12 2019-08-07 Ledengin, Inc. Apparatus and methods for tuning of emitter with multiple LEDs to a single color bin
US8957602B2 (en) 2011-07-18 2015-02-17 Marvell World Trade Ltd. Correlated color temperature control methods and devices
US8710754B2 (en) 2011-09-12 2014-04-29 Juno Manufacturing Llc Dimmable LED light fixture having adjustable color temperature
CN103533701B (zh) 2012-07-02 2017-04-19 欧司朗股份有限公司 色温控制电路和具有该色温控制电路的照明装置
JP6142151B2 (ja) 2012-07-31 2017-06-07 株式会社Ｊｏｌｅｄ 表示装置および電子機器
TWI452928B (zh) * 2012-09-26 2014-09-11 Anteya Technology Corp LED device and its color temperature and brightness control method and device
US9844113B2 (en) * 2013-01-25 2017-12-12 Dialog Semiconductor Inc. Adjusting color temperature in a dimmable LED lighting system
CN103152916A (zh) 2013-02-01 2013-06-12 中山市隆源光电有限公司 一种可调光可调色温的led照明灯具及控制方法
US9320097B2 (en) 2013-05-10 2016-04-19 Marvell World Trade Ltd. Multi-string dimmable LED driver
CN104219840B (zh) 2014-08-27 2017-05-10 深圳市芯飞凌半导体有限公司 Led开关调色温控制器及led驱动电路
CN104540269B (zh) 2014-12-08 2017-06-16 闽南师范大学 一种混合白光led照明系统及其照度及色温的控制方法
US20170006684A1 (en) * 2015-07-02 2017-01-05 Delta Electronics, Inc. Led lighting module having tunable correlated color temperature and control method thereof
US9668307B2 (en) * 2015-07-27 2017-05-30 GE Lighting Solutions, LLC Warm dimming for an LED light source
CN105491761B (zh) 2015-12-29 2018-08-14 生迪智慧科技有限公司 可调节色温的led灯和led灯的色温调节方法
CN109716862B (zh) 2016-04-27 2021-03-12 亮锐控股有限公司 用于led的调暗变暖控制器
US10034346B2 (en) 2016-04-27 2018-07-24 Lumileds Llc Dim to warm controller for LEDs

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10874008B2 (en) 2016-04-27 2020-12-22 Lumileds Llc Dim to warm controller for LEDs
TWI676403B (zh) * 2019-03-19 2019-11-01 節明科技股份有限公司 色溫及亮度可調之發光二極體裝置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017189791A1 (en) 2017-11-02
US10034346B2 (en) 2018-07-24
EP3449693A1 (en) 2019-03-06
US20190239310A1 (en) 2019-08-01
US10874008B2 (en) 2020-12-22
TWI708523B (zh) 2020-10-21
US20170318643A1 (en) 2017-11-02
KR102136773B1 (ko) 2020-07-22
KR20190003634A (ko) 2019-01-09
US20180317297A1 (en) 2018-11-01
US10257904B2 (en) 2019-04-09
EP3449693B1 (en) 2021-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI708523B (zh) 用於發光二極體(led)照明系統之控制電路及用於控制led照明系統之方法
US10051706B2 (en) Current splitter for LED lighting system
US8698407B1 (en) Highly integrated non-inductive LED driver
US9730289B1 (en) Solid state light fixtures having ultra-low dimming capabilities and related driver circuits and methods
US10306722B2 (en) LED driving circuit
JP6461033B2 (ja) 調光可能な交流駆動発光素子照明装置
JP6617136B2 (ja) Ｌｅｄドライバ回路、ｌｅｄ回路、及び駆動方法
US8497636B2 (en) Auto-switching triac compatibility circuit with auto-leveling and overvoltage protection
US8581498B1 (en) Control of bleed current in drivers for dimmable lighting devices
US20130249437A1 (en) Adaptive filter for led dimmer
JP7043550B2 (ja) Ｌｅｄ用の暖色化減光コントローラ
WO2012125625A1 (en) Load control device for a light-emitting diode light source
CN111225475B (zh) 电流驱动电路、方法及应用其的led照明装置
JP2012074693A (ja) 発光部品の駆動回路
US9648690B1 (en) Dimmable instant-start ballast
KR102320590B1 (ko) 조광 가능한 발광소자 조명장치
KR20130072952A (ko) 블리드 회로, 이를 포함하는 조명 제어 회로, 조명 제어 방법
KR102253999B1 (ko) 위상 제어용 디밍 제어 기능을 구비한 led 조광기
CN116234099A (zh) 智能灯具及其调光控制电路、智能灯具的调光控制方法
TWM586027U (zh) Ｌｅｄ驅動電路和控制晶片