WO2020244670A1 - 控制电路、驱动电路、控制方法及照明装置 - Google Patents

控制电路、驱动电路、控制方法及照明装置 Download PDF

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WO2020244670A1
WO2020244670A1 PCT/CN2020/094996 CN2020094996W WO2020244670A1 WO 2020244670 A1 WO2020244670 A1 WO 2020244670A1 CN 2020094996 W CN2020094996 W CN 2020094996W WO 2020244670 A1 WO2020244670 A1 WO 2020244670A1
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WO
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led arrays
current
led
voltage
bypass
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Application number
PCT/CN2020/094996
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English (en)
French (fr)
Inventor
邵蕴奇
徐勇
Original Assignee
上海路傲电子科技有限公司
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B44/00Circuit arrangements for operating electroluminescent light sources

Definitions

  • the invention relates to the field of LED lighting, in particular to a control circuit, a drive circuit, a control method and a lighting device.
  • LED Light Emitting Diode
  • the voltage and current changes on the LED will cause the change in the amount of light emitted by the LED.
  • the desired current is applied to the LED to form a conduction voltage drop to obtain the desired amount of light.
  • One of the important design indicators of the circuit, another design indicator of the drive circuit is stable input power to prevent excessive heat generation of the LED device and ensure the life of the LED device.
  • Figure 1 is a parameter relationship diagram of an LED with a rated voltage of 9V and a rated current of 60mA. It can be seen from it that in order to obtain the desired drive current of 60mA, the conduction voltage drop of the LED is about 9V. When the voltage across the LED drops, the driving current of the LED drops, and the power of the LED and the luminous brightness of the LED also decrease, but the power and luminous brightness of the LED and the driving current of the LED are not linearly proportional. In other words, when the driving current flowing through the LED decreases, the voltage across the LED decreases, and the power and light-emitting brightness of the LED also decrease, and vice versa.
  • the driving circuit of Figure 2 achieves stable luminous brightness by controlling the stabilization of the current flowing through the LED.
  • the mains VACA is filtered by the rectifier bridge DBA and the electrolytic capacitor CA to form a DC power supply, and the pulsating DC voltage VRECA is output to supply power to the LEDA.
  • the LEDA is composed of one or more LEDs in series or parallel, and the voltage reference VA, operation Put EAA, MOS tube QA and resistor RSA to form a current source UA.
  • the pulsating DC voltage VRECA is greater than the conduction voltage drop VLEDA of the LEDB, the current flowing through the LEDA is controlled to a stable value by the current source UA.
  • the driving circuit of Fig. 3 realizes stable input power by controlling the change of the power flowing through the LED.
  • the mains VACB is filtered by the rectifier bridge DBB and the electrolytic capacitor CB to form a DC power supply, and the pulsating DC voltage VRECB is output to supply power to the LEDB.
  • the LEDB is composed of one or more LEDs in series or parallel, and the voltage reference VB, operation
  • the amplifier EAB, the MOS tube QB, and the resistors RSB and R2 constitute a current source UB, which also includes the resistor R1 and the capacitor CF to detect and filter the signal of the pulsating DC voltage VRECB.
  • the pulsating DC voltage VRECB is greater than the conduction voltage drop VLEDB of the LEDB, the current flowing through the LEDB decreases with the increase of the pulsating DC voltage VRECB, and vice versa, to achieve stable input power.
  • the pulsating DC voltage VREC decreases, as shown in Figure 4, when the pulsating DC voltage VREC decreases below the LED's conduction voltage drop VLED, the LED will dim or even not be lit, or the LED current will be periodic (Corresponding to the power frequency 50/60HZ) increase and decrease, produce low frequency stroboscopic, the stroboscopic depth decreases with the decrease of the mains voltage, usually, when the mains voltage drops by 10%, the stroboscopic depth exceeds 10 %, affecting the luminous effect of the lighting device.
  • a control circuit for solid state lighting load or luminous load which is used to drive n arrays of luminous loads powered by a DC power supply.
  • the luminous load control The circuit includes:
  • the m switch units are configured to respectively couple m light-emitting loads among the n light-emitting loads when the control circuit is driven/applied to n light-emitting loads, and the respective control terminals of the m switch units are respectively connected to the control unit , Controlled by the control unit to bypass the corresponding luminous load;
  • n and n are integers, n ⁇ 2, m ⁇ 1, and m ⁇ n.
  • the light-emitting load is a light-emitting diode (LED), OLED, polymer light-emitting diode, or the like.
  • LED light-emitting diode
  • OLED organic light-emitting diode
  • polymer light-emitting diode or the like.
  • any of the embodiments of the present application described with LED-type loads as an example may be applicable to light-emitting loads, solid-state lighting loads, etc.
  • any embodiment of the present invention The words "LED”, “LED array (or also called: LED group)" in the text can be replaced with light-emitting load, solid-state lighting load, light-emitting unit, solid-state lighting unit, etc.
  • each light-emitting load, solid-state lighting load or LED array may include multiple LED units, for example: multiple LED units connected in series, multiple LED units connected in parallel, and multiple LED units combined in series and parallel.
  • a control circuit for an array of LEDs is also provided, which is used to drive n LED arrays coupled (for example, connected in series) powered by a DC power supply.
  • the control circuit includes:
  • the m switch units (or can be simply referred to as switches) are configured to: when the control circuit is applied to (or integrated in) n LED arrays, the x switch units in the m switch units are respectively (for example one-to-one correspondence) Parallel (or coupled in parallel) in x LED arrays in n LED arrays, and the remaining mx switch units are respectively connected across A) (mx) n LED arrays (adjacent) between/two The connection point between the two, and B) the common ground connection point (or bypass connection point).
  • the common ground connection point is located between the n LEDs (as a whole) and the output terminal of the DC power supply.
  • the respective control terminals of the m switch units are respectively connected to the control unit.
  • n ⁇ 2, m ⁇ 1, n ⁇ m ⁇ x ⁇ 0, x, m, and n are all integers.
  • the common ground connection point can be located: i) the current outflow end of the n LED arrays, 2) the current outflow end of the n LED arrays and the negative output end of the DC power supply Or 3) (when the series circuit formed by n LED arrays and DC power supply works) between the last LED array in the current direction among n LED arrays and the negative output terminal of the DC power supply.
  • the x switching units may also be at least partially arranged upstream of the m-x switching units.
  • the common ground connection point can be located: i) the current inflow end of the n LED arrays, or 2) the positive polarity of the current inflow end of the n LED arrays and the DC power supply Between the output terminals, or 3) when all n LED arrays are turned on, between the first LED array in the current direction and the positive output terminal of the DC power supply.
  • x switching units may be at least partially arranged downstream of m-x switching units.
  • a control circuit for an array of LEDs is also provided, which is used to drive n LED arrays coupled (for example, connected in series) powered by a DC power supply.
  • the control circuit includes: a control unit and m switch units.
  • the m switch units are configured to: when the control circuit is applied to (or integrated in) n LED arrays, x switch units in the m switch units are respectively (for example, one-to-one correspondence) connected in parallel (or coupled in parallel) Among the x LED arrays in the n LED arrays, the remaining mx switch units are respectively connected across A) mx connection points and B) common ground connection points (or bypass connection points).
  • these m-x connection points are located between (adjacent) two/two of the n LED arrays.
  • the common ground connection point is located between the n LEDs (as a whole) and the output terminal of the DC power supply.
  • the respective control terminals of the m switch units are respectively connected to the control unit. n ⁇ 2, m ⁇ 1, n ⁇ m ⁇ x ⁇ 0, x, m, and n are all integers.
  • the common ground connection point can be located: i) the current outflow end of the n LED arrays, 2) the current outflow end of the n LED arrays and the negative output end of the DC power supply Or 3) (when the series circuit formed by n LED arrays and DC power supply works) between the last LED array in the current direction among n LED arrays and the negative output terminal of the DC power supply.
  • the x switching units may also be at least partially arranged upstream of the m-x switching units.
  • the common ground connection point can be located: i) the current inflow end of the n LED arrays, or 2) the positive polarity of the current inflow end of the n LED arrays and the DC power supply Between the output terminals, or 3) when all n LED arrays are turned on, between the LED array at the first position along the current direction and the positive output terminal of the DC power supply.
  • x switching units may be at least partially arranged downstream of m-x switching units.
  • a control circuit for driving n LED arrays powered by a DC power supply, and the control circuit includes:
  • the m switch units are configured to respectively couple m LED arrays in the n LED arrays when the control circuit drives n LED arrays, and the respective control terminals of the m switch units are respectively connected to the control unit and controlled by The control unit bypasses the corresponding LED array;
  • n and n are integers, n ⁇ 2, m ⁇ 1, and m ⁇ n.
  • control circuit here may also be called a drive control circuit in some other embodiments.
  • the DC voltage can be from an energy storage device such as a battery, and can be a stable voltage or a constant voltage.
  • the P pole (or anode) of each LED array may be connected to the N pole (or cathode) of the adjacent LED array.
  • the m switch units bypass the corresponding one or more LED arrays through selective conduction controlled by the control unit.
  • different bypass circuits or sub-circuits
  • the currents of the bypass circuits are selectively enabled. If none of the m switch units are turned on, the first loop (or called the main loop) formed by the DC power supply and all n LED arrays works.
  • x switch units in m switch units are correspondingly (for example: one-to-one correspondence) connected in parallel with x LED arrays in m LED arrays, and the remaining mx switch units are respectively Correspondingly, it is connected between one end of the remaining mx LED arrays in the m LED arrays and the output end of the DC power supply, where x is an integer, m ⁇ 2, m ⁇ x ⁇ 0.
  • connection between the mx common ground switches and the output terminal of the DC power supply may be directly connected in a common ground mode, or may also be connected through a current limiting device in the first loop (for example, a current limiting resistor, a controlled current source) ), LED arrays and other circuit units that are not bypassed are indirectly connected to the output of the DC power supply.
  • the mx switch units can be turned on to allow loopback to the DC power supply from the corresponding end of each LED array in the mx LED arrays to form a common ground.
  • the m-x common ground switch units may be connected to the current limiting device before connecting to the common ground, and indirectly coupled/connected to the common ground or power output terminal through the current limiting device.
  • m switch units are N-type devices
  • x is an integer , M ⁇ 2, m ⁇ x ⁇ 0.
  • the LED arrays and current limiting devices corresponding to/coupled to the m switching units are arranged in sequence along the current direction, wherein both ends of the x switching units are connected to The upstream of the current limiting device, and the two ends of the remaining mx switch units are respectively connected to the upstream and downstream of the current limiting device, where x is an integer, m ⁇ 2, m ⁇ x ⁇ 0.
  • the current-limiting device and the LED array corresponding to/coupled to the m switch units are arranged in sequence along the current direction, wherein both ends of the x switch units are connected to Downstream of the current limiting device, the two ends of the remaining mx switch units are respectively connected to the upstream and downstream of the current limiting device, where x is an integer, m ⁇ 2, m ⁇ x ⁇ 0.
  • the x switch units can be called floating switch units, and the remaining m-x switch units among the m switch units can be called common ground switch units.
  • the m switch units are NPN or N-type devices, and the respective ports of the m-x LED arrays (for example, current input terminals/anodes, or current output terminals/cathodes) are respectively coupled to the DC power supply through corresponding switch units.
  • the floating switches can be arranged alternately with the common ground switches, for example: floating switch unit ⁇ common ground switch unit ⁇ floating switch unit ⁇ common Ground switch unit.
  • the floating switch unit can also be partially or completely arranged before the common ground switch unit, that is, between the common ground switch unit and the DC power supply, or upstream along the current direction, so these floating switch units will not be shared by the common ground switch unit. Affected/bypass.
  • the m switching units are PNP or P-type devices, and the respective ports (for example, current input/anode, or current output/cathode) of mx LED arrays in the m LED arrays that can be bypassed pass through respectively
  • the corresponding switch unit is coupled to the DC power supply.
  • the floating switch units are alternately arranged with the common ground switch units.
  • the floating switch units can also be partially or completely arranged between the common ground switch unit and the DC power supply, that is, downstream in the current direction, so these floating switch units will not be affected/bypassed by the common ground switch unit.
  • the m switch units are NPN, N-type devices, and at least part of the x switch units and m-x switch units are sequentially connected in series along the current direction.
  • a current-limiting device can be set in series with n LED arrays in the first loop, for example, between the n LED arrays and the negative DC output terminal of the DC power supply, each LED array in the n LED arrays The positive pole of the LED is connected to the negative pole of the adjacent LED array.
  • the control circuit couples m LED arrays through m switch units, the nm LED arrays that are not coupled can be connected in series between the positive terminal of the DC power supply and the LED array coupled with the m switch units. In the first loop, the nm LED arrays that are not bypassed are connected in series in a position closer to the positive terminal of the DC power supply.
  • x 0, and the m switch units are all common ground switch units.
  • m x>0, and the m switch units are all floating switch units.
  • m>x>0 the m switch units include both floating switch units and common ground switch units.
  • the value of x can be relatively small.
  • the number of floating switch units x is relatively small, or the number of floating switch units is smaller than that of common ground switch units
  • the common ground switch or common ground bypass circuit is easier to integrate and lower cost.
  • the floating switch unit only bypasses the LED array connected in parallel with it when it is turned on, and does not bypass other LED arrays at the same time, while the common ground switch unit can remove all LEDs after its connection end in the main circuit. All arrays are bypassed.
  • the common ground switch unit can bypass a part of the LED array when the output voltage of the DC power supply is low and not enough to support all the LED arrays to be turned on at the same time, while the floating switch unit can be used in different conditions under the same circumstances. Different combinations of LED arrays can be selectively turned on under the DC power supply voltage of, and with appropriate design, all n LED arrays can be turned on at least once in a power supply cycle.
  • the more flexible control capability of x (floating) switch units on the light-emitting load can be combined with timers and other devices to support the control of the bypass loop and the corresponding bypassed circuit at a certain frequency (actively)
  • the on-off state of the light-emitting load forms the corresponding light-emitting load alternate lighting, and this alternate frequency can be set to a higher frequency, such as tens of kHz, so as to reduce the low-frequency flicker of the light-emitting load, which is also applicable Control circuits, drive circuits, lighting devices, and drive/control methods in other embodiments.
  • the m switch units are respectively controlled by the control unit, and switched in two states of on and off, or can also have or be switched to a third state: as a linear current source for regulating current (control current or Control the change process of current).
  • control circuit in some embodiments further includes a current-limiting device, which is connected to the control circuit, for example, connected in series in the above-mentioned first loop, so that when the control circuit drives n LED arrays, and n A LED array and a DC power supply form a series loop.
  • a current-limiting device which is connected to the control circuit, for example, connected in series in the above-mentioned first loop, so that when the control circuit drives n LED arrays, and n A LED array and a DC power supply form a series loop.
  • the current-limiting device is connected in series in the first loop, and is also connected in series with n LED arrays.
  • the position of the current-limiting device in the first loop (or the main loop) is not limited, for example, it can be between Between the n LED arrays and the negative output terminal of the DC power supply, or between the n LED arrays and the positive output terminal of the DC power supply.
  • the first loop here is also called the main loop or the series loop in some other embodiments.
  • the current limiting device and at least part of the m switch units are configured to independently or jointly adjust the current flowing through at least part of the n LED arrays.
  • the current limiting device and at least part of the x (floating) switch units are configured to independently or jointly adjust the current flowing through at least part of the n LED arrays.
  • the current-limiting device has a control terminal connected to the control unit, and the current-limiting device and/or at least part of the m switch units are operable to adjust the respective currents according to the control signals of the respective control terminals.
  • the current-limiting device has a control terminal connected to the control unit, and the current-limiting device and/or at least part of x (floating) switch units are operable to adjust the respective currents according to the control signals of the respective control terminals, Thus, the current in the bypass loop where the switch unit is located is adjusted.
  • the control circuit includes:
  • the first pin is configured as the positive output terminal of the externally coupled DC power supply, or the positive terminal of the first LED array in the n LED arrays;
  • the second pin is configured to externally couple the negative terminal of the first LED array and the positive terminal of the second LED array in the n LED arrays;
  • the third pin is configured as the negative output terminal of the externally coupled DC power supply
  • the fourth pin is configured to externally couple the negative terminal of the second LED array in the n LED arrays;
  • the positive terminal of the first switch unit (for example, one of x floating switches or one of mx common ground switches) of the m switch units is connected to the second pin, and the negative terminal of the first switch unit is coupled to The third pin.
  • the positive terminal of the current limiting device is connected to the fourth pin; the negative terminal of the current limiting device is connected to the third pin.
  • the third pin is grounded.
  • the negative terminal of the first switch unit is directly connected to the third pin.
  • the negative terminal of the first switch unit can also be indirectly connected/coupled to the third pin, that is, the negative terminal of the first switch unit is connected to the fourth pin, and is coupled to the third pin through the current limiting device.
  • the m switch units further include a second switch unit, the positive terminal of the second switch unit (for example, one of the x floating switches) is connected to the first pin; the negative terminal of the second switch unit It is connected to the second pin.
  • the current-limiting device can also be connected in series in the first loop in other ways.
  • the positive terminal of the current-limiting device is connected to the first pin; the negative terminal is connected to the anode of the first LED array.
  • the negative terminal of the first switch unit is directly connected to the third pin.
  • the current limiting device may also be connected between the second pin and the negative terminal of the first LED array, or between the second pin and the positive terminal of the second LED array in the same direction as the current.
  • the voltage level of the DC power supply for example, the voltage level of the DC power supply is at least higher than the conduction voltage drop of the third LED array, it can be kept in a constant light state, thereby improving the energy conversion efficiency of n LED arrays.
  • control circuit in some embodiments further includes: a first carrier and a second carrier that are electrically isolated from each other, the second carrier is configured to carry the second switch unit, and the first carrier is configured to carry the first switch
  • the unit, the current limiting device and the control unit are arranged on the first carrier or the second carrier.
  • control circuit in some embodiments further includes one or more current programming interfaces, which are respectively provided in the current-limiting device, or one or more of the m bypasses corresponding to the m switch units Among. Further optionally, this/these current programming interfaces are set in the circuit corresponding to the current limiting device or the current source in the bypass, and are part of the current limiting device or the corresponding current source.
  • the first current programming interface is configured to receive a first resistor operatively connected peripherally. Through the first resistor, the current regulation performance of the current source in the main loop and/or bypass loop can be controlled, and further, the current or power in the corresponding main loop/bypass loop can be limited/regulated.
  • the current programming interface may include a fifth pin and/or a sixth pin externally provided for the user of the control circuit to use the control circuit to manufacture lighting devices/lamps according to power, etc. It is required to connect a resistor with a certain resistance between the fifth pin and the sixth pin to set the current/power of the bypass loop, and the power of the lamp can be customized in the manufacturing process.
  • the second current programming interface can be provided in the second switch unit, which will not be repeated here.
  • the sixth pin can be connected to the power ground. In this case, only one pin, such as the fifth pin, is required to cooperate with the power ground (or be regarded as the sixth pin) to receive A first resistor operatively connected peripherally.
  • the pulsating DC voltage output by the DC power supply is unstable electric energy with voltage ripple
  • the control unit is configured to adjust one or more switches that are turned on.
  • the current in the unit or the current-limiting device changes in the opposite direction to the pulsating DC voltage/voltage (for example, the conduction voltage drop) of the n LED arrays.
  • the current flowing in one or more LED arrays in the on-state of the n LEDs, or in the bypass loop (or sub-loop) is passed through the on or more switches
  • the unit or the current-limiting device is dynamically adjusted so that the voltage divided by the n LED arrays in the main loop/bypass loop changes in the opposite direction/negatively.
  • the concepts of thresholds such as the conduction threshold and the full brightness threshold can be understood from multiple angles.
  • each understanding is not necessary, but is only for a certain application scenario.
  • the relevant concepts can be understood as follows: the voltage that the LED array bears, or the conduction voltage drop of the LED array, can be regarded as the conduction threshold of the LED array, that is, the LED array can be The minimum forward voltage for light emission, or, because the actual implementation of the product basically does not configure the LED array and only "can emit light", and it is hoped that it can withstand sufficient forward conduction voltage drop to generate sufficient light emission, because, The voltage that the LED array bears, or the turn-on voltage drop of the LED array, has the "curve relationship between current and voltage" and "the curve relationship between current and relative brightness” as shown in Figure 1.
  • the turn-on voltage drop of the array can also be considered: the luminous flux generated when it is turned on can meet the requirements of the product being implemented.
  • the voltage of the LED array, or the voltage that the LED array bears, or the turn-on voltage drop of the LED array Between "the smallest forward voltage that can make the LED array emit light” and "the voltage of the LED array that can meet the requirements of the product being implemented when the luminous flux is turned on.”
  • the LED array that is not turned on theoretically does not have a turn-on voltage drop or the "understand voltage” is not enough to drive it to emit light, but for the convenience of description, this specification still assumes that it has the same "understand voltage” "Or "on pressure drop”.
  • the current in the LED array refers to the current flowing in the LED array that is turned on and lit in the corresponding loop, but there is no working current in the LED array or the current can be ignored .
  • the power or total power of n LED arrays refers to the power of the LED arrays that are turned on and lit in the bypass loop/main loop, but the LED arrays that are not turned on do not work Power or power can be ignored.
  • the photoelectric conversion parameters are basically constant or basically predictable. Therefore, it can be considered that by controlling the (electric) power of the LED array to remain constant, the LED is indirectly controlled.
  • the luminous flux remains basically constant. This may not be repeated elsewhere.
  • the voltage that the LED array bears or the turn-on voltage drop of the LED array can also be called the turn-on threshold.
  • Different numbers of LED arrays have different turn-on thresholds.
  • the turn-on threshold of the LED array connected in series can be called the full-brightness threshold.
  • the turn-on threshold can also be understood from another angle: the voltage value of the DC power supply that can make all or part of the LED arrays in n LED arrays turn on and the luminous flux reaches a predetermined value.
  • the predetermined value is the demand of the product to be implemented, and is usually a specified luminous flux value, such as 1000 lumens.
  • the turn-on threshold can also be understood as follows: the turn-on threshold is related to the LED array that can be turned on/lit by the output DC voltage of the DC power supply. If the DC voltage is lower than the turn-on threshold, only fewer LED arrays among the n LED arrays can be turned on. Or, it is only possible to turn on the LED array group "with a lower total turn-on voltage drop" among the n LED arrays.
  • the turn-on threshold can also be understood as follows: the turn-on threshold is related to the LED array that can be turned on/lit by the output DC voltage of the DC power supply. If the DC voltage is higher than this turn-on threshold, it is enough to turn on the first LED array group. If the DC voltage is lower than this turn-on threshold, it is not enough to turn on the first LED array group, and may only be able to turn on the second LED array. group. Compared with the second LED array group, the first LED array group has a higher total conduction voltage drop, or the first LED array group has a larger number of LED arrays than the second LED array group. .
  • this turn-on threshold may also be referred to as a full-brightness threshold. This means that if the DC voltage is higher than the full brightness threshold, it is sufficient to turn on all n LED arrays; if the DC voltage is lower than the full brightness threshold, only part of the n LED arrays can be turned on. Also optionally, the full-brightness threshold in some embodiments may correspond to the first threshold in the control circuit or the lighting device.
  • control unit is further configured to: decrease the number of LED arrays that are turned on among the n LED arrays as the pulsating DC voltage/voltage experienced by the n LED arrays increases. Or increase the current in the LED arrays that are turned on in the n LED arrays as the pulsating DC voltage/voltage withstands the n LED arrays decreases.
  • the power of adjusting the n LED arrays is kept within the neighborhood of the first power value, and the neighborhood of the first power value may be the power range maintained by the first loop/main loop during operation.
  • the first The power value is usually determined by the requirements of the specific implementation of the lighting device.
  • the first power value on the n LED arrays can generate the first luminous flux.
  • control unit includes an electrical signal measuring unit, which is coupled to the control circuit (coupled to the main loop or possible bypass circuit) to obtain the first electrical signal.
  • the electrical signal reflects/represents the pulsating direct current voltage or the conduction voltage drop of the n LED arrays, or there is a positive/negative correlation between the first electrical signal and the pulsating direct current voltage or the voltage suffered by the n LED arrays.
  • control unit is further configured to: 1) In response to the first electrical signal being less than the first threshold, control m At least one of the two switch units is turned on to establish a bypass; 2) in response to the first electrical signal being greater than or equal to the first threshold, all m switch units are controlled to be turned off.
  • control unit is further configured to: in response to the first electrical signal being greater than the first threshold, control the m At least one of the switch units is turned on to establish a bypass; ii) in response to the first electrical signal being less than or equal to the first threshold, at least one of the m switch units is controlled to be turned off.
  • control unit includes an electrical signal measuring unit, which is coupled to the control circuit (coupled to the main loop or possible bypass circuit) to obtain the first electrical signal.
  • the electrical signal reflects/positively correlates/negatively correlates with the pulsating direct current voltage or the conduction voltage drop of n LED arrays or the difference between the pulsating direct current voltage and the conduction voltage drop of the LED array.
  • control unit is further configured as: 1 ) In response to the first electrical signal being less than the first threshold, control at least one of the M switch units to be turned on to establish a bypass; 2) In response to the first electrical signal being greater than or equal to the first threshold, control all the M switch units to turn off .
  • control unit is further configured to: In response to the first electrical signal being greater than the first threshold, control at least one of the M switch units to conduct to establish a bypass; ii) In response to the first electrical signal being less than or equal to the first threshold, control at least one of the M switch units Shut down.
  • the first electrical signal may be derived from both ends of the DC power supply, or in other words, obtained through a circuit coupled to the positive and negative output terminals of the DC power supply .
  • the first electrical signal in a state where at least one switch unit is turned off, may be acquired based on one or more circuit parameters in the control circuit.
  • the first electrical signal may be obtained from at least one of the voltage at both ends of the current limiting device, the control terminal voltage of the current limiting device, and the current of the current limiting device.
  • the first electrical signal when at least one switch unit is turned on, is taken from the voltage across the current limiting device, the control terminal voltage of the current limiting device, and the current limiting device At least one of the currents.
  • the control unit of the control circuit is configured to determine by one or more circuit parameters: i) whether the DC voltage is sufficient to turn on all n LED arrays, or ii) the magnitude relationship between the DC voltage and the first threshold. Wherein, if the DC voltage is greater than the first threshold, it is sufficient to turn on all n LED arrays, and if the DC voltage is less than the first threshold, only a part of the n LED arrays can be turned on. Specifically, in the control circuit, a first electrical signal is generated based on one or more circuit parameters and compared with a first threshold configured in the control unit.
  • the first electrical signal may be taken from both ends of at least one common ground switch unit.
  • the first threshold configured in the control circuit may correspond to one of the following: i) It reflects that there is sufficient voltage/current/power when all n LED arrays are turned on The voltage value of the LED array to meet the required luminous flux; ii) reflect the voltage value of the DC power supply with sufficient voltage/current/power to meet the required luminous flux when all n LED arrays are turned on; iii) reflect The value of the first electrical signal with sufficient voltage/current/power to meet the required luminous flux when all the n LED arrays are turned on; iv) the full-brightness threshold.
  • the first threshold configured in the control circuit may correspond to one of the following: i) The first threshold reflecting the minimum voltage of the DC power supply sufficient to turn on all n LED arrays
  • the value of an electrical signal, ii) the difference from the minimum voltage value is a constant positive reference voltage value, iii) the voltage value of the DC power supply that enables the conduction current/luminous flux of n LED arrays to reach a predetermined value; IV) The minimum voltage of the DC power supply sufficient to turn on all n LED arrays;
  • VI) reflects n The value of the first electrical signal of the minimum voltage of the DC power supply when the luminous flux generated by the voltage/current/power on the LED arrays reaches a predetermined value; VII) the DC voltage value that is just enough to turn on all the n LED arrays.
  • the current flowing through the n LED arrays, or the current flowing through the bypass loop/sub-loop is adjusted to be greater than the average value of the n LED arrays by the control unit.
  • the current of the main circuit when it is turned on is adjusted to be greater than the average value of the n LED arrays by the control unit.
  • the control unit is further configured to: adjust the first bypass current in the at least one switch unit that is turned on to be greater than the current value flowing through the n LED arrays when the m switch units are all turned off, so that the n LEDs The product of the conduction voltage drop of the array and the first bypass current is kept within the neighborhood of the first power value.
  • control unit is further configured to, in response to the fluctuation of the first electrical signal with respect to the first threshold, switch m Switch unit to establish or cancel the bypass circuit. Therefore, after some of the n LED arrays are bypassed, the DC power supply voltage is sufficient to turn on the other LED arrays.
  • control unit is further configured to: a) respond to the first electrical signal drop Below the first threshold, switch off multiple switch units in m switch units alternately (for example: switch unit A is turned on in the first cycle and switch unit B is turned off; switch unit B is turned on in the second cycle, The switch unit A is turned off; in the third period, the switch unit A is turned on, and the switch unit B is turned off) to alternately turn on the corresponding multiple LED arrays; or, b) in response to the first electrical signal Below the threshold, the on state or off state of a plurality of switching units including at least one of the x switching units and at least one of the mx switching units are switched complementarily, thereby establishing a plurality of alternate bypass circuits.
  • the first part of the switch units in the plurality of switch units when the first part of the switch units in the plurality of switch units is in the on state, the second part of the switch units is in the off state, and when the second part of the switch units is in the on state, the first part of the switch units is in the off state.
  • the first part of the switch unit or the second part of the switch unit includes at least one of the x switch units.
  • this alternate conduction or alternate conduction has a first predetermined frequency.
  • the low voltage interval of the DC power supply (the low voltage is not enough to turn on all n LED arrays, such as the first voltage interval)
  • both the first subset and the second subset have: when located in a low voltage range, the DC power supply conducts the maximum number of LED arrays in the n LED arrays.
  • the number of LED arrays in the union of the first subset and the second subset is greater than the (for example, the largest) number of LED arrays that can be turned on by the DC power supply in the low-voltage interval.
  • the electric energy provided by the DC power supply in the low-voltage range is released as light energy through a larger number of LED arrays, which will also bring about a larger LED light-emitting surface, and suppress low-frequency flicker/flicker to a certain extent.
  • the number of LED arrays in the first subset is the same as the number of LED arrays in the second subset, which causes the light energy released by the greater number of LED arrays to form a relatively constant light-emitting area, in other words, n
  • Each LED array will generate stable power/luminous flux with a visually constant light-emitting area, and to a certain extent suppress low-frequency strobe/flicker.
  • the union of the first subset and the second subset covers all n LED arrays. Therefore, the normal voltage range of the DC power supply is changed to a lower voltage value such as the first During a voltage interval, the total light-emitting area of n LED arrays can remain basically unchanged, which improves the lighting experience. In other words, combined with the current adjustment means to keep the power of the n LEDs basically unchanged, the n LED arrays always stably generate stable power/luminous flux with their maximum possible light-emitting area, thereby further suppressing low-frequency flicker/flicker.
  • the LED arrays in the plurality of subsets that are turned on are not completely the same, and there may or may not be an intersection between the two.
  • the LED arrays in the first subset and the second subset that are alternately turned on are different, and there is no intersection between the two.
  • control unit is further configured to: when the first electrical signal is less than the first threshold, coordinate the currents (or in other words, multiple The current in the bypass loop that works alternately), so that the power of the n LED arrays remains substantially constant before and after switching, and they are all located in the neighborhood of the first power value.
  • control unit is further configured to: synchronously control the current drop in the first part of the switching unit switched from on to the off state and the current increase in the second part of the switch unit switched from off to on.
  • the sum of the power of all the LED arrays in the loop where the first part of the switch unit and the second part of the switch unit are basically constant, or in other words, the sum of the power of the n LED arrays is basically constant, and then the n LEDs are controlled
  • the luminous flux of the array is substantially constant or kept within a neighborhood of a predetermined value of the first luminous flux, for example, within a neighborhood of ⁇ 5% or less of the predetermined value of the first luminous flux.
  • control unit is further configured to coordinate the currents in the multiple alternate bypass loops through multiple switch units, so that the LED arrays in the multiple alternate bypass loops The power of is kept within the neighborhood of the first power value.
  • the multiple alternate bypass loops include a first bypass loop and a second bypass loop, if the LEDs in the first bypass loop in the n LED arrays If the array conduction voltage drop is greater than the LED array in the second bypass loop, the current in the second bypass loop is adjusted to be greater than the current in the first bypass loop, so that the LED array in the second bypass loop and the first bypass loop
  • the relative change rate of the LED array power in the loop is less than a first predetermined percentage, and the first predetermined percentage is a value less than 10%, 5%, or 2%.
  • the control unit is further configured to adjust the current in the second bypass loop to be substantially equal to the current in the first bypass loop (for example, the relative rate of change between the two in the mutual switching process does not exceed a first predetermined percentage), So that the relative change rate of the LED array in the second bypass loop and the LED array in the first bypass loop is less than a first predetermined percentage, the first predetermined percentage being a value less than 10%, 5%, or 2%; and
  • the number of LED arrays in the union of the LED arrays in the first bypass loop and the LED arrays in the second bypass loop is greater than when the first electrical signal is less than the first threshold, n LED arrays The maximum number that can be turned on by the DC power supply.
  • control unit is further configured to: when m>x ⁇ 1, during the fluctuation process of the first electrical signal relative to the first threshold, coordinate the current and the current in the current limiting device The currents in the plurality of switching units that are switched so that the power of the n LED arrays is maintained within the neighborhood of the first power value when the plurality of switching units are all turned off and at least partially turned on
  • the current in the switch unit is such that when the m switch units are all turned off and at least partially turned on, the power of the n LED arrays is maintained within the neighborhood of the first power value.
  • control unit is further configured to: in the transition process when multiple switch units are switched,
  • control unit is further configured to: i) synchronously control the first bypass loop during the transition process of switching between the first bypass loop and the second bypass loop
  • the current in the second bypass loop decreases as the current in the second bypass loop increases, so that the power drop of the LED array in the first bypass loop is compensated/offset by the power increase of the LED array in the second bypass loop; and, ii) Synchronously control the current in the first bypass loop to increase as the current in the second bypass loop decreases, so that the power of the LED array in the second bypass loop is reduced by the LEDs in the first bypass loop.
  • the power increase of the array is compensated/offset.
  • the current adjustment means can be applied to the switching process between any two or more loops in the control circuit, for example, the switching between the main loop (or called the first loop/series loop) and the bypass loop.
  • control unit is further configured to: i) synchronously control the current in the first loop to follow the bypass loop during the transition process between the first loop and the bypass loop The current increases and decreases, so that the power drop of the LED array in the first loop is compensated/offset by the power increase of the LED array in the bypass loop; and, ii) the current in the first loop is synchronously controlled to follow The current in the circuit loop decreases and increases, so that the power drop of the LED array in the bypass loop is compensated/offset by the power increase of the LED array in the first loop.
  • control unit is further configured to: during the transition from the second part of the switching unit to the first part of the switching unit, the current in the second part of the switching unit Before the drop amplitude before the start of the transition process exceeds the preset amplitude, the current in the first part of the switching unit is controlled to increase synchronously.
  • control unit is further configured to: during the transition from the first part of the switching unit to the second part of the switching unit, the current in the first part of the switching unit is relatively Control the current in the second part of the switching unit to increase synchronously before the drop amplitude before the start of the transition process exceeds the preset amplitude
  • the preset amplitude is any value less than 5%.
  • the union of the LED arrays in each of the multiple alternate bypass loops covers or includes all n LED arrays.
  • the union of a plurality of LED arrays that are turned on alternately includes all n LED arrays.
  • the union of the n-m LED arrays that are not bypassed among the n LED arrays and the plurality of LED arrays that are alternately turned on includes all n LED arrays.
  • any one of the following three i) the LED array turned on by each switching group of the plurality of switching units to be switched; ii) the nm LED array and the LED array The union of the LED arrays turned on by each switching group of the multiple switching units, or iii) the LED arrays in each bypass loop of the multiple alternate bypass loops, corresponding to the largest number or the next largest number
  • the output of the DC power supply can light up the LED array in n LED arrays.
  • the multiple switching units (sw1, sw2, sw3) that are switched can be divided into multiple switching groups, for example: 3 switching groups sw1, sw2, sw3, each establish a bypass loop when they are turned on,
  • the control circuit controls n LED arrays the n LED arrays have three bypasses.
  • two bypass circuits are alternately established.
  • a first switching group is configured in a plurality of switch units or m switch units, which corresponds to the LED array whose output of the largest or second largest number of DC power sources can be lit in the n LED arrays.
  • the union of the LED arrays in each bypass loop of the multiple alternate bypass loops corresponds to all n LED arrays; or, multiple alternate bypass loops
  • the loop which covers/covers/includes all n LED arrays.
  • the switch unit is a field effect tube, a triode, a transistor, a power tube, or a MOS tube.
  • the control unit in addition to the electrical signal measurement unit, the control unit also includes a timing logic circuit, the input end of the timing logic circuit is connected to the electrical signal measurement unit, and the output end is connected to a switch The control terminal of the unit, and/or the control terminal of the current limiting device; in response to the first electrical signal being lower than the first threshold, at least two time signals complementary in time/waveform are generated to control at least two switching units/ The bypass loop is turned on alternately/alternately; or specifically, in response to the first electrical signal being lower than the first threshold, the first bypass loop is established and continues for the time corresponding to the first time signal, and then the first is cancelled Bypass circuit, establish a second bypass circuit and continue for the time corresponding to the second time signal, then cancel the second bypass circuit, establish the first bypass circuit and continue for the time corresponding to the first time signal , Thus alternately conduct the first bypass loop and the second bypass loop; or, when the time signal is greater than two, such as three, in response to
  • the timing logic circuit further includes: a timer (or other circuits with a timing function/time delay function, such as an oscillator, a frequency generator, a clock generator, etc., where or Do not repeat them) and at least one trigger.
  • a timer or other circuits with a timing function/time delay function, such as an oscillator, a frequency generator, a clock generator, etc., where or Do not repeat them
  • at least one trigger at least one trigger.
  • the electrical signal measurement unit, the timer, and at least one trigger are connected in sequence; the electrical signal measurement unit is configured to output a comparison signal according to the magnitude relationship between the first electrical signal and the first threshold; the timer responds to the comparison signal to reach the preset timing threshold At least one timing signal related to time is generated, the output terminal of at least one trigger is respectively connected to the control terminal of at least one switch unit, and in response to the at least one timing signal, at least one time signal is output to control the on or off of at least one switch unit .
  • a comparison signal is input to the control terminal of at least one switch unit, and in response to the input comparison signal, at least one switch unit is turned on or off.
  • the output of the electrical signal measurement unit is coupled to the input end of the timing logic circuit, and the timing logic circuit is respectively coupled to the first part of the switching unit and the second part of the m switching units.
  • the electrical signal measuring unit is configured to: if detecting that the first electrical signal indicates that the output voltage of the DC power supply is in the first voltage interval, output the first comparison signal to the timing logic circuit, and the timing logic circuit is configured to: respond to Compare signals, control/coordinate the first part of the switch unit and the second part of the switch unit to alternately turn on at the first predetermined frequency, so as to alternately turn off the corresponding first part of the LED array and the second part of the LED array among the n LED arrays .
  • the timing logic circuit is configured to: respond to the comparison signal from the electrical signal measurement unit, control/coordinate the first part of the switching unit and the second part of the switching unit to alternate/turn off at a first predetermined frequency, thereby alternately turning off /Alternatively conduct the corresponding first part of the LED array and the second part of the LED array.
  • control unit may also include a trigger, and the output of the timer is connected to the input terminal of the trigger, that is, is indirectly coupled to the control of the first part of the switching unit and/or the second part of the switching unit through the trigger Terminal, and control/coordinate the two parts of the switch unit.
  • the trigger here can be understood as the name of a trigger circuit or device, such as RS trigger, JK trigger, D trigger, T trigger, etc., or other circuits or devices that can achieve the same function, such as setting /Reset other circuits or devices of functional logic.
  • the first predetermined frequency is basically equal in value to the alternating/alternating turn-on frequency of multiple switch units controlled by a timer and corresponding multiple bypass circuits or multiple parts of the LED array.
  • the configuration of the circuit parameters of the timing logic circuit 06A is set to any value of [0.5kHz,50kHz], or [0.5kHz,5kHz], [5kHz,10kHz], [20kHz,40kHz], [60kHz,100kHz], Any value in the frequency range of [100kHz, 500kHz], [10kHz, 50kHz], generally if the above-mentioned first predetermined frequency is located at [20kHz, 50kHz], such as 30kHz, the overall performance is better, for example, the strobe is greatly reduced While the ground is lowered, the electromagnetic interference generated is not too large.
  • the above exemplary structures of the timers and triggers in the control unit can also be applied to any other related embodiments of the present invention.
  • the first predetermined frequency is basically equal in value to the frequency at which multiple switching units controlled by the timing logic circuit and the corresponding multiple bypass circuits or multiple parts of the LED array are turned on alternately or alternately, and the first predetermined frequency can be passed It is set for the configuration of the circuit parameters of the timing logic circuit.
  • the first predetermined frequency is set to be higher, it is difficult or impossible for the human eye to perceive.
  • a strobe greater than 3125HZ may be considered safe and exempt from in-depth inspection.
  • Alternation/rotation greater than audio (about 20KHZ) can avoid humans.
  • the audible noise caused by energy changes, greater than 40K can avoid interference to infrared devices, etc.
  • the frequency is higher, and the energy changes caused by alternating/alternating conduction can easily cause unacceptable electromagnetic interference, and relatively more Precise design; in addition, because the manufacturing process of the chip is not easy to realize a large-capacity capacitor, the setting of the first predetermined frequency needs to consider many factors. Generally speaking, if the above-mentioned first predetermined frequency is located in [4kHz, 30kHz], [50kHz, 100kHz], the overall performance is better, taking into account the stroboscopic frequency, electromagnetic interference intensity, manufacturability and many other factors.
  • control unit further includes a timing logic circuit.
  • the output of the electrical signal measurement unit is coupled to the input end of the timing logic circuit, the respective control ends of the multiple switch units are respectively coupled to the output of the timing logic unit, and the electrical signal measurement unit is configured to respond to the first electrical signal being less than the first A threshold, and output the first comparison signal to the timing logic circuit.
  • the timing logic circuit is configured to cyclically output a plurality of control signals complementary in time at a first predetermined frequency in response to the first comparison signal.
  • the plurality of switch units are operable to respectively turn on at a first predetermined frequency according to a plurality of control signals; in other words, in response to the first comparison signal, a plurality of control signals that are complementary in time are generated cyclically at the first predetermined frequency, And the multiple control signals are input to the control terminals of multiple switch units (respectively) in turn.
  • the first electrical signal is positively correlated with the pulsating direct current voltage (or the difference between the pulsating direct current and the conduction voltage drop of the LED array).
  • the electrical signal measurement unit further includes a second comparator.
  • the second comparator is respectively coupled to one or more switching units through a signal processing unit, so that the second comparison signal output by the second comparator is adapted to the control terminal of the one or more switching units.
  • the input terminals of the second comparator are respectively configured as the second electrical signal and the first threshold.
  • the electrical signal measurement unit further includes an integration unit.
  • the second comparator, the integration unit, the signal processing unit, and one or more switch units are sequentially connected, and the integration unit controls the on, off, and current adjustment state conversion of the one or more switch units through the signal processing unit.
  • the integral unit controls the on, off, and current adjustment state conversion of the one or more switch units through the signal processing unit.
  • the electrical signal measurement unit further includes a first comparator.
  • the second comparator, the integrating unit, and the first comparator are connected in sequence, and the output terminal of the first comparator is coupled to the control terminal of one or more switch units, for example, is directly coupled to the control terminal of one or more switch units Terminal, or indirectly coupled to the control terminal of one or more switch units through the signal processing unit, and through the signal processing unit, the control signals output by the first comparator for one or more switch units are correspondingly transmitted to , Or assigned to the respective control terminals of multiple switch units.
  • the signal processing unit further includes a timing logic circuit.
  • the first comparison signal generated by the electrical signal measurement unit is input to the timing logic circuit, the respective control ends of the multiple switch units are respectively coupled to the output of the timing logic unit, and the electrical signal measurement unit is configured to respond to the first electrical signal being less than the first A threshold, the first comparison signal is input to the timing logic circuit.
  • the timing logic circuit is configured to cyclically output a plurality of control signals complementary in time at a first predetermined frequency in response to the first comparison signal.
  • the plurality of switch units are operable to respectively turn on at a first predetermined frequency according to a plurality of control signals; in other words, in response to the first comparison signal, a plurality of control signals that are complementary in time are generated cyclically at the first predetermined frequency, And the multiple control signals are input to the control terminals of multiple switch units (respectively) in turn.
  • the first electrical signal is positively correlated with the pulsating direct current voltage (or the difference between the pulsating direct current and the conduction voltage drop of the LED array).
  • the second comparator is configured to receive the second electrical signal and the first threshold, and output the comparison result to the integration unit.
  • the first comparator is configured to compare the first electrical signal with the output of the integration unit.
  • the second electrical signal reflects: the minimum value of the pulsating DC voltage, or the minimum value of the difference between the pulsating DC voltage and the voltage borne by the LED array.
  • the at least one electrical signal includes a first electrical signal and a second electrical signal.
  • the first electrical signal may be an instantaneous value used to reflect the pulsating direct current voltage in real time, and the second electrical signal may only reflect the minimum value of the pulsating direct current voltage.
  • the second electrical signal may be derived from the first electrical signal.
  • the input terminal of the electrical signal measurement unit is coupled to the control circuit (a certain position inside or outside) to obtain a characteristic reflecting the pulsating DC voltage, which may be a characteristic of the pulsating DC voltage. At least one of i) the maximum value, ii) the minimum value, iii) the average value, or iii) the effective value.
  • the control unit is configured to: in response to the at least one electrical signal indicating that the minimum value of the pulsating DC voltage falls below the turn-on threshold, keep conducting z switching units among the m switching units during a full cycle of the pulsating DC voltage.
  • z switch units out of m switch units are kept on, so that the minimum value of the pulsating DC voltage is sufficient to light up q LED arrays out of n LED arrays, and q is at the turn-on threshold.
  • the minimum value of the following pulsating DC voltage is the maximum number of LED arrays that can be lit in n LED arrays; or the conduction voltage drop of q LED arrays connected in series is the current pulsating DC voltage (within the full cycle) The largest combination of all LED arrays that can be turned on among n LED arrays.
  • y switch units in the m switch units are kept on, q ⁇ p ⁇ n, optionally 0 ⁇ y ⁇ z ⁇ m.
  • z may also be greater than y, depending on the connection positions of the floating switches and the common ground switches in the control circuit in the z switch units.
  • z switching units are turned on, compared to y switching units, which will cause more LED arrays to be bypassed to adapt to the pulsating DC voltage whose minimum value is gradually reduced.
  • the control circuit is used/applied to n LED arrays, the positive terminal of the pulsating DC voltage, the first LED array and the second LED array in the n LED arrays are connected in sequence to form a series loop.
  • the second switch unit in the m switch units is connected across the following 1) and 2): 1) the connection point of the first LED array and the second LED array, and 2) the negative terminal of the pulsating DC voltage.
  • the second switching unit in response to the at least one electrical signal indicating that the minimum value of the pulsating DC voltage falls below the turn-on threshold, the second switching unit is kept turned on during the full cycle of the pulsating DC voltage, thereby, in each subsequent pulsating DC voltage During the full period of the pulsation period, the first LED array is individually lit and the second LED array is not lit.
  • the value of the conduction voltage drop of each LED array, etc., the conduction threshold may include multiple specific values, for example, the full brightness threshold in this embodiment.
  • the state that the first LED array is individually lit may last for at least one pulsation period, until the minimum value of the pulsation voltage rises and falls to a certain extent within a few pulsation periods, and again crosses some of the turn-on thresholds. Threshold or voltage interval.
  • the electrical signal measuring unit is coupled to the control circuit to obtain at least one electrical signal reflecting the characteristics of the pulsating DC voltage.
  • the at least one electrical signal may include at least one of the second electrical signal and the first electrical signal.
  • the second electrical signal is used to reflect the minimum value of the pulsating direct current voltage or the voltage value of the valley part, and the first electrical signal is used to reflect the pulsating direct current voltage or the voltage endured by n LED arrays.
  • the electrical signal measuring unit is respectively coupled to the control terminals of one or more of the m switch units.
  • the electrical signal measuring unit is configured to determine whether the output voltage of the DC power supply (for example, near the valley position of the output voltage) is sufficient to turn on the n LED arrays according to at least one electrical signal.
  • the control unit is configured to, in response to at least one electrical signal reflecting that the output voltage of the DC power supply is insufficient to turn on the n LED arrays, control the m switch units to keep the first part of the LED arrays in at least one pulsation period of the DC power supply for a full cycle Conduction. Therefore, during the at least one pulsation period, this part of the LED array can be stably lit without any stroboscopic flicker caused by the switching of the LED array (low frequency).
  • the electrical signal measurement unit further includes a second comparator, and the output terminal of the second comparator is respectively coupled to the m switching units or a part of the switching units;
  • the two comparators are configured to receive the second electrical signal and the first threshold and output a comparison result for the two.
  • the DC power supply outputs a pulsating voltage
  • the control unit is configured to reflect the pulsating voltage in response to the second electrical signal, for example, the valley part is not enough to turn on n LED arrays , Then through multiple pulsation cycles, i) all the n LEDs are gradually turned on to ii) the first part of the LED array is turned on individually.
  • the gradual conversion process is smooth and gentle, and the former gradually fades out. The latter gradually increases (fade in) so that the luminous flux does not change suddenly.
  • the electrical signal measurement unit further includes an integration unit connected between the second comparator and the m switch units.
  • the integral unit is operable to control the average value of the current in the first part of the LED array and the average value of the current in the n LED arrays in a plurality of pulsation cycles according to the output of the second comparator, and increase and decrease cycle by cycle respectively .
  • the change in the average value here may be embodied as the change in the duty cycle of the current in the first part of the LED array or the n LED arrays.
  • the duty cycle of all n LED arrays is gradually turned to zero in each pulsation cycle, and the first part of the LED array is individually turned on.
  • the duty cycle in each pulsation cycle is 100%, that is, it occupies the entire time of each pulsation cycle.
  • the electrical signal measurement unit further includes a first comparator, which is connected between the integration unit and the m switch units.
  • the control unit also includes a signal processing unit, which is respectively connected to the control terminals of the m switch units, and transmits the signals from the first comparator and other circuit modules to or after further processing by the signal processing unit, respectively Transmitted to the control end of m switch units.
  • the first comparator is configured to receive the first electrical signal and the output of the integration unit.
  • the output of the integration unit may have a periodically varying amplitude, such as a sawtooth wave.
  • the signal processing unit includes a timing logic circuit connected between the control terminals of the m switch units and the output terminal of the first comparator, so that if the first The output of the comparator is at a high level, which means that the output of the integrating unit is greater than the first electrical signal.
  • the timing logic circuit cyclically outputs to at least part of the m switch units at the first predetermined frequency. Complementary control signals in time. In this way, the LED arrays of multiple parts in the n LED arrays are controlled to light up in cycles.
  • the timing logic circuit sends i) the switch unit corresponding to at least one of the first part of the LED array, and 2) the switch unit corresponding to the second part of the n LED arrays alternately at time Complementary control signal to control the on-off state of the related switch unit.
  • the electrical signal measurement unit, the integration unit, and m switch units are sequentially coupled, so that the control unit can be coupled with the integration unit and its cooperation with the electrical signal measurement unit and the switch unit.
  • the operation is: in response to the at least one electrical signal indicating that the minimum value of the pulsating DC voltage falls below the turn-on threshold, through multiple pulsation cycles, the first locked state where the y switch units are kept turned on is gradually switched/transformed to z A second locked state in which the two switch units are kept on.
  • the conversion/switching/transition process from the first locked state to the second locked state further includes coordinating the currents in z switching units and the currents in y switching units to reversely change :
  • coordinating the reverse changes of the currents in the z switching units with the currents in the y switching units further includes:
  • the duty cycle/amplitude of the conduction current of the y switching units is adjusted cycle by cycle, and, synchronously, the duty cycle/amplitude of the conduction current of the z switching units is adjusted incrementally cycle by cycle. Amplitude.
  • the z switch units are at least partially selected from x switch units.
  • z switch units include at least one of x switch units.
  • the z switching units also include at least one of m-x switching units.
  • the electrical signal measurement unit, the timing logic circuit, and m switch units are sequentially coupled, so that the control unit is operable through the timing logic circuit and its cooperation with the electrical signal measurement unit and m switch units
  • the time-complementary control signal cyclically output at the first predetermined frequency through the timing logic circuit is dynamically selected among m switch units / Configure z switch units and turn them on. In this way, although overall, the number of switching units that are acted on by the control signal circulating at the first predetermined frequency is more than z, the number of switching units that are turned on at each instant is maintained at z.
  • the n LED arrays driven by the control circuit further include a third LED array, which is connected in series in a series loop formed by the first LED array, the second LED array and the DC power supply.
  • the m switch units also include a first switch unit. When the control circuit is applied to the first LED array, the second LED array, and the third LED array in the series loop, the first switch unit will correspond to the first LED array and be connected in parallel with the first LED array.
  • the timing logic circuit alternately outputs time-complementary control signals to the control terminals of the first LED array and the second LED array at the first predetermined frequency, so that the first LED array and the second LED array are at the first predetermined frequency. Lights up alternately.
  • the third LED array is not bypassed by any switch unit, it can be in a constant light state.
  • the coupling between the timing logic circuit and the switch unit (or its control terminal) in this embodiment the coupling between the integration unit and the switch unit (or its control terminal), and the multiple modules in other embodiments
  • the coupling between the units/components is not limited to direct electrical connection/electrical coupling, and the coupling can also be formed by other indirect connection means, which will not be repeated here.
  • control unit is further configured to: i) In response to the change/rise and fall of the lowest value of the first electrical signal with respect to the first threshold value, in the continuation of the first electrical signal Switch between the series circuit and the multiple bypass circuits step by step within the multiple pulsation cycles; or ii) In response to the change of the lowest value of the first electrical signal across the first threshold, the series circuit and the multiple bypass circuits The switching between the loops is completed step by step through multiple consecutive pulsation cycles of the first electrical signal.
  • the response of the lowest value of the first electrical signal to the change of the first threshold value may adopt a hysteresis manner to form "non-timely responses" of varying degrees, thereby ignoring sudden changes in electrical energy.
  • control unit is further configured to: A) In the switching between the series circuit and the multiple bypass circuits that alternately conduct, gradually adjust i through multiple pulsation periods. ) The relative proportion of the duration of the multiple bypass circuits that are alternately turned on and ii) the duration of the series circuit; or, B) In the switching between the series loop and the multiple bypass circuits that are alternately turned on, gradually adjust a) The duty cycle/value/average value of the current in the multiple bypass circuits that are turned on alternately and b) the current in the series circuit in each pulse cycle.
  • the control unit is further configured to: the maximum value of the first electrical signal or its value in a plurality of pulsating periods In the neighborhood, the series circuit is turned on; when the series circuit is cut off, multiple bypass circuits are turned on alternately; among them, i) the current in the series circuit, and ii) the current in the multiple bypass circuits, in the time domain or pulse Complementary in waveform.
  • control unit is further configured to:
  • the LED arrays in the multiple bypass loops have or do not have intersections, and have the same conduction voltage drop.
  • multiple bypass loops are respectively configured to have the maximum number of pulsating DC voltages corresponding to the lowest value of the first electrical signal that can be conducted in the n LED arrays Or the second largest quantity.
  • control unit further includes: a timer and an integration unit coupled to each other; the control unit is further configured to: a) at least partially based on the timing signal from the timer, through the integration unit Adjusting the full brightness threshold to increase/decrease within multiple pulsation periods; and b) trigger switching between the series circuit and the multiple bypass loops based at least in part on the increasing/decreasing full brightness threshold.
  • control unit further includes a first comparator, which is coupled to the integration unit; the first comparator triggers i) the series circuit and the multi-function circuit based on the input of the integration unit and the first electrical signal. Switching between two bypass loops, or, ii) switching on or off of mx switching units and current limiting devices.
  • control unit is further configured to: 1) During the switching between the series circuit and the multiple bypass circuits that are turned on alternately, gradually adjust i through multiple pulsation periods. ) The relative ratio of the duration of the multiple bypass circuits that are turned on alternately and ii) the duration of the series circuit.
  • control unit is further configured to: 2) in the switching between the series circuit and the multiple bypass circuits that are alternately turned on, gradually adjust a) the current in the multiple bypass circuits that are alternately turned on and b) the series connection The current in the loop, the duty cycle/value/average value in each pulse cycle.
  • control unit is further configured to: respond to fluctuations/rises and falls of the lowest value of the first electrical signal with respect to the first threshold, in response to the continuous increase of the first electrical signal Within one pulsation period, the switching between the series circuit and the bypass circuit is gradually performed.
  • control unit is further configured to: in response to a change in the lowest value of the first electrical signal across the first threshold, switch between the series circuit and the bypass circuit through successive multiple pulsations of the first electrical signal The cycle is completed gradually.
  • control unit is further configured to: in the switching between the series loop and the bypass loop, gradually adjust i) the bypass loop that is switched on through multiple pulsation periods The duration of ii) the relative proportion of the duration of the series circuit.
  • control unit is further configured to: in the switching between the series circuit and the alternately conductive bypass circuit, gradually adjust a) the current in the alternately conductive bypass circuit and b) the current in the series circuit, Duty cycle/value/average value in each pulse period.
  • the first electrical signal is positively correlated with the pulsating direct current voltage; and, the control unit is further configured to: the maximum value of the first electrical signal in a plurality of pulsating periods or its neighborhood , The series circuit is turned on; when the series circuit is cut off, the bypass circuit is turned on; among them, i) the current in the series circuit and ii) the current in the bypass circuit are complementary in the time domain or pulse waveform.
  • control unit is further configured to:
  • the bypass loop is configured to have the largest or second largest pulsating DC voltage corresponding to the lowest value of the first electrical signal in the n LED arrays. Quantity.
  • a lighting device including the control circuit of any of the embodiments of the present application, the control circuit may be integrated into a chip or an integrated circuit; and, it also includes a peripheral coupled to N LED arrays of chips or integrated circuits.
  • the lighting device in some embodiments further includes a first resistor, which is connected to the first switch unit and its bypass circuit/loop through a current programming interface.
  • the lighting device in some embodiments further includes a DC power supply, the DC power supply includes a rectifier circuit configured to receive input power, such as commercial power or other AC power, and rectify the input power for output to n LED array.
  • the DC power supply includes a rectifier circuit configured to receive input power, such as commercial power or other AC power, and rectify the input power for output to n LED array.
  • the electrical signal measurement unit includes a voltage detection circuit, which is connected in parallel to the output of the rectification circuit or n LED arrays to detect the first electrical signal through the corresponding voltage signal; or, the electrical signal measurement unit is connected in series to at least part of the n LED arrays and/or m switch units or current limiting devices to detect the first electrical signal through the corresponding current signal.
  • the current can be reversed to the conduction voltage drop of the n LED arrays in the bypass loop or adjust in a negative correlation, that is, increase the current value in the bypass loop as the conduction voltage drop of the n LED arrays decreases, so as to maintain the power of the LED array in the bypass loop, or the light output/luminous flux is basically constant
  • the decrease in power and light output/luminous flux of the n LED arrays caused by the voltage drop of the DC power supply is basically compensated.
  • At least one of the m switching units and/or the current limiting device is configured as a part of the voltage detection circuit.
  • the output terminal of the DC power supply is connected across an electrolytic capacitor, which can store electric energy to a certain extent, and the value may be, for example, several ⁇ F to several tens of ⁇ F.
  • an electrolytic capacitor which can store electric energy to a certain extent, and the value may be, for example, several ⁇ F to several tens of ⁇ F.
  • n ⁇ 2 the conduction voltage drop of at least two of the n LED arrays is the same, which can be switched/polled by the corresponding switch units in the m switch units. through.
  • the switch unit and the LED array are of NPN or N type respectively, and some of the LEDs in the n LED arrays that cannot be bypassed by m switches are connected in series in the (main) loop closer to the positive pole of the power supply
  • the position of the sexual output terminal, because it cannot be bypassed, will generally be in a constant light state, which can improve the energy conversion efficiency of the entire loop.
  • the switch unit or the current limiting device is operable to adjust the current flowing therethrough, or may also be referred to as a current source.
  • the LED array that can be bypassed by the first part of the switch unit and the LED array that can be bypassed by the second part of the switch unit have the same conduction voltage drop.
  • the currents of the two bypasses can maintain substantially the same value, which can maintain the power of the lighting device unchanged. This will not generate noise due to the large adjustment of the current during switching, which reduces the design requirements for the drive circuit.
  • nm LED arrays that are not coupled with m switching units are connected in series with the DC power supply, so that the nm LED arrays are at least partially protected from m switching units or Bypassed by mx switch units.
  • n-m LED arrays are located between the DC power supply and m-x switching units in the series loop.
  • a control method for an LED array is also proposed, which is used to drive n LED arrays powered by a DC power supply, including:
  • the selective bypass can establish at least one bypass for at least part of the n LED arrays Loop.
  • the selective bypass for the n LED arrays is cancelled to establish a first loop including the DC power supply and all the n LED arrays.
  • the step of selectively bypassing at least one of the n LED arrays to adapt to the DC power supply further includes at least one of the following steps A) and B):
  • the step of selectively bypassing n LED arrays to adapt to the DC power supply may further include at least one of the following steps a) and b):
  • At least one bypass loop includes two types of bypass loops: a first type bypass loop and a second type bypass loop.
  • the bypass loop used to bypass the first part of the LED array belongs to the first type bypass loop, or called the floating loop.
  • the bypass loop used to bypass the second part of the LED array belongs to the second type bypass loop, or called the common ground loop.
  • the method for controlling the LED array of some embodiments further includes the step of coordinating the current flowing through at least part of the n LED arrays through, for example, a current source in at least one bypass loop, so that the n LED arrays
  • the power value of is kept in the neighborhood of the first power value.
  • the neighborhood of the first power value is also the power range maintained by the first loop/main loop during the working process, so that the main loop and the bypass loop are switched to each other, which basically does not affect the power or luminous flux of the LED array.
  • the luminous flux of the LED and the power of the LED have a strong correlation.
  • the power of the LED By controlling the power of the LED to be substantially constant, it is helpful to control the luminous flux output of the n LED arrays to be substantially constant.
  • the LED array control method of some embodiments may further include the steps:
  • the power of the n LED arrays located in the neighborhood of the first power value is converted into the luminous flux/lumens that are emitted by the n LED arrays located in the neighborhood of the first luminous flux value.
  • the neighborhood of the first luminous flux and the neighborhood of the first power value can be set to be relatively small, for example, ⁇ 5% or 2% or less of a certain normal working power value/lumens value of the LED array In order to achieve a certain degree of constant power and constant lumens.
  • the step of coordinating the current further includes: adjusting the current of the first loop associatively or cooperatively and selectively bypassing at least one bypass loop formed by the LED array The current is used so that the power of the n LED arrays is maintained at the first power value in the neighborhood of the first power value during the process in which the first loop and the at least one bypass loop are established.
  • the DC power supply outputs a pulsating DC voltage
  • the step of adjusting the current further includes at least one of the following three steps:
  • the LED array control method of some embodiments further includes:
  • step S-2) further includes:
  • the current in the first type bypass circuit is adjusted to be greater than the current of the first circuit so that the Before and after the switching process of the bypass loop (or during the switching process), the power of the n LED arrays is kept within the neighborhood of the first power value; wherein, the first type bypass loop corresponds to the first part of the LED array, Or used to bypass the first part of the LED array in the first way; or
  • the current in the second type bypass circuit is adjusted to be greater than the current of the first circuit, so that the Before and after the switching process of the bypass loop (or during the switching process, such as the transition process of switching), the power of the n LED arrays is kept within the neighborhood of the first power value; among them, the second type bypass loop Corresponding to the second part of the LED array, or used to bypass the second part of the LED array in the second way; or
  • the current in the third type bypass circuit is adjusted to be greater than the current of the first circuit so that the Before and after the bypass loop (or during the switching process, such as the transition process of switching), the power of the n LED arrays is kept within the neighborhood of the first power value; among them, the third type bypass loop corresponds to the first power value.
  • a part of the LED array and the second part of the LED array may be used to synchronously bypass the first part of the LED array and the second part of the LED array in a third way.
  • the first part of the LED array and the second part of the LED array may have no intersection, or there may be an intersection.
  • Step S-1) also includes:
  • At least one bypass loop is turned on to light up the largest or the next largest number of LED arrays in the n LED arrays that the voltage of the DC power supply can light up. This maximizes the use of the voltage of the DC power supply while also extinguishing a smaller number of LED arrays.
  • the method for controlling the LED array of some embodiments further includes one of the following two steps:
  • the first type bypass circuit and the second type bypass circuit are alternately conducted , At least two of the third type bypass circuit. or
  • the LED array control method of some embodiments further includes one or more of the following three steps:
  • the step of alternate conduction further includes any one of the following steps: step i) coordinate the first-type bypass loop, the second-type bypass loop, and the third At least two currents in the type bypass loop, so that during the alternate conduction process, the power of the n LED arrays is kept within the neighborhood of the first power value; or, step ii) coordinate a) multiple first Type bypass circuit, b) multiple second-type bypass circuits, c) multiple third-type bypass circuits, the current of any one of the three, so that in the process of alternate conduction, n LED arrays The power is kept within the neighborhood of the first power value.
  • the current coordination step further includes:
  • Step AA in the process of switching from the first type bypass circuit to the second type bypass circuit, dynamically control the current in the first type bypass circuit to synchronize with the increase in the current in the second type bypass circuit
  • the ground is reduced so that the decrease in power in the first type bypass circuit is compensated/offset by the increase in power in the second type bypass circuit
  • Step BB in the process of switching from the second type bypass circuit to the first type bypass circuit, dynamically control the current in the second type bypass circuit to synchronize with the increase of the current in the first type bypass circuit
  • the ground is reduced so that the decrease in the power in the second type bypass loop is compensated/offset by the increase in the power in the first type bypass loop.
  • Step CC in the process of switching from the first loop to a bypass loop, dynamically control the current in the bypass loop to increase synchronously as the current in the first loop decreases, so that the power in the first loop The drop in is compensated/offset by the increase in power in the bypass loop, and
  • Step DD in the process of switching from a bypass loop to the first loop, dynamically control the current in the bypass loop to decrease synchronously with the increase in the current in the first loop, so that the bypass loop
  • the decrease in medium power is compensated/offset by the increase in power in the first loop.
  • the LED array control method of some embodiments further includes:
  • Step EE In the transition process from the second type bypass circuit to the first type bypass circuit, before the current drop in the second type bypass circuit with respect to the beginning of the transition process exceeds the preset amplitude, control The current in the first type bypass circuit increases synchronously. and / or
  • the second-type bypass circuit is controlled before the current drop in the first-type bypass circuit exceeds the preset amplitude before the transition process starts.
  • the current in the bypass loop increases synchronously.
  • Step FF In the transition process from the first loop to a bypass loop, before the current in the first loop decreases more than the preset amplitude before the transition process starts, the current in the bypass loop is controlled to increase synchronously. Big. and / or
  • the current in the bypass loop is controlled to decrease synchronously.
  • the preset amplitude can be any value between 0.1% and 5%, or any value in the adjacent range such as 3%-10%, 0.01%-3%, etc.
  • the amplitude here and other implementations in this application Some of the amplitudes and data ranges of the examples can be different according to different applications of related methods or lighting devices and driving circuits, and are not limited to the data ranges/intervals explicitly mentioned in this application.
  • the step of alternately conducting further includes:
  • the first type bypass loop and the second type bypass loop are turned on alternately to light up all n LED arrays in a single alternate conduction period.
  • the maximum light-emitting area of the n LED arrays can be understood as the normal light-emitting area of the lighting device with the n LED arrays under the rated power.
  • a method for controlling an LED array includes: at a driving circuit for driving n LED arrays powered by a DC power supply, or at a lighting device with n LED arrays Office:
  • SA-1) When the voltage of the DC power supply is higher than the full-brightness threshold and is enough to turn on n LED arrays, drive n LED arrays to be lit;
  • a method for controlling an LED array includes: at a driving circuit for driving n LED arrays powered by a DC power supply, or at a lighting device with n LED arrays Office:
  • a method for controlling an LED array includes: at a driving circuit for driving n LED arrays connected in series, or at a lighting device with n LED arrays:
  • SA-2 According to the magnitude of the voltage of the DC power supply relative to the full-brightness threshold, correspondingly light up some and all of the n LED arrays; or, in response to the voltage of the DC power supply being lower/higher than the full-brightness threshold.
  • the light threshold correspondingly/respectively lights up part or all of the n LED arrays.
  • a method for controlling an LED array includes: at a driving circuit for driving n LED arrays powered by a DC power supply, or at a lighting device with n LED arrays Office:
  • SA-1) Detect the voltage of the DC power supply; among them, the voltage of the DC power supply above the full brightness threshold is sufficient to turn on n LED arrays, and the voltage of the DC power supply below the full brightness threshold is not sufficient to turn on all n LEDs Array
  • the detection of the voltage of the DC power supply can be performed by obtaining an electrical signal proportional or positively correlated/negatively related to the voltage of the DC power supply, and is not limited to directly measuring the value of the voltage of the DC power supply.
  • an electrical signal proportional or positively correlated/negatively related to the voltage of the DC power supply and is not limited to directly measuring the value of the voltage of the DC power supply.
  • step SA-2 may further include sub-steps:
  • the n LED arrays may be all turned on, or only some of the LED arrays may be turned on.
  • the LED array control method of some embodiments of the present invention or step SA-2-1) or similar steps may further include sub-steps:
  • the LED array control method of some embodiments of the present invention or the step SA-2-1-1) or similar steps may further include sub-steps:
  • the current in the part of the LED arrays is increased to be greater than the current flowing through when the n LED arrays are all turned on, so as to maintain the power of the n LED arrays at the first power value Within the neighborhood.
  • the LED array control method of some embodiments of the present invention or the step SA-2-1-1) or similar steps may further include sub-steps:
  • the power of the n LED arrays is maintained within the neighborhood of the first power value.
  • An embodiment of the present invention also proposes a method for controlling an LED array, which includes: at a driving circuit for driving n mutually coupled LED arrays powered by a DC power supply:
  • SA-1) In response to/if the output voltage of the DC power supply is higher than or equal to the turn-on threshold, drive to light i) all n LED arrays, or ii) at least one part of the first group of n LED arrays One of the array (one of a first at least one portion of the n LED array);
  • SA-2 In response to/if the output voltage of the DC power supply is lower than the turn-on threshold, only drive to light one of the second group of at least one partial LED array of the n LED arrays (one of a second at least one portion of the n LED array).
  • An embodiment of the present invention also proposes a method for controlling an LED array, which includes: at a driving circuit for driving n mutually coupled LED arrays powered by a DC power supply:
  • SA-1) In response to/if the output voltage of the DC power supply is higher than or equal to the turn-on threshold, drive to light i) all n LED arrays, or ii) at least one partial LED array of the first group of n LED arrays one;
  • SA-2 In response to/if the output voltage of the DC power supply is lower than the turn-on threshold, drive to light up one of at least one partial LED array of the second group in the n LED arrays.
  • the number of LED arrays in each/any part of the at least one partial LED array of the first group is greater than/equal to the LED arrays in each/any part of the at least one partial LED array of the second group Number;
  • the conduction voltage drop of the LED array in each/any part of the at least one partial LED array of the first group is greater than/equal to the conduction voltage drop of the LED array in each/any part of the at least one partial LED array of the second group.
  • one of the at least one partial LED array of the second group has at least one or the largest turn-on voltage drop in the at least one partial LED array of the second group.
  • the turn-on threshold may take different specific values according to different operating states of the driving circuit and different configurations of the DC power supply, such as threshold A (70 volts), threshold B (180 volts), etc. Wait.
  • the turn-on threshold may include a full-brightness threshold (e.g., 215 volts).
  • An embodiment of the present invention also proposes a method for controlling an LED array, which includes: at a driving circuit for driving n LED arrays powered by a DC power supply:
  • SA-1) In response to/if the output voltage of the DC power supply is higher than or equal to the turn-on threshold, drive to light up p LED arrays among n LED arrays;
  • SA-2 In response to/if the output voltage of the DC power supply is lower than the turn-on threshold, drive to light up q LED arrays among n LED arrays, where p and q are integers, and q ⁇ p ⁇ n.
  • the n LED arrays have a certain association/coordination relationship with each other in terms of light emission, and they may be mutually coupled, for example, at least partially in series with each other, partially in series, at least partially in parallel, and partially in parallel. Series-parallel coupling, etc.
  • the specific connection mode between the LED arrays does not constitute a limitation to the method embodiments of the present invention.
  • the control method, driving method, etc. of the embodiment of the present invention can be applied to any LED array or LED array group that emits light in association.
  • the statement of the wide applicability of the method of this embodiment is also applicable to some other method embodiments of the present invention, and the details are not repeated elsewhere.
  • step SA-2 driving to light up q LED arrays means: other n-q of the n LED arrays are turned off/bypassed.
  • p LED arrays and q LED arrays are all a proper subset of n LED arrays.
  • p LED arrays and q LED arrays are selected from n LED arrays, which can be a fixed/determined combination of LED arrays among n LED arrays, or they can be uncertain, not fixed, or P and q LED arrays dynamically selected/dynamically configured from n LED arrays, and p or q LED arrays dynamically alternated among n LED arrays.
  • n LED arrays include [A1, A2, A3], q LED arrays at the previous time can be [A1, A2], and q LED arrays at the next time can be [ A1, A3]. It can be understood that at the same time during the output period of the DC power supply, only a part of the three LED arrays, that is, two LEDs, are coupled to the control circuit, so as to be sufficiently turned on by the DC power supply.
  • the q LED arrays that are driven to light up correspond to the q floating switch units inside the control circuit being cut off, or a certain number of floating switch units and the common ground switch are switched to the cut-off state in cooperation with each other, and then turned off.
  • the nq LED arrays correspond to the nq floating switches inside the control circuit being turned on or a certain number of floating switch units and common ground switches are switched to the on state in cooperation.
  • the control methods for the LED arrays and switch units corresponding to each other have high similarity and correspondence.
  • the viewing angle at which the LED array is turned on/off is typically selected for more detailed description, However, the operation mode and control method of the corresponding switch unit have also been (implicitly) disclosed. It should be understood that these related embodiments belong to the protection scope of the present invention, and should also be regarded as being recorded in this application. The applicant reserves the right to divide, renew, and partially renew these more diverse variants.
  • q ⁇ p; and/or, the turn-on voltage drop of the p LED arrays is greater than the turn-on voltage drop of the q LED arrays.
  • the q LED arrays have the largest/times largest number of output voltages of the DC power supply below the turn-on threshold that can be turned on in the n LED arrays.
  • the p LED arrays have the largest/second largest number of LED arrays that can be turned on when the output voltage of the DC power supply is higher than the turn-on threshold.
  • the turn-on threshold includes a full brightness threshold, and the output voltage of the DC power supply is higher than the full brightness threshold enough to turn on all n LED arrays.
  • An embodiment of the present invention also proposes a method for controlling an LED array, which includes: at a driving circuit for driving n mutually coupled LED arrays powered by a DC power supply:
  • SA-1) In response to/if the output voltage of the DC power supply is higher than or equal to the turn-on threshold, drive to light i) all n LED arrays, or ii) the larger (larger) part of the n LED arrays LED array;
  • An embodiment of the present invention also proposes a method for controlling an LED array, which includes: at a driving circuit for driving n mutually coupled LED arrays powered by a DC power supply:
  • SA-1) In response to/if the output voltage of the DC power supply is higher than or equal to the turn-on threshold, drive to light i) all n LED arrays, or ii) a larger part of the n LED arrays;
  • SA-2 In response to/if the output voltage of the DC power supply is lower than the turn-on threshold, only drive and light up a smaller part of the n LED arrays.
  • An embodiment of the present invention also proposes a method for controlling an LED array, which includes: at a driving circuit for driving n LED arrays in series powered by a DC power supply:
  • SA-1) In response to/if the output voltage of the DC power supply is higher than the full-bright threshold and is sufficient to turn on n LED arrays, all n LED arrays are driven to be lit;
  • SA-2 In response to/if the output voltage of the DC power supply is lower than the full brightness threshold and is not sufficient to turn on all n LED arrays, only the part of the LED arrays that drive the n LED arrays is lit.
  • step SA-2 further includes step SA-2-NO): in response to the amplitude of the output voltage of the DC power supply falling below the full brightness threshold, only a part of the n LED arrays are driven to be lit.
  • the DC power supply outputs a rectified pulsating DC voltage
  • step SA-2 further includes step SA-2-NO): in response to the lowest value of the pulsating DC voltage being reduced to full Below the brightness threshold, in each of at least one pulsating cycle of the pulsating DC voltage, only a part of the n LED arrays are driven to be lit;
  • the q LED arrays, or part of the LED arrays are the first part of the n LED arrays, which can be the minimum voltage of the pulsed DC voltage in each pulse cycle Turned on/lit.
  • part of the LED array is a plurality of parts of the LED arrays of n LED arrays, which can be respectively determined by the pulsating DC voltage, for example, the minimum voltage in each pulsating cycle. Turn on/light up.
  • the q LED arrays are a plurality of parts of the LED arrays that are dynamically rotated among the n LED arrays, and the minimum value of the pulsating DC voltage (in each pulsation period) The voltage is turned on/lit.
  • the first part of the LED array has the largest or the second largest number of the lowest value voltage in the pulse period of the pulsating DC voltage that can be turned on in the n LED arrays.
  • the plurality of partial LED arrays respectively have the largest or the second largest number of the lowest value voltage in the pulse period of the pulsating DC voltage that can be turned on in the n LED arrays.
  • the number of LED arrays in which a plurality of partial LED arrays are combined is n or n-1.
  • some embodiments of the present invention further include the step of coordinating i) the current when the n LED arrays are all turned on, and ii) the current when the first part of the LED array is individually turned on, so that the n LED arrays The total power of is kept within the neighborhood of the first power value.
  • step SA-2-NO) further includes step SA-2-NO-c): in response to the lowest value of the pulsating DC voltage falling below the full brightness threshold, at least one pulsation Within each of the cycles or across one or more of the at least one pulsation cycle, the plurality of partial LED arrays are actively controlled to cyclically turn on/light up at a first predetermined frequency.
  • control method of some embodiments of the present invention is not only suitable for pulsating Voltage is also applicable to other forms of variable voltage (with or without periodicity). Even for periodic variable voltages, in the control method of some embodiments of the present invention, the steps of stepwise conversion between different parts of the LED array, high-frequency rotation and other related steps can be synchronized or not synchronized with the output voltage of the DC power supply. It is executed periodically, which is also applicable to other embodiments of the present invention, and will not be repeated. The steps of other related embodiments can also be modified based on this judgment result.
  • the detection and judgment of whether the DC voltage such as the pulsating voltage crosses the voltage interval or the conduction threshold can also adopt the hysteresis/hysteresis method.
  • the applicant reserves the right to divide, renew, and partially renew these more diverse variants.
  • the output voltage of the DC power supply is variable. If the output voltage crosses the turn-on threshold, it means that the output voltage enters another voltage interval from one voltage interval, and these two voltages
  • the combinations of LED arrays that can be turned on in the interval are different.
  • two different voltage intervals correspond to at least one LED array in the first group and at least one LED array in the second group. At least one LED array in the first group includes the first The second group of at least one LED array includes the second group of LED arrays.
  • step SA-2) also includes step SA-2-NO-x): in response to the output voltage crossing/crossing the conduction threshold, switching from driving the first group of LED arrays to driving the second group of LED arrays Is lit.
  • the number from the second group to the LED array is less than/greater than the number of the first group of LED arrays, or the sum of the turn-on voltage drop of the second group of LED arrays is less than/greater than the first group of LED arrays.
  • the aforementioned conduction threshold is a full-bright threshold.
  • the output voltage falls below the full brightness threshold and enters the first voltage range, and in the subsequent period of time, the output voltage is below the full brightness threshold and above the first bypass threshold.
  • This voltage range may be called the first voltage range .
  • the first group of LED arrays may include all n LED arrays, and the second group of LED arrays may include part of the n LED arrays.
  • step SA-2-NO-x) also includes step SA-2-NO):
  • the driving part of the LED array is individually lit during the duration when the output voltage is in the first voltage interval.
  • the lowest value of the output voltage of the DC power supply is sufficient to turn on part of the LED array, or the first voltage interval corresponds to the part of the LED array, that is, the turn-on voltage drop of the part of the LED array is basically within the first voltage interval.
  • part of the LED array is the first part of the n LED arrays, and the output voltage below the full brightness threshold is sufficient to turn on/light up the first part of the LED array; In other words: the voltage value in the first voltage interval is sufficient to turn on/light up the first part of the LED array.
  • part of the LED array is a plurality of parts of the n LED arrays, which can be respectively guided by the voltage value in the first voltage interval or the output voltage below the full brightness threshold. On/light up.
  • the first part of the LED array has: the voltage value in the first voltage interval or the output voltage below the full brightness threshold, the maximum number or the second largest that can be turned on in n LED arrays Quantity; or,
  • the plurality of partial LED arrays respectively have: the largest or the second largest number of output voltages in the first voltage interval that can be turned on in the n LED arrays with a voltage value or a full-bright threshold.
  • the number of LED arrays in which a plurality of partial LED arrays are combined is n or n-1.
  • step SA-2-NO) further includes step SA-2-NO-c): in response to the output voltage falling below the full brightness threshold, when the output voltage is below the full brightness threshold Or during the duration within the first voltage interval, the plurality of partial LED arrays are controlled to be turned on/lighted cyclically at a first predetermined frequency.
  • step SA-2-NO) further includes step SA-2-NO-c): in response to the output voltage falling below the full brightness threshold or within the first voltage interval, the output The voltage is below the full-brightness threshold or during the duration within the first voltage interval, and the LED arrays of multiple parts of the n LED arrays are controlled to be turned on/lighted cyclically at a first predetermined frequency.
  • the multiple partial LED arrays further include a first partial LED array and a second partial LED array
  • step SA-2-NO-c) further includes the steps:
  • the first part of the LED array and the first part of the LED array are controlled at a first predetermined frequency.
  • the two LED arrays are turned on/lighted alternately or alternately.
  • the method of some embodiments further includes the step SA-2-NO-cc): in response to the change in the output voltage of the DC power supply across the turn-on threshold, the first group of LED arrays and the second group of LED arrays and the second The switch between groups of LED arrays is lit.
  • the turn-on threshold is the full-bright threshold
  • step SA-2-NO-cc further includes step SA-3-NO): in response to the output voltage of the DC power supply across the full For the change of the brightness threshold, the conversion between n LED arrays and part of the LED arrays is performed through the first time period; or
  • each conversion between n LED arrays and part of the LED array is gradually performed in the first time period;
  • each conversion between the n LED arrays and the partial LED arrays is gradually completed through the first time period.
  • the first time period has a certain length of time, for example, 0.1 to 1 second/2 seconds.
  • the step SA-2-NO-cc) of the method of some embodiments further includes the step SA-3-NO-bb): in the process of switching between the first group of LED arrays and the second group of LED arrays , Coordinate the current (or its average value) in the first group of LED arrays and the current (or its average value) in the second group of LED arrays to reversely change in the first time period, for example: decreasing and increasing respectively.
  • the conduction threshold is a full-bright threshold
  • step SA-3-NO-bb) or SA-3-NO) further includes step SA-3-NO-1):
  • the first time period is divided into multiple time slots.
  • the first group of LED arrays and the second group of at least one LED are substantially complementary in time.
  • the step SA-3-NO-bb) of the method of some embodiments further includes the step SA-3-NO-bb): coordinate the first group of LED arrays to be in multiple time slots with the second group of LED arrays The relative proportion of the time that is turned on decreases or increases respectively. Multiple time slots can be divided evenly or unevenly.
  • the first group of LED arrays are all n LED arrays, and the second group of LED arrays are part of the n LED arrays.
  • Step SA-3-NO-bb) or step SA-3-NO) also includes step SA-3-NO-1):
  • the duration for which n LED arrays are all turned on is coordinated to increase/decrease each time slot, and correspondingly, the duration that some LED arrays are individually turned on decreases/increases each time slot;
  • the part of the LED array that is individually turned on is the first part of the LED array or each of the plurality of parts of the LED array that is turned on.
  • step SA-3-NO-bb) further includes step SA-3-NO-bb-2) in response to the output voltage falling below the turn-on threshold or within the first voltage interval, in multiple time slots, Decreasingly adjust the duty ratio/amplitude of the current when the first group of LED arrays are turned on by time slot, and, synchronously, adjust the current when the second group of LED arrays are turned on in increments from time to time Duty cycle/amplitude.
  • the duty ratio/amplitude of the current when the first group of LED arrays are turned on is adjusted incrementally time-to-slot , And, synchronously, adjust the duty cycle/amplitude of the current when the second group of LED arrays are turned on in a decreasing time slot by time slot.
  • the first group of LED arrays and the second group of LED arrays are complementarily turned on.
  • the second group of LED arrays When the second group of LED arrays are turned on, the other LED arrays among the n LEDs will not be turned on. Turn on; and when the first group of LED arrays are turned on, the other LED arrays in the n LEDs will not be turned on.
  • step SA-3-NO-bb-2 or step SA-3-NO-1) further includes any of the following sub-steps:
  • the duty cycle/amplitude of the current when n LED arrays are all turned on is adjusted in multiple time slots. Value, and, synchronously, adjust the duty cycle/amplitude of the current when the first part of the LED array is individually turned on in increments from time to time slot; or,
  • the duty cycle/amplitude of the current when the n LED arrays are all turned on are adjusted incrementally time-to-slot Value, and, synchronously, adjust the duty cycle/amplitude of the current when the first part of the LED array is individually turned on in a decremental time slot by time slot;
  • the duty cycle/amplitude of the current when the n LED arrays are all turned on are adjusted incrementally time-to-slot Value, and, synchronously, adjust the duty cycle/amplitude of the current through which the plurality of partial LED arrays are alternately conducted through time slot by time slot;
  • a plurality of time slots are adjacent/corresponding to at least one time slot in the time domain, and the current when the n LED arrays are all turned on and the current when the first part of the LED array is individually turned on are at time/
  • the waveforms are complementary, or, the currents when the n LED arrays are all turned on and the currents when multiple partial LED arrays are alternately passed through are complementary in time/waveform.
  • the first predetermined frequency at least partially provides a self-timer/frequency generator, step SA-3-NO-bb-2), step SA-3-NO-1a), SA-3-NO-1b), SA-3-NO-1c) or SA-3-NO-1d) also includes steps:
  • the full-light threshold/turn-on threshold is adjusted incrementally/decreasingly with the time slot of the output voltage by the integrating unit.
  • the first time period has a certain length of time, for example, 0.05 seconds to 3 seconds.
  • the first time period includes any number of time slots from 5-1000.
  • step SA-2 further includes step SA-2-FX): controlling a plurality of partial LED arrays in the first group of LED arrays to alternate/turn on at a first predetermined frequency , And/or, controlling the LED arrays of the plurality of parts in the second group of LED arrays to alternate/alternately light up at a first predetermined frequency.
  • step SA-22) further includes step SA-2-F): controlling the LED arrays of multiple parts of the n LED arrays to alternate/turn on at a first predetermined frequency .
  • the method in some embodiments of the present invention further includes the step SA-2-F1): keeping at least one LED array in the n arrays, except for the LED arrays of multiple parts that are rotated, always on.
  • each part of the LED array of the plurality of parts of the LED array is configured to have the largest or second largest number of output voltages that can be turned on in the n LED arrays;
  • the method of some embodiments of the present invention further includes the step SA-2-F2X): in response to the change/rise and fall of the output voltage with respect to the turn-on threshold, the first set of steps is performed step by step in the first time period. The switching between the LED array and the second group of LED arrays is lit; or
  • the switching between the first group of LED arrays and the second group of LED arrays is turned on step by step through multiple time slots in the first time period.
  • step SA-2-F2X) further includes step SA-2-F25X): gradually adjust the relative proportion of the duration of i) n LED arrays being all lit through multiple time slots, and ii) The lighting duration of multiple partial LED arrays in a group of LED arrays alternately; or,
  • the conduction threshold in the foregoing embodiment is a full-brightness threshold.
  • step SA-2-F2X) of the method of the related embodiment further includes step SA-2-F2): in response to the change/rise and fall of the output voltage with respect to the full-brightness threshold, in the first time period, step by step The switching between n LED arrays and part of the LED arrays is lit; or
  • the switching between n LED arrays and part of the LED arrays is turned on, gradually completed through multiple time slots.
  • step SA-2-F25X) or step SA-2-F2) further includes step SA-2-F25):
  • Step SA-2-F25X) in the method of some embodiments further includes at least one of the following sub-steps:
  • Coordination is used to drive multiple partial LED arrays in the first group of LED arrays to alternately turn on the duty cycle/value/average value decreasing in each multiple time slot, synchronously, for driving the second group of LEDs
  • the duty cycle/value/average value of the alternate lighting current of multiple parts of the LED array in the array increases in each multiple time slot;
  • step SA-2 further includes step SA-2-NO): in response to the lowest value of the pulsating DC voltage falling below the full brightness threshold, in each of at least one pulsating period of the pulsating DC voltage, only driving Some of the n LED arrays are lit.
  • step SA-2-NO) further includes step SA-2-NO-c): in response to the pulsating DC voltage falling below the full brightness threshold, every time during at least one pulsation period Within one or across at least one pulsation period, one or more of the LED arrays are actively controlled at a first predetermined frequency to be turned on/lighted in cycles of multiple parts of the n LED arrays.
  • the plurality of parts of the LED array further includes a first part of the LED array and a second part of the LED array
  • step SA-2-NO-c) further includes the step of: responding to the pulsating direct current The voltage drops below the full brightness threshold, within each of at least one pulsation period or across one or more of the at least one pulsation period, and actively control the first part of the LED array and the second part of the LED array at a first predetermined frequency to alternate or Turn on/light alternately.
  • step SA-3-NO can be one of the following three: 1) In response to the change of the pulsating DC voltage across the full brightness threshold, Through the continuous multiple pulsation cycles, the switching (or switching) between n LED arrays and part of the LED arrays is performed. 2) In response to the change of the pulsating DC voltage across the full-brightness threshold, each conversion between n LED arrays and part of the LED arrays is gradually performed in multiple consecutive pulsating cycles. 3) In response to the change of the pulsating DC voltage across the full-brightness threshold, each conversion between the n LED arrays and part of the LED arrays is gradually completed through consecutive multiple pulsating cycles.
  • step SA-3-NO further includes step SA-3-NO-1), and this step SA-3-NO-1) may be one of the following three:
  • step SA-3-NO) further includes step SA-3-NO-1):
  • the duration of the coordinated n LED arrays being fully turned on is increased/decreased cycle by cycle, and correspondingly, the duration of part of the LED arrays individually turned on is decreased/increased cycle by cycle;
  • the step SA-31-NO is further included.
  • This step may be one of the following: in response to the change of the lowest value of the pulsating DC voltage across the full brightness threshold, the n LED arrays During the conversion process between the LED array and the separately turned on part of the LED array,
  • the part of the LED array that is individually turned on is the first part of the LED array or each of the plurality of parts of the LED array that is turned on.
  • step SA-3-NO-1) or SA-31-NO further includes any one of the following four sub-steps:
  • the conversion process in a local shorter period of time, for example, in the transition process from "n LED arrays are all on” to "part of the LED arrays are individually on in at least one pulsation period", the conversion process (or The multiple pulsation cycles occupied by the switching process can be regarded as being located before at least one pulsation cycle in the time domain, from "part of the LED array is individually turned on during at least one pulsation cycle” to "all n LED arrays During the conversion process of "on”, the multiple pulsation periods occupied by the conversion process can be regarded as being located after at least one corresponding pulsation period in the time domain.
  • the pulsation period can be regarded as interleaving in the time domain, for example, appearing in a one-to-one correspondence according to changes in the pulsating DC voltage, or having a one-to-many relationship.
  • the current when the n LED arrays are fully turned on and the current when the (first) part of the LED arrays are individually turned on are complementary in time/waveform, or the current when the n LED arrays are fully turned on is the sum of The currents during which the multiple partial LED arrays are alternately conducted are complementary in time/waveform.
  • bracketed text and the bracketed text in this application can be understood as optional text.
  • step SA-2 further includes step SA-2-NO):
  • a part of the LED array can definitely correspond to at least one LED array whose number is less than or equal to n-1.
  • part of the LED array can also be understood to be that at least one LED array whose fixed/locked number is less than or equal to n-1 is kept running during the corresponding voltage cycle without being switched. That is, n LED arrays are no longer switched to other part of the LED array or all n LED arrays in a passive, (sufficient) voltage-adapted manner with changes in the pulsating DC voltage, thereby optimizing the use of n LED arrays. Electric efficiency.
  • the number of LED arrays in some LED arrays is less than or equal to n-1, but at different times, under the active control of the control unit of the drive circuit, the number of LED arrays may be set at a certain frequency (generally set To perform active rotation for a higher frequency to reduce low frequency flicker), please refer to the description in the relevant embodiment, which will not be repeated here. That is, even if some part of the pulsating DC voltage is sufficient to turn on all n LED arrays, it will not control all n LED arrays to be turned on.
  • a first bypass threshold or a second bypass threshold may also be set.
  • the other part of the LED array is configured to be separately maintained. In other words, in each pulsation period in this period of time, another part of the corresponding LED array is actively controlled to be individually lit, and will not be repeated.
  • the lowest value of the pulsating DC voltage will periodically appear during the pulsating change, and if the waveform of the pulsating DC voltage is relatively stable in a certain period of time, The lowest values in different pulsating periods are equal or substantially equal, and this same lowest value may be called the lowest value of the pulsating DC voltage.
  • Part of the LED array includes the first part of the LED array, which has the largest or second largest number of pulsating DC voltages that can be turned on in the n LED arrays. Thus, the energy supply of the DC power supply is fully utilized and the power consumption efficiency of n LED arrays is improved.
  • the method in some embodiments of the present invention further includes the step of coordinating i) the current when the n LED arrays are all turned on, and ii) the current when the first part of the LED array is individually turned on, so that The total power of the n LED arrays is kept within the neighborhood of the first power value.
  • the first part is dynamically and alternately configured in n LED arrays.
  • the first part of the LED array is alternately/cyclically configured at a first predetermined frequency, and is configured as different LED array subsets of the n LED arrays in different alternate/cyclic periods.
  • the first part of the LED arrays are configured alternately/cyclically at a first predetermined frequency, and correspond to different subsets of the LED arrays in the n LED arrays in different rotation/cyclic periods.
  • the first part of the LED array is cyclically configured at the first predetermined frequency, and in different cycle periods, each includes different subsets of the LED arrays in the n LED arrays.
  • the first part of the LED array is alternately configured at the first predetermined frequency, and in different alternate periods, each includes different subsets of the LED arrays in the n LED arrays.
  • Step SA-2-NO further includes the step: in response to the lowest value of the pulsating DC voltage falling below the full brightness threshold, within (in) or across (across) at least one of the pulsating cycles in each of the at least one pulsating cycle Or a plurality of, actively controlling a plurality of LED array subsets to be turned on/lighted cyclically at a first predetermined frequency.
  • the plurality of LED array subsets are configured such that the number of their unions is greater than the number of the first part of the LED array.
  • the number of LED arrays in the union of a plurality of LED array subsets is n or n-1.
  • part of the LED array further includes the second part of the LED array among the n LED arrays, and step SA-2-NO) further includes the steps:
  • step SA-2-NO further includes the step:
  • a control unit including a timer: i) at least one of the first part of the LED array and ii) divided by the n LED arrays At least one LED array outside the first part of the LED array is turned on/lighted alternately or alternately.
  • step SA-2-NO further includes the step:
  • a control unit including a timer: i) at least one of the LED arrays and ii) a portion of the n LED arrays At least one LED array outside the LED array is turned on/lighted alternately or alternately.
  • control units in hardware devices such as lighting devices, control circuits, and driving devices in other embodiments of the present invention can be configured to execute the methods herein and in other embodiments of the present invention.
  • the timer or pulse generator/counter included in the control unit can actively control different parts of n LED arrays for high frequency rotation Light up, for example at a first predetermined frequency.
  • the method in some embodiments of the present invention further includes one of the following three steps SA-3-NO): a) In response to the change of the lowest value of the pulsating DC voltage across the full brightness threshold (such as pulsating The lowest value of the DC voltage drops from above the full brightness threshold to below the full brightness threshold, or from below the full brightness threshold to above the full brightness threshold), through continuous multiple pulse cycles, between n LED arrays and part of the LED array The transition lights up. b) In response to the change of the lowest value of the pulsating DC voltage across the full-brightness threshold, each conversion between n LED arrays and part of the LED arrays is gradually performed in consecutive multiple pulsating cycles. Or c) In response to the change of the lowest value of the pulsating DC voltage across the full-brightness threshold, each conversion between the n LED arrays and part of the LED array is gradually completed through successive multiple pulsating cycles.
  • multiple pulsation periods are located before at least one corresponding pulsation period in some other embodiments in the time domain.
  • the switching between the n LED arrays and part of the LED array is scattered in the first group of multiple pulsation periods
  • the first group of multiple pulsation periods and the first group of at least one pulsation period basically occur consecutively in time, and from a time perspective, they can be regarded as corresponding sequentially.
  • the current in the state where the n LED arrays are all turned on and the current in the state where the first part of the LED arrays are individually turned on are complementary in time/waveform, which can reduce flicker to a greater extent.
  • the conversion process between n LED arrays and part of the LED arrays is controlled to extend/traverse step by step in multiple pulsation cycles, instead of two adjacent or even the same pulsation cycle. Finished within. This further avoids sudden changes in brightness caused by sudden and complete interchange/switching between n LED arrays and part of the LED arrays (for example, occurring within one pulsation period).
  • the traverse of the lowest value of the pulsating DC voltage of the n LED arrays can be basically eliminated.
  • the occurrence of low-frequency flicker in the case of one or more voltage threshold changes.
  • step SA-3-NO further includes step SA-3-NO-1):
  • step SA-3-NO further includes step SA-3-NO-1):
  • the duration of the coordinated n LED arrays being all turned on is increased/decreased cycle by cycle, and correspondingly, the duration of part of the LED arrays individually turned on is decreased/increased cycle by cycle.
  • step SA-3-NO-1 further includes any of the following sub-steps:
  • the first predetermined frequency at least partially provides a self-timer/frequency generator, and SA-3-NO-1a) or SA-3-NO-1b) further includes step:
  • the full-brightness threshold is adjusted incrementally/decreasingly with the cycle of the pulsating DC voltage by the integrating unit.
  • a first threshold that is adjusted incrementally/decreasingly with the period of the pulsating DC voltage is generated through an integration operation, in response to the pulsation
  • the DC voltage crosses the first threshold, and the first loop and one bypass loop (or at least two bypass loops operating alternately at the first frequency) are dynamically switched.
  • the multiple pulsation periods include any number of pulsation periods in 5-1000, or the multiple pulsation periods last for 1 ms to 1000 ms.
  • the determination of the magnitude relationship between the pulsating DC voltage or its lowest value and the full-brightness threshold can be determined by the control unit collecting electrical signals in the driving circuit or some circuit modules in the lighting device, and the specific electrical signals
  • the method of obtaining the position, the judgment logic, and the full-brightness threshold does not constitute a limitation to the present invention.
  • the control unit includes a timer and an integration unit coupled with each other, the control unit is operable to dynamically set the full-light threshold or other thresholds.
  • the on-duty ratio of the first part of the LED array or the n LED arrays in each/corresponding pulsation period is changed, which is also applicable to other embodiments, or will not be repeated.
  • step SA-2 in response to the output voltage of the DC power supply being lower than the full brightness threshold, only the first part of the n LED arrays is driven to be lit. More preferably, one or more of the first part of the LED array can be actively controlled, and the second part of the LED array of the n LED arrays can be operated at a first predetermined frequency (for example, 30kHz, etc.) higher than the power frequency (usually the mains). Frequency, such as 50HZ or 60HZ) turns on/lights alternately or alternately.
  • a first predetermined frequency for example, 30kHz, etc.
  • Frequency such as 50HZ or 60HZ
  • step SA-1 when the full-cycle DC voltage in the pulsating cycle is higher than the full-bright threshold, then all n LED arrays are lit, as occurs during the pulsating cycle If the minimum value or a certain neighborhood with the minimum value is lower than the full brightness threshold, it will not try to turn on all n LED arrays through the dynamic configuration of the circuit during the full pulsation period, although the DC voltage is in the pulsation period. The maximum value and a certain neighborhood may still be greater than the full-brightness threshold and thus enough to turn on all n LED arrays.
  • the method may optionally include the step of keeping at least one LED array of the n arrays, except for the LED arrays of the plurality of parts to be rotated, always on.
  • the first part of the LED array, the second part of the LED array and the third part of the LED array have the same conduction voltage drop.
  • each part of the LED array in the multiple parts of the LED array can be configured with the lowest value of the pulsating DC voltage that can be turned on in the n LED arrays.
  • This number configuration based on the conduction voltage drop of the n LED arrays allows the n LED arrays to be adapted for the pulsating change of the DC voltage with respect to the full brightness threshold with maximum efficiency. Moreover, a) the union of multiple parts of LED arrays that are rotated, or, b) the union of multiple parts of LED arrays and at least one LED array that is always on (if any), one of the LEDs
  • the number of arrays can be configured as n or n-1.
  • This quantity configuration makes: from the perspective of one or more continuous pulsation cycles, all n or n-1 arrays are in a state of being actively alternately lit or constantly lit at a first predetermined frequency, Therefore, with respect to the case where the DC voltage is sufficient (the minimum voltage value in the pulsation period is greater than the full brightness threshold) and all n LED arrays are turned on, here, although at least part of the voltage value in the pulsation period is lower than the full brightness threshold As a result, the DC voltage is not enough to turn on all the n LED arrays, but the light-emitting area of the n LED arrays can remain basically unchanged as a whole.
  • the process of switching/conversion/transition between step SA-1) and step SA-2) is not completed in the following two ways: i) Completed in the current pulsation cycle, for example, detected in the first pulsation cycle When the lowest value of the DC voltage drops below the full brightness threshold, the above conversion process is completed within the first pulsation cycle; ii) It is completed within one cycle, or two adjacent cycles before and after, such as the first pulsation It is detected during the cycle that the lowest value of the DC voltage drops below the full-brightness threshold, and the above-mentioned conversion process is completed in the second continuous pulsation cycle.
  • the conversion process between "all the n LED arrays are turned on” and "part of the LED arrays are turned on” is allocated to be completed gradually/gradually within multiple pulsation cycles.
  • the method of the embodiment may further include the step of gradually adjusting (for example, progressively or decrementally) the duration of "partial LED arrays are turned on” and the duration of "n LED arrays are all turned on” through multiple consecutive pulse cycles.
  • the relative ratio between the time, or gradually adjust the duty ratio/value/average of the current corresponding to "partial LED arrays are turned on” and the current corresponding to "n LED arrays are all turned on” in each pulsating cycle The value, for example, one gradually increases and the other gradually decreases.
  • the DC voltage is the pulsating DC voltage output after the mains input is rectified.
  • the fluctuations of the mains generally do not exceed ⁇ 10% or ⁇ 20%, and the fluctuations occur occasionally Or gradual, rather than completely unpredictable, extremely bad.
  • the city electricity changes between a higher level and a lower level, the frequency of this change is not high, and it is at a high level and a low level.
  • the level of maintenance time is relatively long, such as 1 hour, or occasional short fluctuations, such as voltage spikes, which can be filtered out by appropriate hardware devices such as capacitors, or even if they are not filtered out, because occasionally, Can also be accepted.
  • the maximum value of the DC voltage in its pulsating period is still greater than the full brightness threshold, which is enough to light up all n LED arrays.
  • this situation will be taken as an example to further illustrate the methods of some embodiments of the present invention, but it should be understood that the methods of related embodiments of the present invention are not limited to the fluctuation of the DC voltage relative to the full brightness threshold. , It is also applicable to the situation where the DC voltage drops to a lower level.
  • the maximum value of the DC voltage in its pulsation period also drops below the full brightness threshold, that is, the DC voltage fluctuates or crosses more than other lower voltage thresholds.
  • the low voltage range fluctuates. The applicant reserves the right to divide, renew, and partially renew these more diverse variants.
  • the maximum value of the DC voltage in its pulsating period and its certain neighborhood are still greater than the full-brightness threshold, it is in the two states of "n LED arrays are all lit” and "partial LED arrays are alternately lit”.
  • the DC voltage that is greater than the full-brightness threshold for example, the larger DC voltage may be located in the neighborhood of the maximum value of each pulsation cycle
  • all lights up n LED arrays when the n LED arrays are all lit up, light (or alternately light) part of the LED arrays.
  • the duty ratio/value/average value of the current of the coordinated and alternate lighting part of the LED array is decreased in each multiple pulsation period, and the current of all n LED arrays is synchronized in each multiple pulsation period.
  • the duty cycle/value/average value increases; or, ii)
  • the duty cycle/value/average value of the current of the LED array is coordinated to alternately light up in each multiple pulsation cycle, and all n are lighted synchronously
  • the duty cycle/numerical value/average value of the current of the LED array decreases in each multiple pulse period.
  • the method in some embodiments of the present invention may further include the steps: a) in a plurality of pulsation periods, coordinate the duty cycle/average value/amplitude decrease of the current pulses that light part of the LED array in turn, synchronization Ground, the duty cycle/average value/amplitude of the current pulses that light up all n LED arrays is increased; or, b) in multiple pulsation periods, coordinate the duty cycle of the current pulses for lighting part of the LED arrays The ratio/average value/amplitude increases, and synchronously, the duty ratio/average value/amplitude of the current pulses used to light up all n LED arrays decreases.
  • the current pulses used to lighten part of the LED arrays alternately and ii) the current pulses used to light up all n LED arrays (in consecutive multiple pulse periods) are complementary in the time domain, so that The n LED arrays only have the above-mentioned two mutually switched states, and there will not be a state of completely extinguishing and the resulting stroboscopic flicker.
  • a method for controlling an LED array which includes: at a driving circuit for driving n LED arrays connected in series powered by a DC power supply:
  • SA-1 Provide control signals/electricity to n LED arrays
  • SA-2 In response to the traverse of the periodic voltage output by the DC power supply, through multiple turn-on threshold changes (in some embodiments, the turn-on threshold may also be referred to as the threshold for short), turn on n LED arrays through control signals There are multiple groups of LED arrays corresponding to multiple turn-on thresholds (for example, one-to-one correspondence).
  • a method for controlling an LED array which includes: at the driving circuit for driving n LED arrays connected in series powered by a DC power supply:
  • SA-2 In response to the minimum value of the periodic voltage output by the DC power supply, it traverses/traverses the change of multiple turn-on thresholds, in multiple groups of multiple periods (multiple plurality of period) through the control signal to separate points Brighten multiple groups of LED arrays corresponding to multiple turn-on thresholds (for example, one-to-one correspondence) among n LED arrays. That is, in a first plurality of periods (a first plurality of period), only one set of LED arrays are turned on until the voltage changes after the first plurality of periods, for example, reaches the first bypass threshold.
  • the multiple turn-on thresholds include full-brightness thresholds, which correspond to the high-voltage LED arrays in the multiple LED arrays, including all n LED arrays; and,
  • the turn-on threshold also includes at least one turn-on threshold that is lower than the full-brightness threshold, and the at least one turn-on threshold corresponds to at least one other low-voltage group LED array in the multiple LED arrays, and the LEDs in the at least one low-voltage group LED array
  • the number of arrays is less than or equal to a proper subset of n-1n LED arrays. That is, if the output voltage of the DC power supply is lower than the full-brightness threshold, it is insufficient to turn on all n LED arrays.
  • the DC power supply outputs a pulsating DC voltage; each of the multiple groups of multiple cycles includes multiple consecutive pulsating cycles.
  • step SA-2 also includes step SA-2-NO): switch between the two groups of the LED arrays through the multiple pulsation periods of the groups respectively; wherein, among the two groups of the LED arrays
  • the switching between the LED arrays includes switching from the high-voltage group of LED arrays to the first group of LED arrays in the at least one low-voltage group of LED arrays, and/or switching between multiple low-voltage group LED arrays included in the at least one low-voltage group of LED arrays.
  • a method for controlling an LED array which includes: at a driving circuit for driving n LED arrays connected in series powered by a DC power supply:
  • SA-1 Provide control signals/electricity to n LED arrays
  • SA-2 In response to the periodic voltage output from the DC power supply changing between multiple voltage intervals, a control signal is used to alternately light up multiple groups of LED arrays corresponding to the multiple voltage intervals among the n LED arrays.
  • a method for controlling an LED array which includes: at a driving circuit for driving n LED arrays connected in series powered by a DC power supply:
  • n LED arrays are individually lit by control signals in multiple groups of multiple periods (multiple plurality of period) Multiple groups of LED arrays corresponding to multiple voltage intervals (for example: one-to-one correspondence). That is, in each set of multiple cycles (each of plurality of period), only one set of LED arrays is turned on until the voltage enters the second voltage interval from the first voltage interval after the first multiple cycles, for example, Switch and light up another group of LED arrays corresponding to the second voltage interval.
  • the multiple voltage intervals include a high-voltage interval higher than the full-brightness threshold, and the high-voltage interval corresponds to the LED array of the high-voltage group in the plurality of LED arrays, including all n LEDs.
  • Array and, at least one low-voltage group LED array corresponding to at least one low-voltage interval lower than the full-brightness threshold in the plurality of voltage intervals is a proper subset of n LED arrays.
  • the multiple voltage intervals include high-voltage intervals higher than the full-bright threshold, corresponding to the full set of n LED arrays; and, among the multiple voltage intervals, voltage intervals lower than the full-bright threshold, corresponding to a proper subset of n LED arrays .
  • the output voltage of the DC power supply is in a voltage range lower than the full-brightness threshold, it is not enough to turn on all n LED arrays.
  • the DC power supply outputs a pulsating DC voltage; each of the multiple groups of multiple cycles includes multiple consecutive pulsating cycles.
  • step SA-2 also includes step SA-2-NO): switch between the two groups of the LED arrays through the multiple pulsation periods of the groups respectively; wherein, among the two groups of the LED arrays
  • the switching between the LED arrays includes switching from the high-voltage group of LED arrays to the first group of LED arrays in the at least one low-voltage group of LED arrays, and/or switching between multiple low-voltage group LED arrays included in the at least one low-voltage group of LED arrays.
  • the conversion process between two groups of LED arrays is performed and completed step by step/gradual over multiple cycles (traverse), instead of responding to pulsating DC voltage. Cross a certain threshold and complete the conversion process quickly and in real time within a cycle.
  • the sudden change of the luminous flux that may occur during the conversion process is dispersed in multiple pulsation periods to uniformize and smooth the change of the luminous flux, thus reducing the change in the luminescence of the LED array. Degree.
  • step SA-2-NO) further includes step SA-2-NO-1): coordinating i) among the LED array groups that are converted from the multiple LED arrays The current or its average value of, and ii) the current or its average value of the converted LED array group, respectively increase and decrease in the current group/conversion occurrence/corresponding group multiple pulsation cycles.
  • the multiple sets of multiple pulsation periods include the first set of multiple pulsation periods, and step SA-2-NO-1) further includes any of the following sub-steps:
  • the electrical power/luminous flux during the conversion process between the high-voltage LED array and the first LED array is kept basically stable and the same as before the switching.
  • the LED array control method of some embodiments of the present invention or step SA-22) or similar steps, and the sub-steps of these steps may also include the following steps SA-2-a). (alternative) two sub-steps or any of the four sub-steps including the (alternative) two sub-steps in SA-2-b):
  • Sub-step 1 In response to the voltage of the DC power supply being located in the first voltage interval, within the duration of the first voltage interval, for example, a periodic signal generated by a timer/frequency generator or coordinated triggering The trigger signal etc. generated by the device, actively control multiple subsets/multiple parts of the n LED arrays corresponding to the first voltage interval to be turned on/lighted cyclically; wherein the voltage of the DC power supply is located in the first voltage interval In any voltage sub-interval or at any voltage level, multiple subsets of the n LED arrays corresponding to the first voltage interval can be cyclically turned on (for example, at a high frequency of tens of k), or
  • Sub-step 2 Within the duration of each of the multiple first voltage intervals, for example, a periodic signal generated by a timer/frequency generator or a trigger signal generated by a trigger, etc., actively control the n arrays Correspond to a plurality of subsets of the first voltage interval so that the plurality of subsets are cycled/turned on; wherein the voltage of the DC power supply is located in any voltage sub-interval or at any voltage level in the first voltage interval, and n LEDs Multiple subsets in the array corresponding to the first voltage interval can all be cyclically turned on (for example, with a high frequency of several tens of k).
  • the first voltage interval has a voltage range below the full brightness threshold
  • Sub-step 3 In response to the voltage change of the DC power supply, the first voltage interval is periodically generated, and a plurality of subsets corresponding to the first voltage interval in the n arrays are actively controlled so that the plurality of subsets are cycled Turn on/light up; where the frequency of cyclic conduction is greater than, less than, or equal to the frequency of the voltage change of the DC power supply; where the voltage of the DC power supply is located in any voltage sub-interval or at any voltage level in the first voltage interval , Multiple subsets of the n LED arrays corresponding to the first voltage interval can be cyclically turned on (for example, with a high frequency of tens of k), or
  • Substep 4 During the duration of the multiple first voltage intervals, actively control multiple subsets corresponding to the first voltage interval in the n arrays to be turned on; wherein, one of the multiple first voltage intervals, or Two or more consecutive ones correspond to only one of the multiple subsets. In other words, in 1 of the plurality of first voltage intervals, or 2 to 5 consecutively, only one of the plurality of subsets is lit.
  • the first voltage interval has a voltage range below the full brightness threshold.
  • a second voltage interval is also configured, which is located below the lower limit (or may be referred to as the first bypass threshold) of the first voltage interval, or lower.
  • the first voltage interval may be defined by both the full-brightness threshold and the first bypass threshold, which serve as the upper bound and lower bound of the first voltage interval, respectively. If the voltage of the DC power supply is between the full brightness threshold and the second threshold, the first voltage interval is entered. In other words, if the voltage of the DC power supply drops below the full-bright threshold, it enters the first voltage interval, and if the DC voltage continues to drop below the first bypass threshold, it enters the second voltage interval lower than the first voltage interval .
  • the methods of some embodiments of the present invention defined by the first voltage interval and at least one voltage interval may also be defined by steps based on multiple thresholds such as the full-bright threshold and the first bypass threshold.
  • the applicant reserves the right to divide, renew, and partially renew these more diverse variants.
  • the alternate lighting means that multiple subsets of the LED arrays will be repeatedly turned on sequentially, that is, sub-step 4, etc. will be cyclically/repeatedly executed as the first voltage interval is repeated.
  • multiple subsets that are turned on such as the first subset and the second subset, or the third subset, where the LED arrays are not exactly the same, and there may be an intersection between the two , There may be no intersection.
  • the plurality of subsets corresponding to the first voltage interval in the n LED arrays include a first subset/first partial LED array and a second subset/second Part of the LED array;
  • Step SA-2-a) also includes sub-steps:
  • Step SA-2-b) also includes sub-steps:
  • the first part of the LED array and the second part of the LED array are respectively conducted in two adjacent first voltage intervals.
  • the first voltage interval a and b appear twice, which are located on both sides of the peak value of the first pulsating wave, then in this first voltage interval a, only Turn on the first part of the LED array, and in this first voltage interval b, individually turn on the second part of the LED array; and in the subsequent pulse cycle, in this way, the first part of the LED array and the second part are cyclically turned on LED.
  • the cycle of the cyclic conduction of the first part and the second part of the LEDs can be regarded as the same as the cycle of the pulsating DC voltage of the DC power supply.
  • the frequency of the cyclic conduction of the first part and the second part of the LED can be regarded as less than the frequency of the pulsating DC voltage of the DC power supply .
  • the first part of the LED array and the second part of the LED array may be alternately turned on multiple times (for example, dozens of times), and The alternating frequency is greater than the frequency of the pulsating DC voltage of the DC power supply.
  • n LED arrays include 5 LED arrays: N1, N2, N3, N4, N5.
  • N1, N2, N5 belong to the first part of the LED array
  • N1, N2, N3, and N4 belong to the second part of the LED array.
  • the first voltage interval is lower than the predetermined voltage threshold, it is not enough to turn on all the 5 LED arrays and only N1, N2, N3, and N4 can be turned on.
  • the turn-on voltage of N5 is lower than the sum of the turn-on voltage drops of N3 and N4, so the first voltage interval is also sufficient to turn on the first part of the LED array.
  • the union of the first part of the LED array and the second part of the LED array includes N1, N2, N3, N4, N5. That is, if the rotation frequency is appropriate, all 5 LED arrays can generate luminous flux in the first voltage interval.
  • the LED arrays that can emit light in the n LED arrays are the union of the first part of the LED array or the second part of the LED array. Therefore, Perceptually, the light-emitting area of the n LED arrays is larger than the light-emitting area when the first part of the LED array or the second part of the LED array is individually turned on.
  • the alternate frequency of alternate conduction is any value in [0.5kHz, 1000kHz] .
  • the first part of the LED array and the second part of the LED array are both a proper subset of n LED arrays, and the first part of the LED array and the second part of the LED array have an intersection or No intersection.
  • the control method further includes the step of: when the output voltage of the DC power supply is sufficient to conduct n
  • the first LED array in the LED array keeps the first LED array light always on, wherein the first LED array does not belong to the first part/subset of the LED array, nor does it belong to the second part/subset of the LED array.
  • the first LED array is connected in series with the n LED arrays and keeps always on, which improves the energy efficiency of the driving circuit where the n LED arrays are located.
  • the first part of the LED array and the second part of the LED array respectively include one or more LED arrays among the n LED arrays, or n LED arrays connected in series
  • One or more of the LEDs other than the at least one LED array at the tail are adapted to the first voltage interval.
  • the union of the first part of the LED array and the second part of the LED array covers/covers all or n-1 of the n LED arrays, thereby
  • the (light source) light-emitting area (basically) and n LED arrays can be kept fully turned on by sufficient DC power supply voltage The time is the same, and the strobe is greatly reduced.
  • the number of the first part of the LED array is the maximum number of LED arrays that can be lit in the n LED arrays in the first voltage interval/the second largest number
  • the number of the second part of the LED array is the first The voltage interval is the second largest/the largest number of LED arrays that can be lit in n LED arrays.
  • n LED arrays include 5 LED arrays: N1, N2, N3, N4, N5. Among them, N1, N2, N5 belong to the first part of the LED array, and N1, N2, N3, and N4 belong to the second part of the LED array.
  • the first voltage interval is lower than the predetermined voltage threshold, it is not enough to turn on all the 5 LED arrays and only N1, N2, N3, and N4 can be turned on, the number is 4.
  • the turn-on voltage of N5 is lower than the sum of the turn-on voltage drops of N3 and N4, so the first voltage interval is also sufficient to turn on the first part of the LED array.
  • the first part of the LED array has the second largest number of LED arrays that can be lit in the first voltage interval among the 5 LED arrays: 3.
  • the second part of the LED array has the maximum number of LED arrays that can be lit in the first voltage interval among the 5 LED arrays: 4.
  • the number of the first part of the LED array is the same as the number of the second part of the LED array.
  • n LED arrays include 5 LED arrays: N1, N2, N3, N4, N5.
  • N1, N2, N3, and N5 belong to the first part of the LED array
  • N1, N2, N3, and N4 belong to the second part of the LED array.
  • the power of the first part of the LED array and the second part of the LED array are kept basically the same, when the two parts of the LED array are turned on, especially when they are turned on by high frequency, the same power is always Dispersed on the same number of LEDs, thus avoiding the light/dark changes caused by repeated concentration/dispersion of the same energy.
  • the DC power supply outputs a rectified pulsating DC voltage
  • the first part of the LED array and the second part of the LED array have the same conduction voltage drop, and correspondingly, alternate conduction
  • the current flowing in the first part of the LED array and the second part of the LED array is controlled by the switch unit to be a square wave with complementary shapes or a trapezoid-like square wave with smoother rising and falling edges, and the amplitude is basically the same
  • the duty cycle is 50% each, which is more conducive to consistent brightness and improved luminous effect.
  • the waveforms of the current flowing in the first part of the LED array and the second part of the LED array can still be complementary in shape, but the amplitude It is optionally inversely proportional to the voltage, and the duty cycle may no longer be 50%, but 4:6 or other ratios.
  • the purpose of this part is to adjust the first part of the LED array and the second part of the LED array in the alternate conduction process, the power and luminous flux of the two are always commensurate, and there is basically no lighting effect due to the alternating conduction to the outside.
  • the above difference or stroboscopic, for this purpose, the above-mentioned duty cycle, current amplitude and other values can be adjusted as required, and are not limited to the exemplary values given above.
  • multiple first voltage intervals occur periodically with the pulsating DC voltage.
  • the multiple first voltage intervals occur in the same voltage pulsation period in time, or are distributed in multiple consecutive pulsation periods.
  • step SA-2-a-1) or SA-2-b-1) or similar steps may also include: SA-2-ab- 1) During the alternate conduction process, the currents in the first part of the LED array and the second part of the LED array are coordinated, so that the power of the n LED arrays is kept within the neighborhood of the first power value.
  • step SA-2-a-1) or SA-2-b-1) or similar steps may also include:
  • the conduction voltage drop of the first part of the LED array and the second part of the LED array respectively, adjust the current in the first part of the LED array and the second part of the LED array to make the relative change of the power of the first part of the LED array and the second part of the LED array Rate, less than a predetermined percentage.
  • the predetermined percentage is less than 10%, such as 0.5%, 2% or 5%.
  • step SA-2-ab-1 or similar steps may further include:
  • the current in the second part of the LED array is dynamically controlled to follow the The current increases and decreases synchronously, so that the decrease in power or luminous flux of the second part of the LED array is compensated/offset by the increase in power of the first part of the LED array.
  • step SA-2-ab-1-2) or similar steps may further include:
  • step SA -2-ab-1-1) also includes:
  • the current in the second part of the LED array is controlled to increase synchronously before the current drop in the first part of the LED array exceeds the preset amplitude.
  • the preset amplitude can optionally be any value between 0 and 5%.
  • the method in some embodiments of the present invention can be implemented in a driving circuit or a control circuit in some embodiments.
  • a driving circuit that is, there is only one common ground switch and no floating switch, and both the current limiting device and the common ground switch can be implemented as linear current sources.
  • the control method for n (for example, 2) LED arrays implemented by the drive/control circuit of these embodiments may include the following steps:
  • Detect the signal related to the external power supply voltage in the drive circuit determine the relationship between the voltage across the external power supply and the conduction voltage drop of the first load and the conduction voltage drop of the second load according to the signal, and control the second load according to the judgment result The on or off of a current source.
  • the step of controlling the first current source further includes:
  • the first current source is controlled to be turned off to form a second energy loop: external power ⁇ first load ⁇ second load ⁇ Second current source ⁇ External power supply;
  • the first current source is controlled to turn on to form a first energy loop: external power ⁇ first load ⁇ first Current source ⁇ external power supply.
  • control method in some embodiments further includes the steps:
  • the current of the first current source and the current of the second current source are coordinated so that the rate of change of the sum of the power of the first load and the second load does not exceed a predetermined percentage.
  • the step of current coordination further includes:
  • the conduction voltage drop of the first load and the second load respectively, adjust the current in the first load and the second load so that the change rate of the sum of the luminous flux of the first load and the second load before and after switching is less than a predetermined percentage ;
  • the predetermined percentage is less than 10%.
  • the step of current coordination further includes: during the transition process of the switching between the first energy loop and the second energy loop, synchronously controlling the current in the first current source to follow the second The current in the current source increases and decreases, so that the decrease in the power of the first load is compensated by the increase in the power of the second load; or, the current in the first current source is synchronously controlled as the current in the second current source decreases. Increase so that the decrease in the power of the second load is compensated by the increase in the power of the first load.
  • the step of current coordination further includes:
  • the current in the second current source is controlled to increase synchronously before the decrease in the current in the first current source relative to before the transition process starts exceeds a predetermined percentage.
  • the step of current coordination further includes:
  • the current of the first current source in the first energy loop is controlled to be greater than the current of the second current source in the second energy loop.
  • the external power supply provides a rectified pulsating DC voltage; and the control method further includes the steps:
  • Step S8-1) If the lowest value of the pulsating DC voltage is sufficient to turn on the first load and the second load, control the first current source to turn off, so as to keep the second energy loop running during the corresponding pulsating cycle of the external power supply: external power supply ⁇ first load ⁇ second load ⁇ second current source ⁇ external power supply;
  • Step S8-2) If the lowest value of the pulsating DC voltage is not sufficient to turn on the first load and the second load, control the first current source to turn on to keep the first energy loop running during the corresponding pulsating period of the external power supply: External power supply ⁇ first load ⁇ first current source ⁇ external power supply.
  • control method in some embodiments further includes step S8-3):
  • the switching between the second energy loop and the first energy loop is gradually performed in consecutive multiple pulsating cycles;
  • each switch between the second energy loop and the first energy loop is gradually passed through multiple consecutive pulsating cycles To complete.
  • the switching process between the second energy loop and the first energy loop further includes the steps:
  • the switching process between the second energy loop and the first energy loop further includes the steps:
  • the operating time of the coordinated second energy loop is increased/decreased cycle by cycle, and correspondingly, the operating time of the first energy loop is decreased/increased cycle by cycle.
  • the step of coordinating the currents in the second energy loop and the first energy loop further includes:
  • the second energy loop is adjusted cycle by cycle in multiple pulsation cycles
  • the duty cycle/amplitude of the medium current and, synchronously, adjust the duty cycle/amplitude of the current in the first energy loop incrementally cycle by cycle; or,
  • the second energy loop In response to the lowest value of the pulsating DC voltage rising above the sum of the conduction voltage drop of the first load and the second load, the second energy loop is adjusted incrementally cycle by cycle during multiple pulsating cycles The duty cycle/amplitude of the medium current, and, synchronously, adjust the duty cycle/amplitude of the current in the first energy loop in a decreasing manner cycle by cycle;
  • the current in the second energy loop and the current in the first energy loop are complementary in time/waveform, and the multiple pulsation cycles include any number of pulsation cycles in 5-1000, or the multiple pulsation cycles last for 1ms ⁇ 1000ms.
  • the method in some embodiments of the present invention can be implemented in a driving circuit or a control circuit in some embodiments.
  • a driving circuit or a control circuit in some embodiments.
  • one common ground switch unit and one floating switch unit are configured, and the two switch units are respectively used to couple a light-emitting load.
  • Both current limiting devices and common ground switches can be implemented as linear current sources.
  • the control method for n (for example, 2) LED arrays implemented by the driving circuit or control circuit of this embodiment may include the following steps:
  • the switching switch and the first current source are controlled to be turned on or off, thereby switching between the following two modes:
  • the first mode when the external power supply voltage is greater than the sum of the turn-on voltage drop of the first load and the turn-on voltage drop of the second load, the switch and the first current source are turned off to form a third energy loop, a third energy loop
  • the energy flow path of is: external power supply ⁇ first load ⁇ second load ⁇ second current source ⁇ external power supply to supply energy for the first load and the second load;
  • Second mode when the external power supply voltage is less than the sum of the turn-on voltage drop of the first load and the turn-on voltage drop of the second load, and is greater than the first load's turn-on voltage drop and the second load's turn-on voltage drop.
  • the value When the value is large, control the switch and the first current source to alternately switch between the first state and the second state at the first predetermined frequency;
  • the first state is that the switch is turned off and the first current source is turned on to form a first energy loop.
  • the energy flow path of the first energy loop is: external power ⁇ first load ⁇ first current source ⁇ external power;
  • the state is that the switch is turned on and the first current source is off to form a second energy loop;
  • the energy flow path of the second energy loop is: external power source ⁇ switch switch ⁇ second load ⁇ second current source ⁇ external power source.
  • the current of the second current source in the first mode is controlled to decrease with the increase of the external power supply voltage or its average value, and/or, the first in the second mode is controlled
  • the current of the current source and the current of the second current source are greater than the current of the second current source in the first mode.
  • the external power supply provides a rectified pulsating DC voltage; the first predetermined frequency is higher than the power frequency; thereby helping to reduce low frequency flicker.
  • the first mode further includes: if the lowest value of the pulsating DC voltage is greater than the sum of the turn-on voltage drop of the first load and the turn-on voltage drop of the second load, turning off the switch and the first current source, so that the Keep the third energy loop running during the pulsation period;
  • the second mode further includes: if the lowest value of the pulsating DC voltage is less than the sum of the conduction voltage drop of the first load and the conduction voltage drop of the second load, and is greater than the conduction voltage drop of the first load and the conduction voltage drop of the second load.
  • the switch and the first current source are controlled so as to maintain the first state and the second state to alternately switch at the first predetermined frequency during the corresponding pulse period of the external power supply.
  • control method of some embodiments further includes the steps:
  • switching between the first mode and the second mode is performed through consecutive multiple pulsating periods;
  • the transition between the first mode and the second mode is gradually performed in consecutive multiple pulsating periods
  • each transition between the first mode and the second mode is gradually completed through successive multiple pulsating cycles .
  • the step of switching between the first mode and the second mode further includes:
  • the step of switching between the first mode and the second mode further includes:
  • the running time of the coordinated second mode is increased/decreased cycle by cycle, and correspondingly, the running time of the first mode is decreased/increased cycle by cycle.
  • the step of coordinating the current in the second mode and the first mode further includes:
  • the first mode is adjusted incrementally cycle by cycle.
  • the duty cycle/amplitude of the current and, synchronously, adjust the duty cycle/amplitude of the current in the second mode in a decreasing manner cycle by cycle;
  • the current in the second mode and the current in the first mode are complementary in time/waveform, and the multiple pulsation periods include any number of pulsation periods from 5-1000, or used between the second mode and the first mode
  • the switching duration of multiple pulsation cycles is 1ms ⁇ 1000ms.
  • each component/unit/module of the driving circuit/device and lighting device can be implemented as a corresponding physical device through hardware methods such as comparators, timers, or delay circuits, triggers, or can be understood as implementation Function modules that must be established for each step of the related program flow or each step of the method. Therefore, in some embodiments of the present invention, it can be implemented mainly through the computer program/method described in the specification, and in other embodiments, it is implemented as a related physical device through hardware.
  • a driving device used in a lighting device including a control unit configured to execute any one of the control methods/control methods in the present application or wherein step.
  • a driving circuit or control circuit used in a lighting device including a control unit configured to execute when the control circuit is running or in a working state Any method or steps in the control method/driving method in this application.
  • a lighting device including: a control unit configured to execute the instructions in the present application when the drive circuit or the control circuit is in operation or in a working state Any method or steps in control method/driving method etc.
  • a lighting device is also provided, which is configured to execute any method of the control method/driving method, etc. in this application when the lighting device is running or in a working state Or its steps.
  • a lighting device which includes one or more circuit modules, and the one or more circuit modules are configured to: when the lighting device is running or in a working state, Independently or cooperatively execute any method or steps in the control method/driving method in the present application.
  • a driving device used in a lighting device which includes any method or a physical or physical or a method for executing the control method/control method in this application, etc.
  • Virtual (virtual) device/module In another embodiment of the present invention, a driving device used in a lighting device is also proposed, which includes any method or a physical or physical or a method for executing the control method/control method in this application, etc.
  • Virtual (virtual) device/module Virtual (virtual) device/module.
  • a driving circuit used in a lighting device including: an entity (physical) for executing any one of the control methods/control methods in this application or the steps therein Circuit module.
  • control circuit used to implement the driving/controlling method of the LED array and other light-emitting loads in some embodiments of the present invention implements the control of the LED array through a floating or common-ground switch unit, so ,
  • the control method of the driving circuit or the control circuit to the light-emitting load and the control of the switch unit by the control unit inside the driving device correspond to each other.
  • the control unit in the control circuit in some embodiments of the present invention may also be configured to execute a control method for the switch unit. Since these control methods and steps for the switch unit have high correspondence and similarity with the control methods and steps for the LED array in some embodiments, they will not be described in detail.
  • control unit in some embodiments may be implemented as a hardware circuit module or a programmable control unit or processor.
  • a computer-readable storage medium storing one or more programs.
  • the one or more programs include instructions.
  • the processor/control unit executes any one of the driving method/control method in the present application or its steps.
  • a driving circuit used in a lighting device is also proposed, including the storage medium proposed in some other embodiments of the present invention, and a processor/control unit.
  • a lighting device including: any drive circuit or drive device as proposed in some other embodiments of the present invention, and n LED arrays, coupled to the drive circuit And is controlled by the drive circuit.
  • the lighting device of some embodiments of the present invention further includes an electrical signal measuring unit and a DC power supply.
  • the DC power supply includes a rectifier circuit configured to receive AC input power and rectify the AC input power to output it to n A LED array; and an electrical signal measuring unit, coupled to the lighting device, and configured to measure the output of the rectifier circuit in a voltage or current manner.
  • the n LED arrays are composed of one or at least two parallel LED strings, each LED string is composed of multiple LED groups connected in series, and each LED group is composed of at least one LED in any electrical configuration form.
  • the output terminal of the DC power supply is connected across an electrolytic capacitor.
  • the capacitance value of the electrolytic capacitor can be [1 ⁇ F, 20 ⁇ F], or beyond this interval, the capacitance value is selected according to factors such as the stability of the DC power supply.
  • the LED array in the first type bypass loop and the LED array in the second type bypass loop have the same conduction voltage drop.
  • n ⁇ 2 at least two of the n LED arrays (for example, LED a and LED b) have the same conduction voltage drop, and are respectively connected to the first type that is alternately turned on.
  • the bypass circuit and the second type bypass circuit By alternately turning on the LED a and LED b, the first type bypass circuit and the second type bypass circuit are alternately established, because the conduction voltage drop of the first type bypass circuit and the second type bypass circuit are the same, Therefore, the currents in the first-type bypass loop and the second-type bypass loop are also adjusted to be basically the same, and the overall power of the n LEDs can be maintained unchanged.
  • An embodiment of the present application also proposes a lighting device, which includes a plurality of light-emitting loads, such as a first light-emitting load and a second light-emitting load.
  • the first light-emitting load and the second light-emitting load have different stroboscopic characteristics.
  • the second load may be the LED array in the second bypass loop in some other embodiments, or the LED array in the second partial LED array; the first load may be the first bypass loop in some other embodiments In the LED array, or, the first part of the LED array in the LED array.
  • the first load and the second load respectively include one LED or multiple LEDs, wherein the multiple LEDs may be connected in series and/or in parallel.
  • the first light-emitting load and the second light-emitting load can also be controlled by the driving circuit in other embodiments of the present application, so as to have different or relatively similar stroboscopic characteristics.
  • One or more LED arrays in the first light-emitting load and one or more LED arrays in the second light-emitting load are overlapped/interleaved, distributed and/or centrally symmetrically arranged to weaken the intermediate frequency of the multiple light-emitting loads.
  • the presence of the LED array in the higher part of the flicker improves the overall lighting effect and stroboscopic characteristics of the lighting device.
  • An embodiment of the application also proposes a lighting device, which includes a first load and a second load.
  • the second load may be the LED array in the second bypass loop in some other embodiments, or the second part
  • the first load may be the LED array in the first bypass loop in some other embodiments, or the LED array in the first part of the LED array.
  • the first load and the second load are respectively configured as light-emitting loads, and respectively include one LED or multiple LEDs, wherein the multiple LEDs may be connected in series and/or in parallel.
  • the lighting device may also include a control circuit or a driving circuit in other embodiments of the present application to drive the first load and the second load.
  • the lighting device of some embodiments further includes a substrate configured to carry a first load and a second load; the plurality of LEDs of the first load and the plurality of LEDs of the second load are at least partially staggered, or, The outline areas of the plurality of LEDs of the first load and the plurality of LEDs of the second load at least partially overlap.
  • the plurality of LEDs of the second load are at least partially dispersed (for example, discretely/distributedly arranged) within the outer contour area of the plurality of LEDs of the first load; or
  • the plurality of LEDs of the second load are dispersedly arranged, and are at least partially surrounded/surrounded in the plurality of LEDs of the first load.
  • the plurality of LEDs of the second load are at least partially dispersed in the outline area of the plurality of LEDs of the first load.
  • the plurality of LEDs of the second load are integrally dispersed within the outer contour area of the plurality of LEDs of the first load, for example, the outer contour area of the second load and the first load There is an overlap of 60% to 100% between the outer profile areas of the load.
  • the outline area of the plurality of LEDs of the second load is at least 10%-40% smaller than the outline area of the plurality of LEDs of the first load.
  • the plurality of LEDs of the second load and the plurality of LEDs of the first load are substantially symmetrically distributed around the center of the overall outline area of the first load and the second load.
  • the plurality of LEDs of the second load and the plurality of LEDs of the first load are respectively arranged center-symmetrically; and, the center of symmetry and the second load of the plurality of LEDs of the second load
  • the symmetry centers of multiple LEDs of one load are basically the same.
  • the plurality of LEDs of the second load and/or the plurality of LEDs of the first load are arranged to be rectangular, circular, circular, curved/straight, symmetrical or asymmetrical Radial, or, the only LED in the second load is basically arranged at the center of symmetry of the plurality of LEDs in the first load.
  • the plurality of LEDs of the first load are distributed in a rectangular, circular, circular, curved/linear, symmetrical or asymmetrical radial area on the substrate of the lighting device, And, the multiple LEDs of the second load are arranged in the multiple LEDs of the first load.
  • the plurality of LEDs of the second load are distributed in a rectangular, circular, circular, curved/linear, symmetrical or asymmetrical radial shape; and, in terms of area, the first The outline area/coverage area of the multiple LEDs of the second load is equivalent to or smaller than the outline area/coverage area of the multiple LEDs of the first load.
  • the outer contour area/covering area here refers to the second load or the multiple LEDs in the first load as a whole, or as a whole, the envelope or outer contour area, not just all The sum of the positions of the individual LEDs, including the area/space between the LEDs and so on.
  • the plurality of LEDs of the second load and the plurality of LEDs of the first load are arranged adjacently correspondingly or in pairs.
  • Another embodiment of the present invention provides a control circuit for controlling an electrical circuit including n LED groups and a DC power supply connected in series.
  • the control circuit includes a control unit and m sub-switch units; n is greater than or equal to 2, m Greater than or equal to 1 and m less than or equal to n, m and n are integers;
  • the control unit is respectively connected with m sub-switch units to control the sub-switch unit to be turned on or off; when the sub-switch unit is turned on, the corresponding LED group is bypassed, and when the sub-switch unit is turned off, the corresponding LED group is turned on;
  • the control unit cuts off the m sub-switch units to form a main circuit including n LED groups and the DC power supply;
  • the control unit turns on at least one sub-switch unit, and cuts off the remaining sub-switch units to form a sub-switch unit that includes conduction and conduction.
  • the sum of the conduction voltage drop of the LED group is less than the output voltage of the DC power supply.
  • the current flowing through the main loop is the main loop current
  • the current flowing through the sub loop is the sub loop current
  • the control unit controls the sub loop current to be greater than the main loop current
  • control unit turns on at least one sub-switch unit and turns off the remaining sub-switch units to form a sub-circuit including the turned-on sub-switch unit, the turned-on LED group, and the DC power supply, including:
  • control unit controls the control circuit to alternately operate at least two different sub-circuits selected from all the sub-circuits at a rotation frequency.
  • the LED groups conducting in at least two different sub-circuits include all n LED groups.
  • all the sub-circuits are sorted into the first level, the second level, and even more priority sub-circuits according to the closeness of the sum of the voltage drops of the LED groups and the output voltage of the DC power supply from high to low;
  • the at least two different sub-circuits include at least a first-level priority sub-circuit and a second-level priority sub-circuit.
  • m sub-switch units are respectively connected in parallel at both ends of the corresponding m LED groups.
  • control circuit further includes at least one current-limiting device connected in series to the electrical circuit; the impedance of the current-limiting device is set to the main loop current flowing through the main loop and the sub-loop current flowing through the sub-loop.
  • control circuit further includes at least one current-limiting device serially connected to the electrical circuit; the impedance of the current-limiting device is set to the main loop current flowing through the main loop.
  • the current-limiting device and at least one LED group adjacent to the current-limiting device constitute at least one series connection branch; x of the m sub-switch units are respectively connected in parallel at both ends of the series connection branch, and the rest mx sub-switch units are respectively connected in parallel at both ends of the corresponding LED group; x is greater than or equal to 1 and less than or equal to m, and x is an integer.
  • control unit sets the sub-loop current flowing through the sub-loop by controlling the conduction impedance of the turned-on sub-switch unit;
  • the impedance of the current-limiting device sets the sub-circuit current flowing through the sub-circuit.
  • control unit controls the sub-loop current and/or the main loop current so that the variation range of the output power of the DC power supply does not exceed the first preset threshold
  • the control unit controls the current of the sub-loop and/or the current of the main loop so that the difference between the luminous amount of the LED group in the sub-loop and the luminous amount of the n LED groups of the main loop does not exceed the second preset threshold.
  • the current limiting device includes at least one resistor.
  • the current limiting device includes a field effect tube and/or a triode, and the impedance of the current limiting device is achieved by controlling the conduction degree of the field effect tube and/or the triode by the control unit.
  • the sub-switch unit includes a field effect tube and/or a triode.
  • the rotation frequency is greater than the pulsating frequency of the pulsating DC voltage output by the pulsating DC power source.
  • control circuit is integrated in one or more integrated circuits.
  • the present invention also provides a drive circuit.
  • the drive circuit includes the aforementioned control circuit.
  • the drive circuit also includes an electrical circuit.
  • the electrical circuit includes a series-connected DC power supply and n LED groups.
  • the DC power supply includes a steady DC power supply or a pulsating DC power supply.
  • the pulsating DC power supply includes a rectifier and an energy storage capacitor, the input end of the rectifier is connected to alternating current, and the output end is connected in parallel with an energy storage capacitor.
  • control circuit and at least a part of the rectifier are integrated in one or more integrated circuits.
  • the present invention also provides a control method, which is implemented by the aforementioned driving circuit, and the control method includes the following steps:
  • n LED groups When the output voltage of the DC power supply is greater than or equal to the sum of the conduction voltage drops of the n LED groups, m sub-switch units in the control circuit are turned off to form a main loop including n LED groups and the DC power supply;
  • At least one sub-switch unit is turned on, and the remaining sub-switch units are turned off to form a group including conductive sub-switch units and conductive LED groups
  • the current flowing through the main loop is the main loop current
  • the current flowing through the sub loop is the sub loop current
  • the sub loop current is greater than the main loop current
  • turning on at least one sub-switching unit and turning off the remaining sub-switching units to form a sub-circuit including the turned-on sub-switching unit, the turned-on LED group and the DC power supply including:
  • the drive circuit is controlled to alternately run at least two different sub-circuits selected from all the sub-circuits at a rotation frequency.
  • the LED groups conducting in at least two different sub-circuits include all n LED groups.
  • all the sub-circuits are sorted into the first level, the second level, and even more priority sub-circuits according to the closeness of the sum of the voltage drops of the LED groups and the output voltage of the DC power supply from high to low;
  • the at least two different sub-circuits include at least a first-level priority sub-circuit and a second-level priority sub-circuit.
  • the control method sets the main loop current flowing through the main loop and the sub-loop current flowing through the sub-loop through the impedance of the current-limiting device.
  • the electrical circuit is also connected to at least one current-limiting device in series.
  • the current-limiting device and at least one LED group adjacent to the current-limiting device form at least one series connection branch; the control method sets the current through the impedance of the current-limiting device.
  • the sub-circuit current flowing through the sub-circuit is set by controlling the conduction impedance of the conductive sub-switch unit;
  • the sub-loop current flowing through the sub-loop is set by the impedance of the current-limiting device
  • x is greater than or equal to 1 and less than or equal to m, and x is an integer.
  • the rotation frequency is greater than the pulsating frequency of the pulsating DC voltage output by the pulsating DC power source.
  • the impedance of the current limiting device is realized by controlling the conduction degree of the field effect tube and/or the triode.
  • Some embodiments of the present invention also provide an illuminating device manufactured by using the aforementioned driving circuit.
  • the switching element in some embodiments is a transistor, such as a DMOS transistor.
  • Some embodiments of the present invention also provide a control circuit for driving n LED arrays that are at least partially connected in series and powered by a DC power supply.
  • the control circuit includes:
  • the m switch units are configured to respectively couple m LED arrays in the n LED arrays when the control circuit is applied to the n LED arrays.
  • the respective control terminals of the m switch units are respectively connected to the control unit, and receive Controlled by the control unit to bypass the corresponding LED array;
  • n and n are integers, n ⁇ 2, m ⁇ 1, and m ⁇ n.
  • the DC power supply is a pulsating DC power supply
  • the control unit is configured to respond to the output voltage of the DC power supply (for example, the voltage value of a part of the waveform) being insufficient to turn on n
  • control at least part of the m switch units to be turned off so that the corresponding part of the LED array maintains full-cycle conduction during at least one pulsating period of the DC power supply, or it can also be understood as: controlling at least part of the m switch units
  • the ground is turned on to bypass the corresponding LED array, so that another part of the LED array can maintain full cycle conduction during at least one pulse cycle of the DC power supply.
  • control unit includes:
  • the electrical signal measurement unit is configured to determine whether the output voltage of the DC power supply is sufficient to turn on the n LED arrays; and the signal processing unit is respectively connected to the electrical signal measurement unit and at least one switch unit, and is operable to measure according to the electrical signal The comparison result of the unit controls the switch unit.
  • the DC power supply outputs a pulsating voltage
  • the control unit is configured to respond to the trough part voltage/partial voltage being insufficient to turn on n LED arrays in a single pulsating cycle, then pass The subsequent multiple pulsation cycles gradually complete the conversion from turning on n LED arrays to turning on part of the LED arrays.
  • the electrical signal measurement unit includes:
  • the integration unit is operable to output a time-varying integration signal according to the judgment result of whether the output voltage of the DC power supply is sufficient to turn on the n LED arrays;
  • the first comparator which is connected to the integration unit, is configured to control the switching unit to operate in a conduction, cutoff, or regulation current mode based on the comparison result of the integration signal and the first electrical signal,
  • the first electrical signal reflects/represents the output voltage of the DC power supply or the voltage endured by n LED arrays, or there is a positive/negative correlation between the first electrical signal and the pulsating DC voltage or the voltage endured by n LED arrays Correlation.
  • the signal processing unit is configured to control the average value of the current in the partial LED arrays and the n LED arrays according to changes in the integrated signal within a plurality of pulsation periods The average value of the current increases and decreases respectively.
  • the signal processing unit is further configured to coordinate the relative ratio of the working time when the n LED arrays are all turned on and the working time when a part of the LED arrays are individually turned on, Decrease sequentially through multiple pulsation cycles.
  • circuit structure of some embodiments of the present invention can be changed or modified according to the principle of equivalent conversion of the circuit. For example: converting a current source (also called a switch unit in some embodiments) into a voltage source, a series structure into a parallel structure, etc., so as to obtain more diversified embodiments, but these changes and modifications belong to the disclosure of this application Range.
  • the applicant reserves the right to divide, voluntarily modify, renew the application, and partially renew the application for these more diverse variants.
  • the positive improvement effect of the present invention is: when the output voltage of the DC power supply is greater than or equal to the sum of the conduction voltage drops of all the LED groups, all the LED groups are turned on; when the output voltage of the DC power supply is less than the conduction of all the LED groups In the case of the sum of voltage drops, by controlling the on or off of the sub-switch unit, the sub-circuit is selected to turn on part of the LED groups in the circuit. Further, by setting the sub-circuit current to be greater than the main circuit current, the change in the output power of the DC power supply and/or the change in the amount of LED light does not exceed a preset threshold, reducing or even eliminating the change in the amount of LED light.
  • the multiple sub-circuits are sorted into the first level and the second level according to the closeness of the sum of the voltage drops of the LED groups and the output voltage of the DC power supply from high to low.
  • the sub-circuits are prioritized from one level to more levels, and at least two different sub-circuits selected from a plurality of sub-circuits are alternately operated by controlling the driving circuit at a rotation frequency.
  • the LED group that is turned on in the selected sub-circuit includes all the LED groups, so that all the LED groups can be lit.
  • Figure 1 is a diagram showing the relationship between LED parameters in the prior art
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the circuit structure of a driving circuit in the prior art
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the circuit structure of another driving circuit in the prior art
  • FIG. 5 is a schematic diagram of the circuit structure of the control circuit and the driving circuit of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of the circuit structure of the control circuit and the driving circuit when the current-limiting device according to Embodiment 2 of the present invention is at least one of a field effect tube and a triode;
  • FIG. 9 is a schematic diagram of the circuit structure of the control circuit and the driving circuit when the current-limiting device of Embodiment 2 of the present invention is a resistor;
  • FIG. 10 is a schematic diagram of the circuit structure of the control circuit and the driving circuit of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart of a control method according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart of a control method according to Embodiment 5 of the present invention.
  • 16 is a waveform diagram of a pulsating DC voltage waveform and a current adjustment waveform of a switching unit/current source operating under the pulsating DC voltage in another embodiment of the present invention
  • FIG. 17 is a current waveform diagram of a switch unit or a corresponding LED array in a transition state of switching in another embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a schematic circuit structure diagram of a current source in a driving circuit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 19A is a function block diagram (function block diagram) of a control circuit in a driving circuit according to another embodiment of the present invention.
  • 19B is a function block diagram (function block diagram) of a control circuit with a timer in another embodiment of the present invention.
  • 20 is an electrical waveform diagram of an alternately conductive switch unit or a corresponding LED array in another embodiment of the present invention.
  • 21 is a functional block diagram of a driving circuit with a control circuit in another embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a pulsating DC voltage waveform in another embodiment of the present invention and a current adjustment waveform diagram of a switching unit/current source that is alternately turned on at high frequency under the pulsating DC voltage;
  • FIG. 23 is a pulsating DC voltage waveform and a current adjustment waveform diagram of a switching unit/current source operating under the pulsating DC voltage in another embodiment of the present invention.
  • 25 is a pulsating DC voltage waveform and a current adjustment waveform diagram of a switching unit/current source that alternately conducts under the pulsating DC voltage in another embodiment of the present invention
  • 26 is a pulsating DC voltage waveform and a current adjustment waveform diagram of a switching unit/current source that is alternately turned on under the pulsating DC voltage in another embodiment of the present invention
  • Fig. 27 is a functional block diagram of a driving circuit and a lighting device capable of running the control method in other embodiments of the present invention in another embodiment of the present invention;
  • FIG. 27a-27c are schematic diagrams of various variants of an LED array in FIG. 27 and other embodiments of the present invention.
  • FIG. 28 is a schematic diagram of the layout of two groups of LEDs with different stroboscopic characteristics among n LEDs in another embodiment of the present invention.
  • 29 is a schematic diagram of the layout of two groups of LEDs with different stroboscopic characteristics among n LEDs in another embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a schematic diagram of the layout of two sets of LEDs with different stroboscopic characteristics among n LEDs in another embodiment of the present invention.
  • FIG. 31 is a schematic diagram of a switch unit/current source with a current programming interface that can receive an external resistance reserved inside in an embodiment of the present invention
  • 32 is a schematic diagram of a switch unit/current source with a current programming interface that can receive an external resistance in an embodiment of the present invention
  • FIG. 33 is a schematic diagram of a package frame structure adopted by a driving circuit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 34 is a schematic diagram of different levels of voltages provided by a DC power supply for supplying power to a light-emitting load and a driving circuit thereof and a corresponding regulation current in the light-emitting load according to an embodiment of the present invention
  • 35 is a schematic diagram of a waveform of two LED arrays alternately/alternately conducting in the first voltage interval according to an embodiment of the present invention
  • 36a and 36b are functional block diagrams of two hardware circuits of a driving circuit/lighting device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 37 is a schematic diagram of the layout of two sets of LEDs with different stroboscopic characteristics among n LEDs in another embodiment of the present invention.
  • Figure 41 is a schematic structural diagram of a control unit in a control circuit in another embodiment of the present invention.
  • 42A is a schematic structural diagram of a control unit in a control circuit in another embodiment of the present invention.
  • 42B is a schematic structural diagram of a control unit in a control circuit in another embodiment of the present invention.
  • FIG. 43 is a waveform diagram of current changes of the driving circuit shown in FIG. 11 during a gradual conversion process
  • FIG. 44 is another current change waveform diagram of the driving circuit shown in FIG. 11 during the gradual conversion process
  • FIG. 45 is a schematic diagram of the circuit structure of a control circuit and a driving circuit in another embodiment of the present invention.
  • FIG. 46 is a waveform diagram of current changes of the driving circuit shown in FIG. 45 during the gradual conversion process
  • FIG. 47 is another current change waveform diagram of the driving circuit shown in FIG. 45 during the gradual conversion process
  • FIG. 48 is a waveform diagram of current changes of the driving circuit shown in FIG. 27 during the gradual conversion process.
  • the term “if” is optionally interpreted to mean “when” ("when” or “upon”) or “in response to determination” or “in response to detected”.
  • the phrase “if it is determined" or “if [the stated condition or event] is detected” is optionally interpreted to mean “when it is determined" Or “in response to determining" or “when [stated condition or event] is detected” or “in response to detecting [stated condition or event]”.
  • the term “through” used in this application can be interpreted as “by” (by), “by virtue” (by virtue of) or “by means of” (by means of).
  • the words “if” and “if” as used herein can be interpreted as “when” or “when” or “in response to determination” or “in response to detection”.
  • “when” or “when” in some embodiments can also be interpreted as conditional assumptions such as “if” and “such as”.
  • the phrases “if (condition or event stated)”, “if determined” or “if detected (condition or event stated)” can be interpreted as “when determined” or “in response to determination “Or “when detecting (statement or event)”.
  • the phrase “in response to (statement or event)” in some embodiments can be interpreted as “in response to detection (statement or event)” or “in response to detection (statement Conditions or events)”.
  • first, second, third, etc. may be used in this disclosure to describe various information, the information should not be limited to these terms. These terms are only used to distinguish the same type of information from each other. For example, without departing from the scope of the present disclosure, the first may also be referred to as the second, and vice versa. Depending on the context, the word “if” as used herein can be interpreted as “when” or “when” or “in response to determination”.
  • LED that is, light-emitting diode, as a common light-emitting device
  • the LED chip is fixed on the base or frame, for example, the package name is 2835, 3030, etc.
  • the package usually includes one LED chip or multiple LED chips connected in series.
  • COB packages that is, multiple LED chips are directly attached to the metal substrate for connection.
  • the LED generally refers to a light-emitting device with the characteristics of a light-emitting diode, and is not limited to its number, connection mode, and whether it is packaged.
  • LEDs are usually used in combination to construct diverse lighting scenarios.
  • they can be combined according to one or more of the difference in their arrangement in space, the difference in the realization of functions in the lighting scene, or the difference in the connection position in the same circuit.
  • LEDs are divided into multiple LED arrays (also called LED groups or LED segments).
  • each LED array includes at least one LED.
  • the multiple LEDs can be connected in parallel, series or The series-parallel combination is directly connected or indirectly connected through other devices (such as resistors).
  • the lighting device may produce flickering light, which may cause some serious diseases, such as headaches, visual disturbances, or in extreme cases induce seizures. Even if the flicker is not easy to detect, for example, at a frequency of 100HZ, your eyes may not consciously look at it, but the brain may still be able to detect and react to it with negative consequences, and affect operations that rely heavily on the effects of light For example, interfering with camera shooting, a common example is a rolling shutter image displayed on a mobile phone screen.
  • the grid (or mains) is a 50/60HZ periodically fluctuating AC voltage
  • the corresponding energy frequency is 100/120HZ, which makes almost all types of lamps easy to flicker periodically, including incandescent lamps, halogen lamps, and even LED bulbs .
  • the effect of each light is different. Among them, the LED responds faster to current changes, so the flicker will be more significant.
  • Commonly used terms to characterize the degree of flicker include stroboscopic depth, stroboscopic percentage, fluctuation depth, stroboscopic index, etc.
  • One of the measurement parameters is the amplitude of periodic light fluctuations, for example, the stroboscopic depth (Percent Flicker) is equal to a switch The difference between the maximum light output and the minimum light output in a period is divided by the sum of the maximum light output and the minimum light output.
  • the flicker index is equal to the amount of excess light output in a switching period divided by the total light output. The lower the stroboscopic depth and stroboscopic index, the smaller the light fluctuation or the stroboscopic effect caused by it; another measurement parameter is the frequency of light fluctuations.
  • a lower frequency (such as 100HZ) is more likely to cause people
  • higher frequencies are slightly better.
  • some regulations do not impose restrictions on fluctuations above 3125HZ, that is, high frequency exemption, because to some extent it has basically no impact on the environment and users.
  • the periodic flicker of light can be called stroboscopic, and the stroboscopic frequency less than 3125HZ is classified as low frequency stroboscopic, and the stroboscopic frequency greater than 3125HZ is classified as high frequency stroboscopic.
  • Technological bias refers to a technical staff’s understanding of a certain technical problem that is common and deviating from objective facts within a certain period of time and in a certain technical field. It guides people not to consider other possibilities and hinders people from Research and development in the technical field.
  • the present invention overcomes this technical prejudice of those skilled in the art, and adopts technical means that people discard due to technical prejudice: changing the number of LEDs that are turned on and/or adjusting the current flowing through the LEDs, so as to To a certain extent, the technical problem of low-frequency strobe generated by the lighting device is solved.
  • the lighting device is powered by the AC grid (mains power). Generally, the lighting device is required to have lower low frequency flicker, and the lighting device of higher power (for example, greater than 25W) is required to have a higher power factor (or higher power factor). Low input current harmonics), which requires different schemes. Common methods for lighting devices driven by linearly regulated current sources (linear current sources) include:
  • Method 1 Including a single-segment (or single) LED array, paralleling energy storage capacitors at the AC rectifier output end to generate a smooth pulsating DC voltage, as shown in Figure 2.
  • the grid voltage is at the rated value
  • the pulsating DC voltage is greater than the LED's conduction voltage drop
  • the current flowing through the LED is controlled to a stable value by the current source, and the light is stable without flicker.
  • the grid voltage is low, the cycle Sexually, the pulsating DC voltage is less than the conduction voltage drop of the LED in a part of the time interval, and the current flowing through the LED is reduced or even zero, as shown in Figure 3, resulting in low-frequency strobe.
  • the disadvantage of a lighting device including a single-segment LED array is that the conduction voltage drop of the configured LED array cannot be too high, otherwise it will affect its ability to adapt to AC grid voltage fluctuations, resulting in low grid voltage. Insufficient light emission produces low-frequency stroboscopic; and when the conduction voltage drop of the configured LED array is low, the efficiency of the lighting device is low; that is, in the prior art, the lighting device including a single-segment LED array cannot take care of it
  • Method 2 Including multi-segment (or multiple) LED arrays, and no energy storage capacitors in parallel at the AC rectifier output end.
  • the principle is: in response to the gradual rise of the AC rectified voltage (instantaneous value), the LED arrays with higher potentials in the loop are sequentially turned on, so that the conduction voltage drop of the turned on LED arrays gradually increases, and, in response to the AC rectification The voltage (instantaneous value) gradually drops, and the LED arrays with lower potentials in the loop are bypassed in turn, so that the conduction voltage drop of the corresponding LED arrays gradually decreases, and, corresponding to the AC rectified voltage (instantaneous value), adjust the conduction
  • the current of the LED array is positively related to the value of the AC rectified voltage, which is conducive to achieving a higher power factor and lower current harmonics. Since there is no parallel energy storage capacitor at the output end of the rectifier, there is no current flowing through all the LED arrays at or near the periodic zero-crossing point of alternating current
  • Method 3 On the basis of Method 2, the energy storage capacitor is connected in parallel at the AC rectifier output end. If the capacity of the energy storage capacitor is large enough, when the mains is relatively stable, the pulsating DC voltage output by the rectifier has a small change, and the multi-segment LEDs are all turned on and there is basically no flicker. However, when the mains power drops to a certain range, it is inevitable and periodically that part of the LEDs are turned on and the other part of the LEDs are off. That is, when the grid voltage is low, low-frequency stroboscopic flickers will also occur.
  • the conduction voltage drop of the configured LED array should not be too high, otherwise it will affect its ability to adapt to AC grid voltage fluctuations, which will result in insufficient light emission and low-frequency strobes when the grid voltage is low;
  • the efficiency of the lighting device will be low; that is, in the prior art, the lighting device including the multi-segment LED array cannot take into account the reduction of low frequency flicker, the improvement of efficiency and the adaptation Wide range of mains fluctuations.
  • the power factor of the above-mentioned method 1 is low, but it has a lower low frequency stroboscopic under the rated grid voltage; the method 2 has a higher power factor, but it has a low frequency stroboscopic; the method 3 is a compromise between the method 1 and the method 2.
  • this brings a habitual thinking to those skilled in the art: for the lighting device driven by a linear current source, the purpose of changing the LED drive current is to obtain a higher power factor or Lower current harmonics may be for constant power at the input of the AC grid, while the latter more or less sacrifices the amount of light emitted by the lighting device and increases low-frequency strobe.
  • the lighting device is a luminous body, and its luminous effect is produced by all the luminous sources (single LED) inside.
  • Those skilled in the art only pay attention to the stroboscopic of the fixed/local luminous source instead of the stroboscopic of the entire luminous body, which leads to technical bias and limits innovation.
  • the current of the LED inside the lighting device driven by a linear current source should be as stable as possible without fluctuations, which is also a technical bias.
  • the stroboscopic of the lighting device is caused by periodic light fluctuations, not by high or low luminous flux.
  • the unacceptable stroboscopic is only the stroboscopic of a certain frequency range, not the entire frequency range. Strobe. To improve the luminous effect of the lighting device, it is usually only necessary to improve the strobe in a certain frequency range.
  • linear current source driving scheme cannot take into account the three indicators of energy conversion efficiency, luminous strobe and adaptation to a wide range of mains fluctuations. This general recognition restricts those skilled in the art from innovating linear current source driving schemes.
  • switching power supply solutions for driving lighting devices are becoming more and more complete, and the cost is getting lower and lower.
  • switching power supply solutions have many advantages over linear current sources in terms of technological maturity, versatility, flexibility and even insulation safety. This also limits the motivation of those skilled in the art to innovate linear current sources.
  • the stroboscopic test of the lighting device in this field is carried out under the rated voltage, and the actual grid voltage fluctuates within a certain range, which leads those skilled in the art to further ignore such a Potential problems in practical applications:
  • the strobe of the lighting device may frequently occur in actual utility power application scenarios.
  • the inventor of the present invention overcomes the relevant technical prejudice of those skilled in the art, and adopts the technical means of adjusting the current and adjusting the LED array that is turned on due to the technical prejudice, and then , It solves the technical problem of eliminating or reducing the stroboscopic flicker of LED and other lighting devices, and improves the energy conversion efficiency and the ability to adapt to changes in the grid voltage.
  • the inventor of the present invention first realized that by bypassing a part of the LEDs to adapt to a wide range of mains fluctuations, and then realized that different LED circuits are alternately or alternately bypassed by the switch unit, so that all LEDs are in an AC rectified voltage cycle.
  • the drive circuit is controlled to continuously operate in a fixed loop or at least two bypass loops with a certain frequency alternately or alternately during at least one pulsating cycle, and control when the mains fluctuates Gradually switch between different circuits to reduce or eliminate low-frequency flicker and improve the luminous effect, and then further through trial and error to determine that it is significantly effective in improving low-frequency flicker, and through specific restrictive placement of the LED array Further improve the lighting effect, and finally form the complete concept of the present invention.
  • the switch unit is configured as a floating ground and a common ground in structure, so as to be easier to implement into an integrated integrated circuit package body, and targeted , Designed a package frame of double base island.
  • the concept of one aspect of the present invention is as follows: firstly, a part of the LEDs can be bypassed to adapt to a wide range of mains fluctuations; secondly, different LED circuits can be alternately or alternately bypassed by the switch unit to make all LEDs can be lit within an AC rectified voltage cycle to improve the luminous effect of the lighting device; thirdly, by controlling the current in the loop of the LED array with less conduction to increase the current to maintain a constant power, and/or, When powered by the pulsating DC voltage rectified by the mains, the drive circuit is controlled to continuously operate in a fixed loop or at least two bypass loops with a certain frequency alternately or alternately conduction during at least one pulsating period, and When the mains power fluctuates, the gradual conversion between different circuits is controlled to reduce or eliminate low-frequency flicker and improve the luminous effect; fourth, through repeated trials, it is determined that it is significantly effective in improving low-frequency flicker; fifth, by positioning the LED array The specific restrictive layout further improves the low
  • the driving circuit in some embodiments of the present invention allows the power supply voltage such as a DC power supply to be higher or not higher than the turn-on voltage drop of n LED arrays.
  • the power supply voltage such as a DC power supply
  • all the LED currents are The current source connected in series to the main circuit of the LED is stably controlled to a small value.
  • the supply voltage is not higher than the conduction voltage drop of the LED, a part of the LED is bypassed, and the current of the remaining part of the LED is controlled to a relatively low value. Larger value, the more LEDs that are bypassed, the greater the current that controls the remaining part of the LED.
  • a suitable larger value can be configured to obtain approximately the same amount of light emitted by the LED, and/ Or, when powered by the pulsating DC voltage rectified by the mains, corresponding to a mains voltage value or a mains voltage range, the control drive circuit continues to operate in the main circuit or a fixed bypass circuit for at least one pulsating period, Or fixed at least two bypass circuits that are turned on alternately or alternately at a certain frequency, and when the mains voltage value or the mains voltage range changes and needs to be switched to different circuits, the conversion process between different circuits is controlled as Gradual conversion to reduce or eliminate low-frequency strobe and improve the luminous effect.
  • the pulsating DC voltage is always greater than the conduction voltage drop of n LED arrays, and the LED array current is always controlled to run at a smaller value, so that the power or luminous flux is basically constant, and there is no low-frequency flicker;
  • the pulsating DC voltage cannot make all n LED arrays turn on, that is: the supply voltage is less than the conduction voltage drop when all n LED arrays are turned on, but it is always greater than the remaining part of the LED array after bypassing a part of the LED array.
  • the conduction voltage drop of the bypassed LED array, the current of the remaining part of the LED array is always controlled to run at a larger value, and the power or luminous flux is kept basically constant, and it is basically the same as in 1). There is basically no low-frequency flicker during the switching between circuits.
  • the supply voltage changes periodically according to the above 1) and 2), the current of the n LED arrays is controlled to a smaller value when the main circuit is working, and the remaining part of the LED array is turned on after bypassing a part of the LED array During operation, the current is controlled to a larger value, and the driving circuit of the related embodiment can control to provide a substantially constant electric power to the n LED arrays, so that the n LED arrays have stable luminous flux. In this case, the amount of light emitted by a single LED array periodically changes, but the total amount of light emitted by n LEDs does not change.
  • bypassed LED array Because of the bypassed LED array, its luminous brightness changes greatly compared with that when it is not bypassed. In order to reduce the influence of the bypassed LED array on the overall light emission of the lighting device, targeted, it may be bypassed
  • the LED arrays are dispersedly arranged, or interleaved with other LED arrays that will not be bypassed, which can further reduce or eliminate the low-frequency flicker of the lighting device and improve the luminous effect.
  • This embodiment provides a control circuit and a driving circuit.
  • the control circuit 1 is used to control an electrical circuit formed by a DC power supply U and n LED groups LED1...LEDn in series, and the control circuit 1 includes a control unit D1 and m sub-switch units Q1...Qm; where n is an integer greater than or equal to 2, and m is an integer greater than or equal to 1 and less than or equal to n.
  • the driving circuit 2 includes a control circuit 1 and a DC power supply U, and n LED groups LED1...LEDn.
  • LED groups LED1...LEDn are LED combinations formed by one or more LEDs connected in series or in parallel; sub-switching units Q1...Qm respectively correspond to one LED group. When the sub-switching unit is turned on, the corresponding LED group is bypassed and the switch is divided. When the unit is turned off, the corresponding LED group is turned on to turn on or off the corresponding LED group.
  • the sub-switch unit Q1 corresponds to LED1
  • the sub-switch unit Q2 corresponds to LED2
  • the sub-switch unit Qm corresponds to LEDn
  • control unit D1 Connect m sub-switch units respectively to control the on or off of the sub-switch units Q1...Qm.
  • the aforementioned series connection includes direct connection through wires or indirect connection through any device, for example, indirect connection through resistors, and the order of connection is also not limited.
  • the following series connections all mean the same meaning.
  • the sub-switch units Q1...Qm include field effect transistors and/or triodes.
  • the DC power supply includes a stable DC power supply or a pulsating DC power supply.
  • the stable DC power supply refers to a non-periodically fluctuating DC power supply, such as a battery output or a DC power supply generated by a high-frequency switching power supply.
  • Pulsating DC power supply refers to a periodically fluctuating DC power supply, such as a power supply supplied by AC rectification, or a power supply converted by other transformation methods; rectification methods include full-bridge rectification, full-wave rectification, half-wave rectification or voltage doubler rectification, such as
  • the pulsating DC power supply shown in Figure 2 includes mains power, a rectifier and at least one capacitor. The input end of the rectifier is connected to the mains power. The capacitor is connected in parallel to both ends of the DC output end of the rectifier. The output of the DC output end of the rectifier has a pulsating period. Pulsating DC voltage for power supply.
  • the control unit D1 cuts off the m sub-switch units Q1...Qm to form n LED groups LED1...LEDn and DC In the main circuit of the power supply U, the n LED groups LED1...LEDn in the main circuit are all turned on.
  • the control unit D1 turns on at least one sub-switch unit and cuts off the remaining sub-switch units to form a DC power supply U, The sub-circuit of the on LED group and the on sub-switch unit.
  • the on LED group includes the LED group corresponding to the off sub-switch unit and the always-on LED group without the corresponding sub-switch unit.
  • the sum of the conduction voltage drops is less than the output voltage of the DC power supply U.
  • the control circuit 1 includes a current limiting device Q0 in addition to a control unit D1 and m sub-switch units Q1...Qm ,
  • the current-limiting device Q0 is connected in series to the electrical circuit formed by the DC power supply U and n LED groups LED1...LEDn in series; where n is an integer greater than or equal to 2, and m is an integer greater than or equal to 1 and less than or equal to n.
  • the driving circuit 2 includes a control circuit 1 and a DC power supply U, and n LED groups LED1...LEDn.
  • the current-limiting device Q0 may be a resistor, a field effect tube and/or a triode, and may be arranged at a required position in the control circuit 1 and the drive circuit 2.
  • the current-limiting device Q0 is a field effect tube and/or a triode
  • the specific circuit structure is shown in FIG. 6.
  • the control unit D1 cuts off m sub-switch units Q1...Qm to form a current limiting device Q0 and n LED groups LED1...LEDn and the main circuit of the DC power supply U, the n LED groups LED1...LEDn in the main circuit are all turned on.
  • the control unit D1 is connected to the current-limiting device Q0, and the main loop current flowing through the main loop is set by controlling the on-resistance of the current-limiting device Q0.
  • the control unit D1 turns on at least one sub-switch unit and cuts off the remaining sub-switch units to form a DC power supply U, The sub-circuit of the on LED group and the on sub-switch unit.
  • the on LED group includes the LED group corresponding to the off sub-switch unit and the always-on LED group without the corresponding sub-switch unit.
  • the sum of the conduction voltage drops is less than the output voltage of the DC power supply U.
  • the sub-circuits are sorted into multi-level priority sub-circuits, such as first-level priority sub-circuit and second-level priority sub-circuit.
  • Loop optionally represents a multi-level priority sub-loop in which the sum of the voltage drop of the turned on LED group and the closeness of the output voltage are arranged from high to low, and the efficiency of the DC power supply U in the loop is converted to the energy of the LED group from high To the low-ranking multi-level priority sub-circuit.
  • the control unit D1 also controls the driving circuit 2 to alternately run at least two different sub-circuits selected from the plurality of sub-circuits at a rotation frequency.
  • the LED groups conducting in at least two different sub-circuits include all n LED groups LED1...LEDn to ensure that all LED groups can be conducted in one rotation period; and at least two different sub-circuits include at least the first The first-level priority sub-loop and the second-level priority sub-loop optimize the efficiency of the operation of the driving circuit 2.
  • the control unit D1 controls the sub-circuit current flowing through the sub-circuit, and controls the sub-circuit current to be greater than the main circuit current, the sub-circuit current of the low-level priority sub-circuit is greater than the sub-circuit current of the high-level priority sub-circuit, so that the output power of the DC power supply U
  • the range of change does not exceed the first preset threshold, that is, when the drive circuit 2 is running in the main circuit, the first-level priority sub-circuit, the second-level priority sub-circuit...
  • the LED groups in the circuit are turned on
  • the variation range of the sum of the power of the current limiting device Q0 and the power of the turned-on sub-switch unit does not exceed the first preset threshold, that is, the power drawn by each sub-loop current from the DC power supply U and the main loop current from the DC power supply
  • the power drawn in U is as close as possible to reduce or eliminate the power change of the driving circuit 2.
  • control unit D1 controls the sub-circuit current to be greater than the main circuit current, and the sub-circuit current of the low-level priority sub-circuit is greater than the sub-circuit current of the high-level priority sub-circuit, so that the luminous quantity of the LED group conducted in the sub-circuit is equal to that of the main circuit.
  • the difference in the luminous intensity of the n LED groups does not exceed the second preset threshold, which can reduce or even eliminate the change in the luminous brightness of the LED units in the driving circuit 2 under different DC voltages; when the DC power supply U is a pulsating DC power supply, Reduce or even eliminate flicker.
  • the smaller the value of the second preset threshold the better the effect.
  • the periodically fluctuating DC voltage causes the sub-circuits to periodically run and stop, or to periodically switch between different sub-circuits.
  • the control unit D1 controls the rotation frequency of different sub-circuits to alternately run, so that the number of turns on each LED group in different unit time is as constant as possible, and the corresponding LED group is in different unit time.
  • the luminous quantity is approximately constant, which is conducive to the stable luminous quantity of the LED. The larger the rotation frequency, the better the effect. Moreover, when the rotation frequency exceeds the audio frequency, the mechanical vibration caused by the rotation frequency is not easy to be perceived by human hearing.
  • the first-level priority sub-circuit, the second-level priority sub-circuit... or any other priority sub-circuit only represents the voltage of the conducting LED group contained in the sub-circuit under the output voltage of a specific DC power supply.
  • the order of the degree of closeness between the sum of drops and the output voltage of the DC power supply U does not specifically refer to a specific sub-circuit. Under different DC voltages, the priority of the sub-circuits may be different.
  • the schematic diagram of the circuit structure is shown in FIG. 7.
  • the unit power of each LED group emits the same amount of light.
  • the conduction voltage drops are V1, V2, and V3, respectively.
  • the control unit D1 controls all three sub-switch units to turn off, and the control unit D1 controls the conduction impedance of the current limiting device Q0 to conduct the DC power supply U and the first LED group LED1 with the main loop current IM ,
  • this embodiment has six different sub-circuits, namely the first to sixth sub-circuits, as shown in Table 1:
  • the first sub-circuit the first sub-switch unit Q1 and the second sub-switch unit Q2 are turned off, the third sub-switch unit Q3 is turned on, and the control unit D1 controls the conduction resistance of the current limiting device Q0 to conduct the DC power supply with the first current I1 U.
  • the second sub-circuit the first sub-switch unit Q1 and the third sub-switch unit Q3 are turned off, the second sub-switch unit Q2 is turned on, and the control unit D1 controls the conduction resistance of the current limiting device Q0 to conduct the DC power supply with the second current I2 U.
  • the third sub-circuit the second sub-switch unit Q2 and the third sub-switch unit Q3 are turned off, the first sub-switch unit Q1 is turned on, and the control unit D1 controls the conduction impedance of the current limiting device Q0 to conduct the DC power supply with the third current I3 U.
  • the fourth sub-circuit the first sub-switch unit Q1 is turned off, the second sub-switch unit Q2 and the third sub-switch unit Q3 are turned on, and the control unit D1 controls the conduction resistance of the current limiting device Q0 to conduct the DC power supply with a fourth current I4 U.
  • the fifth sub-circuit the second sub-switch unit Q2 is turned off, the first sub-switch unit Q1 and the third sub-switch unit Q3 are turned on, and the control unit D1 controls the conduction resistance of the current limiting device Q0 to conduct the DC power supply with the fifth current I5 U.
  • the sixth sub-circuit the third sub-switch unit Q3 is turned off, the first sub-switch unit Q1 and the second sub-switch unit Q2 are turned on, and the control unit D1 controls the conduction resistance of the current limiting device Q0 to conduct the DC power supply with a sixth current I6 U.
  • the first to sixth sub-loops are sorted into the first to sixth priority sub-loops.
  • the control unit D1 can control the first to sixth priority sub-loops. Any one operation or any number of alternate operations in the loop. From the perspective of efficiency conversion optimization, select the first priority sub-loop operation; from the perspective of efficiency conversion optimization and all the LED groups are lit to improve the lighting effect, select the first priority sub-loop and the second priority sub-loop Rotate operation.
  • the control unit D1 can control the first to fifth priority sub-circuits Any one operation or any number of rotation operations. From the perspective of efficiency conversion optimization, select the first priority sub-loop operation; from the perspective of efficiency conversion optimization and all the LED groups are lit to improve the lighting effect, select the first priority sub-loop and the second priority sub-loop Rotate operation.
  • the control unit D1 can control the first to fourth priority sub-loops Any one operation or any number of rotation operations. From the perspective of efficiency conversion optimization, select the first priority sub-loop operation; from the perspective of efficiency conversion optimization and all the LED groups are lit to improve the lighting effect, select the first priority sub-loop and the second priority sub-loop Rotate operation.
  • the fourth to sixth sub-circuits are sequentially sorted into the first to third priority sub-circuits.
  • the control unit D1 can control any of the first to third priority sub-circuits One run or any number of alternate runs. From the perspective of efficiency conversion optimization, select the first priority to operate in a sub-circuit; from the perspective of improving the lighting effect when all the LED groups are lit, select the first priority sub-circuit, the second priority sub-circuit and the third priority Sub-circuit rotation operation.
  • the fifth and sixth sub-loops are sorted into the first and second priority sub-loops in sequence.
  • the control unit D1 can control the operation of any one of the first and second priority sub-loops. Or two rotations. From the perspective of efficiency conversion optimization, select the first priority sub-loop operation; from the perspective of improving the lighting effect when all the LED groups are lit, neither the first priority sub-loop nor the second priority sub-loop can be realized.
  • the control unit D1 controls the sub-circuit current and the main circuit current of the first to sixth sub-circuits so that PM ⁇ P1 ⁇ P2 ⁇ P3 ⁇ P4 ⁇ P5 ⁇ P6, and the output power of the DC power supply can be changed when V ⁇ V3 Do not exceed the first preset threshold, or make LM ⁇ L1 ⁇ L2 ⁇ L3 ⁇ L4 ⁇ L5 ⁇ L6, so that when V ⁇ V3, the change in the amount of light emitted by the LED group does not exceed the second preset threshold to reduce or Eliminate brightness changes.
  • V ⁇ V2+V3 select the first priority sub-circuit and the second priority sub-circuit alternate operation so that all LED groups are lit; or when V ⁇ V1, select the first priority sub-circuit , The second priority sub-circuit and the third priority sub-circuit alternate operation so that all the LED groups are all lit.
  • the difference between the power of part of the sub-circuit and the power of the main circuit can be set to not exceed the first preset threshold, for example, only a high priority is set.
  • the conduction voltage drop of the first LED group is V1
  • the conduction voltage drop of the LED group is V2
  • the output voltage of the DC power supply U is V.
  • the control unit D1 controls the sub-switch unit Q1 to turn off, and the control unit D1 controls the conduction impedance of the current limiting device Q0 to conduct the DC power supply U, the first LED group LED1, and the second LED with the main loop current IM
  • control unit D1 to control the main loop current and the sub-loop current to make PM ⁇ P1, it can be realized that when V ⁇ V1, the output power of the DC power supply does not exceed the first preset threshold, or LM ⁇ L1 can be realized in When V ⁇ V1, the change in the amount of light emitted by the LED group does not exceed the second preset threshold to reduce or eliminate the change in brightness.
  • the current-limiting device Q0 is a resistor
  • the specific circuit structure diagram is shown in Figure 9.
  • the current-limiting device Q0 is a resistor, which is not directly connected to the control unit D1.
  • the current of the resistor Q0 is proportional to the voltage VQ0 across it.
  • a resistor can be used instead of a field effect tube or a triode as a current-limiting device to limit the large-scale fluctuation of the LED current.
  • At least a part of the control circuit 1 in this embodiment is integrated in one or more integrated circuits, and at least a part includes at least one of a sub-switch unit, part or all of the control unit, and a current limiting device. Furthermore, one or more integrated circuits may also include at least a part of the rectifier in the driving circuit 2.
  • the sub-circuit when the output voltage of the DC power supply is greater than or equal to the sum of the conduction voltage drops of all LED groups, all the LED groups operate at the main loop current; when the output voltage of the DC power supply is less than the conduction voltage of all the LED groups In the case of reducing the sum, by controlling the on or off of the sub-switch unit, the sub-circuit is selected to operate at the sub-circuit current, and the output power of the DC power supply is changed by setting the sub-circuit current to be greater than the main circuit current, and/or LED The change in the amount of luminescence does not exceed the preset threshold.
  • the multiple sub-circuits are sorted into the first level and the second level according to the closeness of the sum of the voltage drops of the LED groups and the output voltage of the DC power supply from high to low.
  • Priority sub-circuits of levels and up to more levels are controlled by a rotation frequency to control the control circuit to alternately operate on at least two different sub-circuits, and at least two different sub-circuits are selected from multiple.
  • the LED group that is turned on in the selected sub-circuit includes all the LED groups, so that all the LED groups can be lit.
  • the control sub-circuit current is greater than the main circuit current, and the sub-circuit current of the low-level priority sub-circuit is greater than the sub-circuit current of the high-level priority sub-circuit, so that the output power of the DC power supply changes when the main circuit or any sub-circuit is running, and/ Or the change in the amount of LED light does not exceed the preset threshold, which improves the light-emitting effect. Further, the change in the amount of light emitted by the LED does not exceed the preset threshold, which reduces the light-emitting strobe of the LED and reduces the damage to human eyes.
  • the preset thresholds are the first preset threshold and the second preset threshold, which may be a percentage of the nominal parameter of the actual product, such as the power and luminous flux marked on the product nameplate, and the percentage is, for example, ⁇ 3%.
  • This embodiment is basically the same as the second embodiment.
  • the difference is that the current-limiting device Q0 and at least one LED group adjacent to the current-limiting device Q0 form at least one series connection branch, and among the m sub-switch units Q1...Qm x are connected in parallel at both ends of the series branch, and the remaining mx sub-switch units are connected in parallel at both ends of the corresponding LED group, as shown in Figure 10, x is an integer, x is greater than or equal to 1 and less than or equal to m.
  • the control unit D1 sets the main circuit by controlling the conduction impedance of the current limiting device Q0 Current.
  • the output voltage of the DC power supply U is less than the sum of the conduction voltage drops of all the LED groups, and when the x sub-switch units connected in parallel to the two ends of the series branch composed of the corresponding LED group and the current limiting device Q0, at least When one is turned on, the conductive sub-switch unit connected in parallel to the two ends of the series branch composed of the corresponding LED group and the current-limiting device Q0 bypasses the current-limiting device Q0.
  • the sub-circuit does not include the current-limiting device Q0, so
  • the control unit D1 sets the sub-circuit current by controlling the conduction impedance of the sub-switch unit that is turned on; when the x sub-switch units connected in parallel to both ends of the series branch composed of the corresponding LED group and the current limiting device Q0 are all off , The turned-on sub-switch units are connected in parallel at the two ends of the corresponding LED group, and the current-limiting device Q0 is no longer bypassed.
  • the sub-circuit includes the current-limiting device Q0, and the control unit D1 controls the conduction of the current-limiting device Q0 Impedance sets the sub-circuit current.
  • Such a connection makes it easier to integrate the sub-switch unit and the current-limiting device Q0 connected in parallel on both ends of the series branch on an integrated circuit, reducing the circuit volume, such as using the dual-base island described in some embodiments of the present invention.
  • the last-stage sub-switch unit Qm when the last-stage sub-switch unit Qm is connected in parallel at both ends of the series connection branch composed of the corresponding LED group LEDn and the current limiting device Q0, it does not affect the first-level priority sub-circuit and the second-level priority sub-circuit. Composition and number of sub-circuits.
  • the conduction voltage drop of the first LED group is V1
  • the conduction voltage of the second LED group Decrease to V2; the output voltage of the DC power supply U is V.
  • the control unit D1 controls the sub-switch unit Q1 to turn off, and the control unit D1 controls the conduction impedance of the current limiting device Q0 to conduct the DC power supply U, the first LED group LED1, and the second LED with the main loop current IM
  • the sub-switch unit Q1 When V1+V2>V ⁇ V1, the sub-switch unit Q1 is turned on, the branch of the second LED group LED2 and the current-limiting device Q0 in series is bypassed, and the control unit D1 controls the on-resistance of the sub-switch unit Q1.
  • the loop current I1 conducts the sub-circuit composed of the DC power supply U, the first LED group LED1, and the sub-switch unit Q1.
  • the luminous quantity of the LED group L1 V1 ⁇ I1 ⁇ K1
  • K1 is The amount of light emitted per unit power when the LED group is driven by the current I1.
  • control unit D1 to control the main loop current and the sub-loop current to make PM ⁇ P1
  • V ⁇ V1 the output power change of the DC power supply does not exceed the first preset threshold
  • LM ⁇ L1 the change in the amount of light emitted by the LED group does not exceed the second preset threshold to reduce or eliminate the change in brightness.
  • part or all of the current-limiting device Q0, the sub-switch unit Q1 and the control unit D1 are easier to integrate in the same integrated circuit, which has obvious cost advantages.
  • control method includes the following steps:
  • the control circuit determines the relationship between the output voltage of the DC power supply and the sum of the conduction voltage drops of the n LED groups by detecting the voltage or current signal on the main circuit. Including but not limited to the following three judgment methods:
  • the first is to directly detect the output voltage of the DC power supply and compare it with the sum of the conduction voltage drops of n LED groups to determine the magnitude relationship between the two;
  • the second method is to detect the voltage signal at both ends of the current-limiting device.
  • the output voltage of the DC power supply is regarded as greater than the sum of the conduction voltage drops of n LED groups, and vice versa.
  • the output voltage is less than the sum of the conduction voltage drops of n LED groups;
  • the third method is to detect the current signal flowing through the main circuit (such as a current limiting device).
  • the output voltage of the DC power supply is regarded as greater than the conduction voltage drop of n LED groups. Otherwise, the output voltage is considered to be less than the sum of the conduction voltage drops of n LED groups.
  • step S21 when the output voltage of the DC power supply is greater than or equal to the sum of the conduction voltage drops of the n LED groups, step S21 is entered;
  • step S22 when the output voltage of the DC power supply is less than the sum of the conduction voltage drops of the n LED groups, step S22 is entered;
  • the DC power supply can provide sufficient power supply for the n LED groups, so the control unit cuts off the m sub-switch units in the drive circuit, All n LED groups are turned on. At this time, the DC power supply and n LED groups are connected in series to form the main circuit.
  • the control unit turns on at least one sub-switch unit according to the output voltage , And cut off the remaining sub-switch units, so that part of the LED group is turned on.
  • the sub-circuit includes the conducting sub-switch unit, the conducting LED group and the DC power supply.
  • the conducting LED group includes the LED group corresponding to the cut-off sub-switch unit and the always-on LED group without the corresponding sub-switch unit.
  • the sum of the turn-on voltage drops of the turned-on LED groups is less than the output voltage of the DC power supply U.
  • step S21 when the main loop is formed, the control unit also controls the main loop current; in step S22, when the sub-loop is formed, the control unit controls the sub-loop current, and the control unit also controls the sub-loop current to be greater than the main loop current.
  • the sub-loop current and the main loop current are controlled by the control unit, so that the sub-loop current is greater than the main loop current, so that the output power of the DC power supply changes, and/or the LED luminous intensity does not change.
  • Exceeding the preset threshold value reduces or even eliminates the change in the amount of LED light.
  • FIG. 14 shows the first circuit structure: when m sub-switch units are connected in parallel at both ends of the corresponding m LED groups, the control method of the drive circuit;
  • Figure 15 shows the second circuit structure: current limiting device, and At least one LED group adjacent to the flow device constitutes at least one series connection branch, x of the m sub-switch units are connected in parallel at both ends of the series connection branch, and the remaining mx sub-switch units are connected in parallel to the corresponding When the two ends of the LED group, the control method of the drive circuit.
  • control method includes the following steps:
  • Step S1 is the same as in the fourth embodiment, and will not be repeated here.
  • controlling the main loop current includes setting the main loop current through the impedance of the current limiting device.
  • turning on at least one sub-switch unit and turning off the remaining sub-switch units includes controlling the driving circuit to alternately operate at least two different sub-circuits selected from the plurality of sub-circuits at an alternate frequency; controlling the current of the sub-circuit includes controlling The on-resistance of the current-limiting device sets the sub-loop current.
  • the sub-switch unit can form multiple sub-circuits according to different on or off states. These sub-circuits are sorted into the first level and the second level according to the closeness of the voltage drop of the LED group and the output voltage from high to low. At least two different sub-circuits selected from multiple sub-circuits are selected from multiple sub-circuits, which is to turn on or off the sub-switch unit alternately at the alternating frequency to alternately operate the drive circuit. On at least two different sub-circuits.
  • the selected LED groups in at least two different sub-circuits should include all n LED groups, so that all LED groups can be turned on in one rotation period; and the selected at least two different sub-circuits include at least The first-level priority sub-loop and the second-level priority sub-loop ensure the efficiency of the driving circuit.
  • all sub-loops include current-limiting devices, so controlling the current of the sub-loops is achieved by controlling the conduction impedance of the current-limiting devices.
  • the current-limiting device and at least one LED group adjacent to the current-limiting device constitute at least one series connection branch.
  • the control method includes the following steps:
  • Step S1 is the same as in the fourth embodiment, and will not be repeated here.
  • controlling the main loop current includes setting the main loop current through the impedance of the current limiting device.
  • step S22 turning on at least one sub-switching unit and turning off the remaining sub-switching units includes controlling the driving circuit to alternately operate at least two different sub-circuits selected from a plurality of sub-circuits at a rotation frequency;
  • the sub-circuit current is set by controlling the conduction impedance of the turned-on sub-switch unit; when the corresponding LED is connected in parallel
  • the sub-loop current is set by the impedance of the current-limiting device.
  • the sub-switch unit can form multiple sub-circuits according to different on or off states. These sub-circuits are sorted into the first level and the second level according to the closeness of the voltage drop of the LED group and the output voltage from high to low. The sub-circuits are prioritized from one level to more levels, and at least two different sub-circuits selected from a plurality of sub-circuits are alternately operated by controlling the driving circuit at a rotation frequency.
  • the selected LED groups corresponding to the switch-off switches in at least two different sub-circuits should include all n LED groups so that all the LED groups can be turned on in one rotation period; and the selected at least two different sub-circuits
  • the loop includes at least the first-level priority sub-loop and the second-level priority sub-loop to ensure the efficiency of the driving circuit.
  • the turned-on sub-switch units are all connected in parallel to both ends of the corresponding LED group, and the current-limiting device is not Bypass, that is, the sub-loop at this time includes the current-limiting device, so the sub-loop current is set by the impedance of the current-limiting device.
  • the current-limiting device When at least one of the sub-switch units connected in parallel to the two ends of the series branch composed of the corresponding LED group and the current-limiting device is turned on, the current-limiting device is bypassed. At this time, the sub-circuit does not include the current-limiting device, so the control is conducted.
  • the on-resistance of the on-off sub-switch unit sets the sub-loop current.
  • the impedance of the current-limiting device is achieved by controlling the conduction degree of the field effect tube and/or the triode; by setting the sub-loop current It is greater than the main loop current, so that the change in the output power of the DC power supply and/or the change in the amount of LED light does not exceed the expected range.
  • the control sub-circuit current is greater than the main circuit current
  • the sub-circuit current of the low-level priority sub-circuit is greater than the sub-circuit current of the high-level priority sub-circuit, which can be implemented in the main circuit or any sub-circuit
  • the change in the output power of the DC power supply and/or the change in the amount of LED light does not exceed the preset threshold.
  • the flicker can be reduced or even eliminated.
  • This embodiment is based on the fifth embodiment.
  • the multiple sub-circuits are close to the output voltage of the DC power supply according to the sum of the voltage drops of the turned-on LED groups from high to low.
  • the ordering is the first level, the second level, and the more priority sub-circuits, and the driving circuit is controlled to alternately run at least two different sub-circuits selected from the plurality of sub-circuits with a rotation frequency.
  • the LED group that is turned on in the selected sub-circuit includes all the LED groups, so that all the LED groups can be lit.
  • control sub-circuit current is greater than the main circuit current
  • sub-circuit current of the low-level priority sub-circuit is greater than the sub-circuit current of the high-level priority sub-circuit, so that the output power of the DC power supply changes when the main circuit or any sub-circuit is running, and / Or the change in the amount of LED light does not exceed the preset threshold. Further, the change in the amount of light emitted by the LED does not exceed the preset threshold, which reduces the light-emitting strobe of the LED and reduces the damage to human eyes.
  • This embodiment provides a lighting device, which is manufactured by using the driving circuit described in the first to third embodiments.
  • this embodiment provides a control circuit 1 and a drive circuit 2.
  • the control circuit 1 is used to control the operation of n LED arrays and includes: a control unit D1; and m switch units, which are configured In order that when the control circuit 1 drives n LED arrays, the m LED arrays in the n LED arrays are respectively coupled, and the respective control terminals of the m switch units are respectively connected to the control unit D1 and controlled by the control unit D1.
  • LED array corresponding to the road where m and n are integers, n ⁇ 2, m ⁇ 1, and m ⁇ n.
  • n LED arrays are LED1...LEDn
  • m switch units are Q1...Qm
  • each switch unit corresponds to an LED array.
  • Figure 5 shows a specific switch unit Correspondence with the LED array: the switch unit Q1 corresponds to LED1, the switch unit Q2 corresponds to LED2, and the switch unit Qm corresponds to LEDn.
  • the switch unit Q1 corresponds to LED1
  • the switch unit Q2 corresponds to LED2
  • the switch unit Qm corresponds to LEDn.
  • this does not constitute a limitation to this embodiment.
  • Those skilled in the art can understand that all switch units are the same as the LED array. A corresponding technical solution is within the protection scope of this embodiment.
  • the corresponding LED array when any switch unit is turned on, the corresponding LED array can be bypassed. Correspondingly, when any switch unit is turned off, the bypass of the corresponding LED array is cancelled. Specifically, in this embodiment, Parallel the switch unit with the corresponding LED array to realize the bypass and cancellation of the LED array.
  • the m switch units bypass the corresponding one or more LED arrays through the selective conduction controlled by the control unit D1. For example, when Q1 is turned on, LED1 is bypassed; when Q1, Q2, and When Qm is all on, LED1, LED2, and LEDn are all bypassed.
  • m switch units are controlled by the selective conduction of the control unit D1, that is, the conduction and cut-off of the m switch units are all controlled by the control unit D1.
  • the m switch units respectively have It is connected to the control terminal of the control unit D1 and controlled by the control unit D1 to switch to at least the on, regulation or off state.
  • the m switch units may include one or any combination of field effect transistors, triodes, transistors, power tubes, or MOS transistors, and may be N-type/NPN-type devices or P-type/PNP-type devices.
  • the m switch units are FETs as an example for description. More specifically, the FETs can be N-type devices or P-type devices. For ease of description, hereinafter, the FETs are Take the N-type device as an example.
  • the driving voltage of the n LED arrays is provided by a DC power supply U, which can be a steady DC power supply or a pulsating DC power supply.
  • Stable DC power supply refers to a non-periodically fluctuating DC power supply, such as battery output or DC power generated by a high-frequency switching power supply;
  • pulsating DC power supply refers to a periodically fluctuating DC power supply, such as power supplied by AC rectification, or other
  • the power supply converted by the conversion method, the rectification method includes full-bridge rectification, full-wave rectification, half-wave rectification or voltage double rectification.
  • the pulsating DC power supply shown in Figure 2 includes mains, a rectifier and at least one capacitor. The input of the rectifier is connected to the mains, and the capacitor is connected in parallel with the DC output of the rectifier. The output of the DC output of the rectifier has a pulsation. Periodic pulsating DC voltage for power supply.
  • n can be bypassed by m switching units.
  • series connection includes direct connection through wires or indirect connection through any device, such as indirect connection through resistors, and the order of connection is also not limited.
  • the meaning of series connection mentioned below is the same as this. the same.
  • the control unit D1 when the output voltage of the DC power supply U is greater than or equal to the sum of the conduction voltage drops of the n LED arrays LED1...LEDn, the control unit D1 turns off the m switch units Q1...Qm, forming The main circuit of the n LED arrays LED1...LEDn and the DC power supply U, the n LED arrays LED1...LEDn in the main circuit are all conductive.
  • the control unit D1 When the output voltage of the DC power supply U is less than the sum of the conduction voltage drops of the n LED arrays LED1...LEDn, the control unit D1 turns on at least one switching unit and turns off the remaining switching units to form a DC power supply U and a conductive The switch unit and the bypass circuit of the LED array that are not bypassed, wherein the sum of the conduction voltage drop of the LED array that is not bypassed is less than the output voltage of the DC power supply U.
  • the non-bypassed LED array includes at least the LED array corresponding to the turned-off switch unit.
  • the turned-on LED array also includes the LED array that is not connected in parallel with the switch unit and cannot be bypassed.
  • the bypass loop includes at least one on-off switch unit
  • the switch unit can also be called a sub-switch unit, and at least one LED array in the sub-loop is bypassed, so the sub-loop can also be called Bypass loop.
  • the sub-loop, bypass loop and main loop can also be collectively referred to as loop.
  • the current flowing through the sub-loop can be called sub-loop current and bypass loop flow.
  • the passing current can be called the bypass loop current
  • the current flowing through the main loop can be called the main loop current
  • the current flowing through the above loops can be collectively called the loop current.
  • the n LED arrays are all turned on; when the output voltage of the DC power supply U is less than the conduction voltage of the n LED arrays. In the case of decreasing the sum, by controlling the on or off of the switch unit, and selecting the bypass loop to turn on part of the LED array in the circuit, there will be no output voltage less than the sum of the conduction voltage drops of n LED arrays. The situation where the lighting device cannot be lit normally.
  • a control circuit 1 and a driving circuit 2 are provided, and further include a current limiting device Q0, which is connected to the control circuit 1, so that When the control circuit 1 drives the n LED arrays LED1...LEDn, it forms a series circuit with the n LED arrays LED1...LEDn and the DC power supply U.
  • the current-limiting device Q0 is an N-type field effect transistor, the control end of which is connected to the control unit D1, and can be controlled by the control unit D1 to set its on-resistance, and then set the flow through the current-limiting device Q0 Current.
  • the current-limiting device Q0 and the m switch units each have a control terminal connected to the control unit D1, and the current-limiting device and/or at least part of the m switch units are operable to adjust the respective control terminals according to the control signals of the respective control terminals. Then set the current of the corresponding main circuit/bypass circuit.
  • the control unit D1 cuts off m switching units Q1...Qm to form a current limiting device Q0 and n LED arrays LED1 ...The main circuit of LEDn and the DC power supply U. In the main circuit, n LED arrays LED1...LEDn are all turned on to obtain the highest possible energy conversion efficiency.
  • the control unit D1 controls the on-resistance of the current limiting device Q0 to set the main circuit current .
  • the control unit D1 When the output voltage of the DC power supply U is less than the sum of the conduction voltage drops of the n LED arrays LED1...LEDn, the control unit D1 turns on at least one switching unit and turns off the remaining switching units. At this time, although part of the circuit is The LED array is turned on, which avoids the situation that the LED array cannot be lit. However, due to the reduction in the number of turned-on LED arrays, the overall light-emitting brightness is correspondingly reduced. In order to solve this technical problem to a certain extent, in this embodiment, the current-limiting device Q0 is set, and the on-resistance of the current-limiting device Q0 is controlled by the control unit D1 to set the current flowing through the current-limiting device Q0.
  • the power of the turned-on LED array remains basically unchanged, or the light-emitting amount of the turned-on LED array remains basically unchanged.
  • you can also control the bypass loop The power of the LED array that is turned on is less than the power of the LED array that is turned on in the main loop, so that the power of the LED array when the output voltage of the DC power supply U is low, or the output voltage of the DC power supply U is low.
  • the output power of the current DC power supply U is relatively small, which is more in line with the characteristics of traditional lighting such as incandescent lamps.
  • the three LED arrays are the first LED array LED1, the second LED array LED2, and the third LED array LED3, and their conduction voltage drops correspond to V1, V2, and V3 respectively, where V1 ⁇ V2 ⁇ V3, and V2+V3 ⁇ V1; the output voltage of the DC power supply U is V; the first switch unit Q1, the second switch unit Q2, and the third switch unit Q3 are respectively connected in parallel with the first to third LED arrays.
  • the control unit D1 controls all three switching units to turn off, and the control unit D1 controls the conduction impedance of the current limiting device Q0, so that the DC power supply U, the first LED array LED1, and the second LED array LED2 ,
  • the current of the main loop composed of the third LED array LED3 and the current limiting device Q0 is IM
  • the output power of the DC power supply U PM V ⁇ IM
  • the luminous quantity of the LED array LM IM ⁇ (V1+V2+V3 ) ⁇ KM
  • KM is the luminous quantity per unit power corresponding to the LED array when the driving current is IM.
  • the first bypass circuit the first switching unit Q1 and the second switching unit Q2 are turned off, the third switching unit Q3 is turned on, the control unit D1 controls the conduction impedance of the current limiting device Q0 to conduct the DC power supply U, with the first current I1,
  • the second bypass circuit the first switch unit Q1 and the third switch unit Q3 are turned off, the second switch unit Q2 is turned on, and the control unit D1 controls the conduction impedance of the current limiting device Q0 to conduct the DC power supply U, with the second current I2.
  • the third bypass circuit the second switch unit Q2 and the third switch unit Q3 are turned off, the first switch unit Q1 is turned on, and the control unit D1 controls the conduction impedance of the current limiting device Q0 to conduct the DC power supply U, with a third current I3.
  • Fourth bypass circuit the first switching unit Q1 is turned off, the second switching unit Q2 and the third switching unit Q3 are turned on, and the control unit D1 controls the conduction resistance of the current limiting device Q0 to conduct the DC power supply U, with a fourth current I4.
  • the fifth bypass circuit the second switch unit Q2 is turned off, the first switch unit Q1 and the third switch unit Q3 are turned on, and the control unit D1 controls the conduction impedance of the current limiting device Q0 to conduct the DC power supply U, with a fifth current I5.
  • the sixth bypass circuit the third switching unit Q3 is turned off, the first switching unit Q1 and the second switching unit Q2 are turned on, and the control unit D1 controls the conduction impedance of the current limiting device Q0 to conduct the DC power supply U, with a sixth current I6.
  • the bypass loop current and the main loop current of the first to sixth bypass loops are controlled by the control unit D1, Make PM ⁇ P1 ⁇ P2 ⁇ P3 ⁇ P4 ⁇ P5 ⁇ P6, it can be realized that when V ⁇ V3, the output power of DC power supply U does not exceed the first preset threshold, or LM ⁇ L1 ⁇ L2 ⁇ L3 ⁇ L4 ⁇ L5 ⁇ L6, it can be realized that when V ⁇ V3, the change of the luminous quantity of the LED array does not exceed the second preset threshold, thereby reducing the LED array switching between the main loop and the bypass loop or between the bypass loops. The amount of luminescence changes, thereby improving the lighting effect.
  • the first preset threshold and the second preset threshold can be set according to the actual needs of the user.
  • the first preset threshold can be set to any value of 2%, 5%, or 10% of the output power of the DC power supply U at the rated voltage
  • the second preset threshold can be set as follows: When the output voltage of is the rated voltage, any value of 2%, 5%, or 10% of the light emission of the LED array.
  • the first preset threshold and the second preset threshold it is also applicable to some other embodiments, and will not be repeated.
  • controlling the on-resistance of the current-limiting device Q0 is taken as an example to illustrate the control process of the current of the main loop/bypass loop.
  • m switch units also have control terminals, and It is operable to adjust the current of the corresponding bypass loop according to the control signal of the control terminal, that is, the current flowing through at least part of the n LED arrays can also be jointly adjusted through the switch unit and the current limiting device Q0.
  • the luminous quantity or output power of the LED arrays in different bypass loops can be kept within a preset range, based on the consideration of efficiency conversion and/or lighting effects, When the output voltage of the DC power supply U changes, the priority of the first to sixth bypass circuits will also change accordingly.
  • the control unit D1 can control any one of the first to sixth bypass loops or any number of alternate operations to ensure the partial LED array Conduction.
  • the priority of the first to sixth bypass loops is sequentially reduced, that is, the first bypass loop is preferred to run; from the perspective of both efficiency conversion and improving lighting effects, priority is given to the first
  • the bypass circuit and the second bypass circuit are operated alternately so that all the LED arrays are lit at least once in one alternate period.
  • the control unit D1 can control any one of the second to sixth bypass loops or any number of alternate operations to ensure the conduction of a part of the LED array.
  • the priority of the second to sixth bypass loops is sequentially reduced, that is, the second bypass loop is preferred to operate; from the perspective of both efficiency conversion and improvement of lighting effects, the second priority is preferred
  • the bypass circuit and the third bypass circuit are operated alternately so that all the LED arrays are lit at least once in one alternate period.
  • control unit D1 can control any one of the third to sixth bypass loops or any number of alternate operations to ensure the conduction of part of the LED array.
  • the priority of the third to sixth bypass loops is sequentially reduced, that is, the third bypass loop is preferred to operate; from the perspective of both efficiency conversion and improving lighting effects, the third priority is preferred
  • the bypass loop and the fourth bypass loop are operated alternately so that all the LED arrays are lit at least once in one alternate period.
  • control unit D1 can control any one of the fourth to sixth bypass circuits to run or any number of alternate operations to ensure the conduction of part of the LED array. From the perspective of efficiency conversion optimization, the priorities of the fourth to sixth bypass loops are sequentially reduced, that is, the fourth bypass loop is preferred to run; from the perspective of both efficiency conversion and improving lighting effects, the fourth is preferred
  • the bypass loop, the fifth bypass loop, and the sixth bypass loop are operated alternately so that all the LED arrays are lit at least once in one alternate cycle.
  • control unit D1 can control any one of the fifth and sixth bypass loops to operate or any number of alternate operations to ensure the conduction of part of the LED array. From the perspective of efficiency conversion optimization, the priority of the fifth to sixth bypass loops is sequentially reduced, that is, the fifth bypass loop is preferred to run; from the perspective of both efficiency conversion and improving lighting effects, the fifth is preferred The bypass loop and the sixth bypass loop are operated alternately to make the number of LED arrays lit in one alternate cycle as much as possible.
  • the first LED array LED1 and the second LED array LED2 have the same amount of light per unit power under the same driving current.
  • the conduction voltage drop of one LED array is V1
  • the conduction voltage drop of the second LED array is V2
  • the output voltage of the DC power supply U is V.
  • the control unit D1 controls the switch unit Q1 to turn off, and the control unit D1 controls the conduction impedance of the current limiting device Q0 to conduct the DC power supply U, the first LED array LED1, and the second LED array with the main loop current IM
  • control unit D1 to control the main loop current and the bypass loop current to make PM ⁇ P1, it can be realized that when V ⁇ V1, the output power of the DC power supply does not change beyond the first preset threshold, or LM ⁇ L1 can be achieved When V ⁇ V1, the change in the amount of light emitted by the LED array does not exceed the second preset threshold to reduce or eliminate the change in brightness.
  • Fig. 8 Compared with Fig. 7, only one switch unit is provided in Fig. 8, so only one bypass circuit can be formed. Although it is impossible to realize the alternate conduction of at least two bypass circuits, the circuit of Fig. 8 is simple and costly. Low, still has high practical application value.
  • the current-limiting device Q0 is a resistor
  • the specific circuit structure diagram is shown in Figure 9.
  • the current-limiting device Q0 is a resistor, which is not directly connected to the control unit D1.
  • the current of the resistor Q0 is proportional to the voltage VQ0 across it.
  • the voltage VQ0 is not directly controlled by the control unit D1, but by the output voltage V of the DC power supply U and
  • VZ is related to the turned-on LED array and is related to the control unit controlling the switch unit
  • the on or off state is related, so the voltage VQ0 across the resistor Q0 and the current on the resistor Q0 are also controlled by the control unit D1.
  • a resistor can be used instead of a field effect tube or a triode as a current-limiting device to limit the large-scale fluctuation of the LED current.
  • the current flowing through the n LED arrays or the current of the bypass loop is adjusted to be greater than when the n LED arrays are all turned on by the control unit D1
  • the current of the main loop that is, the power of the LED array in the bypass loop can be kept basically unchanged by adjusting the current in the bypass circuit, in other words, the power change does not exceed the first preset threshold.
  • the current limiting device Q0 is an N-type field effect transistor as an example, this does not constitute a limitation to this embodiment. In some embodiments, the current limiting device Q0 may also be P When the current-limiting device Q0 is composed of a resistor alone, the resistor is a variable resistor or an invariable resistor.
  • the position of the current limiting device Q0 is arranged downstream of the n LED arrays LED1...LEDn in the current direction, this does not constitute a limitation to this embodiment.
  • the current limiting device Q0 can also be arranged upstream of the n LED arrays LED1...LEDn in the current direction, or between the n LED arrays LED1...LEDn.
  • This embodiment is further optimized on the basis of some of the above-mentioned embodiments, and provides a control circuit, in which, when the m switch units are N-type devices, along the current direction, the LED arrays corresponding to/coupled with the m switch units and The current-limiting devices Q0 are arranged in sequence, wherein both ends of the x switch units are connected to the upstream of the current-limiting device Q0, and the two ends of the remaining mx switch units are respectively connected to the upstream and downstream of the current-limiting device Q0 (or in other words, the remaining mx The two ends of each switch unit are respectively connected to the upstream and downstream of the series body formed by the current-limiting device Q0 and at least one LED array in series), where x is an integer and m ⁇ x ⁇ 0.
  • the two LED arrays are the first LED array LED1 and the second LED array LED2, along the current direction, the first An LED array LED1, a second LED array LED2, and a current-limiting device Q0 are arranged in sequence, and the two switching units are respectively a first switching unit Q1 (x switching units described above) and a second switching unit Q2 (described above The remaining mx switch units), the first switch unit Q1 is coupled to the first LED array LED1, that is, both ends of the first switch unit Q1 are connected to the upstream of the current limiting device Q0, and both ends of the second switch unit Q2 are connected to the second The positive terminal of the LED array LED2 and the negative terminal of the DC power supply U, that is, are respectively connected to the upstream and downstream of the current limiting device Q0.
  • the current limiting device Q0 and the LED array corresponding to/coupled to the m switch units are arranged in sequence, wherein both ends of the x switch units are connected to the limiter
  • the downstream of the current device Q0, and the two ends of the remaining mx switching units are respectively connected to the upstream and downstream of the current limiting device Q0, where x is an integer and m ⁇ x ⁇ 0.
  • the x switch units are respectively Q1...Qx
  • the m-x switch units are respectively Qx+1...Qm.
  • the x switch units Q1...Qx can be called floating switch units, and the remaining m-x switches in the m switch units can be called common ground switch units.
  • the m switch units are all common ground switch units.
  • the m switch units are all floating switch units.
  • the m switch units include both floating switch units and common ground switch units.
  • floating switch units Since floating switch units, floating switch units and current limiting devices cannot be connected to the common ground, they need to be isolated/insulated from each other, which is difficult to integrate and manufacture. Relatively speaking, common ground switch units are easier to integrate and cost Lower.
  • the value of x can be relatively small.
  • 3>x>0 or 2>x>0 when the number of floating switch units x is relatively small, the control circuit 1 is easier to be integrated in one chip, thereby obtaining a low cost advantage.
  • each floating switch unit when there are multiple floating switch units and multiple common ground switch units, each floating switch unit only bypasses the parallel LED array when it is turned on, and at most one of the multiple common ground switch units can achieve Only the LED array connected in parallel is bypassed, and the remaining common ground switch units will collectively bypass multiple LED arrays when they are turned on. That is, the setting of the floating switch unit can make the bypass circuit of the LED array formed It is more diverse and flexible. From this perspective, as an option, the value of x can be relatively large, for example, m ⁇ x ⁇ m-1.
  • the x switch units in the m switch units can also be expressed as correspondingly in parallel with the x LED arrays in the m LED arrays, and the remaining mx switch units are respectively connected to one end of the remaining mx LED arrays.
  • the output terminals of the DC power supply U can be connected to each other so that the corresponding terminals of the mx LED arrays can loop back the DC power supply U through the corresponding switch unit in the circuit structure, thereby allowing corresponding loop currents.
  • the remaining m-x switch units are respectively connected across the other m-x LED arrays between one end of the remaining m-x LED arrays close to the anode of the DC power supply U and the cathode of the DC power supply U.
  • the floating switch unit may be alternately arranged with the common ground switch unit, for example: floating switch unit ⁇ common ground switch unit ⁇ float switch unit ⁇ common ground switch unit. Since the floating switch unit arranged upstream of the common ground switch unit in the current direction can be prevented from being bypassed by the common ground switch unit, preferably, the floating switch unit may also be partially or completely arranged in the current direction. Upstream of the common ground switch unit, further preferably, the floating switch unit is all arranged upstream of the common ground switch unit in the current direction.
  • control circuit 1 through the setting of the floating switch unit and the common ground switch unit, those skilled in the art can according to actual requirements (process requirements, cost requirements, and bypass loop requirements) Any kind), select the type of m switch units (floating switch unit and/or common ground switch unit), the number of each type of switch unit and its connection relationship with n LED arrays LED1...LEDn and current limiting device Q0.
  • This embodiment is further optimized on the basis of some of the above embodiments.
  • the two ends of the series body formed in series.
  • the conduction voltage drop of the first LED array LED1 is V1
  • the conduction voltage drop of the second LED array LED2 is V2
  • the output voltage of the DC power supply U is V.
  • the control unit D1 controls the switch unit Q1 to turn off, and the control unit D1 controls the conduction impedance of the current limiting device Q0 to conduct the DC power supply U, the first LED array LED1, and the second LED array with the main loop current IM
  • the switch unit Q1 When V1+V2>V ⁇ V1, the switch unit Q1 is turned on, the branch of the second LED array LED2 and the current limiting device Q0 in series is bypassed, and the control unit D1 controls the conduction impedance of the switch unit Q1 to bypass the loop
  • the current I1 conducts the bypass circuit composed of the DC power supply U, the first LED array LED1, and the switch unit Q1.
  • control unit D1 to control the main loop current and the bypass loop current to make PM ⁇ P1, it can be realized that when V ⁇ V1, the output power change of the DC power supply does not exceed the first preset threshold, or LM ⁇ L1, you can When V ⁇ V1, the change in the amount of light emitted by the LED array does not exceed the second preset threshold to reduce or eliminate the change in brightness.
  • part or all of the current limiting device Q0, the switch unit Q1, and the control unit D1 can be more easily integrated in the same integrated circuit, which has obvious cost advantages.
  • the working waveform of the embodiment shown in Fig. 11 is further explained, where the horizontal axis is the time axis, and the vertical axis V(T) is the output voltage waveform after AC voltage rectification, 4-1-V1+V2 Is the sum of the turn-on voltage drop of the first LED array LED1 and the turn-on voltage drop of the second LED array LED2, the current waveform of the current limiting device Q0 corresponds to 4-1-IQ0(T), and the current waveform of the switch unit Q1 corresponds to For 4--1-IQ1(T), the waveform of the power or luminescence of the first LED array LED1 corresponds to 4--1-P1(T), and the waveform of the power or luminescence of the second LED array LED2 corresponds to 4--1-P2 (T).
  • V(T) is greater than 4-1-V1+V2 ("greater than” here, a certain margin can be left during specific implementation, such as V(T) and The difference between 4-1-V1+V2 is greater than a small positive value)
  • the current-limiting device Q0 is turned on by the main loop current IM, and the switching unit Q1 is turned off; in the TB-TC time interval on the horizontal axis, V(T) is less than
  • 4-1-V1+V2 here "less than”
  • a certain margin can be left during specific implementation, for example, the difference between V(T) and 4-1-V1+V2 is less than a small positive Value
  • the current of the current-limiting device Q0 is zero, and the switching unit Q1 is turned on with the bypass loop current I1; this is the case for each cycle, and will not be repeated here.
  • the conduction voltage drop of the first LED array LED1 is 200V
  • the conduction voltage drop of the second LED array LED2 is 50V
  • the bypass loop current I1 is set to 50mA
  • the main loop current IM current is 40mA
  • the power of the second LED array LED2 is zero
  • the total is also 10W, that is, the sum of the power of the first LED array LED1 and the second LED array LED1 is constant.
  • the light-emitting load is LED, approximately constant LED light can be obtained Volume, reduce stroboscopic.
  • the switching between the main loop current and the bypass loop current is completed instantaneously.
  • the switching may have a transition zone.
  • the bypass loop current and the main loop current are controlled.
  • the sum of the power of the first LED array LED1 and the second LED array LED2 is maintained unchanged, and an approximately constant LED luminous quantity can be obtained, reducing the stroboscopic flicker.
  • Figure 17 shows the transition zone A waveform
  • Figure 18 shows a simple implementation circuit.
  • TA1-TA2 are the first transition zone.
  • the bypass loop current waveform 4--1-IQ1(T) starts from I1 and drops to zero, and the main loop current waveform 4--1-IQ0 (T) Rise from zero to IM, control the bypass loop current and the main loop current to change correlated/synchronously, so that the decrease in the power of the first LED array LED1 is equal to the increase in the power of the second LED array LED2; TB1-TB2 It is the second transition zone.
  • the main loop current waveform 4-1-1(T) starts to drop from IM to zero, and the bypass loop current waveform 4-1-1(T) rises from zero.
  • TC1-TC2 is the third The transition zone, corresponding to the TC time in Figure 16, repeats the process of TA1-TA2.
  • the AC power supply VSIN is rectified by the rectifier DB001 and the parallel capacitor C001 filtered output constitutes a DC power supply, providing the output voltage V(T) as shown in Figure 16.
  • the first load 4-1-1D21 corresponds to the first LED array LED1
  • the second load 4-1-D22 corresponds to the second LED array LED2.
  • the control circuit includes: a switch unit composed of a field effect tube Q001 and a current limiting device composed of a field effect tube Q002.
  • the control unit includes a signal reference VR001, a signal reference VR002, a comparator EA001, a comparator EA002, a resistor R001 and a resistor R002.
  • the comparator EA001 and the comparator EA002 here may also be operational amplifiers or amplifiers.
  • the first load, the second load, the current limiting device Q002, the resistance R001 and the resistance R002, and the DC power supply together form the main circuit.
  • the current flowing through the series body formed by the resistance R001 and the resistance R002 generates and pulsates at both ends of the series body A first electrical signal that is positively correlated with a DC voltage.
  • a comparison signal is generated between the first electrical signal and the first threshold Vref1 via the comparator EA001; when the DC voltage is sufficient to drive the conduction voltage drop of the first load and the second load, for example, DC
  • the comparison signal output by EA001 is a low-level signal, and the driving field effect transistor Q001 is turned off.
  • the driving circuit runs on the main circuit composed of a DC power supply, the first load 4-1-1D21, the second load 4-1-1D22, the field effect tube Q002, the resistance R001 and the resistance R002; when the DC voltage is not enough to drive the first load
  • the turn-on voltage drop with the second load for example, is called: in the first voltage interval, the voltage of the first electrical signal is less than Vref1, the comparison signal output by EA001 is a high-level signal, driving the field effect transistor Q001 to turn on and drive
  • the circuit is switched to the bypass loop formed by the DC power supply, the first load 4-1-D21, the field effect transistor Q001 and the resistor R001; in the time interval T0-TA1 and the time interval TB2-TC1, the current of the current limiting device Q002 is zero ,
  • the field effect transistor Q001 is turned on, and its current value is: Vref1/R001, Vref1 is the output voltage of the signal reference VR001; in the TA2-TB1 time interval, the current
  • the current of the sub-circuit drops from Vref1/R001 to zero, and the current of the main loop rises from zero to Vref2/(R001+R002); in the second transition zone TB1-TB2
  • the current of the main circuit drops from Vref2/(R001+R002) to zero, and the current of the sub-circuit rises from zero to Vref1/R001; in the above two transition regions, the comparator EA0001 outputs the intermediate voltage signal, which The amplitude lies between the high-level signal and the low-level signal.
  • Vref2 Configure Vref2 to be slightly larger than Vref1 so that the current-limiting device Q002 and the main circuit are turned on prior to the sub-switch unit Q001 and the bypass circuit, or configure the input offset voltage of the amplifier EA001 and/or EA002 to achieve the same effect.
  • Vref1/R001 and Vref2/(R001+R002) basically equal to the sum of the on-voltage drop of the first load 4--1-D21 and the second load 4--1-D22 divided by the first load 4--1-D21
  • the quotient of the conduction voltage drop of Vref2 is slightly larger than Vref1, which can be realized at any time in the transition zone and the non-transition zone, or in other words, the first load in the switching process and after the switching process of the main circuit and the sub-circuit
  • the sum of power and the power of the second load remains basically unchanged.
  • the sum of power or luminous flux corresponding to the turned-on LED array is basically unchanged, and during the switching process, the power of the LED array is dynamically adjusted to make The decrease of the power of a part of the LED array is compensated or offset by the increase of the power of the other part of the LED array.
  • This embodiment is optimized on the basis of some of the above embodiments.
  • a package frame structure is provided, which is provided with a first base island A and The second base island B, the first base island A and the second base island B are arranged adjacently and insulated from each other, and the floating switch unit and the common ground switch unit of the control circuit 1 are respectively arranged on different base islands.
  • first base island A and the second base island B can be insulated from each other by spaced arrangement or isolation by insulating materials.
  • the base island can be made of metal, and the commonly used metal is copper or iron.
  • the first base island A and the second base island B are arranged in the main frame (not shown).
  • the first base island A and the second base island B each include no less than four sides.
  • the four sides are: adjacent sides arranged adjacently, diverging sides arranged opposite to the adjacent sides, and opposite Set the two pin edges.
  • a pair of rib claws are provided on the sides of the two legs of the first base island A and the second base island B, respectively, the first rib claw C and the second rib claw D provided on the first base island A, and, The fourth rib claw C'and the fifth rib claw D'are provided on the second base island B, and the ribs and claws can be configured as pins of the frame structure.
  • the arrangement of a pair of ribs on the sides of the two pins improves the packaging stability of the first base island A and the second base island B.
  • a third rib claw E is provided on the deviating side of the first base island A
  • a sixth rib claw E′, the third rib claw E and the sixth rib claw E′ are provided on the deviating side of the second base island B
  • the setting of further improves the packaging stability of the first base island A and the second base island B.
  • the angle between the rib claw and the edge on which it is located is 90°, and this arrangement can improve the packaging stability of the base island.

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Abstract

本发明公开了一种控制电路、驱动电路、控制方法及照明装置,控制电路用于控制直流电源和n个LED组串接构成的电气回路,其包括控制单元和m个分开关单元;分开关单元分别对应一个LED组;控制单元分别控制分开关单元的导通或截止;当直流电源的输出电压不小于n个LED组的导通压降之和时,控制单元截止m个分开关单元形成主回路;当输出电压小于n个LED组的导通压降之和时,控制单元导通至少一个分开关单元,并截止剩余的分开关单元,形成分回路。本发明在直流电源的输出电压降低的情况下,控制分开关单元的导通或截止,使LED在输出电压降低的情况下仍能被点亮。

Description

控制电路、驱动电路、控制方法及照明装置 技术领域
本发明涉及LED照明领域,特别涉及一种控制电路、驱动电路、控制方法及照明装置。
背景技术
LED(发光二极管)是当前主流的发光元件,LED上的电压和电流变化,会导致LED发光量的变化,在LED上施加期望的电流,形成导通压降,获得期望的发光量,是驱动电路的重要设计指标之一,驱动电路的另一个设计指标是输入功率稳定,以防止LED装置的发热量过大,保证LED装置的寿命。
图1为一种额定电压为9V,额定电流为60mA的LED的参数关系图,从中可以看出,为获得期望的60mA的驱动电流,LED的导通压降约9V。当LED两端电压下降时,LED的驱动电流下降,LED的功率和LED的发光亮度也下降,但是LED的功率及发光亮度与LED的驱动电流不成直线的比例关系。换言之,当流过LED的驱动电流下降时,LED两端电压下降,LED的功率和发光亮度也下降,反之亦然。
通过对现有技术的检索发现,传统的驱动电路多数如图2或图3所示。图2的驱动电路通过控制流过LED的电流稳定实现发光亮度稳定。如图2所示,市电VACA经整流桥DBA和电解电容CA滤波形成了直流电源,输出脉动直流电压VRECA给LEDA供电,其中LEDA由一或多个LED串联或者并联组成,电压基准VA、运放EAA、MOS管QA和电阻RSA构成电流源UA。在脉动直流电压VRECA大于LEDB的导通压降VLEDA的时候,流过LEDA的电流由电流源UA控制为稳定值。
图3的驱动电路通过控制流过LED的功率变化实现输入功率稳定。如图3所示,市电VACB经整流桥DBB和电解电容CB滤波形成了直流电源,输出脉动直流电压VRECB给LEDB供电,其中LEDB由一或多个LED串联或者并联组成,电压基准VB、运放EAB、MOS管QB和电阻RSB、R2构成电流源UB,还包括电阻R1和电容CF检测滤波脉动直流电压VRECB的信号。在脉动直流电压VRECB大于LEDB的导通压降VLEDB的时候,流过LEDB的电流随着脉动直流电压VRECB的升高而降低,反之亦然,实现输入功率稳定。
但是当脉动直流电压VREC降低时,如图4所示,当脉动直流电压VREC降低到低于LED的导通压降VLED时,LED将变暗甚至不能被点亮,或者,LED的电流周期性(对应于工频频率50/60HZ)的增加和减小,产生低频频闪,频闪深度随市电电压的降低而降低,通常地,在市电电压下降10%时,频闪深度超过10%,影响了照明装置的发光效果。
发明内容
如果能够促进串并联耦合的多个LED阵列对供电电源电压的变化的容限(tolerance)增加,即,容许更宽范围的供电电源电压的变化,将是有益的。
浮地/共地电路结构
在本发明的一个实施例中,提出了一种针对固态照明负载(solid state lighting load)或者发光负载(luminous load)控制电路,用于驱动由直流电源供电的n个发光负载阵列,发光负载控制电路包括:
控制单元;
m个开关单元,被配置为当控制电路驱动/被应用至n个发光负载时,分别对应耦合n个发光负载中的m个发光负载,m个开关单元各自的控制端被分别连接至控制单元,受控于控制单元以旁路对应的发光负载;
其中,m、n均为整数,n≥2,m≥1,且m≤n。
可选地,发光负载为发光二极管(LED)、OLED、高分子发光二极管等。
进一步可选地,以LED类负载作为示例性说明的本申请中的任一个实施例的方法、装置、设备等,均可适用于发光负载、固态照明负载等,进而,本发明的任意实施例中的“LED”、“LED阵列(或也称为:LED组)”等文字均可被替换为发光负载、固态照明负载、发光单元、固态照明 单元等。
可选地,每个发光负载、固态照明负载或LED阵列均可包括多个LED单元,例如:串联的多个LED单元、并联的多个LED单元以及串并联组合的多个LED单元。
可选地,在本发明的另一个实施例中,还提出了一种针对LED的阵列的控制电路,用于驱动由直流电源供电的互相耦合(例如:串联连接)的n个LED阵列,该控制电路包括:
控制单元;
m个开关单元(或可简称为开关),被配置为:当控制电路被应用至(或集成于)n个LED阵列时,m个开关单元中x个开关单元分别(例如一一对应地)并联(或并联地耦合)于n个LED阵列中x个LED阵列,其余m-x个开关单元分别被跨接于A)(m-x个)n个LED阵列中的(相邻)两者之间/两两之间的连接点,和B)共地连接点(或称旁路连接点)之间。
其中,共地连接点位于n个LED(作为一个整体)与直流电源的输出端之间。m个开关单元各自的控制端被分别连接至控制单元。n≥2,m≥1,n≥m≥x≥0,x、m、n均为整数。
可选地,如果m个开关单元为N型器件,共地连接点可以位于:i)n个LED阵列的电流流出端之后,2)n个LED阵列电流流出端与直流电源的负极性输出端之间,或者3)(n个LED阵列和直流电源构成的串联回路工作时)n个LED阵列中在电流方向上的最后一个LED阵列与直流电源负极性输出端之间。可选地,沿电流方向,x个开关单元也可以至少部分地设置在m-x个开关单元的上游。
可选地,如果m个开关单元为P型器件,共地连接点可以位于:i)n个LED阵列的电流流入端之前,或者,2)n个LED阵列电流流入端与直流电源的正极性输出端之间,或者3)n个LED阵列被全部导通时,在电流方向上的第一个LED阵列与直流电源正极性输出端之间。可选地,沿电流方向,x个开关单元可以至少部分地设置在m-x个开关单元的下游。
可选地,在本发明的另一个实施例中,还提出了一种针对LED的阵列的控制电路,用于驱动由直流电源供电的互相耦合(例如:串联连接)的n个LED阵列,该控制电路包括:控制单元和m个开关单元。m个开关单元,被配置为:当控制电路被应用至(或集成于)n个LED阵列时,m个开关单元中x个开关单元分别(例如一一对应地)并联(或并联地耦合)于n个LED阵列中x个LED阵列,其余m-x个开关单元被分别跨接于A)m-x个连接点,和B)共地连接点(或称旁路连接点)之间。
其中,这些m-x个连接点,位于n个LED阵列中的(相邻)两者之间/两两之间。共地连接点位于n个LED(作为一个整体)与直流电源的输出端之间。m个开关单元各自的控制端被分别连接至控制单元。n≥2,m≥1,n≥m≥x≥0,x、m、n均为整数。
可选地,如果m个开关单元为N型器件,共地连接点可以位于:i)n个LED阵列的电流流出端之后,2)n个LED阵列电流流出端与直流电源的负极性输出端之间,或者3)(n个LED阵列和直流电源构成的串联回路工作时)n个LED阵列中在电流方向上的最后一个LED阵列与直流电源负极性输出端之间。可选地,沿电流方向,x个开关单元也可以至少部分地设置在m-x个开关单元的上游。
可选地,如果m个开关单元为P型器件,共地连接点可以位于:i)n个LED阵列的电流流入端之前,或者,2)n个LED阵列电流流入端与直流电源的正极性输出端之间,或者3)n个LED阵列被全部导通时,沿电流方向的第一位置上的LED阵列与直流电源的正极性输出端之间。可选地,沿电流方向,x个开关单元可以至少部分地设置在m-x个开关单元的下游。
在本发明的一个实施例中,提出了一种控制电路,用于驱动由直流电源供电的n个LED阵列,控制电路包括:
控制单元;
m个开关单元,被配置为当控制电路驱动n个LED阵列时,分别对应耦合n个LED阵列中的m个LED阵列,m个开关单元各自的控制端被分别连接至控制单元,受控于控制单元以旁路对应的LED阵列;
其中,m、n均为整数,n≥2,m≥1,且m≤n。另外,此处的控制电路,在其他一些实施例 中也可被称为驱动控制电路。
可选地,该直流电压可以来自电池等储能装置,可以是稳定电压、恒定电压。
当然,应当理解:虽然本发明的一些实施例中针对经整流的纹波电能对相关的方法、装置、设备、电路等进行说明,但这些实施例也可以适用于一般的周期性变化的电能、非周期性变化的电能、具有电压纹波的不稳定电能,等,或者基于这些实施例针对这些多样化的可变的、恒定的电能形成各种变形例,这些变形例中的方法、装置、设备、电路等,均属于本发明权利要求书的保护范围之内。
可选地,在串联的n个LED阵列中,每个LED阵列的P极(或正极)可以和与其相邻的LED阵列的N极(或负极)相连接。
可选地,在一些实施例的控制电路中,m个开关单元,通过受控于控制单元的选择性的导通,旁路对应的一个或多个LED阵列。通过导通m个开关单元中各种可行的组合,从而,选择性地建立(enable)不同的旁路回路(或称:分回路)及其中的旁路回路电流。如果m个开关单元均不导通,则直流电源和全部的n个LED阵列构成的第一回路(或称:主回路)工作。
可选地,在一些实施例的控制电路中,m个开关单元中x个开关单元对应地(例如:一一对应)与m个LED阵列中x个LED阵列并联,其余m-x个开关单元分别被对应地跨接于m个LED阵列中的其余m-x个LED阵列的一端与直流电源输出端之间,其中,x为整数,m≥2,m≥x≥0。其中,m-x个共地开关与直流电源输出端之间的连接,可以是以共地方式直接连接,或者,也可以通过第一回路中的限流器件(例如,限流电阻、受控电流源)、未被旁路的LED阵列等电路单元,间接连接至直流电源输出端。可选地,在一些实施例的控制电路中,m-x个开关单元分别可导通以允许从m-x个LED阵列中各个LED阵列的对应端环回(Loop back to)直流电源,以形成共地旁路路径(bypass path),从而使电流可以从直流电源的正极性端流出,经由m-x个LED阵列中某一个LED阵列的对应端,并流回直流电源的负极性端。当然,m-x个共地开关单元在连接共地点之前,可以先连接至限流器件,经过该限流器件,间接耦合/连接至共地点或者电源输出端。
可选地,如果m个开关单元为N型器件,则当控制电路被连接至n个LED阵列并驱动n个LED阵列时,x个LED阵列、m-x个LED阵列、限流器件被沿电流方向依次设置,m-x个开关单元各自的正极性端分别连接于对应的LED阵列的阳极,m-x个开关单元各自的负极性端被连接至限流器件与直流电源的负极之间;其中,x为整数,m≥2,m≥x≥0。
可选地,在m个开关单元为N型器件的情况下,沿电流方向,与m个开关单元对应/耦合的LED阵列和限流器件依次设置,其中x个开关单元的两端均连接于限流器件的上游,其余m-x个开关单元的两端分别连接于限流器件的上游和下游,其中,x为整数,m≥2,m≥x≥0。
可选地,在m个开关单元为P型器件的情况下,沿电流方向,限流器件和与m个开关单元对应/耦合的LED阵列依次设置,其中x个开关单元的两端均连接于限流器件的下游,其余m-x个开关单元的两端分别连接于限流器件的上游和下游,其中,x为整数,m≥2,m≥x≥0。
其中,鉴于其连接关系的特点,x个开关单元可被称为浮地开关单元,而m个开关单元中的其余m-x个开关单元可被称为共地开关单元。
可选地,m个开关单元为NPN、N型器件,m-x个LED阵列各自的端口(例如电流输入端/阳极,或电流输出端/阴极)分别通过对应的开关单元耦合至直流电源。可选地,在直流电源为串联的n个LED阵列供电的第一回路中,浮地开关可以与共地开关交错地设置,例如:浮地开关单元→共地开关单元→浮地开关单元→共地开关单元。浮地开关单元也可以部分地或全部地设置在共地开关单元之前,即共地开关单元与直流电源之间,或者沿电流方向的上游,因而这些浮地开关单元不会被共地开关单元所影响/旁路。
可选地,m个开关单元为PNP、P型器件,可被旁路的m个LED阵列中的m-x个LED阵列各自的端口(例如电流输入端/阳极,或电流输出端/阴极)分别通过对应的开关单元耦合至直流电源。可选地,在直流电源为串联的n个LED阵列供电的第一回路中,浮地开关可单元以与共地开关单元交错地设置。浮地开关单元也可以部分地或全部地设置在共地开关单元与直流电源之间,即沿电流方向的下游,因而这些浮地开关单元不会被共地开关单元所影响/旁路。
可选地,m个开关单元为NPN、N型器件,至少部分的x个开关单元与m-x个开关单元被沿电流方向依次串联。可选地,可以设置限流器件与n个LED阵列串联在第一回路中,例如,介于n个LED阵列和直流电源的负极性直流输出端之间,n个LED阵列中每个LED阵列的正极和与其相邻的LED阵列的负极相连接。进一步可选地,如果控制电路通过m个开关单元耦合了m个LED阵列,则未被耦合的n-m个LED阵列可被串联于直流电源正极性端和与m个开关单元相耦合的LED阵列之间,即不被旁路的n-m个LED阵列在第一回路中被串联于更接近于直流电源的正极性端的位置。
可选地,在一些实施例的控制电路中,x=0,m个开关单元均为共地开关单元。
可选地,在一些实施例的控制电路中,m=x>0,m个开关单元均为浮地开关单元。
可选地,在一些实施例的控制电路中,m>x>0,m个开关单元既包括浮地开关单元,也包括共地开关单元。
可选地,x数值可以比较小。例如:5>x>0,4>x>0,3>x>0或者2>x>0,在浮地开关单元的数量x比较小或者说浮地开关单元的数量小于共地开关单元的情况下,使得控制电路更容易被集成在一个芯片(chip)内,从而获得成本优势,因为浮地开关单元之间不可以共地连接,需要彼此隔离/绝缘,可制造性相对较低。相对而言,共地开关或共地旁路电路更容易集成,成本更低。然而,浮地开关单元在导通时仅旁路与之并联的LED阵列,而不会同时旁路其它LED阵列,而共地开关单元则可以将在主回路中的其连接端之后的所有LED阵列全部旁路。相比之下,共地开关单元在直流电源的输出电压较低而不足以支持所有的LED阵列同时导通时,可以旁路一部分LED阵列,而浮地开关单元在同样情况下,可以在不同的直流电源电压下根据需要而选择性地导通不同的LED阵列组合,配合以适当的设计,可以在一个电源电压的周期内使n个LED阵列都至少导通一次。x个(浮地)开关单元的这种对发光负载的更加灵活的控制能力,可以与定时器等器件配合,从而支持以一定的频率(主动地)控制旁路回路以及相应的被旁路的发光负载的通断状态,形成相应的发光负载的轮换点亮,而这种轮换的频率可以被设置为较高的频率,例如几十kHz,从而减小发光负载的低频频闪,这也适用于其他实施例中的控制电路、驱动电路、照明装置、驱动/控制方法。
可选地,m个开关单元分别受控于控制单元,切换于导通、截止两种状态,或者还可具有或被切换至第三种状态:作为线性电流源用于调节电流(控制电流或控制电流的变化过程)。
可选地,一些实施例中的控制电路,还包括限流器件,被连接于控制电路中,例如被串联于上述的第一回路中,以使得当控制电路驱动n个LED阵列时,与n个LED阵列和直流电源构成串联回路。
可选地,限流器件串联于第一回路中,与n个LED阵列之间也是串联连接,该限流器件在第一回路(或称主回路)中的位置不限,例如,可以介于n个LED阵列和直流电源的负极性输出端之间,或者,介于n个LED阵列和直流电源的正极性输出端之间。此处的第一回路,在其他一些实施例或也被称为主回路、串联回路。
可选地,一些实施例中的控制电路中,限流器件和至少部分的m个开关单元被配置为独立地或联合地调节流经至少部分的n个LED阵列的电流。
可选地,一些实施例中的控制电路中,限流器件和至少部分的x个(浮地)开关单元被配置为独立地或联合地调节流经至少部分的n个LED阵列的电流。
可选地,限流器件具有被连接至控制单元的控制端,限流器件和/或至少部分的m个开关单元可操作以根据各自的控制端的控制信号,调节各自的电流。
可选地,限流器件具有被连接至控制单元的控制端,限流器件和/或至少部分的x个(浮地)开关单元可操作以根据各自的控制端的控制信号,调节各自的电流,从而对该开关单元所在的旁路回路中的电流进行调节。
可选地,2≥m≥1,n=2。控制电路包括:
第一引脚,被配置为对外耦合直流电源正极性输出端,或者n个LED阵列中第一LED阵列的正极性端;
第二引脚,被配置为对外耦合n个LED阵列中第一LED阵列的负极性端和第二LED阵列的正 极性端;
第三引脚,被配置为对外耦合直流电源的负极性输出端;
第四引脚,被配置为对外耦合n个LED阵列中第二LED阵列的负极性端;
以及,
m个开关单元中第一开关单元(例如x个浮地开关之一或者m-x个共地开关之一)的正极性端被连接至第二引脚,第一开关单元的负极性端被耦合至第三引脚。
可选地,限流器件的正极性端被连接于第四引脚;其负极性端被连接于第三引脚。可选地,第三引脚被接地。第一开关单元的负极性端被直接连接至第三引脚。或者,第一开关单元的负极性端也可被间接连接/耦合至第三引脚,即:第一开关单元的负极性端被连接至第四引脚,通过限流器件被耦合至第三引脚。可选地,m个开关单元中还包括第二开关单元,第二开关单元(例如x个浮地开关之一)的正极性端被连接至第一引脚;第二开关单元的负极性端被连接至第二引脚。
可选地,限流器件还可以其它方式被串联在第一回路中,例如,该限流器件的正极性端被连接于第一引脚;其负极性端被连接于第一LED阵列的正极性端;以及,第一开关单元的负极性端被直接连接至第三引脚。可替代地,限流器件还可以被以与电流一致的方向连接于第二引脚与第一LED阵列负极性端之间,或者,第二引脚与第二LED阵列正极性端之间。
可选地,n个LED阵列还包括第三LED阵列,即m=2,n=3;该第三LED阵列可以被串联于主回路中,并且,不被任何开关单元所旁路,在一般的直流电源的电压水平上(例如直流电源的电压水平至少高于该第三LED阵列的导通压降),均可保持常亮的状态,从而提升n个LED阵列的能量转换效率。
可选地,一些实施例中的控制电路,还包括:彼此电性隔离的第一载体和第二载体,第二载体被配置为承载第二开关单元,第一载体被配置为承载第一开关单元,以及限流器件和控制单元被设置于第一载体或第二载体上。进一步可选地,i)第一载体及其承载的电路单元/器件、2)第二载体及其承载的电路单元/器件,两者可被制造为一个集成电路器件,例如基于双基岛框架的封装。
可选地,一些实施例中的控制电路,还包括一个或多个电流编程接口,被分别设置在限流器件,或m个开关单元所对应的m个旁路中的一个或多个旁路之中。进一步可选地,这个/这些电流编程接口被设置于对应限流器件或对应旁路中的电流源的电路之中,属于限流器件或对应电流源的一部分。例如,第一电流编程接口被设置为用以接收被从外围(peripherally)可操作地连接的第一电阻。通过第一电阻,可以控制主回路和/或旁路回路中的电流源的电流调节性能,进而,可以限定/调节对应的主回路/旁路回路中的电流或者功率。进一步可选地,该电流编程接口,可以包括,对外设置的第五引脚和/或第六引脚,可以供该控制电路的用户在使用该控制电路制造照明装置/灯具时,根据功率等需求,在第五引脚、第六引脚之间连接一定阻值的电阻,从而对该旁路回路的电流/功率进行设定,可以在制造环节定制性地配置该灯具的功率。当然,第二电流编程接口可被设置于在第二开关单元中,此处不再赘述。另外,可以理解:第六引脚可以连接至电源地,在这种情况下,只需要一个引脚,例如第五引脚,配合电源地(或被视为第六引脚),共同接收被从外围(peripherally)可操作地连接的第一电阻。
进一步地,如果能够促进串并联耦合的多个LED阵列的功率/光通量的稳定能力(capability for stabilizing),以适应较宽范围的供电电源电压,这对于供电电源电压变化的场景,是有益的。
为此,在本发明的另一个实施例的控制电路中,针对直流电源输出的脉动直流电压是具有电压纹波的不稳定电能,控制单元被配置为:调节被导通的一个或者多个开关单元或限流器件中的电流以与脉动直流电压/n个LED阵列所承受的电压(例如导通压降)呈反向变化。换言之,n个LED中处于导通状态的,或者说旁路回路(或称分回路)中处于导通状态的一个或多个LED阵列中流经的电流,被通过导通的一个或多个开关单元或限流器件动态地调节,从而与n个LED阵列在主回路/旁路回路中所分得的电压呈反方向/负相关地变化。
在本申请中,导通阈值、全亮阈值等阈值的概念可以有多个角度的理解,对于本申请中的实 施例而言,每种理解均非必需的,而仅仅是针对某种应用场景。例如,可选地,以其中一个角度,可以这样理解相关概念:LED阵列所承受的电压,或LED阵列的导通压降,可以被认为是LED阵列的导通门限,即,能够使LED阵列发光的最小的正向电压,或者,由于具体实施的产品基本上不会配置LED阵列仅仅“能发光”,而希望其承受足够的正向的导通压降以产生足够的发光量,由于,LED阵列所承受的电压,或LED阵列的导通压降具有如图1所示的“电流与电压的曲线关系”和“电流与相对亮度的曲线关系”,LED阵列所承受的电压,或LED阵列的导通压降还可以被认为:被导通时产生的光通量能满足被实施的产品需求的LED阵列的电压,或者说,LED阵列所承受的电压,或LED阵列的导通压降位于“能够使LED阵列发光的最小的正向电压”和“被导通时产生的光通量能满足被实施的产品需求的LED阵列的电压”之间。另外,未被导通的LED阵列,理论上不存在导通压降或“所承受的电压”不足以驱动其发光,但为了叙述方便,本说明书中依然假设其具有同样的“所承受的电压”或“导通压降”。LED阵列中的电流,指的是:LED阵列中被导通的、在对应回路中被点亮的LED阵列中流经的电流,而未被导通LED阵列中不存在工作电流或者电流可以被忽略。n个LED阵列的功率或总功率,指的是:LED阵列中被导通的、在旁路回路/主回路中被点亮的LED阵列的功率,而未被导通的LED阵列不存在工作功率或者功率可以被忽略。再者,对于商品中具体实施的发光负载或LED,其光电转换参数是基本恒定或者基本可以预知的,因此,可以认为:通过控制LED阵列的(电)功率保持恒定,则间接地控制了LED的光通量保持基本恒定。对此,他处或不再赘述。可选地,在部分实施例中,LED阵列所承受的电压,或LED阵列的导通压降也可以被称为导通阈值,不同数量的LED阵列具有不同的导通阈值,全部的n个串联的LED阵列的导通阈值可以被称为全亮阈值。
另外,从另外一个角度也可以这样来理解导通阈值:可使n个LED阵列中全部或部分LED阵列导通并且光通量达到预定值的直流电源的电压值。
预定值为被具体实施的产品的需求,通常为规定的光通量值,例如1000流明。从第三个角度,也可以这样来理解导通阈值:该导通阈值与直流电源的输出直流电压所能导通/点亮的LED阵列有关。如果直流电压低于该导通阈值,则只能导通n个LED阵列中更少的LED阵列。或者,只能导通n个LED阵列中“具有更低导通压降之和”的LED阵列组。
从第四个角度,也可以这样来理解导通阈值:该导通阈值与直流电源的输出直流电压所能导通/点亮的LED阵列有关。如果直流电压高于这个导通阈值,则足以导通第一LED阵列组,如果直流电压低于这个导通阈值,则不足以导通第一LED阵列组,而可能只能导通第二LED阵列组。其中,该第一LED阵列组相对于第二LED阵列组,具有更高的导通压降之和,或者,该第一LED阵列组相对于第二LED阵列组,具有更多数量的LED阵列。如该第一LED阵列组包括了照明装置中的全部的n个LED阵列,则这个导通阈值也可称为全亮阈值。这意味着:如果直流电压高于全亮阈值,则足以导通全部n个LED阵列,如果直流电压低于全亮阈值,只能导通n个LED阵列中一部分。同样可选地,一些实施例中的全亮阈值可以与控制电路、照明装置中的第一阈值对应。
可选地,一些实施例中的控制电路中,控制单元进一步被配置为:随脉动直流电压/n个LED阵列所承受的电压的升高而降低n个LED阵列中被导通的LED阵列中的电流,或者随脉动直流电压/n个LED阵列所承受的电压的降低而提升n个LED阵列中被导通的LED阵列中的电流。
从而,调节n个LED阵列的功率保持在第一功率值的邻域内,该第一功率值的邻域可以为第一回路/主回路在工作过程中所保持的功率范围,此处,第一功率值通常由具体实施的照明装置的需求而定。对应地,n个LED阵列上的第一功率值可以产生第一光通量。
可选地,一些实施例中的控制电路中,控制单元包括电信号测量单元,被耦合于控制电路(被耦合于主回路或者可能的旁路电路中)以获取第一电信号,该第一电信号反映/代表脉动直流电压或n个LED阵列的导通压降,或者第一电信号与脉动直流电压或n个LED阵列所承受的电压之间具有正相关性/负相关性。如果第一电信号与直流电源的电压或n个LED阵列的导通压降之间具有正相关性,则控制单元进一步被配置为:1)响应于第一电信号小于第一阈值,控制m个开关单元中至少一个导通以建立旁路;2)响应于第一电信号大于或等于第一阈值,控制m个开关单元全部 关断。或者,如果第一电信号与直流电源的电压或n个LED阵列的导通压降之间具有负相关性,控制单元进一步被配置为:响应于第一电信号大于第一阈值,控制m个开关单元中至少一个导通以建立旁路;ii)响应于第一电信号小于或等于第一阈值,控制m个开关单元中的至少一个关断。
可选地,一些实施例中的控制电路中,控制单元包括电信号测量单元,被耦合于控制电路(被耦合于主回路或者可能的旁路电路中)以获取第一电信号,该第一电信号反映/正相关于/负相关于脉动直流电压或n个LED阵列的导通压降或脉动直流电压与LED阵列的导通压降之差,。如果第一电信号与直流电源的电压或n个LED阵列的导通压降或脉动直流电压与LED阵列的导通压降之差之间具有正相关性,则控制单元进一步被配置为:1)响应于第一电信号小于第一阈值,控制M个开关单元中至少一个导通以建立旁路;2)响应于第一电信号大于或等于第一阈值,控制M个开关单元全部关断。或者,如果第一电信号与直流电源的电压或n个LED阵列的导通压降或脉动直流电压与LED阵列的导通压降之差之间具有负相关性,控制单元进一步被配置为:响应于第一电信号大于第一阈值,控制M个开关单元中至少一个导通以建立旁路;ii)响应于第一电信号小于或等于第一阈值,控制M个开关单元中的至少一个关断。
可选地,一些实施例中的控制电路中,第一电信号可以被取自(derived from)直流电源的两端,或者说,通过被耦合于直流电源的正、负极性输出端的电路而获取。
可选地,一些实施例中的控制电路中,在至少一个开关单元截止的状态下,第一电信号可以基于控制电路中的一个或多个电路参数而被获取。例如,第一电信号可以被获取自限流器件的两端电压、限流器件的控制端电压和限流器件的电流中的至少一个。可选地,一些实施例中的控制电路中,在至少一个开关单元导通的状态下,第一电信号被取自限流器件的两端电压、限流器件的控制端电压和限流器件的电流中的至少一个。控制电路的控制单元被配置为通过一个或多个电路参数判断:i)直流电压是否足以导通全部的n个LED阵列,或ii)直流电压与第一阈值的大小关系。其中,如果直流电压大于第一阈值,则足以导通全部的n个LED阵列,如果直流电压小于第一阈值,则仅能导通n个LED阵列中的一部分。具体地,在控制电路中,基于一个或多个电路参数生成第一电信号,并与控制单元中配置的第一阈值相比较。
可选地,一些实施例中的控制电路中,第一电信号可被取自至少一个共地开关单元的两端。
可选地,一些实施例中的控制电路中,配置在控制电路中的第一阈值可以对应于以下中的一个:i)反映n个LED阵列全部被导通时具有足够的电压/电流/功率以满足需求的光通量的LED阵列所承受的电压的值;ii)反映n个LED阵列全部被导通时具有足够的电压/电流/功率以满足需求的光通量的直流电源的电压值;iii)反映n个LED阵列全部被导通时具有足够的电压/电流/功率以满足需求的光通量的第一电信号的值;iv)全亮阈值。
可选地,一些实施例中的控制电路中,配置在控制电路中的第一阈值可以对应于以下中的一个:i)反映足以导通全部的n个LED阵列的直流电源的最小电压的第一电信号的值,ii)与最小电压值的差值为恒定正值的参考电压值,iii)可使n个LED阵列的导通电流/光通量达到预定值的直流电源的电压值;Ⅳ)足以导通全部的n个LED阵列的直流电源的最小电压,Ⅴ)反映使n个LED阵列中的LED的光通量达到预定值的直流电源的电压值的第一电信号的值;VI)反映n个LED阵列上的电压/电流/功率产生的光通量达到预定值时直流电源的最小电压的第一电信号的值;VII)恰好足够使n个LED阵列全部导通的直流电压值。
可选地,当n个LED阵列中至少一个被旁路时,流经n个LED阵列的电流或者说流经旁路回路/分回路的电流,通过控制单元被调节为大于n个LED阵列均导通时的主回路的电流。
控制单元还被配置为:将被导通的至少一个开关单元中的第一旁路电流,调节为大于m个开关单元全部关断时流经n个LED阵列的电流值,以使得n个LED阵列的导通压降与第一旁路电流之乘积,保持在第一功率值的邻域内。
可选地,在本申请的任一实施例的控制电路或驱动/控制方法中,x=0,控制单元还被配置为,响应于第一电信号相对于第一阈值的波动,切换m个开关单元以建立或取消旁路回路。从而在n个LED阵列中一部分被旁路之后,直流电源电压足以导通其他的LED阵列。
可选地,在本申请的任一实施例的控制电路或驱动/控制方法中,其中,m>x≥1,m≥2,控 制单元进一步被配置为,a)响应于第一电信号降至第一阈值以下,交替关断m个开关单元中多个开关单元(例如:第一周期内开关单元A被导通,开关单元B被关断;第二周期内开关单元B被导通,开关单元A被关断;第三周期内开关单元A被导通,开关单元B被关断)从而交替导通对应的多个LED阵列;或者,b)响应于第一电信号降至第一阈值以下,互补地切换包括x个开关单元中至少一个和m-x个开关单元中至少一个在内的多个开关单元的导通状态或截止状态,从而建立多个交替的旁路回路。例如,多个开关单元中第一部分开关单元处于导通状态时,第二部分开关单元处于截止状态,当第二部分开关单元处于导通状态时,第一部分开关单元处于截止状态。第一部分开关单元或第二部分开关单元包括x个开关单元中的至少一个。可选地,这种交替导通或者说轮换导通具有第一预定频率。
在本申请的任一实施例的控制电路或驱动电路/控制方法中,通过在直流电源的低压区间(具有较低的电压而不足以导通所有的n个LED阵列,例如第一电压区间),交替/轮换地导通n个LED阵列的不同部分,例如第一子集(subset)和第二子集,而一般地,上述低压区间无法同时导通第一子集和第二子集的并集/联合(union)中的LED阵列,可选地,第一子集和第二子集均具有:当位于低压区间时,直流电源在n个LED阵列中导通最大数量的LED阵列。或者说,第一子集和第二子集的并集中的LED阵列的数量大于直流电源在低压区间中所能导通的LED阵列的(例如,最大的)数量。这一定程度上,将直流电源在低压区间所提供的电能,通过更多数量的LED阵列释放为光能,因而也会带来更大的LED发光面,一定程度上抑制低频频闪/闪烁。
进一步可选地,第一子集中LED阵列的数量和第二子集中LED阵列的数量相同,这导致上述通过更多数量的LED阵列而释放的光能形成一个相对恒定的发光面积,换言之,n个LED阵列会以视觉上恒定的发光面积,产生稳定的功率/光通量,在一定程度上抑制低频频闪/闪烁。
更进一步可选地,第一子集和第二子集的并集含盖(cover)了所有的n个LED阵列,因此,由直流电源的正常电压区间变化到具有更低电压值的例如第一电压区间过程中,n个LED阵列的总发光面积可以保持基本不变,改善了光照体验。换言之,结合电流调节手段保持n个LED功率保持基本不变,n个LED阵列始终稳定地以其可能的最大发光区域,产生稳定的功率/光通量,进而进一步抑制低频频闪/闪烁。
可选地,被轮换导通的多个子集,例如第一子集和第二子集,之中的LED阵列是不完全相同的,两者之间可能存在交集,也可能不存在交集。
可选地,被交替导通的第一子集和第二子集中的LED阵列是不同的,两者之间不存在交集。
可选地,一些实施例中的控制电路中,控制单元还被配置为:当第一电信号小于第一阈值,协调(coordinate)被切换的多个开关单元中的电流(或者说,多个交替工作的旁路回路中的电流),以使得n个LED阵列的功率在切换前后保持基本恒定,均位于第一功率值的邻域内。
可选地,控制单元还被配置为:同步地控制从导通切换至关断状态的第一部分开关单元中的电流下降和从关断切换至导通状态的第二部分开关单元中的电流上升,以使得第一部分开关单元和第二部分开关单元两者所在的回路中的全部LED阵列的功率之和基本恒定,或者说,使得n个LED阵列的功率之和基本恒定,进而控制n个LED阵列的光通量基本恒定或者保持在第一光通量预定值的邻域以内,例如该第一光通量预定值的±5%甚至更小的邻域之内。
可选地,一些实施例中的控制电路中,控制单元还被配置为:通过多个开关单元,协调多个交替的旁路回路中电流,以使得多个交替的旁路回路中的LED阵列的功率均被保持于第一功率值的邻域内。
可选地,一些实施例中的控制电路中,其中,多个交替的旁路回路包括第一旁路回路和第二旁路回路,如果n个LED阵列中位于第一旁路回路中的LED阵列导通压降大于第二旁路回路中的LED阵列,则调整第二旁路回路中电流大于第一旁路回路中电流,以使得第二旁路回路中的LED阵列与第一旁路回路中的LED阵列功率相对变化率小于第一预定百分比,该第一预定百分比为小于10%、5%或2%的数值。
可替代地(alternatively),如果第一旁路回路中的LED阵列导通压降基本等于第二旁路回路中的LED阵列(例如两者在互相切换过程中的相对变化率不超过第一预定百分比),控制单 元还被配置为:调整第二旁路回路中的电流基本等于第一旁路回路中的电流(例如两者在互相切换过程中的相对变化率不超过第一预定百分比),以使得第二旁路回路中的LED阵列与第一旁路回路中的LED阵列功率相对变化率小于第一预定百分比,该第一预定百分比为小于10%、5%或2%的数值;以及
可选地,第一旁路回路中的LED阵列和第二旁路回路中的LED阵列的并集之中的LED阵列的数量,大于当第一电信号小于第一阈值时,n个LED阵列能被直流电源所导通的最大数量。
可选地,一些实施例中的控制电路中,控制单元还被配置为:当m>x≥1时,在第一电信号相对于第一阈值波动过程中,协调限流器件中的电流和被切换的多个开关单元中的电流,以使得在多个开关单元被全部关断和至少部分导通的状态下,n个LED阵列的功率的保持在第一功率值的邻域内
可选地,一些实施例中的控制电路中,控制单元还被配置为:当x=0时,在第一电信号相对于第一阈值波动过程中,协调限流器件中的电流和m个开关单元中的电流,以使得在m个开关单元被全部关断和至少部分导通的状态下,n个LED阵列的功率的保持在第一功率值的邻域内。
可选地,一些实施例中的控制电路中,控制单元还被配置为:在多个开关单元被切换的过渡过程中,
i)同步地控制多个开关单元中第一部分开关单元中的电流随多个开关单元中第二部分开关单元中电流增大而减小,以使第一部分开关单元对应的LED阵列的功率下降被第二部分开关单元对应的LED阵列的功率增加所补偿/抵消;以及,
ii)同步地控制多个开关单元中第一部分开关单元中的电流随多个开关单元中第二部分开关单元中电流减小而增大,以使第二部分开关单元对应的LED阵列的功率下降被第一部分开关单元对应的LED阵列的功率增加所补偿/抵消。
可选地,一些实施例中的控制电路中,控制单元还被配置为:在第一旁路回路与第二旁路回路之间切换的过渡过程中,i)同步地控制第一旁路回路中的电流随第二旁路回路电流增大而减小,以使第一旁路回路中的LED阵列的功率下降被第二旁路回路中的LED阵列的功率增加所补偿/抵消;以及,ii)同步地控制第一旁路回路中的电流随第二旁路回路中电流减小而增大,以使第二旁路回路中的LED阵列的功率下降被第一旁路回路中的LED阵列的功率增加所补偿/抵消。
此处,仅以第一旁路回路与第二旁路回路之间切换的过渡过程为例,对该切换过程中的电流调节进行说明。而该电流调节手段可以适用于控制电路中任何两个/多个回路之间的切换过程中,例如在主回路(或称第一回路/串联回路)与旁路回路之间的切换。在相关的这些实施例中的控制电路中,控制单元还被配置为:在第一回路与旁路回路之间切换的过渡过程中,i)同步地控制第一回路中的电流随旁路回路电流增大而减小,以使第一回路中的LED阵列的功率下降被旁路回路中的LED阵列的功率增加所补偿/抵消;以及,ii)同步地控制第一回路中的电流随旁路回路中电流减小而增大,以使旁路回路中的LED阵列的功率下降被第一回路中的LED阵列的功率增加所补偿/抵消。
可选地,一些实施例中的控制电路中,控制单元还被配置为:在从第二部分开关单元到第一部分开关单元的切换导通的过渡过程中,在第二部分开关单元中的电流相对于过渡过程开始之前的下降幅度超过预设幅值之前,控制第一部分开关单元中的电流同步增大。
可选地,一些实施例中的控制电路中,控制单元还被配置为:在从第一部分开关单元到第二部分开关单元的切换导通的过渡过程中,在第一部分开关单元中的电流相对于过渡过程开始之前的下降幅度超过预设幅值之前,控制第二部分开关单元中的电流同步增大
可选地,预设幅值为小于5%的任意值。
可选地,一些实施例中的控制电路中,各个多个交替的旁路回路中的LED阵列的并集,含盖或包括全部的n个LED阵列。
可选地,一些实施例中的控制电路中,被交替导通的多个LED阵列的并集包括全部的n个LED阵列。
可选地,一些实施例中的控制电路中,n个LED阵列中未被旁路的n-m个LED阵列与被交替 导通的多个LED阵列的并集包括全部的n个LED阵列。
可选地,一些实施例中的控制电路中,以下三者中任一项:i)被切换的多个开关单元中每一切换分组所导通的LED阵列、ii)n-m个LED阵列与被切换的多个开关单元的每一切换分组所导通的LED阵列的并集、或者iii)多个交替的旁路回路中每个旁路回路中的LED阵列,对应于最大数量或次大数量的直流电源的输出在n个LED阵列中能够点亮的LED阵列。其中,被切换的多个开关单元(sw1、sw2、sw3)中可以分为多个切换分组,例如:3个切换分组sw1、sw2、sw3,分别在其导通时建立1个旁路回路,则当控制电路控制n个LED阵列时,该n个LED阵列具有三条旁路。或者可以分为两个切换分组1)sw1,2)sw2和sw3。在两组开关之间进行交替导通时,交替建立两条旁路回路。
多个开关单元或m个开关单元中配置有第一切换分组,对应于最大数量或次大数量的直流电源的输出在n个LED阵列中能够点亮的LED阵列。
可选地,一些实施例中的控制电路中,多个交替的旁路回路中每个旁路回路中的LED阵列的并集,对应全部的n个LED阵列;或者,多个交替的旁路回路,含盖/覆盖/包括了全部的n个LED阵列。
可选地,开关单元为场效应管,三极管,晶体管,功率管,或者MOS管。
可选地,一些实施例中的控制电路中,m>1,除了电信号测量单元之外,控制单元还包括定时逻辑电路,定时逻辑电路的输入端与电信号测量单元相连,输出端连接开关单元的控制端,和/或限流器件的控制端;响应于第一电信号低于第一阈值时,产生在时间/波形上互补的至少两个时间信号,以控制至少两个开关单元/旁路回路轮流/交替导通;或者具体地说,响应于第一电信号低于第一阈值,建立第一个旁路回路并持续第一个时间信号对应的时间,然后,取消第一个旁路回路,建立第二个旁路回路并持续第二个时间信号对应的时间,然后,再取消第二个旁路回路,建立第一个旁路回路再持续第一个时间信号对应的时间,如此交替导通第一个旁路回路和第二个旁路回路;或者,当时间信号大于两个时,例如三个,响应于第一电信号低于第一阈值,建立第一个旁路回路并持续第一个时间信号对应的时间,然后,取消第一个旁路回路,建立第二个旁路回路并持续第二个时间信号对应的时间,然后,取消第二个旁路回路,建立第三个旁路回路并持续第三个时间信号对应的时间,然后,再取消第三个旁路回路,建立第一个旁路回路再持续第一个时间信号对应的时间,如此循环导通第一个旁路回路、第二个旁路回路和第三个旁路回路。
可选地,一些实施例中的控制单元中,定时逻辑电路还包括:定时器(或者具有定时功能/时间延迟功能的其它电路,例如振荡器、频率发生器、时钟发生器等,它处或不再赘述)和至少一个触发器。电信号测量单元、定时器和至少一个触发器依次连接;电信号测量单元被配置为根据第一电信号与第一阈值的大小关系,输出比较信号;定时器响应于比较信号达到预设定时门限产生至少一个与时间有关的计时信号,至少一个触发器的输出端分别连接至少一个开关单元的控制端,响应于至少一个计时信号,输出至少一个时间信号,控制至少一个开关单元的导通或截止。
可选地,一些实施例中的控制单元中,比较信号被输入至少一个开关单元的控制端,响应于被输入的比较信号,至少一个开关单元导通、或截止。
可选地,一些实施例中的控制单元中,电信号测量单元的输出耦合于定时逻辑电路的输入端,定时逻辑电路被分别耦合至m个开关单元中第一部分开关单元和第二部分开关单元的控制端,电信号测量单元被配置以:如检测第一电信号指示直流电源的输出电压位于第一电压区间,输出第一比较信号至定时逻辑电路,以及定时逻辑电路被配置为:响应于比较信号,以第一预定频率控制/协调第一部分开关单元和第二部分开关单元交替/轮换导通,从而轮换/交替关断n个LED阵列中对应的第一部分LED阵列和第二部分LED阵列。或也可理解为,定时逻辑电路被配置为:响应于来自电信号测量单元的比较信号,以第一预定频率控制/协调第一部分开关单元和第二部分开关单元交替/轮换关断,从而轮换/交替导通对应的第一部分LED阵列和第二部分LED阵列。
进一步可选地,控制单元还可以包括触发器,定时器的输出被连接至触发器的输入端,即通过该触发器间接地被耦合至第一部分开关单元和/或第二部分开关单元的控制端,并对这两部分开关单元进行控制/协调。
此处的触发器可以理解为一种触发电路或装置的称谓,例如R-S触发器,JK触发器、D触发器,T触发器等,或其它可实现同样功能的电路或装置,例如具有置位/复位功能逻辑的其它电路或装置。
第一预定频率在数值上基本等于被定时器控制的多个开关单元以及对应的多个旁路回路或者多个部分的LED阵列的交替/轮换导通的频率,该第一预定频率可以通过对定时逻辑电路06A的电路参数的配置而设定为[0.5kHz,50kHz]中任一值,或者[0.5kHz,5kHz]、[5kHz,10kHz]、[20kHz,40kHz]、[60kHz,100kHz]、[100kHz,500kHz]、[10kHz,50kHz]这些频率区间中的任一值,一般地如果上述第一预定频率位于[20kHz,50kHz],例如30kHz,综合性能较好,例如频闪被较大程度地降低的同时,产生的电磁干扰也不太大。此处,上述这些对控制单元中的定时器和触发器的示例性结构,也可以适用于本发明其他任何相关的实施例中。
第一预定频率在数值上基本等于被定时逻辑电路控制的多个开关单元以及对应的多个旁路回路或者多个部分的LED阵列的交替/轮换导通的频率,该第一预定频率可以通过对定时逻辑电路的电路参数的配置而设定。设置第一预定频率较高时,人眼不容易或不能感知到,如大于3125HZ的频闪可能被认为是安全的从而豁免深度的审查,大于音频(约20KHZ)的交替/轮换可以避免产生人耳听见的由能量变化引起的噪音,大于40K可以避免对红外设备的干扰等,然而,频率较高,交替/轮换导通的产生的能量变化容易引起不能被接受的电磁干扰,以及相对需要更精密的设计;另外由于芯片的制造工艺不易实现大容量的电容,因而,第一预定频率的设定需要考虑多种因素。一般而言,如果上述第一预定频率位于[4kHz,30kHz]、[50kHz,100kHz],综合性能较好,兼顾了频闪频率、电磁干扰强度、可制造性以及其它多种因素。
可选地,在一些实施例的控制电路中,控制单元还包括定时逻辑电路。电信号测量单元的输出被耦合于定时逻辑电路的输入端,多个开关单元各自的控制端被分别耦合至定时逻辑单元的输出,电信号测量单元被配置为:响应于第一电信号小于第一阈值,输出第一比较信号至定时逻辑电路。定时逻辑电路被配置为,响应于第一比较信号,以第一预定频率循环输出在时间上互补的多个控制信号。多个开关单元可操作以分别根据多个控制信号,以第一预定频率轮换导通;或者说,响应于第一比较信号,以第一预定频率循环产生在时间上互补的多个控制信号,并将该多个控制信号轮流输入多个开关单元(各自)的控制端。其中,第一电信号与脉动直流电压(或脉动直流电和LED阵列的导通压降之差)正相关。
可选地,在一些实施例的控制电路中,电信号测量单元还包括第二比较器。该第二比较器被通过信号处理单元分别耦合至一个或多个开关单元,从而将第二比较器输出的第二比较信号适配于一个或多个开关单元的控制端。该第二比较器的输入端被分别配置为第二电信号和第一阈值。
进一步可选地,电信号测量单元还包括积分单元。第二比较器、积分单元、信号处理单元、一个或多个开关单元被依次连接,由积分单元通过信号处理单元控制一个或多个开关单元各自的导通、截止和电流调节状态的转换。借助于积分单元可以实现一个或多个开关单元在不同的状态之间的渐变转换,从而降低频闪。可选地,在一些实施例的控制电路中,电信号测量单元还包括第一比较器。第二比较器、积分单元、第一比较器被依次连接,该第一比较器的输出端被耦合至一个或多个开关单元的控制端,例如被直接耦合至一个或多个开关单元的控制端,或者通过信号处理单元间接地耦合至一个或多个开关单元的控制端,并通过该信号处理单元将由第一比较器输出的分别针对一个或多个开关单元的控制信号,对应地传输至,或分配至,多个开关单元各自的控制端。
可选地,在一些实施例的控制电路中,信号处理单元还包括定时逻辑电路。电信号测量单元产生的第一比较信号被输入定时逻辑电路,多个开关单元各自的控制端被分别耦合至定时逻辑单元的输出,电信号测量单元被配置为:响应于第一电信号小于第一阈值,第一比较信号被输入定时逻辑电路。定时逻辑电路被配置为,响应于第一比较信号,以第一预定频率循环输出在时间上互补的多个控制信号。多个开关单元可操作以分别根据多个控制信号,以第一预定频率轮换导通;或者说,响应于第一比较信号,以第一预定频率循环产生在时间上互补的多个控制信号,并将该 多个控制信号轮流输入多个开关单元(各自)的控制端。其中,第一电信号与脉动直流电压(或脉动直流电和LED阵列的导通压降之差)正相关。
第二比较器被配置为接收第二电信号和第一阈值,并输出比较结果至积分单元。
第一比较器被配置为比较第一电信号和积分单元的输出。
其中,第二电信号反映:脉动直流电压最小值,或者,脉动直流电压与LED阵列所承受的电压之差的最小值。至少一个电信号包括第一电信号和第二电信号。可选地,第一电信号可以是一个瞬时值,用于实时反映脉动直流电压、第二电信号,可以是仅反映脉动直流电压的最小值。该第二电信号可基于第一电信号而被获取(derived from)。
备选地,在一些实施例的控制电路中,电信号测量单元的输入端被耦合于控制电路(以内或以外的某个位置)以获取反映脉动直流电压特征,该特征可以为脉动直流电压的i)最大值、ii)最小值、iii)平均值或iiii)有效值中至少一个。
电信号测量单元的输出端被耦合于m个开关单元的控制端。假定当脉动直流电压的最小值高于导通阈值,脉动直流电压在全周期内足以导通n个LED阵列中的p个LED阵列,而此时,m个开关单元中存在y个开关单元受控于控制单元而保持导通从而允许(enable)n个LED阵列中的p个LED阵列被导通点亮,如果y=0,意味着全部m个开关单元均截止,以及对应地全部n个LED阵列均被点亮。控制单元被配置为:响应于至少一个电信号指示脉动直流电压的最小值降至导通阈值以下,在脉动直流电压的全周期内保持导通m个开关单元中z个开关单元。
在一些实施例的控制电路中,m个开关单元中z个开关单元被保持导通,以使得脉动直流电压的最小值足以点亮n个LED阵列中q个LED阵列,q是位于导通阈值以下的脉动直流电压的最小值在n个LED阵列中所能点亮的LED阵列的最大数量;或者串联的q个LED阵列的导通压降是当前的脉动直流电压(在全周期内)在n个LED阵列中所能导通的所有LED阵列的组合中最大者。以及m个开关单元中y个开关单元被保持导通,q≤p≤n,可选地0≤y≤z≤m。当然,有些情况下,z也可能大于y,这取决于z个开关单元中浮地开关和共地开关在控制电路中的连接位置。但z个开关单元被导通,相比于y个开关单元被导通,会导致更多的LED阵列被旁路以适应最小值逐渐降低的脉动直流电压。
具体地,在一些实施例中,假定x=0,m=1,n=2,q=1,p=2,y=0。当控制电路被用于/应用至n个LED阵列时,脉动直流电压的正极性端、n个LED阵列中第一LED阵列、第二LED阵列依次连接以构成串联回路。m个开关单元中第二开关单元被跨接于下述1)和2)之间:1)第一LED阵列和第二LED阵列的连接点,与2)脉动直流电压的负极性端。从而,响应于至少一个电信号指示脉动直流电压的最小值降至导通阈值以下,在脉动直流电压的全周期内保持导通第二开关单元,籍此,在后续的脉动直流电压的每个脉动周期的全周期内,第一LED阵列被单独点亮而第二LED阵列不被点亮。根据电路结构、各个LED阵列的导通压降的数值等,导通阈值可能包括多个具体数值,例如在本实施例中是全亮阈值。而此处,锁定第一LED阵列单独点亮的状态可能持续至少一个脉动周期,直至脉动电压的最小值在几个脉动周期内又发生一定程度的升降变化而再次穿越了导通阈值中的一些阈值或者电压区间。
可选地,在本发明另一实施例的控制电路中,电信号测量单元被耦合于控制电路以获取反映脉动直流电压特征的至少一个电信号。该至少一个电信号,例如可以包括第二电信号和第一电信号两者中至少一个。第二电信号用于反映脉动直流电压的最小值或者波谷部分的电压值,第一电信号用于反映脉动直流电压或n个LED阵列所承受的电压。
电信号测量单元分别耦合于m个开关单元中一个或多个的控制端。电信号测量单元被配置为:根据至少一个电信号判断直流电源的输出电压(例如,在该输出电压的波谷位置附近)是否足以导通n个LED阵列。
控制单元被配置为,响应于至少一个电信号反映直流电源的输出电压不足以导通n个LED阵列,则控制m个开关单元以保持第一部分LED阵列在直流电源的至少一个脉动周期内全周期导通。从而,在该至少一个脉动周期内,可以稳定点亮这部分LED阵列而不再因LED阵列(低频)切换带来的频闪。
可选地,在本发明的一个实施例的控制电路中,电信号测量单元还包括第二比较器,该第二比 较器的输出端分别耦合于m个开关单元或其中一部分的开关单元;第二比较器被配置为接收第二电信号和第一阈值并输出针对二者的比较结果。
可选地,在本发明的一个实施例的控制电路中,直流电源输出脉动电压,控制单元被配置为,响应于第二电信号反映脉动电压,例如波谷部分,不足以导通n个LED阵列,则通过多个脉动周期,将i)n个LED全部导通逐步转换为ii)第一部分LED阵列被单独导通,该逐步转换的过程是平滑、平缓的,前者逐渐减弱(fade out),后者逐渐增强(fade in)从而使光通量不发生突然性变化。
可选地,在本发明的一个实施例的控制电路中,电信号测量单元还包括积分单元,连接于第二比较器和m个开关单元之间。该积分单元,可操作以根据第二比较器的输出,在多个脉动周期中,控制第一部分LED阵列中电流的平均值和n个LED阵列中电流的平均值,分别逐周期增加和减小。此处的平均值的变化,可以体现为,第一部分LED阵列或者n个LED阵列中的电流的占空比的变化。在积分单元的作用下,通过多个周期的转换之后,n个LED阵列全部导通的状态在每个脉动周期的占空比逐渐变为零,而第一部分LED阵列被单独导通的状态在每个脉动周期中的占空比为100%,即占据每个脉动周期的全部时间。
可选地,在本发明的一个实施例的控制电路中,电信号测量单元还包括第一比较器,被连接于积分单元和m个开关单元之间。控制单元还包括信号处理单元,该信号处理单元分别连接于m个开关单元的控制端,将来自第一比较器等电路模块的信号传输至,或者经过该信号处理单元的进一步的处理后,分别传输至m个开关单元的控制端。第一比较器被配置为接收第一电信号和积分单元的输出。该积分单元的输出可以具有周期性变化的幅值,例如锯齿波。可选地,在本发明的一个实施例的控制电路中,信号处理单元包括定时逻辑电路,被连接至m个开关单元的控制端和第一比较器的输出端之间,从而,如果第一比较器的输出为高电平,这代表积分单元的输出大于第一电信号,则响应于这个高电平的输出,定时逻辑电路以第一预定频率向至少部分的m个开关单元循环输出在时间上互补的控制信号。从而控制n个LED阵列中多个部分的LED阵列循环点亮。例如,在控制电路内部,定时逻辑电路向i)与第一部分LED阵列中至少一个相对应的开关单元,和2)与n个LED阵列中第二部分LED阵列相对应的开关单元交替发送在时间上互补的控制信号,以控制相关的开关单元的导通截止状态。
可选地,在一些实施例的控制电路中,电信号测量单元、积分单元、m个开关单元被依次耦合,从而,通过积分单元及其与电信号测量单元和开关单元的配合,控制单元可操作以:响应于至少一个电信号指示脉动直流电压的最小值降至导通阈值以下,通过多个脉动周期,将y个开关单元被保持导通的第一锁定状态,逐步切换/转换至z个开关单元被保持导通的第二锁定状态。
可选地,在一些实施例的控制电路中,其中,第一锁定状态到第二锁定状态的转换/切换/过渡过程进一步包括协调z个开关单元中电流与y个开关单元中电流反向变化:
协调i)z个开关单元中电流或其平均值在多个周期中递增,以及ii)y个开关单元中电流或其平均值在多个脉动周期中同步地递减。
可选地,在一些实施例的控制电路中,协调z个开关单元中电流与y个开关单元中电流反向变化进一步包括:
在多个脉动周期内,逐周期递减地调节y个开关单元中导通电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐周期递增地调节z个开关单元导通电流的占空比/幅值。
可选地,z个开关单元,至少部分地选自x个开关单元。或者,z个开关单元,包括x个开关单元中至少一个。优选地,除了至少一个浮地开关之外,z个开关单元还包括m-x个开关单元中的至少一个。
在一些实施例的控制电路中,电信号测量单元、定时逻辑电路、m个开关单元依次耦合,从而,通过定时逻辑电路及其与电信号测量单元和m个开关单元的配合,控制单元可操作以:响应于至少一个电信号指示脉动直流电压的最小值降至导通阈值以下,通过定时逻辑电路以第一预定频率循环输出的在时间上互补的控制信号,在m个开关单元中动态选择/配置z个开关单元并进行导通。以使得虽然在整体上,以第一预定频率循环的控制信号所作用的开关单元的数量多于z个,但每个瞬时被导通的开关单元的数量保持为z个。这使得虽然由于脉动直流电压降低导致可能最多只 能导通q个LED阵列,但实际可用于释放光通量的LED阵列数量大于q个,如果电压降低不多,且对z个开关单元进行合适的配置,则n个LED阵列可全部保持对外释放光通量,改善了照明性能。
具体地,在一些实施例中,被控制电路所驱动的n个LED阵列还包括第三LED阵列,被串联于由第一LED阵列、第二LED阵列和直流电源所构成的串联回路之中。m个开关单元还包括第一开关单元。当控制电路被应用至串联回路中的第一LED阵列、第二LED阵列和第三LED阵列时,第一开关单元将对应于第一LED阵列,并与该第一LED阵列并联。从而,响应于至少一个电信号指示脉动直流电压的最小值降至全亮阈值以下(例如不足以同时导通第一LED阵列和第二LED阵列,但可以单独导通两者之一。),通过定时逻辑电路以第一预定频率分别向第一LED阵列和第二LED阵列的控制端交替输出的在时间上互补的控制信号,从而使第一LED阵列和第二LED阵列以第一预定频率交替点亮。另外,由于第三LED阵列未被任何开关单元所旁路,可以处于常亮的状态。
应当注意,本实施例中定时逻辑电路与开关单元(或其控制端)之间的耦合、积分单元与开关单元(或其控制端)之间的耦合,以及其他实施例中的多个模块/单元/组件之间的耦合,均不限于直接的电连接/电耦合,也可以通过其他间接的连接手段形成耦合,他处不再赘述。
此处,上述这些对控制单元中的电信号测量单元、定时逻辑电路、定时器和触发器的示例性结构,也可适用于本发明其他相关的实施例中。
可选地,在一些实施例的控制电路中,其中,控制单元还被配置为:i)响应于第一电信号的最低值相对于第一阈值的变化/升降,在第一电信号的连续的多个脉动周期内,逐步地进行串联回路和多个旁路回路之间的切换;或者ii)响应于第一电信号的最低值跨越第一阈值的变化,将串联回路和多个旁路回路之间的切换,通过第一电信号的连续的多个脉动周期逐步地完成。
可选地,第一电信号的最低值对第一阈值的变化的响应可以采用迟滞方式,以形成不同程度的“非及时响应”,从而忽略电能的突然变化。
可选地,在一些实施例的控制电路中,控制单元还被配置为:A)在串联回路和轮换导通的多个旁路回路之间的切换中,通过多个脉动周期,逐渐调整i)轮换导通的多个旁路回路的持续时间与ii)串联回路的持续时间的相对比例;或者,B)在串联回路和轮换导通的多个旁路回路之间的切换中,逐渐调整a)轮换导通的多个旁路回路中的电流与b)串联回路中的电流,在各个脉动周期中的占空比/数值/平均值。
可选地,在一些实施例的控制电路中,其中,第一电信号与脉动直流电压正相关;以及,控制单元还被配置为:在多个脉动周期中第一电信号的最大值或其邻域内,导通串联回路;当串联回路被截止,轮换导通多个旁路回路;其中,i)串联回路中的电流,与ii)多个旁路回路中的电流,在时域或者脉冲波形上互补。
可选地,在一些实施例的控制电路中,控制单元还被配置为:
i)协调多个旁路回路中的电流在各个多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递减,同步地,串联回路中的电流在各个多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递增;或者
ii)协调多个旁路回路中的电流在各个多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递增,同步地,串联回路的电流在各个多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递减;或者
iii)在多个脉动周期中,协调多个旁路回路中的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递减,同步地,串联回路中的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递增;或者
iiii)在多个脉动周期中,协调多个旁路回路中的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递增,同步地,串联回路中的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递减。
可选地,在一些实施例的控制电路中,多个旁路回路中的LED阵列具有或不具有交集,并具有相同的导通压降。
可选地,在一些实施例的控制电路中,多个旁路回路,分别被配置为具有第一电信号的最低值所对应的脉动直流电压在n个LED阵列中所能导通的最大数量或次大数量。轮换导通的多个旁路回路中的LED阵列的并集含盖n个LED阵列中n或n-1个,其中,多个脉动周期包括3-1000中任意数量的脉动周期,或者,多个脉动周期持续1ms~1000ms。
可选地,在一些实施例的控制电路中,控制单元还包括:互相耦合的定时器和积分单元;控 制单元还被配置为:a)至少部分地根据来自定时器的定时信号,通过积分单元调整全亮阈值在多个脉动周期内递增/递减;以及,b)至少部分地根据递增/递减的全亮阈值触发串联回路和多个旁路回路之间的切换。
可选地,在一些实施例的控制电路中,控制单元还包括第一比较器,与积分单元相耦合;第一比较器根据积分单元的输入和第一电信号,触发i)串联回路和多个旁路回路之间的切换,或者,ii)m-x个开关单元和限流器件的导通或截止。
可选地,在一些实施例的控制电路中,控制单元还被配置为:1)在串联回路和轮换导通的多个旁路回路之间的切换中,通过多个脉动周期,逐渐调整i)轮换导通的多个旁路回路的持续时间与ii)串联回路的持续时间的相对比例。或者,控制单元还被配置为:2)在串联回路和轮换导通的多个旁路回路之间的切换中,逐渐调整a)轮换导通的多个旁路回路中的电流与b)串联回路中的电流,在各个脉动周期中的占空比/数值/平均值。
可选地,在一些实施例的控制电路中,其中,控制单元还被配置为:响应于第一电信号的最低值相对于第一阈值的波动/升降,在第一电信号的连续的多个脉动周期内,逐步地进行串联回路和旁路回路之间的切换。备选地,控制单元还被配置为:响应于第一电信号的最低值跨越第一阈值的变化,将串联回路和旁路回路之间的切换,通过第一电信号的连续的多个脉动周期逐步地完成。
可选地,在一些实施例的控制电路中,控制单元还被配置为:在串联回路和旁路回路之间的切换中,通过多个脉动周期,逐渐调整i)轮换导通的旁路回路的持续时间,与ii)串联回路的持续时间的相对比例。或者,控制单元还被配置为:在串联回路和轮换导通的旁路回路之间的切换中,逐渐调整a)轮换导通的旁路回路中的电流与b)串联回路中的电流,在各个脉动周期中的占空比/数值/平均值。
可选地,在一些实施例的控制电路中,第一电信号与脉动直流电压正相关;以及,控制单元还被配置为:在多个脉动周期中第一电信号的最大值或其邻域内,导通串联回路;当串联回路被截止,则导通旁路回路;其中,i)串联回路中的电流,与ii)旁路回路中的电流,在时域或者脉冲波形上互补。
可选地,在一些实施例的控制电路中,控制单元还被配置为:
i)协调旁路回路中的电流在各个多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递减,同步地,串联回路中的电流在各个多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递增;或者
ii)协调旁路回路中的电流在各个多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递增,同步地,串联回路的电流在各个多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递减;或者
iii)在多个脉动周期中,协调旁路回路中的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递减,同步地,串联回路中的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递增;或者
iiii)在多个脉动周期中,协调旁路回路中的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递增,同步地,串联回路中的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递减。
可选地,在一些实施例的控制电路中,旁路回路,被配置为具有第一电信号的最低值所对应的脉动直流电压在n个LED阵列中所能导通的最大数量或次大数量。
在本发明的一个实施例中,还提出了一种照明装置,包括本申请中任一实施例的控制电路,该控制电路可以被集成为芯片或集成电路;以及,还包括从外围被耦合至芯片或集成电路的n个LED阵列。
可选地,一些实施例中的照明装置,还包括第一电阻,被通过电流编程接口连接至第一开关单元及其所在的旁路电路/回路。
可选地,一些实施例中的照明装置,还包括直流电源,该直流电源包括整流电路,被配置为接收输入电能,例如市电或其它交流电,并将该输入电能进行整流以输出至n个LED阵列。
可选地,电信号测量单元包括电压检测电路,被并联于述整流电路的输出或者n个LED阵列以通过对应的电压信号检测第一电信号;或者,电信号测量单元被串联于至少部分的n个LED阵列和/或m个开关单元或限流器件,以通过对应的电流信号检测第一电信号。
可选地,在通过旁路回路中的线性电流源/开关单元对旁路回路中的LED阵列进行电流调节时,可以将电流与旁路回路中的n个LED阵列的导通压降反方向或者呈负相关地调节,即,随n个LED阵列的导通压降的降低而提升旁路回路中的电流值,从而保持旁路回路中的LED阵列的功率,或者光输出/光通量基本恒定,换言之,通过调节n个LED阵列的电流,基本补偿n个LED阵列因直流电源的电压下降而造成的功率、光输出/光通量的下降。
可选地,一些实施例中的照明装置中,m个开关单元中的至少一个开关单元和/或限流器件被配置作为电压检测电路的一部分。
可选地,一些实施例中的照明装置中,直流电源的输出端跨接电解电容,在一定程度上可以储存电能,数值例如可以是:几μF~几十μF。如再配置以适当的共地开关单元和浮地开关单元以及电流调节方法,即便外部直流电源(例如市电)的电压过零点的极限情况下,一般也不会导致所有的LED组全部熄灭,这会在更大程度上降低频闪。
可选地,一些实施例中的照明装置中,n≥2,n个LED阵列中至少两者的导通压降相同,可通过m个开关单元中对应的开关单元轮换/轮流(polling)导通。
可选地,一些实施例中的照明装置中,未与m个开关单元耦合的n-m个LED阵列中至少部分,被沿电流方向串联在m个LED阵列之前/上游。即,当m小于n,开关单元和LED阵列分别为NPN或者N型,n个LED阵列中不可被m个开关所旁路的部分LED,则在(主)回路中被串联于更靠近电源正极性输出端的位置,因其不可旁路,所以一般会处于常亮的状态,可以提升整个回路的能量转换效率。另外,在一些实施例中,开关单元或限流器件可操作以对流经其中的电流进行调节,或也可称为电流源。
可选地,一些实施例中的照明装置中,可被第一部分开关单元旁路的LED阵列和可被第二部分开关单元旁路的LED阵列具有相同的导通压降。对应地,在第一部分开关单元和第二部分开关单元切换过程中,两条旁路的电流可以保持数值基本相同,即可维持照明装置的功率不变。这不会在切换时因大幅调整电流而产生噪声,降低了对驱动电路的设计要求。
可选地,一些实施例中的照明装置中,未与m个开关单元耦合的n-m个LED阵列,被与直流电源串联,以使其n-m个LED阵列至少部分地免于被m个开关单元或m-x个开关单元所旁路。
可选地,一些实施例中的照明装置中,n-m个LED阵列在串联回路中位于直流电源与m-x个开关单元之间。
在本发明的一个实施例中,还提出了一种用于LED阵列的控制方法,用于驱动由直流电源供电的n个LED阵列,包括:
当直流电源低至不足以导通n个LED阵列时,选择性地旁路n个LED阵列以适应直流电源;其中,选择性的旁路可以为至少部分的n个LED阵列建立至少一条旁路回路。
当直流电源足以导通n个LED阵列,取消针对n个LED阵列的选择性的旁路以建立包括直流电源和全部的n个LED阵列的第一回路。
可选地,选择性地旁路n个LED阵列中至少一个LED阵列以适应直流电源的步骤还包括以下步骤A)、B)中的至少一个:
A)为n个LED阵列中的第一部分LED阵列建立分别跨接于第一部分LED阵列中每一个LED阵列的旁路。
B)为n个LED阵列中第二部分LED阵列建立跨接于第二部分LED阵列的旁路,以整体地绕过第二部分LED阵列环回直流电源。
备选地,选择性地旁路n个LED阵列以适应直流电源的步骤还可以包括以下步骤a)、b)中的至少一个:
a)将n个LED阵列中的第一部分LED阵列中的每一个分别旁路。
b)将位于串联的n个LED阵列的一侧的第二部分LED阵列整体旁路以允许n个LED阵列中除第二部分LED阵列外的其它LED阵列和直流电源建立闭合回路。
其中,至少一个旁路回路包括两种类型的旁路回路:第一型旁路回路、第二型旁路回路。用于旁路第一部分LED阵列的旁路回路,属于第一型旁路回路,或称为浮地回路。可选地,该用于 旁路第二部分LED阵列的旁路回路,属于第二型旁路回路,或称为共地回路。
可选地,一些实施例的LED阵列的控制方法,还包括步骤:通过例如至少一个旁路回路中的电流源等,协调流经至少部分的n个LED阵列的电流,以使得n个LED阵列的功率值保持于第一功率值的邻域。该第一功率值的邻域也是第一回路/主回路在工作过程中所保持的功率范围,从而,主回路和旁路回路互相切换,基本不影响LED阵列的功率或光通量。
此处,应当理解:LED的光通量和LED的功率是具有较强的相关性,通过控制LED的功率基本恒定,有助于控制n个LED阵列的光通量输出基本恒定。
对应地,在一些实施例的LED阵列的控制方法中,还可以包括步骤:
将n个LED阵列的位于第一功率值的邻域内的功率,转换为通过n个LED阵列发射的位于第一光通量值的邻域内的光通量/流明。
可选地,第一光通量的邻域、第一功率值的邻域可以设定比较小,例如,在LED阵列的某个正常工作的功率值/流明值的±5%或2%甚至更小的范围内,从而实现在一定程度上的恒功率、恒流明。
可选地,在一些实施例的LED阵列的控制方法中,协调电流的步骤还包括:关联地或协同地调节第一回路的电流和选择性的旁路LED阵列形成的至少一个旁路回路中电流,以使得在第一回路和至少一个旁路回路被建立的过程中,n个LED阵列的功率均保持于第一功率值的邻域第一功率值。
可选地,在一些实施例的LED阵列的控制方法中,直流电源输出脉动直流电压,调节电流的步骤还包括下述三个步骤中至少一个:
i)调节第一回路中电流,与脉动直流电压或该脉动直流电压的平均值呈负相关变化。
ii)分别调节至少一个旁路回路中的每一个旁路回路的电流和该旁路回路中的LED阵列的导通压降呈负相关/反方向/反比例地变化。
iii)如n个LED阵列中至少一个被旁路,调节流经旁路回路中的电流至大于n个LED阵列均导通时的第一回路中的电流。
可选地,一些实施例的LED阵列的控制方法,还包括:
S-1)响应于直流电源的电压围绕全亮阈值波动,或随直流电源的输出电压围绕全亮阈值波动,在第一回路和至少一个旁路回路之间切换。
S-2)协调第一回路的电流和至少一个旁路回路的电流,以使得n个LED阵列的功率保持在第一功率值的邻域内。
可选地,步骤S-2)进一步包括:
S-2-1)响应于第一回路切换为第一型旁路回路,将第一型旁路回路中的电流,调节为大于第一回路的电流,以使得在第一回路到第一型旁路回路的切换过程的前后(或还包括切换过程中),n个LED阵列的功率保持于第一功率值的邻域之内;其中,第一型旁路回路对应于第一部分LED阵列,或者用于以第一种方式旁路第一部分LED阵列;或
S-2-2)响应于第一回路切换为第二型旁路回路,将第二型旁路回路中的电流,调节为大于第一回路的电流,以使得在第一回路到第二型旁路回路的切换过程之前、之后(或还包括切换过程中,例如切换的过渡过程),n个LED阵列的功率保持在第一功率值的邻域之内;其中,第二型旁路回路对应于第二部分LED阵列,或者用于以第二种方式旁路第二部分LED阵列;或
S-2-3)响应于第一回路切换为第三型旁路回路,将第三型旁路回路中的电流,调节为大于第一回路的电流,以使得在第一回路到第三型旁路回路的之前、之后(或还包括切换过程中,例如切换的过渡过程),n个LED阵列的功率保持在第一功率值的邻域之内;其中,第三型旁路回路对应第一部分LED阵列和第二部分LED阵列,或者用于以第三种方式同步地旁路第一部分LED阵列和第二部分LED阵列。
可选地,第一部分LED阵列和第二部分LED阵列可以无交集,也可以存在交集。
步骤S-1)还包括:
响应于直流电源的电压低于全亮阈值,导通至少一个旁路回路,以点亮直流电源的电压在n 个LED阵列中能够点亮的最大数量或次大数量的LED阵列。这在最大程度地利用直流电源的电压的同时,也可以尽量使更少数量的LED阵列熄灭。
可选地,一些实施例的LED阵列的控制方法还包括如下两个步骤之一:
I)响应于第一回路切换为第一型旁路回路、第二型旁路回路或者第三型旁路回路三者之一,交替导通第一型旁路回路、第二型旁路回路、第三型旁路回路三者中至少两个。或者
II)当直流电源的电压低于全亮阈值,交替导通第一型旁路回路、第二型旁路回路、第三型旁路回路三者中至少两个。
可选地,一些实施例的LED阵列的控制方法还包括以下3个步骤中的一个或多个:
1)响应于第一回路切换为第一型旁路回路,交替导通多个第一型旁路回路;或者
2)响应于第一回路切换为第二型旁路回路,交替导通多个第二型旁路回路;或者
3)响应于第一回路切换为第三型旁路回路,交替导通多个第三型旁路回路;
可选地,一些实施例的LED阵列的控制方法,交替导通的步骤还包括以下步骤中任一个:步骤i)协调(coordinate)第一型旁路回路、第二型旁路回路、第三型旁路回路中至少两者的电流,以使得在交替导通的过程中,n个LED阵列的功率被保持于第一功率值的邻域内;或者,步骤ii)协调a)多个第一型旁路回路、b)多个第二型旁路回路、c)多个第三型旁路回路,三者中任一个的电流,以使得在交替导通的过程中,n个LED阵列的功率被保持于第一功率值的邻域内。
可选地,一些实施例的LED阵列的控制方法,电流协调的步骤还包括:
步骤AA),在从第一型旁路回路至第二型旁路回路的切换过程中,动态地控制第一型旁路回路中的电流随第二型旁路回路中的电流增大而同步地减小,以使第一型旁路回路中功率的下降被第二型旁路回路中功率的增加所补偿/抵消,以及
步骤BB),在从第二型旁路回路至第一型旁路回路的切换过程中,动态地控制第二型旁路回路中的电流随第一型旁路回路中的电流增大而同步地减小,以使第二型旁路回路中功率的下降被第一型旁路回路中功率的增加所补偿/抵消。
步骤CC),在从第一回路至一个旁路回路的切换过程中,动态地控制该旁路回路中的电流随第一回路中的电流减小而同步地增加,以使第一回路中功率的下降被该旁路回路中功率的增加所补偿/抵消,以及
步骤DD),在从一个旁路回路至第一回路的切换过程中,动态地控制该旁路回路中的电流随第一回路中的电流增大而同步地减小,以使该旁路回路中功率的下降被第一回路中功率的增加所补偿/抵消。
可选地,一些实施例的LED阵列的控制方法,还包括:
步骤EE)在从第二型旁路回路切换至第一型旁路回路的过渡过程中,在第二型旁路回路中电流相对于过渡过程开始之前的下降幅度超过预设幅值之前,控制第一型旁路回路中电流同步增大。和/或
在从第一型旁路回路切换至第二型旁路回路的过渡过程中,在第一型旁路回路中电流相对于过渡过程开始之前的下降幅度超过预设幅值之前,控制第二型旁路回路中电流同步增大。
步骤FF)在从第一回路切换至一个旁路回路的过渡过程中,在第一回路中电流相对于过渡过程开始之前的下降幅度超过预设幅值之前,控制该旁路回路中电流同步增大。和/或
在从一个旁路回路切换至第一回路的过渡过程中,在第一回路中电流相对于过渡过程开始之前的上升幅度超过预设幅值之前,控制该旁路回路中电流同步减小。
其中,预设幅值可以为0.1%-5%之间任意值,或者3%-10%、0.01%-3%等邻近范围中的任意值,此处的幅值以及本申请中的其他实施例的一些幅值、数据范围,均可以根据相关方法或照明装置、驱动电路的不同应用而有所不同,而不限于在本申请中已被明确提到的数据范围/区间。
可选地,一些实施例的LED阵列的控制方法,交替导通的步骤还包括:
交替导通第一型旁路回路与第二型旁路回路,从而将n个LED阵列的光通量分布于最大的发光面积上;或者
交替导通第一型旁路回路与第二型旁路回路,以在单一的交替导通周期内点亮全部的n个 LED阵列。可选地(optionally),n个LED阵列的所能发光的最大面积可以理解为具有该n个LED阵列的照明装置在额定功率下的正常发光面积。
在本发明的一个实施例中,还提出了一种LED阵列的控制方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的n个LED阵列的驱动电路处,或在具有n个LED阵列的照明装置处:
SA-1):当直流电源的电压高于全亮阈值而足以导通n个LED阵列时,驱动n个LED阵列被点亮;
SA-2):当直流电源低于全亮阈值而不足以导通全部的n个LED阵列时,仅驱动n个LED阵列中部分的LED阵列(例如第一部分LED阵列)被点亮。
在本发明的一个实施例中,还提出了一种LED阵列的控制方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的n个LED阵列的驱动电路处,或在具有n个LED阵列的照明装置处:
SA-1)当直流电源的电压高于全亮阈值而足以导通n个LED阵列时,驱动n个LED阵列被点亮;
SA-2)当直流电源的电压低于全亮阈值而不足以导通n个LED阵列时,驱动n个LED阵列部分地被点亮;或者,响应于直流电源的电压相对于全亮阈值的波动,对应地/交替地点亮n个LED阵列中部分的和全部的n个LED阵列。
在本发明的一个实施例中,还提出了一种LED阵列的控制方法,包括:在用于驱动串联的n个LED阵列的驱动电路处,或在具有n个LED阵列的照明装置处:
SA-1)通过直流电源向n个LED阵列供电;
SA-2)根据直流电源的电压相对于全亮阈值的大小,对应地点亮n个LED阵列中部分的和全部的n个LED阵列;或者,响应于直流电源的电压低于/高于全亮阈值,对应地/分别点亮n个LED阵列中部分的或全部的n个LED阵列。
在本发明的一个实施例中,还提出了一种LED阵列的控制方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的n个LED阵列的驱动电路处,或在具有n个LED阵列的照明装置处:
SA-1):检测直流电源的电压;其中,高于全亮阈值的直流电源的电压足以导通n个LED阵列,低于全亮阈值的直流电源的电压不足以导通全部的n个LED阵列;
SA-2)响应于/随直流电源的电压相对于全亮阈值的变化,分别点亮n个LED阵列中部分的或全部的n个LED阵列。
可选地,对直流电源的电压的检测,可以通过获取与直流电源的电压成比例或正相关/负相关的电信号来进行,而不限于直接测量直流电源的电压的数值。详见其他相关实施例中描述,此处不赘述。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,步骤SA-2)或相似的步骤,还可以包括子步骤:
SA-2-1)与n个LED阵列的导通压降基本呈反方向地/负相关地调节流经n个LED阵列的电流,以使n个LED阵列的功率保持于第一功率值的邻域内。此处,n个LED阵列可以是全部导通的,也可是仅有其中部分的LED阵列被导通。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法或者其中的步骤SA-2-1)或相似的步骤还可以包括子步骤:
SA-2-1-1.协调i)当n个LED阵列被全部导通时所流经的电流,和ii)当部分的LED阵列被单独导通时的电流,以使得全部导通的n个LED阵列的功率和被单独导通的部分的LED阵列的功率均保持在第一功率值的邻域内,换言之,使得在由n个LED阵列全部导通到仅导通其中部分的LED的过程中,n个LED阵列的功率保持基本不变。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法或者其中的步骤SA-2-1-1)或相似的步骤还可以包括子步骤:
响应于部分的LED阵列被单独点亮,提升部分的LED阵列中的电流至大于n个LED阵列被全部导通时所流经的电流,以将n个LED阵列的功率保持于第一功率值的邻域内。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法或者其中的步骤SA-2-1-1)或相似的步骤, 还可以包括子步骤:
I)当直流电源的电压高于全亮阈值时,随直流电源的电压的降低而提升n个LED阵列中的电流;随直流电源的电压的升高而减小n个LED阵列中的电流;以及
II)当部分的LED阵列被单独导通或者直流电源的电压低于全亮阈值时,随部分的LED阵列的导通压降的降低而提升部分的LED阵列中的电流;随部分的LED阵列的导通压降的升高而减小部分的LED阵列中的电流;
从而,在直流电源的电压的变化过程中,n个LED阵列的功率被保持在第一功率值的邻域内。
本发明的一个实施例中还提出了一种LED阵列的控制方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的互相耦合的n个LED阵列的驱动电路处:
SA-1):响应于/如果直流电源的输出电压高于或等于导通阈值,驱动点亮i)全部的n个LED阵列,或ii)n个LED阵列中的第一组至少一个部分LED阵列之一(one of a first at least one portion of the n LED array);
SA-2):响应于/如果直流电源的输出电压低于导通阈值,仅驱动点亮n个LED阵列中第二组至少一个部分LED阵列之一(one of a second at least one portion of the n LED array)。
本发明的一个实施例中还提出了一种LED阵列的控制方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的互相耦合的n个LED阵列的驱动电路处:
SA-1):响应于/如果直流电源的输出电压高于或等于导通阈值,驱动点亮i)全部n个LED阵列,或ii)n个LED阵列中的第一组至少一个部分LED阵列之一;
SA-2):响应于/如果直流电源的输出电压低于导通阈值,驱动点亮n个LED阵列中第二组至少一个部分LED阵列之一。
可选地,在一些实施例中,第一组至少一个部分LED阵列中每/任一部分中的LED阵列的数量,大于/等于第二组至少一个部分LED阵列中每/任一部分中的LED阵列的数量;和/或
第一组至少一个部分LED阵列中每/任一部分中的LED阵列的导通压降,大于/等于第二组至少一个部分LED阵列中每/任一部分中的LED阵列的导通压降。
可选地,在一些实施例中,第二组至少一个部分LED阵列之一,在第二组至少一个部分LED阵列中具有最多/次多数量或最大/次大的导通压降。
可选地,在一些实施例中,导通阈值可以根据驱动电路的不同运行状态、直流电源的不同的配置而取不同的具体数值,例如阈值A(70伏特)、阈值B(180伏特)等等。导通阈值可以包括全亮阈值(例如,215伏特)。
本发明的一个实施例中还提出了一种LED阵列的控制方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的n个LED阵列的驱动电路处:
SA-1):响应于/如果直流电源的输出电压高于或等于导通阈值,驱动点亮n个LED阵列中p个LED阵列;
SA-2):响应于/如果直流电源的输出电压低于导通阈值,驱动点亮n个LED阵列中q个LED阵列,其中,p、q均为整数,q≤p≤n。
此处,n个LED阵列彼此之间在发光方面具有一定的关联/协同关系,它们之间可能是互相耦合的,例如至少部分地互相串联、部分地串联、至少部分地并联、部分地并联、串并联耦合,等等。LED阵列之间的具体的连接方式并不构成对本发明的方法类实施例的限制。本发明的实施例的控制方法、驱动方法等,可以适用于任何的关联发光的LED阵列、LED阵列组。此处,对该实施例的方法的广泛适用性的陈述,也适用于本发明的其他一些方法实施例,他处或不再赘述。
应当理解:在步骤SA-2)或类似步骤中,驱动点亮q个LED阵列意味着:n个LED阵列中的其他n-q个被熄灭/旁路。其中,p个LED阵列、q个LED阵列,均为n个LED阵列的一个真子集。p个LED阵列、q个LED阵列被从n个LED阵列中选取,可以是n个LED阵列中的一个固定的/确定的LED阵列组合,也可以是不确定的、不固定的,或者说是从n个LED阵列中动态选择/动态配置的p个和q个LED阵列、在n个LED阵列中动态轮换的p个或q个。例如:n=3,q=2,n个LED阵列包括[A1,A2,A3],在上一时刻q个LED阵列可以为[A1,A2],而在下一时刻q个LED 阵列可以为[A1,A3]。可以理解:在直流电源的输出时段的同一时刻,只有3个LED阵列中的一部分,即2个LED,被耦合于控制电路,从而足以被直流电源所导通。
此处,应当注意:本发明的一些实施例的控制方法、驱动电路或控制电路中,更多地从驱动点亮q个LED阵列的角度进行多样化的说明,当然,也可以从另外的n-q个被熄灭的LED阵列的角度,对相关的控制方法、驱动电路以及控制电路进行描述,为简要及避免赘述,本申请中并未对这些差异化角度进行同等详细的说明,而仅仅选择其中一两个典型角度进行比较详细的说明。但应当理解,相关的这些实施例均属于本发明的保护范围,也均应视为记载于本申请中。申请人保留对这些更多样的变形例的进行分案、延续申请、部分延续申请的权利。另外,被驱动点亮的q个LED阵列对应着控制电路内部的q个浮地开关单元被截止,或者一定数量的浮地开关单元和共地开关相配合地被切换为截止状态,而被熄灭的n-q个LED阵列对应着控制电路内部的n-q个浮地开关被导通或者一定数量的浮地开关单元和共地开关相配合地被切换为导通状态。而针对相互对应的LED阵列和开关单元的控制方法有着较高的相似性和对应性,本申请有些实施例中,虽然典型地选择了LED阵列被点亮/熄灭的视角进行比较详细的说明,但也已经(隐含)公开了对应的开关单元的运行方式和控制方法。应当理解,相关的这些实施例均属于本发明的保护范围,也均应视为记载于本申请中。申请人保留对这些更多样的变形例的进行分案、延续申请、部分延续申请的权利。
可选地,在一些实施例中,q<p;和/或,p个LED阵列的导通压降大于q个LED阵列的导通压降。
可选地,在一些实施例中,其中,q个LED阵列具有低于导通阈值的直流电源的输出电压在n个LED阵列中所能导通的最大/次大数量。
可选地,在一些实施例中,其中,p个LED阵列具有当直流电源的输出电压高于导通阈值时,在n个LED阵列中所能导通的最大/次大数量。
可选地,在一些实施例中,导通阈值包括全亮阈值,直流电源的输出电压高于全亮阈值则足以导通全部n个LED阵列。
本发明的一个实施例中还提出了一种LED阵列的控制方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的互相耦合的n个LED阵列的驱动电路处:
SA-1):响应于/如果直流电源的输出电压高于或等于导通阈值,驱动点亮i)全部n个LED阵列,或ii)n个LED阵列中的更大(greater/larger)部分LED阵列;
SA-2):响应于/如果直流电源的输出电压低于导通阈值,驱动点亮n个LED阵列中更少部分LED阵列。
本发明的一个实施例中还提出了一种LED阵列的控制方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的互相耦合的n个LED阵列的驱动电路处:
SA-1):响应于/如果直流电源的输出电压高于或等于导通阈值,驱动点亮i)全部n个LED阵列,或ii)n个LED阵列中的更大部分LED阵列;
SA-2):响应于/如果直流电源的输出电压低于导通阈值,仅驱动点亮n个LED阵列中更少部分LED阵列。
本发明的一个实施例中还提出了一种LED阵列的控制方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的串联的n个LED阵列的驱动电路处:
SA-1):响应于/如果直流电源的输出电压高于全亮阈值而足以导通n个LED阵列时,驱动n个LED阵列被全部点亮;
SA-2):响应于/如果直流电源的输出电压低于全亮阈值而不足以导通全部的n个LED阵列,仅驱动n个LED阵列的部分的LED阵列被点亮。
可选地,本发明的一些实施例中,直流电源的输出电压的幅值是可变的,这种电压变化可以具有周期性或无周期性。对应地,步骤SA-2)还包括步骤SA-2-NO):响应于直流电源的输出电压的幅值降至全亮阈值以下,仅驱动n个LED阵列中部分LED阵列被点亮。
可选地,本发明的一些实施例中,直流电源输出经整流的脉动直流电压,以及,步骤SA-2)还包括步骤SA-2-NO):响应于脉动直流电压的最低值降至全亮阈值以下,在脉动直流电压的至少一个脉动周期的每一个之中,仅驱动n个LED阵列中部分LED阵列被点亮;
可选地,本发明的一些实施例中,q个LED阵列,或者,部分的LED阵列为n个LED阵列中的第一部分LED阵列,可被脉动直流电压在每一个脉动周期中的最小值电压所导通/点亮。
可选地,本发明的一些实施例中,部分的LED阵列为n个LED阵列中的多个部分的LED阵列,可分别被脉动直流电压,例如在每一个脉动周期中,的最小值电压所导通/点亮。
可选地,本发明的一些实施例中,q个LED阵列为n个LED阵列中被动态轮换的多个部分的LED阵列,可分别被脉动直流电压(在每一个脉动周期中)的最小值电压所导通/点亮。
可选地,本发明的一些实施例中,其中,第一部分LED阵列具有脉动直流电压的脉动周期中最低值电压在n个LED阵列中所能导通的最大数量或次大数量。或者,多个部分LED阵列分别具有脉动直流电压的脉动周期中最低值电压在n个LED阵列中所能导通的最大数量或次大数量。
可选地,本发明的一些实施例中,多个部分LED阵列的并集中的LED阵列的数量为n或n-1。
可选地,本发明的一些实施例还包括步骤:协调i)n个LED阵列被全部导通时的电流,和ii)第一部分LED阵列被单独导通时的电流,以使得n个LED阵列的总功率保持在第一功率值的邻域内。
可选地,本发明的一些实施例中,步骤SA-2-NO)还包括步骤SA-2-NO-c):响应于脉动直流电压的最低值降至全亮阈值以下,在至少一个脉动周期中每一个之内或跨越至少一个脉动周期中一个或多个,以第一预定频率主动地控制多个部分LED阵列循环导通/点亮。
此处,应当注意:可以通过测量脉动直流电压的波谷部分/最低值是否小于全亮阈值,来判断脉动直流电压是否降至全亮阈值以下。具体的检测和判断手段并不构成对本发明的限制,例如,本发明中所有借助脉动直流电压在某个时段之内的最小值而进行的该脉动直流电压相对于全亮阈值变化的判断,均可替代为利用脉动直流电压的(瞬时的/当前的)数值直接地或实时地判断该脉动直流电压相对于全亮阈值变化,类似地,本发明中一些实施例的控制方法也不仅适用于脉动电压,也适用于其他其他形式的可变电压(具有或不具有周期性)。即使对于具有周期性的可变电压,本发明中一些实施例的控制方法中在不同部分的LED阵列之间逐步转换、高频轮换等相关步骤也可以同步或者不同步于直流电源的输出电压的周期而被执行,这也适用于本发明中的其他实施例,不再赘述。其他相关实施例的步骤中也可以基于这个判断结果进行相应的改造。另外,对脉动电压等直流电压是否穿越电压区间或导通阈值的检测和判断也可采用迟滞/滞环的方式。申请人保留对这些更多样的变形例的进行分案、延续申请、部分延续申请的权利。
可选地,本发明的一些实施例中,直流电源的输出电压是可变的,如果输出电压穿越导通阈值,则意味着输出电压从一个电压区间进入另一个电压区间,而这两个电压区间所能导通的LED阵列的组合是不同的,比如两个不同的电压区间分别对应于第一组至少一个LED阵列和第二组至少一个LED阵列,第一组至少一个LED阵列包括第一组LED阵列,第二组至少一个LED阵列包括第二组LED阵列。对应地,步骤SA-2)还包括步骤SA-2-NO-x):响应于输出电压穿越/跨越导通阈值,从驱动第一组LED阵列被点亮,转换为驱动第二组LED阵列被点亮。其中,第二组至LED阵列的数量少于/大于第一组LED阵列的数量,或者,第二组LED阵列的导通压降之和小于/大于第一组LED阵列的导通压降之和。
可选地,上述导通阈值为全亮阈值。输出电压降至全亮阈值以下,进入第一电压区间,而在后续的一段时间内,该输出电压位于全亮阈值以下以及第一旁路阈值以上,这个电压范围或可称为第一电压区间。第一组LED阵列可以包括全部的n个LED阵列,第二组LED阵列包括n个LED阵列中的部分LED阵列。对应地,步骤SA-2-NO-x)还包括步骤SA-2-NO):
响应于输出电压降至全亮阈值以下,仅驱动部分LED阵列被点亮;或者
响应于(直流电源的)输出电压降至第一电压区间以内,在输出电压位于第一电压区间的持续期内,驱动部分LED阵列被单独点亮。
其中,直流电源的输出电压的最低值足以导通的部分LED阵列,或者说,第一电压区间对应部分LED阵列,亦即:部分LED阵列的导通压降基本位于第一电压区间之内。
可选地,本发明的一些实施例中,部分的LED阵列为n个LED阵列中的第一部分LED阵列,以及,位于全亮阈值以下的输出电压,足以导通/点亮第一部分LED阵列;或者说:第一电压区间内电压值,足以导通/点亮第一部分LED阵列。
可选地,本发明的一些实施例中,部分的LED阵列为n个LED阵列中的多个部分的LED阵列,可分别被第一电压区间内电压值或者全亮阈值以下的输出电压所导通/点亮。
可选地,本发明的一些实施例中,第一部分LED阵列具有:第一电压区间内电压值或者全亮阈值以下的输出电压,在n个LED阵列中所能导通的最大数量或次大数量;或者,
多个部分LED阵列分别具有:第一电压区间内电压值或者全亮阈值以下的输出电压在n个LED阵列中所能导通的最大数量或次大数量。
可选地,本发明的一些实施例中,多个部分LED阵列的并集中的LED阵列的数量为n或n-1。
可选地,本发明的一些实施例中,步骤SA-2-NO)还包括步骤SA-2-NO-c):响应于输出电压降至全亮阈值以下,在输出电压位于全亮阈值以下或第一电压区间之内的持续期之中,以第一预定频率控制多个部分LED阵列循环导通/点亮。
可选地,本发明的一些实施例中,步骤SA-2-NO)还包括步骤SA-2-NO-c):响应于输出电压降至全亮阈值以下或第一电压区间以内,在输出电压位于全亮阈值以下或第一电压区间之内的持续期之中,以第一预定频率控制n个LED阵列中的多个部分的LED阵列循环导通/点亮。
可选地,本发明的一些实施例中,多个部分的LED阵列还包括第一部分LED阵列和第二部分LED阵列,以及,步骤SA-2-NO-c)还包括步骤:
响应于输出电压降至全亮阈值以下或第一电压区间以内,在输出电压位于全亮阈值以下或第一电压区间之内的持续期之中,以第一预定频率控制第一部分LED阵列和第二部分LED阵列交替或轮换地导通/点亮。
可选地,一些实施例的方法进一步包括步骤SA-2-NO-cc):响应于直流电源的输出电压跨越导通阈值的变化,通过第一时间段,进行第一组LED阵列和第二组LED阵列之间的转换点亮。
可选地,本发明的一些实施例中,导通阈值为全亮阈值,以及,步骤SA-2-NO-cc)还包括步骤SA-3-NO):响应于直流电源的输出电压跨越全亮阈值的变化,通过第一时间段,进行n个LED阵列和部分LED阵列之间的转换点亮;或者
响应于直流电源的输出电压跨越全亮阈值的变化,在第一时间段内逐步地进行n个LED阵列和部分LED阵列之间的每次转换;或者
响应于直流电源的输出电压跨越全亮阈值的变化,将n个LED阵列和部分LED阵列之间的每次转换通过第一时间段逐步地完成。
其中,该第一时间段具有一定时长,例如0.1至1秒/2秒。
可选地,一些实施例的方法的步骤SA-2-NO-cc)还包括步骤SA-3-NO-bb):在第一组LED阵列和第二组LED阵列之间的转换的过程中,协调第一组LED阵列中的电流(或其平均值)和第二组LED阵列中的电流(或其平均值),在第一时段中反向变化,例如:分别递减和递增。
可选地,本发明的一些实施例中,导通阈值为全亮阈值,以及,步骤SA-3-NO-bb)或SA-3-NO)还包括步骤SA-3-NO-1):
在第一时间段(他处或可简称第一时段)中,协调被全部导通的n个LED阵列中的电流的平均值和被单独导通的部分LED阵列中的电流的平均值,分别递减和递增;或者
协调被全部导通的n个LED阵列中的电流的平均值和被单独导通的部分LED阵列中的电流的平均值,在第一时间段中分别增加和减小;或者
协调被全部导通的n个LED阵列中的电流或其平均值,与被单独导通的部分LED阵列中的电流或其平均值,在第一时间段中分别呈整体上升趋势和整体下降趋势。
可选地,第一时间段被划分为多个时隙,在多个时隙中的每个时隙里,第一组LED阵列和第二组至少一个LED两者被在时间上基本互补地导通,一些实施例的方法的步骤SA-3-NO-bb)还包括步骤SA-3-NO-bb):协调第一组LED阵列被与第二组LED阵列中在多个时隙中被导通的时间的相对比例,分别递减或递增。其中多个时隙可以被均匀划分或不均匀划分。
可选地,本发明的一些实施例中,第一组LED阵列为全部的n个LED阵列,第二组LED阵列为n个LED阵列中的部分LED阵列。步骤SA-3-NO-bb)或步骤SA-3-NO)还包括步骤SA-3-NO-1):
在n个LED阵列和部分LED阵列之间的转换过程中,协调n个LED阵列被全部导通的工作时间与部分LED阵列被单独导通的工作时间的相对比例,在多个时隙中递减或递增;或者
在第一时间段中,协调n个LED阵列被全部导通的持续时间逐时隙递增/递减,以及对应地,部分LED阵列被单独导通的持续时间逐时隙递减/递增;
其中,单独导通的部分LED阵列为第一部分LED阵列或者被轮换导通的多个部分LED阵列中的每一个。
可选地,步骤SA-3-NO-bb)还包括步骤SA-3-NO-bb-2)响应于输出电压降至导通阈值以下或第一电压区间以内,在多个时隙内,逐时隙递减地调节第一组LED阵列被导通状态下的电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐时隙递增地调节第二组LED阵列被导通状态下的电流的占空比/幅值。
响应于输出电压升至导通阈值以上或更高的电压区间以内,在多个时隙内,逐时隙递增地调节第一组LED阵列被导通状态下的电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐时隙递减地调节第二组LED阵列被导通状态下的电流的占空比/幅值。
当然,应当理解:在每个时隙中,第一组LED阵列和第二组LED阵列被互补地导通,当第二组LED阵列被导通时,n个LED中其他LED阵列将不被导通;而当第一组LED阵列被导通时,n个LED中其他LED阵列将不被导通。
可选地,本发明的一些实施例中,步骤SA-3-NO-bb-2)或步骤SA-3-NO-1)还包括以下任一个子步骤:
SA-3-NO-1a)响应于输出电压降至全亮阈值以下,在多个时隙内,逐时隙递减地调节n个LED阵列被全部导通状态下的电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐时隙递增地调节第一部分LED阵列被单独导通状态下的电流的占空比/幅值;或者,
SA-3-NO-1b)响应于输出电压升至全亮阈值以上,在多个时隙内,逐时隙递增地调节n个LED阵列被全部导通状态下的电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐时隙递减地调节第一部分LED阵列被单独导通状态下的电流的占空比/幅值;
SA-3-NO-1c)响应于输出电压降至全亮阈值以下,在多个时隙内,逐时隙递减地调节n个LED阵列被全部导通状态下的电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐时隙递增地调节多个部分LED阵列被轮换导通过程中的电流的占空比/幅值;或者,
SA-3-NO-1d)响应于输出电压升至全亮阈值以上,在多个时隙内,逐时隙递增地调节n个LED阵列被全部导通状态下的电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐时隙递减地调节多个部分LED阵列被轮换导通过程中的电流的占空比/幅值;
其中,多个时隙与至少一个时隙在时域上相邻/对应,以及,n个LED阵列被全部导通状态下的电流和第一部分LED阵列被单独导通状态下的电流在时间/波形上互补,或者,n个LED阵列被全部导通状态下的电流和多个部分LED阵列被轮换导通过程中的电流在时间/波形上互补。
可选地,本发明的一些实施例中,第一预定频率至少部分地提供自定时器/频率发生器,步骤SA-3-NO-bb-2),步骤SA-3-NO-1a)、SA-3-NO-1b)、SA-3-NO-1c)或SA-3-NO-1d)还包括步骤:
根据来自定时器的输入,通过积分单元随输出电压的时隙而递增/递减地调整全亮阈值/导通阈值。
可选地,本发明的一些实施例中,该第一时间段具有一定时长,例如0.05秒至3秒。第一时间段包括5-1000中任意数量的时隙。
可选地,本发明的一些实施例中,步骤SA-2)还包括步骤SA-2-FX):控制第一组LED阵列中的多个部分LED阵列以第一预定频率交替/轮换点亮,和/或,控制第二组LED阵列中的多个部分的LED阵列以第一预定频率交替/轮换点亮。
可选地,本发明的一些实施例中,步骤SA-2)还包括步骤SA-2-F):控制n个LED阵列中的多个部分的LED阵列以第一预定频率交替/轮换点亮。
可选地,本发明的一些实施例中的方法还包括步骤SA-2-F1):保持n个阵列中除被轮换的多 个部分的LED阵列以外的至少一个LED阵列常亮。
可选地,本发明的一些实施例中,多个部分的LED阵列中各部分LED阵列,被配置为具有输出电压在n个LED阵列中所能导通的最大数量或次大数量;
I)多个部分的LED阵列与常亮的至少一个LED阵列的并集,或者,II)多个部分的LED阵列的并集,含盖n个LED阵列中n或n-1个;以及,多个部分的LED阵列具有相同的导通压降。
可选地,本发明的一些实施例的方法,还包括步骤SA-2-F2X):响应于输出电压相对于导通阈值的变化/升降,在第一时间段内,逐步地进行第一组LED阵列和第二组LED阵列之间的转换点亮;或者
响应于输出电压跨越导通阈值的变化,将第一组LED阵列和第二组LED阵列之间的转换导通,通过第一时间段内的多个时隙逐步地完成。
可选地,步骤SA-2-F2X)还包括步骤SA-2-F25X):通过多个时隙,逐渐调整i)n个LED阵列被全部点亮的持续时间的相对比例,与ii)第一组LED阵列中多个部分LED阵列轮换点亮的持续时间;或者,
通过多个时隙,逐渐调整i)第一组LED阵列中多个部分LED阵列轮换点亮的持续时间与ii)第二组LED阵列中多个部分LED阵列轮换点亮的持续时间的相对比例;或者
通过多个时隙,逐渐调整i)用于驱动第一组LED阵列中多个部分LED阵列轮换点亮的电流(或其平均值),与ii)用于驱动第二组LED阵列中多个部分LED阵列轮换点亮的电流(或其平均值)的相对比例。
其中,i)轮换点亮第一组LED阵列中多个部分LED阵列的电流,与ii)轮换点亮第二组LED阵列中多个部分LED阵列的电流,在时域或者脉冲波形上互补。
可选地,上述实施例中的导通阈值为全亮阈值。对应地,相关实施例的方法的步骤SA-2-F2X)还包括步骤SA-2-F2):响应于输出电压相对于全亮阈值的变化/升降,在第一时间段内,逐步地进行n个LED阵列和部分LED阵列之间的转换点亮;或者
响应于输出电压跨越全亮阈值的变化,将n个LED阵列和部分LED阵列之间的转换导通,通过多个时隙逐步地完成。
可选地,本发明的一些实施例中,步骤SA-2-F25X)或步骤SA-2-F2)还包括步骤SA-2-F25):
通过多个时隙,逐渐调整i)部分LED阵列轮换点亮的持续时间与ii)n个LED阵列被全部点亮的持续时间的相对比例;或者,
逐渐调整a)轮换点亮部分LED阵列的电流与b)点亮全部的n个LED阵列的电流,在各个脉动周期中的占空比/数值/平均值。其中,i)轮换点亮部分LED阵列的电流,与ii)点亮全部n个LED阵列的电流,在时域或者脉冲波形上互补。
可选地。一些实施例的方法中的步骤SA-2-F25X)还包括以下至少一个子步骤:
i)协调用于驱动第一组LED阵列中多个部分LED阵列轮换点亮的电流在各个多个时隙中的占空比/数值/平均值递减,同步地,用于驱动第二组LED阵列中多个部分LED阵列轮换点亮电流在各个多个时隙中的占空比/数值/平均值递增;或者
ii)协调用于驱动第一组LED阵列中多个部分LED阵列轮换点亮的电流在各个多个时隙中的占空比/数值/平均值递增,同步地,用于驱动第二组LED阵列中多个部分LED阵列轮换点亮电流在各个多个时隙中的占空比/数值/平均值递减。
iii)(在多个时隙中)协调用于轮换点亮第一组LED阵列中多个部分LED阵列的电流脉冲的脉宽/平均值/幅值递减,同步地,用于轮换点亮第二组LED阵列中多个部分LED阵列的电流脉冲的脉宽/平均值/幅值递增;或者
iiii)(在多个时隙中)协调用于轮换点亮第一组LED阵列中多个部分LED阵列的电流脉冲的脉宽/平均值/幅值递增,同步地,用于轮换点亮第二组LED阵列中多个部分LED阵列的电流脉冲的脉宽/平均值/幅值递减。
可选地,本发明的一些实施例中,直流电源的输出电压的幅值是可变的,这种电压变化可以具有周期性或无周期性。对应地,步骤SA-2)还包括步骤SA-2-NO):响应于脉动直流电压的最低值降至全亮阈值以下,在脉动直流电压的至少一个脉动周期的每一个之中,仅驱动n个LED阵列中部分LED阵列被点亮。
可选地,本发明的一些实施例中,步骤SA-2-NO)还包括步骤SA-2-NO-c):响应于脉动直流电压降至全亮阈值以下,在至少一个脉动周期中每一个之内或跨越至少一个脉动周期中一个或多个,以第一预定频率主动地控制n个LED阵列中的多个部分的LED阵列循环导通/点亮。
可选地,本发明的一些实施例中,多个部分的LED阵列还包括第一部分LED阵列和第二部分LED阵列,以及,步骤SA-2-NO-c)还包括步骤:响应于脉动直流电压降至全亮阈值以下,在至少一个脉动周期中每一个之内或跨越至少一个脉动周期中一个或多个,以第一预定频率主动地控制第一部分LED阵列和第二部分LED阵列交替或轮换地导通/点亮。
可选地,本发明的一些实施例还包括步骤SA-3-NO),该步骤SA-3-NO)可以是以下三者之一:1)响应于脉动直流电压跨越全亮阈值的变化,通过连续的多个脉动周期,进行n个LED阵列和部分LED阵列之间的转换(或称切换)点亮。2)响应于脉动直流电压跨越全亮阈值的变化,在连续的多个脉动周期内逐步地进行n个LED阵列和部分LED阵列之间的每次转换。3)响应于脉动直流电压跨越全亮阈值的变化,将n个LED阵列和部分LED阵列之间的每次转换通过连续的多个脉动周期逐步地完成。
可选地,本发明的一些实施例中,步骤SA-3-NO)还包括步骤SA-3-NO-1),该步骤SA-3-NO-1)可以是以下三者之一:
A)在n个LED阵列和部分LED阵列之间的转换过程中,协调被全部导通的n个LED阵列中的电流的平均值和被单独导通的部分LED阵列中的电流的平均值,在多个脉动周期中分别递减和递增;或者
B)协调被全部导通的n个LED阵列中的电流的平均值和被单独导通的部分LED阵列中的电流的平均值,在多个脉动周期中分别增加和减小;或者
C)协调被全部导通的n个LED阵列中的电流或其平均值,与被单独导通的部分LED阵列中的电流或其平均值,在多个脉动周期中分别呈整体上升趋势和整体下降趋势。
可选地,本发明的一些实施例中,步骤SA-3-NO)还包括步骤SA-3-NO-1):
a)在n个LED阵列和部分LED阵列之间的转换过程中,协调n个LED阵列被全部导通的工作时间与部分LED阵列被单独导通的工作时间的相对比例,在多个脉动周期中递减或递增;或者
b)在多个脉动周期中,协调n个LED阵列被全部导通的持续时间逐周期递增/递减,以及对应地,部分LED阵列被单独导通的持续时间逐周期递减/递增;
可选地,本发明的一些实施例中,还包括步骤SA-31-NO),该步骤可以是以下之一:响应于脉动直流电压的最低值跨越全亮阈值的变化,在n个LED阵列和单独导通的部分LED阵列之间的转换过程中,
A)协调被全部导通的n个LED阵列中的电流的平均值和被单独导通的部分LED阵列中的电流的平均值,在多个脉动周期中分别递减和递增;或者
B)协调被全部导通的n个LED阵列中的电流的平均值和被单独导通的部分LED阵列中的电流的平均值,在多个脉动周期中分别增加和减小;或者
C)协调被全部导通的n个LED阵列中的电流或其平均值,与被单独导通的部分LED阵列中的电流或其平均值,在多个脉动周期中分别呈整体上升趋势和整体下降趋势。
D)协调n个LED阵列被全部导通的工作时间与单独导通的部分LED阵列被导通的工作时间的相对比例,在多个脉动周期中递减或递增;或者
E)在多个脉动周期中,协调n个LED阵列被全部导通的持续时间逐周期递增/递减,以及对应地,单独导通的部分LED阵列被导通的持续时间逐周期递减/递增。
其中,单独导通的部分LED阵列为第一部分LED阵列或者被轮换导通的多个部分LED阵列中的每一个。
可选地,本发明的一些实施例中,步骤SA-3-NO-1)或者SA-31-NO)还包括以下四者中任一个子步骤:
SA-3-NO-1a)响应于脉动直流电压的最低值降至全亮阈值以下,在多个脉动周期内,逐周期递减地调节n个LED阵列被全部导通状态下的电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐周期递增地 调节第一部分LED阵列被单独导通状态下的电流的占空比/幅值;或者,
SA-3-NO-1b)响应于脉动直流电压的最低值升至全亮阈值以上,在多个脉动周期内,逐周期递增地调节n个LED阵列被全部导通状态下的电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐周期递减地调节第一部分LED阵列被单独导通状态下的电流的占空比/幅值;
SA-3-NO-1c)响应于脉动直流电压的最低值降至全亮阈值以下,在多个脉动周期内,逐周期递减地调节n个LED阵列被全部导通状态下的电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐周期递增地调节多个部分LED阵列被轮换导通过程中的电流的占空比/幅值;或者,
SA-3-NO-1d)响应于脉动直流电压的最低值升至全亮阈值以上,在多个脉动周期内,逐周期递增地调节n个LED阵列被全部导通状态下的电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐周期递减地调节多个部分LED阵列被轮换导通过程中的电流的占空比/幅值;
其中,在局部的较短的一个时间段中,例如在从“n个LED阵列全部导通”到“部分LED阵列在至少一个脉动周期中单独导通”的转换过程中,该转换过程(或称切换过程)所占用的多个脉动周期可以视为在时域上位于对应的至少一个脉动周期之前,在从“部分LED阵列在至少一个脉动周期中单独导通”到“n个LED阵列全部导通”的转换过程中,该转换过程所占用的多个脉动周期可以视为在时域上位于对应的至少一个脉动周期之后。而在更广泛的视角下,i)用于转换n个LED阵列和部分LED阵列之间的运行的多个脉动周期,和ii)用于保持部分LED阵列被“锁定”/单独运行的至少一个脉动周期,可以视为在时域中交错出现,例如,根据脉动直流电压变化情况而一一对应地出现,或者具有一对多的关系。n个LED阵列被全部导通状态下的电流和(第一)部分LED阵列被单独导通状态下的电流在时间/波形上互补,或者,n个LED阵列被全部导通状态下的电流和多个部分LED阵列被轮换导通过程中的电流在时间/波形上互补。注意,本申请中加注括号的文字、括号内的文字可理解为可选的文字。
可选地,本发明的一些实施例中,直流电源输出经整流的脉动直流电压,以及,步骤SA-2)还包括步骤SA-2-NO):
响应于脉动直流电压的最低值降至全亮阈值以下,在脉动直流电压的至少一个脉动周期的每一个之中,仅驱动n个LED阵列中部分LED阵列被点亮。或者,
响应于脉动直流电压的最低值降至全亮阈值以下,在脉动直流电压的至少一个脉动周期的每一个之中,主动地控制n个LED阵列中的部分LED阵列被单独点亮。
其中,部分LED阵列可以确定地对应于数量小于等于n-1的至少一个LED阵列。从另一个角度,部分LED阵列也可被理解固定的/锁定的数量小于或等于n-1的至少一个LED阵列,在对应的电压周期中被保持运行而不再被切换。亦即,n个LED阵列不再随脉动直流电压的变化而以被动的、(充分的)电压适应的方式切换至其他部分的LED阵列或全部的n个LED阵列从而优化n个LED阵列的用电效率。在某一时刻上,部分LED阵列中的LED阵列的数量是小于或等于n-1,但在不同时刻上,可能会在驱动电路的控制单元的主动的控制下,以一定的频率(一般设置为较高的频率从而减小低频频闪)进行主动的轮换,可参考相关实施例中说明,此处不赘述。亦即,即便脉动直流电压中某些部分足以导通全部的n个LED阵列,也不会控制全部的n个LED阵列均被导通。
可选地,应当理解:还可设置有第一旁路阈值,或第二旁路阈值。当脉动直流电压从全亮阈值和第一旁路阈值之间降入并在一段时间内稳定在第一旁路阈值和第二旁路阈值之间时,配置另一部分的LED阵列被单独保持点亮,换言之,在该段时间内的每一个脉动周期中,主动地控制对应的另一部分LED阵列被单独点亮,不复赘述。
换言之,当检测到脉动直流电压每个周期中发生的最低值,自上而下地穿过全亮阈值,即降至全亮阈值以下,则仅保持n个LED阵列中部分LED阵列被驱动点亮。进一步而言,随后,在周期性发生的最低值位于全亮阈值以下的情况下,则即便脉动直流电压在每个周期内的部分时段里是超过全亮阈值而足以导通全部的n个LED阵列,但依然仅保持n个LED阵列中部分LED阵列被驱动点亮。这避免了n个LED阵列中不同部分的LED阵列随脉动直流电压的变化(尤其是穿过全亮阈值的变化)而被频繁地切换点亮以及因此而导致的频闪。
可选地,本发明的一些实施例中,脉动直流电压在脉动变化过程中会周期性地出现最低值, 而如果脉动直流电压在某一时段内的波形是比较稳定的,则在该时段的不同的脉动周期中的最低值均相等或基本相等,这个相同的最低值或可被成为脉动直流电压的最低值。部分的LED阵列包括第一部分LED阵列,具有脉动直流电压的最低值在n个LED阵列中所能导通的最大数量或次大数量。从而充分利用直流电源的能量供给,提升n个LED阵列的用电效率。
可选地,本发明的一些实施例中的方法,还包括步骤:协调i)n个LED阵列被全部导通时的电流,和ii)第一部分LED阵列被单独导通时的电流,以使得n个LED阵列的总功率保持在第一功率值的邻域内。
可选地,本发明的一些实施例中的方法中,第一部分被在n个LED阵列中动态轮换地配置。具体地,第一部分LED阵列被以第一预定频率轮换/循环地配置,在不同的轮换/循环周期内,分别被配置为n个LED阵列中的不同的LED阵列子集。或者,第一部分LED阵列被以第一预定频率轮换/循环地配置,在不同的轮换/循环周期内,分别对应于n个LED阵列中的不同的LED阵列子集。或者,第一部分LED阵列被以第一预定频率循环地配置,在不同的循环周期内,分别包括n个LED阵列中不同的LED阵列子集。或者,第一部分LED阵列被以第一预定频率轮换地配置,在不同的轮换周期内,分别包括n个LED阵列中不同的LED阵列子集。
步骤SA-2-NO)还包括步骤:响应于脉动直流电压的最低值降至全亮阈值以下,在至少一个脉动周期中每一个之内(in)或跨越(across)至少一个脉动周期中一个或多个,以第一预定频率主动地控制多个LED阵列子集循环导通/点亮。
可选地,本发明的一些实施例中的方法中,多个LED阵列子集被配置以使其并集的数量大于第一部分LED阵列的数量。
可选地,本发明的一些实施例中的方法中,多个LED阵列子集的并集中的LED阵列的数量为n或n-1。
可选地,本发明的一些实施例中的方法中,部分的LED阵列还包括n个LED阵列中的第二部分LED阵列,以及,步骤SA-2-NO)还包括步骤:
响应于脉动直流电压的最低值降至全亮阈值以下,在至少一个脉动周期中每一个之内或跨越至少一个脉动周期中一个或多个,以第一预定频率主动地控制第一部分LED阵列和第二部分LED阵列交替或轮换地导通/点亮。
当然,此处以及其他类似的实施例中,并不排除在n个LED阵列中还有第三部分LED阵列或第四部分LED阵列,配合第一、第二部分LED阵列共同在控制单元的主动控制下被轮换导通。这也适用于其他类似的实施例,或不再赘述。
可选地,本发明的一些实施例中的方法中,步骤SA-2-NO)还包括步骤:
响应于脉动直流电压的最低值降至全亮阈值以下,或者说,响应于脉动直流电压的周期性的最低值从全亮阈值以上降至全亮阈值以下,在至少一个脉动周期中每一个之内或跨越至少一个脉动周期中一个或多个,例如通过包括定时器的控制单元,以第一预定频率主动地控制:i)第一部分LED阵列中的至少一个与ii)n个LED阵列中除第一部分LED阵列之外的至少一个LED阵列,交替或轮换地导通/点亮。
可选地,本发明的一些实施例中的方法中,步骤SA-2-NO)还包括步骤:
响应于脉动直流电压的最低值降至全亮阈值以下,或者说,响应于脉动直流电压的周期性的最低值从全亮阈值以上降至全亮阈值以下,在至少一个脉动周期中每一个之内或跨越至少一个脉动周期中一个或多个,例如通过包括定时器的控制单元,以第一预定频率主动地控制:i)部分LED阵列中的至少一个与ii)n个LED阵列中除部分LED阵列之外的至少一个LED阵列,交替或轮换地导通/点亮。
应当理解,本发明其他实施例中的照明装置、控制电路、驱动装置等硬件设备中的控制单元等部件可被配置以执行此处及本发明其他实施例中的方法。尤其在配置有浮地开关单元的照明装置、驱动装置中,可以通过其中控制单元所包括的定时器或脉冲发生器/计数器,主动控制n个LED阵列中的不同的多个部分进行高频轮换点亮,例如以第一预定频率。
可选地,本发明的一些实施例中的方法中,还包括以下三者之一的步骤SA-3-NO):a)响应 于脉动直流电压的最低值跨越全亮阈值的变化(例如脉动直流电压的最低值从全亮阈值以上降至全亮阈值以下,或者从全亮阈值以下升至全亮阈值以上),通过连续的多个脉动周期,进行n个LED阵列和部分LED阵列之间的转换点亮。b)响应于脉动直流电压的最低值跨越全亮阈值的变化,在连续的多个脉动周期内逐步地进行n个LED阵列和部分LED阵列之间的每次转换。或者c)响应于脉动直流电压的最低值跨越全亮阈值的变化,将n个LED阵列和部分LED阵列之间的每次转换通过连续的多个脉动周期逐步地完成。
可选地,在步骤SA-3-NO)中,多个脉动周期在时域上位于其他一些实施例中对应的至少一个脉动周期之前。具体地,响应于脉动直流电压的最低值跨越全亮阈值的这个条件/事件(event)的发生,将n个LED阵列和部分LED阵列之间的转换点亮分散在第一组多个脉动周期中逐步进行,当这个转换过程被以渐进的方式完成之后,在接下来的第一组至少一个脉动周期的每一个周期中,均仅将上述的部分LED阵列/第一部分LED阵列单独点亮,而不再随电压的波动而被动地转换其他部分的LED阵列被点亮。其中,第一组多个脉动周期与第一组至少一个脉动周期在时间上基本上是接续发生的,从时间角度而言,它们两者可视为是先后对应的。
可选地,n个LED阵列被全部导通状态下的电流和第一部分LED阵列被单独导通状态下的电流在时间/波形上互补,这样可以更大程度地降低频闪。
此处,由于n个LED阵列和部分LED阵列之间的转换过程被控制以延长于/横跨(traverse)多个脉动周期中逐步进行,而不是在前后相邻的两个甚至同一个脉动周期内完成。这进一步避免了n个LED阵列和部分LED阵列之间的突然地完全互换/转换(例如发生在一个脉动周期内)而导致的亮度突变。再者,配合在其他实施例中脉动直流电压最低值降至全亮阈值以下时锁定部分LED阵列被单独点亮的手段,可基本消除n个LED阵列脉动直流电压最低值在不断穿越(traverse)一个或多个电压阈值而变化的情况下的低频频闪的发生。再者也提升了LED阵列在n个LED阵列中不同部分之间转换点亮的过程中,或者n个LED阵列与其中某一部分LED阵列之间转换点亮的过程中的光通量的变化平滑程度。
可选地,本发明的一些实施例中的方法中,步骤SA-3-NO)还包括步骤SA-3-NO-1):
协调被全部导通的n个LED阵列中的电流的平均值和被单独导通的部分LED阵列中的电流的平均值,在多个脉动周期中分别(逐周期地,或每2~3个周期)递减和递增;或者
协调被全部导通的n个LED阵列中的电流的平均值和被单独导通的部分LED阵列中的电流的平均值,在多个脉动周期中分别增加和减小;或者
协调被全部导通的n个LED阵列中的电流或其平均值,与被单独导通的部分LED阵列中的电流或其平均值,在多个脉动周期中分别呈整体上升趋势和整体下降趋势。
当然,可以理解,在这种整体上升趋势中并不排除个别周期与上一个周期持平,甚至略下降。而整体下降趋势中也不排除个别周期与上一个周期持平,甚至略上升。
可选地,本发明的一些实施例中的方法中,步骤SA-3-NO)还包括步骤SA-3-NO-1):
协调n个LED阵列被全部导通的工作时间与部分LED阵列被单独导通的工作时间的相对比例,在多个脉动周期中递减或递增;或者
在多个脉动周期中,协调n个LED阵列被全部导通的持续时间逐周期递增/递减,以及对应地,部分LED阵列被单独导通的持续时间逐周期递减/递增。
可选地,本发明的一些实施例中的方法中,步骤SA-3-NO-1)还包括以下任一个子步骤:
SA-3-NO-1a)响应于脉动直流电压的最低值降至全亮阈值以下,在多个脉动周期内,逐周期递减地调节n个LED阵列被全部导通状态下的电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐周期递增地调节第一部分LED阵列被单独导通状态下的电流的占空比/幅值;或者,
SA-3-NO-1b)响应于脉动直流电压的最低值升至全亮阈值以上,在多个脉动周期内,逐周期递增地调节n个LED阵列被全部导通状态下的电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐周期递减地调节第一部分LED阵列被单独导通状态下的电流的占空比/幅值。
可选地,本发明的一些实施例中的方法中,第一预定频率至少部分地提供自定时器/频率发生器,SA-3-NO-1a)或SA-3-NO-1b)还包括步骤:
可选地,根据来自定时器的输入,通过积分单元随脉动直流电压的周期而递增/递减地调整全亮阈值。
可选地,响应于跨越全亮阈值的脉动直流电压和全亮阈值之间的大小比较结果,通过积分运算产生随脉动直流电压的周期而递增/递减地被调整的第一阈值,响应于脉动直流电压跨越第一阈值,动态地切换第一回路和一个旁路回路(或以第一频率交替运行的至少两个旁路回路)。
可选地,本发明的一些实施例中的方法中,多个脉动周期包括5-1000中任意数量的脉动周期,或者,多个脉动周期持续1ms~1000ms。
应当理解:此处脉动直流电压或其最低值与全亮阈值之间大小关系的判断可以通过控制单元采集驱动电路或照明装置中的某些电路模块中的电信号而进行判断,具体的电信号获取位置、判断逻辑、全亮阈值的设置方法并不构成对本发明的限制。另外,当控制单元包括互相耦合的定时器和积分单元,则该控制单元可操作以对全亮阈值或其他阈值进行动态设定。进而改变第一部分LED阵列或n个LED阵列在每个/对应的脉动周期内的导通占空比,这也适用于其他实施例,或不再赘述。
在一些实施例的步骤SA-2)中,响应于直流电源的输出电压低于全亮阈值,仅驱动n个LED阵列的第一部分LED阵列被点亮。更优选地,可以主动控制该第一部分LED阵列中一个或多个,与n个LED阵列中的第二部分LED阵列以第一预定频率(例如30kHz等)进行高于工频(通常为市电的频率,例如50HZ或60HZ)的交替地或轮换地导通/点亮。此处,应当理解:通过这些步骤及其实施例,在直流电压的脉动周期中,任意时刻/任一时刻仅点亮n个阵列中的一部分而不是全部。这一定程度上确保了:虽然直流电压在其脉动周期中发生浮动,但如果该部分的LED阵列的导通压降低于直流电压在脉动周期中的最小值,则始终可以驱动这部分的LED阵列被点亮。而且由于不再随着直流电压的数值从全亮阈值以下回升至全亮阈值以上,进而从部分LED阵列被点亮的状态又(被动地)转换回全部n个LED均被点亮的状态,所以,这降低了在脉动周期中n个LED阵列的闪烁。
从另一个角度而言,通过一些实施例的步骤SA-1),当脉动周期中全周期的直流电压均高于全亮阈值,则点亮全部的n个LED阵列,如在脉动周期中发生最小值或还有最小值的一定的邻域低于全亮阈值,则在全脉动周期内不再通过电路的动态配置而尝试导通全部的n个LED阵列,虽然直流电压在脉动周期中的最大值及其一定的邻域可能仍然是大于全亮阈值从而足以导通全部的n个LED阵列的。进一步可选地,可以以第一预定频率交替/轮换点亮多个部分的LED阵列,例如第一部分LED阵列、第二部分LED阵列或还有第三部分LED阵列等。更进一步,还可选地包括步骤:保持n个阵列中除被轮换的多个部分的LED阵列以外的至少一个LED阵列常亮。可选地,第一部分LED阵列、第二部分LED阵列和第三部分LED阵列具有相同的导通压降。
其中,可选地,如果未配置有常亮的LED阵列,则多个部分的LED阵列中各部分LED阵列,可以分别被配置有脉动直流电压的最低值在n个LED阵列中所能导通的最大数量或次大数量;而如果n个LED阵列中配置有不属于多个部分的LED阵列之中的常亮的LED阵列,则多个部分的LED阵列中各部分LED阵列,例如第一部分LED阵列,与常亮的LED阵列的并集中的LED阵列数量,即第一部分LED阵列与常亮的至少一个LED阵列的数量总和,可以被配置为脉动直流电压的最低值在n个LED阵列中所能导通的最大数量或次大数量。这种根据n个LED阵列的导通压降而进行的数量配置,使得n个LED阵列中可以以最大效率适应(adapted for)直流电压相对于全亮阈值的脉动变化。而且,a)被轮换的多个部分的LED阵列的并集,或者,b)多个部分的LED阵列和常亮的至少一个LED阵列(if any)的并集,两者之一中的LED阵列的数量可被配置为n或n-1个。这种数量配置使得:从一个或多个连续的脉动周期的视角来看,全部n或n-1个阵列均处于被以第一预定频率被主动地轮换点亮的状态或常亮的状态,因而,相对于直流电压足够(脉动周期中的最小电压值大于全亮阈值)而n个LED阵列全部被导通的情况,此处,虽然脉动周期中至少部分的电压值低于全亮阈值而导致直流电压不足以导通全部的n个LED阵列,但n个LED阵列在整体上发光面积却可以保持基本不变。
优选地,步骤SA-1)与步骤SA-2)之间切换/转换/过渡的过程,并非通过以下两种方式完 成:i)当前的脉动周期内完成,例如在第一个脉动周期内检测到直流电压最低值降至全亮阈值以下,则在第一个脉动周期之内完成上述转换过程;ii)在一个周期内完成,或者说前后相邻的两个周期,例如在第一个脉动周期内检测到直流电压最低值降至全亮阈值以下,则在接续的第二个脉动周期内完成上述转换过程。
在本发明的一些实施例中,将“n个LED阵列全部点亮”与“部分LED阵列轮换点亮”之间的转换过程分配在多个脉动周期内逐步/逐渐完成。具体地,针对上述的从“n个LED阵列全部点亮”到“部分LED阵列轮换点亮”或者从“部分LED阵列轮换点亮”到“n个LED阵列全部点亮”的转换过程,相关实施例的方法还可以包括步骤,通过多个连续的脉动周期,逐渐调整(例如递进或递减地)“部分LED阵列轮换点亮”的持续时间与“n个LED阵列全部点亮”的持续时间之间的相对比例,或者,逐渐调整“部分LED阵列轮换点亮”所对应的电流与“n个LED阵列全部点亮”所对应的电流在各个脉动周期中的占空比/数值/平均值,例如一者逐渐增大而另一者逐渐减小。
一般地,在一些市电的应用场景中,直流电压是将市电输入进行整流之后所输出的脉动直流电压,市电的波动一般不超过±10%或±20%范围,并且,波动时偶发的,或者渐进的,而不是完全不可预测的,极度恶劣的,例如在市电虽然在较高水平和较低水平之间变化,但这种变化的频率并不高,而且在高水平和低水平上的维持时间也都相对较长,例如1个小时,或者偶尔发生短暂的波动,例如电压尖刺,这些是可以被适当的硬件器件例如电容过滤掉,或者即使未过滤掉,因为偶发,也可以被接受。有时候,直流电压虽然整体上处于低水平但直流电压在其脉动周期中的最大值仍然大于全亮阈值,即足以点亮全部的n个LED阵列。此处,将以这种情况为例,对本发明的一些实施例的方法进一步说明,但应当了解:本发明的相关实施例的方法并不限于这种直流电压相对于全亮阈值的波动的情况,也适用于直流电压下降至更低的水平的情况,例如直流电压在其脉动周期中的最大值也降至全亮阈值以下,亦即直流电压相对于其他更低的电压阈值波动或者跨越更低的电压区间波动。申请人保留对这些更多样的变形例的进行分案、延续申请、部分延续申请的权利。
如上,由于直流电压在其脉动周期中的最大值及其一定的邻域仍然大于全亮阈值,因此,在“n个LED阵列全部点亮”与“部分LED阵列轮换点亮”两个状态之间的转换(或渐变转换)的过程中,通过多个脉动周期中的大于全亮阈值的直流电压(例如该较大的直流电压可以位于各脉动周期的最大值的邻域),点亮全部n个LED阵列;在n个LED阵列被全部点亮以外的时间,点亮(或轮换点亮)部分的LED阵列。以及,i)协调轮换点亮部分LED阵列的电流在各个多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递减,同步地,点亮全部n个LED阵列的电流在各个多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递增;或者,ii)协调轮换点亮部分LED阵列的电流在各个多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递增,同步地,点亮全部n个LED阵列的电流在各个多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递减。备选地,本发明的一些实施例中的方法还可以包括步骤:a)在多个脉动周期中,协调轮换点亮部分LED阵列的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递减,同步地,点亮全部n个LED阵列的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递增;或者,b)在多个脉动周期中,协调用于轮换点亮部分LED阵列的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递增,同步地,用于点亮全部n个LED阵列的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递减。
可选地,I)用于轮换点亮部分LED阵列的电流脉冲,与ii)用于点亮全部n个LED阵列的电流脉冲(在连续的多个脉动周期的)时域上互补,以使得n个LED阵列仅具有上述两种互相切换的状态,而不会存在全部熄灭的状态以及因此而带来的频闪。
在本发明的另一个实施例中还提出了一种LED阵列的控制方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的串联的n个LED阵列的驱动电路处:
SA-1):向n个LED阵列提供控制信号/电能,
SA-2):响应于直流电源输出的周期性电压经过(traverse)多个导通阈值变化(有些实施例中,导通阈值也可简称为阈值),通过控制信号轮换点亮n个LED阵列中与多个导通阈值对应(例如:一一对应)的多组LED阵列。
在本发明的另一个实施例中还提出了一种LED阵列的控制方法,包括:在用于驱动由直流电 源供电的串联的n个LED阵列的驱动电路处:
SA-1):向n个LED阵列提供控制信号,
SA-2):响应于直流电源输出的周期性电压的最小值历经/遍历(traverse)多个导通阈值的变化,在多组的多个周期中(multiple plurality of period)通过控制信号分别点亮n个LED阵列中与多个导通阈值对应(例如:一一对应)的多组LED阵列。即,在第一组多个周期(a first plurality of period)中,仅点亮一组LED阵列,直到电压在第一组多个周期之后,发生变化,例如达到第一旁路阈值。
可选地,本发明的一些实施例中的方法中,多个导通阈值包括全亮阈值,对应于多组LED阵列中的高压组LED阵列,包括全部的n个LED阵列;以及,多个导通阈值还包括低于全亮阈值的至少一个导通阈值,该至少一个导通阈值分别对应于多组LED阵列中其他的至少一个低压组LED阵列,该至少一个低压组LED阵列中的LED阵列的数量小于或等于n-1n个LED阵列的真子集。即,如果直流电源的输出电压低于全亮阈值,则不足以导通全部的n个LED阵列。
可选地,本发明的一些实施例中的方法中,直流电源输出脉动直流电压;多组的多个周期中每一组包括连续的多个脉动周期。以及,步骤SA-2)还包括步骤SA-2-NO):分别通过多组的多个脉动周期,进行多组LED阵列的两两之间的切换;其中,多组LED阵列的两两之间的切换包括从高压组LED阵列至至少一个低压组LED阵列中第一组LED阵列的切换,和/或,至少一个低压组LED阵列所包括的多个低压组LED阵列之间的互相切换。
在本发明的另一个实施例中还提出了一种LED阵列的控制方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的串联的n个LED阵列的驱动电路处:
SA-1):向n个LED阵列提供控制信号/电能,
SA-2):响应于直流电源输出的周期性电压在多个电压区间之间变化,通过控制信号轮换点亮n个LED阵列中与多个电压区间对应的多组LED阵列。
在本发明的另一个实施例中还提出了一种LED阵列的控制方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的串联的n个LED阵列的驱动电路处:
SA-1):向n个LED阵列提供控制信号,
SA-2):响应于直流电源输出的周期性的电压最小值在多个电压区间之间变化,在多组的多个周期中(multiple plurality of period)通过控制信号分别点亮n个LED阵列中与多个电压区间对应(例如:一一对应)的多组LED阵列。即,在每一组多个周期(each of plurality of period)中,仅点亮一组LED阵列,直到电压在例如第一组多个周期之后,从第一电压区间进入第二电压区间,则切换点亮第二电压区间所对应的另一组LED阵列。
可选地,本发明的一些实施例中的方法中,多个电压区间包括高于全亮阈值的高压区间,该高压区间对应于多组LED阵列中高压组LED阵列,包括全部的n个LED阵列;以及,多个电压区间中低于全亮阈值的至少一个低压区间所对应的至少一个低压组LED阵列为n个LED阵列的真子集。换言之,多个电压区间包括高于全亮阈值的高压区间,对应于n个LED阵列的全集;以及,多个电压区间中低于全亮阈值的电压区间,对应于n个LED阵列的真子集。其中,当直流电源的输出电压位于低于全亮阈值的电压区间,则不足以导通全部的n个LED阵列。
可选地,本发明的一些实施例中的方法中,直流电源输出脉动直流电压;多组的多个周期中每一组包括连续的多个脉动周期。以及,步骤SA-2)还包括步骤SA-2-NO):分别通过多组的多个脉动周期,进行多组LED阵列的两两之间的切换;其中,多组LED阵列的两两之间的切换包括从高压组LED阵列至至少一个低压组LED阵列中第一组LED阵列的切换,和/或,至少一个低压组LED阵列所包括的多个低压组LED阵列之间的互相切换。
此处,与其他一些实施例类似,多组LED阵列的两两之间的转换过程跨越了(traverse)多个周期逐步/渐次(progressive/gradual)进行并完成,而不是响应于脉动直流电压的穿越某个阈值而在一个周期内快速地、实时地完成这个转换过程。通过本实施例的这种转换手段,将转换过程中可能发生的光通量的突变分散于多个脉动周期中从而对这种光通量的变化进行均匀化和平滑化,因此,降低了LED阵列发光的变化的程度。
可选地,本发明的一些实施例中的方法中,步骤SA-2-NO)还包括步骤SA-2-NO-1):协调i)多组LED阵列中被转换至的LED阵列组中的电流或其平均值,和ii)被转换的LED阵列组中的电流或其平均值,在当前组的/转换发生的/对应组的多个脉动周期中分别递增和递减。
可选地,本发明的一些实施例中的方法中,多组的多个脉动周期包括第一组多个脉动周期,步骤SA-2-NO-1)还包括以下任一个子步骤:
i)当直流电源的输出电压从高压区间落入至少一个低压区间中的第一低压区间,在第一组多个脉动周期内,逐周期递减地调节高压组LED阵列中的电流或其平均值,以及,同步地,逐周期递增地调节第一组LED阵列中的电流或其平均值;或者,
ii)当直流电源的输出电压从至少一个低压区间中的第一低压区间升入高压区间,在第一组多个脉动周期内,逐周期递增地调节高压组LED阵列中的电流或其平均值,以及,同步地,逐周期递减地调节第一组LED阵列中的电流或其平均值;
从而,优选地,使得高压组LED阵列与第一组LED阵列转换过程中的电功率/光通量保持基本稳定并与切换之前相同。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法或者其中的步骤SA-2)或相似的步骤,以及这些步骤的子步骤还可以包括以下的步SA-2-a)中备选的(alternative)两个子步骤或SA-2-b)中备选的(alternative)两个子步骤在内的4个子步骤中的任一个:
SA-2-a)子步骤1.响应于直流电源的电压位于第一电压区间,在第一电压区间的持续期之内,例如通过定时器/频率发生器产生的周期性信号或再配合触发器产生的触发信号等,主动控制n个LED阵列中对应于第一电压区间的多个子集/多个部分以使其被循环导通/点亮;其中,直流电源的电压位于第一电压区间中任一电压子区间内或任意电压水平上,n个LED阵列中对应于第一电压区间的多个子集均可被(例如以几十k的高频)循环导通,或者
子步骤2.在多个第一电压区间中每一个的持续期之内,例如通过定时器/频率发生器产生的周期性信号或再配合触发器产生的触发信号等,主动控制n个阵列中对应于第一电压区间的多个子集以使得该多个子集被循环/轮换导通;其中,直流电源的电压位于第一电压区间中任一电压子区间内或任意电压水平上,n个LED阵列中对应于第一电压区间的多个子集均可被(例如以几十k的高频)循环导通。
其中,第一电压区间具有位于全亮阈值以下的电压范围;或者,
SA-2-b)子步骤3.响应于直流电源的电压变化周期性地产生第一电压区间,主动控制n个阵列中对应于第一电压区间的多个子集以使得该多个子集被循环导通/点亮;其中,循环导通的频率大于、小于、或等于直流电源的电压变化的频率;其中,直流电源的电压位于第一电压区间中任一电压子区间内或任意电压水平上,n个LED阵列中对应于第一电压区间的多个子集均可被(例如以几十k的高频)循环导通,或者
子步骤4.在多个第一电压区间的持续期内,主动控制n个阵列中对应于第一电压区间的多个子集被轮换点亮;其中,多个第一电压区间中的一个,或者连续的两个或两个以上仅对应于多个子集之一。换言之,在多个第一电压区间中的1个,或者连续的2~5个中,仅有多个子集之一被点亮。
第一电压区间具有位于全亮阈值以下的电压范围。当然,并不排除还配置有第二电压区间,位于第一电压区间的下限(或可称为第一旁路阈值)以下,或者更低。换言之,第一电压区间可以被全亮阈值、第一旁路阈值两者定义,分别作为第一电压区间的上限(upper bound)和下限(lower bound)。如果直流电源的电压位于全亮阈值、第二阈值两者之间,则进入第一电压区间。换言之,直流电源的电压降至全亮阈值以下,则进入第一电压区间之内,而如果直流电压继续降至第一旁路阈值以下,则进入比第一电压区间更低的第二电压区间。对应地,通过第一电压区间、至少一个电压区间定义的本发明一些实施例的方法,也可以通过基于全亮阈值、第一旁路阈值等多个阈值的步骤来定义。申请人保留对这些更多样的变形例的进行分案、延续申请、部分延续申请的权利。
另外,轮换点亮意味着:多个子集的LED阵列将被依次重复点亮,亦即,子步骤4等将随第 一电压区间的反复发生而被循环/重复执行。
可选地,被轮换导通的多个子集,例如第一子集和第二子集,或者还有第三子集,之中的LED阵列是不完全相同的,两者之间可能存在交集,也可能不存在交集。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,第一电压区间在n个LED阵列中对应的多个子集包括第一子集/第一部分LED阵列和第二子集/第二部分LED阵列;
步骤SA-2-a)还包括子步骤:
SA-2-a-1)在第一电压区间的持续期内,交替地导通第一部分LED阵列和第二部分LED阵列。
步骤SA-2-b)还包括子步骤:
SA-2-b-1)以循环方式,将第一部分LED阵列和第二部分LED阵列分别导通于相邻发生的两个第一电压区间。例如,在直流电源输出脉动直流电压,在第一脉动周期中,先后出现两次第一电压区间a和b,位于第一脉动波的峰值两侧,则在这第一电压区间a中,仅导通第一部分LED阵列,而在这第一电压区间b中,单独导通第二部分LED阵列;以及在后续的脉动周期中,以这种方式,循环导通第一部分LED阵列和第二部分LED。在这种情况下,第一部分和第二部分LED的循环导通的周期,可以被视为与直流电源的脉动直流电压的周期相同。
当然,可替代地,在上述的第一脉动周期中先后出现的两个不同的第一电压区间a和b中,可以仅导通第一部分LED阵列,而在接续的第二脉动周期中出现的两个第一电压区间中,仅导通第二部分LED阵列,在这种情况下,第一部分和第二部分LED的循环导通的频率,可以被视为小于直流电源的脉动直流电压的频率。进一步可替代地,在上述的第一脉动周期中单一的第一电压区间a中,可以反复多次(例如几十次)地,交替导通第一部分LED阵列和第二部分LED阵列,而其中的交替频率,大于直流电源的脉动直流电压的频率。
第一部分LED阵列和第二部分LED阵列的并集之中的LED阵列的数量,大于第一电压区间在n个LED阵列中足以点亮的LED阵列的最大数量。例如,n个LED阵列包括5个LED阵列:N1、N2,N3、N4,N5。其中,N1、N2、N5属于第一部分LED阵列,而N1、N2、N3、N4属于第二部分LED阵列。而由于第一电压区间低于预定电压阈值不足以导通全部的5个Led阵列而只能导通N1、N2、N3、N4。另外,N5的导通压降低于N3、N4的导通压降之和,所以第一电压区间也足以导通第一部分LED阵列。在轮换过程中,第一部分LED阵列和第二部分LED阵列的并集包括了N1、N2,N3、N4,N5。即,如果轮换频率恰当,则在第一电压区间内,全部的5个LED阵列均可以有光通量产生。换言之,在述第一部分LED阵列和第二部分LED阵列轮换导通点亮时,n个LED阵列中可发光的LED阵列,是第一部分LED阵列或第二部分LED阵列的并集,因此,在感观上,n个LED阵列的可发光面积,大于第一部分LED阵列或第二部分LED阵列被单独导通时的可发光面积。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,在步骤SA-2-a-1)或相似的步骤中,交替导通的交替频率为[0.5kHz,1000kHz]中任一值。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,第一部分LED阵列、第二部分LED阵列均为n个LED阵列的真子集,第一部分LED阵列与第二部分LED阵列具有交集或无交集。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,如果第一部分LED阵列与第二部分LED阵列无交集,则的控制方法还包括步骤:当直流电源的输出电压足以导通n个LED阵列中的第一LED阵列,则保持该第一LED阵列灯常亮,其中,第一LED阵列不属于第一部分/子集的LED阵列,也不属于第二部分/子集的LED阵列。该第一LED阵列与n个LED阵列串联,且保持常亮,则提升了n个LED阵列所在驱动电路的能量效率。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,第一部分LED阵列和第二部分LED阵列,分别包括n个LED阵列中一个或多个LED阵列,或者,串联的n个LED阵列中除尾部的至少一个LED阵列(例如与电源负极相连的一个或多个LED阵列)之外的其他LED中的一个或多个,以适应第一电压区间。
可选地,此处以及本申请的一些实施例的控制方法/控制方法相关的电路结构,可参见包括标题“浮地/共地电路结构”下的发明内容在内的相关描述。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,其中,第一部分LED阵列与第二部分 LED阵列的并集覆盖/含盖n个LED阵列中的全部或n-1个,从而,当第二部分LED阵列和第一部分LED阵列交替导通,尤其是以高频,的时候,可以保持(光源)发光面积(基本)与n个LED阵列在被足够的直流电源电压全部导通时相同,且很大程度上降低了频闪。
可选地,在一些实施例中,第一部分LED阵列的数量为第一电压区间在n个LED阵列中能够点亮的LED阵列最大数量/次大数量、第二部分LED阵列的数量为第一电压区间在n个LED阵列中能够点亮的LED阵列次大数量/最大数量。例如,n个LED阵列包括5个LED阵列:N1、N2,N3、N4,N5。其中,N1、N2、N5属于第一部分LED阵列,而N1、N2、N3、N4属于第二部分LED阵列。而由于第一电压区间低于预定电压阈值不足以导通全部的5个Led阵列而只能导通N1、N2、N3、N4,数量为4个。另外,N5的导通压降低于N3、N4的导通压降之和,所以第一电压区间也足以导通第一部分LED阵列。在轮换过程中,第一部分LED阵列具有第一电压区间在5个LED阵列中能够点亮的LED阵列次大数量:3个。第二部分LED阵列具有第一电压区间在5个LED阵列中能够点亮的LED阵列的最大数量:4个。
可选地,第一部分LED阵列的数量与第二部分LED阵列的数量相同。例如在上述实施例中,例如,n个LED阵列包括5个LED阵列:N1、N2,N3、N4,N5。其中,N1、N2、N3、N5属于第一部分LED阵列,而N1、N2、N3、N4属于第二部分LED阵列。而又由于第一部分LED阵列和第二部分LED阵列的功率被保持为基本相同,所以,在这两部分Led阵列被轮换导通时,尤其是被高频轮换导通时,相同的功率被始终分散在相同数量的LED上,因此避免了因相同的能量被反复集中/分散,而带来的亮/暗的变化。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,直流电源输出经整流的脉动直流电压,第一部分LED阵列与第二部分LED阵列具有相同的导通压降,对应地,交替导通过程中,第一部分LED阵列与第二部分LED阵列中流经的电流被开关单元控制为形状互补的方波或具有较平滑的上升和下降边沿的类似梯形的方波,且幅值基本相同,占空比各为50%,这样更有利于亮度一致,改善发光效果。当然,可以理解,如果第一部分LED阵列与第二部分LED阵列的导通压降不同,则第一部分LED阵列与第二部分LED阵列中流经的电流波形在形状上可以依然保持互补,但幅值则可选地与电压成反比地不同,占空比可能也不再是50%,而是4:6或其他比例。这部分的目的是为调节第一部分LED阵列与第二部分LED阵列在交替导通过程中,两者的功率、光通量始终是相称的,以及对外部也基本不会因为交替导通而形成照明效果上的差异或者说频闪,在此目的之下,上述的占空比、电流幅度等数值,均可根据需要而被调节,而不限于上述给出的示例性的数值。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,多个第一电压区间,随脉动直流电压而周期性发生。多个第一电压区间在时间上发生于同一个电压脉动周期内,或者,分布于连续的多个脉动周期中。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,步骤SA-2-a-1)或SA-2-b-1)或相似的步骤,还可以包括:SA-2-ab-1)在交替导通的过程中,协调第一部分LED阵列和第二部分LED阵列中的电流,以使n个LED阵列的功率被保持于第一功率值的邻域内。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,步骤SA-2-a-1)或SA-2-b-1)或相似的步骤,还可以包括:
分别根据第一部分LED阵列和第二部分LED阵列的导通压降,调节第一部分LED阵列和第二部分LED阵列中的电流,以使得第一部分LED阵列和第二部分LED阵列的功率的相对变化率,小于预定百分比。其中,预定百分比小于10%,例如为0.5%、2%或者5%。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,步骤SA-2-ab-1)或相似的步骤,还可以包括:
SA-2-ab-1-1),在从第一部分LED阵列至第二部分LED阵列的切换前后和/或切换过程中,动态地控制第一部分LED阵列中的电流随第二部分LED阵列中的电流增大而同步地减小,以使第一部分LED阵列的功率或光通量的下降被第二部分LED阵列的功率的增加所补偿/抵消,以及
SA-2-ab-1-2),在从第二部分LED阵列至第一部分LED阵列的前后和/或切换过程中,动态地控制第二部分LED阵列中的电流随第一部分LED阵列中的电流增大而同步地减小,以使第二部 分LED阵列的功率或光通量下降被第一部分LED阵列的功率增加所补偿/抵消。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,步骤SA-2-ab-1-2)或相似的步骤,还可以包括:
在从第二部分LED阵列切换至第一部分LED阵列的过渡过程中,在第二部分LED阵列中电流的下降幅度超过预设幅值之前,控制第一部分LED阵列中电流同步增大;以及步骤SA-2-ab-1-1)还包括:
在从第一部分LED阵列切换至第二部分LED阵列的过渡过程中,在第一部分LED阵列中电流的下降幅度超过预设幅值之前,控制第二部分LED阵列中电流同步增大。其中,预设幅值可选地为0~5%之间任意值。
本发明一些实施例中的方法可在一些实施例的驱动电路或控制电路中实现。例如,当驱动电路中m=1,x=0,即只有一个共地开关,没有浮地开关,而限流器件和共地开关均可被实现为线性电流源。基于这些实施例的驱动/控制电路实现的针对n个(例如2个)LED阵列的控制方法可以包括以下步骤:
检测驱动电路之内的与外部电源电压相关的信号;根据该信号判断外部电源两端电压与第一负载的导通压降、第二负载的导通压降的大小关系,根据判断结果控制第一电流源的导通或截止。
可选地,在一些实施例的控制方法中,第一电流源的控制步骤进一步包括:
响应于外部电源电压大于第一负载的导通压降与第二负载的导通压降之和,控制第一电流源截止,以形成第二能量回路:外部电源→第一负载→第二负载→第二电流源→外部电源;和
响应于外部电源电压小于第一负载的导通压降与第二负载的导通压降之和,控制第一电流源导通,以形成第一能量回路:外部电源→第一负载→第一电流源→外部电源。
可选地,在一些实施例的控制方法,还包括步骤:
在第一能量回路与第二能量回路的切换前后,协调第一电流源的电流和第二电流源的电流,以使得第一负载和第二负载的功率之和的变化率不超过预定百分比。
可选地,在一些实施例的控制方法,其中,第一负载和第二负载为发光负载,电流协调的步骤进一步包括:
分别根据第一负载和第二负载的导通压降,调节第一负载和第二负载中的电流,以使得第一负载和第二负载的光通量之和在切换前后的变化率,小于预定百分比;预定百分比小于10%。
可选地,在一些实施例的控制方法,其中,电流协调的步骤进一步包括:在第一能量回路与第二能量回路的切换的过渡过程中,同步地控制第一电流源中电流随第二电流源中电流增大而减小,以使第一负载功率的下降被第二负载的功率的增加所补偿;或者,同步地控制第一电流源中电流随第二电流源中电流减小而增大,以使第二负载功率的下降被第一负载的功率的增加所补偿。
可选地,在一些实施例的控制方法,其中,电流协调的步骤进一步包括:
在从第二能量回路切换至第一能量回路的过渡过程中,在第二电流源中电流相对于过渡过程开始之前的下降幅度超过预定百分比之前,调节第一电流源中电流同步增大;和/或
在从第一能量回路切换至第二能量回路的过渡过程中,在第一电流源中电流相对于过渡过程开始之前的下降幅度超过预定百分比之前,控制第二电流源中电流同步增大。
可选地,在一些实施例的控制方法,其中,电流协调的步骤进一步包括:
控制第二能量回路中的第二电流源的电流随外部电源电压或其平均值的增加而减小,和/或,
控制第一能量回路中的第一电流源的电流大于第二能量回路中的第二电流源的电流。
可选地,在一些实施例的控制方法,其中,外部电源提供经整流的脉动直流电压;以及,控制方法还包括步骤:
步骤S8-1)如果脉动直流电压的最低值足以导通第一负载与第二负载,控制第一电流源截止,以在外部电源的对应的脉动周期中,保持运行第二能量回路:外部电源→第一负载→第二负载→第二电流源→外部电源;
步骤S8-2)如果脉动直流电压的最低值不足以导通第一负载与第二负载,控制第一电流源导通,以在外部电源的对应的脉动周期中,保持运行第一能量回路:外部电源→第一负载→第一电 流源→外部电源。
可选地,在一些实施例的控制方法,还包括步骤S8-3):
响应于脉动直流电压的最低值跨越第一负载与第二负载的导通压降之和,通过连续的多个脉动周期,进行第二能量回路和第一能量回路的切换;或者
响应于脉动直流电压的最低值跨越第一负载与第二负载的导通压降之和,在连续的多个脉动周期内逐步地进行第二能量回路和第一能量回路之间的切换;或者
响应于脉动直流电压的最低值跨越第一负载与第二负载的导通压降之和的变化,将第二能量回路和第一能量回路之间的每次切换通过连续的多个脉动周期逐步地完成。
可选地,在一些实施例的控制方法中,在第二能量回路和第一能量回路之间的切换过程中还包括步骤:
协调第二能量回路中电流的平均值和第一能量回路中电流的平均值,在多个脉动周期中分别递减和递增;或者
协调第二能量回路中电流或其平均值,与第一能量回路中的电流或其平均值,在多个脉动周期中分别单调增和单调减。
可选地,在一些实施例的控制方法,其中,在第二能量回路和第一能量回路之间的切换过程中还包括步骤:
协调第二能量回路的工作时间与第一能量回路的工作时间的相对比例,在多个脉动周期中递减或递增;或者
在多个脉动周期中,协调第二能量回路的运行时间逐周期递增/递减,以及对应地,第一能量回路运行时间逐周期递减/递增。
可选地,在一些实施例的控制方法,其中,第二能量回路和第一能量回路中电流的协调步骤还包括:
SA-3-NO-1a)响应于脉动直流电压的最低值降至第一负载和第二负载的导通压降之和以下,在多个脉动周期内,逐周期递减地调节第二能量回路中电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐周期递增地调节第一能量回路中电流的占空比/幅值;或者,
SA-3-NO-1b)响应于脉动直流电压的最低值升至第一负载和第二负载的导通压降之和以上,在多个脉动周期内,逐周期递增地调节第二能量回路中电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐周期递减地调节第一能量回路中电流的占空比/幅值;
其中,第二能量回路中的电流和第一能量回路中的电流在时间/波形上互补,以及,多个脉动周期包括5-1000中任意数量的脉动周期,或者,多个脉动周期持续1ms~1000ms。
本发明一些实施例中的方法可在一些实施例的驱动电路或控制电路中实现。例如,当驱动电路中m=1,x=1,即配置有1个共地开关单元,1个浮地开关单元,这两个开关单元分别用于耦合1个发光负载。而限流器件和共地开关均可被实现为线性电流源。基于这种实施例的驱动电路或控制电路实现的针对n个(例如2个)LED阵列的控制方法可以包括以下步骤:
检测在驱动电路内关联于/反映外部电源电压的信号,
判断外部电源电压与第一负载的导通压降、第二负载的导通压降的大小关系,
根据判断结果,控制切换开关和第一电流源的导通或截止,从而在如下两种模式之间切换:
第一模式:当外部电源电压大于第一负载的导通压降与第二负载的导通压降之和时,截止切换开关和第一电流源,以形成第三能量回路,第三能量回路的能量流通路径为:外部电源→第一负载→第二负载→第二电流源→外部电源,为第一负载和第二负载供给能量;
第二模式:当外部电源电压小于第一负载的导通压降与第二负载的导通压降之和,并大于第一负载的导通压降与第二负载的导通压降中较大值时,控制切换开关和第一电流源,从而在第一状态与第二状态之间以第一预定频率交替切换;
其中,第一状态为切换开关截止、第一电流源导通,形成第一能量回路,第一能量回路的能量流通路径为:外部电源→第一负载→第一电流源→外部电源;第二状态为切换开关导通、第一电流源截止,形成第二能量回路;第二能量回路的能量流通路径为:外部电源→切换开关→第二 负载→第二电流源→外部电源。
可选地,在一些实施例的控制方法中,控制第一模式中第二电流源的电流随外部电源电压或其平均值的增加而减小,和/或,控制第二模式中的第一电流源的电流和第二电流源的电流大于第一模式中的第二电流源的电流。
可选地,在一些实施例的控制方法中,外部电源提供经整流的脉动直流电压;第一预定频率高于工频频率;从而有助于降低低频频闪。
第一模式进一步包括:如果脉动直流电压的最低值大于第一负载的导通压降与第二负载的导通压降之和,截止切换开关和第一电流源,以在外部电源的对应的脉动周期中保持运行第三能量回路;
第二模式进一步包括:如果脉动直流电压的最低值小于第一负载的导通压降与第二负载的导通压降之和,并大于第一负载的导通压降与第二负载的导通压降中较大值时,控制切换开关和第一电流源,从而在外部电源的对应的脉动周期中保持在第一状态与第二状态之间以第一预定频率交替切换。
可选地,一些实施例的控制方法,还包括步骤:
响应于脉动直流电压的最低值跨越第一负载与第二负载的导通压降之和,通过连续的多个脉动周期,进行第一模式和第二模式的转换;或者
响应于脉动直流电压的最低值跨越第一负载与第二负载的导通压降之和,在连续的多个脉动周期内逐步地进行第一模式和第二模式之间的转换;或者
响应于脉动直流电压的最低值跨越第一负载与第二负载的导通压降之和的变化,将第一模式和第二模式之间的每次转换通过连续的多个脉动周期逐步地完成。
可选地,一些实施例的控制方法,第一模式和第二模式之间的转换步骤还包括:
协调第一模式中电流的平均值和第二模式中电流的平均值,在多个脉动周期中分别递减和递增;或者
协调i)第一模式中电流或其平均值,与ii)第二模式中的电流或其平均值,在多个脉动周期中分别单调增和单调减。
可选地,在一些实施例的控制方法中,第一模式和第二模式之间的转换步骤还包括:
协调第二模式的工作时间与第一模式的工作时间的相对比例,在多个脉动周期中递减或递增;或者
在多个脉动周期中,协调第二模式的运行时间逐周期递增/递减,以及对应地,第一模式运行时间逐周期递减/递增。
可选地,在一些实施例的控制方法中,第二模式和第一模式中电流的协调步骤还包括:
SA-3-NO-1a)响应于脉动直流电压的最低值降至第一负载和第二负载的导通压降之和以下,并大于第一负载的导通压降与第二负载的导通压降中较大值,在多个脉动周期内,逐周期递减地调节第一模式中电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐周期递增地调节第二模式中电流的占空比/幅值;或者,
SA-3-NO-1b)响应于脉动直流电压的最低值升至第一负载和第二负载的导通压降之和以上,在多个脉动周期内,逐周期递增地调节第一模式的电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐周期递减地调节第二模式的电流的占空比/幅值;
其中,第二模式的电流和第一模式的电流在时间/波形上互补,以及,多个脉动周期包括5-1000中任意数量的脉动周期,或者,用于第二模式和第一模式之间切换的多个脉动周期持续时间为1ms~1000ms。
应当理解:该驱动电路/装置、照明装置中的各组成部分/单元/模块,可以通过比较器、定时器或者延迟电路、触发器等硬件方式实现为对应的实体装置,也可以被理解为实现相关的程序流程各步骤或该方法各步骤所必须建立的功能模块。因此,在本发明中一些实施例中,可以主要通过说明书记载的计算机程序/方法实现,在另一些实施例中,则通过硬件方式实现为相关的实体装置。
在本发明的另一实施例中还提出了一种在照明装置中使用的驱动装置,包括控制单元,该控制单元被配置为执行本申请中的控制方法/控制方法等的任一方法或其中步骤。
在本发明的另一实施例中还提出了一种在照明装置中使用的驱动电路或控制电路,包括控制单元,该控制单元被配置为:当控制电路被运行时或者处于工作状态时,执行本申请中的控制方法/驱动方法等的任一方法或其中步骤。
在本发明的另一实施例中还提出了一种在照明装置,包括:控制单元,该控制单元被配置为:当驱动电路或控制电路被运行时或者处于工作状态时,执行本申请中的控制方法/驱动方法等的任一方法或其中步骤。
在本发明的另一实施例中还提出了一种在照明装置,被配置为:当该照明装置被运行时或者处于工作状态时,执行本申请中的控制方法/驱动方法等的任一方法或其中步骤。
在本发明的另一实施例中还提出了一种在照明装置,包括一个或多个电路模块,该一个或多个电路模块被配置为:当该照明装置被运行时或者处于工作状态时,独立地或配合地执行本申请中的控制方法/驱动方法等的任一方法或其中步骤。
在本发明的另一实施例中还提出了一种在照明装置中使用的驱动装置,包括用于执行本申请中的控制方法/控制方法等的任一方法或其中步骤的实体(physical)或虚拟(virtual)的装置/模块。
在本发明的另一实施例中还提出了一种在照明装置中使用的驱动电路,包括:用于执行本申请中的控制方法/控制方法中的任一方法或其中步骤的实体(physical)电路模块。
当然,可以理解:用于实现本发明的一些实施例中对LED阵列等发光负载的驱动/控制方法的控制电路,是通过浮地或共地形式的开关单元来实现对LED阵列的控制,因此,驱动电路或控制电路对发光负载的控制方法与驱动装置内部的控制单元对开关单元的控制,是相互对应的。本发明的一些实施例中的控制电路中的控制单元也可被配置为执行对开关单元的控制方法。由于,这些对开关单元的控制方法及其步骤与一些实施例中对LED阵列的控制方法及其步骤,具有较高的对应性和相似性,故不再赘述。
可选地,在一些实施例中的控制单元,可以被实现为硬件电路模块或者可编程的控制单元、处理器。
在本发明的另一实施例中还提出了一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质,一个或多个程序包括指令,指令在由处理器/控制单元执行时,使得处理器/控制单元执行本申请中的驱动方法/控制方法中的任一方法或其步骤。
在本发明的另一实施例中还提出了一种在照明装置中使用的驱动电路,包括本发明的其他一些实施例中提出的存储介质,以及处理器/控制单元。
在本发明的另一实施例中还提出了一种照明装置,包括:如本发明的其他一些实施例中提出的任一种驱动电路或驱动装置,以及n个LED阵列,被耦合于驱动电路并被驱动电路所控制。
可选地,本发明的一些实施例的照明装置,还包括电信号测量单元和直流电源,该直流电源包括整流电路,被配置为接收交流输入电能并将该交流输入电能进行整流以输出至n个LED阵列;以及,电信号测量单元,耦合于照明装置中,并被配置为以电压或电流方式测量整流电路的输出。
可选地,n个LED阵列由一个或至少两个并联的LED串组成,每个LED串由多个串联的LED组组成,每个LED组由至少一个任意的电气配置形式的LED组成。
可选地,一些实施例的照明装置中,直流电源的输出端跨接电解电容。该电解电容的电容值可以是[1μF,20μF],或者超出该区间,根据直流电源的稳定性等因素而选择该电容值。
可选地,一些实施例的照明装置中,第一型旁路回路中的LED阵列和第二型旁路回路中的LED阵列具有相同的导通压降。
可选地,一些实施例的照明装置中,n≥2,n个LED阵列中至少两者(例如LED a和LED b)的导通压降相同,分别连接于被交替导通的第一型旁路回路和第二型旁路回路中。通过交替导通该LED a和LED b而在交替建立第一型旁路回路和第二型旁路回路,则因第一型旁路回路和第二型旁路回路的导通压降相同,所以,第一型旁路回路和第二型旁路回路中的电流也被调节为基本相同,即可维持n个LED的整体功率不变。
本申请的一个实施例中还提出了一种照明装置,包括多个发光负载,例如:第一发光负载和第二发光负载。可选地,第一发光负载和第二发光负载具有不同的频闪特性。例如,第二负载可以是其他一些实施例中的第二旁路回路中的LED阵列,或者,第二部分LED阵列中LED阵列;第一负载可以是其他一些实施例中的第一旁路回路中的LED阵列,或者,第一部分LED阵列中LED阵列。该第一负载和第二负载分别包括一个LED或者多个LED,其中,多个LED可以被串联和/或并联方式连接。可选地,第一发光负载和第二发光负载还可以受控于本申请的其他实施例中的驱动电路,从而具有差异性的或比较接近的频闪特性,进而,通过其他一些实施例中对该第一发光负载中的一个或多个LED阵列、第二发光负载中的一个或多个LED阵列进行交叠/交错、分散地和/或呈中心对称地布设,弱化多个发光负载中频闪较高部分的LED阵列的存在,改善照明装置的整体照明效果和频闪特性。
本申请的一个实施例中还提出了一种照明装置,包括第一负载和第二负载,第二负载可以是其他一些实施例中的第二旁路回路中的LED阵列,或者,第二部分LED阵列中LED阵列;第一负载可以是其他一些实施例中的第一旁路回路中的LED阵列,或者,第一部分LED阵列中LED阵列。该第一负载和第二负载分别被配置为发光负载,并分别包括一个LED或者多个LED,其中,多个LED可以被串联和/或并联方式连接。
可选地,该照明装置还可以包括本申请的其他实施例中的控制电路或驱动电路,用以驱动第一负载和第二负载。
可选地,一些实施例的照明装置还包括基板,被配置为承载第一负载和第二负载;第一负载的多个LED与第二负载的多个LED至少部分地交错排布,或者,第一负载的多个LED与第二负载的多个LED的外廓区域至少部分地重叠。
可选地,在一些实施例的照明装置中,第二负载的多个LED被至少部分地散布(例如离散/分散地布设)于第一负载的多个LED的外廓区域之内;或者
第二负载的多个LED被分散布设,并被至少部分地包绕/围绕于第一负载的多个LED中。
可选地,在一些实施例的照明装置中,第二负载的多个LED被至少部分地散布于第一负载的多个LED的外廓区域中。
可选地,在一些实施例的照明装置中,第二负载的多个LED被整体地散布于第一负载的多个LED的外廓区域之内,例如第二负载的外廓区域与第一负载的外廓区域之间具有60%~100%的重叠。
可选地,在一些实施例的照明装置中,第二负载的多个LED的外廓区域,以至少10%~40%的比例,小于第一负载的多个LED的外廓区域。
可选地,在一些实施例的照明装置中,第二负载的多个LED和第一负载的多个LED,围绕第一负载和第二负载的整体外廓区域的中心基本对称地分布。
可选地,在一些实施例的照明装置中,第二负载的多个LED和第一负载的多个LED被分别呈中心对称地布设;以及,第二负载的多个LED的对称中心和第一负载的多个LED的对称中心基本一致。
可选地,在一些实施例的照明装置中,第二负载的多个LED和/或第一负载的多个LED被布设为矩形、圆形、环形、曲/直线形、对称或不对称的放射形,或者,第二负载中唯一的LED被基本设置于第一负载的多个LED的对称中心处。
可选地,在一些实施例的照明装置中,第一负载的多个LED分布于照明装置的基板上的矩形、圆形、环形、曲/直线形、对称或不对称的放射形区域内,以及,第二负载的多个LED被布设于第一负载的多个LED之内。
可选地,在一些实施例的照明装置中,第二负载的多个LED被分布为矩形、圆形、环形、曲/直线形、对称或不对称的放射形;以及,在面积上,第二负载的多个LED外廓区域/覆盖区域,与第一负载的多个LED的外廓区域/覆盖区域相当,或小于第一负载的多个LED的外廓区域/覆盖区域。应当理解:此处的外廓区域/覆盖区域是指的第二负载或者第一负载中的多个LED作为一个整体,或者说在整体上,的包络线或外廓面积,而不是仅仅所有的单个LED所在的位置的总和,还包括LED与LED之间的区域/空间等。
可选地,在一些实施例的照明装置中,第二负载的多个LED和第一负载的多个LED被对应地或成对地相邻设置。
本发明的另一个实施例提供了一种控制电路,用于控制包括n个LED组和直流电源串接的电气回路,控制电路包括控制单元和m个分开关单元;n大于或等于2,m大于或等于1且m小于或等于n,m、n均为整数;
控制单元分别连接m个分开关单元,控制分开关单元导通或截止;分开关单元导通时,旁路对应的LED组,分开关单元截止时,导通对应的LED组;
当直流电源的输出电压大于或等于n个LED组的导通压降之和时,控制单元截止m个分开关单元,形成包括n个LED组和直流电源的主回路;
当直流电源的输出电压小于n个LED组的导通压降之和时,控制单元导通至少一个分开关单元,并且截止剩余的分开关单元,形成包括导通的分开关单元、导通的LED组和直流电源的分回路,导通的LED组的导通压降之和小于直流电源的输出电压。
可选地,流经主回路的电流为主回路电流,流经分回路的电流为分回路电流,控制单元控制分回路电流大于主回路电流。
可选地,控制单元导通至少一个分开关单元,并且截止剩余的分开关单元,形成包括导通的分开关单元、导通的LED组和直流电源的分回路,包括:
当分回路的数量大于或等于两个时,控制单元以一轮换频率控制控制电路轮换运行从所有分回路中选择的至少两个不同分回路。
可选地,至少两个不同分回路中导通的LED组包括所有n个LED组。
可选地,所有分回路按照导通的LED组的压降之和与直流电源的输出电压的接近程度由高到低分别排序为第一级、第二级、直至更多级优先分回路;
至少两个不同分回路至少包括第一级优先分回路和第二级优先分回路。
可选地,m个分开关单元分别并联在所对应的m个LED组的两端。
可选地,控制电路还包括至少一串接在电气回路上的限流器件;限流器件的阻抗设定流经主回路的主回路电流和流经分回路的分回路电流。
可选地,控制电路还包括至少一串接在电气回路上的限流器件;限流器件的阻抗设定流经主回路的主回路电流。
可选地,限流器件、与限流器件相邻的至少一个LED组,构成至少一个串接支路;m个分开关单元中的x个分别并联在串接支路的两端,其余的m-x个分开关单元分别并联在所对应的LED组的两端;x大于或等于1且小于或等于m,x为整数。
可选地,当并联在串接支路两端的x个分开关单元中至少一个导通时,控制单元通过控制导通的分开关单元的导通阻抗设定流经分回路的分回路电流;
当并联在串接支路两端的x个分开关单元都截止时,限流器件的阻抗设定流经分回路的分回路电流。
可选地,控制单元控制分回路电流和/或主回路电流,使直流电源的输出功率的变化范围不超过第一预设阈值;
和/或,
控制单元控制分回路电流和/或主回路电流,使分回路的导通的LED组的发光量与主回路的n个LED组的发光量的差值不超过第二预设阈值。
可选地,限流器件包括至少一电阻。
可选地,限流器件包括场效应管和/或三极管,限流器件的阻抗通过控制单元控制场效应管和/或三极管的导通程度实现。
可选地,分开关单元包括场效应管和/或三极管。
可选地,当直流电源为脉动直流电源时,轮换频率大于脉动直流电源所输出的脉动直流电压的脉动频率。
可选地,控制电路中的至少一部分集成在一或多个集成电路中。
本发明还提供一种驱动电路,驱动电路包括前述的控制电路,驱动电路还包括一电气回路,电气回路包括串接的一直流电源和n个LED组。
可选地,直流电源包括稳恒直流电源或脉动直流电源。
可选地,脉动直流电源包括整流器和储能电容,整流器的输入端连接交流电,输出端并联一储能电容。
可选地,控制电路的至少一部分和整流器的至少一部分,集成在一或多个集成电路中。
本发明还提供一种控制方法,其利用前述的驱动电路实现,控制方法包括如下步骤:
判断直流电源的输出电压与n个LED组的导通压降之和的大小关系;
当直流电源的输出电压大于或等于n个LED组的导通压降之和时,截止控制电路中的m个分开关单元,形成包括n个LED组和直流电源的主回路;
当直流电源的输出电压小于n个LED组的导通压降之和时,导通至少一个分开关单元,并且截止剩余的分开关单元,形成包括导通的分开关单元、导通的LED组和直流电源的分回路;导通的LED组的压降之和小于直流电源的输出电压。
可选地,流经主回路的电流为主回路电流,流经分回路的电流为分回路电流,分回路电流大于主回路电流。
可选地,导通至少一个分开关单元,并且截止剩余的分开关单元,形成包括导通的分开关单元、导通的LED组和直流电源的分回路,包括:
当分回路的数量大于或等于两个时,以一轮换频率控制驱动电路轮换运行从所有分回路中选择的至少两个不同分回路。
可选地,至少两个不同分回路中导通的LED组包括所有n个LED组。
可选地,所有分回路按照导通的LED组的压降之和与直流电源的输出电压的接近程度由高到低分别排序为第一级、第二级、直至更多级优先分回路;至少两个不同分回路至少包括第一级优先分回路和第二级优先分回路。
可选地,当m个分开关单元分别并联在所对应的m个LED组的两端且电气回路还至少串接一限流器件时:
控制方法通过限流器件的阻抗设定流经主回路的主回路电流和流经分回路的分回路电流。
可选地,电气回路还至少串接一限流器件,限流器件、与限流器件相邻的至少一个LED组,构成至少一个串接支路;控制方法通过限流器件的阻抗设定流经主回路的主回路电流。
可选地,当m个分开关单元的x个分别并联在串接支路的两端,其余的m-x个分开关单元分别并联在所对应的LED组的两端时:
控制方法还在并联在串接支路两端的x个分开关单元中至少一个导通时,通过控制导通的分开关单元的导通阻抗设定流经分回路的分回路电流;
控制方法还在并联在串接支路两端的x个分开关单元都截止时,通过限流器件的阻抗设定流经分回路的分回路电流;
其中x大于或等于1且小于或等于m,x为整数。
可选地,控制分回路电流和/或主回路电流,使直流电源的输出功率的变化范围不超过第一预设阈值;
和/或,
控制分回路电流和/或主回路电流,使分回路的导通的LED组的发光量与主回路的n个LED组的发光量的差值不超过第二预设阈值。
可选地,当直流电源为脉动直流电源时,轮换频率大于脉动直流电源所输出的脉动直流电压的脉动频率。
可选地,当限流器件包括场效应管和/或三极管时,限流器件的阻抗通过控制场效应管和/或三极管的导通程度实现。
本发明的一些实施例中还提供一种照明装置,采用前述的驱动电路制作而成。
可选地,一些实施例中的开关元件是晶体管,例如DMOS晶体管。
本发明的一些实施例中还提供一种控制电路,用于驱动由直流电源供电的至少部分串联的n个LED阵列,控制电路包括:
控制单元;
m个开关单元,被配置为当控制电路被应用至n个LED阵列时,分别对应耦合n个LED阵列中的m个LED阵列,m个开关单元各自的控制端被分别连接至控制单元,受控于控制单元以旁路对应的LED阵列;
其中,m、n均为整数,n≥2,m≥1,且m≤n。
可选地,本发明的一些实施例的控制电路中,直流电源为脉动直流电源,控制单元被配置为,响应于直流电源的输出电压(例如其中部分波形的电压值)不足以导通n个LED阵列,则控制m个开关单元中至少部分被截止以使得对应的部分LED阵列在直流电源的至少一个脉动周期内保持全周期导通,或也可理解为:控制m个开关单元中至少部分地导通以旁路对应的LED阵列,从而使得另一部分LED阵列在直流电源的至少一个脉动周期内可以保持全周期导通。
可选地,本发明的一些实施例的控制电路中,控制单元包括:
电信号测量单元,被配置以判断直流电源的输出电压是否足以导通n个LED阵列;以及信号处理单元,与电信号测量单元和至少一个开关单元分别相连接,并可操作以根据电信号测量单元的比较结果,控制开关单元。
可选地,本发明的一些实施例的控制电路中,直流电源输出脉动电压,控制单元被配置为,响应于单个脉动周期中波谷部分电压/部分电压不足以导通n个LED阵列,则通过后续的多个脉动周期,逐步完成从导通n个LED阵列至导通部分LED阵列的转换。
可选地,本发明的一些实施例的控制电路中,电信号测量单元包括:
积分单元,可操作以根据直流电源的输出电压是否足以导通n个LED阵列的判断结果,输出随时间变化的积分信号;以及
第一比较器,与积分单元相连接,被配置为基于积分信号和第一电信号的比较结果,控制开关单元运行于导通、截止或者调节电流模式,
其中,第一电信号反映/代表直流电源的输出电压或n个LED阵列所承受的电压,或者第一电信号与脉动直流电压或n个LED阵列所承受的电压之间具有正相关性/负相关性。
可选地,本发明的一些实施例的控制电路中,信号处理单元被配置为,在多个脉动周期内,根据积分信号的变化,控制部分LED阵列中电流的平均值和n个LED阵列中电流的平均值,分别增加和减小。
可选地,本发明的一些实施例的控制电路中,信号处理单元还被配置为:协调n个LED阵列被全部导通的工作时间与部分LED阵列被单独导通的工作时间的相对比例,通过多个脉动周期依次递减。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
另外,应当理解:根据电路的等效变换的原理,可以对本发明中一些实施例的电路结构进行变更、修改。例如:将电流源(在一些实施例中也称为开关单元)变换为电压源、串联结构变换为并联结构等,从而获得更多样化的实施例,但这些变更和修改均属于本申请公开的范围。申请人保留对这些更多样的变形例的进行分案、主动修改、延续申请、部分延续申请的权利。
已关于特定示例描述了本发明,这些示例在所有方面都意在为说明性的而非限制性的。对本领域普通技术人员而言,可替换的示例将变得明显,在不背离本发明范围的情况下,它们均属于本发明。
依据前述内容,将可见本发明很好地适合于达到上述的所有目的和目标、以及对该系统和方法而言明显的和内在的其它优势。应当理解的是,特定特征和子组合是实用的,并且在不参照其它特征和子组合的情况下可以被采用。这是被权利要求书所预期的并且在权利要求书的范围内。
本发明的积极进步效果在于:在直流电源的输出电压大于或等于所有LED组的导通压降之和时,所有的LED组均导通;在直流电源的输出电压小于所有LED组的导通压降之和的情况下,通过控制分开关单元的导通或截止,选择分回路使电路中的部分LED组导通。进一步地,通过设置分回路电流大于主回路电流,使直流电源的输出功率的变化,和/或LED发光量的变化不超过预设 阈值,降低甚至消除LED发光量的变化。进一步地,在满足多个分回路运行条件的时候,多个分回路按照导通的LED组的压降之和与直流电源的输出电压的接近程度由高到低排序为第一级、第二级、直至更多级优先分回路,以一轮换频率控制驱动电路轮换运行从多个分回路中选择的至少两个不同分回路。选择的分回路中导通的LED组包括所有的LED组,使所有的LED组都能被点亮。同时控制分回路电流大于主回路电流,低优先级别分回路的分回路电流大于高优先级别分回路的分回路电流,实现在主回路或任意分回路运行时,直流电源的输出功率的变化,和/或LED发光量的变化不超过预设阈值。进一步地,LED发光量的变化不超过预设阈值降低了LED的发光频闪,减少了对人眼的伤害。
附图说明
图1为现有技术中LED的参数关系图;
图2为现有技术中一种驱动电路的电路结构示意图;
图3为现有技术中另一种驱动电路的电路结构示意图;
图4为现有技术中驱动电路的电压电流关系示意图;
图5为本发明实施例1的控制电路和驱动电路的电路结构示意图;
图6为本发明实施例2的限流器件是场效应管和三极管中至少一种时的控制电路和驱动电路的电路结构示意图;
图7为本发明实施例2的当m=n=3时控制电路和驱动电路的电路结构示意图;
图8为本发明实施例2的当n=2,m=1时控制电路和驱动电路的电路结构示意图;
图9为本发明实施例2的限流器件是电阻时的控制电路和驱动电路的电路结构示意图;
图10为本发明实施例3的控制电路和驱动电路的电路结构示意图;
图11本发明实施例3的当n=2,m=1时控制电路和驱动电路的电路结构示意图;
图12为本发明实施例4的控制方法的流程图;
图13为本发明实施例5的控制方法的流程图;
图14为本发明实施例6的第一种电路结构的控制方法的流程图;
图15为本发明实施例6的第二种电路结构的控制方法的流程图;
图16为本发明另一实施例中的脉动直流电压波形以及在该脉动直流电压下工作的开关单元/电流源的电流调节波形图;
图17为本发明另一实施例中的开关单元或对应的LED阵列在切换的过渡状态中的电流波形图;
图18为本发明另一实施例的驱动电路中电流源的示意性的电路结构原理图;
图19A为本发明另一实施例的驱动电路中控制电路的功能块图(function block diagram);
图19B为本发明另一实施例中带有定时器的控制电路功能块图(function block diagram);
图20为本发明另一实施例中的交替导通的开关单元或对应的LED阵列电气波形图;
图21为本发明另一实施例中带有控制电路的驱动电路的功能块图;
图22为本发明另一实施例中的脉动直流电压波形以及在该脉动直流电压下高频交替导通的开关单元/电流源的电流调节波形图;
图23为本发明另一实施例中的脉动直流电压波形以及在该脉动直流电压下工作的开关单元/电流源的电流调节波形图;
图24为本发明另一实施例中的脉动直流电压波形以及在该脉动直流电压下交替导通的开关单元/电流源的电流调节波形图;
图25为本发明另一实施例中的脉动直流电压波形以及在该脉动直流电压下交替导通的开关单元/电流源的电流调节波形图;
图26为本发明另一实施例中的脉动直流电压波形以及在该脉动直流电压下交替导通的开关单元/电流源的电流调节波形图;
图27为本发明另一实施例中的能够运行本发明的其他实施例中控制方法的驱动电路和照明装置的功能块图;
图27a~27c为本发明图27及其他一些实施例中的一个LED阵列的多种变形示意图;
图28为本发明另一实施例中的n个LED中具有不同的频闪特性的两组LED布设示意图;
图29为本发明另一实施例中的n个LED中具有不同的频闪特性的两组LED布设示意图;
图30为本发明另一实施例中的n个LED中具有不同的频闪特性的两组LED布设示意图;
图31为本发明一实施例中的内部预留有可以接收外部电阻的电流编程接口的开关单元/电流源的示意图;
图32为本发明一实施例中的内部预留有可以接收外部电阻的电流编程接口的开关单元/电流源的示意图;
图33为本发明一实施例的驱动电路采用的一种封装框架结构示意图;
图34为本发明一实施例的向发光负载及其驱动电路供电的直流电源所提供的不同水平的电压以及发光负载中对应的调节电流示意图;
图35为本发明一实施例的在第一电压区间中两部分LED阵列轮换/交替导通的波形示意图;
图36a、36b为本发明另一实施例的驱动电路/照明装置的两种硬件电路功能块图;
图37为本发明另一实施例中的n个LED中的具有不同的频闪特性的两组LED布设示意图;
图38为本发明另一实施例中n=2,m=2,x=1时的驱动电路和控制电路的电路结构示意图;
图39为本发明另一实施例中n=2,m=2,x=1时的驱动电路和控制电路的电路结构示意图;
图40为本发明另一实施例中当m=n=3时控制电路和驱动电路的电路结构示意图;
图41为本发明另一实施例中的控制电路中控制单元的结构示意图;
图42A为本发明另一实施例中的控制电路中控制单元的结构示意图;
图42B为本发明另一实施例中的控制电路中控制单元的结构示意图;
图43为图11中示出的驱动电路在渐变转换过程中的电流变化波形图;
图44为图11中示出的驱动电路在渐变转换过程中的另一种电流变化波形图;
图45为本发明另一实施例中控制电路和驱动电路的电路结构示意图;
图46为图45中示出的驱动电路在渐变转换过程中的电流变化波形图;
图47为图45中示出的驱动电路在渐变转换过程中的另一电流变化波形图;
图48为图27中示出的驱动电路在渐变转换过程中的电流变化波形图。
具体实施方式
现在将详细地参考实施方案,这些实施方案的示例在附图中示出。在下面的详细描述中陈述了许多具体细节,以便提供对各种所描述的实施方案的充分理解。但是,对本领域的普通技术人员将显而易见的是,各种所描述的实施方案可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在其他情况下,没有详细地描述众所周知的方法、过程、部件、电路和网络,从而不会不必要地使实施方案的各个方面晦涩难懂。
在本文中对各种所述实施方案的描述中所使用的术语只是为了描述特定实施方案的目的,而并非旨在进行限制。如在对各种所述实施方案中的描述和所附权利要求书中所使用的那样,单数形式“一个”(“a”,“an”)和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文另外明确地指示。还将理解的是,本文中所使用的术语“和/或”是指并且涵盖相关联地列出的项目中的一个或多个项目的任何和全部可能的组合。还将理解的是,术语“包括”(“includes”、“including”、“comprises”和/或“comprising”)在本说明书中使用时是指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其分组。
如本文中所使用,根据上下文,术语“如果”任选地被解释为意思是“当......时”(“when”或“upon”)或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地,根据上下文,短语“如果确定......”或“如果检测到[所陈述的条件或事件]”任选地被解释为是指“在确定......时”或“响应于确定......”或“在检测到[所陈述的条件或事件]时”或“响应于检测到[所陈述的条件或事件]”。
取决于语境,如在此申请中所使用的词语“通过”可以被解释成为“借助”(by)、“依靠”(by virtue of)或“凭借”(by means of)。取决于语境,如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地,取决于语境,在一些实施例中的“当……”或“当……时”也可以被解释成为“如果”、“如”等 条件性假设。类似地,取决于语境,短语“如果(陈述的条件或事件)”,“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”。类似地,取决于语境,在一些实施例中的短语“响应于(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“响应于检测(陈述的条件或事件)”或“响应于检测到(陈述的条件或事件)”。
应当理解,尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本公开范围的情况下,第一也可以被称为第二,反之亦然。取决于语境,如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在…时”或“当…时”或“响应于确定”。
下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。
LED
LED,也即发光二极管,作为常用的发光器件,在照明领域广泛应用,常见的,将LED晶片固定在基座或框架上,例如封装名称为2835、3030等。封装内通常包括一个LED晶片或者多个串联的LED晶片,除此之外,也有的采用COB方式的封装,即,将多个LED晶片直接贴在金属基板上加以连接,为了叙述方便,本说明书所述的LED泛指具有发光二极管特性的发光器件,不限于其数量、连接方式、以及是否被封装。
LED阵列
为了适应不同的照明需求,通常将多个LED组合使用构建多样化的照明场景。多个LED组合使用时,可根据其在空间中排布位置的差异、在照明场景中实现功能的差异或在同一电路中的连接位置的差异中的一种或多种的组合,将多个LED划分为多个LED阵列(也可以称其为LED组或LED段)。
需要说明的是,多个LED的划分逻辑发生改变时,其划分形成的多个LED阵列相应发生变化。
以根据多个LED在同一电路中的连接位置的差异划分LED阵列为例,每一LED阵列中至少包括一LED,当一LED阵列中包括多个LED时,多个LED可以以并联、串联或串并联组合的方式直接连接或通过其它器件(例如电阻)间接连接。
频闪
照明装置可能产生闪烁的光线,这可能会引发一些严重的疾病,比如头痛,视力障碍,或者在极端的情况下诱发癫痫发作。即使闪烁是不易察觉的,例如在100HZ的频率,你的眼睛可能不会有意识地注视它,但是大脑仍然可能能够检测和反应它而带来负面的后果,以及对非常依赖光照效果的操作产生影响,例如干扰照相机拍摄,常见的为显示在手机屏幕上的卷帘门效应(rolling shutter)的影像。
由于电网(或市电)为50/60HZ周期性波动的交流电压,对应的能量频率是100/120HZ,这使得几乎所有类型的灯都容易周期性闪烁,包括白炽灯、卤素灯、甚至LED灯泡。但是每种光线的效果有所不同。其中,LED对电流变化响应较快,所以闪烁会更显著。
常用的表征闪烁程度的术语包括频闪深度、频闪百分比、波动深度、频闪指数等等,其一种衡量参数为周期性的光的波动幅度,例如频闪深度(Percent Flicker)等于一个开关周期内最大光输出与最小光输出之差除以最大光输出与最小光输出之和,频闪指数(flicker index)等于一个开关周期内超过平均光输出的量除以全部光输出。频闪深度和频闪指数越低,光波动或者造成的频闪效应就越小;其另一种衡量参数为光的波动频率,通常来说,较低的频率(例如100HZ)更容易引发人的不适和影响操作,较高的频率则略好一些,例如一些规定中对于频率大于3125HZ以上的波动不作限制,即高频豁免,因为某种程度上它已经基本不对环境和使用者产生影响。
为了叙述方便,本说明书的一部分实施例中,对光线的周期性闪烁可称为频闪,并划分频率小于3125HZ的频闪为低频频闪,频率大于3125HZ的频闪为高频频闪。
技术偏见
技术偏见,是指在某段时间内、某个技术领域中,技术人员对某个技术问题普遍存在的、偏离客观事实的认识,它引导人们不去考虑其他方面的可能性,阻碍人们对该技术领域的研究和开发。而本发明克服了本领域技术人员的这种技术偏见,采用了人们由于技术偏见而舍弃的技术手段:改变导通的LED的数量和/或调节流经导通的LED的电流,从而在一定程度上解决了照明装置 产生低频频闪的技术问题。
照明装置由交流电网(市电)供电,通常地,照明装置被要求具有较低的低频频闪,以及,较大功率(例如大于25W)的照明装置被要求具有较高的功率因数(或较低的输入电流谐波),这需要配置不同的方案,常见的采用线性调节的电流源(线性电流源)驱动的照明装置的手段包括:
手段一:包括单段(或单个)LED阵列,在交流整流输出端并联储能电容,以产生平滑的脉动直流电压,如图2所示。在电网电压为额定值时,脉动直流电压大于LED的导通压降的时候,流过LED的电流由电流源控制为稳定值,发光稳定无频闪,但是,在电网电压较低时,周期性地,脉动直流电压在一部分时间区间内小于LED的导通压降,流过LED的电流降低甚至为零,如图3,产生低频频闪。因而,包括单段LED阵列的照明装置的缺点为:其被配置的LED阵列的导通压降不能过高,否则会影响其对交流电网电压波动的适应能力,进而导致在电网电压较低时发光不足产生低频频闪;而当被配置的LED阵列的导通压降较低时,会导致照明装置的效率较低;也即,现有技术中,包括单段LED阵列的照明装置无法兼顾低频频闪的降低、效率的提升和适应较宽范围的市电波动。
手段二:包括多段(或多个)LED阵列,在交流整流输出端不并联储能电容。其原理是:响应于交流整流电压(瞬时值)的逐渐上升,依次导通位于回路内较高电位的LED阵列,使导通的LED阵列的导通压降逐渐增加,以及,响应于交流整流电压(瞬时值)的逐渐下降,依次旁路位于回路内较低电位的LED阵列,使对应的LED阵列的导通压降逐渐下降,并且,对应于交流整流电压(瞬时值),调节导通的LED阵列的电流与交流整流电压值正相关,这有利于实现较高的功率因数和较低的电流谐波。由于整流器的输出端没有并联储能电容,因而在交流电的周期性的过零点时刻或过零点时刻附近,所有的LED阵列没有电流流过,产生低频频闪。
手段三:在手段二的基础上,在交流整流输出端并联储能电容。如果储能电容的容量足够大,则在市电比较稳定时,整流输出的脉动直流电压的变化幅度较小,多段LED全部导通,基本无频闪。但当市电降低至某一范围时,不可避免地,周期性地,一部分LED导通被点亮,另一部分LED熄灭,即,在电网电压较低时,也会产生低频频闪。同样地,其被配置的LED阵列的导通压降也不能过高,否则会影响其对交流电网电压波动的适应能力,进而导致在电网电压较低时发光不足产生低频频闪;而当被配置的LED阵列的导通压降较低时,会导致照明装置的效率较低;也即,现有技术中,包括多段LED阵列的照明装置无法兼顾低频频闪的降低、效率的提升和适应较宽范围的市电波动。
如图3所示,本领域的技术人员也知晓通过电阻R1、电阻R2和电容CF或类似的手段检测整流电压的平均值,以控制流过LED的功率随输入电压的增加而降低,通过妥协LED的发光量换取输入功率相对稳定,然而,电阻R1或多或少的必然会引入整流电压的脉动成分,而导致LED的电流随着整流电压的脉动周期变化,产生低频频闪,另一方面,在整流输出的脉动直流电压周期性地低至不足以驱动LED阵列时,依然不能解决低频频闪问题。
上述手段一的功率因数较低,但在额定电网电压下具有较低的低频频闪;手段二具有较高的功率因数,但是具有低频频闪;手段三是手段一和手段二的折中结果,结合如图3所示的恒功率手段,这给本领域技术人员带来一种习惯性思维:对于线性电流源驱动的照明装置,改变LED驱动电流的目的是为了获得更高的功率因数或更低的电流谐波,或者是为了交流电网输入端的功率恒定,而后者或多或少的牺牲了照明装置的发光量以及增加了低频频闪。
尤其是,众所周知,改变LED的电流,会改变LED的发光量,改变发光量又会带来频闪。基于导通的LED不改变的前提下,这无疑是正确的,因此,本领域技术人员,一直倾向于通过控制LED的电流恒定来降低频闪。常用的手段为:在LED上并联大容量的储能电容和在LED上串联稳定的电流源,如手段一和手段三,或者使用具有较低的导通压降的LED,通过妥协能量转换效率换取低频频闪的改善。本领域的技术人员忽略了一个重要的事实:照明装置是一个发光体,其发光效果是由内部的所有发光源(单个LED)共同产生的。本领域的技术人员仅仅关注固定/局部的发光源的频闪而非整个发光体的频闪导致其产生了技术偏见和限制了创新。
此外,本领域的技术人员还总是期望:由线性电流源驱动的照明装置,其内部的LED的电流要尽可能的稳定无波动,这也是一种技术偏见。照明装置的频闪是由于周期性的光波动产生的,而不是由光通量高或者低产生,而且,不能被接受的频闪也仅仅是某一特定频率范围的频闪,而 非全部频率范围的频闪。改善照明装置的发光效果,通常只需要改善某一特定频率范围的频闪即可。
因此,本领域技术人员普遍认为:对于市电供电的照明装置,线性电流源驱动方案无法兼顾能量转换效率、发光频闪和适应较宽范围的市电波动这三个指标。这种普遍的认知限制了本领域的技术人员对线性电流源驱动方案进行创新。
以及,用于驱动照明装置的开关电源方案日益完善,且成本越来越低,众所周知,开关电源方案在技术成熟度,通用性,灵活性甚至绝缘安全等,具有超过线性电流源的诸多优点,这同样限制了本领域的技术人员对线性电流源进行创新的动力。
而且,通常的,本领域中针对照明装置的频闪的测试是在额定电压下进行的,而实际的电网电压是在一定范围内波动的,这导致了本领域的技术人员进一步忽视了这样一个实际应用中的潜在问题:照明装置的频闪可能会频繁发生在实际的市电应用场景中。
基于上述习惯性认知和技术偏见,线性电流源的发展和创新受到了限制。目前尚没有现有技术提出:通过改变导通的LED的数量并调节导通的LED的电流,从而改善照明装置的低频频闪。因为这被普遍认为对改善频闪无益,所以,本领域技术人员没有动机通过调节电流来改善低频频闪。
当意识到上述的潜在需求后,本发明的发明人又克服了本领域技术人员的相关的技术偏见,采用了人们由于技术偏见而舍弃的调节电流和调整导通的LED阵列的技术手段,进而,解决了LED等照明装置的频闪消除或降低的技术问题,并且改善了能量转换效率和对电网电压变化适应的能力。
本发明的发明人首先意识到通过旁路一部分LED以适应较宽范围的市电波动,继而意识到通过开关单元交替/轮换地旁路不同的LED回路,使所有的LED在一个交流整流电压周期内均能被点亮以改善照明装置的发光效果,再然后意识到通过控制包含较少的导通的LED阵列所在回路的电流较大可以维持功率基本恒定,和/或,在由市电整流的脉动直流电压供电时,通过控制驱动电路在至少一个脉动周期内持续运行在一个固定的回路或运行在以一定频率交替/轮换导通的至少两个旁路回路,以及在市电波动时控制不同回路之间渐变转换,以降低或消除低频频闪和改善发光效果,继而再进一步地通过反复试验确定对改善低频频闪显著有效,以及通过对LED阵列在位置上进行特定的限制性的布设再进一步地改善照明效果,最终形成本发明的完整构思,而且,将开关单元在结构上配置为浮地和共地,以利于更容易地实施为一个整体的集成电路封装体内,并针对性地,设计了一款双基岛的封装框架。
或者说,本发明的一个方面的构思如下:首先,可以通过旁路一部分LED以适应较宽范围的市电波动;其次,通过开关单元交替/轮换地旁路不同的LED回路,可以使所有的LED在一个交流整流电压周期内均能被点亮以改善照明装置的发光效果;第三,通过控制包含更少的导通的LED阵列所在回路的电流更大从而维持功率恒定,和/或,在由市电整流的脉动直流电压供电时,通过控制驱动电路在至少一个脉动周期内持续运行在一个固定的回路或运行在以一定频率交替/轮换导通的至少两个旁路回路,以及在市电波动时控制不同回路之间渐变转换,以降低或消除低频频闪和改善发光效果;第四,通过反复试验确定对改善低频频闪显著有效;第五,通过对LED阵列在位置上进行特定的限制性的布设再进一步地改善低频频闪;第六,将开关单元在电气结构上配置为浮地和共地两种,以利于更容易地实施为一个整体的集成电路封装体内;第七,对应于浮地和共地的结构,设计了一款双基岛的封装框架。
本发明一些实施例中的驱动电路,允许直流电源等供电电源电压高于或不高于n个LED阵列的导通压降,在高于LED的导通压降的时候,所有的LED电流被串联在LED主回路上的电流源稳定控制为一较小值,在供电电压不高于LED的导通压降的时候,旁路一部分LED,并且,控制剩余的另一部分LED的电流为一较大值,旁路的LED越多,控制剩余的另一部分LED的电流越大,根据剩余的另一部分LED的数量,配置合适的较大值,则可以获得LED的发光量近似不变,和/或,在由市电整流的脉动直流电压供电时,对应于一个市电电压值或一个市电电压范围,控制驱动电路在至少一个脉动周期内持续运行在主回路,或固定的旁路回路,或固定的以一定频率交替/轮换导通的至少两个旁路回路,以及在市电电压值或市电电压范围发生改变需要转换至不同的回路时,控制不同的回路之间的转换过程为渐变转换,以降低或消除低频频闪和改善发光效果。
当供电电压周期性改变时,例如由交流电源经整流滤波后输出的脉动直流电压,则可能的运行方式为:
1)脉动直流电压始终大于n个LED阵列导通压降,LED阵列电流始终被控制在较小值运行,使得功率或光通量基本恒定,无低频频闪;
2)脉动直流电压无法使得n个LED阵列全部导通,即:供电电压小于n个LED阵列全部导通时的导通压降,但始终大于旁路一部分LED阵列后的剩余的另一部分未被旁路的LED阵列的导通压降,剩余的另一部分LED阵列的电流始终被控制在较大值运行,并保持功率或光通量基本恒定,且与1)中基本相同,则在多个不同的回路之间切换过程中基本无低频频闪。
3)供电电压周期性的按照上述1)和2)变化,n个LED阵列的电流被控制于主回路工作时的较小值,以及,旁路一部分LED阵列之后剩余的另一部分LED阵列导通工作时,其电流被控制在较大值,则相关的实施例的驱动电路可以控制向n个LED阵列提供基本恒定的电功率,从而使得n个LED阵列具有稳定的光通量。该情况下,单个LED阵列的发光量周期性变化,但n个LED的总发光量不变。而针对被相关的驱动电路所控制的照明装置的普通用户,当用户或者测试仪器距离LED很近时,可能感知到单个LED单元的发光频闪;当用户或者测试仪器距离LED阵列越来越远时,则越来越从整体上感知到整体LED的发光量,因而感知到的频闪也越来越低。实验证明,利用该实施方式设计的产品,在市电电压下降10%时,实际测试的低频频闪深度小于5%,相比于传统方案,具有明显的改善效果,可以满足大部分照明需求。
4)由市电供电的脉动直流电压在至少一个脉动周期内的最小值始终大于n个LED阵列的导通压降时,控制驱动电路运行在主回路,以及,在由市电供电的脉动直流电压的最小值不足以驱动n个LED阵列的导通压降时,控制驱动电路在至少一个脉动周期内持续运行于对应的旁路回路或以一定频率交替/轮换导通的至少两个旁路回路,则可以消除低频频闪。实验证明:利用该实施方式设计的产品,在市电电压下降10%时,实际测试的低频频闪深度小于2.5%,相比于传统方案,具有明显的改善效果,可以满足绝大部分照明需求。
5)由于被旁路的LED阵列,其发光亮度与未被旁路时相比变化较大,为了降低被旁路的LED阵列对照明装置整体发光的影响,针对性地,将可能被旁路的LED阵列分散布设,或与其它不会被旁路的LED阵列交错布设,可以进一步地降低或消除照明装置的低频频闪和改善发光效果。
部分地基于本领域技术人员所存在的这些技术偏见,以及通过大量的分析研究,发明人提出了具有明显改善效果的本发明中的多个实施例。
实施例一
本实施例提供了一种控制电路和驱动电路,如图5所示,该控制电路1用于控制直流电源U和n个LED组LED1…LEDn串接构成的电气回路,控制电路1包括控制单元D1和m个分开关单元Q1…Qm;其中n为大于或等于2的整数,m为大于或等于1且小于或等于n的整数。该驱动电路2包括控制电路1和直流电源U、n个LED组LED1…LEDn。
LED组LED1…LEDn分别是由1颗或者多颗LED串联或者并联形成的LED组合;分开关单元Q1…Qm分别对应一个LED组,分开关单元导通时,旁路对应的LED组,分开关单元截止时,导通对应的LED组,以使对应的LED组点亮或熄灭,图5中,分开关单元Q1对应LED1,分开关单元Q2对应LED2,分开关单元Qm对应LEDn;控制单元D1分别连接m个分开关单元,控制分开关单元Q1…Qm的导通或截止。
每个分开关单元与LED组的对应关系不局限于图5,m和n的数量可以相等,如图7中所示的m=n=3时控制电路1和驱动电路2的电路结构示意图;m和n的数量也可以不相等,如图8中所示,只有LED2两端对应一个分开关单元Q1。
前述的串接包括通过导线直接连接或通过任意器件间接连接,例如通过电阻间接连接,并且连接的顺序也是不受限制的,以下的串接均表示同一含义。
分开关单元Q1…Qm包括场效应管和/或三极管。直流电源包括稳恒直流电源或脉动直流电源,稳恒直流电源指非周期性波动的直流电源,例如蓄电池输出或者由高频开关电源产生的直流电源。脉动直流电源是指周期性波动的直流电源,例如由交流电整流供电的电源,或者其它变换方式转换而成的电源;整流方式包括全桥整流、全波整流、半波整流或者倍压整流,例如图2中示出的脉动直流电源包括市电、一整流器和至少一电容,整流器的输入端连接市电,电容并联在整流器 的直流输出端两端,整流器的直流输出端输出具有一脉动周期的脉动直流电压,以进行供电。
当直流电源U的输出电压大于或等于n个LED组LED1…LEDn的导通压降之和时,控制单元D1截止m个分开关单元Q1…Qm,形成包括n个LED组LED1…LEDn和直流电源U的主回路,主回路中n个LED组LED1…LEDn均导通。
当直流电源U的输出电压小于n个LED组LED1…LEDn的导通压降之和时,控制单元D1导通至少一个分开关单元,并且截止剩余的分开关单元,形成包括直流电源U、导通的LED组和导通的分开关单元的分回路,导通的LED组包括截止的分开关单元对应的LED组和没有对应分开关单元的始终导通的LED组,导通的LED组的导通压降之和小于直流电源U的输出电压。
本实施例在直流电源的输出电压大于或等于所有LED组的导通压降之和时,所有的LED组均导通;在直流电源的输出电压小于所有LED组的导通压降之和的情况下,通过控制分开关单元的导通或截止,选择分回路使电路中的部分LED组导通,不会出现输出电压小于所有LED组的导通压降之和时,LED灯不能被点亮的情况。
实施例二
本实施例在实施例一的基础上进一步优化,提供了一种控制电路和一种驱动电路,该控制电路1除了包括控制单元D1和m个分开关单元Q1…Qm,还包括限流器件Q0,限流器件Q0串接于直流电源U和n个LED组LED1…LEDn串接构成的电气回路;其中n为大于或等于2的整数,m为大于或等于1且小于或等于n的整数。该驱动电路2包括控制电路1和直流电源U、n个LED组LED1…LEDn。
其中,限流器件Q0可以是电阻,也可以是场效应管和/或三极管,可以在控制电路1和驱动电路2中需要的位置进行布置。限流器件Q0是场效应管和/或三极管时,具体电路结构如图6所示。
当直流电源U的输出电压大于或等于n个LED组LED1…LEDn的导通压降之和时,控制单元D1截止m个分开关单元Q1…Qm,形成包括限流器件Q0、n个LED组LED1…LEDn和直流电源U的主回路,主回路中n个LED组LED1…LEDn均导通。控制单元D1连接限流器件Q0,通过控制限流器件Q0的导通电阻设定流经主回路的主回路电流。
当直流电源U的输出电压小于n个LED组LED1…LEDn的导通压降之和时,控制单元D1导通至少一个分开关单元,并且截止剩余的分开关单元,形成包括直流电源U、导通的LED组和导通的分开关单元的分回路,导通的LED组包括截止的分开关单元对应的LED组和没有对应分开关单元的始终导通的LED组,导通的LED组的导通压降之和小于直流电源U的输出电压。
按照导通的LED组的压降之和与直流电源U的输出电压的接近程度由高到低将分回路依次排序为多级优先分回路,如第一级优先分回路、第二级优先分回路…依次代表导通的LED组的压降之和与输出电压的接近程度由高到低排列的多级优先分回路,也是回路中直流电源U能量转换至LED组的能量过程中效率由高到低排列的多级优先分回路。控制单元D1还以一轮换频率控制驱动电路2轮换运行从多个分回路中选择的至少两个不同分回路。其中,至少两个不同分回路中导通的LED组包括所有n个LED组LED1…LEDn,保证所有的LED组在一个轮换周期内都能导通;并且至少两个不同分回路至少包括第一级优先分回路和第二级优先分回路,优化驱动电路2运行的效率。
控制单元D1控制流经分回路的分回路电流,并且控制分回路电流大于主回路电流,低级别优先分回路的分回路电流大于高级别优先分回路的分回路电流,使直流电源U的输出功率的变化范围不超过第一预设阈值,即在驱动电路2运行在主回路、第一级优先分回路、第二级优先分回路…或其它任意一个分回路时,电路中导通的LED组的功率、限流器件Q0的功率和导通的分开关单元的功率的总和的变化范围不超过第一预设阈值,即各个分回路电流从直流电源U汲取的功率与主回路电流从直流电源U中汲取的功率尽可能地接近,降低或消除驱动电路2的功率变化。其中第一预设阈值的值越小,效果越好。
或者,控制单元D1控制分回路电流大于主回路电流,低级别优先分回路的分回路电流大于高级别优先分回路的分回路电流,使分回路中导通的LED组的发光量与主回路的n个LED组的发光量的差值不超过第二预设阈值,可以降低甚至消除在不同的直流电压下驱动电路2中LED单元的发光亮度的变化;在直流电源U为脉动直流电源时,降低甚至消除频闪。其中第二预设阈值的值 越小,效果越好。
当直流电源为脉动直流电源时,周期性波动的直流电压导致分回路周期性的运行、停止,或者不同分回路之间周期性切换。控制单元D1控制不同分回路轮换运行的轮换频率,使每一个轮换导通的LED组在不同的单位时间内轮换导通的次数尽可能不变,则对应的LED组在不同的单位时间内的发光量近似恒定,有利于LED的发光量稳定,轮换频率越大,效果越好,并且,当轮换频率超过音频频率时,轮换频率所引起的机械震动声音不易被人的听觉所感知。
需要补充说明的是,第一级优先分回路、第二级优先分回路…或其它任意级优先分回路仅仅代表在特定的直流电源的输出电压下,分回路包含的导通的LED组的压降之和与直流电源U的输出电压的接近程度的高低排序,并不是专指某一个具体的分回路,在不同的直流电压下,分回路的优先排序可能是不同的。
以下以n=3,m=3时的驱动电路为例,说明本实施例的具体情形,电路结构示意图如图7所示。
为方便说明图7实施例思路,假设在相同的驱动电流下,各LED组的单位功率发光量相同,三个LED组LED1、LED2、LED3,导通压降分别为V1、V2和V3,其中V1≥V2≥V3,且V2+V3≥V1;直流电源U的输出电压为V。
当V≥V1+V2+V3时,控制单元D1控制3个分开关单元均截止,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以主回路电流IM导通直流电源U、第一LED组LED1、第二LED组LED2、第三LED组LED3和限流器件Q0组成的主回路,此时,直流电源的输出功率PM=V×IM,LED组的发光量LM=IM×(V1+V2+V3)×KM,KM为LED组在驱动电流IM时对应的单位功率发光量。
当V<V1+V2+V3时,根据不同的分开关单元的导通截止状态不同,本实施例具有六个不同的分回路,分别为第一至第六分回路,如表1所示:
表1
Figure PCTCN2020094996-appb-000001
第一分回路:第一分开关单元Q1和第二分开关单元Q2截止、第三分开关单元Q3导通,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以第一电流I1导通直流电源U、第一LED组LED1、第二LED组LED2、第三分开关单元Q3和限流器件Q0组成的第一分回路,该第一分回路的功率P1=V×I1,LED组的发光量L1=(V1+V2)×I1×K1,K1为LED组在驱动电流I1时对应的单位功率发光量;
第二分回路:第一分开关单元Q1和第三分开关单元Q3截止、第二分开关单元Q2导通,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以第二电流I2导通直流电源U、第一LED组LED1、第三LED组LED3、第二分开关单元Q2和限流器件Q0组成的第二分回路,该第二分回路的功率P2=V×I2,LED组的发光量L2=(V1+V3)×I2×K2,K2为LED组在驱动电流I2时对应的单位功率发光量;
第三分回路:第二分开关单元Q2和第三分开关单元Q3截止、第一分开关单元Q1导通,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以第三电流I3导通直流电源U、第二LED组LED2、第三LED组LED3、第一分开关单元Q1和限流器件Q0组成的第三分回路,该第三分回路的功率P3=V×I3,LED组的发光量L3=(V2+V3)×I3×K3,K3为LED组在驱动电流I3时对应的单位功率发光量;
第四分回路:第一分开关单元Q1截止、第二分开关单元Q2和第三分开关单元Q3导通,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以第四电流I4导通直流电源U、第一LED组LED1、第二分开关单元Q2、第三分开关单元Q3和限流器件Q0组成的第四分回路,该第四分回路的功率P4=V×I4,LED组的发光量L4=V1×I4×K4,K4为LED组在驱动电流I4时对应的单位功率发光量;
第五分回路:第二分开关单元Q2截止、第一分开关单元Q1和第三分开关单元Q3导通,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以第五电流I5导通直流电源U、第二LED组LED2、第一分开关单元Q1、第三分开关单元Q3和限流器件Q0组成的第五分回路,该第五分回路的功率P5=V×I5,LED组的发光量L5=V2×I5×K5,K5为LED组在驱动电流I5时对应的单位功率发光量;
第六分回路:第三分开关单元Q3截止、第一分开关单元Q1和第二分开关单元Q2导通,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以第六电流I6导通直流电源U、第三LED组LED3、第一分开关单元Q1、第二分开关单元Q2和限流器件Q0组成的第六分回路,该第六分回路的功率P6=V×I6,LED组的发光量L6=V3×I6×K6,K6为LED组在驱动电流I6时对应的单位功率发光量。
下面根据直流电源输出电压的变化情况,描述本实施例的工作思路。
当V1+V2+V3>V≥V1+V2时,第一至第六分回路依次排序为第一至第六优先级分回路,理论上,控制单元D1可以控制第一至第六优先级分回路中的任意一个运行或者任意多个轮换运行。从效率转化优化的角度考虑,选择第一优先级分回路运行;从效率转化角度优化并且LED组全部被点亮改善照明效果的角度考虑,选择第一优先级分回路和第二优先级分回路轮换运行。
当V1+V2>V≥V1+V3时,第二至第六分回路依次排序为第一至第五优先级分回路,理论上,控制单元D1可以控制第一至第五优先级分回路中的任意一个运行或者任意多个轮换运行。从效率转化优化的角度考虑,选择第一优先级分回路运行;从效率转化角度优化并且LED组全部被点亮改善照明效果的角度考虑,选择第一优先级分回路和第二优先级分回路轮换运行。
当V1+V3>V≥V2+V3时,第三至第六分回路依次排序为第一至第四优先级分回路,理论上,控制单元D1可以控制第一至第四优先级分回路中的任意一个运行或者任意多个轮换运行。从效率转化优化的角度考虑,选择第一优先级分回路运行;从效率转化角度优化并且LED组全部被点亮改善照明效果的角度考虑,选择第一优先级分回路和第二优先级分回路轮换运行。
当V2+V3>V≥V1时,第四至第六分回路依次排序为第一至第三优先级分回路,理论上,控制单元D1可以控制第一至第三优先级分回路中的任意一个运行或者任意多个轮换运行。从效率转化优化的角度考虑,选择第一优先级分回路运行;从LED组全部被点亮改善照明效果的角度考虑,选择第一优先级分回路、第二优先级分回路和第三优先级分回路轮换运行。
当V1>V≥V2时,第五、第六分回路依次排序为第一、第二优先级分回路,理论上,控制单元D1可以控制第一、第二优先级分回路中的任意一个运行或者两个轮换运行。从效率转化优化的角度考虑,选择第一优先级分回路运行;从LED组全部被点亮改善照明效果的角度考虑,第一优先级分回路和第二优先级分回路均无法实现。
当V2>V≥V3时,只有一个第六分回路可以被运行,只有第三LED组LED3能够被点亮。
当V<V3时,所有的分回路都无法运行,所有的LED组都无法被点亮。
通过控制单元D1控制第一至第六分回路的分回路电流和主回路电流,使PM≈P1≈P2≈P3≈P4≈P5≈P6,可以实现在V≥V3时,直流电源的输出功率变化不超过第一预设阈值,或者,使LM≈L1≈L2≈L3≈L4≈L5≈L6,可以实现在V≥V3时,LED组的发光量变化不超过第二预设阈值,以降低或消除亮度变化。并且,在V≥V2+V3时,选择第一优先级分回路和第二优先级分回路轮换运行使所有的LED组全部被点亮;或者在V≥V1时,选择第一优先级分回路、第二优先级分回路和第三优先级分回路轮换运行使所有的LED组全部被点亮。需要补充说明的是,为了简化电路设计的复杂程度,实际应用中,可以只设置部分分回路的功率和主回路的功率之间的差值不超过第一预设阈值,例如只设置优先级别高的分回路;同样的,也可以只设置部分分回路的LED组的发光量和主回路的LED组的发光量之间的差值不超过第二预设阈值,例如只设置优 先级别高的分回路。
另外,取值n=2,m=1时,控制电路1和驱动电路2的电路结构示意图如图8所示,此时分开关单元Q1对应LED2,其实施思路说明如下:
为方便说明图8实施例的思路,假设在相同的驱动电流下,第一LED组LED1和第二LED组LED2的单位功率发光量相同,第一LED组的导通压降为V1,第二LED组的导通压降为V2;直流电源U的输出电压为V。
当V≥V1+V2时,控制单元D1控制分开关单元Q1截止,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以主回路电流IM导通直流电源U、第一LED组LED1、第二LED组LED2和限流器件Q0组成的主回路,此时,直流电源的输出功率PM=V×IM,LED组的发光量LM=IM×(V1+V2)×KM,KM为LED组在驱动电流IM时对应的单位功率发光量。
当V1+V2>V≥V1时,分开关单元Q1导通,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以分回路电流I1导通直流电源U、第一LED组LED1、分开关单元Q1和限流器件Q0组成的分回路,该分回路的功率P1=V×I1,LED组的发光量L1=V1×I1×K1,K1为LED组在驱动电流I1时对应的单位功率发光量。
当V1>V时,主回路和分回路均无法运行,所有的LED组都无法被点亮。
通过控制单元D1控制主回路电流和分回路电流,使PM≈P1,可以实现在V≥V1时,直流电源的输出功率变化不超过第一预设阈值,或者,使LM≈L1,可以实现在V≥V1时,LED组的发光量变化不超过第二预设阈值,以降低或消除亮度变化。
补充说明的是,上述实施例中的假设不是必须的条件,在不脱离本发明的思路下,当假设改变时,控制单元D1控制不同的分开关单元的运行状态随之改变,依然可以达到本发明的预期效果。以下实施例中的假设也是如此。与图7相比,图8中只有一个分开关单元,只能形成一个分回路,无法实现至少两个分回路的轮换导通。但是,图8的电路简单,实现成本低。
当限流器件Q0为电阻时,具体的电路结构示意图如图9所示。限流器件Q0为一电阻,与控制单元D1没有直接连接关系,电阻Q0的电流与其两端的电压VQ0成正比,电压VQ0不直接受控制单元D1控制,而是由直流电源U的输出电压V以及主回路或分回路包含的导通的LED组的导通压降之和VZ共同决定,公式表达为:VQ0=V-VZ,VZ与导通的LED组有关,与控制单元控制分开关单元的导通或截止状态有关,所以电阻Q0两端的电压VQ0和电阻Q0上的电流也由控制单元D1控制。适当配置主回路和分回路的LED组的导通压降之和,可以获得期望的主回路电流和分回路电流。工程应用中,如果对于LED电流的精度要求不高,为降低成本,可以使用电阻代替场效应管或三极管作为限流器件,限制LED电流大范围波动。
本实施例中的控制电路1的至少一部分集成于一个或多个集成电路内,至少一部分包括分开关单元、控制单元的部分或全部、以及限流器件中的至少一个。更进一步地,一个或多个集成电路中还可以包括驱动电路2中的整流器的至少一部分。
本实施例中,在直流电源的输出电压大于或等于所有LED组的导通压降之和时,所有的LED组以主回路电流运行;在直流电源的输出电压小于所有LED组的导通压降之和的情况下,通过控制分开关单元的导通或截止,选择分回路以分回路电流运行,通过设置分回路电流大于主回路电流,使直流电源的输出功率的变化,和/或LED发光量的变化不超过预设阈值。并且,在满足多个分回路运行条件的时候,多个分回路按照导通的LED组的压降之和与直流电源的输出电压的接近程度由高到低分别排序为第一级、第二级、直至更多级优先分回路,以一轮换频率控制控制电路轮换运行在至少两个不同分回路,至少两个不同的分回路是从多个中选择的。选择的分回路中导通的LED组包括所有的LED组,使所有的LED组都能被点亮。控制分回路电流大于主回路电流,低级别优先分回路的分回路电流大于高级别优先分回路的分回路电流,实现在主回路或任意分回路运行时,直流电源的输出功率的变化,和/或LED发光量的变化不超过预设阈值,改善了发光效果。进一步地,LED发光量的变化不超过预设阈值降低了LED的发光频闪,减少了对人眼的伤害。
预设阈值为第一预设阈值和第二预设阈值,可以为具体实施的商品的标称参数的一个百分比,例如标识于商品铭牌上的功率、光通量等,所述百分比例如±3%。
实施例三
本实施例与实施例二基本相同,不同之处在于,限流器件Q0、与限流器件Q0相邻的至少一个 LED组构成至少一个串接支路,m个分开关单元Q1…Qm中的x个分别并联在串接支路的两端,其余m-x个分开关单元分别并联在所对应的LED组的两端,如图10所示,x为整数,x大于或等于1且小于或等于m。
此时,在直流电源U的输出电压大于或等于所有LED组的导通压降之和时,所有的分开关单元均截止,控制单元D1通过控制限流器件Q0的导通阻抗设定主回路电流。在直流电源U的输出电压小于所有LED组的导通压降之和时,并且当并联在所对应的LED组与限流器件Q0组成的串接支路两端的x个分开关单元中至少有一个导通时,并联在所对应的LED组与限流器件Q0组成的串接支路两端的导通的分开关单元将限流器件Q0旁路,此时分回路不包括限流器件Q0,所以控制单元D1通过控制导通的分开关单元的导通阻抗设定分回路电流;当并联在所对应的LED组与限流器件Q0组成的串接支路两端的x个分开关单元都截止时,导通的分开关单元都是并联在所对应的LED组两端的,限流器件Q0不再被旁路,此时分回路包括限流器件Q0,控制单元D1通过控制限流器件Q0的导通阻抗设定分回路电流。
这样的连接使并联在串接支路两端的分开关单元与限流器件Q0二者更容易集成在一个集成电路上,减小电路体积,例如利用本发明的一些实施例所述的双基岛框架实施的一种集成电路。
优选地,最后一级分开关单元Qm并联在所对应的LED组LEDn和限流器件Q0组成的串接支路的两端时,不影响第一级优先分回路与第二级优先分回路的组成以及分回路的个数。
图8中的控制电路和驱动电路做如上的变形,形成如图11所示的n=2,m=1时,分开关单元Q1并联在所对应的LED组LED2和限流器件Q0组成的串接支路的两端的电路。图11中,假设在相同的驱动电流下,第一LED组LED1和第二LED组LED2的单位功率发光量相同,第一LED组的导通压降为V1,第二LED组的导通压降为V2;直流电源U的输出电压为V。
当V≥V1+V2时,控制单元D1控制分开关单元Q1截止,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以主回路电流IM导通直流电源U、第一LED组LED1、第二LED组LED2和限流器件Q0组成的主回路,此时,直流电源的输出功率PM=V×IM,LED组的发光量LM=IM×(V1+V2)×KM,KM为LED组在驱动电流IM时对应的单位功率发光量。
当V1+V2>V≥V1时,分开关单元Q1导通,第二LED组LED2和限流器件Q0串接的支路被旁路,控制单元D1控制分开关单元Q1的导通阻抗以分回路电流I1导通直流电源U、第一LED组LED1、分开关单元Q1组成的分回路,该分回路的功率P1=V×I1,LED组的发光量L1=V1×I1×K1,K1为LED组在驱动电流I1时对应的单位功率发光量。
当V1>V时,主回路和分回路均无法运行,所有的LED组都无法被点亮。
通过控制单元D1控制主回路电流和分回路电流,使PM≈P1,可以实现在V≥V1时,直流电源的输出功率变化量不超过第一预设阈值,或者,使LM≈L1,可以实现在V≥V1时,LED组的发光量变化不超过第二预设阈值,以降低或消除亮度变化。并且,限流器件Q0、分开关单元Q1和控制单元D1的部分或者全部,更容易集成在同一个集成电路内,具有明显的成本优势。
实施例四
本实施例提供一种控制方法,如图12所示,该控制方法包括如下步骤:
S1、判断输出电压与n个LED组的导通压降之和的大小关系,并根据二者大小关系分别进入步骤S21和步骤S22。
控制电路通过检测主回路上的电压或者电流信号来判断直流电源的输出电压与n个LED组的导通压降之和的大小关系。包括但不限于如下三种判断方式:
第一种,直接检测直流电源的输出电压,将其与n个LED组的导通压降之和相比较,确定二者的大小关系;
第二种,通过检测限流器件两端的电压信号,在该电压信号大于预先设定的电压门限时,视为直流电源的输出电压大于n个LED组的导通压降之和,反之则认为输出电压小于n个LED组的导通压降之和;
第三种,通过检测流过主回路(如限流器件)的电流信号,在该电流信号大于预先设定的电流门限时,视为直流电源的输出电压大于n个LED组的导通压降之和,反之则认为输出电压小于n个LED组的导通压降之和。
根据上述的判断方式判断出两种情况:
第一种情况:直流电源的输出电压大于或等于n个LED组的导通压降之和时进入步骤S21;
第二种情况:直流电源的输出电压小于n个LED组的导通压降之和时进入步骤S22;
S21、截止m个分开关单元,形成包括n个LED组和直流电源的主回路。
当直流电源的输出电压大于或等于n个LED组的导通压降之和时,直流电源能够为n个LED组提供足够的电力供应,所以控制单元截止驱动电路中的m个分开关单元,使n个LED组均导通。此时直流电源和n个LED组串接构成主回路。
S22、导通至少一个分开关单元,并且截止剩余的分开关单元,形成包括导通的分开关单元、导通的LED组和直流电源的分回路。
当直流电源的输出电压小于n个LED组的导通压降之和时,直流电源不能够为n个LED组提供足够的电力供应,所以控制单元根据输出电压的大小导通至少一个分开关单元,并且截止剩余的分开关单元,使部分LED组导通。此时分回路包括导通的分开关单元、导通的LED组和直流电源,导通的LED组包括截止的分开关单元对应的LED组和没有对应分开关单元的始终导通的LED组,导通的LED组的导通压降之和小于直流电源U的输出电压。
本实施例在直流电源的输出电压大于或等于所有LED组的导通压降之和时,所有的LED组均导通;在直流电源的输出电压小于所有LED组的导通压降之和的情况下,通过控制分开关单元的导通或截止,选择分回路使电路中的部分LED组导通,不会出现直流电源的输出电压小于所有LED组的导通压降之和时,LED灯不能被点亮的情况。
实施例五
本实施例在实施例四的基础上进行进一步优化,如图13所示。在步骤S21中,形成主回路时,控制单元还控制主回路电流;在步骤S22中,形成分回路时,控制单元控制分回路电流,控制单元还控制分回路电流大于主回路电流。
本实施例在实施例四的基础上,通过控制单元控制分回路电流和主回路电流,使分回路电流大于主回路电流,使直流电源的输出功率的变化,和/或LED发光量的变化不超过预设阈值,降低甚至消除LED发光量的变化。
实施例六
本实施例在实施例五的基础上进行进一步优化,将驱动电路划分为两种情况,分别进行控制,如图14和图15所示。图14表示第一种电路结构:m个分开关单元分别并联在所对应的m个LED组的两端时,驱动电路的控制方法;图15表示第二种电路结构:限流器件、与限流器件相邻的至少一个LED组,构成至少一个串接支路,m个分开关单元的x个分别并联在串接支路的两端,其余的m-x个分开关单元分别并联在所对应的LED组的两端时,驱动电路的控制方法。
如图14所示,当m个分开关单元分别并联在所对应的m个LED组的两端时,该控制方法包括如下步骤:
其中步骤S1与实施例四相同,此处不再赘述。
在步骤S21中,控制主回路电流包括通过限流器件的阻抗设定主回路电流。
在步骤S22中,导通至少一个分开关单元并截止剩余的分开关单元包括以一轮换频率控制驱动电路轮换运行从多个分回路中选择的至少两个不同分回路;控制分回路电流包括控制限流器件的导通阻抗设定分回路电流。
分开关单元按照不同的导通或截止状态可以形成多个分回路,这些分回路按照导通的LED组的压降之和与输出电压接近程度由高到低分别排序为第一级、第二级、直至更多级优先分回路,以一轮换频率控制驱动电路轮换运行从多个分回路中选择的至少两个不同分回路,就是以轮换频率轮换地导通或截止分开关单元,轮换运行在至少两个不同分回路上。
其中,选择的至少两个不同分回路中导通的LED组应当包括所有n个LED组,使所有的LED组在一个轮换周期内都能导通;并且选择的至少两个不同分回路至少包括第一级优先分回路和第二级优先分回路,保证驱动电路运行的效率。
当m个分开关单元分别并联在所对应的m个LED组的两端时,所有分回路都包括限流器件,所以控制分回路电流是通过控制限流器件的导通阻抗实现的。
如图15所示,限流器件、与限流器件相邻的至少一个LED组,构成至少一个串接支路,当m个分开关单元中的x个分别并联在串接支路的两端、其余的m-x个分开关单元分别并联在所对应 的LED组的两端时,该控制方法包括如下步骤:
其中步骤S1与实施例四相同,此处不再赘述。
在步骤S21中,控制主回路电流包括通过限流器件的阻抗设定主回路电流。
在步骤S22中,导通至少一个分开关单元并截止剩余的分开关单元包括以一轮换频率控制驱动电路轮换运行从多个分回路中选择的至少两个不同分回路;当并联在所对应的LED组与限流器件组成的串接支路两端的x个分开关单元至少一个导通时,通过控制导通的分开关单元的导通阻抗设定分回路电流;当并联在所对应的LED组与限流器件组成的串接支路两端的x个分开关单元都截止时,通过限流器件的阻抗设定分回路电流。
分开关单元按照不同的导通或截止状态可以形成多个分回路,这些分回路按照导通的LED组的压降之和与输出电压接近程度由高到低分别排序为第一级、第二级、直至更多级优先分回路,以一轮换频率控制驱动电路轮换运行从多个分回路中选择的至少两个不同分回路。其中,选择的至少两个不同分回路中截止的分开关对应的LED组应当包括所有n个LED组,使所有的LED组在一个轮换周期内都能导通;并且选择的至少两个不同分回路至少包括第一级优先分回路和第二级优先分回路,保证驱动电路运行的效率。
当并联在所对应的LED组与限流器件组成的串接支路两端的分开关单元都截止时,导通的分开关单元都是并联在所对应的LED组两端的,限流器件没有被旁路,即此时分回路是包括限流器件的,所以通过限流器件的阻抗设定分回路电流。
当并联在所对应的LED组与限流器件组成的串接支路两端的分开关单元中至少一个导通时,限流器件被旁路,此时分回路不包括限流器件,所以通过控制导通的分开关单元的导通阻抗设定分回路电流。
上述主回路电流和分回路电流控制过程中,当限流器件包括场效应管和/或三极管时,限流器件的阻抗通过控制场效应管和/或三极管的导通程度实现;通过设置分回路电流大于主回路电流,使直流电源的输出功率的变化,和/或LED发光量的变化不超过预期范围。并且,在满足多个分回路运行条件的时候,控制分回路电流大于主回路电流,低级别优先分回路的分回路电流大于高级别优先分回路的分回路电流,实现在主回路或任意分回路运行时,直流电源的输出功率的变化,和/或LED发光量的变化不超过预设阈值。在直流电源为脉动直流电源时,可以降低甚至消除频闪。
补充说明的是,实施例四和对应的图12、实施例五和对应的图13、实施例六和对应的图14、图15,给出的三种实施方法以及对应的图例,其中的步骤一、步骤二等,以及段落顺序,流程图顺序,仅仅是描述本发明实施方法的一种方式,并非限制本发明实施方法的先后顺序,在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
本实施例在实施例五的基础上,在满足多个分回路运行条件的时候,多个分回路按照导通的LED组的压降之和与直流电源的输出电压的接近程度由高到低排序为第一级、第二级、直至更多级优先分回路,以一轮换频率控制驱动电路轮换运行从多个分回路中选择的至少两个不同分回路。选择的分回路中导通的LED组包括所有的LED组,使所有的LED组都能被点亮。同时控制分回路电流大于主回路电流,低级别优先分回路的分回路电流大于高级别优先分回路的分回路电流,实现在主回路或任意分回路运行时,直流电源的输出功率的变化,和/或LED发光量的变化不超过预设阈值。进一步地,LED发光量的变化不超过预设阈值降低了LED的发光频闪,减少了对人眼的伤害。
实施例七
本实施例提供一种照明装置,采用实施例一至三所描述的驱动电路制作而成。
实施例八
如图5所示,本实施例提供了一种控制电路1和一种驱动电路2,控制电路1用于控制n个LED阵列的运行,包括:控制单元D1;以及m个开关单元,被配置为当控制电路1驱动n个LED阵列时,分别对应耦合n个LED阵列中的m个LED阵列,m个开关单元各自的控制端被分别连接至控制单元D1,受控于控制单元D1以旁路对应的LED阵列,其中,m、n均为整数,n≥2,m≥1,且m≤n。
其中,n个LED阵列分别为LED1…LEDn,m个开关单元分别为Q1…Qm,且每一开关单元分别 对应一LED阵列,具体地,作为示例,图5给出了一种具体的开关单元和LED阵列的对应关系:开关单元Q1对应LED1,开关单元Q2对应LED2,开关单元Qm对应LEDn,但这并不构成对本实施例的限定,本领域技术人员可以理解,所有开关单元与LED阵列一一对应的技术方案,均在本实施例的保护范围内。
其中,任一开关单元导通时,能够旁路与其对应的LED阵列,相对应地,任一开关单元截止时,取消对与其对应的LED阵列的旁路,具体地,本实施例中,通过将开关单元与对应的LED阵列并联的方式,实现LED阵列的旁路与取消旁路。
其中,m个开关单元,通过受控于控制单元D1的选择性的导通,旁路对应的一个或多个LED阵列,例如,当Q1导通时,LED1被旁通;当Q1、Q2以及Qm均导通时,LED1、LED2以及LEDn均被旁路。
其中,m个开关单元受控于控制单元D1的选择性的导通,也即,m个开关单元的导通与截止,均是由控制单元D1控制的,具体地,m个开关单元分别具有连接至控制单元D1的控制端,并受控于控制单元D1,切换于至少导通、调节或截止状态。
其中,m个开关单元,可以包括场效应管、三极管、晶体管、功率管或者MOS管中的一种或任意种的组合,可以为N型/NPN型器件,或P型/PNP型器件。
本实施例中,以m个开关单元为场效应管作为示例进行说明,更为具体地,场效应管可以为N型器件,或P型器件,为了便于说明,下文中,以场效应管为N型器件为例进行说明。
其中,n个LED阵列的驱动电压由直流电源U提供,直流电源U可以为稳恒直流电源或脉动直流电源。稳恒直流电源是指非周期性波动的直流电源,例如蓄电池输出或者由高频开关电源产生的直流电源;脉动直流电源是指周期性波动的直流电源,例如由交流电整流供电的电源,或者其它变换方式转换而成的电源,整流方式包括全桥整流、全波整流、半波整流或者倍压整流。例如图2中示出的脉动直流电源,包括市电、一整流器和至少一电容,整流器的输入端连接市电,电容并联在整流器的直流输出端两端,整流器的直流输出端输出具有一脉动周期的脉动直流电压,以进行供电。
需要说明的是,图5中,控制单元D1与各分开关单元Q1…Qm之间的连接线是两根,仅仅是一种示意,实际应用中,根据分开关单元或控制单元D1的具体实施方式的不同,连接线也可以为一根或多根。
需要说明的是,m可以小于n,此时,部分LED阵列不能被m个开关单元所旁路;m和n可以相等,此时,n个LED阵列均可以被m个开关单元所旁路。
需要说明的是,前述的串接包括通过导线直接连接或通过任意器件间接连接,例如通过电阻间接连接,并且连接的顺序也是不受限制的,下文中所提及的串接的含义均与此相同。
本实施例所提供的控制电路1,当直流电源U的输出电压大于或等于n个LED阵列LED1…LEDn的导通压降之和时,控制单元D1截止m个开关单元Q1…Qm,形成包括n个LED阵列LED1…LEDn和直流电源U的主回路,主回路中n个LED阵列LED1…LEDn均导通。
当直流电源U的输出电压小于n个LED阵列LED1…LEDn的导通压降之和时,控制单元D1导通至少一个开关单元,并且截止剩余的开关单元,形成包括直流电源U、导通的开关单元以及未被旁通的LED阵列的旁路回路,其中,未被旁通的LED阵列的导通压降之和小于直流电源U的输出电压。
其中,未被旁通的LED阵列至少包括与截止的开关单元对应的LED阵列,当m<n时,导通的LED阵列还包括未与开关单元并联的无法被旁通的LED阵列。
其中,由于旁路回路中至少包括一个导通的开关单元,因此,开关单元也可以被称作分开关单元,以及分回路中至少一个LED阵列被旁路,所以,分回路又可以被称为旁路回路,再者,本说明书中,为叙述方便,分回路、旁路回路和主回路也可以统称为回路,对应的,分回路流过的电流可以称为分回路电流、旁路回路流过的电流可以称为旁路回路电流、主回路流过的电流可以称为主回路电流,以及可以统称流过上述回路的电流为回路电流。
本实施例在直流电源U的输出电压大于或等于n个LED阵列的导通压降之和时,n个LED阵列均导通;当直流电源U的输出电压小于n个LED阵列的导通压降之和的情况下,通过控制开关单元的导通或截止,选择旁路回路使电路中的部分LED阵列导通,不会出现输出电压小于n个LED 阵列的导通压降之和时,照明装置无法被正常点亮的情况。
实施例九
本实施例在上述一些实施例的基础上进一步优化,如图6所示,提供了一种控制电路1和驱动电路2,还包括限流器件Q0,被连接于控制电路1中,以使得当控制电路1驱动n个LED阵列LED1…LEDn时,与n个LED阵列LED1…LEDn和直流电源U构成串联回路。其中,限流器件Q0为一N型场效应管,其控制端与控制单元D1相连接,并能够通过控制单元D1的控制,设定其导通电阻,进而设定流经限流器件Q0的电流。具体地,限流器件Q0和m个开关单元均具有被连接至控制单元D1的控制端,限流器件和/或至少部分的m个开关单元可操作以根据各自的控制端的控制信号,调节各自的导通电阻,进而设定对应的主回路/旁路回路的电流。
当直流电源U的输出电压大于或等于n个LED阵列LED1…LEDn的导通压降之和时,控制单元D1截止m个开关单元Q1…Qm,形成包括限流器件Q0、n个LED阵列LED1…LEDn和直流电源U的主回路,主回路中n个LED阵列LED1…LEDn均导通以获得尽可能高的能量转换效率,控制单元D1控制限流器件Q0的导通电阻设定主回路电流。
当直流电源U的输出电压小于n个LED阵列LED1…LEDn的导通压降之和时,控制单元D1导通至少一个开关单元,并且截止剩余的开关单元,此时,虽然使电路中的部分LED阵列导通,避免了LED阵列不能被点亮的情况,但是,由于导通的LED阵列的数量的减小,整体发光亮度相应减小。为了至少一定程度的解决这一技术问题,本实施例中,设定了限流器件Q0,并通过控制单元D1控制限流器件Q0的导通电阻以设定流经限流器件Q0的电流,使得在主回路和旁路回路中,导通的LED阵列的功率保持基本不变,或者,导通的LED阵列的发光量保持基本不变,当然,具体实施时,也可以控制旁路回路中导通的LED阵列的功率小于主回路中导通的LED阵列的功率,以使得在直流电源U的输出电压较低时的LED阵列的功率较小,或者说在直流电源U的输出电压较低时的直流电源U的输出功率较小,这比较符合传统照明例如白炽灯的特性。
以在主回路和旁路回路中导通的LED阵列的功率保持基本不变为例进行说明,具体地,如图7所示,以驱动电路2中,n=3,m=3时为例进行说明。
三个LED阵列分别为第一LED阵列LED1、第二LED阵列LED2以及第三LED阵列LED3,其导通压降分别对应为V1、V2和V3,其中,V1≥V2≥V3,且V2+V3≥V1;直流电源U的输出电压为V;第一开关单元Q1、第二开关单元Q2以及第三开关单元Q3分别对应与第一至第三LED阵列并联。
当V≥V1+V2+V3时,控制单元D1控制三个开关单元均截止,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗,使得直流电源U、第一LED阵列LED1、第二LED阵列LED2、第三LED阵列LED3和限流器件Q0组成的主回路的电流为IM,此时,直流电源U的输出功率PM=V×IM,LED阵列的发光量LM=IM×(V1+V2+V3)×KM,其中,KM为LED阵列在驱动电流为IM时对应的单位功率发光量。
当V<V1+V2+V3时,根据不同的开关单元的导通截止状态的不同,形成有六个不同的旁路回路,分别为第一至第六旁路回路,如表2所示:
表2
Figure PCTCN2020094996-appb-000002
Figure PCTCN2020094996-appb-000003
第一旁路回路:第一开关单元Q1和第二开关单元Q2截止、第三开关单元Q3导通,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以第一电流I1导通直流电源U、第一LED阵列LED1、第二LED阵列LED2、第三开关单元Q3和限流器件Q0组成的第一旁路回路,该第一旁路回路的功率P1=V×I1,LED阵列的发光量L1=(V1+V2)×I1×K1,K1为LED阵列在驱动电流为I1时对应的单位功率发光量;
第二旁路回路:第一开关单元Q1和第三开关单元Q3截止、第二开关单元Q2导通,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以第二电流I2导通直流电源U、第一LED阵列LED1、第三LED阵列LED3、第二开关单元Q2和限流器件Q0组成的第二旁路回路,该第二旁路回路的功率P2=V×I2,LED阵列的发光量L2=(V1+V3)×I2×K2,K2为LED阵列在驱动电流为I2时对应的单位功率发光量;
第三旁路回路:第二开关单元Q2和第三开关单元Q3截止、第一开关单元Q1导通,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以第三电流I3导通直流电源U、第二LED阵列LED2、第三LED阵列LED3、第一开关单元Q1和限流器件Q0组成的第三旁路回路,该第三旁路回路的功率P3=V×I3,LED阵列的发光量L3=(V2+V3)×I3×K3,K3为LED阵列在驱动电流为I3时对应的单位功率发光量;
第四旁路回路:第一开关单元Q1截止、第二开关单元Q2和第三开关单元Q3导通,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以第四电流I4导通直流电源U、第一LED阵列LED1、第二开关单元Q2、第三开关单元Q3和限流器件Q0组成的第四旁路回路,该第四旁路回路的功率P4=V×I4,LED阵列的发光量L4=V1×I4×K4,K4为LED阵列在驱动电流为I4时对应的单位功率发光量;
第五旁路回路:第二开关单元Q2截止、第一开关单元Q1和第三开关单元Q3导通,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以第五电流I5导通直流电源U、第二LED阵列LED2、第一开关单元Q1、第三开关单元Q3和限流器件Q0组成的第五旁路回路,该第五旁路回路的功率P5=V×I5,LED阵列的发光量L5=V2×I5×K5,K5为LED阵列在驱动电流I5时对应的单位功率发光量;
第六旁路回路:第三开关单元Q3截止、第一开关单元Q1和第二开关单元Q2导通,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以第六电流I6导通直流电源U、第三LED阵列LED3、第一开关单元Q1、第二开关单元Q2和限流器件Q0组成的第六旁路回路,该第六旁路回路的功率P6=V×I6,LED阵列的发光量L6=V3×I6×K6,K6为LED阵列在驱动电流I6时对应的单位功率发光量。
为便于说明,本实施例中,假设在相同的驱动电流下,各LED阵列的单位功率发光量相同;通过控制单元D1控制第一至第六旁路回路的旁路回路电流和主回路电流,使PM≈P1≈P2≈P3≈P4≈P5≈P6,可以实现在V≥V3时,直流电源U的输出功率变化不超过第一预设阈值,或者,使LM≈L1≈L2≈L3≈L4≈L5≈L6,可以实现在V≥V3时,LED阵列的发光量变化不超过第二预设阈值,进而降低LED阵列在主回路与旁路回路之间或各旁路回路之间切换时产生的发光量变化,进而改善了照明效果。
其中,第一预设阈值和第二预设阈值可以根据用户的实际需求设定。例如,第一预设阈值可以设定为直流电源U在额定电压下的输出功率的2%、5%或10%中的任一值;第二设定阈值可以设定为:当直流电源U的输出电压为额定电压时,LED阵列的发光量的2%、5%或10%中的任一值。关于第一预设阈值和第二预设阈值,也同样适用于其它一些实施例,不再赘述。
需要说明的是,本实施例中通过控制限流器件Q0的导通电阻作为示例,说明主回路/旁路回 路的电流的控制过程,实际应用场景中,m个开关单元也具有控制端,并可操作以根据控制端的控制信号,调节对应的旁路回路的电流,也即,也可以通过开关单元和限流器件Q0联合地调节流经至少部分的n个LED阵列的电流。
通过本实施例所提供控制电路,虽然能够将不同的旁路回路中,导通LED阵列的发光量或输出功率保持在预设的范围内,但是,基于效率转化和/或照明效果的考虑,当直流电源U的输出电压发生变化时,第一至第六旁路回路的优先级也会相应发生变化。
具体地,当V1+V2+V3>V≥V1+V2时,理论上,控制单元D1可以控制第一至第六旁路回路中的任意一个运行或者任意多个轮换运行以保证部分LED阵列的导通。从效率转化优化的角度考虑,第一至第六旁路回路的优先级依次降低,也即,优先选择第一旁路回路运行;从兼顾效率转化和改善照明效果的角度考虑,优先选择第一旁路回路和第二旁路回路轮换运行,以使得在一个轮换周期内全部LED阵列被至少点亮一次。
当V1+V2>V≥V1+V3时,理论上,控制单元D1可以控制第二至第六旁路回路中的任意一个运行或者任意多个轮换运行以保证部分LED阵列的导通。从效率转化优化的角度考虑,第二至第六旁路回路的优先级依次降低,也即,优先选择第二旁路回路运行;从兼顾效率转化和改善照明效果的角度考虑,优先选择第二旁路回路和第三旁路回路轮换运行,以使得在一个轮换周期内全部LED阵列被至少点亮一次。
当V1+V3>V≥V2+V3时,理论上,控制单元D1可以控制第三至第六旁路回路中的任意一个运行或者任意多个轮换运行以保证部分LED阵列的导通。从效率转化优化的角度考虑,第三至第六旁路回路的优先级依次降低,也即,优先选择第三旁路回路运行;从兼顾效率转化和改善照明效果的角度考虑,优先选择第三旁路回路和第四旁路回路轮换运行,以使得在一个轮换周期内全部LED阵列被至少点亮一次。
当V2+V3>V≥V1时,理论上,控制单元D1可以控制第四至第六旁路回路中的任意一个运行或者任意多个轮换运行以保证部分LED阵列的导通。从效率转化优化的角度考虑,第四至第六旁路回路的优先级依次降低,也即,优先选择第四旁路回路运行;从兼顾效率转化和改善照明效果的角度考虑,优先选择第四旁路回路、第五旁路回路和第六旁路回路轮换运行,以使得在一个轮换周期内全部LED阵列被至少点亮一次。
当V1>V≥V2时,理论上,控制单元D1可以控制第五和第六旁路回路中的任意一个运行或者任意多个轮换运行以保证部分LED阵列的导通。从效率转化优化的角度考虑,第五至第六旁路回路的优先级依次降低,也即,优先选择第五旁路回路运行;从兼顾效率转化和改善照明效果的角度考虑,优先选择第五旁路回路和第六旁路回路轮换运行,以使得在一个轮换周期内点亮的LED阵列的数量尽可能多。
当V2>V≥V3时,只有第六旁路回路能够实现LED阵列的导通,具体地,只有第三LED阵列LED3能够被点亮。
当V<V3时,所有的旁路回路都无法运行,所有的LED阵列都无法被点亮。
需要说明的是,为了简化电路设计的复杂程度,实际应用中,可以只设置部分旁路回路的功率和主回路的功率之间的差值不超过第一预设阈值,例如只设置优先级别较高的旁路回路;同样的,也可以只设置部分旁路回路的LED阵列的发光量和主回路的LED阵列的发光量之间的差值不超过第二预设阈值,例如只设置优先级别较高的旁路回路。
另外,以n=2,m=1为例,如图8所示,为方便说明,假设在相同的驱动电流下,第一LED阵列LED1和第二LED阵列LED2的单位功率发光量相同,第一LED阵列的导通压降为V1,第二LED阵列的导通压降为V2;直流电源U的输出电压为V。
当V≥V1+V2时,控制单元D1控制开关单元Q1截止,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以主回路电流IM导通直流电源U、第一LED阵列LED1、第二LED阵列LED2和限流器件Q0组成的主回路,此时,直流电源的输出功率PM=V×IM,LED阵列的发光量LM=IM×(V1+V2)×KM,KM为LED阵列在驱动电流IM时对应的单位功率发光量。
当V1+V2>V≥V1时,开关单元Q1导通,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以旁路回路电流I1导通直流电源U、第一LED阵列LED1、开关单元Q1和限流器件Q0组成的旁路回路,该旁路回路的功率P1=V×I1,LED阵列的发光量L1=V1×I1×K1,K1为LED阵列在驱动电流I1时对应 的单位功率发光量。
当V1>V时,主回路和旁路回路均无法运行,所有的LED阵列都无法被点亮。
通过控制单元D1控制主回路电流和旁路回路电流,使PM≈P1,可以实现在V≥V1时,直流电源的输出功率变化不超过第一预设阈值,或者,使LM≈L1,可以实现在V≥V1时,LED阵列的发光量变化不超过第二预设阈值,以降低或消除亮度变化。
补充说明的是,上述实施例中的假设不是必须的条件,在不脱离本发明的思路下,当假设改变时,控制单元D1控制不同的开关单元的运行状态随之改变,依然可以达到本发明的预期效果。以下实施例中的假设也是如此。
与图7相比,图8中仅设置了一个开关单元,因此也仅能形成一个旁路回路,虽然无法实现至少两个旁路回路的轮换导通,但是,图8的电路简单,实现成本低,仍具有较高的实际应用价值。
当限流器件Q0为电阻时,具体的电路结构示意图如图9所示。限流器件Q0为一电阻,与控制单元D1没有直接连接关系,电阻Q0的电流与其两端的电压VQ0成正比,电压VQ0不直接受控制单元D1控制,而是由直流电源U的输出电压V以及主回路或旁路回路包含的导通的LED阵列的导通压降之和VZ共同决定,公式表达为:VQ0=V-VZ,VZ与导通的LED阵列有关,与控制单元控制开关单元的导通或截止状态有关,所以电阻Q0两端的电压VQ0和电阻Q0上的电流也由控制单元D1控制。适当配置主回路和旁路回路的LED阵列的导通压降之和,可以获得期望的主回路电流和旁路回路电流。工程应用中,如果对于LED电流的精度要求不高,为降低成本,可以使用电阻代替场效应管或三极管作为限流器件,限制LED电流大范围波动。
作为优选,当n个LED阵列中至少一个LED阵列被旁路时,流经n个LED阵列的电流或者说旁路回路的电流,通过控制单元D1被调节为大于n个LED阵列均导通时的主回路的电流,也即,可以通过对旁路电路中电流的调节,实现旁路回路中LED阵列的功率保持基本不变,或者说,功率变化不超过第一预设阈值。
需要说明的是,虽然本实施例中,以限流器件Q0为N型场效应管作为示例,但这并不构成对本实施例的限定,在一些实施方式中,限流器件Q0也可以为P型场效应管、三极管以及电阻中的一种或多种构成的组合器件,当限流器件Q0由电阻单独构成时,该电阻为可变电阻或不可变电阻。
需要说明的是,虽然本实施例中,将限流器件Q0的位置设置于n个LED阵列LED1…LEDn沿电流方向的下游,但这并不构成对本实施例的限定,在一些实施方式中,限流器件Q0也可以设置于n个LED阵列LED1…LEDn沿电流方向的上游,或者,n个LED阵列LED1…LEDn之间。
实施例十
本实施例在上述一些实施例的基础上进一步优化,提供了一种控制电路,其中,当m个开关单元为N型器件时,沿电流方向,与m个开关单元对应/耦合的LED阵列和限流器件Q0依次设置,其中x个开关单元的两端均连接于限流器件Q0的上游,其余m-x个开关单元的两端分别连接于限流器件Q0的上游和下游(或者说,其余m-x个开关单元的两端分别连接于限流器件Q0和至少一个LED阵列串联构成的串联体的上游和下游),其中,x为整数,m≥x≥0。
以开关单元为N型器件,n=2,m=2,x=1为例,如图38所示,两个LED阵列分别第一LED阵列LED1和第二LED阵列LED2,沿电流方向,第一LED阵列LED1、第二LED阵列LED2以及限流器件Q0依次设置,两个开关单元分别为第一开关单元Q1(前文所述的x个开关单元)和第二开关单元Q2(前文中所述的其余m-x个开关单元),第一开关单元Q1与第一LED阵列LED1耦合,也即,其两端均连接于限流器件Q0的上游,第二开关单元Q2的两端分别连接于第二LED阵列LED2的正极性端和直流电源U的负极性端,也即,分别连接于限流器件Q0的上游和下游。
相对应地,当m个开关单元为P型器件时,沿电流方向,限流器件Q0和与m个开关单元对应/耦合的LED阵列依次设置,其中x个开关单元的两端均连接于限流器件Q0的下游,其余m-x个开关单元的两端分别连接于限流器件Q0的上游和下游,其中,x为整数,m≥x≥0。
其中,x个开关单元分别为Q1…Qx,m-x个开关单元分别为Qx+1…Qm。
其中,鉴于其连接关系的区别,x个开关单元Q1…Qx可被称为浮地开关单元,而m个开关单元中的其余m-x个开关可被称为共地开关单元。
当x=0时,m个开关单元均为共地开关单元。
当x=m时,m个开关单元均为浮地开关单元。
当m>x>0时,m个开关单元既包括浮地开关单元,也包括共地开关单元。
由于,浮地开关单元之间、浮地开关单元和限流器件之间不可以共地连接,需要彼此隔离/绝缘,集成制造难度大,相对而言,共地开关单元更容易集成,且成本更低。
因此,从降低制造成本和简化制造工艺的角度,作为优选,x的数值可以比较小。例如:3>x>0或者2>x>0,在浮地开关单元的数量x比较少的情况下,控制电路1更容易被集成在一个芯片内,从而获得低成本优势。
然而,当具有多个浮地开关单元和多个共地开关单元时,每一个浮地开关单元导通时仅仅旁通与之并联的LED阵列,而多个共地开关单元中至多一个能实现仅旁路与之并联的LED阵列,其余共地开关单元在导通时则会将多个LED阵列集体旁路,也即,浮地开关单元的设置,能够使得LED阵列的旁路回路的形成更为多样、灵活,从这个角度,作为优选,x的数值可以比较大,例如,m≥x≥m-1。
其中,m个开关单元中的x个开关单元也可以表述为对应地与m个LED阵列中的x个LED阵列并联,其余m-x个开关单元分别被对应地跨接于其余m-x个LED阵列的一端与直流电源U的输出端之间,分别可导通以使得各个m-x个LED阵列的对应端在电路结构上可以通过对应的开关单元环回直流电源U,从而允许相应的环路电流。
具体地,其余m-x个开关单元分别被对应地跨接于其余m-x个LED阵列靠近直流电源U的正极的一端与直流电源U的负极之间。
或者,浮地开关单元可以与共地开关单元交错地设置,例如:浮地开关单元→共地开关单元→浮地开关单元→共地开关单元。由于沿电流方向设置于共地开关单元的上游的浮地开关单元能够免于被共地开关单元所旁路,因此,作为优选,浮地开关单元也可以部分地或全部地沿电流方向设置于共地开关单元的上游,进一步优选地,浮地开关单元全部地沿电流方向设置于共地开关单元的上游。
综上所述,基于本实施例所提供的控制电路1,通过浮地开关单元和共地开关单元的设置,本领域技术人员可以根据实际需求(工艺需求、成本需求以及旁路回路需求中的任意种),选择m个开关单元的类型(浮地开关单元和/或共地开关单元)、各类型开关单元的数量以及其与n个LED阵列LED1…LEDn和限流器件Q0的连接关系。
实施例十一
本实施例在上述一些实施例的基础上进一步优化,本实施例中,如图11所示,n=2,m=1时,开关单元Q1并联在所对应的LED阵列LED2和限流器件Q0串联组成的串联体的两端。假设在相同的驱动电流下,第一LED阵列LED1和第二LED阵列LED2的单位功率发光量相同,第一LED阵列LED1的导通压降为V1,第二LED阵列LED2的导通压降为V2;直流电源U的输出电压为V。
当V≥V1+V2时,控制单元D1控制开关单元Q1截止,控制单元D1控制限流器件Q0的导通阻抗以主回路电流IM导通直流电源U、第一LED阵列LED1、第二LED阵列LED2和限流器件Q0组成的主回路,此时,直流电源的输出功率PM=V×IM,LED阵列的发光量LM=IM×(V1+V2)×KM,KM为LED阵列在驱动电流IM时对应的单位功率发光量。
当V1+V2>V≥V1时,开关单元Q1导通,第二LED阵列LED2和限流器件Q0串接的支路被旁路,控制单元D1控制开关单元Q1的导通阻抗以旁路回路电流I1导通由直流电源U、第一LED阵列LED1、开关单元Q1组成的旁路回路,该旁路回路的功率P1=V×I1,LED阵列的发光量L1=V1×I1×K1,K1为LED阵列在驱动电流I1时对应的单位功率发光量。
当V1>V时,主回路和旁路回路均无法运行,所有的LED阵列都无法被点亮。
通过控制单元D1控制主回路电流和旁路回路电流,使PM≈P1,可以实现在V≥V1时,直流电源的输出功率变化量不超过第一预设阈值,或者,使LM≈L1,可以实现在V≥V1时,LED阵列的发光量变化不超过第二预设阈值,以降低或消除亮度变化。并且,限流器件Q0、开关单元Q1和控制单元D1的部分或者全部,更容易集成在同一个集成电路内,具有明显的成本优势。
如图16,对图11所示的实施例的工作波形进一步说明,其中,横轴是时间轴,纵轴的V(T)是交流电压整流后的输出电压波形,4-1-V1+V2为第一LED阵列LED1的导通压降和第二LED阵列LED2的导通压降之和,限流器件Q0的电流波形对应为4-1-IQ0(T),开关单元Q1的电流波形对 应为4-1-IQ1(T),第一LED阵列LED1的功率或发光量的波形对应4-1-P1(T),第二LED阵列LED2的功率或发光量的波形对应4-1-P2(T)。
在横轴的TA-TB时间区间,V(T)大于4-1-V1+V2时(此处的“大于”,在具体实施的时候可留有一定的余量,例如V(T)与4-1-V1+V2之差大于一个较小的正值),限流器件Q0以主回路电流IM导通,开关单元Q1截止;在横轴的TB-TC时间区间,V(T)小于4-1-V1+V2时(此处的“小于”,在具体实施的时候可留有一定的余量,例如V(T)与4-1-V1+V2之差小于一个较小的正值),限流器件Q0的电流为零,开关单元Q1以旁路回路电流I1导通;每个周期都是如此,在此不再赘述。
假设如下参数:第一LED阵列LED1的导通压降为200V,第二LED阵列LED2的导通压降为50V,设定旁路回路电流I1为50mA,主回路电流IM电流为40mA,则在TA-TB期间,第一LED阵列LED1功率为200V*40mA=8W、第二LED阵列LED2功率为50V*40mA=2W,总和为10W,在TB-TC期间,第一LED阵列LED1功率为200V*50mA=10W、第二LED阵列LED2功率为零,总和也为10W,即第一LED阵列LED1和第二LED阵列LED1的功率之和恒定,当发光负载为LED时,可获得近似恒定的LED发光量,降低频闪。
图16中,主回路电流和旁路回路电流之间的切换是瞬间完成的,在实际装置中,切换可能存在过渡区,在过渡区内,可选地,控制旁路回路电流和主回路电流的变化过程,使过渡区内的第一LED阵列LED1和第二LED阵列LED2的功率之和维持不变,可获得近似恒定的LED发光量,降低频闪,图17给出了具有过渡区的一种波形,图18给出了一种简单的实现电路。
图17中,TA1-TA2为第一过渡区,对应图16中的TA时刻,旁路回路电流波形4-1-IQ1(T)从I1开始下降至零,主回路电流波形4-1-IQ0(T)从零开始上升至IM,控制旁路回路电流和主回路电流关联地/同步地变化,使第一LED阵列LED1功率的下降值等于第二LED阵列LED2功率的上升值;TB1-TB2为第二过渡区,对应图16中的TB时刻,主回路电流波形4-1-IQ0(T)从IM开始下降至零,旁路回路电流波形4-1-IQ1(T)从零开始上升至I1,同样地,关联地/同步地控制旁路回路电流和主回路电流的变化,使第一LED阵列LED1功率的下降值等于第二LED阵列LED2功率的上升值;TC1-TC2为第三过渡区,对应图16中的TC时刻,重复TA1-TA2的过程。
图18中,交流电源VSIN经整流器DB001整流后并联电容C001滤波输出构成直流电源,提供如图16所示的输出电压V(T),第一负载4-1-D21对应第一LED阵列LED1,第二负载4-1-D22对应第二LED阵列LED2。
控制电路包括:由场效应管Q001构成的开关单元,由场效应管Q002构成的限流器件,控制单元包括信号基准VR001、信号基准VR002、比较器EA001、比较器EA002、电阻R001和电阻R002。此处的比较器EA001、比较器EA002也可以为运算放大器或放大器。
第一负载、第二负载、限流器件Q002、电阻R001和电阻R002和直流电源共同构成了主回路,流过电阻R001和电阻R002构成的串联体上的电流在该串联体两端产生与脉动直流电压正相关的第一电信号,第一电信号与第一阈值Vref1之间经由比较器EA001产生比较信号;当直流电压足以驱动第一负载和第二负载的导通压降时,例如直流电压值远大于第一负载和第二负载的导通压降之和时,第一电信号的电压等于Vref2,大于Vref1,EA001输出的比较信号为低电平信号,驱动场效应管Q001截止,驱动电路运行于由直流电源、第一负载4-1-D21、第二负载4-1-D22、场效应管Q002、电阻R001和电阻R002构成的主回路;当直流电压不足以驱动第一负载和第二负载的导通压降,例如称之为:位于第一电压区间,第一电信号的电压小于Vref1,EA001输出的比较信号为高电平信号,驱动场效应管Q001导通,驱动电路切换至由直流电源、第一负载4-1-D21、场效应管Q001和电阻R001构成的旁路回路;在T0-TA1时间区间和TB2-TC1时间区间,限流器件Q002的电流为零,场效应管Q001导通,其电流值为:Vref1/R001,Vref1为信号基准VR001的输出电压;在TA2-TB1时间区间,限流器件Q002导通,分开关单元Q001截止,主回路电流的值为Vref2/(R001+R002),Vref2为信号基准VR002的输出电压。
在第一过渡区TA1-TA2对应的时间范围内,分回路的电流从Vref1/R001下降至零,主回路的电流从零上升至Vref2/(R001+R002);在第二过渡区TB1-TB2对应的时间范围内,主回路的电流从Vref2/(R001+R002)下降至零,分回路的电流从零上升至Vref1/R001;在上述两个过渡区,比较器EA0001输出中间电压信号,其幅值位于高电平信号和低电平信号之间。
配置Vref2略大于Vref1,以使限流器件Q002和主回路优先于分开关单元Q001和旁路回路导 通,或者通过配置放大器EA001和/或EA002的输入失调电压,以实现同样效果。
使Vref1/R001与Vref2/(R001+R002)的比值基本等于第一负载4-1-D21与第二负载4-1-D22VTH的导通压降之和除以第一负载4-1-D21的导通压降的商,配置Vref2略大于Vref1,可以实现在过渡区和非过渡区的任意时刻,或者说,在主回路和分回路切换前,切换过程中和切换过程后的第一负载和第二负载的功率之和基本维持不变,进一步地,导通的LED阵列对应的功率之和或光通量之和基本不变,并且,在切换过程中,动态地调整LED阵列的功率,使一部分LED阵列的功率的下降由另外一部分LED阵列的功率的增加获得补偿或者抵消。
实施例十二
本实施例在上述一些实施例的基础上进行优化。
当m>x>0时,也即,控制电路中同时具有浮地开关单元和共地开关单元时,如图33所示,提供了一种封装框架结构,其设置有第一基岛A和第二基岛B,第一基岛A和第二基岛B相邻设置且彼此绝缘,控制电路1的浮地开关单元和共地开关单元分别设置于不同的基岛上。
其中,第一基岛A和第二基岛B的彼此绝缘可以通过间隔设置实现,或通过绝缘材料隔离。
其中,基岛可以由金属构成,常用的金属为铜或铁。
第一基岛A和第二基岛B设置于主框架(未图示)内。
第一基岛A和第二基岛B各包括不少于四条边,参考任一基岛,这四条边分别为:相邻设置的相邻边、与相邻边相对设置的背离边以及相对设置的两条引脚边。
第一基岛A和第二基岛B的两条引脚边上各设置一对筋爪,分别为,设置于第一基岛A的第一筋爪C和第二筋爪D,以及,设置于第二基岛B的第四筋爪C′和第五筋爪D′,上述筋爪均可以被配置为框架结构的引脚。
两引脚边上一对筋爪的设置,提高了第一基岛A和第二基岛B的封装稳定性。
作为优选,第一基岛A的背离边上设置有第三筋爪E,第二基岛B的背离边上设置有第六筋爪E′,第三筋爪E和第六筋爪E′的设置,进一步的提高了第一基岛A和第二基岛B的封装稳定性。
作为优选,筋爪与其所在的边的夹角为90°,如此设置,能够提高基岛的封装稳定性。
可选地,筋爪通常设置于基岛相对的两侧并与基岛一体成型,一对筋爪延伸至塑封料外侧,并能够增加对应的基岛封装的稳定性。框架结构通常是单基岛的形式,其通过两端设置的一对筋爪来固定单基岛,一对筋爪通常对应于图33中第三筋爪E和第六筋爪E′的位置设置,两筋爪因为会有分别向端部的受力,在进行固封后,起到稳定基岛的作用,但是由于本实施例中框架结构为双基岛结构,仅设置第三筋爪E和第六筋爪E′将无法保持第一基岛A和第二基岛B的稳定,本实施例通过两条引脚边上各设置一对筋爪,保证双基岛的框架结构依旧稳定。
需要说明的是,本实施例中,不设置第三筋爪E和第六筋爪E′,仍能够保证双基岛的框架结构的稳定。
在本实施例的其它实施方式中,两条引脚边上也可以根据需要设置多对筋爪。
另外,筋爪也可以被配置为框架结构的引脚,具体地,本实施例中,第一基岛A的引脚边上的一对筋爪分别被配置为第二引脚20以及第七引脚10,第二基岛B的引脚边上的一对筋爪分别被配置为第三引脚40以及第六引脚30。
作为优选,框架结构还包括若干分离引脚,分离引脚设置在基岛四周,分离引脚通过金属连线与第一基岛A和第二基岛B上的器件电连接。
具体地,以框架结构设计为具有八个引脚作为示例,参考图33,其中,第八引脚50设置于第三筋爪E和第一筋爪C之间,第一引脚60设置于第三筋爪E和第二筋爪D之间,第五引脚70设置于第四筋爪C′与第六筋爪E′之间,第四引脚80设置于第五筋爪D′与第六筋爪E′之间。第一引脚、第四引脚、第五引脚和第八引脚均不与基岛直接连接,这里所提到的直接连接指一体成型连接或者其它机械连接的方式,在封装时候可以通过打线的方式来进行各引脚和框架结构中其它结构(例如基岛)的电连接。当然,第一引脚、第四引脚、第五引脚和第八引脚中的任意个,也可以根据实际需求与基岛连接。
具体地,以m=n=2为例,结合图38对控制电路1被集成设计为芯片时与框架结构的对应关系进行说明。图38中,第一开关单元Q1为浮地开关单元,第二开关单元Q2为共地开关单元,LED阵列分别为第一LED阵列LED1和第二LED阵列LED2,其与直流电源U、限流器件Q0串联构成主 回路,开关单元分别为与第一LED阵列LED1并联的第一开关单元Q1以及并联于第二LED阵列LED2和限流器件Q0所组成的串联的支路两端的第二开关单元Q2。
通常,具有公共电位的芯片才可以置于同一个基岛上,在如图38所示的控制电路1中,由于第一开关单元Q1的负极性端和第二开关单元Q2的负极性端之间具有电位差,因此,第一开关单元Q1与第二开关单元Q2较难被同时制造在仅仅具有一个衬底的芯片上,以及,将第一开关单元Q1与第二开关单元Q2分别制造为两个芯片时,也较难同时放置于同一个基岛上。
本实施例中采用的方法为:将第一开关单元Q1(或与其负极具有公共电位的其它器件,例如控制单元D1的一部分)制造为一个芯片,放置于一个基岛上;以及,将第二开关单元Q2、限流器件Q0和控制单元D1(或控制单元D1的另一部分)制造为另一个芯片,放置在另一个基岛上,因此,使得第一开关单元得以与第二开关单元集成于同一封装体内,克服了应用单基岛的结构的局限,进而减小了控制电路1被实施为集成电路时的封装尺寸。
具体地,对于图38,可以配置:第一开关单元Q1的正极性端被连接至第一引脚60、负极性端被连接至第二引脚20;第二开关单元Q2的正极性端也被连接至第二引脚20,负极性端被连接至第三引脚40,限流器件Q0的正极性端被连接至第四引脚80,也即,第一开关单元Q1和第二开关单元Q2分别设置于第一基岛A和第二基岛B,以及,限流器件Q0也被放置在第二基岛B上。
或者,如图39,相比于图38的区别在于:图39中的第一LED阵列LED1和第二LED阵列LED2之间不直接连接(图中以虚线表示)。
对于图39,结合图33,也可以配置第一开关单元Q1和第二开关单元Q2分别设置于第一基岛A和第二基岛B,以及,限流器件Q0也被放置在第二基岛B上,以及,将第一开关单元Q1、将第二开关单元Q2、限流器件Q0的正极性端分别连接于第一引脚、第四引脚、第五引脚和第八引脚中的三个。
需要说明的是,在对应实施例十二和实施例十三的其它实施方式中,较优的方式为:将限流器件Q0和控制单元D1中与第二开关单元Q2的负极性端具有公共电位的部分放置于第二基岛B,将控制单元D1中与第一开关单元的负极性端具有公共电位的部分放置于第一基岛A。应当说明,这里的“公共电位”包括但不限于零电位差,也可泛指电位差较低,例如不超过一个PN结导通门限的电位差以避免集成电路进入不期望的插锁或锁死状态(latchup)。另外,例如,设置有两个浮地开关单元以及一个或多个共地开关单元的控制电路1,则需要分别为两个浮地开关单元各设置一基岛、一个或多个共地开关单元设置一基岛,三个基岛彼此绝缘。也即,本领域技术人员能够基于本实施例获知:控制电路1中每增设一浮地开关单元,优选地,需要相应增设一与其它基岛绝缘的新基岛。
实施例十三
本实施例在上述实施例的基础上进一步优化,还包括至少一个电流编程接口,电流编程接口被设置于对应限流器件或对应的旁路回路中的电流源的电路之中,属于限流器件或对应的旁路回路中的电流源的一部分,以设置限流器件或旁路回路中的电流源所在的回路的电流,或者说n个LED阵列中导通的LED阵列的电流。
例如,电流编程接口被设置为用以接收被从外围可操作地连接的第一电阻。通过第一电阻,可以控制主回路和/或旁路回路中的电流源的电流调节性能,进而,可以限定/调节对应的主回路/旁路回路中的电流或者功率。进一步可选地,该电流编程接口,可以包括,对外设置的两个引脚,结合图33中所示的双基岛框架的第五引脚70和第六引脚30,可以供用户在使用由本发明的控制电路实施的集成电路制造照明装置/灯具时,根据功率等需求,在第五引脚70、第六引脚30之间连接一定阻值的电阻,从而对主回路/旁路回路中的电流/功率进行设定,可以在照明装置制造环节定制性地配置该灯具的功率。另外,可以理解:第六引脚30与作为第二基岛B的一体连接,与设置其上的芯片的衬底直接连接或以导电材料连接或者以打线方式连接,因此可以作为共地开关单元的地或者控制单元的地,在这种情况下,只需要一个引脚,例如第五引脚70,配合地(或被视为第六引脚30),共同接收第一电阻被从外围可操作地连接。
具体地设计一个集成电路/芯片时,集成电路/芯片外围电路可以只包括一个前述的电流编程接口,通过连接外部电阻设置驱动电路或照明装置的功率。
可选地,对于已经设计完成的集成电路,其内部的大部分器件和器件之间的连接均已经固定, 即该集成电路的功能被已经完成的设计而限定,然而,无论是集成电路的使用者,还是集成电路的设计者,通常更希望该集成电路能够满足尽可能多的应用需求,以使商业价值最大化。解决这类问题的一种较常用的方法是为集成电路预留端口,由使用者在预留端口处配置外部器件,有限度地对集成电路内部的模拟信号或数字逻辑等进行编程,以达到需要的效果,例如,在驱动电路的设计中,通过对预留端口连接外部器件改变驱动电路的功率等;另外,也往往由于集成电路所采用的半导体工艺的限制,使得一些较高幅值的电信号、能量信号、负值信号或者浮动信号的集成难度较大而且成本较高,此时也需要为集成电路预留端口,由外部电路对上述信号进行处理后再与集成电路的预留端口实施硬件连接。
图31所示的电路模块CC1为一种常用的电流源电路,包括公共端GND和电流端OUT,电路模块CC1包括电压基准XVR、放大器XEA和场效应XQ,电流端口OUT的电流=电压基准XVR的电压/电阻RK的电阻,改变电阻RK的阻值则改变电流端OUT对应的电流值;图32所示的电路模块CC2是电路模块CC1的一种变形,一个不同处是电路模块CC2中还包括了电流镜XM,电流端口OUT的电流=电压基准XVR的电压*电流镜XM的放大倍数/电阻RK的电阻,改变电阻RK的阻值则改变电流端OUT对应的电流值。
图31和图32中的两种电流源电路均包括一个用于设置电流端电流的电阻,并且具有至少一个电流端,实际上,该类电流源也可以通过一个电阻协同调节多个电流端的电流,本说明书不做赘述。该类电流源可以被用于本发明的限流器件、开关单元,或者串接于旁路回路中的电流源等,由于照明装置的用户通常需要根据实际需要调节LED电流/发光负载的亮度,所以基于本发明方案设计的集成电路内部可不包括图31和图32中的电阻RK,而是预留电流编程接口,如图31和图32中的K1端口和K2端口,并且通常的,K2端口与公共端(地)共用。例如,图18中的R001电阻,可以不被设计于集成电路内部,其两端可以作为K1端口和K2端口,改变R001的阻值,可以改变驱动电路或照明装置的功率或发光亮度,图18中R002也是如此,不再赘述。
实施例十四
本实施例在上述一些实施例的基础上进一步优化,在本实施例中,直流电源U能够输出脉动电压,控制单元D1被配置为:调节被导通的至少一个开关单元中的电流以与直流电源U的输出电压或n个LED阵列所承受的电压呈反向变化。
换言之,n个LED中处于导通状态的,或者说旁路回路中处于导通状态的一个或多个LED阵列中流经的电流,被通过导通的一个或多个开关单元和/或限流器件Q0动态地调节,从而与n个LED阵列在主回路/旁路回路中所承受的电压呈反方向/负相关地变化。
具体地,控制单元D1进一步被配置为:随直流电源U的输出电压/n个LED阵列所承受的电压的升高而降低n个LED阵列中被导通的LED阵列中的电流,或者随直流电源U的输出电压/n个LED阵列所承受的电压的降低而提升n个LED阵列中被导通的LED阵列中的电流;从而,调节n个LED阵列的功率保持在第一功率值的邻域内。
其中,第一功率值可以根据具体实施的商品的需求或用户的具体需求而设定,例如,商品的设计规范要求其使用的LED器件的温度不超过100℃以满足商品寿命,以及满足光通量不低于1000流明以满足商品的照明效果,则商品的设计者需要选用适合的LED或LED组合,通过控制LED或LED组合的功率满足上述设计规范。
其中,控制单元D1能够获取第一电信号,该第一电信号可反映直流电源U的输出电压。例如第一电信号可以通过以下两者之一取得:i)n个LED阵列所承受的电压,或ii)直流电源U的输出电压与n个LED阵列所承受的电压的差值。
第一电信号可以与直流电源U的输出电压正相关或负相关,当第一电信号与直流电源U的输出电压正相关时,控制单元D1进一步被配置为:响应于第一电信号小于第一阈值,控制m个开关单元中的至少一个导通以建立旁路回路,响应于第一电信号大于或等于第一阈值,控制导通的m个开关单元中的至少一个截止以切换至其它旁路回路或主回路运行。
当第一电信号与直流电源U的输出电压或n个LED阵列所承受的电压或直流电源U的输出电压与n个LED阵列所承受的电压的差值负相关时,响应于第一电信号大于第一阈值,控制m个开关单元中至少一个导通以建立旁路回路,响应于第一电信号小于或等于第一阈值,控制导通的m个开关单元中的至少一个截止以切换至其它旁路回路或主回路运行。
为了叙述简单,以当第一电信号与直流电源U的输出电压正相关为例加以说明。
可选地,一些实施例中的控制电路中,第一电信号可以被取自直流电源的两端,或者说,通过被耦合于直流电源的正、负极性输出端的电路而获取。
可选地,一些实施例中的控制电路中,在至少一个开关单元截止的状态下,第一电信号可以基于控制电路中的一个或多个电路参数而被获取。例如,第一电信号可以被取自限流器件的两端电压、限流器件的控制端电压和限流器件的电流中的至少一个。可选地,一些实施例中的控制电路中,在至少一个开关单元导通的状态下,第一电信号被取自限流器件的两端电压、限流器件的控制端电压和限流器件的电流中的至少一个。控制电路的控制单元被配置为通过第一电信号判断:i)直流电压是否足以导通全部的n个LED阵列,或ii)直流电压与全亮阈值的大小关系。
可选地,一些实施例中的控制电路中,第一电信号可被取自至少一个共地开关的两端。
其中,控制单元D1设置有电信号测量单元,以实现对第一电信号的获取,具体地,电信号测量单元耦合于控制电路中获得,具体方法包括:
1)耦合至直流电源U两端,采集直流电源U的输出电压;或,
2)耦合至位于主回路/旁路回路上的电阻或MOS管(例如限流器件)两端,采集直流电源U的输出电压与n个LED阵列的导通压降之差;或,
3)耦合至串联于主回路的至少一个LED阵列的两端,采集其所承受的电压。
可选地,一些实施例中的控制电路中,配置在控制电路中的第一阈值可以对应于以下中的一个:i)反映n个LED阵列全部被导通时具有足够的电压/电流/功率以满足需求的光通量的LED阵列所承受的电压的值;ii)反映n个LED阵列全部被导通时具有足够的电压/电流/功率以满足需求的光通量的直流电源的电压值;iii)反映n个LED阵列全部被导通时具有足够的电压/电流/功率以满足需求的光通量的第一电信号的值;iv)全亮阈值。
通常地,实施在集成电路中,第一阈值可以为一个或多个参考电压或基准电压,也可以为一个或多个参考电流或者基准电流。第一阈值对应于以下七者之一:i)反映足以导通全部的n个LED阵列的直流电源的最小电压的第一电信号的值;ii)与最小电压值的差值为恒定正值的参考电压值;iii)可使n个LED阵列中的LED的光通量达到预定值时的直流电源的电压值;Ⅳ)足以导通n个LED阵列的直流电源的最小电压值;Ⅴ)反映使n个LED阵列的光通量达到预定值时直流电源的电压值的第一电信号的值;VI)反映n个LED阵列上的电压/电流/功率产生的光通量达到预定值时直流电源的最小电压的第一电信号的值;VII)恰好足够使n个LED阵列全部导通的直流电压值。其中,将预定值可以设定为n个LED阵列两端被施加足以导通n个LED阵列的电压时的光通量,或者,也可以根据需要将预定值设为其它值,例如,n个LED阵列的两端被施加足以导通n-1个LED阵列的电压时的光通量。
具体地,预定值被具体实施的商品所规定,通常为规定的光通量值,例如1000流明。
结合图7和表二,第一阈值也可以设定为多个阈值,例如,对应于第一旁路回路。
下面,结合图7,对驱动电路2的运行过程进行说明,其中驱动电路2用于对三个LED阵列进行驱动,三个LED阵列分别为第一LED阵列LED1、第二LED阵列LED2以及第三LED阵列LED3,三个开关单元第一开关单元Q1、第二开关单元Q2以及第三开关单元Q3分别对应与三个LED阵列并联,直流电源U、限流器件Q0与三个LED阵列共同形成驱动电路2的主回路,为了便于说明,本实施例中,以三个LED阵列的导通压降均相同作为示例。
以第一电信号采集直流电源U的输出电压为例,则第一电信号的数值越小,反应了直流电源U的输出电压越低,也即第一电信号与直流电源U的输出电压正相关。
其中,第一阈值设定为:反映使三个LED阵列的光通量达到预定值时直流电源的电压值的第一电信号的值。响应于第一电信号小于第一阈值,控制三个开关单元中的至少一个导通以建立旁路回路,使得部分LED阵列(一个或两个LED阵列)导通,响应于第一电信号大于或等于第一阈值,将三个开关单元全部截止以切换至主回路运行。
可选地,当第一阈值对应于三个LED阵列的导通压降之和设置时,此时,响应于第一电信号小于第一阈值,控制三个开关单元中的至少一个导通以建立旁路回路,使得部分LED阵列(一个或两个LED阵列)导通。响应于第一电信号大于或等于第一阈值,将三个开关单元全部截止以切换至主回路运行。控制单元D1还被配置为:将流经被导通的至少一个开关单元的第一旁路电流, 调节为大于三个开关单元全部关断时流经三个LED阵列的电流值,以使得三个LED阵列所承受电压与第一旁路电流之乘积,保持在第一功率值的邻域内。
具体配置该第一阈值时,可能会因控制电路中LED阵列的数量或耦合结构的不同而不同,也可能会受到驱动电路中的一些器件的压降影响,例如受串接于主回路中的限流器件Q0的阻抗或压降影响。
需要说明的是,本实施例中,以三个LED阵列的导通压降均相同作为示例,当三个LED阵列的导通压降各不相同时,也可以根据其导通压降的大小排序,在仅接入一个LED阵列的多个分回路中切换运行。
值得注意的是,通过控制电路1的驱动,在直流电源U的输出电压位于低于全亮阈值/第一阈值的任一电压水平(可能是恒定不变的)上,三个LED阵列中对应该电压水平的多个子集(例如第一子集包含第一LED阵列LED1和第二LED阵列LED2,第二子集包含第一LED阵列LED1和第三LED阵列LED3)均可被循环点亮或轮流导通。此处的循环点亮或轮流导通是在控制单元D1的控制下被主动发起的。
本实施例中,通过在直流电源U的低压区间(具有较低的电压而不足以导通三个LED阵列的电压区间),交替/轮换地导通三个LED阵列的不同部分,例如第一子集和第二子集,而一般地,上述低压区间无法支持第一子集和第二子集的并集中的LED阵列串联导通,可选地,第一子集和第二子集的特征均具有:当位于低压区间时,直流电源U所能导通地最大数量的LED阵列。或者说,第一子集和第二子集的并集中的LED阵列的数量大于直流电源在低压区间中所能导通的LED阵列的(例如,最大的)数量。这一定程度上,将直流电源U在低压区间所提供的电能,通过更多数量的LED阵列释放/转化为光能,因而也会带来更好的能量转换效率,以及更大的LED发光面,在一定程度上改善照明性能。
可选地,第一子集中LED阵列的数量和第二子集中LED阵列的数量相同,这导致上述通过更多数量的LED阵列而释放的光能形成一个相对恒定的发光面积,换言之,两个子集的LED阵列会产生更加相接近的两个功率/光通量,在一定程度上抑制改善照明效果。
优选地,第一子集和第二子集的并集涵盖了三个LED阵列(在其它实施例中,可以为多个LED阵列),因此,由直流电源U的正常电压区间(足以导通三个LED阵列的区间)变化到具有更低电压值的例如第一电压区间(不足以导通三个LED阵列)过程中,LED发光面积可以保持不变,改善了照明性能。换言之,结合电流调节手段保持三个LED功率保持基本不变,三个LED阵列始终以其可能的最大发光区域,产生稳定的功率/光通量,进而进一步改善照明效果。
可选地,被轮换导通的多个子集,例如第一子集和第二子集,之中的LED阵列可以是不完全相同的,两者之间可能存在交集,也可能不存在交集。
可选地,第一旁路回路中LED阵列和第二旁路回路中LED阵列的并集之中的LED阵列的数量,大于当第一电信号小于第一阈值时,两个LED阵列能被直流电源所导通的最大数量。
可选地,如果位于第一旁路回路中的LED阵列的导通压降大于第二旁路回路中的LED阵列的导通压降,控制单元D1还被配置为:调整第二旁路回路中电流大于第一旁路回路中电流,以使得第二旁路回路中的LED阵列与第一旁路回路中的LED阵列的功率之间的相对变化率小于第一预定百分比,或者说两者的功率在切换过程中的相对变化率小于第一预定百分比,该第一预定百分比尽可能的小,例如为小于5%的数值;或者,如果第一旁路回路中的LED阵列的导通压降基本等于第二旁路回路中的LED阵列的导通压降,控制单元D1还被配置为:调整第二旁路回路中电流相对于第一旁路回路中电流的变化率不超过第一预定百分比,以使得第二旁路回路中的LED阵列与第一旁路回路中的LED阵列的功率基本相同,或者说两者的功率在切换过程中的相对变化率小于第一预定百分比,该第一预定百分比尽可能的小,例如为小于5%的数值。
可选地,控制单元D1还被配置为:同步地控制从导通切换至关断状态的第一部分开关单元中的电流下降和从关断切换至导通状态的第二部分开关单元中的电流上升,以使得第一部分开关单元和第二部分开关单元两者所在的回路中的两个LED阵列的功率之和基本恒定,或者说,使得两个LED阵列的功率之和基本恒定,进而控制两个LED阵列的光功率/光通量基本恒定或者保持在第一光通量的预定值的邻域以内,例如该第一光通量的预定值的±5%甚至更小的邻域之内。
本实施例中,将第一旁路回路中的导通的开关单元定义为第一部分开关单元,将第二旁路回 路中的导通开关单元定义为第二部分开关单元。
可选地,控制单元D1还被配置为:在多个开关单元被切换的过渡过程中,
i)同步地控制多个开关单元中第一部分开关单元中的电流随多个开关单元中第二部分开关单元中电流增大而减小,以使第一部分开关单元对应的LED阵列的功率下降被第二部分开关单元对应的LED阵列的功率增加所补偿/抵消;以及,
ii)同步地控制多个开关单元中第一部分开关单元中的电流随多个开关单元中第二部分开关单元中电流减小而增大,以使第二部分开关单元对应的LED阵列的功率下降被第一部分开关单元对应的LED阵列的功率增加所补偿/抵消。
可选地,控制单元D1还被配置为:在第一旁路回路与第二旁路回路之间切换的过渡过程中,i)同步地控制第一旁路回路中的电流随第二旁路回路电流增大而减小,以使第一旁路回路中的LED阵列的功率下降被第二旁路回路中的LED阵列的功率增加所补偿/抵消;以及,
ii)同步地控制第一旁路回路中的电流随第二旁路回路中电流减小而增大,以使第二旁路回路中的LED阵列的功率下降被第一旁路回路中的LED阵列的功率增加所补偿/抵消。
可选地,控制单元D1还被配置为:在从第二部分开关单元到第一部分开关单元的切换导通的过渡过程中,在第二部分开关单元中的电流相对于过渡过程开始之前的下降幅度超过预设幅度之前,控制第一部分开关单元中的电流同步增大;和/或在从第一部分开关单元到第二部分开关单元的切换导通的过渡过程中,在第一部分开关单元中的电流相对于过渡过程开始之前的下降幅度超过预设幅度之前,控制第二部分开关单元中的电流同步增大;其中,预设幅度为小于5%的任意值。
上述对第一旁路回路和第二旁路回路切换过程的实施方式,也适用于主回路和任意一个旁路回路之间,不做赘述。
实施例十五
本实施例在上述一些实施例的基础上进一步优化,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法或者其中的步骤SA-2)或相似的步骤,以及这些步骤的子步骤还可以包括以下的步SA-2-a)中备选的(alternative)两个子步骤或SA-2-b)中备选的(alternative)两个子步骤在内的4个子步骤中的任一个:
SA-2-a)子步骤1.响应于直流电源的电压位于第一电压区间,在第一电压区间的持续期之内,例如通过定时器/频率发生器产生的周期性信号或再配合触发器产生的触发信号等,主动控制n个LED阵列中对应于第一电压区间的多个子集/多个部分以使其被循环导通/点亮;其中,直流电源的电压位于第一电压区间中任一电压子区间内或任意电压水平上,n个LED阵列中对应于第一电压区间的多个子集均可被(例如以几十k的高频)循环导通,或者
子步骤2.在多个第一电压区间中每一个的持续期之内,例如通过定时器/频率发生器产生的周期性信号或再配合触发器产生的触发信号等,主动控制n个阵列中对应于第一电压区间的多个子集以使得该多个子集被循环/轮换导通;其中,直流电源的电压位于第一电压区间中任一电压子区间内或任意电压水平上,n个LED阵列中对应于第一电压区间的多个子集均可被(例如以几十k的高频)循环导通。
其中,第一电压区间具有位于全亮阈值以下的电压范围;或者,
SA-2-b)子步骤3.响应于直流电源的电压变化周期性地产生第一电压区间,主动控制n个阵列中对应于第一电压区间的多个子集以使得该多个子集被循环导通/点亮;其中,循环导通的频率大于、小于、或等于直流电源的电压变化的频率;其中,直流电源的电压位于第一电压区间中任一电压子区间内或任意电压水平上,n个LED阵列中对应于第一电压区间的多个子集均可被(例如以几十k的高频)循环导通,或者
子步骤4.在多个第一电压区间的持续期内,主动控制n个阵列中对应于第一电压区间的多个子集被轮换点亮;其中,多个第一电压区间中的一个,或者连续的两个或两个以上仅对应于多个子集之一。换言之,在多个第一电压区间中的1个,或者连续的2~5个中,仅有多个子集之一被点亮。
第一电压区间具有位于全亮阈值以下的电压范围。当然,并不排除还配置有第二电压区间,位于第一电压区间的下限(或可称为第一旁路阈值)以下,或者更低。换言之,第一电压区间可以被全亮阈值、第一旁路阈值两者定义,分别作为第一电压区间的上限(upper bound)和下限(lower  bound)。如果直流电源的电压位于全亮阈值、第一旁路阈值两者之间,则进入第一电压区间。换言之,直流电源的电压降至全亮阈值以下,则进入第一电压区间之内,而如果直流电压继续降至全亮阈值以下,则进入比第一电压区间更低的第二电压区间。对应地,通过第一电压区间、至少一个电压区间定义的本发明一些实施例的方法,也可以通过基于全亮阈值、第一旁路阈值等多个阈值的步骤来定义。申请人保留对这些更多样的变形例的进行分案、主动修改、延续申请、部分延续申请的权利。
步骤SA-2-a)还包括子步骤:
SA-2-a-1)在第一电压区间的持续期内,交替/轮换地导通第一部分LED阵列和第二部分LED阵列。
步骤SA-2-b)还包括子步骤:
SA-2-b-1)以循环方式,将第一部分LED阵列和第二部分LED阵列分别导通于相邻发生的两个第一电压区间。例如,在直流电源输出脉动直流电压,在第一脉动周期中,先后出现两次第一电压区间a和b,位于第一脉动波的峰值两侧,则在这第一电压区间a中,仅导通第一部分LED阵列,而在这第一电压区间b中,单独导通第二部分LED阵列;以及在后续的脉动周期中,以这种方式,循环导通第一部分LED阵列和第二部分LED。在这种情况下,第一部分和第二部分LED的循环导通的周期,可以被视为与直流电源的脉动直流电压的周期相同。
当然,可替代地,在上述的第一脉动周期中先后出现的两个不同的第一电压区间a和b中,可以仅导通第一部分LED阵列,而在接续的第二脉动周期中出现的两个第一电压区间中,仅导通第二部分LED阵列,在这种情况下,第一部分和第二部分LED的循环导通的频率,可以被视为小于直流电源的脉动直流电压的频率。进一步可替代地,在上述的第一脉动周期中单一的第一电压区间a中,可以反复多次(例如几百次)地,交替导通第一部分LED阵列和第二部分LED阵列,而其中的交替频率,大于直流电源的脉动直流电压的频率。
第一部分LED阵列和第二部分LED阵列的并集之中的LED阵列的数量,大于第一电压区间在n个LED阵列中足以点亮的LED阵列的最大数量。例如,n个LED阵列包括5个LED阵列:N1、N2,N3、N4,N5。其中,N1、N2、N5属于第一部分LED阵列,而N1、N2、N3、N4属于第二部分LED阵列。而由于第一电压区间低于预定电压阈值不足以导通全部的5个Led阵列而只能导通N1、N2、N3、N4。另外,N5的导通压降低于N3、N4的导通压降之和,所以第一电压区间也足以导通第一部分LED阵列。在轮换过程中,第一部分LED阵列和第二部分LED阵列的并集包括了N1、N2,N3、N4,N5。即,如果轮换频率恰当,则在第一电压区间内,全部的5个LED阵列均可以有光通量产生。换言之,在述第一部分LED阵列和第二部分LED阵列轮换导通点亮时,n个LED阵列中可发光的LED阵列,是第一部分LED阵列或第二部分LED阵列的并集,因此,在感观上,n个LED阵列的可发光面积,大于第一部分LED阵列或第二部分LED阵列被单独导通时的可发光面积。
具体地,如图19A所示,提供了一种控制电路01A、驱动电路08A,其中,m=2,x=1,控制电路01A包括浮地开关单元SW21、共地开关单元I21、限流器件I22和控制单元05A;共地开关单元I21的负极、限流器件I22的负极和直流电源V21的负极连接;浮地开关单元SW21的负极和共地开关单元I21的正极连接,共地开关单元I21的正极、限流器件I22的正极、浮地开关单元SW21的正极连接第一负载D21和第二负载D22。
控制单元05A包括电信号测量单元02A和定时逻辑电路06A;电信号测量单元02A的输入端耦合于直流电源正极以获取与直流电压V21相关的第一电信号,电信号测量单元02还包括一比较器(未图示),比较器的一个输入端被配置一第一阈值,比较器的另一个输入端被配置为接收第一电信号,第一电信号与第一阈值比较后产生一反映第一电信号和第一阈值两者的大小关系的比较信号,此处,比较器也可以采用放大器或其它能够反映两个信号大小关系的电路或装置。
通常的,比较信号为高电平信号或低电平信号,或者还包括位于高电平信号或低电平信号之间的中间电平信号,该中间电平信号通常用于控制主回路与旁路回路、旁路回路与旁路回路之间的过渡过程。此处,比较器也可以采用放大器或运算放大器。
可选地,至少一个开关单元的控制端与电信号测量单元02A中的比较器的输出端相连接,并能够基于比较信号将对应的负载旁路/取消旁路。
可选地,定时逻辑电路06A为具有定时功能/时间延迟功能的电路或装置,例如振荡电路、频 率发生电路、时钟发生电路等,定时逻辑电路06A的输入端与电信号测量单元02相连,定时逻辑电路06A的输出端与共地开关单元I21的控制端、浮地开关单元SW21的控制端和限流器件I22的控制端相连;当直流电源V21的电压不足以驱动两个串联的负载D21和D22达到期望的光通量时,或者说直流电源V21的电压位于全亮阈值以下时,为了便于说明,本实施例中,将低于全亮阈值的电压区间定义为第一电压区间,定时逻辑电路06A响应于比较信号产生对应于第一预定频率的两个交替的时间信号,分别为第一时间信号和第二时间信号,以控制浮地开关单元SW21导通且共地开关单元I21截止以及浮地开关单元SW21截止且共地开关单元I21导通所形成的两个旁路回路分别对应两个时间信号交替导通。
可选地,控制单元05A还能够通过定时逻辑电路06A控制共地开关单元I21和限流器件I22的电流,使得当直流电源V21的电压位于第一电压区间时,两个旁路回路的电流均大于主回路的电流,具体地,可以根据定时逻辑电路对应的状态,通过控制限流器件I22、共地开关I21、浮地开关SW21的控制端的信号幅值实现两个旁路回路的电流调节。
实际应用中,控制电路01A中的电信号测量单元02A、定时逻辑电路06A、共地开关I21和限流器件I22可以很容易地集成在同一个芯片上,而浮地开关SW21限于其负极性端具有较高的电平而且电平相对于地是浮动的,集成难度较高,因而,可以采用前述的双基岛框架,将控制电路01A分别放置于两个不同的基岛上以制造成一个完成的集成电路或者,根据实际应用的需求,通过设置电流编程接口,实现对控制电路01A中的共地开关单元I21和限流器件I22的电流的设置。
图19A中,驱动电路08A既包括驱动控制电路01A,还包括直流电源V21、第一负载D21和第二负载D22,直流电源V21、第一负载D21、第二负载D22和限流器件I22依次串联构成闭合回路。
具体地,第一负载D21并联在浮地开关单元SW21的两端;共地开关单元I21的正极被连接至第一负载D21和第二负载D22的连接点,第二负载D22的负极与限流器件I22的正极相连。
控制单元01A控制浮地开关单元SW21和共地开关单元I21的导通、调节或截止状态不同,形成三个不同的能量回路,分别是:
第一种情况:当直流电源V21的电压大于第一负载D21的导通压降与第二负载D22的导通压降之和,浮地开关单元SW21和共地开关单元I21均截止,形成第三能量回路:直流电源V21→第一负载D21→第二负载D22→限流器件I22→直流电源V21,为第一负载D21和第二负载D22提供能量,第三能量回路也即主回路。
第二种情况:当直流电源V21的电压小于第一负载D21的导通压降与第二负载D22的导通压降之和,同时大于第一负载D21的导通压降与第二负载D22的导通压降中较大值时,控制浮地开关单元SW21和共地开关单元I21在第一状态与第二状态之间以第一预定频率交替切换,其中,第一状态为浮地开关单元SW21截止,共地开关单元I21导通,形成第一能量回路:直流电源V21→第一负载D21→共地开关单元I21→直流电源V21,为第一负载D21提供能量;第二状态为浮地开关单元SW21导通,共地开关单元I21截止,形成第二能量回路:直流电源V21→浮地开关单元SW21→第二负载D22→限流器件I22→直流电源V21,为第二负载D22提供能量。
本实施例在直流电源V21的电压大于第一负载D21和第二负载D22导通压降之和时,能量流通路径为第三能量回路,为第一负载D21和第二负载D22同时提供能量,获得较高的效率;在直流电源V21的电压小于第一负载D21和第二负载D22导通压降之和,大于第一负载D21的导通压降和第二负载D22的导通压降中的较大值时,能量流通路径交替为第一能量回路和第二能量回路,交替为第一负载D21和第二负载D22提供能量。
以第一负载D21和第二负载D22均为LED阵列为例,也即,第一负载D21为第一LED阵列,第二负载D22为第二LED阵列,并且,驱动电路08A被设置在第二种情况下共地开关单元I21和限流器件I22的电流大于在第一情况下的限流器件I22的电流,使得在直流电压V21不同时,第一LED阵列D21和第二LED阵列D22的总功率近似相等;以及,当驱动电路08A运行于第三能量回路时,驱动控制电路01通过反映直流电压V21的第一电信号控制限流器件I22的电流随直流电压V21的电压或电压平均值的升高而减小,以获得直流电压V21在一定范围内波动时其输出的功率近似不变。
可选地,第一预定频率小于5000kHz。
可选地,第一预定频率在数值上基本等于被定时逻辑电路06A控制的多个开关单元(浮地开 关单元SW21和共地开关单元I21)以及对应的多个旁路回路(第一旁路回路和第二旁路回路)或者多个部分的LED阵列的交替/轮换导通的频率,该第一预定频率可以通过对定时逻辑电路06A的电路参数的配置而设定为[0.5kHz,50kHz]中任一值,或者[0.5kHz,5kHz]、[5kHz,10kHz]、[20kHz,40kHz]、[60kHz,100kHz]、[100kHz,500kHz]、[10kHz,50kHz]这些频率区间中的任一值,一般地如果上述第一预定频率位于[20kHz,50kHz],例如30kHz,综合性能较好,例如较高的频闪频率不容易被人眼感知,同时,产生的电磁干扰也不太大。此处,上述这些对控制单元05A中的定时逻辑电路06A的示例性结构,也可以适用于本发明其他任何相关的实施例中。
第一预定频率在数值上基本等于被定时逻辑电路06A控制的多个开关单元以及对应的多个旁路回路或者多个部分的LED阵列的交替/轮换导通的频率,该第一预定频率可以通过对定时逻辑电路06A的电路参数的配置而设定。设置第一预定频率较高时,人眼不容易或不能感知到,如大于3125HZ的频闪可能被认为是安全的从而豁免频闪深度的审查,大于音频(约20KHZ)的交替/轮换可以避免产生人耳听见的由能量变化引起的噪音,大于40K可以避免对红外设备的干扰等,然而,频率较高,交替/轮换导通的产生的能量变化可能引起更多电磁干扰,以及需要更精密的设计;另外由于集成电路的工艺不易实现大容量的电容,因而,第一预定频率的设定需要考虑多种因素。一般而言,如果上述第一预定频率位于[4kHz,30kHz]、[50kHz,100kHz],综合性能较好,兼顾了频闪频率、电磁干扰强度、集成电路的可制造性以及其它多种因素。此处,上述这些对控制单元05A中的定时逻辑电路06A的示例性结构,也可以适用于本发明其他任何相关的实施例中。
可选地,在第一电信号相对于第一阈值波动过程中,协调限流器件Q0中的电流和被切换的多个开关单元中的电流,以使得在多个开关单元被全部关断和至少一个导通的状态下,两个LED阵列的功率之和被保持基本不变,例如始终位于第一功率值的邻域内。
可选地,在第一至第二旁路回路之间的轮换过程可以为,响应于第一电信号低于第一阈值,切换至第一个旁路回路并持续第一个时间信号对应的时间,然后,切换至第二个旁路回路并持续第二个时间信号对应的时间,再切换至第一个旁路回路再持续第一个时间信号对应的时间,如此轮换导通第一个旁路回路、第二个旁路回路。
如图19B所示,提供了一种控制电路01、驱动电路08B,其中,m=2,x=1,控制电路01包括浮地开关单元SW21、共地开关单元I21、限流器件I22和控制单元05;共地开关单元I21的负极、限流器件I22的负极和直流电源V21的负极连接;浮地开关单元SW21的负极和共地开关单元I21的正极连接,共地开关单元I21的正极、限流器件I22的正极、浮地开关单元SW21的正极连接第一LED阵列D21和第二LED阵列D22。
控制单元05包括电信号测量单元02和定时逻辑电路06;电信号测量单元02的输入端耦合于限流器件I22的正极以获取与直流电压V21(或者,直流电压V21和两个LED阵列D21、D22的总的导通压降之差)相关的第一电信号,电信号测量单元02内部还包括一比较器和配置一第一阈值,第一电信号、第一阈值经比较器比较后产生一反映第一电信号和第一阈值之间的大小关系的比较信号,此处,比较器也可以采用放大器或其它能够反映信号大小关系的电路或装置。定时逻辑电路06的输入端与电信号测量单元02的输出端相连,输出端与浮地开关单元SW21的控制端和限流器件I22的控制端相连,共地开关单元I21的控制端与比较信号相连。
定时逻辑电路06包括定时器03和触发器04;电信号测量单元02、定时器03和触发器04依次连接,触发器04的输出端与浮地开关单元SW21的控制端相连;定时器03响应于比较信号反映直流电压V21的电压位于第一电压区间,产生两个计时信号,触发器04根据两个计时信号产生对应于第一预定频率的两个交替的时间信号,两个时间信号优选为在时域上互补,以控制两个旁路回路分别以对应于两个时间信号的时间交替导通。
可选地,通过定时逻辑电路06控制限流器件I22的电流和通过比较信号控制共地开关单元I21的电流,使得在直流电压V21的电压位于第一电压区间时,两个旁路回路的电流大于主回路的电流。
图20给出了驱动电路08A(或驱动电路08B)的部分动作波形,为了便于理解,假设LED阵列的导通压降近似不变,第一LED阵列D21的导通压降为VD21、第二LED阵列D22的导通压降为VD22、第一LED阵列D21和第二LED阵列D22的导通压降之和为VD21+VD22。
其中,横轴是时间轴,分两个时间区间:T001时刻前和T001时刻后。
在T001时刻前,直流电源V21的电压V21(T)大于VD21+VD22,如图20中纵轴所示,浮地开关单元SW21截止,对应图20中的OFF状态,共地开关单元I21的电流截止为零,对应图20中I21(T)波形,限流器件I22导通,电流为IL,对应图20中I22(T)波形,第一LED阵列D21和第二LED阵列D22的电流相同均为IL,对应图20中ID21(T)和ID22(T)波形。
在T001时刻后,直流电源V21的电压V21(T)小于VD21+VD22、大于VD21和VD22中的较大值,如图20中纵轴所示,此时,浮地开关单元SW21和共地开关单元I21在第一状态和第二状态之间交替切换,第一状态时,浮地开关单元SW21截止、共地开关单元I21以IH1导通,限流器件的电流为零,第一LED阵列D21的电流为IH1,第二LED阵列D22的电流为零;第二状态时,浮地开关单元SW21导通、共地开关单元截止,限流器件以IH2导通,第一LED阵列D21的电流为零,第二LED阵列D22的电流为IH2。
第一LED阵列D21和第二LED阵列D22的导通压降可以相同或不同,相应地,在T001时刻后,共地开关单元的电流IH1和限流器件的电流IH2也可以相同或不同,为了维持LED阵列功率尽可能不变,优化的配置方式为使VD21与IH1的乘积等于VD22与IH2的乘积,如LED阵列为LED,则可以降低发光量的变化和降低频闪。
如第一LED阵列D21和第二LED阵列D22的导通压降配置为相同,较常见的应用场合是由24V或者12V电池供电的环境中,以及交流约110VAC或着约220VAC供电环境中,后者可通过将交流电整流滤波后产生供电电源。
另一种也常见的应用场合是单一输入电压,例如220VAC供电环境中,为了兼顾较宽的供电电源电压范围及在波动范围内获得较好的转换效率,可在供电电源输出串联一第三LED阵列D23,如图21所示。图21中,直流电源07由交流电AC001经整流器DB001供电,整流器DB001的输出两端并联滤波电容C001以平滑供电电源电压。
图21中,第三LED阵列D23被串联接入直流电源07、第一LED阵列D21、第二LED阵列D22和限流器件I22构成的闭合回路上,且第三LED阵列D23的一端与直流电源07的输出端连接,图21所示为第三LED阵列D23连接在直流电源07的输出正极上,实际应用中,也可以连接在直流电源07的输出负极上,或者将第三LED阵列D23分成两部分,一部分连接直流电源07的输出正极上,另一部分连接在直流电源07的输出负极上。对如图21所示的串联第三LED阵列D23后可获得较好转换效率的说明如下:
在没有第三LED阵列D23时,第一能量回路的效率值约为第一LED阵列D21的导通压降除以直流电源07的电压;第二能量回路的效率值约为第二LED阵列D22的导通压降除以直流电源07的电压;第三能量回路的效率值约为第一LED阵列D21和第二LED阵列D22的导通压降之和除以直流电源07的电压,可以预见,当直流电压07的电压恰好不足以驱动第三能量回路,驱动电路08A转换至第一和/或第二能量回路时,第一能量回路和/或第二能量回路的能量转换的效率值较小。举例如下:第一LED阵列D21和第二LED阵列D22的导通压降之和为250V,直流电源07的电压变化范围为240V~260V,可以计算出,第三能量回路的效率较高,不小于250/260≈96%(假设直流电源07的电压为260V),但是第一能量回路和第二能量回路的效率很难优化,无论第一LED阵列D21和第二LED阵列D22的导通压降怎么分配,第一能量回路和第二能量回路中的一个回路的效率值不超过(250/2)/240≈52%(假设直流电源07的电压为240V)。
如果有第三LED阵列D23时,第一能量回路的能量转换的效率值为第一LED阵列D21和第三LED阵列D23的导通压降之和除以直流电源07的电压;第二能量回路的能量转换的效率值为第二LED阵列D22和第三LED阵列D23的导通压降之和除以直流电源07的电压;第三能量回路的能量转换的效率值为第一LED阵列D21、第二LED阵列D22和第三LED阵列D23的导通压降之和除以直流电源07的电压,当直流电源07的电压恰好不足以驱动第三能量回路,驱动电路08A转换至第一和/或第二能量回路时,能量转换的效率获得改善,举例如下:第一LED阵列D21、第二LED阵列D22和第三LED阵列D23的导通压降之和为250V,直流电源07的电压变化范围为240V~260V,第三能量回路的效率的较高:不小于250/260≈96%(假设直流电源07的电压为260V),但是第一能量回路和第二能量回路的效率可以被优化,例如再假设第三LED阵列D23的导通压降设置为200V,第一LED阵列D21和第二LED阵列D22的导通压降均设置为25V,则第一能量回路和第二能量回路的效率值最高为225/240≈94%(假设直流电源07的电压为240V)。
图21中,根据浮地开关单元SW21和共地开关单元I21的状态不同,形成不同的能量回路,分别是:
I)当直流电源V21的电压大于第三LED阵列D23、第一LED阵列D21与第二LED阵列D22的导通压降之和时,浮地开关单元SW21和共地开关单元I21均截止,形成第三能量回路:直流电源V21→第三LED阵列D23→第一LED阵列D21→第二LED阵列D22→限流器件I22→直流电源V21,为第三LED阵列D23、第一LED阵列D21和第二LED阵列D22提供能量。
II)当直流电源V21的电压小于第三LED阵列D23、第一LED阵列D21与第二LED阵列D22的导通压降之和,并且大于第三LED阵列D23与第一LED阵列D21的导通压降之和,也大于第三LED阵列D23与第二LED阵列D22的导通压降之和时,控制浮地开关单元SW21和共地开关单元I21在第一状态与第二状态之间交替切换,第一状态为浮地开关单元SW21截止,共地开关单元I21导通,形成第一能量回路:直流电源V21→第三LED阵列D23→第一LED阵列D21→共地开关单元I21→直流电源V21,为第三LED阵列D23和第一LED阵列D21提供能量;第二状态为浮地开关单元SW21导通,共地开关单元I21截止,形成第二能量回路:直流电源V21→第三LED阵列D23→浮地开关单元SW21→第二LED阵列D22→限流器件I22→直流电源V21,为第三LED阵列D23和第二LED阵列D22提供能量。
III)当直流电源V21的电压既小于第三LED阵列D23与第一LED阵列D21的导通压降之和,也小于第三LED阵列D23与第二LED阵列D22的导通压降之和时,控制浮地开关单元SW22和共地开关单元I21均导通,形成第四能量回路:直流电源V21→第三LED阵列D23→浮地开关单元SW22→共地开关单元I21→直流电源V21,为第三LED阵列D23提供能量。
其有益效果为:当运行在第一能量回路、第二能量回路和第三能量回路时,全部LED阵列都能被点亮,适当地配置第一能量回路和第二能量回路的电流大于第三能量回路的电流,可以获得近似恒定的LED阵列功率和发光亮度,这兼顾了较宽的供电电源电压范围、较好的转换效率和较好的发光稳定性,降低了LED的发光频闪;当运行在第四能量回路时,只点亮第三LED阵列,或者也可以通过设置第四能量回路的电流大于第一能量回路的电流和/或第二能量回路和/或第三能量回路的电流,获得改善的发光效果和兼顾频闪,具体设置方式不再赘述。
图22给出了较优化的对应图21的部分动作波形,其中,横轴为时间轴,纵轴的V21(T)对应供电电源的电压波形,为具有脉动周期的电压;为了便于理解,假设LED阵列的导通压降不变,第一LED阵列D21、D22和D23的导通压降分别为VD21、VD22和VD23,且VD2等于VD3,第一LED阵列D21、第二LED阵列D22和第三LED阵列D23的导通压降之和为VD21+VD22+VD23,第三LED阵列D23和第一LED阵列D21的导通压降之和为VD23+VD21,第三LED阵列D23和第二LED阵列D22的导通压降之和为VD23+VD22,根据供电电源电压与LED阵列导通压降的对应关系,具有不同的时间区间和动作波形:
图22中,在T2-T3时间区间,直流电源V21的电压V21(T)大于VD21+VD22+VD23,浮地开关单元SW21截止,对应图22中SW22的OFF状态,共地开关单元I21的电流截止为零,对应图22中I21(T)波形,限流器件I22导通,电流为IL,对应图22中I22(T)波形,第一LED阵列D21、第二LED阵列D22和LED阵列D23的电流相同均为IL,对应图22中ID21(T)、ID22(T)和ID23(T)的波形。
图22中,在T1-T2时间区间和T3-T4时间区间,直流电源V21的电压V21(T)小于VD21+VD22+VD23,大于VD23+VD22和VD23+VD21,此时,浮地开关单元SW21和共地开关单元I21在第一状态和第二状态之间交替切换,第一状态时,浮地开关单元SW21截止、共地开关单元I21以IM导通,限流器件的电流为零,第一LED阵列D21和LED阵列D23的电流为IM,第二LED阵列D22的电流为零;第二状态时,浮地开关单元SW21导通、共地开关单元截止,限流器件以IM导通,第一LED阵列D21的电流为零,第二LED阵列D22和LED阵列D23的电流为IM。
图22中,在T0-T1时间区间和T4-T5时间区间,直流电源V21的电压V21(T)小于VD23+VD22和VD23+VD21,大于VD23,此时,浮地开关单元SW21导通,共地开关单元以IH导通,限流器件的电流为零,第一LED阵列D21和第二LED阵列D22的电流为零,LED阵列D23的电流为IH。
图22中,T1’、T2’、T3’、T4’和T5’为供电电源电压的下一个脉动周期中的时刻,分别对应T1、T2、T3、T4和T5时刻,在对应的时间区间内重复上述过程。
图22中,在T1-T2和T3-T4两个时间区间内,第一状态和第二状态的切换频率高于整流输出电压的脉动频率,在这两个时间区间内分别包含若干个第一状态和第二状态,且都是从第一状态开始,这只是一种示例而非限制,具体实施时,也可以设置为都从第二状态开始,或者,设置为一个时间区间从第一状态开始,另一个时间区间从第二个状态开始,当切换频率远大于脉动频率时,在T1-T2和T3-T4两个时间区间内,第一LED阵列D21和第二LED阵列D22具有近乎相同的功率。
图22中,根据上述各时间区间对应的导通的LED阵列,配置适当的IL、IM和IH值,可以获得在供电电源电压周期性波动时,LED阵列的总功率近似恒定,可以降低发光量的变化和降低频闪;另外,由于图22中假设第一LED阵列D21和第二LED阵列D22的导通压降相同,所以共地开关单元I21和限流器件I22对应的电流值IM也是相同的,否则,需要分别地设置相应值以获得LED阵列的总功率近似恒定;而且,在T0-T1时间区间和T4-T1’时间区间,共地开关单元I21对应较大的电流值IH,然而,这在实际应用中也不是必须的,例如低售价商品需要较简单的设计,则可以降低对IH值的要求,例如设计IH=IM。
图22中,供电电源电压在一个脉动周期内的波动较大,是为了分别说明供电电源电压与LED阵列导通压降在不同的对应关系时的动作波形,实际应用中,由于供电电源电压和LED阵列导通压降对应关系的不同,上述各时间区间对应的动作波形可能只有一部分发生,例如当供电电源电压较稳定时,不会发生T0-T1时间区间和T4-T1’时间区间的动作波形,则,对实际商品实施设计时可不必对该时间区间予以考虑。
更详细予以说明的是,如图22所示的在T1-T2和T3-T4两个时间区间内第一状态和第二状态的切换方式不是唯一的,还可以包括:
1)在一个脉动周期内的两个时间区间交替切换,如图23所示,设置T1-T2时间区间和T1’-T2’时间区间为第一状态、T3-T4时间区间和T3’-T4’时间区间为第二状态;或者,如图24所示,设置T1-T2时间区间和T1’-T2’时间区间为第二状态、T3-T4时间区间和T3’-T4’时间区间为第一状态;在这种切换方式下,在T1-T2和T3-T4两个时间区间内,第一LED阵列D21和第二LED阵列D22的导通时间不同,相应地,电流和功率也不容易相同,但由于不需要图22所示的高于脉动频率的切换,因而其控制单元简单,具有实用价值。
2)在相邻的两个脉动周期内交替切换:如图25所示,设置第一个脉动周期内的T1-T2时间区间和T3-T4时间区间为第一状态、设置第二个脉动周期内的T1’-T2’时间区间和T3’-T4’时间区间为第二状态;或者相反,如图26所示,设置第一个脉动周期内的T1-T2时间区间和T3-T4时间区间为第二状态、设置第二个脉动周期内的T1’-T2’时间区间和T3’-T4’时间区间为第一状态;由于相邻的两个脉动周期的供电电源电压波形近似,所以该方式也可以实现LED阵列的总功率近似恒定,其缺点是第一LED阵列D21和第二LED阵列D22以低于电网整流后的脉动频率交替点亮,可能对照明舒适度有影响,但是电路简单,具有实用价值。
综合图22、图23、图24、图25和图26,在T1-T2时间区间、T3-T4时间区间、T1’-T2’时间区间和T3’-T4’时间区间,浮地开关单元和共地开关单元交替运行在第一状态和第二状态,i)既可以在一个时间区间内进行第一状态和第二状态的多次切换,ii)也可以在一个脉动周期内的两个时间区间交替切换第一状态和第二状态,iii)或者在相邻的两个脉动周期内交替切换第一状态和第二状态,或者上述i)、ii)、iii)的组合。
前述实施方式在供电电源电压改变时,通过改变电流控制LED阵列的总功率近似不变,可实现发光量近似恒定,对降低LED的发光频闪具有积极的效果,然而,由于直流电源07(或供电电源)电压周期性的变化,驱动电路可能周期性地导通不同的回路和位于不同回路上的LED阵列,对应地,每一个LED的电流/每一个LED的发光量周期性改变,极端地,当人眼或者测试仪器距离LED无限近时,可以感知到单个LED的发光频闪;当人眼或者测试仪器距离LED无限远时,由于感知到的发光量是全部LED的总发光量,因而感知不到频闪,即无频闪;实际情况是,人眼或者测试仪器既不会在无限近的距离使用或测试,也不会在无限远的距离使用或测试,并且,照明装置的光学处理部件以及空气对光线的影响等都对频闪有一定的降低效果,一种实验数据为:测试仪器在距离LED几厘米或者十几厘米外,可以测试到约3-5%的频闪深度,或者,利用照相机在距离十几厘米内拍照时,也可以拍摄到轻微的波纹。
需要说明的是,本实施例中,以LED阵列作为示例进行说明,在其它实施例中,本实施例提供的控制电路和驱动电路,也可以应用于对其它发光负载进行控制和驱动,例如OLED或其它固态发光器件。
本实施例还提供了一种照明装置,具有至少一个上述一些实施例所示出的驱动电路。
实施例十六
本实施例中还提出了一种照明装置,如图28、图29、图30和图37所示,包括本申请的其它实施例中的驱动电路,以及第一负载和第二负载。例如,第二负载可以是其它一些实施例中的第二旁路回路中的LED阵列,或者,第二部分LED阵列中的LED阵列;第一负载可以是其他一些实施例中的第一旁路回路中的LED阵列,或者,第一部分LED阵列中的LED阵列。因所位于的回路不同,所以第一部分LED阵列和第二部分LED阵列具有不同的频闪特性。该第一负载和第二负载分别被配置为发光负载,并分别包括一个LED或者多个LED,其中,多个LED可以被串联和/或并联方式连接。
图37为本发明又一实施例中的n个LED阵列中的具有不同的频闪特性的两部分LED布设示意图。如图所示,两部分LED阵列中第二部分LED阵列Sparkling_z1和第一部分LED阵列Const_z1被在一定程度上交叠布设。换言之,第二部分LED阵列Sparkling_z1被部分地散布于/包围于第一部分LED阵列Const_z1之中,如图所示,第二部分LED阵列Sparkling_z1的外廓区域(outline region)Outline_z1和第一部分LED阵列Const_z1的外廓区域Outline_z2也有一定比例的重叠,例如该重叠区域Overlap_z1在面积上可以占第二部分LED阵列的外廓区域Outline_z1的60%左右。从而,至少在交叠区域overlap_z1以内或周边,具有更高频闪的第二部分LED阵列Sparkling_z1所辐射(illuminating)出的光线中的频闪,会在一定程度上被具有更低或者无频闪的第一部分LED阵列Const_z1所掩盖,从而在整体上降低了驱动电路或照明装置的频闪。
图28中,包括基板OUTLINE-PCB,被配置为承载第一部分LED阵列LEDD21-1、D21-2......D21-20,和第二部分LED阵列LED D22-1、D22-2、D22-3和D22-4,第一部分LED阵列LEDD21-1、D21-2......D21-20形成外廓区域OUTLINE-D21,第二部分LED阵列LED D22-1、D22-2、D22-3和D22-4形成外廓区域OUTLINE-D22,第二部分LED阵列中的多个LED和第一部分LED阵列中的多个LED被布设为矩形。
图29中,包括基板OUTLINE-PCB’,被配置为承载第一部分LED阵列LEDD21-1’、D21-2’......D21-6’,和第二部分LED阵列LED D22-1’、D22-2’、D22-3’和D22-4’,第一部分LED阵列LEDD21-1’、D21-2’......D21-6’形成外廓区域OUTLINE-D21’,第二部分LED阵列LED D22-1’、D22-2’、D22-3’和D22-4’形成外廓区域OUTLINE-D22’,第二部分LED阵列中的多个LED被基本布置为一个矩形,第一部分LED阵列中的多个LED被基本布设为一个圆状环形。
图30中,包括基板OUTLINE-PCB",被配置为承载第一部分LED阵列LEDD21-1”、D21-2”......D21-6”,和第二部分LED阵列LED D22-1”、D22-2”和D22-3”,第一部分LED阵列LEDD21-1”、D21-2”......D21-6”,形成外廓区域OUTLINE-D21”,第二部分LED阵列LED D22-1”、D22-2”和D22-3”形成外廓区域OUTLINE-D22”,第二部分LED阵列中的多个LED被分散布设为一个多边环形,第一部分LED阵列中的多个LED被布设一个三角环形。
图28、29和30分别具有下述部分或者全部特征:
第一部分LED阵列中的多个LED与第二部分LED阵列中的LED交错布设,以及,第一部分LED阵列中的多个LED与第二部分LED阵列中的多个LED的外廓区域部分地重叠;
第二部分LED阵列中的多个LED被散布于第一部分LED阵列中的多个LED的外廓区域之内;
第二部分LED阵列中的多个LED被分散布设,并被第一部分LED阵列中的多个LED所包绕/围绕。
第二部分LED阵列多个LED散布于第一部分LED阵列中的多个LED的外廓区域之内;
第二部分LED阵列中的多个LED的外廓区域与第一部分LED阵列中的多个LED的外廓区域具有60%~100%的重叠;
第二部分LED阵列中的多个LED和第一部分LED阵列中的多个LED,围绕第一部分LED阵列和第二部分LED阵列阵列中的整体外廓区域的中心基本对称地分布;
第二部分LED阵列中的多个LED和第一部分LED阵列中的多个LED被分别呈中心对称地布设;以及,第二部分LED阵列中的一个或多个LED的对称中心和第一部分LED阵列中的多个LED的对称中心基本一致;
第二部分LED阵列中的一个LED被基本设置于第一部分LED阵列中的多个LED的对称中心处,或者,第二部分LED阵列中的多个LED和/或第一部分LED阵列中的多个LED被布设为矩形、圆形、环形,当然,还可以包括曲/直线形、对称或不对称的放射形,不再赘述;
第一部分LED阵列中的多个LED分布于基板上的矩形、圆形、环形区域内,或者显而易见地,分布于曲/直线形、对称或不对称的放射形区域内,以及,第二部分LED阵列中的一个或多个LED被布设于第一部分LED阵列中的多个LED之内;
第二部分LED阵列中的一个或多个LED被分布为矩形、圆形、环形、以及可以变形出的曲/直线形、对称或不对称的放射形;以及,在面积上,第二部分LED阵列中的一个或多个LED外廓区域,与第一部分LED阵列中的多个LED的外廓区域相当,或至少以10%的比例小于第一部分LED阵列中的多个LED的外廓区域。
另外,可以想到的是,第二部分LED阵列中的一个或多个LED和第一部分LED阵列中的一个或多个LED被对应地或成对地相邻设置。
由于第一负载D21和第二负载D22各包括一个或多个LED发光单元,多个LED发光单元可以分布/分散地承载并以光能形式释放第一负载D21或第二负载D22的功率。第一负载D21和第二负载D22的LED发光单元可以被至少部分地交错排布,例如第一负载D21和第二负载D22两者的外廓区域存在重叠,或者在整体上,两者的外廓/包络线具有交叠。由于第一负载D21和第二负载D22形成的外廓区域之间存在交叠,所以,虽然在直流电源的电压比较低时,只有第一负载D21被导通而第二负载D22熄灭,并因而可能一定程度上存在一点频闪/闪烁,但由于交叠区域的第一负载D21在一般的低压情况下仍处于常亮状态,所以,第二负载D22暂时熄灭,可以被常亮的第一负载D21发出的光所补偿。这在一定程度上降低了、或者说掩盖了第二负载D22在低电压时的频闪。而且,一般而言,第二负载D22与第一负载D21交叠排布的区域越大,也就是说两者的外廓区域重合越多,则可能更有利于第一负载D21以其对于低电压的高容限来掩藏第二负载D22的低电压频闪的掩盖。
进一步地,第一负载D21和第二负载D22的交错排布区域可以更大程度地重合设置,从而使基本常亮且具有低频闪的区域更大。因此,更进一步地,可以将第二负载D22整体布设于第一负载D21之内,亦即,整体上,第二负载D22的外廓区域位于第一负载D21的外廓区域以内,如图所示。
可选地,第一负载D21中的多个LED21具有第一数量,第二负载D22中的多个LED22具有第二数量,第一数量大于第二数量,在这种第一负载D21具有优势数量的情况下,对第二负载D22的频闪掩盖,在某些LED的布设模式下,会更好一些。
可选地,第二负载D22中的多个LED和第一负载D21的多个LED,围绕第一负载和第二负载的整体外廓区域的中心基本对称地分布。或者说,将第一负载D21的多个LED的对称中心,作为第二负载D22被布设时的对称中心。而如果第二负载D22的只包括一个LED,则可以基本设置于第一负载D21的多个LED的对称中心的位置。第二负载D22和第一负载D21被以中心对称的方式进行布设的方式,可如图所示
可选地,中心对称的LED的布设形状,可以包括:矩形、圆形、环形、曲/直线形、对称或不对称的放射形,等等。
多个LED21和多个LED22,围绕电路基板以环形排布,例如沿径向对应排布或者沿径向交错排布。因此,局部上,相邻设置的LED21和LED22对(pair),可以实现点亮和熄灭状态的互补,从而使得LED21和LED22对,在基板上的位置及其周边区域,可以保持基本常亮。
进一步地,多个LED21和多个LED22可以按照某种程度的均匀方式被布设在基板上,例如“地毯式”地或周边分布地呈圆形、方形、正六边形,散布于电路基板上。例如10个LED21被布设于半径稍大的外环,而10个LED22被一一对应地布设于半径稍小的内环。这种多个LED21和多个LED22相互均匀散布的设置方式,可以降低频闪。
实施例十七
由上述一些实施例可以获知,在驱动电路中,配置主回路和各旁路回路的电流值,响应于驱动电路运行于对应的主回路/旁路回路,使导通的不同的主回路/旁路回路上的LED阵列的功率之和位于第一功率值的邻域,可基本维持光通量不变,以降低频闪或者从频率的角度改善LED阵列的发光波动。
当直流电源为蓄电池或者开关电源时,其输出电压波形是基本平直的,因而通常的,驱动电路持续运行于主回路、一个旁路回路或一种旁路回路的组合(包括至少两个以第一预定频率交替/轮换导通的旁路回路),则可以被认为无频闪或者被认为是安全的波动频率从而豁免对频闪深度的审查。
当直流电源由交流电整流和滤波而产生时,其输出电压波形是脉动的,交流电频率通常为50/60HZ,整流后的脉动频率为100/120HZ,存在如下情况:在一个脉动周期内的不同的时间区间内,对应的脉动直流电压不同,驱动电路分别运行于不同的回路,回路包括:主回路、旁路回路或旁路回路的组合,响应于运行的回路不同,位于不同回路中的LED阵列的发光量也不同,和/或不同回路中所有的LED阵列的发光量之和不同或略有差异,因而期望被进一步改善。
进一步地,本实施例提供了一种发明构思:在一个固定的交流电压下,或者说固定的脉动直流电压下,控制单元根据脉动直流电压是否足以驱动n个(或小于n个)LED阵列控制驱动电路在至少一个脉动周期内持续运行于主回路、固定的一个旁路回路或固定的一种旁路回路的组合,以降低或消除驱动电路在一个脉动周期内的不同时间区间内分别运行于不同的回路下产生的低频频闪。
需要说明的是,脉动直流电压是不断周期性变化的,该脉动直流电压所能驱动的LED阵列的数量取决于其脉动周期中发生的最小值所能驱动的LED数量,本实施例中,脉动直流电压是否足以驱动n个(或小于n个)LED阵列,也可以被理解为:脉动直流电压的最小值是否足以支持n个(或小于n个)LED阵列的导通压降,或者,脉动直流电压的最小值是否足以支持n个(或小于n个)LED阵列同时导通时具有足够的电压/电流/功率以满足需求的光通量。
本实施例中,控制单元包括电信号测量单元,电信号测量单元包括:
配置一第二电信号,该第二电信号反映或正相关/负相关于i)脉动直流电压的最小值ii)脉动直流电压与LED阵列承受的电压之差的最小值。本说明书以第二电信号正相关于脉动直流电压的最小值或正相关于脉动直流电压与LED阵列承受的电压之差的最小值为例进行说明。
可选地,第二电信号可以被取自第一电信号。
可选地,第二电信号可以被取自直流电源的两端,或者说,通过被耦合于直流电源的正、负极性输出端的电路获取。
可选地,在至少一个开关单元截止的状态下,第二电信号可以基于控制电路中的一个或多个电路参数而被获取。例如,第二电信号可以被取自限流器件的两端电压、限流器件的控制端电压和限流器件的电流中的至少一个。
可选地,在至少一个开关单元导通的状态下,第二电信号被取自限流器件的两端电压、限流器件的控制端电压和限流器件的电流中的至少一个。
可选地,第二电信号可被取自至少一个共地开关的两端。
其中,具体方法包括:
1)耦合至直流电源两端,采集直流电源的输出电压;或,
2)耦合至位于主回路/旁路回路上的电阻或MOS管(例如限流器件)两端;或,
3)耦合至串联于主回路的至少一个LED阵列的两端。
可选地,基于固定的实施装置下的脉动直流电压或脉动直流电压与LED阵列承受的电压之差的变化规律可以被预见或被计算,即,可以根据脉动直流电压(或脉动直流电压与LED阵列承受的电压之差)的周期性的参数特征,例如周期性的最大值、最小值、平均值、有效值或者其它的随时间变化的电压规律中的一个或多个计算出或者通过适当的电路转换获得反映脉动直流电压最小值(或者,第一电信号最小值)的第二电信号。例如,脉动直流电压或脉动直流电压与LED阵列承受的电压之差周期性的下降至最小值(波谷值)再开始上升,通过检测电压变化的斜率可以获得脉动直流电压处于最小值(波谷值)所对应的时刻,在该时刻或该时刻的附近采样脉动直流电压,可以获得脉动周期内的脉动直流电压或脉动直流电压与LED阵列承受的电压之差的最小值。以及,还可以通过其它的手段或者方法获得反映脉动直流电压(或脉动直流电压与LED阵列承受 的电压之差)最小值的第二电信号。为了简化篇幅,不再详述。
可选地,实际应用中,在市电电压降低后,期望LED阵列的发光不能突然降低或者突然降低过多,因而,一旦市电电压降低,需要驱动电路100适时地切换至与脉动直流电压值相对应的旁路回路上以维持足够的LED阵列导通和满足需求的光通量。但是,在市电电压升高后,驱动电路是否适时地切换至与脉动直流电压值相对应的旁路回路或主回路上则显得不那么重要,因为即便没有适时地切换至与脉动直流电压值相对应的旁路回路或主回路上,LED阵列的发光都不会出现大的波动。因此,希望第二电信号能适时地反映脉动直流电压的瞬时值,从这个角度讲,用于反映市电降低时的第二电信号可以被配置为第一电信号,或者说,第二电信号应该被配置为在市电下降时,能够适时地反映脉动直流电压或脉动直流电压与LED阵列承受的电压之差。
本实施例中,电信号测量单元还包括第二比较器,被配置为比较第二电信号和第一阈值以产生一表征脉动直流电压是否足以驱动n个(或小于n个)LED阵列的第二比较信号,具体地,响应于反映脉动直流电压瞬时值的第二电信号小于第一阈值,第二比较信号表征脉动直流电压的最小值不足以驱动n个(或小于n个)LED阵列;响应于反映脉动直流电压最小值的第二电信号大于第一阈值,第二比较信号表征脉动直流电压在全周期内足以驱动n个(或小于n个)LED阵列。
可选地,脉动直流电压是否足以驱动的导通的LED阵列的数量(或导通的LED阵列的导通压降)可以是多种,例如上述的n个或者n-1个,因此,第一阈值可以被配置为多个值,或者第二电信号被配置为多个值,以使得第一阈值和第二电信号被比较后的结果能分别反映出脉动直流电压是否足以驱动不同数量的LED阵列。
如图40和图41所示,提供了一种驱动电路100以及控制电路200。
本实施例所提供的驱动电路100,包括控制电路200、由交流电整流和滤波而产生的直流电源U以及三个LED阵列,本实施例中,控制电路200包括控制单元110,如图41所示,控制单元110包括电信号测量单元111以及信号处理单元112,其中,电信号测量单元111的输入端耦合于驱动电路100以获取第二电信号,
控制单元200被配置为,响应于直流电源U的输出电压不足以导通三个LED阵列,则控制三个开关单元旁路至少一个LED阵列以保持未被旁路的LED阵列仍能够导通,并运行至少一个直流电源的脉动周期。
电信号测量单元111,被配置以判断直流电源U的输出电压是否足以导通三个LED阵列。
信号处理单元112,与电信号测量单元111和三个开关单元的控制端分别相连接,并可操作以根据电信号测量单元111的比较结果,控制各开关单元。
进一步地,电信号测量单元111具有第二比较器113,第二比较器113的其中一个输入端被配置为第一阈值,另一个输入端被配置为接收第二电信号,第二比较器113的输出端与信号处理单元112的输入端相连,第二比较器113将第二电信号与第一阈值进行比较以判断直流电源U的输出电压是否足以驱动三个LED阵列,并根据判断结果发送第二比较信号至信号处理单元112,信号处理单元112根据第二比较信号控制与其输出端相连的各开关单元的控制端,以控制驱动电路100在至少一个脉动周期内持续运行于主回路、固定的一个旁路回路或固定的一种旁路回路的组合。
具体地,当第二电信号大于第一阈值时,也即,直流电源U的输出电压足以驱动三个LED阵列时,驱动电路100在至少一个脉动周期内持续运行于主回路;反之,当第二电信号小于第一阈值时,也即,直流电源U的输出电压不足以驱动三个LED阵列时,驱动电路100在至少一个脉动周期内持续运行于第一至第六旁路回路中的一个旁路回路或一种旁路回路的组合。
信号处理单元112响应于第二比较信号以控制开关单元/限流器件运行于导通、截止或者调节电流模式,以使驱动电路100运行于不同的回路模式,可以根据不同的需求而设计。例如当其输出端驱动交替/轮换导通的开关单元时,需要设计为包含实施例十五所示出的定时逻辑电路,反之则不需要;或者,当其输出端驱动浮地开关单元时,需要包含电平转换电路以使第二比较信号能够匹配地驱动浮地开关单元,反之则不需要;或者,在时序上对第二比较信号进行处理,例如将第二比较信号的上升沿/下降沿转换为对应的电平信号,如使用具有置位复位功能的触发器进行转换,或者,类似于本发明的实施例十五所示出的触发器,甚至,当m=1,x=0,仅有一个共地开关单元时,第二比较信号可以直接驱动该共地开关单元,或仅仅通过信号处理单元112对第二比较信号进行信号匹配/缓冲等,具体地,本领域的技术人员可以根据本发明公开的技术和方法做出适 应性的设计,此处不再赘述,同样地,本实施例所述的信号处理单元112,也适用于其它实施例。
然而,市电电压因其连接于众多负载,且该众多负载的特性和运行规律是不同的,这会引起市电电压波动,例如在用电高峰时期,市电电压有效值较低,在用电低谷时期,市电电压有效值较高。为了获得较好的能量转换效率以及较好地维持LED阵列的发光稳定,驱动电路100应当根据不同的市电电压而转换至不同的回路并持续运行。伴随地,在驱动电路100被控制从一个回路(当前回路)转换至另一个回路(目标回路)的瞬间,单个LED阵列的发光量或所有的LED阵列的发光总量会发生突变,从而造成人眼可感知的视觉上的瞬间亮度突变,为避免该亮度突变,本实施例中,采用“渐变转换”的方式,实现驱动电路100响应于市电电压波动的转换。
可选地,控制单元110被配置为,响应于单个脉动周期中波谷电压/部分电压不足以导通所述三个LED阵列,则通过后续的多个脉动周期,逐步完成从导通三个LED阵列至导通部分LED阵列(例如两个LED阵列)的转换。如图42A所示,控制单元110还包括积分单元114,积分单元114可操作以根据直流电源U的输出电压是否足以导通三个LED阵列的判断结果,输出随时间变化的积分信号,具体地,积分单元114的输入端与第二比较器113的输出端相连接,积分单元114控制其输出端响应于第二比较信号输出随时间变化的积分信号,积分信号被输入至信号处理单元112的输入端,通过信号处理单元的输出端控制开关单元/限流器件运行于导通、截止或者调节电流模式,以使驱动电路100运行于不同的回路模式。驱动电路100被配置为响应于积分信号的变化,使运行于当前回路的电流逐渐减小,运行于目标回路的电流逐渐增加,驱动电路100运行于从当前回路渐变转换至目标回路的渐变转换方向;或者,相反地,逆反渐变转换方向,使运行于当前回路的电流逐渐增加,运行于目标回路的电流逐渐减小。
可选地,如图42B所示,可选地,电信号测量单元111还包括第一比较器116,第一比较器116的一个输入端被配置为采集第一电信号,另一个输入端被配置为积分信号,第一比较器116的输出端连接信号处理单元112的输入端,信号处理单元112响应于第一比较器116的输出,控制开关单元/限流器件运行于导通、截止或者调节电流模式,以使驱动电路100运行于不同的回路模式。可选地,驱动电路100被配置为响应于积分信号的变化,使运行于当前回路的时间和运行于目标回路的时间之比逐渐减小;或者,相反地,使运行于当前回路的时间和运行于目标回路的时间之比逐渐增加。
可选地,积分单元114包括至少一电阻和一电容构成的RC滤波电路(未图示),电阻的一端为积分单元114的输入端,另一端为积分单元114的输出端,电容两端分别连接积分单元114的输出端和地。
可选地,积分单元114包括双向计数器(未图示)和数模转换器(未图示),双向计数器的输入端也即积分单元114的输入端,双向计数器的输出端连接数模转换器的输入端,数模转换器的输出端也即积分单元的输出端,双向计数器响应于第二比较信号的变化,在双向计数器的输出端输出增加或减小的计数信号,数模转换器输出与计数信号相对应的积分信号。
可选地,双向计数器也可以为加减法器。
可选地,双向计数器响应于时钟信号,计数信号同步于时钟信号逐周期的增加或减小。
优选地,时钟信号同步于脉动周期或者同步于第一预定频率。当然,时钟信号的周期/频率也可以不相关于脉动周期或者第一预定频率。
可选地,信号处理单元112被配置为,在多个脉动周期内,根据积分信号的变化,控制部分LED阵列(例如两个LED阵列)中电流的平均值和三个LED阵列中电流的平均值,分别增加和减小。
可选地,信号处理单元112还被配置为:协调三个LED阵列被全部导通的工作时间与部分LED阵列被(例如两个LED阵列)单独导通的工作时间的相对比例,通过多个脉动周期依次递减或递增。
为了便于理解工作原理,可与实施例十五进行类比,通过本实施例中的积分单元的输出信号的作用,可使得第一比较器的一个输入端接收到一个例如斜坡信号等可变量,这相当于使得在实施例十五中作为恒定量的第一阈值随时间可变,本实施例中的第一比较器116对应于实施例十五中的比较器,本实施例中的信号处理单元112对应于实施例十五中的定时逻辑电路06A,本实施例中的第一电信号与积分信号经第一比较器116比较后的输出信号对应于实施例十五中的比较信号。 基于部分实施例所述的,本领域的技术人员可以理解,本实施例通过积分信号的变化改变了驱动电路100运行于不同回路的时间或者运行于不同回路的时间之比,直至完成渐变转换过程。
可以理解,在渐变转换过程中的每一个脉动周期内的不同时间区间,发光的LED阵列是不同的,然而,由于渐变转换的持续/进行时间较短,完成渐变转换或者说逆反/脱离/退出了渐变转换过程后,在下一个渐变转换过程开始前,驱动电路将保持运行于一个固定的回路,此时,在每一个脉动周期内LED阵列被导通的电流是固定不变的,或者是被以第一预定频率交替导通的,故不存在低频频闪。
需要说明的是,在渐变转换的过程中,单位时间内光的变化量越小,人眼越不容易感知到光的突变,因而,期望在渐变转换过程中,当前回路的电流和目标回路的电流在单位时间内的变化量尽可能的小,换言之,假设在渐变转换过程中,当前回路的电流和目标回路的电流在单位时间内的变化量均恒定或近似恒定,则,设置较长的渐变转换时间可以实现当前回路的电流和目标回路的电流在单位时间内的变化量均较小,例如,将渐变转换时间设定为大于0.2秒。
换言之,以同步或不同步于脉动周期的固定间隔时间(或不固定间隔时间)等量或不等量地增加目标回路的电流和减小当前回路的电路,或者,以同步或不同步于脉动周期的固定间隔时间(或不固定间隔时间)等量或不等量地减小目标回路的电流和增加当前回路的电路,可以实现不同回路之间的相互渐变转换,其目标之一是在渐变转换的过程中,控制单位时间内光的变化量不容易被人眼所感知。依然需要进一步说明的是,在实际应用场景中,由于市电的波动,可能发生:在某一时间段内,第二电信号小于第一阈值,驱动电路100进入渐变转换过程,然而,在渐变转换尚未完成的另一个时间段内,第二电信号大于第一阈值,此时,可以采用方式一,也即上文所述的:根据市电电压的波动,实时地调整积分信号的变化方向,实时地调整渐变转换方向);也可以采用方式二,一旦进入渐变转换过程,锁定积分信号的变化方向,即锁定当前的渐变转换方向,不再响应第二比较信号和不改变渐变转换方向,直至渐变转换过程完成,或者在渐变转换过程完成后的一段时间内,例如至少一个脉动周期,再响应第二比较信号,以及根据第二比较信号的类型确定是否改变运行的回路,具体地,可以通过设置具有迟滞功能的器件,例如迟滞比较器,或者通过具有置位复位功能的触发电路,或者通过具有锁存/解锁功能的电路实现以上功能,由于上述具有迟滞功能的器件、具有置位复位功能的触发电路以及具有锁存/解锁功能的电路均可通过本领域的公知技术实现,本说明书不作具体描述。
另外,为了避免在某些极端情况下,市电电压反复波动而导致驱动电路100反复于渐变转换过程或反复在不同的回路间转换,可配置控制单元110使驱动电路100渐变转换至主回路对应的市电电压略高于渐变转换至旁路回路对应的市电电压,形成迟滞窗口,例如,通过设置电信号测量单元111中的第二比较器113为迟滞比较器来实现这一效果。本实施例中,不同回路之间的相互渐变转换,使驱动电路100在因市电电压波动而从当前回路渐变转换至目标回路时,LED阵列的发光不发生突变,有利于降低或消除或改善人眼可感知的视觉上的瞬间亮度波动,而且,在渐变转换完成后,驱动电路100持续运行于固定的一个回路或者一种回路组合,降低或消除了低频频闪。
以n=2,m=1为例,对应如图11所示的驱动电路2的一种动作波形图如图43所示,其中,横轴为时间轴,纵轴VDC(T)对应交流电整流后的脉动直流电压,纵轴ILED2(T)对应于可被开关单元Q1旁路的第二LED阵列LED2的电流,纵轴ILED1(T)对应于第一LED阵列LED1的电流,纵轴IQ1(T)对应于开关单元Q1的电流,纵轴IQ0(T)对应于限流器件Q0的电流。在T001时刻之前,脉动直流电压VDC(T)的最小值持续地足够驱动两个LED阵列,开关单元Q1截止(或关断),第一LED阵列LED1和第二LED阵列LED2的电流由限流器件Q0控制。
如图11所示,x=0,m=1,n=2,q=1,p=2,y=0。当控制电路1被用于/应用至两个LED阵列时,脉动直流电压的正极性端、第一LED阵列LED1、第二LED阵列LED2依次连接以构成串联回路。开关单元Q1被跨接于下述1)和2)之间:1)第一LED阵列LED1和第二LED阵列LED2的连接点,与2)脉动直流电压的负极性端。从而,响应于至少一个电信号指示脉动直流电压的最小值降至导通阈值以下,控制单元D1的控制开关单元Q1在脉动直流电压的全周期内保持导通,籍此,在后续的脉动直流电压的每个脉动周期的全周期内,第一LED阵列LED1被单独点亮而第二LED阵列LED2不被点亮。根据各个LED阵列的导通压降的数值、电路连接结构等因素,导通阈值可能包括 多个具体数值,例如在本实施例中是全亮阈值。而此处,锁定第一LED阵列LED1单独点亮的状态可能持续至少一个脉动周期,例如T002-T003时段所对应的几个脉动周期,直至脉动电压的最小值又发生,例如在T003时刻附近,一定程度的升降变化而再次穿越了导通阈值中的一些阈值或者电压区间。
另外,在一些实施例中,如图21所示,被控制电路8所驱动的n个LED阵列还包括第三LED阵列D23,被串联于由第一LED阵列D21、第二LED阵列D22和直流电源07所构成的串联回路之中。m个开关单元还包括第一开关单元SW21。当控制电路被应用至串联回路中的第一LED阵列、第二LED阵列和第三LED阵列时,第一开关单元将对应于第一LED阵列,并与该第一LED阵列D21并联。从而,响应于至少一个电信号指示脉动直流电压07的最小值降至全亮阈值以下(例如不足以同时导通第一LED阵列D21和第二LED阵列D22,但足以单独导通两者之一),通过定时逻辑电路5以第一预定频率分别向第一LED阵列D21和第二LED阵列D22的控制端交替输出的在时间上互补的控制信号,从而使第一LED阵列D21和第二LED阵列D22以第一预定频率交替点亮。另外,由于第三LED阵列D23未被任何开关单元所旁路,可以处于常亮的状态。
在T001时刻,控制单元D1检测或者预判到脉动直流电压VDC(T)值至少在一个时刻或者时间区间内不足以驱动两个LED阵列,进入渐变转换过程:以同步或不同步于脉动周期的固定间隔时间(或不固定间隔时间)等量或不等量地逐渐增加开关单元Q1导通的时间(也即旁路回路运行的时间)或开关单元Q1导通时间相对于开关单元Q1截止时间的之比,第二LED阵列LED2的电流平均值和亮度逐渐减小,直至T002时刻,开关单元Q1持续导通,第二LED阵列LED2被旁路而熄灭。
具体地,以积分单元114由双向计数器和数模转换器构成为例,脉动直流电压VDC(T)值至少在一个时刻或者时间区间内不足以驱动两个LED阵列,双向计数器接收到第二比较信号的上升沿/下降沿,双向计数器的输出端输出变化的(例如增加增加)计数信号,并通过数模转换器将与该计数信号对应的积分信号输出至第一比较器116,第一比较器116根据该积分信号与第一电信号的比较结果输出比较信号,信号处理单元112响应于第一比较器116的输出,增加开关单元Q1的导通时间,直至T002时刻,完成渐变转换过程,下文中,对渐变转换过程中控制单元内部的运行过程不再赘述。
在T002-1至T003-1之间的时间区间内,脉动直流电压VDC(T)的最小值持续地不足以驱动两个LED阵列,开关单元Q1导通,第二LED阵列LED2的电流持续为零,第一LED阵列LED1的电流持续地由开关单元Q1调节。
在T003时刻之前的至少一个脉动周期内,控制单元D1检测到脉动直流电压VDC(T)的最小值足以驱动两个LED阵列,进入渐变转换过程:以同步或不同步于脉动周期的固定间隔时间(或不固定间隔时间)等量或不等量地减少开关单元Q1导通的时间或开关单元Q1导通时间相对于脉动周期的占比,第二LED阵列LED2的电流平均值和亮度逐渐增加,直至T004时刻,或T004之后的一段时间,开关单元Q1持续截止,第二LED阵列LED2持续导通,第一LED阵列LED1和第二LED阵列LED2的电流由限流器件Q0控制。
在T004时刻之后,脉动直流电压VDC(T)的最小值持续地足够驱动串联的两个LED阵列,开关单元Q1持续截止(或关断),第一LED阵列LED1和第二LED阵列LED2的电流由限流器件Q0控制。
在上述的渐变转换期间和渐变转换前后,流经主回路或旁路回路的电流被配置为相同,这对供电系统是有利的,例如,在脉动直流电压VDC(T)的值位于恰好触发不同回路转换的临界点时,因转换前后不同回路从直流电源汲取的电流值基本不变,因而,从脉动直流电源汲取的功率也基本不会变化。然而,一些场合,可能更希望照明装置的亮度稳定,则相应地,可以设置开关单元Q1导通时第一LED阵列LED1的电流大于开关单元Q1截止时由限流器件Q0调整的第一LED阵列LED1和第二LED阵列LED2的电流,通过控制LED阵列的功率之和近似恒定以降低发光量的变化,这在本发明的其它实施例中已经详细描述,在此不再赘述。
可选地,也可以设置开关单元Q1导通时LED阵列1的电流小于开关单元Q1截止时由限流器件Q0调整的LED2阵列1和LED阵列2电流,以使LED阵列的发光亮度随脉动直流电压VDC(T)下降而下降,模拟白炽灯的发光特性。
可选地,结合图11渐变转换过程中,也可以通过逐渐转换主回路和旁路回路中的电流,例如, 可以通过积分信号直接调节限流器件和开关单元的电流实现,对应的波形如图44,横轴为时间轴,纵轴VDC(T)对应交流电整流后的脉动直流电压,纵轴ILED2(T)对应于可被开关单元Q1旁路的第二LED阵列LED2的电流,纵轴ILED1(T)对应于第一LED阵列LED1的电流,纵轴IQ1(T)对应于开关单元Q1的电流,纵轴IQ0(T)对应于限流器件Q0的电流。具体地,实施细节和动作波形不再赘述。
当n=3,m=2时,结合图45所示出的驱动电路100,图46示出了一种动作波形,其中,阴影部分的幅值对应于交替导通/截止时的电流,由于交替导通/截止对应的电流平均值较持续导通时小,因此,图46中也示以相对较小的幅值加以区别。
纵轴VREC(T)对应交流电整流后的脉动直流电压,纵轴IB2(T)对应于可被开关单元ASW1旁路的LED阵列B2的电流,纵轴IB1(T)对应于可被开关单元A1旁路的LED阵列B1的电流,纵轴IB3(T)对应于无对应的开关单元的LED阵列B3的电流,纵轴IASW1(T)对应于开关单元ASW1的电流,纵轴IA1(T)对应于开关单元A1的电流,纵轴IA2(T)对应于限流器件A2的电流,纵轴VB123(T)对应LED阵列B1、LED阵列B2和LED阵列B3的导通压降之和、纵轴VB3(T)对应LED阵列B3的导通压降。并假设LED阵列B1和LED阵列B2相同。
在T001时刻之前,脉动直流电压VREC(T)的最小值持续地足够驱动三个LED阵列,浮地开关单元ASW1和共地开关单元均截止(或关断)。
在T001时刻,控制单元X2检测或者预判到脉动直流电压VREC(T)至少在一个时刻或者时间区间内不足以驱动三个LED阵列,进入缓慢转换过程:以同步或不同步于脉动周期的固定间隔时间(或不固定间隔时间)等量或不等量地增加由浮地开关单元ASW1和共地开关单元A1交替导通/截止形成的两个旁路回路的导通的时间,并以相同步调减小主回路的导通的时间,直至T002时刻,由浮地开关单元ASW1和共地开关单元A1交替导通/截止形成的两个旁路回路持续运行。
在T002-1至T003-1之间的时间区间内,脉动直流电压VREC(T)的最小值持续地不足以驱动三个LED阵列,由浮地开关单元ASW1和共地开关单元A1交替导通/截止形成的两个旁路回路持续运行。
在T003时刻之前的至少一个脉动周期内,控制单元X2检测到脉动直流电压VREC(T)的最小值持续地足以驱动三个LED阵列,进入渐变转换过程:以同步或不同步于脉动周期的固定间隔时间(或不固定间隔时间)等量或不等量地减小由浮地开关单元ASW1和共地开关单元A1交替导通/截止形成的两个旁路回路的导通的时间,并以相同步调增加主回路的导通的时间,直至T004时刻,持续运行于主回路。
在T004时刻之后,脉动直流电压VREC(T)的最小值持续地足够驱动三个LED阵列,浮地开关单元ASW1和共地开关单元A1均截止(或关断),持续地运行于主回路。
结合图45,图47示出了脉动直流电压VREC(T)进一步降低时对应的动作波形。
纵轴VREC(T)对应交流电整流后的脉动直流电压,纵轴IB2(T)对应于可被开关单元ASW1旁路的LED阵列B2的电流,纵轴IB1(T)对应于可被开关单元A1旁路的LED阵列B1的电流,纵轴IB3(T)对应于无对应的开关单元的LED阵列B3的电流,纵轴IASW1(T)对应于开关单元ASW1的电流,纵轴IA1(T)对应于开关单元A1的电流,纵轴IA2(T)对应于限流器件A2的电流,纵轴VB123(T)对应LED阵列B1、LED阵列B2和LED阵列B3的导通压降之和、纵轴VB3(T)对应LED阵列B3的导通压降。
在T001时刻之前,脉动直流电压VREC(T)的最小值不足以驱动三个LED阵列,但是足以驱动由浮地开关单元ASW1和共地开关单元A1交替导通/截止形成的两个旁路回路的LED阵列,由浮地开关单元ASW1和共地开关单元A1交替导通/截止形成的两个旁路回路持续运行。
在T001时刻,控制单元X2检测或者预判到脉动直流电压VREC(T)至少在一个时刻或者时间区间内不足以驱动由浮地开关单元ASW1和共地开关单元A1交替导通/截止形成的两个旁路回路的LED阵列,进入渐变转换过程:以同步或不同步于脉动周期的固定间隔时间(或不固定间隔时间)等量或不等量地增加由直流电源U、LED阵列B3、浮地开关单元ASW1、共地开关单元A1构成的旁路回路的导通的时间,并以相同步调减小由浮地开关单元ASW1和共地开关单元A1交替导通/截止形成的两个旁路回路的导通时间,直至T002时刻,由直流电源U、LED阵列B3、浮地开关单元ASW1、共地开关单元A1构成的旁路回路持续运行。
在T002-1至T003-1之间的时间区间内,脉动直流电压VREC(T)的最小值持续地不足以驱动由浮地开关单元ASW1和共地开关单元A1交替导通/截止形成的两个旁路回路的LED阵列,驱动电路100持续运行于直流电源U、LED阵列B3、浮地开关单元ASW1、共地开关单元A1构成的旁路回路。
在T003时刻之前的至少一个脉动周期内,控制单元X2检测到脉动直流电压VREC(T)的最小值持续地足以驱动由浮地开关单元ASW1和共地开关单元A1交替导通/截止形成的两个旁路回路的LED阵列,进入渐变转换过程:以同步或不同步于脉动周期的固定间隔时间(或不固定间隔时间)等量或不等量地减小由脉动直流电源、LED阵列B3、浮地开关单元ASW1、共地开关单元A1构成的旁路回路的导通的时间,并以相同步调增加由浮地开关单元ASW1和共地开关单元A1交替导通/截止形成的两个旁路回路的导通时间,直至T004时刻,驱动电路100持续运行于由浮地开关单元ASW1和共地开关单元A1交替导通/截止形成的两个旁路回路。
在T004时刻之后,脉动直流电压VREC(T)的最小值持续地足够驱动由浮地开关单元ASW1和共地开关单元A1交替导通/截止形成的两个旁路回路的LED阵列,持续地运行于由浮地开关单元ASW1和共地开关单元A1交替导通/截止形成的两个旁路回路。
恒功率/高频轮换地点亮LED
图27为本发明另一实施例中的能够运行本发明的其他实施例中控制方法的驱动电路和照明装置的功能块图。在图中,多个发光负载n_LED包括:发光负载LED_N1、发光负载LED_N2、发光负载LED_N3、发光负载LED_N4、发光负载LED_N5,这五个发光负载被串联连接,每个发光负载正极性端和与其相邻的发光负载的负极性端相连接。这5个串联的发光负载由直流电源Volt_1供电。
图27a~27c为本发明图27及其他一些实施例中的一个发光负载或LED阵列的多种变形示意图。其中,每个发光负载、固态照明负载或LED阵列均可包括串联的多个LED单元、并联的多个LED单元以及串并联组合的多个LED单元。例如,以LED_N3为例进行说明,可以被实施为如图27a所示的串联的多个LED单元LED_N3’、也可以可以被实施为如图27b所示的并联的多个LED单元LED_N3”,或者如图27c所示的串并联组合的多个LED单元LED_N3”’。应当理解,包括图27a~27c所示变形在内的发光负载、固态照明负载或LED阵列的各种变形,均可适用于本发明的所有相关的实施例。他处可能不再赘述。
图34为本发明一实施例的向发光负载及其驱动电路供电的直流电源所提供的不同水平的电压以及发光负载中对应的调节电流示意图。
下面结合图27和图34对本发明的一个实施例中提供的一种发光负载的控制方法进行说明,其中的示例性的说明基于LED类型的发光负载但本领域技术人员应当了解:该方法还可能适用于发光二极管以外的一些其他类型的发光负载。
如图27所示,可选地,直流电源Volt_1可以是整流单元,其输入端(图中未示出)接外部电网,而输出端与上述5个发光负载耦合从而提供经整流的脉动直流电压。可选地,直流电源Volt_1也可以是电池,例如蓄电池、干电池等,这些电源具有直流稳压,可以视为是恒定电压,或者略有波动幅度(例如±0.5%或者±0.05%等)的直流电压。
可选地,发光负载可以是发光二极管阵列等。本领域技术人员可以理解:上述的5个LED类型的发光负载需要直流电源Volt_1具有一定的工作电压Volt_NORM,才能全部被正常点亮/导通。假定,理想地,直流电源Volt_1的输出电压可以全部落在n个发光负载n_LED上,不存在其他的分压器件。则n个发光负载n_LED被全部导通时,其导通压降即为电压Volt_NORM,流经n个发光负载n_LED的电流为ILED_NORM。
而在一些应用场景中,直流电源Volt_1是可能低于工作电压Volt_NORM的。这导致5个发光负载因电压不足而无法被全部被点亮。如图34所示,例如,直流电源Volt_1的输出电压仅维持在Volt_low1的水平,因此,只能导通/点亮多个发光负载n_LED中的4个发光负载,因此,在本实施例中,通过与多个发光负载相耦合的控制单元,以对发光负载LED_N1、发光负载LED_N2、发光负载LED_N3、发光负载LED_N4、发光负载LED_N5进行旁路等方式,动态组合5个发光负载中的一个子集,或者说一部分(而非全部)以形成新的LED串联电路。该LED串联电路具有更少的发光负载,因而需要更低的电压即可被导通。
本实施例中还提出了一种LED阵列的控制方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的互相耦合的n个LED阵列的驱动电路处,结合图7和表2,将三个LED阵列分为两组,其中,第一组中, LED阵列的数量为两个,则第一组中包括三个部分LED阵列,分别为第一部分LED阵列:第一LED阵列LED1和第二LED阵列LED2。第二部分LED阵列:第一LED阵列LED1和第三LED阵列LED3。第三部分LED阵列:第二LED阵列LED2和第三LED阵列LED3。
第二组中,LED阵列的数量为一个,则第二组中包括三个部分LED阵列,分别为第一部分LED阵列:第一LED阵列LED1。第二部分LED阵列:第二LED阵列LED2。以及第三部分LED阵列:第三LED阵列LED3。
上文中所述的LED阵列的控制方法包括步骤SA-1)和SA-2),其中:
SA-1):响应于/如果直流电源U的输出电压高于或等于导通阈值,驱动点亮i)全部三个LED阵列,或ii)三个LED阵列中的第一组至少一个部分LED阵列之一;
SA-2):响应于/如果直流电源U的输出电压低于导通阈值,驱动点亮n个LED阵列中第二组至少一个部分LED阵列之一。
可选地,在一些实施例中,第二组至少一个部分LED阵列之一,在第二组至少一个部分LED阵列中具有最多/次多数量或最大/次大的导通压降,例如,当第一至第三LED阵列的导通压降各不相等时,假设V1>V2>V3,则第二组至少一部分LED阵列中具有最大导通压降V1+V2,也即第一部分LED阵列:第一LED阵列LED1和第二LED阵列LED2。或者,第二组至少一部分LED阵列中具有次大导通压降V1+V3,也即第二部分LED阵列:第一LED阵列LED1和第三LED阵列LED3。
如此设置,能够使得驱动电路在直流电源U的输出电压不足时,仍能运行于能量转化效率较高的旁路回路或旁路回路组合中。
可选地,在一些实施例中,导通阈值可以根据驱动电路的不同运行状态、直流电源的不同的配置而取不同的具体数值,例如阈值A(70伏特)、阈值B(180伏特)等等。导通阈值可以包括全亮阈值(例如,215伏特),直流电源U的输出电压高于全亮阈值则足以导通全部n个LED阵列。
针对这种直流电源为串联的n个LED阵列的驱动电路供电的应用场景中,本发明中提出了一个实施例的发光负载的控制方法,包括两个步骤:步骤SA-1)当直流电源的电压高于全亮阈值的电压Volt_NORM而足以导通n个发光负载时,驱动n个发光负载被点亮。
步骤SA-2)当直流电源具有低于全亮阈值的电压Volt_low1而不足以导通n个发光负载时,驱动n个发光负载部分地被点亮。
当直流电源Vlot_1具有超过全亮阈值的电压Volt_NORM从而导通全部的n个发光负载n_LED,n个发光负载n_LED中流经的电流ILED_NORM。此时n个发光负载n_LED的功率被定义为第一功率值,该第一功率值的具体数值可因具体应用场景、驱动电路/照明装置的电气特性的不同而不同。
当直流电源volt_1具有低于全亮阈值的电压Volt_low1时,在步骤SA-2中,仅导通n个发光负载n_LED中的第一部分LED阵列。籍此,可以保持n个发光负载n_LED整体上的发光状态,而不至于因电压不足而全部熄灭。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,步骤SA-2)还可以包括子步骤SA-2-1):与n个发光负载n_LED的导通压降基本呈反方向地/负相关地调节流经n个发光负载n_LED的电流,以使n个发光负载的功率保持于第一功率值的邻域内。此处,n个发光负载n_LED中仅有第一部分LED阵列被导通,而LED阵列LED_N5被旁路/熄灭。n个发光负载n_LED的导通压降也就是第一部分LED阵列的导通压降,第一部分LED阵列的导通压降是小于n个发光负载n_LED全部被导通时的导通压降的。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法或者其中的步骤SA-2-1-1)还可以包括子步骤:响应于部分的LED阵列被单独点亮,提升部分的LED阵列中的电流至大于n个发光负载n_LED被全部导通时所流经的电流,以将n个发光负载n_LED的功率保持于第一功率值的邻域内。例如,导通的第一部分LED阵列中的电流被通过控制单元(主动地)调节为大于n个发光负载n_LED全部被导通时的电流ILED_NORM,从而在一定程度上补偿因电压不足而造成相对于n个发光负载n_LED全部被导通时的功率下降。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法或者其中的步骤SA-2-1)或相似的步骤还可以包括子步骤SA-2-1-1).协调i)当n个发光负载n_LED被全部导通时所流经的电流,和ii)当部分的LED阵列被单独导通时的电流,以使得n个发光负载n_LED被全部导通时的功率和被单独导通的部分的LED阵列LED_N4的功率均保持在第一功率值的邻域内。换言之,使得在照明装置 Light_1中n个发光负载全部导通及仅导通其中部分的LED的两种状态下,n个发光负载n_LED的功率保持基本相同。
具体地,n个发光负载为5个LED阵列,第一部分发光负载包括第一部分LED阵列。本发明的一些实施例的LED阵列控制方法或者其中的步骤SA-2-1-1)或相似的步骤,还可以包括子步骤I)和II)。在子步骤I)中,当直流电源具有高于全亮阈值的电压Volt_NORM时,如果该直流电源Volt_1的输出电压是有浮动的,则随直流电源Volt_1输出电压的降低而提升5个LED阵列n_LED中的电流ILED_NORM。随直流电源Volt_1的电压的升高而减小5个LED阵列n_LED中的电流ILED_NORM。以及,在子步骤II)中,当第一部分LED阵列被单独导通或者直流电源Volt_1的电压低于全亮阈值时,随第一部分LED阵列的导通压降的降低而提升第一部分LED阵列中的电流;随第一部分LED阵列的导通压降的升高而减小第一部分LED阵列中的电流。当然,如果第一部分LED阵列的导通压降保持基本不变,则可以通过控制电路Contro_1,调节第一部分LED阵列中的电流保持基本不变。从而,在直流电源Volt_1的电压的变化过程中,5个LED阵列的整体上的功率被保持在第一功率值的邻域内,对应地,5个LED阵列的整体上的/光通量也保持基本恒定。
例如,以与n个发光负载n_LED的导通压降成反比例地调节为ILED_1。从而,以使n个发光负载的功率保持于第一功率值的邻域内。由于n个发光负载n_LED全部被导通时也具有第一功率值,因此,虽然直流电源Vlot_1的电压下降,但是,n个发光负载n_LED(整体上的)功率以及因此而形成的光通量可被保持(基本)恒定。
当然,可以理解:在直流电源Volt_1的电压Volt_low1虽然较低,但可能除了足以单独导通第一部分LED阵列之外,也足以单独导通第二部分LED阵列。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法或者其中的步骤SA-2)或相似的步骤,以及这些步骤的子步骤还可以包括以下的步骤:当直流电源Volt_1的电压被保持于电压水平Volt_low1(低于全亮阈值),交替导通/点亮第一部分LED阵列之外,也足以单独导通第二部分LED阵列(或者还有第三部分LED阵列)。除了第一部分LED阵列和第二部分LED阵列在短暂的切换过渡过程,任意时刻都只有一部分LED阵列被导通,这可以适应直流电源Volt_1的低电压水平Volt_low1。同时,由于第一部分LED阵列、第二部分LED阵列随时间均被点亮,因此5个LED阵列中不存在常灭的LED阵列,将从直流电源Volt_1处获得的电能散布到5个LED阵列上,提升了光通量的分布效果。
在另外一些场景中,直流电源Volt_1可以是整流单元,其输入端(图中未示出)接外部电网,而输出端与上述5个发光负载耦合从而提供经整流的脉动直流电压。这种脉动直流电压具有较明显的变化幅度,在浮动过程中,可能出现不同的多个电压区间,某一个电压区间可能位于全亮阈值之上,而其他电压区间可选地均低于全亮阈值,从而不足以导通全部的5个LED阵列。
图35为本发明一实施例的在第一电压区间中两部分LED阵列交替导通的波形示意图。下面参考图35对直流电源Volt_1向5个LED阵列提供周期性变化的电压,例如脉动直流电压的场景进行说明,在图35的T1-T2和T3-T4时段,以及T1’-T2’和T3’-T4’内,直流电源Volt_1的输出电压V21(T)中发生了四次第一电压区间Interv_1,低于全亮阈值,不足以导通全部的n个LED阵列。对应地,在图22所示的这种脉动直流电压的供电下,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法或者其中的步骤SA-2)或相似的步骤,以及这些步骤的子步骤还可以包括以下的步骤SA-2-a)中备选的(alternative)两个子步骤1)、2),或步骤SA-2-b)中备选的(alternative)两个子步骤3)、4)在内的4个子步骤中的任一个:
SA-2-a)-子步骤1).响应于直流电源Volt_1的电压V21(T)位于第一电压区间,在第一电压区间的持续期之内,循环导通/点亮n个LED阵列中对应于第一电压区间的多个子集/多个部分,例如第一部分LED阵列,第二部分LED阵列。其中,直流电源Volt_1的电压位于第一电压区间中任一电压子区间内或任意电压水平上时,第一部分LED阵列,第二部分LED阵列均可被(例如以几十k的高频)交替导通。值得注意的是,上述实施例以及本发明的其他相关的实施例中,通过控制单元Contr_1的驱动,直流电源Volt_1的电压V21(T)位于第一电压区间Interv_1中任一电压水平上,第一部分LED阵列,第二部分LED阵列均可被(例如以几十k的高频)交替导通。换言之,本发明的一些实施例中的第二部分LED阵列、第一部分LED阵列之间的交替导通,可以被控制单元Contr_1在第一电压区间的任一时刻主动发起;其中,第一电压区间也可以是任 意小,或第一电压区间的范围也可以小于n个LED阵列中任意一个LED阵列的导通压降,这意味着,当直流电压Volt_1的输出电压从第一电压区间的上限电压水平降至其下限电压水平,该输出电压在n个LED阵列中所能导通的LED阵列的数量不变,但在本发明一些实施例的驱动电路/控制方法中依然可以通过控制单元主动发起n个LED阵列中多个子集/部分LED(a plurality of subsets/portions of LED array)的轮换导通或交替导通。本实施例中的交替/轮换导通不同于以下情况:直流电源的电压水平跨越不同的低压区间,而在第一部分LED阵列、第二部分LED阵列或更多的LED阵列中造成被动响应的交替导通,例如:在第一低电压间导通第一部分LED阵列,在第二电压区间导通第四部分LED阵列,在第三电压区间导通第五部分LED阵列,……,等等,其中,第一电压区间、第二电压区间、第三电压区间的电压,依次减小,对应的被导通的第一部分LED阵列,第四部分LED阵列、第五部分LED阵列的导通压降也依次减小,LED阵列数量可能也依次减小。此处所述,也适用于其他相关的实施例的装置、方法及其步骤。
SA-2-a)-子步骤2).在多个第一电压区间(例如图35中所示的4个)中每一个的持续期之内,交替导通/点亮n个阵列中对应于第一电压区间的多个子集,例如第一部分LED阵列,第二部分LED阵列。此处以及其他相关实施例的装置、方法及其步骤中,第一部分LED阵列和第二部分LED阵列的导通状态state_N4和state_N5也如图35所示,彼此互补,在时域上各有一定的占空比,比如分别是50%。以及,第一电压区间具有位于全亮阈值以下的电压范围。
SA-2-b)-子步骤3).响应于直流电源Volt_1的电压V21(T)的变化而周期性地产生第一电压区间Interv_1,循环导通n个阵列中对应于第一电压区间的多个子集,例如第一部分LED阵列,第二部分LED阵列。其中,交替导通的频率大于、小于、或等于直流电源的电压变化的频率,图35所示,为交替导通的频率大于直流电源Volt_1的电压变化频率的情况:在一个脉动周期中,出现两次第一电压区间,而在一个电压区间的持续期内,三次以上的交替导通,如图所示。通过这种较高频率的交替/循环导通,可以随时间(over time)把n个LED阵列的功率在空间上分布更加均匀,进一步降低频闪。
子步骤4).在多个第一电压区间Interv_1的持续期内,轮换点亮n个阵列中对应于第一电压区间Interv_1的多个子集,第一部分LED阵列,第二部分LED阵列。其中,多个第一电压区间Interv_1中的一个,或者连续的两个或两个以上仅对应于多个子集之一。换言之,在多个第一电压区间中的1个,或者连续的2-5个中,仅有多个子集之一被点亮。亦即,例如,图35中4个第一电压区间Interv_1中的前2个的持续时间内,均只点亮第一部分LED阵列,而在后2个第一电压区间Interv_1的持续时间内,切换点亮第二部分LED阵列,而截至第一部分LED阵列(图中未示出)。当然,第一电压区间具有位于全亮阈值以下的电压范围。
另外,循环导通,或者轮换点亮意味着:多个子集的LED阵列,例如上述的第二部分LED阵列和和第一部分LED阵列将被依次重复点亮,亦即,子步骤4等将随第一电压区间Interv_1的反复发生而被循环/重复执行。当然,应当理解,两者之间称之为交替导通,三者及以上称之为循环导通。因此,可选地,还可以存在第三部分LED阵列(例如LED阵列LED_N4),则第一部分LED阵列、第二部分LED阵列、第三部分LED阵列可以被循环导通。
另外,值得注意:交替导通的两部分LED阵列可以被理解为:各自仅包括一个LED阵列,即第二部分LED阵列仅包括LED_N5,第一部分LED阵列仅包括LED_N4。另外,如果在两部分LED阵列之间轮换,尤其是在第一部分LED阵列、第二部分LED阵列和第三部分LED阵列三个子集的LED阵列之间循环/轮换导通,则这多部分LED阵列之间也可以被理解为:可以存在交集。例如,可以这样配置n个LED阵列的3个子集:第一部分LED阵列仅包括4个LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4,第二部分的LED阵列仅包括4个LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N5,第三部分的LED阵列仅包括4个LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N4、LED_N5。此处所述也适用于本发明其他任一相关的实施例的控制方法或装置。
第一部分LED阵列、第二部分LED阵列均为n个LED阵列的真子集,第一部分LED阵列与第二部分LED阵列之间无交集。可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,如果第一部分LED阵列与第二部分LED阵列无交集,则的控制方法还包括步骤:保持n个发光负载n_LED中的第三部分LED阵列常亮,例如,针对第一电压区间Interv_1,第三部分LED阵列可以是发光负载LED_N1、LED_N2、LED_N3中任一个或多个,其中,发光负载LED_N1、LED_N2或LED_N3既不属 于第一部分LED阵列,也不属于第二部分LED阵列LED_N5。该第三部分LED阵列与其他的LED阵列串联,且保持常亮,这提升了直流电源Volt_1向n个发光负载n_LED供电的效率。其中,优选地,上述第三部分LED阵列具有第一电压区间在n个发光负载中除了第一部分LED阵列、第二部分的LED阵列之外所有的发光负载,或者,上述第三部分LED阵列具有第一电压区间在n个发光负载中除了第一部分LED阵列、第二部分LED阵列之外可以点亮的最大数量的发光负载。可选地,述第三部分LED阵列与第一部分LED阵列和第二部分LED阵列中任一者均无交集。
可选地,第一电压区间在n个LED阵列n_LED中对应的多个子集为:第一部分LED阵列和第二部分LED阵列。本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,步骤SA-2-a)还包括子步骤SA-2-a-1):在第一电压区间的持续期内,交替地导通第一部分LED阵列和第二部分LED阵列。步骤SA-2-b)还包括子步骤SA-2-b-1):以循环方式,将第一部分LED阵列和第二部分LED阵列分别导通于相邻发生的两个第一电压区间。例如,在直流电源输出脉动直流电压,在图35的第一脉动周期中,先后出现了两次第一电压区间a和b(图中未标记),位于第一脉动波的峰值两侧,则在这第一电压区间a中,仅导通第一部分LED阵列,而在第一电压区间b中,单独导通第二部分LED阵列。在后续的脉动周期中,以这种方式,循环导通第一部分LED阵列和第二部分LED阵列。在这种情况下,第一部分LED阵列和第二部分LED阵列的循环导通的周期/频率,可以被视为与直流电源的脉动直流电压的周期/频率相同。
当然,可替代地,在上述的第一脉动周期中先后出现的两个不同的第一电压区间a和b中,可以仅导通第一部分LED阵列,而在接续的第二脉动周期中出现的两个第一电压区间中,仅导通第二部分LED阵列,在这种情况下,第一部分和第二部分LED的循环导通的频率,可以被视为小于直流电源的脉动直流电压V21(T)的频率。进一步可替代地,在上述的第一脉动周期中单一的第一电压区间a中,可以反复多次(例如几百次)地,交替导通第一部分LED阵列和第二部分LED阵列,而其中的交替频率,大于直流电源的脉动直流电压的频率。更大的交替/轮换导通的频率,可以将功率/光功率/光通量更均匀地随时间分布于n个发光负载上,或者说每个发光负载更频分地分享(share)整体的光通量,这降低了频闪,且由于视觉暂留原理,也会带来更好的用户体验。
可替代地,在上述的第一脉动周期中先后出现的两个不同的第一电压区间a和b中,可以仅导通,而在接续的第二脉动周期中出现的两个第一电压区间中,仅导通第二部分LED阵列,在这种情况下,第一部分LED阵列和第二部分LED阵列的轮换导通的频率,可以被视为小于直流电源的脉动直流电压的频率。进一步可替代地,在上述的第一脉动周期中单一的第一电压区间a中,可以反复多次(例如几百次)地,交替导通第一部分LED阵列和第二部分LED阵列,而其中的交替频率,大于直流电源的脉动直流电压的频率。
可选地,循环/轮换地被导通的第一部分LED阵列和第二部分LED阵列的并集之中的LED阵列的数量,大于第一电压区间在n个LED阵列中足以点亮的LED阵列的最大数量。例如,n个LED阵列包括5个LED阵列:LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4,LED_N5。其中,LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N5属于第一部分LED阵列,而LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4属于第二部分LED阵列。而由于第一电压区间低于预定电压阈值不足以导通全部的5个LED阵列而只能导通LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4。另外,LED_N5的导通压降低于LED_N3、LED_N4的导通压降之和,所以第一电压区间也足以导通第一部分LED阵列。在轮换过程中,第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N5和第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4的并集覆盖了LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4,LED_N5。即,如果轮换频率恰当,则在第一电压区间内,全部的5个LED阵列均可以有光通量产生。换言之,在述第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N5和第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4,轮换导通点亮时,5个LED阵列中可发光的LED阵列,是第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N5或第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4的并集,因此,在感观上,n个LED阵列的可发光面积,大于第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N5或第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4被单独导通时的可发光面积。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,在步骤SA-2-a-1)或相似的步骤中,轮换/交替导通的交替频率为[0.5kHz,1000kHz]中任一值。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,第一部分LED阵列和第二部分LED阵 列,分别包括n个LED阵列中一个或多个LED阵列,或者,串联的n个LED阵列中除尾部的至少一个LED阵列(例如与电源负极相连的一个或多个LED阵列)之外的其他LED中的一个或多个,以适应第一电压区间。
可选地,此处以及本申请的其他一些实施例的控制方法/控制方法相关的电路结构,可参见包括标题“浮地/共地旁路”下的发明内容的相关描述。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,其中,第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4与第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4的并集,此处为全部的无5个LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4,LED_N5,覆盖/含盖了n个LED阵列中的全部或n-1个(次大数量),从而,当第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N5和第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4交替导通,尤其是以高频,的时候,可以保持(光源)发光面积(基本)与n个LED阵列在被足够的直流电源电压全部导通时相同,且很大程度上降低了频闪。
可选地,第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N5的数量,均为第一电压区间在n个LED阵列中能够点亮的LED阵列最大数量即4个。
可选地,在一些实施例中,第一部分LED阵列的数量为第一电压区间在n个LED阵列中能够点亮的LED阵列最大数量/次大数量,在本实施例中,第二部分LED阵列的数量为第一电压区间在n个LED阵列中能够点亮的LED阵列次大数量/最大数量。在本实施例中,直流电源Volt_1以第一电压区间在5个LED阵列中能够点亮的LED阵列的最大数量为4,次大数量为3。例如,n个LED阵列包括5个LED阵列:LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4和LED_N5。其中,阵列LED_N1、LED_N2、LED_N5属于第一部分LED阵列,而阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4属于第二部分LED阵列。由于第一电压区间低于预定电压阈值不足以导通全部的5个Led阵列而只能导通4个LED阵列:例如,LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4。另外,LED_N5的导通压降低于LED_N3、LED_N4的导通压降之和,所以第一电压区间也足以导通第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N5。在轮换过程中,第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N5具有第一电压区间在5个LED阵列中能够点亮的LED阵列次大数量:3个。第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4具有第一电压区间在5个LED阵列中能够点亮的LED阵列的最大数量:4个。被轮换的多个部分/子集的LED阵列中的LED阵列越多,或者导通压降越大,则效率越高,如果功率被维持基本恒定,则该功率通过轮换而被散布到更多的LED阵列上,使得(光源)发光面积越大。可选地,第一部分LED阵列的数量与第二部分LED阵列的数量相同。例如在上述实施例中,例如,n个LED阵列包括5个LED阵列:LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4、LED_N5。其中,LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N5属于第一部分LED阵列,而LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4属于第二部分LED阵列。而又由于第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N5和第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N5的功率被保持为基本相同,所以,在这两部分LED阵列被轮换导通时,尤其是被高频轮换导通时,相同的功率被始终分散在相同数量的LED上,因此避免了因相同的能量被反复地集中/分散,而带来的亮/暗的闪烁。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,直流电源Volt_1输出经整流的脉动直流电压,第一部分LED阵列与第二部分LED阵列彼此之间无交集,且具有相同的导通压降,对应地,交替导通过程中,第一部分LED阵列与第二部分LED阵列中流经的电流被开关单元控制为形状互补的方波或具有较平滑的上升和下降边沿的类似梯形的方波,且幅值基本相同,占空比各为50%,这样更有利于亮度一致,改善发光效果。当然,可以理解,如果第一部分LED阵列与第二部分LED阵列的导通压降不同,则第一部分LED阵列与第二部分LED阵列中流经的电流波形在形状上可以依然保持互补,但幅值则可选地与电压成反比地不同,占空比可能也不再是50%,而是4:6或其他比例。目的之一是为调节第一部分LED阵列与第二部分LED阵列在交替导通过程中,两者的功率、光通量始终是相称的,以及对外部也基本不会因为交替导通而形成照明效果上的差异或者说频闪,在此目的之下,上述的占空比、电流幅度等数值,均可根据需要而被调节,而不限于上述给出的示例性的数值。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,多个第一电压区间,随脉动直流电压 而周期性发生。多个第一电压区间在时间上(over time)发生于同一个电压脉动周期内,或者,分布于连续的多个脉动周期中。
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,步骤SA-2-a-1)或SA-2-b-1)或相似的步骤,还可以包括:SA-2-ab-1)在第二部分LED阵列和第一部分LED阵列之间无交集的情况下,则在交替导通的过程中,协调第一部分LED阵列和第二部分LED阵列中的电流,以使n个LED阵列的功率被保持于第一功率值的邻域内。备选地,在第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N5和第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4具之间有交集的情况下,在循环/轮换导通的过程中,协调第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4和第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N5中的电流,以使全部5个LED阵列的功率被保持于第一功率值的邻域内.
可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,步骤SA-2-a-1)或SA-2-b-1)或相似的步骤,还可以包括:
分别根据第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4和第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N5的导通压降,调节第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4和第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N5中的电流,以使得第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4和第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N5在轮换导通的循环过程中的功率的相对变化率,小于数值很小的预定百分比,其中,预定百分比为小于10%,小于0.5%、2%或者5%的数值。籍此,维持第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N4和第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2,LED_N3、LED_N5在轮换导通的循环过程中,n个LED阵列的整体光通量基本恒定。可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,步骤SA-2-ab-1)或相似的步骤,还可以包括:步骤SA-2-ab-1-1)和步骤SA-2-ab-1-2)
在步骤SA-2-ab-1-1)中,在从第一部分LED阵列至第二部分LED阵列的切换过程中,动态地控制第一部分LED阵列中的电流随第二部分LED阵列中的电流增大而同步地减小,以使第一部分LED阵列的功率或光通量的下降被第二部分LED阵列的功率的增加所补偿/抵消,并保持该第一部分LED阵列切换至第二部分LED阵列的过程中,两者的整体功率,与切换过程之前和之后两者的总功率基本相同。
类似地,在步骤SA-2-ab-1-2)中,在从第二部分LED阵列至第一部分LED阵列的切换过程中,动态地控制第二部分LED阵列中的电流随第一部分LED阵列中的电流增大而同步地减小,以使第二部分LED阵列的功率或光通量下降被第一部分LED阵列的功率增加所补偿/抵消,并保持该第二部分LED阵列切换至第一部分LED阵列的过程中,两者的整体功率,与切换过程之前和之后的两者的总功率基本相同。
图17为本发明另一实施例中的开关单元或对应的LED阵列在切换的过渡状态中的电流波形图。可选地,本发明的一些实施例的LED阵列控制方法中,步骤SA-2-ab-1-2)或相似的步骤,还可以包括:如图17所示,在从第二部分LED阵列切换至第一部分LED阵列的过渡过程中,在第二部分LED阵列中电流的下降幅度超过预设幅值之前,控制第一部分LED阵列中电流同步增大;以及步骤SA-2-ab-1-1)还包括:在从第一部分LED阵列切换至第二部分LED阵列的过渡过程中,在第一部分LED阵列中电流的下降幅度超过预设幅值之前,控制第二部分LED阵列中电流同步增大。其中,预设幅值可选地为0~5%之间任意值。籍此,动态控制第二部分LED阵列和第一部分LED阵列在互相切换的过度过程中,整体功率波动较小。进一步降低频闪。
随着脉动直流电压VREC(T)的波动,可以在一个脉动周期的不同阶段,对应于不同的脉动直流电压VREC(T)数值而控制具有不同的导通压降的LED阵列组被点亮,这样可以提高发光负载的效率,可以参见其他实施例中的表2所示。但是在不同的LED阵列组合之间切换时,会带来(低频的)频闪。
如图48所示,发明人在研究这种造成频闪的原因后,提出了几种克服/降低频闪的构思,其中之一是不再随脉动直流电压VREC(T)的波动而切换点亮不同组的LED阵列,而根据脉动直流电压VREC(T)在脉动周期中的最小值,点亮n个LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4、LED_N5中的一部分的LED阵列。例如,脉动直流电压VREC(T)的最小值低于全亮阈值ALL_ON,而高于LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4的导通压降,也高于LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、 LED_N5的导通压降,则在全脉动周期内,仅导通LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4或者,LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N5。即便脉动直流电压VREC(T)回升到最高值及其邻域内而足以导通全部n个LED阵列,也依然保持导通上述n个LED阵列中的相同的一部分,例如LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4或者LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N5。
当然,为便于说明,假定LED阵列LED_N5和LED阵列LED_N4具有相同的导通压降,即第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4和第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4具有相同的导通压降。进一步可选地,可以在全脉动周期内,仅导通第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4,而不导通第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N5。也可以将第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4和第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4以第一预定频率轮换导通在脉动周期中。由于该第一预定频率可以通过定时器等装置发生并设定为高于工频,因此这种轮换并不会带来低频的频闪,而却可以带来其他的有益效果,可参见相关实施例,此处不再赘述。
继续参考图48,横轴为时间轴,纵轴VREC(T)对应交流电整流后的脉动直流电压;纵轴ALL_ON对应于LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4、LED_N5均导通时的导通压降之和,也即全亮阈值;纵轴IB1(T)对应于第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4单独导通时的电流;纵轴IB2(T)对应于第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N5单独导通时的电流;纵轴IB(T)对应于全部n个LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4、LED_N5导通时的电流,其中,每一阴影部分沿纵轴方向的宽度代表对应的脉动周期内工作于第一部分LED阵列和/或第二部分LED阵列的时间。为了便于说明,本实施例中,假设第一部分LED阵列和第二部分LED阵列的导通压降相同。
另外,脉动直流电压VREC(T)来自于市电,而市电在较高水平和较低水平之间变化,但这种变化的频率并不高,而且在高水平和低水平上的维持时间也都相对较长,例如1-2个小时。上述的脉动直流电压VREC(T)在其脉动周期内最小值处无法导通全部n个LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4、LED_N5的情况,一般发生在脉动直流电压随市电的波动而降低到较低水平时。而如果市电回升至较高水平时,则脉动直流电压VREC(T)也具有整体上的较高水平,此时,脉动直流电压VREC(T)在其脉动周期内最小值处也可以导通全部n个LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4、LED_N5。而在这种较高的脉动直流电压VREC(T)的情况下,可以恢复全部n个LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4、LED_N5均被点亮的状态,而不再仅导通其中的一部分。但是,对于n个LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4、LED_N5和部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4之间的切换的过程,如果不通过控制单元(例如具有积分器)的控制,而仅仅依靠简单的电路的对直流电压的变化的响应,则这种突然的完全互换/切换,例如:前一个周期检测到脉动直流电压VREC(T)的最小值高于全亮阈值ALL_ON,而后一个周期内立即从第一部分LED阵列被导通的状态,转换至n个LED阵列全部导通的状态,会产生光的突变。
对此,发明人提出的至少以降低频闪为目的的另一种构思是:通过包括积分器等模块的控制单元,主动地控制部分LED阵列与全部n个LED阵列之间的转换过程,从而使该过程横跨(traverse)多个脉动周期中逐步进行、逐渐完成,而不是在前后相邻的脉动周期内、或者说同一个脉动周期内完成。这进一步避免了n个LED阵列和部分LED阵列之间切换过程中的频闪。
如上所述,发明人针对本发明的一个方面提出了几种技术构思:在n个LED阵列和部分LED阵列之间进行渐进式切换、低压水平下锁定点亮部分的LED阵列而不是全部、低压水平下轮换导通n个LED阵列中的多个部分/子集的LED阵列。此处,应当注意:这些构思均可以独立地被应用于本发明的一些实施例的方法或被实施于本发明的一些实施例的装置中。但为提供简化而典型的描述,在本发明的一些实施例中,将以这些构思的组合为例进行说明。
本发明的另一个实施例的方法中,还提出了一种LED阵列控制方法包括步骤SA-1)和步骤SA-2),在该方法的步骤SA-1)中,响应于脉动直流电压VREC(T)的最小值高于全亮阈值ALL_ON而足以导通n个LED阵列时,例如图48中,T003至T004之间,驱动n个LED阵列被全部点亮。在本实施例的方法的步骤SA-2)中,响应于脉动直流电压VREC(T)低于全亮阈值ALL_ON,仅驱动n个LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4、LED_N5(以下简称LED_N1-5)中的部分LED阵列被点亮。
可选地,本发明的一些实施例中,直流电源输出经整流的脉动直流电压,以及,步骤SA-2)还包括步骤SA-2-NO):响应于脉动直流电压VREC(T)的最低值降至全亮阈值ALL_ON以下,在脉动直流电压VREC(T)的至少一个脉动周期的每一个之中,仅驱动n个LED阵列中部分LED阵列被点亮。
可选地,本发明的一些实施例中,部分的LED阵列为n个LED阵列中的第一部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4(以下简称LED_N1-4),可被脉动直流电压VREC(T)在每一个脉动周期中的最小值电压所导通/点亮。
可选地,本发明的一些实施例中,部分的LED阵列为n个LED阵列LED_N1-5中的多个部分的LED阵列,可分别被脉动直流电压VREC(T)在每一个脉动周期中的最小值电压所导通/点亮。
可选地,本发明的一些实施例中,其中,第一部分LED阵列LED_N1~4具有脉动直流电压VREC(T)的脉动周期中最低值电压在n个LED阵列LED_N1-5中所能导通的最大数量或次大数量。或者,多个部分LED阵列分别具有脉动直流电压VREC(T)的脉动周期中最低值电压在n个LED阵列LED_N1-5中所能导通的最大数量或次大数量。
具体地,在步骤SA-2-NO)中,响应于脉动直流电压VREC(T)的最低值降至全亮阈值ALL_ON以下,在至少一个脉动周期中每一个之内(或跨越至少一个脉动周期中一个或多个),以第一预定频率主动地控制以循环导通/点亮n个LED阵列中的第一部分LED阵列LED_N1-4、第二部分LED阵列等多个部分的LED阵列。作为备选的另一种方式,在步骤SA-2-NO)中,响应于脉动直流电压VREC(T)的最低值降至全亮阈值ALL_ON以下,在至少一个脉动周期中每一个之内(或跨越至少一个脉动周期中一个或多个),主动地控制n个LED阵列中的第一部分LED阵列LED_N1-4被单独导通/点亮。由于步骤SA-2-NO)中的“第一部分LED阵列被单独点亮”和“多个部分的LED阵列被循环点亮”的两种方式比较类似,为不带来过多赘述,在一些相关的实施例中仅以“在每个脉动周期内循环点亮多个部分的LED阵列”为例进行说明,但并不排除“在每个脉动周期内仅点亮第一部分LED阵列”也属于本发明的另一个角度的实施方式。
更优选地,在步骤SA-2)中,还可以主动控制该第一部分LED阵列LED_N1-4中一个或多个,例如LED_N4,与n个LED阵列LED_N1-5中的第二部分LED阵列,例如LED_N5,以第一预定频率(例如40kHz等)进行远高于工频的交替地或轮换地导通/点亮,此处,应当理解:通过这些步骤及其实施例,在低压水平直流电源的脉动周期中,任意时刻/任一时刻仅点亮n个阵列LED_N1-5中的一部分而不是全部。这样,锁定了第一部分LED阵列LED_N1-4在脉动周期内被点亮的状态,而不发生随脉动周期的低频的LED阵列的切换,即,不再随着直流电压的数值从全亮阈值以下回升至全亮阈值以上,进而从第一部分LED阵列LED_N1-4被点亮的状态又(被动地)切换回全部n个LED阵列LED_N1-5均被点亮的状态。当然,随着脉动直流电压VREC(T)继续波动至更低的水平而在该脉动直流电压VREC(T)的最小值处不足以导通第一部分LED阵列LED_N1-4,则可以从第一部分LED阵列LED_N1-4被点亮的状态再切换至更低的脉动直流电压VREC(T)水平所对应的LED阵列组合,例如第四部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、第五部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N4。如果脉动直流电压VREC(T)保持在这个水平不变(例如其有效值或平均值不变),则在相应的脉动周期中,无论波峰处还是波谷处,均仅导通这个脉动直流电压VREC(T)水平所对应的最低导通压降的LED阵列组合,例如第四部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、第五部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N4两者之一,或者以上述的高于工频的第一预定频率,轮换导通第四部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3和第五部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N4,籍此,针对有效值或平均值有时会发生一定的波动的脉动直流电压VREC(T),锁定脉动直流电压VREC(T)的最小值可导通的LED阵列(最大)组合进行点亮,降低了n个LED阵列随脉动直流电压VREC(T)的波动而切换点亮一些导通压降差别较大的不同LED阵列组合过程中的频闪。
当然,从另一个角度可以理解:第一部分LED阵列LED_N1-4和第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N5在以被第一预定频率切换点亮的过程中,LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3可被视为保持常亮状态,而高频轮换只发生在LED阵列LED_N4和LED阵列LED_N5之间。可选地,LED阵列LED_N4和LED阵列LED_N5具有相同的导通压降。
其中,第一部分LED阵列中的LED阵列的数量为4,可选地,第一部分LED阵列LED_N1-4可以被从n个LED中选择性地(动态)配置,从而使得该数量4,也是脉动直流电压VREC(T)在其最 低值处所能在n个LED阵列LED_N1-5中导通的最大数量或次大数量。这以以最大效率适应(adapted for)直流电压、充分利用直流电压,并使得n个LED阵列在较低水平的脉动直流电压VREC(T)情况下获得较大的发光面积。
优选地,被轮换的多个部分的LED阵列,例如第一部分LED阵列LED_N1-4、第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N5的并集含盖了n个LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N4、LED_N5的全部5个或4个。进而,全部n或n-1个阵列均处于被以第一预定频率被主动地轮换点亮的状态或常亮的状态,因而,在用户肉眼观察视角下,与n个LED阵列全部被导通的发光效果、频闪性能相当,虽然在每个瞬时只有4个LED阵列被导通,但n个LED阵列在整体上发光面积保持不变而受到脉动直流电压VREC(T)的波动,整体上或局部的影响。
优选地,步骤SA-1)与步骤SA-2)之间还包括针对n个LED阵列和部分LED阵列的互相切换/转换/过渡的步骤。在本发明的一些实施例中,将“n个LED阵列LED_N1-5全部点亮”与“LED阵列LED_N1-4和LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N5轮换点亮”之间的切换过程分配在多个脉动周期内逐步/逐渐完成。具体地,针对上述的从“n个LED阵列全部点亮”到“部分LED阵列轮换点亮”或者从“部分LED阵列轮换点亮”到“n个LED阵列全部点亮”的切换过程,相关实施例的方法还可以包括步骤,通过多个连续的脉动周期,逐渐调整(例如递进或递减地)“部分LED阵列轮换点亮”的持续时间与“n个LED阵列全部点亮”的持续时间之间的相对比例,或者,逐渐调整“部分LED阵列轮换点亮”所对应的电流与“n个LED阵列全部点亮”所对应的电流在各个脉动周期中的占空比/数值/平均值,例如一者逐渐增大而另一者逐渐减小。
一般地,在一些市电的应用场景中,直流电压是将市电输入进行整流之后所输出的脉动直流电压VREC(T),市电的波动一般是有一定规律的,而不是完全随机和无序的,例如在市电虽然在较高水平和较低水平之间变化,但这种变化的频率并不高,而且在高水平和低水平上的维持时间也都相对较长,例如1个小时。有时候,直流电压虽然整体上处于低水平但直流电压在其脉动周期中的最大值仍然大于全亮阈值,即足以点亮全部的n个LED阵列。此处,将以这种情况为例,对本发明的一些实施例的方法进一步说明,但应当了解:本发明的相关实施例的方法并不限于这种直流电压相对于全亮阈值的波动的情况,也适用于直流电压下降至更低的水平的情况,例如直流电压在其脉动周期中的最大值也降至全亮阈值以下(图中未示出),亦即直流(脉动)电压相对于其他更低的电压阈值波动或者跨越更低的电压区间。申请人保留对这些更多样的变形例的进行分案、延续申请、部分延续申请的权利。
如上所述,脉动直流电压VREC(T)在其脉动周期中的最大值及其一定的邻域仍然大于全亮阈值ALL_ON,因此,在“n个LED阵列全部点亮”与“部分LED阵列轮换点亮”两个状态之间的切换的过程中,通过多个脉动周期中的大于全亮阈值ALL_ON的脉动直流电压VREC(T)(例如该较大的直流电压可以位于各脉动周期的最大值的邻域),点亮全部n个LED阵列;在n个LED阵列被全部点亮以外的时间,轮换点亮部分LED阵列。以及,i)协调轮换点亮部分LED阵列的电流在各个多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递减,同步地,点亮全部n个LED阵列的电流在各个多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递增;或者,ii)协调轮换点亮部分LED阵列的电流在各个多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递增,同步地,点亮全部n个LED阵列的电流在各个多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递减。备选地,本发明的一些实施例中的方法还可以包括步骤:a)在多个脉动周期中,协调轮换点亮部分LED阵列的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递减,同步地,点亮全部n个LED阵列的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递增;或者,b)在多个脉动周期中,协调用于轮换点亮部分LED阵列的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递增,同步地,用于点亮全部n个LED阵列的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递减。
参考图48,在T001时刻之前,脉动直流电压VREC(T)的最小值大于全亮阈值ALL_ON。
在T001时刻,脉动直流电压VREC(T)的最小值小于全亮阈值ALL_ON,自运行于“n个LED阵列LED_N1-5全部点亮”逐渐切换运行于“LED阵列LED_N1~4和LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N5轮换点亮”,具体地,该切换过程分配在多个脉动周期内逐步/逐渐完成,直至T002时刻,完全运行于“LED阵列LED_N1-4和LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N5轮换点亮”。
在T002-1至T003-1之间的时间区间内,脉动直流电压VREC(T)的最小值小于全亮阈值ALL_ON,持续运行于“LED阵列LED_N1-4和LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N5轮换点亮”。
在T003时刻之前的至少一个脉动周期内,脉动直流电压VREC(T)的最小值均大于全亮阈值ALL_ON,从“LED阵列LED_N1-4和LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N5轮换点亮”或这说“LED阵列LED_N4和LED阵列LED_N5轮换点亮”的运行状态,逐渐切换运行于“n个LED阵列LED_N1-5全部点亮”,具体地,该切换过程分配在多个脉动周期内逐步/逐渐完成,直至T004时刻,持续运行于“n个LED阵列LED_N1-5全部点亮”。
在T004时刻之后,持续运行于“n个LED阵列LED_N1-5全部点亮”
可选地,如图48所示,I)用于轮换点亮第一部分LED阵列LED_N1-4、第二部分LED阵列LED_N1、LED_N2、LED_N3、LED_N5的电流脉冲,也即IB1(T)和IB2(T),与ii)用于点亮全部n个LED阵列的电流脉冲(在连续的多个脉动周期的),也即IB(T),时域上互补,以使得n个LED阵列仅具有上述两种互相切换的状态,而不会存在全部熄灭的状态以及因此而带来的频闪。
继续参考图48,上文中所提及的至少一个脉动周期,可以理解为,T002时刻至T003时刻之间所包含的脉动周期。上文中所提及的多个脉动周期,可以理解为,T001时刻至T002时刻,或者,T003时刻至T004时刻所包含的脉动周期。
应当理解:该驱动电路/装置、照明电路/装置中的各组成部分/单元/模块,可以通过比较器、积分器、定时器或者延迟电路、触发器等硬件方式实现为对应的实体装置,也可以被理解为实现相关的程序流程各步骤或该方法各步骤所必须建立的功能模块。因此,在本发明中一些实施例中,可以主要通过说明书记载的计算机程序/方法实现,在另一些实施例中,则通过硬件方式实现为相关的实体装置。
除了为本申请提供的发光负载的驱动方法的几种实施例,基于相同/相似的思路,本申请还提供了发光负载的驱动/控制装置的实施例。该些实施例中的发光负载的驱动/控制装置包括一个或多个实体(physical)或虚拟(virtual)的装置/模块,分别可操作(operable to)以运行一些对应的实施例的发光负载的驱动方法中的步骤及子步骤。例如,图36a、36b为本发明另一实施例的驱动电路/照明装置的两种硬件电路功能块图。图36a所示的驱动电路/照明装置115包括全部LED点亮单元1151和部分LED截止单元1152。图36b所示的驱动电路/照明装置215包括电压检测单元2152和LED选择导通单元2151。
全部LED点亮单元1151,可操作以当直流电源Volt_1的电压高于全亮阈值而足以导通n个LED阵列时,驱动n个LED阵列被全部点亮;
部分LED截止单元1152,可操作以当直流电源Volt_1的电压低于全亮阈值而不足以导通n个LED阵列时,驱动n个LED阵列部分地被点亮。
电压检测单元2152,可操作以检测直流电源Volt_1的电压;其中,高于全亮阈值的直流电源的电压足以导通n个LED阵列n_LED,低于全亮阈值的直流电源的电压不足以导通全部的n个LED阵列n_LED;
LED选择导通单元2151,可操作以响应于/随直流电源的电压相对于全亮阈值的变化,分别点亮n个LED阵列中部分的或全部的n个LED阵列,换言之,当直流电源Volt_1的电压高于全亮阈值时,驱动n个LED阵列被全部点亮,而当直流电源Volt_1的电压低于全亮阈值时,驱动n个LED阵列部分地被点亮而熄灭另一部分。
当然,不限于上述图36a/b所示的电路结构,本发明在其他实施例中还公开了其他的相关电路结构的变形。以及图36a/b所示的电路功能块图中还可以包括其他的模块/子模块,被配置为/可操作以执行本发明中一些实施例的控制方法/控制方法或其中对应的步骤、子步骤。
该驱动电路/照明装置中的实体模块可以通过硬件的电路结构实施,也可以被通过可被处理器执行的一个或多个软件程序。该些电路模块或程序模块,可对应参考本发明的几种实施例的发光负载的驱动方法,此处,不再赘述。
在本发明的另一个实施例中,还提供了一种照明装置,包括控制单元,该控制单元,被配置为执行本发明中任一实施例的驱动方法/控制方法等方法,或者方法中的一些步骤、子步骤。
本发明的另一个实施例中,还提供了一种驱动电路或控制电路,包括控制单元,被配置为执行本发明中任一实施例的驱动方法/控制方法等方法,或者方法中的一些步骤、子步骤。
在以上实施例的控制方法/驱动方法中,描述了基于本申请的其他一些实施例的驱动电路、控制电路而实现的控制方法/驱动方法,这是一种独立于具体电路结构的控制方法/驱动方法。尽管 在本发明实施例的驱动方法中结合本申请的其他一些实施例的驱动电路、控制电路以及相关的电信号波形图进行了一些解释,但本领域一般技术人员应清楚,这并不构成对本发明的限制,具体的电路结构也并不构成对本实施例中的方法的应用和实施的限制。此外,本领域一般技术人员还应清楚,根据基于本申请的一些实施例的驱动/控制电路的技术构思而修改后的驱动电路、控制电路依然可能用以实现本发明的一些实施例中的控制/驱动方法,所以本发明旨在包括相关的控制/驱动方法以及所有的能够实现这种方法的硬件电路或软件程序,以及存储有这些软件程序的媒体介质或电子设备等,本发明的保护范围应由所附权利要求书来限定。
在20世纪90年代,对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如,对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而,随着技术的发展,当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此,不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如,可编程逻辑器件(ProgrammableLogic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA))就是这样一种集成电路,其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上,而不需要请制造厂商来设计和制作专用的集成电路。而且,如今,取代手工地制作集成电路芯片,这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现,它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似,而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写,此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language,HDL),而HDL也并非仅有一种,而是有许多种,如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware Description Language)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(Ruby Hardware Description Language)等,目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚,只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中,就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
控制单元可以按任何适当的方式实现,例如,控制单元可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、可编程逻辑控制单元和嵌入微控制单元的形式,控制单元的例子包括但不限于以下微控制单元:ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320,存储器控制单元还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制单元以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制单元以逻辑门、定时器、触发器、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制单元和嵌入微控制单元等的形式来实现相同功能。因此这种控制单元可以被认为是一种硬件部件,而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至,可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元,具体可以由计算机芯片或实体实现,或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的,计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
为了描述的方便,描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然,在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用 计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述,例如程序模块。一般地,程序模块包括执行特定事务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请,在这些分布式计算环境中,由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行事务。在分布式计算环境中,程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,各个可选的技术特征,均可以被以任意合理的方式结合于与其他实施例中,各个实施例之间、各个标题下的内容也可以发生任意的合理组合。每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其它含义,“多种”一般包含至少两种。应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这仅是举例说明, 本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (194)

  1. 一种控制电路,用于控制包括n个LED组和直流电源串接的电气回路,其特征在于,所述控制电路包括控制单元和m个分开关单元;n大于或等于2,m大于或等于1且m小于或等于n,m、n均为整数;
    所述控制单元分别连接所述m个分开关单元,控制所述分开关单元导通或截止;所述分开关单元导通时,旁路对应的LED组,所述分开关单元截止时,导通对应的LED组;
    当所述直流电源的输出电压大于或等于所述n个LED组的导通压降之和时,所述控制单元截止所述m个分开关单元,形成包括所述n个LED组和所述直流电源的主回路;
    当所述直流电源的输出电压小于所述n个LED组的导通压降之和时,所述控制单元导通至少一个分开关单元,并且截止剩余的分开关单元,形成包括导通的至少一个分开关单元、导通的LED组和所述直流电源的分回路,所述导通的LED组的导通压降之和小于所述直流电源的输出电压。
  2. 如权利要求1所述的控制电路,其特征在于,流经所述主回路的电流为主回路电流,流经所述分回路的电流为分回路电流,所述控制单元控制所述分回路电流大于所述主回路电流。
  3. 如权利要求1所述的控制电路,其特征在于,所述控制单元导通至少一个分开关单元,并且截止剩余的分开关单元,形成包括导通的分开关单元、导通的LED组和所述直流电源的分回路,包括:
    当所述分回路的数量大于或等于两个时,所述控制单元以一轮换频率控制所述控制电路轮换运行从所有分回路中选择的至少两个不同分回路。
  4. 如权利要求3所述的控制电路,其特征在于,所述至少两个不同分回路中所述导通的LED组包括所有n个LED组。
  5. 如权利要求3所述的控制电路,其特征在于,所有分回路按照所述导通的LED组的压降之和与所述直流电源的输出电压的接近程度由高到低分别排序为第一级、第二级、直至更多级优先分回路;
    所述至少两个不同分回路至少包括第一级优先分回路和第二级优先分回路。
  6. 如权利要求1所述的控制电路,其特征在于,所述m个分开关单元分别并联在所对应的m个LED组的两端。
  7. 如权利要求6所述的控制电路,其特征在于,所述控制电路还包括至少一串接在所述电气回路上的限流器件;所述限流器件的阻抗设定流经所述主回路的主回路电流和流经所述分回路的分回路电流。
  8. 如权利要求1所述的控制电路,其特征在于,所述控制电路还包括至少一串接在所述电气回路上的限流器件;所述限流器件的阻抗设定流经所述主回路的主回路电流。
  9. 如权利要求8所述的控制电路,其特征在于,所述限流器件、与所述限流器件相邻的至少一个LED组,构成至少一个串接支路;所述m个分开关单元中的x个分别并联在所述串接支路的两端,其余的m-x个分开关单元分别并联在所对应的LED组的两端;x大于或等于1且小于或等于m,x为整数。
  10. 如权利要求9所述的控制电路,其特征在于,当并联在所述串接支路两端的x个分开关单元中至少一个导通时,所述控制单元通过控制所述导通的分开关单元的导通阻抗设定流经所述分回路的分回路电流;
    如果并联在所述串接支路两端的x个分开关单元都截止,所述限流器件的阻抗设定流经所述分回路的分回路电流。
  11. 如权利要求2所述的控制电路,其特征在于,所述控制单元控制所述分回路电流和/或所述主回路电流,使所述直流电源的输出功率的变化范围不超过第一预设阈值;
    和/或,
    所述控制单元控制所述分回路电流和/或所述主回路电流,使所述分回路的所述导通的LED组的发光量与所述主回路的所述n个LED组的发光量的差值不超过第二预设阈值。
  12. 如权利要求7或8所述的控制电路,其特征在于,所述限流器件包括至少一电阻。
  13. 如权利要求7或8所述的控制电路,其特征在于,所述限流器件包括场效应管和/或三极管, 所述限流器件的阻抗通过所述控制单元控制场效应管和/或三极管的导通程度实现。
  14. 如权利要求1所述的控制电路,其特征在于,所述分开关单元包括场效应管和/或三极管。
  15. 如权利要求3所述的控制电路,其特征在于,当所述直流电源为脉动直流电源时,所述轮换频率大于所述脉动直流电源所输出的脉动直流电压的脉动频率。
  16. 如权利要求1-11、14、15中任意一项所述的控制电路,其特征在于,所述控制电路中的至少一部分集成在一或多个集成电路中。
  17. 一种控制电路,其特征在于,所述控制电路包括如权利要求1-16中任意一项所述的控制电路,所述控制电路还包括一电气回路,所述电气回路包括串接的一直流电源和n个LED组。
  18. 如权利要求17所述的控制电路,其特征在于,所述直流电源包括稳恒直流电源或脉动直流电源。
  19. 如权利要求18所述的控制电路,其特征在于,所述脉动直流电源包括整流器和储能电容,所述整流器的输入端连接交流电,输出端并联一储能电容。
  20. 如权利要求19所述的控制电路,其特征在于,所述控制电路的至少一部分和所述整流器的至少一部分,集成在一个或多个集成电路中。
  21. 一种控制方法,所述控制方法利用如权利要求17-20中任意一项所述的控制电路实现,其特征在于,所述控制方法包括如下步骤:
    判断所述直流电源的输出电压与所述n个LED组的导通压降之和的大小关系;
    响应于所述直流电源的输出电压大于或等于所述n个LED组的导通压降之和,截止所述控制电路中的m个分开关单元,形成包括所述n个LED组和所述直流电源的主回路;
    响应于所述直流电源的输出电压小于所述n个LED组的导通压降之和,导通至少一个分开关单元,并且截止剩余的分开关单元,形成包括导通的分开关单元、导通的LED组和所述直流电源的分回路;所述导通的LED组的压降之和小于所述直流电源的输出电压。
  22. 如权利要求21所述的控制方法,其特征在于,流经所述主回路的电流为主回路电流,流经所述分回路的电流为分回路电流,所述分回路电流大于所述主回路电流。
  23. 如权利要求21所述的控制方法,其特征在于,所述导通至少一个分开关单元,并且截止剩余的分开关单元,形成包括导通的分开关单元、导通的LED组和所述直流电源的分回路,包括:
    当所述分回路的数量大于或等于两个时,以一轮换频率控制所述控制电路轮换运行从所有分回路中选择的至少两个不同分回路。
  24. 如权利要求23所述的控制方法,其特征在于,所述至少两个不同分回路中所述导通的LED组包括所有n个LED组。
  25. 如权利要求23所述的控制方法,其特征在于,所有分回路按照所述导通的LED组的压降之和与所述直流电源的输出电压的接近程度由高到低分别排序为第一级、第二级、直至更多级优先分回路;所述至少两个不同分回路至少包括第一级优先分回路和第二级优先分回路。
  26. 如权利要求21所述的控制方法,其特征在于,当所述m个分开关单元分别并联在所对应的m个LED组的两端且所述电气回路还至少串接一限流器件时:
    所述控制方法通过所述限流器件的阻抗设定流经所述主回路的主回路电流和流经所述分回路的分回路电流。
  27. 如权利要求21所述的控制方法,其特征在于,所述电气回路还至少串接一限流器件,所述限流器件、与所述限流器件相邻的至少一个LED组,构成至少一个串接支路;所述控制方法通过所述限流器件的阻抗设定流经所述主回路的主回路电流。
  28. 如权利要求27所述的控制方法,其特征在于,当所述m个分开关单元的x个分别并联在所述串接支路的两端,其余的m-x个分开关单元分别并联在所对应的LED组的两端时:
    所述控制方法还在并联在所述串接支路两端的x个分开关单元中至少一个导通时,通过控制所述导通的分开关单元的导通阻抗设定流经所述分回路的分回路电流;
    所述控制方法还在并联在所述串接支路两端的x个分开关单元都截止时,通过所述限流器件的阻抗设定流经所述分回路的分回路电流;
    其中x大于或等于1且小于或等于m,x为整数。
  29. 如权利要求21所述的控制方法,其特征在于,控制所述分回路电流和/或所述主回路电流, 使所述直流电源的输出功率的变化范围不超过第一预设阈值;
    和/或,
    控制所述分回路电流和/或所述主回路电流,使所述分回路的所述导通的LED组的发光量与所述主回路的所述n个LED组的发光量的差值不超过第二预设阈值。
  30. 如权利要求23所述的控制方法,其特征在于,当所述直流电源为脉动直流电源时,所述轮换频率大于所述脉动直流电源所输出的脉动直流电压的脉动频率。
  31. 如权利要求26-28中任意一项所述的控制方法,其特征在于,当所述限流器件包括场效应管和/或三极管时,所述限流器件的阻抗通过控制所述场效应管和/或三极管的导通程度实现。
  32. 一种照明装置,其特征在于,采用如权利要求17-20中任意一项所述的控制电路制作而成。
  33. 一种控制电路,用于驱动由直流电源供电的至少部分串联的n个LED阵列,所述控制电路包括:
    控制单元;
    m个开关单元,被配置为当所述控制电路驱动/被应用于所述n个LED阵列时,分别对应耦合所述n个LED阵列中的m个LED阵列,所述m个开关单元各自的控制端被分别连接至所述控制单元,受控于所述控制单元以旁路对应的LED阵列;
    其中,m、n均为整数,n≥2,m≥1,且m≤n。
  34. 如权利要求33所述的控制电路,其中,所述m个开关单元,通过受控于所述控制单元的选择性的导通,旁路对应的一个或多个LED阵列。
  35. 如权利要求34所述的控制电路,其中,所述m个开关单元中x个开关单元对应地与所述m个LED阵列中x个LED阵列并联,其余m-x个开关单元分别被对应地跨接于其余m-x个LED阵列的一端与所述直流电源输出端之间,所述m-x个开关单元分别可操作/可导通以允许从各个所述m-x个LED阵列的对应端环回所述直流电源,其中,x为整数,m≥2,m≥x≥0。
  36. 如权利要求34所述的控制电路,其中,还包括限流器件,被连接于所述控制电路中,以使得当所述控制电路驱动所述n个LED阵列时,与所述n个LED阵列和所述直流电源构成串联回路。
  37. 如权利要求35所述的控制电路,其中,所述限流器件和至少部分的所述m个开关单元被配置为独立地或联合地调节流经至少部分的所述n个LED阵列的电流。38.如权利要求37所述的控制电路,其中,所述限流器件具有被连接至所述控制单元的控制端,所述限流器件和/或至少部分的所述m个开关单元可操作以根据各自的控制端的控制信号,调节各自的电流。
  38. 如权利要求37所述的控制电路,其中,所述m个开关单元为N型器件,沿电流方向,与所述m个开关单元对应/耦合的LED阵列和所述限流器件依次设置,其中x个开关单元的两端均连接于所述限流器件的上游,其余m-x个开关单元的两端分别连接于所述限流器件的上游和下游,其中,x为整数,m≥2,m≥x≥0。
  39. 如权利要求37所述的控制电路,其中,所述m个开关单元为P型器件,沿电流方向,所述限流器件和与所述m个开关单元对应/耦合的LED阵列依次设置,其中x个开关单元的两端均连接于所述限流器件的下游,其余m-x个开关单元的两端分别连接于所述限流器件的上游和下游,其中,x为整数,m≥2,m≥x≥0。
  40. 如权利要求39所述的控制电路,其中,所述m个开关单元分别受控于所述控制单元,切换于至少导通、调节或截止状态。
  41. 如权利要求41所述的控制电路,其中,所述m个开关单元为N型器件,所述m-x个LED阵列各自的电流输入端/阳极分别通过对应的开关单元耦合至所述直流电源的负极性端;或者
    所述m个开关单元为P型器件,所述m-x个LED阵列各自的电流输出端/阴极分别通过对应的开关单元耦合至所述直流电源的正极性端。
  42. 如权利要求42所述的控制电路,其中,所述m个开关单元为N型器件,至少部分的所述x个开关单元与所述m-x个开关单元被沿电流方向依次串联。
  43. 如权利要求43所述的控制电路,其中,2≥m≥1,n=2;所述控制电路包括:
    第一引脚,被配置为对外耦合所述直流电源正极性输出端,
    第二引脚,被配置为对外耦合所述n个LED阵列中第一LED阵列的负极性端和第二LED阵列的正极性端;
    第三引脚,被配置为对外耦合所述n个LED阵列中第二LED阵列的负极性端;
    第四引脚,被配置为对外耦合所述直流电源的负极性输出端;以及,
    所述m个开关单元中第一开关单元的正极性端被连接至所述第二引脚,所述第一开关单元的负极性端被耦合至所述第四引脚。
  44. 如权利要求44所述的控制电路,其中,所述限流器件的正极性端被连接于所述第三引脚;其负极性端被连接于所述第四引脚,以及
    所述第一开关单元的负极性端被直接连接至所述第四引脚,或者,被连接至所述第三引脚,通过所述限流器件被耦合至所述第四引脚。
  45. 如权利要求45所述的控制电路,所述m个开关单元中第二开关单元的正极性端被连接至所述第一引脚;所述第二开关单元的负极性端被连接至所述第二引脚。
  46. 如权利要求46所述的控制电路,包括:彼此隔离的第一载体和第二载体,所述第二载体被配置为承载所述第二开关单元,所述第一载体被配置为承载所述第一开关单元。
  47. 如权利要求47所述的控制电路,其中,所述限流器件和至少部分的所述控制器被设置于所述第一载体上。
  48. 如权利要求44所述的控制电路,还包括电流编程接口,被设置在所述第一开关单元或所述限流器件中,被配置为接收第一电阻被从外围串接,以设置所述n个LED阵列中导通的LED阵列的电流。
  49. 如权利要求33-49中任一项所述的控制电路,其中,所述直流电源输出脉动直流电压;所述控制单元被配置为:调节被导通的至少一个开关单元中的电流以与所述脉动直流电压/所述n个LED阵列所承受的电压呈反向变化。
  50. 如权利要求50中所述的控制电路,所述控制单元进一步被配置为:随所述脉动直流电压/所述n个LED阵列所承受的电压的升高而降低所述n个LED阵列中被导通的LED阵列中的电流,或者随所述脉动直流电压/所述n个LED阵列所承受的电压的降低而提升所述n个LED阵列中被导通的LED阵列中的电流;
    从而,调节所述n个LED阵列的功率保持在第一功率值的邻域内。
  51. 如权利要求51中所述的控制电路,其中,所述控制单元包括电信号测量单元,被耦合于所述控制电路以获取第一电信号,该第一电信号的反映/代表所述脉动直流电压或所述n个LED阵列所承受的电压,或者所述第一电信号与所述脉动直流电压或所述n个LED阵列所承受的电压之间具有正相关性/负相关性;以及,
    所述控制单元进一步被配置为:1)响应于所述第一电信号小于第一阈值,控制所述M个开关单元中至少一个导通以建立旁路;2)响应于所述第一电信号大于或等于所述第一阈值,控制所述M个开关单元全部关断;或者
    i)响应于所述第一电信号大于第一阈值,控制所述M个开关单元中至少一个导通以建立旁路;ii)响应于所述第一电信号小于或等于所述第一阈值,控制所述M个开关单元全部关断。
  52. 如权利要求52所述的控制电路,其中,所述第一阈值对应于以下五者之一:i)反映足以导通全部的所述n个LED阵列的直流电源的最小电压的所述第一电信号的值,ii)与所述最小电压值的差值为恒定正值的参考电压值,iii)可使所述n个LED阵列的导通电流/光通量达到预定值的所述直流电源的电压值;Ⅳ)足以导通全部的所述n个LED阵列的直流电源的最小电压,Ⅴ)反映使所述n个LED阵列中的LED的光通量达到预定值的直流电源的电压值的所述第一电信号的值;VI)反映n个LED阵列上的电压/电流/功率产生的光通量达到预定值时直流电源的最小电压的第一电信号的值;VII)恰好足够使n个LED阵列全部导通的直流电压值。可选地,当n个LED阵列中至少一个被旁路时,流经n个LED阵列的电流或者说流经旁路回路/分回路的电流,通过控制单元被调节为大于n个LED阵列均导通时的主回路的电流;以及
    所述控制单元还被配置为:将所述被导通的至少一个开关单元中的第一旁路电流,根据所述至少第一电信号,调节为大于所述M个开关单元全部关断时流经所述n个LED阵列的电流值,以使得所述n个LED阵列所承受电压与所述第一旁路电流之乘积,保持在第一功率值的邻域内。
    53’.如权利要求33-48或50-53中任一项所述的控制电路,其中,x=0,所述控制单元还被配置为,响应于所述第一电信号相对于所述第一阈值的波动,切换所述m个开关单元以建立和/或 取消旁路回路。
  53. 如权利要求33-49或51-53中任一项所述的控制电路,其中,m>x≥1,m≥2,所述控制单元进一步被配置为,a)响应于所述第一电信号降至所述第一阈值以下,以第一预定频率轮换关断所述m个开关单元中多个开关单元从而轮换导通对应的多个LED阵列;或者,b)响应于所述第一电信号降至所述第一阈值以下,以第一预定频率轮换导通包括所述x个开关单元中至少一个和所述m-x个开关单元中至少一个在内的多个开关单元,从而建立轮换导通的多个旁路回路;以及所述第一预定频率,大于工频频率或所述直流电压的脉动频率。
  54. 如权利要求54中所述的控制电路,其中,所述控制单元还被配置为:当与所述脉动直流电压正相关的所述第一电信号小于所述第一阈值,协调被切换的所述多个开关单元中的电流,以使得所述n个LED阵列的功率在切换前后保持基本恒定,均位于所述第一功率值的邻域内;或者
    通过所述多个开关单元,协调所述多个旁路回路中电流,以使得所述多个旁路回路中的LED阵列的功率均被保持于所述第一功率值的邻域内。
  55. 如权利要求55中所述的控制电路,其中,所述多个旁路回路包括第一旁路回路和第二旁路回路,如果所述n个LED阵列中位于所述第一旁路回路中的LED阵列导通压降大于所述第二旁路回路中的LED阵列,所述控制单元还被配置为:调整所述第二旁路回路中电流大于所述第一旁路回路中电流,以使得所述第二旁路回路中的LED阵列与所述第一旁路回路中的LED阵列功率相对变化率小于第一预定百分比,该第一预定百分比为小于2%的数值;或者
    如果所述第一旁路回路中的LED阵列导通压降基本等于所述第二旁路回路中的LED阵列,所述控制单元还被配置为:调整所述第二旁路回路中电流相对于所述第一旁路回路中电流的变化率不超过第一预定百分比,以使得所述第二旁路回路中的LED阵列与所述第一旁路回路中的LED阵列功率相对变化率小于所述第一预定百分比,该第一预定百分比为小于2%的数值;以及
    所述第一旁路回路中LED阵列和所述第二旁路回路中LED阵列的并集之中的LED阵列的数量,大于当第一电信号小于所述第一阈值时,所述n个LED阵列能被所述直流电源所导通的最大数量。
  56. 如权利要求53’或54中所述的控制电路,其中,所述控制单元还被配置为:如m>x≥1,在所述第一电信号相对于所述第一阈值波动过程中,协调所述限流器件中的电流和所述被切换的多个开关单元中的电流,以使得在所述多个开关单元被全部关断和至少部分导通的状态下,所述n个LED阵列的功率被保持在所述第一功率值的邻域内;或者
    如x=0,在所述第一电信号相对于所述第一阈值波动过程中,协调所述限流器件中的电流和所述m个开关单元中的电流,以使得在所述m个开关单元被全部关断和至少部分导通的状态下,所述n个LED阵列的功率的保持在所述第一功率值的邻域内。
  57. 根据权利要求55所述的控制电路,其中,所述控制单元还被配置为:在所述多个开关单元被切换的过渡过程中,
    i)同步地控制所述多个开关单元中第一部分开关单元中的电流随所述多个开关单元中第二部分开关单元中电流增大而减小,以使所述第一部分开关单元对应的LED阵列的功率下降被所述第二部分开关单元对应的LED阵列的功率增加所补偿/抵消;以及,
    ii)同步地控制所述多个开关单元中第一部分开关单元中的电流随所述多个开关单元中第二部分开关单元中电流减小而增大,以使所述第二部分开关单元对应的LED阵列的功率下降被所述第一部分开关单元对应的LED阵列的功率增加所补偿/抵消。
  58. 根据权利要求56所述的控制电路,其中,所述控制单元还被配置为:在所述第一旁路回路与所述第二旁路回路之间切换的过渡过程中,i)同步地控制所述第一旁路回路中的电流随所述第二旁路回路电流增大而减小,以使所述第一旁路回路中的LED阵列的功率下降被所述第二旁路回路中的LED阵列的功率增加所补偿/抵消;以及,
    ii)同步地控制所述第一旁路回路中的电流随所述第二旁路回路中电流减小而增大,以使所述第二旁路回路中的LED阵列的功率下降被所述第一旁路回路中的LED阵列的功率增加所补偿/抵消。
  59. 根据权利要求58所述的控制电路,其中,所述控制单元还被配置为:在从所述第二部分开关单元到第一部分开关单元的切换导通的过渡过程中,在所述第二部分开关单元中的电流相对于所述过渡过程开始之前的下降幅度超过预设幅值之前,控制所述第一部分开关单元中的电流同步增大;和/或在从所述第一部分开关单元到所述第二部分开关单元的切换导通的过渡过程中,在所 述第一部分开关单元中的电流相对于所述过渡过程开始之前的下降幅度超过所述预设幅值之前,控制所述第二部分开关单元中的电流同步增大;其中,所述预设幅值为小于5%的任意值。
  60. 如权利要求55中所述的控制电路,其中,各个所述多个旁路回路中的LED阵列的并集,含盖或包括全部的所述n个LED阵列;或者,
    所述被轮换导通的多个LED阵列的并集包括全部的所述n个LED阵列;或者,
    所述n个LED阵列中未被旁路的n-m个LED阵列与所述被轮换导通的多个LED阵列的并集包括全部的所述n个LED阵列。
  61. 如权利要求57中所述的控制电路,其中,以下三者中任一项:i)所述被切换的多个开关单元中每一切换分组所导通的LED阵列、ii)所述n-m个LED阵列与所述被切换的多个开关单元的每一切换分组所导通的LED阵列的并集、或者iii)所述多个旁路回路中每个旁路回路中的LED阵列,对应于最大数量或次大数量的所述直流电源的输出在所述n个LED阵列中能够点亮的LED阵列;或者
    所述多个开关单元或所述m个开关单元中配置有第一切换分组,对应于最大数量或次大数量的所述直流电源的输出在所述n个LED阵列中能够点亮的LED阵列。
  62. 如权利要求62中所述的控制电路,其中,所述多个旁路回路中每个旁路回路中的LED阵列的并集,对应全部的所述n个LED阵列;或者,所述多个旁路回路,含盖/覆盖/包括了全部的所述n个LED阵列;以及
    所述开关单元为场效应管,三极管,晶体管,功率管,或者MOS管。
    63-1.如权利要求33-54的任一项所述的控制电路,所述电信号测量单元被耦合于所述控制电路以获取反映所述脉动直流电压特征的至少一个电信号;
    所述电信号测量单元分别耦合于所述m个开关单元;以及,
    所述电信号测量单元被配置为根据所述至少一个电信号判断所述直流电源的输出电压是否足以导通所述n个LED阵列;
    所述控制单元被配置为,响应于所述至少一个电信号反映所述直流电源的输出电压不足以导通所述n个LED阵列,则选择性地导通所述m个开关单元以仅保持适应所述输出电压的第一部分LED阵列被点亮。
    63-2.如权利要求63-1所述的控制电路,其中,所述至少一个电信号,包括第二电信号,反映所述脉动直流电压的最小值或者波谷部分的电压值;以及
    所述电信号测量单元还包括第二比较器,该第二比较器的输出端分别耦合于所述m个开关单元;所述第二比较器被配置为接收所述第二电信号和第一阈值。
    63-3.如权利要求63-2所述的控制电路,其中,所述直流电源输出脉动电压,所述控制单元被配置为,响应于所述第二电信号反映所述脉动电压的波谷部分不足以导通所述n个LED阵列,则通过多个脉动周期,将i)所述n个LED被全部导通逐步转换为ii)保持所述第一部分LED阵列被全周期地导通。
    63-4.如权利要求63-3所述的控制电路,其中,所述电信号测量单元还包括积分单元,连接于所述第二比较器和所述m个开关单元之间;
    所述积分单元,可操作以根据所述第二比较器的输出,在所述多个脉动周期中,协调所述第一部分LED阵列中电流的占空比和所述n个LED阵列中电流的占空比,分别逐周期增加和减小。
    63-5.如权利要求63-4所述的控制电路,其中,所述电信号测量单元还包括第一比较器,被连接于所述积分单元和m个开关单元之间;
    所述控制单元还包括信号处理单元,所述第一比较器被通过所述信号处理单元分别耦合于所述m个开关单元;
    所述至少一个电信号还包括第一电信号,反映所述脉动直流电压或所述n个LED阵列所承受的电压;所述第一比较器被配置为接收所述第一电信号和所述积分单元的输出。
    63-6.如权利要求63-5所述的控制电路,其中,所述信号处理单元包括定时逻辑电路,分别耦合至所述m个开关单元,所述定时逻辑电路被配置为:响应于所述第一比较器的输出表征所述积分单元的输出幅值大于所述第一电信号,以第一预定频率向至少部分的所述m个开关单元循环输出在时间上互补的控制信号。
  63. 如权利要求62中所述的控制电路,所述控制单元还包括:定时器和触发器;所述电信号测量单元、定时器和触发器依次连接;所述触发器的输出端连接至所述x个开关单元中至少一个的控制端;
    其中,所述电信号测量单元被配置为根据所述第一电信号与所述第一阈值的大小关系,输出比较信号至所述定时器的输入端和所述m-x个开关单元中至少一个的控制端。
  64. 如权利要求54中所述的控制电路,所述控制单元还包括定时器,所述电信号测量单元的输出被耦合于所述定时器的输入端,所述定时器被分别耦合至所述多个开关单元的控制端,所述电信号测量单元被配置为:如检测到与所述脉动直流电压正相关的所述第一电信号小于所述第一阈值,输出第一比较信号至所述定时器,以及
    所述定时器被配置为:响应于所述第一比较信号,以所述第一预定频率控制/协调所述多个开关单元或者多个旁路回路的轮换导通。
  65. 如权利要求54中所述的控制电路,所述控制单元还包括定时逻辑电路,所述电信号测量单元的输出被耦合于所述定时逻辑电路的输入端,所述多个开关单元各自的控制端被分别耦合至所述定时逻辑单元的输出,从而,响应于所述第一电信号小于所述第一阈值,输出第一比较信号至所述定时逻辑电路;
    所述定时逻辑电路被配置为,响应于第一比较信号,以第一预定频率循环输出在时间上互补的多个控制信号;
    所述多个开关单元分别受控于所述多个控制信号,以所述第一预定频率轮换导通;
    其中,所述第一电信号与所述脉动直流电压正相关。
  66. 如权利要求66所述的控制电路,其中,所述控制单元还包括依次连接的第二比较器、积分单元、第一比较器,该第一比较器的输出端被耦合至所述多个开关单元的控制端;
    所述第二比较器被配置为接收第二电信号和第一阈值,并输出比较结果至所述积分单元;
    所述第一比较器被配置为比较所述第一电信号和所述积分单元的输出;
    所述多个开关单元受控于a)所述多个控制信号和b)所述第一比较器的输出,分别i)以所述第一预定频率轮换导通,或ii)以递减/递增的占空比进行在所述第一预定频率下的轮换导通;
    其中,所述第二电信号反映所述脉动直流电压的最小值,所述第二电信号基于所述第一电信号而被获取。
  67. 如权利要求33-49或51-54、55、56中任一项所述的控制电路,所述电信号测量单元的输入端被耦合于所述控制电路以获取反映所述脉动直流电压特征的至少一个电信号,所述电信号测量单元的输出端被耦合于所述m个开关单元的控制端,从而,响应于所述至少一个电信号指示所述脉动直流电压的最小值降至导通阈值以下,在所述脉动直流电压的全周期内保持导通所述m个开关单元中z个开关单元。
  68. 如权利要求68所述的控制电路,其中,所述m个开关单元中z个开关单元被保持导通,以使得所述脉动直流电压的最小值足以点亮所述n个LED阵列中q个LED阵列,q是位于所述导通阈值以下的所述脉动直流电压的最小值在所述n个LED阵列中所能点亮的LED阵列的最大数量;以及
    当所述脉动直流电压的最小值高于所述导通阈值,所述脉动直流电压在全周期内足以导通n个LED阵列中的p个LED阵列;所述m个开关单元中y个开关单元被保持导通;q≤p≤n。
    69’.如权利要求69中所述的控制电路,其中,当所述控制电路被用于所述n个LED阵列时,所述脉动直流电压的正极性端、所述n个LED阵列中第一LED阵列、第二LED阵列依次连接以构成所述串联回路;所述m个开关单元中第二开关单元被跨接于:1)第一LED阵列和第二LED阵列的连接点,与2)所述脉动直流电压的负极性端之间;从而,响应于所述至少一个电信号指示所述脉动直流电压的最小值降至导通阈值以下,在所述脉动直流电压的全周期内保持导通所述第二开关单元。
  69. 如权利要求69所述的控制电路,其中,所述控制单元还包括积分单元;所述电信号测量单元、所述积分单元、所述m个开关单元被依次耦合,从而,响应于所述至少一个电信号指示所述脉动直流电压的最小值降至所述导通阈值以下,通过多个脉动周期,将y个开关单元被保持导 通逐步切换至z个开关单元被保持导通。
  70. 如权利要求70所述的控制电路,其中,通过多个脉动周期,将y个开关单元被保持导通逐步切换至z个开关单元被保持导通,包括:
    协调i)所述z个开关单元中电流或其平均值在所述多个周期中递增,以及ii)所述y个开关单元中电流或其平均值在所述多个脉动周期中同步地递减。
  71. 如权利要求71所述的控制电路,其中,协调i)所述z个开关单元中电流或其平均值在所述多个周期中递增,以及ii)所述y个开关单元中电流或其平均值在所述多个脉动周期中同步地递减进一步包括:
    在所述多个脉动周期内,逐周期递减地调节所述y个开关单元中导通电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐周期递增地调节所述z个开关单元中导通电流的占空比/幅值。
  72. 如权利要求68至71中任一项所述的控制电路,其中,所述控制单元还包括定时逻辑电路;所述电信号测量单元、所述定时逻辑电路、所述m个开关单元依次耦合,从而,响应于所述至少一个电信号指示所述脉动直流电压的最小值降至所述导通阈值以下,通过所述定时逻辑电路以第一预定频率循环输出的在时间上互补的控制信号,在所述m个开关单元中选择性地导通所述z个开关单元。
    73’.如权利要求73中所述的控制电路,其中,所述n个LED阵列还包括第三LED阵列,被串联于所述串联回路之中;所述m个开关单元还包括第一开关单元;当所述控制电路被用于所述第一LED阵列、所述第二LED阵列和所述第三LED阵列时,所述第一开关单元用于并联耦合所述第一LED阵列;从而,响应于所述至少一个电信号指示所述脉动直流电压的最小值降至所述导通阈值以下,通过所述定时逻辑电路以第一预定频率分别向所述第一LED阵列和所述第二LED阵列交替输出的在时间上互补的控制信号。
  73. 如权利要求68所述的控制电路,其中,所述至少一个电信号包括第二电信号,该第二电信号反映所述脉动直流电压的i)最大值、ii)最小值、iii)平均值或iiii)有效值中至少一个;所述z个开关单元,至少部分地选自所述x个开关单元;以及
    所述z个开关单元,包括所述x个开关单元中的至少一个,和所述m-x个开关单元中的至少一个。
  74. 如权利要求54中所述的控制电路,所述控制单元还包括定时器,所述电信号测量单元的输出被耦合于所述定时器的输入端,所述定时器被分别耦合至所述多个开关单元的控制端,所述电信号测量单元被配置为:如检测到与所述脉动直流电压负相关的所述第一电信号大于所述第一阈值,输出第一比较信号至所述定时器,以及
    所述定时器被配置为:响应于所述第一比较信号,以所述第一预定频率控制/协调所述多个开关单元或多个旁路回路的轮换关断,从而轮换导通n个LED阵列中对应的LED阵列。
  75. 如权利要求65或66中任一项所述的控制电路,所述控制单元还包括触发器,所述定时器的输出被连接至所述触发器的输入端,所述触发器的输出端被连接至所述多个开关单元的控制端。
  76. 如权利要求54中所述的控制电路,其中,所述控制单元还被配置为:
    响应于所述第一电信号的最低值相对于所述第一阈值的变化/升降,在所述第一电信号的连续的多个脉动周期内,逐步地进行所述串联回路和所述多个旁路回路之间的切换;或者
    响应于所述第一电信号的最低值跨越所述第一阈值的变化,将所述串联回路和所述多个旁路回路之间的切换,通过所述第一电信号的连续的多个脉动周期逐步地完成。
  77. 如权利要求77所述的控制电路,其中,所述控制单元还被配置为:
    在所述串联回路和轮换导通的所述多个旁路回路之间的切换中,通过所述多个脉动周期,逐渐调整i)轮换导通的所述多个旁路回路的持续时间与ii)所述串联回路的持续时间的相对比例;或者,
    在所述串联回路和轮换导通的所述多个旁路回路之间的切换中,逐渐调整a)轮换导通的所述多个旁路回路中的电流与b)所述串联回路中的电流,在各个脉动周期中的占空比/数值/平均值。
  78. 如权利要求78所述的控制电路,其中,所述第一电信号与所述脉动直流电压正相关;以及,所述控制单元还被配置为:在所述多个脉动周期中所述第一电信号的最大值或其邻域内,导通所述串联回路;当所述串联回路被截止,轮换导通所述多个旁路回路;其中,i)所述串联回路 中的电流,与ii)所述多个旁路回路中的电流,在时域或者脉冲波形上互补。
  79. 如权利要求78所述的控制电路,其中,所述控制单元还被配置为:
    i)协调所述多个旁路回路中的电流在各个所述多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递减,同步地,所述串联回路中的电流在各个所述多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递增;或者
    ii)协调所述多个旁路回路中的电流在各个所述多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递增,同步地,所述串联回路的电流在各个所述多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递减;或者
    iii)在所述多个脉动周期中,协调所述多个旁路回路中的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递减,同步地,所述串联回路中的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递增;或者
    iiii)在所述多个脉动周期中,协调所述多个旁路回路中的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递增,同步地,所述串联回路中的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递减。
  80. 如权利要求78所述的控制电路,其中,所述多个旁路回路中的LED阵列具有或不具有交集,并具有相同的导通压降。
  81. 如权利要求81所述的控制电路,其中,所述多个旁路回路,分别被配置为具有所述第一电信号的最低值所对应的所述脉动直流电压在所述n个LED阵列中所能导通的最大数量或次大数量;
    轮换导通的所述多个旁路回路中的LED阵列的并集含盖所述n个LED阵列中n或n-1个;以及所述多个脉动周期包括3-1000中任意数量的脉动周期,或者,所述多个脉动周期持续1ms~1000ms。
  82. 如权利要求78所述的控制电路,其中,所述控制单元还包括:互相耦合的定时器和积分单元;
    所述控制单元还被配置为:至少部分地根据来自所述定时器的定时信号,通过积分单元调整所述全亮阈值/第一阈值在所述多个脉动周期内递增/递减,以及
    至少部分地根据所述递增/递减的全亮阈值/第一阈值触发所述串联回路和所述多个旁路回路之间的切换。
  83. 如权利要求83所述的控制电路,其中,所述控制单元还包括比较器,与所述积分单元相耦合;所述比较器根据所述积分单元的输入和所述第一电信号,触发i)所述串联回路和所述多个旁路回路之间的切换,或者,ii)所述m-x个开关单元和所述限流器件的导通或截止。
  84. 如权利要求77所述的控制电路,其中,所述控制单元还被配置为:
    在所述串联回路和轮换导通的所述多个旁路回路之间的切换中,通过所述多个脉动周期,逐渐调整i)轮换导通的所述多个旁路回路的持续时间与ii)所述串联回路的持续时间的相对比例;或者,
    在所述串联回路和轮换导通的所述多个旁路回路之间的切换中,逐渐调整a)轮换导通的所述多个旁路回路中的电流与b)所述串联回路中的电流,在各个脉动周期中的占空比/数值/平均值。
  85. 如权利要求53中所述的控制电路,其中,所述控制单元还被配置为:响应于所述第一电信号的最低值相对于所述第一阈值的波动/升降,在所述第一电信号的连续的多个脉动周期内,逐步地进行所述串联回路和所述旁路回路之间的切换;或者
    响应于所述第一电信号的最低值跨越所述第一阈值的变化,将所述串联回路和所述旁路回路之间的切换,通过所述第一电信号的连续的多个脉动周期逐步地完成。
  86. 如权利要求86所述的控制电路,其中,所述控制单元还被配置为:
    在所述串联回路和所述旁路回路之间的切换中,通过所述多个脉动周期,逐渐调整i)轮换导通的所述旁路回路的持续时间,与ii)所述串联回路的持续时间的相对比例;或者,
    在所述串联回路和轮换导通的所述旁路回路之间的切换中,逐渐调整a)轮换导通的所述旁路回路中的电流与b)所述串联回路中的电流,在各个脉动周期中的占空比/数值/平均值。
  87. 如权利要求87所述的控制电路,其中,所述第一电信号与所述脉动直流电压正相关;以及,所述控制单元还被配置为:在所述多个脉动周期中所述第一电信号的最大值或其邻域内,导通所述串联回路;当所述串联回路被截止,则导通所述旁路回路;其中,i)所述串联回路中的电流,与ii)所述旁路回路中的电流,在时域或者脉冲波形上互补。
  88. 如权利要求88所述的控制电路,其中,所述控制单元还被配置为:
    i)协调所述旁路回路中的电流在各个所述多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递减,同步地,所述串联回路中的电流在各个所述多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递增;或者
    ii)协调所述旁路回路中的电流在各个所述多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递增,同步地,所述串联回路的电流在各个所述多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递减;或者
    iii)在所述多个脉动周期中,协调所述旁路回路中的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递减,同步地,所述串联回路中的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递增;或者
    iiii)在所述多个脉动周期中,协调所述旁路回路中的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递增,同步地,所述串联回路中的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递减。
  89. 如权利要求89所述的控制电路,其中,所述旁路回路,被配置为具有所述第一电信号的最低值所对应的所述脉动直流电压在所述n个LED阵列中所能导通的最大数量或次大数量。
  90. 一种驱动电路,包括如权利要求33-49或51-53中任一项所述的控制电路,被集成为芯片或集成电路;以及,从外围被耦合至所述芯片或集成电路的所述n个LED阵列。
  91. 如权利要求91所述的驱动电路,还包括所述第一电阻,被通过所述电流编程接口,从所述芯片或集成电路外围串接入所述第一开关单元所在的支路。
  92. 如权利要求92所述的驱动电路,还包括所述直流电源,该直流电源包括整流电路,被配置为接收输入电能并将该输入电能进行整流以输出至所述n个LED阵列;以及,
    所述电信号测量单元包括电压检测电路,被并联于所述整流电路的输出或者所述n个LED阵列以通过对应的电压信号检测所述第一电信号;或者,所述电信号测量单元被串联于至少部分的所述n个LED阵列和/或所述m个开关单元,以通过对应的电流信号检测所述第一电信号。
  93. 如权利要求91所述的驱动电路,其中,所述m个开关单元中至少一个和/或所述限流器件被配置作为电压检测电路的一部分。
  94. 如权利要求91所述的驱动电路,所述直流电源的输出端跨接电解电容。
  95. 如权利要求91所述的驱动电路,其中,n≥2,所述n个LED阵列中至少两者的导通压降相同,可通过所述m个开关单元中对应的开关单元轮换导通。
  96. 如权利要求91所述的驱动电路,其中,未与所述m个开关单元耦合的n-m个LED阵列中至少部分,被沿电流方向串联在所述m个LED阵列之前/上游;或者
    所述n-m个LED阵列中至少部分,被连接于所述直流电源的输出端;或者
    所述n-m个LED阵列中至少部分,被与所述m个LED阵列连接以保持常亮;或者
    所述n-m个LED阵列中至少部分,被串接于所述m个LED阵列的至少两者之间以保持常亮;或者
    所述n-m个LED阵列中至少部分,被交错串接于所述x个LED阵列之中,或所述x个LED阵列与所述m-x个LED阵列之间,以保持常亮;或者
    所述n-m个LED阵列中至少部分,不可被所述m个开关单元所旁路。
  97. 如权利要求91中所述的驱动电路,其中,可被所述第一部分开关单元旁路的LED阵列和可被所述第二部分开关单元旁路的LED阵列具有相同的导通压降。
  98. 如权利要求91所述的驱动电路,其中,未与所述m个开关单元耦合的n-m个LED阵列,被与所述直流电源串联,以使其所述n-m个LED阵列至少部分地免于被所述m个开关单元或所述m-x个开关单元所旁路;或者
    所述n-m个LED阵列在所述串联回路中位于所述直流电源与所述m-x个开关单元之间。
  99. 一种LED阵列的控制方法,用于驱动由直流电源供电的n个LED阵列,包括:
    当所述直流电源低至不足以导通所述n个LED阵列,选择性地旁路所述n个LED阵列以适于/适应所述直流电源;
    当所述直流电源足以导通所述n个LED阵列,取消针对所述n个LED阵列的选择性的旁路以建立包括所述直流电源和全部的所述n个LED阵列的第一回路。
  100. 如权利要求100所述的控制方法,其中,所述选择性地旁路所述n个LED阵列以适应所述直流电源的步骤还包括:
    为所述n个LED阵列中的第一部分LED阵列建立分别跨接于所述第一部分LED阵列中每一个LED阵列的旁路;和/或
    为所述n个LED阵列中第二部分LED阵列建立跨接于所述第二部分LED阵列的旁路,以绕过所述第二部分LED阵列环回所述直流电源。
  101. 如权利要求101所述的控制方法,其中,所述选择性地旁路所述n个LED阵列以适应所述直流电源的步骤还包括:
    在所述第一回路中,分别将所述n个LED阵列中的第一部分LED阵列单独旁路;和/或
    将位于串联的所述n个LED阵列的一侧的第二部分LED阵列整体旁路以环回至所述直流电源。
  102. 如权利要求101或102所述的控制方法,还包括步骤:协调流经至少部分的所述n个LED阵列的电流,以使得所述n个LED阵列的功率值保持于第一功率值的邻域。
  103. 如权利要求103所述的控制方法,其中,所述协调电流的步骤还包括:关联地或协同地调节所述第一回路中电流和所述选择性旁路形成的至少一个旁路回路中的电流,以使得i)在所述选择性旁路过程中,所述n个LED阵列的功率保持于所述第一功率值的邻域,或者ii)所述第一回路和所述至少一个旁路回路的功率值均保持于所述第一功率值的邻域。
  104. 如权利要求104所述的控制方法,其中,所述直流电源输出脉动直流电压,所述调节电流的步骤还包括:
    i)调节第一回路中电流与所述脉动直流电压的平均值呈负相关变化;和/或,
    ii)分别调节所述至少一个旁路回路的每一个旁路回路中的电流和该旁路回路中的LED阵列的导通压降呈负相关/反比例地变化。
  105. 如权利要求105所述的控制方法,其中,所述电流调节步骤还包括:i)当所述脉动直流电压低于全亮阈值,随所述脉动直流电压/所述n个LED阵列所承受的电压的升高而减小所述至少一个旁路回路中的电流,或者随所述脉动直流电压/所述n个LED阵列所承受的电压的降低而提升所述至少一个旁路回路中的电流;或者
    ii)当所述脉动直流电压高于所述全亮阈值,随所述脉动直流电压/所述n个LED阵列所承受的电压的升高而减小所述第一回路中的电流,或者随所述脉动直流电压/所述n个LED阵列所承受的电压的降低而提升所述第一回路中的电流;
    从而,保持所述n个LED阵列的功率在第一功率值的邻域内。
  106. 如权利要求106所述的控制方法,其中,当所述脉动直流电压高于所述全亮阈值则足以导通全部所述n个LED阵列。
  107. 如权利要求103-107中任一项所述的控制方法,还包括:
    S-1)响应于所述直流电源的输出电压围绕全亮阈值波动,在所述第一回路和所述至少一个旁路回路之间切换;
    S-2)协调所述第一回路的电流和所述至少一个旁路回路的电流,以使得所述n个LED阵列的功率保持在第一功率值的邻域内;以及,所述步骤S-2)还包括:
    S-2-1)响应于所述第一回路切换为所述至少一个旁路回路中第一型旁路回路,将所述第一型旁路回路中的电流,调节为大于所述第一回路的电流,以使得在所述第一回路到所述第一型旁路回路的切换过程前、切换过程中和切换过程后,所述n个LED阵列的功率保持于所述第一功率值的邻域之内;其中,所述第一型旁路回路对应所述第一部分LED阵列;或
    S-2-2)响应于所述第一回路切换为所述至少一个旁路回路中第二型旁路回路,将所述第二型旁路回路中的电流,调节为大于所述第一回路的电流,以使得在所述第一回路到所述第二型旁路回路的切换过程前、切换过程中和切换过程后,所述n个LED阵列的功率保持在所述第一功率值的邻域之内;其中,所述第二型旁路回路对应所述第二部分LED阵列;或
    S-2-3)响应于所述第一回路切换为所述至少一个旁路回路中第三型旁路回路,将所述第三型旁路回路中的电流,调节为大于所述第一回路的电流,以使得在所述第一回路到所述第三型旁路回路的切换过程前、切换过程中和切换过程后,所述n个LED阵列的功率保持在所述第一功率值的邻域之内;其中,所述第三型旁路回路对应所述第一部分LED阵列和所述第二部分LED阵列;以及
    所述步骤S-1)还包括:
    响应于所述直流电源的电压低于所述全亮阈值,在所述第一回路导通所述至少一个旁路回路以点亮最大数量或次大数量的所述直流电源的电压在所述n个LED阵列中能够点亮的LED阵列。
  108. 如权利要求108所述的控制方法,还包括步骤:
    响应于所述第一回路切换为所述第一型旁路回路、所述第二型旁路回路或者所述第三型旁路回路三者之一,交替导通所述第一型旁路回路、所述第二型旁路回路、所述第三型旁路回路三者中至少两个;或者
    当所述直流电源的电压低于所述全亮阈值,交替导通所述第一型旁路回路、所述第二型旁路回路、所述第三型旁路回路三者中至少两个;
    其中,所述交替的频率大于所述脉动直流电压的脉动频率,为[2kHz,50kHz]中任一值。
  109. 如权利要求108所述的控制方法,还包括步骤:
    响应于所述第一回路切换为所述第一型旁路回路,交替导通多个所述第一型旁路回路;或者
    响应于所述第一回路切换为所述第二型旁路回路,交替导通多个所述第二型旁路回路;或者
    响应于所述第一回路切换为所述第三型旁路回路,交替导通多个所述第三型旁路回路;
    其中,所述交替导通的频率大于所述脉动直流电压的脉动频率,为[2kHz,50kHz]中任一值。
  110. 如权利要求109或110所述的控制方法,其中,交替导通的步骤还包括以下步骤中任一个:i)协调所述第一型旁路回路、所述第二型旁路回路、所述第三型旁路回路中至少两者的电流,以使得在所述交替导通的过程中,n个LED阵列的功率被保持于所述第一功率值的邻域内;或者ii)协调a)所述多个第一型旁路回路、b)所述多个第二型旁路回路的、c)所述多个第三型旁路回路,三者中任一个的电流,以使得在所述交替导通的过程中,n个LED阵列的功率被保持于所述第一功率值的邻域内。
  111. 如权利要求111所述的控制方法,其中,所述电流协调的步骤还包括:
    在从所述第一型旁路回路至所述第二型旁路回路的切换过程中,动态地控制所述第一型旁路回路中的电流随所述第二型旁路回路中的电流增大而同步地减小,以使所述第一型旁路回路中功率的下降被所述第二型旁路回路中功率的增加所补偿/抵消,以及
    在从所述第二型旁路回路至所述第一型旁路回路的切换过程中,动态地控制所述第二型旁路回路中的电流随所述第一型旁路回路中的电流增大而同步地减小,以使所述第二型旁路回路中功率的下降被所述第一型旁路回路中功率的增加所补偿/抵消。
  112. 如权利要求112所述的控制方法,还包括:
    在从所述第二型旁路回路切换至第一型旁路回路的过渡过程中,在所述第二型旁路回路中电流的下降幅度超过预设幅值之前,控制所述第一型旁路回路中电流同步增大;和/或
    在从所述第一型旁路回路切换至第二型旁路回路的过渡过程中,在所述第一型旁路回路中电流的下降幅度超过所述预设幅值之前,控制所述第二型旁路回路中电流同步增大;
    其中,所述预设幅值为0.1%~5%之间任意值。
  113. 如权利要求109所述的控制方法,其中,所述交替导通的步骤还包括:
    交替导通所述第一型旁路回路与所述第二型旁路回路,从而将所述n个LED阵列的光通量分布于最大的发光面积上;或者
    交替导通所述第一型旁路回路与所述第二型旁路回路,以在单一的所述交替导通的周期内点亮全部的所述n个LED阵列。
  114. 一种LED阵列的驱动方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的n个LED阵列的驱动电路处:
    SA-1):检测所述直流电源的电压;其中,高于全亮阈值的所述直流电源的电压足以导通所述n个LED阵列,低于所述全亮阈值的所述直流电源的电压不足以导通全部的所述n个LED阵列;
    SA-2)响应于/随所述直流电源的电压相对于所述全亮阈值的变化,轮换/交替地点亮所述n个LED阵列中第一部分和全部的所述n个LED阵列。
  115. 一种LED阵列的驱动方法,包括:在用于驱动串联的n个LED阵列的驱动电路处:
    SA-1):通过直流电源向所述n个LED阵列供电;
    SA-2)响应于所述直流电源相对于全亮阈值的波动,轮换/交替地点亮所述n个LED阵列中第一部分和全部的所述n个LED阵列。
  116. 一种LED阵列的驱动方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的互相耦合的n个LED阵列的驱动电路处:
    SA-1):响应于/如果所述直流电源的输出电压高于或等于导通阈值,驱动点亮i)全部的所述n个LED阵列,或ii)所述n个LED阵列中的第一组至少一个部分LED阵列之一;
    SA-2):响应于/如果所述直流电源的输出电压低于所述导通阈值,仅驱动点亮所述n个LED阵列中第二组至少一个部分LED阵列之一。
  117. 一种LED阵列的驱动方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的互相耦合的n个LED阵列的驱动电路处:
    SA-1):响应于/如果所述直流电源的输出电压高于或等于导通阈值,驱动点亮i)全部所述n个LED阵列,或ii)所述n个LED阵列中的第一组至少一个部分LED阵列之一;
    SA-2):响应于/如果所述直流电源的输出电压低于所述导通阈值,驱动点亮所述n个LED阵列中第二组至少一个部分LED阵列之一。
  118. 如权利要求117或118所述的驱动方法,其中,所述第一组至少一个部分LED阵列中每/任一部分中的LED阵列的数量,大于/等于所述第二组至少一个部分LED阵列中每/任一部分中的LED阵列的数量;或者
    所述第一组至少一个部分LED阵列中每/任一部分中的LED阵列的导通压降,大于/等于所述第二组至少一个部分LED阵列中每/任一部分中的LED阵列的导通压降。
  119. 如权利要求119所述的驱动方法,其中,所述第二组至少一个部分LED阵列之一,在所述第二组至少一个部分LED阵列中具有最多/次多数量或最大/次大的导通压降。
  120. 如权利要求119所述的驱动方法,其中,所述导通阈值包括全亮阈值,所述直流电源的输出电压高于所述全亮阈值则足以导通全部所述n个LED阵列。
  121. 一种LED阵列的驱动方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的n个LED阵列的驱动电路处:
    SA-1):响应于/如果所述直流电源的输出电压高于或等于导通阈值,驱动点亮所述n个LED阵列中p个LED阵列;
    SA-2):响应于/如果所述直流电源的输出电压低于所述导通阈值,驱动点亮所述n个LED阵列中q个LED阵列,其中,p、q均为整数,q≤p≤n。
  122. 如权利要求122所述的驱动方法,其中,q<p;和/或,所述p个LED阵列的导通压降大于所述q个LED阵列的导通压降。
  123. 如权利要求123所述的驱动方法,其中,所述q个LED阵列具有低于所述导通阈值的所述直流电源的输出电压在所述n个LED阵列中所能导通的最大/次大数量。
  124. 如权利要求124所述的驱动方法,其中,所述导通阈值包括全亮阈值,所述直流电源的输出电压高于所述全亮阈值则足以导通全部所述n个LED阵列。
  125. 一种LED阵列的驱动方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的互相耦合的n个LED阵列的驱动电路处:
    SA-1):响应于/如果所述直流电源的输出电压高于或等于导通阈值,驱动点亮i)全部所述n个LED阵列,或ii)所述n个LED阵列中的更大部分LED阵列;
    SA-2):响应于/如果所述直流电源的输出电压低于所述导通阈值,驱动点亮所述n个LED阵列中更少部分LED阵列。
  126. 一种LED阵列的驱动方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的互相耦合的n个LED阵列的驱动电路处:
    SA-1):响应于/如果所述直流电源的输出电压高于或等于导通阈值,驱动点亮i)全部所述n个LED阵列,或ii)所述n个LED阵列中的更大部分LED阵列;
    SA-2):响应于/如果所述直流电源的输出电压低于所述导通阈值,仅驱动点亮所述n个LED阵列中更少部分LED阵列。
  127. 一种LED阵列的驱动方法,包括:在用于驱动由直流电源供电的n个LED阵列的驱动电路处:
    SA-1):响应于/如果所述直流电源的输出电压高于全亮阈值而足以导通所述n个LED阵列,驱动所述n个LED阵列被点亮;
    SA-2):响应于/如果所述直流电源的输出电压低于所述全亮阈值而不足以导通全部的所述n 个LED阵列,仅驱动所述n个LED阵列中部分的LED阵列被点亮。
  128. 如权利要求128所述的驱动方法,所述步骤SA-2)还包括子步骤:
    SA-2-1)与所述n个LED阵列的导通压降反方向地/负相关地调节流经所述n个LED阵列的电流,以使所述n个LED阵列的功率保持于第一功率值的邻域内;或者
    与所述部分的LED阵列的导通压降反方向地/负相关地调节流经所述部分的LED阵列的电流,以使所述部分的LED阵列的功率保持于第一功率值的邻域内。
  129. 如权利要求129所述的驱动方法,其中,所述部分的LED阵列为第一部分LED阵列所述步骤SA-2-1)还包括子步骤:
    SA-2-1-1.协调i)当所述n个LED阵列被全部导通时所流经的电流,和ii)当所述第一部分的LED阵列被单独导通时的电流,以使得全部导通的所述n个LED阵列的功率和被单独导通的所述第一部分LED阵列的功率均保持在所述第一功率值的邻域内。
  130. 如权利要求130所述的驱动方法,其中,所述步骤SA-2-1-1)还包括子步骤:
    响应于第一部分LED阵列被单独点亮,提升所述第一部分LED阵列中的电流至大于所述n个LED阵列被全部导通时所流经的电流,以将所述n个LED阵列的功率保持于所述第一功率值的邻域内。
  131. 如权利要求130所述的驱动方法,其中,所述步骤SA-2-1-1)还包括子步骤:
    I)当所述直流电源的电压高于所述全亮阈值时,随所述n个LED阵列的导通压降的降低而提升所述n个LED阵列中的电流;随所述n个LED阵列的导通压降的升高而减小所述n个LED阵列中的电流;以及
    II)当所述直流电源的电压低于所述全亮阈值时,随所述第一部分LED阵列的导通压降的降低而提升所述第一部分LED阵列中的电流;随所述第一部分LED阵列的导通压降的升高而减小所述第一部分LED阵列中的电流;
    从而,在所述直流电源的电压的变化过程中,所述n个LED阵列的功率被保持在所述第一功率值的邻域内。
  132. 如权利要求121、125、128中任一项所述的驱动方法,其中,所述直流电源输出经整流的脉动电压,以及,所述步骤SA-2)还包括步骤SA-2-NO):
    响应于所述脉动电压的最低值降至所述全亮阈值以下,在所述脉动电压的至少一个脉动周期的每一个之中,仅驱动部分LED阵列被点亮;或者
    响应于所述脉动电压的最低值降至所述全亮阈值以下,在所述脉动电压的至少一个脉动周期的全周期中,驱动部分LED阵列被点亮;或者
    响应于所述脉动电压的最低值降至所述全亮阈值以下,在所述脉动电压的至少一个脉动周期中,全周期地驱动部分LED阵列被点亮。
  133. 如权利要求133所述的驱动方法,其中,所述部分的LED阵列为所述n个LED阵列中的第一部分LED阵列,以及,所述脉动电压在每一个脉动周期中的最小值电压足以导通/点亮所述第一部分LED阵列。
  134. 如权利要求134所述的驱动方法,其中,所述部分的LED阵列为所述n个LED阵列中的多个部分的LED阵列,可分别被所述脉动电压在每一个脉动周期中的最小值电压所导通/点亮。
  135. 如权利要求134或135所述的驱动方法,其中,所述第一部分LED阵列具有所述脉动电压的脉动周期中最低值电压在所述n个LED阵列中所能导通的最大数量或次大数量;或者,
    所述多个部分LED阵列分别具有所述脉动电压的脉动周期中最低值电压在所述n个LED阵列中所能导通的最大数量或次大数量。
  136. 如权利要求136所述的驱动方法,其中,所述多个部分LED阵列的并集中的LED阵列的数量为n或n-1。
  137. 如权利要求136所述的驱动方法,还包括步骤:协调i)所述n个LED阵列被全部导通时的电流,和ii)所述第一部分LED阵列被单独导通时的电流,以使得所述n个LED阵列的总功率保持在第一功率值的邻域内。
  138. 如权利要求135所述的驱动方法,其中,所述步骤SA-2-NO)还包括步骤SA-2-NO-c):响应于所述脉动电压的最低值降至所述全亮阈值以下,在所述至少一个脉动周期中每一个之内或跨越所述至少一个脉动周期中一个或多个,以所述第一预定频率控制所述多个部分LED阵列循环 导通/点亮。
  139. 如权利要求133所述的驱动方法,其中,所述步骤SA-2-NO)还包括步骤SA-2-NO-c):响应于所述脉动电压的最低值降至所述全亮阈值以下,在所述至少一个脉动周期中每一个之内或跨越所述至少一个脉动周期中一个或多个,以所述第一预定频率控制所述n个LED阵列中的多个部分的LED阵列循环导通/点亮。
  140. 如权利要求140所述的驱动方法,其中,所述多个部分的LED阵列还包括第一部分LED阵列和第二部分LED阵列,以及,所述步骤SA-2-NO-c)还包括步骤:
    响应于所述脉动电压的最低值降至所述全亮阈值以下,在所述至少一个脉动周期中每一个之内或跨越所述至少一个脉动周期中一个或多个,以所述第一预定频率控制所述第一部分LED阵列和所述第二部分LED阵列交替或轮换地导通/点亮。
  141. 如权利要求128-132、134-135、137-140中任一项所述的驱动方法,还包括步骤SA-3-NO):响应于所述脉动电压的最低值跨越所述全亮阈值的变化,通过连续的多个脉动周期,进行所述n个LED阵列和所述部分LED阵列之间的切换点亮;或者
    响应于所述脉动电压的最低值跨越所述全亮阈值的变化,在连续的多个脉动周期内逐步地进行所述n个LED阵列和所述部分LED阵列之间的每次切换;或者
    响应于所述脉动电压的最低值跨越所述全亮阈值的变化,将所述n个LED阵列和所述部分LED阵列之间的每次切换通过连续的多个脉动周期逐步地完成。
  142. 如权利要求142所述的驱动方法,其中,所述步骤SA-3-NO)还包括步骤SA-3-NO-1):
    在所述n个LED阵列和所述部分LED阵列之间的切换过程中,协调所述被全部导通的n个LED阵列中的电流的平均值和被单独导通的所述部分LED阵列中的电流的平均值,在所述多个脉动周期中分别递减和递增;或者
    协调所述被全部导通的n个LED阵列中的电流的平均值和被单独导通的所述部分LED阵列中的电流的平均值,在所述多个脉动周期中分别增加和减小;或者
    协调所述被全部导通的n个LED阵列中的电流或其平均值,与被单独导通的所述部分LED阵列中的电流或其平均值,在所述多个脉动周期中分别呈整体上升趋势和整体下降趋势。
  143. 如权利要求142所述的驱动方法,其中,所述步骤SA-3-NO)还包括步骤SA-3-NO-1):
    在所述n个LED阵列和所述部分LED阵列之间的切换过程中,协调所述n个LED阵列被全部导通的工作时间与所述部分LED阵列被单独导通的工作时间的相对比例,在所述多个脉动周期中递减或递增;或者
    在所述多个脉动周期中,协调所述n个LED阵列被全部导通的持续时间逐周期递增/递减,以及对应地,所述部分LED阵列被单独导通的持续时间逐周期递减/递增;
    其中,所述单独导通的所述部分LED阵列为所述第一部分LED阵列或者被轮换导通的所述多个部分LED阵列中的每一个。
  144. 如权利要求143所述的驱动方法,其中,所述步骤SA-3-NO-1)还包括以下任一个子步骤:
    SA-3-NO-1a)响应于所述脉动电压的最低值降至所述全亮阈值以下,在所述多个脉动周期内,逐周期递减地调节所述n个LED阵列被全部导通状态下的电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐周期递增地调节所述第一部分LED阵列被单独导通状态下的电流的占空比/幅值;或者,
    SA-3-NO-1b)响应于所述脉动电压的最低值升至所述全亮阈值以上,在所述多个脉动周期内,逐周期递增地调节所述n个LED阵列被全部导通状态下的电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐周期递减地调节所述第一部分LED阵列被单独导通状态下的电流的占空比/幅值;
    SA-3-NO-1c)响应于所述脉动电压的最低值降至所述全亮阈值以下,在所述多个脉动周期内,逐周期递减地调节所述n个LED阵列被全部导通状态下的电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐周期递增地调节所述多个部分LED阵列被轮换导通过程中的电流的占空比/幅值;或者,
    SA-3-NO-1d)响应于所述脉动电压的最低值升至所述全亮阈值以上,在所述多个脉动周期内,逐周期递增地调节所述n个LED阵列被全部导通状态下的电流的占空比/幅值,以及,同步地,逐周期递减地调节所述多个部分LED阵列被轮换导通过程中的电流的占空比/幅值;
    其中,所述多个脉动周期与所述至少一个脉动周期在时域上相邻/对应,以及,所述n个LED阵列被全部导通状态下的电流和所述第一部分LED阵列被单独导通状态下的电流在时间/波形上互 补,或者,所述n个LED阵列被全部导通状态下的电流和所述多个部分LED阵列被轮换导通过程中的电流在时间/波形上互补。
  145. 如权利要求145所述的驱动方法,其中,所述第一预定频率至少部分地提供自定时器/频率发生器,所述步骤SA-3-NO-1a)、SA-3-NO-1b)、SA-3-NO-1c)或SA-3-NO-1d)还包括步骤:
    根据来自所述定时器的输入,通过积分单元随所述脉动电压的周期而递增/递减地调整所述全亮阈值。
  146. 如权利要求142所述的驱动方法,其中,所述多个脉动周期包括5-1000中任意数量的脉动周期,或者,所述多个脉动周期持续1ms~1000ms。
  147. 如权利要求128所述的驱动方法,其中,所述步骤SA-2)还包括步骤SA-2-F)控制i)所述n个LED阵列中第一部分LED阵列中至少一个,与ii)所述n个LED阵列中的第二部分LED阵列和/或第三部分LED阵列,以第一预定频率交替地或轮换地导通/点亮。
  148. 如权利要求148所述的驱动方法,其中,所述步骤SA-2)还包括步骤SA-2-F):控制所述n个LED阵列中的多个部分的LED阵列以第一预定频率交替/轮换点亮。
  149. 如权利要求149所述的驱动方法,其中,所述驱动方法还包括步骤SA-2-F1):保持n个阵列中除被轮换的多个部分的LED阵列以外的至少一个LED阵列常亮。
  150. 如权利要求149或150所述的驱动方法,其中,所述多个部分的LED阵列中各部分LED阵列,被配置为具有所述脉动电压的最低值在所述n个LED阵列中所能导通的最大数量或次大数量;
    I)所述多个部分的LED阵列与常亮的所述至少一个LED阵列的并集,或者,II)所述多个部分的LED阵列的并集,含盖所述n个LED阵列中n或n-1个;以及,所述多个部分的LED阵列具有相同的导通压降。
  151. 如权利要求151所述的驱动方法,其中,还包括步骤SA-2-F2):响应于所述脉动电压的最低值相对于所述全亮阈值的变化/升降,通过连续的多个脉动周期,逐步地进行所述n个LED阵列和所述部分LED阵列之间的切换点亮;或者
    响应于所述脉动电压的最低值跨越所述全亮阈值的变化,将所述n个LED阵列和所述部分LED阵列之间的切换导通,通过连续的多个脉动周期逐步地完成。
  152. 如权利要求152所述的驱动方法,其中,所述步骤SA-2-F2)还包括步骤SA-2-F25):
    通过所述多个脉动周期,逐渐调整i)所述部分LED阵列轮换点亮的持续时间与ii)所述n个LED阵列被全部点亮的持续时间的相对比例;或者,
    逐渐调整a)轮换点亮所述部分LED阵列的电流与b)点亮全部的所述n个LED阵列的电流,在各个脉动周期中的占空比/数值/平均值。
  153. 如权利要求153所述的驱动方法,其中,所述步骤SA-2-F25)还包括:通过所述多个脉动周期中的大于全亮阈值的直流电压,点亮所述全部n个LED阵列;在所述n个LED阵列被全部点亮以外的时间,轮换点亮部分LED阵列;其中,i)轮换点亮部分LED阵列的电流,与ii)点亮全部n个LED阵列的电流,在时域或者脉冲波形上互补。
  154. 如权利要求153所述的驱动方法,其中,所述步骤SA-2-F25)还包括以下至少一个子步骤:
    i)协调轮换点亮所述部分LED阵列的电流在各个所述多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递减,同步地,点亮全部的所述n个LED阵列的电流在各个所述多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递增;或者
    ii)协调轮换点亮所述部分LED阵列的电流在各个所述多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递增,同步地,点亮全部的所述n个LED阵列的电流在各个所述多个脉动周期中的占空比/数值/平均值递减;
    iii)在所述多个脉动周期中,协调轮换点亮所述部分LED阵列的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递减,同步地,点亮全部的所述n个LED阵列的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递增;
    iiii)在所述多个脉动周期中,协调用于轮换点亮所述部分LED阵列的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递增,同步地,用于点亮全部的所述n个LED阵列的电流脉冲的占空比/平均值/幅值递减。
  155. 如权利要求128-132中任一项所述的驱动方法,其中,所述步骤SA-2)及其子步骤还包括:
    SA-2-a)响应于所述直流电源的电压位于第一电压区间,在所述第一电压区间的持续期之内,控制所述n个阵列中对应于所述第一电压区间的多个部分循环导通/点亮;或者
    在多个第一电压区间中每一个的持续期之内,控制所述n个阵列中对应于所述第一电压区间的多个部分循环导通/点亮;
    其中,所述第一电压区间具有位于所述全亮阈值以下的电压范围;所述n个LED阵列中对应于所述第一电压区间的多个部分循环导通于所述第一电压区间中任一电压子区间内或任意电压水平上。
  156. 如权利要求128-132中任一项所述的驱动方法,其中,所述步骤SA-2)及其子步骤还包括:
    SA-2-b)响应于所述直流电源的电压落入第一电压区间,控制所述n个阵列中对应于所述第一电压区间的多个部分循环导通;其中,所述循环导通的频率大于、小于、或等于所述第一电压区间随所述直流电源的电压变化而发生的频率;或者
    在多个第一电压区间的持续期内,控制所述n个阵列中对应于所述第一电压区间的多个部分轮换点亮;其中,所述多个第一电压区间中的一个,或者连续的两个或两个以上仅对应于所述多个部分之一;
    所述第一电压区间具有位于所述全亮阈值以下的电压范围。
  157. 如权利要求59或60所述的驱动方法,其中,所述第一电压区间在所述n个LED阵列中对应的所述多个部分包括所述第一部分LED阵列和第二部分LED阵列;
    所述步骤SA-2-a)还包括子步骤:
    SA-2-a-1)在所述第一电压区间的持续期内,交替地导通所述第一部分LED阵列和所述第二部分LED阵列;
    所述步骤SA-2-b)还包括子步骤:
    SA-2-b-1)以循环方式,将所述第一部分LED阵列和所述第二部分LED阵列分别导通于相邻发生的两个所述第一电压区间;
    从而,将所述n个LED阵列在第一功率值的邻域内的功率,分布/分配至所述第一部分LED阵列和所述第二部分LED阵列上,以及,所述第一部分LED阵列和所述第二部分LED阵列的并集之中的LED阵列的数量,大于所述第一电压区间在所述n个LED阵列中足以点亮的LED阵列的最大数量。
  158. 如权利要求158所述的驱动方法,其中,在步骤SA-2-a-1)中,所述交替导通的交替频率为[0.1kHz,1000kHz]中任一值。
  159. 如权利要求158所述的驱动方法,其中,所述第一部分LED阵列、第二部分LED阵列均为所述n个LED阵列的真子集,所述第一部分LED阵列与所述第二部分LED阵列无交集。
  160. 如权利要求160所述的驱动方法,还包括步骤:将第三部分LED阵列保持常亮;
    其中,所述第三部分LED阵列与所述第一部分LED阵列和第二部分LED阵列中任一者均无交集,具有所述第一电压区间在所述n个LED阵列中除所述第一部分LED阵列和所述第二部分LED阵列以外足以导通的最大/次大数量的LED阵列。
  161. 如权利要求158所述的驱动方法,其中,所述第一部分LED阵列和所述第二部分LED阵列,分别包括所述n个LED阵列中一个或多个LED阵列,或者,串联的所述n个LED阵列中除尾部的至少一个LED阵列之外的其他LED中的一个或多个,以适应所述第一电压区间。
  162. 如权利要求158-162中任一项所述的驱动方法,其中,所述第一部分LED阵列与所述第二部分LED阵列的并集覆盖/含盖所述n个LED阵列中的全部或n-1个;或者
    所述第一部分LED阵列的数量、所述第二部分LED阵列的数量,均为所述第一电压区间在所述n个LED阵列中能够点亮的LED阵列最大数量/次大数量。
  163. 如权利要求163所述的驱动方法,其中,所述直流电源输出经整流的脉动电压,所述第一部分LED阵列与所述第二部分LED阵列具有相同的导通压降;所述交替导通针对所述第一部分LED阵列与所述第二部分LED阵列的占空比各为50%。
  164. 如权利要求164所述的驱动方法,其中,所述脉动电压在同一个脉动周期内或者分别在连续的多个脉动周期中,多次落入所述第一电压区间。
  165. 如权利要求164所述的驱动方法,其中,多个所述第一电压区间随所述脉动电压而周期性发生;
    所述多个第一电压区间在时间上发生于同一个电压脉动周期内,或者,分布于连续的多个脉动周期中。
  166. 如权利要求158所述的驱动方法,其中,所述步骤SA-2-a-1)或SA-2-b-1)还包括:步骤SA-2-ab-1)在交替导通的循环中,协调所述第一部分LED阵列和所述第二部分LED阵列中的电流,以使所述n个LED阵列的功率被保持于所述第一功率值的邻域内。
  167. 如权利要求167所述的驱动方法,其中,所述步骤SA-2-ab-1)还包括:
    分别根据所述第一部分LED阵列和所述第二部分LED阵列的导通压降,协同地调节所述第一部分LED阵列和所述第二部分LED阵列中的电流,以使得所述第一部分LED阵列和所述第二部分LED阵列在交替导通的循环过程中的功率的相对变化率,小于预定百分比;
    其中,所述预定百分比为0.5%、2%或者5%。
  168. 如权利要求168所述的驱动方法,其中,步骤SA-2-ab-1)还包括:
    SA-2-ab-1-1),在从所述第一部分LED阵列至所述第二部分LED阵列的切换前后和切换过程中,协同地调节所述第一部分LED阵列中的电流随所述第二部分LED阵列中的电流增大而同步地减小,以使所述第一部分LED阵列的光通量的下降被所述第二部分LED阵列的光通量的增加所补偿/抵消,以及
    SA-2-ab-1-2),在从所述第二部分LED阵列至所述第一部分LED阵列的切换前后和切换过程中,动态地控制所述第二部分LED阵列中的电流随所述第一部分LED阵列中的电流增大而同步地减小,以使所述第二部分LED阵列的光通量下降被所述第一部分LED阵列的光通量增加所补偿/抵消。
  169. 如权利要求169所述的驱动方法,其中,
    所述步骤SA-2-ab-1-1)还包括:在从所述第二部分LED阵列切换至第一部分LED阵列的过渡过程中,在所述第二部分LED阵列中电流的下降幅度超过预设幅值之前,控制所述第一部分LED阵列中电流同步增大;以及
    所述步骤SA-2-ab-1-2)还包括:在从所述第一部分LED阵列切换至第二部分LED阵列的过渡过程中,在所述第一部分LED阵列中电流的下降幅度超过所述预设幅值之前,控制所述第二部分LED阵列中电流同步增大;
    其中,所述预设幅值为0~5%之间任意值。
  170. 一种在照明装置中使用的LED驱动装置,包括控制单元,被配置为执行根据权利要求97至166所述的方法中的任一方法或其中步骤。
  171. 一种在照明装置中使用的LED驱动装置,包括:用于执行根据权利要求97至166所述的方法中的任一方法或其中步骤的装置/模块。
  172. 一种在照明装置中使用的驱动电路,包括:用于执行根据权利要求97至166所述的方法中的任一方法或其中步骤的电路模块。
  173. 一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质,所述一个或多个程序包括指令,所述指令在由处理器/控制单元执行时,使得所述处理器/控制单元执行根据权利要求97至166所述的方法中的任一方法或其步骤。
  174. 一种在照明装置中使用的驱动电路,包括:如权利要求170所述的存储介质,以及所述处理器/控制单元。
  175. 一种照明装置,包括:如权利要求168-171中任一项所述的驱动电路或驱动装置,以及所述n个LED阵列,被耦合于所述驱动电路并被所述驱动电路所控制。
  176. 如权利要求173所述的照明装置,还包括电信号测量单元和所述直流电源,该直流电源包括整流电路,被配置为接收交流输入电能并将该交流输入电能进行整流以输出至所述n个LED阵列;以及,所述电信号测量单元,耦合于所述照明装置中,并被配置为以电压或电流方式测量所述整流电路的输出。
  177. 如权利要求177所述的照明装置,所述直流电源的输出端跨接电解电容。
  178. 如权利要求178所述的照明装置,其中,n≥2,所述n个LED阵列中至少两者的导通压降相同,分别连接于被交替导通的所述第一型旁路回路和第二型旁路回路中。
  179. 如权利要求179中所述的照明装置,其中,所述第一型旁路回路中的LED阵列和第二型旁路回路中的LED阵列具有相同的导通压降。
  180. 根据权利要求92-99或176-180中任一项所述的照明装置,包括基板,被配置为承载所述第一旁路回路中的LED阵列/所述第一部分LED,和所述第二旁路回路中的LED阵列/所述第二部分LED;
    所述第一旁路回路/所述第一部分LED中的多个LED与所述第二旁路回路/所述第二部分LED中的一个或多个LED至少部分地交错布设,或者,所述第一旁路回路/所述第一部分LED中的多个LED与所述第二旁路回路/所述第二部分LED中的一个或多个LED的外廓区域至少部分地重叠。
  181. 根据权利要求181所述的照明装置,其中,所述第二旁路回路/所述第二部分LED中的一个或多个LED被至少部分地散布于所述第一旁路回路/所述第一部分LED中的多个LED的外廓区域之内;或者
    所述第二负载的一个或多个LED被分散布设,并至少部分地被所述第一旁路回路/所述第一部分LED中的多个LED所包绕/围绕。
  182. 根据权利要求182所述的照明装置,其中,所述第二旁路回路/所述第二部分LED中的一个或多个LED被至少部分地散布于所述第一旁路回路/所述第一部分LED中的多个LED的外廓区域之内。
  183. 根据权利要求183所述的照明装置,其中,所述第二旁路回路/所述第二部分LED中的一个或多个LED的外廓区域与所述第一旁路回路/所述第一部分LED中的多个LED的外廓区域具有60%~100%的重叠。
  184. 根据权利要求184所述的照明装置,其中,所述第二旁路回路/所述第二部分LED中的一个或多个LED的外廓区域,以至少10%~40%的比例,小于所述第一旁路回路/所述第一部分LED中的多个LED的外廓区域。
  185. 根据权利要求181-185中任一项所述的照明装置,其中,所述第二旁路回路/所述第二部分LED中的一个或多个LED和所述第一旁路回路/所述第一部分LED中的多个LED,围绕所述第一旁路回路中的LED阵列/所述第一部分LED和所述第二旁路回路中的LED阵列/所述第二部分LED阵列中的整体外廓区域的中心基本对称地分布。
  186. 根据权利要求181-185中任一项所述的照明装置,其中,所述第二旁路回路/所述第二部分LED中的一个或多个LED和所述第一旁路回路/所述第一部分LED中的多个LED被分别呈中心对称地布设;以及,所述第二旁路回路/所述第二部分LED中的一个或多个LED的对称中心和所述第一旁路回路/所述第一部分LED中的多个LED的对称中心基本一致。
  187. 根据权利要求187中所述的照明装置,其中,所述第二旁路回路/所述第二部分LED中的一个LED被基本设置于所述第一旁路回路/所述第一部分LED中的多个LED的对称中心处,或者,所述第二旁路回路/所述第二部分LED中的多个LED和/或所述第一旁路回路/所述第一部分LED中的多个LED被布设为矩形、圆形、环形、曲/直线形、对称或不对称的放射形。
  188. 根据权利要求188所述的照明装置,其中,所述第一旁路回路/所述第一部分LED中的多个LED分布于所述基板上的矩形、圆形、环形、曲/直线形、对称或不对称的放射形区域内,以及,所述第二旁路回路/所述第二部分LED中的一个或多个LED被布设于所述第一旁路回路/所述第一部分LED中的多个LED之内。
  189. 根据权利要求189所述的照明装置,其中,所述第二旁路回路/所述第二部分LED中的一个或多个LED被分布为矩形、圆形、环形、曲/直线形、对称或不对称的放射形;以及,在面积上,所述第二旁路回路/所述第二部分LED中的一个或多个LED外廓区域,与所述第一旁路回路/所述第一部分LED中的多个LED的外廓区域相当,或至少以10%的比例小于所述第一旁路回路/所述第一部分LED中的多个LED的外廓区域。
  190. 根据权利要求181所述的照明装置,其中,所述第二旁路回路/所述第二部分LED中的一个或多个LED和所述第一旁路回路/所述第一部分LED中的一个或多个LED被对应地或成对地相邻 设置。
  191. 一种在照明装置中使用的控制电路,包括:控制单元,该控制单元被配置为:当所述控制电路被运行时或者处于工作状态时,执行根据权利要求101至170中任一项所述的方法或其中步骤。
  192. 一种在照明装置中,包括:根据权利要求192所述的驱动电路。
  193. 一种在照明装置,被配置为:当该照明装置被运行时或者处于工作状态时,执行根据权利要求101至170中任一项所述的方法或其中步骤。
  194. 一种在照明装置,包括一个或多个电路模块,该一个或多个电路模块被配置为:当该照明装置被运行时或者处于工作状态时,执行根据权利要求101至170中任一项所述的方法或其中步骤。
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