发光二极管灯以及为发光二极管串供电的方法技术

本发明专利技术的实施例涉及发光二极管灯以及为发光二极管串供电的方法。如本文所描述的LED灯系统包括调光开关和泄放电路。泄放电路提供泄放电流以管理电压并且防止调光开关过早地关断。泄放电路可以监测由调光开关输出的AC输入电压。当AC输入电压小于第一阈值时，泄放电路提供泄放电流。当AC输入电压大于第二阈值时，泄放电路将泄放电流调节成低于预定水平。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】相关申请的交叉引用本申请要求于2014年9月15日提交的美国临时专利申请第62/050，704号“Dynamic Bleeder Current Control For LED Dimmer(用于LED调光器的动态泄放电流控制)”的优先权，通过引用将其全部内容合并至本文中。
本公开内容涉及对LED (发光二极管)灯进行驱动，并且更具体地涉及对LED灯进行自适应调光。
技术介绍
现在各种电子应用使用LED灯。这些应用包括建筑照明、汽车头灯和尾灯、用于液晶显示装置的背光灯、闪光灯和电子标志。LED灯与常规照明源如白炽灯和荧光灯相比具有显著优点。这些优点包括高效率、良好的方向性、颜色稳定性、高可靠性、长寿命、小尺寸和环境安全性。因此，LED灯在很多应用中取代了常规照明源。例如，LED灯常用于对光源的亮度进行调节的应用如可调光照明系统中。可调光照明系统常使用切相式调光开关，切相式调光开关采用三端双向可控硅开关元件装置(triac device)通过在供应至三端双向可控娃开关元件的交流(AC)电压的一定时段期间的导通来调节传递至灯的功率。为将三端双向可控硅开关元件维持在导通状态，需要将最小保持电流供应至三端双向可控硅开关元件。然而，因为LED灯负荷变化很大，所以三端双向可控硅开关元件装置可能不能可靠地工作。此外，最小保持电流在三端双向可控硅开关元件装置间变化很大，这可能进一步使基于LED的可调光照明系统的设计复杂化。当通过三端双向可控硅开关元件装置的电流小于最小保持电流阈值时，三端双向可控硅开关元件装置复位并且过早地关断。因此，LED灯会当它们应该导通时过早地关断，这会导致可察觉的灯光闪烁或LED灯的完全失效。
技术实现思路
本文描述的LED灯系统包括调光开关和泄放电路(bleeder circuit)。泄放电路提供泄放电流(bleeder current)以防止调光开关过早地关断。三端双向可控娃开关元件调光器在触发操作模式期间通常需要约100mA至200mA来导通。当被触发时，三端双向可控硅开关元件调光器进入三端双向可控硅开关元件导通操作模式，其中，三端双向可控硅开关元件调光器持续导通直到通过三端双向可控硅开关元件调光器的电流下降至阈值电流水平(例如，5mA至20mA)以下。在导通操作模式期间，当通过三端双向可控娃开关元件调光器的电流下降至阈值电流水平以下时三端双向可控硅开关元件调光器可能关断，从而导致LED灯的可感知的闪烁。泄放电路可以监测由调光开关输出的AC输入电压。当AC输入电压小于第一阈值时，泄放电路提供泄放电流。当AC输入电压大于第二阈值时，泄放电路将泄放电流调节成低于预定水平。根据一个实施例，一种发光二极管灯包括:发光二极管串，其包括一个或更多个发光二极管；整流电路，被配置成接收交流输入电压并且生成与交流输入电压对应的整流电压，整流电压是指示调光水平的切相式交流输入电压；泄放电路，被耦合至整流电路，并且被配置成响应于交流输入电压低于第一阈值电压而导通以提供第一电流水平的泄放电流，并且响应于交流输入电压超过第二阈值电压而将泄放电流降低至第二电流水平；以及发光二极管驱动电路，被配置成根据基于整流电压的占空比来导通或关断功率级开关，以调节通过发光二极管串的驱动电流。根据另一个实施例，一种为发光二极管串供电的方法包括:接收交流输入电压并且生成与交流输入电压对应的整流电压，整流电压是指示调光水平的切相式电压；确定交流输入电压的水平；响应于交流输入电压低于第一阈值电压而提供第一电流水平的泄放电流，并且响应于交流输入电压超过第二阈值电压而将泄放电流降低至第二电流水平；以及通过根据基于整流电压的占空比导通或关断功率级开关来调节通过发光二极管串的驱动电流。本说明书中描述的特征和优点并未包括全部，并且特别地，鉴于附图和说明书，大量另外的特征和优点对本领域的普通技术人员而言是明显的。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要被选择用于可读性和指导的目的，并且不被选择用于划定或限定专利技术主题。【附图说明】通过结合附图考虑下面的详细描述易于理解本公开内容的教导。图1是示出根据一个实施方式的LED灯系统的电路图。图2是示出根据一个实施方式的LED灯系统的电路图。图3A示出根据一个实施方式的图2的LED灯系统的示例电压波形。图3B示出根据一个实施方式的图2的LED灯系统的示例控制信号波形。图3C示出根据一个实施方式的图2的LED灯系统的示例泄放电路控制信号波形。图4A示出根据另一个实施方式的图2的LED灯系统的示例电压波形。图4B示出根据另一个实施方式的图2的LED灯系统的示例控制信号波形。图4C示出根据另一个实施方式的图2的LED灯系统的示例泄放电流波形。【具体实施方式】附图和下面的描述涉及仅为说明目的的本公开内容的实施方式。应当注意，根据下面的讨论，本文所公开的结构和方法的替选实施方式会容易被认为是在不偏离本公开内容的原则的情况下可以采用的可行替选方案。现在将详细参考本公开内容的几个实施方式，其示例在附图中示出。注意，只要可行，类似或相同的附图标记可以用于附图中，并且可以表示类似或相同的功能。附图描述本公开内容的实施方式仅用于说明的目的。本领域的技术人员会根据下面的描述容易地认识到:在不偏离本文描述的公开内容的实施方式的原则的情况下可以采用本文示出的结构和方法的替选实施方式。图1是示出了包括交流(AC)电源114、调光开关104和LED灯电路102的LED灯系统100的电路图。AC电源114向LED灯电路102提供AC电压122。调光开关104与AC电源114和包括LED串112的LED灯电路102串联耦合。LED串112包括一个或更多个LED。调光开关104通过对AC电源114进行相位调制以将经调节的AC输入电压提供至LED灯电路102来控制由LED串112输出的光量(即，强度)。在一个实施方式中，调光开关104是包括三端双向可控硅开关元件装置(未示出)的切相式调光器。调光开关104中所包括的三端双向可控硅开关元件装置是当其导通(或触发)时能够沿任一方向传导电流的双向装置。美国专利第7，936，132号中描述了包括三端双向可控硅开关元件装置的调光开关的一个示例。当包括三端双向可控硅开关元件装置的调光开关104导通时，调光开关104持续导通直到通过调光开关104和LED串112的电流下降至保持电流阈值以下。调光开关104基于施加至调光开关104的调光输入信号116的值来确定施加至由AC电源114提供的AC电压122的调节量。即，基于调光输入信号116的值来生成由调光开关输出的AC输入电压。在一些实施方案中，调光输入信号116是由旋钮、滑动开关或能够提供具有可变调节设置范围的调节信号的其它合适的电气或机械装置产生的模拟信号。在其它实施方案中，调光输入信号116是数字信号。调光开关104向LED灯电路102输出AC输入电压118。LED灯电路102与所接收的AC输入电压118基本上成比例地调节LED串112的光输出强度，从而呈现出与白炽灯类似的特征。LED灯电路102以以下调节方式控制通过LED串112的电流:响应于调光输入信号116来提供LED灯电路102的光强度水平输出的平稳过渡而没有可感知的闪烁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管灯，包括：发光二极管串，其包括一个或更多个发光二极管；整流电路，被配置成接收交流输入电压并且生成与所述交流输入电压对应的整流电压，所述整流电压是指示调光水平的切相式交流输入电压；泄放电路，被耦合至所述整流电路，并且被配置成响应于所述交流输入电压低于第一阈值电压而导通以提供第一电流水平的泄放电流，并且响应于所述交流输入电压超过第二阈值电压而将所述泄放电流降低至第二电流水平；以及发光二极管驱动电路，被配置成根据基于所述整流电压的占空比来导通或关断功率级开关，以调节通过所述发光二极管串的驱动电流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王晓艳，石楠，克拉里塔·驰廷·克诺尔，冯光，
申请(专利权)人：戴乐格半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US