LED灯照明控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种LED灯照明控制方法及系统，该系统包括：接收器模块(1)，配置成获得表示LED灯(6)的光分辨率的若干个照度级(N)及与LED灯所需光强度相关联的占空比(D)；控制模块(2)，包括控制单元(7)，其配置成由照度级数(N)及占空比(D)生成具有周期(T)及占空比的周期信号，及由所述周期信号生成用于控制至少一个LED灯(6)的电力供应的照明控制信号(SCi)；及电力供应模块(3)，配置成根据所述照明控制信号(SCi)对至少一个LED灯(6)供电。

LED lamp lighting control method and system

The invention relates to a LED lamp lighting system and control method, the system includes a receiver module (1), configured to obtain said LED lamp (6) a plurality of light illumination level resolution (N) and the LED lamp required light intensity associated with the duty ratio control module ((D); 2), includes a control unit (7), configured by illumination series (N) and duty cycle (D) generation cycles (T) and for periodic signal cycle, and the cycle generates a signal for controlling at least one LED lamp (6) lighting control signal of power supply (SCi); and the power supply module (3), configured according to the lighting control signal (SCi) of at least one LED lamp (6) power supply.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术目的本专利技术属于照明领域，更具体而言，属于LED灯控制系统。本专利技术的目的之一包括提供一种能够延长LED灯使用寿命的LED灯照明控制方法及系统。本专利技术的另一目的包括提供一种能够降低LED灯所达到的最高温度、而不会导致LED灯产生的光闪烁(flicker)或衰弱(falter)的照明控制方法及系统。本专利技术的再一目的包括提供一种允许使用灯的整个光容量(lightcapacity)来选择LED灯的光分辨率及照明强度的照明控制方法及系统。最后，本专利技术的还一目的是提供一种能够自动功率调节、并由此能够驱动任意类型的LED灯(不管其伏安特性和必要输入功率)的照明控制方法及系统。
技术介绍
近年来，随着基于使用发光半导体器件(更多地被称为LEDs(发光二极管))的固态照明(SSL)技术的引入，照明系统正经历着显著的改变。这些新的灯带来了一些优势，比如，较长的持续期间及低能耗或以简单方式产生不同颜色的能力。此外，由于获得更高的电-光转换效率及更多的具有较高光输出的装置越来越频繁，因此，LED灯必将代替当前传统的灯(白炽灯，荧光灯)。另一方面，由于其涉及非常不同于早前过程的光产生过程，因此，有必要引入或开发特定的方法以提供给这些灯与传统灯所提供的那些功能相似的、用户已经习惯的功能。例如这个改变同一灯发出的光的强度的能力(即不使用若干个灯，根据需要将其或多或少个灯打开)的例子。对于SSL灯的情况，这种光强度控制必须作用于LED器件上。LED中的光强程度取决于在其内流通的电流的强度，尽管后者并不是实现所述控制的有效方法。有一种较简单的系统是基于人眼整合的特性，人眼不能区分出捕捉到的画面中非常快速的变化。对于照明的情况，其照明度的快速改变是作为平均强度被捕捉到的，因此，可以通过引入LED灯开(ON)和关(OFF)状态间的快速变化、并引入ON和OFF周期之间比率的变化来改变人类视觉捕捉到光强。因此，如果建立了对人眼而言足够快的变化期间，且LED激励信号的占空比(ON和OFF的时间比率)发生变化，则就可以对此类SSL灯实现照明控制。这种技术也被称为PWM(脉冲宽度调制)。对于用于照明的LED灯的情况，需要高于50Hz的信号频率灯光才不会闪烁。另一方面，关键的灯设计参数之一涉及产生的热量的损耗及电子器件达到的温度，其可导致所述电子器件短暂地或永久地停止工作。为此，引入了促进产生的热量疏散的散热器(heatsinks)及导热元件(conductingelements)。LED内的温度Tja与不同的变量有关：●消耗的电功率PLED＝ILED(t)*VLED(t)，●LED二极管的附件(attachment)与影响温度的环境间的热阻Rθja(因为其限制了热疏散)(通常在325至650℃/W之间)，●室温Ta。确定Tja的表达式如下：当LED关闭时，LED内的温度遵循相同的表达式，当前LED的功率具有相反符号(oppositesign)(没产生热量而是失去热量)由此温度降低的情况除外。此热量变化取决于材料及运行时间。当LED关闭时其达到的温度Tjaoff的表达式如下：Tjaoff＝Tjaf-(Rθja·PLEDoff)+Ta其中，Tjaf为LED打开时其达到的温度，Q(t)为确定LED中热能的值的方程。一般来说，设计耗散系统(dissipationsystem)只考虑那些当LED打开时用于计算最大电功率的方程式及为防止达到毁坏组件或大幅降低其性能的临界温度所必要的耗散(dissipation)。然而，对于PWM编码及本专利技术提出的方案，用于关闭的LED的公式也是有关的，这是因为有些信号周期(periods)中激励(excitation)不发生。在此情况下，LED的短暂性温度变化可由下式表示。其中，PLEDi对应于LED开(ON)或关(OFF)的期间。根据前述内容，现有技术中还没有公开一种通过降低所达到的最高温度能够延长灯的使用寿命、并同时允许选择所述灯发出的光的强度的LED灯照明控制方法或系统。
技术实现思路
因此，本专利技术提出的LED灯照明控制方法及系统针对现有技术中已知的方法及系统做了改进，其圆满地实现了前面提及的、为本领域技术理想选择的目的。本专利技术的第一方面涉及LED灯照明控制方法，其包括：-获得分割LED灯最大光强度的若干个照度级(N)，其中，所述级数表示所述LED灯的光分辨率(lightresolution)，-获得与LED灯所需光强度相关联的占空比(D)，-生成具有所获得的占空比(D)与周期(T)的周期信号，其中，所述周期(T)由若干个ON(E)和OFF(A)间隔形成，所述周期(T)中间隔的总数与所述照度级数(N)一致，-由所述周期信号的占空比(D)及每个周期(T)的ON(E)和OFF(A)间隔总数为所述周期信号的每个周期(T)计算ON(E)间隔数和OFF(A)间隔数，-由生成的周期信号生成照明控制信号(SCi)，对于所述周期信号的每个周期(T)，其包括：g)建立表示要生成的剩余间隔数(IR)的值，初始设定IR＝N，h)确定表示用于生成所述照明控制信号(SCi)的每个周期(T)中的必要重复数(R)的值，i)由剩余间隔数(IR)及重复数(R)获得要生成的若干个间隔(I)，j)更新剩余间隔数(IR)及重复数(R)的值，k)根据所述占空比(D)及所述间隔数(I)生成若干个ON(E)间隔和若干个OFF(A)间隔，l)校验所述重复数(R)是否等于零，否则，返回至步骤c)，-根据生成的照明控制信号(SCi)对至少一个LED灯供电。确定表示重复数(R)的值的步骤优选包括根据建立的占空比(D)确定所述值，以使：-若所述周期信号的占空比(D)大于或等于50％，则重复数(R)等于所获得的OFF(A)间隔数，及-若所述周期信号的占空比(D)小于50％，则重复数(R)等于所获得的ON(E)间隔数。获得若干个间隔(I)的步骤优选包括获取所述数量作为由重复数(R)除剩余间隔数(IR)减一得到的较低整数，如下式所示：更新剩余间隔数(IR)及重复数(R)的值的步骤优选根据下式实现：IR＝IR-I-1；R＝R-1。生成若干个ON(E)间隔和若干个OFF(A)间隔的步骤优选以下述方式实现：-若所述占空比(D)大于或等于50％，则该步骤包括：●生成若干个ON(E)间隔，其等于要生成的间隔数(I)，及●生成OFF(A)间隔；-及，若所述占空比(D)小于50％，则该步骤包括：●生成若干个OFF(A)间隔，其等于要生成的间隔数(I)，及●生成ON(E)间隔。为每个周期(T)计算OFF(A)间隔数与ON(E)间隔数的步骤优选根据下式实现：E＝D*N；A＝N-E。如前所述，所述方法由若干个照度级(N)及占空比(D)生成了用于控制LED灯的电力供应并用此电力供应获得LED灯所达最高温度降低的照明控制信号(SCi)。所述最高温度的降低是所述照明控制信号(SCi)所达之结果，该照明控制信号(SCi)包括形成通常控制LED灯电力供应的信号的周期的ON(E)间隔与OFF(A)间隔的再分布。所述照明控制信号(SCi)包括间隔分布以将连续ON(E)间隔的数量减至最小。因此，所述方法降低了LED灯通电时其所达到的最高温度，并因其只需承受更少的热量而提高了灯所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED灯照明控制方法，其特征在于其包括：-获取分割LED灯最大光强度的若干个照度级(N)，其中，所述级数表示所述LED灯的光分辨率，-获取与LED灯所需光强度相关联的占空比(D)，-生成具有所获得的占空比(D)与周期(T)的周期信号，其中，所述周期(T)由若干个ON(E)和OFF(A)间隔形成，所述周期(T)中间隔的总数与所述照度级数(N)一致，-由所述周期信号的占空比(D)及每个周期(T)的ON(E)和OFF(A)间隔总数为所述周期信号的每个周期(T)计算ON(E)和OFF(A)间隔数，-由生成的周期信号生成照明控制信号(SCi)，对于所述周期信号的每个周期(T)，其包括：a)建立表示要生成的剩余间隔数(IR)的值，初始设定IR＝N，b)确定表示用于生成所述照明控制信号(SCi)的每个周期(T)中的必要重复数(R)的值，c)由剩余间隔数(IR)及重复数(R)获得要生成的若干个间隔(I)，d)更新剩余间隔数(IR)及重复数(R)的值，e)根据所述占空比(D)及间隔数(I)生成若干个ON(E)间隔和若干个OFF(A)间隔，f)校验重复数(R)是否等于零，否则，返回至步骤c)，-根据生成的照明控制信号(SCi)对至少一个LED灯供电。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种LED灯照明控制方法，其特征在于其包括：-获取分割LED灯最大光强度的若干个照度级(N)，其中，所述级数表示所述LED灯的光分辨率，-获取与LED灯所需光强度相关联的占空比(D)，-生成具有所获得的占空比(D)与周期(T)的周期信号，其中，所述周期(T)由若干个ON(E)和OFF(A)间隔形成，所述周期(T)中间隔的总数与所述照度级数(N)一致，-由所述周期信号的占空比(D)及每个周期(T)的ON(E)和OFF(A)间隔总数为所述周期信号的每个周期(T)计算ON(E)和OFF(A)间隔数，-由生成的周期信号生成照明控制信号(SCi)，对于所述周期信号的每个周期(T)，其包括：a)建立表示要生成的剩余间隔数(IR)的值，初始设定IR＝N，b)确定表示用于生成所述照明控制信号(SCi)的每个周期(T)中的必要重复数(R)的值，c)由剩余间隔数(IR)及重复数(R)获得要生成的若干个间隔(I)，d)更新剩余间隔数(IR)及重复数(R)的值，e)根据所述占空比(D)及间隔数(I)生成若干个ON(E)间隔和若干个OFF(A)间隔，f)校验重复数(R)是否等于零，否则，返回至步骤c)，-根据生成的照明控制信号(SCi)对至少一个LED灯供电。2.根据权利要求1的LED灯照明控制方法，其特征在于所述步骤b)包括根据所建立的占空比(D)确定表示重复数(R)的值，以使：-若所述周期信号的占空比(D)大于或等于50％，则重复数(R)等于所获得的OFF(A)间隔数，及-若所述周期信号的占空比(D)小于50％，则重复数(R)等于所获得的ON(E)间隔数。3.根据前述任一权利要求所述的LED照明控制方法，其特征在于所述步骤
\tc)包括获取间隔数(I)作为由重复数(R)除剩余间隔数(IR)减一得到的较低整数，I＝min((IR-1)/R),I∈Z。4.根据前述任一权利要求所述的LED灯照明控制方法，其特征在于所述步骤d)包括根据下式对IR与R的值进行更新：IR＝IR-I-1；R＝R-1。5.根据前述任一权利要求所述的LED灯照明控制方法，其特征在于所述步骤e)包括由所述照明控制信号(SCi)的至少一部分生成若干个ON(E)间隔与若干个OFF(A)间隔，以使：若所述占空比(D)大于或等于50％，则步骤e)包括：③生成若干个ON(E)间隔，其等于要生成的间隔数(I)，及③生成OFF(A)间隔；及，若所述占空比(D)小于50％，则步骤e)包括：③生成若干个OFF(A)间隔，其等于要生成的间隔数(I)，及③生成ON(E)间隔。6.根据前述任一权利要求所述的LED灯照明控制方法，其特征在于所述为每个周期(T)计算OFF(A)与ON(E)间隔数的步骤根据下式执行：E＝D*N；A＝N–E。7.根据前述任一权利要求所述的LED灯照明控制方法，其特征在于在生成所述照明控制信号(SCi)后，针对每个ON(E)间隔，所述方法包括根据一百分率减小所述ON(E)间隔的持续期间，并根据同一百分率增大其振幅。8.根据前述任一权利要求所述的LED灯照明控制方法，其特征在于在生成所述照明控制信号(SCi)后，针对由至少一个ON(E)间隔形成的每组ON间隔，所述方法包括根据一百分率减小所述ON(E)间隔组的持续期间，并根据同一百分率增大所产生的组的振幅。9.根据前述任一权利要求所述的LED灯照明控制方法，其特征在于其包括通过由生成的照明控制信号(SCi)控制的开关单元(5)驱动LED灯(6)，且所述开关单元(5)配置成用能够对所述LED灯(6)供电的电源(4)对LED灯(6)进行开关。10.根据前述任一权利要求所述的LED灯照明控制方法，其特征在于其包括获取与LED灯(6)所需输入功率(Pd)相关联的功率值(P)。11.根据权利要求10所述的LED灯照明控制方法，其特征在于其包括由获得的功率值(P)生成具有周期(Tp)及与LED灯(6)所需输入功率(Pd)成正比的占空比(Dp)的功率控制信号(SCp)。12.根据权利要求11所述的LED灯照明控制方法，其特征在于对于所述功率控制信号(SCp)的每个周期(Tp)，生成所述功率控制信号(SCp)包括以下步骤：g)建立表示要生成的剩余间隔数(IR)的值，初始设定IR＝N，h)确定表示用于生成所述功率控制信号(SCp)的每个周期(Tp)中的必要重复数(R)的值，i)由剩余间隔数(IR)及重复数(R)获得要生成的若干个间隔(I)，j)对剩余间隔数(IR)及重复数(R)的值进行更新，k)根据所述功率控制信号(SCp)的占空比(Dp)及步骤i)中获得的间隔数(I)生成若干个ON(E)间隔及若干个OFF(A)间隔，l)校对重复数(R)是否等于零，否则，返回至步骤i)。13.根据权利要求11或12所述的LED灯照明控制方法，其特征在于其包括由所述功率控制信号(SCp)获得所需输入功率(Pd)。14.根据权利要求9-13任一项所述的LED灯照明控制方法，其特征在于其包括通过所述开关单元(5)用所需输入功率(Pd)开关所述LED灯(6)来对所述LED灯(6)进行驱动。15.LED灯照明控制系统，其特征在于其包括：-接收器模块(1)，配置成：-获得若干个照度级(N)，其中，所述级数表示LED灯的光分辨率，-接...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡里奥·弗朗西斯科·鲁福·托雷斯，
申请(专利权)人：莱特毕有限责任公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES