具有现场可配置CCT和/或光度的固态照明设备制造技术

单个固态照明设备产品(10、10A、10B、10C)可现场配置为多个离散的协调色温CCT和最大光度设置。现场致动控制电路(20)控制电流比控制电路(18)，该电流比控制电路(18)将驱动电流(I

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有现场可配置CCT和/或光度的固态照明设备相关申请本申请要求2018年10月16日提交的美国申请号16/161723的优先权，其公开内容的全部内容通过引用结合于此。
本专利技术总体上涉及固态照明，尤其涉及现场可配置照明设备，其中在制造之后、销售时或销售之前选择发光特性。
技术介绍
固态照明设备在本领域中是已知的，并且正在迅速取代传统的光源，例如白炽灯泡和荧光照明产品。如本文所用，术语“发光器件”(LED)是指固态照明设备件，例如发光二极管或激光二极管。LED相对于传统光源的众多优势包括：LED消耗更少的能量来产生可比的照明；LED不产生白炽灯甚至荧光灯镇流器的规模的热量；LED通常由塑料或环氧树脂外壳和透镜制成，因此更加坚固；LED比传统光源寿命长；LED不含破损时可能释放的有毒气体；并且LED不需要“预热”，可以高频循环。由于这些优势，照明产品，也称为照明设备，在开发出实用的白光LED后很快就商业化了。这些照明设备通常将同质的多个白色LED串联组装成单个串，由提供基本恒定驱动电流的电源驱动。许多这样的电源包括“调光”或发光度控制特征，由此可以以离散的步骤或在一定范围内连续地调节恒定的输出电流，以在不同的照明水平(这里也称为光通量)下驱动LED串。如这里所使用的，术语“恒流电源”指的是在任何特定选择的驱动(发光度)水平下试图向负载输出基本恒定的电流的电源电路。光源——包括单独的LED和由它们构成的照明设备——可能具有各种发光特性，如相关色温(CCT)和光通量。光源的色度或颜色可以表示为颜色空间坐标系中的“色点”，例如色度图上的三色刺激值(X、Y、Z)或颜色坐标(CCx、CCy)。可替代地，因为黑体辐射器根据其温度发出一系列颜色，所以颜色信息也可以表示为CCT，即加热的黑体辐射器与光源颜色匹配的温度(开尔文标度)。白光光源的CCT范围在2700K到6500K左右。下端的光，约2700K，呈淡黄色(简称“暖”白光)，以及上端的光，约6500K，呈蓝青色(简称“冷”白光)。光源的光通量是指其照明的强度，以流明为单位测量，其中一流明是从一坎德拉的均匀光源以一个球面度的单位立体角每秒发出的光量。大多数LED的光通量随着驱动它的电流而变化；然而，LED可以制造成不同的尺寸，因此可以具有不同的光通量能力。早期的LED照明设备通常包括一串均匀的白光LED，它们都输出相同的发光特性，并且都串联驱动。例如，这种照明设备中的所有LED都可以是白光LED。白色LED在结构上是一种蓝色LED，它包括磷光体，这种磷光体吸收一些高能蓝光，并发射低能黄光、绿光和红光。磷光体转换的光与蓝光的未改变部分混合，产生感觉上的白光。单串照明设备有设定的CCT，取决于所使用的特定LED，通常在光谱的冷端。更现代的LED照明设备以固定或可控的比例，混合或掺和来自多个不均匀的LED串的光。例如，一串可以包括蓝移黄色(BSY)LED。与上述白色LED类似，BSYLED发射蓝光，并且磷光体将部分光转移到光谱的黄色范围；蓝色和黄色的组合产生冷白光。另一串可能包括红色或红橙色(RDO)LED，这产生更温暖的CCT光。通过改变提供给每串的电流，可以独立地控制这些串的强度，从而独立地控制由照明设备输出的混合光的CCT。强度比可以是预定的、用户编程的或响应于各种输入或感测到的条件而动态改变的。照明产品的成本通常根据这些选项而定。即固定(预定)的CCT照明设备一般是最便宜的选择；用户控制增加了成本，因为它通常需要多通道驱动器；自动改变其照明的“智能”照明设备是最昂贵的。同样的准则也适用于固定/可控/自动光度。在许多工业、商业和办公环境中，较低成本的选择——预定的CCT和光度——构成了照明市场的主体。然而，不同的应用、环境条件、顾客偏好等导致CCT和/或光度的不同预定值的大量排列。因此，经销商必须保持大量的照明产品库存，其中唯一的区别是预定的CCT值和光度，CCT值和光度都由提供给不均匀的LED串的驱动电流的水平和比率控制。提供本文件的背景部分是为了将本专利技术的实施例置于技术和操作上下文中，以帮助本领域技术人员理解其范围和用途。除非明确指出，否则本文中的任何陈述都不仅仅因为包含在
技术介绍
部分中而被认为是现有技术。
技术实现思路
以下给出了本公开的简化概述，以便为本领域技术人员提供基本理解。该概述不是对本公开的广泛概述，并且不旨在识别本专利技术实施例的关键/重要元素或描绘本专利技术的范围。本概述的唯一目的是以简化的形式呈现在此公开的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。根据本文描述和要求保护的本专利技术的实施例，单个照明产品可现场配置为至少多个离散的CCT和光度设置。现场致动控制电路控制配置电路，该配置电路控制从电源到异质LED串的选定一者的驱动电流，或者以选定比率到多个串的驱动电流，以控制照明设备的CCT。控制电路还可以控制电源，以选择驱动电流的总体水平，这决定了照明设备的光度。在一个实施例中，对现场致动控制电路的输入是从照明设备的产品包装的外部输入，例如通过设置在包装上或可连接到包装的开关，或者无线地输入。本专利技术的实施例允许经销商从制造商订购和储存大量基本相同的照明设备，但仍然向客户提供各种不同的CCT/光度产品。在销售之前，可以从基本相同的照明设备的库存中取出任意数量的照明设备，并定制成期望的CCT/光度组合，而无需打开产品包装。一个实施例涉及可现场配置的固态照明设备。该照明设备包括适于输出总驱动电流的电源，以及第一发光器件(LED)串和第二发光器件(LED)串。每个LED串产生具有不同协调色温(CCT)的光。该照明设备包括电流比控制电路。电流比控制电路适于根据可选择的比率，选择性地控制通过第一LED串和第二LED串中的一者或两者的电流。该照明设备还包括现场致动控制器，现场致动控制器适于控制电源以设置照明设备的最大光度输出，并且还适于控制电流比控制电路以设置照明设备的CCT输出。另一实施例涉及在产品销售之前设置现场可配置固态照明设备的协调色温的方法。该照明设备包括电源和至少第一发光器件(LED)串和第二发光器件(LED)串，每串发光器件产生具有不同CCT的光。该照明设备还包括至少一个平衡电流调节器，该平衡电流调节器被配置为以预定比率划分来自电源的通过第一LED串和第二LED串的驱动电流。开关控制被输入到现场致动控制电路。控制电路适于控制n极m掷功能开关电路，其中n是LED串的数量，每个LED串连接到不同的极，m是n加上平衡电流调节器的数量。开关电路的第一掷被配置为仅引导电流通过第一LED串。开关电路的第二掷被配置为仅引导电流通过第二LED串。开关电路的第三掷被配置为将第一LED串和第二LED串连接到平衡电流调节器。另一实施例涉及在制造后的现场可配置固态照明设备的产品封装之后设置其输出的协调色温(CCT)和最大光度的方法。该照明设备包括可变电源和第一发光器件(LED)串和第二发光器件(LED)串。每个LED串产生具有不同CCT的光。该照明设备还包括电流比控制电路和现场致动控制器，该电流比控制电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种现场可配置固态照明设备(10、10A、10B、10C)，包括：/n电源(12)，适于输出总驱动电流(I

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181016 US 16/161,7231.一种现场可配置固态照明设备(10、10A、10B、10C)，包括：
电源(12)，适于输出总驱动电流(ITOTAL)；
发光器件的第一和第二LED串(14、16)，每个串(14、16)产生具有不同协调色温CCT的光；
电流比控制电路(18)，适于根据可选择的比率选择性地控制通过所述第一和第二LED串(14、16)中的一者或两者的电流；以及
现场致动控制器(20)，适于控制所述电源(12)以设置所述照明设备(10、10A、10B、10C)输出的最大光度，并且还适于控制所述电流比控制电路以设置所述照明设备(10、10A、10B、10C)输出的CCT。


2.根据权利要求1所述的照明设备(10、10A、10B、10C)，其中所述现场致动控制器(20)适于从产品包装的外部接收输入，所述照明设备(10、10A、10B、10C)在制造时被包装在所述产品包装中。


3.根据权利要求1所述的照明设备(10、10A、10B、10C)，其中所述最大光度和所述CCT的组合是预定的，并且所述现场致动控制电路(20)输入包括一个所述组合的选择。


4.根据权利要求1所述的照明设备(10、10A、10B、10C)，其中所述电流比控制电路(18)包括：
第一平衡电流调节器(24、24A、24B)，被配置为以预定比率划分通过所述第一和第二LED串(14、16)的所述总驱动电流(ITOTAL)；以及
n极m掷功能开关电路(22)，其中n是所述LED串(14、16)的数量，并且每个LED串(14、16)连接到不同的极，并且m是n加上平衡电流调节器(24、24A、24B)的数量；
其中
所述开关电路(22)的第一掷被配置为仅引导所述总驱动电流(ITOTAL)通过第一LED串(14)；
所述开关电路(22)的第二掷被配置为仅引导所述总驱动电流(ITOTAL)通过第二LED串(16)；以及
所述开关电路(22)的第三掷被配置为将所述第一和第二LED串(14、16)连接到所述第一平衡电流调节器(24、24A、24B)。


5.根据权利要求3所述的照明设备(10、10A、10B、10C)，还包括第二平衡电流调节器(24、24A、24B)，所述第二平衡电流调节器被配置为以与第一平衡电流调节器(24、24A、24B)不同的预定比率划分通过所述第一和第二LED串(14、16)的所述总驱动电流(ITOTAL)，并且其中开关电路(22)的第四掷被配置为将所述第一和第二LED串(14、16)连接到所述第二平衡电流调节器(24、24A、24B)。


6.根据权利要求4所述的照明设备(10、10A、10B、10C)，其中每个平衡电流调节器(24、24A、24B)的预定电流比由与所述平衡电流调节器连接的电阻器(R1、R2、R3、R4)的值确定。


7.根据权利要求5所述的照明设备(10、10A、10B、10C)，其中所述第一平衡电流调节器(24、24A、24B)的预定电流比基本上是3∶1，并且其中所述第二平衡电流调节器(24、24A、24B)的预定电流比基本上是1∶3。


8.根据权利要求1所述的照明设备(10、10A、10B、10C)，其中，固定装置可配置模块(FCM)(25)包括：
所述电流比控制电路(18)；以及
所述现场致动控制器(20)；并且
其中所述现场致动控制器(20)包括一个或多个微控制器(26)。


9.根据权利要求8所述的照明设备(10、10A、10B、10C)，其中，所述现场致动控制器(20)还包括能操作地连接到所述微控制器(26)的无线接收器(32)。


10.根据权利要求8所述的照明设备(10、10A、10B、10C)，其中所述电流比控制电路(18)包括：
第一和第二晶体管(Q1、Q2)，每个晶体管与相应的第一或第二LED串(14、16)串联连接，其中每个晶体管(Q1、Q2)适于响应于相应的第一模拟参考信号或第二模拟参考信号来限制相应的所述LED串(14、16)中的电流；
其中所述控制电路(18)适于产生第一和第二脉宽调制PWM控制信号(PWM1、PWM2)，其中所述第一和第二LED串(14、16)中的电流比由第一和第二PWM控制信号(PWM1、PWM2)的占空比确定；以及
第一和第二运算放大器(30)，每个运算放大器适于将相应的第一或第二PWM信号(PWM1、PWM2)转换成相应的所述第一模拟参考信号或所述第二模拟参考信号。


11.根据权利要求9所述的照明设备(10、10A、10B、10C)，还包括串联连接在相应的第一和第二晶体管(Q1、Q2)和地之间的第一和第二电流感测电阻器(RS1、RS2)，并且其中每个电流感测电阻器(RS1、RS2)两端的电压降是相应的第一或第二运算放大器(30)的输入。


12.根据权利要求8所述的照明设备(10、10A、10B、10C)，其中所述现场致动控制器(20)还包括：
多路复用器电路(28)，适于响应于控制输入而输出多个输入中选定的一个，所述输出连接到所述电源(12)的第一驱动电流控制输入端(RGND)；以及
多个不同值的电阻器(R1、R2、R3、R4)，每个电阻器连接在所述电源的第二驱动电流控制输入端(RSET)和多路复用器(28)的单独输入端之间；
其中所述控制电路(18)适于产生多路复用器控制输入，所述多路复用器控制输入能操作以使所述多路复用器(28)...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄珍，P·约瑟夫·德塞纳，马克·博姆加尔登，
申请(专利权)人：理想工业照明有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US