一种用于提供固态照明(SSL)负载的深度调光的系统，该系统包括滞后下变频器、分流开关、控制器和比较器。该下变频器采用幅度调制(AM)调光控制来控制SSL电流的平均电流值和纹波幅值。分流开关采用脉宽调制(PWM)调光控制来控制SSL电流的大小。控制器基于SSL电流和SSL负载两端的电压产生第一和第二PWM信号用于控制该滞后下变频器操作的高电流电平和低电流电平，并且基于由调光器设置负载的调光水平产生第三PWM信号以控制分流开关。比较器电路将对应于该第一和第二PWM信号的第一和第二模拟信号与SSL电流进行比较，并且响应于该比较驱动该下变频器。该SSL电流是基于AM调光控制和PWM调光控制。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及调光固态照明单元。更具体地，本文所公开的各种专利技术方法和装置涉及选择性地提供多种调光控制方法以获得大的调光分辨率。
技术介绍
数字照明技术，即基于固态或半导体光源(例如发光二极管(LED))的照明，提供了传统荧光灯、HID和白炽灯的可行替代方案。LED的功能优势和益处包括高能量转换和光学效率、耐用性、低操作成本等等。LED技术的最新进展已提供了高效且稳健的全谱光源，该全谱光源支持在许多应用中的多种照明效果。包含这些光源的一些灯具以照明模块为特征，该照明模块包括一个或多个能够产生不同颜色(例如红色、绿色和蓝色)的LED，以及用于独立地控制LED的输出以便产生各种颜色和变色照明效果的处理器。·许多照明应用采用了调光器。传统调光器与白炽(灯泡和卤素)灯工作良好。然而，问题出现在其他类型的电子灯中，该电子灯包括紧凑型荧光灯(CFL)、采用电子变压器和固态照明(SSL)灯或单元(例如LED和0LED)的低压卤素灯或其他负载。传统调光器典型地对市电电压信号的每个波形(正弦波)的一部分斩波，并将波形的剩余部分传到照明灯具。前沿或前向相位调光器对电压信号波形的前沿斩波。后沿或反向相位调光器对电压信号波形的后沿斩波。与无误差地自然响应调光器所产生的斩波波形的白炽灯或其他电阻性照明设备不同，LED和其他SSL单元在很低的调光器设置下仍输出过不期望的高光输出。特别是剧场以及其他娱乐和大空间照明中所采用的LED照明的需求，尤其在最小可达调光水平方面更为精细。用于大空间照明的照明单元必须具有极大的调光范围或分辨率，特别是使得能够进行从发出很少量的光的设置到不发光的平滑启动，以及使得能够有效地衰弱到几乎完全黑暗。传统上，采用细丝灯以实现大的调光范围，该细丝灯通常自然地提供缓慢并且平滑的调光调节。但是，当传统的固态照明(SSL)单元(例如采用基于LED的光源的照明单元)用于剧场或者其他大空间照明时，由于其最低调光水平必须比由传统SSL驱动器所能提供的调光水平低很多，因此不可能实现平滑启动所要求的大调光分辨率。滞后下变频器可用于各种SSL单元中。例如，滞后下变频器可与分流开关组合使用以产生高分辨率的脉宽调制(PWM)可调光电流源。但是，如上所述，低端调光水平的最小值被限制在10%左右。该被限制的调光水平归结为多种因素。例如，通量反馈设计在每个PWM周期的起始处测量光通量，其要求最小脉冲宽度。并且，堆叠的分流开关要求用于电平位移器的正常操作的最小脉冲宽度。另外，控制不适于调节该LED电流的幅值，并且因此当实施幅度调制(AM)调光时，下变频器的频率范围将变得过大。因此，现有技术中存在能够实现很低调光水平的用于照明大空间的SSL系统的需求。
技术实现思路
本公开内容涉及用于在包括SSL单元的启动期间实现SSL单元的高分辨率(或者“深度”)调光以照明大空间(例如，工作室和剧场)的专利技术方法和装置。例如，在启动期间，采用线性调节器来控制流经SSL的电流，并且在该启动期间之后采用开关调节器(例如，包括PWM电路)以控制流经SSL单元的电流，从而在调光期间提供平滑启动以及高分辨率。通常，根据一个方面，一种用于提供固态照明(SSL)负载深度调光的系统，包括滞后下变频器、分流开关以及控制器。滞后下变频器连接在输入电源和SSL负载之间，并且滞后下变频器被配置为采用幅度调制(AM)调光控制来控制流经SSL负载的SSL电流的平均电流值和纹波的幅值。分流开关与SSL负载并联连接，并且分流开关被配置为采用脉宽调制(PWM)调光控制来控制SSL电流的幅值。控制器被配置为基于SSL电流和SSL负载两端的电压产生第一和第二数字控制信号以分别控制该滞后下变频器运行的高电流电平和低 电流电平，并且基于由调光器设置的SSL负载的调光水平产生第三数字控制信号以控制分流开关的操作。至少当调光水平被设置为低于不管是采用单独的AM调光控制或PWM调光控制都不可能实现的低阈值时，该SSL电流基于由滞后下变频器的AM调光控制以及由分流开关的PWM调光控制二者。根据另一方面，一种用于提供发光二极管(LED)串的深度调光的系统，包括连接在输入电源和LED串之间的滞后下变频器，该滞后下变频器包括可操作用于控制流经LED串的LED电流的幅值和纹波的第一开关。该系统进一步包括与LED串并联连接的第二开关以及控制器，该第二开关被配置为控制LED电流的脉宽调制(PWM)，该控制器被配置为产生第一和第二 PWM信号以用于经由滞后下变频器分别控制LED电流的上幅值峰值和下幅值峰值，并且还被配置为基于调光水平产生第三PWM信号经由第二开关同时控制LED电流的PWM占空比。该系统进一步包括比较器电路，该比较器电路被配置为将对应于第一和第二 PWM信号的第一和第二模拟信号与LED电流进行比较,并且响应于该比较来驱动第一开关。根据另一方面，提供一种用于由滞后下变频器和分流开关操作的LED串深度调光的系统，该滞后下变频器连接在LED串和输入电源之间，该分流开关与LED串并联连接。其包括控制器，该控制器被配置为当调光水平被设置为低于已经不能仅通过滞后下变频器和分流开关分别控制LED电流的上幅值峰值和下幅值峰值或者控制LED电流的占空比来实现的阈值时，产生第一和第二脉宽调制(PWM)信号以用于经由滞后下变频器分别控制流经LED串的LED电流的上幅值峰值和下幅值峰值，以及基于调光水平产生第三PWM信号来同时控制分流开关的操作以提供流经LED串的LED电流的占空比。出于公开的目的，这里使用的术语“LED”应当被理解为包括任何电致发光二极管或者其他类型的能够响应于电信号产生辐射的基于载流子注入/结的系统。由此，术语LED包括但不限于各种能够响应于电流而发光的基于半导体的结构、发光聚合物、有机发光二极管(OLED)、电致发光带等等。特别的，术语LED涉及所有类型的发光二极管(包括半导体以及有机发光二极管)，其可被配置为产生红外光谱、紫外光谱以及可见光光谱(通常包括从大约400毫微米至大约700毫微米的辐射波长)的各种部分的一个或多个辐射。LED的一些示例包括但不限于各种类型的红外线LED、紫外线LED、红光LED、蓝光LED、绿光LED、黄光LED、琥珀色光LED、橙光LED以及白光LED (下面将进一步探讨)。还应该理解，LED可被配置和/或控制为对于给定光谱(例如，窄带宽、宽带宽)可产生具有各种带宽(例如，半高全宽(FWHM))的辐射以及各种给定通用颜色分类中的主波长。例如，被配置为产生大致白光的LED (例如，白光LED)的一个实施方式可包括分别发出不同的电致发光光谱的多个管芯，组合的电致发光光谱混合形成大致白光。在另一个实施方式中，白光LED可与荧光材料结合起来，该荧光材料将具有第一光谱的电致发光转换成不同的第二光谱。在该实施方式的一个示例中，具有相对短波长以及窄带宽光谱的电致发光“泵浦”荧光材料，其转而发出具有相对宽一些的光谱的更长波长的辐射。还应当理解，术语LED不限制LED的物理和/或电气封装类型。例如，如上所述，LED可以指具有被配置为分别发出不同辐射谱(例如，其可以或者不可以单独控制)的多个管芯的单个发光器件。另外，LED可与被认为是LED (例如，某些类型的白光LED)整体中的一部本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·W·范德韦恩，H·卡尔曼，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。