LED控制器和控制LED灯的调光的方法技术

一种用于LED灯的TRIAC调光器控制器，其基于TRIAC调光器操作模式动态地调节供应给TRIAC调光器的附加电流量。TRIAC调光器电流控制器连续地感测TRIAC调光器电流负载，并基于所检测的电流确定TRIAC调光器操作模式。TRIAC调光器控制器将所检测的电流和称为TRIAC保持电流的阈值电流值进行比较，并基于所检测的电流和阈值电流值之间的差异调节泄放电流量。通过连续地感测TRIAC调光器电流负载，LED控制器使用单个反向电流路径调节供应给TRIAC调光器的泄放电流量，以满足多个TRIAC调光器操作模式的TRIAC调光器电流需求。

【技术实现步骤摘要】
LED控制器和控制LED灯的调光的方法相关申请的交叉引用本申请要求在35U.S.C.§119(e)下于2012年12月10日提交的共同未决的美国临时申请号61/735,484作为优先权，其整体内容通过引用结合于此。
本专利技术涉及驱动LED(发光二极管)灯，并且更具体地涉及自适应地对LED灯进行调光。
技术介绍
当前各种电子应用采用LED灯。这些应用包括建筑照明、车辆头灯和尾灯、液晶显示器设备的背光、闪光灯和电子广告牌。与诸如白炽灯和荧光灯之类的常规光源相比，LED灯具有明显的优势。这些优势包括高效率、良好的方向性、色彩稳定性、高可靠性、长寿命、小尺寸和环境安全性。实际上，这些优势已经推动LED灯应用于传统使用白炽灯的应用中。然而，在一些应用中，相比于其他照明方法，LED灯还没有被适配为合适的替代物。例如，在对光源亮度进行调节的应用中，诸如可调光照明系统，如果用来驱动白炽灯的方法被应用于LED灯，可能导致LED灯在处于ON阶段时提前关闭，从而引起可察觉的闪烁。用来降低闪烁的技术包括向TRIAC调光器添加多个反向电流路径，以便向调光器提供附加的电流，从而减少闪烁并满足TRIAC(三端双向可控硅开关元件)调光器接通电流的需求。但是这些技术增加了功率损耗，而且无法适应系统运行状况的改变。
技术实现思路
TRIAC调光器可以用于调节LED灯的亮度。为了接通(即触发)，TRIAC调光器使用大约100-200mA的电流，在触发操作模式期间保持TRIAC调光器导通。一旦被触发，TRIAC调光器进入另一种操作模式，称为TRIAC导通操作模式，其中TRIAC调光器持续导通，直至由TRIAC调光器导通的电流下降至阈值电流水平以下(例如5-20mA)。在TRIAC导通操作模式期间，如果导通电流下降至阈值电流水平以下，TRIAC调光器将关闭，导致LED灯的可察觉闪烁。为了在触发操作模式期间提供TRIAC调光器的电流需求并且在TRIAC调光器被触发后保持TRIAC调光器导通，所公开的LED控制器采用单个反向电流路径，以便基于LED灯系统的操作条件自适应地将电流提供给TRIAC调光器。所公开的实施例基于TRIAC调光器操作模式，动态地调节提供给TRIAC调光器的附加电流量(即泄放电流)。TRIAC调光器电流控制器连续地感测TRIAC调光器电流负载，基于检测到的电流确定TRIAC调光器的操作模式，比较检测到的电流和被称为TRIAC保持电流的阈值电流值，并基于检测到的电流和阈值电流值之间的差异调节泄放电流量。通过连续地感测TRIAC调光器电流负载，LED控制器根据TRIAC调光器操作模式调节通过反向路径提供给TRIAC调光器的泄放电流量。在触发操作模式期间，TRIAC调光器电流负载大于TRIAC保持电流，并且控制器输出控制信号以关闭泄放电流。在触发操作模式之后，所述控制器调节泄放电流，以提供用于保持TRIAC调光器导通的阈值电流水平。当LED灯的电流足以保持TRIAC调光器导通时，所公开的LED控制器不使用反向电流路径以提供附加电流给TRIAC调光器。另一方面，当LED灯的电流低于阈值电流水平时，LED控制器增加泄放电流量，以保持TRIAC导通。相应地，在TRIAC导通操作模式期间，所公开的LED控制器通过检测TRIAC调光器保持导通时的阈值电流，并且基于所感测的TRIAC调光器电流自适应地调节反向电流路径中的电流，确保所述TRIAC调光器不多次触发。所公开的实施例包括一种用于LED灯的控制器，所述LED灯自适应地根据感测的TRIAC调光器电流负载，调节通过包括在调光器控制器中的反向电流路径施加到诸如TRIAC调光器的LED灯调光器的电流水平。一旦TRIAC调光器被触发，所述控制器调节通过附加电流支路的称为“泄放电流”的电流水平，以保持阈值水平，被称作保持电流。LED控制器通过感测TRIAC调光器电流负载来设定保持电流水平，以检测TRIAC调光器何时停止导通电流或传导的电流不足以在整个导通周期内保持接通(即多次触发)。所述检测到的电流水平状况被存储为TRIAC调光器保持电流水平。所存储的保持电流水平可以通过在特定间隔处感测TRIAC调光器的电流负载从而被连续地调节，以适配系统运行状况的变化。为了自适应地调节施加到TRIAC调光器的电流水平，以在TRIAC导通操作模式期间维持保持电流水平，LED控制器对所感测的TRIAC调光器电流负载与所存储的保持电流阈值进行比较。如果所感测的TRIAC调光器电流负载大于所存储的保持电流阈值，LED控制器将施加到TRIAC调光器的附加电流水平减小至零，所述附加电流通过包括在调光器控制器中的反向电流路径。换句话说，当LED灯的电流大于足以保持TRIAC调光器导通的保持电流时，LED控制器关断通过反向电流路径施加到TRIAC调光器的附加电流。另一方面，如果所检测的TRIAC调光器电流负载小于所存储的保持电流阈值，LED控制器通过反向电流路径将附加电流提供到TRIAC调光器，使其水平等于所存储的保持电流阈值。另外，由于所公开的LED控制器连续地感测TRIAC调光器电流，LED控制器能够感测TRIAC调光器的电流需求增加，这种需求发生在TRIAC调光器被触发之后，并且使用单个反向电流路径提供所增加的电流需求。当TRIAC调光器的操作转变到维持调光器保持电流的电流需求降低时，所公开的LED控制器减小通过反向电流路径供应给TRIAC调光器的电流水平，从完全ON至OFF，以当TRIAC调光器为完全ON时的电流水平的1％分步进行。这样的技术是有益的，因为包括在LED控制器中的单个反向电流路径用于供应重和轻的TRIAC调光器电流需求，同时基于TRIAC调光器所感测的电流需求，自适应地调节反向电流路径中的电流水平。通过自适应地调节反向电流路径中的电流水平，LED控制器防止TRIAC调光器电流负载水平降至低于所存储的保持电流阈值。进而，LED控制器减少了在整个调光范围中LED的可察觉闪烁，并使LED亮度在TRIAC调光器开关从启动状况调节到有效状况时快速并平稳地响应。说明书中所描述的特征和优点并不是穷举的，并且特别地，许多附加特征和优点在考虑附图和说明书的情况下对本领域技术人员来说是明显的。此外，应当注意的是，已经主要出于可读性和指导性的目的对说明书中所使用的语言进行了原则性地选择，这些语言并非被选择用来对专利技术主题进行界定或者限制。附图说明通过结合附图考虑以下详细描述，可以容易地理解本专利技术的教导。图1为根据一个实施例图示一种LED灯系统的电路图。图2为根据一个实施例图示图1的LED灯系统的LED控制器的电路图。图3为根据一个实施例图示图1的LED灯系统的输入电流传感器的电路图。图4为根据一个实施例图示图1的LED灯系统的泄放电流控制器的电路图。图5A图示根据一个实施例的由图2的LED灯系统的电压源产生的示例电压波形。图5B图示根据一个实施例的代表由图2的LED灯系统的调光开关产生的电流的示例波形。图5C图示根据一个实施例的代表由图2的LED灯系统的调光开关产生的电压的示例波形。图5D图示根据一个实施例的代表由图2的LED灯系统的LED灯发射的可见光的测量的示例波形。图6为根据一个实施例的流程图，图示通过图2的LED灯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管LED控制器，包括：电流传感器，其耦合至调光器，所述电流传感器被配置为检测调光器电流；电流控制器，其耦合至所述电流传感器的输出，所述电流控制器包括调光器控制单元，所述调光器控制单元被配置为：通过将所检测的调光器电流和阈值调光器电流值进行比较来确定调光器操作模式，其中第一调光器操作模式对应于在所述调光器被触发之后的所述调光器的操作开始处的条件，并且第二调光器操作模式对应于所检测的调光器电流被保持在阈值调光器电流的预定公差范围内的条件，以及基于所述阈值电流值与所检测的调光器电流之间的差异以及所确定的调光器操作模式，在所述第一调光器操作模式期间和在所述第二调光器操作模式期间生成控制信号以用于调节所述调光器电流；以及开关，其耦合至所述电流控制器，所述开关被配置为接收由所述调光器控制单元生成的所述控制信号并基于所述控制信号调节通过附加电流路径供应给所述调光器的附加调光器电流量，基于所述阈值调光器电流值和所检测的调光器输入电流之间的所述差异调节供应给所述调光器的附加电流量。

【技术特征摘要】
2012.12.10 US 61/735,484;2013.12.08 US 14/099,9861.一种发光二极管LED控制器，包括：电流传感器，其耦合至调光器，所述电流传感器被配置为检测调光器电流；电流控制器，其耦合至所述电流传感器的输出，所述电流控制器包括调光器控制单元，所述调光器控制单元被配置为：通过将所检测的调光器电流和阈值调光器电流值进行比较来确定调光器操作模式，其中第一调光器操作模式对应于在所述调光器被触发之后的所述调光器的操作开始处的条件，并且第二调光器操作模式对应于所检测的调光器电流被保持在阈值调光器电流的预定公差范围内的条件，以及基于所述阈值电流值与所检测的调光器电流之间的差异以及所确定的调光器操作模式，在所述第一调光器操作模式期间和在所述第二调光器操作模式期间生成控制信号以用于调节所述调光器电流；以及开关，其耦合至所述电流控制器，所述开关被配置为接收由所述调光器控制单元生成的所述控制信号并基于所述控制信号调节通过附加电流路径供应给所述调光器的附加调光器电流量，基于所述阈值调光器电流值和所检测的调光器输入电流之间的所述差异调节供应给所述调光器的附加电流量。2.根据权利要求1所述的LED控制器，其中所述电流控制器基于所确定的调光器操作模式调节所述控制信号的占空比，以调节通过所述附加电流路径供应给所述调光器的附加调光器输入电流量。3.根据权利要求2所述的LED控制器，其中在所述第一调光器操作模式期间，所述电流控制器基于所检测的调光器电流和所述阈值调光器电流之间的差异在100％和40％的范围之间调节所述控制信号的占空比。4.根据权利要求2所述的LED控制器，其中在所述第二调光器操作模式期间，所述电流控制器基于所检测的调光器电流和所述阈值调光器电流之间的差异在40％和0％的范围之间调节所述控制信号的占空比。5.根据权利要求1所述的LED控制器，其中所述阈值调光器电流值为基于当所述调光器在被触发之后停止导通时的调光器电流值。6.根据权利要求1所述的LED控制器，其中所述阈值调光器电流值为基于可编程电路元件的值，所述可编程元件的值由所述LED控制器可访问。7.根据权利要求6所述的LED控制器，其中所述可编程电路元件包括电阻性电路元件。8.根据权利要求1所述的LED控制器，其中所述附加电流等于所述阈值调光器电流值和所检测的调光器输入电流之间的差异。9.一种控制LED灯的调光的方法，所述方法包括：由电流传感器检测调光器电流；将所检测的调光器电流和阈值调光器电流值进行比较；由调光器控制单元基于所述比较来确定调光器操作模式，其中所确定的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓艳，张程龙，冯光，C·普恩，汪传阳，陈江，严亮，D·T·王，
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