可调光LED灯及其操作方法、用于可调光LED灯的灯驱动器技术

技术编号:19127009 阅读:10 留言:0更新日期:2018-10-10 08:21
本发明专利技术提供了可调光LED灯及其操作方法、用于可调光LED灯的灯驱动器。其中,具有可调色温(CCT)的可调光LED灯(1)包含至少一个第一LED(111,112)和至少一个第二LED(121,122)、以及灯驱动器(21,221,222),其中,第一LED(111,112)和第二LED(121,122)在LED灯的工作期间发射色温彼此不同的白光,其中灯驱动器(21,221,222)适于根据亮度占空比提供脉冲亮度电流(70),并且适于将脉冲亮度电流(70)分成用于根据第一CCT占空比驱动第一LED(111,112)的脉冲第一电流(71)和用于根据第二CCT占空比驱动第二LED(121,122)的脉冲第二电流(72)。

【技术实现步骤摘要】
可调光LED灯及其操作方法、用于可调光LED灯的灯驱动器
本专利技术涉及一种色温可调的可调光LED灯、用于操作色温可调的LED灯的方法及用于可调光LED灯的灯驱动器。
技术介绍
允许调节LED灯(LED:发光二极管)所发射的光的相关色温(CCT)的LED灯通常包含两个发射色温彼此不同的光的LED。为了改变发射光的亮度,目前已知的具有可调色温的LED灯利用调光器,例如通过线性控制来调整提供给LED的电流的最大值。为了控制每个单个负载电流,LED灯的灯驱动器通常包含若干晶体管和电阻器。然而,由于这些电子部件,当前已知的灯驱动器不具有足够平滑的亮度调光性能。如果在调光期间亮度持续改变,则给出了平滑的亮度调光性能。此外,由于若干低值电阻器的使用,导致当前已知灯驱动器的功率损耗很高,由此这些灯驱动器的效率很低。
技术实现思路
鉴于已知的现有技术,本专利技术的一个目的是提供一种具有可调色温的可调光LED灯,其具有相对平滑的亮度调光性能以及提高的功率效率。另一个目的是提供一种以提高的功率效率对色温可调的LED灯进行操作的方法。此外,本专利技术的一个目的是提供一种具有相对平滑的亮度调光性能和提高的功率效率的可调光LED灯的灯驱动器。这些目的通过根据本专利技术实施例的可调光LED灯、用于操作LED灯的方法和用于可调光LED灯的驱动器来解决。通过说明书和附图给出本专利技术优选实施例。因此,提供了一种具有可调色温(CCT-相关色温)的可调光LED灯。LED灯包含至少一个第一LED、至少一个第二LED和灯驱动器。第一LED和第二LED在LED灯工作期间发射色温互不相同的白光。灯驱动器适用于根据亮度占空比提供脉冲亮度电流。此外,灯驱动器适用于将脉冲亮度电流分成用于根据第一CCT占空比驱动第一LED的脉冲第一电流和用于根据第二CCT占空比驱动第二LED的脉冲第二电流。优选地,脉冲亮度电流、脉冲第一电流和脉冲第二电流由脉宽调制技术产生。利用脉冲电流来驱动第一LED和第二LED,可以简便且有效地调节整个LED灯的亮度和/或色温。具体地,通过利用脉宽调制技术来调整亮度和/或调节色温,可以以最佳电流值操作第一LED和第二LED,并且因此减少第一LED和第二LED的损耗并增加其寿命。在下文中,“脉冲电流”是在高值(优选地对应于LED灯的电源电流的值)和低值(优选地为零)之间振荡的电流信号。电源电流可以由电流源产生。振荡以开关频率进行。脉冲电流信号可以是矩形信号。然而,依照所使用的脉宽调制控制信号,脉冲电流信号的波形可以根据所需的应用来选择。然后,脉冲电流处于高值状态的时间可以对应于脉冲电流的占空比。此外,在贯穿本公开的内容中,具有“可调色温”具体是指LED灯在工作期间发射的全部白光的相关色温(CCT)可在预定范围内改变。此外,在这里和下文,术语“光源的色温”是术语“在LED灯的工作期间由光源发射的光的(相关)色温”的缩写,其中第一LED、第二LED或LED灯是所述光源。由LED灯发射的全部白光可以是在LED灯的工作期间由至少一个第一LED发射的光和由至少一个第二LED发射的光的混合。LED灯的色温也可以是第一LED和第二LED的各自色温的混合。根据一个优选实施例,在LED灯的工作期间,第一LED发射具有第一色温的白光,并且第二LED发射具有第二色温的白光,第二色温与第一色温相差至少1000K,其中LED灯的全部光的色温可在第一色温和第二色温之间的范围调节。例如,第一LED的色温为2700K,第二LED的色温为6500K,反之亦然。然后,LED灯的色温可以在至少2700K至高达6500K之间的范围调节。根据LED灯的至少一个实施例,第一CCT占空比和第二CCT占空比加起来为100%。也就是说,第一CCT占空比被反转就成为第二CCT占空比,反之亦然。因此,第一CCT占空比可以直接取决于第二CCT占空比,反之亦然。这种依赖关系可以允许LED灯的亮度在LED灯色温调节期间基本上保持恒定。当脉冲第二电流处于低值状态时,脉冲第一电流可以处于高值状态,反之亦然。换句话说,第一LED和第二LED可以以交替方式切换。由于这种交替操作,两个LED可能不同时发光。因此,在特定时间点,全部的光包含由第一LED发射的光或由第二LED发射的光,但不包含两者同时发射的光。根据LED灯的至少一个实施例,脉冲第一电流的开关频率和脉冲第二电流的开关频率可以相同。另外,或作为替代,脉冲第一电流的开关频率和脉冲第二电流的开关频率可以至少比脉冲亮度电流开关频率大十倍。例如,脉冲第一电流的开关频率和/或脉冲第二电流的开关频率可以是至少2kHz和至多7kHz。脉冲亮度电流的开关频率可以是至少200Hz和至多700Hz。优选地,脉冲亮度电流的开关频率、脉冲第一电流的开关频率和脉冲第二电流的开关频率中的每一个可以扩展到能够被人眼分辨的开关频率分辨率。如果电流以快速方式(即以高开关频率)脉动,则人眼不能够分辨这种交替操作,看起来就像两个LED同时接通(即点亮)并且恒常地接通。根据LED灯的至少一个实施例,灯驱动器包含用于提供脉冲亮度电流的亮度脉宽产生电路。优选地,亮度脉宽产生电路的输出端口可以连接到第一LED的输入端口和第二LED的输入端口。亮度脉宽产生电路可以包含或对应于微控制器的脉宽通道。在这种情况下,可以以相对容易的方式产生脉冲亮度电流。或者,亮度脉宽产生电路可以包含锯齿信号发生器和比较器。然后,LED灯的电源电流可以耦合到比较器的第一输入端口,并且由锯齿信号发生器产生的锯齿信号可以耦合到比较器的第二输入端口,从而产生脉冲电流信号。亮度脉宽产生电路可以包含或对应于LED灯的脉冲电流源。脉冲电流源可以连接到LED灯的电流源。根据LED灯的至少一个实施例,灯驱动器包含至少一个CCT脉宽产生电路,用于提供脉冲第一电流和/或脉冲第二电流。优选地,CCT脉宽产生电路包含以脉冲电压源操作的至少一个晶体管。脉冲电压源可以类似于上述亮度脉宽产生电路。也就是说,脉冲电压源可以是微控制器的脉宽通道,或者可以包含比较器和锯齿信号发生器。利用CCT脉宽产生电路中的晶体管可以允许脉冲第一电流和/或脉冲第二电流的快速切换,并且因此允许脉冲第一电流和/或脉冲第二电流的高切换频率。例如,晶体管是MOSFET或者双极结型晶体管(BJT)。尤其是MOSFET晶体管的使用允许降低整个电路的功率损耗。根据LED灯的至少一个实施例,灯驱动器包含具有第一主晶体管的第一CCT脉宽产生电路和具有第二主晶体管的第二CCT脉宽产生电路。第一CCT脉宽产生电路和第二CCT脉宽产生电路可以适用于分别提供脉冲第一电流和脉冲第二电流。第一CCT脉宽产生电路和/或第二CCT脉宽产生电路可以对应于上述至少一个CCT脉宽产生电路。根据LED灯的至少一个实施例,第一主晶体管的发射极端口连接到亮度脉宽产生电路的输出端口,而且第二主晶体管的发射极端口连接到灯驱动器的电流源。将亮度脉宽产生电路的输出端口连接到第一CCT脉宽产生电路的发射极端口可以有利地减少损耗,并且因此提高灯驱动器的效率。此外,第二CCT脉宽产生电路的发射极端口连接到LED灯的电流源,这一连接允许脉冲第一电流和脉冲第二电流之间的快速切换。根据LED灯的至少一个实施例,其中第一主晶体管的集电极端口连接本文档来自技高网...
可调光LED灯及其操作方法、用于可调光LED灯的灯驱动器

【技术保护点】
1.具有可调色温(CCT)的可调光LED灯(1),包含:至少一个第一LED(111,112)和至少一个第二LED(121,122),其中在所述LED灯的工作期间,所述第一LED(111,112)和所述第二LED(121,122)发射色温彼此不同的白光,以及灯驱动器(21,221,222),其中所述灯驱动器(21,221,222)适于根据亮度占空比提供脉冲亮度电流(70),并且适于将所述脉冲亮度电流(70)分成脉冲第一电流(71)和脉冲第二电流(72),所述脉冲第一电流(71)用于根据第一CCT占空比驱动所述第一LED(111,112),所述脉冲第二电流(72)用于根据第二CCT占空比驱动所述第二LED(121,122)。

【技术特征摘要】
1.具有可调色温(CCT)的可调光LED灯(1),包含:至少一个第一LED(111,112)和至少一个第二LED(121,122),其中在所述LED灯的工作期间,所述第一LED(111,112)和所述第二LED(121,122)发射色温彼此不同的白光,以及灯驱动器(21,221,222),其中所述灯驱动器(21,221,222)适于根据亮度占空比提供脉冲亮度电流(70),并且适于将所述脉冲亮度电流(70)分成脉冲第一电流(71)和脉冲第二电流(72),所述脉冲第一电流(71)用于根据第一CCT占空比驱动所述第一LED(111,112),所述脉冲第二电流(72)用于根据第二CCT占空比驱动所述第二LED(121,122)。2.根据权利要求1所述的可调光LED灯(1),其中所述第一LED(111,112)在工作期间发射的光的色温和所述第二LED(121,122)在工作期间发射的光的色温相差至少1000K。3.根据权利要求1或2所述的可调光LED灯(1),其中所述第一CCT占空比和所述第二CCT占空比加起来为100%。4.根据权利要求1或2所述的可调光LED灯(1),其中所述脉冲第一电流(71)的开关频率和所述脉冲第二电流(72)的开关频率相等和/或至少大于所述脉冲亮度电流(70)的开关频率的十倍。5.根据权利要求1或2所述的可调光LED灯(1),其中所述灯驱动器(21,221,222)包含用于提供脉冲亮度电流(70)的亮度脉宽产生电路(21)。6.根据权利要求1或2所述的可调光LED灯(1),其中所述灯驱动器(21,221,222)包含用于提供所述脉冲第一电流(71)和/或所述脉冲第二电流(72)的至少一个CCT脉宽产生电路(221,222),其中所述CCT脉宽产生电路(221,222)包含用脉冲电压源(42,44)操作的至少一个晶体管(311,312,321,322)。7.根据权利要求5或6所述的可调光LED灯(1),其中所述灯驱动器(21,221,222)包含具有第一主晶体管(311)的第一CCT脉宽产生电路(221)和具有第二主晶体管(321)的第二CCT脉宽产生电路(222),其中所述第一主晶体管(311)的发射极端口连接到所述亮度脉宽产生电路(21)的输出端口,并且所述第二主晶体管(321)的发射极端口连接到所述灯驱动器(21,221...

【专利技术属性】
技术研发人员:柯进畅刘洋
申请(专利权)人:朗德万斯公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

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