用于可调光LED灯的输入电压的抖动的输出电流补偿制造技术

一种LED控制器降低了LED灯的抖动。在一种实施方式中，所述LED控制器包括抖动检测电路，其适于确定输入电压信号中的抖动量。输入电压信号包括多个周期并且表示LED灯的调光量。LED控制器还包括抖动补偿电路，其产生用于控制在LED灯中的经调整的电流的控制信号，使得LED灯的输出光强度与LED灯的调光量基本上对应。控制信号控制针对LED灯的电流传递以对所确定的输入电压信号中的抖动量进行补偿。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于可调光LED灯的输入电压的抖动的输出电流补偿
本公开内容涉及驱动LED(发光二极管)灯，并且更具体地涉及对LED灯中的抖动进行补偿。
技术介绍
LED在广泛的多种电子应用被采用，例如，建筑照明、汽车头灯和尾灯、用于液晶显示装置的背光源、闪光灯等。与常规照明源例如白炽灯和荧光灯相比，LED具有显著优点，包括高效率、良好的方向性、颜色稳定性、高可靠性、长寿命、小尺寸和环境安全。在照明应用中使用LED有望扩大，这是因为LED提供了在功率效率(流明每瓦)和光谱质量方面优于白炽灯(灯泡)的显著优势。此外，与可能由于荧光灯的处置而造成汞污染的荧光照明系统(与荧光灯结合的荧光灯镇流器)相比，LED呈现出较低的环境影响。然而，在对白炽灯泡周围已经建立的电流布线和部件基础结构不进行修改的情况下，常规LED灯不能直接替代白炽灯和可调光荧光系统。这是因为常规白炽灯是电压驱动装置，而LED是电流驱动装置，需要用于控制其各自的光输出的强度的不同技术。许多调光器开关通过控制施加至白炽灯的AC输入功率的相位角来调节灯输入电压的RMS电压值以对白炽灯进行调光。控制相位角是一种用于调节供应至白炽灯泡的RMS电压的有效且简单的方法并且提供了调光能力。然而，因为LED是电流驱动装置，从而LED灯也是电流驱动装置，所以控制输入电压的相位角的常规调光器开关与常规LED灯不兼容。解决这个兼容性问题一个方案使用LED驱动器，所述LED驱动器感测灯输入电压以确定所述调光器开关的工作占空比，并且在调光器开关的工作占空比降低时降低通过LED灯的经调整的正向电流。然而，由于调光器开关的非对称电特性，所以调节后的相位角可能表现出低频率抖动模式。抖动可能导致可由人眼检测到的低频LED灯闪烁。
技术实现思路
本文中描述的实施方式提供了一种用于降低LED灯的抖动的LED控制器。在一种实施方式中，表示LED灯的期望调光量的输入电压信号通过切相调光器开关被输入到LED控制器中。输入信号呈现出抖动模式。即，其中输入电压信号导通的相位在输入电压信号的一些周期或半周期中较长并且在其他周期或半周期中较短。在一种实施方式中，LED控制器包括适于确定包括多个周期的输入电压信号的抖动量的抖动检测电路。在每个周期期间所述输入电压信号的导通相位的持续时间表示用于LED灯的调光量。在一种实施方式中，输入信号的抖动量与在输入电压信号的至少两个周期或半周期之间的输入电压信号的导通相位的持续时间之间的差对应。LED控制器的抖动补偿电路产生用于控制LED灯中的经调整的电流的控制信号，使得LED灯的输出光强度与通过输入信号表示的期望调光量基本上对应。在一种实施方式中，为了对输入信号的抖动进行补偿，所述控制信号在至少两个周期或半周期中的较长者的与输入电压信号的导通相位的持续时间的差对应的部分期间使针对LED灯的电流传递禁用。在说明书中描述的特征和优点并非是完全内含性的，并且特别地，通过考虑附图、说明书和权利要求书，对于本领域的普通技术人员来说许多附加特征和优点将是明显的。此外，应该注意在说明书中使用的语言主要被选择用于可读性和指导性目的，而非被选择用于划定或限定专利技术主题。附图说明本专利技术的实施方式的教导可以通过结合附图考虑以下详细描述而容易理解。图1示出了根据一种实施方式的LED灯电路。图2示出了根据一种实施方式的LED驱动器的电路。图3是示出了根据一种实施方式的LED驱动器中的抖动检测电路的框图。图4示出了根据一种实施方式的示出抖动补偿电路的操作的波形。图5示出了根据一种替代实施方式的LED驱动器的电路。图6示出了呈现根据替代实施方式的抖动补偿电路的操作的波形。具体实施方式附图和下面的描述涉及仅用于说明的优选实施方式。应该注意，根据下面的讨论，本文中所公开的结构和方法的替代实施方式将容易理解为在不违背所要求保护的本专利技术的原理的情况下可以采用的可行的替代实施方式。现在将详细参照本专利技术的若干实施方式，在附图中示出本专利技术的实施方案的示例。应当注意，只要可行，相似或相同的附图标记可以在附图中使用，并且可以指示相似或相同的功能。附图仅用于说明的目的描绘了本专利技术的实施方式。本领域的技术人员根据下面的描述将容易地认识到在不脱离本文中所描述的本专利技术的原理的情况下可以采用在本文中示出的结构和方法的替代实施方式。如下文将要参照附图更详细地进行说明的，根据各种实施方式的LED灯系统和方法(1)检测来自调光电路的输入电压的抖动；(2)产生基于输入电压并且基于所检测到的抖动被进一步调整的调光控制信号；以及(3)基于调光控制信号向LED灯中的LED提供相应的输出驱动电流，以实现LED的期望光强度。通过响应于检测到的抖动来调节调光控制信号，LED灯有益地控制传递至LED的能量并且防止可由人眼检测到的低频闪烁。图1示出了包括与常规调光器开关20一起使用的LED灯100的LED灯系统。根据各种实施方式的LED灯100直接替代常规调光器开关设置中的白炽灯。调光器开关20与AC输入电压源10和LED灯100串联地设置。调光器开关20为接收调光输入信号25的常规调光器开关，其用于设置LED灯100的期望光输出强度。调光器开关20接收AC输入电压信号15并且响应于调光输入信号25来调节灯输入电压30的V-RMS值。换言之，通过调光器开关20控制由LED灯100输出的光强度以常规方式通过调节施加至LED灯100的灯输入电压30的RMS值来实现。LED灯100控制LED灯100的光输出强度以与灯输入电压30成比例变化，呈现出与白炽灯类似的行为，即使LED为电流驱动装置而非电压驱动装置也是如此。调光输入信号25可以手动设置(经由旋钮或滑动开关，这里未示出)或者经由自动化照明控制系统(这里未示出)设置。调光器开关20通过控制AC输入电压信号15的相位角来调节灯输入电压30的V-RMS。具体地，调光器开关20通过去除AC输入信号15的每个半周期的一部分来降低输入电压30的V-RMS。根据配置，调光器开关20可以在每个半周期开始时去除AC输入信号15的一部分(“前缘调光器(leadingedgedimmer)”)或者可以在每个半周期结束时去除AC输入信号15的一部分(“后缘调光器(trailingedgedimmer)”)。通常，调光器开关20通过增加被去除的每个半周期的一部分来增加调光效应(即，降低光强度)，由此减少了调光器导通时间(on-time)。然而，与调光器导通时间对应的相位角会根据AC输入电压信号15的周期而变化。相位角不稳定性会在周期之间随机变化，或者相位角可以基于调光器开关20的电特性而呈现出可预测的抖动模式。例如，调光器开关中的某些电路的不对称性可能导致每个周期的第一半周期的调光器导通相位(dimmeron-phase)大于每个周期的第二半周期的调光器导通电位。作为另一示例，如果调光器开关20电路在每个周期处没有完全重置，则调光器导通相位可能在被重置为较小相位之前在若干周期的时段内单调地增加。如果调光器导通相位改变，则不同的功率水平在半周期中被传递至LED。因而，通过LED输出的光强度在输入电压的半周期之间改变，导致可由人眼检测到的闪烁。如图1所示，LED灯100包括：桥式整流器110、输入滤波器120、LED控制器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于降低LED灯的抖动的LED控制器，所述LED控制器包括：抖动检测电路，适于确定输入电压信号中的抖动量，所述输入电压信号包括多个周期并且通过在每个周期期间的所述输入电压信号的导通相位的持续时间来表示所述LED灯的调光量；以及抖动补偿电路，适于产生用于控制所述LED灯中的经调整的电流的控制信号，使得所述LED灯的输出光强度与所述LED灯的调光量基本上对应，所述控制信号控制针对所述LED灯的电流传递以对所确定的所述输入电压信号中的抖动量进行补偿。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.27 US 61/770,2801.一种用于降低LED灯的抖动的LED控制器，所述LED控制器包括：抖动检测电路，适于确定输入电压信号中的抖动量，所述输入电压信号包括多个周期并且通过在每个周期期间的所述输入电压信号的导通相位的持续时间来表示所述LED灯的调光量，其中所述抖动量与在所述输入电压信号的至少两个周期或半周期之间的、所述输入电压信号的导通相位的持续时间之间的差对应；以及抖动补偿电路，适于产生用于控制所述LED灯中的经调整的电流的控制信号，使得所述LED灯的输出光强度与所述LED灯的调光量基本上对应，所述控制信号在所述至少两个周期或半周期中的较短者的整个持续时间期间启用针对所述LED的电流传递，在所述至少两个周期或半周期中的较长者的、与所述输入电压信号的导通相位的持续时间的差对应的部分期间禁用针对所述LED灯的电流传递以对所确定的所述输入电压信号中的抖动量进行补偿，以及在所述至少两个周期或半周期中的较长者的剩余部分中启用针对所述LED灯的电流传递，其中所述至少两个周期或半周期中的较长者的剩余部分在持续时间上等于所述至少两个周期或半周期中的较短者的整个持续时间。2.根据权利要求1所述的LED控制器，其中，所述输入电压信号通过相位角切换来表示所述LED灯的调光量。3.根据权利要求1所述的LED控制器，还包括：相位检测电路，适于从切相调光器开关接收所述输入电压信号并且检测所述输入电压信号的周期或半周期的导通相位的、与所述LED灯的调光量对应的持续时间。4.根据权利要求3所述的LED控制器，其中，所述切相调光器开关是前缘调光器开关，以及其中，所述抖动补偿电路产生所述控制信号以在所述至少两个周期或半周期中的较长者的、与所述输入电压信号的导通相位的持续时间的差对应的前缘处，禁用针对所述LED灯的电流传递。5.根据权利要求3所述的LED控制器，其中，所述切相调光器开关是后缘调光器开关，以及其中，所述抖动补偿电路产生所述控制信号以在所述至少两个周期或半周期中的较长者的、与所述输入电压信号的导通相位的持续时间的差对应的后缘处，禁用针对所述LED灯的电流传递。6.根据权利要求1所述的LED控制器，其中，所述抖动量与所述输入电压信号的至少两个连续半周期之间的所述输入电压信号的导通相位的持续时间之间的差对应。7.根据权利要求1所述的LED控制器，其中，所述抖动量与在所述输入电压信号的多个周期中求平均的、所述输入电压信号的至少两个连续半周期之间的所述输入电压信号的导通相位的持续时间之间的差对应。8.根据权利要求1所述的LED控制器，还包括：切换功率转换器，适于将经调整的电流传递至所述LED灯，所述切换功率转换器的功率开关基于所述控制信号被接通或断开以向所述LED灯提供经调整的电流；其中，所述抖动补偿电路适于在所述至少两个周期或半周期中的较长者的、与所述输入电压信号的导通相位的持续时间的差对应的部分期间，通过断开所述功率开关来禁用针对所述LED灯的电流传递，以及在所述至少两个周期或半周期中的较短者的整个持续时间期间以及在所述至少两个周期或半周期中的较长者的所述剩余部分期间，通过接通所述功率开关来启用针对所述LED灯的电流传递。9.根据权利要求8所述的LED控制器，还包括：输出电流调整电路，适于产生用于控制通过所述功率开关的峰值电流值的调整信号，所述调整信号具有与所述输入电压信号的导通相位对应的相位；其中，所述抖动补偿电路适于接收所述调整信号并且基于所述调整信号来生成所述控制信号以在所述至少两个周期或半周期中的较长者的、与所述输入电压信号的导通相位的持续时间的差对应的部分期间通过断开所述功率开关来禁用针对所述LED灯的电流传递，以及在所述至少两个周期或半周期中的较短者的整个持续时间期间以及在所述至少两个周期或半周期中的较长者的所述剩余部分期间，通过接通所述功率开关来启用针对所述LED灯的电流传递。10.一种用于降低LED灯的抖动的LED控制器，所述LED控制器包括：抖动检测电路，适于确定输入电压信号中的抖动量，所述输入电压信号包括多个周期并且通过在每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓艳，严亮，石楠，
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