用于LED的调暗变暖控制器制造技术

提供了一种用于发光二极管（LED）照明系统的控制电路，该控制电路用于实现调暗变暖效果。该控制电路包括LED控制器、被耦合到一组暖色相关色温（“CCT”）LED的钳位电路、被耦合到一组冷色LED的开关、以及被耦合到所述钳位器和所述开关的反馈电路。LED控制器被配置为：基于输入电流控制钳位电路对通过所述一组暖色LED的电流进行钳位，并且控制所述开关响应于输入电流大于第一阈值水平而接通所述一组冷色LED并且响应于输入电流低于第一阈值水平而切断所述一组冷色LED。反馈电路被配置为将电流从所述一组暖色LED转移到所述一组冷色LED。

Dark Warming Controller for LED

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于LED的调暗变暖控制器相关专利申请的交叉引用本申请要求2016年4月27日提交的美国临时申请第62/328,523号和2016年6月6日提交的欧洲临时申请第16173125.2号的权益，其内容在此通过引用被并入本文，如同完全阐述。
本专利技术涉及使用发光二极管（LED）的一般照明，并且特别涉及一种随着LED光被调光器调暗而使LED光逐渐变得更暖（具有较低的CCT）的技术。
技术介绍
白炽灯泡具有在美学上令人愉悦的照明特性。例如，随着用户通过控制调光器减小通过灯泡的平均电流而将光调暗，白炽灯泡逐渐变得更红（更暖）。尽管在LED技术中正在取得许多进步，但是帮助实现典型地由白炽灯泡提供的光的质量的进一步的进步是合乎期望的。
技术实现思路
提供了一种用于发光二极管（LED）照明系统的控制电路，该控制电路用于在最小明亮度-最大调光水平和最大明亮度-最小调光水平之间实现调暗变暖（dim-to-warm）效果。该控制电路包括LED控制器、耦合到一组暖色相关色温（“CCT”）LED的钳位电路、耦合到一组冷色CCTLED的开关、以及耦合到所述钳位器和所述开关的反馈电路。LED控制器被配置为：感测可调整输入电流的量值，基于输入电流控制钳位电路将通过该组暖色CCTLED的电流钳位到钳位电流水平，并且控制所述开关响应于输入电流大于第一阈值水平而接通该组冷色CCTLED、并且响应于输入电流低于第一阈值水平而切断该组冷色CCTLED。响应于输入电流超过第二阈值水平，反馈电路被配置为将电流从该组暖色CCTLED转移到该组冷色LED。附图说明图1图示了一串暖色LED和一串冷色LED，两者都发射白光，并且进一步图示了调暗变暖电路，该调暗变暖电路随着输入电压从最小电流变化到最大电流而控制到每个串的电流。图2是在输入电流的整个范围内被供应给暖色LED（Iw）和冷色LED（Ic）的相对电流的示例。图3图示了图2的调暗变暖电路中的各种功能单元。图4是调暗变暖电路以及暖色LED和冷色LED的电路图。图5是示出随着光从最大值被调暗至最小值的灯的仿真的整体CCT以及示出卤素灯泡的理想CCT的曲线图。图6A-6B图示了本专利技术的实施例，其中到四个调暗变暖电路内的输入电流由接收模拟调光信号的抽头线性驱动器提供，并且其中使用和设计四个调暗变暖电路以便每个调暗变暖电路在相同的调光水平下都产生相同的CCT。图7是可以被用在图6的系统中的合适的现有技术抽头线性调节器的功能图（来自数据表单）。相同或相似的元件用相同的数字标记。具体实施方式在一个实施例中，在灯中使用两个串联的LED串。第一串包含相同的冷色LED，诸如具有导致4000K的CCT的调节磷光体的基于GaN的LED。第二串包含相同的暖色LED，诸如使用与冷色LED相同的基于GaN的LED管芯但是使用导致2200K的CCT的调节磷光体。在其它实施例中，串的数目和CCT可以是不同的。两种CCT都被认为是白光。诸如整流市电电压的电源被应用于两个串的一端，并且两个串的另一端连接到调暗变暖电路的不同端子。可调整的模拟（非PWM）电流被供应给调暗变暖电路的输入端，其中输入电流水平可以通过用户控制合适的调光器而被调整。在最小输入电流和第一输入电流水平之间，冷色LED串被开关断开，并且全部输入电流都流经暖色LED串。因此，调光仅控制暖色LED的明亮度，一直到第一输入电流水平。灯的CCT输出是恒定的暖色温，一直到第一输入电流水平。当输入电流被调整为在第一输入电流水平之上但在第二输入电流水平之下时，开关被闭合并且输入电流的一部分流经冷色LED串，而经过暖色LED串的电流被钳位到恒定电流。因此，在输入电流的此范围内，调光仅控制冷色LED的明亮度而暖色LED的明亮度保持恒定。灯的CCT输出是两个CCT的变化混合，其中CCT随着输入电流接近第二输入电流水平而增加。当输入电流被调整为在第二输入电流水平之上到最大电流时，冷色LED保持被增加的输入电流控制，而到暖色LED的电流被逐渐地减小至最大输入电流下的零。因此，随着输入电流水平接近其最大值，灯的CCT输出接近冷色LED的CCT。使用此技术，获得了从4000K-2200K的CCT的整个范围，并且由于两组LED都输出白光，所以存在来自产生变化的CCT的不同LED的光的更自然的组合。由于操作是线性的（没有PWM或高频切换），所以不生成EMI且不需要滤波器。由于操作是线性的，所以非常小的线性调节器（包括抽头线性调节器）可以被用来产生输入电流。在一个实施例中，抽头线性驱动器被用作调暗变暖电路的驱动器。抽头线性调节器从对AC市电电压进行整流的全波二极管桥接收电压，并且当DC电压以AC频率的两倍变化时将电流连续地供应给两个LED串的不同段。这导致非常紧凑且高效的控制系统。图1图示了一个实施例。电源10可以是经整流的市电电压、电池、调节器、或者任何其它源。白光冷色LED12的串联串使其阳极端耦合到电源10，并且白光暖色LED14的串联串也使其阳极端耦合到电源10。取决于灯的所期望的最大光输出，可以存在多个每种类型的LED的串，并且每种类型的LED的串可以并联，使得每种类型的LED的串被相同地控制。冷色LED可以是常规的、商业可用的、基于GaN的LED管芯，其发射蓝光，具有沉积在管芯上方的合适的磷光体（诸如YAG磷光体）。可以使用其它磷光体。这样的冷色LED12将典型地具有在3000-6000K的范围内的CCT。在该示例中，CCT是4000K。暖色LED14可以是常规的、商业可用的、基于GaN的LED管芯，其发射蓝光，具有沉积在管芯上方的合适的磷光体（诸如YAG磷光体加上发射琥珀色或红色光的更暖色的磷光体）。可以使用其它磷光体。这样的暖色LED14将典型地具有在1900-2700K的范围内的CCT。在该示例中，CCT是2200K。由于暖色LED管芯和冷色LED管芯可以是相同类型的管芯，所以它们具有相同的正向电压降。在一个实施例中，相同数目的LED在各串中的每一串中，所以各串具有相同的正向电压降。冷色LED12和暖色LED14的相对明亮度（光通量）由调暗变暖电路16确定。调暗变暖电路16可以是为暖色LED14（Iw）和冷色LED12（Ic）输出独立的驱动电流的3端子电路。到调暗变暖电路16内的输入是来自设定灯的整体调光的外部电流源18的可调整的模拟电流（输入电流Iin）。低输入电流Iin导致具有相对低CCT的灯的低整体明亮度，并且高输入电流Iin导致具有相对高CCT的灯的高整体明亮度。图2图示了贯穿输入电流Iin的整个范围的通过暖色LED14的电流Iw（直接对应于暖色LED14的明亮度）和通过冷色LED12的电流Ic1或Ic2（直接对应于冷色LED12的明亮度）。电流Ic1表示在冷色LED12在最小输入电流Iin(min)和中间输入电流Iin1之间是完全关闭的情况下的电流，并且电流Ic2表示在冷色LED12在Iin(min)和Iin1之间是稍微开启的情况下的电流，所以CCT变化贯穿整个Iin范围是连续的。调暗变暖电路16可以被设计为实现Ic1或Ic2电流曲线。最小输入电流Iin(min)对应于最大调光水平（最不明亮的且最暖色的），并且最大输入电流Iin(max)对应于最小调光水平（最明亮的且最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于发光二极管（LED）照明系统的控制电路，所述控制电路用于在最小明亮度‑最大调光水平和最大明亮度‑最小调光水平之间实现调暗变暖效果，所述控制电路包括：LED控制器；钳位电路，被耦合到一组暖色相关色温（“CCT”）LED；开关，被耦合到一组冷色CCT LED；以及反馈电路，被耦合到所述钳位器和所述开关，其中所述LED控制器被配置为：感测可调整输入电流的量值；基于所述输入电流控制所述钳位电路将通过所述一组暖色CCT LED的电流钳位到钳位电流水平；并且控制所述开关响应于所述输入电流大于第一阈值水平而接通所述一组冷色CCT LED并且响应于所述输入电流低于所述第一阈值水平而切断所述一组冷色CCT LED，其中，响应于所述输入电流超过第二阈值水平，所述反馈电路被配置为将电流从所述一组暖色CCT LED转移到所述一组冷色LED。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.06 EP 16173125.2;2016.04.27 US 62/3285231.一种用于发光二极管（LED）照明系统的控制电路，所述控制电路用于在最小明亮度-最大调光水平和最大明亮度-最小调光水平之间实现调暗变暖效果，所述控制电路包括：LED控制器；钳位电路，被耦合到一组暖色相关色温（“CCT”）LED；开关，被耦合到一组冷色CCTLED；以及反馈电路，被耦合到所述钳位器和所述开关，其中所述LED控制器被配置为：感测可调整输入电流的量值；基于所述输入电流控制所述钳位电路将通过所述一组暖色CCTLED的电流钳位到钳位电流水平；并且控制所述开关响应于所述输入电流大于第一阈值水平而接通所述一组冷色CCTLED并且响应于所述输入电流低于所述第一阈值水平而切断所述一组冷色CCTLED，其中，响应于所述输入电流超过第二阈值水平，所述反馈电路被配置为将电流从所述一组暖色CCTLED转移到所述一组冷色LED。2.如权利要求1所述的控制电路，其中所述钳位电路包括：第一晶体管、第一齐纳二极管、第一电阻器以及第二电阻器，其中所述第一齐纳二极管被配置为，经由所述第一电阻器和所述第二电阻器控制所述第一晶体管的栅极电压，以将通过所述一组暖色CCTLED的电流钳位在所述钳位电流水平。3.如权利要求2所述的控制电路，其中所述开关包括：第二晶体管，被耦合到所述一组冷色CCTLED。4.如权利要求3所述的控制电路，其中所述LED控制器包括：所述第一齐纳二极管、第二齐纳二极管、第三电阻器、第四电阻器、第五电阻器以及第六电阻器，其中所述第三电阻器、所述第四电阻器以及所述第二齐纳二极管被配置为，响应于所述第一齐纳二极管变为导通而使所述第二晶体管变为导通。5.如权利要求4所述的控制电路，其中所述反馈电路包括：肖特基二极管和第七电阻器，所述肖特基二极管和第七电阻器被配置为，响应于所述第二晶体管的源极电压高于所述第一晶体管的源极电压，使电流从所述第二晶体管通过所述第七电阻器转移到所述第一电阻器，以减小所述第一晶体管的所述栅极电压，由此减小通过所述一组暖色CCTLED的电流。6.如权利要求5所述的控制电路，其中：所述第一电阻器被耦合到所述第一齐纳二极管的控制端子并且被耦合到所述第一晶体管和所述第二电阻器两者，并且所述第一齐纳二极管的阳极被耦合到接地端子，并且所述齐纳二极管的阴极被耦合到所述第一晶体管的栅极。7.如权利要求6所述的控制电路，其中：所述第二齐纳二极管被耦合到所述第二晶体管的栅极并且被耦合到所述接地端子，并且所述第二齐纳二极管的控制端子被耦合到所述第三电阻器和所述第四电阻器；所述第三电阻器被耦合到所述第一晶体管的所述栅极；所述第四电阻器被耦合到所述接地端子并且被耦合到所述第三电阻器；所述第五电阻器被耦合到高电压并且被耦合到所述第二晶体管的所述栅极；并且所述第六电阻器被耦合到所述第二晶体管的源极并且被耦合到所述接地端子。8.如权利要求7所述的控制电路，其中：所述肖特基二极管被耦合到所述第二晶体管的所述源极并且被耦合到所述第七电阻器；并且所述第七电阻器被耦合到所述第一晶体管的所述源极。9.如权利要求1所述的控制电路，其中：所述暖色CCTLED具有大约4000K的色温，并且所述冷色CCTLED具有大约2200K的色温。10.一种用于控制LED照明系统的方法，所述方法包括：感测可调整输入电流的量值，所述可调整输入电流用于控制一组暖色相关色温（“CCT”）LED和一组冷色CCTLED；基于所述输入电流控制钳位电路将通过所述一组暖色CCTLED的电流钳位到钳位电流水平；控制开关响应于所述输入电流大于第一阈值水平而接通所述一组冷色CCTLED并且响应于所述输入电流低于所述第一阈值水平而切断所述一组冷色CCTLED；并且响应...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y邱，J登布里詹，
申请(专利权)人：亮锐有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US