用于LED灯的调光装置制造方法及图纸

用于具有一个或多个LED(2)的LED灯或灯具的调光装置(1)，包括：功率级(10)，其包括：被配置为输出适合于操作LED(2)的功率的输出端口(12、13)；以及控制器(11)，包括被配置为接收调光控制信号(Ds)的输入(CTRL)；其中，所述控制器(11)被配置为基于所述调光控制信号(Ds)来调节所述输出端口(12、13)处的功率，使得如果所述调光控制信号(Ds)指示在第一调光范围内调光，则通过模拟调光来执行对功率的调节，如果所述调光控制信号(Ds)指示在第二调光范围内调光，则通过PWM调光来执行对功率的调节。

Dimming device for LED lights

【技术实现步骤摘要】
用于LED灯的调光装置
本专利技术涉及一种用于具有一个或多个LED的LED灯或灯具的调光装置。调光装置包括功率级，该功率级具有被配置为输出适合于操作LED的功率的输出端口和包括被配置为接收调光控制信号的输入的控制器。
技术介绍
随着LED灯的出现，可以使用高效且长寿命的照明装置。与诸如荧光灯的其他传统照明装置相比，因为例如不需要汞，所以LED灯的材料更安全。此外，与卤素灯或白炽灯泡相比，LED灯具有更长的使用寿命和更高的能效。与其他光源类似，可通过调光来调节LED的亮度。然而，LED灯和传统灯具有不同的电气和调光特性。例如，可以通过简单地降低输入电压使白炽灯泡变暗。由于LED灯几乎总是需要电子器件以便正确地为发光半导体供电，因此必须配置调光器使得电子器件根据需要起作用。有多种方法可以控制LED灯的光强度。被称为模拟或线性调光的第一种传统技术基于提供给LED的电流的减少。由于陡峭的二极管特性，需要非常精确地控制电流，以便获得随时间恒定的亮度。此外，调光范围通常限于约20％至100％。另一方面，调光不会引起LED的任何闪烁。称为PWM调光的第二种传统技术基于对占空比的调节。换句话说，LED交替地接通和断开。频率通常设置得足够高，使得人眼无法察觉到各个脉冲。只要频率高于单个脉冲的感知阈值，眼睛就会整合所有脉冲并形成开启状态和关闭状态的时间平均值。感知到均匀的亮度。在许多应用中推荐PWM频率约为500Hz或更高。但是，增加PWM频率会对动态调光范围和精度产生负面影响。此外，在拍摄视频时可以感觉到闪烁，并且不能总是避免频闪效应，特别是在移动光源的情况下。另一方面，除了上述对高PWM频率的限制之外，基本上可以在0％至100％的整个调光范围内执行精确调光。上述概要表明：两种方法(模拟调光和PWM调光)都有其特定的优点和缺点。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种适用于对LED灯或灯具进行调光的改进的调光装置。该目的通过具有如权利要求1所限定的特征的调光装置解决。优选实施例在从属权利要求、本专利技术的一般描述以及具体实施例的描述和附图中限定。根据本专利技术的调光装置是具有一个或多个LED的LED灯或灯具的一部分或适合于连接到上述LED灯或灯具。调光装置优选地设计用于产生和输出具有适合于驱动LED的功率因数的电流和电压。因此，调光装置可以包括常规LED驱动器的一些或全部电子器件。可替换地，调光装置可以被设计为与LED驱动器配合。根据本专利技术的调光装置具有功率级，该功率级包括输出端口，该输出端口被配置为输出适合于直接操作LED或经由LED驱动器操作LED的功率。调光装置还具有控制器，该控制器包括被配置为接收调光控制信号的输入。控制器被配置为基于调光控制信号来调节输出端口处的功率，例如电流和/或电压和/或脉冲频率，使得如果调光控制信号指示在第一调光范围内调光，则通过模拟调光来实现对功率的调节，如果调光控制信号指示在第二调光范围内调光，则通过PWM调光来实现对功率的调节。调光装置协同地结合了PWM调光和模拟调光的优点。调光装置1实现了在第一调光范围的调光水平下的无闪烁调光和特别精确的电流控制，以及在第二调光范围的调光水平下的良好一致性。这里，“一致性”是指调光装置对于不同LED灯的适用性，而无发光特性上的强烈差异。例如与传统的PWM调光器相比，可以在不显着增加拓扑复杂性的情况下实现调光装置1。因此，调光装置1高效、紧凑且性价比高。优选地，第一调光范围是指包括等于大于调光模式阈值的调光水平的高调光范围，并且所述第二调光范围是指包括比调光模式阈值小的调光水平的低调光范围。这里，术语“调光水平”表示LED灯或LED相对于其最大亮度的亮度。在低调光水平下，光发射很低，并且由于(高频)PWM控制导致的闪烁是可接受的。在更高的调光水平下，根据优选实施例的调光装置切换到模拟调光，从而实现无闪烁调光。因此，实现了PWM和模拟调光的特别有利的组合。优选地，调光模式阈值指示10％至30％之间的调光水平，例如20％。调光模式阈值的不对称选择使得仅在非常低的调光水平下执行PWM调光，使无闪烁区域最大化。由于在低光强度下闪烁变得不易识别，因此该不对称区域提供PWM调光和模拟调光的优化组合。优选地，调光装置还包括信号级，所述信号级被配置为产生调光控制信号，使得在所述第一调光范围内，所述调光控制信号是模拟调光信号，优选地是直流信号，以及在所述第二调光范围内，所述调光控制信号是PWM调光信号。产生和利用模拟调光信号和PWM调光信号可最大限度地减少功率级(特别是控制器)的结构修正。功率级可以基于传统的PWM调光器，没有修正或者只有很小的修正，并且上述技术效果和贡献可以通过添加信号级来模块化地实现。优选地，所述信号级包括具有模拟MCU端口和PWMMCU端口的MCU，其中MCU被配置为使得如果指示MCU在第一调光范围内执行调光，则MCU在模拟MCU端口处输出模拟调光信号作为PWM信号，并且在PWMMCU端口处无输出，以及如果指示MCU在第二调光范围内执行调光，则MCU在所述PWMMCU端口处输出PWM调光信号作为PWM信号，而在所述模拟MCU端口处无输出。术语“模拟MCU端口”表示其信号用于指示和触发模拟调光，而不是指信号的波形。模拟调光信号和PWM调光信号都优选地具有PWM波形。可以通过使用标准组件来实现基于如上定义的MCU的示例性解决方案，从而实现特别可靠且性价比高的解决方案。优选地，信号级还包括二极管、电阻器和电容器，所述二极管、所述电阻器和所述电容器连接并配置成使得如果在所述第一调光范围内执行调光，则在模拟MCU端口输出的PWM信号被滤波并改变为DC电压，从而产生模拟调光信号。这种优选的电路仅需要三个额外组件。因此，调光装置特别有效、紧凑且性价比高。优选地，功率级连接到DC电源。为此，调光装置还可以包括输入端口和整流器电路，所述输入端口被配置为将调光装置连接到AC电源，所述整流器电路连接到所述输入端口并且被配置为将由输入端口提供的AC功率转换为待供应至功率级的DC功率。例如，输入端口可以连接至或可连接至常规网络电源。优选地，控制器由集成电路实现或包括集成电路。例如，控制器可以是组合逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)、能够执行代码的处理器或提供预期功能的另一合适组件。因此，可以使用标准组件来实现调光装置，从而实现特别可靠且性价比高的解决方案。优选地，调光装置由降压转换器实现或包括降压转换器。利用降压拓扑可实现高功率因数。附图说明下面将参考附图解释本专利技术的优选实施例。图1是示意性地示出用于操作调光装置的控制器的模拟调光信号和PWM调光信号的组合的框图。图2是包括控制器的示例性调光装置的部分电路图。图3a至图3d是示出在不同调光水平下的LED电流的波形的视图，该电流由如图2所示配置的调光装置产生。具体实施方式在下文中，将参考附图描述本专利技术的优选实施例。这里，相同、相似或具有相同或相似效果的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于具有一个或多个LED(2)的LED灯或灯具的调光装置(1)，包括：/n功率级(10)，其包括：被配置为输出适合于操作LED(2)的功率的输出端口(12、13)；以及控制器(11)，包括被配置为接收调光控制信号(Ds)的输入(CTRL)；其中，/n所述控制器(11)被配置为基于所述调光控制信号(Ds)来调节所述输出端口(12、13)处的功率，使得如果所述调光控制信号(Ds)指示在第一调光范围内调光，则通过模拟调光来执行对功率的调节，如果所述调光控制信号(Ds)指示在第二调光范围内调光，则通过PWM调光来执行对功率的调节。/n

【技术特征摘要】
1.用于具有一个或多个LED(2)的LED灯或灯具的调光装置(1)，包括：
功率级(10)，其包括：被配置为输出适合于操作LED(2)的功率的输出端口(12、13)；以及控制器(11)，包括被配置为接收调光控制信号(Ds)的输入(CTRL)；其中，
所述控制器(11)被配置为基于所述调光控制信号(Ds)来调节所述输出端口(12、13)处的功率，使得如果所述调光控制信号(Ds)指示在第一调光范围内调光，则通过模拟调光来执行对功率的调节，如果所述调光控制信号(Ds)指示在第二调光范围内调光，则通过PWM调光来执行对功率的调节。


2.根据权利要求1所述的调光装置(1)，其中，所述第一调光范围是指包括等于大于调光模式阈值的调光水平的高调光范围，并且所述第二调光范围是指包括比调光模式阈值小的调光水平的低调光范围。


3.根据权利要求2所述的调光装置(1)，其中，所述调光模式阈值指示10％至30％之间的调光水平，优选地为20％。


4.根据权利要求1所述的调光装置(1)，还包括信号级(20)，所述信号级(20)被配置为产生调光控制信号(Ds)，使得在所述第一调光范围内，所述调光控制信号(Ds)是模拟调光信号(As)，优选地是直流信号，以及在所述第二调光范围内，所述调光控制信号(Ds)是PWM调光信号(Ps)。


5.根据权利要求4所述的调光装置(1)，其中，所述信号级(20)包括具有模拟MCU端口(21a)和PWMMCU端口(21b)的MCU(21)，其中
MC...

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