LED光源的生物安全控制制造技术

本发明专利技术包括光源控制方法和相关照明装置，光源具有控制发出光的强度的控制信号。对控制信号在时间上PWM调制，其中，PWM调制包括PWM脉冲和与PWM脉冲相关的PWM周期。在此，PWM脉冲的PWM脉冲瞬时频率是PWM脉冲的瞬时PWM周期的倒数。PWM调制的PWM脉冲的PWM脉冲瞬时频率取决于控制信号的PWM调制的PWM脉冲的PWM占空比：PWM调制的PWM脉冲的PWM脉冲瞬时频率在控制信号的PWM调制的PWM脉冲的第一PWM占空比下是第一PWM脉冲瞬时频率，并在控制信号的PWM调制的PWM脉冲的不同于第一PWM占空比的第二PWM占空比下是不同于第一PWM脉冲瞬时频率的第二PWM脉冲瞬时频率。至少在一操作状态下，第一PWM占空比的数值小于第二PWM占空比的数值，且第一PWM脉冲瞬时频率的数值小于第二PWM脉冲瞬时频率的数值。频率的数值。

【技术实现步骤摘要】
LED光源的生物安全控制


[0001]本专利技术提出了一种将发光二极管(LED)用作光源的LED照明装置，其最小化了IEEE 1789
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2015的风险，并同时实现了良好的强度设定和良好的诊断能力。本专利技术提出了一种可以提高PWM控制光源的PWM频率的方法，其中，可以避免短脉冲时间，以便能够进行诊断并减小边沿对调光(Dimmung)的影响，即，通过外部传输的预定值进行强度设定。

技术介绍

[0002]在此引用的IEEE 1789
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2015报告了使用PWM控制LED驱动器时的健康风险。
[0003]根据目前现有技术，通过PWM控制恒流源来控制LED。该方法的优点在于，由于不调制LED电流，因此由作为光源的LED发出的光的色觉的色彩偏移最小。
[0004]这种调制类型在IEEE 1789
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2015标准中进行了描述，并被称为100％调制。
[0005]根据所使用的LED驱动器和PWM发生器的技术可能性，使用高于100Hz的PWM脉冲瞬时频率。IEEE 1789
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2015标准针对所使用的调制类型建议使用大于2000Hz的PWM脉冲瞬时频率。根据目前现有技术，LED由PWM控制恒流源驱动。在此，恒流源利用通过设计或借助于控制值信号而被设定为预定电流值的电流来驱动光源。在此，光源通常包括一个LED或包含多个串联连接的LED的LED串或多个LED串的并联连接。优选地，恒流源使用PWM周期以脉冲的方式重复地开启和关断。如果恒流源在PWM周期内的PWM脉冲持续时间内开启，则恒流源因此仅在该PWM脉冲持续时间的开启时间将该预设电流馈送到光源中。因此，对于PWM周期的在PWM脉冲持续时间之外的剩余时间，恒流源通常不将电流馈送到光源中。如果恒流源在PWM脉冲持续时间期间将预设电流馈送到光源中，则恒流源在该PWM脉冲持续时间内向光源供电，从而使光源发光。在此，预设的电流量影响人对发出的光的颜色感知(即，色温)。该方法的优点在于，由于不调制LED电流的预定值，因此色彩偏移最小。光源不是开启就是关断。取决于用作光源驱动器的LED驱动器和PWM发生器的技术可能性，使用高于100Hz的PWM脉冲瞬时频率，以避免观看者产生不期望的闪烁效应。因此，光源驱动器在向光源(在此为LED)供电时所使用的控制信号的PWM调制包括PWM脉冲。在本文的意义上，为了更好地说明，恰好向每个PWM脉冲分配一个PWM周期，相反，恰好向每个PWM周期分配一个PWM脉冲，以便能够精确定义PWM脉冲瞬时频率。在本文的意义上，所述恒流源对光源的能量供应的PWM调制具有PWM周期，每个PWM周期都分配有PWM脉冲。在本文的意义上，PWM脉冲的这种PWM周期在时间上从PWM脉冲的上升沿开始，并在PWM调制的紧随其后的PWM脉冲的上升沿结束。在本文的意义上，PWM脉冲的PWM脉冲瞬时频率就是相关PWM脉冲的PWM周期的倒数。此外，在本文的意义上，将PWM脉冲的PWM占空比理解为控制信号的PWM调制的PWM周期中的PWM脉冲持续时间的时间值除以控制信号的PWM调制的该PWM周期的PWM周期持续时间的时间值而获得的比率。
[0006]例如，在申请本文的时间点，在机动车辆的RGB内部照明领域中通常使用300Hz的PWM脉冲瞬时频率。现在正在讨论高于500Hz的PWM脉冲瞬时频率。然而，由于在PWM占空比通常需要16位分辨率的情况下，在相应LED的相应光源驱动器向LED供电时的最小电流源有效时间处于纳秒范围内，因此PWM脉冲瞬时频率的升高受到技术限制。然而，由于寄生电容，无
法通过这种短PWM脉冲持续时间来控制LED。此外，由于不理想的边沿形状，强度设定的误差增大。
[0007]同时，由于更短的有效时间，诊断变得更加困难。这被理解为，在操作期间测量LED或LED串的操作参数，以便例如通过检测LED电流和/或LED电压以及它们的时间特性来检测以下错误：例如已经存在的中断或此类正在发生中的这种中断的指示，或者短路或正在发生中的短路。
[0008]当前的光源驱动器使用基于可配置PWM时钟发生器和/或占空比计时器的PWM发生器。PWM发生器的基础通常是如下计数器，该计数器利用PWM时钟进行操作并以当前PWM周期循环地重新开始。这种重新开始通常通过PWM计数器的复位逻辑在PWM计数器的第一计数时触发。然后，示例性的PWM计数器跳回到重新开始值。例如，当PWM计数器重新开始且/或当PWM计数器处于PWM计数器的重新开始值时，PWM计数器可以开启恒流源以向光源供电。在PWM计数器通常在重新开始值和第一计数值之间之间取值的第二计数值下，PWM计数器通常再次关断恒流源，使得光源在PWM计数器达到第一计数值之前不再发光。通常，PWM计数器在处于PWM计数器的重新开始值和处于PWM计数器的第一计数值之间的第一计数步数除以PWM时钟而得到的值对应于PWM周期。通常，PWM计数器在处于PWM计数器的重新开始值和处于PWM计数器的第二计数值之间的第二计数步数除以PWM时钟对应于PWM脉冲持续时间。然而，除了这种基于PWM计数器的PWM发生器之外，也可以考虑其他PWM发生器，在此也要求保护其他PWM发生器的使用。通常只能通过整数分频器来设定PWM频率。如果要求不能根据用于操作光源驱动器中的PWM发生器的PWM时钟来产生作为整数的PWM脉冲瞬时频率，则光源驱动器在向光源供电时所利用的控制信号的PWM调制的PWM分辨率降低。
[0009]因此，现在出现的问题在于，不能任意快速地开启和关断各个光源。首先，经过光源的电流在开启时表现出典型的指数增加，而在关断时表现出典型的指数下降。因此，与相应光源驱动器为向光源供电而提供的PWM调制的理想控制信号相比，由光源发出的光强度的时间曲线(Verlauf)至少具有低通行为。然后，因为短PWM脉冲由于光源的低通特性和非线性特征曲线而导致光源的光辐射发生变化，且该光源的光强度不再与PWM脉冲持续时间的时间变化成正比，因此光源的这种低通行为和典型的非线性特征特征针对小的光强度导致光强度的非线性失真。
[0010]因此，将PWM脉冲瞬时频率基本上增大到500Hz以上的值会导致在低调光范围内(即，在低光强范围内)的有效电流的显著、从应用软件的角度看是未知的非线性，因为光源驱动器的边沿控制导致在所述范围内的短PWM脉冲处的误差增大。
[0011]在当前实施例中，使用大于2000Hz的PWM频率将意味着PWM分辨率的显著降低，或PWM发生器(例如，PWM计数器)的PWM时钟需要非常高的时钟频率。

技术实现思路

[0012]因此，本专利技术的目的在于创建一种方案，其不具有现有技术的所述缺点并具有其他优点。
[0013]本专利技术涉及一种使用控制信号控制光源的方法，其中，由所述光源发出的光的强度取决于所述控制信号的值和值曲线，并且其中，利用PWM调制在时间上对所述控制信号的所述值曲线进行PWM调制，并且其中，所述控制信号的所述PWM调制包括PWM脉冲，并且其中，
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用控制信号控制光源的方法，其中，由所述光源发出的光的强度取决于所述控制信号的值和值曲线，并且其中，利用PWM调制在时间上对所述控制信号的所述值曲线进行PWM调制，并且其中，所述控制信号的所述PWM调制包括PWM脉冲，并且其中，所述PWM调制包括分别与所述PWM脉冲相关的PWM周期，并且其中，PWM脉冲的PWM周期从该PWM脉冲的上升沿开始，并在所述PWM调制的紧随其后的PWM脉冲的上升沿结束，并且其中，PWM脉冲的PWM脉冲瞬时频率是该PWM脉冲的PWM周期的倒数，并且其中，PWM脉冲的PWM占空比是所述控制信号的所述PWM调制的PWM周期中的PWM脉冲持续时间的时间值除以所述控制信号的所述PWM调制的该PWM周期的PWM周期持续时间的时间值而获得的比率，其特征在于，所述PWM调制的所述PWM脉冲的所述PWM脉冲瞬时频率取决于所述控制信号的所述PWM调制的所述PWM脉冲的所述PWM占空比，并且在所述控制信号的所述PWM调制的所述PWM脉冲的第一PWM占空比下，所述PWM调制的所述PWM脉冲的所述PWM脉冲瞬时频率为第一PWM脉冲瞬时频率，并且在所述控制信号的所述PWM调制的所述PWM脉冲的不同于所述第一PWM占空比的第二PWM占空比下，所述PWM调制的所述PWM脉冲的所述PWM脉冲瞬时频率为不同于所述第一PWM脉冲瞬时频率的第二PWM脉冲瞬时频率，并且至少在一个操作状态下，所述第一PWM占空比的数值小于所述第二PWM占空比的数值，并且因此，在该操作状态下，所述第一PWM脉冲瞬时频率的数值小于所述第二PWM脉冲瞬时频率的数值。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光源包括至少一个LED。3.一种照明装置，所述照明装置包括光源、光源驱动器和控制信号，其中，所述光源驱动器通过所述控制信号至少次要地向所述光源供电，并且其中，所述光源驱动器产生所述控制信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安，
申请(专利权)人：艾尔默斯半导体欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：