本发明专利技术提供了一种用于由一个或多个发光元件的一个或多个组构成的固态照明系统的自适应控制的方法和装置。本发明专利技术包括为每个组提供独立可控的电压的电压控制设备。一种检测并生成代表通过所述一个或多个组的驱动电流的信号的反馈系统。接着，一种计算设备基于该信号自适应地评估在所述一个或多个组的每一个中获得各自的期望的驱动电流的所需电压。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及照明领域，并且特别地涉及固态照明系统的工作条件的自适应控制。
技术介绍
发光二极管(LED)和有机发光二极管(OLED)的研究进展使得 这些设备更亮，更有效，并从而更加适合普通区域和空间照明应用。 与已经占领传统照明市场的白炽灯，焚光灯和高强度放电灯相比，这 些设备将变得越来越具有的竟争力。LED的亮度可以通过改变通过该设备的电流来改变。然而，在相 同电流的情况下，任意两个相同类型和构造的LED发射光量可能明显 地不同，典型地即使例如所有其他相关工作条件是相同的。这些在LED 的运行中不希望的变化可以通过几种方法来减少。例如，LED可以被组 合到具有紧密匹配运行特征的设备组中，或者LED控制电路可以被适 当地校准以基本准确地控制LED发射光量。上述问题的一个解决方案是在线性控制电路系统中控制通过两 个或更多LED的直流电。然而，采用线性控制电路的问题是它可能消 耗相对大量的能量，从而降低了整个系统的能量效率。 有效区域和空间照明系统典型地将需要许多LED，直到单个LED 变得足够亮。带有许多LED的照明设备的控制可能是复杂的。例如， 通过减小直电流驱动的LED中的驱动电流来调光可能导致LED闪烁。 此外，在低电流水平上， 一些LED可以转向OFF,而其他具有更低的正 向电压的LED可以保持ON。这可能导致照明系统产生不希望有的照明 形式。例如，美国专利No.6， 362， 578提供了一种控制方法，其中反馈 电压转换器被用于维持横跨一系列LED串的恒定负载电压，其中偏压 电阻用于电流控制。晶体管连接在LED低压侧，且通过脉宽调制(PWM) 进行切换用于亮度控制。当电流被切换并反复将LED转向ON和OFF时， 这个配置能实现完全调光控制。LED发射的光的时间平均亮度由PWM占空比因子决定。然而，这些类型的配置的问题是由于在偏压电阻中 功率损耗，它们可能是低效的，并且它们可能要求定制电阻以准确控 制电流。更多能量有效的解决方案也可以控制提供给电流控制器的电压。例如，电压升降调节器可以用于产生用于LED阵列高压侧的调控 的共模电压源。然后，低压侧的镇流电阻器可以用于设置LED电流， 并且附加电阻可用于监视LED驱动电流。美国专利No. 4, 001， 667也公开了一种提供恒定电流脉冲的闭 环电路，然而该电路没有实现全占空比控制。美国专利No. 6， 586， 890公开了一种方法，其使用电流反馈通过 PWM切换电源来调节LED功率，从而调节LED亮度。这个方法的问题是 公开的PWM频率信号的范围在大约20Hz到20kHz之间，并因此该电源 易于产生可听噪音。依赖于LED的类型，典型地在低于1(^Hz的范围 中的低切换频率也能导致LED内部显著的热循环并诱发热应力，这能 增加设备故障的危险。美国专利No. 6， 734， 639公开了 一种方法，其用于通过结合了定 制的采样和保持电路的电压转换器来控制LED阵列的开关驱动电路的 超调。控制LED的切换信号也控制电压转换器的启动和禁用，并因此 切换所述负栽(LED)和电源。控制负栽电流切换的信号被这样偏置 基本在线性区域中操作开关从而能够控制峰值电流，其能另外导致开 关内的功率损失并降低整个系统的能量效率。然而，这个配置典型地仅仅工作在大约400Hz的范围内的切换频率，并且该配置典型地不允 许例如在大约20kHz以上的频率处的负载的高频切换。 〖0010]此外，美国专利申请>^布No. 2004/0036418 />开了一种驱动几 串LED的方法，其中转换器用于改变通过LED的电流。实现电流切换 以提供反馈。这个方法与采用标准降压变换器相似，并且该方法能为 控制通过LED的电流提供有效的方法。然而，当多个LED串需要不同 的正向电压时，问题出现了。在这个方案中，高压侧晶体管开关被用 作可变电阻以限制到达各LED串的电流。这些高压侧晶体管开关可以 诱发损失，并且降低电路的所有能量效率。因此，对于用于固态照明设备的自适应控制方法和装置来说， 需要控制提供给一个或多个电子设备的电压。提供这个背景信息以揭示申请人相信的与本专利技术相关的信息。不允许也不应该这样解释，任何前面的信息构成了反对本专利技术的现有 技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于固态照明系统的自适应控制方法 和装置。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于固态照明系统的自 适应控制装置，所述照明系统包括一个或多个由一个或多个发光元件 构成的组，该装置包括操作性地耦合于一个或多个由一个或多个发 光元件构成的组的电压控制设备，该电压控制设备被配置以为每个组 提供独立可控的电压；操作性地耦合于一个或多个由一个或多个发光 元件构成的组的反馈系统，该反馈系统被配置以检测并产生代表通过 所述一个或多个组的驱动电流的信号；和操作性地耦合于所述反馈系 统并被配置以接收所述信号的计算设备，该计算设备操作性地耦合于 所述电压控制设备并被配置以控制该电压控制设备的操作；其中所述 计算设备被配置以基于所迷信号，自适应地评估在所述一个或多个组 的每一个中形成所期望的各个驱动电流的所需电压。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种方法，当其应用于包括由 一个或多个发光元件构成的组的系统时，用于确定在该组中形成期望 的驱动电流的电压，该方法包括的步骤为评估第一电压；将第一电 压提供给系统；确定第一驱动电流；基于第一驱动电流与所期望的驱 动电流的比较自适应地评估新的第一电压。附图说明图1示出了根据本专利技术的一个实施例的用于照明设备的自适应 控制装置的结构。图2A示出了根据本专利技术的一个实施例的定义正向电压自动校准 方法的流程图的第一部分。图2B示出了定义图2A的正向电压自动校准方法的流程图的第 二部分。专利技术详述 定义术语"发光元件"用于定义在例如可见光区域，红外线区域和/ 或紫外线区域的电磁频谱区域或区域组合内发射射线的设备，例如当 通过应用横跨它的电位差或使电流经过它而对其进行激励时。因此， 发光元件可以具有单色的，准单色的，多色的或宽带光谱的发射特性。 发光元件的实例包括半导体、有机的、或聚合物/聚合的发光二极管， 涂覆在发光二极管上的光泵磷光体，光泵纳米晶体发光二极管或为本 领域技术人员容易理解的其他相似设备。这里使用的术语"大约"是指额定值的+/-10%的变化。应该理 解这种变化总是被包括在这里所提供的任意给定值之内，不管它是否 被特别地指出。本专利技术提供了 一种可编程闭环控制装置和校准方法，其用于确 定、设置、并将电压保持在基本最小量值，该量值被要求获得期望的 通过由照明系统的一个或多个发光元件构成的一个或多个组中每一个 的驱动电流。这样，基本最小电压量值可以这样评估它能够获得通 过由一个或多个发光元件构成的每个组的驱动电流，其中这个最小值 可以减少从电源得到的功率的值，并且可以减少照明系统中的功率损耗。所述控制装置和校准方法能周期性地，随机地或根据命令确定 所述基本最小量值电压，其被要求获得期望的通过由照明系统的一个 或多个发光元件构成的每个组的驱动电流的。所述控制装置和校准方 法能用于减轻例如由于照明系统中的发光元件的老化或更换而造成的 发光元件的工作特性的变化。所述控制装置和校准方法能进一步用在 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于固态照明系统的自适应控制装置，该照明系统包括一个或多个由一个或多个发光元件构成的组，该装置包括： ａ）电压控制设备，其操作性地耦合于所述一个或多个由一个或多个发光元件构成的组，该电压控制设备被配置以为每个组提供独立可控的电压；ｂ）反馈系统，其操作性地耦合于所述一个或多个由一个或多个发光元件构成的组，该反馈系统被配置以检测并产生代表通过所述一个或多个组的驱动电流的信号；以及 ｃ）计算设备，其操作性地耦合于所述反馈系统并被配置以接收所述信号，该计算设备操作性地耦合于所述电压控制设备并被配置以控制该电压控制设备的运行； 其中所述计算设备被配置以基于所述信号自适应地评估使得在所述一个或多个组的每一个中产生各自的期望的驱动电流的所需电压。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：I托马，S莫哈马迪，B比杰贾克，P琼格沃思，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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