基于LED的照明器材和用于热量管理的相关方法技术

公开了一种基于发光二极管(LED)的照明器材，包括LED和配置成向LED提供电功率的电压源。基于LED的照明器材还包括：温度传感器，配置成确定在照明器材的选定位置处的温度；以及控制器，连接于温度传感器和电压源之间，并且配置成确定环境温度和基于环境温度确定驱动电流，以及配置成基于驱动电流提供输入电压给LED。还描述了一种用于控制LED的工作寿命的方法、计算机可读介质以及装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体上涉及基于LED的照明器材。更具体而言，本文公开的各种专利技术方法和装置涉及基于LED的照明器材的热量管理。
技术介绍
数字照明技术(即基于诸如发光二极管(LED)之类的半导体光源的照明)提供了对传统荧光灯管、HID和白炽灯的可行备选。LED的功能优势和益处包括高的能量转换和光学效率、耐久性和低工作成本以及许多其他优势和益处。LED技术的最近进展已提供了有效且鲁棒的全光谱照明源，其能够在许多应用中实现多种照明效果。运用这些光源的一些器材的特征在于包括能够产生不同颜色(例如，红色、绿色和蓝色)的一个或多个LED的照明模块以及用于独立地控制LED的输出以便生成多种颜色和颜色改变照明效果的处理器，例如如在美国专利No. 6，016，038和美国专利No. 6，211，626中具体论述的那样，上述专利的公开内容通过引用具体并入本文。众所周知，LED的寿命与结温度有关；结温度越高，则LED的寿命越短。基于LED的结温度的LED寿命要求经常在产品的最大环境温度额定值下具体指定。示意性地，寿命要求在50°C下为5万个工作小时，而应理解LED的结温度越高，则导致寿命越短。经常地，按该标准设计的LED被在特定驱动电流下进行驱动以获得输出功率。为了满足寿命要求，在已知的基于LED的照明器材中的LED的功率输出无论环境温度如何都被设定为同一水平。 例如，针对为了满足寿命规范的最大环境温度和结温度来选择功率输出水平。自然地，在较低的环境温度和结温度下，对于针对最大环境和寿命标准所选择的输出功率而言，LED的驱动电流较低。示意性地，在范围为25°C至30°C的环境温度下，在所选的输出水平下，在LED 的结温度下，寿命相对于要求的寿命增加，但是这是以输出功率的降低为代价实现的。相应地，由于LED寿命的设计标准基于比较高的环境温度(例如，50°C )，因此在通常的环境温度 (例如，25°C至30°C )下工作的已知的基于LED的照明器材并未由针对寿命要求可能的最大电流进行驱动。因此，本领域中存在以下需求，即提供一种在典型环境温度范围内具有更高功率输出、同时符合针对较高环境温度的寿命规范的基于LED的照明器材。
技术实现思路
申请人:已经认识并且理解到，基于在LED光源的结处的温度来提供对驱动电流的更好的控制是有益的，从而满足LED的寿命要求，同时改进LED在大范围的结温度下的光输出性能。此外，申请人已经认识和理解到，可以在针对基于LED的照明器材的控制器中有利地确定LED结温度，而非经由针对LED的专用温度传感器来直接测量。此外，申请人已经认识和理解到，在基于LED的照明器材本身的一个或多个位置处的温度感测可以用于与环境温度相关联，这继而可以用于与结温度相关联。总体而言，在一个方面中，本公开集中于基于LED的照明器材，其运用LED和被配置用于向LED提供电功率的电源。该照明器材包括温度传感器，配置成测量在照明器材的选定位置处的温度；以及控制器，连接于温度传感器和电源之间并且被配置成确定环境温度和基于环境温度确定驱动电流，以及基于驱动电流向电源提供输入信号。根据另一方面，一种用于控制LED的工作寿命的方法包括测量在基于LED的照明器材的位置处的温度；基于所测量的温度计算LED的结温度；以及基于该计算，调节驱动电流从而使得结处的温度保持在阈值水平之下，或者调节驱动电流以获得LED的特定发光输出水平，或者进行这两者。本公开还集中于存储可由控制器执行的、用于控制LED的工作寿命的程序的计算机可读介质。该计算机可读介质包括测量代码区段，用于测量在基于LED的照明器材的位置处的温度；计算代码区段，用于基于所测量的温度计算LED的结温度；以及调节代码区段，用于调节驱动电流从而使得结处的温度保持在阈值水平之下，或者调节驱动电流以获得LED的特定发光输出水平，或者进行这两者。根据又一方面，一种用于控制LED的工作寿命的装置，包括电源，配置成向所述 LED提供电功率；温度传感器，配置成确定在该照明器材的选定位置处的温度；控制器，连接于温度传感器和电源之间，并且配置成将所测量的温度与驱动电流相关联，以及基于驱动电流提供输入信号如此处出于本公开的目的所使用的那样，术语“LED”应该被理解为包括任何电致发光二极管或能够响应于电信号生成辐射的其他类型的载流子注入/基于结的系统。因此，术语LED包括但不限于响应于电流发射光的各种基于半导体的结构、发光聚合物、有机发光二极管(OLED)、电致发光带等等。具体而言，术语LED指代可以配置成生成在红外线光谱、紫外线光谱以及可见光光谱的各个部分(一般包括辐射波长从约400纳米至约700纳米)中的一个或多个中的辐射的所有类型的发光二极管(包括半导体发光二极管和有机发光二极管)。LED的一些示例包括但不限于各种类型的红外线LED、紫外线LED、红色LED、 蓝色LED、绿色LED、黄色LED、琥珀色LED、橙色LED以及白色LED (在下文中进一步论述)。 还应该理解，LED可以被配置和/或控制以生成具有针对给定光谱(例如，窄带宽，宽带宽) 的各种带宽(例如，在最大值一半处的全宽或FWHM)以及在给定一般颜色分类内的各种主要波长的辐射。例如，配置成基本上生成白色光的LED(例如，白色LED)的一个实现方式可以包括分别发射电致发光的不同光谱的多个管芯，该电致发光的不同光谱在组合时混合以形成基本上白色的光。在另一实现方式中，白色光LED可以与磷光材料相关联，该磷光材料将具有第一光谱的电致发光转换成不同的第二光谱的电致发光。在该实现方式的一个示例中，具有相对短波长和窄带宽光谱的电致发光“抽运”磷光材料，这继而辐射具有在某种程度上更宽光谱的更长波长辐射。应该理解，术语LED并不限制物理和/或电学封装类型的LED。例如，如上所述， LED可以指代具有配置成分别发射辐射的不同光谱的(可以单独可控或者不可以单独可控的)多个管芯的单个发光器件。此外，LED可以与被视为是LED(例如，某些类型的白色LED) 的整体所必须的部分的磷光体相关联。总体而言，术语LED可以是指代封装的LED、未封装的LED、表面装配的LED、板上芯片LED、T封装装配的LED、径向封装LED、功率封装LED、包括某些类型包装和/或光学元件(例如，扩散透镜)的LED等。术语“光源”应该被理解为指代许多辐射光源中的任意一种或多种，这些辐射光源包括但不限于基于LED的光源(包括如上限定的一种或多种LED)、白炽光源(例如，白炽灯、卤素灯)、荧光光源、磷光光源、高强度放电光源(例如，钠汽灯、汞汽灯、以及金属卤化物灯)、激光、其他类型的电致发光光源、热发光光源(例如，火焰)、烛光发光光源(例如， 气灯罩、碳弧辐射光源)、光致发光光源(例如，气态放电光源)、使用电子饱和的阴极发光光源、电解发光光源、结晶发光光源、显像管发光光源、热致发光光源、摩擦发光光源、声致发光光源、放射线致发光光源以及发光聚合物。给定光源可以配置成生成在可见光光谱内、可见光光谱外的电磁辐射或者这两者的组合。因而，术语“光”和“辐射”在本文中可以互换使用。附加地，光源可以包括作为构成整体所必需的部件的一个或多个滤光片(例如，彩色滤光片)、透镜或其他光学部件。此夕卜，应该理解，光源可以配置用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：G·卡姆普贝尔，I·希克，
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：