公开了使用LED灯中的组件来以非常低的成本执行众多期望照明功能的智能照明设备。产生光的LED可被周期性瞬间关闭，例如，达人眼不能感知的持续时间，以便灯能光学地接收命令。光学传送的命令可被发送至灯，例如使用远程控制设备。该照明设备可使用当前被关闭的LED以接收数据并随后相应配置光或测量光。此种光可为针对光电传感器功能的环境光，或来自照明设备中的其他LED以调整颜色混合的光。
【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设备，并且更具体地涉及控制照明设备。
技术介绍
常规照明过去曾使用白炽灯和荧光灯，但近来随着蓝色LED的专利技术，已经开始使用LED光。LED光的初始成本可能是高的，但随时间流逝，功率节省可实质上减少照明的总体成本。功率高效的LED光的高初始成本部分是因创建从功率源至LED的恒定电流必需的特殊电子器件所引起的。然而，具有此特殊电子器件，以非常小的附加成本实现诸如远程控制、调光、光感测、定时以及光的颜色调整之类的特征是可能的。针对常规照明的此类特征由单独的电子单元执行，这些电子单元使灯通电或断电，这增加了成本和复杂性。今天大多数LED灯包含串联和/或并联连接在一起的多个LED，且由开关电源驱动。在AC电网连接的灯中，电源从电网电压85-240V转换为用于LED的电流，而电池供电的灯中的电源从电池电压转换为用于LED的电流。此类电路由诸如针对电网连接的Or^emi和Supertex以及针对电池供电的Maxim之类的公司提供。较低效率的LED灯简单通过串联电阻器将LED连接至电源。尽管较便宜，但电阻器耗散大量功率，且当连接至AC电源时，灯具有较差的功率因素。功率因素较差是因为LED 仅在AC波形的峰值期间导通。灯中的LED可为任何颜色或颜色的任何组合，包括白色。白色LED通常由以某种类型的黄色磷光体覆盖的蓝色LED制成。来自LED的大部分蓝光被磷光体吸收且以对应于绿色、黄色和一些红色的较低频率重新发射。该办法的一些优势包括低成本和更自然的连续光谱。一些不利包括因在磷光体中的损失导致的低效率、来自LED的带点蓝色、以及因磷光体降级导致的可靠性降低。诸如Cree照明和Nichia的公司在市场上销售此类高亮度LED。一个特定的Cree产品的光谱显示450nm左右的尖峰，其是由LED产生的蓝光，以及550至600nm左右的宽峰，其是来自磷光体的黄色。在500nm和700nm，输出功率仅为峰值功率的20%。相反，日光的光谱恰从500nm之下至700nm之上是几乎平坦的。为了克服光谱的红色端处的能量缺乏，Cree照明制造出包括红色LED串以及覆盖磷光体的蓝色LED串的总括两种颜色的LED灯。当将RGB源产生的光谱、Cree白色LED加红色LED解决方案的光谱与来自白炽灯的标准输出比较时，RGB的光谱以及白光加红光的光谱都既不良好匹配白炽灯光谱，也不良好匹配日光光谱，尽管白光加红光产生兼顾许多应用的良好成本/性能。从彩色光谱的角度而言理想的LED灯应包含工作在不同功率电平的许多不同颜色的LED以产生或白炽灯或日光的粗略近似。红色、黄色、绿色和蓝色的组合可能是最小数量的颜色。尽管该办法应具有良好光谱以及更具能量效率和可靠，但每种颜色中的相对功率电平的控制在当今实践中是困难且昂贵的。即使建立颜色随处理变化、温度、老化等进行控制的三色(RGB)LED光也存在挑战。一些技术包括通过三个滤光光电二极管对RGB驱动器电路的反馈。每个光电二极管被调至每个LED的颜色，并被连接至IC上的信号检测和信号处理功能。信号处理器随后相应控制红色、绿色和蓝色驱动电流。此类颜色滤波器光电二极管由Hamamatsu提供，这是相对昂贵的且消耗或许另外专用于产生光而非接收光的电路板空间。国内半导体提供针对IXD显示器背光的RGB LED驱动器。它们的LP5520能校准 LED光输出中的初始变化并随后随温度调整。然而，其并不能补偿老化。因为一些LED的输出功率随时间上升而一些LED的输出功率随时间下降，补偿的唯一有效手段是通过每个灯组件的实际光功率测量。Cree的白色加红色LED灯包括6个白色LED以及30个红色LED的一个并行/串行组合的两个链，总共30个LED。其还包括如美国公开专利申请号2008-0309255中所述的光电检测器和温度传感器以保持颜色。波长选择性光电检测器监视较短发射波长(绿色且更短)并作为响应调整红色LED的亮度。同样，用温度感测元件监视温度，温度感测元件用于调整至红色LED的驱动电流以补偿随温度增加的亮度降级。既不测量红色LED产生的光功率，也不测量波长长于绿色的白色LED产生的光功率。红色LED亮度随寿命的任何变化不被补偿。用于驱动和控制不同颜色的LED并具有良好颜色区别且无用于附加光电检测器和温度传感器的成本和电路板空间的成本高效解决方案将是有益的。传统的调光开关使用仅允许电网AC电压在部分循环期间被施加到白炽灯的双向三极管开关电路。例如，当设置为半功率时，对于正弦电压的第一个90度，传递给灯的电压信号为零，对于第二个90度跳至峰值振幅并跟随正弦降至零，对于下一个90度停留在零， 以及最后跳至负峰值电压并跟随正弦返回至零。该办法是对消费者使电阻性白炽灯变暗的便宜且有效的方式。尽管双向三极管开关调光器减少灯泡中的功率消耗，但它并不能减少公共事业公司必须产生的功率。电力公司产生与电压同相的电流。随着电压增加，电流增加。如果发电厂上的整个负载由用双向三极管开关调暗50%的光构成，则正循环和负循环的第一半期间产生的电流将不会去往灯泡，但它将会去往别处。无论光是全亮或变暗，公共事业必须生成相同量的功率且必须处理电网上的潜在危险瞬态。可通过减少驱动电流或通过使用脉冲宽度调制(PWM)减少电流被施加的时间来减少来自LED的光。电流以快于眼睛能看见的速率开启和关闭，其中占空比与期望的光输出成比例。因为LED产生的光的波长随驱动电流变化，故PWM调光有时是较佳的。当用LED 灯替代白炽灯时，现有的双向三极管开关调光器仍调整去往灯的电源。为了启用PWM调光， LED灯电路系统必须过滤电源、检测电源的占空比以及相应调整PWM占空比，这增加了成本和复杂性。光电传感器通常被用于测量房间中的环境光或室外光照并作为响应调整灯的亮度。室外的灯可分别在黄昏和黎明被开启和关闭，或者室内的灯可被调暗由此来自窗口的光加来自灯的光保持恒定。对于现有技术，此类光电传感器需要被置于远离灯以便来自灯的光不干扰光电传感器。通常，光电传感器是独立的电子设备，其需要被安装。具有内置的不受来自灯的光输出影响并且不要求任何布线变化的光电传感器的灯将是有益的。进一步，能提供该功能性且不需要光电传感器的灯将更为有益。开启和关闭灯的定时器通常插入墙上插座且基于一天中的时间将电力连接至附连的灯或断开。此类设备通常较大。安装的灯插座在没有显著布线变化的情形不能被变为定时器。具有不要求附加成本或任何布线变化的内置定时器功能的替代灯泡将是有益的。新家中或新商业建筑中的电线和照明开关消耗建设成本的显著部分。另外，具有调光器的灯开关比简单的拨动开关昂贵得多，因此更少频率地被使用。可被例如类似TV遥控之类的设备远程控制的灯可能显著减少布线成本并提供附加特征，这将是有益的。发展中世界正跨背跳跃发达世界的技术。例如，太阳能供电的家庭在整个发展中世界(即，肯尼亚、印度等)是广泛分布的。照明传统上由柴火提供且近来由煤油提供，这是十分低效的。太阳能电池板、汽车电池和LED灯的组合提供好的多的解决方案。日间，太阳能电池板为电池充电而在夜间，LED灯消耗电力。再充电系统的有效性决定该系统的有效性。任何太阳能效率改善都是很有意义的。LED是光敏的且能在暴露于光线时产生功率。 利用该能量将本文档来自技高网...
【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：D·J·纳普，
申请(专利权)人：萤火虫绿色科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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