提供固态照明系统的深度调光的方法和装置制造方法及图纸

技术编号:7570901 阅读:123 留言:0更新日期:2012-07-15 04:16
公开了用于通过包括相位检测器、处理单元和开关的功率转换器特别在最小光级最优地延伸固态光源的光输出范围的设备和相关方法。相位检测器被配置成接收电压信号并且检测电压信号的波形的上升沿。处理单元被配置成响应于每个检测到的上升沿启动预定关停时段。开关被配置成提供在关停时段期间去激活功率转换器的控制信号,从而防止功率转换器在关停时段期间向固态光单元提供功率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及用于固态照明灯具的调光器的控制。更具体而言,这里公开的各种专利技术方法和装置涉及特别在最小光级延伸固态照明系统的光输出范围。
技术介绍
数字或者固态照明技术(即,基于半导体光源(比如发光二极管(LED)和有机发光二极管(OLED))的照明)赋予传统荧光、高强度放电(HID)和白炽灯的可行替代物。LED 的功能优点和益处包括高能量转换和光学效率、耐用性、更低操作成本以及其他优点和益处。LED技术的近来发展已经提供在诸多应用中实现多种照明效果的高效和稳健全谱照明源。例如如在通过引用而结合于此的第6,016,038,6, 211,626和7,014,336号美国专利中具体讨论的那样,体现这些源的一些灯具以照明模块为特征,该照明模块包括能够产生白光和/或不同颜色的光(例如,红、绿和蓝色)的一个或者多个LED以及用于独立控制LED 的输出以便生成多种颜色和变色照明效果的控制器或者处理器。诸多照明应用利用调光器。尽管常规调光器与白炽灯一起良好工作,但是当这些调光器与其他类型的电子灯(包括紧凑荧光灯(CFL)、使用电子变压器的低电压卤素灯和固态照明(SSL)灯(比如LED和OLED)) —起使用时经常出现问题。具体而言,可以使用与在输入具有功率因子校正(PFC)电路的负载一起充分工作的特殊调光器(比如电动低电压 (ELV)型调光器或者电阻-电容(RC)调光器)对使用电子变压器的低电压卤素灯进行调光。调光器典型具有电子开关。当闭合(接通)开关时,向输出施加电压,而当打开 (关断)开关时,不向输出施加电压。可以在常规调光器中使用不同类型的电子开关。例如,可以使用要求最小电流保持接通的三端双向可控硅开关。这是所谓的保持电流。低瓦特灯(比如LED灯)经常无法在低调光级汲取该最小电流,从而使三端双向可控硅开关不正确地切换使得引起闪烁。其他调光器使用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或者绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为电子开关。这些开关无最小电流要求,因此LED灯典型与这些基于非三端双向可控硅开关的调光器一起更好地工作。常规调光器典型地对市电电压信号的每个波形的一部分斩波而向照明灯具传递波形的其余部分。前沿或前向相位调光器对电压信号波形的前沿斩波。后沿或者反向相位调光器对电压信号波形的后沿斩波。电子负载(比如LED驱动器)典型地与后沿调光器一起更好地工作。常规调光器具有固定最小、相对高RMS输出电压,这些RMS输出电压限制可以实现的最小光级。此外,调光器可以影响最大光输出,其中使用调光器的最大光输出低于无调光器的最大光输出。例如,使用典型常规调光器,LED电流根据调光器和灯仅能在无调光器的总电流的约百分之二十与约百分之九十之间变化。对于一些常规灯,最小光级可以高达百分之三十。需要范围为百分之五或者更低的最小光级以及更接近百分之百的最大光级。
技术实现思路
本公开内容一般地涉及用于特别在最小光级最优地延伸固态光源的光输出范围 (称为“深度调光”)的专利技术方法和设备。一般而言,在一个方面中,提供一种用于通过功率转换器实现固态照明单元的深度调光的设备。该设备包括相位检测器、处理单元和开关。相位检测器被配置成接收电压信号并且检测电压信号的波形的上升沿。处理单元被配置成响应于每个检测到的上升沿启动预定关停时段。开关被配置成提供在关停时段期间去激活功率转换器的控制信号,从而防止功率转换器在关停时段期间向固态光单元提供功率。在另一方面中,提供一种由定时和控制电路实施的方法,用于通过功率转换器实现固态照明单元的深度调光。该方法包括接收整流电压信号;检测整流电压信号的波形的上升沿;以及响应于检测到每个检测到的上升沿去激活功率转换器持续预定关停时段, 以防止功率转换器在关停时段期间向固态光灯具提供功率。在另一方面中,提供一种用于存储可由计算机处理器执行的程序的计算机可读介质,用于通过功率转换器实现固态照明单元的深度调光。该计算机可读介质包括检测代码段,用于检测接收的整流电压信号的波形的上升沿;以及去激活代码段,用于响应于每个检测到的上升沿去激活功率转换器持续预定关停时段,从而防止功率转换器在关停时段期间向固态光单元提供功率。如这里出于本公开内容的目的而使用的那样,术语“LED”应当理解为包括能够响应于电信号生成辐射的任何电致发光二极管或者其他类型的基于载流子注入/结的系统。 因此,术语LED包括但不限于响应于电流发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。特别地,术语LED指代可以配置成在红外光谱、紫外光谱和可见光谱的各种部分(一般包括从近似400纳米到近似700纳米的辐射波长)中的一个或者多个光谱中生成辐射的所有类型的发光二极管(包括半导体和有机发光二极管)。 LED的一些例子包括但不限于各种类型的红外LED、紫外LED、红色LED、蓝色LED、绿色LED、 黄色LED、琥珀色LED、橙色LED和白色LED (下文进一步讨论)。也应当理解LED可以被配置和/或控制成生成针对给定光谱具有各种带宽(例如,半高全宽或者FWHM)(例如,窄带宽、宽带宽)和在给定的通用颜色分类内多种主导波长的辐射。例如,配置成生成实质上白光的LED的一种实施方式(例如,LED白色照明灯具) 可以包括分别发射不同电致发光光谱的多个管芯,这些光谱组合混合形成实质上白光。在另一实施方式中,LED白光灯具可以与将具有第一光谱的电致发光转换成不同第二光谱的磷光体材料关联。在这一实施方式的一个例子中,具有相对短波长和窄带宽光谱的电致发光“泵浦(pump) ”磷光体材料,该材料进而辐射具有有些更宽光谱的更长波长辐射。也应当理解术语LED并未限制LED的物理和/或电气封装类型。例如,如上文讨论的那样,LED可以指代具有多个管芯的单个发光器件,这些管芯被配置成分别发射不同辐射光谱(例如,可以个别可控或者可以不这样)。LED也可以与视为LED(例如,一些类型的白光LED)的整体部分的磷光体相关联。一般而言,术语LED可以指代封装LED、非封装LED、 表面装配LED、板上芯片LED、T封装装配LED、径向封装LED、功率封装LED、包括某类包装和 /或光学元件(例如,扩散透镜)的LED等。术语“光源”应当理解为指代多种辐射源中的任何一个或者多个,多种辐射源包括5但不限于基于LED的源(包括如上文定义的一个或者多个LED)、白炽源(例如,白炽灯、 卤素灯)、荧光源、磷光源、高强度放电源(例如,钠蒸汽、汞蒸气和金属卤素灯)、激光器、其他类型的电致发光源、火致发光源(例如,火焰)、烛致发光源(例如,气灯罩、碳电弧辐射源)、光致发光源(例如,气态放电源)、使用电子饱和的阴极发光源、电流发光源、晶体发光源、动致发光源、热致发光源、摩擦发光源、声致发光源、放射发光源和发光聚合物。给定光源可以被配置成在可见光谱内或者在可见光谱外或者二者的组合生成电磁辐射。因此,这里可互换使用术语“光”和“辐射”。此外,光源可以包括一个或者多个滤波器(例如,滤色器)、透镜或者其他光学部件作为整体部件。还应当理解光源可以被配置用于包括但不限于指示、显示和/或照明的各种应用。“照明源”是特别配置成生成辐射的光源,该辐射具有用于有效照射内部或者外部空间的充分本文档来自技高网
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【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:J·H·A·M·雅科布斯M·达塔
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:

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