一种用于控制多个LED通道的发光二极管（LED）控制器包括通道选择电路、检测电路和误差处理器电路。通道选择电路被配置用于在标称调制频率处驱动多个LED通道中的N-1个LED通道并且在探测调制频率处选择性地驱动N个LED通道中的选择的LED通道。检测电路被配置用于接收与来自N个LED通道的亮度信号对应的合成亮度信号。检测电路还被配置用于对合成亮度信号滤波并且生成与在探测调制频率处的选择的LED通道的亮度对应的选择的亮度信号。误差处理器电路被配置用于比较选择的亮度信号与用户定义和/或预设的光度量并且生成用于调整选择的LED通道的亮度的控制信号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及使用调制频率检测技术的LED控制，并且更具体地涉及基于用来驱动独立LED串的唯一调制频率的LED亮度和/或颜色控制。
技术介绍
一般不能通过LED制造变量的精确控制来单独实现LED控制，因为LED的操作环境(温度、电流稳定性、其他光源的渗透等)可能影响LED器件的颜色和强度。已知的反馈控制系统用来控制LED的颜色和强度。一个这样的已知系统涉及到使用被调谐到系统中的每个颜色的多通道光传感器。例如典型的RGB系统包括红色LED串、绿色LED串和蓝色LED串。在被优化用于从所有三个发射器接收光通量的位置与光源邻近放置多通道RGB光传感器。传感器输出指示RGB系统的平均总通量和色点的信号。反馈控制器比较这一信息与预设或者用户定义的值的集合。多通道传感器向系统设计和架构添加复杂性和成本，并且在多数情况下遭受缺乏在光传感器与LED通道之间的1:1对应性，从而使色点计算复杂并且限制它们的准确性。另一已知的反馈控制系统利用宽带传感器感测来自LED通道的光。为了控制每个个别通道，必须关断所有其他通道，使得传感器可以一次“关注”于单个颜色。附图说明应当参照应当与其中相同标号代表相同部分的以下附图结合阅读的以下具体描述: 图1是与本公开内容一致的系统的一个示例性实施例的 图2A是与本公开内容一致的调制的电流信号的信号 图2B是与本公开内容一致的脉宽调制(PWM)亮度信号的信号 图2C是与本公开内容一致的的脉冲面积信号的信号 图3是与本公开内容一致的频率和幅度检测电路的一个示例性实施例的框 图4是与本公开内容一致的误差处理器电路的一个示例性实施例的框 图5是与本公开内容一致的一个示例性方法的流程框 图6是与本公开内容一致的系统的另一示例性实施例的 图7A和7B是与本公开内容一致的、与图6的系统对应的频率和幅度检测电路的示例性实施例的框 图8是与本公开内容一致的、与图6的系统对应的误差处理器电路的另一示例性实施例的框图；并且 图9是与本公开内容一致的另一示例方法的流程框图。具体实施例方式一般而言，本申请提供用于控制LED的亮度以补偿亮度和/或颜色的不受控制的改变的系统(和方法)。即使去往LED的驱动电流的占空比保持固定，温度漂移、LED器件的老化、驱动电流的改变等都仍然可能引起亮度改变。为了补偿一个或多个LED通道中的不受控制的亮度改变，一个示例性系统用唯一调制频率驱动每个LED通道。提供如下反馈控制，该反馈控制可以利用单个光电检测器以感测来自系统中的所有LED通道的合成光、确定在每个唯一调制频率的光强度的幅度并且比较该幅度与预设和/或用户可编程值以生成误差信号。每个误差信号又可以用来控制每个通道中的占空比以补偿任何检测到的亮度改变。在一些实施例中，可以同时和连续控制所有LED通道。 图1是与本公开内容一致的系统100的一个示例性实施例的图。一般而言，系统100包括多个发光二极管(LED)通道102-1、102-2、…、102-N、光电检测器112和LED控制器118。每个相应LED通道可以包括脉宽调制(PWM)电路104-1、104-2、…、104-N、驱动电路 106-1、106-2、...、106-N 和 LED 串 110-1、110-2、-UlO-N0 如下文将更信息描述的那样，相应PWM电路104-1、104-2、…、104-N可以被配置用于生成每个具有唯一调制频率H、f2、…、fN的相应PWM信号并且基于反馈信息设置相应PWM信号的占空比。每个调制频率fl、f2、…、fN可以被选择成大到足以减少或者消除例如数十万到数万Hz (例如但不限于IOOkHz以上)级的可感知闪烁(flicker)。也为了减少或者消除让一个通道的通/断时间与另一通道的通/断时间太接近而引起的可感知“跳动(beat)”效应，可以选择每个调制频率使得它未在其他调制频率的数百赫兹内。驱动器电路106-1、106_2、…、106-N可以被配置用于向每个相应LED串110-1、110-2、…、IIO-N供应电流。驱动器电路可以包括已知的DC/DC转换器电路拓扑、例如升压、降压、降压-升压、SEPIC、回扫(flyback)和/或其他已知的或者以后开发的DC/DC转换器电路。当然，如果例如驱动器电路的前端耦合到AC功率源，则驱动器电路也可以包括AC/DC逆变器电路。每个驱动器电路供应的电流可以例如根据每个相应LED串的电流要求而相同或者不同。通常，驱动器电路106-1、106-2、…、106-N被配置用于生成可以在全强度向LED串供电的最大驱动电流Idrive。在操作中，驱动电路106_1、106_2、…、106-N被配置用于用具有由相应PWM电路104-1、104-2、…、104-N设置的相应占空比的、在相应调制频率H、f2、…、fN调制的相应PWM信号所调制的相应调制的电流108-1、108-2、…、108-N向相应LED串110-1、110-2、…、110-N供电。简要地参照图2A，描绘了第一通道102-1中的调制驱动电流108-1的例子。在频率fl调制这一例子中的调制的电流信号202。假设50%的占空比，在周期f I的前一半的ON时间期间向LED串110-1递送电流Idrive，并且在周期fl的后一半的OFF时间期间未向LED串110-1递送电流。为了控制每个LED串中的总亮度，可以调整每个相应PWM信号的占空比。例如，每个通道中的占空比可以独立地具有从0% (全断)到100% (全通)的范围以控制每个相应串的总亮度(光度)。可以通过与其他串独立地控制每个LED串的亮度来实现如这里描述的颜色和/或亮度控制，并且任何给定的LED串的颜色可以与该LED串的亮度成比例。再次参照图1，每个LED串110-1、110-2、…、110-N可以包括一个或多个个别LED器件。可以按照颜色、例如红色、绿色、蓝色(RGB)拓扑布置每个串，其中串110-1可以包括发射红光的一个或者多个LED，串110-2可以包括发射绿光的一个或多个LED，并且串110-N可以包括发射绿光的一个或多个LED。当然，这仅为例子，并且这里同样设想例如RGW (红色、绿色、白色)、RGBY (红色、绿色、蓝色、黄色)、红外等其他颜色布置而未脱离这一实施例。尽管图1的系统描绘多个LED串110-1、110-2、…、110-N，但是这一实施例可以代之以包括单个LED串。由于到每个相应LED串中的每个LED的功率可以由每个相应调制频率fl、f2、…、fN调制，所以每个LED串发射的亮度信号可以具有与调制它的功率的PWM信号相似的特征。光电检测器电路112可以被配置用于检测来自LED串的叠加的PWM亮度信号并且生成与叠加的PWM亮度信号成比例的LED亮度信号114 (例如电流信号)。为了实现同时控制系统中的所有LED串，光电检测器112可以被配置用于检测所有LED源的组合叠加的PWM亮度信号。在图2B中描绘用于通道102-1的PWM亮度信号的例子。再次假设PWM信号的50%占空比，亮度信号204用频率fl来调制并且可以根据通道102-1中的占空比从幅度Wlight-1到零摆动。在这一例子中，Wlight-1可以与LED串110-1发射的平均通量成本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.01 US 12/874201;2011.03.31 US 13/0776691.一种发光二极管(LED)控制器,包括: 通道选择电路，被配置用于在标称调制频率驱动多个(N个)LED通道中的N-1个LED通道并且在探测调制频率选择性地驱动所述N个LED通道中的选择的一个LED通道； 检测电路，被配置用于接收与来自所述N个LED通道的亮度信号对应的合成亮度信号，所述检测电路还被配置用于对所述合成亮度信号滤波并且生成与在所述探测调制频率的选择的LED通道的亮度对应的选择的亮度信号；以及 误差处理器电路，被配置用于比较所述选择的亮度信号与用户定义和/或预设的光度量并且生成用于调整所述选择的LED通道的亮度的控制信号。2.根据权利要求1所述的LED控制器，其中所述控制信号被配置用于控制所述选择的LED通道的占空比。3.根据权利要求1所述的LED控制器，其中所述控制信号被配置用于控制向所述选择的LED通道提供的驱动电流的幅度。4.根据权利要求1所述的LED控制器，其中针对每个依次选择的LED通道，所述检测电路还被配置用于基于所述选择的亮度信号的幅度与占空比的乘积确定脉冲面积信号。5.根据权利要求1所述的LED控制器，其中所述探测频率大于所述标称调制频率。6.根据权利要求1所述的LED控制器，还包括被配置用于输出所述合成亮度信号的宽带光电检测器电路。7.一种用于控制多个(N个)LED通道的方法，所述方法包括: 在标称调制频率驱动多个(N个)LED通道中的N-1个LED通道； 在探测调制频率选择性地驱动所述N个LED通道中的选择的一个LED通道； 接收与来自所述N个LED通道的亮度信号对应的合成LED亮度信号； 对合成亮度信号滤波并且生成与在所述探测调制频率的选择的LED通道的亮度对应的选择的亮度信号；并且 基于所述选择的亮度信号与用户定义和/或预设的光度量的比较来生成用于调整所述选择的LED通道的亮度的控制信号。8.根据权利要求7所述的方法，还包括基于所述控制信号调整所述选择的LED通道的占空比。9.根据权利要求7所述的方法，还包括基于所述控制信号调整向所述选择的LED通道提供的驱动电流的幅度。10.根据权利要求7所述的方法，还包括针对每个依次选择的LED通道基于所述选择的亮度信号的幅度与占空比的乘积确定脉冲面积信号。11.根据权利要求7所述的方法，还包括使用宽带光电检测器电路来生成所述合成亮度信号。12.根据权利要求7所述的方法，还包括选择用于依次选择在所述探测调制频率驱动所述N个LED通道中的哪个LED通道的扫描间隔。13.一种包括一个或多个存储介质的装置，所述一个或多个存储介质具有个别或者以组合在其上存储的指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时导致以下操作，...
【专利技术属性】
技术研发人员：M李，K邓维尔，PE莫斯科维奇，
申请(专利权)人：奥斯兰姆施尔凡尼亚公司，
类型：
国别省市：
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