集成LED调光器控制器制造技术

公开了一种驱动并且读取被动调光器并且控制用于LED的电源电路的集成LED控制器。集成LED控制器检测被动调光器的控制位置中的改变并且使电源电路相应地让LED变亮或变暗。这些功能一般由多个分立的部件来执行。然而，集成LED控制器被实现为单个集成电路，从而减小了LED调光系统的尺寸和成本。集成LED控制器还可以包括统一的定时控制器，该定时控制器以降低控制器的噪声敏感度的方式来协调控制器内多个功能的定时。

Integrated LED dimmer controller

An integrated LED controller that drives and reads a passive dimmer and controls a power circuit for an LED is disclosed. The integrated LED controller detects changes in the control position of the passive dimmer and causes the power circuit to make the LED light or dim accordingly. These functions are typically performed by multiple discrete components. However, the integrated LED controller is implemented as a single integrated circuit, thus reducing the size and cost of the LED dimming system. The integrated LED controller may also include a unified timing controller that coordinates the timing of multiple functions in the controller to reduce the noise sensitivity of the controller.

【技术实现步骤摘要】
集成LED调光器控制器相关申请的交叉引用本申请要求2012年7月17日递交的美国临时申请61/672，680的权益，其通过引用的方式整体并入于此。
本专利技术涉及驱动LED (发光二极管)灯，并且更为具体而言涉及用于基于无源调光器件对LED灯进行调光的控制器。
技术介绍
LED灯在多种照明应用中被采用。与诸如白炽灯和荧光灯之类的常规光源相比，LED具有显著优点，包括高效、良好的方向性、颜色稳定性、高可靠性、长寿命、小尺寸，以及环境安全。在LED灯代替白炽灯而结合无源调光器使用时，需要若干不同的部件以执行诸如驱动调光器、读取输出，以及转化调光器曲线之类的任务。这些部件占据大量空间，并且需要复杂的电源电路来为每个部件提供适当的电源。
技术实现思路
在用于对LED进行调光的系统中，集成LED控制器驱动并且读取无源调光器并且控制用于LED的电源电路。集成LED控制器检测无源调光器的控制位置中的改变并且使电源电路相应地让LED变亮或变暗。这些功能一般由多个分立的部件来执行。然而，集成LED控制器被实现为单个部件(例如单个集成电路)，从而减小了 LED调光系统的尺寸和成本。集成LED控制器还可以包括统一的定时控制器，该定时控制器以降低系统对(例如来自向系统提供电力的AC源的)噪声的敏感度并且减小控制器向电源电路提供的控制信号中的噪声的方式来协调控制器内多个功能的定时。在本说明书中所描述的特征和优点并不是穷尽式的，并且具体而言，对于本领域技术人员在阅读附图、说明书和权利要求之后，许多附加特征和优点将是明显的。此外，应当注意的是在说明书中所使用的语言主要出于可读性和指导的目的来选择，并非为了划定或限制专利技术主题而选择。【附图说明】通过结合附图参考以下详细描述可以容易地理解本专利技术的实施例的教导。图1是用于对LED进行调光的常规系统的框图。图2是具有集成LED控制器的一个实施例的用于对LED进行调光的系统的框图。图3A是根据一个实施例的集成LED控制器的调光器驱动电路的框图。图3B是根据一个实施例的集成LED控制器的调光器读取电路的框图。图4A是示出具有集成LED控制器的另一实施例的用于对LED进行调光的系统的框图。图4B和图4C是示出根据一个实施例的统一定时控制器的操作的波形。图5是描述根据一个实施例的集成LED控制器的操作的流程图。图6是示出用于根据一个实施例的集成LED控制器的示例应用电路的电子原理图。【具体实施方式】附图和以下描述仅通过说明的方式与本专利技术的优选实施例相关。应该注意到，从以下讨论，本文公开的方法和结构的可替换实施例将被容易地被识别作为不偏离所要求的专利技术的原理的情况下可以采用的可行替代方案。现将详细参照本专利技术的若干实施例，这些实施例的示例在附图中有所图示。要注意的是在可用的各处，图中所使用的相似或相同的参考标号可以表示相似或相同的功能。附图仅出于图示目的描绘本专利技术的实施例。本领域技术人员将从以下描述轻易意识到可以采用及本文所示出的方法和结构的可替换实施例而不偏离本文所描述的专利技术的原理。图1示出了用于对LED 118进行调光的常规系统100。常规系统100包括信号发生器102、驱动器104、无源调光器106、模数转换器(ADC) 108、微控制器110、LED驱动器112、LED 118，以及供电电路120。LED驱动器112包括功率控制器114和LED电源电路116。信号发生器102生成用于控制驱动器104的脉冲列，并且驱动器104基于脉冲列按占空比输出驱动电流。无源调光器106的位置控制ADC 108的输出处的电压。ADC 108将来自无源调光器106的电压转换成数字信号，并且微控制器110将来自ADC 108的信号映射至期望LED 118的亮度水平。微控制器110向LED驱动器112输出代表期望亮度的数字信号。LED驱动器112中的功率控制器114接收该数字信号并且生成使LED电源电路116产生驱动电流117的一个或多个功率控制信号。驱动器电流117使LED 118按期望亮度发出光。因此，常规系统100允许用户通过改变无源调光器106的位置来调节LED 118的亮度。参照图1描述的常规系统100存在若干缺点。在常规系统100中，信号发生器102、驱动器104、ADC 108、微控制器110，以及功率控制器114是分立的部件。在图1和图2和图4所示的随后的系统图200、400中，分立的部件用加粗的轮廓表示。如果这些部件102、104、108、110、114都被安放在单个印刷电路板上，则部件102、104、108、110、114以及在它们之间传递信号的迹线占据大量的板上空间。同时，如果部件102、104、108、110、114被安放在多个板上或者在单独的外壳内部，则系统100占据更大的体积。在两种实现方式中，分立部件102、104、108、110、114的使用增加系统100的尺寸和成本。另外，需要复杂的供电电路向所有五个部件102、104、108、110、114供给电功率，这也增加了尺寸和成本。常规系统100还对噪声敏感，在LED电源电路116在高功率水平下工作时，或者在AC输入122经受急剧的电压转换时尤为如此。噪声的一个来源是AC输入122并且其可以通过LED电源电路116和系统100中的其他部件传播以造成闪变或LED 118的亮度输出中的其他不想要的影响。图2是示出具有集成LED控制器202的一个实施例的用于对LED 218进行调光的系统200的框图。集成LED控制器202是LED驱动器224的一部分，LED驱动器224还包括LED电源电路216。系统200还包含供电电路220、无源调光器206，以及LED 218。集成LED控制器202是单个分立部件，其包括调光器驱动电路204、调光器读取电路208，以及功率控制器212。在一个实施例中，集成LED控制器202被实现为单个集成电路。在高电平下，集成LED控制器202向无源调光器206发送驱动信号205、接收表示无源调光器206的控制位置的模拟调光器信号207，并且生成使LED电源电路216产生用于LED218的驱动电流217的一个或多个功率控制信号214。集成LED控制器202的调光器驱动电路204产生用于无源调光器206的驱动信号205。在一个实施例中，驱动信号205具有到无源调光器206的强度近似为I毫安(mA)的恒定电流。驱动信号205还可以具有占空比。例如，调光器驱动电路204可以在持续5毫秒(ms)的高电流输出(例如ImA)与持续IOms的低电流输出(例如OmA)之间交替以产生占空比为33%的驱动信号205。调光器驱动电路204的功能参照图3A而被详细描述。无源调光器206是使模拟调光器信号207基于诸如滑块或旋钮之类的物理控制设备的控制位置而变化的电动机械设备。为了便于描述，以下将该控制设备称作滑块，并且以下将该控制位置称作滑块位置。然而，可以使用任意其他类型的控制设备。在一个实施例中，滑块控制无源调光器206内部的电位计，并且滑块的位置控制无源调光器206的输出电压。具体而言，输出电压在滑块在最小位置时处于最小电压，并且输出电压在滑块在最大位置时处于最大电压。当滑块在最小位置与最大位置之间的中间位置时，输出电压处于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制发光二极管(LED)的集成电路，包括：调光器驱动电路，被配置为向具有可调节的控制位置的无源调光器输出驱动信号；调光器读取电路，被配置为接收代表所述无源调光器的所述控制位置的调光器信号，并且还被配置为基于所述模拟调光器信号产生代表所述LED的期望亮度水平的亮度信号；功率控制器，被配置为接收所述亮度信号并且产生一个或多个功率控制信号，所述功率控制信号能够使所述LED以所述期望亮度水平发光；以及统一定时控制器，被配置为接收一个或多个输入信号，并且还被配置为基于所述输入信号产生驱动器控制信号以控制所述调光器驱动电路的操作，并且产生读取器控制信号以控制所述调光器读取电路的操作。

【技术特征摘要】
2012.07.17 US 61/672,680;2013.07.10 US 13/939,1201.一种用于控制发光二极管(LED)的集成电路，包括: 调光器驱动电路，被配置为向具有可调节的控制位置的无源调光器输出驱动信号； 调光器读取电路，被配置为接收代表所述无源调光器的所述控制位置的调光器信号，并且还被配置为基于所述模拟调光器信号产生代表所述LED的期望亮度水平的亮度信号； 功率控制器，被配置为接收所述亮度信号并且产生一个或多个功率控制信号，所述功率控制信号能够使所述LED以所述期望亮度水平发光；以及 统一定时控制器，被配置为接收一个或多个输入信号，并且还被配置为基于所述输入信号产生驱动器控制信号以控制所述调光器驱动电路的操作，并且产生读取器控制信号以控制所述调光器读取电路的操作。2.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述调光器驱动电路包括: 信号发生器，被配置为基于所述驱动器控制信号产生中间信号，其中所述中间信号在所述驱动器控制信号具有高值时在低值与高值之间交替，并且其中所述中间信号在所述驱动器控制信号具有低值时具有所述低值；以及 调光器驱动器，被配置为接收所述中间信号并且产生用于所述无源无源调光器的所述驱动信号，其中在所述中间信号具有高值时所述驱动信号是高电流，并且其中在所述中间信号具有低值时所述驱动信号是低电流。3.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述调光器信号是模拟信号，其中所述读取器控制信号包括模数转换器(ADC)控制信号，并且其中所述调光器读取电路包括: 模数转换器(ADC)，被配置为在所述ADC控制信号所限定的时间捕获所述模拟调光器信号的样本，所捕获的样本形成代表所述模拟调光器信号的数字调光器信号；以及 亮度映射，耦合至所述ADC并且被配置为产生所述亮度信号。4.根据权利要求3所述的集成电路，其中所述调光器读取电路还包括: 数字低通滤波器，被配置为对所述数字调光器信号执行低通滤波以产生经滤波的调光器信号， 其中所述亮度映射基于所述经滤波的调光器信号产生所述亮度信号。5.根据权利要求3所述的集成电路，其中用于所述统一定时控制器的所述输入信号包括代表用于所述LED电源电路的交流(AC)电源的AC信号，并且其中所述ADC控制信号使所述ADC当所述AC信号在阈值电压之下时捕获样本。6.根据权利要求3所述的集成电路，其中用于所述统一定时控制器的所述输入信号包括开关信号，所述开关信号代表在耦合至所述集成电路的LED电源电路中发生的开关事件，并且其中所述ADC控制信号使所述ADC在开关事件之间的时间间隔期间捕获样本。7.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述集成电路耦合至包括反激式变换器的LED电源电路，并且其中所述功率控制信号包括用于所述反激式变换器中的开关的开关信号。8.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述无源调光器是模拟调光器，所述模拟调光器被配置为在所述控制位置在最大位置处时输出最大电压，并且还被配置为在所述控制位置在最小位置处输出最小电压。9.一种用于对发光二极管(LED)控制器进行操作的方法，包括: 在集成电路中产生用于向无源调光器输出的驱动信号，所述无源调光器具有可调节的控制位直； 在所述同一集成电路处接收代表所述无源调光器的所述控制位置的调光器信号； 基于所述调光器信号产生代表所述LED的期望亮度水平的亮度信号； 基于所述亮度信号产生一个或多个功率控制信号并且能够使所述LED以所述期望亮度水平发光。10.根据权利要求9所述的方法，还包括: 接收一个或多个输入信号； 基于所述输入信号产生驱动器控制信号以控制所述驱动信号的产生；并且 基于所述输入信号产生读取器控制信号以控制所述亮度信号的产生。11.根据权利要求10所述的方法，其中产生所述驱动信号包括: 基于所述驱动器控制信号产生中间信号，其中所述中间信号在所述驱动器控制信号具有高值时在低值与高...

【专利技术属性】
技术研发人员：严亮，C·C·庞恩，陈益民，M·伊森，汪传阳，
申请(专利权)人：艾沃特有限公司，
类型：发明
国别省市：