[发明专利]用于LED照明器具的外部微控制器、具有内部控制器的LED照明器具以及LED照明系统

说明书

发明背景

本发明涉及LED照明系统，更特别地，涉及这样的系统，其具有用 于根据照明控制信号来控制该系统的光输出的装置。

使用照明控制信号控制LED照明系统是公知的。例如，美国专利 6016038描述了能够为了照明或显示的目的产生光的多色LED照明方法 和设备，其中LED由处理器控制，该处理器提供脉宽调制信号以改变产 生的光的亮度和/或颜色，从而允许产生复杂的、预先设计的光模式。

舞台照明及房间照明传统上由调光器来控制。在AC供电单元的情 况下，使用脉宽调制(PWM)的方法对60hz的AC信号的输出波形斩波 (chop)。

用于这种目的的控制器可以是外部的，即连接到网络和电源但在灯 组件外部的单元。所述控制器向灯输出控制信号和/或PWM信号。可替 换地，所述控制器可以是内部的，即连接到网络和电源、与外部控制器 起到相同的作用但是位于灯组件之内且共用灯电源并且因而专用于灯 组件的单元。

在DC供电单元的情况下，所述单元例如由多达成千上万个单独的 LED的可寻址矩阵组成的标志和显示器，软件驱动的CPU处理串行数据 包形式的串行数据，该串行数据包含用于LED控制的图像或消息数据。 所述数据被转换成适用于寻址LED矩阵的形式，例如颜色数据，并且存 储到存储器中。所述数据之后用于产生脉宽调制信号以便控制LED的光 输出。

在较简单的DC供电单元的情况下，所述单元例如单个或多个LED 灯，软件驱动的CPU可以被内部或外部控制器代替，其首先将进入的串 行控制数据转换成照明控制信号(如PWM信号)，然后将这些照明控制 信号应用于控制到LED的电流。

使用这样的内部或外部控制器的一个缺点在于，所述器具的功能由 控制器的功能所决定，并且因此无法改变。此外，内部安装的控制器在 这些灯具安装的过程中容易损坏，需要昂贵的维修。

根据本发明，具有连接器的可移除电缆包含电子电路(这里被称作 微控制器)，该电子电路用于将诸如DMX512、DALI、ZIGBEE之类的 照明协议输入或其他通信协议转换成脉宽调制(PWM)的LED控制信号。 PWM信号被馈送到一个或多个LED照明单元以控制LED电流并且启动 和禁用LED以便产生变化的亮度水平。

通过将协议转换电路定位在电缆中，简化了LED器具的设计。而且， 可以通过简单地改变电缆而改变该器具的功能。此外，从器具的内部移 除转换电子器件避免了在安装该器具的过程中对电子器件的可能损坏， 其否则会导致昂贵的维修。

根据本发明的一个方面，提供了包括LED照明器具和外部微控制器 的LED照明系统，所述照明器具包括至少一个LED，所述外部微控制器 用于将进入的照明控制数据转换成照明控制信号。

根据本发明此方面的一个优选实施例，所述LED照明器具也包括用 于例如响应于电压和/或温度数据而进一步控制LED的内部控制器。

根据本发明此方面的另一个优选实施例，所述LED照明系统还包 括：用于将照明控制数据提供给外部微控制器的电缆；以及用于可释放 地将电缆连接到LED照明器具的电缆连接器。

虽然外部微控制器优选地位于电缆连接器之内，然而其可替换地可 以位于电缆本身之内或者适于可释放地连接到电缆或连接器的独立单 元之内。除了将照明控制数据提供给外部微控制器之外，电缆优选地也 将功率提供给LED照明器具。

照明控制数据通常会以包含用于调节LED器具的光输出的信息的 串行数据的形式而被提供，优选地根据DMX512标准格式化这些串行数 据。外部微控制器将该照明控制数据转换为与内部控制器的控制功能相 兼容的形式，如脉宽调制的照明控制信号。

典型地，白色LED光源会具有一个或多个红色、绿色和蓝色LED的 组合，其共同产生白色光输出。

根据本发明的另一方面，提供了LED照明器具，其包括至少一个LED 以及用于响应于脉宽调制的照明控制信号而控制到LED的电流的外部 控制器。

根据本发明的又一方面，提供了用于将照明控制数据转换为照明控 制信号的外部微控制器。

优选地，所述外部微控制器位于电缆连接器之内，该电缆连接器整 体地连接到电缆上且适于将电缆可释放地连接到LED照明器具上，然而 所述外部微控制器同样可以位于电缆之内或位于适于可释放地连接到 电缆或电缆连接器上的独立单元之内。

附图说明