[发明专利]用于控制LED组件的控制器、照明应用和用于控制LED组件的方法

说明书

本发明涉及用于控制LED组件的控制器、照明应用和用于控制LED组件的方法。

当前，在建筑和娱乐照明应用中，越来越多地使用基于发光二极管(LED)的固态照明。与白炽灯照明相比，LED或LED单元具有以下几个优点：例如，更高的电光转换效率、更快和更准确的照明强度和颜色控制。为了实现从非常暗到非常亮的光输出的强度和颜色的精确控制，需要具有对流过LED的正向电流的精确控制。

为了提供所述流过LED或多个LED的正向电流，可以使用转换器(或诸如线性调节器的调节器)。这种转换器的示例为降压(Buck)转换器、升压(Boost)转换器或者降压-升压转换器。这种转换器还被称为开关模式电流源。这种电流源能够为LED单元提供基本恒定的电流。当这种LED单元包括不同颜色的LED时，可以通过改变该单元的不同LED的强度来改变由LED单元提供的合成颜色。即，通常通过改变不同LED的占空比来实现。通过选择性地(随时间)将电流提供给LED(即，为LED提供电流脉冲而不是连续电流)可以实现以小于100％的占空比来操作LED。通过占空比的适当选择，可以提供所需的颜色和强度。为了关于光源的强度或颜色提供高分辨率，需要电流脉冲的精确控制，以实现高分辨率LED照明颜色或者白色混合控制。

实际上，电流源，特别是在开关模式电流源的情况下，不会瞬间提供适当的电流，而是需要一些时间来达到电流设定点。因此，当控制LED单元以特定的占空比工作以产生所需的强度和/或颜色时，由于通过LED的实际电流或电流分布不对应于所需或预期的值，因此实际获得的颜色或强度可与所需的值不同。当通过LED的电流被接通以及电流被关断时可能出现这种效果。实际上，可以通过打开或关闭并联于LED的低阻抗连接从而重新引导电流通过LED或者通过该低阻抗连接来实现通过LED的电流的接通或关断。例如，可以使用FET或MOSFET来实现打开或关闭连接。应当进一步注意，所需特性和实际特性之间的不匹配还可能是由于老化或者热影响而导致的。

由于所需特性和实际特性之间的不匹配，可获得的关于例如颜色或强度的对比减小。可以这样来理解：实际上，例如关于LED强度的对比可以通过可被提供的最小强度来表示。由于为LED供电的转换器的瞬态行为(transient behavior)或者例如影响LED特性的制造公差，可以发现在同一生产线的不同LED之间存在较大的差距(spread)。因此，为了确保同一生产线的所有LED以相同的方式工作，可能需要将最小强度设置得相对较高，以确保不同LED基本的相同性能。因此，公差和瞬态行为可对可用于生产线的对比产生影响。

进一步，在开关模式电流源的情况下，内部开关模式控制频率通常独立于脉冲接通或关断时刻。这意味着，对于在转换开关周期长度的大约5倍以下的短脉冲，电流脉冲可能具有不确定的开始，这导致实际电流输出的较大差异。

应当认识到，通过使用具有低温漂移和高精度的特殊部件，可以在本领域的当前状态下实现精确的电流控制，从而缓解或减轻一些上述影响。然而，这种方式相当昂贵，因此不是优选的。

考虑到上述缺点，本发明的目的在于提供一种改进的操作LED组件的方式，以及提供一种用于控制LED组件的控制器，该控制器至少部分地克服了上述缺点中的一个或多个。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于控制LED组件的控制器，该控制器被设置为：

-接收表示LED组件的所需特性的输入信号，

-将所述输入信号转换为用于LED组件的控制信号，

-对所述控制信号应用校正，以获得校正的控制信号，该校正

基于LED组件的预定瞬态特性，

-输出校正的控制信号。