[发明专利]用于控制发光二极管的亮度的方法和设备

说明书

相关申请的交叉参考

本PCT国际申请主张2009年11月19日提交的美国临时专利申请No.61/262,582的优先权，其结合于此作为参考。

背景技术

本发明涉及用于控制发光二极管(LED)的亮度的设备和方法。

通常期望对照明设备的供电中具有调光功能。一个通常使用的调光器是公知的三端双向可控硅(triac)调光器。三端双向可控硅调光器通过斩波负载电压来减小它的负载功率，该负载电压在每个半周期中将电流驱动到负载。

图1示出三端双向可控硅调光器14和LED光源10的典型连接。LED光源10的一端连接至AC电源12的中线N。LED光源10的另一端连接至三端双向可控硅调光器14，其通过可选开关16依次连接至AC电源12的火线L。最常用的调光器是前沿型调光器，其中在每个半周期的电导从过零点延时，使得在过零点之后对负载呈现的第一电压是电压的前沿。

图2的上部波形示出在最大亮度设置处前沿型三端双向可控硅调光器14的输出电压V_TD波形。点火角，其是三端双向可控硅导电的电压的相角，处于其最小值。图2中下部的波形示出当三端双向可控硅调光器14处于其最大值时LED光源10的输入电流波形ILS。

随着调光器调节，点火角改变。图3示出当点火角被设置为90度(约半亮度)时的电压V_TD和电流I_LS波形，并且图4示出当点火角被设置为最大点火角(最小亮度)时的电压V_TD和电流I_LS波形。

然而，如果调光器被预设为最大点火角时，大多数调光器不能上电。用户必须将调光器打开以恰当上电，并且然后下调至期望的亮度。此外在最大点火角处，即使调光器能够自己上电，调光器输出电源也许过低以不能下压启动LED光源电路。

需要不存在这些缺陷的电源供应方法和设备。

发明内容

考虑以上问题，根据本发明的第一方面，一种驱动发光二极管LED光源的方法，所述方法包括：提供具有正半周期和负半周期的交流电压源；调节具有点火角的调光器，从而在启动正半周期或负半周期之后当已经达到所述点火角时将电流提供给LED；在启动正半周期或负半周期之后等待时间周期；以及在所述时间周期结束时减小提供给LED的电流，其中所述时间周期不超过正半周期或负半周期的结束。

在另一方面，提供给LED的减小的电流的周期是固定的时间周期。

在另一方面，提供给LED的减小的电流的周期是可变的时间周期。

在另一方面，提供给LED的减小的电流的周期被设置为与调光器的点火角成比例。

根据本发明的另一方面，一种用于驱动发光二极管LED的电路包括：交流电压源，包括具有点火角的三端双向可控硅调光器以及向LED提供电能的输出端子；过零检测器，检测由交流电压源提供的交流电压的极性变化，并且提供指示过零的过零输出信号；由过零输出信号触发的定时器，所述定时器在定时器的时间周期中生成定时器输出信号；以及LED电源电路，基于定时器输出信号的定时特性减小提供给发光二极管的电流。

在另一方面，所述电路还包括：第二电压检测器，检测调光器电压并且输出电压检测器输出；以及逻辑电路，逻辑地组合电压检测器输出和定时器输出信号，并且产生充电信号以对耦合至LED电源电路的定时电容器进行充电和放电，用于在向LED提供的正常电流和减小的电流之间切换。

在另一方面，逻辑电路包括：逻辑门，接收并逻辑地组合电压检测器输出和定时器输出信号；一个或多个电阻，控制定时电容器的充电电流和放电电流；以及一个或多个二极管，分离充电路径和放电路径。

在另一方面，所述电路还包括脉冲整形放大器，将定时电容器电压转换为输出给LED电源电路的数字信号。

附图说明

附图仅用于说明的目标并且不必须按比例绘制。然而通过结合附图参考下面的具体实施方式可以最好地理解本发明本身，其中：

图1是示出三端双向可控硅调光器和LED光源的现有连接的图示；

图2是示出对于图1的现有电路的调光器输出电压和LED光源输入电流的最小点火角处的波形的图示；

图3是示出对于图1的现有电路的调光器输出电压和LED光源输入电流的90度点火角处的波形的图示；

图4是示出对于图1的现有电路的调光器输出电压和LED光源输入电流的最大点火角处的波形的图示；

图5是示出根据本发明的一个方面调光器输出电压和LED光源输入电流的最大亮度处的波形的图示；