[发明专利]多通道发光单元及用于向多通道发光单元中的光源供应电流的驱动器

说明书

技术领域

本发明一般地涉及发光单元和用于发光单元的驱动器。更具体地，在此公开的多种创造性方法和装置涉及一种具有多个LED光源的发光单元和用于这种发光单元的驱动器。

背景技术

基于例如发光二极管(LED)的半导体光源的照明设备提供了针对传统的荧光灯、HID(高压气体放电灯)和白炽灯的可行的替换方案。LED的功能性优点和优势包括高能量转换和光效率、耐久性、低操作成本等等。LED技术的最新发展提供了能够支持许多应用中的许多发光效果的高效且耐用的全谱光源。包含这些光源的一些设备的特征在于一个或多个发光单元以及处理器，该一个或多个发光单元包括一个或多个能够产生不同颜色(例如红色、绿色和蓝色)的LED，处理器用于独立地控制LED的输出以便产生多种颜色和颜色变化的发光效果。这些发光单元可以使用两个或更多个LED组或“通道”，其产生不同颜色的光线，其中每个被供应能够生成并混合光的适当电流，以产生预期的发光效果，例如在美国专利号No.6,016,038和No.6,211,626中详细讨论的，其通过引用合并于此。

在一些发光单元中，第一通道可以包括相互串联的第一多个白色LED(例如四个LED)，第二通道可以包括相互串联的第二多个红色LED(例如两个LED)。该发光单元的预期颜色效果可以通过调节通过两个通道的电流来控制。在一些发光单元中，通道串联连接使得单个流或通道的电流流过所有的LED，以及分流器被提供为跨在选定的LED(例如，第二通道的LED)上以将电流自选定的LED分流开，以产生预期的颜色效果。

不幸地，这种布置典型地导致能量的损失和/或复杂的控制方案。例如，如果分流器为线性分流器，则其可能导致额外的不希望的能量损失。可以使用开关或者脉冲宽度调制(PWM)分流器，但是已知的布置需要复杂的驱动方案。

因此，本领域需要提供一种具有多个LED通道的发光单元，其可以有效地被驱动以达到预期的发光效果。

发明内容

本发明涉及一种发光单元和用于发光单元的驱动器。例如，本发明描述了一种包括至少两个通道的光源的发光单元，以及用于该光源的驱动器。该驱动器包括DC/DC转换器和控制设备，该控制设备用于响应于由DC/DC转换器产生的控制信号，控制供应至两个通道中的至少一个通道的电流。有益的，反馈环控制DC/DC转换器中的开关设备，以将由该光源产生的光水平保持在预期水平，而不受供应电压和负载变化的影响。

一般的，一方面，一种装置包括：相互串联的多个第一发光设备(LED)的第一通道；相互串联的多个第二LED的第二通道；以及用于驱动LED的第一通道和第二通道的驱动器。至少一个第二LED具有与至少一个第一LED不同的颜色和不同的色温。该驱动器包括：回归转换器、降压转换器、脉冲宽度调制器以及反馈设备。该回归转换器配置为接收第一DC电压并输出第二DC电压，该降压转换器配置为接收该第二DC电压并生成输出电压，该输出电压产生流过LED的第一通道的第一电流和流过LED的第二通道的第二电流。该脉冲宽度调制器配置为响应于控制信号来控制流过LED的第二通道的第二电流。该控制信号从回归转换器和降压转换器之一的电感线圈产生。该反馈设备配置为对第一电流和第二电流中的至少一个进行采样，并响应于此，控制降压转换器的开关操作。

在一些实施例中，LED的第一通道与LED的第二通道串联连接。该驱动器可包括温度传感器，其配置为感测至少一个LED的温度，并响应于此，生成用于调节DC/DC转换器的输出电压的反馈信号。该驱动器还可以包括光传感器，其配置为感测由至少一个LED产生的光，并响应于此，生成用于调节DC/DC转换器的输出电压的反馈信号。

一般的，另一方面，一种装置包括相互串联连接的第一组光源，相互串联连接的第二组光源，以及用于驱动第一组光源和第二组光源的驱动器。第二组光源中的至少一个与第一组光源中的至少一个具有不同的颜色或不同的色温。该驱动器包括DC/DC转换器和控制设备。该DC/DC转换器配置为接收第一DC电压并输出输出电压。该输出电压产生流过第一组光源的第一电流和流过第二组光源的第二电流。该控制设备配置为响应于控制信号来控制提供给第二组光源的第二电流。DC/DC转换器产生该控制信号。

在一些实施例中，该控制设备包括脉冲宽度调制器，其通过响应于该控制信号将第二电流分流跨过一个或多个第二光源，来控制流过第二组光源的第二电流。同样的，第二光源可以具有与第一光源不同的颜色或色温。