[发明专利]用于LED组件的控制单元以及照明系统

说明书

本申请是申请日为2010年4月9日，申请号为201080030266.0（国际申请号为PCT/NL2010/000065），发明名称为“用于LED组件的控制单元以及照明系统”的国际申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种使用发光二极管的照明系统。

背景技术

目前，在建筑以及娱乐照明应用中，越来越多地使用基于发光二极管（LED）的固态照明。LED或者LED单元与白炽灯照明相比具有更多优点，如更高的电能到光能的转换效率，更快和更精确的照明强度及色彩控制。为了实现由极暗至极亮的光输出的这种强度和色彩的精确控制，需要对流经LED的正向电流流动进行精确控制。

为了提供流经LED或多个LED的所述正向电流，可以使用转换器（或者调节器，如线性调节器）。举例来说这样的转换器可为降压、升压或降压-升压转换器。这样的转换器还被称为开关式电源。这样的电源能够给LED单元提供大致上恒定的电流。当这样的LED单元包括不同颜色的LED时，可通过改变单元中的不同LED的强度来调整由LED单元提供的最终颜色。这通常是通过改变不同LED的占空比来实现的。使LED以小于100%的占空比工作可通过选择性地（随着时间的推移）为LED提供电流，即为LED提供电流脉冲而不是提供连续的电流来实现的。随着越来越多的如卤素照明或灯泡的常规照明系统被使用发光二极管的照明系统所取代，重要的是，使这样的照明系统高效地工作，以使与这种的照明系统相关联的电能消耗最小化。通常情况下，照明系统适于在光照（照明）条件的范围之内工作（举例来说，照明系统的亮度可被设定在一定范围之内）。就仅仅考虑照明系统的如在额定工作点处的效率而不是整个工作范围或部分工作范围中的效率来说，当在特定条件下工作时（如相对于额定亮度的减弱的亮度），已知照明系统的功率损耗就变得重要了。

因此，本发明的第一个方案的目的在于提高使用LED的照明系统的效率。

已描述了通过基于时间的调制技术来驱动多个LED，如脉冲宽度调制、占空比调制算法等。因此，LED可按组划分，其中每组LED例如具有其自身的灯光色彩，通过适合的具有一定占空比的调制技术来驱动每组LED。在WO2006107199 A2中提供了上述情况的示例，其中LED或LED组串联连接，所述LED或LED组分别设置有与组或每个LED并联连接的自身的开关装置。设置电流源以产生电流通过LED或LED组的串联连接。关闭并联开关将旁路LED或LED组以将其断接。

在较低强度下，占空比越小，由于占空比的增大或减小而引起的强度变化变得相对越大。举例说明，假设16比特的占空比信息，从FFFF（十六进制）到FFFE（十六进制）的减量提供了在百分比上的小的减少，因此使调光能够平稳，而例如由0009到0008的减量提供了在百分比上的较大的减少。可通过人眼的敏感性来突出此效应，通常假设具有对数或相似的特性。因此，在较低强度等级以及较低占空比时，在占空比中的增量或减量将使得比在大的占空比时具有相对更加显著的变化。因此，在较低强度下，与更大强度时相比，能够获得可能不太平稳的强度变化。

因此，本发明的第二个方案的目的在于在较低强度下提供更高的调光分辨率。

发明内容

依据本发明的第一个方案，提供一种用于LED组件的控制单元，所述LED组件包括第一LED单元和第二LED单元，所述LED单元串联连接，在使用时，所述LED组件通过开关式电源供电，所述控制单元被设置为：

-接收表示LED组件的期望输出特性的输入信号，

-确定与开关式电源的额定电流相关联的相应的第一LED单元和第二LED单元的第一占空比和第二占空比，用于提供期望的输出特性，

-确定各个LED单元的第一占空比和第二占空比中的最大占空比，

-至少基于所述最大占空比来确定减小的电流，

-基于减小的电流或所述最大占空比来调节各个LED单元的第一占空比和第二占空比，

-基于经调节的第一占空比和第二占空比以及减小的电流来提供用于LED组件以及开关式电源的输出数据。

在本发明中，LED单元被理解为包含一个或多个发光二极管。当所述LED单元包含多于一个的发光二极管时，所述二极管可以串联、并联或串并联组合连接。

LED组件被理解为包含多于一个的LED单元。