[发明专利]通过市电电压调光的双模式模拟和数字LED

说明书

技术领域

本发明涉及通过市电电压控制发光组件。特别地，本发明涉及用于控制灯组件的照度的控制器。本发明的原理适用于例如固态发光(SSL)装置(LED，OLED或PLED组件)和其他任意灯组件，如紧凑型荧光灯(CFL)。

背景技术

灯组件的照度可使用标准的切相调光器进行控制，从而以导通角的形式向灯组件发出调光信息信号。切相调光器可工作于不同的模式如前沿调光器或后沿调光器。但是，有一些关于浪费很少能量的稳定调光和灯组件的照度控制的挑战。例如，一些切相调光器需要最小的负载并可能表现出虚假激励和闪烁，特别是在低调光水平的时候。此外，需要考虑到不同类型的调光器和灯组件的不同特性。明确区分不同的调光模式有时难以实现。进一步，还需要考虑关于不同调光曲线的不同特性(如非线性，瞬态时间等)。

由IEC 62756定义的数字负载端传输(DLT)发光控制规范和美国专利8,217,589 B2描述了通过控制装置(如调光开关)将小振幅调制(AM)基带信号叠加到市电电压，以控制所连接的灯的照度。指定一个协议来控制发光源如CFL、LED等的亮度/强度、颜色、色温等参数。用于输送灯控制数据的有效传输率是200位/秒，50赫兹和240位/秒，60赫兹。用于控制灯组件的操作的其他数字数据调制电力线通信技术也是可用的并在本发明的范围内。

这需要通过自动适配到一个或多个调光技术能够在正常切相调光条件下工作和工作于数字数据调制调光的灯组件。因此，需要适于用不同的调光技术操作的单个控制器。

发明内容

在广泛方面，本发明描述了在灯组件检测施加到市电电压的调光技术并切换到灯组件的相应的操作模式的系统和方法。

虽然大多数的进一步的解释涉及LED改造灯和LED调光的领域，但是本发明不限于SSL设备，可以应用于其他灯组件和灯的其他形式的控制特性。例如，当对光强度进行调光时，可以以类似的方式控制颜色和亮温。

本发明旨在通过检测市电电压的不同的模拟和数字调光信号并能够适当切换到灯组件控制器的相应的操作模式来克服上面指出的限制。下面，用于对灯组装进行调光的操作模式也被称为调光模式。换句话说，与此一道描述的发明涉及检测施加到用于灯组件的市电电压的调光技术和切换到相应的操作模式来控制灯组件的照度的系统和方法。

尤其是在广泛方面，本发明旨在将数字调制模式与模拟切相调光模式区分开来并切换到相应的操作模式，从而促成例如通用LED灯，该LED灯与DLT兼容并正确响应不同类型的切相调光器。

揭露了一种用于控制灯组件的控制器。特别地，该控制器用于检测应用到市电电压的调光技术并将灯组件切换到相应的调光或操作模式。为此目的，该控制器包括：市电感应单元，用于感应或接收施加到灯组件的市电电压；波形评价单元，与该市电感应单元连接并用于例如通过评价该市电电压的波形根据市电电压波形产生光控制信号；解调单元，与市电感应单元连接并用于解调调制到市电电压的数字数据信号。评价市电电压的波形和从市电波形解调数据可以例如通过两个分立单元同时操作来并行执行，或者可以用时间多路复用的方式顺序执行。在下文中，术语“导通角”用于表示切相调光器已经“切掉”电源半周期的一部分，该部分在半周期的前端(通过前沿切相调光器)或在半周期的后端(通过后沿切相调光器)。导通角能够例如定义成市电电压施加到灯组件的导通状态的持续时间和完整的市电周期的持续时间之间的比率。例如，0.6(或60％)的导通角意味着市电电压在60％的市电周期时间可用。其他定义可是可能的(例如根据切相信号的相关能含量)并在本发明的范围之内。在实施例中，波形评价单元可确定施加到市电电压的切相的导通角并产生各个光控制信号。

可以提供与该解调单元连接的仲裁单元。该仲裁单元可确定控制器的操作模式。仲裁单元还可以与波形评价单元连接并用于，例如根据该波形评价单元是否已经能够确定切相(如确定导通角小于1)和/或该解调单元是否已经能够成功从市电电压解码数字数据，评价波形评价单元和解调单元的结果以确定控制器的操作模式。

该波形评价单元和解调单元可各自输出光控制信号，在调光控制的情况下该光控制信号表示灯组件的产生的相对亮度。例如，该相对亮度值可在0-100％范围(或0-1的比例)，或在其他有用的范围如0-255(可以在一个字节中编码)。以类似方式，用于控制灯组装的其他参数可以通过波形评价单元和解调单元从市电电压解码并提交给仲裁单元。为了便于仲裁单元确定操作模式，波形评价单元和仲裁单元提供给仲裁单元的值可以是可比较的，以相同的数据格式和/或同样的比例表现。