[发明专利]LED照明系统和控制方法

说明书

创建用于高效调光的LED照明系统的系统，并且系统包括电压源、由脉宽调制PWM驱动信号控制的电子开关和串联连接的LED照明模块。LED包括LED组和恒定电流驱动电路，以驱动恒定电流通过LED组。电压源和与电子开关并联的旁路支路被适配使得当电子开关断开时，递送到恒定电流驱动电路的功率足以维持恒定电流驱动电路的操作，确保深度调光的能力。

技术领域

本发明涉及照明系统领域，更具体地，涉及LED照明系统领域。它特别涉及但不限于LED照明系统，包括基于对照明负载电流供应的中断的调光功能。

背景技术

有许多不同的驱动方案用于使用LED驱动灯具。例如，诸如高频开关模式功率转换器电路等复杂电路用在电源照明系统中，它们可以实现高功率因子和低总谐波失真，但它们是高成本的解决方案。例如，更低成本的电路使用线性驱动器。最基本的驱动电路可以简单地通过所谓的镇流器电阻器向LED供应DC电压，镇流器电阻器起到限流器的作用。

一个复杂的驱动器将包含调光功能，例如，带有提供对开关模式功率转换器的设置的控制的调光输入。为了在更简单的电路中实现调光，可以中断对LED布置的电流供应，例如使用串联开关，该串联开关使用脉宽调制PWM信号被控制。然后，PWM信号的占空比决定了光输出。

为了使LED最佳地执行，它由制造商规定的电流驱动，以便在最有效的操作点实现所需的光输出。这可以最简单地通过将LED与上述与电阻串联的电压源相连来实现。这是低成本解决方案，通常用于低功率和中功率LED。因此，通过LED的电流由(V_VS-V_LED)/R确定，其中V_VS是电压源提供的电压，V_LED是LED的正向电压，并且R是串联电阻器的电阻。然而，该电阻器会导致损耗，因此使照明系统的效率下降。

为了提高这一效率，电阻器上的压降必须保持尽可能低。这样做的一种方法是提供多个串联的LED。与单个LED相比，保持多个LED的光输出相同需要更小的驱动电流，这转而减少电阻损耗。然而，这也意味着，如果LED的正向电压与预期值不同，(例如由于制造误差或公差)，则亮度将显著不同。为了消除这种波动问题，V_VS和V_LED之间需要有很大的差异，但这会导致很大的损耗。

通过LED调节电流的恒定电流电路可用于提高效率，避免需要限流电阻器，但以稍微更加复杂的电路为代价，因此增加了系统成本。

使用恒定电流电路的一个问题是，在它们供应恒定电流之前，它们倾向于有相关联的启动时间。这意味着，对于上述标准的PWM调光方案，通常在1kHz或以上的区域内操作，对于占空比存在下限，因此对于待调光的LED照明系统存在下限。

仍然需要一种驱动器结构，该结构能够基于对LED布置的电流供应的中断实现低成本调光，但可以实现大范围的调光水平。

发明内容

本发明由权利要求定义。

根据本发明一方面的示例，提供LED照明系统，包括：

电压源；

与电压源串联的电子开关，电子开关由脉宽调制PWM驱动信号控制；

与电子开关并联的旁路支路；以及

与电压源和电子开关串联的LED照明模块，LED照明模块包括：

恒定电流驱动电路；以及

LED组，

其中恒定电流驱动电路适于驱动恒定电流通过LED组，以及

其中旁路支路和/或电压源被适配使得当电子开关断开时，递送到恒定电流驱动电路的功率足以维持恒定电流驱动电路的操作。