CN104938029A - 发光二极管照明装置的控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有调光功能的LED照明装置的控制电路。所述控制电路响应于整流电压提供了对应于LED通道的发光状态的电流通路，以及响应于以模拟信号或数字信号提供的调光控制信号，通过控制电流通路的电流量进行调光。

Description

发光二极管照明装置的控制电路

技术领域

本发明涉及一种发光二极管(LED)照明装置，尤其涉及一种具有调光控制功能的LED照明装置的控制电路。

背景技术

根据照明技术的最新发展趋势，为了节约能源，已经采用LED作为光源。

高亮度LED在诸如能耗、寿命以及光的质量等方面与其他光源不同。

然而，由于通过恒定电流来驱动的LED特性，利用LED作为光源的照明装置需要大量额外的电路。

为解决上述问题而开发的照明装置的例子可包括交流直接式(AC direct-type)的照明装置。

交流直接式LED照明装置从工业交流电源生成整流电压并驱动LED。因为交流直接式LED照明装置直接使用整流电压作为输入电压而不使用电感器及电容器，因此交流直接式LED照明装置具有令人满意的功率因子。下文中，除非特别说明，根据本发明实施例的LED照明装置是指交流直接式LED照明装置。

通常的LED照明装置被设计为通过整流工业电源而获得的整流电压来驱动。

LED照明装置的LED灯通常包括大量串接的LED。

因此，LED照明装置被配置为提供能够接通大量串接的LED的整流电压。

一般来说，LED照明装置可使用调光器来控制调光。

近来，随着与LED照明装置相关技术的发展，为了考虑使用便利性，需要各种功能。

尤其地，除了使用调光器的调光控制方法以外，LED照明装置需要另外的控制调光的功能。

因此，由于传统的LED照明装置可以通过多种方法来控制调光，LED照明装置能够提高用户的便利度和满意度。因此，需要开发能够提高产品的可靠性的功能。

此外，对大容量LED照明装置的需求日益增加。然而，当制造大容量LED照明装置时，大量电流会流入形成控制灯的电流的控制单元的芯片。

当大量电流流入形成控制单元的芯片时，芯片会产生过热，因此会对驱动灯的电压产生影响。在这种情况下，由于热应力，产品的可靠性会降低。

因此，当制造大容量LED照明装置时，形成用于控制电流的控制单元的芯片需被设计为控制发热问题。

发明内容

技术问题

多种实施例旨在提供一种LED照明装置的控制电路，其能够控制使用以模拟方式从外部输入的电压的灯的调光。

此外，多种实施例旨在提供一种LED照明装置的控制电路，其能够生成使用以模拟方式输入的电压的脉冲并根据脉冲的占空比来调节电流，从而控制灯的调光。

此外，多种实施例旨在提供一种LED照明装置的控制电路，其中，在用于提供电流通路的多个开关元件中生成大量热量的开关元件被布置在芯片的外部，而生成少量热量的开关元件被布置在芯片的内部，从而防止形成控制单元的芯片产生过热。

此外，多种实施例旨在提供一种LED照明装置的控制电路，其能够控制使用以数字方式从外部输入的调光控制脉冲的灯的调光。

此外，多种实施例旨在提供一种LED照明装置的控制电路，通过使用调光控制脉冲来驱动形成用于灯发光的电流通路的开关元件，其能够以数字方式控制调光。

此外，多种实施例旨在提供一种LED照明装置的控制电路，通过使用从外部输入的调光控制脉冲来控制基准电压，其能够控制灯的调光。

技术方案

在一个实施例中，提供了一种LED照明装置的控制电路，其被分成多个LED通道。所述控制电路可包括控制单元，所述控制单元响应于整流电压提供对应于LED通道接通状态的电流通路，生成对应于其中的外部调光控制信号的控制脉冲，并根据控制脉冲而控制电流通路的电流量。

在一个实施例中，提供了一种LED照明装置的控制电路，其被分成多个LED通道。所述控制电路可包括控制单元，所述控制单元响应于整流电压提供对应于LED通道接通状态的电流通路，以及响应于外部调光控制信号的水平而控制电流通路的电流量。

在一个实施例中，提供了一种LED照明装置的控制电路，其响应于整流电压依次接通包括在灯中的多个LED通道。所述控制电路可包括：控制单元，其包括为各LED通道提供的多个开关电路并提供对应于灯的依次发光的选择性电流通路；以及电流感应单元，其共同地连接至开关电路从而形成电流通路，并提供电流感应电压。一个或多个开关电路的每一个可包括比较器和外部开关元件，所述比较器响应于LED通道将电流感应电压与提供的基准电压进行比较，所述外部开关元件通过比较器的输出进行开关从而形成电流通路，并被设置在具有安装在其中的控制单元的芯片的外部。

有益效果

因此，根据本发明的LED照明装置的控制电路可以以模拟方式或者数字方式来控制调光，从而具有提高用户的便利度和满意度的效果。

此外，本发明通过使用通过以模拟方式输入的外部电压而生成的脉冲或者将外部电压转化为调光控制电压而调节灯的电流，从而具有以下效果：提高用户的便利度和满意度并提高产品的可靠性。

此外，在设计为大容量的情况下，本发明将发热量高的开关元件设置在芯片外部而设计控制单元，由此调节大量的的电流，从而即使在执行发光的情况下也能解决发热问题，由此具有提高产品的可靠性的效果。

附图说明

图1为说明根据本发明实施例的LED照明装置的控制电路的电路图。

图2为用于描述图1的实施例的操作的波形图。

图3为基于调光控制单元的控制而说明调光控制电压的输入的图。

图4为说明水平检测器的输出的图。

图5为说明从脉冲生成器输出的脉冲的实施例的波形图。

图6为说明从脉冲生成器输出的脉冲的另一实施例的波形图。

图7为说明根据本发明另一实施例的LED照明装置的控制电路的电路图。

图8为说明根据本发明另一实施例的LED照明装置的控制电路的电路图。

图9为基于根据图8的实施例的调光控制单元的控制说明调光控制电压的输入的图。

图10为说明根据图8的实施例的基准电压的变化的图。

图11为说明根据图8的实施例的电流控制状态的波形图。

图12为说明根据本发明另一实施例的LED照明装置的控制电路的电路图。

图13为说明根据本发明另一实施例的LED照明装置的控制电路的电路图。

图14为说明根据本发明另一实施例的LED照明装置的控制电路的电路图。

图15A和图15B说明调光控制脉冲的实施例。

图16为说明根据本发明另一实施例的LED照明装置的控制电路的电路图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。本说明书及权利要求书中使用的术语并非解释为限定于常规的或者词典上的含义，而应解释为符合本发明的技术事项的含义和概念。

本说明中记载的实施例和附图中示出的构成是本发明的优选实施例，并非代表本发明的全部技术思想，因此在本申请的角度来讲可以有代替其的多种等同物和变形例。

本发明公开了不使用调光器来控制包括LED的灯调光的实施例。

首先，将会描述在其中通过以模拟方式输入的外部电压来执行调光控制的实施例。

在图1的实施例中，LED照明装置可利用整流电压而发光，执行用于发光的电流调节，并利用以模拟方式从外部输入的电压来控制调光。

参照图1，LED照明装置可包括灯10，电源供给单元，和控制单元14。电源供给单元可向灯10提供通过转化工业电源所获得的整流电压，控制单元14可为灯10的每一个LED通道提供发光的电流通路。

灯10可包括分成多个通道的LED。灯10的LED通道可通过从电源供给单元提供的整流电压的纹波被依次地接通/断开。

图1说明灯10包括四个LED通道LED1至LED4。LED通道LED1至LED4的每一个可包括多个LED。为方便描述，多个LED可用一个附图标记表示。

电源供给单元可被配置为整流交流电源供给VAC的交流电压并输出整流电压。

电源供给单元可包括具有交流电压的交流电源供给VAC，整流交流电压并输出整流电压的整流器电路12，以及平滑从整流器电路12输出的整流电压的电容器C。

交流电源供给VAC可包括工业电源供给。

整流器电路12可全波整流交流电源供给VAC的正弦波交流电压，并输出整流电压。如图2所示，整流电压可具有在那儿电压水平在工业交流电压的各半周期上升/下降的纹波。

控制单元14可执行对LED通道LED1至LED4的发光的电流调节。控制单元14可通过电流感应单元为电流调节提供电流通路，其中电流感应单元包括一端接地的电流感应电阻Rg。

在本发明的实施例中，响应于整流电压的上升或下降，灯10的LED通道LED1至LED4可依次接通或断开。

当整流电压上升并依次达到各LED通道LED1至LED4的发光电压时，电流控制单元14可为各LED通道LED1至LED4的发光提供电流通路。

此时，引起LED通道LED4发光的发光电压可被定义为所有的LED通道LED1至LED4都能发光的电压，引起LED通道LED3发光的发光电压可被定义为LED通道LED1至LED3能够发光的电压，引起LED通道LED2发光的发光电压可被定义为LED通道LED1至LED2能够发光的电压，引起LED通道LED1发光的发光电压可被定义为只有LED通道LED1能够发光的电压。

控制单元14可通过电流感应电阻Rg来检测电流感应电压。电流感应电压可随着依据灯10的各LED通道的发光状态不同地形成的电流通路而改变。此时，流经电流感应电阻Rg的电流可包括恒定电流。

控制单元14可包括：多个开关电路30、32、34和36，其被配置为向LED通道LED1至LED4提供电流通路；和基准电压供给单元20，其被配置为提供基准电压VREF1至VREF4。

基准电压供给单元20可包括多个串接的电阻R1至R5，从而接收恒定电压VREF。

电阻R1可接地，且电阻R5可接收恒定电压VREF。电阻R5可用作用于调节输出的负载电阻。电阻R1至R4可输出具有不同水平的基准电压VREF1至VREF4。在基准电压VREF1至VREF4中，基准电压VREF1可具有最低的电压水平，而基准电压VREF4可具有最高的电压水平。

电阻R1至R4可被配置为输出基准电压VREF1至VREF4，响应于施加到LED通道LED1至LED4的整流电压的变化，基准电压VREF1至VREF4的水平逐渐上升。

基准电压VREF1可具有在LED通道LED2发光的时间断开开关电路30的水平。更具体地，基准电压VREF1可被设定为低于通过LED通道LED2的发光电压形成于电流感应电阻Rg中的电流感应电压的水平。

基准电压VREF2可具有在LED通道LED3发光的时间断开开关电路32的水平。更具体地，基准电压VREF2可被设定为低于通过LED通道LED3的发光电压形成于电流感应电阻Rg中的电流感应电压的水平。

基准电压VREF3可具有在LED通道LED4发光的时间断开开关电路34的水平。更具体地，基准电压VREF3可被设定为低于通过LED通道LED4的发光电压形成于电流感应电阻Rg中的电流感应电压的水平。

基准电压VREF4可被设定为高于通过整流电压的最高水平形成于电流感应电阻Rg中的电流感应电压的水平。

开关电路30、32、34和36可共同连接至提供电流感应电压的电流感应电阻Rg，从而执行电流调节并形成电流通路。

开关电路30、32、34和36可将通过电流感应电阻Rg感应的电流感应电压与基准电压供给单元20的基准电压VREF1至VREF4分别进行比较，并形成接通灯LA的选择性电流通路。

当开关电路被连接至远离施加了整流电压的位置的LED通道时，开关电路30、32、34和36的每一个可接收高水平的基准电压。

开关电路30、32、34和36的每一个可包括比较器50和开关元件，所述开关元件可包括NMOS晶体管52。

包括在每一个开关电路30、32、34和36中的比较器50可具有：正输入端子(+)，其被配置为接收基准电压；负输入端子(-)，其被配置为接收电流感应电压；和输出端子，其被配置为输出通过比较基准电压和电流感应电压所获得的结果。

通过上述配置，图1的实施例可执行灯的发光操作。将参照图2描述这种操作。

首先，当整流电压为初始状态时，LED通道可断开。因此，电流感应电阻Rg可以以低水平提供电流感应电压。

当整流电压为初始状态时，因为施加到其正输入端子(+)的基准电压VREF1至VREF4比施加到其负输入端子(-)的电流感应电压高，所有的开关电路30、32、34和36可保持接通状态。

然后，当整流电压上升并达到发光电压V1时，灯10的LED通道LED1会发光。此外，当灯10的LED通道LED1发光时，连接至LED通道LED1的控制单元14的开关电路30会提供电流通路。

当整流电压达到发光电压V1以使LED通道LED1发光并且通过开关电路30形成电流通路时，电流感应电阻Rg的电流感应电压的水平会上升。然而，由于电流感应电压的水平低，开关电路30、32、34和36的接通状态不会改变。

然后，当整流电压持续上升并达到发光电压V2时，灯10的LED通道LED2会发光。此外，当灯10的LED通道LED2发光时，连接至LED通道LED2的控制单元14的开关电路32会提供电流通路。此时，LED通道LED1会保持发光状态。

当整流电压达到发光电压V2以使LED通道LED2发光并且通过开关电路32形成电流通路时，电流感应电阻Rg的电流感应电压的水平会上升。此时，电流感应电压可具有比基准电压VREF1高的水平。因此，开关电路30的NMOS晶体管52可通过比较器50的输出而被断开。即，开关电路30被断开，开关电路32可提供对应于LED通道LED2的发光的选择性电流通路。

然后，当整流电压持续上升并达到发光电压V3时，灯10的LED通道LED3会发光。此外，当灯10的LED通道LED3发光时，连接至LED通道LED3的控制单元14的开关电路34会提供电流通路。此时，LED通道LED1和LED2还会保持发光状态。

当整流电压达到发光电压V3以使LED通道LED3发光并且通过开关电路34形成电流通路时，电流感应电阻Rg的电流感应电压的水平会上升。此时，电流感应电压可具有比基准电压VREF2高的水平。因此，开关电路32的NMOS晶体管52可通过比较器50的输出而被断开。即，开关电路32被断开，开关电路34可提供对应于LED通道LED3发光的选择性电流通路。

然后，当整流电压持续上升并达到发光电压V4时，灯10的LED通道LED4会发光。此外，当灯10的LED通道LED4发光时，连接至LED通道LED4的控制单元14的开关电路36会提供电流通路。此时，LED通道LED1、LED2和LED3还会保持发光状态。

当整流电压达到发光电压V4以使LED通道LED4发光并且通过开关电路36形成电流通路时，电流感应电阻Rg的电流感应电压的水平会上升。此时，电流感应电压可具有比基准电压VREF3高的水平。因此，开关电路34的NMOS晶体管52可通过比较器50的输出而被断开。即，开关电路34被断开，而开关电路36可提供对应于LED通道LED4发光的选择性电流通路。

然后，虽然整流电压持续上升，由于提供至开关电路36的基准电压VREF4的水平比通过整流电压的最大水平形成于电流感应晶体管Rg中的电流感应电压的水平高，开关电路36可保持发光状态。

在上升至最高水平之后，整流电压可开始下降。

当整流电压下降到低于发光电压V4时，灯10的LED通道LED4会断开。

当LED通道LED4被断开时，灯10可利用LED通道LED3、LED2和LED1保持发光状态。因此，通过连接至LED通道LED3的开关电路34可形成电流通路。

然后，当整流电压持续下降到低于发光电压V3、发光电压V2和发光电压V1时，灯10的LED通道LED3、LED2和LED1会依次断开。

当灯10的LED通道LED3、LED2和LED1依次断开时，控制单元14会移动并提供通过开关电路34、32和30形成的选择性电流通路。

图1的实施例可包括用于调光控制的调光电路28。调光电路可包括水平检测器22、脉冲生成器24和脉冲驱动器26。调光电路28可被包括在控制单元14中。

在图1的实施例中，控制单元14可被配置为从外部接收模拟调光控制信号。模拟调光控制信号可指示通过外部电压生成的调光控制电压，并且调光控制电压可通过调光控制单元16而生成并被提供至控制单元14。

调光控制单元16可包括用于分担外部电压的电阻Re和可变电阻VR，并且电阻Re和可变电阻VR可彼此串接。调光控制电压可以从连接电阻Re和可变电阻VR的节点被输出。

外部电压可施加为恒定电压。可变电阻VR可具有可变电阻值。当可变电阻VR的电阻变化时，调光控制单元16可以以如图3所示的标度调节调光控制电压，以及然后提供所述调节的调光控制电压。

水平检测器22可检测从调光控制单元16输入的调光控制电压的水平，并输出检测水平作为如图4所示的恒定电压。

脉冲生成器24可生成控制脉冲，所述控制脉冲具有对应于施加到水平检测器22的恒定电压的直流水平的占空比。例如，当恒定电压的水平高时，脉冲生成器24可生成具有大占空比的控制脉冲，并且当恒定电压的水平低时，生成具有小占空比的控制脉冲。

脉冲生成器可被配置为输出图5所示的方波和图6所示的三角波中的任一个。

脉冲驱动器26可包括NMOS晶体管Qc，NMOS晶体管Qc的源极可共同连接至包括在每一个开关电路30、32、34和36中的开关元件(即，NMOS晶体管52)的门极。

具有以上述方式配置的调光电路28的控制单元14可控制电流通路的电流量，其中，通过具有与所期望的调光水平相对应的水平的外部调光控制电压，通过开关电路30、32、34和36选择性地提供所述电流通路。

更具体地，当调光控制单元16向水平检测器22提供具有与所期望的调光水平相对应的水平的调光控制电压时，水平检测器22可向脉冲生成器24提供对应于调光控制电压的水平的恒定电压。

脉冲生成器24可生成具有对应于恒定电压水平的占空比的控制脉冲，并向脉冲驱动器26提供生成的控制脉冲。

此时，当调光控制单元16以高水平输出调光控制电压时，水平检测器22可向脉冲生成器24提供高水平的恒定电压，脉冲生成器24可向脉冲驱动器26提供具有大占空比的控制脉冲。

另一方面，当调光控制单元16以低水平输出调光控制电压时，水平检测器22可向脉冲生成器24提供低水平的恒定电压，脉冲生成器24可向脉冲驱动器26提供具有小占空比的控制脉冲。

脉冲驱动器26可根据控制脉冲周期性地被接通/断开。脉冲驱动器26响应于具有大占空比的控制脉冲可被接通/断开以便具有长的接通时间，以及响应于具有小占空比的控制脉冲可被接通/断开以便具有短的接通时间。

当脉冲驱动器26被驱动时，包括在开关电路30、32、34和36中的NMOS晶体管52的门极电压可被改变。

即，当脉冲驱动器26被接通/断开以便具有长的接通时间时，开关电路30、32、34和36的NMOS晶体管52可被接通/断开以便具有短的接通时间。

另一方面，当脉冲驱动器26被接通/断开以便具有短的接通时间时，开关电路30、32、34和36的NMOS晶体管52可被接通/断开以便具有长的接通时间。

例如，假定整流电压上升至LED通道LED1发光的发光电压V1时，通过开关电路30提供LED通道LED1的电流通路。

当以高水平施加调光控制电压时，脉冲驱动器26可驱动NMOS晶体管52的门极，开关电路30的MNOS晶体管52可被接通/断开以便具有短的接通时间。结果，流入NMOS晶体管52的电流量会降低。因此，LED通道LED1会变暗。

另一方面，当以低水平施加调光控制电压时，脉冲驱动器26可驱动NMOS晶体管52的门极，开关电路30的NMOS晶体管52可被接通/断开以便具有长的接通时间。结果，流入NMOS晶体管52的电流的量会增加。因此，LED通道LED1会变亮。

在图1的实施例中，可以通过从外部以模拟方式输入的电压(即，调光控制电压)实现调光控制。

利用根据本发明实施例的调光控制电压的用于控制电流通路的电流量的调光控制方法可以与常规的使用调光器的LED照明装置的调光控制方法一起使用。

图1说明脉冲驱动器26共同地连接至开关电路30、32、34和36，但本发明不限于此。尽管没有详细地图示，但是可以配置多个脉冲驱动器26从而与各开关电路30、32、34和36一一对应。此时，脉冲生成器24可被配置为共同地向多个脉冲驱动器26提供脉冲。

图1的实施例可根据调光控制电压调节NMOS晶体管52的门极的接通时间，并控制电路通路中的电流从而进行调光控制，其中，NMOS晶体管52用作包括在每一个开关电路30、32、34和36中的开关元件。

另一方面，根据制造者的意图，如图7所示，通过驱动基准电压供给单元20的基准电压的输出，可以控制用于灯10发光的电流量。

在图7中，与图1相同的部件用相同的附图标记表示，在此将省略对其的重复描述。

在图7的实施例中，脉冲驱动器26可被连接至基准电压供给单元20的电阻R5和R4之间的节点。

即，在形成于基准电压供给单元20中的各电阻之间的节点中，脉冲驱动器26可被配置为控制最高基准电压从其输出的节点的电压。

脉冲驱动器26根据从脉冲生成器24提供的控制脉冲可被周期性地被接通/断开。脉冲驱动器26响应于具有大占空比的控制脉冲可被接通/断开以便具有长的接通时间，以及响应于具有小占空比的控制脉冲可被接通/断开以便具有短的接通时间。

基准电压供给单元20的电阻R5和R4之间的节点的水平，在脉冲驱动器26的NMOS晶体管Qc接通时会下降至接地电压，并且在脉冲驱动器26的NMOS晶体管Qc断开时会上升至基准电压VREF4。此外，其他基准电压VREF1、VREF2和VREF3从其输出的节点的电压可在接地电压和与脉冲驱动器26的操作相关的各基准电压之间摆动。

当脉冲驱动器26被接通以使基准电压VREF1至VREF4的水平下降至接地电压时，施加到各比较器50的负端子(-)的电流感应电压具有高于接地电压的水平。因此，比较器50可向各晶体管52的门极输出低水平的电压。与比较器50的操作相关，包括在开关电路30、32、34和36中的NMOS晶体管52可被断开，电流通路被阻断。

此外，当脉冲驱动器26被断开以使基准电压VREF1至VREF4被恢复，各比较器50可基于整流电压的水平执行正常操作。因此，根据整流电压的水平，通过开关电路30、32、34和36可提供选择性电流通路。

即，与脉冲驱动器26的操作相关，可以控制各开关电路30、32、34和36的比较器50的输出。结果，与脉冲驱动器26的NMOS晶体管Qc的开关操作相关，开关电路30、32、34和36的NMOS晶体管52可被接通/断开。

根据调光控制电压的水平，可以确定开关电路30、32、34和36的NMOS晶体管52以及脉冲驱动器26的NMOS晶体管Qc的接通时间。

即，当以高水平施加调光控制电压时，脉冲驱动器26可控制基准电压，开关电路30的NMOS晶体管52可被接通/断开以便具有短的接通时间。结果，流入NMOS晶体管52的电流量会减少。因此，LED通道会变暗。

另一方面，当以低水平施加调光控制电压时，脉冲驱动器26可控制基准电压，开关电路30的NMOS晶体管52可被接通/断开以便具有长的接通时间。结果，流入NMOS晶体管52的电流量会增加。因此，LED通道会变亮。

在图7的实施例中，与图1的实施例类似，还可以通过从外部以模拟方式输入的电压(即，调光控制电压)进行调光控制。

在图8的实施例中，控制电路14可包括调光电路40，其向基准电压供给单元20提供调节电压，从而控制调光。

在图8的实施例中，参照图1和图7的描述，调光电路40可被配置为从调光控制单元16接收调光控制电压。然而，与图1和图7的实施例不同，调光电路40可被配置为向基准电压供给单元20提供调节电压。

在图8中，与图1和图7相同的部件用相同的附图标记表示，在此将省略对其的重复描述。

图8的控制单元14可控制调光电路40以产生具有对应于外部调光控制电压的水平的调节电压，其中所述外部调光控制电压具有对应于所期望的调光水平的水平。此外，控制单元14可改变基准电压以便具有对应于调节电压的水平，并控制电流通路的电流量。

响应于控制单元14的配置，基准电压供给单元20可为各LED通道生成具有不同水平的基准电压REF1至REF4，并改变基准电压REF1至REF4以便具有对应于调光电路40的调节电压的水平。

更具体地，图8的调光电路40可向基准电压供给单元20提供具有对应于调光控制电压的水平的调节电压，并且在基准电压供给单元20的各电阻之间的节点中，调节电压可被施加到最高基准电压从其输出的节点。即，在基准电压供给单元20的电阻R5和R4之间，调节电压可被施加到基准电压REF4从其输出的节点。

调光控制单元16可通过电阻Re和可变电阻VR之间的节点输出调光控制电压。当可变电阻VR的电阻值变化时，可以以图9所示的标度输出调光控制电压。

调光电路40可感应从调光控制单元16所提供的调光控制电压的水平，并输出感应的水平作为调节电压。

通过上述配置，如图10所示，基准电压供给单元20可以以随调光控制电压而变化的水平输出基准电压REF1至REF4。

当比较器50的输出在各开关电路30、32、34和36中增加时，NMOS晶体管52的电流驱动能力会提高。另一方面，当比较器50的输出在各开关电路30、32、34和36中下降时，NMOS晶体管52的电流驱动能力会降低。

在本发明的实施例中，当调光控制单元16以高水平输出调光控制电压时，调光电路40也可以以高水平输出调节电压。

然后，高水平的基准电压REF1至REF4可被施加到包括在各开关电路30、32、34和36中的比较器50的正端子(+)，比较器50的输出会提高。因此，由于NMOS晶体管52的电流驱动能力提高了，流入NMOS晶体管52的电流的量也会如图1所示那样提高。因此，LED通道会变亮。

另一方面，当调光控制单元16以低水平输出调光控制电压时，调光电路40可以低水平输出调节电压。

然后，低水平的基准电压REF1至REF4可被施加到包括在各开关电路30、32、34和36中的比较器50的正端子(+)，比较器50的输出会降低。因此，由于NMOS晶体管52的电流驱动能力下降了，流入NMOS晶体管52的电流的量也会如图11所示那样降低。因此，LED通道会变暗。

此外，如图12所示，调光控制电压可被提供至形成电流感应单元的电流感应电阻Rg，从而控制调光。即，电流感应电阻Rg可提供对应于通过将调光控制电压与通过电流通路的形成而引入的电流所形成的电压相加所获得的水平的电压作为电流感应电压。可从调光控制单元16提供调光控制电压。

在图12中，与图1相同的部件用相同的附图标记表示，在此将省略对其的重复描述。

在上述配置中，调光控制单元16可通过电阻Re和可变电阻VR之间的节点输出调光控制电压。当可变电阻VR的电阻值变化时，调光控制电压可被输出至电流感应电阻Rg。

因此，电流感应电阻Rg可以共同地将具有根据调光控制电压而改变的值的电流感应电压提供至开关电路30、32、34和36。

当比较器50的输出在每一个开关电路30、32、34和36中增加时，NMOS晶体管52的电流驱动能力会提高。另一方面，当比较器50的输出在每一个开关电路30、32、34和36中下降时，NMOS晶体管52的电流驱动能力会降低。

在本发明的实施例中，当调光控制单元16以高水平输出调光控制电压时，电流感应电阻Rg的电流感应电压也会以高水平被输出。

然后，高水平的电流感应电压可被施加到包括在各开关电路30、32、34和36中的比较器50的负端子(-)，比较器50的输出会下降。因此，由于NMOS晶体管52的电流驱动能力降低，流入NMOS晶体管52的电流量也会降低。因此，接通的LED通道会变暗。

另一方面，当调光控制单元16以低水平输出调光控制电压时，电流感应电阻Rg的电流感应电压也会以低水平被输出。

然后，低水平的电流感应电压可被施加到包括在各开关电路30、32、34和36中的比较器50的负端子(-)，比较器50的输出会增加。因此，由于NMOS晶体管52的电流驱动能力提高，流入NMOS晶体管52的电流的量也会提高。因此，LED通道会变亮。

根据本发明的上述实施例的调光控制方法能够利用以模拟方式输入的外部电压控制调光，从而提高用户的便利度和满意度。

此外，所述调光控制方法可以与使用调光器的调光控制方法一起执行，并且通过使用通过以模拟方式输入的外部电压而生成的脉冲或者将外部电压转化为调光控制电压而调节灯的电流，从而使用户的便利度和满意度最大化并提高产品的可靠性。

为了在防止由于过热导致故障的同时，确保产品的可靠性，以大容量制造的LED照明装置的控制电路可以以图13来体现。

在图13中，与图1相同的部件用相同的附图标记表示，在此将省略对其的重复描述。

参照图13，在根据比较器的输出进行开关以形成电流通路的开关元件中，即，NMOS晶体管52和56，相对大量电流通过其流动的NMOS晶体管56可被布置在包括安装在其中的控制单元14的芯片的外部。

控制单元14可被实施为一个芯片，多个NMOS晶体管52在芯片中可被包括在形成上述电流通路的开关电路中。

当NMOS晶体管被连接到使用更高的整流电压发光的LED通道时，在LED照明装置的控制单元14中被配置来形成电流通路的每一个NMOS晶体管可通过更大的电流量。

为了支持大容量，LED照明装置需通过大量的电流至控制单元14。然而，能够通过设置在芯片中的NMOS晶体管的电流量会由于发热问题而受到限制。

例如，当LED照明装置在其中芯片的操作温度被设定为125度、灯的功率等于或大于20w的条件下被驱动时，芯片的实际温度会上升到150度或更高。

当芯片在高温下受热时，热量会对接通灯的发光电压产生影响。在严重情况下，产品的可靠性会降低。

为了解决所述问题，在形成开关电路的开关元件中，生成相对大量热量的开关元件可布置在芯片的外部，生成相对少量热量的开关元件可布置在芯片的内部。

此时，用于操作芯片外部的开关元件的比较器可安装在芯片中。

当生成相对大量热量的开关元件被布置在芯片的外部时，具有安装在其中的控制单元14的芯片的热量生成可以被控制。

因此，当制造大容量LED照明装置时，尽管大量电流流入形成用于控制灯的电流的控制单元的芯片，由于生成相对大量热的开关元件不是一体的，可以防止由于过热而导致的用于驱动灯的电压的异常或者由于热应力而导致的产品的可靠性的降低。

在本发明的另一实施例中，可以以数字方式实现调光控制。

参照图14，控制单元14可包括调光电路29，调光电路29包括占空比控制器23和脉冲驱动器27。

在图14的实施例中，控制单元14可被配置为以数字方式从外部脉冲装置17接收调光控制脉冲。脉冲装置17可对应于图1的调光控制单元16，调光控制脉冲可对应于调光控制信号。

脉冲装置17可包括设置在外部装置中的微控制单元(未示出)。微控制单元可包括脉冲生成电路和发射机。脉冲生成电路可生成调光控制脉冲并具有用于控制灯10的调光的脉冲宽度，发射机可以以数字方式发射调光控制脉冲。通过例如能够设置在脉冲装置17中的钥匙或者按钮的调节部件，可以调节调光控制脉冲的占空比。

占空比控制器23可接收调光控制脉冲，并生成具有与调光控制脉冲的占空比相对应的占空比的控制脉冲。

占空比控制器23可生成具有与调光控制脉冲同步的周期或脉冲的控制脉冲，或者通过执行一个或多个信号补偿以及过滤调光控制脉冲而生成控制脉冲。

脉冲驱动器27可包括NMOS晶体管Qc，并且被共同地连接至包括在各开关电路30、32、34和36中的开关元件(即，NMOS晶体管52)的门极。

通过具有对应于所期望的调光水平的占空比的调光控制脉冲，具有以上述方式配置的调光电路29的控制单元14可控制通过开关电路30、32、34和36被选择性地提供的电流通路的电流量。

更具体地，当脉冲装置17向占空比控制器23提供具有对应于所期望的调光水平的占空比的外部调光控制脉冲时，占空比控制器23可生成具有与调光控制脉冲的占空比相对应的占空比的控制脉冲，并向脉冲控制器27提供所生成的控制脉冲。

此时，当脉冲装置17输出具有如图15A所示的小占空比的调光控制脉冲时，占空比控制器23可向脉冲驱动器27提供具有小占空比的脉冲。

另一方面，当脉冲装置17输出具有如图15B所示的大占空比的调光控制脉冲时，占空比控制器23可向脉冲驱动器26提供具有大占空比的控制脉冲。

脉冲驱动器27可根据控制脉冲从而周期性地接通/断开。脉冲驱动器26响应于具有大占空比的控制脉冲可被接通/断开以便具有长的接通时间，以及响应于具有小占空比的控制脉冲可被接通/断开以便具有短的接通时间。

当脉冲驱动器27以上述方式被驱动时，包括在开关电路30、32、34和36中的NMOS晶体管52的门极电压会改变。

即，当脉冲驱动器27被接通/断开以便具有长的接通时间时，开关电路30、32、34和36的NMOS晶体管52会被接通/断开以便具有短的接通时间。

另一方面，当脉冲驱动器27被接通/断开以具有短的接通时间时，开关电路30、32、34和36的NMOS晶体管52会被接通/断开以具有长的接通时间。

例如，假定整流电压上升至LED通道LED1发光的发光电压V1，LED通道LED1的电流通路通过开关电路30被提供。

当施加具有大占空比的调光控制脉冲时，脉冲驱动器27可以以开关电路30的NMOS晶体管52具有短的发光时间的方式被驱动。结果，流入NMOS晶体管52的电流量会减少。因此，LED通道LED1会变暗。

另一方面，当施加具有小占空比的调光控制脉冲时，脉冲驱动器27可以以开关电路30的NMOS晶体管52具有长的发光时间的方式被驱动。结果，流入NMOS晶体管52的电流量会增加。因此，LED通道LED1会变亮。

在图14的实施例中，通过从外部以数字方式输入的调光控制脉冲，可以执行电流调节和调光控制。

使用根据本发明实施例的外部调光控制脉冲的调光控制方法可与使用调光器的调光控制方法一起使用。

图14说明了脉冲驱动器27被共同连接至开关电路30、32、34和36，但是本发明不限于此。脉冲驱动器27可与各开关电路30、32、34和36一一对应。此时，占空比控制器23可被配置为向多个脉冲驱动器27共同地提供控制脉冲。

图14的实施例可控制用作包括在各开关电路30、32、34和36中的开关元件的NMOS晶体管的门极，并控制电流通路的电流，从而执行调光控制。

另一方面，如图16所示，根据制造者的意图，通过控制基准电压供给单元20的基准电压的输出，可以调节用于灯10发光的电流量。

在图16中，与图14相同的部件用相同的附图标记表示，在此将省略对其的重复描述。

在图16的实施例中，脉冲驱动器27可被连接至基准电压供给单元20的电阻R5和R4之间的节点。

即，在形成在基准电压供给单元20中的各电阻之间的节点中，脉冲驱动器27可被配置为驱动最高基准电压从其输出的节点的电压。

脉冲驱动器27可根据从占空比控制器23提供的控制脉冲周期性地接通/断开。脉冲驱动器27响应于具有大占空比的控制脉冲可被接通/断开以便具有长的接通时间，以及响应于具有小占空比的控制脉冲可被接通/断开以便具有短的接通时间。

当脉冲驱动器27的NMOS晶体管Qc接通时，基准电压供给单元20的电阻R5和R4之间的节点的水平会下降至接地电压，并且当脉冲驱动器27的NMOS晶体管Qc断开时，基准电压供给单元20的电阻R5和R4之间的节点的水平会上升至基准电压VREF4。此外，其他基准电压VREF1、VREF2和VREF3从其输出的节点的电压可在接地电压和与脉冲驱动器27的操作相关的各基准电压之间摆动

当脉冲驱动器27被接通以使基准电压VREF1至VREF4的水平下降至接地电压，施加到各比较器50的负端子(-)的电流感应电压可具有比接地电压更高的水平。因此，各比较器50可向晶体管52的门极输出低水平的电压。与比较器50的操作有关，包括在开关电路30、32、34和36中的NMOS晶体管52会断开，电路通路被阻断。

此外，当脉冲驱动器27被断开以使基准电压VREF1至VREF4被恢复时，各比较器50可根据整流电压的水平执行正常操作。因此，根据整流电压的水平，可通过开关电路30、32、34和36提供选择性的电流通路。

即，与脉冲驱动器27的操作相联系，包括在各开关电路30、32、34和36中的比较器50的输出可被控制。结果，与脉冲驱动器27的NMOS晶体管Qc的开关操作相联系，开关电路30、32、34和36的NMOS晶体管52会接通/断开。

开关电路30、32、34和36的NMOS晶体管52和脉冲驱动器27的NMOS晶体管Qc的接通时间可根据调光控制脉冲的占空比被确定。

即，当施加具有大占空比的调光控制电压时，脉冲驱动器27可控制基准电压，开关电路30的NMOS晶体管52可被接通/断开以便具有短的接通时间。结果，流入NMOS晶体管52的电流的量会减少。因此，LED通道会变暗。

另一方面，当施加具有小占空比的调光控制脉冲时，脉冲驱动器27可控制基准电压，开关电路30的NMOS晶体管52可被接通/断开以便具有长的接通时间。结果，流入NMOS晶体管52的电流的量会增加。因此，LED通道会变亮。

在图16的实施例中，与图14的实施例类似，还可以通过以数字方式输入的调光控制脉冲控制电流调节，还可以根据调光控制脉冲执行调光控制。

本发明的上述实施例能够利用以数字方式输入的外部电压控制调光，从而提高用户的便利度和满意度。

此外，所述调光控制方法可以与使用调光器的调光控制方法一起执行，并使用通过以模拟方式输入的外部调光控制脉冲所产生的控制脉冲而调节灯的电流或执行调光控制，从而使用户的便利度和满意度最大化并提高产品的可靠性。

Claims (20)

1.一种LED照明装置的控制电路，其被分成多个LED通道，所述控制电路包括控制单元，所述控制单元响应于整流电压提供对应于LED通道接通状态的电流通路，生成对应于其中的外部调光控制信号的控制脉冲，并根据控制脉冲而控制电流通路的电流量。

2.根据权利要求1所述的控制电路，进一步包括电流感应单元，其共同地连接至包括在控制单元中的多个开关电路从而提供电流通路，

其中，所述电流感应单元提供用于控制电流通路的电流感应电压。

3.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述控制单元从设置在外部的调光控制单元接收调光控制信号，所述调光控制单元包括可变电阻并提供对应于可变电阻的电阻值的调光控制信号。

4.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述控制单元包括：

基准电压供给单元，其将具有不同水平的基准电压提供至各LED通道；

为各LED通道设置的多个开关电路，各包括：比较器，其将对应于流经电流通路的电流量的电流感应电压与基准电压进行比较；和开关元件，其提供电流通路并通过比较器的输出进行开关；以及

调光电路，其生成对应于调光控制信号的水平的控制脉冲，并响应于控制脉冲控制开关元件的电流量。

5.根据权利要求4所述的控制电路，其中，所述调光电路包括：

水平检测器，其输出对应于调光控制信号的水平的恒定电压；

脉冲生成器，其生成对应于恒定电压的水平的控制脉冲；以及

脉冲驱动器，响应于控制脉冲，通过控制开关元件的接通时间，所述脉冲驱动器控制电流通路的电流量。

6.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述控制单元包括：

基准电压供给单元，其将具有不同水平的基准电压提供至各LED通道；

为各LED通道设置的多个开关电路，各包括：比较器，其将对应于流经电流通路的电流量的电流感应电压与基准电压进行比较；和开关元件，其提供电流通路并通过比较器的输出进行开关；以及

调光电路，其生成对应于调光控制信号的水平的控制脉冲，并根据控制脉冲通过控制基准电压供给单元的基准电压的输出来控制电流通路的电流量。

7.根据权利要求6所述的控制电路，其中，所述调光电路包括：

水平检测器，其输出对应于调光控制信号的水平的恒定电压；

脉冲生成器，其生成对应于恒定电压的水平的控制脉冲；以及

脉冲驱动器，响应于控制脉冲，通过控制基准电压供给单元的基准电压供给时间，所述脉冲驱动器控制电流通路的电流量。

8.根据权利要求1所述的控制电路，进一步包括脉冲装置，其提供具有对应于所期望的调光水平的占空比的调光控制信号。

9.根据权利要求8所述的控制电路，其中，所述脉冲装置包括微控制单元，其生成其中的调光控制信号并将生成的调光控制信号提供至控制单元。

10.根据权利要求8所述的控制电路，其中，所述控制单元包括：

基准电压供给单元，其将具有不同水平的基准电压提供至各LED通道；

为各LED通道设置的多个开关电路，各包括：比较器，其将对应于流经电流通路的电流量的电流感应电压与基准电压进行比较；和开关元件，其提供电流通路并通过比较器的输出进行开关；以及

调光电路，其生成对应于调光控制信号的占空比的控制脉冲，根据控制脉冲通过驱动开关元件来控制电流通路的电流量。

11.根据权利要求10所述的控制电路，其中，所述调光电路包括：

占空比控制器，其生成具有对应于调光控制信号的占空比的控制脉冲；以及

脉冲驱动器，响应于控制脉冲，通过控制开关元件的接通时间，所述脉冲驱动器控制电流通路的电流量。

12.根据权利要求8所述的控制电路，其中，所述控制单元包括：

基准电压供给单元，其将具有不同水平的基准电压提供至各LED通道；

为各LED通道设置的多个开关电路，各包括：比较器，其将对应于流经电流通路的电流量的电流感应电压与基准电压进行比较；和开关元件，其提供电流通路并通过比较器的输出进行开关；以及

调光电路，其生成对应于调光控制信号的占空比的控制脉冲，根据控制脉冲通过控制基准电压供给单元的基准电压的输出来控制电流通路的电流量。

13.根据权利要求12所述的控制电路，其中，所述调光电路包括：

占空比控制器，其生成具有对应于调光控制信号的占空比的控制脉冲；以及

脉冲驱动器，响应于控制脉冲，通过控制基准电压供给单元的基准电压供给时间，所述脉冲驱动器控制电流通路的电流量。

14.一种LED照明装置的控制电路，其被分成多个LED通道，所述控制电路包括控制单元，所述控制单元响应于整流电压而提供对应于LED通道接通状态的电流通路，以及响应于外部调光控制信号的水平而控制电流通路的电流量。

15.根据权利要求14所述的控制电路，其中，所述控制单元包括：

调光电路，其提供对应于调光控制信号的水平的调节电压；

基准电压供给单元，其为各LED通道生成具有不同水平的基准电压，改变基准电压以具有对应于调节电压的水平，并提供基准电压；以及

为各LED通道设置的多个开关电路，各包括：比较器，其将电流感应电压与基准电压进行比较；和开关元件，其通过比较器的输出进行开关从而形成电流通路。

16.根据权利要求15所述的控制电路，其中，所述基准电压供给单元包括在供给电压应用端子和接地端子之间的多个串接的电阻，以及在各电阻之间的节点中，调节电压被施加到最高基准电压从其输出的节点。

17.根据权利要求14所述的控制电路，其中，所述控制单元提供调光控制信号至电流通路，以及响应于调光控制信号的水平而控制开关通路的电流量。

18.根据权利要求17所述的控制电路，进一步包括电流感应单元，所述电流感应单元共同地连接至包括在控制单元中的多个开关电路，从而提供电流通路，

其中，所述调光控制信号被提供至电流感应单元。

19.一种LED照明装置的控制电路，其响应于整流电压而依次接通包括在灯中的多个LED通道，所述控制电路包括：

控制单元，其包括多个为各LED通道设置的开关电路并提供对应于灯的依次发光的选择性电流通路；以及

电流感应单元，其共同地连接至开关电路，从而形成电流通路，并提供电流感应电压，

其中，一个或多个开关电路的每一个包括：比较器，其将电流感应电压与响应于LED通道而提供的基准电压进行比较；和外部开关元件，其通过比较器的输出进行开关从而形成电流通路，并且设置在具有安装在其中的控制单元的芯片的外部。

20.根据权利要求19所述的控制电路，其中，所述外部开关元件比包括在形成于芯片中的开关电路的开关元件生成更多的热量。