CN113016235A - 可调光照明装置上的颜色控制的技术及相关***和方法 - Google Patents
可调光照明装置上的颜色控制的技术及相关***和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113016235A CN113016235A CN201980075364.7A CN201980075364A CN113016235A CN 113016235 A CN113016235 A CN 113016235A CN 201980075364 A CN201980075364 A CN 201980075364A CN 113016235 A CN113016235 A CN 113016235A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- leds
- current
- light source
- source module
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/20—Controlling the colour of the light
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/20—Controlling the colour of the light
- H05B45/24—Controlling the colour of the light using electrical feedback from LEDs or from LED modules
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
- F21V23/003—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2113/00—Combination of light sources
- F21Y2113/10—Combination of light sources of different colours
- F21Y2113/13—Combination of light sources of different colours comprising an assembly of point-like light sources
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/30—Driver circuits
- H05B45/357—Driver circuits specially adapted for retrofit LED light sources
- H05B45/3574—Emulating the electrical or functional characteristics of incandescent lamps
- H05B45/3577—Emulating the dimming characteristics, brightness or colour temperature of incandescent lamps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
提供了用于在调光期间控制光源的颜色的技术。电流控制电路可以布置在光源模块内并且被配置成根据驱动输入电流来调整通过模块中的一些灯(例如,LED)的电流路径。如果通过这些灯的多条电流路径具有不同的阻抗,则电流路径的变化将导致通过这些灯的电流的量增加或减少。如果调整后的灯与光源模块的其他灯有不同的色温,则在光源模块被调光时随着调整驱动电流的电流路径的变化可以影响色温的变化。
Description
技术领域
本发明涉及包括用于在发光装置的调光期间控制发光装置的颜色的***(例如,光源模块)的发光装置(例如,LED)。
背景技术
发光二极管(LED)通常可以以与白炽光源和/或荧光光源相比更高效的方式提供光。因此,作为在家庭或商业中提供光的同时减少能量使用的装置,LED灯和灯具是消费者所期望的。
在选择光源时,除了能量使用外,还通常考虑光源产生的光的相关色温(CCT)。CCT(以下称为“色温”)是从电光源发出的“白”光的颜色外观的度量。色温提供了白光具有“冷”色(指更多的蓝色调)或“暖”色(指更多的黄色调)的程度的大体指示。通常使用术语暖和冷,因为传统的白炽灯产生柔和的白色(有时略带黄色色调),并且因为暖光长期被视为是光源中期望的光,这是因为它趋于使环境中的颜色令人感觉温暖和舒适。
一些光源可以被配置成是可调光的,这意味着可以对其进行控制以增加或减小所产生的光的强度。可调光光源通常用于家庭或商业环境中。在不同的可用光强度的每个可用光强度下产生的光的色温可能是令人感兴趣的,使得在光源被调光时可以产生期望的一个或更多个色调。
发明内容
本申请涉及包括用于在发光装置的调光期间控制发光装置的颜色的***(例如,光源模块)的发光装置(例如,LED)。
根据一些方面,提供了一种光源模块电路,包括:串联连接的多个第一LED,第一LED被配置成产生具有第一色温的光;一个或更多个控制单元,所述一个或更多个控制单元与多个第一LED串联连接;串联连接的多个第二LED,第二LED被配置成产生具有与第一色温不同的第二色温的光,其中,多个第二LED与多个第一LED以及一个或更多个控制单元并联连接;以及电流控制电路,该电流控制电路并联连接至一个或更多个控制单元,并且被配置成根据输入至多个第一LED和多个第二LED的驱动电流来调整通过多个第一LED的电流与通过多个第二LED的电流的比率。
上述设备和方法实施方式可以利用上面或下面进一步详细描述的方面、特征和动作的任何合适的组合来实现。根据以下结合附图的描述,可以更充分地理解本教导的这些和其他方面、实施方式和特征。
附图说明
将参考以下附图描述各个方面和实施方式。应当理解,附图不一定按比例绘制。在附图中,各个附图中示出的每个相同或几乎相同的部件由相似的标记表示。为了清楚起见,并非每个部件都可以在每个附图中标记。
图1示出了根据一些实施方式的被配置成在调光期间控制产生的光的颜色的光源模块的说明性电路;
图2示出了根据一些实施方式的被配置成在调光期间利用第一说明性电流控制电路配置来控制产生的光的颜色的光源模块的说明性电路;
图3示出了根据一些实施方式的被配置成在调光期间利用第二说明性电流控制电路配置来控制产生的光的颜色的光源模块的说明性电路;
图4是示出根据一些实施方式的光源模块的驱动电流与通过该模块的各个部件的电流之间的说明性关系的图;
图5示出了根据一些实施方式的被配置成在调光期间控制产生的光的颜色的光源模块的说明性电路,其中设置了并联控制单元;
图6示出了根据一些实施方式的被配置成在调光期间控制产生的光的颜色的光源模块的说明性电路,其中,将二极管设置为并联控制单元;
图7是示出根据一些实施方式的针对两个不同光源模块的说明性调光颜色曲线的图;以及
图8A至图8B示出了根据一些实施方式的在单个基底上的说明性颜色可调点光源。
具体实施方式
提供了用于在发光装置的调光期间控制发光装置的颜色的技术。如上面所讨论的,暖光长期被视为是光源中期望的光,因为暖光趋于使环境中的颜色令人感到温暖和舒适。特别地,白炽灯自然发出暖色的光,并且在该灯被调光时光的颜色甚至会变得更暖,在某些情况下甚至趋于呈橙色或微红色。LED光源以与白炽灯不同的方式产生光,然而,通过减少供应至LED的电流的量来对LED光源进行调光通常具有降低产生的光的亮度而对光的色温影响很小或无影响的效果。
为了在调光期间控制LED光源的颜色,传统的光源模块包含不同色温的LED,并且随着光源模块的驱动电流减小,控制经过不同LED中的每个LED的电流的量。然而,传统方法需要许多复杂的电子部件来产生这种平衡,诸如控制电路的微控制器以及限定微控制器执行所述控制的方式的存储器。在某些情况下,光源模块还可以包含电流检测传感器、电流调节器和/或开关电路以控制到不同LED的电流。
在调光期间,一些传统光源可以为包含一个或更多个LED的电路的部分设旁路,以减少流过所旁路的LED的电流并因此减少由所旁路的LED产生的光。作为光源的LED的相对亮度变化的结果,如果这些LED具有不同的色温,则可以控制光源的色温。然而,这类方法可能会导致光中的不均匀性。例如,在具有均匀分布的暖光LED和冷光LED的照明管中,在调光期间的某个时刻,被旁路的LED可能接收到足够低的电流以致于它们熄灭而其他LED仍保持亮起。结果是光源在调光期间包含暗区,这是不期望的。
发明人已经认识并理解到用于在调光期间控制LED光源的颜色的技术,所述技术不需要诸如微控制器的复杂的电子部件。电流控制电路可以被布置在光源模块内,并且被配置成根据驱动输入电流来调整通过模块中的LED中的一些LED的电流路径。如果通过这些LED的多条电流路径具有不同的阻抗(或不同的正向电压),则电流路径的变化将导致通过这些LED的电流量增加或减少。如果调整后的LED与光源模块的其他LED具有不同的色温,则在光源模块被调光时随着调整驱动电流的电流路径的变化可以影响色温的变化。虽然在某些情况下,电流可以在路径之间完全切换,但是这不是必需的,因为电流流经各种路径的相对程度的任何变化都可能导致色温的变化。此外,重要的是,在光源被调光时平稳地改变通过电路的每个LED的电流,以避免在调光期间产生前述暗区。换句话说,本文描述的技术允许在调光期间LED光源的色温的变化,使得光源的所有LED在基本相同的驱动电流下熄灭。
作为本文描述的技术的应用的一个示例,考虑包括具有不同色温的两组LED的光源模块。这两组LED中的一组连接到两个彼此平行的电流路径。在相对较高的驱动电流下,电流控制电路可以操作以使电流除了通过第二组LED之外还通过第一组LED和第一电流路径。该较高的驱动电流可以产生特定的色温,作为两组LED的相对亮度的结果。然而,在相对较低的驱动电流下,电流控制电路可以切换通过第一组LED的电流以替代地遵循第二电流路径,同时电流也像以前一样流过第二组LED。然而现在,与第二组LED相比,更大或更小部分的电流可以通过第一组LED,因为与第二组LED相比,现在对于流过第一组LED的电流分别存在更大或减小的阻抗。因此,流过第一组LED和第二组LED的电流的比率可以改变,并且因此它们的相对亮度和光的感知色温可以改变。通过调整电流控制电路以这种方式切换电流的方式,以及通过调整两条电流路径的特性,在光源模块被调光时可以产生光源模块的期望色温。再次,通过电流控制电路的电流的切换不会使电流停止流过电路的LED是重要的,因为这将会在光源中产生暗区。
根据一些实施方式,电流控制模块可以通过为驱动电流提供旁路来控制由光源模块产生的光的色温。特别地,电流控制模块可以包括至少一个晶体管,所述至少一个晶体管在驱动电流减小时切换模式,从而打开和/或关闭用于驱动电流遵循的电流路径。
根据一些实施方式,光源模块可以包括沿着替代电流路径连接的一个或更多个控制单元,电流控制模块可以在替代电流路径之间执行如上所述的切换。合适的控制单元可以包括用于与另一替代电流路径相比改变电流流过替代电流路径之一的方式的任何非发光部件。在某些情况下,可以选择控制单元以改变流过控制单元的电流根据驱动电流而变化以产生期望行为的方式。例如,相对于一个控制单元来选择另一个控制单元可以影响在驱动电流变化时流过控制单元(和/或流过替代电流路径中的不同的一个)的电流的量。如此,控制单元的选择可以影响光源模块的色温如何随驱动电流而变化。
尽管使用发光部件代替控制单元可能会在调光期间产生电流变化,但是如上面所讨论的,在调光期间当通过发光部件的电流足够低以致于部件熄灭而光源模块的其他区域仍在发光时,这可能导致在光源中出现暗区。包含发光部件以代替控制单元的电路具有更高的效率可能是真的,因为当与包含控制单元的相同电路相比时,对于相同的电流,在该电路中将产生更多的光。然而,本文描述的技术可以实现在调光期间光强度和色温的平稳转变的益处(该益处不会通过包含发光部件以代替控制单元的电路来产生),尽管弊端是效率降低。
以下是用于在调光期间控制LED光源的颜色的技术的各种实施方式和有关的各种概念的更详细描述。应当理解,本文描述的各个方面可以以多种方式中的任何一种来实现。本文提供的具体实现的示例仅用于说明性目的。另外,以下实施方式中描述的各个方面可以单独使用或以任何组合使用,并且不限于本文明确描述的组合。
图1示出了根据一些实施方式的被配置成在调光期间控制产生的光的颜色的光源模块的说明性电路。在图1的示例中,电路100包括驱动电流源105和两组LED 101a至101h和102a至102h,每组LED串联连接。另外,该组LED 101a至101h与两个控制单元111和112串联连接,并且该组LED 101a至101h串联连接到电流控制电路120,电流控制电路120与控制单元111和控制单元112并联连接。提供电路地106。
提供图1的示例作为说明性电路,在该说明性电路中,电流控制电路可以根据驱动输入电流通过改变通过LED中的某些(而非全部)LED的电流的路径来控制光源模块的颜色。在说明性电路100中,电流控制电路120可以被配置成根据驱动电流105来调整与控制单元111和控制单元112相比电流流过电流控制电路的程度。
在图1的示例中,有两条连接到第一组LED 101a至101h的替代电流路径:第一路径,即经由电流控制电路120从LED 101h到地106的路径;以及第二路径,即经由控制单元111和控制单元112从LED 101h到地106的路径。如上面所讨论的,如果这些路径在阻抗(或正向电压)上有不同,则改变电流流经两条路径中的每条路径的程度将导致流过LED 101a至101h与102a至102h的电流的相对量发生变化。
例如,假设电流经由控制单元111和控制单元112沿着第二路径流动,并且流过LED101a至101h和控制单元的电流的量等于流过LED 102a至102h的电流的量。此外,电流控制电路120进行操作以使至少一些电流沿着通过电流控制电路的第一路径而不是通过控制单元111和控制单元112的第二路径进行流动。假设两个路径的阻抗(或正向电压)不相等,因此,该操作可能导致与LED 102a至102h的情况相比通过LED 101a至101h的电流更多或更少。如果LED 101a至101h的色温不同于LED 102a至102h的色温,则由此通过电流控制电路120的操作可以改变由电路100的LED产生的组合光的色温。
根据一些实施方式,LED 101a至101h可以被配置成产生与LED 102a至102h的情况相比具有不同色温的光。为了简单起见,此后将LED的这种特性称为LED的色温。此外,出于将一个LED的色温与另一个LED的色温进行比较的目的,假定在相同的电流输入到LED的情况下进行所述比较,因为在某些情况下,LED的色温可能随输入电流而变化。
在一些实施方式中,LED 101a至101h的色温各自大于或等于1000K、1500K、2000K、2500K或3000K。在一些实施方式中,LED 101a至101h的色温各自小于或等于4000K、3500K、3000K、2500K、2000K、1500K。上述参考范围的任何合适的组合也是可能的(例如,LED 101a至101h中的每个LED的色温大于或等于1500K并且小于或等于2500K等)。LED 101a至101h的色温中的每个色温的优选范围在1500K与3000K之间。
在一些实施方式中,LED 102a至102h的色温各自大于或等于3000K、3500K、4000K、4500K或5000K。在一些实施方式中,LED 102a至102h的色温各自小于或等于8000K、7500K、7000K、6500K、6000K、5500K、5000K、4500K、4000K、3500K或3000K。上述参考范围的任何合适的组合也是可能的(例如,LED 102a至102h中的每个LED的色温大于或等于3500K并且小于或等于4500K等)。LED 102a至102h的色温中的每个色温的优选范围在3500K与7500K之间。
在一些实施方式中,LED 101a至101h中的所有LED可以具有第一色温,并且LED102a至102h中的所有LED可以具有第二不同色温。在其他情况下,两组LED可以呈现一定范围的色温;这两个范围可以相互交叠,或者可以不相互交叠。
根据一些实施方式,LED 101a至101h和LED 102a至102h可以是中间白光LED,例如但不限于具有型号3030、3014、2016、2835、5630的市场上可买到的LED,或其组合。在一些实施方式中,LED 101a至101h以及LED 102a至102h中的一个或更多个可具有无框架的发光表面,例如但不限于CSP(芯片级封装)LED、CubeTM LED(例如,型号MP1616、MP1919)和/或其中全部或基本上全部的封装尺寸都是发光表面的LED封装。这些类型的封装可以使得能够以高密度照明阵列布置LED。
根据一些实施方式,控制单元111和控制单元112各自可以是不发光的部件,例如不发光的半导体二极管、电阻器或晶体管。此外,可以沿着该组LED 101a至101h与地之间的电流路径包括任何数量的控制单元。在一些实施方式中,一个或更多个控制单元可以与LED102a至102h串联连接。
根据一些实施方式,控制单元111和控制单元112各自可以是具有线性I-V特性曲线的纯电阻部件。根据一些实施方式,控制单元111和控制单元112各自可以是具有非线性I-V特性曲线的部件,例如光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、二极管、晶体管或晶闸管。根据一些实施方式,控制单元111和控制单元112中的一个或两个可以包括半导体PN结。
根据一些实施方式,电流控制电路120可以被配置成在驱动电流105减小时打开或关闭一条或更多条电路路径。在一些实施方式中,电流控制电路120的结构中的这些改变可以通过在电流控制电路中包括一个或更多个晶体管来实现,所述一个或更多个晶体管的操作模式随着驱动电流105的改变而改变。在一些实施方式中,电流控制电路120的晶体管两端之间的电压(例如,基极集电极电压和/或基极发射极电压)可以超过临界值,从而导致晶体管的操作模式改变。这种操作模式改变可以打开和/或关闭通过电流控制电路120的从LED 101h到地的电流路径,从而导致流过LED 101a至101h的电流的量的改变。
在一些实施方式中,电流控制电路可以以除了所示方式之外的其他方式连接到电路100的部分;例如,电流控制电路120可以与LED 101a至101h并联连接,或者可以经由其他路径连接到地106,其可以包含一个或更多个部件等。
在一些实施方式中,电路100中的所有部件可以被布置在单个印制电路板(PCB)上。例如,电路100可以被布置在FR4板、MCPCB板或陶瓷板上。电流控制电路120可以是离散控制电路模块或集成电路(IC)。将电路100的部件布置在单个板上可以具有使包括电路100的照明器材更紧凑、成本更低、制造工艺简单和/或减少功率损耗的优点。
在一些实施方式中,电流控制电路120可以包括一个或更多个可变电阻器。这样的电阻器可以是外部的,意味着它可以与电流控制电路(可以是集成电路)的其余部分分开调节。可变电阻器可以允许控制电路100的调光曲线,该调光曲线是从该电路产生的光的色温与驱动电流105之间的关系。例如,改变电流控制电路的一个或更多个部分处的电阻的量可以改变调光曲线的形状。该行为的示例在下面关于图7进行讨论。
应当理解,提供图1的示例是为了说明电流控制电路120可以如何控制多条路径之间电流的流动并因此如何在调光期间控制在两组LED之间流动的电流的相对量,以及这样的电路的其他配置可能是可行的。例如,应当理解,可以在电路100内布置附加部件而不改变电路的该功能。此外,还可以考虑连接到一组LED的两条以上的电流路径,并且所述两条以上的电流路径甚至可以包括一个以上的电流控制电路,每个电流控制电路对通过第一组LED的电流随后遵循的路径具有影响。另外,尽管示出了两组LED,但是可以包括任何数量的这样的组,包括具有控制单元的多个组和/或连接到电流控制电路的多个组。
图2示出了根据一些实施方式的被配置成在调光期间利用第一说明性电流控制电路配置来控制产生的光的颜色的光源模块的说明性电路。图2示出了具有用于电流控制电路120的说明性设计的电路100的示例。
在图2的示例中,电路200包括驱动电流源205和两组LED 201a至201h和202a至202h,每组LED串联连接。另外,该组LED 201a至201h与两个控制单元211和212串联连接,并且该组LED 201a至201h串联连接到电流控制电路220,电流控制电路220与控制单元211和控制单元212并联连接。提供了电路地206。
在图2的示例中,电流控制电路220包括晶体管221以及电阻器222和电阻器223。在相对高的驱动电流205下,晶体管221的发射极与该晶体管的基极之间的电位差VBE,以及该晶体管的基极与集电极之间的电位差VBC可以使得晶体管在截止模式下工作(例如,VBE小于约0.7V并且VBC为负)。如此,在该较高的驱动电流下,将没有电流从LED 201a至201h通过电流控制电路220,而是电流将通过控制单元211和控制单元212。
随着减小驱动电流以对(电路200为部件的)光源模块调光,VBE可上升至大约0.7V或更大,从而使得晶体管221转变至饱和操作模式或正向活动操作模式。当这种情况发生时,电流将开始通过电流控制电路220,并且更少地流过控制单元211和控制单元212。最终,驱动电流可以变得足够低,以致于很少或没有电流流过控制单元211和控制单元212,并且流过LED 201a至201h的电流的全部或接近全部电流也流过电流控制电路220。随着这些路径之间的电流转变,通过LED 201a至201h和电流控制电路220的电流将增加,从而导致与在较高驱动电流下从两组LED产生的光的相对部分相比,由电路200产生的光的更大部分是从LED 201a至201h输出的,而非是从LED 202a至202h输出的。
作为示例而非限制,电阻器222和电阻器223的说明性值可以分别是100kΩ和350Ω。
图3示出了根据一些实施方式的被配置成在调光期间利用第二说明性电流控制电路配置来控制产生的光的颜色的光源模块的说明性电路。图3示出了具有用于电流控制电路120的说明性设计的电路100的示例。
在图3的示例中,电路300包括驱动电流源305和两组LED 301a至301h和302a至302h,每组LED串联连接。另外,该组LED 301a至301h与两个控制单元311和312串联连接,并且该组LED 301a至301h串联连接到电流控制电路320。提供电路地306。
在图3的示例中,除了电阻器323、324、325、326和327之外,电流控制电路320还包括晶体管321和晶体管322。在相对高的驱动电流305下,晶体管321的发射极与晶体管321的基极之间的电位差VBE1可以在约0.7V以上,使得晶体管321处于正向活动模式或饱和模式。电阻器327可以被配置成促进这种行为。例如,如果驱动电流是大约900mA,则电阻器327可以具有大约1Ω的电阻。
在图3的示例中,电阻器321和电阻器322可以被配置成使得:在相对高的驱动电流下在晶体管321活动时晶体管322的发射极与晶体管322的基极之间的电位差VBE2低于约0.7V。因此,晶体管322可以在较高驱动电流下以截止操作模式工作,并且将没有电流从LED301a至301h通过电流控制电路320,而是电流将通过控制单元311和控制单元312。
随着减小驱动电流以对(电路300为部件的)光源模块调光,VBE1可以下降至低于大约0.7V,从而使得晶体管321转变至截止操作模式。这继而导致晶体管322的基极处的电压快速降低,这可以使VBE2上升至大约0.7V或更大,从而使得晶体管322转变至饱和操作模式或正向活动操作模式。当这种情况发生时,电流将开始通过电流控制电路320,并且更少地流过控制单元311和控制单元312。最终,驱动电流可以变得足够低,以致于很少或没有电流流过控制单元311和控制单元312,并且流过LED 301a至301h的电流的全部或接近全部电流也流过电流控制电路320。随着这些路径之间的电流转变,通过LED 301a至301h和电流控制电路320的电流将增加,从而导致与在较高驱动电流下从两组LED产生的光的相对部分相比,由电路300产生的光的更大部分是从LED 301a至301h输出的,而非是从LED 302a至302h输出的。
作为示例而非限制,电阻器323至电阻器327的说明性值可以如下:电阻器323=5kΩ;电阻器324=1kΩ;电阻器325=36kΩ;电阻器326=10kΩ;电阻器327=0.8Ω。
图4是示出根据一些实施方式的光源模块的驱动电流与通过该模块的各个部件的电流之间的说明性关系的图。例如,图形400可以示出根据驱动电流(例如,分别为105、205或305)通过不同LED以及通过电路100、200或300中的任何一个中的控制单元的电流的相对量。在图4的示例中,与控制流过LED的电流的量的电流控制电路相关联的所述LED——例如LED 101a至101h、201a至201h或301a至301h中的任何LED——被称为“旁路LED”。另外,与电流控制电路不相关联的LED——例如LED 102a至102h、202a至202h或302a至302h中的任何LED——被称为“非旁路LED”。
如在图4的示例中所示,分别由线401、402和403示出的通过旁路LED、非旁路LED和控制单元的电流在驱动电流的某个临界值以上是相同的(如图形400的右上方所示)。如此,图4的示例可以涉及其中在旁路组和非旁路组中的每一个中布置相同数量的LED的光源模块。
在该临界驱动电流——例如,其可以是替代电流路径开始打开时的驱动电流——以下,通过控制单元的电流开始下降,并且同时通过旁路LED的电流的量变得大于通过非旁路LED的电流的量。如上面所讨论的,假设旁路LED与非旁路LED具有不同的色温,因此图4中所示的行为说明了在由于减小的驱动电流被供应至光源模块而对该光源模块的调光期间可以如何控制组合光的色温。在图4的示例中可以注意到,可以预期在低驱动电流下非旁路LED的亮度降至零或接近零,而旁路LED保持有效地产生光。这可以允许例如在低亮度下从光源模块产生暖光。
图5示出了根据一些实施方式的被配置成在调光期间控制产生的光的颜色的光源模块的说明性电路,其中设置了并联控制单元。图5示出了其中控制单元与第二组LED串联连接的电路100的示例。
在图5的示例中,电路500包括驱动电流源505和两组LED 501a至501h和502a至502h,每组LED串联连接。另外,该组LED 501a至501h与两个控制单元511和512串联连接,并且该组LED 501a至501h串联连接到电流控制电路520。该组LED 502a至502h与两个控制单元513和514串联连接。提供电路地506。
如上面所讨论的,在某些情况下,控制单元可以与不由电流控制电路直接控制电流的LED串联连接。通过沿着连接到非电流控制的LED(例如,LED 502a至502h)的电流路径之一模拟沿着连接到电流控制的LED(例如,LED 501a至501h)的另一路径的部件,该配置可以具有均衡在某些驱动电流下多组LED的行为的优点。
图6示出了根据一些实施方式的被配置成在调光期间控制产生的光的颜色的光源模块的说明性电路,其中,将二极管设置为并联控制单元。图6示出了电路100的示例,在电路100中控制单元是二极管(例如,半导体二极管)并且与四组LED串联连接,由电流控制电路620对四组LED中的两组进行电流控制。
在图6的示例中,电路600包括驱动电流源605和四组LED 601a至601h、602a至602h、603a至603h和604a至604h,每组LED串联连接。另外,该组LED 601a至601h与三个控制单元611a至611c(控制单元611a至控制单元611c是二极管)串联连接,并且该组LED 601a至601h串联连接到电流控制电路620。该组LED 602a至602h与三个控制单元612a至612c(控制单元612a至控制单元612c是二极管)串联连接,并且该组LED 602a至602h串联连接到电流控制电路620。该组LED 603a至603h与三个控制单元613a至613c(控制单元613a至控制单元613c是二极管)串联连接,该组LED 604a至604h与三个控制单元614a至614c(控制单元614a至控制单元614c是二极管)串联连接。提供电路地606。
如在图6的示例中使用二极管作为控制单元可以具有正向电压随着通过控制单元的电流变化而变化的优点。特别地,可以期望二极管611a至二极管611c以及二极管612a至二极管612c具有非线性I-V特性曲线,使得当通过控制单元的电流变得足够低时,二极管两端的正向电压快速下降。电流控制电路620可以以任何合适的方式而配置,包括分别如在图2和图3中所示的以及如上面所讨论的电流控制电路220或320。
图7是示出根据一些实施方式的针对两个不同光源模块的说明性调光颜色曲线的图。图形700示出了两个说明性的调光曲线,所述调光曲线是从光源模块产生的光的色温与到该模块的驱动电流之间的关系。例如,第一光源模块可以表现出调光曲线710,其中,在低于约100mA的驱动电流下色温明显变得更暖(更低的色温)。第二光源模块可以替代地表现出调光曲线720,其中,色温随着驱动电流减小而逐渐变得更暖。
如上面所讨论的,基于期望的调光曲线,例如可以通过选择部件和/或部件参数以产生特定的调光曲线来配置电流控制电路。例如,电路100的电阻器(例如,图3的电阻器327)可以至少部分地确定包括该电路的光源模块的调光曲线的形状。在一些实施方式中,这样的电阻器可以是可变的,因此用户可能能够通过改变可变电阻器的电阻来改变单个光源模块以产生图7中所示的不同的调光曲线710和720(也可能是另外的调光曲线)。
图8A至图8B示出了根据一些实施方式的在单个基底上的说明性颜色可调点光源。在图8A和图8B的示例中,分别标记为“W”和“C”的具有“暖”白色或“冷”白色的多个LED布置在基底801/802上。例如,按照上述电路示例,标记为“CCC”的电流控制电路和标记为“CU”的控制单元耦接至LED阵列。
根据一些实施方式,基底801和基底802可以包括可以提供良好的散热的金属芯印制电路板(MCPCB)。在一些实施方式中,LED(同样标记为“C”或“W”)中的一个或更多个可以是无框架的LED——例如立方LED,因此发光区域可以紧密地组装在基底上。可以选择LED的数量以提供期望的阵列封装的光源发光表面直径(例如,6mm、9mm、14mm、18mm等)。在一些实施方式中,可以替代地将光源配置在线性板中以用于凹圆形天棚照明、线性管、线性器材和/或面板应用,或配置在具有适合的直径的圆板中以应用于A灯泡、BR灯具、吸顶灯和/或筒灯应用。
因此,已经描述了本发明的至少一个实施方式的若干方面,应当理解,本领域技术人员将容易想到各种变更、修改和改进。
这样的变更、修改和改进旨在成为本公开内容的一部分,并且旨在落入本发明的精神和范围内。此外,尽管指出了本发明的优点,但是应当理解,并非本文所描述的技术的每个实施方式都将包括每个所描述的优点。一些实施方式可以未实现本文描述为有利的任何特征,并且在一些情况下,可以实现所描述的特征中的一个或更多个以实现进一步的实施方式。因此,上述描述和附图仅作为示例。
例如,应当理解,如本文所描述的光源模块可以布置在任何合适的照明装置中,包括但不限于灯泡(例如,A19型灯泡、凸起反射器(BR)灯泡或抛物面镀铝反射器(PAR)灯泡)、轨道照明、射灯照明、筒灯等。
本发明的各个方面可以单独使用、组合使用或者在前述内容中描述的实施方式中未具体讨论的多种布置中使用,并且因此其应用不限于在前述描述中所阐述或在附图中所示出的部件的细节和布置。例如,一个实施方式中描述的方面可以与其他实施方式中描述的方面以任何方式组合。
此外,本发明可以实施为方法,已经提供了该方法的示例。作为该方法的一部分所执行的动作可以以任何合适的方式来排序。因此,可以构造其中以与所示出的顺序不同的顺序执行动作的实施方式,即使在说明性实施方式中被示为顺序动作,该实施方式也可以包括同时执行一些动作。
此外,一些动作被描述为由“用户”采取。应当理解,“用户”不必是单个个人,并且在一些实施方式中,归因于“用户”的动作可以由一组个人和/或个人与计算机辅助工具或其他装置联合执行。
在权利要求中使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等的序数术语来修改权利要求要素本身并不意味着一个权利要求要素相对于另一权利要求要素的任何优先次序、优先级或顺序,或者执行方法的动作的时间顺序,而仅仅被用作标记以区分具有某个名称的一个权利要求要素与具有相同名称的另一要素(仅用于序数术语的使用),从而区分权利要求要素。
此外,本文使用的措辞和术语是出于描述的目的而不应被视为是限制性的。本文中“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”及其变型的使用意在包括其后列出的项及其等同物以及附加项。
Claims (15)
1.一种光源模块电路,包括:
串联连接的多个第一LED,所述第一LED被配置成产生具有第一色温的光;
一个或更多个控制单元,所述一个或更多个控制单元与所述多个第一LED串联连接;
串联连接的多个第二LED,所述第二LED被配置成产生具有与所述第一色温不同的第二色温的光,其中,所述多个第二LED与所述多个第一LED以及所述一个或更多个控制单元并联连接;以及
电流控制电路,所述电流控制电路并联连接至所述一个或更多个控制单元,并且被配置成根据输入至所述多个第一LED和所述多个第二LED的驱动电流来调整通过所述多个第一LED的电流与通过所述多个第二LED的电流的比率。
2.根据权利要求1所述的光源模块电路,其中,所述电流控制电路被配置成通过使通过所述一个或更多个控制单元的电流旁路,来调整通过所述多个第一LED的电流与通过所述多个第二LED的电流的比率。
3.根据权利要求2所述的光源模块电路,其中,所述电流控制电路包括并联连接至所述一个或更多个控制单元的晶体管,并且其中,通过所述一个或更多个控制单元的电流的所述旁路是根据所述晶体管是处于断开模式还是截止模式而控制的。
4.根据权利要求3所述的光源模块电路,还包括将所述晶体管的基极连接至所输入的驱动电流的一个或更多个电阻器,以及将所述晶体管的基极连接至电路地的一个或更多个电阻器。
5.根据权利要求4所述的光源模块电路,其中,将所述晶体管的基极连接至所输入的驱动电流的所述一个或更多个电阻器经由第二晶体管连接至所输入的驱动电流。
6.根据权利要求1所述的光源模块电路,其中,所述一个或更多个控制单元包括一个或更多个二极管。
7.根据权利要求6所述的光源模块电路,其中,所述一个或更多个控制单元是二极管。
8.根据权利要求1所述的光源模块电路,其中,所有所述第一色温均低于所述第二色温中的任何第二色温。
9.根据权利要求8所述的光源模块电路,其中,所述第一色温各自在1500K与3000K之间,并且其中,所述第二色温各自在3500K与7500K之间。
10.根据权利要求1所述的光源模块电路,其中,所述多个第一LED和所述多个第二LED包括相同数量的LED。
11.根据权利要求1所述的光源模块电路,还包括与所述多个第二LED串联连接的一个或更多个控制单元。
12.根据权利要求1所述的光源模块电路,其中,所述多个第一LED包括至少3个LED,并且其中,所述多个第二LED包括至少3个LED。
13.根据权利要求1所述的光源模块电路,还包括至少一个可变电阻器,所述至少一个可变电阻器被配置成根据所述至少一个可变电阻器的电阻来调整所述驱动电流与由所述光源模块电路产生的光的色温之间的关系。
14.根据权利要求1所述的光源模块电路,其中,所述多个第一LED、所述一个或更多个控制单元、所述多个第二LED和所述电流控制电路被制造在单个印制电路板上。
15.根据权利要求14所述的光源模块电路,其中,所述电流控制电路包括耦接至外部电阻器的集成电路。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/131,225 | 2018-09-14 | ||
US16/131,225 US20200092960A1 (en) | 2018-09-14 | 2018-09-14 | Techniques for color control in dimmable lighting devices and related systems and methods |
PCT/US2019/050739 WO2020056083A1 (en) | 2018-09-14 | 2019-09-12 | Techniques for color control in dimmable lighting devices and related systems and methods |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113016235A true CN113016235A (zh) | 2021-06-22 |
Family
ID=69772580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980075364.7A Pending CN113016235A (zh) | 2018-09-14 | 2019-09-12 | 可调光照明装置上的颜色控制的技术及相关***和方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20200092960A1 (zh) |
EP (1) | EP3850914A4 (zh) |
CN (1) | CN113016235A (zh) |
WO (1) | WO2020056083A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11252794B2 (en) * | 2019-03-29 | 2022-02-15 | Electronic Theatre Controls, Inc. | Systems, devices, and methods for controlling an LED light source based on a color temperature scale factor |
TW202142050A (zh) * | 2020-04-24 | 2021-11-01 | 香港商港大科橋有限公司 | 被動發光二極體(led)驅動器驅動的led系統的調光方法及電路 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201191933Y (zh) * | 2008-01-18 | 2009-02-04 | 和谐光电科技(泉州)有限公司 | 一种可调色温及演色性发光二极管的调控装置 |
CN103843458A (zh) * | 2011-09-12 | 2014-06-04 | 朱诺制造有限公司 | 具有可调节色温的可调光led灯组件 |
US20140210361A1 (en) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Lumenetix, Inc. | Linear bypass electrical circuit for driving led strings |
CN205793514U (zh) * | 2016-06-01 | 2016-12-07 | 新和(绍兴)绿色照明有限公司 | 一种可调光led照明电路 |
CN106255255A (zh) * | 2015-06-09 | 2016-12-21 | Nlt科技股份有限公司 | Led背光驱动电路、液晶显示装置以及驱动电路的驱动方法 |
US20180027626A1 (en) * | 2015-12-29 | 2018-01-25 | Sengled Co., Ltd. | Color-temperature adjustable led lighting device and method for adjusting color temperature of led lighting device |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100109537A1 (en) * | 2006-10-25 | 2010-05-06 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Led lighting circuit and illuminating apparatus using the same |
DE102009003632B4 (de) * | 2009-03-17 | 2013-05-16 | Lear Corporation Gmbh | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Last |
US9345095B2 (en) * | 2010-04-08 | 2016-05-17 | Ledengin, Inc. | Tunable multi-LED emitter module |
WO2015062938A2 (en) * | 2013-11-04 | 2015-05-07 | Koninklijke Philips N.V. | Light unit for emitting light and method for driving a light unit |
US9351352B2 (en) * | 2014-04-03 | 2016-05-24 | Linear Technology Corporation | Boost then floating buck mode converter for LED driver using common switch control signal |
TWI583249B (zh) | 2016-02-03 | 2017-05-11 | 凱鈺科技股份有限公司 | 可調色溫的發光模組與調光系統以及可調整發光模組之發光色溫的控制模組 |
US9730291B1 (en) * | 2016-10-07 | 2017-08-08 | Cooper Technologies Company | Color temperature adjustment based on dim level |
US10674579B2 (en) * | 2018-01-26 | 2020-06-02 | Abl Ip Holding Llc | Lighting fixture with selectable color temperature |
US10299337B1 (en) * | 2018-06-28 | 2019-05-21 | Abl Ip Holding Llc | Systems to control dimming operations of a light-emitting diode light fixture using multiple dimming modes |
-
2018
- 2018-09-14 US US16/131,225 patent/US20200092960A1/en active Pending
-
2019
- 2019-09-12 CN CN201980075364.7A patent/CN113016235A/zh active Pending
- 2019-09-12 WO PCT/US2019/050739 patent/WO2020056083A1/en unknown
- 2019-09-12 EP EP19858807.1A patent/EP3850914A4/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201191933Y (zh) * | 2008-01-18 | 2009-02-04 | 和谐光电科技(泉州)有限公司 | 一种可调色温及演色性发光二极管的调控装置 |
CN103843458A (zh) * | 2011-09-12 | 2014-06-04 | 朱诺制造有限公司 | 具有可调节色温的可调光led灯组件 |
US20140210361A1 (en) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Lumenetix, Inc. | Linear bypass electrical circuit for driving led strings |
CN106255255A (zh) * | 2015-06-09 | 2016-12-21 | Nlt科技股份有限公司 | Led背光驱动电路、液晶显示装置以及驱动电路的驱动方法 |
US20180027626A1 (en) * | 2015-12-29 | 2018-01-25 | Sengled Co., Ltd. | Color-temperature adjustable led lighting device and method for adjusting color temperature of led lighting device |
CN205793514U (zh) * | 2016-06-01 | 2016-12-07 | 新和(绍兴)绿色照明有限公司 | 一种可调光led照明电路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3850914A1 (en) | 2021-07-21 |
US20200092960A1 (en) | 2020-03-19 |
WO2020056083A1 (en) | 2020-03-19 |
EP3850914A4 (en) | 2022-10-26 |
TW202027561A (zh) | 2020-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10051706B2 (en) | Current splitter for LED lighting system | |
EP3367756B1 (en) | Light emitting diode circuit capable of adjusting color temperature | |
US9713211B2 (en) | Solid state lighting apparatus with controllable bypass circuits and methods of operation thereof | |
US10264637B2 (en) | Solid state lighting apparatus with compensation bypass circuits and methods of operation thereof | |
US8907576B2 (en) | Linear bypass electrical circuit for driving LED strings | |
JP6087828B2 (ja) | Ledストリングの駆動方法および駆動デバイス | |
US11812525B2 (en) | Methods and apparatus for controlling the current supplied to light emitting diodes | |
US8742695B2 (en) | Lighting control system and method | |
WO2013118208A1 (ja) | 発光回路、発光モジュールおよび照明装置 | |
JP2013545238A5 (zh) | ||
MX2014013180A (es) | Circuito analogico para regulación de cambio de color . | |
US11259377B2 (en) | Color temperature and intensity configurable lighting fixture using de-saturated color LEDs | |
CN113016235A (zh) | 可调光照明装置上的颜色控制的技术及相关***和方法 | |
US11006496B2 (en) | LED lamp with current-regulated warm dimming | |
US20240032165A1 (en) | Color changing lighting assembly | |
CN217656769U (zh) | 一种灯具电路及灯具 | |
CA3039450C (en) | Led light temperature control | |
CA3078046A1 (en) | Low voltage switching device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |