本发明涉及照明应用，特别是基于led的照明应用。
背景技术
本发明涉及基于led的照明应用。通常，这种照明应用包括被配置为向包括一个或多个led的led组件供应电流的电源或功率转换器。在已知的应用中，经常组合产生不同颜色光的led，以实现具有可调节颜色输出的光源。为了实现这种可调节颜色输出，例如，通过以不同的占空比操作不同颜色的led来调节不同颜色的led的相对强度
通常，可以通过调节通过led的电流的幅度或者通过以可调节的占空比操作led来调节基于led的照明应用的强度。在后一种情况下，通过led的电流可以被减小到较低的值，例如，在特定百分比的时间内被减小到零，从而降低平均强度。这种过程，也称为占空比调光，以相对较高的频率进行，该频率对于人眼是不可见的，或者也不能被相机等感知。
目前，led组件和用于驱动led组件的电源(也称为led驱动器)密切相关。因此，将led驱动器与不同的led组件组合可能是麻烦的。例如可能出现的典型的问题是led驱动器无法处理led组件中的多组led或无法获得或影响某些视觉效果。
技术实现要素：
期望提供具有改进的灵活性和模块性的、基于led的照明应用。
为了更好地解决这些问题，在本发明的第一方面，提供了一种模块化系统，包括：包括led驱动器的第一组件；和，包括照明引擎的第二组件；
-led驱动器包括：
o被配置为输出供电电流的开关模式功率转换器；
o被配置为控制开关模式功率转换器的开关，从而控制供电电流的第一控制单元；
-照明引擎包括：
o被配置为接收供电电流的led组件，led组件包括多个led和与多个led中的一个或多个led串联或并联布置的一个或多个开关，和
o被配置为控制led组件的一个或多个开关，从而控制通过多个led的led电流的第二控制单元；其中
第一控制单元被配置为控制供电电流的幅度，第二控制单元被配置为控制通过多个led的led电流的占空比，并且其中第一控制单元和第二控制单元被配置为使得开关模式功率转换器的开关的切换操作与照明引擎的一个或多个开关的切换操作同步。
根据本发明的另一方面，提供了一种模块化系统，包括：包括led驱动器的第一组件；和包括照明引擎的第二组件；
-led驱动器包括：
o被配置为输出供电电流的开关模式功率转换器；
o被配置为控制开关模式功率转换器的开关，从而控制供电电流的第一控制单元；
-照明引擎包括：
o被配置为接收供电电流的led组件，led组件包括多个led和与多个led中的一个或多个led串联或并联布置的一个或多个开关，和
o被配置为控制led组件的一个或多个开关，从而控制通过多个led的led电流的第二控制单元；
系统进一步包括主控制单元，主控制单元被配置为：
-在输入端子处接收表示led组件的期望的照明特性的设定点；
-基于接收的设定点，确定电流幅度调制方案和占空比调制方案；
-将表示电流幅度调制方案的第一输出信号提供给第一控制单元，并且将表示占空比调制方案的第二输出信号提供给第二控制单元；
其中第一控制单元和第二控制单元分别被配置为在调制时间窗口内应用电流幅度调制方案和占空比调制方案，以产生期望的照明特性。
根据本发明的又一方面，提供了一种照明引擎，包括：
-被配置为从led驱动器接收供电电流的led组件，led组件包括多个led和与多个led中的一个或多个led串联或并联布置的一个或多个开关，和
-被配置为控制led组件的一个或多个开关，从而控制通过多个led的led电流的控制单元；
控制单元进一步被配置为：
o在输入端子处接收表示led组件的期望的照明特性的设定点；
o基于接收的设定点，确定电流幅度调制方案和占空比调制方案；
o输出表示电流幅度调制方案的第一输出信号，以供led驱动器的led驱动器控制单元处理；
其中，电流幅度调制方案把将由led驱动器提供的供电电流的幅度表示为调制时间窗口内的时间的函数，而占空比调制方案把一个或多个开关的切换操作表示为调制时间窗口内的时间的函数，并且其中电流幅度调制方案和占空比调制方案被配置为当由led驱动器控制单元和控制单元应用时，产生期望的照明特性。
根据本发明的又一方面，提供了一种led驱动器，包括：
o被配置为输出用于为led组件供电的供电电流的开关模式功率转换器；
o被配置为控制开关模式功率转换器的开关，从而控制供电电流的控制单元；
其中控制单元被进一步配置为：
o在控制单元的输入端子处接收描述待被供电的led组件的led组件信息；
o在输入端子处接收表示将由led组件在使用期间产生的期望的照明特性的设定点。
o基于接收的设定点，确定电流幅度调制方案和占空比调制方案；
o输出表示占空比调制方案的第一输出信号，以供待被供电的led组件的led组件控制单元处理；
其中，电流幅度调制方案把将由led驱动器提供的供电电流的幅度表示为调制时间窗口内的时间的函数，而占空比调制方案把led组件的切换操作表示为调制时间窗口内的时间的函数，并且其中电流幅度调制方案和占空比调制方案被配置为当由led组件控制单元和控制单元应用时，产生期望的照明特性。
根据本发明的又一方面，提供了一种模块化系统，包括：包括led驱动器的第一组件；和包括照明引擎的第二组件；
-led驱动器包括：
o被配置为输出供电电流的开关模式功率转换器；
o被配置为控制开关模式功率转换器的开关，从而控制供电电流的第一控制单元；
-照明引擎包括：
o被配置为接收供电电流的led组件，led组件包括多个led或led组和与多个led或led组中的一个或多个led或led组串联或并联布置的一个或多个开关，和
o被配置为控制led组件的一个或多个开关，从而控制向led组件的多个led或led组供应供电电流的第二控制单元；其中
第一控制单元和第二控制单元被配置为根据期望的照明特性协作并控制供电电流和向led组件供应供电电流，并且其中第一控制单元和第二控制单元被配置为使得开关模式功率转换器的开关的切换操作与照明引擎的一个或多个开关的切换操作同步。
通过参考以下详细描述并且结合附图考虑，本发明的这些和其它方面将更容易理解，在附图中，相同的附图标记表示相同的部件。
附图说明
图1描绘了根据本发明第一实施例的led驱动器和照明引擎的组合。
图2描绘了可以应用在本发明的实施例中的电流幅度调制方案和占空比调制方案。
图3描绘了根据本发明第二实施例的模块化系统。
图4示意性地描绘了根据本发明第三实施例的模块化系统。
图5描绘了可以应用在本发明的实施例中的时分方案。
图6描绘了可以应用在本发明的实施例中的占空比调制方案和对应的时分方案。
图7描绘了4比特符号的曼彻斯特编码。
具体实施方式
图1描绘了根据本发明实施例的模块化系统。如示意性所示的模块化系统包括第一组件200(即led驱动器)和第二组件210(即照明引擎)。
在本发明的含义内，照明引擎是指用于控制通过led组件的led的电流的led组件和相关联的开关的组合。通常，led组件可包括以各种拓扑布置的多个led。此外，led组件的led的拓扑结构也可以通过开关来调节，从而例如将串联连接的两个led的拓扑结构改变为led借以被并联连接的拓扑结构。
根据本发明，照明引擎可进一步包括用于控制照明引擎的开关的操作状态的控制单元或控制器。
在本发明的含义内，led驱动器包括开关模式功率转换器(smpc)和用于控制开关模式功率转换器的控制单元，特别是但不限于，开关模式功率转换器的开关。在所示的实施例中，led驱动器200包括开关模式功率转换器(smpc)220和用于控制开关模式功率转换器(smpc)的第一控制单元230。
根据本发明，可以应用各种开关模式功率转换器，诸如降压、升压、降压－升压或迟滞转换器。在所示的实施例中，smpc是降压转换器220，降压转换器220包括二极管220.1、电源开关220.2和能量存储元件220.3，即电感。通常，这种转换器包括用于控制由smpc提供的输出电流is的、诸如所示的开关220.2的开关。在实施例中，smpc220可以例如经由整流的dc电源电压300供电。
在所示的实施例中，照明引擎210是包括led组件240、用于控制电流是否流过led的多个开关250和用于控制开关的控制单元260的单独的组件。在所示的实施例中，led组件240的led布置在两个平行分支272、274中。第一分支272包括串联布置的三组(组1包括leda和b，组2包括ledc，而组3包括ledd)，每组还具有用于控制通过led组的电流的相关联的开关280.1、280.2、280.3。led组件还包括第二分支274，第二分支274包括4个led，由此led274.1和274.2可以通过开关280.4短路。开关280.5和280.6控制是否能够将电流提供给相应分支272和274。
注意，在实践中，对于如图1中示意性示出的拓扑来说，应该闭合开关280.5或280.6中的任一个。在两个开关都断开的情况下，电流路径不会闭合。还可以注意到，在led组件中应用多个并联分支(parallelbranch)的情况下，可能优选的是，确保在每个时刻仅关闭一个串联开关，诸如开关280.5或280.6。通过这样做，可以确保由led驱动器200提供的整个电流被提供给所选择的分支。在同时关闭不止一个串行开关的情况下，必须在所选分支(即，开关闭合的分支)上分配供电电流is。
然而，注意，在多个并联分支连接到供电电流的情况下，可以采取措施以确保适当控制分支中的每个分支的电流，从而使得所施加的电流能够产生期望的照明设定点。作为这种措施的一个示例，电流均衡可以例如利用电流镜像电路来完成，在电流镜像电路中，电流指示分支被设置为电流is除以连接的并联分支的数量，由此使用多个镜像分支来提供或吸收通过连接的并联分支中的每个的电流。
根据本发明的一个方面，smpc(即led驱动器200的功率转换器220)的控制和应用在照明引擎210中的开关280.1-280.6的控制由分离的控制单元进行。
在本发明的含义内，控制单元或控制器可以例如体现为微处理器、处理器或任何其它类型的控制电路。通常，这样的控制单元可以包括用于接收诸如用户定义的照明设定点的命令信号(即表示led组件的期望的照明特性的(例如，经由用户界面提供的)输入信号)的输入端子230.1、260.1。在实施例中，这种期望的照明特性可以例如包括由照明引擎的led组件产生的光的期望强度和期望颜色，或多个通道或分支的强度或颜色之间的特定比率，或例如导致灯光表演的、这种比率的动态序列。控制单元或控制器还可包括用于处理命令或输入信号的处理单元和例如用于存储数据的存储器单元。控制单元或控制器通常还具有用于输出例如用于控制smpc的电子开关(由虚线230.3指示)或控制照明引擎的开关(由虚线260.3指示)的控制信号的一个或多个输出端子230.2、260.2。
在图1中示意性所示的系统中，led组件240的led发出的期望的照明特性可以如下实现：
为了实现期望的照明特性，例如特定强度下的特定颜色，可以调制由smpc220提供的电流，即可以通过切换开关280.1至280.6来调节幅度并且可以调节通过led组件的不同led或led组的电流的占空比。
在这样的实施例中，控制单元230因此控制smpc220，从而控制由led驱动器提供给照明引擎的供电电流is的幅度，而控制单元260可以配置为控制开关280.1至280.6。在图1中示意性所示的这种模块化系统中，可以实现各种控制策略。
作为第一示例，在本发明的实施例中，第二控制单元260可以用作主控制单元。在这样的实施例中，第二控制单元260可以例如在输入端子(例如，端子260.1)处接收表示期望的照明特性的设定点。
作为第二示例，在本发明的实施例中，第一控制单元230可以用作主控制单元。在这样的实施例中，第一控制单元230可以例如在输入端子(例如，端子230.1)处接收表示期望的照明特性的设定点。
作为第三示例，在本发明的实施例中，系统可以包括单独的主控制单元(未示出)，主控制单元被配置为接收表示期望的照明特性的设定点，并且在接收到这样的设定点时，将设定点和输出命令处理到第一控制单元和第二控制单元，例如处理到第一控制单元230和第二控制单元260的相应输入端子230.1和260.1。关于第三示例，可以进一步提及的是，在实施例中，第一控制单元或第二控制单元可以实现为主控制单元的一部分，或者主控制单元可以实现为led驱动器或照明引擎的一部分或组件。
作为第四示例，第一控制单元和第二控制单元可以设计为互操作，使得它们共同执行定义led驱动器(特别是led驱动器的smpc)和led组件(特别是led组件的开关)的期望操作的算法，每个控制单元因此具有不同但相互补充的作用。
在本发明的实施例中，通过在被称为调制时间窗口的时间间隔或时间窗口期间适当地切换和控制电流，来实现期望的照明特性。在实施例中，调制时间窗口是间隔，即特定时间段，在该特定时间段期间可以对smpc的电流的所有所需的切换动作和幅度调制进行分组，以实现期望的照明特性。换句话说，在调制时间窗口期间的led组件的led的平均强度使得它对应于期望的强度；这同样适用于如期望的照明特性所指示的期望颜色。通过选择足够小的调制时间窗口，观察者将不会注意到在调制时间窗口期间的电流的实际调制或不同led或led组的切换。在这样的实施例中，连续地重复在调制时间窗口期间进行的切换操作，直到期望新的期望的照明设定点或特性。注意，在灯光表演或包括所产生的照明的强度和/或颜色的逐渐的、基本上连续的变化的特定照明效果的情况下，也可以在调制时间窗口内容纳所需的强度或颜色变化。
在实施例中，调制时间窗口可以具有3.3毫秒的持续时间或其倍数。在实施例中，调制时间窗口被细分为多个子窗口，由此在每个子窗口期间，以特定目的或任务为目标。在这样的实施例中，可以例如布置照明引擎的led组件的每个led或led组仅在一个子窗口中操作。在本发明的实施例中，在子窗口期间进行的特定目的或任务使得在调制时间窗口期间进行的任务的组合导致实现正在实现的总体目的，总体目的例如是实现期望的照明特性，例如由设定点表示的期望的颜色和强度特性。
应用的子窗口可以具有可变长度或者可以具有固定长度。
在实施例中，3.3毫秒的调制时间窗口被细分为8个416微秒的子窗口。
在实施例中，smpc和led组件的开关的所需控制的实现可以如下：
在第一步骤中，由作为主控制单元的控制单元(即第一控制单元、第二控制单元或专用的主控制单元)接收表示期望的照明特性的设定点或命令。
在接收到设定点或命令时，用作主控制单元的控制单元可以被配置为基于期望的照明特性确定电流幅度调制方案和占空比调制方案。
根据本发明的实施例，电流幅度调制方案将由smpc提供的电流的幅度表示为时间的函数，并且占空比调制方案表示led组件的开关所需的开关操作。注意，参见例如下面的图2，在实施例中，电流幅度调制方案可以由将由smpc提供的一系列非零电流值组成。然而，在实施例中，在本发明中应用的led驱动器中应用的开关模式功率转换器也可以以脉冲模式操作，由此所提供的电流可以在一定百分比的时间内为零。smpc的这种操作可以例如被称为脉冲调制，并且可以在期望相对低强度的光的情况下被有利地应用。在这种情况下，例如，当需要小于标称强度的50％的强度时，在一半的时间内“关闭”smpc而不是保持朝向照明引擎的电流并且向led组件的led施加小于50％的占空比，可能是有利的。
图2示意性地示出了用于图1的分支272的三个组的可能的电流幅度调制方案和对应的占空比调制方案，这些方案指示在调制时间窗口mtw期间提供的电流is的幅度调制和分支272的三组led的所需开关操作。图2示意性地示出了如上所述的并联开关对组的切换操作。进一步假设保持开关280.5闭合。
从图2(指示供电电流is由smpc提供)的上部图形中可以看出，在间隔0到t1和t2到t3期间，所需电流处于值i1，而在间隔t1到t2期间，所需电流处于值i2。
通过参考组1、2和3指示的其它三个图指示组的相应开关(开关280.1、280.2和280.3)是否应该断开或闭合，由此非零可以例如指示应该断开开关，图的零值指示应该闭合开关。在这样的时间段期间，所提供的电流i1或i2将流过并联开关280.1、280.2和280.3中的一个或多个。这样，根据组2的图，可以看到开关280.2仅在间隔t1到t4期间断开，在此间隔期间smpc提供具有幅度i2的电流。
通过基于将由led组件产生的期望的照明特性，确定例如如图2所示的电流调制方案和占空比调制方案，可以更容易地考虑所应用的不同led或所应用的不同拓扑的特定要求或约束。
在给出的示例中，例如可以是组2的ledc可以仅被提供幅度为i2的电流，而不是电流i1。作为另一示例，可以例如考虑leda和b将被并联连接，而不是串联连接；在这种情况下，因为在所示的示例中，ledc和d在此间隔期间没有开着，所以甚至可以允许在0到t1的间隔期间的电流高于i1(假设i1是leda、b和d的标称电流)。
通过例如在本发明的实施例中完成的、在照明引擎和led驱动器上分配处理或控制功率，促进了对照明引擎的led组件的控制。特别地，通过在照明引擎上提供“机载”控制单元(例如控制单元260)，表示期望的照明特性的命令的处理可以至少部分地由机载控制单元进行，所述控制单元具有与其连接的led组件的知识。在这样的布置中，照明引擎的控制单元可以确定期望的电流调制方案和照明引擎上的可用开关的切换操作，从而考虑任何细节，诸如led组件的物理约束或拓扑。通过将该信息结合到照明引擎的控制单元中(例如，到这种控制单元的存储器单元中)，该信息不需要与用于为照明引擎供电的led驱动器共享或让用于为照明引擎供电的led驱动器知道。在这样的布置中，因为在实施例中仅需要遵循由照明引擎的控制单元接收的指令，所以led驱动器不需要具有关于由led组件施加的任何约束的任何特定知识。特别地，在这样的实施例中，当例如通过照明引擎的控制单元或分离的主控制单元确定电流幅度调制方案时，该控制单元可以将电流幅度调制方案作为时间的函数(例如以期望电流设定点的形式)提供给led驱动器的控制单元。这样，led驱动器的控制单元因此可以与照明引擎的控制单元一起用作主从配置中的从控制单元，并且如图2的上部图形所示，即在调制时间窗口期间，调制输出的电流。
如本领域技术人员将理解地，随后重复由电流幅度调制方案和占空比方案指示的切换模式和电流调制模式，直到系统的控制单元接收另一个照明设定点，然后该照明设定点可以产生不同的电流调制和切换方案。
在本发明的实施例中，电流幅度调制方案的幅度调制和占空比调制方案的切换操作是不重叠的。
在这方面，可以指出，如本领域技术人员将理解地，本发明中应用的led驱动器可以例如被配备为产生不止一个输出电流is。特别地，在本发明中应用的led驱动器可以例如配备有多个功率转换器，每个功率转换器被配置为在led驱动器的输出通道或端子处产生或输出可控电流。在这样的实施例中，每个smpc可以由专用控制单元控制，或者可以提供公共控制单元，控制多个smpc的操作。led驱动器的这种实施例可以例如有利地与具有多个通道的照明引擎组合。在实施例中，这样的多个通道可以被解释为例如图1中完成的多个并联分支。然而，作为替代，多个并联分支中的每个分支可以具有其自己的、用于接收诸如如图1所示的供电电流is的供电电流的输入端子。作为示例，led驱动器因此可以具有输出具有不同值的电流的两个输出端子，输出端子连接或可连接到两个输入端子，这两个输入端子连接或可连接到两个不同的led分支。还可以指出，在这样的布置中，由此可获得多个输出或供电电流并且多个输出或供电电流可连接到多个输入端子，可以提供一个或多个开关以选择性地将可用的led分支连接到输入端子。这样，led分支(在可用时)的与多个输入端子的连接也可以在时间上变化。这样，led或led分支可以在特定时刻或时间段连接到led驱动器的第一通道，并且在另一时刻或时间段连接到第二、不同的通道。通过这样做，也可以实现强度或颜色调制。
在如图2所示的实施例中，可以看到在t＝t1时，电流is被调制，即从值i1变为值i2。同时，与组2相关联的开关280.2被切换到断开状态。如本领域技术人员将理解地，由smpc提供或输出的电流不会立即从值i1变化到不同的值i2。相反，在电流处于新的设定点值之前，电流曲线中将存在瞬变。在该瞬变期间，存在关于电流的实际值的不确定性，使得难以确定照明引擎的开关所需的切换或工作循环。为了避免这种不确定性，在实施例中，电流调制和切换操作在时间上是分开的。在图2中，这例如通过组3的切换操作来说明(图2的底部图)。可以看出，当电流从值i2变为值i1时，与组3相关联的开关280.3在t＝t2+δ时，而不是在t＝t2时，切换到断开状态(从而允许供电电流is流过ledd)。利用这样的延迟δ，可以确保当操作开关时，与电流调制相关联的瞬态行为结束并且电流处于实际期望值(例如i1)。借助于延迟δ，可以因此确保与led组件的led或led组相关联的开关的开关动作被布置为在与调整smpc的供电电流的时刻不同的时刻发生。
在这方面，可以指出，在led驱动器(特别是led驱动器的smpc)也进行脉冲调制的情况下，即输出电流is不是连续的而是脉冲的，对于由smpc输出的脉冲电流，可以适当地应用类似的延迟。关于smpc的脉冲模式操作，可以指出，可以在smpc中提供附加的开关以关闭(以脉冲模式)smpc。
在本发明的实施例中，第一控制单元和第二控制单元被配置为使得开关模式功率转换器(smpc)的开关的开关操作与照明引擎的开关中的一个或多个开关的开关操作同步。由于smpc的切换操作(例如，如图1所示，通过切换smpc220的开关220.2)，smpc的输出电流is不会是恒定的，而是如电流is的细节400所示，具有锯齿形轮廓。在细节400中，时刻ti指示开关220.2的开关时刻，所述开关导致电流斜率反转，即从增加的电流变为减小的电流(反之亦然)。
通过(例如，如图2所示的占空比方案所指示)使得照明引擎的开关的切换操作与smpc的切换时刻ti同步，可以实现实际照明特性与期望特性之间的更准确的对应关系。另外，可以通过同步这些时刻来减轻诸如闪烁的寄生干扰。
为了实现这种同步，存在各种选择。
在实施例中，根据本发明的模块化系统中应用的led驱动器和照明引擎的控制单元可以例如在实施例中被提供公共时钟信号以同步操作。
图3示意性地示出了根据本发明的模块化系统500的总体设置，其中示出了用于同步的各种选择。所示的模块化系统500包括led驱动器510，led驱动器510包括开关模式功率转换器(smpc)520和控制单元530(例如微处理器或微控制器等)。系统500还包括照明引擎540，照明引擎540包括led组件550(包括例如成组布置的多个led和用于控制通过led组件的led或led组的电流的一个或多个开关)和用于控制led组件550的开关的控制单元560。在所示的实施例中，线570表示由smpc提供给照明引擎的电源。线580指示led驱动器的控制单元530和照明引擎的控制单元560之间的通信信道。
在所示的实施例中，系统还包括主控制单元590，主控制单元590可以例如被配置为向控制单元530和560两者提供同步信号600(例如，时钟信号)以同步切换。在这样的实施例中，led驱动器和照明引擎的控制单元因此可以利用由主控制单元590提供的公共时钟信号。可替代地，led驱动器的控制单元或照明引擎的控制单元可以向另一个控制单元提供同步信号，以同步操作。这可以例如经由通信信道580实现。通信信道580可以是用于在控制单元530和560之间交换数据或命令的、任何合适的有线或无线通信信道。取决于两个控制单元协作的方式，通信信道可以是双向的或单向的。通信信道可以是将两种模拟波形传送到例如信号事件或传送值的混合形式，或者可以呈现数字可解释的波形从而以数字形式传送命令、状态和数据，或者这些的任何合适组合。通信信道可以是同步的、异步的、非确定的、确定的、实时的或非实时的。
作为经由公共同步信号或时钟信号同步的替代，照明引擎可以例如被配置为检测smpc的开关的切换时刻ti。在图3中，620表示被配置为测量由smpc提供的电流并向照明引擎的控制单元560提供表示电流的信号630的测量单元。基于这样的信号，控制单元560可以例如被配置为导出smpc的切换时刻(例如如图2中所示的时刻ti)并且将照明引擎的开关的切换与这些时刻同步。
可替代地或另外地，如下面将更详细地解释地，可以应用有目的的脉冲以实现控制单元的同步。作为示例，led驱动器可以被配置为在每个调制时间窗口的开始处施加电流脉冲。
在调制时间窗口被细分为多个子窗口(也称为隙或时隙)的情况下，也可以在每个子窗口的开始处施加电流脉冲。
在实施例中，可以施加不同类型的脉冲来指示调制时间窗口的开始或子窗口的开始。脉冲可以例如基于它们的高度、它们的位置或它们相对于另一脉冲的位置而被区分。
在实施例中，所施加的电流脉冲还可以表示用于指示调制时间窗口或子窗口的开始的特定符号。符号的这种表示可以是不同电流水平的预定序列。作为示例，高－低－高－低脉冲序列可以例如被解释为作为二进制符号的1010，而高－中－低－高－低－中可以例如被解释为多级符号210201。
在本发明的实施例中，用于同步目的的一个或多个电流脉冲的施加使得它们不影响由led或led组提供的平均电流或强度。换句话说，通过补偿用于产生特定led或led组的所需电流的、调制时间段(例如子窗口)的剩余部分中的正或负脉冲，可以在电流调制方案中考虑电流脉冲(正脉冲或负脉冲)的贡献。
在如上所述的实施例中，照明引擎的控制单元被配置为基于表示期望的照明特性的接收设定点来确定电流幅度调制方案和占空比调制方案。在这样的布置中，照明引擎的控制单元可以被认为是主控制单元，而led驱动器的控制单元充当从控制单元，遵循例如经由诸如如图3所示的通信信道580的通信信道接收的照明引擎的控制单元的命令。
在可替代实施例中，led驱动器的控制单元(例如控制单元230或控制单元530)充当主控制单元。在这样的实施例中，led驱动器的控制单元可以例如被配置为：
在控制单元的输入端子处接收描述待被供电的led组件的led组件信息；并且
在输入端子处接收表示将由led组件在使用期间产生的期望的照明特性的设定点。如本领域技术人员将清楚地，在组合led驱动器和照明引擎的模块化系统中，led驱动器可能需要关于需要供电的照明引擎的信息。根据本发明的实施例，led驱动器的控制单元因此可以被配置为接收这样的信息。特别地，这种led组件信息可以例如描述需要被供电的照明引擎的led组件的拓扑或布局，该拓扑或布局例如包括技术数据，诸如led组件的不同led的电压或电流要求、指示led如何连接和可选地分组的描述性数据、关于可用开关的描述性数据和它们控制通过led组件的某些led或led组的电流的方式(例如，串联或并联连接的开关)。
根据本发明的实施例，led驱动器的控制单元然后可以被配置为以与上述类似的方式，基于所接收的设定点和led组件信息，确定电流幅度调制方案和占空比调制方案。
在这样的布置中，led驱动器(特别是led驱动器的控制单元)由此充当主控制器，可以向照明引擎的控制单元提供控制信号，控制信号表示将由照明引擎执行的所需占空比调制方案。
在这样的实施例中，led驱动器可以例如为了同步目的，进一步将某些事件传送到照明引擎。作为示例，led驱动器可以例如在如图2中所描述的调制时间窗口的开始处，将led驱动器的smpc的切换时刻的发生传送到照明引擎。
作为对如图3所示的通信信道580的使用的替代，led驱动器和照明引擎之间的任何所需通信也可以通过电力线通信等实现，由此电力线(例如电力线570)用于在led驱动器和照明引擎之间传送数据或命令。这种电力线通信可以例如包括电力线上的正或负电压或电流脉冲或尖峰的使用。
在本发明的实施例中，例如如上所述，通过对led驱动器和照明引擎的控制单元使用主从设置，led驱动器和照明引擎之间的通信可以被保持为最小，这是因为可以只需要传送电流设定点。
在实施例中，调制时间窗口被认为包括子窗口，每组led的一个子窗口可由特定开关控制，由此特定开关的切换仅发生在子窗口中的一个中。在实施例中，子窗口是非重叠的。在这方面，可以参考us2012/0235589，通过引用整体并入本文。
在实施例中，led驱动器可以例如被配置为在包括相应的多个子窗口的调制时间窗口期间向照明引擎的多个led或led组提供电流，由此，在每个子窗口期间，仅一个led或led组被提供电流。
在图4中示意性地示出了实现了这种操作的、根据本发明的模块化系统。在所示的实施例中，led驱动器305包括开关模式功率转换器(smpc)320和用于控制开关模式功率转换器(smpc)的第一控制单元330。
根据本发明，可以应用各种开关模式功率转换器，诸如降压、升压、降压－升压或迟滞转换器。在所示的实施例中，smpc是包括二极管320.1、电源开关320.2和能量存储元件320.3(即电感)的降压转换器320。通常，这种转换器包括诸如所示的开关320.2的、用于控制由smpc提供的输出电流is的开关。在实施例中，smpc320可以例如经由整流的dc电源电压400供电。在实施例中，开关可以由第一控制单元330例如基于由照明引擎例如通过检测与led组件(未示出)串联的电阻器两端的电压而进行的电流测量，来控制。
在所示的实施例中，照明引擎310是分离组件，包括：包括多个led或led组的led组件、用于控制电流是否流过led的多个开关和用于控制开关的控制单元260。在所示的实施例中，led组件的led被布置在包括串联布置的三组(组1包括leda和b，组2包括ledc，组3包括ledd)的一个分支中，每组还具有用于控制通过led组的电流的、相关联的开关380.1、380.2、380.3。根据本发明的一个方面，smpc(即led驱动器305的功率转换器320)的控制和应用在照明引擎310中的开关380.1-380.3的控制可以由分离的控制单元进行。
在本发明的含义内，控制单元或控制器可以例如体现为微处理器、处理器或任何其它类型的控制电路。通常，这样的控制单元可以包括用于接收诸如用户定义的照明设定点的命令信号(即表示led组件的期望的照明特性的(例如，经由用户界面提供的)输入信号)的输入端子330.1、360.1。在实施例中，这种期望的照明特性可以例如包括由照明引擎的led组件产生的光的期望强度和期望颜色，或者多个通道或分支的强度或颜色之间的特定比率，或者例如导致灯光表演的、这种比率的动态序列。控制单元或控制器还可包括用于处理命令或输入信号的处理单元和例如用于存储数据的存储器单元。控制单元或控制器通常还具有用于输出例如用于控制smpc的电子开关(由虚线330.3指示)或控制照明引擎的开关(由虚线360.3指示)的控制信号的一个或多个输出端子330.2、360.2。在所示的实施例中，还提供连接第一控制单元330和第二控制单元360的通信信道370。这种通信信道可以例如是双向或单向串行通信信道。
在如图4中示意性示出的系统中，在同一时间只有led或led组中的一个开启的假设下，在调制时间窗口期间，可以如下实现将由led组件的led发射的期望的照明特性。
假设例如经由第一控制单元330的输入端子330.1接收表示期望强度和颜色的设定点。基于期望的颜色特性和led组的已知特性，第一控制单元然后可以确定led组颜色的适当所需混合，以达到由设定点指示的期望颜色。作为示例，期望的颜色可以例如通过使第一组(leda和b)开启25％的时间，使第二组(ledc)开启50％的时间并且使第三组(ledd)开启50％的时间来实现。注意，这些百分比是在向led组提供相同电流的假设下确定的。在本发明的含义内，这些百分比也可以称为led组的比率，指示led组在调制时间窗口上的开启时间。
一旦进行了这样的评估，在实施例中，调制时间窗口可以被细分为具有与所确定的百分比成比例的持续时间或时间段的不同子窗口。调制时间窗口的这种时间分割可以被称为时分方案，这种方案表示在适当的时段期间将供电电流施加到适当的led组所需的期望或所需的开关动作。
在本发明的实施例中，通过在被称为调制时间窗口的时间间隔或时间窗口期间适当地切换和控制电流来实现期望的照明特性。在实施例中，调制时间窗口是一个间隔，即特定时间段，在该特定时间段期间可以对smpc的电流的所有所需的切换动作和幅度调制进行分组，以实现期望的照明特性。换句话说，在调制时间窗口期间led组件的led的平均强度使得它对应于期望的强度；这同样适用于如期望的照明特性所指示的期望颜色。通过选择足够小的调制时间窗口，观察者将不会注意到在调制时间窗口期间电流的实际调制或不同led或led组的切换。
图5示意性地示出了开关380.1、380.2和380.3所需的开关操作、lg-ss(led组切换序列)，以实现所指示的led组的比率，即根据产生期望颜色的时分方案细分调制时间窗口。特别地，为了在第1/4周期mtw(调制时间窗口)期间开启led的组1，在从t＝0到t＝t1的时间段t1期间需要断开开关380.1；为了在第1/2周期mtw期间开启led的第2组，从t＝t1到t＝t2的时间段t2期间需要断开开关380.2，并且为了在第1/4周期mtw期间开启led的组3，在从t＝t2到t＝t3的时间段t3期间需要断开开关380.3。
在实施例中，照明引擎的控制单元360可以例如被配置为确定实现期望颜色设定点所需的期望时分方案。在这样的实施例中，第一控制单元330可以例如将期望颜色设定点传送到第二控制单元360。可替代地，第一控制单元330可以确定期望的时分方案并且例如经由串行通信信道(例如，信道370)将其传送到第二控制单元360。
关于例如由所接收的设定点指示的期望的强度，可以通过向照明引擎的led组件提供适当的电流来实现这种期望的强度。在如图5所示的示例中，在调制时间段期间向照明引擎提供电流i＝in，例如led驱动器的标称电流。
在这方面，可以指出，由于应用了表示用于达到期望颜色的、调制时间窗口所需的细分的时分方案，所以在整个调制时间窗口期间，电流可以保持在相同的水平。可以通过仅表示单个值in的电流调制方案来表示这种情况。
然而，在另一实施例中，也可以改变在每个子窗口期间提供的电流。作为示例，施加的供电电流在每个子窗口中可以是不同的。另外，可以在一个或多个子窗口内应用电流调制，例如工作循环。这样，每个子窗口还可以被细分为不同的子子窗口，在不同的子子窗口期间可以应用特定的电流调制。
在将减小产生的光的强度的情况下，在保持颜色设定点的同时，可以减小由led驱动器(例如led驱动器305)产生的电流。
可替代地或另外地，可以调制由led驱动器提供的电流。通过由led驱动器的开关进行占空比调制，时分方案的复杂性可以被保持为低。
假设需要将照明的强度降低到50％并且假设强度和供电电流i之间的线性关系，则这样的调光设定点可以通过将电流减小到标称电流in的50％或者通过在时间段t1、t2、t3中的每个期间施加50％的占空比来实现。
在后一种情况下，根据本发明的实施例，可以通过适当地切换led驱动器305的电源开关320.2来实现工作循环。在这方面，可以指出，当需要非常低的强度(例如，低于与led驱动器可以实现的最低电流值对应的强度)时，应用led驱动器的电源开关的工作循环可以使得能够实现这一点。
图6示意性地示出了功率开关320.2的可能的切换顺序或占空比调制方案、ps-ss，示出了在时间段t1的前半段期间、在第二时段t2的前半段期间和在第三时间段t3的第一四分之一期间，由led驱动器提供供电电流。假设描绘的情况中的供电电流对应于led驱动器的最低可用电流，则电源开关的工作循环使得能够获得甚至更低的照明设定点。
注意，在所示的实施例中，照明引擎的开关(即开关380.1-380.3)仅用于确保led驱动器提供的电流施加到适当的led组，而关于幅度和占空比的电流控制由led驱动器进行。
注意，除了利用功率开关320.2进行工作循环之外，还可以以与图2中所示类似的方式，考虑利用开关380.1-380.3的附加的工作循环，。
还可以注意到，除了如图6的切换方案ps-ss中所示的功率开关320.2的工作循环之外，还可以应用led驱动器的供电电流的电流调制；特别地，在时间段t1、t2、t3期间，提供的电流i不需要保持在相同的值，电流可以例如在时间段的前半段期间保持在第一值i1并且在时间段的后半段期间保持在第二值i2，从而能够获得关于强度的更高分辨率。
在如图5、6所示的实施例中，调制时间窗口被细分为子窗口，由此选择子窗口的持续时间以表示期望颜色设定点。可替代地，子窗口可以具有固定的时间段，例如1/n×mtw，其中n等于led组的数量。注意，在这样的实施例中，可能需要调制在不同子窗口期间提供的电流(即，具有不同的值)，以达到期望的颜色。该调制可以例如包括在不同的子窗口期间施加不同的电流值或者在不同的子窗口期间施加不同的占空比，或者在不同的子窗口或子子窗口期间施加调制的电流波形。
这样，在如图4-图6所描述的实施例中，可以通过确定时分方案来获得期望照明设定点，指示照明引擎的期望切换、占空比调制方案和/或电流调制方案，指示用于产生所需的供电电流的led驱动器的期望操作。
以与关于图1-3描述的类似方式，用于到达设定点的处理或控制功率可以被分配在照明引擎和led驱动器上。特别地，在给出的示例中，用于到达期望的时分方案的控制可以由照明引擎的控制单元360实现，而(例如由电流调制方案和/或占空比调制方案表示的)用于到达期望供电电流的控制，例如调制方案ps-ss，可以由led驱动器的控制单元320实现。也可以考虑由照明引擎进行占空比调制或者照明引擎可以影响发射的强度的可替代的布置。
控制功率在led驱动器和照明引擎的控制单元上的分配的结果是：期望控制单元的控制动作之间的精确同步。注意，在第一控制单元或第二控制单元中的一个充当控制另一控制单元的主控制单元的情况下，同步可以是较不关键的。在这种布置中，主控制单元可以例如将设定点发送到从控制单元。
本发明提出了各种方法来达到这种同步。
所应用的控制单元的控制动作的同步的主要目的是确保由照明引擎的led组件产生的照明基本上匹配例如由设定点(例如由led驱动器的控制单元(230、330)或照明引擎的控制单元(260、360)接收的)表示的期望的照明特性。在这方面，可以注意到，控制单元的控制动作可以参考用于控制led驱动器中的开关(例如led驱动器的smpc的开关220.2或320.2)的控制信号和/或用于控制照明引擎的开关(例如，开关280.1-280.6或380.1-380.3)的控制信号。这些控制动作导致由led驱动器提供的供电电流的调制以及提供给照明引擎的led组件的多个led或led组的电流的调制。
由于这些动作可以由不同的控制单元启动，因此需要同步。
更具体地，应用于led或led组的整体调制的特征在于例如上面表示为调制时间窗口(mtw)的一系列调制周期，其中在每个调制时间窗口期间，通过led或led组的电流以以下方式被调制：平均起来，获得期望的强度和/或期望的颜色。在这样的调制时间窗口mtw期间，根据应用的电流调制方案、占空比调制方案或时分方案，通过特定led或led组的瞬时电流可以显著变化。除了提供给led或led组的电流的整体、平均、边界条件之外，例如关于闪烁的发生或关于照明引擎、led驱动器或作为整体的模块化系统的效率，对于瞬时电流可能存在一些附加的要求。
在实施例中，应用的调制时间窗口还可以通过被细分为时间段(称为子窗口)来定义，其中，在每个时间段期间，特定目的或目标被选为目标。可能的目的是：在这样的子窗口期间，例如图5和6所示，控制特定的led或led组(例如辐射红光的led或led组)，而在下一子窗口期间，控制(例如辐射蓝光的)另一led或led组，等等。子窗口的另一个目的可以是及时分配特定led组的控制，使得针对该特定led组的施加的电流调制的频率内容仅保持足够高的频率，使得在人或相机的整体产生的照明中观察不到它们。
还可以注意到，led驱动器和照明引擎的控制单元的同步不仅应该使调制时间窗口及其时间段或子窗口的开始和停止时间同步(这进一步被称为“频率同步”)，在应用的控制动作和方案之间还应该存在正确的“相位关系”，以确保当要在子窗口期间实现模块化系统的特定目标(例如，led组x将被提供特定的电流和占空比)时，控制供电电流的控制动作和控制子窗口的控制动作是同相的。该同步进一步被称为“相位同步”。在没有这种同步的情况下，尽管关于频率被同步，第一控制单元可能例如将与第二控制单元采取的动作不一致的目的作为目标。
为了说明这一点，可以例如参考图6的占空比调制方案ps-ss和时分方案。可以看出，在mtw的t3期间，占空比为25％的电流被提供给组3。然而，可以指出，电流的占空比由led驱动器实现，而通过特定led或led组的电流的启用由照明引擎实现。因此，为了将适当的电流施加到适当的led或led组，占空比调制方案需要与组的时分方案同相。如果没有同相，例如假设存在等于时间段t3的相位差，则用于组1的占空比调制方案会被例如应用于组3。
频率同步
根据本发明，可以通过以下方式实现频率同步：
实现频率同步的第一种方法是使得第一控制单元的调制时钟信号与第二控制单元的调制时钟信号同步。
在本发明的含义内，控制单元的调制时钟信号指的是用于由控制单元控制的动作(例如切换操作或电流水平调节)的同步的重复信号，由此从控制单元的内部时钟信号导出调制时钟信号。
因此，方法1可以被描述为能够使得调制所依赖的两个控制单元的时钟机制同步的方法。时钟机制可以被认为是传递调制时钟信号的机制，例如基于控制单元的内部时钟信号传递重复中断信号的中断机制。
频率同步的第二种方式将是同步调制时间窗口或子窗口的开始时间。由于调制时间窗口是从头到尾排列的，因此停止时间也是已知的。如果在周期或时间段之间存在中间时间，则停止时间可能需要可以使用与开始时间相同的方法实现的、单独的同步。注意，通常，在本发明中应用的调制周期或调制时间窗口、时间段或子窗口可以具有可变长度。
下面提供了有关这两种方法的更多细节：
方法1：
在实施例中，第一控制单元和第二控制单元可以通过串行通信总线连接。在实施例中，每个控制单元可以具有用于串行通信的双向或单向通信端口。作为示例，第一控制单元的双向通信端口可以以可以进行双向通信的方式连接到第二控制单元的双向通信端口(例如，tx1-rx2和rx1-tx2)。通常，串行通信的特征在于传输由多个比特组成的数据元素。每一比特表示通信线路上的状态，该状态与为逻辑1或逻辑0的比特相关联。通信线路上的状态可以是电压、差分电压、电流、差分电流、阻抗、光强、颜色等。
串行通信的特征还在于，数据元素的每一比特在通信线路上存在被称为比特时间或比特持续时间的、固定的持续时间。
第一控制单元可以例如是本领域中已知的并且还如本领域中已知地基于时钟信号操作的微处理器等。时钟信号可以在第一控制单元的外部或内部产生，并且可以以其标称频率、实际频率、抖动、温度依赖性等为特征。因此，基于这样的时钟信号的时序将(例如取决于温度)根据处理器样本的不同而异。
为了根据第一种方法同步第一控制单元和第二控制单元，第一控制单元可以在第一步骤中基于其时钟信号产生用于串行通信的比特流，由此一比特的持续时间或时间段(即，比特时间或比特持续时间)是时钟信号的一个周期的大的倍数。实际上，对于示例8mhz处理器和19200比特率来说，该倍数可以在200范围内。根据该方法，实际的比特时间或比特持续时间将随实际时钟周期而变化，并且由于时钟周期随时间的变化以及由于产生中使用的电子器件中的影响，比特时间可能表现出随时间的变化，诸如由例如时钟信号或信号上的噪声引起的抖动，或由于由通信信道或信道段构成的阻抗网络的边缘陡度恶化。
在传输比特流时，第二控制单元将例如经由其双向通信端口接收串行通信的比特流。
在第一频率同步方法的实施例中，第二控制单元被配置为在该方法的第二步骤中，通过测量从发送字节0x55的第一个上升沿到字节0x55之后的起始比特的第五个上升沿的时间，测量8个数据比特的持续时间或时间段。然后，在该方法的第三步骤中，可以使用所得到的持续时间来设置计数器或定时器，使得输入数据比特被采样的实例位于(例如，利用诸如前同步码、起始比特和停止比特等机制并利用前半比特持续时间偏移)与信号同步之后接收的数据比特的中间。应用的这种同步机制类似于通常称为自动波特的方法。然而，在市场上可获得的自动波特的已知的、实用的实现中，比特时间或比特持续时间的自动波特率测量的结果没有以支持足够精确的同步的足够的分辨率存储。
为了获得足够高的精度，在称为3测量方法的第一频率同步方法的实施例中，第二控制单元测量通过串行通信线路传输的数据元素的长度。一种可能的实现是以起始位开始传输，然后发送n比特的数据元素，并以1或2个停止比特结束。通常，传送的数据元素是字节(n＝8)。然而，注意，数据元素也可以由许多符号组成(每个符号由一个或多个比特组成)，由此传输以开始符号开始并以结束符号结束。通过测量第一个字节的起始比特的上升沿和第二个字节的起始比特之间的时间，可以利用开始、数据和停止比特的总数来计算比特时间或比特持续时间，并且如上所述，可以以正确的样本值加载计数器或计时器。条件是第二个字节的传输紧跟第一个字节的传输。
在实施例中，串行通信可以使用曼彻斯特编码在该实施例中，第二控制单元测量每个常规数据字节中的四个上升沿的长度。利用曼彻斯特编码，每个数据元素将具有3或4个上升沿。如图7所示，具有4个上升沿的数据元素可以在数据元素持续时间内的3个不同的实例p0、p1和p2处具有它们的第四上升沿。
当第一控制单元和第二控制单元的时钟被同步时，测量值将以可忽略的重叠，形成围绕p0、p1和p2实例的分布。这允许将得到的测量值被分类为p0、p1或p2测量值，并且通过还考虑(可从接收的数据元素值导出的)第一上升沿的位置，可以将测量值转换为比特持续时间或数据元素持续时间的值。
从图7中可以看出，具有3个上升沿的数据元素将不具有在p0、p1和p2分布内的第四上升沿测量值，并且在p2分布的最大时间过去之后，可以被分类为对于时间测量无效。不会为这样的数据元素产生时序结果。
由于具有4个上升沿的数据元素将在数据流中定期出现，因此经常获得测量结果，导致用于控制和/或调节时钟机制的多个时刻变得更快或更慢，以与第一控制单元保持同步。注意，可能不需要基于确定的比特时间或比特持续时间，实际调整第二控制单元的时钟机制。基于测量的比特时间，可以确定两个控制单元的时钟周期的比率，并使用该比率来缩放第二控制单元的动作的时序。
注意，如将理解地，基于测量结果，可以将第一控制单元的调制控制信号同样地调整为第二控制单元的时钟信号。
根据频率调制方法的实施例，如上所述的测量结果可用于调整由时钟机制传递的信号的频率：
在实施例中，时钟机制传递处理器的指令时钟信号。减慢该时钟信号或加速该时钟信号减慢分别减慢、加速处理器的所有操作，从而也分别减慢、加速调制时钟信号。
减慢或加速指令时钟信号取决于在控制单元的设计中选择的处理器和时钟发生电路。在简单的外部晶体或陶瓷谐振器的情况下，可以通过改变通常连接到晶体/谐振器的并联电容器来进行一些调谐。可能由软件控制的专用电子设备可用于传送可调时钟。另一种方法是使用处理器内部调谐方法。
在实施例中，时钟机制传递确定调制的时序的、重复的中断信号。
通常，通过将用于实现控制单元的处理器配置为具有定时器(像计数器一样工作)来生成重复中断，该计时器从预加载的值开始倒数(同样可以很好地使用数数的双重情况)并且当它从0值翻转到预加载值时触发中断。于是，处理器初始化期间的配置包括以下步骤：将计数器配置为在当计数器在计数器值0处时的下一个有效时钟沿处，从寄存器重新加载；使计数器中断处理器；在寄存器中设置计数器的起始值并在计数器中预加载该值；以及启动计数器。
要在正常操作期间减慢中断速率，可以将寄存器中的值设置为更高的水平，以加快中断速率，可以将寄存器中的值设置为较低的水平，从而减慢或加快调制时钟信号。
在实施例中，测量的比特时间或比特持续时间乘以因子并经由寄存器直接加载到中断计时器中。
方法2：
在本发明中应用的频率同步方法的实施例中，通过使得led驱动器在电流波形中产生不同的电流脉冲，可以检测到调制时间窗口或时间段或子窗口的开始，不同的电流脉冲在时间上与调制时间窗口、时间段或子窗口的开始一致。
接口板(或led引擎)对不同电流脉冲的检测可以直接根据电流测量或由流过led组的电流产生的正向电压完成。
在本发明的实施例中，调制时钟信号或中断信号可用于同步例如led驱动器的开关操作，或者可用于启动不同电流脉冲的产生。
作为示例，假设被细分为8个416微秒的子窗口的、3.3毫秒的调制时间窗口mtw。
注意，在本发明的含义内，子窗口也可以被称为隙或时隙，这是因为在实施例中，每个子窗口或时隙可以具有专用的目的，即它可以用于将期望的电流调制施加于照明引擎的特定led或led组。
此外，在给出的示例中，可以每26微秒产生调制时钟信号或中断信号，使得能够在需要时每26微秒启动控制动作。注意，也可以考虑调制时间窗口、子窗口或时钟信号时序的持续时间的可替代选择。
在这样的示例中，可以在每个调制时间窗口mtw的开始处(例如每3.3毫秒)，产生不同的电流脉冲，即电流的增加或电流的下降。
这样的电流脉冲可以例如通过电流测量来检测，该电流测量由照明引擎进行或者通过对正被供电的led或led组上的电压检测进行；更具体地，将电流脉冲施加到led或led组将导致led或led组上的正向电压vf的相关脉冲。
关于这种电流脉冲的施加，在如上给出的数值示例中，这种电流脉冲可以具有26微秒的持续时间。
关于施加电流脉冲以指示调制时间窗口的开始，可以指出，例如在led驱动器不以连续电流模式操作的情况下，可以获得另外的同步时刻，由此，(例如如图5所示)led驱动器在整个调制时间窗口mtw期间以基本上恒定的电流提供，但是(例如如图6所示)led驱动器以占空比模式操作。在led驱动器以占空比模式操作的情况下，每个子窗口的开始可以从供电电流的上升沿(即在图6中的时刻t＝0、t＝t1、t＝t2处)起是明显的。
相位同步
在本发明的含义内，“相位同步”是用于以使得第二控制单元与第一控制单元一起工作以在每个单独的调制周期、时间段或子时间段等等中实现相同的总体目的的方式，使得第二控制单元与第一控制单元同步的术语。
这可以通过以下方案来说明，
由此：
fcu＝第一控制单元，
scu＝第二控制单元，
lg1＝led组1，lg2＝led组2，依此类推。
假设我们有被细分为4个子窗口或时隙的调制时间窗口，由此在每个时隙期间，需要生成所需的电流。
以下操作方案或序列可被视为错误同步或异相同步：
fcu：|lg1|lg2|lg3|lg4|lg1|等等
scu：|lg2|lg3|lg4|lg1|lg2|等等
从该方案可以看出，在第一时隙中，fcu进行lg1的控制动作，而scu进行lg2的控制动作。
在fcu控制led驱动器并且scu控制照明引擎的开关组件的情况下，这种情况将对应于fcu使得led驱动器能够在第一时隙中产生led组1(lg1)的期望电流，而scu控制开关组件使得(打算用于lg1的)供电电流被提供给lg2。
如将理解地，这将不会导致对应于由接收的设定点指示的期望照明的照明。
适当的操作方案或顺序必须是：
fcu：|lg1|lg2|lg3|lg4|lg1|等等
scu：|lg1|lg2|lg3|lg4|lg1|等等
为了确保控制单元是相位同步的，在实施例中，可以将消息经由串行通信线路从第一控制单元发送到第二控制单元，以标识第一控制单元正在为例如lg2工作的目的或时间段。
然后，第二控制单元使其动作适应于也为总体目的p2工作。在较长时间(取决于实现细节，主要取决于控制器保持同步多长时间，例如，100毫秒)之后，可以重复该同步消息。
还可以注意到，当两个控制单元处于频率同步时，它们可以在相位同步中工作相对长的时间而无需主动地重新同步它们。对于上面给出的时间帧，由此调制时间窗口例如是3.3或6.6毫秒，每100毫秒重新同步就足够了。
在实施例中，本发明提供一种照明引擎，该照明引擎包括被配置为从led驱动器接收供电电流的led组件，该led组件包括多个led和与多个led中的一个或多个led串联或并联布置的一个或多个开关。照明引擎还包括被配置为控制led组件的一个或多个开关，从而控制通过多个led的led电流的控制单元；控制单元被进一步配置为：
o在输入端子处接收表示照明引擎的led组件的期望的照明特性的设定点；
o基于接收的设定点，确定电流幅度调制方案和占空比调制方案；
o输出表示电流幅度调制方案的第一输出信号，以供led驱动器的led驱动器控制单元处理；
其中，电流幅度调制方案把将由led驱动器提供的供电电流的幅度表示为调制时间窗口内的时间的函数，而占空比调制方案把一个或多个开关的切换操作表示为调制时间窗口内的时间的函数，并且其中电流幅度调制方案和占空比调制方案被配置为当由led驱动器控制单元和控制单元应用时，产生期望的照明特性。
根据本发明的实施例，电流幅度调制方案可以例如采取照明引擎连接到的led驱动器的smpc传递的设定点(即，电流设定点)的阵列的形式。这样，在实施例中，照明引擎的控制单元承担主控制单元的作用，控制led组件的开关，此外，输出用于控制led驱动器(特别是照明引擎连接到的或可连接到的led驱动器的smpc)的控制信号。
本发明中应用的led驱动器可以具有多个输出或输出通道，每个输出或输出通道能够输出具有特定期望幅度的供电电流。这样的多个输出可以在使用期间例如连接到照明引擎的相应多个通道或输入端子，以为照明引擎的led组件的多组led提供。
根据需要，本文公开了本发明的详细实施方案；然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，可以以各种形式实施本发明。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为权利要求的基础，并且作为用于教导本领域技术人员以实际上任何适当的、具体的结构不同地使用本发明的代表性基础。此外，本文使用的术语和短语不是限制性的，而是为了提供对本发明的可理解的描述。
如本文所使用地，术语“一”被定义为一个或多于一个。如本文所使用地，术语“多个”被定义为两个或多于两个。如本文所使用地，术语“另一个”被定义为至少第二个或更多个。如本文所使用地，术语“包括”和/或“具有”被定义为包括(即，开放式语言，不排除其它元件或步骤)。权利要求书中的任何附图编号不应被解释为对权利要求或本发明的范围的限制。
在相互不同的从属权利要求中叙述的某些措施的仅有事实并不指示这些措施的组合不能用于获益。
如本文所使用地，虽然不一定是直接连接，并且不一定是机械连接，但是术语“耦接”被定义为连接。
单个处理器或其它单元可以实现权利要求书中所述的若干项的功能。
如本文所使用地，术语“程序”、“软件应用程序”等被定义为设计用于在计算机系统上执行的指令的序列。程序、计算机程序或软件应用程序可包括子例程、函数、进程、对象方法、对象实现、可执行应用程序、小应用程序、小服务程序、源代码、目标代码、共享库/动态加载库和/或设计用于在计算机系统上执行的其它指令序列。
计算机程序可以存储和/或分布在合适的介质上，诸如光学存储介质或与其它硬件的一部分一起提供或作为其它硬件的一部分提供的固态介质，但也可以以其它形式分布，诸如经由互联网或其它有线或无线电信系统分布。