专利名称：用于把功率寻址到多个负载当中的所选负载的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于把功率寻址到多个负载当中的至少一个所选 负载的设备和方法，具体来说，本发明涉及在固态照明应用中驱动各 单独的光源，所述固态照明应用比如是用于建筑物或汽车的装饰性室 内及户外照明。
背景技术：
在固态照明应用(比如用于建筑物或汽车的装饰性室内及户外照 明)中，通过使用大量小光源照明相对较大的区域而生成装饰性效果。 可以通过控制并且特别是随着时间改变各单独的光源的发光而获得令 人惊奇的效果。为了对多个电负载(比如光源)进行独立的控制，在 本领域中有几种已知的解决方案。 一种简单的解决方案是提供到将被 控制的每一个负载的单独连线。这种解决方案的缺陷在于，其在固态 照明应用的领域内应用起来较为复杂且困难，这是因为电线的数量与 负载(即)光源的数量成比例地增加。另一种解决方案是添加允许对 每一个单独的负载进行寻址的逻辑。这种解决方案的缺陷在于其非常 昂贵，这是因为所需逻辑的数量也与负载的数量成比例。
此外，例如从US 6 628 273中获知通过把导线中的电信号的传播 延迟纳入考虑来对各显示元件进行寻址。这种方法的缺陷在于，其使 用被限制到纳秒时间范围，这对于照明应用来说太小了 。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于在不需要大量电线或逻辑的情 况下把功率寻址到多个负载当中的至少一个所选负载的方法和设备， 其中所述负载特别是诸如LED或LED设置的光源。
本发明提供一种用于在多个负载当中切换负载的电路，所述电路 包括与负载数目相匹配的多个级联子电路。在级联所述子电路时，电 线的总数量保持恒定。
本发明的一方面包括一种用于把功率寻址到多个负载当中的至少
4一个所选负载的电路，所述电路包括多个级联子电路，每一个子电路
用于给其中一个负载供电，每一个子电路包括用于接收定时公共功 率信号的第一输入端子；用于延迟在第二输入端子上接收的时钟信号 的延迟元件，该延迟元件用于在输出端子上输出延迟的时钟信号；用 于把所述公共定时功率信号切换到所述负载的开关元件，所述切换是 在所述延迟的时钟信号的控制之下进行的。
本发明的另 一方面涉及一种根据权利要求10的用于独立地控制多 个负载当中的单一负载的方法。
图la示出了根据本发明的用于形成电路的子电路的一般示意图。 gHbt^击了根掂本发明的'个实施例的用于形成电路的子电路的
示意图。
图2示出了用于在多个负载当中切换负载的电路。
图3的曲线图示出了对应于在图2的电路中切换负载的信号波形。
图4示出了根据本发明的一个不同实施例的用于形成电路的子电
路的示意图。
具体实施例方式
图la示出了根据本发明的用于形成电路的子电路100的一般示意 图。所述子电路包括用于接收定时公共功率信号的第一输入端子10和 用于接收频率为尸的时钟信号的第二输入端子20。由延迟元件22以预 定的相位延迟把所述时钟信号输出到输出端30，该输出端30还连接到 开关元件40以便切换所述负载。所述开关元件40还与所述定时公共 功率信号相耦合并且具有切换输出端50,该切换输出端50用于与负载 相连。在图la中，在切换输出端50与虚线电源线70之间绘制出不作 为本发明的一般实施例的一部分的虚线负载60，所述虚线电源线70也
不形成本发明的一般实施例的一部分。
子电路IOO被配置成在输入端IO上的所述定时公共功率信号的低 值与输出端30处的所述延迟时钟信号的高值重合时把所述切换输出端 50与所述输入端IO相耦合。在所述重合的情况下，所述负栽由所述电 源线与所述定时公共功率信号的电压差供电。图lb示出了图la的子电路100的一个实施例，其中示出了各电 组件。在输入端子20与输出端子30之间连接Z亨利的电感25，在输 出端子30与地线80之间连接C法拉的电容器35。图la中的开关40 由FET 45具体实现，其栅极46与所述子电路的输出端子30相耦合， 其源极47与输入端子IO相耦合。漏极48形成切换输出端50,由LED 光源65具体实现的负载连接到该切换输出端50,该LED还连接到电源 线70。具体来说，FET 45被选择成Philips BF 245C型的JFET，其 支持高达25mA的沟道电流，这与驱动所述LED所需的电流相匹配。电 感25和电容器35形成延迟电路，其导致延迟A^^2;/VZ^。对应于A d)的一个优选值是2Tl//2，其中"是将被级联的子电路的数目。在端子 20上接收的所述时钟信号是正弦信号，而所述定时公共功率信号则优 选地是脉冲信号。
图2示出了由/7=10个才艮据图lb的级联子电路100形成的电路200， 其中一个子电路的输出端子30与下一个子电路(即接收具有更大延迟 的时钟信号的子电路)的第二输入端子20，相耦合。在该实施例中， 一个子电路的右侧跟随有另一个子电路。如时间线90上所示，将在输 出端子30上以相位延迟A d)输出被施加到输入端子20的正弦时钟信 号。在一个子电路的输入端IO上提供的定时公共功率信号将在相邻的 子电路的输入端10，上可用并且没有延迟。由于在相应的子电路的输 入端10上的所述定时公共功率信号的低值与同一个子电路的输出端 30处的所述延迟时钟信号的高值重合时才为LED供电，因此可以通过 提供关于在输入端20上提供的所述时钟信号具有/ △ d)的延迟的低定 时公共功率信号来为第/7个LED供电。
为了避免所述时钟信号的反射，为所述级联电路提供耦合到最后 一个输出端子的电感器93和电阻96。电阻96在本领域中被称作"终 端电阻"。在图2的电路的一个实际的实施例中，所述各子电路的电 感值为lmH，并且所述各子电路的电容器的值为100pF。电感器93的 值为503 MH，电阻器96的值为3. lk￡2。作为一般规则，所述终端电
阻的值z 被选择成大约z,^VZT^。
为所述电路馈送io伏特的电源电压，并且所述定时公共功率信号 的占空比为10%。
图3示出了一个时序图，其中为图2的电路中的任意LED描绘了
6定时公共功率信号320、时钟信号330和LED功率信号340。图中示出 了虚线310，其指示传播时钟信号在与所述LED对应的子电路的输出端 子处具有最大值的时刻。从图3中可以明显看出，只有与任一条线310 重合的所述定时公共功率信号320的脉沖才导致为所述LED供电。在 线310之间的事例A (J)处定时为对应于相邻子电路的LED所指定的脉 冲322，此时所述时钟信号在该相邻子电路的输出端子处具有最大值。
当负载的数量变得较大时(比如大约50)，还有可能使用除了纯 正弦波形之外的其他波形(比如方波)，其产生比正弦曲线更陡哨地 升高的脉冲，从而允许对所述开关元件进行更具选择性的控制。这些 波形可以由具有不同频率的多个叠加正弦曲线构成。
可以使用简单的电子装置利用直接数字合成方法精确地生成上述 波形以及所述定时信号。为了生成比如正弦曲线的平滑波形，可以使 用附加的低通滤波器(比如RC滤波器)。
图4示出了根据本发明的一个不同实施例的用于形成电路的子电 路101的示意图。所述子电路实质上类似于在图lb中描绘的电路100， 但是其中存在附加的输入端子11和12以及具有相应的附加LED 65， 和65"的附加开关45，和45"。在这里，LED 65、 65，和65"优选地具有 不同的属性，比如其被配置生成的光的颜色。例如，LED 65被配置生 成红色光，LED 65，#1配置生成绿色光，LED 65";故配置生成蓝色光。 在这种情况下，在输入端子IO上提供对应于所述红色LED的公共功率 信号，并且在输入端子11和12上提供对应于所述绿色和蓝色LED的 定时公共功率信号。当输出端子30处的所述时钟信号的值具有高值时， 所述LED65、 65，和65"同时与对应端子10、 11和12上的所述7>共功 率信号相连。由各子电路101构成的电路特别有利于产生具有吸引力 的动态颜色效果。但是应当理解的是，也可以利用具有互不相同的属 性(比如其^^配置产生的光的颜色)的LED来实现由各子电路100构 成的电路。
按照需要在这里公开了本发明的一个详细实施例；应当理解，所 公开的实施例仅仅用于例示本发明，其可以用多种形式来具体实现。 因此，这里所公开的特定结构和功能细节不应当被理解成进行限制，代表性基础。此外，这里所使用的术语和短语不意图进行限制；相反 是为了提供对本发明的可理解的描述。这里所使用的术语"一个"被 定义成一个或多于一个。
权利要求
1、用于把功率寻址到多个负载当中的至少一个所选负载的电路，所述电路包括多个级联子电路，每一个子电路用于给其中一个负载供电，每一个子电路包括用于接收定时公共功率信号的第一输入端子；用于延迟在第二输入端子上接收的时钟信号的延迟元件，该延迟元件用于在输出端子上输出延迟的时钟信号；用于把所述公共定时功率信号切换到负载的开关元件，所述切换是在所述延迟的时钟信号的控制之下进行的。
2、 根据权利要求l的电路，其中，子电路的第二输入端子与随后 的子电路的输出端子相耦合。
3、 根据任一条在前权利要求的电路，还包括用于生成所述时钟信 号的时钟信号发生器以及用于生成所述定时公共功率信号的功率信号 发生器，所述功率信号发生器被设置成对所述功率信号进行定时，以 便在所述延迟的时钟信号接通对应于所选负载的开关时为所述所选负 载供电。
4、 根据任一条在前权利要求的电路，其中，所述延迟元件包括至 少由电感器和电容器形成的LC谐振电路。
5、 根据任一条在前权利要求的电路，其中，所述开关包括JFET。
6、 根据任一条在前权利要求的电路，其中，所述负载至少包括LED。
7、 根据其中一条在前权利要求的电路，还包括用于防止所述时钟 信号在最后的子电路之后发生反射的装置。
8、 根据任一条在前权利要求的电路，其中，所述定时公共功率信 号基本上是矩形脉冲信号。
9、 根据任一条在前权利要求的电路，其中，所述时钟信号是正弦y二 口T。
10、 根据任一条在前权利要求的电路，其包括至少第三输入端子 以用于接收至少第二定时公共功率信号。
11、 根据任一条在前权利要求的电路，其包括用于把第一公共定 时功率信号切换到第一负载的第一开关元件，所述第一开关元件的所 述切换是在所述延迟时钟信号的控制下进行的，所述电路包括用于把 第二公共定时功率信号切换到第二负载的至少第二开关元件，所述至少第二开关元件的所述切换是在所述延迟时钟信号的控制下进行的。
12、 根据任一条在前权利要求的电路，还包括用于生成所述时钟信号的装置。
13、 根据权利要求12的电路，其中，所述用于生成时钟信号的装 置包括利用直接数字合成方法的电子装置。
14、 用于在包括多个级联子电路的电路中把功率寻址到多个负载 当中的至少一个所选负载的方法，每一个子电路用于给其中一个负载 供电，所述方法包括以下步骤接收定时公共功率信号； 接收时钟信号； 延迟所述时钟信号； 输出延迟的时钟信号；到所述负载。
15、根据权利要求14的方法，还包括以下步骤生成所述时钟信号；生成所述定时公共功率信号；对所述功率信号进行定时，从而在所述公共定时功率信号被切换 到所选负栽时给所述负载供电。
全文摘要
本发明涉及一种用于把功率寻址到多个负载当中的至少一个所选负载的设备和方法，其中所述负载特别是固态照明应用中的光源，所述固态照明应用比如是用于建筑物或汽车的装饰性室内及户外照明。所述设备和方法对功率信号进行定时，从而当所述公共定时功率信号在延迟时钟信号的控制下被切换到所选负载时给所述负载供电。
文档编号H05B33/08GK101491159SQ200780025769
公开日2009年7月22日 申请日期2007年7月3日 优先权日2006年7月7日
发明者A·R·M·韦斯楚伦 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司