专利名称：一种led调光方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于LED领域，尤其涉及一种LED调光方法及装置。
背景技术：
目前许多LED应用，如照明、信号灯、背光源等，都需要进行准确的光通量控制。
现有通常采用P丽调光方法，可以达到较好的调光效果，其调光方式之一为用P丽 信号来控制LED驱动器的开启和关断，从而达到控制LED平均光输出的目的。由于通过控 制驱动器的开启和关断来调光，LED的工作电流在零和额定电流间频繁切换，并且供电电源 在零负载和额定负载间频繁切换，供电电压会有很大的波动，从而使得LED承受了较大的 冲击电流，造成LED使用寿命短，可应用性差。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种LED调光方法及装置，旨在解决现有通过P丽 信号控制LED驱动器的开启和关断的调光方法调光时，LED的工作电流在零和额定电流间 频繁切换，造成LED使用寿命短，可应用性差的问题。 本发明实施例是这样实现的，一种LED调光方法，所述方法包括以下步骤
根据用户输入的调光信号，调节P丽信号的占空比； 根据所述P丽信号控制LED驱动控制单元切换其输出的驱动控制信号的频率；
根据所述LED驱动控制单元输出的驱动控制信号发出驱动开关信号，控制调节 LED单元的光通量。 本发明实施例的另一 目的在于提供一种LED调光装置，包括一 LED驱动器、电源、 LED单元以及P丽信号发生器，其中，所述LED驱动器进一步包括连接于所述电源和LED单 元之间的LED驱动单元，以及与该LED驱动单元相连的LED驱动控制单元，所述LED驱动单 元用于根据所述LED驱动控制单元输出的驱动控制信号发出驱动开关信号，控制调节所述 LED单元的光通量，所述P丽信号发生器进一步包括
P丽信号发生单元，用于输出P丽信号； 占空比调节单元，用于根据用户输入的调光信号，调节所述P丽信号发生单元输 出的P丽信号的占空比； 切换控制单元，用于根据所述P丽信号发生单元输出的P丽信号控制所述LED驱 动控制单元切换其输出的驱动控制信号的频率。 本发明实施例中，调节输出的P丽信号的占空比，控制LED驱动控制单元切换其输 出的驱动控制信号的频率，并根据输出的驱动控制信号发出驱动开关信号，实现控制调节 LED的光通量的目的。该方法在调光过程中，LED驱动器始终处于工作状态，在当LED单元 光通量最小时，其仍工作于一定的平均电流下，从而使得LED单元承受的冲击电流较小，有 利于LED使用寿命的延长，可应用性强。
图1是本发明实施例提供的LED调光方法的流程图； 图2是本发明第一实施例提供的P丽信号、LED驱动控制信号、LED驱动开关信号 以及LED单元工作电流的波形图； 图3是本发明第二实施例提供的P丽信号、LED驱动控制信号、LED驱动开关信号 以及LED单元工作电流的波形图； 图4是本发明实施例提供的LED调光装置的原理结构图。
具体实施例方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。 本发明实施例中，调节输出的P丽信号的占空比，控制LED驱动控制单元切换其输 出的驱动控制信号的频率，并根据输出的驱动控制信号发出驱动开关信号，实现控制调节 LED的光通量的目的。 图1示出了本发明实施例提供的LED调光方法的流程。 在步骤S101中，根据用户输入的调光信号，调节P丽信号的占空比。 其中，P丽信号的占空比可以在一定范围之间任意调节。通过P丽信号进行调光
时，如果P丽信号的频率落在200Hz 20KHz的范围内，则LED驱动器周围的器件会产生人
耳听得见的噪声，如果P丽信号的频率在50Hz以下，则人眼可以感觉到光源的闪烁，因此，
为了获得稳定、连续的光源，同时避免可听得见的噪声的产生，在本发明实施例中，P丽信号
的频率为50Hz至200Hz之间或20KHz以上。 在步骤S102中，根据P丽信号控制LED驱动控制单元切换其输出的驱动控制信号 的频率。 在本发明第一实施例中，根据P丽信号控制LED驱动控制单元切换其输出的驱动 控制信号的频率，使得在P丽信号为高电平时的驱动控制信号的频率高于P丽信号为低电 平时的驱动控制信号的频率。 在本发明第二实施例中，根据P丽信号控制LED驱动控制单元切换其输出的驱动 控制信号的频率，使得在P丽信号为高电平时的驱动控制信号的频率低于P丽信号为低电 平时的驱动控制信号的频率。 在步骤S103中，根据LED驱动控制单元输出的驱动控制信号发出驱动开关信号，
控制调节LED单元的光通量。其中，LED单元可以是单个LED，也可以是多个LED的串联或
并联及其它各种组合模块，如LED路灯、信号灯及液晶显示器背光源等 在本发明第一实施例中，请参看图2，为了便于说明，以P丽信号处于高电平时进
行调制为例，本领域的技术人员可以理解，当P丽信号处于低电平时进行调制的方法与P丽
信号处于高电平时进行调制的方法相同。 当P丽信号处于低电平持续阶段(即VPWM处于T。ff时间段内)或LED驱动控制单 元未采用P丽信号进行调制时，LED驱动控制单元输出其处于正常工作状态下的驱动控制 信号(图2的VdMin波形中与T。ff时间对应的部分)，此时，LED驱动单元根据LED驱动控制
5单元输出的该驱动控制信号输出一驱动开关信号(图2的I。h。te波形中与T。ff时间对应的部 分)，LED单元根据该驱动开关信号工作于一个周期内工作电流的平均值为最大的状态，其 工作电流如图2的Iw波形中与T。ff时间对应的部分，其中，虚线a表示T。ff周期内LED单 元工作电流的峰值，虚线b表示T。ff周期内LED单元工作电流的额定电流值，c表示受调制 后T。ff周期内LED单元工作电流的平均值。 当P丽信号处于高电平持续阶段(即VPWM处于T。n时间段内)，LED驱动控制单元 输出切换后的驱动控制信号，其频率高于P丽信号为低电平时，LED驱动单元输出的驱动控 制信号的频率(图2的Vdrain波形中与T。n时间对应的部分)，此时，LED驱动单元根据LED 驱动控制单元输出的该驱动控制信号输出一驱动开关信号(图2的1。h。kJ皮形中与T。n时间 对应的部分)，LED单元根据该驱动开关信号工作于一个周期内工作电流的平均值为最小 的状态，其工作电流如图2的U皮形中与T。n时间对应的部分，其中，虚线d表示受调制后 T。n周期内LED单元工作电流的平均值。在一个P丽信号周期内，LED单元工作电流的平均 电流值为受调制后T。ff周期内LED单元工作电流的平均值和T。n周期内LED单元工作电流 的平均值的平均值。 在本发明实施例中，当根据用户输入的调光信号，调节输出的P丽信号的占空比 为T。n/T = 0%，预设驱动开关信号的平均值为LED单元工作电流的额定电流值，此时，LED 单元具有最佳的光通量，LED驱动单元的输出功率最大；当根据用户输入的调光信号，调节 P丽信号的占空比为T。n/T = 100%， LED驱动单元的输出功率最小，LED单元光通量最小， 但仍工作于一定的平均电流下，从而使得LED单元承受的冲击电流较小，有利于LED使用寿 命的延长。P丽信号的占空比可以在OX 100%之间，根据用户的需要任意调节，以实现对 LED单元的光通量的调节，且T。ff持续时间越长，LED单元光通量越强。当然，在具体实现时， 也可以在P丽信号的占空比为T。n/T为其它任意值时，预设驱动开关信号的平均值为LED单 元工作电流的额定电流值，使得P丽信号的占空比在其它范围之间，根据用户的调节，实现 对LED单元的光通量的调节。 另外，在本发明实施例中，为了提高系统的效能，驱动开关信号I。h。ke为一周期过零
电流信号，当然，在具体实现时，也可以采用不过零的电流信号。 图3示出了本发明第二实施例提供的P丽信号、LED驱动控制信号、LED驱动开关 信号以及LED单元工作电流的波形图。与图2所示不同，在本发明实施例中，当P丽信号处 于高电平持续阶段(即VPWM处于T。n时间段内)，LED驱动控制单元输出切换后的驱动控制 信号，其频率低于P丽信号为高电平时，LED驱动单元输出的驱动控制信号的频率(图3的 VdMin波形中与T。n时间对应的部分)，此时，LED单元根据驱动开关信号(图3的Ieh。ke波形 中与T。n时间对应的部分)工作于一个周期内工作电流的平均值为最大的状态，当P丽信 号处于低电平持续阶段(即Vp丽处于T。ff时间段内)，LED单元根据驱动开关信号(图3的 IA。ke波形中与T。ff时间对应的部分)，LED单元根据该驱动开关信号工作于一个周期内工作 电流的平均值为最小的状态。即是说，在一个周期内，本发明实施例的调节过程与本发明第 一实施例提供的调节过程相反，本发明实施例在T。ff周期内的调节过程与本发明第一实施 例提供的调节过程中的T。n周期内的调节过程相同，本发明实施例在T。n周期内的调节过程 与本发明第一实施例提供的调节过程中的T。ff周期内的调节过程相同。
在本发明实施例中，当根据用户输入的调光信号，调节输出的P丽信号的占空比为T。n/T = 100% ，预设驱动开关信号的平均值为LED单元工作电流的额定电流值，此时，LED 单元具有最佳的光通量，LED驱动单元的输出功率最大；当根据用户输入的调光信号，调节 P丽信号的占空比为T。n/T = OX，LED驱动单元的输出功率最小，LED单元光通量最小。P丽 信号的占空比同样可以在0% 100X之间，根据用户的需要任意调节，且T。n持续时间越 长，LED单元光通量越强。同样地，在具体实现时，也可以在P丽信号的占空比为T。乂T为其 它任意值时，预设驱动开关信号的平均值为LED单元工作电流的额定电流值，使得P丽信号 的占空比在其它范围之间，根据用户的调节，实现对LED单元的光通量的调节。同样地，U。ke
为一周期过零电流信号，在具体实现时，也可以采用不过零的电流信号。 另外，由于光通量与温度成反比，温度的变化对LED单元波长会有一定影B向，因
此，本发明第一实施例以及第二实施例中，在步骤S103之前或之后，还可以进一步包括以
下步骤获取LED单元发热温度，并发出反馈信号；根据反馈信号，通过调节P丽信号的占
空比，调节LED单元的光通量，从而稳定LED单元的光通量输出。 图4示出了本发明实施例提供的LED调光装置的原理结构，为了便于说明，仅示出 了与本发明实施例相关的部分。 P丽信号发生器14中的占空比调节单元141接收用户输入的调光信号，并根据该 调光信号，调节P丽信号发生器14中的P丽信号发生单元142输出的P丽信号的占空比， P丽信号发生器14中的切换控制单元143根据P丽信号发生单元142输出的P丽信号，控 制LED驱动器12中的LED驱动控制单元122切换其输出的驱动控制信号的频率。
其中，为了便于对LED驱动器12的工作频率进行调制，以使其易于实现开关器件 的零电流，LED驱动器12采用一工作于变频模式的高频开关模式变换器，如BUCK、 BOOST、 FLYBACK或其它适于用作受控恒流源的拓扑的变换器，且其工作频率可以用P丽信号进行 调制，从而提高了其效能。 在本发明第一实施例中，切换控制单元143根据P丽信号发生单元142输出的P丽 信号，控制LED驱动控制单元122切换其输出的驱动控制信号的频率，使得在P丽信号为高 电平时的驱动控制信号的频率高于PWM信号为低电平时的驱动控制信号的频率。
在本发明第二实施例中，，切换控制单元143根据P丽信号产生单元142输出的 P丽信号，控制LED驱动控制单元122切换其输出的驱动控制信号的频率，使得在P丽信号 为高电平时的驱动控制信号的频率低于P丽信号为低电平时的驱动控制信号的频率。
LED驱动器12中的LED驱动单元121接收LED驱动控制单元122输出的驱动控制 信号，并根据该信号发出驱动开关信号，控制调节LED单元13的光通量。其中，LED驱动单 元121为一受控恒流源，以保证LED光通量的一致性，提高LED的可靠性、寿命及光衰，且其 输入端连接电源ll，电源ll可以是直流电源，如电池，或交流电源，如市电。另外，LED单元 13可以是单个LED，也可以是多个LED的串联或并联及其它各种组合模块，如LED路灯、信 号灯及液晶显示器背光源等。 在本发明第一实施例以及第二实施例所提供的LED调光装置中，还进一步包括温 度传感器15，用于获取LED单元13发热温度，并发出反馈信号给占空比调节单元141，占空 比调节单元141根据其接收到的反馈信号，通过调节P丽信号发生单元142输出的P丽信 号的占空比，调节LED单元13的光通量，从而稳定LED单元13的光通量输出。其中，温度 传感器15还可以置于P丽信号发生器14中。
本发明实施例中，调节输出的P丽信号的占空比，控制LED驱动控制单元切换其输 出的驱动控制信号的频率，并根据输出的驱动控制信号发出驱动开关信号，实现控制调节 LED的光通量的目的。该方法在调光过程中，LED驱动器始终处于工作状态，在当LED单元 光通量最小时，其仍工作于一定的平均电流下，从而使得LED单元承受的冲击电流较小，有 利于LED使用寿命的延长，可应用性强。另外，该调光方法还可以在LED单元工作其间，获 取其发热温度，发出反馈信号，并根据该反馈信号，通过调节P丽信号的占空比，调节LED单 元的光通量，从而稳定了 LED单元的光通量输出。 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种LED调光方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤根据用户输入的调光信号，调节PWM信号的占空比；根据所述PWM信号控制LED驱动控制单元切换其输出的驱动控制信号的频率；根据所述LED驱动控制单元输出的驱动控制信号发出驱动开关信号，控制调节LED单元的光通量。
2. 如权利要求1所述的LED调光方法，其特征在于，所述根据所述P丽信号控制LED驱 动控制单元切换其输出的驱动控制信号的频率的步骤具体为根据所述P丽信号控制LED驱动控制单元切换其输出的驱动控制信号的频率，使得在 所述P丽信号为高电平时的驱动控制信号的频率高于或低于所述P丽信号为低电平时的驱 动控制信号的频率。
3. 如权利要求1所述的LED调光方法，其特征在于，在所述根据所述LED驱动控制单元 输出的驱动控制信号发出驱动开关信号，控制调节LED单元的光通量的步骤之前或之后进 一步包括以下步骤获取LED单元发热温度，并发出反馈信号；根据所述反馈信号，通过调节P丽信号的占空比，调节LED单元的光通量。
4. 如权利要求1至3任一项所述的LED调光方法，其特征在于，所述LED驱动单元为一 受控恒流源。
5. 如权利要求1至3任一项所述的LED调光方法，其特征在于，所述P丽信号的频率为 50Hz至200Hz之间或20KHz以上。
6. —种LED调光装置，包括一 LED驱动器、电源、LED单元以及P丽信号发生器，其中， 所述LED驱动器进一步包括连接于所述电源和LED单元之间的LED驱动单元，以及与该LED 驱动单元相连的LED驱动控制单元，其特征在于，所述LED驱动单元用于根据所述LED驱动 控制单元输出的驱动控制信号发出驱动开关信号，控制调节所述LED单元的光通量，所述 P丽信号发生器进一步包括P丽信号发生单元，用于输出P丽信号；占空比调节单元，用于根据用户输入的调光信号，调节所述P丽信号发生单元输出的 P丽信号的占空比；切换控制单元，用于根据所述P丽信号发生单元输出的P丽信号控制所述LED驱动控 制单元切换其输出的驱动控制信号的频率。
7. 如权利要求6所述的LED调光装置，其特征在于，所述切换控制单元具体是用于根据 所述P丽信号发生单元输出的P丽信号控制所述LED驱动控制单元切换其输出的驱动控制 信号的频率，使得在所述P丽信号产生单元输出的P丽信号为高电平时的驱动控制信号的 频率高于或低于所述P丽信号为低电平时的驱动控制信号的频率。
8. 如权利要求6所述的LED调光装置，其特征在于，所述装置进一步包括 温度传感器，用于获取LED单元发热温度，并发出反馈信号；所述占空比调节单元还用于根据所述温度传感器发出的反馈信号，通过调节所述P丽 信号发生单元输出的P丽信号的占空比，调节所述LED单元的光通量。
9. 如权利要求6、7或8所述的LED调光装置，其特征在于，所述LED驱动单元为受控恒 流源。
10.如权利要求6、7或8所述的LED调光装置，其特征在于，所述LED驱动器采用工作 于变频模式的高频开关模式变换器。
全文摘要
本发明适用于LED领域，提供了一种LED调光方法及装置，其中方法包括以下步骤根据用户输入的调光信号，调节PWM信号的占空比；根据所述PWM信号控制LED驱动控制单元切换其输出的驱动控制信号的频率；根据所述LED驱动控制单元输出的驱动控制信号发出驱动开关信号，控制调节LED单元的光通量。本发明中，调节输出的PWM信号的占空比，控制LED驱动控制单元切换其输出的驱动控制信号的频率，并发出驱动开关信号，实现控制调节LED的光通量的目的。该方法在调光过程中，LED驱动器始终处于工作状态，从而使得LED单元承受的冲击电流较小，有利于LED使用寿命的延长，可应用性强。
文档编号H05B37/02GK101742766SQ200810217680
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月20日 优先权日2008年11月20日
发明者毛秋翔, 汉克·马斯 申请人:深圳市桑达实业股份有限公司;深圳桑达百利电器有限公司