调光信号发生器及产生调光信号的方法

专利名称：调光信号发生器及产生调光信号的方法
技术领域：
本发明涉及照明装置，更具体地说，涉及在调光信号下对照明装置进行功率控制。
背景技术：
许多照明用控制电路中使用舍相调光。在舍相调光中，控制线电压的前沿和后沿 来降低供给照明的均方根(root mean square, RMS)电压。当使用白炽灯时，这一 RMS电压 的降低将导致相应的电流降低，并且因此使得功率消耗和光输出降低。当RMS电压降低时， 来自白炽灯的光输出也降低。全波整流交流(alternating current, AC)信号周期的例子如图IA所示，舍相整 流AC波形的周期如图IB所示，而反舍相AC波形的周期如图IC所示。从图IA到IC可以 看出，当使用舍相调光时，所得整流后波形的占空比就发生了变化。该占空比变化如果足够 大，就会使得来自白炽灯的光输出明显地减少。“断开”时间不会导致白炽灯闪烁，因为白炽 灯的灯丝具有热惰性，并且即使在“断开”期间没有电流流过灯丝时其也会保持在一个足够 的温度以发光。除了控制AC信号，其它对光源进行调光的技术还包括1-10V调光和脉冲宽度调 制(PWM)调光。在0-10V和PWM调光中，从AC信号分离出来的调光信号被提供给光源。在 0-10V调光中，调光信号是0到IOV直流(DC)之间的电压水平。光源在IOV DC时具有100% 的输出，而在IV DC时具有最小输出。有关0-10V调光的更多详细内容可以参阅IEC标准 60929。0-10V调光通常被用于对荧光灯进行调光。在PWM调光中，以方波作为调光信号。方波的占空比可以被用来控制光源的光输 出。例如，具有50%的占空比，则光源的输出可以被调暗50%。具有75%的占空比，则光源 输出可以为75%。因而，光源的光输出可以与输入方波的占空比成比例。近来已经开发出为普通照明提供光照的固态发光系统。这些固态发光系统使用发 光二极管或其它与电源相连的固态发光源，电源接收AC线电压并将其转换成适合于驱动 固态发光器的电压和/或电流。典型的用于发光二极管光源的电源包括线性电流调节电源 和/或脉冲宽度调制电流和/或电压调节电源。
许多不同的申请中已经描述了多种不同的固态光源驱动技术，包括，例如在以下 申请中授予Miller的专利号为3，755，697的美国专利，授予Hasegawa等的专利号为 5，345，167的美国专利，授予Ortiz的专利号为5，736,881的美国专利，授予Perry的专 利号为6，150，771的美国专利，授予Bebenroth的专利号为6，329，760的美国专利，授予 Latham 二世等的专利号为6,873, 203的美国专利，授予Dimmick的专利号为5，151,679 的美国专利，授予Peterson的专利号为4，717，868的美国专利，授予Choi等的专利号为 5，175，528的美国专利，授予Delay的专利号为3，787，752的美国专利，授予Anderson等 的专利号为5，844，377的美国专利，授予Ghanem的专利号为6，285，139的美国专利，授予 Reisenauer等的专利号为6，161，910的美国专利，授予Fisler的专利号为4，090，189的美 国专利，授予Rahm等的专利号为6，636，003的美国专利，授予Xu等的专利号为7，071，762 的美国专利，授予Biebl等的专利号为6，400，101的美国专利，授予Min等的专利号为 6，586, 890的美国专利，授予Fossum等的专利号为6，222，172的美国专利，授予Kiley的 专利号为5，912，568的美国专利，授予Swanson等的专利号为6，836，081的美国专利，授予 Mick的专利号为6，987，787的美国专利，授予Baldwin等的专利号为7，119，498的美国专 利，授予Barth等的专利号为6，747，420的美国专利，授予Lebens等的专利号为6，808，287 的美国专利，授予Berg-johansen的专利号为6，841，947的美国专利，授予Robinson等的 专利号为7，202, 608的美国专利，授予Kamikawa等的专利号为6，995，518的美国专利、专 利号为6，724，376的美国专利、专利号为7，180，487的美国专利，授予Hutchison等的专 利号为6，614，358的美国专利，授予Swanson等的专利号为6，362，578的美国专利，授予 Hochstein的专利号为5，661，645的美国专利，授予Lys等的专利号为6，528，954的美国专 利，授予Lys等的专利号为6，340，868的美国专利，授予Lys等的专利号为7，038，399的美 国专利，授予Saito等的专利号为6，577，072的美国专利，以及授予Illingworth的专利号 为6，388，393的美国专利。在固态光源的普通照明应用中，一个吸引人的特征是兼容现有的调光技术。特别 地，基于改变线电压占空比的调光可以在固态照明的电源设计中表现出一些竞争力。不同 于白炽灯，LED通常对电流的变化具有非常迅速的响应时间。LED的这种非常迅速的响应在 与常规的调光电路结合时可能在驱动LED过程中出现一些困难。例如，一种响应舍相AC信号减少光输出的方法是利用输入的舍相AC线信号的脉 冲宽度来直接控制LED的调光。全波整流AC线信号的120Hz信号将具有与输入AC信号相 同的脉冲宽度。该技术限制了将LED调光至最低水平的能力，而低于最低水平时则没有足 够的输入功率来给电源供能。而且，在AC信号的窄脉冲宽度处，LED的输出会出现闪烁，甚 至达到120Hz的频率。这一问题在50Hz的系统中当AC线的全波整流频率只有100Hz时可 能被加重。此外，输入信号的变化可能影响对舍相调光器的存在进行检测的能力，或者可能 造成检测不可靠。例如，在基于检测舍相AC输入的前沿来检测舍相调光器存在的系统中， 如果使用了反舍相调光器，则调光不会被检测到。同样的，许多家用调光器即使不改变调光 器的设定，在脉冲宽度上也具有实质变化。如果电源基于阈值脉冲宽度检测到有调光存在， 由于脉冲宽度的变化，电源可以在一个周期上检测到调光的存在，而在另一个周期上检测 不到。
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另一个问题涉及甚至在“全开”时提供舍相的AC调光器。如果LED直接由AC脉 冲宽度控制，那么LED可能永远不会达到全输出，但是会基于“全开”信号的脉冲宽度对输 出进行调光。这会导致输出大大变暗。例如，当脉冲宽度减少20%，那么白炽灯的功率可 能减少5%。许多白炽灯调光器在全开时可以减少20%的脉冲宽度，尽管RMS电压只降低 5%.而这可能导致白炽灯的输出减少5%，如果舍相信号被用于直接控制LED，则会导致输 出减少20%。

发明内容
这里描述的调光信号产生电路可以提供用于不同类型调光信号的通用基本电路， 包括直接从舍相输入AC线进行调光、DC电压水平调光(例如0-10VDC调光)和/或PWM调 光。本发明的实施例特别适用于控制固态照明装置的驱动电路，例如LED。本发明的一些实施例提供了一种照明控制电路，包括调光水平检测电路，可配置 用于生成第一电压水平信号，所述第一电压水平信号对应于至少两个不同类型调光信号中 被选取的一个。调光信号的类型包括交流(alternating current,AC)舍相调光信号、直流 (direct current, DC)电压水平调光信号或脉冲宽度调制(pulse-width modulated, PWM) 调光信号中的至少两种。所述电路还包括被配置用于输出周期性波形的波形发生器，以及 被配置用于将所述周期性波形与第一电压水平信号相比较以产生输出波形的比较器电路， 所述输出波形具有与所述至少两个不同输入调光信号中被选取的一个的调光水平对应的 占空比，以及与周期性波形的频率对应的频率。在一些实施例中，调光水平检测电路是用户可配置的，以便从至少两个不同输入 调光信号之一产生电压水平。在其它实施例中，调光水平检测电路预设为从至少两个不同 输入调光信号之一产生电压水平。在另一些实施例中，调光水平检测电路可以由电子跳线 设置来进行配置。此外，调光水平检测电路可通过选取元件和/或由与不同输入连接器的 连接来进行配置，该输入连接器与至少两个不同类型的调光信号连接。在另一些实施例中，所述照明控制电路还包括关断比较器电路，被配置用于将所 述第一电压水平信号与关断阈值电压相比较，并根据比较结果产生关断信号。调光水平检测电路可以包括有对应于至少两种不同类型调光信号的电压水平的 有线“或”电路(wired OR circuit)。调光水平检测电路还可以包括占空比检测电路和平 均电路。平均电路可以包括被配置为对所检测AC调光信号的占空比进行平均的第一平均 电路和对PWM调光信号的占空比进行平均的第二平均电路。


图IA至图IC是具有或不具有舍相调光的全波整流交流线路信号的周期的实例；图2是根据本发明一些实施例的结合调光信号发生器的照明装置的模块图；图3是适用于根据本发明一些实施例的AC舍相、0-10V和/或PWM调光系统的照 明装置的模块图；图4是根据本发明一些实施例的调光信号产生电路的模块图；图5A和5B是适用于在根据本发明一些实施例的占空比检测电路中使用的可供选 择的占空比检测技术的波形图6A和图6B是根据本发明一些实施例的平均电路、波形发生器和比较器电路的 工作过程的时序图；图7是根据本发明的进一步实施例中调光信号产生电路的模块图；图8是根据本发明进一步实施例的调光信号产生电路的模块图；图9是根据本发明一些实施例的使用对称脉冲宽度检测的调光信号产生电路的 电路图；图10是根据本发明一些实施例的使用非对称脉冲宽度检测的调光信号产生电路 的电路图；图11是根据本发明进一步实施例的调光信号产生电路的电路图；图12是图2中根据本发明一些实施例的系统的电路图；图13是根据本发明一些实施例的工作过程流程图；图14是根据本发明进一步实施例的工作过程流程图；图15A至图15E是根据本发明的波形发生器的波形形状的典型实例。
具体实施例方式下面将参照附图更全面地描述本发明，附图中显示了本发明的实施例。然而，本 发明不应当解释为受这里所阐述的实施例的限制。相反，提供这些实施例目的是使本公开 透彻和完整，并且对于本领域的技术人员而言这些实施例将会更完整地表达出本发明的范 围。通篇相同的标号表示相同的单元。如这里所述的术语“和/或”包括任何和所有一个 或多个列出的相关项的组合。这里所用的术语仅是为了描述特定实施例，而不用于限制本发明。如所用到的单 数形式“一个”，除非文中明确指出其还用于包括复数形式。还将明白术语“包括”和/或 “包含”在用于本说明时描述存在所述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或元件，但不排除 还存在或附加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、单元、元件和/或其组合。如上所述，本发明的各个方面包括电气元件(变压器、开关、二极管、电容器、晶体 管等)的各种组合。本领域技术人员熟知并能运用多种这些元件，且任何这些元件可以使 用在制造根据本发明的装置中。此外，本领域技术人员能够基于负载以及电路中其它元件 的选取的要求，在多种选择中选取适合的元件。这里所描述的任何电路(和/或这些电路 的任何部分)可以通过以下形式提供(1) 一个或多个分立元件，(2) 一个或多个集成电路， 或(3) —个或多个分立元件和一个或更多的集成电路的组合。这里的表达——装置中的两个元件被“电连接，，——是指这些元件之间没有电连 接会显著影响装置的功能的其它元件。例如，即使两个元件之间存在不会显著影响装置提 供的功能的小电阻(实际上，连接两个元件的电线可以被认为是小电阻)，这两个元件也可 以被称为是电连接。同样地，即使两个元件之间存在允许装置具备额外功能的额外电气元 件，而不显著影响未设有该额外电气元件的装置提供的功能，则这两个元件也可以被称为 是电连接。同样，直接彼此连接，或直接连接到电路板或其它介质的电线或轨迹的两端的两 个元件可以认为被电连接。虽然术语“第一”、“第二”等这里可用来描述各种单元、元件、区域、层、部分和/或 参数，但是这些单元、元件、区域、层、部分和/或参数不应当由这些术语来限制。这些术语
8仅用于将一个单元、元件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区分开。因此，在不背离 本发明的示教情况下，以下讨论的第一单元、元件、区域、层或部分可称为第二单元、元件、 区域、层或部分。除非另有定义，这里所用的所有术语(包括科学和技术术语)的含义与本发明所 属领域的普通技术人员普遍理解的含义相同。还应进一步明白，如常规使用的词典里定义 的那些术语将解释为其含义与它们在相关领域以及本发明的上下文环境中的含义相一致， 除非本文明确定义外不会从理想或过度形式化(formal sense)的层面上理解。图2是结合本发明的实施例的照明装置10的模块图。如图2中所示，照明装置10 包括驱动电路20和一个或更多LED 22。该LED驱动电路20响应调光信号产生电路24。 调光信号产生电路24接收不同调光信号，包括从以下信号中选取的两个或更多类型信号 (I)AC舍相信号，(2)脉冲宽度调制(pulse width modulated, PWM)调光信号，以及(3)电 压水平调光信号(例如，0-10V DC调光信号——在以下描述包括特定实施例中，以DC调光 信号作为典型类型的电压水平调光信号为参照——但是应该认可除了 0-10V，可以采用任 何需要的参考范围的电压，而且相对较高的电压水平可以代表更大程度的调光，也可以代 表较小程度的调光)。在一些实施例中，具有第一频率的可变占空比输入信号被提供给调光 信号产生电路24，且电路24输出固定振幅信号，所述固定振幅信号具有与所述第一频率不 同的第二频率，以及取决于相应输入信号的占空比。在工作过程中，调光信号产生电路24接收输入调光信号并输出具有特定频率的 波形，其中输出波形的占空比与调光水平成正比。对于可变占空比输入信号(例如，AC舍 相信号或PWM调光信号)，产生调光信号包括产生占空比与输入信号占空比成正比的输出 信号。对于0-10V调光信号，产生调光信号包括产生占空比与0-10V调光信号的电压水平 成正比的输出信号。对于具有可变占空比的输入信号(例如，AC舍相信号或PWM调光信号)，调光信号 产生电路24的输出波形占空比，可大致与输入信号占空比相同，或者不同但呈预定关系。 例如，输出波形的占空比与输入信号的占空比可以具有线性或非线性的关系。同样，以每个 周期为基准，输出波形的占空比通常不跟随输入信号的占空比变化。如果所述可变占空比 波形的占空比发生较大变化，例如传统交流舍相调光器即使在未改变调光器的设置时其输 出也可能产生较大波动，则此时这种方式将体现出优势。因此在一些实施例中，所述调光信 号产生电路24的输出波形所具有的占空比与输入信号的占空比的平滑后数值或平均值相 关。对输入占空比的这种平滑或平均将会减少输入波形占空比的意外变化导致照明装置10 的光输出强度发生不希望有的变化的可能性，然而仍然允许改变调光水平。以下将提供根 据本发明一些实施例的所述占空比检测和频率转换电路的操作的进一步细节。对于0-10V调光信号，调光信号产生电路24的输出波形占空比可关于输入信号电 压水平呈线性、非线性关系的变化，或者同时具有两种关系的变化。例如，输出波形的占空 比在第一电压范围内与输入信号的电压水平具有线性关系，而在另一电压范围内具有固定 或非线性的关系。更具体地说，当输入电压水平从IOV降低至IV时，输出波形的占空比可 以被降低到最小占空比，并在输入电压水平从IV至OV时维持在该最小占空比。同样，输出 波形占空比通常不跟随调光信号电压水平的微小变化而变化。如果调光信号的电压水平在 没有改变调光器设置的情况下却可能产生变化时，此种方式将体现出优势。因此在一些实施例中，所述调光信号产生电路24的输出波形所具有的占空比与输入信号的电压水平的 平滑后数值或平均值相关。输入波形电压水平的意外变化将导致照明装置10的光输出强 度在仍然允许在调光水平内变化的情况下发生不希望有的变化，而对输入占空比的这种平 滑或平均或许减少了这种可能性。驱动电路20可以是任何能够响应脉冲宽度调制输入的合适的驱动电路，所述脉 冲宽度调制输入反映了 LED 22的调光水平。LED驱动电路20的具体配置取决于照明装置 10的应用。例如，该驱动电路可以为升压或降压电源。同样，LED驱动电路20可以为恒流 或恒压脉冲宽度调制电源。例如该LED驱动电路20可以如专利号为7071762的美国专利 中所述。可选择地，该LED驱动电路20可以为使用线性稳压的驱动电路，例如如专利号为 7038399的美国专利，以及于2006年9月13日提交的、申请号为60/844325、题为“具有低 边MOSFET电流控制的升压/反激式电源拓扑电路”(发明人=Peter JayMyers ；代理备案 号931 020 PRO)的美国专利申请，以及于2007年9月13日提交的、申请号为11/854744、 题为“向负载供电的电路”的美国专利申请中所描述的驱动电路，其全部内容通过引用结合 于此。LED驱动电路20的具体配置将取决于照明装置10的应用。图3所示为本发明的进一步实施例，在此照明装置30由交流线路输入供电，其中 交流线路输入的占空比是变化的。这种输入可以例如通过使用舍相调光器控制交流线路输 入的占空比来提供。该照明装置30包括一个或更多LED22、LED驱动电路40、电源42以及 调光信号产生电路44。所述电源42接收交流线路输入并向LED驱动电路40以及调光信号 产生电路44供电。所述电源42可以为任何合适的电源，包括例如申请号为11/854744的 美国专利申请中所描述的降压或升压电源。此外，LED驱动电路40可以是任何合适的LED 驱动电路，其能够响应具有可变占空比的固定振幅信号来改变LED 22的输出光强。LED驱 动电路40和/或电源42的具体配置取决于照明装置30的应用。调光信号产生电路44被配置成接收(I)PWM调光信号；(2) 0-10V调光信号和(3) 反映舍相AC调光信号的整流后AC输入中的至少两个信号。该调光信号产生电路44接收 任何一个或多个信号用作调光信号(一直或在特定时间内)，并将该信号转换成已知频率 的脉冲宽度调制信号。如图3中进一步所示，调光信号产生电路44从电源42接收所述整流后的交流输 入，并检测该整流后的交流输入的占空比。通过检测占空比而不是RMS电压，该调光信号产 生电路44对交流输入电压的变化的敏感度降低(例如，如果采用跟踪RMS电压来估计占空 比，交流线路电压由120VAC下降至108VAC时将会造成所估计的占空比的错误地降低，即输 入电压的改变可能会被错误地认为是占空比的变化，从而导致对发出的光照产生不希望的 调光。相反，通过检测占空比而不是RMS电压，电压水平的变化在所检测的占空比中只体现 为微小的变化，这是由于电压达到不同电压水平时转换速率的变化而引起的。除了生成已知频率的固定振幅波形，且该波形具有与输入波形的调光信息相关的 占空比之外，图2和/或图3中的调光信号产生电路24和/或44也可以检测输入波形的 调光信号在何时降到低于最大调光水平并输出关断信号。该关断信号可以提供给电源42 和/或LED驱动电路20或40。在一些实施例中，在照明装置10或30的输入功率达到低于 照明装置10或30的最小工作水平之前，可以提供该关断信号来关断LED。在照明装置10 或30的输入功率达到低于调光控制装置(例如可控硅调光器或其它舍相调光器)的最小工作水平之前，可以提供该关断信号以用来关断LED。图4所示为根据本发明一些实施例的调光信号产生电路100的功能模块图。调光 信号产生电路100对可变占空比波形采用脉冲宽度检测来提供占空比检测电路110。调光 信号产生电路100被配置成接收可变占空比AC波形输入(舍相AC调光信号)、PWM调光信 号输入、和/或0-10V调光信号输入。对于可变占空比AC波形输入，该调光信号产生电路 100对可变占空比波形进行脉冲宽度检测以提供一占空比检测电路110。该占空比检测电 路110的输出为固定振幅波形，其具有与输入波形的占空比对应(即基于输入波形的占空 比，但不一定是不同于)的占空比(例如，取决于根据本发明的一些实施例，与输入波形的 占空比相同、略小于、相关或负相关)。表达“相关”包括的关系是占空比检测电路的输出的 占空比的变化与输入波形的占空比变化呈正比(即这两者具有线性关系)；或者其中不具 有线性关系而如果输入波形的占空比增加，占空比检测电路的输出的占空比也增加，反之 亦然(即如果输入波形的占空比减小占空比检测电路的输出的占空比也减小)。相反，表 达“负相关”包括的关系是占空比检测电路的输出的占空比的变化与输入波形的占空比变 化呈反比；或者其中不具有线性反比关系而如果输入波形的占空比减小，占空比检测电路 的输出的占空比增加，反之亦然。该占空比检测电路的输出被提供给平均电路120，以产生该占空比检测电路的输 出的平均值。同样，因为PWM调光信号为具有可变占空比的固定振幅方波，所以如果使用 PWM调光，该PWM调光信号可以直接提供给平均电路120。在一些实施例中，该平均值反映 为电压水平。由波形发生器130提供高频波形。该波形发生器130可以产生三角波、锯齿波或其 它形状的周期波形。在一些实施例中，波形发生器130输出波形的频率大于200Hz，且在特 定的实施例中，该频率约为300Hz (或更高)。可以对该波形的形状进行选择，使得输入信号 中包含的调光信息(占空比或调光水平)与脉冲宽度调制(pulse width modulated,PWM) 输出信号的占空比之间呈现出所需的关系。该波形发生器130的输出与平均电路120的输 出(或0-10V调光信号的输入电压水平)通过比较器140进行比较以生成周期性波形，该 周期性波形的频率为波形发生器130的频率，占空比则基于平均电路120或0-10V调光信 号的输出的电压水平。现在参照图5A、5B、6A和6B的波形图对调光信号产生电路100的第一实施例的工 作过程进行说明。图5A和图5B所示为利用对称阈值(图5A)及替换实施例中利用不对称 的阈值(图5B)进行占空比检测。在这两种情况下，将输入波形的电压水平与阈值电压进 行比较。在对称的实例中(图5A)，如果输入电压(舍相AC调光信号)超过阈值电压，该占 空比检测电路110输出的电压被设置为第一电压水平(在该实施例中为10V)；而如果输入 电压水平低于阈值电压，该占空比检测电路110输出的电压被设置为第二电压水平(在该 实施例中为0V，即接地)。因此，占空比检测电路110的输出为在第一电压水平和第二电压 水平之间转换的方波(如IOV和地)。第一和第二电压水平可以是任何合适的电压水平，且 可以基于所使用的具体平均电路来选取。在非对称的实例中(图5B)，如果输入电压高于第一阈值，该占空比检测电路110 的输出被设置为第一电压水平，并保持在该电压水平直到输入电压水平下降至低于第二阈
11值电压，此时占空比检测电路110的输出被设置为第二电压水平。因此，在不对称的实例 中，占空比检测电路110的输出也为在第一电压水平和第二电源水平(例如，IOV和地)之 间转换的方波。如上所述，第一和第二电压水平可以是任何合适的电压水平，且可以基于所 使用的具体平均电路来选取。该不对称的检测可以实现对输入波形的变化的补偿。例如，如 果舍相波形的前沿或后沿间歇性地包含一个浅坡段，且该段之后或之前还有一个陡坡段， 那么可以对齐陡坡段设置一个单独的阈值，以避免占空比在被波形的浅坡部分放大后出现 一些小的变化。图6A所示为平均电路120的工作过程。如图6A所示，该平均电路120对具可变 占空比的固定振幅周期性波形(由占空比检测电路输出或者为PWM调光信号输入)进行平 均，以提供具有某一电压(在本实施中该电压代表舍相AC调光信号或PWM调光信号)的均 化方波信号。可以设置均化的水平以便消除输入信号的占空比变化。平均电路120的输入 可以为PWM调光信号或占空比检测电路110的输出。因此，当提供舍相AC调光信号时，本实施例提供的均化方波信号与输入电压的占 空比相关。例如，如果⑴舍相AC调光信号占空比为60%，⑵占空比检测电路输出的占空 比为55%，(3)第一电压水平为10V，且(4)第二电压水平为0V，该均化方波信号的电压将 约为5.5V。可选择地，在其它根据本发明的实施例中，该均化方波信号可以改为与舍相AC 调光信号的占空比负相关。例如，如果第一电压水平为接地，第二电压水平为IOV时，可以 提供呈反比的关系(采用以下实施例来说明，如果⑴舍相AC调光信号占空比为85%，阈 值电压为OV(例如，采用零交叉检测交流感应)，占空比检测电路输出的占空比为15% (即 在85 %的时间中电压水平将为地，其作为第一电压水平，而在15 %的时间中电压水平将为 10V，其作为第二电压水平)，这样均化方波信号的电压约为1.5V(如果输入电压的占空比 为10%，均化方波信号的电压约为9V)。还应指出的是，所述第一或第二电压水平都不必要为零。例如，如果(1)舍相AC 调光信号占空比为80%，⑵占空比检测电路的输出占空比为70%，(3)第一电压水平为 20V，且(4)第二电压水平为10V，该均化方波信号的电压将约为17V(即均化方波信号的电 压在IOV和20V之间，并且将在该范围内与占空比检测电路输出的占空比呈比例变化)。图6B所示为产生频移后的可变占空比输出。如图6B中所示，当比较器的输入电 压(即平均电路120的输出或0-10V调光信号)的电压高于波形发生器130的输出电压， 比较器140的输出被设置为第一电压水平，而当平均电路120的输出(或0-10V调光信号) 电压低于波形发生器130的输出电压，比较器140的输出被设置为第二电压水平，例如接 地(即每当平均电路(或0-10V调光信号)的电压图与波形发生器的输出图相交叉而变得 大于波形发生器输出的时候，比较器的输出被切换到第一电压水平；而每当平均电路(或 0-10V调光信号)的电压图与波形发生器的输出图相交叉而变得小于波形发生器输出的时 候，比较器的输出被切换到第二电压水平)。因此，比较器140的输出为在第一电压水平和 第二电压水平之间转换的方波(例如IOV和地)，且该方波的占空比对应于(1)平均电路 120的输出或(2) 0-10V调光信号电压水平，频率对应于波形发生器130的输出频率。所述 第一和第二电压水平可以为任何合适的电压水平，且可以基于采用了占空比检测和频率转 换电路100的具体LED驱动电路来选取。在占空比检测电路的占空比与输入电压负相关的实施例中(如上所述)，当均化
12方波信号(即平均电路120的输出)(或0-10V调光信号)的电压高于波形发生器130的 输出电压，比较器140的输出被改成设置为第二电压水平(例如地)，而当平均电路120的 输出(或0-10V调光信号)的电压低于波形发生器130的输出电压，比较器140的输出被 改成设置为第一电压水平，其结果如图6B所示的实施例，比较器140的输出为在第一电压 水平和第二电压水平之间转换的方波(例如IOV和地)，且该方波的占空比对应于平均电路 120的输出电压水平(或者与0-10V调光信号的电压水平负相关)，频率对应于波形发生器 130的输出频率。虽然图6B所示的生成波形的形状为三角锯齿状，但是任何所需的波形形状都可 以被采用。例如，波形可以为图15A至图15E中所示的任何形状。图15A示出了一非线性 波形，其包括循环的线性部分201和曲线部分202。图15B示出了另一非线性波形，其同样 包括循环的线性部分201和曲线部分202。图15C示出了一线性波形，其包括具有不同陡度 (即斜率的绝对值)的线性部分201和203。图15D示出了由重复图案构成的线性波形，该 重复图案包括两个不同形状的子部分204和205。图15E示出了由重复图案构成的非线性 波形，该重复图案包括两个不同形状的子部分206和207。很容易看到存在无限多的可能波 形，且本领域技术人员能够容易地选取所需的波形来实现预期的特性。如图5A至6B所示，波形发生器输出波形的形状可能会影响(1)输入调光信号(即 舍相AC调光信号、0-10V调光信号和/或PWM调光信号)与⑵所述调光信号产生电路100 的输出占空比之间的关系。如果波形在平均电路120或0-10V调光信号的工作输出电压范 围内呈线性(即由线性和/或大致线性线段组成)，则输入占空比和输出占空比之间将为 线性。如果波形在平均电路120或0-10V调光信号的工作输出电压范围内至少部分呈非线 性，则输入占空比和输出占空比之间将为非线性。同样，输入占空比和输出占空比之间的偏置可以由直流偏置来提供，该直流偏置 可以调节波形发生器的输出波形和/或平均电路120的输出电压水平。例如，在均化方波 的电压水平与舍相AC调光信号或PWM调光信号的占空比相关，且当均化方波信号或0-10V 调光信号的电压高于波形发生器的输出电压时所述频移后可变占空比输出为第一电压水 平的系统中，如果波形发生器130的输出被偏置，那么波形达到的最高电压水平低于平均 电路120的输出电压(占空比为90%或更高)，则比较器的输出将为第一电压水平的恒定 (直流)信号，除非输入波形的占空比下降至90%以下(即小于90%)(当0-10V调光信号 为9V或更高时也同样)。可供选择地，同样可以设置最小阈值，例如，以符合特定0-10V调 光系统的IV水平要求下的最大调光。可以对这种变化作出调整和/或选择，例如，通过用 户。可以使用其它各种关系，例如，如果均化方波的电压水平与输入电压占空比负相关，且 当均化方波信号的电压低于波形发生器的输出电压时所述频移后可变占空比输出为第一 电压水平，波形发生器130可以被偏置，那么波形达到的最低电压水平高于平均电路的输 出电压(占空比为90%或更高)，则比较器的输出同样将为第一电压水平的恒定(直流) 信号，除非输入波形的占空比下降至90%以下。另一个偏置的典型实例可以由一直流偏置来选择性提供，其中，平均电路的输出 电压增加特定的值(即在均化方波信号的电压与输入电压占空比相关的系统中)或减少特 定的值(即在均化方波信号的电压与输入电压占空比负相关的系统中)。这一偏置可用于 各种目的，例如，用于对没有采用零交叉检测的占空比探测(对称或非对称)电路的补偿，这样即使是占空比为100 %的整流后电源信号也不会产生恒定信号(即图6A中所示电压将 在100%的时间中位于第一电压水平)。在这种情况下，平均电路的输出电压会增加，这样 整流后电源信号的占空比为100%处，平均电路的输出就表示占空比为100%的电源信号 (即使占空比检测电路通过响应输入波形所生成的输出仅在部分时间内体现为第一电压水 平，例如95%的时间内，且因此该均化方波所表现的占空比的百分数高于AC舍相的方波表 现为第一电压水平的时间的百分数，例如5% )。图7所示为本发明的进一步实施例，其中所述调光信号产生电路200同样具有最 小脉冲宽度检测功能。许多基于可控硅的调光器在轻负荷水平时存在性能问题，轻负荷水 平可能出现在基于LED的发光产品处于低占空比调光水平时。如果所述可控硅调光器降至 其最低负荷水平以下，其输出可能会不可预计，这将导致与调光器连接的照明装置产生不 可预计的输出。同样，如果脉冲宽度太小，则照明装置的最低电压要求可能无法得到满足， 电源功率可能不足。这种情况可能也是不可取的。因此，在这种由于线路输入的低脉冲宽 度导致的不可取情况发生之前便关闭电源或的能力可以避免照明装置产生不可预知的和 不良状况。因此，最小脉冲宽度检测电路150可以通过检测平均电路120(或0-10V调光信 号)的电压输出何时降至阈值电压以下(或者为之上，在占空比检测电路的输出占空比与 输入电压占空比负相关的实施例中)来设置低水平调光点，其中该阈值电压与能够使照明 装置和/或调光器可靠运行的最小占空比相关。图8所示为本发明进一步实施例。如图8所示，所述调光信号产生电路300包括斜 率调整电路160。该斜率调整电路160提供了一种对由可变占空比波形决定的占空比(例 如具有舍相调光的整流后AC线(或0-10V调光信号的电压水平))和提供给LED驱动电路 的PWM输出之间的占空比比率进行偏置的方法。这将允许在较低光照水平下可控硅调光器 仍能保持向照明装置提供足够的AC电压。图9是根据本发明一些实施例中调光信号产生电路100的电路图。如图9所示， 所述整流后交流线电压被缩放到合适的电压水平，例如，通过电阻分压网络进行分压降压， 并发送至第一比较器Ul的正输入端。比较器Ul将已调整电压大小并整流后的交流信号与 负输入端的固定参考电压(VtJ比较。当正输入端大于负输入端，则比较低Ul的输出为高 电平；反之，则输出为低电平(另一方面，在占空比检测电路的输入占空比与输入电压占空 比负相关的实施例中，比较器Ul被翻转，使得整流后交流输入电压被提供给比较器Ul的负 输入端，而固定参考电压被提供给比较器Ul的正输入端)。由此产生的波形接近于交流线 路的非零电压占空比(该固定参考电压Vthr越接近0，所产生的波形越接近交流线路的非零 电压占空比)。所述产生的波形是一个固定振幅的方波，其占空比和频率对应于整流后交流 线路的占空比和频率。该参考电压Vthr决定比较器Ul输出方波的最大脉冲宽度。参考电 压Vtto越接近0V，最大脉冲宽度越大(例如，如果Vtto为5V，最大脉冲宽度为100%减去脉 冲低于5V的时间所占的百分数(脉冲低于5V的时间所占的百分比对应于沿X轴方向上波 形小于5V处))。在一些实施例中，该参考电压可以设置为一个值，该值可以减少或消除整 流后可控硅舍相交流波形中的半周期失衡。本领域技术人员熟知使参考电压为零(或非常 接近于零)的方法，例如，通过提供诸如零交叉检测的交流感应检测。占空比检测电路110产生的具有可变占空比的固定振幅方波通过平均电路120 进行滤波，以获得平均值；平均值水平越高则占空比越高，而平均值水平越低则占空比越低(反之在占空比检测电路的输出占空比与输入电压的占空比负相关的实施例中也成立)。 由于方波的振幅是固定的，该平均值与方波的占空比成正比，而方波的占空比与输入波形 (如交流线路输入)的占空比成正比。平均电路120被作为一个滤波器，其包括电阻Rl和 电容Cl。虽然图9中所示为单阶RC滤波器，也可以使用其它滤波或平均技术。例如，在一 些实施例中，可以使用具有两阶或两阶以上的RC滤波器。 平均电路120还可以接收PWM调光信号，该PWM调光信号通过U7进行缓存(U7同 样可以将输入信号的电压水平转换成对应的比较器Ui的输出的电压水平)，并提供给滤波 器。所示滤波器为RC滤波器，包括R5和C3。还可以采用替换的滤波器设置。具体的滤波 器特性可以例如取决于PWM调光信号的频率、PWM调光信号的占空比的变化速率以及输入 的电压水平。例如，该滤波器可以被调整为以周期为基础滤除占空比的细微变化。
此外，在一些实施例中，0-10V调光信号可以由缓存器TO接收，且调整后的电压水 平与比较器电路140兼容。该电压转换可以通过缓存器TO和/或电阻分压器(未示出) 或其它本领域技术人员已知技术来实现。平均电路120的输出(另可选择与0-10V调光信号一起)被提供(通过各个二极 管Dl、D2和D3，这些二极管提供了电压水平的“或”逻辑)给第二比较器U3的正输入端， 并与由固定频率固定振幅的三角/锯齿波相比较，该三角/锯齿波由运放(即运算放大器) U2、电阻R2、R3和R4、以及电容C2生成。该三角/锯齿波连接到比较器U3的负输入端(在 占空比检测电路的输出占空比与输入电压的占空比负相关的实施例中，该波形改为连接至 比较器U3的正输入端)。比较器U3的输出为方波，其占空比与比较器负输入端的电压水平 (平均电路120的输出)成正比，频率与所述三角/锯齿波的频率相等。通过这种方式，例 如低频交流线路的占空比可以被转换成高频方波。该方波可以被用来打开和关闭LED以实 现调光的效果。图9所示为采用单运放锯齿波发生器作为波形发生器130。可以使用其它电路来 生成合适的波形。例如，可以使用R. Mancini于2000年9月编辑的“OpAmps for Everyone” 中第A-44页所述的双极运放三角振荡器。本领域技术人员熟知的其它电路也可以被采用。 当使用图9中所示的波形发生器来提供输入和输出占空比之间的线性关系(或大致线性的 关系)，产生波形在平均电压变化的范围内的部分应为线性(或大致线性)。例如，图9所 示波形发生器可以提供具有线性区域和非线性区域的类似于“鲨鱼鳍”的波形。如果平均电 路120的输出电压范围与非线性区域重叠，则输入占空比的微小变化可能导致输出占空比 的较大变化，反之亦然。这种情况可能使整个电路容易受到噪音的影响或对于输入占空比 的变化过于敏感(例如对调光器的用户输入过于敏感)。因此，可以应用图9所示电路，从 而使平均电路120的电压范围与波形发生器130输出波形的一个或多个线性部分相对应。本领域技术人员应该理解，当本发明公开的照明中，由二极管Dl、D2和D3提供的 逻辑“或”的功能可以通过将低电压水平作为输入提供给相应的二极管用于未使用的调光 信号输入来实现。例如，0-10V调光输入在没有连接至调光器时可以被拉低，在从PWM调光 信号输入或从调压并整流后的AC输入中选择一个信号提供给调光器时，该调光器将使二 极管D3反向偏置。图10为调光信号产生电路100’的电路图，其提供对称阈值电压来进行占空比检 测。如图10中所示，占空比检测电路110’包括第二比较器U4，逻辑与门Al，以及提供独立可设置的打开阈值和关闭阈值的设定/复位锁存Li。如上面所讨论的，基于可控硅的交流 波形可能具有半周期失衡，电压阈值可以基于此来进行设置，以产生稳定的PWM占空比。该 调光信号产生电路100’也可以整合图9所示的PWM调光信号和0-10V调光信号电路。在工作过程中，占空比检测电路110’在输入电压升至阈值电压V1以上时对锁存 Ll进行设置，在输入电压降至阈值电压V2以下时对锁存Ll进行复位，在此V1 >V2。更具 体地说，当输入电压超过V1时，比较器Ul的输出为高电平，且锁存Ll的设置输入端S为高 电平，从而使锁存Ll的输出Q为高电平。当输入电压降至低于V1时，比较器Ul的输出为 低电平，但锁存Ll的输出Q仍然为高电平。当输入电压降至低于V2时，比较器U4的输出 为高电平，因此与门Al的两个输入端皆为高电平，使得与门Al的输出为高电平，对锁存Ll 进行复位，则输出Q为低电平。虽然图10所示电路被设计为V1 > V2,但是可以通过对锁存 Ll的反向输出和比较器Ul的输出进行与运算，并利用该与运算的结果作为锁存Ll的设置 信号来轻松获得对应的V1 < V2的电路。在这种情况下，可以省去与门Al，比较器U4的输 出直接提供给锁存Ll的另一端口。图11所示为整合了最小脉冲宽度检测电路150的调光信号产生电路200的电路 图。如图11中所示，最小脉冲宽度检测电路150由比较器TO提供。具体地说，参考电压 Vshut被提供给比较器U5的一个输入端，且平均电路120的已进行逻辑“或”运算后的输出和 /或0-10V调光信号被提供给另一个输入端。在该实施例中，平均电路的输出与占空比检测 电路的输出或PWM调光信号相关。当平均电路的输出或0-10V调光信号降至低于参考电压 Vshut时，比较器TO的输出为高电平，从而提供关断信号。在可供选择的实施例中，平均电路 的输出与占空比检测电路的输出或PWM调光信号负相关，在平均电路的输出或0-10V调光 信号的反向信号升至高于参考电压Vshut时，比较器U5的输出为高电平以提供关断信号。图12为占空比检测电路100的电路图，该占空比检测电路100连接至LED驱动电 路，其中LED串(LED1、LED2和LED3)由被通过晶体管Tl的高频驱动信号调制的输入电压 所驱动。二极管D1、电容C3和电感Ll在高频驱动信号的周期之间提供电流平滑化。电阻 R5提供电流感测(current sense)并能反馈给驱动控制器，由驱动控制器改变高频驱动信 号的占空比以向LED提供恒定电流。晶体管Tl的栅极由驱动器DRl控制。该驱动器由调 光信号产生电路100的输出驱动，从而使高频驱动信号由调光信号产生电路100的输出所 控制。由于晶体管Tl是由调光信号产生电路100的输出所控制，当晶体管Tl被关断时，可 能需要对提供给控制器的电流感测反馈进行禁用、或者采用其它方式进行控制或者补偿， 因为该电流感测反馈仅在晶体管Tl导通时有效。图13和图14为根据本发明一些实施例的工作流程示意图。应该理解地是，在不 脱离本发明主旨的情况下，图13和图14的操作可以同时执行或顺序执行。因此，本发明的 实施例不应被理解为仅限于流程图所示的操作的特点顺序。此外，流程图所示的操作可以 完全在硬件中执行，或者结合软硬件来执行。转到图13，首先对调光信号的类型进行检测(步骤470)。如果该调光信号的类型 为AC舍相调光信号(步骤470)，则对输入波形的占空比进行检测以提供固定振幅的占空比 信号(步骤500)。对固定振幅信号进行平均以产生平均值，该平均值反映为电压水平(步 骤510)。产生一频率不同于输入信号频率的波形(步骤520)，且将该波形的值与所述平均 值(电压水平)相比较，生成在频率与所产生波形的频率相对应的情况下占空比对应于输
16入占空比(即不必与输入占空比相同，但是“基于”输入占空比)的波形(步骤530)。如果该调光信号的类型为PWM调光信号(步骤470)，则对PWM信号的振幅进行调 整以提供固定振幅的可变占空比信号(步骤490)。对固定振幅信号进行平均以产生平均 值，该平均值反映为电压水平(步骤510)。产生一频率不同于输入信号频率的波形(步骤 520)，且将该波形的值与所述平均值(电压水平)相比较，生成在频率与所产生波形的频率 相对应的情况下占空比对应于输入占空比(即不必与输入占空比相同，但是“基于”输入占 空比)的波形(步骤530)。如果该调光信号的类型为0-10V调光信号(步骤470)，则对输入波形的振幅进行 调整以缩放至合适的电压水平(步骤480)。产生一频率不同于输入信号频率的波形(步骤 520)，且将该波形的值与所述平均值(电压水平)相比较，生成在频率与所产生波形的频率 相对应的情况下占空比对应于输入占空比(即不必与输入占空比相同，但是“基于”输入占 空比)的波形(步骤530)。图14所示为根据本发明的一些实施例的进一步工作过程。如图14所示，对调光信 号的类型进行检测(步骤570)。如果该调光信号的类型为AC舍相调光信号(步骤570)， 则对输入波形的占空比进行检测以提供占空比与输入波形的占空比对应的固定振幅信号 (步骤600)。对该固定振幅信号的平均值进行检测以生成与所述固定振幅的平均值对应的 平均电压(步骤610)。将该平均电压水平与最小脉冲宽度对应的电压水平相比较以判断输 入信号的脉冲宽度是否小于允许的最小脉冲宽度(步骤620)。如果平均电压水平低于该 水平(步骤620)，提供关断信号(步骤670)。如果平均电压水平高于允许的最小脉冲宽度 (步骤620)，将该平均电压水平与产生波形的电压相比较(步骤640)。该产生波形具有的 可能不同于输入信号的频率(步骤630)。如果平均电压水平高于该产生波形的电压(步骤 640)，则输出高电平信号(步骤650)。如果平均电压低于该产生波形的电压(步骤640)， 输出低电平信号(步骤660)。如果该调光信号的类型为PWM调光信号(步骤570)，则对PWM信号的振幅进行调 整以提供固定振幅信号(步骤600)。对该固定振幅信号的平均值进行检测以生成与所述 固定振幅的平均值对应的平均电压(步骤610)。将该平均电压水平与最小脉冲宽度对应 的电压水平相比较以判断输入信号的脉冲宽度是否小于允许的最小脉冲宽度(步骤620)。 如果平均电压水平低于该水平(步骤620)，提供关断信号(步骤670)。如果平均电压水平 高于允许的最小脉冲宽度(步骤620)，将该平均电压水平与产生波形的电压相比较(步骤 640)。该产生波形具有可能不同于输入信号的频率(步骤630)。如果平均电压水平高于该 产生波形的电压(步骤640)，则输出高电平信号(步骤650)。如果平均电压低于该产生波 形的电压(步骤640)，输出低电平信号(步骤660)。如果该调光信号的类型为0-10V调光信号(步骤570)，则对PWM信号的振幅进行 调整以提供位于预定范围(所述预定范围与平均电压水平相对应)内的电压水平(步骤 580)。将该平均电压水平与最小脉冲宽度对应的电压水平相比较以判断输入信号的脉冲宽 度是否小于允许的最小脉冲宽度(步骤620)。如果平均电压水平低于该水平(步骤620)， 提供关断信号(步骤670)。如果平均电压水平高于允许的最小脉冲宽度(步骤620)，将该 平均电压水平与产生波形的电压相比较(步骤640)。该产生波形具有的可能不同于输入 信号的频率(步骤630)。如果平均电压水平高于该产生波形的电压(步骤640)，则输出高电平信号(步骤650)。如果平均电压低于该产生波形的电压(步骤640)，输出低电平信号 (步骤660)。通过这种方式来生成体现出输入波形(例如交流线电压)占空比的方波，能够容 许线电压和频率的变化，也就是说，即使因为使用产生、负载增加或脱落、或者其它原因造 成交流线电压或频率增加或减少，方波仍然保持不变。对整流线路进行滤波的方式不同于 本发明的电路，其将无法区分占空比的改变和线电压的改变，且其典型的滤波水平相应地 发生变化——而本发明克服了这些缺点。可以改变被作为最后输出的比较源的所述产生波形的频率和形状。改变所述产生 波形的形状可以改变输出对输入调光信号的响应比例，例如，如果需要，可以产生对输入调 光信号的高度非线性调光响应。较高频率的输出，用作开启和关闭LED的手段，可以消除人眼可见的闪烁，和/或 由电子设备(如视频摄像机)记录到的闪烁。采用根据本发明的方法和电路，与这里所描述的驱动器连接的发光体或一系列发 光体可以通过根据本发明的电路连接到电源，而不需考虑电源的电压频率和/或电源的电 压水平。为了说明这一点，本领域技术人员熟知多种情形(线电压的频率为50Hz、60Hz、 IOOHz或其它值(例如，如果连接至发生器，等)，和/或线电压可能改变或变化的情况)，且 当将发光体或一系列发光体连接到这样的线电压时可能造成问题，尤其在采用传统调光器 时。通过这里所述的电路，发光体或一系列发光体可以被连接到频率截然不同的和/或电 压水平变化的线电压上，且具有良好效果。此外，虽然本发明是参照调节光亮度进行说明的，但是本发明同样适用于调节光 输出的其它方面，例如，所产生光照的色温、色彩、色调、亮度、光输出特性、CRI Ra等等。例 如，照明控制电路可以配置成当输入电压占空比为特定百分数(如10%)时，该电路可使 得该装置的输出具有一特定的色温(例如，2000K)。例如，对于自然光，当进行调光时色温 通常下降，而照明装置如果具有类似反应被视为较理想。此外，对于安全照明，可能需要调 暗后的光具有较低的CRI，从而存在足够的光线使入侵者能被观察到，但是CRI Ra需足够 低以使得入侵者难于看见他或她在做什么。根据本发明的电路和方法不限于针对交流电源或交流舍相调光器。相反地，本发 明适于所有类型的利用波形占空比的调光(例如，包括脉冲宽度调制)。虽然本发明是参照能够适用于三种类型的调光控制的电路进行描述的，但是本发 明也可以包括任何能够适用于这些不同调光控制技术中的两种的电路。因此，调光信号产 生电路能够针对一种以上调光控制信号而工作。但是，该电路只需要能够每次针对一种类 型调光信号而工作，这样也仍然能从本发明的技术中受益。例如，灯具可以提供相同或大致 相同的调光信号产生电路，而用户仅将灯具与一种调光控制装置连接。因此，灯具可以与多 种调光控制方法兼容，但是每次仅使用一种。此外，即使在灯具被预先设置成仅与一种调光方案相兼容的情况下，本发明也能 体现出优势。在这种情况下，相同的基本电路拓扑结构可用于各种调光控制方法，且被动元 件的跳线或变化可用来根据所需的调光解决方案来定制电路。这种系统可以提供制造上的 优势，因为不同系统的公用部分可以在整体制作成型的基础上进行交易。此外，部分电路可 组装和省去，然后在最后的制造步骤中定制成特定的调光方法。这样可以减少在制作过程
18中需要省去的中间元件的数量。虽然参照各个元件的特定组合来阐述本发明的特定实施例，但在不背离本发明的 精神和范围的情况下可提供各种其他组合。因此，本发明不应解释为受这里所述以及附图 所示的特定示范性实施例的限制，而是还可包含各种所述实施例的部件的组合。本发明的普通技术人员可在不背离本发明的精神和范围的情况下根据本发明的 公开对其进行许多种变化和修改。因此，必须明白所述的实施例仅用于举例，不应当将其视 为限制由所附权利要求定义的本发明。因此，所附的权利要求应理解为不仅包括并行陈述 的部件的组合，还包括以基本相同的方式完成基本相同功能以获得基本相同结果的所有等 效部件。这些权利要求在此理解为包括以上具体阐述和说明的内容、概念上等效的内容以 及结合了本发明的实质思想的内容。这里所描述装置的任何两个或更多结构部件可以集成。这里所描述装置的任何结 构部件可以被分设成两个或更多部件(如果有必要，它们可以被结合在一起)。同样，任何 两种或更多功能可以同时执行，和/或任何功能可以顺序执行。
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权利要求
一种照明控制电路，其特征在于，包括调光水平检测电路，被配置用于产生第一电压水平信号，所述第一电压水平信号对应于至少两个不同类型调光信号中被选取的一个，所述调光信号的类型包括交流舍相调光信号、直流电压水平调光信号或脉冲宽度调制调光信号中的至少两个；波形发生器，被配置用于输出波形发生器周期性波形；以及比较器电路，被配置用于将所述波形发生器周期性波形与第一电压水平信号相比较以产生比较器波形，所述比较器波形具有与所述至少两个不同输入调光信号中被选取的一个的调光水平对应的比较器占空比，以及与波形发生器周期性波形的频率对应的频率。
2.根据权利要求1所述的照明控制电路，其特征在于，所述调光水平检测电路是用户 可配置的，以便从所述至少两个不同输入调光信号之一来产生电压水平。
3.根据权利要求1或2所述的照明控制电路，其特征在于，所述调光水平检测电路被预 先配置成从所述至少两个不同输入调光信号中的一个来产生电压水平。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的照明控制电路，其特征在于，所述调光水平检 测电路可通过电子跳线设置来进行配置。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的照明控制电路，其特征在于，所述调光水平检 测电路可通过选取元件来进行配置。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的照明控制电路，其特征在于，所述调光水平检 测电路可通过连接到不同输入连接器来进行配置，所述不同的输入连接器与所述至少两个 不同类型调光信号相关联。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的照明控制电路，其特征在于，所述照明控制电 路还包括关断比较器电路，被配置用于将所述第一电压水平信号与关断阈值电压相比较， 并基于比较结果产生关断信号。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的照明控制电路，其特征在于，所述调光水平检 测电路包括有对应于至少两种不同类型调光信号的电压水平的有线“或”电路。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的照明控制电路，其特征在于，所述调光水平检 测电路包括占空比检测电路和平均电路。
10.根据权利要求9所述的照明控制电路，其特征在于，所述平均电路包括第一平均 电路和第二平均电路，所述第一平均电路被配置用于对交流调光信号检测的占空比进行平 均，所述第二平均电路被配置用于对脉冲宽度调制调光信号的占空比进行平均。
11.一种照明装置，包括至少一个固态发光体；根据权利要求1-10中任意一项所述的照明控制电路；以及驱动电路，被配置用于通过响应所述比较器波形来改变所述至少一个固态发光体的输 出强度。
12.一种照明控制电路，其特征在于，包括用于产生第一电压水平信号的装置，所述第一电压水平信号对应于至少两个不同类型 调光信号中被选取的一个，所述类型调光信号包括交流舍相调光信号、直流电压水平调光 信号或脉冲宽度调制调光信号中的至少两个；用于产生波形发生器周期性波形的装置；以及用于将所述波形发生器周期性波形与第一电压水平信号相比较以产生比较器波形的 装置，所述比较器波形具有与所述至少两个不同输入调光信号中被选取的一个的调光水平 对应的比较器占空比，以及与波形发生器周期性波形的频率对应的频率。
13.根据权利要求12所述的照明控制电路，其特征在于，所述照明控制电路还包括用 于将所述第一电压水平信号与关断阈值电压相比较，并基于比较结果产生关断信号的装 置。
14.一种照明装置，包括至少一个固态发光体；根据权利要求12或13所述的照明控制电路；以及用于通过响应所述比较器波形来改变所述至少一个固态发光体的输出强度的装置。
15.一种照明控制电路，其特征在于，包括调光水平检测电路，波形发生器，以及比较器电路；所述调光水平检测电路被配置用于基于接收的至少两个类型的调光信号中的输入调 光信号产生电压水平信号，所述至少两个类型的调光信号选自(1)交流舍相调光信号， (2)直流电压水平调光信号，和(3)脉冲宽度调制调光信号；所述波形发生器被配置用于输出波形发生器周期性波形；且所述比较器电路被配置用于产生比较器波形，所述比较器波形具有(a)基于电压水平 信号的瞬时电压超过波形发生器周期性波形的瞬时电压的时间比例的比较器占空比，以及 (b)与所述波形发生器周期性波形的频率对应的频率。
16.根据权利要求15所述的照明控制电路，其特征在于，所述调光水平检测电路被配 置成基于接收的输入调光信号产生电压水平信号，所述输入调光信号为(1)交流舍相调 光信号，(2)直流电压水平调光信号，和(3)脉冲宽度调制调光信号。
17.根据权利要求15所述的照明控制电路，其特征在于，所述调光水平检测电路被配 置成基于接收的输入调光信号产生电压水平信号，所述接收的输入调光信号为电压水平调 光信号和脉冲宽度调制调光信号。
18.根据权利要求15所述的照明控制电路，其特征在于，所述调光水平检测电路被配 置成基于接收的输入调光信号产生电压水平信号，所述接收的输入调光信号为交流舍相调 光信号和脉冲宽度调制调光信号。
19.根据权利要求15所述的照明控制电路，其特征在于，所述调光水平检测电路被配 置成基于接收的输入调光信号产生电压水平信号，所述接收的输入调光信号为交流舍相调 光信号和电压水平调光信号。
20.根据权利要求15-19中任意一项所述的照明控制电路，其特征在于，所述比较器电 路产生的比较器波形的占空比与电压水平信号的瞬时电压超过波形发生器周期性波形的 瞬时电压的时间比例成正比。
21.根据权利要求15-19中任意一项所述的照明控制电路，其特征在于，所述比较器电 路产生的比较器波形的占空比与电压水平信号的瞬时电压超过波形发生器周期性波形的 瞬时电压的时间比例成反比。
22.一种照明控制方法，其特征在于，包括基于接收的至少两个不同类型的调光信号中被选取的一个产生第一电压水平信号，所 述类型调光信号包括交流舍相调光信号、直流电压水平调光信号或脉冲宽度调制调光信号 中的至少两个；产生波形发生器周期性波形；将所述波形发生器周期性波形与第一电压水平信号相比较以产生比较器波形，所述比 较器波形具有与所述至少两个不同输入调光信号中被选取的一个的调光水平对应的比较 器占空比，以及与波形发生器周期性波形的频率对应的频率。
23.根据权利要求22所述的照明控制方法，其特征在于，还包括获取用户输入以识别所述至少两个不同类型调光信号中被选取的一个。
24.根据权利要求22或23所述的照明控制方法，其特征在于，还包括预先配置所述至 少两个不同输入调光信号中被选取的一个。
25.根据权利要求22-24中任意一项所述的照明控制方法，其特征在于，还包括设置电 子跳线来识别所述至少两个不同输入调光信号中被选取的一个。
26.根据权利要求22-25中任意一项所述的照明控制方法，其特征在于，还包括基于所 述至少两个不同输入调光信号中被选取的一个来选取元件用于电压产生电路。
27.根据权利要求22-26中任意一项所述的照明控制方法，其特征在于，所述产生第一 电压水平包括基于连接到不同输入连接器来产生第一电压水平，所述不同输入连接器与 所述至少两个不同类型调光信号相关联。
28.根据权利要求22-27中任意一项所述的照明控制方法，其特征在于，还包括将所 述第一电压水平信号与关断阈值电压相比较，并基于比较结果产生关断信号。
29.根据权利要求22-28中任意一项所述的照明控制方法，其特征在于，与所述至少两 个不同类型的调光信号相对应的电压水平被逻辑“或”连接。
30.根据权利要求22-29中任意一项所述的照明控制方法，其特征在于，所述产生第一 电压水平包括如果所述至少两个不同调光信号中被选取的一个包括交流调光检测所述检测到的交流调光信号的占空比；并对所检测到的交流调光信号的占空比进行平均以提供第一电压水平；如果所述至少两个不同调光信号中被选取的一个包括脉冲宽度调制调光，对所述脉冲 宽度调制调光信号进行平均以提供所述第一电压水平。
全文摘要
一种照明控制电路，包括调光水平检测电路、波形发生器和比较器电路。所述调光水平检测电路被配置用于产生与至少两个不同类型调光信号中被选取的一个对应的第一电压水平信号，所述至少两个不同类型调光信号选自交流舍相调光信号、直流电压水平调光信号或脉冲宽度调制调光信号。所述波形发生器被配置用于输出周期性波形。所述比较器电路被配置用于将所述周期性波形与第一电压水平信号相比较以产生输出波形，所述输出波形具有与所述至少两个不同输入调光信号中被选取的一个的调光水平对应的占空比，以及与周期性波形的频率对应的频率。同时，还提供了控制照明的方法。
文档编号H05B33/08GK101926222SQ200980103166
公开日2010年12月22日 申请日期2009年1月20日 优先权日2008年1月23日
发明者彼得·杰·梅耶斯, 特里·基文, 迈克尔·哈里斯 申请人:科锐Led照明科技公司