Led照明装置以及led照明控制方法

Led照明装置以及led照明控制方法
【专利摘要】LED照明装置包括：LED光源单元；光强度控制单元，配置成提供光强度控制信号以用于在光强度控制模式下通过多个步骤控制光强度；以及光源驱动单元，配置成根据光强度控制信号向LED光源单元提供功率。
【专利说明】LED照明装置以及LED照明控制方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及LED照明装置，尤其涉及能够控制光源的光强度的LED照明装置。

【背景技术】
[0002] LED照明装置可以被配置成使用发光二极管（LED)作为光源来发光并且控制发光 状态，如果需要，LED照明装置可用作安全灯或街灯。
[0003] 第10-2012-0039394号韩国专利特许公开公开了照明装置，该照明装置识别移动 的物体或人，智能地识别安装有照明装置的环境，检测环境元素以优选地在有限的空间中 为用户执行安全、安保和警告功能，并且根据不同功能元素减小电能。
[0004] 第10-0681392号韩国专利公开了具有无线安全和控制功能的照明控制装置。照 明控制装置使用红外线传感器和超声波传感器并且无线地连接至控制系统。当传感器被操 作时，发光控制装置传送通过C⑶相机拍摄的图像并且管理人的进出。
[0005] 相关【技术领域】所公开的照明装置根据简单的模拟方法控制发光。
[0006] 由不同的制造商制造的LED光源之间可以具有不同的光强度，即使它们具有相同 的规格。LED照明装置可以采用由各种制造商制造的LED光源，并且需要较小LED光源之间 的光强度的差异，以确保产品的可靠性。


【发明内容】

[0007] 因此，本发明已致力于解决相关【技术领域】中发生的问题，并且本发明的目的在于 提供能够精确控制LED光源的光强度并且以数字方式进行光强度控制模式的LED照明装 置，以及LED照明控制方法。
[0008] 本发明的另一目的在于提供能够提供正常模式和光强度控制模式的LED照明装 置，从而解决了由不同的制造商制造的LED光源之间光强度的差异并且与多个开路电压引 脚之间的连接时间和电连接状态相关地简单改变了正常模式和光强度控制模式，以及LED 照明控制方法。
[0009] 本发明的另一目的在于提供能够提供用于控制LED光源的光强度的光强度控制 模式的LED照明装置，从而在LED照明装置进入光强度控制模式的状态下与多个开路电压 引脚之间的连接时间和电连接状态相关地调节光强度控制信号的占空比，以及LED照明控 制方法。
[0010] 本发明的另一目的在于提供能够通过使用外部用户管理终端通信而控制LED光 源的光强度的LED照明装置，以及LED照明控制方法。
[0011] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，LED照明装置可以包括：LED光源单 元；光强度控制单元，配置成提供光强度控制模式，提供用于在进入光强度控制模式后改变 光强度的光强度控制信号，通过参照多个开路电压引脚之间的连接状态而设定光强度控制 模式或改变光强度控制信号；以及光源驱动单元，配置成根据光强度控制信号控制提供给 LED光源单元的功率信号。
[0012] 根据本发明的另一方面，LED照明控制方法可以包括以下步骤：识别用于通过参 照多个开路电压引脚之间的连接状态而维持LED光源的光强度的正常模式和用于阶段性 地控制LED光源的光强度的光强度控制模式；响应于正常模式，通过维持从脉冲生成模块 提供的光强度控制信号的占空比而进行用于维持LED光源的光强度的正常模式；以及响应 于光强度控制模式，通过增加或减小从脉冲生成模块提供的光强度控制信号的占空比而进 行用于控制LED光源的光强度的光强度控制模式。

【专利附图】

【附图说明】
[0013] 在阅读下面结合附图的详细描述后，本发明的上述目的和其他特征以及优点将变 得更加明确，在附图中：
[0014] 图1为示出根据本发明的实施方式的LED照明装置的视图；
[0015] 图2为用于解释使用开路电压引脚的模式转换方法的视图；
[0016] 图3为用于解释光强度控制单元的操作的流程图；
[0017] 图4为用于解释用于在光强度控制模式下控制光强度的方法；
[0018] 图5为示出根据本发明的另一实施方式的LED照明装置的框图；以及 [0019] 图6为用于解释输入/输出单元与用户管理终端之间的通信的流程图。

【具体实施方式】
[0020] 现在将更加详细地引用本发明的优选实施方式，其示例被示于附图中。只要有可 能，在整个附图和说明书中，都将使用相同的附图标记来指代相同或相似部分。
[0021] 图1为示出根据本发明的实施方式的LED照明装置的视图。参照图1，LED照明装 置100包括LED光源单元110、光源驱动单元120、光强度控制单元130。
[0022] LED光源单元110将LED用作为光源，并且相比于使用其他光源的装置具有更长的 使用寿命和更快的响应速度。LED光源单元110从光源驱动单元120接收发光所需的功率， 并且可以根据功率量来调节LED光源单元110的亮度。LED光源单元110可以被配置成感 测周围环境(诸如照度）并且控制光强度。
[0023] LED光源单元110中所包含的LED光源可以根据制造商而具有不同的最大光强度。 由此，当采用与预设的LED光源不同规格的LED光源时，LED光源单元110需要控制LED光 源的光强度。
[0024] 随着用于控制上述光源的光强度的实施方式，LED光源单元110还可以包括独立 的测试光源模块(未示出）以用于优选地进行测试光发射。根据测试光源模块的测试光发 射，可以改变光强度控制单元130的光强度控制信号的占空比。在另一实施方式中，LED光 源单元110可以包括一个或多个LED光源。在这种情况下，可以基于一个或多个LED光源 的光强度来控制LED光源单元110的整体光强度。
[0025] 光源驱动单元120基于从光强度控制单元130提供的光强度控制信号生成功率， 并向LED光源单元110提供所生成的功率。
[0026] 光强度控制信号可以被提供为与脉冲信号对应的方波信号，并且光源驱动单元 120可以向LED光源单元110提供与光强度控制信号的占空比成正比的功率量。由此，可 以根据从光强度控制单元130提供的光强度控制信号的占空比设定LED光源单元110的光 强度。光源驱动单元120可以基于光强度控制信号进行功率转换。对于该操作而言，光源 驱动单元120可以包括根据光强度控制信号进行切换的功率转换电路。尤其是，光源驱动 单元120可以包括用于将交流功率转换成直流功率的交流至直流转换器或反激式转换器 (flyback converter)。
[0027] 光强度控制单元130可以被设计成提供用于正常模式和光强度控制模式的光强 度控制信号。光强度控制单元130可以提供用于在正常模式下维持光强度的光强度控制信 号和用于在光强度控制模式下通过多个步骤控制光强度的光强度控制信号。
[0028] 光强度控制单元130可以将光强度控制信号生成为具有占空比的脉冲信号（即， 数字信号)，或者将光强度控制信号生成为被表示成电压电平变化的模拟信号。
[0029] 光强度控制单元130可以包括脉冲生成模块131以生成光强度控制信号作为数字 信号。更具体地，光强度控制单元130可以包括脉冲生成模块131、模式转换模块132和非 易失性存储器133。
[0030] 光强度控制单元130输出脉冲生成模块131的脉冲信号作为光强度控制信号。也 就是说，从脉冲生成模块131输出的脉冲信号可以作为光强度控制信号而被提供至光源驱 动单元120。
[0031] 更具体地，脉冲生成模块131可以内部生成待被输出为光强度控制信号的脉冲信 号。光强度控制信号可以包括在预定周期过程中互换的打开和关闭信号，并且光控制信号 的占空比可以被表不成光强度控制信号维持在打开状态下的时间相对于脉冲信号的一个 周期的比率。为了输出上述光强度控制信号，可以通过如脉冲宽度调制（PWM)生成器的振 荡电路来实现脉冲生成模块131。
[0032] 例如，当脉冲生成模块131将光强度控制信号的占空比控制在相对于脉冲信号的 一个周期的60%至80%的范围内时，光源驱动单元120可以向LED光源单元110提供与光 强度控制信号的占空比成正比的功率量。随后，LED光源单元110被控制为发出处于最大 发光水平的60%至80%的光。
[0033] 光强度控制信号的占空比可以通过脉冲生成模块131来控制。随着光强度控制信 号的占空比增加，光源驱动单元120可以向LED光源单元110提供增加的功率。其结果是， 可以增加 LED光源单元110的光强度。另外，随着光强度控制信号的占空比减小，光源驱动 单元120可以向LED光源单元110提供下降的功率。其结果是，可以降低LED光源单元110 的光强度。
[0034] 模式转换模块132向脉冲生成模块131提供用于确定模式的信息。也就是说，模 式转换模块132可以改变LED照明装置100的正常模式和光强度控制模式。
[0035] 当模式转换模块132提供与正常模式对应的信息时，脉冲生成模块131读取存储 在非易失性存储器133中的数字控制数据并且输出具有与数字控制数据对应的占空比的 光强度控制信号。在这种情况下，非易失性存储器133的数字控制数据不会被更新，而是维 持恒定，并且脉冲生成模块131响应于具有恒定值的数字控制数据而输出用于维持占空比 的光强度控制信号。其结果是，从光源驱动单元120提供给LED光源单元110的功率量维 持恒定，并且LED光源单元110发出处于恒定光强度的光。
[0036] 在光强度控制模式中，模式转换模块132向脉冲生成模块131提供用于指示光强 度控制模块的信息和用于增加或减小光强度控制信号的占空比的信息。响应于该信息，脉 冲生成模块131将光强度控制信号的改变后的占空比值作为数字控制数据而更新至非易 失性存储器133中。由此，光强度控制信号的占空比响应于光强度控制模式而增加或减小。 此外，脉冲生成模块131将改变后的占空比值作为数字控制数据而更新至非易失性存储器 133中，并且提供具有与更新后的数字控制数据对应的占空比的光强度控制信号。其结果 是，从光源驱动单元120提供给LED光源单元110的功率增加或减小，LED光源单元110发 出处于增加或降低的光强度的光。
[0037] 模式转换模块132可以包括多种单元以提供可用于确定脉冲生成模块131的模式 信息和用于增加或减小占空比的信息。例如，模式转换模块可以包括多个开路电压引脚。多 个开路电压引脚由图1的210、220和230表示，并且将在下面参照图2进行描述。
[0038] 如上所述，非易失性存储器133存储光强度控制信号的占空比上的数字控制数 据。例如，可以通过电可擦可编程只读存储器（Electrically erasable and programmable ROM，EEPROM)实现非易失性存储器133。无论光强度控制信号的占空比改变与否，非易失性 存储器133都会将占空比的值存储为数字控制数据。存储在非易失性存储器133中的数字 控制数据可被用于正常模式中，或者用于在光强度控制模式中确定初始光强度。
[0039] 根据本发明的实施方式，光强度控制单元130可以包括多个开路电压引脚210、 220和230。参照图2,多个开路电压引脚210至230可以被形成为从光强度控制单元130 凸出。相邻引脚的开路电压信号可以被设成具有不同的值。图2示出了形成在通过芯片实 现的光强度控制单元130上的多个开路电压引脚210至230。然而，如图1所示，多个开路 电压引脚210至230可以被电连接至光强度控制单元130内的模式转换模块132。
[0040] 在实施方式中，多个开路电压引脚210至230可以包括第一接电引脚210、第二接 电引脚220和接地引脚230。接电引脚210和220中的每个都可以通过跳线240连接至接 地引脚230。跳线240可以被定义为包括电介质，诸如用于电连接彼此分离在电路上的两个 端子或两个节点的导线。
[0041] 根据第一接电引脚210和第二接电引脚220与接地引脚230通过跳线240电连接 的状态，模式转换模块132可以确定模式为正常模式还是光强度控制模式。
[0042] 例如，当如图2A所示在供电后将第一接电引脚210和第二接电引脚220与接地引 脚230打开长达特定时间或更长时间时，模式转换模块132可以被设成进入正常模式。
[0043] 此外，当如图2B所示在供电后第一接电引脚210与接地引脚230通过跳线240电 连接长达特定时间或更长时间时，模式转换模块132可以被设定成进入光强度控制模式。
[0044] 另外，当如图2B所示在供电后第一接电引脚210与接地引脚230通过跳线240电 连接长达特定时间或更长时间、随后如图2C所示在第二接电引脚220与接地引脚230通过 跳线240电连接长达特定时间或更长时间时，模式转换模块132可以被设定成进入光强度 控制模式。
[0045] 当进行模式转换时，模式转换模块132可以进入正常模式或光强度控制模式。当 进入光强度控制模式时，模式转换模块132可以根据第一接电引脚210和第二接电引脚220 与接地引脚230之间通过跳线240的电连接来控制光强度控制信号的占空比。
[0046] 根据本发明的实施方式，多个开路电压引脚210至230可以如图2B和2C所示地 被用于控制占空比。更具体地，模式转换模块132可以与第一接电引脚210和第二接电引 脚220与接地引脚230之间通过跳线240的连接时间或连接状态相关地控制光强度控制信 号的占空比。
[0047] 例如，当在进入光强度控制模式后通过跳线240电连接第一接电引脚210和接地 引脚230时，模式转换模块132可以根据预定时间比率（time rate)阶段性地向脉冲生成模 块131提供用于增加光强度控制信号的占空比的信息。另外，当在进入光强度控制模式后 通过跳线240电连接第二接电引脚220和接地引脚230时，模式转换模块132可以根据预 定时间比率阶段性地向脉冲生成模块131提供用于减小光强度控制信号的占空比的信息。
[0048] 由此，因由不同的制造商制造而在LED光源之间发生的光强度差异时，相比于使 用一般的可变电阻来调节LED光源的亮度的相关【技术领域】，根据本发明的实施方式的LED 照明装置可以正确且准确地调节LED光源的光强度。
[0049] 在根据本发明的实施方式的LED照明装置100,模式转换模块132,或者尤其是多 个开路电压引脚210至230可以暴露于外部，以便用于方便地进行模式转换或占空比控制。 在调节LED光源的光强度后，暴露于外部的多个开路电压引脚210至230可以经过模制工 艺。由此，可以防止外部接触或湿气的影响以保证装置的可靠性。
[0050] 图3为用于解释光强度控制单元130的操作的流程图。光强度控制单元130可以 在供电后通过参照多个开路电压引脚210至230之间的电连接来设定模式，并且在设定模 式后参照多个开路电压引脚210至230之间的电连接状态来进行LED光源单元110的光强 度控制。
[0051] 具体地，在步骤S310处供电后，在步骤S312处，光强度控制单元130的模式转换 模块132对模式进行设定。假设在打开第一接电引脚210和第二接电引脚220与接地引脚 230长达特定时间或更长时模式被设定成正常模式，并且在电连接第一接电引脚210与接 地引脚230长达特定时间或更长时模式被设定成光强度控制模式。在这种情况下，模式转 换模块132可以通过参照多个开路电压引脚210至230之间的电连接状态来设定模式。
[0052] 然后，当在步骤S314处模式被设成光强度控制模式时，在步骤S316处进行图4的 过程。在步骤S316处，模式转换模块132和脉冲生成模块131通过参照多个开路电压引脚 210至230之间的电连接而增加或减小光强度。另外，当在步骤S314处模式被设定成正常 模式时，在步骤S318处模式转换模块132和脉冲生成模块131维持光强度。在步骤S320 处可以维持基于上述过程的操作，直至断电。
[0053] 在正常模式下，模式转换模块132向脉冲生成模块131提供用于指示正常模式的 信息，并且脉冲生成模块131识别该正常模式并从非易失性存储器133读取数字控制数据。 然后，脉冲生成模块131向光源驱动单元120提供用于维持与数字控制数据对应的占空比 的光强度控制信号。也就是说，恒定地维持LED光源单元110的光强度。
[0054] 在光强度控制模式下，光强度控制单元130通过图4的过程进行增加/减小光强 度的操作。
[0055] 首先，在步骤S410处，模式转换模块132检查开路电压引脚，并且在步骤S412处 确定脉冲宽度PWM是增加还是减小。
[0056] 也就是说，当第一接电引脚210和接地引脚230通过跳线240连接长达特定时间 时(如图2B所示)，模式转换模块132以与连接时间成正比的预定比率阶段性地提供用于增 加光强度控制信号的占空比的信息。当第二接电引脚220和接地引脚230通过跳线240连 接长达特定时间时(如图2C所示)，模式转换模块132以与连接时间成正比的预定比率阶段 性地提供用于减小光强度控制信号的占空比的信息。
[0057] 响应于从模式转换模块132提供的信息，脉冲生成模块131在步骤S414处增加光 强度控制信号的占空比或者在步骤S416处减小光强度控制信号的占空比。然后，在步骤 S418处，脉冲生成模块131实时地将改变后的占空比的值作为数字控制数据而更新至非易 失性存储器133中。此外，脉冲生成模块131生成具有基于更新后的数字控制数据的占空 比的光强度控制信号，并且在步骤S420处向光源驱动单元120提供所生成的光强度控制信 号以控制光强度。
[0058] 参照图5,根据本发明的实施方式的LED照明装置100还可以包括传感器单元300 和输入/输出单元310。
[0059] 传感器单元300可以被配置成通过传感器感测LED照明装置100的周围环境的变 化，并且向光强度控制单元130的脉冲生成模块131提供感测信息。传感器单元300可以 包括PIR传感器或CDS传感器。PIR传感器可以对应于识别传感器前面的物体是否阻挡了 红外光的传感器，CDS传感器可以对应于识别周围环境中的光照度差异并将所识别的光照 度差异数字化的传感器。光强度控制单元130的脉冲生成模块131可以通过参照从传感器 单元300提供的感测信息来调节LED光源单元110的光强度。
[0060] 输入/输出单元310可以接收与来自外部单元管理终端(未示出）的数字控制数据 对应的用户控制信号，并且向光强度控制单元130提供接收到的用户控制信号。在光强度 控制单元130中设定的LED照明装置100的设定信息可以通过输入/输出单元310提供给 外部用户管理终端。
[0061] 图6为用于解释通过输入/输出单元310与外部用户管理终端的通信的过程的流 程图。
[0062] 在步骤S610处输入/输出单元310扫描是否有用户控制信号从用户管理终端传 送过来。当用户控制信号从用户管理终端传送过来时，在步骤S620处输入/输出单元310 将用户控制信号作为数字控制数据存储在光强度控制单元130的非易失性存储器133中。
[0063] 然后，光强度控制单元130的脉冲生成模块131使用在步骤S614处存储在非易失 性存储器133中的数字控制数据提供光强度控制信号。
[0064] 例如，输入/输出单元310可以从用户管理终端接收用于重置存储在非易失性存 储器133中的数字控制数据的信号。输入/输出单元310可以向光强度控制单元130的非 易失性存储器133传送重置信号，并且可以重置光强度控制单元130的非易失性存储器133 的数字控制数据。
[0065] 根据本发明的实施方式，LED照明装置可以以数字方式控制控制LED光源的光强 度。
[0066] 此外，LED照明装置可以提供正常模式和光强度控制模式，从而解决了由不同的制 造商制造的LED光源之间光强度的差异并且与多个开路电压引脚之间的连接时间和连接 状态相关地简单改变了正常模式和光强度控制模式，这能够为用户提供方便。
[0067] 此外，LED照明装置可以提供用于调节LED光源的光强度的光强度控制模式，与多 个开路电压引脚之间的连接时间和电连接状态相关地控制提供给LED光源的功率，并且简 单地调节具有不同光强度的LED光源的光强度。
[0068] 此外，LED照明装置可以通过使用用户管理终端的通信简单地控制LED光源的光 强度。
[0069] 虽然已经以说明性目的描述了本发明的优选实施方式，本领域的技术人员将明 确，在不背离所附权利要求书所公开的本发明的范围和精神的情况下多种修改、添加和替 换是可能的。
【权利要求】
1. 一种LED照明装置，包括： LED光源单元； 光强度控制单元，被配置成提供光强度控制模式，提供用于在进入所述光强度控制模 式后改变光强度的光强度控制信号，并且通过参照多个开路电压引脚之间的连接状态而设 定所述光强度控制模式或改变所述光强度控制信号；以及 光源驱动单元，被配置成根据所述光强度控制信号对提供至所述LED光源单元的功率 信号进行控制。
2. 如权利要求1所述的LED照明装置，其中，所述光强度控制单元提供被表现为电压电 平变化的所述光强度控制信号。
3. 如权利要求1所述的LED照明装置，其中，所述光强度控制单元提供具有占空比的脉 冲信号作为所述光强度控制信号。
4. 如权利要求3所述的LED照明装置，其中，所述光强度控制单元根据所述开路电压引 脚中的至少一部分被连接或打开的组合而进入所述光强度控制模式。
5. 如权利要求4所述的LED照明装置，其中，当所述开路电压引脚中的至少一部分被连 接随后被打开并且所述开路电压引脚之间的所述连接状态未改变长达特定时间时，所述光 强度控制单元进入所述光强度控制模式。
6. 如权利要求4所述的LED照明装置，其中，在进入所述光强度控制模式后，所述光强 度控制单元在所述开路电压引脚中的一部分被连接的阶段中增加所述光强度控制信号的 所述占空比，并且在所述开路电压引脚中的另一部分被连接的阶段中减小所述光强度控制 信号的所述占空比。
7. 如权利要求6所述的LED照明装置，其中，所述光强度控制单元将改变后的光强度控 制信号作为数字控制数据而存储在非易失性存储器中，并且使用存储的数字控制数据生成 并输出所述光强度控制信号。
8. 如权利要求4所述的LED照明装置，其中，所述光强度控制单元包括： 模式转换模块，包括所述多个开路电压引脚并且被配置成根据所述开路电压引脚中的 一部分被连接或打开的组合而提供用于改变所述模式或所述占空比的信息； 脉冲生成模块，被配置成根据从所述模式转换模块提供的信息识别正常模式和所述光 强度控制模式，并且响应于所述光强度控制模式生成所述占空比被改变的所述光强度控制 信号。
9. 如权利要求8所述的LED照明装置，其中，所述光强度控制单元还包括非易失性存储 器，所述非易失性存储器被配置成存储数字控制数据，并且所述脉冲生成模块将所述占空 比被改变的所述光强度控制信号的值作为所述数字控制数据而存储在所述非易失性存储 器中，并且使用更新至所述非易失性存储器中的所述数字控制数据生成并输出所述光强度 控制信号。
10. 如权利要求3所述的LED照明装置，其中，所述光强度控制单元根据所述开路电压 引脚中的至少一部分被连接或打开的组合而进入正常模式，并且在所述正常模式下使用存 储在非易失性存储器中的数字控制数据生成并输出所述光强度控制信号。
11. 如权利要求1所述的LED照明装置，其中，所述LED光源单元包括一个或多个LED 光源，并且所述光强度控制单元基于所述一个或多个LED光源的亮度来控制所述LED光源 单元的整体光强度。
12. 如权利要求9所述的LED照明装置，其中，至少所述LED照明装置中的所述多个开 路电压引脚经受过用于防水功能的模制处理。
13. -种LED照明控制方法，包括以下步骤： 识别用于通过参照多个开路电压引脚之间的连接状态而维持LED光源的光强度的正 常模式和用于阶段性地控制所述LED光源的光强度的光强度控制模式中的任一种； 响应于所述正常模式，通过维持从脉冲生成模块提供的光强度控制信号的占空比而进 行用于维持所述LED光源的光强度的所述正常模式；以及 响应于所述光强度控制模式，通过增加或减小从所述脉冲生成模块提供的所述光强度 控制信号的占空比而进行用于控制所述LED光源的光强度的所述光强度控制模式。
14. 如权利要求13所述的LED照明控制方法，其中，所述进行所述光强度控制模式的步 骤包括： 通过参照所述多个开路电压引脚之间的所述连接状态而增加或减小所述光强度控制 信号的所述占空比。
【文档编号】H05B37/02GK104113960SQ201410160322
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2013年4月19日
【发明者】金容根, 洪缜锡, 徐正熙 申请人:硅工厂股份有限公司