用于向照明装置提供ac线路电力的设备、方法和系统的制作方法

专利名称：用于向照明装置提供ac线路电力的设备、方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明一般来说涉及电力转换，且更具体地说，涉及一种用于向例如发光二极管 (“LED”)等照明装置提供AC线路电力的系统、设备和方法。
背景技术：
固态照明系统(半导体、基于LED的照明源)的广泛流行已产生了对高效电力转换器的需求，例如LED驱动器，其具有输入电压与输出电压的高转换比率，以提供对应的能量节省。各种各样的离线LED驱动器是已知的，但不适合直接代替可在典型的“爱迪生”型插座(例如用于灯或家用照明器材)中利用的白炽灯泡或紧凑型荧光灯泡，所述插座耦合到交流(“AC”)输入电压，例如家庭或商业中使用的典型(单相)AC线路(或AC总输电线)。对解决方案的早期尝试已产生现有技术LED驱动器，其未经隔离，具有较低效率， 递送相对较低的电力，且至多可将恒定电流递送到LED，而无温度补偿、无调光装置或与现存的现有技术调光器开关的兼容性，且无对LED的电压或电流保护。为了减少组件计数，可通过使用具有以极低工作循环(等效地称为占空比)运行的第二级的两级转换器在无隔离变压器的情况下构造此些转换器，从而限制最大操作频率，导致转换器的大小增加(因为操作频率相对较低)，且最终挫败移除耦合变压器的目的。在其它例子中，LED驱动器利用高亮度LED，从而需要相对较大的电流来产生预期的光输出，导致系统效率降低且能量成本增加。其它现有技术LED驱动器过于复杂。一些LED驱动器需要复杂的控制方法，一些 LED驱动器难以设计和实施，且其它LED驱动器需要许多电子组件。较大数目的组件导致成本增加且可靠性降低。许多驱动器利用电流模式调节器，其在脉冲宽度调制(“PWM”)电路中具有斜坡补偿。此些电流模式调节器需要相对较多的功能电路，但在用于具有超过百分之五十的工作循环或占空比的连续电流模式中时，不断显示出稳定性问题。各种现有技术试图利用恒定非工作时间升压转换器或滞后脉冲列升压器来解决这些问题。虽然这些现有技术解决方案解决了不稳定性的问题，但这些滞后脉冲列转换器显示出其它的难题，例如电磁干扰升高、无法满足其它电磁兼容性要求，以及效率相对较低。其它尝试提供在原始电力转换器级外部的解决方案，从而增加额外的反馈和其它电路，使LED驱动器变得更大且更复杂。另一提出的解决方案提供一种可再配置的电路以基于感测到的电压而在每一电路中提供优选数目个LED，但也过于复杂，其针对每一电流路径具有单独的电流调节器，且效率因需要相当大数目的二极管来进行路径阻断而受损。此些复杂的LED驱动器电路产生增加的成本，这使得其变得不适合由消费者用作典型白炽灯泡或紧凑型荧光灯泡的替代
P
ΡΠ O其它现有技术LED灯泡替代品解决方案不能够响应不同的输入电压电平。代替的是，需要多个不同产品，各自用于不同的输入电压电平(110V、110V、220V、230V)。
然而，这在世界许多地方都是相当大的问题，因为典型的AC输入电压电平具有 (RMS电平的)高方差，例如在85V到135V的范围内，假设为110V。因此，在此些现有技术装置中，输入亮度显著变化，其中85V到135V的变化产生输出光通量的3倍变化。输出亮度的此些变化对于典型消费者来说是不可接受的。结合标准AC输入电压使用的现有技术装置的另一显著问题是相当大的利用不足因为所施加的AC电压是可变的，LED在整个AC循环期间不导通。更具体地说，当输入电压在AC循环期间相对较低时，不存在LED电流，且不发射光。举例来说，可能仅在经整流的AC循环的大约中间三分之一期间存在LED电流，在180度经整流AC循环的第一和最后 60度期间不存在LED电流。在这些情况下，LED利用率可低至百分之二十，其相对来说非常低，尤其是在给定所涉及的相对较高的成本的情况下。针对消费者应用的LED驱动器处的现有技术尝试存在无数其它问题。举例来说， 一些LED驱动器要求使用较大的昂贵电阻器来限制电流的漂移，从而导致对应的电力损失，这可相当显著，且可能挫败切换到固态照明的目的中的一些目的。因此，需要一种用于将AC线路电力供应到一个或一个以上LED的设备、方法和系统，包含用于高亮度应用的LED，同时提供LED驱动器的大小和成本的总体减小，并增加LED 的效率和利用率。此设备、方法和系统应能够在相对较宽的AC输入电压范围内适当地起作用，同时提供所要的输出电压或电流，且不产生过量的内部电压或使组件处于较高或过量的电压应力下。另外，此设备、方法和系统应在连接到用于输入电力的AC线路时提供显著功率因数校正。并且，需要提供用于控制照明装置的亮度、色温和色彩的此种设备、方法和系统。

发明内容
本发明的示范性实施例提供用于将电力供应到非线性负载(例如LED)的大量优点。各种示范性实施例将AC线路电力供应到一个或一个以上LED，包含用于高亮度应用的LED，同时提供LED驱动器的大小和成本的总体减小，并增加LED的效率和利用率。示范性设备、方法和系统实施例在相对较宽的AC输入电压范围内调适且适当地起作用，同时提供所要的输出电压或电流，且不产生过量的内部电压或使组件处于较高或过量的电压应力下。另外，各种示范性设备、方法和系统实施例在连接到用于输入电力的AC线路时提供显著电力因数校正。示范性实施例还实质上减小LED的输出处的电容，从而显著改进可靠性。 最后，各种示范性设备、方法和系统实施例提供用于控制照明装置的亮度、色温和色彩的能力。事实上，应强调示范性实施例的若干显著优点。首先，示范性实施例能够实施功率因数校正，其使得输出亮度实质增加且能量节省显著。第二，LED的利用率相当高，至少一些 LED在AC循环的每一部分的绝大多数期间使用。通过此高度利用率，LED的总数可减少，但产生与具有较多LED的其它装置相当的光输出。本发明揭示一示范性方法实施例，其用于将电力提供给可耦合以接收AC电压的多个发光二极管，所述多个发光二极管串联耦合以形成多个发光二极管区段，其各自包括至少一个发光二极管，所述多个发光二极管区段耦合到对应多个开关，以将选定的发光二极管区段切入或切出串联发光二极管电流路径。此示范性方法实施例包括监视第一参数；在AC电压间隔的第一部分期间，当第一参数已达到第一预定电平时，将对应的发光二极管区段切入串联发光二极管电流路径中；且在AC电压间隔的第二部分期间，当第一参数已减小到第二预定电平时，将对应的发光二极管区段切出串联发光二极管电流路径。在示范性实施例中，所述第一参数为所述串联发光二极管电流路径的电流电平。 在各种示范性实施例中，所述方法可进一步包括使所述串联发光二极管电流路径的所述电流电平维持大体上恒定于所述第一预定电平。还在各种示范性实施例中，所述方法可进一步包括在AC电压间隔的第一部分期间，当第一参数已达到第三预定电平时，将下一对应的发光二极管区段切入串联发光二极管电流路径中，且在AC电压间隔的第二部分期间，当第一参数已减小到第四预定电平时，将对应的发光二极管区段切出串联发光二极管电流路径。各种示范性方法实施例还可进一步包括在所述AC电压间隔的所述第一部分期间，随着发光二极管电流陆续达到预定峰值电平，陆续地将对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；且在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，随着所述经整流AC电压电平减小到对应的电压电平，将所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。在各种示范性实施例中，所述将所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径是以与将所述对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中的次序相反的次序进行的。在示范性方法实施例中，可将时间或时间间隔用作参数。举例来说，所述第一参数和所述第二参数为时间或者一个或一个以上时间间隔，或基于时间的，或者一个或一个以上时钟循环计数。还例如，所述示范性方法实施例可进一步包括确定针对所述AC电压间隔的所述第一部分对应于发光二极管区段的数目的第一多个时间间隔；以及确定针对所述 AC电压间隔的所述第二部分对应于发光二极管区段的所述数目的第二多个时间间隔。对于此示范性实施例，所述方法可进一步包含在所述AC电压间隔的所述第一部分期间，在所述第一多个时间间隔中的每一时间间隔期满时，将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；且在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，在所述第二多个时间间隔中的每一时间间隔期满时，以相反次序将所述下一发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。各种示范性方法实施例还可进一步包括确定AC电压是否经相位调制，例如通过调光器开关。此示范性方法实施例可进一步包括当所述AC电压经相位调制时，对应于经相位调制的AC电压电平将发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；或当所述AC电压经相位调制时，对应于所述经相位调制的AC电压的时间间隔将发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。另外，示范性方法实施例在所述AC电压经相位调制时可进一步包括通过第一开关维持并联发光二极管电流路径，同时通过第二开关将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。各种示范性方法实施例还可进一步包括确定AC电压是否经相位调制。所述方法可进一步包括当所述AC电压经相位调制时，对应于经相位调制的AC电压电平将发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；当所述AC电压经相位调制时，对应于经相位调制的AC电流电平的时间间隔将发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中； 当所述AC电压经相位调制时，对应于经相位调制的AC电压的时间间隔将发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；或当所述AC电压经相位调制时，通过第一开关维持并联发光二极管电流路径，同时通过第二开关将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。各种示范性实施例还可提供功率因数校正。此示范性方法实施例可进一步包括 确定如果将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中，那么所述AC电压间隔的所述第一部分中是否仍有足够时间供发光二极管电流达到预定峰值电平，且当所述 AC电压间隔的所述第一部分中仍有足够时间供所述发光二极管电流达到所述预定峰值电平时，将所述下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。类似地，当所述AC 电压间隔的所述第一部分中没有足够时间供所述发光二极管电流达到所述预定峰值电平时，示范性方法实施例可进一步包含不将所述下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。还在各种示范性实施例中，所述方法可进一步包括切换多个发光二极管区段，以形成第一串联发光二极管电流路径；以及切换多个发光二极管区段，以形成与所述第一串联发光二极管电流路径并联的第二串联发光二极管电流路径。在一示范性实施例中，所述多个发光二极管区段中的选定发光二极管区段可各自包括具有不同色彩或波长的光发射谱的发光二极管。对于此示范性实施例，所述方法可进一步包括选择性地将所述选定发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中以提供对应的照明效果；和/或选择性地将所述选定发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中以提供对应的色温。在一示范性实施例中，揭示一种设备，其可耦合以接收AC电压，其中所述设备包括整流器，用以提供经整流的AC电压；多个发光二极管，其串联耦合以形成多个发光二极管区段；多个开关，其对应地耦合到所述多个发光二极管区段以将选定发光二极管区段切入或切出串联发光二极管电流路径；电流传感器，用以感测发光二极管电流电平；以及控制器，其耦合到多个开关且耦合到所述电流传感器，在经整流AC电压间隔的第一部分期间且当所述发光二极管电流电平已增加到第一预定电流电平时，所述控制器将对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；且在经整流AC电压间隔的第二部分期间且当发光二极管电流电平已减小到第二预定电流电平时，所述控制器将所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。在示范性实施例中，所述控制器进一步使所述发光二极管电流电平维持大体上恒定于所述第一预定电平。在AC电压间隔的所述第一部分期间，当所述发光二极管电流电平已达到第三预定电平时，控制器进一步把下一对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中，在所述AC电压间隔的第二部分期间，当发光二极管电流电平已减小到第四预定电平时，控制器进一步把对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。在此示范性设备实施例中，所述设备可进一步包括多个电阻器，所述多个电阻器中的每一电阻器串联耦合到所述多个开关中的对应开关。每一电阻器可耦合在所述对应开关的高电压侧，或每一电阻器耦合在所述对应开关的低电压侧。所述示范性设备可进一步包括开关和电阻器，其与所述多个发光二极管区段中的至少一个发光二极管区段串联耦
I=I O
在一示范性实施例中，所述多个发光二极管区段中的最终发光二极管区段总是耦合在所述串联发光二极管电流路径中。所述控制器可进一步耦合到多个发光二极管区段以接收对应的节点电压电平。在另一示范性实施例中，所述多个开关中的至少一个开关耦合到所述整流器以接收所述经整流的AC电压。在另一示范性设备实施例中，在所述经整流AC电压间隔的所述第一部分期间，随着所述发光二极管电流电平达到所述预定峰值电平，所述控制器进一步可确定并存储所述经整流AC电压电平的对应值，且陆续地将对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；且在经整流AC电压间隔的所述第二部分期间，随着所述经整流AC电压电平减小到对应值，所述控制器进一步可将所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径，且可以与将对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中的次序相反的次序来进行。在各种示范性实施例中，控制器进一步可确定所述经整流AC电压是否经相位调制。在此示范性实施例中，控制器在所述AC电压经相位调制时，进一步可将对应于经相位调制的AC电压电平的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；或可将对应于经相位调制的AC电压电平的时间间隔的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。在另一示范性设备实施例中，在所述经整流AC电压经相位调制时，所述控制器进一步可通过第一开关维持并联发光二极管电流路径，同时通过第二开关将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。在各种示范性实施例中，控制器还可实施某一形式的功率因数校正。在此示范性设备实施例中，所述控制器进一步可确定在将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中的情况下，所述经整流AC电压间隔的所述第一部分中是否仍有足够时间供所述发光二极管电流电平达到预定峰值电平。对于此示范性实施例，当所述经整流AC电压间隔的所述第一部分中仍有足够时间供所述发光二极管电流电平达到所述预定峰值电平时，所述控制器进一步可将所述下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；且当所述经整流AC电压间隔的所述第一部分中无足够时间供所述发光二极管电流电平达到所述预定峰值电平时，所述控制器进一步可不将所述下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。在另一示范性实施例中，所述控制器进一步切换多个发光二极管区段以形成第一串联发光二极管电流路径，且切换多个发光二极管区段以形成与所述第一串联发光二极管电流路径并联的第二串联发光二极管电流路径。在各种示范性实施例中，所述设备可以大体上约IOOHz、120Hz、300Hz、360Hz或 400Hz的经整流AC电压频率下操作。另外，所述设备可进一步包括多个荧光涂层或层，每一荧光涂层或层耦合到所述多个发光二极管中的对应发光二极管，且每一荧光涂层或层具有约2毫秒到3毫秒之间的发光或光发射衰变时间常数。另一示范性设备可耦合以接收AC电压，所述设备包括第一多个发光二极管，其串联耦合以形成第一多个发光二极管区段；第一多个开关，其耦合到所述第一多个发光二极管区段以响应于控制信号将选定发光二极管区段切入或切出第一串联发光二极管电流路径；电流传感器，用以确定发光二极管电流电平；以及控制器，其耦合到所述多个开关且耦合到所述电流传感器，所述控制器在AC电压间隔的第一部分期间且响应于所述发光二极管电流电平，产生第一控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中的对应发光二极管区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中；且在所述AC电压间隔的第二部分期间且响应于所述发光二极管电流电平，将所述第一多个发光二极管区段中的对应发光二极管区段切出所述第一串联发光二极管电流路径。在示范性设备实施例中，所述设备可进一步包括第二多个发光二极管，其串联耦合以形成第二多个发光二极管区段；以及第二多个开关，其耦合到所述第二多个发光二极管区段，以将所述第二多个发光二极管区段中的选定区段切入或切出第二串联发光二极管电流路径；其中所述控制器进一步耦合到所述第二多个开关，且进一步产生对应的控制信号，以切换所述第二多个发光二极管区段中的多个区段，以形成与所述第一串联发光二极管电流路径并联的所述第二串联发光二极管电流路径。所述第二串联发光二极管电流路径可具有与所述第一串联发光二极管电流路径的极性相对的极性，或流经所述第一串联发光二极管电流路径的第一电流具有与流经所述第二串联发光二极管电流路径的第二电流的方向相对的方向。在各种示范性实施例中的又一者中，所述设备可进一步包括电流限制电路；调光接口电路；DC电源电路，其耦合到所述控制器；和/或温度保护电路。本发明揭示另一示范性方法实施例，其用于将电力提供给可耦合以接收AC电压的多个发光二极管，所述多个发光二极管串联耦合以形成多个发光二极管区段，其各自包括至少一个发光二极管，所述多个发光二极管区段耦合到对应多个开关，以将选定的发光二极管区段切入或切出串联发光二极管电流路径。此示范性方法实施例包括在AC电压间隔的第一部分期间响应于第一参数，确定并存储第二参数的值，且将对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；且在所述AC电压间隔的第二部分期间，监视所述第二参数，且在所述第二参数的当前值大体上等于所述所存储值时，将对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。在一示范性实施例中，所述AC电压包括经整流AC电压，且示范性方法进一步包括确定所述经整流的AC电压何时大体上接近零；以及产生同步信号。示范性方法还可进一步包括根据对所述经整流的AC电压何时大体上接近零的至少一个确定，来确定所述AC 电压间隔。在各种示范性实施例中，所述方法可进一步包括对所述AC电压进行整流以提供经整流的AC电压。举例来说，在此示范性实施例中，所述第一参数可为发光二极管电流电平，且所述第二参数可为经整流AC输入电压电平。其它参数组合也在所主张的本发明的范围内，包含(例如)LED电流电平、峰值LED电流电平、电压电平、光学亮度等级。在此些示范性实施例中，所述方法可进一步包括当发光二极管电流电平在所述AC电压间隔的所述第一部分期间已达到预定峰值时，确定并存储所述经整流AC输入电压电平的第一值，且将第一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；监视所述发光二极管电流电平； 以及当所述发光二极管电流随后在所述AC电压间隔的所述第一部分期间已达到所述预定峰值时，确定并存储所述经整流AC输入电压电平的第二值，且将第二发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。(可以各种各样的方式来确定此些预定值，例如事先离线指定，或在电路操作之前指定或计算，例如在前一AC循环期间)。示范性方法还可进一步包括监视所述经整流AC电压电平；当所述经整流AC电压电平在经整流AC电压间隔的所述第二部分期间已达到第二值时，将所述第二发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径；以及当所述经整流AC电压电平在经整流AC电压间隔的所述第二部分期间已达到第一值时，将所述第一发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。还在各种示范性实施例中，所述方法可进一步包括在所述经整流AC电压间隔的所述第一部分期间，随着所述发光二极管电流陆续达到预定峰值电平，确定并存储所述经整流AC电压电平的对应值，且陆续地将对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；以及在AC电压间隔的第二部分期间，随着所述经整流AC电压电平减小到对应电压电平，将所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。对于此示范性方法实施例，将所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径的次序可以与将所述对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中的次序相反。在另一示范性实施例中，所述方法可进一步包括当发光二极管电流电平在所述 AC电压间隔的所述第一部分期间已达到预定峰值时，确定并存储所述经整流AC输入电压电平的第一值；以及当经整流AC输入电压的第一值大体上等于或大于预定电压阈值时，将对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。在各种示范性实施例中，所述方法可进一步包括监视发光二极管电流电平；在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，当所述发光二极管电流电平比预定峰值电平大预定裕量时，确定并存储所述第二参数的新值，且将所述对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。在另一示范性方法实施例中，所述方法可进一步包括切换多个发光二极管区段， 以形成第一串联发光二极管电流路径；以及切换多个发光二极管区段，以形成与所述第一串联发光二极管电流路径并联的第二串联发光二极管电流路径。各种示范性实施例还可提供第二串联发光二极管电流路径，其具有与第一串联发光二极管电流路径相对的方向或极性，例如用于在AC循环的负部分期间传导电流，同时第一串联发光二极管电流路径在AC循环的正部分期间传导电流。对于此示范性实施例，所述方法可进一步包括在所述AC电压间隔的第三部分期间，切换第二多个发光二极管区段， 以形成与在所述AC电压间隔的第一部分期间形成的所述串联发光二极管电流路径具有相对极性的第二串联发光二极管电流路径；以及在所述AC电压间隔的第四部分期间，将所述第二多个发光二极管区段切出所述第二串联发光二极管电流路径。另一示范性实施例为可耦合以接收AC电压的设备。一种示范性设备包括整流器，用以提供经整流的AC电压；多个发光二极管，其串联耦合以形成多个发光二极管区段； 多个开关，其对应地耦合到所述多个发光二极管区段以将选定发光二极管区段切入或切出串联发光二极管电流路径；电流传感器，用以感测发光二极管电流电平；电压传感器，用以感测经整流AC电压电平；存储器，用以存储多个参数；以及控制器，其耦合到多个开关、耦合到所述存储器、耦合到所述电流传感器，且耦合到所述电压传感器，在经整流AC电压间隔的第一部分期间且当所述发光二极管电流电平已达到预定峰值发光二极管电流电平时， 所述控制器确定所述经整流AC电压电平的对应值并将其存储在所述存储器中，且将对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；且在经整流AC电压间隔的第二部分期间，所述控制器监视所述经整流AC电压电平，且当所述经整流AC电压电平的当前值大体上等于所述经整流AC电压电平的所述所存储对应值时，将所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。在此示范性设备实施例中，当所述经整流AC电压电平大体上接近零时，所述控制器进一步产生对应的同步信号。在各种示范性实施例中，所述控制器进一步可根据对所述经整流AC电压电平大体上接近零的至少一个确定，来确定所述经整流AC电压间隔。在一示范性实施例中，当所述发光二极管电流电平在经整流AC电压间隔的所述第一部分期间已达到所述预定峰值发光二极管电流电平时，所述控制器进一步确定所述经整流AC电压电平的第一值并将其存储在所述存储器中，将第一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中，监视所述发光二极管电流电平，且在所述发光二极管电流电平随后在所述经整流AC电压间隔的所述第一部分期间已达到所述预定峰值发光二极管电流电平时，所述控制器进一步确定所述经整流AC电压电平的第二值并将其存储在所述存储器中，且将第二发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。在此示范性设备实施例中，所述控制器进一步将监视所述经整流AC电压电平，且当所述经整流AC电压电平在经整流AC电压间隔的所述第二部分期间已达到所述所存储的第二值时，将所述第二发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径，且在所述经整流AC电压电平在经整流AC电压间隔的所述第二部分期间已达到所述所存储的第一值时， 将所述第一发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。在另一示范性设备实施例中，所述控制器进一步监视所述发光二极管电流电平， 且在所述发光二极管电流电平在经整流AC电压间隔的所述第一部分期间已再次达到所述预定峰值电平时，所述控制器进一步可确定所述经整流AC电压电平的对应下一值并将其存储在所述存储器中，且将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。在此示范性设备实施例中，所述控制器进一步可监视所述经整流的AC电压电平，且在所述经整流的AC电压电平在经整流AC电压间隔的所述第二部分期间已达到下一经整流AC电压电平时，将所述对应的下一发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。在各种示范性实施例中，所述控制器进一步可监视发光二极管电流电平；且在所述经整流AC电压间隔的所述第二部分期间，当所述发光二极管电流电平比预定峰值电平大预定裕量时，所述控制器进一步可确定并存储所述经整流AC电压电平的另一对应值，且将所述对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。还在各种示范性实施例中，所述控制器进一步可切换多个发光二极管区段以形成第一串联发光二极管电流路径，且将切换多个发光二极管区段以形成与所述第一串联发光二极管电流路径并联的第二串联发光二极管电流路径。如上文所提到，在各种示范性实施例中，所述多个发光二极管区段中的选定发光二极管区段可各自包括具有不同色彩或波长的光发射谱的发光二极管。在此示范性设备实施例中，所述控制器进一步可选择性地将所述选定发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中以提供对应的照明效果；且/或选择性地将所述选定发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中以提供对应的色温。另一示范性设备实施例也可耦合以接收AC电压，所述示范性设备包括第一多个发光二极管，其串联耦合以形成第一多个发光二极管区段；第一多个开关，其耦合到所述第一多个发光二极管区段以响应于控制信号将选定发光二极管区段切入或切出第一串联发光二极管电流路径；存储器；以及控制器，其耦合到所述多个开关且耦合到所述存储器，所述控制器响应于第一参数且在AC电压间隔的第一部分期间，确定第二参数的值并将其存储在所述存储器中，且产生第一控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中的对应发光二极管区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中；且在所述AC电压间隔的第二部分期间，在所述第二参数的当前值大体上等于所存储值时，产生第二控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中的对应发光二极管区段切出所述第一串联发光二极管电流路径。在一示范性实施例中，第一参数和第二参数包括以下各项中的至少一者时间参数，或者一个或一个以上时间间隔，或基于时间的参数，或者一个或一个以上时钟循环计数。在此示范性设备实施例中，所述控制器进一步可针对所述AC电压间隔的所述第一部分确定对应于所述第一多个发光二极管区段中的发光二极管区段的数目的第一多个时间间隔，且可针对所述AC电压间隔的所述第二部分确定对应于发光二极管区段的所述数目的第二多个时间间隔。在另一示范性实施例中，所述控制器进一步可从所述存储器检索针对所述AC电压间隔的所述第一部分对应于所述第一多个发光二极管区段中的发光二极管区段的数目的第一多个时间间隔，以及针对所述AC电压间隔的所述第二部分对应于发光二极管区段的所述数目的第二多个时间间隔。对于此些示范性实施例，在所述AC电压间隔的所述第一部分期间，在所述第一多个时间间隔中的每一时间间隔期满时，所述控制器进一步产生对应的控制信号，以将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中，且在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，在所述第二多个时间间隔中的每一时间间隔期满时，以相反次序产生对应的控制信号，以将所述下一发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。在各种示范性实施例中，所述设备可进一步包括整流器以提供经整流的AC电压。 对于此些示范性实施例，所述控制器可在经整流的AC电压大体上接近零时，产生对应的同步信号。还针对此些示范性实施例中，所述控制器进一步可根据对所述经整流AC电压大体上接近零的至少一个确定，来确定所述经整流AC电压间隔。还在各种示范性实施例中，所述设备可进一步包括电流传感器，其耦合到所述控制器；以及电压传感器，其耦合到所述控制器。举例来说，所述第一参数为发光二极管电流电平，且所述第二参数为电压电平。对于此些示范性实施例，当发光二极管电流在所述AC电压间隔的所述第一部分期间已达到预定峰值电平时，所述控制器进一步可确定所述AC电压电平的第一值并将其存储在所述存储器中，且产生所述第一控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中的第一区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中；且当所述发光二极管电流随后在所述 AC电压间隔的所述第一部分期间已达到所述预定峰值电平时，所述控制器进一步可确定所述AC电压电平的下一值并将其存储在所述存储器中，且产生下一控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中的下一区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中。当所述AC 电压电平在经整流AC电压间隔的所述第二部分期间已达到所述下一值时，所述控制器进一步可产生另一控制信号以将所述下一区段切出所述第一串联发光二极管电流路径；且当所述AC电压电平在经整流AC电压间隔的所述第二部分期间已达到所述第一值时，可产生所述第二控制信号以将所述第一区段切出所述第一串联发光二极管电流路径。在各种示范性实施例中，在所述AC电压间隔的所述第一部分期间，随着发光二极管电流陆续地达到预定峰值电平，所述控制器进一步可确定并存储所述AC电压电平的对应值，且陆续地产生对应控制信号，以将所述第一多个发光二极管区段中的对应区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中；且在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，随着所述AC电压电平减小到对应的电压电平，所述控制器进一步可陆续地产生对应控制信号，以将所述第一多个发光二极管区段中的所述对应区段切出所述第一串联发光二极管电流路径。举例来说，所述控制器进一步可陆续地产生对应控制信号以便以与将所述对应区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中的次序相反的次序将所述对应区段切出所述第一串联发光二极管电流路径。在各种示范性实施例中，控制器进一步可确定AC电压是否经相位调制。对于此些示范性实施例，当所述AC电压经相位调制时，所述控制器进一步可产生对应的控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中对应于经相位调制的AC电压电平和/或经相位调制的 AC电压电平的时间间隔的区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中。对于此些示范性实施例，当所述AC电压经相位调制时，所述控制器进一步可产生对应的控制信号以通过第一开关维持并联第二发光二极管电流路径，同时通过第二开关将所述第一多个发光二极管区段中的下一区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中。在各种示范性实施例中的另一者中，所述控制器进一步可确定在将第一多个发光二极管区段中的下一区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中的情况下，所述AC电压间隔的所述第一部分中是否仍有足够时间供所述发光二极管电流达到预定峰值电平，且如果有，那么进一步可产生对应的控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中的所述下一区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中。在各种示范性实施例中的又一者中，在所述AC电压间隔的所述第二部分期间且在所述发光二极管电流电平比预定峰值电平大预定裕量时，所述控制器进一步可确定并存储所述第二参数的新值，且产生对应的控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中的所述对应区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中。在各种示范性实施例中，所述控制器进一步可产生对应的控制信号，以切换所述第一多个发光二极管区段中的多个区段，以形成与所述第一串联发光二极管电流路径并联的第二串联发光二极管电流路径。在各种示范性实施例中，所述设备可进一步包括第二多个发光二极管，其串联耦合以形成第二多个发光二极管区段；以及第二多个开关，其耦合到所述第二多个发光二极管区段，以将所述第二多个发光二极管区段中的选定区段切入或切出第二串联发光二极管电流路径；其中所述控制器进一步耦合到所述第二多个开关，且进一步可产生对应的控制信号，以切换所述第二多个发光二极管区段中的多个区段，以形成与所述第一串联发光二极管电流路径并联的所述第二串联发光二极管电流路径。举例来说，所述第二串联发光二极管电流路径具有与所述第一串联发光二极管电流路径相对的极性，例如，流经所述第一串联发光二极管电流路径的第一电流可具有与流经所述第二串联发光二极管电流路径的第二电流相对的方向。还例如，所述控制器进一步可产生对应的控制信号，以在所述AC电压的正极性期间，切换所述第一多个发光二极管区段中的多个区段以形成所述第一串联发光二极管电流路径，且进一步可产生对应的控制信号，以在所述AC电压的负极性期间，切换所述第二多个发光二极管区段中的多个区段以形成所述第二串联发光二极管电流路径。
在各种示范性设备实施例中，所述第一多个开关可包括多个双极结型晶体管或多个场效晶体管。还在各种示范性设备实施例中，所述设备还可进一步包括多个三态开关，包括多个运算放大器，其对应地耦合到所述第一多个开关；第二多个开关，其对应地耦合到所述第一多个开关；以及第三多个开关，其对应地耦合到所述第一多个开关。各种示范性实施例还可提供各种切换布置或结构。在各种示范性实施例中，所述第一多个开关中的每一开关耦合到所述第一多个发光二极管区段中的对应区段的第一端子，且耦合到所述第一多个发光二极管区段中的最后一个区段的第二端子。在各种示范性实施例中的另一者中，所述第一多个开关中的每一开关耦合到所述第一多个发光二极管区段中的对应区段的第一端子，且耦合到所述第一多个发光二极管区段中的所述对应区段的
Λ-Λ- ~·丄山
弟一兄而子°在各种示范性实施例中的又一者中，所述设备可进一步包括第二多个开关。对于此示范性实施例，所述第一多个开关中的每一开关可耦合到所述第一多个发光二极管区段中的所述第一区段的第一端子，且耦合到所述第一多个发光二极管区段中的对应区段的第二端子；且其中所述第二多个开关中的每一开关可耦合到所述第一多个发光二极管区段中的对应区段的第二端子，且耦合到所述第一多个发光二极管区段中的所述最后一个区段的
Λ-Λ- ~·丄山
弟一兄而子°在又一示范性实施例中，所述多个发光二极管区段中的选定发光二极管区段各自包括具有不同色彩或波长的光发射谱的发光二极管。对于此示范性实施例，所述控制器进一步可产生对应的控制信号以选择性地将选定发光二极管区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中，以提供对应的照明效果，和/或提供对应的色温。在各种示范性实施例中，所述控制器可进一步包括第一模/数转换器，其可耦合到第一传感器；第二模/数转换器，其可耦合到第二传感器；数字逻辑电路；以及多个开关驱动器，其对应地耦合到所述第一多个开关。在另一示范性实施例中，所述控制器可包括多个模拟比较器。在各种示范性实施例中，所述第一参数和所述第二参数包括以下参数中的至少一者时间周期、峰值电流电平、平均电流电平、移动平均电流电平、瞬时电流电平、峰值电压电平、平均电压电平、移动平均电压电平、瞬时电压电平、平均输出光学亮度等级、移动平均输出光学亮度等级、峰值输出光学亮度等级或瞬时输出光学亮度等级。另外，在另一示范性实施例中，所述第一参数和所述第二参数为相同参数，例如电压电平或电流电平。另一示范性设备实施例可耦合以接收AC电压，所述设备包括第一多个发光二极管，其串联耦合以形成第一多个发光二极管区段；第一多个开关，其耦合到所述第一多个发光二极管区段以响应于控制信号将选定发光二极管区段切入或切出第一串联发光二极管电流路径；至少一个传感器；以及控制电路，其耦合到所述多个开关且耦合到所述至少一个传感器，控制器响应于第一参数且在AC电压间隔的第一部分期间，确定第二参数的值并产生第一控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中的对应发光二极管区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中；且在所述AC电压间隔的第二部分期间，在所述第二参数的当前值大体上等于对应的所确定值时，产生第二控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中的对应发光二极管区段切出所述第一串联发光二极管电流路径。在示范性实施例中，所述控制电路进一步计算或从存储器获得针对所述AC电压间隔的所述第一部分对应于所述第一多个发光二极管区段中的发光二极管区段的数目的第一多个时间间隔，且计算或从存储器获得针对所述AC电压间隔的所述第二部分对应于发光二极管区段的所述数目的第二多个时间间隔。在此示范性实施例中，在所述AC电压间隔的所述第一部分期间，在所述第一多个时间间隔中的每一时间间隔期满时，所述控制电路进一步将产生对应的控制信号，以将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中，且在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，在所述第二多个时间间隔中的每一时间间隔期满时，以相反次序产生对应的控制信号，以将所述下一发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。在另一示范性实施例中，所述设备进一步包括存储器以存储多个所确定值。在各种示范性实施例中，所述第一参数为发光二极管电流电平，且所述第二参数为电压电平，且在所述AC电压间隔的所述第一部分期间，随着发光二极管电流陆续达到预定电平，所述控制电路进一步将确定所述AC电压电平的对应值并将其存储在所述存储器中，且陆续产生对应的控制信号，以将所述第一多个发光二极管区段中的对应区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中；且在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，随着所述AC电压电平减小到对应的电压电平，所述控制器进一步陆续产生对应的控制信号，以将所述第一多个发光二极管区段中的所述对应区段切出所述第一串联发光二极管电流路径。在另一示范性实施例中，所述第一参数和所述第二参数为包括电压或电流电平的相同参数，且在所述AC电压间隔的所述第一部分期间，随着所述电压或电流电平陆续达到预定电平，所述控制电路进一步陆续地产生对应的控制信号，以将所述第一多个发光二极管区段中的对应区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中；且在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，随着所述电压或电流电平减小到对应电平，所述控制器进一步陆续产生对应的控制信号，以将所述第一多个发光二极管区段中的所述对应区段切出所述第一串联发光二极管电流路径。另一示范性设备实施例可耦合以接收AC电压，所述设备包括整流器，用以提供经整流的AC电压；多个发光二极管，其串联耦合以形成多个发光二极管区段；多个开关，所述多个开关中的每一开关耦合到所述第一多个发光二极管区段中的对应区段的第一端子， 且耦合到所述第一多个发光二极管区段中的最后一个区段的第二端子；电流传感器，用以感测发光二极管电流电平；电压传感器，用以感测经整流的AC电压电平；以及控制器，其耦合到多个开关、耦合到存储器、耦合到所述电流传感器，且耦合到所述电压传感器，在经整流AC电压间隔的第一部分期间且当所述发光二极管电流电平已达到预定峰值发光二极管电流电平时，所述控制器确定所述经整流AC电压电平的对应值并将其存储在所述存储器中，且产生对应的控制信号以将对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；且在经整流AC电压间隔的第二部分期间且在所述经整流AC电压电平的当前值大体上等于所述经整流AC电压电平的所存储对应值时，所述控制器产生对应的控制信号以将所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。将从对本发明及其实施例的以下详细描述、从所附权利要求书且从附图容易明白本发明的大量其它优点和特征。


在参考结合附图考虑时的以下揭示内容后将更容易了解本发明的目标、特征和优点，其中相同参考标号用于识别各个视图中的相同组件，且其中利用具有字母符号的参考标号来识别各个视图中的选定组件实施例的额外类型、例示或变化，其中图1是根据本发明教示的第一示范性系统和第一示范性设备的电路和框图。图2是说明根据本发明教示的第一示范性负载电流波形和输入电压电平的曲线图。图3是说明根据本发明教示的第二示范性负载电流波形和输入电压电平的曲线图。图4是说明根据本发明教示的第二示范性系统和第二示范性设备的框图和电路图。图5是说明根据本发明教示的第三示范性系统和第三示范性设备的框图和电路图。图6是说明根据本发明教示的第四示范性系统和第四示范性设备的框图和电路图。图7是说明根据本发明教示的第五示范性系统和第五示范性设备的框图和电路图。图8是说明根据本发明教示的第六示范性系统和第六示范性设备的框图和电路图。图9是说明根据本发明教示的第一示范性电流限制器的框图和电路图。图10是说明根据本发明教示的第二示范性电流限制器的电路图。图11是说明根据本发明教示的第三示范性电流限制器和温度保护电路的电路图。图12是说明根据本发明教示的第四示范性电流限制器的电路图。图13是说明根据本发明教示的第一示范性接口电路的框图和电路图。图14是说明根据本发明教示的第二示范性接口电路的框图和电路图。图15是说明根据本发明教示的第三示范性接口电路的框图和电路图。图16是说明根据本发明教示的第四示范性接口电路的框图和电路图。图17是说明根据本发明教示的第五示范性接口电路的框图和电路图。图18是说明根据本发明教示的第一示范性DC电源电路的电路图。图19是说明根据本发明教示的第二示范性DC电源电路的电路图。图20是说明根据本发明教示的第三示范性DC电源电路的电路图。图21是说明根据本发明教示的示范性控制器的框图。图22是说明根据本发明教示的第一示范性方法的流程图。图23分为图23A、图2 和图23C，是说明根据本发明教示的第二示范性方法的流程图。图M是说明根据本发明教示的第七示范性系统和第七示范性设备的框图和电路图。图25是说明根据本发明教示的第八示范性系统和第八示范性设备的框图和电路图。图沈是说明根据本发明教示的第九示范性系统和第九示范性设备的框图和电路图。图27是说明根据本发明教示的第十示范性系统和第十示范性设备的框图和电路图。图观是说明根据本发明教示的第十一示范性系统和第十一示范性设备的框图和电路图。图四是说明根据本发明教示的第十二示范性系统和第十二示范性设备的框图和电路图。图30是说明根据本发明教示的第十三示范性系统和第十三示范性设备的框图和电路图。图31分为图31A和图31B，是说明根据本发明教示的第三示范性方法的流程图。
具体实施例方式虽然本发明容易具有呈许多不同形式的实施例，图式中展示且本文中将详细描述本发明的特定示范性实施例，应理解，本发明将被视为对本发明的原理的示范，且无意将本发明限于所说明的特定实施例。在此方面中，在详细阐释与本发明一致的至少一个实施例之前，将理解，本发明在其应用方面不限于上文和下文所陈述、图式中所说明或如实例中所描述的组件的构造细节且布置。与本发明一致的方法和设备能够具有其它实施例，且以各种方式实践和进行。并且，将理解，本文所使用的短语和术语以及下文所包含的梗概是用于描述目的，且不应被认为是具有限制性的。图1是根据本发明教示的第一示范性系统50和第一示范性设备100的电路和框图。第一示范性系统50包括第一示范性设备100(也等效地称为离线AC LED驱动器)，其耦合到交流(“AC”)线路102，AC线路102在本文中也等效地称为AC电力线或AC电源，例如家用AC线路或由电气事业提供的其它AC主电源。虽然参考此AC电压或电流来描述示范性实施例，但应理解，所主张的本发明适用于任何随时间变化的电压或电流，如下文更详细地定义。第一示范性设备100包括多个LED 140、多个开关110(示出为M0SFET，作为示例)、控制器120、(第一)电流传感器115、整流器105以及(作为选项)电压传感器195 和DC电源(“Vcc”)，DC电源用于将电力提供给控制器120和其它选定组件。示范性DC 电源电路125可以各种各样的配置实施，且可在各种示范性设备(100、200、300、400、500、 600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)内各种各样的位置提供，其中参考图18到图20 来说明和论述若干示范性DC电源电路125。还举例来说，示范性DC电源125可以各种各样的方式耦合到示范性设备中，例如节点131与117之间或节点131与134之间，举例且无限制。示范性DC电源电路195可以各种各样的配置实施，且可在各种示范性设备(100、200、 300，400、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300)内各种各样的位置提供，其中参考图4和5到图20来说明和论述实现为分压器电路的示范性DC电源电路195。还举例来说，示范性DC电源125可以各种各样的方式耦合到示范性设备中，例如在节点131与117 之间或其他位置，举例且无限制。也为任选的，可包含存储器185，例如用以存储各种时间周期、电流或电压值；在各种示范性实施例中，控制器120可能已经包含各种类型的存储器 185(例如寄存器)，使得存储器185可不作为单独组件。用户接口 190(用于例如光输出等各种选择的用户输入)还可包含作为各种示范性实施例中的选项，例如用于所要或选定照明效果的输入。图中未单独说明，等效实施方案还可包含隔离，例如通过使用隔离变压器， 且在所主张本发明的范围内。应注意，除所说明的η沟道MOSFET之外，多个开关110中的开关110的任一者还可为其他任何类型或种类的开关或晶体管，包含(但不限于)双极结型晶体管(“BJT”)、p 沟道M0SFET、各种增强或耗尽模式FET等，且依据选定实施例，还可在电路中利用多个任何类型或种类的其它电力开关。示出为桥式整流器的整流器105耦合到AC线路102，以将全(或半)波经整流输入电压(“VIN”)和电流提供给多个串联耦合的发光二极管(“LED”) 140(示出为LED HO1, 1402、1403到140n)中的第一发光二极管HO1，所述发光二极管布置或配置为多个串联耦合的区段(或串)175 (示出为LED区段175i、1752、1753到175n)。(整流器105可为全波整流器、全波桥接器、半波整流器、机电整流器或另一类型的整流器)。虽然为了便于说明，图1 中将每一 LED区段175示出为仅具有一个对应的LED 140，但应理解，每一此LED区段175 通常包括对应的多个串联耦合的LED 140，每一 LE区段175中一个到“m”个LED 140，其以串联方式连续耦合。还应理解，各种LED区段175可由相同(相等)数目个LED 140或不同 (不等)数目个LED 140组成，且所有此些变化均被视为等效的，且在本发明的范围内。举例来说且非限制，在示范性实施例中，九个LED区段175中的每一者中包含多达五个到七个 LED 140。各个LED区段175以及包含它们的对应LED 140彼此串联地连续耦合，其中第一 LED区段175i串联耦合到第二 LED区段17 ，第二 LED区段17 又串联耦合到第三LED区段17 ，依此类推，其中倒数第二个LED区段串联175n_i耦合到最后或最终LED区段175n。如所示，整流器105直接耦合到第一 LEDHO1的阳极，但其它耦合布置也在本发明的范围内，例如通过电阻或其它组件的耦合，例如耦合到电流限制器电路280或接口电路 M0，或DC电源125，如下文更详细地说明和论述。等效实施方案也可在不使用整流器105 的情况下获得，且在下文论述。将电流传感器115示出并实施为电流感测电阻器165，作为示范性类型的电流传感器，且所有电流传感器变化均被视为等效地，且在所主张的本发明的范围内。还在可设备100内的其它位置中提供此电流传感器115，其中所有此些配置变化均被视为等效的，且在所主张的本发明的范围内。因为将电流传感器115示出为耦合到接地电位117，因此可仅使用控制器120的一个输入160来提供通过LED区段175和/或开关 110的电流电平的反馈(“Is”)；在其它实施例中，还可利用额外输入，例如但不限于，针对用于电流感测的两个或两个以上电压电平的输入。举例来说但不限于，代替电流传感器115 和/或电压传感器195或除此之外，还可利用其它类型的传感器，例如光学亮度传感器(例如图7中的第二传感器225)。另外，电流感测电阻器165还可充当电流限制电阻器。可实施用于控制器120的各种各样的DC电源125，且所有此些变化均被视为等效且在所主张的本发明的范围内。可使用任何类型的电路，将控制器120(以及下文所论述的其它控制器120A到 1201)实施为本技术领域中已知的或变为已知的，如下文更详细地论述，且更一般地还可视为控制电路。举例来说但不限于，在具有或不具有存储器电路的情况下，可使用数字电路、 模拟电路或数字和模拟电路两者的组合来实施控制器120(以及其它控制器120A到1201) 或等效的控制电路。控制器120主要用于提供切换控制，监视并响应参数变化(例如，LED 140的电流电平、电压电平、光学亮度等级等)，且还可用于实施各种照明效果中的任一者，例如变暗或色温控制。开关110(说明为开关IlO1UlOy IlO3到IlOlri)可为任何类型的开关，例如示出为示范性类型的开关的M0SFET，其中下文更详细论述的其它等效类型的开关110以及所有此些变化均被视为等效的，且在所主张的本发明的范围内。开关110对应地耦合到LED区段 175的端子。如所说明，对应开关110在每一 LED区段175的端子处以一一对应的关系耦合到LED 140的阴极，最后一个LED区段17 除外。更明确地说，在此示范性实施例中，每一开关110的第一端子(例如，漏极端子)耦合到每一 LED区段175的对应LED 140的对应端子(此说明中的阴极)，且每一开关110的第二端子(例如，源极端子)耦合到电流传感器115 (或例如，耦合到接地电位117，或耦合到另一传感器、电流限制器(下文所论述)，或耦合到另一节点(例如13 )。每一开关110的栅极耦合到控制器120的对应输出150(且在控制器120的控制下)，示出为输出^(^、^(^、^(^到150^。在此第一示范性设备100 中，每一开关110执行电流旁路功能，使得当开关110接通且传导时，电流流经对应开关，且旁路其余(或对应)的一个或一个以上LED区段175。举例来说，当开关IlO1接通且传导， 且其余开关110断开时，电流流经LED区段1751;且旁路LED区段17 到17 ；当开关IlO2 接通且传导，且其余开关110断开时，电流流经LED区段175i和1752，且旁路LED区段17 到175n ；当开关IlO3接通且传导，且其余开关110断开时，电流流经LED区段175^17 和 1753，且旁路其余LED区段(到17 ；且当开关110均不接通且传导(所有开关110断开) 时，电流流经所有的LED区段175”17\、1753到175 0因此，所述多个LED区段175” 1752、17 到17 串联耦合，且对应地耦合到所述多个开关IlOdlO1到110m)。依据各个开关的状态，选定LED区段175可耦合以形成串联LED 140电流路径，本文也等效地称为串联LED140路径，使得电流流经选定LED区段175，且旁路其余(未选定)的LED区段175(其在技术上仍物理地串联耦合到选定LED区段175，但不再电串联耦合到选定LED区段175，因为到其的电流已被旁路或转向。依据电路配置，如果所有开关110均断开，那么所述多个LED区段175中的所有LED区段175均已经耦合以形成串联LED 140电流路径，即到LED区段175的电流均未被旁路或转向)。对于所说明的电路配置，且依据所述电路配置(例如，各种开关110的位置)，所述多个LED区段175中的 LED区段175中的至少一者经耦合以形成串联LED 140电流路径，即对于此配置，当存在电流时，其总是经过至少一个LED区段175。在控制器120的控制下，从电流流动的角度来看，所述多个开关110可接着被视为将选定LED区段175切入串联LED 140电流路径中或切出串联LED 140电流路径，即当LED 区段175未被开关110旁路时，LED区段175切入串联LED 140电流路径中，且当LED区段 175由开关110或经由开关110旁路时，LED区段175切出串联LED 140电流路径。换句话说，当LED区段175接收到的电流尚未被开关110旁路或以其它方式路由时，将LED区段 175切入串联LED 140电流路径中，且当LED区段175未接收到电流时，LED区段175切出串联LED 140电流路径，因为电流由开关110路由到其它地方。类似地，将理解，控制器产生向多个开关110的对应控制信号，以选择性地将多个 LED区段175中的对应LED区段175切入串联LED 140电流路径中或切出串联LED 140电流路径，所述控制信号例如为当实施为FET或BJT时向开关110的对应栅极或基极的相比较高的电压信号(二进制逻辑一)，且例如为当实施为FET或BJT时向开关110的对应栅极或基极的相比较低的电压信号(二进制逻辑零)。因此，控制器110将LED区段175 “切换”到串联LED 140电流路径中或切出串联LED 140电流路径被理解为隐含地表示且包含控制器产生向多个开关110和/或向任何介入驱动器或缓冲器电路(图21中示出为开关驱动器40 的对应控制信号，以将LED区段175切入串联LED 140电流路径中或切出串联 LED 140电流路径。此切换配置的优点是在开路切换故障的情况下，LED区段175默认地电耦合到串联LED 140电流路径中，而无需电流流经开关，以使LED区段175在串联LED 140电流路径中，使得照明装置继续操作且提供输出光。然而，各种其它示范性实施例(例如下文参看图6所论述的设备400)也用于将 LED区段175切入并联和串联LED 140电流路径中和切出并联和串联LED 140电流路径， 例如切入第一串联LED 140电流路径中的一个或一个以上LED区段175、切入第二串联LED 140电流路径中的一个或一个以上LED区段175，其可切换为彼此并联，举例但不限于此。 因此，为了适应示范性实施例的各种电路结构和切换组合，“LED 140电流路径”将表示且包含串联LED 140电流路径或并联LED 140电流路径中的任一者或两者，和/或其任何组合。 视各种电路结构而定，电子领域的技术人员将认识到哪一 LED 140电流路径可为串联LED 140电流路径，且哪一 LED 140电流路径可为并联LED 140电流路径，或两者的组合。在给定此切换配置的情况下，各种各样的切换方案为可能的，其中以任何数目的对应模式、量、持续时间和时间将对应电流提供给一个或一个以上LED区段175，将电流提供给任何数目个LED区段175，从一个LED区段175到若干个LED区段175到所有LED区段 175。举例来说，对于时间周期、(例如选定开始时间和持续时间)，开关IlO1接通并传导， 且其余开关110断开，且电流流经LED区段175i并旁路LED区段17 到17 ；对于时间周期t2，开关IlO2接通并传导，且其余开关110断开，且电流流经LED区段1752，并旁路LED区段17 到17 ；对于时间周期t3，开关IlO3接通并传导，且其余开关110断开，且电流流经LED区段175^7 和1753，并旁路其余LED区段(到175n)；且对于时间周期tn，开关110中的无一者接通并传导(所有开关110均断开)，且电流流经所有的LED区段175p 1752U753 到 17\。在第一示范性实施例中，针对切换电流(经由开关110)确定多个时间周期、到& 和/或对应的输入电压电平(Vin)作皿^皿到乂。和/或其它参数级，其实质上对应于或以其它方式跟踪(在预定方差或其它容差或所要规格内)整流的AC电压(由AC线路102经由整流器105提供)或更一般地AC电压，使得当经整流AC电压相对较高时，经由大多数或所有LED区段175提供电流，且当经整流AC电压相对较低或接近零时，经由较少、一个或零个LED区段175提供电流。电子领域的技术人员将认识到并了解，可等效地利用各种各样的参数级，例如时间周期、峰值电流或电压电平、平均电流或电压电平、移动平均电流或电压电平、瞬时电流或电压电平、输出(平均、峰值或瞬时)光学亮度等级，例如但不限于此， 且任一和所有此些变化均在所主张的本发明的范围内。在第二示范性实施例中，针对对应于例如变暗等所要照明效果(经由耦合到调光器开关或经由(任选)用户接口 190的用户输入而选择或输入到设备100中)的切换电流，确定多个时间周期、到&和/或对应的输入电压电平(Vin) (Vini、Vin2到乂_)和/或其它参数级(例如，输出光学亮度等级)，使得当经整流AC电压相对较高且选择较高亮度时，经由大多数或所有LED区段175提供电流，且LED区段175提供电流。举例来说，当选择相对较低等级的亮度时，可在给定或选定时间间隔期间，经由相对较少或零个LED区段175提供电流。在另一示范性实施例中，多个LED区段175可由具有不同光发射谱(例如具有在红光、绿光、蓝光、黄褐光等可见光范围内的波长的光发射)的不同类型的LED 140组成。举例来说，LED区段175:可由红光LED 140组成，LED区段17 可由绿光LED 140组成，LED 区段17 可由蓝光LED 140组成，另一 LED区段175n_i可由黄褐光或白光LED 140组成，等等。在此示范性实施例中，针对对应于例如环境或输出色彩控制等另一所要建筑照明效果的切换电流(通过开关110)而确定多个时间周期、到&和/或对应的输入电压电平(Vin) (VIN1, Vin2到VINn)和/或其它参数级，使得经由对应的LED区段175提供电流，以提供例如红光、绿光、蓝光、黄褐光等对应波长以及此些波长的对应组合(例如，作为红光和绿光的组合的黄光)下的对应光发射。所属领域的技术人员将认识到可用于实现任何选定照明效果的LED140的数不清的切换模式和类型，其中的任一者和所有均在所主张的本发明的范围内。在上文所提到的第一示范性实施例中，其中针对切换电流(经由开关110)确定多个时间周期、到&和/或对应的输入电压电平(Vin) (VIN1、VIN2到VINn)和/或其它参数级， 其实质上对应于或以其它方式跟踪(在预定方差或其它容差或所要规格内)整流的AC电压(由AC线路102经由整流器105提供)，控制器120周期性地调整电流向其提供的串联耦合的LED区段175的数目，使得当经整流AC电压相对较高时，经由大多数或所有LED区段175提供电流，且当经整流AC电压相对较低或接近零时，经由较少、一个或零个LED区段 175提供电流。举例来说，在选定实施例中，经由LED区段175的峰值电流(“I/’)维持大体上恒定，使得随着经整流AC电压电平增加，且随着电流经由当前连接在串联路径中的一个或一个以上LED区段175增加到预定或选定峰值电流电平，额外LED区段175切入串联路径中；相反，随着经整流AC电压电平减小，当前连接在串联路径中的LED区段175连续地切出串联路径并被旁路。图2和图3中说明因LED区段175切入(到串联LED 140电流路径中)接着LED区段175(从串联LED 140电流路径)切出而导致的经由LED 140的此些电流电平。更明确地说，图2是说明根据本发明教示的第一示范性负载电流波形(例如，全亮度等级)和输入电压电平的曲线图，且图3是说明根据本发明教示的第二示范性负载电流波形(例如，较低或变暗的亮度等级)和输入电压电平的曲线图。参看图2和图3，示出在经整流60Hz AC循环(其中将输入电压Vin示出为虚线142) 的第一半期间经由选定LED区段175的电流电平，所述AC循环进一步分为第一时间周期 (称为时间象限“Ql”，146)，作为AC(电压)间隔的第一部或部分，期间经整流的AC线路电压从约零伏增加到其峰值电平；以及第二时间周期(称为时间象限“Q2”，147)，作为AC(电压)间隔的第二部或部分，期间经整流的AC线路电压从其峰值电平降低到约零伏。因为AC 电压是经整流的，因此时间象限“Q1” 146和时间象限“Q2” 147以及对应的电压电平在经整流60Hz AC循环的第二半期间重复。(还应注意，将经整流AC电压Vin示出为理想化的教科书示例，且在实际使用期间有可能与此描绘有出入)。参看图2，对于每一时间象限Ql和 Q2，作为实例而无限制，示出七个时间间隔，对应于将七个LED区段175切入串联LED 140 电流路径中或切出串联LED 140电流路径。在时间间隔1451期间，在AC循环开始时，开关IlO1接通并传导，且其余开关110断开，电流(“Is”)流经LED区段175i，且升高到预定或选定峰值电流电平IP。通过使用电流传感器115，当电路达到Ip时，控制器120通过接通开关1IO2、断开开关1IO1,且使其余开关110保持断开，来使下一 LED区段17 切入，从而开始时间间隔14\。控制器120还例如通过使用各种示范性实施例中所说明的电压传感器195 来为此特定串联组合LED区段175(其在此例子中，仅为第一 LED区段175》测量或以其它方式确定时间间隔HS1的持续时间或等效参数，例如达到Ip时的线路电压电平，并将对应信息存储在存储器185或另一寄存器或存储器中。在第二时间象限“Q2” 147期间利用用于LED区段175的选定组合的此间隔信息(不管是时间参数、电压参数还是另一可测量参数)，来将对应LED区段175切出串联LED 140电流路径(通常以反向次序)。继续参看图2，在时间间隔14 期间，其在AC循环中稍迟，开关IlO2接通并传导， 且其余开关110断开，电流(“Is”)流经LED EgHS1和17 ，且再次升高到预定或选定峰值电流电平IP。通过使用电流传感器115，当电路达到Ip时，控制器120通过接通开关 IlO3、断开开关1103，且使其余开关110保持断开来使下一 LED区段17 切入，从而开始时间间隔14\。控制器120还为此特定串联组合LED区段175(其在此例子中，为LED区段 175!和1752)测量或以其它方式确定时间间隔14 的持续时间或等效参数，例如达到Ip时的线路电压电平，并将对应信息存储在存储器185或另一寄存器或存储器中。在第二时间象限“Q2” 147期间利用用于LED区段175的选定组合的此间隔信息(不管是时间参数、电压参数还是另一可测量参数)，来将对应LED区段175切出串联LED 140电流路径。随着经整流AC电压电平增加，此过程继续，直到所有LED区段175均以切入串联LED 140电流路径中(即，所有开关110均断开，且无LED区段175被旁路)为止，时间间隔14 与所有对应间隔信息存储在存储器185中。因此，随着经整流AC线路电压(图2和图3中的Vin 142)已增加，通过使额外LED 区段175切入，利用的LED 140的数目已对应地增加。以此方式，LED 140的使用率大体上跟踪或对应于AC线路电压，使得可经由LED 140来维持适当的电流(例如，维持在LED装置的规格内)，从而允许在无复杂的能量储存装置且无复杂的电力转换器装置的情况下，实现经整流AC线路电压的满利用率。此设备100的配置和切换方法因此提供较高的效率、增加的LED 140利用率，且允许使用许多通常较小的LED 140，其还可针对光输出和较佳热耗散和管理提供较高效率。另外，归因于切换效率，因将LED区段175切入或切出串联LED 140 电流路径而导致的输出亮度的改变通常不易被平常的人类观察者察觉到。当不存在平衡电阻器时，在时间象限“Q1” 146期间电流从切换之前到切换之后的跳跃(通过增加经整流AC电压)为(等式1)=，其中“Vswitch”为切换发生时的线路电压，
N +AN^ NRd )“Rd”为一个LED 140的动态阻抗，“N”为在另一 LED区段175切入之前，串联LED 140电流路径中的LED 140的数目，且ΔΝ为正切入到串联LED 140电流路径的额外LED 140的数目。当电压在时间象限“Q2” 147期间减小时，可得出类似等式。(当然，电流跳跃绝不会致使电流变为负，因为在此情况下，二极管电流仅将下降到零)。等式1指示通过使 Δ N与传导的LED 140的数目相比较小或通过使LED具有相对较高的动态阻抗或两者，来减小电流跳跃。
在示范性实施例中，在第二时间象限“Q2”147期间，随着经整流AC线路电压减小， 利用所存储的间隔、电压或其它参数信息来以开始于(在Ql结束时)已切入串联LED 140 电流路径中的所有LED区段175的相反次序(例如“镜像的”)循序地将对应LED区段175 切出串联LED 140电流路径，且将对应LED区段175切出，直到仅一个(LED区段175》留在串联LED 140电流路径中为止。继续参看图2，在时间间隔148n(其为在AC循环的峰值或顶峰之后的间隔)期间，所有LED区段175均已切入串联LED140电流路径中(所有开关 110均断开，且无LED区段175被旁路)，电流(“Is”)流经所有LED区段175，且从其预定或选定峰值电流电平Ip减小。使用所存储的间隔、电压或其它参数信息(例如对应持续时间或电压电平)，当对应量的时间已逝去或经整流AC输入电压已减小到所存储电压电平， 或已达到其它所存储参数级时，控制器120通过接通开关IlOlri且使其余开关110保持断开来使下一 LED区段17 切出，从而开始时间间隔148^。在下一时间间隔HSlri期间，除 LED区段17 之外的所有LED区段175仍切入串联LED 140电流路径中，电流Is流经这些 LED区段175，且再次从其预定或选定峰值电流电平Ip减小。使用所存储的间隔信息(也例如对应持续时间或电压电平)，当对应量的时间已逝去，已达到电压电平，或已达到其它所存储的参数级时，控制器120通过接通开关110n_2、断开开关IlOlri，且使其余开关110保持断开来使下一 LED区段175n_i切出，从而开始时间周期148n_2。随着经整流AC电压电平减小，此过程继续，直到仅一个LED区段175i留在串联LED 140电流路径中为止，时间间隔 HS1以及切换过程可再次开始，从而在下一第一时间象限“Q1” 146期间连续地将额外LED 区段175切入串联LED 140电流路径中。如上文所提到，可利用各种各样的参数来提供用于第二时间象限“Q2” 147中的切换控制的间隔信息，例如持续时间(其可以时间为单位，或以装置时钟循环计数为单位等)、电压电平、电流电平等等。另外，时间象限“Q2”147中所使用的间隔信息可为在最新近先前第一时间象限“Q1” 146中所确定的信息，或可根据其它示范性实施例而调整或修改， 如下文参看图23更详细地论述，例如以提供增加的功率因数校正、随LED 140的温度在使用期间增加而改变阈值，数字滤波以减少噪声、所提供AC线路电压中的不对称、非预期电压增加或减小、正常过程中的其它电压变化等等。另外，还可执行各种计算，例如时间计算和估计，例如出于功率因数校正的目的，给定间隔中是否仍有足够时间供LED 140电流电平达到IP。还可发生各种其它过程，例如在Ip可为或正变得被超过的情况下的电流限制，或其它电流管理，例如用于汲取足够的电流以用于接口连接到例如调光器开关等各种装置。另外，除图2中所说明的循序切换之外，在示范性实施例中还可使用额外切换方案。举例来说，基于实时信息，例如测量到的经整流AC电压电平的增加，额外LED区段175 可切入，例如从两个LED区段175跳到五个LED区段175，例如但不限于，其中类似的非循序切换可用于电压降等，使得任何类型的切换(循序、非循序等等)且任何类型的照明效果 (例如全亮度、变暗亮度、特殊效果以及色温)均在所主张的本发明的范围内。图3中说明另一切换变化，例如用于调光应用。如所说明，在跳过各种LED区段175 的组合的情况下，不执行下一第一时间象限“Q1” 146期间的将额外LED区段175循序切入串联LED 140电流路径中。对于此应用，经整流AC输入电压可经相位调制，例如在AC循环的每一半的第一部分或部(例如，30到70度)期间不提供电压，与在所述相位(图3中的 143)下发生的电压跳跃相比，具有较大的电压跳跃。代替的是，在时间间隔145n_i期间，除LED区段17 之外的所有LED区段175均已切换到串联LED 140电流路径中，其中电流Is 相对较缓慢地增加到IP，从而改变平均LED 140电流且降低输出亮度等级。虽然未单独说明，但可在Q2中执行LED区段175的类似跳过，从而也产生减小的输出亮度等级。电子领域的技术人员将认识到除所说明的组合之外的可实施以实现此亮度变暗的数不清的不同切换组合，且所有此些变化均在所主张的本发明的范围内，除所说明的切换方法之外，还包含在每一间隔期间修改平均电流值，或在每一间隔期间的脉冲宽度调制。电子领域的技术人员将认识到可在所主张的本发明的范围内实施的数不清的不同切换间隔方案和对应的切换方法。举例来说，给定切换间隔可为预定的或以其它方式针对每一LED区段175个别地事先确定，且可等于或不等于其它切换间隔；可将切换间隔选择或编程为对于每一 LED区段175均相等；可为每一 LED区段175动态地确定切换间隔，例如为实现合意或选定照明效果；且基于测得参数(例如电压或电流电平)的反馈，为每一 LED 区段175动态地确定切换间隔；切换间隔可动态地确定或为预定的，以针对每一 LED区段 175提供相等电流；切换间隔可动态地确定或为预定的，以针对每一 LED区段175提供不相等的电流，例如为实现合意或选定照明效果；等等。还应注意，将各种示范性设备实施例示出为包含整流器105，其为任选项，而不是需要的。所属领域的技术人员将认识到，可使用未经整流的AC电压或电流来实施示范性实施例。另外，例如但不限于，还可使用以相对极性(或相对方向)连接的一个或一个以上LED 区段175来构造示范性实施例，或以一组LED区段175以第一极性(方向)连接，且另一组 LED区段175以第二极性(相对或反并行方向)连接的方式来构造示范性实施例，使得每一 LED区段175可在未经整流AC循环的不同半部期间接收电流。继续所述实例，第一组LED 区段175可在未经整流AC循环的第一半期间(例如循序地或以另一次序)切换以形成第一 LED 140电流路径，且在未经整流AC循环的第二半期间，以相反方向或极性布置的第二组LED区段175可(例如循序地或以另一次序)切换以形成第二 LED 140电流路径。进一步继续所述实例，对于未经整流的AC输入电压，针对AC循环的第一半(现在分为Ql和Q2)，在作为AC电压间隔的第一部或部分的Ql期间，各种实施例可用于切换第一多个发光二极管区段，以形成第一串联发光二极管电流路径，且在作为AC电压间隔的第二部或部分的Q2期间，将所述第一多个发光二极管区段切出第一串联发光二极管电流路径。 接着，对于AC循环的第二半(其现在可对应地分为Q3部或部分以及Q4部或部分(分别与 Ql和Q2相同，但具有相对极性)，在AC电压间隔的第三部分期间，各种实施例可用于切换第二多个发光二极管区段，以形成具有与在AC电压间隔的第一部分中形成的串联发光二极管电流路径相对的极性的第二串联发光二极管电流路径，且在串联发光二极管电流路径的第四部分0H)期间，将所述第二多个发光二极管区段切出第二串联发光二极管电流路径。所有此些变化均被视为等效的，且在所主张的本发明的范围内。如上文所提到，示范性实施例还可提供实质或显著的功率因数校正。再次参看图 2，示范性实施例可假设LED 140电流大体上在大约与输入电压电平Vin(149)的结束相同的时间达到峰值(141)。在各种实施例中，在下一区段(例如LED区段175n)切入(其可导致电流的减小)之前，可以作出如果下一 LED区段175切入串联LED 140电流路径中，那么象限Ql中是否有足够的时间来达到Ip的确定。如果Ql中仍有足够时间，那么下一 LED区段 175切入串联LED 140电流路径中，且如果没有足够时间，那么无额外LED区段175切入。在后者情况下，LED 140的电流可超过峰值Ip(图2中未单独示出)，假设实际峰值LED 140 电流维持低于对应阈值或其它规范等级，例如以避免对LED 140或其它电路组件的潜在伤害。下文更详细地论述各种电流限制电路，以避免此些过量电流电平。图4是说明根据本发明教示的第二示范性系统250、第二示范性设备200以及第一示范性电压传感器195A的框图和电路图。第二示范性系统250包含第二示范性设备 200(也等效地称为离线AC LED驱动器)，其耦合到交流(“AC”)线路102。第二示范性设备200还包括多个LED 140、多个开关110(说明为例如M0SFET)、控制器120A、电流传感器 115、整流器105、电流调节器180(示出为由运算放大器实施，作为示范性实施例)、互补开关111和112，以及(作为选项)第一示范性电压传感器195A(示出为分压器，使用电阻器 130和135)，用于将感测到的输入电压电平提供给控制器120A。也是任选的，如上文所论述，还可包含存储器185和/或用户接口 190。为了便于说明，在图4中未单独说明DC电源电路125，但其可包含在任何电路位置中，如上文所论述且如下文更详细地论述。第二示范性系统250和第二示范性设备200类似于上文所论述的第一系统50和第一设备100而操作，只要将LED区段175切入或切出串联LED 140电流路径即可，但第二示范性系统250和第二示范性设备200利用不同的反馈机制和不同的切换实施方案，从而允许单独控制每一组LED区段175的峰值电流(例如针对LED区段175i的第一峰值电流； 针对LED区段175i和17 的第二峰值电流；针对LED区段175^17 和17 的第三峰值电流；到针对所有LED区段175i到17 的第η峰值电流电平)。更明确地说，将来自电流传感器115的测得或以其它方式确定的电流电平Is的反馈提供到电流调节器180(示出为电流调节器ISO1USOy ISO3到180n，实施为提供电流调节的运算放大器)的对应反相端子。 用于每一对应组的LED区段175的所要或选定峰值电流电平(示出为IP1、Ip2> Ip3到IPn) 由控制器120A(经由输出17(V1702、1703到170n)提供到电流调节器180的对应非反相端子。每一电流调节器Iso1Uso2Uso^iJ ison的输出耦合到对应开关Iio1Uio2Uio3到Iion 的栅极，且另外，互补开关 111 (Ill1Ully Ill3 到 Illn)和 112(11&、1122、11& 到 112n)各自具有耦合到控制器120A且由控制器120A控制(对于开关111，经由输出172” 17忑、1723 到172n，且对于开关112，经由输出171^171^1713至IJ 17In)的栅极，从而提供三态控制以及较精细粒度的电流调节。当互补开关111和112均不接通且开关110由对应的电流调节器 180控制时，提供第一线性控制模式，其将从电流传感器115反馈的电流Is与控制器120所提供的设定峰值电流电平进行比较，从而选通电流经过开关110和对应组的LED区段175。 当互补开关111接通且对应开关112断开时，提供第二饱和控制模式。当互补开关112接通且对应开关111断开时，提供第三停用控制模式，使得电流不流经对应开关110。由第二示范性系统250和第二示范性设备200提供的控制通过针对电流和传导时间的个别化设定 (包含但不限于整个跳过一组LED区段17 而允许驱动对应组的LED区段175的灵活性。图5是说明根据本发明教示的第三示范性系统350和第三示范性设备300的框图和电路图。第三示范性系统350也包含第三示范性设备300(也等效地称为离线AC LED驱动器)，其耦合到交流(“AC”)线路102。第三示范性设备300包括多个LED 140、多个开关110(示出为例如M0SFET)、控制器120B、电流传感器115、整流器105以及(作为选项) 电压传感器195(示出为电压传感器195A，分压器，使用电阻器130和135)，用于将感测到的输入电压电平提供给控制器120B。也是任选的，如上文所论述，还可包含存储器185和/或用户接口 190。为了便于说明，在图5中未单独示出DC电源电路125，但其可包含在任何电路位置中，如上文所论述且如下文更详细地论述。尽管仅用三个开关110和三个LED区段175来说明，但此系统350和设备300的配置可容易地扩展到额外LED区段175，或减少到较少数目个LED区段175。另外，虽然示出为分别在LED区段1751; 17 和17 中具有一个、两个和四个LED 140，但任一给定LED 区段175中的LED 140的数目可较高、较低、相等或不等，且所有此些变化均在所主张的本发明的范围内。在此示范性设备300和系统350中，每一开关110耦合到对应LED区段175 的每一对应端子，即，开关IlO1的漏极耦合到LED区段175i的第一端子(位于LED HO1的阳极)，且开关IlO1的源极耦合到LED区段175i的第二端子(位于LED HO1的阴极)；开关IlO2的漏极耦合到LED区段17 的第一端子(位于LED 1402的阳极)，且开关IlO2的源极耦合到LED区段17 的第二端子(位于LED 1403的阴极)；且开关IlO3的漏极耦合到LED区段17 的第一端子(位于LED 1404的阳极)，且开关IlO3的源极耦合到LED区段 17 的第二端子(位于LED 1407的阴极)。在此电路配置中，开关110允许旁路选定LED 区段175且阻挡电流流动，从而仅使用三个开关110而不是七个开关来产生七个电路状态。 另外，切换间隔可事先选择或动态地确定，以提供任何选定使用率或工作量，例如对于每一 LED区段175大体上平衡或相等的工作量，其中每一 LED区段175针对AC半循环期间的同一持续时间耦合到串联LED 140电流路径中，且每一 LED区段175运载大体上或大约相同的电流。表1概述示范性设备300和系统350的不同电路状态。在表1中，作为较一般的情况，其中“N”等于LED 140的某一整数数目，LED区段175i具有“IN”个LED 140，LED区段17 具有“2N”个LED 140，且LED区段17 具有“3N”个LED 140，其中最后一列提供图 5中所说明的较具体情况(N = 1)，其中LED区段175i具有一个LED 140，LED区段17 具有两个LED 140，且LED区段17 具有四个LED 140。表1:
权利要求
1.一种将电力提供给可耦合以接收AC电压的多个发光二极管的方法，所述多个发光二极管串联耦合以形成多个发光二极管区段，每个发光二极管区段包括至少一个发光二极管，所述多个发光二极管区段耦合到对应多个开关，以将选定的发光二极管区段切入或切出串联发光二极管电流路径，所述方法包括在AC电压间隔的第一部分期间响应于第一参数，确定并存储第二参数的值，且将对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；以及在所述AC电压间隔的第二部分期间，监视所述第二参数，且当所述第二参数的当前值大体上等于所存储值时，将对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述AC电压包括经整流的AC电压，且所述方法进一步包括确定所述经整流的AC电压何时大体上接近零；以及产生同步信号。
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括根据对所述经整流的AC电压何时大体上接近零的至少一个确定，来确定所述AC电压间隔。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括确定针对所述AC电压间隔的所述第一部分对应于发光二极管区段的数目的第一多个时间间隔；以及确定针对所述AC电压间隔的所述第二部分对应于发光二极管区段的所述数目的第二多个时间间隔。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括在所述AC电压间隔的所述第一部分期间，在所述第一多个时间间隔中的每一时间间隔期满时，将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；以及在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，在所述第二多个时间间隔中的每一时间间隔期满时，以相反次序将所述下一发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一参数和所述第二参数是时间，或者是一个或一个以上时间间隔，或者是基于时间的，或者是一个或一个以上时钟循环计数。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括对所述AC电压进行整流以提供经整流的AC电压。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一参数为发光二极管电流电平，且所述第二参数为经整流AC输入电压电平。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括当发光二极管电流电平在所述AC电压间隔的所述第一部分期间已达到预定峰值时， 确定并存储所述经整流AC输入电压电平的第一值，且将第一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；监视所述发光二极管电流电平；以及当随后所述发光二极管电流在所述AC电压间隔的所述第一部分期间已达到所述预定峰值时，确定并存储所述经整流AC输入电压电平的第二值，且将第二发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括监视所述经整流AC电压电平；当在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，所述经整流AC电压电平已达到所述第二值时，将所述第二发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径；以及当在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，所述经整流AC电压电平已达到所述第一值时，将所述第一发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
11.根据权利要求8所述的方法，进一步包括在所述AC电压间隔的所述第一部分期间，随着发光二极管电流陆续达到预定峰值电平，确定并存储所述经整流AC电压电平的对应值，且陆续地将对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；以及在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，随着所述经整流AC电压电平减小到对应的电压电平，将所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
12.根据权利要求11所述的方法，其中以与将所述对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中的次序相反的次序，将所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
13.根据权利要求8所述的方法，进一步包括当发光二极管电流在所述AC电压间隔的所述第一部分期间已达到预定峰值电平时， 确定并存储所述经整流AC输入电压电平的第一值；以及当所述经整流AC输入电压的所述第一值大体上等于或大于预定电压阈值时，将所述对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
14.根据权利要求1所述的方法，进一步包括确定所述AC电压是否是经相位调制的。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括当所述AC电压经相位调制时，对应于经相位调制的AC电压电平将发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
16.根据权利要求14所述的方法，进一步包括当所述AC电压经相位调制时，对应于所述经相位调制的AC电压的时间间隔将发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
17.根据权利要求14所述的方法，进一步包括当所述AC电压经相位调制时，通过第一开关维持并联发光二极管电流路径，同时通过第二开关将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
18.根据权利要求1所述的方法，进一步包括确定如果将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中，所述AC电压间隔的所述第一部分中是否仍有足够时间供发光二极管电流达到预定峰值电平。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括当所述AC电压间隔的所述第一部分中仍有足够时间供所述发光二极管电流达到所述预定峰值电平时，将所述下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
20.根据权利要求18所述的方法，进一步包括当所述AC电压间隔的所述第一部分中没有足够时间供所述发光二极管电流达到所述预定峰值电平时，不将所述下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
21.根据权利要求1所述的方法，进一步包括 监视发光二极管电流电平；以及在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，当所述发光二极管电流电平比预定峰值电平大预定裕量时，确定并存储所述第二参数的新值，且将所述对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
22.根据权利要求1所述的方法，进一步包括切换多个发光二极管区段，以形成第一串联发光二极管电流路径；以及切换多个发光二极管区段，以形成与所述第一串联发光二极管电流路径并联的第二串联发光二极管电流路径。
23.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述AC电压间隔的第三部分期间，切换第二多个发光二极管区段，以形成极性与在所述AC电压间隔的第一部分期间形成的所述串联发光二极管电流路径的极性相对的第二串联发光二极管电流路径；以及在所述AC电压间隔的第四部分期间，将所述第二多个发光二极管区段切出所述第二串联发光二极管电流路径。
24.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个发光二极管区段中的选定发光二极管区段各自包括具有不同色彩或波长的光发射谱的发光二极管。
25.根据权利要求M所述的方法，进一步包括选择性地将所述选定发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中以提供对应的照明效果。
26.根据权利要求M所述的方法，进一步包括选择性地将所述选定发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中以提供对应的色温。
27.一种可耦合以接收AC电压的设备，所述设备包括 整流器，用以提供经整流的AC电压；多个发光二极管，其串联耦合以形成多个发光二极管区段；多个开关，其对应地耦合到所述多个发光二极管区段以将选定发光二极管区段切入或切出串联发光二极管电流路径；电流传感器，用以感测发光二极管电流电平； 电压传感器，用以感测经整流AC电压电平； 存储器，用以存储多个参数；以及控制器，其耦合到所述多个开关、耦合到所述存储器、耦合到所述电流传感器，且耦合到所述电压传感器，在经整流AC电压间隔的第一部分期间且当所述发光二极管电流电平已达到预定峰值发光二极管电流电平时，所述控制器确定所述经整流AC电压电平的对应值并将其存储在所述存储器中，且将对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；且在经整流AC电压间隔的第二部分期间，所述控制器监视所述经整流AC电压电平，且当所述经整流AC电压电平的当前值大体上等于所述经整流AC电压电平的所存储对应值时，将所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
28.根据权利要求27所述的设备，其中当所述经整流AC电压电平大体上接近零时，所述控制器进一步将产生对应的同步信号。
29.根据权利要求27所述的设备，其中所述控制器进一步根据对所述经整流AC电压电平大体上接近零的至少一个确定，来确定所述经整流AC电压间隔。
30.根据权利要求27所述的设备，其中当所述发光二极管电流电平在经整流AC电压间隔的所述第一部分期间已达到所述预定峰值发光二极管电流电平时，所述控制器进一步确定所述经整流AC电压电平的第一值并将其存储在所述存储器中，将第一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中，监视所述发光二极管电流电平，且随后当所述发光二极管电流电平在所述经整流AC电压间隔的所述第一部分期间已达到所述预定峰值发光二极管电流电平时，所述控制器进一步确定所述经整流AC电压电平的第二值并将其存储在所述存储器中，且将第二发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
31.根据权利要求30所述的设备，其中所述控制器进一步监视所述经整流AC电压电平，且在所述经整流AC电压电平在经整流AC电压间隔的所述第二部分期间已达到所述所存储的第二值时，将所述第二发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径，且在所述经整流AC电压电平在经整流AC电压间隔的所述第二部分期间已达到所述所存储的第一值时，将所述第一发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
32.根据权利要求27所述的设备，其中所述控制器进一步监视所述发光二极管电流电平，且在所述发光二极管电流电平在经整流AC电压间隔的所述第一部分期间已再次达到所述预定峰值电平时，所述控制器进一步确定所述经整流AC电压电平的对应下一值并将其存储在所述存储器中，且将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
33.根据权利要求32所述的设备，其中所述控制器进一步监视所述经整流的AC电压电平，且在所述经整流的AC电压电平在经整流AC电压间隔的所述第二部分期间已达到下一经整流AC电压电平时，将对应的下一发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
34.根据权利要求27所述的设备，其中在所述经整流AC电压间隔的所述第一部分期间，随着所述发光二极管电流电平达到所述预定峰值电平，所述控制器进一步确定并存储所述经整流AC电压电平的对应值，且陆续地将对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；且在经整流AC电压间隔的所述第二部分期间，随着所述经整流AC电压电平减小到对应值，所述控制器进一步把所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
35.根据权利要求34所述的设备，其中所述控制器进一步把所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径是以与将所述对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中的次序相反的次序进行的。
36.根据权利要求27所述的设备，其中所述控制器进一步确定所述经整流AC电压是否是经相位调制的。
37.根据权利要求36所述的设备，其中当所述经整流AC电压经相位调制时，所述控制器进一步对应于所述经整流AC电压电平将发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
38.根据权利要求36所述的设备，其中当所述经整流AC电压经相位调制时，所述控制器进一步对应于所述经整流AC电压电平的时间间隔将发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
39.根据权利要求36所述的设备，其中当所述经整流AC电压经相位调制时，所述控制器进一步通过第一开关维持并联发光二极管电流路径，同时通过第二开关将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
40.根据权利要求27所述的设备，其中所述控制器进一步确定在将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中的情况下，所述经整流AC电压间隔的所述第一部分中是否仍有足够时间供所述发光二极管电流电平达到预定峰值电平。
41.根据权利要求40所述的设备，其中当所述经整流AC电压间隔的所述第一部分中仍有足够时间供所述发光二极管电流电平达到所述预定峰值电平时，所述控制器进一步将所述下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；且其中当所述经整流AC 电压间隔的所述第一部分中无足够时间供所述发光二极管电流电平达到所述预定峰值电平时，所述控制器进一步不把所述下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
42.根据权利要求27所述的设备，其中所述控制器进一步监视发光二极管电流电平； 且在所述经整流AC电压间隔的所述第二部分期间，当所述发光二极管电流电平比预定峰值电平大预定裕量时，所述控制器进一步确定并存储所述经整流AC电压电平的另一对应值，且将所述对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
43.根据权利要求27所述的设备，其中所述控制器进一步切换多个发光二极管区段以形成第一串联发光二极管电流路径，且切换多个发光二极管区段以形成与所述第一串联发光二极管电流路径并联的第二串联发光二极管电流路径。
44.根据权利要求27所述的设备，其中所述多个发光二极管区段中的选定发光二极管区段各自包括具有不同色彩或波长的光发射谱的发光二极管。
45.根据权利要求44所述的设备，其中所述控制器进一步选择性地将所述选定发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中，以提供对应的照明效果。
46.根据权利要求44所述的设备，其中所述控制器进一步选择性地将所述选定发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中，以提供对应的色温。
47.一种可耦合以接收AC电压的设备，所述设备包括第一多个发光二极管，其串联耦合以形成第一多个发光二极管区段；第一多个开关，其耦合到所述第一多个发光二极管区段以响应于控制信号将选定发光二极管区段切入或切出第一串联发光二极管电流路径；存储器；以及控制器，其耦合到所述多个开关且耦合到所述存储器，所述控制器响应于第一参数且在AC电压间隔的第一部分期间，确定第二参数的值并将其存储在所述存储器中，且产生第一控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中的对应发光二极管区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中；在所述AC电压间隔的第二部分期间，在所述第二参数的当前值大体上等于所存储的值时，所述控制器产生第二控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中的对应发光二极管区段切出所述第一串联发光二极管电流路径。
48.根据权利要求47所述的设备，其中所述第一参数和所述第二参数包括以下各项中的至少一者时间参数，或者一个或一个以上时间间隔，或基于时间的参数，或者一个或一个以上时钟循环计数。
49.根据权利要求48所述的设备，其中所述控制器进一步确定针对所述AC电压间隔的所述第一部分对应于所述第一多个发光二极管区段中的发光二极管区段的数目的第一多个时间间隔，且确定针对所述AC电压间隔的所述第二部分对应于发光二极管区段的所述数目的第二多个时间间隔。
50.根据权利要求48所述的设备，其中所述控制器进一步从所述存储器中检索针对所述AC电压间隔的所述第一部分对应于所述第一多个发光二极管区段中的发光二极管区段的数目的第一多个时间间隔，以及针对所述AC电压间隔的所述第二部分对应于发光二极管区段的所述数目的第二多个时间间隔。
51.根据权利要求50所述的设备，其中在所述AC电压间隔的所述第一部分期间，在所述第一多个时间间隔中的每一时间间隔期满时，所述控制器进一步产生对应的控制信号， 以将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中，且在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，在所述第二多个时间间隔中的每一时间间隔期满时，产生对应的控制信号，以便以相反次序将所述下一发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
52.根据权利要求47所述的设备，进一步包括整流器，用以提供经整流AC电压；其中当所述经整流AC电压大体上接近零时，所述控制器进一步产生对应的同步信号。
53.根据权利要求52所述的设备，其中所述控制器进一步根据对所述经整流AC电压大体上接近零的至少一个确定，来确定所述AC电压间隔。
54.根据权利要求47所述的设备，进一步包括电流传感器，其耦合到所述控制器；以及电压传感器，其耦合到所述控制器。
55.根据权利要求M所述的设备，其中所述第一参数为发光二极管电流电平，且所述第二参数为电压电平。
56.根据权利要求55所述的设备，其中当发光二极管电流在所述AC电压间隔的所述第一部分期间已达到预定峰值电平时，所述控制器进一步确定所述AC电压电平的第一值并将其存储在所述存储器中，且产生所述第一控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中的第一区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中；当所述发光二极管电流随后在所述 AC电压间隔的所述第一部分期间已达到所述预定峰值电平时，所述控制器进一步确定所述 AC电压电平的下一值并将其存储在所述存储器中，且产生下一控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中的下一区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中。
57.根据权利要求56所述的设备，其中当所述AC电压电平在经整流AC电压间隔的所述第二部分期间已达到所述下一值时，所述控制器进一步产生另一控制信号以将所述下一区段切出所述第一串联发光二极管电流路径；且当所述AC电压电平在经整流AC电压间隔的所述第二部分期间已达到所述第一值时，产生所述第二控制信号以将所述第一区段切出所述第一串联发光二极管电流路径。
58.根据权利要求55所述的设备，其中在所述AC电压间隔的所述第一部分期间，随着发光二极管电流陆续地达到预定峰值电平，所述控制器进一步确定并存储所述AC电压电平的对应值，且陆续地产生对应控制信号，以将所述第一多个发光二极管区段中的对应区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中；在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，随着所述AC电压电平减小到对应的电压电平，所述控制器进一步陆续地产生对应控制信号， 以将所述第一多个发光二极管区段中的所述对应区段切出所述第一串联发光二极管电流路径。
59.根据权利要求58所述的设备，其中所述控制器进一步陆续地产生对应控制信号， 以便以与将所述对应区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中的次序相反的次序，将所述对应区段切出所述第一串联发光二极管电流路径。
60.根据权利要求47所述的设备，其中所述控制器进一步确定所述AC电压是否是经相位调制的。
61.根据权利要求60所述的设备，其中当所述AC电压经相位调制时，所述控制器进一步产生对应的控制信号，以对应于经相位调制的AC电压电平将所述第一多个发光二极管区段中的区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中。
62.根据权利要求60所述的设备，其中当所述AC电压经相位调制时，所述控制器进一步产生对应的控制信号，以对应于所述经相位调制的AC电压电平的时间间隔将所述第一多个发光二极管区段中的区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中。
63.根据权利要求60所述的设备，其中当所述AC电压经相位调制时，所述控制器进一步产生对应的控制信号，以通过第一开关维持并联第二发光二极管电流路径，同时通过第二开关将所述第一多个发光二极管区段中的下一区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中。
64.根据权利要求47所述的设备，其中所述控制器进一步确定在将所述第一多个发光二极管区段中的下一区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中的情况下，所述AC电压间隔的所述第一部分中是否仍有足够时间供发光二极管电流达到预定峰值电平。
65.根据权利要求64所述的设备，其中在所述AC电压间隔的所述第一部分中仍有足够时间供所述发光二极管电流达到所述预定峰值电平时，所述控制器进一步产生对应的控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中的所述下一区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中。
66.根据权利要求47所述的设备，其中在所述AC电压间隔的所述第二部分期间且在所述发光二极管电流电平比预定峰值电平大预定裕量时，所述控制器进一步确定并存储所述第二参数的新值，且产生对应的控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中的所述对应区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中。
67.根据权利要求47所述的设备，其中所述控制器进一步产生对应的控制信号，以切换所述第一多个发光二极管区段中的多个区段，以形成与所述第一串联发光二极管电流路径并联的第二串联发光二极管电流路径。
68.根据权利要求47所述的设备，进一步包括第二多个发光二极管，其串联耦合以形成第二多个发光二极管区段；以及第二多个开关，其耦合到所述第二多个发光二极管区段，以将所述第二多个发光二极管区段中的选定区段切入或切出第二串联发光二极管电流路径；其中所述控制器进一步耦合到所述第二多个开关，且进一步产生对应的控制信号，以切换所述第二多个发光二极管区段中的多个区段，以形成与所述第一串联发光二极管电流路径并联的所述第二串联发光二极管电流路径。
69.根据权利要求68所述的设备，其中所述第二串联发光二极管电流路径具有与所述第一串联发光二极管电流路径的极性相对的极性。
70.根据权利要求68所述的设备，其中流经所述第一串联发光二极管电流路径的第一电流具有与流经所述第二串联发光二极管电流路径的第二电流的方向相对的方向。
71.根据权利要求68所述的设备，其中所述控制器进一步产生对应的控制信号，以在所述AC电压的正极性期间，切换所述第一多个发光二极管区段中的多个区段以形成所述第一串联发光二极管电流路径，且进一步产生对应的控制信号，以在所述AC电压的负极性期间，切换所述第二多个发光二极管区段中的多个区段以形成所述第二串联发光二极管电流路径。
72.根据权利要求47所述的设备，其中所述第一多个开关包括多个双极结型晶体管或多个场效应晶体管。
73.根据权利要求47所述的设备，其中所述第一多个开关中的每一开关耦合到所述第一多个发光二极管区段中的对应区段的第一端子，且耦合到所述第一多个发光二极管区段中的最后一个区段的第二端子。
74.根据权利要求47所述的设备，进一步包括 多个三态开关，包括多个运算放大器，其对应地耦合到所述第一多个开关； 第二多个开关，其对应地耦合到所述第一多个开关；以及第三多个开关，其对应地耦合到所述第一多个开关。
75.根据权利要求47所述的设备，其中所述第一多个开关中的每一开关耦合到所述第一多个发光二极管区段中的对应区段的第一端子，且耦合到所述第一多个发光二极管区段中的所述对应区段的第二端子。
76.根据权利要求47所述的设备，进一步包括 第二多个开关。
77.根据权利要求76所述的设备，其中所述第一多个开关中的每一开关耦合到所述第一多个发光二极管区段中的所述第一区段的第一端子，且耦合到所述第一多个发光二极管区段中的对应区段的第二端子；且其中所述第二多个开关中的每一开关耦合到所述第一多个发光二极管区段中的对应区段的第二端子，且耦合到所述第一多个发光二极管区段中的最后一个区段的第二端子。
78.根据权利要求47所述的设备，进一步包括 电流限制电路。
79.根据权利要求47所述的设备，进一步包括 调光接口电路。
80.根据权利要求47所述的设备，进一步包括 DC电源电路，其耦合到所述控制器。
81.根据权利要求47所述的设备，进一步包括 温度保护电路。
82.根据权利要求47所述的设备，其中所述多个发光二极管区段中的选定发光二极管区段各自包括具有不同色彩的光发射谱的发光二极管。
83.根据权利要求82所述的设备，其中所述控制器进一步产生对应的控制信号以选择性地将所述选定发光二极管区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中，以提供对应的照明效果。
84.根据权利要求82所述的设备，其中所述控制器进一步产生对应的控制信号以选择性地将所述选定发光二极管区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中，以提供对应的色温。
85.根据权利要求47所述的设备，其中所述控制器进一步包括第一模/数转换器，其可耦合到第一传感器；第二模/数转换器，其可耦合到第二传感器；数字逻辑电路；以及多个开关驱动器，其对应地耦合到所述第一多个开关。
86.根据权利要求47所述的设备，其中所述控制器包括多个模拟比较器。
87.根据权利要求47所述的设备，其中所述第一参数和所述第二参数包括以下参数中的至少一者时间周期、峰值电流电平、平均电流电平、移动平均电流电平、瞬时电流电平、 峰值电压电平、平均电压电平、移动平均电压电平、瞬时电压电平、平均输出光学亮度等级、 移动平均输出光学亮度等级、峰值输出光学亮度等级或瞬时输出光学亮度等级。
88.根据权利要求47所述的设备，其中所述第一参数和所述第二参数为相同参数。
89.—种可耦合以接收AC电压的设备，所述设备包括第一多个发光二极管，其串联耦合以形成第一多个发光二极管区段；第一多个开关，其耦合到所述第一多个发光二极管区段以响应于控制信号将选定发光二极管区段切入或切出第一串联发光二极管电流路径；至少一个传感器；以及控制电路，其耦合到所述多个开关且耦合到所述至少一个传感器，控制器响应于第一参数且在AC电压间隔的第一部分期间，确定第二参数的值，并产生第一控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中的对应发光二极管区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中；在所述AC电压间隔的第二部分期间，在所述第二参数的当前值大体上等于对应的所确定值时，产生第二控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中的对应发光二极管区段切出所述第一串联发光二极管电流路径。
90.根据权利要求89所述的设备，其中所述第一参数和所述第二参数包括以下各项中的至少一者时间参数，或者一个或一个以上时间间隔，或基于时间的参数，或者一个或一个以上时钟循环计数。
91.根据权利要求90所述的设备，其中所述控制电路进一步计算或从存储器获得针对所述AC电压间隔的所述第一部分对应于所述第一多个发光二极管区段中的发光二极管区段的数目的第一多个时间间隔，且计算或从存储器获得针对所述AC电压间隔的所述第二部分对应于发光二极管区段的所述数目的第二多个时间间隔。
92.根据权利要求91所述的设备，其中在所述AC电压间隔的所述第一部分期间，在所述第一多个时间间隔中的每一时间间隔期满时，所述控制电路进一步产生对应的控制信号，以将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中，且在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，在所述第二多个时间间隔中的每一时间间隔期满时，所述控制电路产生对应的控制信号，以便以相反次序将所述下一发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
93.根据权利要求89所述的设备，进一步包括存储器，用以存储多个所确定值。
94.根据权利要求93所述的设备，其中所述第一参数为发光二极管电流电平，且所述第二参数为电压电平，其中在所述AC电压间隔的所述第一部分期间，随着发光二极管电流陆续达到预定电平，所述控制电路进一步确定所述AC电压电平的对应值并将其存储在所述存储器中，且陆续产生对应的控制信号，以将所述第一多个发光二极管区段中的对应区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中；在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，随着所述AC电压电平减小到对应的电压电平，所述控制器进一步陆续产生对应的控制信号， 以将所述第一多个发光二极管区段中的所述对应区段切出所述第一串联发光二极管电流路径。
95.根据权利要求89所述的设备，其中所述第一参数和所述第二参数为包括电压或电流电平的相同参数，其中在所述AC电压间隔的所述第一部分期间，随着所述电压或电流电平陆续达到预定电平，所述控制电路进一步陆续地产生对应的控制信号，以将所述第一多个发光二极管区段中的对应区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中；在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，随着所述电压或电流电平减小到对应电平，所述控制器进一步陆续产生对应的控制信号，以将所述第一多个发光二极管区段中的所述对应区段切出所述第一串联发光二极管电流路径。
96.一种可耦合以接收AC电压的设备，所述设备包括整流器，用以提供经整流的AC电压；多个发光二极管，其串联耦合以形成多个发光二极管区段；多个开关，所述多个开关中的每一开关耦合到所述第一多个发光二极管区段中的对应区段的第一端子，且耦合到所述第一多个发光二极管区段中的最后一个区段的第二端子；电流传感器，用以感测发光二极管电流电平；电压传感器，用以感测经整流的AC电压电平；存储器，用以存储多个参数；以及控制器，其耦合到所述多个开关、耦合到所述存储器、耦合到所述电流传感器，且耦合到所述电压传感器，在经整流AC电压间隔的第一部分期间且当所述发光二极管电流电平已达到预定峰值发光二极管电流电平时，所述控制器确定所述经整流AC电压电平的对应值并将其存储在所述存储器中，且产生对应的控制信号以将对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；在经整流AC电压间隔的第二部分期间且在所述经整流AC 电压电平的当前值大体上等于所述经整流AC电压电平的所存储对应值时，所述控制器产生对应的控制信号以将所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
97.一种将电力提供给可耦合以接收AC电压的多个发光二极管的方法，所述多个发光二极管串联耦合以形成多个发光二极管区段，每一个发光二极管区段包括至少一个发光二极管，所述多个发光二极管区段耦合到对应多个开关，以将选定的发光二极管区段切入或切出串联发光二极管电流路径，所述方法包括监视第一参数；在AC电压间隔的第一部分期间，当所述第一参数已达到第一预定电平时，将对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；以及在所述AC电压间隔的第二部分期间，当所述第一参数已减小到第二预定电平时，将对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
98.根据权利要求97所述的方法，其中所述第一参数为所述串联发光二极管电流路径的电流电平。
99.根据权利要求98所述的方法，进一步包括使所述串联发光二极管电流路径的所述电流电平维持大体上恒定于所述第一预定电平。
100.根据权利要求98所述的方法，进一步包括在AC电压间隔的所述第一部分期间，当所述第一参数已达到第三预定电平时，将下一对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
101.根据权利要求98所述的方法，进一步包括在所述AC电压间隔的第二部分期间，当所述第一参数已减小到第四预定电平时，将对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
102.根据权利要求98所述的方法，进一步包括在所述AC电压间隔的所述第一部分期间，随着发光二极管电流陆续达到预定峰值电平，陆续地将对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；以及在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，随着所述经整流AC电压电平减小到对应的电压电平，将所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
103.根据权利要求102所述的方法，其中将所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径是以与将所述对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中的次序相反的次序进行的。
104.根据权利要求97所述的方法，进一步包括针对所述AC电压间隔的所述第一部分，确定对应于发光二极管区段的数目的第一多个时间间隔；以及针对所述AC电压间隔的所述第二部分，确定对应于发光二极管区段的所述数目的第二多个时间间隔。
105.根据权利要求104所述的方法，进一步包括在所述AC电压间隔的所述第一部分期间，在所述第一多个时间间隔中的每一时间间隔期满时，将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；以及在所述AC电压间隔的所述第二部分期间，在所述第二多个时间间隔中的每一时间间隔期满时，以相反次序将所述下一发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
106.根据权利要求97所述的方法，其中所述第一参数包括时间或者一个或一个以上时间间隔，或是基于时间的，或者包括一个或一个以上时钟循环计数。
107.根据权利要求97所述的方法，进一步包括对所述AC电压进行整流以提供经整流的AC电压。
108.根据权利要求97所述的方法，进一步包括确定所述AC电压是否是经相位调制的。
109.根据权利要求108所述的方法，进一步包括当所述AC电压经相位调制时，对应于经相位调制的AC电压电平将发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
110.根据权利要求108所述的方法，进一步包括当所述AC电压经相位调制时，对应于经相位调制的AC电流电平将发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
111.根据权利要求108所述的方法，进一步包括当所述AC电压经相位调制时，对应于所述经相位调制的AC电压的时间间隔将发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
112.根据权利要求108所述的方法，进一步包括当所述AC电压经相位调制时，通过第一开关维持并联发光二极管电流路径，同时通过第二开关将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
113.根据权利要求97所述的方法，进一步包括确定如果将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中，那么所述AC 电压间隔的所述第一部分中是否仍有足够时间供发光二极管电流达到预定峰值电平。
114.根据权利要求113所述的方法，进一步包括当所述AC电压间隔的所述第一部分中仍有足够时间供所述发光二极管电流达到所述预定峰值电平，那么将所述下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
115.根据权利要求113所述的方法，进一步包括当所述AC电压间隔的所述第一部分中没有足够时间供所述发光二极管电流达到所述预定峰值电平，那么不将所述下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
116.根据权利要求97所述的方法，进一步包括切换多个发光二极管区段，以形成第一串联发光二极管电流路径；以及切换多个发光二极管区段，以形成与所述第一串联发光二极管电流路径并联的第二串联发光二极管电流路径。
117.根据权利要求97所述的方法，其中所述多个发光二极管区段中的选定发光二极管区段各自包括具有不同色彩或波长的光发射谱的发光二极管。
118.根据权利要求117所述的方法，进一步包括选择性地将所述选定发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中以提供对应的照明效果。
119.根据权利要求117所述的方法，进一步包括选择性地将所述选定发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中以提供对应的色温。
120.一种可耦合以接收AC电压的设备，所述设备包括整流器，用以提供经整流的AC电压；多个发光二极管，其串联耦合以形成多个发光二极管区段；多个开关，其对应地耦合到所述多个发光二极管区段以将选定发光二极管区段切入或切出串联发光二极管电流路径；电流传感器，用以感测发光二极管电流电平；以及控制器，其耦合到所述多个开关且耦合到所述电流传感器，在经整流AC电压间隔的第一部分期间且在所述发光二极管电流电平已增加到第一预定电流电平时，所述控制器将对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；在经整流AC电压间隔的第二部分期间且在所述发光二极管电流电平以减小到第二预定电流电平时，所述控制器将所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
121.根据权利要求120所述的设备，其中所述控制器进一步使所述发光二极管电流电平维持大体上恒定于所述第一预定电平。
122.根据权利要求120所述的设备，其中在AC电压间隔的所述第一部分期间，当所述发光二极管电流电平已达到第三预定电平时，所述控制器进一步把下一对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
123.根据权利要求120所述的设备，其中在所述AC电压间隔的第二部分期间，当所述发光二极管电流电平已减小到第四预定电平时，所述控制器进一步把对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
124.根据权利要求120所述的设备，进一步包括多个电阻器，所述多个电阻器中的每一电阻器串联耦合到所述多个开关中的对应开关。
125.根据权利要求IM所述的设备，其中每一电阻器耦合在所述对应开关的高电压侧。
126.根据权利要求IM所述的设备，其中每一电阻器耦合在所述对应开关的低电压侧。
127.根据权利要求120所述的设备，进一步包括开关和电阻器，与所述多个发光二极管区段中的至少一个发光二极管区段串联耦合。
128.根据权利要求120所述的设备，其中所述多个发光二极管区段中的最终发光二极管区段总是耦合在所述串联发光二极管电流路径中。
129.根据权利要求120所述的设备，其中所述控制器进一步耦合到多个发光二极管区段以接收对应节点电压电平。
130.根据权利要求120所述的设备，其中所述多个开关中的至少一个开关耦合到所述整流器以接收所述经整流的AC电压。
131.根据权利要求120所述的设备，其中在所述经整流的AC电压间隔的所述第一部分期间，随着所述发光二极管电流电平达到预定峰值电平，所述控制器进一步把对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；在经整流的AC电压间隔的所述第二部分期间，随着所述发光二极管电流电平减小到对应值，所述控制器进一步把所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径。
132.根据权利要求131所述的设备，其中所述控制器进一步把所述对应的发光二极管区段切出所述串联发光二极管电流路径是以与将所述对应的发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中的次序相反的次序进行的。
133.根据权利要求120所述的设备，其中所述控制器进一步确定所述经整流AC电压是否是经相位调制的。
134.根据权利要求133所述的设备，其中当所述经整流AC电压经相位调制时，所述控制器进一步对应于所述经整流AC电压电平把发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
135.根据权利要求133所述的设备，其中当所述经整流AC电压经相位调制时，所述控制器进一步对应于所述经整流AC电压电平的时间间隔把发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
136.根据权利要求133所述的设备，其中当所述经整流AC电压经相位调制时，所述控制器进一步通过第一开关维持并联发光二极管电流路径，同时通过第二开关将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
137.根据权利要求120所述的设备，其中所述控制器进一步确定在将下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中的情况下，所述经整流AC电压间隔的所述第一部分中是否仍有足够时间供所述发光二极管电流电平达到预定峰值电平。
138.根据权利要求137所述的设备，其中当所述经整流AC电压间隔的所述第一部分中仍有足够时间供所述发光二极管电流电平达到所述预定峰值电平时，所述控制器进一步把所述下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中；当所述经整流AC电压间隔的所述第一部分中无足够时间供所述发光二极管电流电平达到所述预定峰值电平时，所述控制器进一步不把所述下一发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中。
139.根据权利要求120所述的设备，其中所述控制器进一步切换多个发光二极管区段以形成第一串联发光二极管电流路径，且切换多个发光二极管区段以形成与所述第一串联发光二极管电流路径并联的第二串联发光二极管电流路径。
140.根据权利要求120所述的设备，其中所述多个发光二极管区段中的选定发光二极管区段各自包括具有不同色彩或波长的光发射谱的发光二极管。
141.根据权利要求140所述的设备，其中所述控制器进一步选择性地将所述选定发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中，以提供对应的照明效果。
142.根据权利要求140所述的设备，其中所述控制器进一步选择性地将所述选定发光二极管区段切入所述串联发光二极管电流路径中，以提供对应的色温。
143.根据权利要求120所述的设备，其中所述设备在大体上约100Hz、120Hz、300Hz、 360Hz或400Hz的经整流AC电压频率下操作。
144.根据权利要求120所述的设备，进一步包括多个荧光涂层或层，每一荧光涂层或层耦合到所述多个发光二极管中的对应发光二极管，每一荧光涂层或层具有约2毫秒到3毫秒之间的发光衰变时间常数。
145.一种可耦合以接收AC电压的设备，所述设备包括第一多个发光二极管，其串联耦合以形成第一多个发光二极管区段；第一多个开关，其耦合到所述第一多个发光二极管区段以响应于控制信号将选定发光二极管区段切入或切出第一串联发光二极管电流路径；电流传感器，用以确定发光二极管电流电平；以及控制器，其耦合到所述多个开关且耦合到所述电流传感器，所述控制器在AC电压间隔的第一部分期间且响应于所述发光二极管电流电平，产生第一控制信号以将所述第一多个发光二极管区段中的对应发光二极管区段切入所述第一串联发光二极管电流路径中；所述控制器在所述AC电压间隔的第二部分期间且响应于所述发光二极管电流电平，将所述第一多个发光二极管区段中的对应发光二极管区段切出所述第一串联发光二极管电流路径。
146.根据权利要求145所述的设备，其中所述控制器进一步使所述发光二极管电流电平维持大体上恒定于所述第一预定电平。
147.根据权利要求145所述的设备，进一步包括多个电阻器，所述多个电阻器中的每一电阻器串联耦合到所述多个开关中的对应开关。
148.根据权利要求147所述的设备，其中每一电阻器耦合在所述对应开关的高电压侧。
149.根据权利要求147所述的设备，其中每一电阻器耦合在所述对应开关的低电压侧。
150.根据权利要求145所述的设备，其进一步包括开关和电阻器，与所述多个发光二极管区段中的至少一个发光二极管区段串联耦合。
151.根据权利要求145所述的设备，其中所述多个发光二极管区段中的最终发光二极管区段总是耦合在所述串联发光二极管电流路径中。
152.根据权利要求145所述的设备，其中所述控制器进一步耦合到多个发光二极管区段以接收对应节点电压电平。
153.根据权利要求145所述的设备，其中所述多个开关中的至少一个开关耦合到所述整流器以接收所述经整流的AC电压。
154.根据权利要求145所述的设备，进一步包括第二多个发光二极管，其串联耦合以形成第二多个发光二极管区段；以及第二多个开关，其耦合到所述第二多个发光二极管区段，以将所述第二多个发光二极管区段中的选定区段切入或切出第二串联发光二极管电流路径；其中所述控制器进一步耦合到所述第二多个开关，且进一步产生对应的控制信号，以切换所述第二多个发光二极管区段中的多个区段，以形成与所述第一串联发光二极管电流路径并联的所述第二串联发光二极管电流路径。
155.根据权利要求IM所述的设备，其中所述第二串联发光二极管电流路径具有与所述第一串联发光二极管电流路径的极性相对的极性。
156.根据权利要求IM所述的设备，其中流经所述第一串联发光二极管电流路径的第一电流具有与流经所述第二串联发光二极管电流路径的第二电流的方向相对的方向。
157.根据权利要求145所述的设备，进一步包括电流限制电路。
158.根据权利要求145所述的设备，进一步包括调光接口电路。
159.根据权利要求145所述的设备，进一步包括 DC电源电路，其耦合到所述控制器。
160.根据权利要求145所述的设备，进一步包括 温度保护电路。
全文摘要
本发明公开一种用于向例如发光二极管(“LED”)等照明装置提供AC线路电力的设备、方法和系统。一种示范性设备，其包括多个LED，其串联耦合以形成第一多个LED区段；多个开关，其耦合到所述多个LED区段，以响应于控制信号将选定区段切入到串联LED电流路径中或切出串联LED电流路径；电流传感器；以及控制器，其响应于第一参数且在AC电压间隔的第一部分期间，产生第一控制信号以将对应的LED区段切入所述串联LED电流路径中，在所述AC电压间隔的第二部分期间，产生第二控制信号以将对应的LED区段切出第一串联LED电流路径。
文档编号G05F1/00GK102498449SQ201080034235
公开日2012年6月13日 申请日期2010年6月3日 优先权日2009年6月4日
发明者史蒂芬·F·德雷尔, 周东胜, 哈利·罗得里格兹, 安纳托利·意廷柏格, 布拉德利·M·莱曼, 托马斯·J·里奥丹, 马克·伊森 申请人:普英森亿有限责任公司