照明装置的制作方法

本公开涉及一种照明装置，更具体地，涉及一种使用LED作为光源的照明装置。

背景技术：

照明装置被设计成使用利用少量能量表现出高发光效率的光源，以减少能耗。在照明装置中使用的光源的代表性例子可以包括LED。LED在各方面诸如能耗、寿命和光质等方面与其它光源不同。

然而，由于LED由电流驱动，使用LED作为光源的照明装置需要大量附加电路用于驱动电流。为解决上述问题，已经开发了AC直接驱动型照明装置向LED提供AC(交流)电压。

AC直接驱动型照明装置被配置成将AC电压转换成整流电压并使用该整流电压驱动电流使得LED能够发光。由于AC直接驱动型LED照明装置使用整流电压而不使用电感器和电容器，所以AC直接驱动型LED照明装置具有令人满意的功率因数。整流电压表示通过对AC电压进行全波整流而得到的电压。

AC直接驱动型照明装置包括一个或多个LED组，并且每个LED组包括一个或多个LED，且响应于整流电压的变化而发光。

当需要照度控制时，AC直接驱动型照明装置可以连接至调光器。调光器可以包括各种类型的调光器，诸如用于提供DC(直流)电压的模拟调光器和用于提供脉冲(其是脉冲宽度调制信号)的数字调光器。

AC直接驱动型照明装置包括驱动电路，所述驱动电路提供与一个或多个LED组的发光对应的电流通路并调节驱动电流。驱动电路接收来自被单独配置的调光控制单元的调光控制信号并控制驱动电流。调光控制单元被连接至调光器，接收调光器的调光信号，并向驱动电路提供与调光信号对应的调光控制信号。

当调光器未连接至AC直接驱动型照明装置时，调光控制单元的调光信号输入端子可以浮置，其中该调光信号输入端子用于连接调光器。为了防止所述浮置，调光控制单元的调光信号输入端子需要额外的电路处理诸如短路(short)。因此，能够防止调光控制单元的调光信号输入端子的浮置。

然而，当调光控制单元的调光信号输入端子的电路处理状态根据调光器是否连接而改变时，其可能在照明装置的设计和制造过程中造成不便，并成为以各种方式实施照明装置时的约束。

因此，需要设计成通过确定调光器的连接状态而不用单独电路处理操作来进行工作的AC直接驱动型照明装置。

技术实现要素：

各种实施方式涉及一种照明装置，所述照明装置能够检测调光器的连接，并当调光器未连接时响应于LED的发光而使用预设恒定电压控制驱动电流。

在实施方式中，照明装置可以包括：驱动电路，被配置成响应于整流电压的变化而提供用于LED组的相继发光的电流通路；调光控制单元，被配置成提供第一控制信号和第二控制信号中的一个作为调光控制信号，其中第一控制信号对应于响应于调光器的连接而输入的调光信号，第二控制信号与调光器的断开对应；以及驱动电流控制电路，被配置成响应于所述调光控制单元的所述调光控制信号而控制流经所述电流通路的驱动电流的量。

附图说明

图1是示出根据本发明实施方式的照明装置的方块图；

图2是示出图1所示驱动电路的电路图；

图3是示出驱动电流根据整流电压的变化而变化的图；

图4是示出图1所示调光控制单元的电路图；

图5是用于描述通过图4所示调光控制单元的照度变化的图；

图6是示出图1所示调光控制单元的另一实施方式的电路图；

图7是示出根据本发明的另一实施方式的照明装置的方块图；

图8是示出图7所示驱动电路的电路图；

图9是示出图7所示驱动电路的另一实施方式的电路图；

图10是示出图7所示驱动电路的又一实施方式的电路图。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细描述本发明的实施方式。本发明的说明书和权利要求中使用的术语不限于典型的字典定义，而必须被解释成与本发明的技术理念相一致的意义和概念。

在本发明的说明书中和附图中示出的配置中描述的实施方式是本发明的优选实施方式，而不代表本发明的整个技术理念。因此，可以在提交本申请时提供能够替换所述实施方式和所述配置的各种等价物和修改。

根据本发明的实施方式的照明装置可以被配置成检测用于控制照度的调光器的连接状态，并当调光器未连接时使用预设的恒定电压固定照度。

照明装置可以包括用于将调光控制信号施加至驱动电路30以控制照明的各种方法。在实施方式中，照明装置可以控制与驱动电路30的电流通路连接的传感电阻器R_S的电流量，以控制照度。在另一实施方式中，驱动电路30可以具有调光控制端子DIM，并且响应于施加至调光控制端子DIM的调光控制信号而控制驱动电路30的内部驱动电流，从而控制照度。前者实施方式可以对应于图1的实施方式，并且后者实施方式可以对应于图7的实施方式。

参考图1，将描述根据本发明的实施方式的照明装置。

在图1中，根据本发明的实施方式的照明装置包括电源单元10、照明单元20、驱动电路30、调光控制单元40和驱动电流控制电路42。调光控制单元40可以具有电连接至外部调光器50的调光信号输入端子。

电源单元10可以被配置成提供整流电压Vrec。为了这个操作，电源单元10可以包括AC电源VAC和整流器12。

AC电源VAC可以用普通的AC电源实施并提供AC电压。整流器12可以对AC电源VAC的AC电压进行全波整流，并输出整流电压Vrec。整流器12可以具有典型的桥式二极管结构。

从电源单元10提供的整流电压Vrec具有与整流电压Vrec的半周期对应的波纹。在下文中，在本发明的实施方式中，整流电压Vrec的变化被定义为波纹的增加/减少。

照明单元20响应于整流电压Vrec而发光，并包括LED。照明单元20中包括的多个LED可以被分为多个LED组，并且图1示出照明单元20包括串联连接的四个LED组。也就是说，照明单元20包括串联连接的LED组LED1至LED4。照明单元20中包括的LED组的数量可以根据设计者的意图被设定为不同的值。

照明单元20中包括的各个LED组可以包括一个或多个LED，或串联、并联或串并联连接的多个LED。

LED组借以发光的电压可以被定义为发光电压。更具体地，LED组LED1借以发光的电压可以被定义为LED组LED1的发光电压V1，LED组LED1和LED2借以发光的电压可以被定义为LED组LED2的发光电压V2，LED组LED1至LED3借以发光的电压可以被定义为LED组LED3的发光电压V3，LED组LED1至LED4借以发光的电压可以被定义为LED组LED4的发光电压V4。

驱动电路30执行电流调节用于照明单元20的发光，并提供用于相继发光的电流通路。

更具体地，驱动电路30可以被配置成提供电流通路(所述电流通路根据整流电压Vrec的变化而响应于照明单元20的LED组LED1至LED4的发光而变化)并对所述电流通路进行电流调节。

为了这个操作，驱动电路30包括端子C1至C4、传感电阻器端子Riset和接地端子GND。端子C1至C4被连接至照明单元20中包括的LED组LED1至LED4的各自的输出端子并被配置成形成通道，传感电阻器端子Riset被配置成将驱动电路30中形成的电流通路连接至传感电阻器，并且接地端子GND用于接地。

驱动电路30使用通过传感电阻器端子Riset提供的传感电压，从而提供电流通路。

驱动电路30将传感电压与基准电压(其响应于各个LED组LED1至LED4而在内部提供)进行比较。根据传感电压与基准电压之间的比较结果，驱动电路30可以提供将传感电阻器端子Riset分别连接至端子C1至C4的电流通路。

照明单元20响应于周期性上升和下降的整流电压Vrec的变化而相继发光。当整流电压Vrec上升时，相继发光的LED组的数量增加，而当整流电压Vrec下降时，相继发光的LED组的数量减少。驱动电路30提供响应于照明单元20的相继发光而变化的电流通路，并且用于相继发光的电流通路中的驱动电流以阶梯式方式变化。

调光控制单元40向调光信号输入端子提供第一调光控制信号DIM_in和第二调光控制信号DIM_max中的一个作为调光控制信号，响应于调光器50的连接，调光信号被输入至调光信号输入端子。第一调光控制信号DIM_in对应于调光信号，且第二调光控制信号DIM_max对应于调光器50的断开。

驱动电流控制电路42响应于调光控制单元40的调光控制信号，控制与包括LED的照明单元20的发光对应的驱动电流。为了这个操作，图1的驱动电流控制电路42被串联连接至传感电阻器Rs(从驱动电路30输出的驱动电流流经所述传感电阻器Rs)。

驱动电流控制电路42具有连接在传感电阻器Rs与地之间的NPN双极型晶体管Q_S，并且从调光控制单元40提供的第一调光控制信号DIM_in和第二调光控制信号DIM_max中的一个作为调光控制信号被施加至NPN双极型晶体管QS的基极。

可以参考图2描述图1的驱动电路30。

驱动电路30包括多个开关电路31至34和基准电压供应单元36。多个开关电路31至34提供用于LED组LED1至LED4的电流通路，并且所述基准电压供应单元36提供基准电压VREF1至VREF4。

基准电压供应单元36可以被配置成提供根据设计者的意图而提供具有不同电平的基准电压VREF1至VREF4。

例如，基准电压供应单元36包括串联连接的多个电阻器，并且所述串联连接的多个电阻器接收恒定电压Vcc并被连接至接地端子GND。基准电压供应单元36可以被配置成将具有不同电平的基准电压VREF1至VREF4输出至各个电阻器之间的节点。在另一实施方式中，基准电压供应单元36可以包括用于提供具有不同电平的各个基准电压VREF1至VREF4的独立的电压供应源。

在具有不同电平的基准电压VREF1至VREF4中，基准电压VREF1可以具有最低电压电平，并且基准电压VREF4可以具有最高电压电平。电压电平可以按基准电压VREF1、VREF2、VREF2和VREF4的次序逐渐增加。

基准电压VREF1具有用于在LED组LED2发光时断开开关电路31的电平。更具体地，基准电压VREF1可以被设定为比在LED组LED2发光时在传感电阻器Rs中形成的传感电压更低的电平。

基准电压VREF2具有用于在LED组LED3发光时断开开关电路32的电平。更具体地，基准电压VREF2可以被设定为比在LED组LED3相继发光时在传感电阻器Rs中形成的传感电压更低的电平。

基准电压VREF3具有用于在LED组LED4发光时断开开关电路33的电平。更具体地，基准电压VREF3可以被设为比在LED组LED4发光时在传感电阻器Rs中形成的传感电压更低的电平。

基准电压VREF4可以以流经传感电阻器Rs的电流成为在整流电压Vrec的上限电平范围中的预定的恒定电流的方式被设定。

开关电路31至34共同连接至传感电阻器Rs，以便进行电流调节并形成电流通路。

开关电路31至34分别将传感电阻器Rs的传感电压与基准电压供应单元36的基准电压VREF1至VREF4进行比较，并形成用于照明单元20的发光的电流通路。

当开关电路连接至远离施加整流电压Vrec的位置的LED组时，开关电路31至34中的每个接收高电平基准电压。

开关电路31至34可以分别包括比较器38a和38b和开关元件，并且所述开关元件可以分别包括NMOS晶体管39a至39d。

开关电路31至34的比较器38a至38d的每个具有：正输入端子(+)，被配置成接收基准电压；负输入端子(-)，被配置成接收传感电压；和输出端子，被配置成输出通过比较所述基准电压和所述传感电压而得到的结果。

各开关电路31至34的NMOS晶体管39a至39d根据比较器38a至38d的输出(通过其栅极被施加)而进行开关操作。各个NMOS晶体管39a至39d的漏极和各个比较器38a至38d的负输入端子(-)共同连接至传感电阻器Rs。

根据上述配置，传感电阻器Rs可以将传感电压施加至比较器38a至38d的负输入端子(-)，并提供与各个开关电路31至34的NMOS晶体管39a至39d对应的电流通路。

在根据本发明的实施方式的照明装置中，LED组LED1至LED4可以响应于整流电压Vrec的变化而相继发光，并且可以通过驱动电路30提供与LED组LED1至LED4的相继发光对应的电流通路。

在下文中，将描述根据本发明的实施方式的照明装置(其如图1和图2所示配置)的操作。为了便于描述，假设驱动电流控制电路42的NPN双极型晶体管Qs保证最大驱动电流流动。

当整流电压Vrec在初始状态时，所有开关电路31至34保持接通状态，因为施加至其正输入端子(+)的基准电压VREF1至VREF4比被施加至其负输入端子(-)的电阻器Rs的传感电压高。然而，由于整流电压Vrec具有不足以接通LED组LED1至LED4的电平，LED组LED1至LED4不发光。

然后，当整流电压Vrec上升以达到发光电压V1时，LED组LED1发光。当照明单元20的LED组LED1发光时，连接至LED组LED1的开关电路31提供用于发光的电流通路。

当整流电压Vrec达到发光电压V1使得LED组LED1发光并且电流通路通过开关电路31而被形成时，其(电平被增加至预定电平)驱动电流Irec沿经过过LED组LED1、驱动电路30的开关电路31和传感电阻器Rs的路径流动。

然后，当整流电压Vrec继续上升以达到发光电压V2时，LED组LED2发光。当照明单元20的LED组LED2发光时，连接至LED组LED2的开关电路32提供用于发光的电流通路。

当整流电压Vrec达到发光电压V2使得LED组LED2发光并且电流通路通过开关电路32而被形成时，传感电阻器Rs的传感电压的电平上升。此时，传感电压具有比基准电压VREF1更高的电平。因此，开关电路31的NMOS晶体管39a通过比较器38a的输出而被断开。也就是，开关电路31被断开，并且开关电路32提供与LED组LED2的发光对应的电流通路。此时，LED组LED1也保持发光状态，并且驱动电流Irec的电平上升至由开关电路32控制的电平。

然后，当整流电压Vrec继续上升以达到发光电压V3时，LED组LED3发光。当LED组LED3发光时，连接至LED组LED3的开关电路33提供用于发光的电流通路。

当整流电压Vrec达到发光电压V3使得LED组LED3相继发光并且电流通路通过开关电路33而被形成时，传感电阻器Rs的传感电压的电平上升。此时，传感电压具有比基准电压VREF2更高的电平。因此，开关电路32的NMOS晶体管39b通过比较器38b的输出而被断开。也就是，开关电路32被断开，并且开关电路33提供与LED组LED3的发光对应的电流通路。此时，LED组LED1和LED2也保持发光状态，并且驱动电流Irec的电平上升至由开关电路33控制的电平。

然后，当整流电压Vrec继续上升以达到发光电压V4时，LED组LED4发光。当LED组LED4发光时，连接至LED组LED4的开关电路34提供用于发光的电流通路。

当整流电压Vrec达到发光电压V4使得LED组LED4相继发光并且电流通路通过开关电路34而被形成时，传感电阻器Rs的传感电压的电平上升。此时，传感电压具有比基准电压VREF3更高的电平。因此，开关电路33的NMOS晶体管39c通过比较器38c的输出而被断开。也就是，开关电路33被断开，并且开关电路34提供与LED组LED4的发光对应的电流通路。此时，LED组LED1至LED3也保持发光状态，并且驱动电流Irec的电平上升至由开关电路34控制的电平。

LED组LED4的发光被保持直到整流电压Vrec上升至最大电平然后下降以达到发光电压V4。

然后，当整流电压Vrec下降时，连接至LED组LED4至LED1的开关电路34至31相继被断开，LED组LED4至LED1相继被断开，并且驱动电流Irec以阶梯式的方式下降。

在本实施方式中，调光控制单元40被配置成根据调光器50的连接状态向驱动电流控制电路42提供第一调光控制信号DIM_in和第二调光控制信号DIM_max中的一个作为调光控制信号。第一调光控制信号DIM_in对应于从调光器50提供的调光信号，并且第二调光控制信号DIM_max对应于预设的恒定电压。

驱动电流控制电路42控制从驱动电路30(其响应于照明单元20的发光而提供电流通路)输出的驱动电流Irec。为了这个操作，驱动电流控制电路42包括串联连接至传感电阻器Rs的电流控制元件，所述传感电阻器Rs与驱动电路30的驱动电流输出端子(传感电阻器端子Riset)连接，并且所述电流控制元件根据从调光控制单元40提供的第一调光控制信DIM_in和第二调光控制信号DIM_max中的一个而控制驱动电流Irec。

电流控制元件可以包括NPN双极型晶体管Qs。

驱动电流控制电路42包括：二极管D1，用于将第一调光控制信号DIM_in发送至NPN双极型晶体管Qs的基极；和二极管D2，用于将对应于预设恒定电压的第二调光控制信号DIM_max发送至NPN双极型晶体管Qs的基极。

调光控制单元40可以被配置成提供第一调光控制信DIM_in和第二调光控制信号DIM_max作为具有恒定脉冲宽度的脉冲信号或DC电压。在本实施方式中，为了便于描述，假设第一调光控制信号DIM_in和第二调光控制信号DIM_max被提供为DC电压。

当调光器50被连接时，调光控制单元40可以提供与调光器50的调光信号对应的第一调光控制信号DIM_in。当调光器50未连接时，调光控制单元40可以以与第一调光控制信号DIM_in的最大值对应的电平或以保证最大照度的电平提供第二调光控制信号DIM_max。

调光控制单元40可以如图4所示配置。

调光控制单元40包括第一调光控制信号提供电路和第二调光控制信号提供电路。第一调光控制信号提供电路接收被连接的调光器50的调光信号，并提供与所述调光信号的电平对应的第一调光控制信号DIM_in，并且当所述第一调光控制信号DIM_in等于或小于预设电平时，所述第二调光控制信号提供电路响应于调光器50的断开而提供与预设照度对应的第二调光控制信号DIM_max。

在图4中，光耦合器PC对应于第一调光控制信号提供电路，并且NPN双极型晶体管Qd和电阻器R40和R42对应于第二调光控制信号提供电路。

更具体地，将参考图5描述根据图4的实施方式的调光控制单元的配置和操作。

光耦合器PC包括光电二极管PD和光电晶体管PQ。光电二极管PD响应于调光器50的调光信号(其跨光电二极管PD两端施加)而发光。光电晶体管PQ根据所接收光的量(其对应于由光电二极管PD产生的光的量)基于恒定电压Vcc而控制电流。因此，光电晶体管PQ输出与调光信号对应的第一调光控制信号DIM_in。

调光器50提供调光信号，所述调光信号具有高于电压Vnc并且等于或低于电压Vmax的电平。在电压Vnc与电压Voff之间的调光信号用于调暗，并且驱动电流控制电路42根据与调光信号对应的第一调光控制信号DIM_in控制驱动电流Irec以断开照明单元20。

当第一调光控制信号DIM_in保持电压Vnc或更大时，NPN双极型晶体管Qd保持接通状态。因此，第二调光控制信号DIM_max通过电阻器R40的输出被阻止。

当通过电阻器R42被施加至基极的第一调光控制信号DIM_in等于或小于预设电平时，NPN双极型晶体管Qd被断开。因此，第二调光控制信号DIM_max可以通过电阻器R40被输出，同时具有与所述第一调光控制信号DIM_in的最大值对应的恒定电压电平Vcc。

也就是，当因为调光器50未连接而光耦合器PC的光电晶体管PQ被断开时，可以通过NPN双极型晶体管Qd的操作，以与第一调光控制信号DIM_in的最大值对应的恒定电压电平Vcc输出与调光器50的断开对应的第二调光控制信号DIM_max。

用于确定调光器50的连接或断开的电压Vnc(其用作基准电压)可以被设定成基本为0V或比用于调暗的电压Voff更低的电平。

根据本实施方式的调光控制单元40可以如图6所示配置。

图6的调光控制单元可以包括第一调光控制信号提供电路、比较器62和第二调光控制信号提供电路。第一调光控制信号提供电路接收调光信号并提供与调光信号的电平对应的第一调光控制信号DIM_in，比较器62确定第一调光控制信号DIM_in是否等于或低于预设基准电压Vref，并且当所述第一调光控制信号DIM_in等于或低于预设基准电压Vref时，第二调光控制信号提供电路提供与预设照度对应的第二调光控制信号DIM_max。

第一调光控制信号提供电路可以包括光耦合器PC，并且第二调光控制信号提供电路可以包括二极管Dd和电阻器R60。

更具体地，将参考图5描述根据图6的实施方式的调光控制单元40的配置和操作。由于光耦合器PC以与图4的实施方式相同的方式被操作，所以在此省去重复的描述。

当调光器50提供具有高于电压Vnc并且等于或低于电压Vmax的电平的调光信号时，通过光耦合器PC的操作向驱动电流控制电路42提供与电压Vnc与Voff之间的调光信号对应的第一调光控制信号DIM_in，并且驱动电流控制电路42控制从照明单元20输出的驱动电流Irec。

此时，由于施加至比较器62的反相端子(-)的第一调光控制信号DIM_in保持等于或高于施加至比较器62的非反相端子(+)的基准电压Vref的电平，比较器62输出接地电压，并且第二调光控制信号DIM_max通过二极管Dd的操作而下降到接地电平。

当因为调光器50未连接而光耦合器PC的光电晶体管PQ被断开时，施加至比较器62的反相端子(-)的电压变得比施加至比较器62的非反相端子(+)的基准电压Vref更低。此时，比较器62输出恒定电压Vcc，并且二极管Dd未被操作(因为其两端之间没有电势差)。因此，可以以与第一调光控制信号DIM_in的最大电平对应的恒定电压电平Vcc输出第二调光控制信号DIM_max。

在另一实施方式中，如图7所示，驱动电路30可以具有调光控制端子DIM，并响应于施加至所述调光控制端子DIM的调光控制信号而控制驱动电路30的内部驱动电流。

在图7的实施方式中，调光控制单元40可以以与图4和图6的实施方式相同的方式被配置。因此，在此省去其详细的描述。

在图7的实施方式中，驱动电路30可以具有调光控制端子DIM，并根据施加至调光控制端子DIM的电压而控制内部驱动电流Irec。

驱动电流控制电路42包括：调光控制信号被施加至的电阻器Ro；二极管D1，用于发送第一调光控制信号DIM_in；和二极管D2，用于发送第二调光控制信号DIM_max，并且所述电阻器Ro、二极管D1和二极管D2并联连接至调光控制端子DIM。

驱动电路30可以如图8所示配置。

参考图8，驱动电路30可以包括被连接至传感电阻器端子Riset的调光处理单元38，所述传感电阻器端子Riset共同连接至用于响应于照明单元20的发光而选择性地提供电流通路的开关电路31至34，并且调光处理单元38可以响应于通过调光控制端子DIM发送的调光控制信号而控制待输出的驱动电流Irec的量。

此外，驱动电路30可以如图9所示配置。

参考图9，驱动电路30包括调光处理单元38和开关电路31至34。调光处理单元38通过传感电阻器端子Riset接收调光控制信号，并且开关电路31至34响应于照明单元20的发光而选择性地提供电流通路。调光处理单元38被配置成响应于调光控制信号而控制用于形成电流通路的开关电路31至34的驱动电流Irec的量。

更具体地，调光处理单元38可以通过向各个开关电路31至34的NMOS晶体管39a至39d的栅极提供与调光控制信号对应的控制信号Ds而控制驱动电流Irec的量。

此外，驱动电路30可以如图10所示配置。

参考图10，驱动电路30可以包括调光处理单元38和基准电压供应单元36。调光处理单元38通过传感电阻器端子Riset接收调光控制信号，并且基准电压供应单元36响应于照明单元20的发光而提供用于形成电流通路的基准电压。基准电压供应单元36包括电阻器Ra和R1至R4，所述Ra和R1至R4被串联连接以接收恒定电压Vcc和跨过其的接地电压并分别向与电阻器连接的节点输出基准电压Vref1至Vref4。调光处理单元38被配置成响应于调光控制信号而改变基准电压供应单元36的基准电压的电平。

更具体地，调光处理单元38向输出基准电压供应单元36的最高基准电压Vref4的节点施加与调光控制信号对应的控制信号Ds，并且基准电压供应单元36可以输出根据调光控制信号的电平变化而被控制的基准电压Vref1至Vref4。因此，驱动电路30可以根据调光控制信号的变化而控制并输出驱动电流Irec。

在图8和图9的实施方式中，当调光器50未连接时，驱动电路30可以通过调光控制端子DIM向调光处理单元38提供与第一调光控制信号DIM_in的最大值对应的第二调光控制信号DIM_max。

因此，当调光器50未连接时，驱动电路30可以控制驱动电流Irec以对应于最大照度。

根据本发明的实施方式的照明装置可以自动感测调光器50的连接并连接驱动电流Irec。特别地，当调光器50未连接时，照明装置可以使用恒定电压基于LED的发光控制照度。

因此，考虑到调光器50的断开，照明装置可以不需要设计和制造过程。只要调光器50的连接被自动感测，照明装置就可以以各种方式被体现。

虽然上文已经描述了各种实施方式，本领域技术人员将理解的是，所描述的实施方式仅仅当作举例。因此，在此描述的公开不应基于所描述的实施方式而受到限制。