一种亮度控制装置与亮度控制方法与流程

本申请涉及到照明领域，特别是涉及一种亮度控制装置与亮度控制方法。

背景技术：

无线馈能照明在医疗领域有很好的应用前景，比如部署在角膜的无源装置可以照亮眼底，这样帮助眼底手术和检查，这样的装置需要在极小的空间内实现能量的接收、驱动发光器件等，这样极简的装置难以承载调光电路，但是实际使用时又需要通过外部控制实现光照的调节与稳定。现有技术没有解决上述问题的技术方案。

技术实现要素：

本申请的主要目的为提供一种亮度控制装置与亮度控制方法，能起到不需要在发光装置上装载调光电路就能实现调光功能的技术效果。

本申请提供一种亮度控制装置，用于控制发光二极管的亮度，其中发光二极管位于感应电路上，所述感应电路具有感应线圈，包括：馈能电路与处理器；所述馈能电路具有滤波器和对应于所述感应线圈的馈能线圈，所述滤波器与所述馈能线圈并联，所述处理器用于根据所述滤波器滤波后的电压信号控制馈能电路的交流输入电压。

进一步地，所述交流输入电压包括正弦交流电压、余弦交流电压或者三角波交流电压。

进一步地，包括整流电路，用于对所述交流输入电压进行整流，所述整流电路与所述馈能电路耦接。

进一步地，所述整流电路为全波整流电路。

进一步地，所述滤波器为高通滤波器，所述高通滤波器的截止频率高于所述交流输入电压的频率。

本申请提供一种亮度控制方法，采用亮度控制装置控制发光二极管的亮度，其中发光二极管位于感应电路上，所述感应电路具有感应线圈，亮度控制装置包括馈能电路与处理器，所述馈能电路具有滤波器和对应于所述感应线圈的馈能线圈，所述滤波器与所述馈能线圈并联，包括：

接收所述滤波器滤波后的电压信号；

根据所述滤波后的电压信号调整交流输入电压以控制发光二极管的亮度。

进一步地，所述滤波器为高通滤波器，所述接收所述滤波器滤波后的电压信号的步骤包括：

接收经过高通滤波器滤波后的电压信号。

进一步地，所述根据所述滤波后的电压信号调整交流输入电压以控制发光二极管的亮度的步骤包括：

调整|x1-x2|/t的值以控制发光二极管的亮度；

其中，x1、x2是在所述交流输入电压的一个或者半个周期内，关于交流输入电压的一个峰值对称的所述滤波后的电压信号的两个电压位点的时间轴坐标；t为所述交流输入电压的周期。

进一步地，所述调整|x1-x2|/t的值以控制发光二极管的亮度的步骤包括：

采用脉冲调宽或者脉冲调幅的方式调制所述交流输入电压，从而调整|x1-x2|/t的值以控制发光二极管的亮度。

进一步地，所述调整|x1-x2|/t的值以控制发光二极管的亮度的步骤包括：

采用调整所述交流输入电压的幅度的方式调整|x1-x2|/t的值以控制发光二极管的亮度。

本申请的原理包括：采用馈能电路对感应电路进行无线馈能时，馈能线圈(若采用电磁感应馈能)的电流和电压会随感应线圈的负载变化而变化，当感应电路上具有发光二极管(led)时，led开通与关断时会在馈能线圈上的交流信号的不同相位产生明显的、区别于输入交流信号的抖动(扭曲信号的扭曲位点)，在交流输入电压的一个周期内，关于交流输入电压的一个峰值对称的所述扭曲信号的两个扭曲位点的时间轴差值就是二极管的工作时间，其与交流输入电压的周期的比就是工作比，感测这个比就知道led的工作强度，即亮度，设定和控制这个工作比就能预设与稳定控制住led的亮度。

其中，扭曲信号可以用经过滤波器过滤所述输入交流信号后得到的电压信号来表示。

具体的，工作比可以用公式：|x1-x2|/t来表示(参见图4、图5,其中图4的波形将不经过整流处理，因此x1与x2只存在于x轴上方，图5的波形将经过整流处理，从而使x轴上方的波形翻转至x轴上方，因此x1与x2不仅存在于x轴上方，还存在于x轴下方)，其中，x1、x2是在所述交流输入电压的一个或者半个周期内，关于交流输入电压的一个峰值对称的所述滤波后的电压信号的两个电压位点(即扭曲信号的两个扭曲位点)的时间轴坐标；t为所述交流输入电压的周期。

根据本申请提供的亮度控制装置与亮度控制方法，能起到不需要在发光装置上装载调光电路就能实现调光功能的技术效果；能在不外加复杂的调光电路的基础上，进行对led亮度的精准调节。

附图说明

图1为申请本申请一实施例的感应电路与亮度控制装置的馈能电路示意简图；

图2为本申请一实施例的亮度控制装置结构示意框图；

图3为本申请一实施例的亮度控制方法的流程示意图；

图4为本申请一实施例的馈能电路的交流输入信号的电压-时间曲线图；

图5为本申请一实施例的馈能电路的交流输入信号的电压-时间曲线图。

附图标记具体含义如下：

1：发光二极管；2：感应线圈；3：馈能线圈；4：滤波器；5：交流输入电压；10：感应电路；20：馈能电路；30：处理器；100：亮度控制装置。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

下面详细描述本申请的实施例，本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

参见图1、2，本申请实施例提供的一种亮度控制装置，用于控制发光二极管的亮度，其中发光二极管位于感应电路上，所述感应电路具有感应线圈，包括：馈能电路与处理器；所述馈能电路具有滤波器和对应于所述感应线圈的馈能线圈，所述滤波器与所述馈能线圈并联，所述处理器用于根据所述滤波器滤波后的电压信号控制馈能电路的交流输入电压。

其中，亮度控制装置通过馈能电路将能量馈送至感应电路上的发光二极管。感应电路是指能感应并接收到馈能电路馈送的能量的电路，包括采用磁场共振技术、电感耦合技术、磁(场)耦合式、电(场)耦合式、电磁辐射式(如太阳辐射)、机械波耦合式(超声)、电磁感应技术等的电路，例如可以为包括电磁感应线圈的电路，通过电磁感应原理感受并接受馈送能量，相应的馈能电路例如可以为包括电磁馈送线圈的电路，通过电磁感应原理馈送到馈送能量。扭曲信号(可以用经过滤波器过滤所述输入交流信号来表示)指当发光二极管开启或关闭时，交流输入信号发生的异常抖动，并且由于发光二极管开启或关闭都在极短时间内完成，因此扭曲信号的生成也在极短时间内完成，因而扭曲信号的频率极高，远高于交流输入信号(交流电压信号)的频率。

其中，发光二极管可用于医疗领域，位于仅能容纳感应电路的装置中，例如位于部署在角膜的无源装置上、位于深入体腔的小型装置上等。发光二极管也可以用于其他领域，优选位于仅具有极小空间容纳电路的装置上。

亮度控制装置包括馈能电路与处理器，馈能电路上具有滤波器，处理器根据所述滤波器滤波后的电压信号控制馈能电路的交流输入电压。其中，交流输入电压可以为任意形式的交流电压，包括正弦交流电压、余弦交流电压或者三角波交流电压(波形为三角形的交流电压)。其中，滤波器为任意可将扭曲信号筛选出来的滤波器，优选高通滤波器，所述高通滤波器的截止频率高于所述交流输入电压的频率，且小于扭曲信号的频率，从而能够过滤所述交流输入电压，筛选出扭曲信号(由于扭曲信号的频率要远高于交流输入电压的频率，因此不会被过滤)。

进一步地，亮度控制装置还包括整流电路，用于对所述交流输入电压进行整流，所述整流电路与所述馈能电路耦接。整流电路例如可以为半波整流电路、全波整流电路等，优选全波整流电路。从而增加发光二极管的工作时间，增加能量利用率。

在此举例本实施例的亮度控制装置的使用方法：

1、馈能电路以正弦交流电压信号输入；

2、感应电路感应并接受能量；

3、当感应电路上的发光二极管的电压高于发光二极管的阈值电压时，发光二极管开启；此时感应电路的负载突然变化，而馈能电路的电流和电压会随接收线圈的负载变化而变化，因此馈能电路的正弦波电压会出现明显的抖动(扭曲)；同理，当感应电路上的发光二极管的电压低于发光二极管的阈值电压时，发光二极管关闭，馈能电路的正弦波电压也会出现明显的抖动(扭曲)；

4、滤波器进行滤波得到扭曲信号，将扭曲信号传送给处理器；

5、处理器根据扭曲信号调整正弦交流电压(调整扭曲点的宽度与交流输入电压的周期的比)，即可实现发光二极管的亮度控制；其中调整的方法包括采用脉冲调宽、脉冲调频、脉冲调幅或者调整所述交流输入电压的幅度的方式以控制发光二极管的亮度。

根据本申请提供的亮度控制装置，能起到不需要在发光装置上装载调光电路就能实现调光功能的技术效果；能在不外加复杂的调光电路的基础上，进行对led亮度的精准调节。

参见图3，本申请实施例提供的一种亮度控制方法，采用亮度控制装置控制发光二极管的亮度，其中发光二极管位于感应电路上，所述感应电路具有感应线圈，亮度控制装置包括馈能电路与处理器，所述馈能电路具有滤波器和对应于所述感应线圈的馈能线圈，所述滤波器与所述馈能线圈并联，包括：

s1、接收所述滤波器滤波后的电压信号；

s2、根据所述滤波后的电压信号调整交流输入电压以控制发光二极管的亮度。

其中，亮度控制装置通过馈能电路将能量馈送至感应电路上的发光二极管。感应电路是指能感应并接收到馈能电路馈送的能量的电路，包括采用磁场共振技术、电感耦合技术、磁(场)耦合式、电(场)耦合式、电磁辐射式(如太阳辐射)、机械波耦合式(超声)、电磁感应技术等的电路，例如可以为包括电磁感应线圈的电路，通过电磁感应原理感受并接受馈送能量，相应的馈能电路例如可以为包括电磁馈送线圈的电路，通过电磁感应原理馈送到馈送能量。扭曲信号(可以用经过滤波器过滤所述输入交流信号来表示)指当发光二极管开启或关闭时，交流输入信号发生的异常抖动，并且由于发光二极管开启或关闭都在极短时间内完成，因此扭曲信号的生成也在极短时间内完成，因而扭曲信号的频率极高，远高于交流输入信号(交流电压信号)的频率。

其中，发光二极管可用于医疗领域，位于仅能容纳感应电路的装置中，例如位于部署在角膜的无源装置上、位于深入体腔的小型装置上等。发光二极管也可以用于其他领域，优选位于仅具有极小空间容纳电路的装置上。

其中，交流输入电压可以为任意形式的交流电压，包括正弦交流电压、余弦交流电压或者三角波交流电压(波形为三角形的交流电压)。

如上述步骤s1，接收所述滤波器滤波后的电压信号。其中，滤波器为任意可将扭曲信号筛选出来的滤波器，优选高通滤波器，所述高通滤波器的截止频率高于所述交流输入电压的频率，且小于扭曲信号的频率，从而能够过滤所述交流输入电压，得到扭曲信号(由于扭曲信号的频率要远高于交流输入电压的频率，因此不会被过滤)。滤波器进行滤波处理，得到扭曲信号。具体方法包括：采用滤波器，筛选去除交流输入信号，从而获得扭曲信号。

如上述步骤s2，根据所述滤波后的电压信号调整交流输入电压以控制发光二极管的亮度。扭曲信号反应了发光二极管的开启与关闭时间点，进行相应调整就可以控制发光二极管的工作时间，例如在周期不变的前提下，增加扭曲信号在交流输入电压的一个周期内关于交流输入电压的一个峰值对称的两个扭曲位点的宽度，就可以增强发光二极管的亮度；反之则减少发光二极管的亮度。

进一步地，亮度控制装置还包括整流电路，用于对所述交流输入电压进行整流，所述整流电路与所述馈能电路耦接。整流电路例如可以为半波整流电路、全波整流电路等，优选全波整流电路。从而增加发光二极管的工作时间，增加能量利用率。

在一实施例中，上述步骤s2包括：

s1、调整|x1-x2|/t的值以控制发光二极管的亮度；

其中，x1、x2是在所述交流输入电压的一个或者半个周期内，关于交流输入电压的一个峰值对称的所述滤波后的电压信号的两个电压位点的时间轴坐标；t为所述交流输入电压的周期。

参见图4所示的交流输入电压曲线，其中当电压为uo时，感应电路上的发光二极管的电压正好为阈值电压。因此交流输入电压在电压为uo时会发生抖动，即扭曲位点(图4、图5所示，仅为便于理解的图例，实际上的扭曲抖动可为任意形状的波形，但是扭曲位点的时间轴坐标是一定的,其中图4的波形将不经过整流处理，因此x1与x2只存在于x轴上方，图5的波形将经过整流处理，从而使x轴上方的波形翻转至x轴上方，因此x1与x2不仅存在于x轴上方，还存在于x轴下方)，扭曲位点的时间轴坐标分别为x1、x2，当电压在x1-x2时间段内，发光二极管处于开启状态。如图4、5所示，|x1-x2|即为发光二极管的工作时间，|x1-x2|/t即为发光二极管的工作比，调大|x1-x2|/t的值即可增强发光二极管的亮度；调小|x1-x2|/t的值即可减弱发光二极管的亮度。

在一实施例中，上述步骤s21包括：

s211、采用脉冲调宽或者脉冲调幅的方式调制所述交流输入电压，从而调整|x1-x2|/t的值以控制发光二极管的亮度。

参见图4，由前述实施例可知，控制|x1-x2|/t的值即可控制发光二极管的亮度。具体地，采用脉冲调宽或者脉冲调幅的方式调制所述交流输入电压，从而控制发光二极管的亮度。

在一实施例中，上述步骤s2包括：

s212、采用调整所述交流输入电压的幅度的方式调整|x1-x2|/t的值以控制发光二极管的亮度。

参见图4，由前述实施例可知，控制|x1-x2|/t的值即可控制发光二极管的亮度。因此调整所述交流输入电压的幅度，可以在周期t不变的情况下，调整|x1-x2|的值，达到控制发光二极管的亮度的目的。

进一步地，处理器还可以对交流输入电压曲线进行平移处理，从而改变交流输入电压曲线与u＝uo的交点，从而改变x1、x2的值，达到控制发光二极管的亮度的目的。

根据本发明提供的亮度控制方法，能起到不需要在发光装置上装载调光电路就能实现调光功能的技术效果；能在不外加复杂的调光电路的基础上，进行对led亮度的精准调节。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。