用于恒定电流驱动器的无线颜色调整的制作方法

用于恒定电流驱动器的无线颜色调整
1.优先权声明本专利申请要求2019年7月16日提交的标题为“wireless color tuning system for single-channel constant current driver”序号16/513,493的美国专利申请、2019年5月28日提交的标题为“wireless color tuning system for single-channel constant current driver”序号62/853,515的美国临时申请和2019年10月15日提交的标题为“wireless color tuning system for single-channel constant current driver”序号19203165.6的欧洲申请的优先权权益，这些申请的公开内容以其全文通过引用并入本文。
技术领域
2.本文中所公开的主题涉及一个或多个发光二极管（led）或led阵列的颜色调整，其包括基本上在电磁光谱的可见部分中操作的灯。更具体地，所公开的主题涉及一种实现例如无线颜色调整设备的技术，该无线颜色调整设备用于led阵列的单通道、恒定电流驱动器。


背景技术：

3.发光二极管（led）通常用于各种照明（lighting）操作中。对象的颜色外观部分地由照明（illuminating）该对象的光的光谱功率密度（spd）确定。对于观看对象的人类而言，spd是可见光谱内的各种波长的相对强度。然而，其他因素也可能影响颜色外观。此外，led的相关色温（cct）及cct上的led的温度距黑体线（bbl，又称为黑体轨迹或普朗克轨迹）的距离二者可能影响人类对对象的感知。特别地，存在对led照明解决方案的大的市场需求（诸如在零售和酒店照明应用中），其中期望控制led的色温和亮度水平二者。
4.目前存在用于led的颜色调整（例如，白色调整）的两种主要技术。第一技术是基于两个或更多个cct的白色led。第二技术是基于红/绿/蓝/琥珀色的组合。第一技术根本不具有在d
uv
方向上调整led的能力。在第二技术中，颜色调整能力极少被提供为可用功能。在那些情况下，用户代替性地通常被提供基于红-绿-蓝（rgb）或色调-饱和度-亮度（hsl）模型的色轮。然而，rgb和hsl模型不是针对一般照明而设计的。rgb和hsl模型二者更适用于图形或摄影应用。
5.该章节中描述的信息被提供以为本领域技术人员提供下文公开的主题的上下文，并且不应被认为是所承认的现有技术。
附图说明
6.图1示出了包括黑体线（bbl）的国际照明委员会（cie）色图的部分；图2a示出了在图上具有典型红色（r）、绿色（g）和蓝色（b）led的颜色的近似色度坐标并且包括bbl的色度图；图2b示出了根据所公开主题的各种实施例的具有靠近bbl的降饱和
（desaturated）r led、g led和b led的近似色度坐标的图2a的色度图的修订版本，降饱和r led、g led和b led具有大约90+的显色指数（cri）且在定义色温范围内；图2c示出了根据所公开主题的各种实施例的具有靠近bbl的降饱和r led、g led和b led的近似色度坐标的图2a的色度图的修订版本，降饱和r led、g led和b led具有大约80+的显色指数（cri）并且在比图2b的降饱和r led、g led和b led宽的定义色温范围内；图3示出了需要硬接线通量控制设备和单独硬接线cct控制设备的现有技术的颜色调整设备；图4示出了根据所公开主题的各种实施例的无线颜色调整设备、控制器单元、调光器仿真器、无线模块以及包括例如图2b和图2c的降饱和led的led阵列的高级示意图的示例；以及图5示出了根据所公开主题的各种示例性实施例的调光器仿真器的示例性实施例。
具体实施方式
7.现在将参考如在附图的各个图中图示的几个一般和特定实施例来详细描述所公开的主题。在下文描述中，阐述许多特定细节以便提供对所公开主题的透彻理解。然而，本领域技术人员将明白，可以在没有这些特定细节中的一些或全部的情况下实践所公开主题。在其他实例中，并未详细描述公知的程序步骤或结构，以免使所公开主题模糊。
8.将在下文中参考附图更完整地描述不同光照明系统和/或发光二极管实施方式的示例。这些示例并不互斥，并且在一个示例中发现的特征可与在一个或多个其他示例中发现的特征组合以实现附加的实施方式。因此，将理解，附图中所示出的示例仅出于阐释性目的而提供，并且它们并不旨在以任何方式限制本公开。贯穿本文，相同符号一般指代相同元件。
9.此外，将理解，尽管术语第一、第二、第三等可以在本文中用于描述各种元件。然而，这些元件不应受这些术语限制。这些术语可以用于将元件彼此区分。例如，在不背离所公开主题的范畴的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且第二元件可以被称为第一元件。如本文中所使用的，术语“和/或”可以包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。
10.还将理解，当元件被称为“连接”或“耦合”至另一元件时，它可以直接连接或耦合至另一元件和/或经由一个或多个中介元件连接或耦合至另一元件。相比之下，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”至另一元件时，该元件与该另一元件之间不存在中介元件。将理解，这些术语旨在除图中所描绘的任何定向之外还涵盖元件的不同定向。
11.本文中可以使用相对术语（诸如“下方”、“上方”、“上”、“下”、“水平”或“垂直”）来描述如图中所图示的一个元件、区或区域相对于另一元件、区或区域的关系。本领域普通技术人员将理解，这些术语旨在除图中所描绘的定向之外还涵盖设备的不同定向。此外，led、led阵列、电气组件和/或电子组件是容置于一个、两个或更多个电子板上还是在一个或多个物理位置中还可以取决于设计约束和/或特定应用。
12.基于半导体的发光设备或光学功率发射设备（诸如发射紫外（uv）或红外（ir）光学功率的设备）是当前可用的最有效的光源之一。这些设备可以包括发光二极管、谐振腔发光
二极管、垂直腔激光二极管、边缘发射激光器或类似物（在本文中简称为led）。归因于led的紧凑尺寸和低功率需求，led可以是许多不同应用的有吸引力的候选。例如，它们可用作手持式电池供电设备（诸如相机和蜂窝电话）的光源（例如，闪光灯和相机闪光灯）。led也可以用于例如汽车照明、抬头显示器（hud）照明、园艺照明、街道照明、视频用手电筒、一般照明（例如，家庭、商店、办公室和工作室照明、剧院/舞台照明和建筑照明）、增强现实（ar）照明、虚拟现实（vr）照明、作为显示器和ir光谱仪的背光。单一led可提供不如白炽光源亮的光，并且因此，led多结设备或阵列（诸如单片led阵列、微型led阵列等）可以被用于其中期望或需要增强的亮度的应用。
13.在其中基于led的灯（或相关照明设备）用于照明对象以及用于一般照明的各种环境中，可能期望除基于led的灯（或单一灯）的相对亮度（例如，光通量）之外还控制灯的色温方面。这些环境可以包括例如零售位置以及酒店位置（诸如餐厅等）。除cct之外，另一灯度量是灯的显色指数（cri）。cri由国际照明委员会（cie）定义，并且提供了任何光源（包括led）相较于理想或自然光源准确地表示各种对象中的颜色的能力的定量测量。最高的可能的cri值为100。另一定量灯度量是d
uv
。d
uv
是例如在cie 1960中定义以表示色点距bbl的距离的度量。其在色点高于bbl时为正值，并且在色点低于bbl时为负值。高于bbl的色点在颜色上呈现偏绿色（greenish），并且低于bbl的色点在颜色上呈现偏粉红色（pinkish）。所公开的主题提供了控制灯的色温（cct和d
uv
）以及亮度水平二者的装置。如本文中所描述，在颜色调整应用中，色温与cct和d
uv
二者相关。
14.因此，所公开的主题针对一种无线颜色调整（涵盖cct和d
uv
中的一个或二者）方案，用于驱动各种颜色的led（包括例如原色（红色-绿色-蓝色或rgb）led或降饱和（柔和）rgb彩色led）以使各种色温的光具有高显色指数（cri）和高效率，具体是使用磷光体转换彩色led来解决颜色混合。在阅读和理解所公开的主题后，本领域普通技术人员将认识到，类似方案还可以用于led的光通量（例如，“亮度水平”）的无线控制。
15.如相关技术中已知的，直接彩色led的正向电压随着主波长的增大而减小。可以用例如多通道dc-dc转换器驱动这些led。已经创建了提供相关色温（cct）调整应用的新可能性的先进磷光体转换彩色led（针对高功效和cri）。先进彩色led中的一些具有降饱和色点并且可以被混合以实现在宽cct范围内具有90+cri的白色。具有80+cri实施方式或甚至70+cri实施方式（或甚至更低cri值）的其他led也可以与所公开的主题一起使用。这些可能性使用（实现且增加或最大化这种潜力的）led电路。同时，本文中所描述的控制电路与单通道恒定电流驱动器兼容，以便于市场采用。
16.如本领域普通技术人员已知，由于led的光输出与用于驱动led的电流量成比例，故可例如通过降低传送至led的正向电流而实现对led进行调光。除改变用于驱动多个单独led中的每一个的电流量之外或代替于改变该电流量，控制单元（下文参考图4详细描述）或其他类型的多工器、切换装置或本领域中已知的类似装置可以在“接通”与“关断”状态之间快速切换led中的所选led以实现所选灯的调光和色温的适当水平。
17.一般而言，使用模拟驱动器方法或脉冲宽度调制（pwm）驱动器方法来形成led驱动电路。在模拟驱动器方法中，同时驱动所有颜色。通过为每个led提供不同电流而独立地驱动每个led。模拟驱动器导致颜色偏移，并且当前无法改变当前的三种方式。模拟驱动通常导致将特定颜色的led驱动为低电流模式，且其他时间将其驱动为非常高电流模式。这种宽
动态范围对感测和控制硬件施加了挑战。
18.在pwm驱动器中，以高速循序地导通每个颜色。用基本上相同的电流驱动各颜色。通过改变各颜色的占空比而控制混合颜色。即，可以以两倍于另一颜色的时间驱动一种颜色来添加至混合颜色中。由于人类视觉无法感知非常快速改变的颜色，因此光看起来具有一种单一颜色。
19.例如，用电流周期性地驱动（具有第一颜色的）第一led达预定时间量，然后用相同电流周期性地驱动（具有第二颜色的）第二led达预定时间量，并且然后用该电流周期性地驱动（具有第三颜色的）第三led达预定时间量。三个预定时间量中的每一个可以是相同时间量或不同时间量。因此，通过改变各颜色的占空比而控制混合颜色。例如，如果你有rgb led并且期望特定输出，则基于人眼的感知，可以针对循环的一部分驱动红色，针对循环的不同部分驱动绿色，并且针对循环的又一部分驱动蓝色。替代于以较低电流驱动红色led，以基本上相同的电流驱动该led更短的时间。该示例展示了pwm的缺点，其中欠佳地利用led，因此导致低效率的功率使用。在一些实施例中，从电压控制电流源供应电流。
20.所公开的主题优于现有技术的另一优点在于降饱和rgb方法可以创建在bbl上和bbl外以及在bbl上（例如，等温cct线（如下文描述））的可调整光，同时维持高cri。相比之下，各种其他现有技术系统利用cct方法，其中可调整色点落在led的两个原色（例如r-g、r-b或g-b）之间的直线上。
21.图1示出了形成用于理解本文中所公开的主题的各种实施例的基础的国际照明委员会（cie）色图100的部分，其包括黑体线（bbl）101（又称为普朗克轨迹）。bbl 101示出了变化温度的黑体辐射体的色度坐标。一般认为，在大多数照明情形中，光源应当具有位于bbl 101上或接近bbl 101的色度坐标。使用本领域中已知的各种数学程序来确定“最接近”的黑体幅射体。如上文提及，该常见灯规格参数称为相关色温（cct)。进一步描述色度的有用和补充的方式由d
uv
值提供，d
uv
值是灯的色度坐标位于bbl 101上方（正d
uv
值）或在bbl 101下方（负d
uv
值）的程度的指示。
22.色图的部分被示出为包括多个等温线117。即使这些线中的每一个不在bbl 101上，但等温线117上的任何色点具有恒定cct。例如，第一等温线117a具有10,000 k的cct，第二等温线117b具有5,000 k的cct，第三等温线117c具有3,000 k的cct，并且第四等温线117d具有2,200 k的cct。
23.继续参考图1，cie色图100还示出了表示麦克亚当椭圆（mae）103的多个椭圆，mae 103以bbl 101为中心并且从bbl 101扩展一个步级105、三个步级107、五个步级109或七个步级111的距离。mae基于心理计量研究并且定义了包含（对于典型观察者而言无法与椭圆中心处的颜色区分的）所有颜色的cie色度图上的区域。因此，对于典型观察者而言，mae步级105至111（一个步级至七个步级）中的每一个被看作与mae 103中相应的每一个的中心处的颜色基本上相同的颜色。一系列曲线115a、115b、115c和115d表示距bbl 101基本上相等的距离并且分别与例如+0.006、+0.003、0、-0.003和-0.006的d
uv
值相关。
24.现参考图2a，并且继续参考图1，图2a示出了色度图200，其具有坐标205处的红色（r）led、坐标201处的绿色（g）led和坐标203处的蓝色（b）led的典型坐标值（如在色度图200的x-y标度上注明）的颜色的近似色度坐标。图2a示出了根据一些实施例的用于定义可见光源的波长光谱的色度图200的示例。图2a的色度图200仅为定义可见光源的波长光谱的一个
方式；其他适合定义在本领域中已知并且还可与本文中描述的所公开主题的各种实施例一起使用。
25.指定色度图200的部分的便捷方式是通过x-y平面中的等式集合，其中每个等式具有定义色度图200上的线的解的轨迹。如下文参考图2b更详细描述的，线可相交以指定特定区域。作为替代定义，白光源能够发射与来自给定色温下操作的黑体源的光相对应的光。
26.色度图200还示出了如上文参考图1描述的bbl 101。三个led坐标位置201、203、205中的每一个是各个颜色绿色、蓝色和红色的“完全饱和”led的cct坐标。然而，如果通过组合特定比例的r led、g led和b led而创建“白光”，则这种组合的cri将极低。通常，在上文描述的环境（诸如零售或酒店设置）中，期望约90或更高的cri。
27.图2b示出了根据所公开主题的各种实施例的具有靠近bbl的降饱和r led、g led和b led的近似色度坐标的图2a的色度图200的修订版本，降饱和r led、g led和b led具有大约90+的显色指数（cri）且在定义色温范围内。
28.然而，图2b的色度图250示出了靠近bbl 101的降饱和（柔和）r led、g led和b led的近似色度坐标。示出了坐标255处的降饱和红色（r）led、坐标253处的降饱和绿色（g）led和坐标251处的降饱和蓝色（b）led的坐标值（如在色度图250的x-y标度上注明）。在各种实施例中，降饱和r led、g led和b led的色温范围可以在从约1800 k至约2500 k的范围内。在其他实施例中，降饱和r led、g led和b led可以在例如约2700 k至约6500 k的色温范围内。在其他实施例中，降饱和r led、g led和b led可在约1800 k至约7500 k的色温范围内。在其他实施例中，降饱和r led、g led和b led可以被所选为在宽色温范围内。如上文提及，光源的显色指数（cri）不指示光源的外观颜色；通过相关色温（cct）给出该信息。因此，cri是光源相较于理想或自然光源如实地显现各种对象的颜色的能力的定量测量。
29.在特定示例性实施例中，还示出了形成于降饱和r led、g led和b led的坐标值中的每一个之间的三角形257。形成具有靠近bbl 101的坐标值的降饱和r led、g led和b led（例如，通过磷光体的混合物和/或如本领域中已知的形成led的材料的混合物）。因此，各个降饱和r led、g led和b led并且如通过三角形257概括的坐标位置具有大约90或更大的cri和例如约2700 k至约6500 k的近似可调整色温范围。因此，可在本文中所描述的颜色调整应用中选择相关色温（cct）的选择，使得所选的所有cct组合都会得到具有90或更大的cri的灯。降饱和r led、g led和b led中的每一个可以包括单一led或led阵列（或组），其中阵列或组内的每个led具有与阵列或组内的其他led相同或类似的降饱和颜色。一个或多个降饱和r led、g led和b led的组合包括灯。
30.图2c示出了根据所公开主题的各种实施例的具有靠近bbl的降饱和r led、g led和b led的近似色度坐标的图2a的色度图200的修订版本，降饱和r led、g led和b led具有大约80+的显色指数（cri）并且在比图2b的降饱和r led、g led和b led更广的定义色温范围内。
31.然而，图2c的色度图270示出了被布置成比图2b的降饱和r led、g led和b led更远离bbl 101的降饱和r led、g led和b led的近似色度坐标。示出了坐标275处的降饱和红色（r）led、坐标273处的降饱和绿色（g）led和坐标271处的降饱和蓝色（b）led的坐标值（如在色度图270的x-y标度上注明）。在各种实施例中，降饱和r led、g led和b led的色温范围可以在从约1800 k至约2500 k的范围内。在其他实施例中，降饱和r led、g led和b led可
以在约2700 k至约6500 k的色温范围内。在其他实施例中，降饱和r led、g led和b led可以在约1800 k至约7500 k的色温范围内。
32.在特定示例性实施例中，还示出了形成于降饱和r led、g led和b led的坐标值中的每一个之间的三角形277。形成具有靠近bbl 101的坐标值的降饱和r led、g led和b led（例如，通过磷光体的混合物和/或如本领域中已知的形成led的材料的混合物）。因此，各个降饱和r led、g led和b led且如由三角形277概括的坐标位置具有大约80或更大的cri及例如约1800 k至约7500 k的近似可调整色温范围。由于色温范围大于图2b中所示出的范围，故cri相应地降低至约80或更大。然而，本领域普通技术人员将认识到，可产生具有在色度图内的任何处的单独色温的降饱和r led、g led和b led。因此，可在本文中所描述的颜色调整应用中选择相关色温（cct）的选择，使得所选的所有cct组合都会得到具有80或更大的cri的灯。降饱和r led、g led和b led中的每一个可以包括单一led或led阵列（或组），其中阵列或组内的每个led具有与阵列或组内的其他led相同或类似的降饱和颜色。一个或多个降饱和r led、g led和b led的组合包括灯。
33.图3示出了需要硬接线通量控制设备301和单独硬接线cct控制设备303的现有技术的颜色调整设备300。通量控制设备301耦合至单通道驱动器电路305并且cct控制设备耦合至组合led驱动电路/led阵列320。组合led驱动电路/led阵列320可以是电流驱动器电路、pwm驱动器电路或混合电流驱动器/pwm驱动器电路。通量控制设备301、cct控制设备303和单通道驱动器电路305中的每一个定位于消费者设施310中，并且一般必须以管控高电压电路的适用的国家及地方法规来安装所有设备。组合led驱动电路/led阵列320一般被定位成远离（例如，几米至几十米或更远）消费者设施310。因此，最初购买价格和安装价格二者可能是重要的。
34.因此，在以单通道恒定电流驱动器为动力来运转的常规颜色可调整系统中，通常需要两个控制输入，一个控制输入用于通量控制（例如，光通量或调光）并且另一控制输入用于颜色调整。控制输入可以通过例如机电设备（诸如线性或旋转滑块、dip开关或标准0 v至10 v调光器）实现。虽然用于通量控制的调光器可能已存在于现有安装中，但归因于电气布线要求（包括各种类型的合规性问题），在改装场景中容纳用于cct控制的第二调光器可能是困难和昂贵的。所公开的主题通过从安装中消除所有调光器而克服这些限制和费用。如本领域普通技术人员在阅读和理解下文描述的所公开主题后将可以立即认识到的，所有物理控制设备（例如，调光器）被消除。
35.图4示出了根据所公开主题的各种实施例的无线颜色调整设备400的高级示意图的示例，其包括控制单元421、调光器仿真器440、无线控制设备450、无线模块423和led阵列430。led阵列430可以包括例如图2b和图2c的降饱和led。
36.下文参考图5详细描述调光器仿真器440。然而，在各种实施例中，调光器仿真器440能够连续执行许多操作。这些操作可以包括例如接收和处理cct、d
uv
及光通量中的至少一个的信号。在其中调光器仿真器440基本上同时执行多个操作的一些实施例中，可以多次实例化调光器仿真器440以控制led阵列430的各种操作。如果无线颜色调整设备400仅被配置为控制光通量，则本领域普通技术人员可以将无线颜色调整设备400视为无线led控制设备。
37.在一些实施例中，控制单元421、调光器仿真器440、无线模块423和led阵列430中
的每一个可以包含于光引擎壳体420内。在一些实施例中，控制单元421、调光器仿真器440、无线模块423和/或led阵列430中的一个或多个可以物理定位于光引擎壳体420内，并且控制单元421、调光器仿真器440、无线模块423和/或led阵列430中的他者可以彼此靠近地（例如，在几米内）或更远离彼此地（例如，几十米）定位于光引擎壳体420外部。如本领域普通技术人员可以立即认识到的那样，硬接线的所有物理控制设备（例如，调光器）被消除。
38.无线颜色调整设备400包括单通道驱动器电路（例如，led驱动器410）。在一些实施例中，led驱动器410可以定位在消费者安装区域内。在一些实施例中，led驱动器410可以被定位成远离消费者安装区域（但一般仍在消费者设施内）。在一些实施例中，led驱动器410可以定位于光引擎壳体420内（例如，用于容置各种类型的电气组件或电子组件的接线盒或其他类型的电子器件壳体）。
39.如本领域普通技术人员已知，由于led的光输出与用于驱动led的电流量成比例，故可例如通过降低传送至led的正向电流而实现对led进行调光。led驱动器410将预定电流量发送至led阵列430的一个、两个或全部三个颜色以改变led阵列430的总体cct和/或d
uv
水平。
40.然而，除改变用于驱动led阵列430中的led中的单独led中的每一个的电流量之外或代替于改变该电流量，控制单元（下文参考图5描述）可以在“接通”与“关断”状态之间快速切换led中所选的led或led阵列430中的所选颜色组，以根据如由终端用户在例如通量控制设备上设定期望亮度水平时指示的期望强度来实现所选灯的适当调光水平。
41.led驱动器410通过led+信号线411和led
‑‑
信号线413耦合至控制单元421并通过控制单元421提供电力至led阵列430。控制单元421可以是例如微控制器、微处理器或本领域中已知的其他处理单元。在一些实施例中，控制单元421可以是例如专用处理器，诸如现场可编程门阵列（fpga）或专用集成电路（asic）。控制单元421被配置为控制led阵列430，led阵列430耦合至控制单元421。例如，控制单元421从无线模块423接收基于无线的信号以控制led阵列430的各种操作和照明模式。如上文所讨论，控制操作可以包括例如接收到的信号以调整光通量、cct和/或距bbl的d
uv
距离（例如，沿着接收到的cct的等温线，参见图1）。led阵列430可以是包括上文参考图2b和图2c描述的降饱和类型的led的任何类型的多色led阵列。
42.通过控制单元421内的算法解译或转译从无线模块423接收的信号。解译或转译提供了接收到的无线信号如何影响led阵列430的操作的确定。例如，控制单元421可以使特定信号幅值和信号类型（例如，接收到的信号的系列和周期性）与led阵列430的特定操作相关。特定类型的操作可以包括cct、d
uv
和/或光通量的至少一个。
43.在一些实施例中，通过将接收到的信号与存储在例如控制单元421内的查找表（lut）进行比较（与led阵列430内的led的单独颜色的一个或多个组的特定cct、d
uv
和/或光通量设置进行比较），来确定接收到的无线信号如何影响led阵列430的操作。在各种实施例中，控制单元421的转译机制包括算法实施例和lut实施例二者，它们可以被同时用于转译接收到的信号的各个分量。
44.此外，尽管未明确示出，但控制单元421可以控制led阵列430内的单独led或单个led颜色组的切换操作。例如，控制单元可以基于从无线模块423接收的信号提供pwm信号，以通过切换led阵列430内的led的所选颜色或颜色组而将用户选择的cct、d
uv
和/或光通量
提供给led阵列430。
45.在各种实施例中，led驱动器410（参见图4）和控制单元421中的至少一个可以包括或包含用于cct和d
uv
调整以及用于光通量控制的混合led驱动电路。混合驱动电路可以包括led驱动器以产生稳定的led驱动器电流。在特定示例性实施例中，控制单元421基于例如期望的cct及d
uv
调整将电流传递至led阵列430内的适当led或led颜色组。然后，控制单元421内的混合驱动电路可以叠加有pwm时间分片，其将电流引导至led阵列430中至少两个颜色。
46.在各种实施例中，控制单元421可被配置为具有特殊校准模式。该校准模式可以用lut中算法（尽管用户可能需要访问底层软件或固件以对值进行改变）或值运作。例如，控制单元421可以在其以特殊序列（例如，长和短通电/断电循环的组合）电力循环时进入校准模式。在处于该校准模式时，要求用户（例如，工厂处的校准技术员或高级终端用户）将三个控制设备的输出信号的关联值改变为它们各自的控制值（cct、d
uv
和/或通量）。然后，控制单元421将这两个算法或值存储在例如内部存储器中的软件或固件（例如，eeprom）或硬件（例如，现场可编程门阵列（fpga））中。内部存储器可以采取多种形式，包括例如电可擦除可编程只读存储器（eeprom）、相变存储器（pcm）、闪存或本领域中已知的各种其他类型的非易失性存储器设备。
47.继续参考图4，无线模块423将无线接收的信号提供给控制单元421。无线模块423可以是任何类型的开源标准或专属标准。在各种实施例中，无线模块423被配置为经由预定义协议（下文描述它们中的一些）将信号提供给控制单元421。在一些实施例中，可以期望无线模块423在其由led电流供电时具有低功耗。在无线模块423在高峰值电流的突发脉冲（burst）下操作的情况下，大型去耦电容器（下文参考图5描述）可以用于降低供应至led的电力（例如，电压和/或电流）中的电压/电流（功率）下降，由此消除或降低来自led阵列430的光闪烁。
48.无线模块423可以被配置为接收信号并且通过例如串行接口以本领域中已知的预定义协议与控制单元421通信。在特定示例性实施例中，无线模块423使用通用异步接收器-发送器（uart）通信协议。在其他实施例中，无线模块423可以使用内部集成电路（i-squared-c或i2c）协议、串行外围接口（spi）或本领域中已知的其他类型的通信协议。无线信号可以经由wi-fi
®
、bluetooth
®
、zigbee
®
、z-wave
®
、第五代蜂窝网络技术（5g）或本领域中已知的其他通信技术从远程位置处的无线控制设备450传送到无线颜色调整设备400。
49.此外，尽管无线控制设备450被示出为包括增加或减小cct、d
uv
和光通量中的每一个的按钮，但实际的无线设备中可以仅包括该组按钮中的一个或两个。例如，在一些实施例中，无线控制设备450可仅包括用于增加或减小cct的单组按钮。在其他实施例中，无线控制设备450可仅包括用于增加或减小cct及光通量二者的两组按钮。在其他实施例中，无线控制设备450可仅包括单个“增加和减小”按钮组，其具有选择器开关以确定例如cct、d
uv
和光通量中的哪一个与该增加和减小按钮组相关。针对给定通信协议对来源于无线控制设备450的这些信号进行编程在本领域中是已知的。
50.无线控制设备450可以包括电气控制设备、机械控制设备或软件控制装置，它们中的每一个被配置为将（例如，指示cct、d
uv
和/或光通量（led阵列430的强度水平）的终端用户偏好的）信号传输至图4的无线模块423。无线控制设备450可以基于模拟信号或数字信号。如果无线控制设备基于模拟输出，则光引擎壳体420内的组件中的一个（诸如例如无线模块
423或控制单元421）可以包括模数转换器（adc）。
51.调光器仿真器440从控制单元421接收指令以在0 v至10 v+信号线415及0 v至10 v-信号线417上将信号提供给led驱动器410的输入。下文参考图5更详细描述调光器仿真器。
52.在各种实施例中，调光器仿真器440不由led驱动器410供应至led阵列430的电流供电。在这些实施例中，调光器仿真器440的电力可以由led驱动器410的0 v至10 v接口供应。大多数市售led 0 v至10 v接口提供来自约150 μa与约200 μa之间的单位电流。在其他实施例中，单独的电源可以安装在调光器仿真器440附近（例如，在光引擎壳体420内）。
53.通常，在现有技术下，当使用物理0 v至10 v调光器时，物理调光器被配置为同时控制一个或许多个led驱动器。当多个led驱动器连接至同一调光器时，调光器必须能够汲取所有电流的总和并且仍维持相对稳定的输出电压。另一方面，调光器必须能够根据仅一个led驱动器可靠地操作。在电气方面，调光器应当表现为可变定电压调节器而与其输入电流无关。输出电压一般仅通过其控制输入（例如，通常为滑块的位置）来确定。
54.图5示出了根据所公开主题的各种示例性实施例的图4的调光器仿真器440的示例性实施例。在该示例性实施例中，调光器仿真器440被示出为包括电流源501、第一电容器503（c1）、可选过流保护设备505（f1）、二极管507（d1）、可调电压参考509（u1）和下文详细描述的其他组件。这些其他组件形成瞬时响应和频率稳定电路，以及具有可变分压比的电阻式分压器。
55.电流源501和第一电容器503（c1）的组合表示图4的led驱动器410的0 v至10 v接口输出。在特定示例性实施例中，第一电容器503包括1 μf电容器。电流源501和第一电容器503（c1）的组合将约150 μa的电流（i1）提供给包括调光器仿真器440的电路的其余部分。
56.二极管507（d1）保护调光器仿真器440电路免受中等等级的过电流和/或过电压的影响。可选过流保护设备505（f1）可以包括可重设熔丝，用于保护调光器仿真器440电路免受高等级的过电流（诸如将led驱动器410输出端的输出错误地连接至调光器仿真器440电路）。因此，可选过流保护设备505被串联插入于二极管507的上游（例如，在电流源501和第一电容器503（c1）的组合与二极管507之间）。在特定示例性实施例中，二极管507包括11 v齐纳（zener）二极管。可选过流保护设备505可以包括正温度系数（ptc）设备。在各种实施例中，可选过流保护设备505一般又称为任何类型的无源组件可重置熔丝设备，诸如多熔丝、聚熔丝（poly-fuse）或聚开关（poly-switch）设备。
57.在各种实施例中，可调电压参考509（u1）（下文更详细描述）包括精密的可变分流电压调节器。在该实施例中，可调电压参考509（u1）包括低电压、三端可调电压参考，其在所选温度范围内具有指定的热稳定性。在特定示例性实施例中，可调电压参考509（u1）是tlv431afta设备（由diodes incorporated制造, 4949 hedgcoxe road, suite 200; plano, texas, 75024, usa)。在该特定示例性实施例中，可调电压参考509的输出电压可以用两个外部电阻器（第四电阻器517（r4）和第五电阻器515（r5））设置为在1.24 v与18 v的v
ref
之间的任何值。在特定示例性实施例中，r4及r5的电阻值各自为约1 kω。如下文更详细讨论的，输出电压v
out
可以被设置为低至参考电压v
ref
（例如，1.24 v
±
1%）。
58.继续参考图5，第一电阻器523（r1）、第二电阻器521（r2）和第三电阻器（r3）结合晶体管529（m1）共同确定在0 v至10 v+节点（参见图4）处出现的电压。晶体管529（m1）的操作由
耦合至晶体管529的栅极的信号线531上的信号控制。该信号可以是例如pwm信号。组件r1、r2、r3和m1的该共同组合确定电压，而与输入电流无关。在该实施例中，唯一控制信号是pwm信号的占空比。在特定示例性实施例中，信号线531耦合至场效应晶体管（例如，mosfet设备）的栅极。第二电阻器521和第三电阻器525中的每一个耦合至晶体管529的相对侧（例如，耦合至晶体管的漏极和源极）。因此，信号线531上的pwm信号通过漏极和源极控制对电流的传导。
59.电路能够覆盖宽电压范围（在0%与100%之间）。在下文紧接着呈现pwm占空比的两个极端的分析以更好地图示该共同组件组合的功能。
60.在0% pwm占空比（例如，信号线531上不存在电压信号），晶体管529（m1）持续关断。因此，第三电阻器525（r3）为断路。因此，第一电阻器523（r1）和第二电阻器521（r2）形成电阻式分压器。当可调电压参考509（u1）在操作中时，参考输入电压大约为例如1.24 v。在这种情况下，0 v至10 v+范围内的值由以下确定：
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（1）使用上文给出的示例性值r1=72 kω及r2=240 kω，通过等式（1）确定的v
out
的值大约为1.61 v。由于包括r1和r2的电阻式分压器是衰减器，所以0 v至10 v+的值无法低于参考电压（例如，1.24 v）。如果期望更低的电压，可以使用具有低于1.24 v的参考电压的类似电路。
61.继续分析的另一极端，在100% pwm占空比（例如，信号线531上存在最大电压信号），晶体管529（m1）持续接通。因此，第三电阻器525（r3）与第二电阻器521（r2）并联，并且r2和r3的并联组合与第一电阻器523（r1）串联。在这种情况下，0 v至10 v信号的值由以下确定：
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（2）如本领域技术人员可认识到的，现在存在两个等式和三个变量。然而，第三等式通过在100% pwm占空比处的0 v至10 v+电压和如由上述示例性描述给出的最小输入电流150 μa给出。因此，在此条件下的目标是具有10 v（如上文提及，期望宽电压范围）。可调电压参考509（u1）消耗一些电流，并且因此并非全部150 μa流经第一电阻器523（r1)。在调节中，可以实验获得可调电压参考509（u1）的实际的电流消耗。因此，第三等式变为：
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（3）针对上文提供的示例性电阻值，i
r1
的值大约等于134.4 μa，因此，通过可调电压参考509（u1）的电流损失大约为15.6 μa（在该示例中，150 μa-134.4 μa=15.6 μa）。
62.在这两个状态（在0% pwm占空比处的1.24 v与在100% pwm占空比处的10 v）之间，晶体管529（m1）的切换使第三电阻器525（r3）路径中的有效电阻在r3的值与非常高的阻抗之间变化。r3的电阻值的有效变化创建了具有可变比的电阻式分压器。在特定示例性实施例中，r1、r2及r3的电阻值分别为约72 kω、约240 kω和约10 kω。
63.继续参考图5，第二电容器519（c2）用作去耦电容器。第二电容器519（c2）归因于对信号线531施加pwm信号而移除因晶体管529（m1）的切换引起的高频纹波。图5中所示出的所有其他组件（例如，第三电容器513（c3）、第四电容器527（c4）和第五电容器511（c5））用于瞬时响应和频率稳定性。
64.在特定示例性实施例中，c2的电容值约为4.7 μf。c3、c4和c5值各自约为100 nf。
65.在一些实施例中，上文描述的各种组件和模块中的各种组件和模块可以包括基于软件的模块（例如，储存于或以其他方式体现在机器可读介质中或传输介质中的代码）、硬件模块或其任何适合组合。硬件模块是能够执行特定操作和解译从例如图4的无线模块423接收的输出信号的有形（例如，非暂时性）物理组件（例如，一组一个或多个微控制器或微处理器或其他基于硬件的设备）。一个或多个模块可以以特定物理方式配置或布置。在各种实施例中，一个或多个微控制器或微处理器或其一个或多个硬件模块可以通过软件（例如，通过应用或其部分）配置为硬件模块，该硬件模块操作以执行本文中针对该模块描述的操作。
66.在一些示例实施例中，可以例如机械地或电子地实施或通过其任何适合组合实施硬件模块。例如，硬件模块可以包括被永久配置为执行特定操作的专用电路或逻辑。硬件模块可以是或包括专用处理器，诸如现场可编程门阵列（fpga）或专用集成电路（asic）。硬件模块还可以包括通过软件暂时配置以执行特定操作的可编程逻辑或电路。作为一个示例，硬件模块可以包括中央处理单元（cpu）或其他可编程处理器内涵盖的软件。将理解，在专用和永久配置的电路中或暂时配置的电路（例如，通过软件配置）中机械地、电气地实施硬件模块的决定可以受成本和时间考虑驱使。
67.在各种实施例中，所描述的组件中的许多组件可以包括被配置为实现本文中所公开的功能的一个或多个模块。在一些实施例中，这些模块可以构成软件模块（例如，存储在机器可读介质或传输介质上或以其他方式体现在其中的代码）、硬件模块或其任何适合组合。“硬件模块”是能够执行特定操作和解译特定信号的有形（例如，非暂时性）物理组件（例如，一组一个或多个微处理器或其他基于硬件的设备）。一个或多个模块可以以特定物理方式配置或布置。在各种实施例中，一个或多个微处理器或其一个或多个硬件模块可通过软件（例如，应用或其部分）配置为硬件模块，该硬件模块操作以执行本文中针对该模块描述的操作。
68.在一些示例实施例中，可以例如机械地或电子地或由其任何适合组合实施硬件模块。例如，硬件模块可以包括被永久配置为执行特定操作的专用电路或逻辑。如上文提及的，硬件模块可以包括或包含专用处理器，诸如fpga或asic。硬件模块还可以包括通过软件暂时配置以执行特定操作的可编程逻辑或电路，诸如控制单元421从无线模块423（参见图4）接收的各种信号的解译。
69.因此，在一个实施例中，一种对发光二极管（led）阵列进行颜色调整的方法包括在无线模块处接收无线信号，该无线信号包括（含有cct值和led阵列的温度距bbl的d
uv
的）信号中的至少一个信号。该方法还包括在控制单元处从无线模块接收一个或多个信号，以及基于来自无线控制设备的无线信号通过控制单元转译该一个或多个信号。控制单元进一步耦合至led阵列并且耦合至led驱动器，并且该方法进一步包括控制单元从led驱动器接收用于led阵列的电力，并且以基于经转译的信号的方式将电力提供给led阵列。调光器仿真器耦合至控制单元。该方法进一步包括调光器仿真器将一个或多个控制信号提供给led驱
动器，该一个或多个控制信号由控制单元控制并且取决于经转译的信号。
70.该方法可以进一步包括在调光器仿真器中调整耦合至电流源和晶体管的可调电压参考，以更改电阻式分压器的可变分压比，电阻式分压器包括串联耦合至第二电阻的第一端和第三电阻器的第一端的第一电阻器，第二电阻器和第三电阻器中的每一个在它们各自的第二端上耦合至晶体管的相对侧。
71.该方法可以进一步包括通过将pwm信号施加至（耦合至晶体管的栅极的）信号线而控制晶体管的操作。
72.该方法可以进一步包括控制单元使从无线模块接收的信号的值与（包括cct值和d
uv
值的）值中的至少一个值的对应值相关联，和/或使用lut来使从无线模块接收的信号的值与（包括cct值和d
uv
值的）值中的至少一个值的对应值相关联。
73.该方法可以进一步包括控制单元将pwm时间分片信号供应至led阵列内的led的三色组中的至少两个，led的三色组中的至少两个至少部分基于cct的期望值和/或期望d
uv
的值。
74.该方法进一步包括控制单元使用算法和lut来使得从无线模块接收的信号的值与led阵列的光通量水平的对应值相关联。
75.在另一实施例中，计算机可读存储介质保存指令以供控制装置的一个或多个处理器执行，以对发光二极管（led）阵列进行颜色调整。指令在被执行时配置一个或多个处理器以：在无线模块处接收无线信号，该无线信号包括（含有cct值和led阵列的温度距bbl的d
uv
）的信号中的至少一个信号；在控制单元处从无线模块接收一个或多个信号；以及基于来自无线控制设备的无线信号通过控制单元转译一个或多个信号。控制单元进一步耦合至led阵列并且耦合至led驱动器，并且指令在被执行时进一步将控制单元配置为从led驱动器接收用于led阵列的电力，并且以基于经转译的信号的方式将电力提供给led阵列。调光器仿真器耦合至控制单元。指令在被执行时进一步将调光器仿真器配置为将一个或多个控制信号提供给led驱动器，该一个或多个控制信号由控制单元控制并且取决于经转译的信号。
76.指令在被执行时在调光仿真器中进一步配置调整耦合至电流源和晶体管的可调电压参考，以改变电阻式分压器的可变分压比，电阻式分压器包括串联耦合至第二电阻器的第一端和第三电阻器的第一端的第一电阻器，第二电阻器和第三电阻器中的每一个在它们各自的第二端上耦合至晶体管的相对侧。
77.指令在被执行时进一步配置一个或多个处理器以通过将pwm信号施加至（耦合至晶体管的栅极的）信号线而控制晶体管的操作。
78.指令在被执行时进一步配置控制单元以：使从无线模块接收的信号的值与（包括cct值和d
uv
值的）值中的至少一个值的对应值相关联，和/或使用lut来使从无线模块接收的信号的值与（包括cct值和d
uv
值的）值中的至少一个值的对应值相关联。
79.指令在被执行时进一步将控制单元配置为将pwm时间分片信号供应至led阵列内的led的三色组中的至少两个，led的三色组中的至少两个至少部分基于cct的期望值和/或期望d
uv
的值。
80.指令在被执行时进一步将控制单元配置为使用算法和lut来使得从无线模块接收的信号的值与led阵列的光通量水平的对应值相关联。
81.上文描述包括体现所公开主题的说明性示例、设备、系统和方法。在描述中，出于
解释的目的，阐述许多特定细节以便提供对所公开主题的各种实施例的理解。然而，对于本领域普通技术人员而言将显而易见的是，可以在没有这些特定细节的情况下实践该主题的各种实施例。此外，未详细示出公知的结构、材料和技术以免使各种所说明的实施例模糊。
82.如文中所使用的，术语“或”可以被理解为包括性或排他性意义。此外，本领域普通技术人员在阅读和理解所提供的公开内容后将理解其他实施例。此外，在阅读和理解本文中所提供的公开内容后，本领域普通技术人员将容易理解，本文中所提供的技术及示例的各种组合全部可以以各种组合来应用。
83.尽管单独地讨论了各种实施例，但这些单独的实施例并不旨在被视为独立技术或设计。如上文所指示，各种部分中的每一个可以相互关联并且每一个都可以单独使用或与其他类型的电气控制设备（诸如调光器及相关设备）组合使用。因此，尽管已描述方法、操作和程序的各种实施例，但可以单独或以各种组合来使用这些方法、操作和程序。
84.因此，如本领域普通技术人员在阅读和理解本文中所提供的公开内容后将明白的那样，可以作出许多修改和变动。除本文中所枚举的方法及设备之外，本领域技术人员根据前述描述将明白在本发明的范畴内的、在功能上等效的方法及设备。一些实施例的部分和特征可以包括于其他实施例的部分及特征中或被其他实施例的部分及特征取代。这些修改和变动旨在落在随附权利要求的范畴内。因此，本公开仅受限于随附权利要求的条目以及这种权利要求所授权的等效物的全部范畴。还应理解的是，本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的且不旨在为限制性的。
85.提供本公开的摘要以允许读者快速确定本技术公开的本质。在提交摘要时应理解，摘要将不会用于解释或限制权利要求。另外，在前述具体实施方式中，可以看出，出于简化本公开内容的目的，可以在单个实施例中将各种特征组在一起。本发明的这种方法不应被解释为限制权利要求。因此，由此将以下权利要求并入具体实施方式中，其中各权利要求独自作为单独的实施例。