控制照明装置的方法，照明控制器和照明系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及照明系统，特别是多通道光系统的控制。多通道可以例如提供颜色混合和颜色温度控制，虽然其他效果也可以通过使用多个独立可控光源获得。
【背景技术】
[0002]当前的多通道LED光源，诸如被称为“智能TLED”的飞利浦系统，面临分配给驱动器的空间有限的主要问题。这个系统通过独立地驱动红色、绿色和蓝色LED产生白光。在实践中，绿色LED利用天然蓝色LED和绿色磷光体层。该系统产生具有非常高的效率的暖白光。此外，多通道LED驱动器也在LED模块或LED灯具中遇到，其中不同通道用于产生用于一般照明和任务照明的单独光束，或单独的LED串被用来由单个灯具产生冷白或暖白光。
[0003]在当前的系统中，该系统需要单独的驱动器用于模块的不同LED。将会出现问题，因为用于光源驱动器的可用空间被固定以满足传统光源的需要，所述光源通常包括一个或至多两个通道，具有有限的功能，例如调光功能。具有ffff/CW，RGB或更多通道的多通道光源具有总峰值功率以及总空间消耗，其是对于每个通道的要求的组合。为了将驱动器压缩到小的空间内，基本性能不得不被牺牲，例如功率因数或效率，但是这一般不能被产品设计师所接受。因此，存在使驱动电路小型化，而不会折中系统性能的需求。
[0004]在一般情况下，在多通道系统中，每个通道并不总是在最大功率运行。在许多情况下，脉冲宽度调制(PWM)被用于控制一个通道上的功率，这意味着该通道的功率仅在某一小部分时间期间被汲取。因此，当它们在相同的时间重叠时，在任何特定时间的最大总功率由每个通道的峰值功率叠加获得。
[0005]图1示出了传统的多通道照明系统驱动电路。三个LED负载10，11，12被示出，其可以例如具有三种不同颜色的输出。每个由各自的驱动器20，21，22来驱动，驱动器基本上包括开关模式电源(SMPS)或实现PffM控制的线性驱动器。存在包括功率因数校正的全局AC-DC转换器14，和对实际光源本身是远程的全局控制器16。全局控制器16提供命令给本地驱动器20，21，22来控制LED负载的操作。
[0006]本发明的实施例特别涉及各个驱动器20，21，22的控制。
[0007]已知的控制方法参照图2被描述，其示出了被三个名为“通道1”，“通道2”和“通道3”的LED负载汲取的电流定时。
[0008]每个通道使用LED负载的PffM信号控制，具有相同的PffM周期频率。在每个PffM周期开始时，每个通道以高脉冲开始，其持续时间确定光输出。因此，所有三个通道在同一时间被激活，在每个PWM周期的开始给出高功率需求。
[0009]对于每个通道，最大功率是例如15W。上述控制方法供给45W的总功率。输出功率振幅为O瓦到45瓦，具有45W、30W、15W、0W四个可能的值。
[0010]有三种已知的方法可以确保递送足够的峰值功率:
[0011](i)使用较大的输出电源。这可能不是物理上适配的。
[0012](ii)使用高跨越频率电源14，并添加大输出电容器。交流-直流跨越频率可以例如大约1kHz，以使得电容器可用于提供I毫秒的额外功耗。然而，这种方法降低了功率因数，并不能为LED系统的大规模生产所接受。
[0013](iii)使用低跨越频率电源以提高功率因数，并添加更大得多的输出电容器。如果许多并联LED被组装在灯具内部，功率因数必须例如高于0.9。在许多应用中，总谐波失真(THD)的要求是低于20%。功率因数级和DC-DC转换级通常被结合在一起，并且跨越频率然后需要低于20Hz，以便实现足够高的功率因数。这意味着需要大电容器来提供50ms的额外功耗。在这种情况下，电容器可能太大而不能安装在单元内。
[0014]如果能够避免对每个通道的功率供应的重叠，峰值功率将由单个通道内的最高峰值电流获得。在这种情况下，总峰值功率可以大大减少，从而为驱动器提供空间和成本节省O
[0015]避免LED的驱动的重叠的想法已经被考虑，例如，在US2010/0301764中。该文献公开了用于实现非重叠信号的相移方法。单独通道分别包括具有相同的占空比的输入PWM信号的延迟版本。在该文献中，延迟锁定环(DLL)由高频时钟信号(采样频率)计算输入PWM信号的脉冲宽度，并且为每个通道产生具有相同的脉冲宽度但以这样的宽度时间偏移的相应相移PWM信号。更具体地，它具有“PW镜重复，并延迟接收的PffM信号”。多个相移PWM信号中的每个信号的接通定时遵循先前PffM信号的关断定时，该先前PWM信号是输入PWM信号或者多个相移PWM信号中的前一个。特别地，在图8B和第
[0040]段中，边缘检测器201检测接收的PffM信号的上升沿和/或下降沿。并且脉冲宽度存储电路202存储所接收的PffM信号的脉冲宽度。
【发明内容】
[0016]在US2010/0301764中，缺点在于输入PffM信号对于这些通道的每一个复制是必需的。另一个缺点是由于输入PWM信号的复制，这些通道的占空比都是相同的，这使得一些输出特性诸如颜色混合和颜色温度调节是不可能的。
[0017]另一个现有技术是US2007/0296686A1，其公开了液晶显示器的驱动背光源。当背光类型是直接类型时，如图1a所示，红色、绿色和蓝色脉冲宽度调制信号PWM_R、PffM_G和PWM_B的相位中的每一相的角度是由计算设定的，所述计算基于最小化红色、绿色和蓝色脉冲宽度调制信号PWM_R、PWM_G和PWM_B之中的重叠部分，“用于红色的脉冲宽度调制信号PWM.R是类似现有技术的输出，用于绿色的脉冲宽度调制信号PWM_G被延迟约120°然后输出，用于蓝色的脉冲宽度调制信号PWM_B被延迟约240°然后输出”。因此，可以理解的是，该现有技术仅计算不同颜色之间的相位偏移，并在偏移达到时开始下一颜色。
[0018]因此，有利的是保证非重叠功能。具有低成本解决方案也是有利的。还进一步有利的是消除全局参考/时钟信号的需要，并且还使可调输出特性，例如颜色混合和颜色温度调节，成为可能。
[0019]为了解决上述问题中的至少一个，本发明由权利要求限定。
[0020]根据本发明，提供了一种控制包括一组至少两个光源的照明装置的方法，所述方法包括:
[0021]以重复的非重叠序列接通每个电源相应的照明持续时间；和
[0022]检测用于一个光源的照明持续时间的终点，并使用检测到的用于一个光源的照明持续时间的终点作为用于接通所述序列中的下一光源的定时触发器；
[0023]其中，所述控制器还包括调整接口，适于接收关于持续时间的长度的信息，并且其中，所述控制器适于根据接收到的信息独立地和单独地配置持续时间中的每个持续时间。
[0024]该方法通过检测一个照明时间段的终点，并使用该终点作为下次的触发，提供了在非重叠序列中的光源的激活，从而使功率要求被保持在最小量，并且重叠得到保证。本发明的实施例能够以简单的方式提供光源控制信号。例如，在一些实施方式中，全局时钟信号不是控制下一个照明持续时间所必需的。因此，由于低端处理器/电路能够进行这样的操作，成本被降低。
[0025]本发明的实施方式还使得在假定非重叠控制信号的约束的情况下，能够以其最大输出使用照明装置。具体地，对于不同的光源，不管期望什么样的相对持续时间(例如以达到给定的颜色输出)，它们可以被制成填满可用的时间。例如在三个光源的情况下，它们不需要被约束为只占用达到满序列的周期的三分之一。这可能有助于缩短其中没有光源接通的黑暗时间，因此减少纹波/闪烁。通过最小化峰值功率，用于驱动器设计所需的部件可以被降级以节约成本，减小尺寸，改善功率因数并且提高效率，这对照明产品开发是很关键的。
[0026]在一个实例中，在用于一个光源的照明持续时间的终点，在序列中的下一光源被接通，使得照明持续时间共同覆盖在期间照明装置被控制的每个时间段。
[0027]这种方法提供激活作为连续非重叠序列。不同光源的贡献可以通过改变不同光源信号的相对持续时间来控制。本实施例使得能够以简单的方式提供光源控制信号。例如，在一些实施方式中，在一个周期内的最后光持续时间可以在下一周期触发第一光持续时间，从而全局时钟信号不是控制重复周期所必需的。这可能有助于消除其中没有光源被接通的黑暗持续时间，因此减少了纹波/闪烁。
[0028]在另一实例中，在用于光源中的至少一个光源的每一个的照明持续时间的终点，控制持续时间在序列中的下一光源被接通之前，被用于所述至少一个光源的照明持续时间的终点触发接通，并且该控制持续时间的终点被用作用于接通序列中的下一个光源的定时触发器，并且
[0029]用于光源的照明持续时间和控制持续时间或多个持续时间共同覆盖在期间照明装置被控制的每个时间段；
[0030]其中，控制持续时间是空白通道，其不产生任何光输出。
[0031]这种方法提供激活作为连续不重叠序列，其具有一对或多对光源照明持续时间之间的控制持续时间周期。这种控制持续时间可以被用于调节真实光源的实际光输出。例如，控制持续时间可以被用来限定没有光输出的周期，换句话说，不涉及到任何的真实光源。控制持续时间因而引入在周期中一个光源输出的终点和下一个光源输出的开始之间的延迟。例如，在序列中的最后一个光源被激活之后，在第一个光源被重新激活之前可以有一个控制延迟。以这种方式，该系统低于全光输出被操作并且总输出流明可以被调节，并且这因