用于led灯具的低强度调光电路以及控制led的方法_2

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强度阈值电流强度的恒流强度)时,分路控制器214操作分路电路210以从LED 200中转移一部分恒流,而非试图通过不稳定或不可取的方式操作驱动器。低强度阈值电流强度优选地(虽然并非必须)大于驱动器204的最小电流强度。
[0038]转移的电流的强度可以是恒定的,或者可以取决于低强度阈值照明等级与受控的亮度等级之间的差值(或在低强度阈值电流强度与另外会造成LED 200以受控的亮度等级进行操作的电流强度之间的差值)。在一个实施方式中,无论受控的亮度等级多大,都在激活分路时调节通过分路电路转移的电流,并且该电流恒定。在另一实施方式中,无论受控的亮度等级多大,都在激活分路时调节通过LED 200的电流,并且该电流恒定。通过LED 200的电流更加难以调节,但是这种调节产生更好的性能。在又一实施方式中,在低强度阈值照明等级与受控的亮度等级之间的差值增大时,通过分路电路转移的电流增大,并且通过LED200的电流减小。
[0039]通过保持驱动器204上最小的负载,并且分配由驱动器204在分路电路210与LED200之间产生的电流,尽可能减少不稳定性以及其他不期望的影响。由于低强度调光模块202优选地位于接线盒106中并且使用存在于该接线盒内的信号,分路控制电路214和分路器210可以在具有其他元件的单个电路板(必要时)上实现。如果由低强度调光模块202的控制足够精确,那么模块202可以使用标准的10%或5% 0-10V驱动器204来将LED 200调暗成任何百分比。
[0040]低强度调光模块202可以通过多种方式实现。如图3中所示,使用分路电流调节的阶跃控制,实现与第一实施方式对应的电路302。如图4中所示,使用LED电流调节的阶跃控制,实现与第二实施方式对应的电路402。如图5中所示,使用0-10V样本控制(samplecontrol),实现与第三实施方式对应的电路502。如图6中所示,在与第四实施方式对应的电路602中,微控制器在某些调光条件下控制LED电流。
[0041 ] 首先参照图3A,与第一实施方式对应的电路302分别包括DC正电压以及接地导体DC+IN和DC-1N,这些导体耦接至驱动器204的正和负输出终端。分路器310在导体DC+IN和DC-1N之间耦接。
[0042]分路器310包括负载电阻器R33和R34以及双极面结型晶体管(bipolar junct1ntransistor,双极结式晶体管)(BJT) Q6。电阻器R33连接至BJT Q6的集电极,而R34连接至BJT Q6的发射极。BJT Q6的基极连接至分路控制电路314的输出。在操作期间,在分路控制电路314的输出提供充足的驱动电流,以打开BJT Q6时,分路器310被激活。否则,分路器310不激活。
[0043]分路控制器314包括运算放大器U3A、U3B、U3C以及U3D ;电容器C12、C16、C18以及 C19 ;电阻器 R30、R32、R35、R37、R41、R42、R38、R36、R18、R40 以及 R31 ;稳压二极管 D8 ;以及金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET) Q5。来自BJT Q6的发射极的反馈信号连接至在分路器310内的运算放大器U3D的反相输入端。运算放大器U3D的非反相输入端通过电阻器R30和R31耦接至稳压电路312,该稳压电路产生来自导体DC+IN和地面上的DC电压的电压参考信号。稳压电路包括电阻器R21、R23、R26以及R27 ;电容器C13、C14以及C15 ;稳压二极管D7 ;以及晶体管Q7。
[0044]通过测量在电阻器R31之上的电压,运算放大器U3C感测通过LED 200和分路器310的组合的电流强度。运算放大器U3C和U3A使表示组合的电流强度的信号电平移位(level shift)。运算放大器U3B对表示组合的电流强度的电平移位的信号和由稳压电路312产生的电压参考信号进行比较。运算放大器U3B的输出信号根据该比较打开和关闭箝位器MOSFET Q5。如果电压参考信号的强度比表示组合的电流强度电平的电平移位的信号更高,那么运算放大器U3B关闭MOSFET Q5。如果反之,那么运算放大器U3B打开MOSFETQ5,从而将运算放大器U3D的非反相输入端箝制为大体上地面电位。
[0045]在通过LED 200和分路电路310的总电流下降为低强度阈值电流电平时,运算放大器U3A致使在运算放大器U3B的非反相输入端处的电压变成小于在其反相输入端处的电压,从而造成运算放大器U3B关闭晶体管Q5。在运算放大器U3D的非反相输入端上的低电平箝制动作被消除,并且运算放大器U3D操作晶体管Q6,以激活分路器310并且保持分路电流具有调节的恒定电平。
[0046]—旦达到低强度阈值电流电平(例如,70mA),分路器310就与LED 200并联耦接并且导电。在分路电流调节的阶跃控制电路302中,将分路电流调节为预定值,并且如果通过分路器310和LED 200的组合的电流幅度低于低强度阈值电流电平,那么分路器310打开,或者如果通过LED 200的电流幅度高于低强度阈值电流电平,那么分路器关闭(在分路器310关闭时,分路器310电流是O)。在激活分路器310时,这造成调光阶跃(step)。例如,假设低强度阈值电流电平设为70mA,并且分路电流设为56mA。在受控的LED电流高于70mA时,分路器关闭,并且对驱动器204或LED电流没有任何影响。由于受控的LED电流降低为70mA,所以分路器打开,并且LED电流从70mA减小为70mA减去分路电流(70mA-56mA=14mA LED电流)。此时,在0_10伏特之间变化的调光控制201信号DM_IN接近IV。随后,如果指令额外的调光,那么响应于滑动开关在调光控制模块201上的运动,可以发生这种情况,或者这种情况可以由以下事实造成:在DHLIN从大约I伏特减小为大约0.7伏特时,驱动器204继续减小其输出电流。驱动器电流(在DHLIN从I伏特减小为0.7伏特时)的这种额外减小具有额外调光的效应。通过调整调节分路电流的幅度,在滑动开关完全关闭时,LED 200可以随时调光,从没有额外的电流减少到完全电流减少(S卩,LED 200关闭)。通过分路器310的电流作为热量通过这两个负载电阻器R33和R34以及BJT Q6消散。如果调节调光控制模块201,以将LED 200进一步调暗,那么分路器310确保在驱动器204上施加最小负载,同时,从LED 200中转移电流,以便根据指令操作LED 200,同时避免不利影响,例如,闪烁。
[0047]接下来,参照图3B-3D,根据第一实施方式,分别相对于驱动器204、分路器310以及LED 200的操作示出了电流对滑动开关位置的曲线图。如图3B中所示,在滑动开关朝着极端向下位置Pc(即,如图中所示,向右边)更进一步向下移动时,驱动器电流的幅度减小。虽然驱动器电流的强度显示为相对于滑动开关位置线性减小,但是可替代地,下降的比率可以是指数、对数或者技术人员已知的任何其他类型的曲线。在位置P1*,驱动器电流达到低强度阈值电流幅度,并且分路器310打开。然而,驱动器电流不受到影响,并且在滑动开关朝着Pc移动时,继续降低,在位置P c处,驱动器电流接近最小电流幅度。然而,如图所示,驱动器204被构造为使得驱动器电流实际上决不达到最小电流幅度,以避免任何不利影响。
[0048]如图3C中所示,在驱动器电流的幅度大于低强度阈值电流幅度时,分路电流的幅度是O。在位置P1*,驱动器电流幅度等于低强度阈值电流幅度,并且分路器310被激活。一旦被激活,通过分路器310的电流就从O增大为某个调节的幅度。在图3C中,通过分路器310的电流调节为大于或等于最小电流幅度。然而,通过分路器310的电流可以调节为小于或等于低强度阈值电流幅度的任何幅度。无论通过分路器310的电流具有多大的调节幅度,通过分路器310的电流都保持恒定,同时分路器310是激活的。
[0049]如图3D中所示,在滑动开关位于P1的左边(如图中所示)时,通过LED 200的电流的幅度最初与驱动器电流一起减小。在通过LED 200的电流减小时,由LED 200产生的光的强度也减小。虽然通过LED 200的电流的幅度显示为相对于滑动开关位置线性减小,但是可替代地,下降的比率可以是指数、对数或者技术人员已知的任何其他类型的曲线。在位置P1处,驱动器电流达到低强度阈值电流幅度,并且分路器310被激活。
[0050]在激活分路器310时,分路器310开始传导电流,并且通过LED 200的电流的幅度相应地减小。在过渡位置P1处通过LED 200的电流的逐步减小的幅度取决于分路器310的调节的电流幅度。由于驱动器电流的幅度响应于在?:与P c之间的滑动开关位置继续减小,所以通过LED 200的电流的幅度也减小。在P。处,通过LED 200的电流的幅度减小到其最低幅度。虽然这个幅度在图3D中描述为等于或者接近0,但是技术人员会认识到取决于分路器310的调节的电流幅度,通过LED 200的最低电流幅度可以是非零的。在P。之后,LED200不能具有额外调光。
[0051 ] 接下来,参照图4A,电路402分别包括DC正电压以及接地导体DC+IN和DC-1N,这些导体依次耦接至驱动器204的正和负输出终端。分路器410耦接在导体DC+IN和DC-1N之间。
[0052]与在图3中所示的电路302 —样,在图4中的分路器410包括负载电阻器R33和R34以及双极面结型晶体管(BJT) Q6。电阻器R33连接至BJT Q6的集电极,而R34连接至BJT Q6的发射极。BJT Q6的基极连接至分路控制电路414的输出。在操作期间,当分路控制器414的输出提供足够的驱动电流以打开BJT Q6时,分路器
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