用于可調(diào)光led燈的輸入電壓的抖動的輸出電流補償?shù)闹谱鞣椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開內(nèi)容涉及驅(qū)動LED(發(fā)光二極管）燈，并且更具體地涉及對LED燈中的抖動 進(jìn)行補償。
【背景技術(shù)】
[0002] LED在廣泛的多種電子應(yīng)用被采用，例如，建筑照明、汽車頭燈和尾燈、用于液晶顯 示裝置的背光源、閃光燈等。與常規(guī)照明源例如白熾燈和熒光燈相比，LED具有顯著優(yōu)點， 包括高效率、良好的方向性、顏色穩(wěn)定性、高可靠性、長壽命、小尺寸和環(huán)境安全。
[0003] 在照明應(yīng)用中使用LED有望擴大，這是因為LED提供了在功率效率（流明每瓦）和 光譜質(zhì)量方面優(yōu)于白熾燈（燈泡）的顯著優(yōu)勢。此外，與可能由于熒光燈的處置而造成汞 污染的熒光照明系統(tǒng)（與熒光燈結(jié)合的熒光燈鎮(zhèn)流器）相比，LED呈現(xiàn)出較低的環(huán)境影響。
[0004] 然而，在對白熾燈泡周圍已經(jīng)建立的電流布線和部件基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不進(jìn)行修改的情況 下，常規(guī)LED燈不能直接替代白熾燈和可調(diào)光熒光系統(tǒng)。這是因為常規(guī)白熾燈是電壓驅(qū)動 裝置，而LED是電流驅(qū)動裝置，需要用于控制其各自的光輸出的強度的不同技術(shù)。
[0005] 許多調(diào)光器開關(guān)通過控制施加至白熾燈的AC輸入功率的相位角來調(diào)節(jié)燈輸入電 壓的RMS電壓值以對白熾燈進(jìn)行調(diào)光?？刂葡辔唤鞘且环N用于調(diào)節(jié)供應(yīng)至白熾燈泡的RMS 電壓的有效且簡單的方法并且提供了調(diào)光能力。然而，因為LED是電流驅(qū)動裝置，從而LED 燈也是電流驅(qū)動裝置，所以控制輸入電壓的相位角的常規(guī)調(diào)光器開關(guān)與常規(guī)LED燈不兼 容。
[0006] 解決這個兼容性問題一個方案使用LED驅(qū)動器，所述LED驅(qū)動器感測燈輸入電壓 以確定所述調(diào)光器開關(guān)的工作占空比，并且在調(diào)光器開關(guān)的工作占空比降低時降低通過 LED燈的經(jīng)調(diào)整的正向電流。然而，由于調(diào)光器開關(guān)的非對稱電特性，所以調(diào)節(jié)后的相位角 可能表現(xiàn)出低頻率抖動模式。抖動可能導(dǎo)致可由人眼檢測到的低頻LED燈閃爍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本文中描述的實施方式提供了一種用于降低LED燈的抖動的LED控制器。在一種 實施方式中，表不LED燈的期望調(diào)光量的輸入電壓信號通過切相調(diào)光器開關(guān)被輸入到LED 控制器中。輸入信號呈現(xiàn)出抖動模式。即，其中輸入電壓信號導(dǎo)通的相位在輸入電壓信號 的一些周期或半周期中較長并且在其他周期或半周期中較短。在一種實施方式中，LED控 制器包括適于確定包括多個周期的輸入電壓信號的抖動量的抖動檢測電路。在每個周期期 間所述輸入電壓信號的導(dǎo)通相位的持續(xù)時間表示用于LED燈的調(diào)光量。在一種實施方式 中，輸入信號的抖動量與在輸入電壓信號的至少兩個周期或半周期之間的輸入電壓信號的 導(dǎo)通相位的持續(xù)時間之間的差對應(yīng)。LED控制器的抖動補償電路產(chǎn)生用于控制LED燈中的 經(jīng)調(diào)整的電流的控制信號，使得LED燈的輸出光強度與通過輸入信號表示的期望調(diào)光量基 本上對應(yīng)。在一種實施方式中，為了對輸入信號的抖動進(jìn)行補償，所述控制信號在至少兩個 周期或半周期中的較長者的與輸入電壓信號的導(dǎo)通相位的持續(xù)時間的差對應(yīng)的部分期間 使針對LED燈的電流傳遞禁用。
[0008] 在說明書中描述的特征和優(yōu)點并非是完全內(nèi)含性的，并且特別地，通過考慮附圖、 說明書和權(quán)利要求書，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多附加特征和優(yōu)點將是明顯的。 此外，應(yīng)該注意在說明書中使用的語言主要被選擇用于可讀性和指導(dǎo)性目的，而非被選擇 用于劃定或限定發(fā)明主題。
【附圖說明】
[0009] 本發(fā)明的實施方式的教導(dǎo)可以通過結(jié)合附圖考慮以下詳細(xì)描述而容易理解。
[0010] 圖1不出了根據(jù)一種實施方式的LED燈電路。
[0011] 圖2示出了根據(jù)一種實施方式的LED驅(qū)動器的電路。
[0012] 圖3是示出了根據(jù)一種實施方式的LED驅(qū)動器中的抖動檢測電路的框圖。
[0013] 圖4示出了根據(jù)一種實施方式的示出抖動補償電路的操作的波形。
[0014] 圖5示出了根據(jù)一種替代實施方式的LED驅(qū)動器的電路。
[0015] 圖6示出了呈現(xiàn)根據(jù)替代實施方式的抖動補償電路的操作的波形。
【具體實施方式】
[0016] 附圖和下面的描述涉及僅用于說明的優(yōu)選實施方式。應(yīng)該注意，根據(jù)下面的討論， 本文中所公開的結(jié)構(gòu)和方法的替代實施方式將容易理解為在不違背所要求保護(hù)的本發(fā)明 的原理的情況下可以采用的可行的替代實施方式。
[0017] 現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的若干實施方式，在附圖中示出本發(fā)明的實施方案的示 例。應(yīng)當(dāng)注意，只要可行，相似或相同的附圖標(biāo)記可以在附圖中使用，并且可以指示相似或 相同的功能。附圖僅用于說明的目的描繪了本發(fā)明的實施方式。本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)下 面的描述將容易地認(rèn)識到在不脫離本文中所描述的本發(fā)明的原理的情況下可以采用在本 文中示出的結(jié)構(gòu)和方法的替代實施方式。
[0018] 如下文將要參照附圖更詳細(xì)地進(jìn)行說明的，根據(jù)各種實施方式的LED燈系統(tǒng)和方 法（1)檢測來自調(diào)光電路的輸入電壓的抖動；（2)產(chǎn)生基于輸入電壓并且基于所檢測到的 抖動被進(jìn)一步調(diào)整的調(diào)光控制信號；以及（3)基于調(diào)光控制信號向LED燈中的LED提供相 應(yīng)的輸出驅(qū)動電流，以實現(xiàn)LED的期望光強度。通過響應(yīng)于檢測到的抖動來調(diào)節(jié)調(diào)光控制 信號，LED燈有益地控制傳遞至LED的能量并且防止可由人眼檢測到的低頻閃爍。
[0019] 圖1示出了包括與常規(guī)調(diào)光器開關(guān)20 -起使用的LED燈100的LED燈系統(tǒng)。根 據(jù)各種實施方式的LED燈100直接替代常規(guī)調(diào)光器開關(guān)設(shè)置中的白熾燈。調(diào)光器開關(guān)20 與AC輸入電壓源10和LED燈100串聯(lián)地設(shè)置。調(diào)光器開關(guān)20為接收調(diào)光輸入信號25的 常規(guī)調(diào)光器開關(guān)，其用于設(shè)置LED燈100的期望光輸出強度。調(diào)光器開關(guān)20接收AC輸入 電壓信號15并且響應(yīng)于調(diào)光輸入信號25來調(diào)節(jié)燈輸入電壓30的V-RMS值。換言之，通過 調(diào)光器開關(guān)20控制由LED燈100輸出的光強度以常規(guī)方式通過調(diào)節(jié)施加至LED燈100的 燈輸入電壓30的RMS值來實現(xiàn)。LED燈100控制LED燈100的光輸出強度以與燈輸入電 壓30成比例變化，呈現(xiàn)出與白熾燈類似的行為，即使LED為電流驅(qū)動裝置而非電壓驅(qū)動裝 置也是如此。調(diào)光輸入信號25可以手動設(shè)置（經(jīng)由旋鈕或滑動開關(guān)，這里未示出）或者經(jīng) 由自動化照明控制系統(tǒng)（這里未示出）設(shè)置。
[0020] 調(diào)光器開關(guān)20通過控制AC輸入電壓信號15的相位角來調(diào)節(jié)燈輸入電壓30的 V-RMS。具體地，調(diào)光器開關(guān)20通過去除AC輸入信號15的每個半周期的一部分來降低輸 入電壓30的V-RMS。根據(jù)配置，調(diào)光器開關(guān)20可以在每個半周期開始時去除AC輸入信號 15的一部分（"前緣調(diào)光器（leadingedgedimmer)"）或者可以在每個半周期結(jié)束時去 除AC輸入信號15的一部分（"后緣調(diào)光器（trailingedgedimmer) "）。通常，調(diào)光器開 關(guān)20通過增加被去除的每個半周期的一部分來增加調(diào)光效應(yīng)（即，降低光強度），由此減 少了調(diào)光器導(dǎo)通時間（on-time)。然而，與調(diào)光器導(dǎo)通時間對應(yīng)的相位角會根據(jù)AC輸入電 壓信號15的周期而變化。相位角不穩(wěn)定性會在周期之間隨機變化，或者相位角可以基于調(diào) 光器開關(guān)20的電特性而呈現(xiàn)出可預(yù)測的抖動模式。例如，調(diào)光器開關(guān)中的某些電路的不對 稱性可能導(dǎo)致每個周期的第一半周期的調(diào)光器導(dǎo)通相位（di_eron-phase)大于每個周期 的第二半周期的調(diào)光器導(dǎo)通電位。作為另一示例，如果調(diào)光器開關(guān)20電路在每個周期處沒 有完全重置，則調(diào)光器導(dǎo)通相位可能在被重置為較小相位之前在若干周期的時段內(nèi)單調(diào)地 增加。如果調(diào)光器導(dǎo)通相位改變，則不同的功率水平在半周期中被傳遞至LED。因而，通過 LED輸出的光強度在輸入電壓的半周期之間改變，導(dǎo)致可由人眼檢測到的閃爍。
[0021] 如圖1所示，LED燈100包括：橋式整流器110、輸入濾波器120、LED控制器130、 功率轉(zhuǎn)換器電路140和LED150。橋式整流器110對來自調(diào)光器開關(guān)20的燈輸入電壓30 整流并且向LED控制器130提供經(jīng)