專利名稱：調(diào)節(jié)光源亮度的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于調(diào)節(jié)諸如發(fā)光二極管(LED)的光源的亮度的技術(shù)。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)特別注意在那些裝置中的可能應(yīng)用，其中引起發(fā)光二極管的亮度以流過LED的電流的函數(shù)進(jìn)行變化。
背景技術(shù)：
文獻(xiàn)DE-A-19810827公開了一種為發(fā)光二極管(LED)提供電流的電路，其中電流源與LED相連，以提供電流。該電路包括邏輯門，以根據(jù)LED溫度來調(diào)節(jié)提供給LED的電流。當(dāng)超過溫度閾值時(shí)，該邏輯門可以減小提供給LED的電流，而如果溫度低于該閾值，則增加電流。該邏輯門可以提供被施加到LED的通量電壓(flux voltage)與具有通過LED的恒定電流的參考電壓的差動電壓。該差動電壓作為接通或斷開LED電流源的控制信號。這樣一種脈沖寬度調(diào)制(PWM)據(jù)報(bào)道能獨(dú)立于LED溫度保證最佳的提供給LED的電流，同時(shí)也確保最佳的LED亮度。在這樣的現(xiàn)有裝置中，調(diào)制的目的是減小LED上的平均電流，以便控制最大結(jié)溫。所討論的裝置也允許通過降低調(diào)制頻率來修改相關(guān)的占空比。
文獻(xiàn)US-A-2003/0117087公開了一種用于至少一個LED的控制電路，以通過控制器來調(diào)節(jié)LED的電流和/或電壓；LED的電流、電壓和/或發(fā)光是可探測的而且可與期望值相比。特別地，所調(diào)整的最大電流被接通和斷開，這再次暗示使用PWM裝置來調(diào)節(jié)光強(qiáng)度。
另外的現(xiàn)有技術(shù)裝置包括例如在DE-A-197 32 828中所公開的、包括用于LED陣列的PWM尋址電路的裝置，該LED陣列包括用于設(shè)置任意數(shù)目并聯(lián)二極管所需的或不同亮度所需的電流的雙晶體管開關(guān)。特別地，在這樣的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中所描述的裝置中，陣列具有多個在電感器與地之間并聯(lián)的發(fā)光二極管(LED)。經(jīng)由PWM開關(guān)為電感器提供來自源的電流，該P(yáng)WM開關(guān)包括由邏輯電路選通的兩個晶體管。針對柵電壓的自舉電容器將該邏輯連接到開關(guān)和電感器的公共連接。為了能夠使用小電感器，PWM開關(guān)的工作頻率優(yōu)選地高于20kHz.。這樣一種電路據(jù)報(bào)道特別適于例如用于機(jī)動車輛的后燈，并以特別低的損耗運(yùn)行，這保證了通過LED的電流本質(zhì)穩(wěn)定。
此外，JP-A-2003152224描述了一種用于液晶顯示器的LED驅(qū)動電路，其包括用于檢測提供給驅(qū)動電路的電流值和比較所檢測的值與標(biāo)準(zhǔn)值的檢測器。比較結(jié)果輸出被輸入到具有壓控振蕩器(VCO)和脈沖寬度調(diào)制PWM功能的LED驅(qū)動電壓增長電路的輸出電壓控制電路。該電壓控制電路這樣控制比較結(jié)果輸出，以致該比較結(jié)果輸出與參考電壓值一致。所討論的裝置適于驅(qū)動如被用于移動電話的液晶顯示單元中的發(fā)光二極管，以提供恒定電流、高效驅(qū)動。
總體說，用于調(diào)節(jié)諸如發(fā)光二極管(LED)的光源的亮度的技術(shù)涉及兩種本質(zhì)方法、即恒定電流(CC)控制和脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制。這兩種方法均依賴于以下事實(shí)，即諸如發(fā)光二極管(LED)的光源的亮度是流過光源(例如，在LED的情況下為二極管結(jié))的(平均)電流的函數(shù)。因此，能夠通過調(diào)節(jié)流過光源的電流的強(qiáng)度來獲得調(diào)光功能(即改變光源的亮度)。
圖1是標(biāo)準(zhǔn)CC調(diào)光技術(shù)的示范。特別地，在圖1中示意性涉及的裝置中，使恒定電流I流過光源(貫穿本說明書的剩余部分，為了簡化將稱為LED)。代替對應(yīng)于最大額定LED電流(I額定)的值，將電流I調(diào)節(jié)為給定強(qiáng)度并因此調(diào)節(jié)了LED的亮度，該給定強(qiáng)度是額定LED電流(I額定)的一小部分。
作為示例，圖1指的是運(yùn)行條件，其中流過二極管的連續(xù)電流I是I＝I額定/2(即I額定的50％)。在這個例子中，LED的亮度降低50％。
恒定電流(CC)調(diào)光的本質(zhì)缺點(diǎn)是波長漂移除了光強(qiáng)度方面的期望變化，CC調(diào)節(jié)LED亮度產(chǎn)生不期望的波長漂移，該波長漂移本質(zhì)上可由觀察者覺察為從二極管發(fā)出的光的顏色變化。
免除這種波長漂移的方法是采取如圖2中示意性示出的脈沖寬度調(diào)制(PWM)調(diào)光。在PWM調(diào)光中，不是將通過二極管的電流I保持恒定在最大額定值I額定，而是以在“接通”值I額定和“斷開”值(通常為零)之間的方波形式來切換電流I。
PWM技術(shù)利用人眼視網(wǎng)膜上的圖像持續(xù)作為低通濾波器，以便獲得與電流處于“接通”級I額定的間隔和PWM脈沖周期的比率成比例的平均光通量。電流在“接通”級的間隔和電流強(qiáng)度為零的間隔的總和構(gòu)成這樣的周期。該比率通常被稱為電流I的“占空比”(或“占空因數(shù)”)。
在PWM調(diào)光中，當(dāng)供應(yīng)電流時(shí)，LED總是以在額定值I額定處的恒定電流(“接通”電流)來驅(qū)動。在圖2中所示的示范性情況下，PWM波形的占空比被設(shè)為50％。事實(shí)上，電流為“接通”級I額定的間隔是PWM脈沖周期的50％(也就是一半)，PWM脈沖周期即為電流在“接通”級的間隔和電流強(qiáng)度為零的間隔的總和。由于通過二極管的平均電流I平均本質(zhì)上是“接通”電流I額定乘以占空比(在此情況下I平均＝I額定/2)，因此LED變暗至50％。對于高于100Hz的PWM頻率，人眼的低通濾波屬性導(dǎo)致LED光被人類觀察者覺察為恒定的和穩(wěn)定的輸出光。
PWM技術(shù)的基本局限性在于，如果要不間斷地將LED亮度降低到零(以便實(shí)現(xiàn)連續(xù)和光滑地衰減為零而無須光輸出中的任何可見階躍變化)，則必須良好地控制通過LED的平均電流值，從額定值I額定(通常在300和1000mA之間)降至幾百微安。這就依次需要能夠產(chǎn)生大約0.01％的穩(wěn)定的PWM占空比。在脈沖重復(fù)頻率為200Hz時(shí)，這對應(yīng)于大約500納秒的PWM“接通”時(shí)間。
使用期望與諸如LED的光源相關(guān)的類型的標(biāo)準(zhǔn)低成本PWM電路實(shí)現(xiàn)這樣的占空比值是十分困難的。此外，在低亮度級時(shí)，該占空比必須十分穩(wěn)定，以便避免閃爍。這與人眼在低亮度級(測井靈敏度(log sensitivity))時(shí)是相當(dāng)敏感的這一事實(shí)是相關(guān)的。對于給LED供電的功率級來說，特別是當(dāng)轉(zhuǎn)換器必須覆蓋可變的輸入和輸出電壓范圍時(shí)，低PWM“接通”時(shí)間同樣是嚴(yán)重問題。
雖然已有前面討論的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)所表明的重要的努力，仍需要摸索沒有前面討論的現(xiàn)有技術(shù)的裝置的本質(zhì)缺點(diǎn)的改進(jìn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供滿足這種需求的改進(jìn)的解決方案，由此提供用于諸如高效LED的光源的高性能調(diào)光系統(tǒng)，同時(shí)避免額外的缺點(diǎn)、諸如由驅(qū)動電流中的變化產(chǎn)生的色彩偏移。
根據(jù)本發(fā)明，通過具有隨后的權(quán)利要求中所闡明的特征的方法可以實(shí)現(xiàn)該目的。本發(fā)明同樣涉及相應(yīng)的系統(tǒng)。權(quán)利要求是在此所提供的發(fā)明公開的整體部分。
簡單扼要地說，在此所描述的裝置結(jié)合了CC和PWM控制技術(shù)，同時(shí)避免了每一技術(shù)的局限性。
因此，該裝置的優(yōu)選實(shí)施例規(guī)定，在調(diào)光范圍上調(diào)節(jié)具有額定電流值的光源(諸如LED)的亮度的方案；在至少一部分調(diào)光范圍上，調(diào)光包括以下(聯(lián)合)操作-向光源提供電流，該電流的強(qiáng)度以給定占空比(DR)在接通值與斷開值之間切換，以及-將所述接通值與斷開值中的至少一個調(diào)節(jié)成所述額定值的一小部分。
本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施例因此規(guī)定這樣的調(diào)光，以在所述至少一部分調(diào)光范圍上包括以下(聯(lián)合)操作-向光源提供電流，該電流的強(qiáng)度以給定的占空比在非零接通值與零斷開值之間切換，以及-將所述非零接通值調(diào)節(jié)成所述額定值的一小部分。


現(xiàn)在僅通過實(shí)施例參考附圖對本發(fā)明進(jìn)行闡述，其中-圖1和2是已在前面討論的標(biāo)準(zhǔn)CC和PWM調(diào)光的示范，-圖3是示出亮度與調(diào)光級的關(guān)系的曲線圖，-圖4和5是在此所描述的裝置的兩個可能實(shí)施例的示范，以及-圖6是適于實(shí)現(xiàn)在此所描述的裝置的電路的框圖。
具體實(shí)施例方式
通過直接比較參考圖1和2所描述的CC和PWM裝置，在此所描述的裝置混合了這兩種技術(shù)，同時(shí)避免了每一技術(shù)單獨(dú)在使用時(shí)所呈現(xiàn)的缺點(diǎn)。
在此所描述的裝置的目的在于實(shí)現(xiàn)根據(jù)圖3中所示曲線圖的操作，在圖3中，橫坐標(biāo)刻度(scale)代表諸如LED的光源的調(diào)光級而縱坐標(biāo)刻度代表光源亮度。本質(zhì)上，圖3的圖示對應(yīng)于調(diào)光級(0-100％)與LED亮度(0-最大)之間的示范性線性關(guān)系。根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，可以理解的是，按照最終的光強(qiáng)度來指示“調(diào)光級”的刻度，由此0％和100％調(diào)光級分別對應(yīng)于LED不發(fā)光和最大光強(qiáng)度。
如所指出的那樣，圖3中所示的線性關(guān)系(也就是函數(shù))純粹是示范性的。事實(shí)上，可以采取調(diào)光級(0-100％)與LED亮度(0-最大)之間的其它類型的關(guān)系，指數(shù)關(guān)系就是一種適用的情況。至少對于某些應(yīng)用，指數(shù)關(guān)系可能是優(yōu)選的選擇。在任何情況下，線性關(guān)系(如所示的那樣)和指數(shù)關(guān)系是適于使用在此所描述的裝置來實(shí)現(xiàn)的廣泛類別的調(diào)節(jié)關(guān)系或函數(shù)的示例。
如前面在相關(guān)技術(shù)的描述中所討論的那樣，本身可以通過使用CC技術(shù)(圖1)或PWM技術(shù)(圖2)來獲得圖3中所示的特性(或本質(zhì)上調(diào)光級與LED亮度之間的任何其它類型的關(guān)系)。
如果使用CC技術(shù)，則注入到二極管中的連續(xù)電流的級別代表了調(diào)光級(當(dāng)通過二極管的電流是I額定的100％時(shí)具有最大亮度，而當(dāng)沒有電流流過二極管I＝0時(shí)具有0調(diào)光級)。
如果使用PWM技術(shù)，則針對100％占空比(電流始終“接通”)可獲得最大級別的亮度、也就是100％調(diào)光，而當(dāng)將PWM占空比抽象地設(shè)為零時(shí)獲得0％的調(diào)光級(沒有光從二極管中發(fā)出)。
相反地，在此所描述的裝置中，調(diào)光范圍(0到100％)被設(shè)置為包括其中PWM調(diào)光(也就是給光源供應(yīng)其強(qiáng)度以給定占空比在非零“接通”值與“斷開”值之間切換的電流)和CC調(diào)光(也就是將所述非零“接通”值調(diào)節(jié)成所述額定值I額定的一小部分)可以聯(lián)合使用的至少一部分。
特別地，圖4的圖示代表了示范性實(shí)施例，其中調(diào)光范圍(0到100％)被分割成三部分，即-0到L％；-L％到H％；以及-H％到100％。
示范性地，對于L％和H％的非限制值分別是2％和10％。
在調(diào)光范圍的最低部分(即0到L％)中，LED驅(qū)動器產(chǎn)生不可切換的恒定電流，由此能夠通過調(diào)節(jié)不可切換的恒定電流的強(qiáng)度來將LED亮度調(diào)節(jié)成期望值(只有CC方法)。
調(diào)光范圍的中間部分(即L％到H％)規(guī)定，電流的級別被調(diào)節(jié)到直至額定LED電流(I額定)的增加值，而且可以應(yīng)用PWM，以便獲得期望的平均電流值，由此可以混合的形式使用CC和PWM兩種技術(shù)。
可以理解的是，在圖4中所示的調(diào)光范圍的部分L％到H％中，給光源(LED)供應(yīng)其強(qiáng)度I以給定占空比在非零“接通”值與零“斷開”值之間切換的電流，同時(shí)將非零接通值調(diào)節(jié)為額定值I額定的一小部分。
最后，在調(diào)光范圍的最高部分(即H％到100％)中，僅應(yīng)用PWM調(diào)光，并且當(dāng)“接通”時(shí)，以其額定電流驅(qū)動LED。因此能夠通過相應(yīng)地調(diào)節(jié)PWM占空比來調(diào)節(jié)LED亮度(只有PWM方法)。
在圖4的圖示中，以虛線示出PWM占空比DR，該虛線在0與L％之間的間隔中開始于100％，并然后(在間隔L％-H％中)被引起光滑地變化到近似對應(yīng)于期望的調(diào)光級的值，以然后逐漸地(取決于期望的調(diào)光函數(shù)、例如以線性方式)向值100％增加。
在同一圖示中，點(diǎn)劃線代表LED中的“接通”電流，該LED中的“接通”電流在0％與L％之間的間隔中逐漸線性改變，并然后被引起在間隔L％到H％中快速增加至額定電流值I額定。圖4的實(shí)線代表了以值I額定的百分?jǐn)?shù)來表達(dá)的、流入LED的平均電流。
因此，在所示的特定裝置中，在L％到H％部分中，聯(lián)合地(也就是一起)且動態(tài)地使用CC調(diào)光和PWM調(diào)光，因?yàn)楦淖儭敖油ā彪娏鲝?qiáng)度與最大額定值I額定的比值和占空比DR來產(chǎn)生期望的調(diào)光/亮度特性。
這是在至少一部分調(diào)光范圍上改變以下參數(shù)的(通過在此所描述的裝置所表明的)一般可能性的示例，這些參數(shù)即-占空比DR，以及-供應(yīng)給光源的切換電流的“接通”和“斷開”值中的至少一個(在所示的情況下，“接通”值是被改變，因?yàn)椤皵嚅_”值被固定地設(shè)為零)。
更恰到好處地，在圖4的圖示的L％到H％部分中，調(diào)光過程包括逐漸將PWM切換電流的非零“接通”值引導(dǎo)到額定值I額定，并且聯(lián)合地通過逐漸提高通過所述光源LED的最終的平均電流來降低PWM切換電流的占空比DR。
圖4的圖示因此是實(shí)施例的示范，其中除了0％-H％部分(其中聯(lián)合地采取CC和PWM調(diào)光)以外，調(diào)光范圍0％-100％包括-0％到L％部分，其中光源被供應(yīng)連續(xù)的、不可切換的電流，該電流的強(qiáng)度I是額定值I額定的一小部分，而且為了實(shí)現(xiàn)期望的調(diào)光級，改變連續(xù)的、不可切換的電流的強(qiáng)度(即正在討論的一小部分的值)，以及-另一部分H％到100％，其中光源被供應(yīng)其強(qiáng)度I以給定占空比DR在額定值I額定與零之間切換的電流，而且為了實(shí)現(xiàn)期望的調(diào)光級，改變占空比DR。
可以理解的是，所有這些所表示的閾值(L％，H％)均是可以隨意改變的，同樣用于調(diào)光級的不同值的PWM調(diào)節(jié)曲線和“接通”周期電流調(diào)節(jié)曲線可以具有與所示那些不同的形狀。
圖5的圖示代表了在此所描述的裝置的可替換的、目前優(yōu)選的實(shí)施例。在這一目前優(yōu)選的實(shí)施例中，僅將調(diào)光范圍(0％-100％)分割為兩部分(取代如在圖4的圖示的情況下的三部分)，即-0到H％，以及-H％到100％。
在圖5的方案中，在間隔0到H％上，電流逐漸向額定LED電流(I額定)增加而且占空比DR被保持在例如低于100％的固定級別。這再次是聯(lián)合使用CC和PWM調(diào)光的示范。事實(shí)上，在圖5中所示的調(diào)光范圍的0％到H％部分中，向光源(LED)供應(yīng)其強(qiáng)度I以給定占空比DR在非零“接通”值與零之間切換的電流，而且將非零接通值調(diào)節(jié)為額定值I額定的一小部分。
可以進(jìn)一步理解的是，在這個(純粹是示范性的)情況下，占空比DR被調(diào)節(jié)為整個0到H％的范圍上的固定值，同時(shí)例如根據(jù)類似斜坡的函數(shù)來變化地將非零接通值調(diào)節(jié)成額定值I額定的一小部分。
在圖5的方案中，在H％到100％的間隔上，電流被保持在額定LED電流水平(I額定)而且占空比逐漸線性地向100％增加(只用PWM調(diào)光)。
圖5的圖示因此是實(shí)施例的示范，其中，除了0％-H％部分(其中可以聯(lián)合采取CC和PWM調(diào)光)之外，調(diào)光范圍0％-100％包括另一部分H％-100％，其中給光源供應(yīng)其強(qiáng)度I以給定占空比DR在額定值I額定與零之間切換的電流，而且為了實(shí)現(xiàn)期望的調(diào)光級可以改變占空比DR。
通過直接比較，可以通過免除僅使用CC調(diào)光的圖4的方案的最右側(cè)部分而將圖5的方案以某種方式考慮為從圖4的方案衍生而來，因此將L％置為零。
另外，在圖5的方案的0％到H％的范圍中，聯(lián)合地(也就是一起)使用CC調(diào)光和PWM調(diào)光，但是保持占空比DR恒定，因此不使用“動態(tài)”PWM調(diào)光而且通過改變“接通”電流的級別、也就是通過使用被稱為一種動態(tài)CC調(diào)光來產(chǎn)生調(diào)光級及光源亮度的變化。
因此可以理解的是，抽象地來講存在著無限多種組合，這些組合可以從與占空比和電流強(qiáng)度相關(guān)的曲線的形狀中選擇，以便獲得通過二極管的平均電流I平均的期望級別。為了克服相關(guān)功率/控制電路的限制和約束能夠選擇最好的組合。
圖6是適于實(shí)現(xiàn)如前所述的LED調(diào)光方案的電路裝置的示意性框圖。在圖6中，參考符號10標(biāo)明適于給諸如發(fā)光二極管(LED)的光源供應(yīng)電流Iled的(任何已知類型的)電流發(fā)生器。特別地，能夠以基于被施加到第一控制終端12的控制信號抽象地從0(無電流)改變到100％(連續(xù)電流)的占空比產(chǎn)生電流Iled?！敖油ā彪娏鞯膹?qiáng)度通過被施加到第二控制終端14的另一控制信號可類似地被調(diào)節(jié)。
參考符號16標(biāo)明能夠使用低成本微控制器而易于實(shí)現(xiàn)的處理電路。電路16在輸入18處接收到對應(yīng)于由諸如電位器或“滑動器”的控制單元20所設(shè)置的調(diào)光級的信號(可能為模擬類型，適于由與電路16的輸入相關(guān)的輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字值)。可以理解的是，控制單元20可能事實(shí)上不是電路16的部分而是代表獨(dú)立部件，該獨(dú)立部件只有當(dāng)完整的裝置被組裝時(shí)才與電路16發(fā)生聯(lián)系(也就是連接)。
能夠容易地(例如以所謂查找表或LUT的形式)配置電路16，以便-在輸入18處接收到標(biāo)識針對正被控制的LED的期望的調(diào)光級的輸入信號，以及-在輸出終端22和24處輸出兩個信號，這兩個信號對應(yīng)于將被引導(dǎo)到電流發(fā)生器10的輸入12和14的i)占空比值和ii)電流強(qiáng)度值。
可(以已知方式)配置控制單元20到電路16的結(jié)構(gòu)和連接，以便建立光源電流強(qiáng)度與期望的調(diào)光級之間的給定的期望的關(guān)系(也就是調(diào)光函數(shù)，該調(diào)光函數(shù)可從如所期望的線性、指數(shù)等中被選擇)。
為了實(shí)現(xiàn)諸如圖4和5的圖示的任何期望的圖示，可容易地排列查找表中的條目(以本身已知的方式，因此不需要在這里提供更詳細(xì)的描述)。
例如，結(jié)合圖4的圖示，無論何時(shí)通過作用于控制單元20來設(shè)置的調(diào)光級在0％與L％之間的間隔中，終端22上的輸出(占空比)被保持在100％，同時(shí)輸出24上的輸出值(電流強(qiáng)度)作為期望的調(diào)光級的函數(shù)(例如與期望的調(diào)光級成比例)來設(shè)置，因此實(shí)現(xiàn)只有CC調(diào)光操作。
當(dāng)通過作用于控制單元20來設(shè)置的調(diào)光級在H％與100％之間的范圍中時(shí)，從輸出24供應(yīng)到電流發(fā)生器10的輸入14的電流值被設(shè)為最大額定值，同時(shí)使從輸出22供應(yīng)到輸入12的占空比值以通過作用于控制單元20來設(shè)置的調(diào)光級的函數(shù)(不必以如圖4的圖示中示例的線性函數(shù))來改變，因此實(shí)現(xiàn)僅有PWM調(diào)光操作。
當(dāng)控制單元20上所設(shè)置的調(diào)光級落在L％與H％之間的范圍中時(shí)，從被包含在處理單元16中的LUT中讀取從輸出22和24分別供應(yīng)到電流發(fā)生器10的輸入12和14的輸出值，并且這些輸出值對應(yīng)于圖4中所示的圖示，因此實(shí)現(xiàn)聯(lián)合的“CC加PWM”調(diào)光操作。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠迅速地理解，合適的編程、例如LUT能夠允許容易地實(shí)現(xiàn)如所期望的任何形狀的占空比和“接通”電流值。
本質(zhì)上，與控制單元20相關(guān)的控制電路或單元16所執(zhí)行的基本任務(wù)是選擇性地在調(diào)光范圍上定義光源(LED)的調(diào)光級，同時(shí)將電流發(fā)生器10以這樣的方式來配置用來產(chǎn)生用于向光源(LED)輸送的電流，以致在光源(例如LED)的至少一部分調(diào)光范圍上，PWM調(diào)光(也就是向光源輸送其強(qiáng)度以給定占空比在非零“接通”值與零之間切換的電流)和CC調(diào)光(也就是將非零“接通”值調(diào)節(jié)為額定值I額定的一小部分)能夠被聯(lián)合地使用。圖4的子范圍L％至H％和圖5的0％至H％均是這樣一種部分的示例。
處理電路16通常被配置用來產(chǎn)生控制信號22、24，這兩個控制信號22、24用于以由控制單元20所產(chǎn)生的輸入調(diào)光信號18的函數(shù)在調(diào)光范圍的多個部分上控制電流發(fā)生器10的操作。
圖4和5的示范性方案因此代表了控制電流發(fā)生器10的操縱以分別產(chǎn)生下述效果的實(shí)施例-在期望的調(diào)光范圍0％至100％的三個隨后相鄰的部分上只有CC調(diào)光(0％-L％)；混合的CC和PWM調(diào)光(L％-H％)，和只有PWM調(diào)光(H％-100％)，以及-在期望的調(diào)光范圍0％至100％的兩個相鄰部分上混合的CC和PWM調(diào)光(0％-H％)，和只有PWM調(diào)光(H％-100％)。
在此所描述的裝置因此利用了CC和PWM這兩種調(diào)光方法。因此能夠在寬的調(diào)光間隔(例如H％-100％)上保持調(diào)整過的例如LED的波長恒定，同時(shí)在更低范圍中使用CC方法可以實(shí)現(xiàn)光滑且穩(wěn)定地衰退至0％。能夠光滑地處理兩種調(diào)光技術(shù)之間的“移交”，以便避免調(diào)光曲線和動作中的不連續(xù)或急劇的變化。
當(dāng)然，在不損害本發(fā)明的根本原則的情況下，相對在此所描述和所示出的內(nèi)容純粹是為了提供示例，結(jié)構(gòu)和實(shí)施例的細(xì)節(jié)可以大范圍地改變，而不會由此偏離如在隨后的權(quán)利要求中所定義的本發(fā)明的范圍。例如，所有實(shí)現(xiàn)這一描述的實(shí)例指的是通過向光源供應(yīng)其強(qiáng)度以給定占空比在非零接通值與零斷開值之間切換的電流來使得PWM調(diào)光與CC調(diào)光聯(lián)合執(zhí)行。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，雖然以較不優(yōu)選的方式，這樣的PWM切換仍可能包括非零的“斷開”值，并且因此在非典型的CC調(diào)光裝置中例如發(fā)生在對應(yīng)于額定值I額定的“接通”值與能被調(diào)整為額定值(I額定)的一小部分的非零“斷開”值之間。
權(quán)利要求
1.在調(diào)光范圍(0％-100％)上調(diào)節(jié)具有額定電流值(I額定)的光源(LED)的亮度的方法，該方法包括在所述調(diào)光范圍(0％-100％)的至少一部分(L％-H％；0％-H％)上的如下操作—向所述光源(LED)提供其強(qiáng)度(I)以給定占空比(DR)在接通值與斷開值之間切換的電流，以及—將所述接通值與斷開值中的至少一個調(diào)節(jié)成所述額定值(I額定)的一小部分。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法包括在所述調(diào)光范圍(0％-100％)的所述至少一部分(L％-H％；0％-H％)上的如下操作—向所述光源(LED)提供其強(qiáng)度(I)以所述給定占空比(DR)在非零接通值與零斷開值之間切換的電流，以及—將所述非零接通值調(diào)節(jié)成所述額定值(I額定)的一小部分。
3.權(quán)利要求1或2的任一所述的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟，在所述調(diào)光范圍(0％-100％)的所述至少一部分(L％-H％；0％-H％)上選擇性地改變下述參數(shù)中的至少一個—所述給定占空比(DR)，以及—所述被切換電流的所述接通值和斷開值中的所述至少一個。
4.權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，該方法包括在所述調(diào)光范圍(0％-100％)的所述至少一部分(L％-H％)上的如下操作—逐漸將所述被切換電流的所述非零接通值引導(dǎo)到所述額定值(I額定)，以及—通過逐漸增加通過所述光源(LED)的最終的平均電流來聯(lián)合降低所述給定占空比(DR)。
5.前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，除了所述至少一部分(L％-H％；0％-H％)以外，所述調(diào)光范圍(0％-100％)還包括下述中的至少一個—第一部分(0％-L％)，其中向所述光源供應(yīng)其強(qiáng)度(I)是所述額定值(I額定)的一小部分的連續(xù)的、不可切換的電流；以及—另一部分(H％-100％)，其中向所述光源供應(yīng)其強(qiáng)度(I)以給定占空比(DR)在所述額定值(I額定)與零之間切換的電流。
6.權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟，即在所述第一部分(0％-L％)上選擇性地改變所述強(qiáng)度(I)，所述強(qiáng)度(I)是所述連續(xù)的、不可切換的電流的所述額定值(I額定)的一小部分。
7.權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟，即在所述另一部分(H％-100％)上選擇性地改變所述給定占空比(DR)。
8.前面的權(quán)利要求中的任一所述的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟，即以給定調(diào)光函數(shù)調(diào)節(jié)流過所述光源的所述電流的強(qiáng)度(I)和占空比(DR)中的至少一個。
9.權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟，即從線性和指數(shù)函數(shù)中選出所述給定調(diào)光函數(shù)。
10.前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述光源是發(fā)光二極管(LED)。
11.用于在調(diào)光范圍(0％-100％)上調(diào)節(jié)具有額定電流值(I額定)的光源(LED)的亮度的電路，該電路包括—用于選擇性定義(20)所述光源(LED)的至少一個調(diào)光級的處理電路(16)，—用于向所述光源(LED)供應(yīng)電流的電流源(10)，所述電流源(10)可操作地被連接到所述處理電路(16)，而且相對被供應(yīng)到所述光源(LED)的電流，響應(yīng)于由所述控制單元(20)選擇性地定義的所述調(diào)光級，該電流源(10)在所述調(diào)光范圍(0％-100％)的至少一部分(L％-H％；0％-H％)上是可調(diào)節(jié)的，以—向所述光源(LED)供應(yīng)其強(qiáng)度(I)以給定占空比(DR)在接通值與斷開值之間切換的電流，以及—將所述接通值與斷開值中的至少一個調(diào)節(jié)成所述額定值(I額定)的一小部分。
12.權(quán)利要求11所述的電路，其特征在于，相對被供應(yīng)到所述光源(LED)的電流，響應(yīng)于由所述控制單元(20)選擇性地定義的所述調(diào)光級，所述電流源(10)在所述調(diào)光范圍(0％-100％)的所述至少一部分(L％-H％；0％-H％)上是可調(diào)節(jié)的，以—向所述光源(LED)供應(yīng)其強(qiáng)度(I)以所述給定占空比(DR)在非零接通值與零斷開值之間切換的電流，以及—將所述非零接通值調(diào)節(jié)成所述額定值(I額定)的一小部分。
13.權(quán)利要求11或12中任何一個所述的電路，其特征在于，相對于被供應(yīng)到所述光源(LED)的電流，所述電流源(10)是可調(diào)節(jié)的，以在所述調(diào)光范圍(0％-100％)的所述至少一部分(L％-H％；0％-H％)上選擇性地改變下述中的至少一個—所述給定占空比(DR)，以及—所述被切換電流的所述接通值和斷開值中的所述至少一個。
14.權(quán)利要求13所述的電路，其特征在于，相對被供應(yīng)到所述光源(LED)的電流，所述電流源(10)在所述調(diào)光范圍(0％-100％)的所述至少一部分(L％-H％)上是可調(diào)節(jié)的，以—逐漸將所述被切換電流的所述非零接通值引導(dǎo)到所述額定值(I額定)，以及—通過逐漸增加通過所述光源(LED)的最終的平均電流來聯(lián)合降低所述給定占空比(DR)。
15.前面的權(quán)利要求11至14中任何一項(xiàng)所述的電路，其特征在于，相對被供應(yīng)到所述光源(LED)的電流，所述電流源(10)在調(diào)光范圍(0％-100％)上是可調(diào)節(jié)的，該調(diào)光范圍(0％-100％)除了所述至少一部分(L％-H％；0％-H％)以外還包括下述中的至少一個—第一部分(0％-L％)，其中，所述電流源(10)向所述光源(LED)供應(yīng)其強(qiáng)度(I)是所述額定值(I額定)的一小部分的連續(xù)的、不可切換的電流；以及—另一部分(H％-100％)，其中所述電流源(10)向所述光源(LED)供應(yīng)其強(qiáng)度(I)以給定占空比(DR)在所述額定值(I額定)與零之間切換的電流。
16.權(quán)利要求15所述的電路，其特征在于，所述電流源(10)被配置用來在所述第一部分(0％-L％)上選擇性地改變所述強(qiáng)度(I)，所述強(qiáng)度(I)是所述連續(xù)的、不可切換的電流的所述額定值(I額定)的一小部分。
17.權(quán)利要求15所述的電路，其特征在于，所述電流源(10)被配置用于在所述另一部分(H％-100％)上選擇性地改變所述給定占空比(DR)。
18.前面的權(quán)利要求11至17中任何一項(xiàng)所述的電路，其特征在于，所述處理電路(16)被配置用來控制所述電流源(10)，用于以給定調(diào)光函數(shù)調(diào)節(jié)流過所述光源的所述電流的強(qiáng)度(I)和占空比(DR)中的至少一個。
19.權(quán)利要求18所述的電路，其特征在于，從線性和指數(shù)函數(shù)中選出所述給定調(diào)光函數(shù)。
20.前面的權(quán)利要求11至19中任何一項(xiàng)所述的電路，其特征在于，所述處理單元(16)包括微控制器。
全文摘要
在調(diào)光范圍(0％－100％)上調(diào)節(jié)諸如LED的光源的亮度包括調(diào)節(jié)流過光源的電流的強(qiáng)度(I)和占空比(DR)中的至少一個。調(diào)光范圍包括至少一部分(L％－H％；0％－H％)，其中給光源供應(yīng)其強(qiáng)度以給定占空比(DR)在非零接通值與零之間切換的電流的，其中非零接通值是所述額定值(I額定)的一小部分，由此可以實(shí)現(xiàn)CC和PWM聯(lián)合調(diào)光。
文檔編號H05B33/08GK1829398SQ20061007391
公開日2006年9月6日 申請日期2006年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月2日
發(fā)明者P·德安娜 申請人:電燈專利信托有限公司