调光器以及带有调光模式的LED驱动器

摘要

驱动器(2)，其包括转换器(21)，用于将来自调光器(1)的输入信号转换成去往发光二极管电路(3)的输出信号，以及控制器(22)，用于探测输入信号的调光水平并且用于响应于定义了所述调光水平等于或者小于阈值水平的探测结果，而将驱动器(2)从第一、正常调光模式带入第二、调光模式。在所述第一/第二调光模式，根据第一/第二曲线(I，II)将第一输入信号转换成第一/第二输出信号。针对大多数的调光水平，第二曲线(II)定义了较之第一曲线(I)而言更高的光输出。调光器(1)包括用于向用户指示输入信号的调光水平等于/小于阈值水平的指示器(11,12,13)。所述指示器(11,12,13)可以包括发光二极管装置(11)、当旋转旋钮(12)时的机械点击以及在调光器(1)上的标记或标识(13)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动器，其包括用于将来自调光器的输入信号转 换为去往发光二极管电路的输出信号的转换器。本发明进一步涉及一 种设备，其包括驱动器和发光二极管电路，以及涉及一种用于将输入 信号提供到具有第一调光模式和第二调光模式的驱动器的调光器。

这种驱动器的例子为LED驱动器以及其部件。这种设备的例子 为灯以及其部件。这种调光器的例子为AC调光器。

背景技术

US2012/0262084A1公开了一种与所有种类的调光器相容的可 调光的发光二极管驱动器。

US2013/0057173A1公开了一种用于驱动LED的初级侧受控的 开关模式功率电源。

NEMASSL6标准定义了针对调光曲线的较高限制和较低限制。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种改进的驱动器。本发明的进一步 的目的在于提供一种改进的设备以及改进的调光器。

根据第一方面，提供一种驱动器，其包括

转换器，用于将来自调光器的输入信号转换成去往发光二极管电 路的输出信号，以及

控制器，用于探测输入信号的调光水平并且用于响应于定义了所 述调光水平等于或者小于阈值水平的探测结果，而将驱动器从第一调 光模式带入第二调光模式，所述转换器配置为在第一调光模式根据第 一曲线将第一输入信号转换成第一输出信号并且在第二调光模式根 据第二曲线将第一输入信号转换成第二输出信号，所述第一曲线和第 二曲线的每一个定义了按调光水平的光输出，并且针对大多数的调光 水平，第二曲线定义了较之第一曲线而言更高的光输出。

转换器将来自调光器的输入信号转换成去往发光二极管电路的 输出信号。这种转换器的例子为DC-DC转换器、整流器和DC-DC转 换器的组合、AC-DC转换器以及开关模式功率电源等，而并不排除 其他类型的转换器。

控制器探测输入信号的调光水平。响应于定义所述调光水平等于 或者小于阈值水平的探测结果，所述驱动器被从第一调光模式带入第 二调光模式。所述转换器配置为在第一调光模式根据第一曲线将第一 输入信号转换成第一输出信号并且在第二调光模式根据第二曲线将 第一输入信号转换成第二输出信号。所述第一曲线和第二曲线的每一 个定义了按调光水平的光输出，也如同由NEMASSL6标准所完成的。 针对大多数的调光水平，第二曲线显示出较之第一曲线而言更高的光 输出。因此，在第二调光模式，与第一调光模式相比较，发光二极管 电路针对给定的调光水平产生更多的光。这是巨大的改进：第一调光 模式同样适合于对白炽光电路进行调光，其示出了较之发光二极管电 路而言更低的效率，其中第二调光模式允许发光二极管电路以更高的 效率被调光。

定义了所述调光水平等于或者小于阈值水平的探测结果可以包 括形式为调光水平降低到或者低于阈值水平的探测结果，或可以包括 形式为调光水平位于或低于阈值水平达到最低量的时间的探测结果， 或可以包括任何其他定义了调光水平等于或小于阈值水平的探测结 果。一些调光器在供电时开始于大于阈值水平的任意的调光水平。一 旦调光水平降低到以及/或经过阈值水平，驱动器可以从第一调光模式 进入第二调光模式。其他调光器在供电时开始于最低调光水平。在这 种情况下，或者驱动器可以立即探测到最低调光水平低于阈值水平并 且进入第二调光模式，或者驱动器可以探测到最低调光水平低于阈值 水平达到至少最低时间间隔的持续时间并且进入第二调光模式，或者 驱动器可以首先等待直到用户选择了高于阈值水平的调光水平并且 从那时起可以接着等待直到调光水平降低到并且/或经过阈值水平并 且进入第二调光模式等。

发光二极管电路包括任何种类以及任何组合的一个或多个发光 二极管。并不排除第三调光模式以例如响应于定义了调光水平等于或 者小于其他阈值水平，例如低于阈值水平等的探测结果。

驱动器的一个实施例由控制器来定义，所述控制器配置为在供电 时开启驱动器于第一调光模式并且在将驱动器带入第二调光模式后， 保持驱动器在第二调光模式直到断电。在供电时，驱动器在第一调光 模式开始，或者位于给定的调光水平或者从零到达特定的调光水平。 一旦驱动器已经被带入第二调光模式，其将停留在这个第二调光模式 直到断电。

根据第一驱动器选项，当进入第二调光模式，所述发光二极管电 路可能以平滑或不平滑的方式获取较高的光输出。之后其可以在第二 调光模式进一步调光变低或者变高。根据第二驱动器选项，当进入第 二调光模式，发光二极管电路可以保持特定的光输出其中进一步调光 变低可能改进效率。用户可以体验到从第一调光模式到第二调光模式 的无缝过渡，或者可能体验到在光输出中一个或多个跳变。

驱动器的一个实施例由作为相切角度的调光水平来定义，并且阈 值水平为阈值角度。相切调光器在世界范围内使用来对白炽灯电路和 发光二极管电路进行调光。

驱动器的一个实施例由等于或小于35度的阈值角度来定义。优 选地，所述阈值角度应当大于最小数目的度数从而使得充分的功率可 以传送到调光器以及发光二极管电路从而保持驱动器能够工作。

驱动器的一个实施例由包括用于探测调光水平的探测器和用于 响应于来自探测器的探测结果生成用于控制转换器的控制信号的生 成器的控制器来定义。所述调光水平可以通过例如探测输入信号中的 相切角度和/或零交叉或者通过例如探测输入信号的幅度的平均值或 输入信号中存在的功率量等来探测。这种探测器本身在本领域中为普 通的并且也在上面所引用的专利申请中示出。所述生成器可以具有多 个实施例中的一个或多个。

驱动器的一个实施例由为正常调光模式的第一调光模式以及为 经济调光模式的第二调光模式来定义。在经济调光模式中，达到了较 高的效率。

驱动器的一个实施例由在第一调光模式中必须根据现有标准进 行操作以及在第二调光模式中不必根据现有标准进行操作的驱动器 来定义。该现有标准允许对白炽光电路以及发光二极管电路进行调 光，所述第二调光模式特别地设计用于发光二极管电路。

根据第二方面，提供一种设备，其包括上面所定义的驱动器并且 进一步包括发光二极管电路。

所述设备的一个实施例由在第二调光模式中的发光二极管电路 来定义，在所述第二调光模式中其以较之在第一调光模式中更高的效 率来操作。

根据第三方面，提供一种调光器，其用于向具有第一调光模式和 第二调光模式的驱动器提供输入信号，所述调光器包括

-用于向用户指示输入信号的调光水平等于或者小于阈值水平的 指示器。

调光器的一个实施例由进一步包括下述而定义

-用于在输入信号的调光水平超过阈值水平的情况下保持所述指 示器被激活的控制器。所述控制器向用户提示驱动器被带入第二调光 模式。一旦被带入第二调光模式，所述驱动器将停留在该第二调光模 式。

调光器的一个实施例由进一步包括下述而定义

控制器，用于甚至在用户已经选择大于阈值数值的第二调光水平 的情况下在等于或者小于阈值水平的输入信号的第一调光水平处开 启所述调光器，并且用于以平滑方式或非平滑方式从第一调光水平到 第二调光水平。特定的调光器可以由用户在大于阈值数值的第二调光 水平开启。在这种情况下，为了通知驱动器第二调光模式是可能的， 所述调光器应当于等于或小于阈值水平的第一调光水平处开启。之后 很短暂地，所述调光器应通过无缝过渡而平滑地或者经由一个或多个 跳变而非平滑地进入由用户选择的第二调光水平。

所述调光器的一个实施例由指示器来定义，所述指示器包括当输 入信号的调光水平等于或小于阈值水平时对用户进行通知的发光二 极管装置。所述发光二极管装置例如包括当调光水平到达特定的调光 水平则打开或者当调光水平到达特定的调光水平则改变其颜色等的 单一二极管。

所述设备的一个实施例由指示器来限制，所述指示器包括当旋转 调光器的旋钮至接近阈值水平时的机械点击。用户可以感知并且/或者 听到所述机械点击。

所述设备的一个实施例由指示器来限制，所述指示器包括在调光 器上的标记或标识。用户可以看见调光器上的标记或标识。

优选地，调光水平可以是相切角度，并且阈值水平为阈值角度。 优选地，阈值角度可以等于或者小于35度。

因此，根据第一调光器选择，调光器可以在较之阈值水平更低的 调光水平被供电，并且向着在该处其被关闭的最后的调光水平增加。 根据第二调光器选项，用户可以自始至终再次向上或者向下调光从而 允许在驱动器中的第二调光模式。

有一个洞察力在于发光二极管电路允许较之白炽光电路而言更 高的效率。基本的理念在于驱动器应当至少具有标准调光模式和另一 个响应于定义了调光水平等于或小于阈值水平的探测结果而进入的 调光模式。

提供改进的驱动器的问题已经得到解决。进一步的优势在于针对 相对低的功率调光模式中的发光二极管电路的较高效率成为可能。

本发明的这些和其他方面将从之后描述的实施例而变得明显以 及参照其而得以阐述。

附图说明

在附图中：

图1示出了驱动器的第一实施例，

图2示出了驱动器的第二实施例，

图3示出了驱动器的第三实施例，

图4示出了第一曲线和第二曲线、两个限制曲线、白炽曲线以及 效率曲线，

图5示出了调光器的实施例，

图6示出了现有技术标准，

图7示出了调光器的第一实施例，

图8示出了调光器的第二实施例，

图9示出了调光器的第三实施例，并且

图10示出了调光器的第四实施例。

具体实施方式

在图1中，示出了驱动器2的第一实施例。驱动器2包括具有输 入和输出的转换器21，该输入耦接到例如相切调光器的调光器1的输 出以及该输出耦接到例如发光二极管灯的发光二极管电路3。所述驱 动器2进一步包括用于控制转换器21的控制器22。

转换器21将来自调光器1的输入信号转换成去往发光二极管电 路3的输出信号。所述控制器22探测到输入信号的调光水平并且响 应于定义了调光水平等于或者小于(低于)阈值水平的探测结果将驱 动器2从第一调光模式带入第二调光模式。转换器21配置为在第一 调光模式根据如图4所示的第一曲线I将第一输入信号转换成第一输 出信号，并且在第二调光模式根据如图4所示的第二曲线II将第一输 入信号转换成第二输出信号。第一曲线和第二曲线I、II的每一个定 义了按调光水平的相对光输出，由此针对大多数的调光水平，第二曲 线II定义了较之第一曲线I而言更高的光输出，正如借助于图4所讨 论的。可代替地，第一曲线和第二曲线I、II每一个可以例如针对给 定的发光二极管电路3，定义按调光水平的绝对光输出。

优选地，控制器22配置为在供电时将驱动器2开启于第一调光 模式，并且在将驱动器2带入第二调光模式之后，将驱动器2保持在 第二调光模式直到断电，正如借助于图4所讨论的。许多不同的实施 例在此都是可能的，正如在别处所描述的。

对于形式为相切调光器的调光器1，调光水平可以是相切角度， 并且阈值水平可以是阈值角度。在这种情况下，阈值角度可以等于或 者小于35度，并且控制器22可以包括探测器23用于探测例如输入 信号中的相切角度和/或零交叉的调光水平。其他类型的调光器以及其 他类型的调光水平并不被排除，例如幅度调光器和幅度水平，脉宽调 制调光器以及脉宽调制水平等。其他类型的探测器并不排除，例如用 于探测输入信号的幅度平均值或者出现在输入信号中的功率量等的 探测器。

第一调光模式可以是正常调光模式，并且第二调光模式可以是经 济调光模式。驱动器2在第一调光模式必须根据现有的例如NEMA SSL6标准的标准进行操作，并且在第二调光模式并不必须根据这个 现有的标准进行操作。

控制器22可以进一步包括处理器24，用于将来自探测器23的探 测结果翻译成用于转换器21的控制信号。在这种情况下，响应于来 自探测器23的定义了调光水平等于或者小于(低于)阈值水平等的 探测结果，通过使得控制信号取决于模式的类型，处理器24可以将 驱动器2从第一调光模式带入第二调光模式。可代替地，探测器23 可能集成进处理器24，使得处理器24完成探测以及将驱动器2带入 另一种模式等等。所述处理器24可以进一步包括未示出的存储器并 且可以在探测结果上执行计算从而计算出控制信号等。控制器22可 以经由转换器21或经由辅助功率电源或其他来供电。取而代之并且/ 或者除了通过处理器24实现的数字实施例之外，可以引入模拟实施 例，例如用于改变曲线的模拟锁存器等。

在图2中，示出了驱动器2的第二实施例，其与第一实施例区别 之处在于此处的控制器22包括用于将来自探测器23的探测结果借助 于两个表格翻译为用于转换器21的控制信号。在这种情况下，在第 一调光模式，处理器25利用第一表格来将探测结果转换成控制信号。 一旦例如由处理器25确定调光水平已经变得与阈值水平相等或是更 小(更低)，处理器25可以通过开始使用第二表格并从此之后使用 第二表格用于将探测结果转换成控制信号来将驱动器2从第一调光模 式带入第二调光模式。再次，可代替地，探测器23可以被集成进处 理器25，使得处理器25完成探测并且将驱动器2带入另一种模式等。

在图3中，示出了驱动器2的第三实施例，其有别于第一实施例 和第二实施例之处在于此处的控制器22包括存储器26，该存储器具 有用于将来自探测器23的探测结果翻译成用于转换器21的控制信号 的表格。所述控制器22进一步包括适配电路27，用于将控制信号适 配为取决于驱动器2的模式。因此，在这种情况下，在第一调光模式 中，适配电路27并不适配控制信号。一旦例如通过适配电路27探测 到调光水平已变得等于或者小于(低于)阈值水平，所述适配电路27 可以通过此刻起适配控制信号以获得另一控制信号等而将驱动器2从 第一调光水平带入第二调光水平。再次，可代替地，单元23、26以 及27中的每一个或两个可以集成进剩余的一个或两个中。

在图1-图3中，处理器24、处理器25以及存储器26和适配电路 27的组合是生成器24-27的实施例，其用于响应于来自探测器23的 探测结果而生成用于控制转换器21的控制信号。很清楚，图1-图3 仅仅是实施例。很多更多的实施例将是可能的，例如通过将图1-图3 中的两个或多个彼此进行合并并且/或者通过将图1-图3中的两个或 多个的部分彼此进行合并。转换器21以及控制器22可以是或者不是 完全集成的模块。

在图4中，示出了第一曲线和第二曲线I和II、两条限制曲线、 白炽曲线和效率曲线。垂直轴定义了相对高的输出L(0％-100％)， 并且水平轴定义了在此形式为相切P(0度-180度)的调光水平。在 供电时，驱动器2在第一调光模式开始并且跟随着第一曲线I上升或 下降，直到其探测到调光水平等于或者小于(低于)阈值水平。接着， 驱动器2被从第一调光模式带入第二调光模式，并且从此刻开始，跟 随着第二曲线II上升或下降，直到断电。对于从第一调光模式到第二 调光模式的过渡，很多实施例都是可能的，正如在别处所描述的。在 第一调光模式的转换器21根据第一曲线I将第一输入信号转换为第 一输出信号并且在第二调光模式其根据第二曲线II将第一输入信号 转换为第二输出信号。针对大多数的调光水平，所述第二曲线II定义 了较之第一曲线I而言更高的光输出。第一限制曲线(具有长条的左 边图)以及第二限制曲线(具有长条的右边图)示出了作为标准化的 限制。在限制曲线之间的白炽曲线(连续线)示出了白炽灯的性能。 (理想的)效率曲线(条和点)示出了导致(理想的)效率的性能。 第一曲线I应当定位在限制曲线之间或者在极端情况下位于限制曲线 上。第二曲线II可以定位在位于这些限制曲线之间的区域之外。

在图5中，示出了调光器1的实施例。所述调光器1将输入信号 提供到具有第一调光模式和第二调光模式的驱动器2。所述调光器1 包括指示器11、12、13用于向用户指示输入信号等于或者小于阈值 水平的调光水平。所述指示器11、12、13可以包括发光二极管装置 11，其例如通过当调光水平达到特定的调光水平时打开或者改变其颜 色等来在输入信号的调光水平等于或者小于(低于)阈值水平时对用 户进行通知。所述指示器11、12、13可以包括当旋转调光器1的旋 钮12至接近阈值水平时的机械点击以及/或者在调光器1上的标记或 标识13。所述标记或标识13例如包括围绕灰色表面并且稍微长于所 述灰色表面的虚线，而所述灰色表面定义了正常的调光模式并且虚线 定义了经济调光模式。在这些例子中的每一个中，用户被通知以所述 阈值水平为被超过并且/或者被接近等。一些传统的调光器具有可接触 的电位计从而调整最小水平和/或最大水平。如果这个调光器的最小水 平被调整到阈值之下，则驱动器2的第二调光模式可以被激活。

在图6中，示出了现有技术标准，其带有第一限制曲线(具有连 续线的左边图)和第二限制曲线(具有长条的右边图)以及位于其间 的(告知性的)白炽图(点画线)。

在图7中，示出了调光器1的第一实施例。所述调光器1包括通 过用户输入控制的相切器15并且进一步包括在此主要用于探测调光 水平的控制器14，正如针对图1-图3所描述的。响应于探测结果， 控制器14控制在此形式为发光二极管装置11的指示器，以用于向用 户指示输入信号的调光水平等于或者小于/低于阈值水平。优选地，一 旦输入信号的调光水平超过了阈值水平，则控制器14保持指示器为 激活的。

在图8中，示出了调光器1的第二实施例。所述第二实施例与第 一实施例区别之处在于用户输入被提供给在此控制着相切器15的控 制器14。由控制器14完成的所述探测在这个情形中可以出现或不出 现。优选地，独立于当请求大于阈值数值的第二调光水平的用户输入， 控制器14在等于或小于/低于阈值水平的第一调光水平处开启调光 器。所述控制器14接着控制相切器15从而所述调光器1以平滑的方 式(无缝地)或以非平滑方式(经由一个或多个跳变)从第一调光水 平到所请求的第二调光水平。

在图9中，示出了调光器1的第三实施例。所述第三实施例区别 于第一实施例之处在于控制器14或者经由如提供到相切器15的用户 输入或者经由来自相切器15的反馈探测调光水平。进一步，控制器 14可以控制或者不控制相切器15。

在图10中，示出了调光器1的第四实施例。所述第四实施例区 别于第二实施例之处在于控制器14或者经由如提供到控制器14的用 户输入或者经由来自相切器15的反馈探测调光水平。进一步，此处 的控制器14控制相切器15。

很清楚，图7-图10仅仅是实施例。更多的实施例将是可能的。 控制器14、控制器14的探测功能、控制器14的用户输入适配功能、 发光二极管装置11以及相切器15仅为例子。控制器14以及相切器 15或者其代替可以是或不是完全集成的模块。

换句话说，驱动器2以及调光器1允许相对低的功率调光。现有 技术的电流波形由驱动器2从调光器1中提取出来从而确保与调光器 1的相容性。从调光器1的要求以及跟随白炽灯的等效调光曲线的目 的的角度来说，该现有技术电流波形导致了在调光操作中的相对低功 率的发光二极管电路3中的能量浪费。通过使得驱动器2偏移该调光 曲线，输入功率不再如同其过去那样被浪费。较之于改进的驱动器2， 现有技术驱动器将导致在相对低的调光水平处的相对高的光输出或 者其将导致为了跟随白炽灯的调光曲线的相对大的效率损失。

综上，驱动器2包括用于将来自调光器1的输入信号转换为去往 发光二极管电路3的输出信号的转换器21以及用于探测输入信号的 调光水平并且用于响应于定义了调光水平等于/小于阈值水平的探测 结果而将驱动器2从第一、正常调光模式带入第二、经济调光模式的 控制器22。在第一/第二调光模式下，第一输入信号根据第一/第二曲 线I、II被转换为第一/第二输出信号。对于大多数的调光水平，第二 曲线II定义较之第一曲线I而言更高的光输出。调光器1包括用于向 用户指示输入信号的调光水平等于/小于阈值水平的指示器11、12、 13。所述指示器11、12、13可以包括发光二极管装置11、当旋转旋 钮12时的机械点击以及在调光器之上的标记或标识13。

虽然在附图和前面的描述中对本发明进行了阐释和详细描述，但 是这种阐释和描述应当被视为描述性或示例性而非限制性的，本发明 并不限于所公开的实施例。通过对附图、公开以及所附权利要求进行 研究，本领域的技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解并且实 施对于所公开的实施例的其他变形。在权利要求中，词语“包括”并 不排除其他的元素或步骤，以及不定冠词“一”或“一个”并不排除 复数。特定的措施记载在彼此不同的从属权利要求中这一仅有事实并 不指示这些措施的组合不能被加以利用。在权利要求中的任何参考标 记不应当被解释为限制范围。