[发明专利]具有包括多个发光二极管的电路的照明设备、以及控制和校准照明设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有包括多个发光二极管(LED)的电路的照明设备，以及控制和校准照明设备的方法。

背景技术

诸如电灯和电灯中使用的电灯泡之类的照明设备已被广泛使用多年。这些电灯和电灯泡一般是白炽、卤素和荧光类的。最新，利用LED的照明设备已进入市场。LED照明设备具有功率要求低，效率高和寿命长的优点。虽然LED本身十分高效，不过用于驱动LED照明设备的电路往往效率低。例如，由于易于获得的电压电源往往具有比驱动LED所需的电压(2-4伏，取决于颜色)高得多的电压(例如，对于车辆应用来说，12或24伏DC，对于出自墙壁插座的标准电源电压来说，120或240伏)，因此通常一直使用电阻器和其它半导体组件来调节电压。在调节供给LED的电压的过程中，这些电阻器和半导体组件将大量的能量转换成热量，这是无效的，并且可能损害LED和其它电路组件。

做出了使这些无效降至最小的各种尝试。例如，已知一种其中串联排列多个LED，以致LED可由更高电压的电源驱动的照明设备。US专利No.6239716B1(参见图2)说明一种可用在汽车应用中的具有多个串联连接的LED的电路。每个LED可通过开关被短路，以致如果一个LED发生故障，通过借助逻辑电路使对应的LED短路，其它的LED可继续工作，或者通过借助循环变化(circular variation)使LED短通(short-cutting)，能够实现LED的变暗。与逻辑电路连接的另一控制电路与LED串联连接。逻辑电路还与控制电路的输入端连接。以通过控制电路借助逻辑电路调节的电流的形式，设置通过LED的恒定电流，而不管多少LED正在工作。由于LED的串联连接，和12伏或20伏的较低单板电压相比，全部LED两端之间的电压必须被向上调节到60伏。

′716专利的结构需要与每个LED并行的一个独立开关。从而，如果使用大量的LED，那么还需要大量的开关，从而增大电路的成本。另外，如′716专利的图2中所示，控制逻辑和控制电路输出(are runoff of)和串联LED串基本相同的电压，即60伏，以便闭合开关。控制电路和LED还共有相同的基准或接地电压。能够处理这样的较高电压的控制电路往往比低电压(例如3.3-16伏)控制器和处理器更大，更昂贵，产生更多的热量。

于是，本领域中仍然需要一种效率高，并且制造和工作成本合算的照明设备。

发明内容

本发明涉及一种提供照明灯光和/或环境灯光的照明设备，所述照明设备具有包括多个发光二极管的电路，本发明还涉及控制和校准所述照明设备的方法。

这里使用的术语“校准”仅仅指的是根据一个或多个所需标准，设置或调节某一特征或特性。

这里使用的术语组件的“额定电流”指的是该组件的平均(即，连续)额定电流，峰值额定电流或者其它预定额定电流。

这里使用的术语“比较”及其变形形式指的是人进行的比较，计算机或其它处理器进行的比较，以及人结合计算机或其它处理器进行的比较。例如，可根据目视观测或感觉，调查数据，光谱分析数据，产品设计规范等进行比较。

一方面，本发明涉及一种包含电路的照明设备。所述电路包含提供供电电压的电源，和与电源串联连接，并由供电电压供电的多个发光二极管。所述多个发光二极管包括至少两组串联连接的发光二极管，各组串联连接的发光二极管串联连接。设置多个光学隔离的场效应晶体管，不同的光学隔离的场效应晶体管与每组串联连接的发光二极管并联连接，以便围绕该光学隔离场效应晶体管与之并联连接的一组串联连接的发光二极管有选择地分流。控制器与每个光学隔离场效应晶体管的栅极连接，以便有选择地打开和闭合光学隔离的场效应晶体管。这样，光学隔离的场效应晶体管使控制器和供电电压电隔离。

最好，所述电路还包括多个电容器，不同的电容器和每个光学隔离场效应晶体管及与之关联的一组串联连接的发光二极管并联连接。所述多个电容器与电源串联连接，以致多个电容器的电容累积，并用于使电源供给的供电电流的波形平滑，同时每个电容器位于和多个发光二极管基本相同的电位。

最好，所述电路还包括一个与控制器通信的可拆卸的存储介质。所述存储介质存储至少一个程序的数据。所述控制器按照存储在存储介质上的数据，控制多个光学隔离的场效应晶体管，从而控制发光二极管。