[发明专利]控制照明装置的方法，照明控制器和照明系统

说明书

技术领域

本发明涉及照明系统，特别是多通道光系统的控制。多通道可以例如提供颜色混合和颜色温度控制，虽然其他效果也可以通过使用多个独立可控光源获得。

背景技术

当前的多通道LED光源，诸如被称为“智能TLED”的飞利浦系统，面临分配给驱动器的空间有限的主要问题。这个系统通过独立地驱动红色、绿色和蓝色LED产生白光。在实践中，绿色LED利用天然蓝色LED和绿色磷光体层。该系统产生具有非常高的效率的暖白光。此外，多通道LED驱动器也在LED模块或LED灯具中遇到，其中不同通道用于产生用于一般照明和任务照明的单独光束，或单独的LED串被用来由单个灯具产生冷白或暖白光。

在当前的系统中，该系统需要单独的驱动器用于模块的不同LED。将会出现问题，因为用于光源驱动器的可用空间被固定以满足传统光源的需要，所述光源通常包括一个或至多两个通道，具有有限的功能，例如调光功能。具有WW/CW，RGB或更多通道的多通道光源具有总峰值功率以及总空间消耗，其是对于每个通道的要求的组合。为了将驱动器压缩到小的空间内，基本性能不得不被牺牲，例如功率因数或效率，但是这一般不能被产品设计师所接受。因此，存在使驱动电路小型化，而不会折中系统性能的需求。

在一般情况下，在多通道系统中，每个通道并不总是在最大功率运行。在许多情况下，脉冲宽度调制(PWM)被用于控制一个通道上的功率，这意味着该通道的功率仅在某一小部分时间期间被汲取。因此，当它们在相同的时间重叠时，在任何特定时间的最大总功率由每个通道的峰值功率叠加获得。

图1示出了传统的多通道照明系统驱动电路。三个LED负载10，11，12被示出，其可以例如具有三种不同颜色的输出。每个由各自的驱动器20，21，22来驱动，驱动器基本上包括开关模式电源(SMPS)或实现PWM控制的线性驱动器。存在包括功率因数校正的全局AC-DC转换器14，和对实际光源本身是远程的全局控制器16。全局控制器16提供命令给本地驱动器20，21，22来控制LED负载的操作。

本发明的实施例特别涉及各个驱动器20，21，22的控制。

已知的控制方法参照图2被描述，其示出了被三个名为“通道1”，“通道2”和“通道3”的LED负载汲取的电流定时。

每个通道使用LED负载的PWM信号控制，具有相同的PWM周期频率。在每个PWM周期开始时，每个通道以高脉冲开始，其持续时间确定光输出。因此，所有三个通道在同一时间被激活，在每个PWM周期的开始给出高功率需求。

对于每个通道，最大功率是例如15W。上述控制方法供给45W的总功率。输出功率振幅为0瓦到45瓦，具有45W、30W、15W、0W四个可能的值。

有三种已知的方法可以确保递送足够的峰值功率：

(i)使用较大的输出电源。这可能不是物理上适配的。

(ii)使用高跨越频率电源14，并添加大输出电容器。交流-直流跨越频率可以例如大约1kHz，以使得电容器可用于提供1毫秒的额外功耗。然而，这种方法降低了功率因数，并不能为LED系统的大规模生产所接受。

(iii)使用低跨越频率电源以提高功率因数，并添加更大得多的输出电容器。如果许多并联LED被组装在灯具内部，功率因数必须例如高于0.9。在许多应用中，总谐波失真(THD)的要求是低于20％。功率因数级和DC-DC转换级通常被结合在一起，并且跨越频率然后需要低于20Hz，以便实现足够高的功率因数。这意味着需要大电容器来提供50ms的额外功耗。在这种情况下，电容器可能太大而不能安装在单元内。

如果能够避免对每个通道的功率供应的重叠，峰值功率将由单个通道内的最高峰值电流获得。在这种情况下，总峰值功率可以大大减少，从而为驱动器提供空间和成本节省。