專利名稱：電力源感測調(diào)光電路及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明設(shè)備，并且更具體地涉及發(fā)光設(shè)備的調(diào)光控制。
背景技術(shù)：
很多用于照明的控制電路使用相切調(diào)光。在相切調(diào)光中，AC波形的一部分，例如前沿或后沿被裁除(“切割”)，以減小提供給照明設(shè)備的RMS電壓。當(dāng)與白熾燈一起使用時，RMS電壓的這種減小導(dǎo)致電流的對應(yīng)減小，并且因此導(dǎo)致電力消耗和光輸出的減小。來自白熾燈的光輸出隨著RMS電壓的減少而減少。近來，已經(jīng)開發(fā)出了為一般照明提供光的固態(tài)照明系統(tǒng)。這些固態(tài)照明系統(tǒng)利用耦合于電源的發(fā)光二極管或其他固態(tài)光源，所述電源接收AC線電壓并且將該電壓轉(zhuǎn)化為適于驅(qū)動固態(tài)發(fā)光器的電壓和/或電流。用于發(fā)光二極管光源的典型電源包括線性穩(wěn)流電源和/或脈寬調(diào)制的穩(wěn)流和/或穩(wěn)壓電源。已經(jīng)描述了用于在很多不同應(yīng)用中驅(qū)動固態(tài)光源的很多不同技術(shù)，包括例如在以下專利中所描述的技術(shù)Miller的美國專利No. 3，755,697、Hasegawa等人的美國專利 No. 5，345，167、Ortiz 的美國專利 No. 5，736,881、Perry 的美國專利 No. 6，150，771、 Bebenroth 的美國專利 No. 6，329，760、Latham，II 等人的美國專利 No. 6，873，203、Dimmick 的美國專利No. 5，151，679、Peterson的美國專利No. 4,717,868、Choi等人的美國專利 No. 5，175，528,Delay 的美國專利 No. 3，787，752,Anderson 等人的美國專利 No. 5，844，377、 Ghanem 的美國專利 No. 6，285，139、Reisenauer 等人的美國專利 No. 6，161，910、Fisler 的美國專利No. 4，090，189、Rahm等人的美國專利No. 6，636，003、Xu等人的美國專利 No. 7，071，762、Biebl 等人的美國專利 No. 6，400，101、Min 等人的美國專利 No. 6，586，890、 Fossum 等人的美國專利 No. 6，222，172、Kiley 的美國專利 No. 5，912，568、Swanson 等人的美國專利No. 6，836，081、Mick的美國專利No. 6，987，787、Baldwin等人的美國專利No. 7，119，498、Barth等人的美國專利No. 6，747，420、Lebens等人的美國專利 No. 6，808，287、Berg-johansen 的美國專利 No. 6，841，947、Robinson 等人的美國專利 No. 7，202，608、美國專利 No. 6，995，518、美國專利 No. 6，724，376、Kamikawa 等人的美國專利No. 7，180，487、Hutchison等人的美國專利No. 6，614，358、Swanson等人的美國專利 No. 6，362，578、Hochstein 的美國專利 No. 5，661，645、Lys 等人的美國專利 No. 6，528，954、 Lys等人的美國專利No. 6，340，868,Lys等人的美國專利No. 7，038，399,Saito等人的美國專利 No. 6，577，072 以及 Illingworth 的美國專利 No. 6，388，393。在很多設(shè)施中，通常從主AC源(例如AC線電壓)運行的緊急照明有輔助高壓DC 源，例如電池作為備用。當(dāng)在建筑物或分支電路中失去AC電力時，在被用于供給正常的AC 電力的相同母線(bus)上供給DC電壓。通常，理想的是將由緊急照明產(chǎn)生的照明水平減小至接近最低水平，以減小電力消耗并且延長電池壽命，而同時仍滿足安全要求
發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一些實施例中，照明控制電路包括調(diào)光命令信號生成電路，所述調(diào)光命令信號生成電路被配置為接收輸入信號并且響應(yīng)性地生成調(diào)光命令信號以在所述輸入信號是AC信號時響應(yīng)于調(diào)光控制信號的變化而施加在最小調(diào)光與最大調(diào)光之間的范圍內(nèi)變化的調(diào)光(dimming)以及在所述輸入信號是DC信號時施加大于所述最小調(diào)光的固定調(diào)光。例如，在一些實施例中，所述調(diào)光命令信號生成電路可以包括調(diào)光控制信號生成電路， 其被配置為生成指示所述輸入信號的平均占空比的平均信號；以及可變增益電路，其被配置為在所述平均信號滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時向所述調(diào)光控制信號施加第一增益以生成調(diào)光命令信號以及在所述平均信號未能滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時向所述調(diào)光控制信號施加第二增益以生成所述調(diào)光命令信號。所述調(diào)光控制信號可以包括所述平均信號、PWM 二元調(diào)光器信號或模擬調(diào)光器信號，或者是從這些信號得到的。在另外的實施例中，所述調(diào)光控制信號生成電路包括轉(zhuǎn)化電路，其被配置為生成其占空比對應(yīng)于所述輸入信號的占空比的脈寬調(diào)制(PWM) 二元信號；以及平均電路，其被配置為生成其水平表示所述PWM 二元信號的平均的平均信號?？勺冊鲆骐娐房梢园ㄟx擇性縮放(scaling)電路，其被配置為將所述平均信號與基準(zhǔn)信號比較并且響應(yīng)于所述比較而對所述調(diào)光控制信號進行縮放。所述可變增益電路可以進一步包括PWM電路，該PWM電路被配置為從經(jīng)縮放的調(diào)光控制信號將所述調(diào)光命令信號生成為PWM調(diào)光命令信號。所述 PWM電路可以被配置為將經(jīng)縮放的調(diào)光控制信號與周期性的基準(zhǔn)信號比較以生成所述PWM 調(diào)光命令信號。所述照明控制電路可以進一步包括被配置為生成所述周期性基準(zhǔn)信號的周期性基準(zhǔn)信號發(fā)生器。所述照明控制電路可以進一步包括被配置為響應(yīng)于所述調(diào)光命令信號而驅(qū)動發(fā)光二極管(LED)的LED驅(qū)動電路。本發(fā)明另外的實施例提供一種照明控制電路，其包括感測信號輸入端、被配置為生成調(diào)光控制信號的調(diào)光控制信號生成電路以及可變增益電路，該可變增益電路被配置為響應(yīng)于所述感測信號輸入端處的信號的第一狀態(tài)而向所述調(diào)光控制信號施加第一增益以生成調(diào)光命令信號以及響應(yīng)于所述感測信號輸入端處的信號的第二狀態(tài)而向所述調(diào)光控制信號施加第二增益以生成所述調(diào)光命令信號。所述調(diào)光控制信號生成電路可以被配置為響應(yīng)于所述感測信號輸入端處的信號而生成所述調(diào)光控制信號。例如，所述調(diào)光控制信號生成電路可以被配置為響應(yīng)于AC相切調(diào)光器信號而生成所述調(diào)光控制信號，并且所述可變增益電路可以被配置為響應(yīng)于所述 AC相切調(diào)光器信號而選擇性地施加所述第一增益和第二增益。在其他實施例中，所述調(diào)光控制信號生成電路可以被配置為響應(yīng)于PWM 二元調(diào)光器信號或響應(yīng)于模擬調(diào)光器信號而生成所述調(diào)光控制信號。在一些實施例中，所述調(diào)光控制信號生成電路被配置為確定所述感測信號輸入端處的信號的平均占空比，并且所述可變增益電路被配置為響應(yīng)于所確定的占空比而選擇性地施加所述第一增益和第二增益。所述調(diào)光控制信號生成電路可以包括轉(zhuǎn)化電路，其被配置為生成其占空比對應(yīng)于所述輸入信號的占空比的脈寬調(diào)制(PWM) 二元信號；以及平均電路，其被配置為生成其水平表示所述PWM 二元信號的平均的平均信號。所述可變增益電路可以包括選擇性縮放電路，其被配置為將所述平均信號與基準(zhǔn)信號比較并且響應(yīng)于所述比較而對所述調(diào)光控制信號進行縮放；以及PWM電路，其被配置為從經(jīng)縮放的調(diào)光控制信號將所述調(diào)光命令信號生成為PWM調(diào)光命令信號。所述PWM電路可以被配置為將經(jīng)縮放的調(diào)光控制信號與周期性的基準(zhǔn)信號比較以生成所述PWM調(diào)光命令信號，并且所述照明控制電路可以進一步包括被配置為生成所述周期性基準(zhǔn)信號的周期性基準(zhǔn)信號發(fā)生器電路。 所述照明控制電路還可以包括被配置為響應(yīng)于所述調(diào)光命令信號而驅(qū)動發(fā)光二極管(LED) 的LED驅(qū)動電路。根據(jù)本發(fā)明的一些方法實施例，響應(yīng)于輸入信號而生成調(diào)光命令信號以在所述輸入信號是AC信號時響應(yīng)于調(diào)光控制信號而施加在最小調(diào)光與最大調(diào)光之間的范圍內(nèi)變化的調(diào)光以及在所述輸入信號是DC信號時施加大于所述最小調(diào)光的固定調(diào)光。所述方法可以包括生成指示所述輸入信號的平均占空比的平均信號、在所述平均信號滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時向所述調(diào)光控制信號施加第一增益以生成所述調(diào)光命令信號以及在所述平均信號未能滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時向所述調(diào)光控制信號施加第二增益以生成所述調(diào)光命令信號。所述調(diào)光控制信號可以包括所述輸入信號(例如AC相切調(diào)光器信號)、PWM 二元調(diào)光器信號或模擬調(diào)光器信號，或者是從這些信號得到的。本發(fā)明另外的實施例提供包括調(diào)光命令信號生成電路的照明控制電路，所述調(diào)光命令信號生成電路被配置為接收輸入信號、確定所述輸入信號是AC信號還是DC信號以及基于對所述輸入信號是AC信號還是DC信號的確定響應(yīng)性地生成調(diào)光命令信號。所述調(diào)光命令信號生成電路可以包括調(diào)光控制信號生成電路，其被配置為生成指示所述輸入信號的平均占空比的平均信號；以及可變增益電路，其被配置為在所述平均信號滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時向調(diào)光控制信號施加第一增益以生成所述調(diào)光命令信號以及在所述平均信號未能滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時向所述調(diào)光控制信號施加第二增益以生成所述調(diào)光命令信號。在另外的方法實施例中，通過接收輸入信號、確定所述輸入信號是AC信號還是DC 信號以及基于對所述輸入信號是AC信號還是DC信號的確定生成調(diào)光命令信號來控制照明。例如，確定所述輸入信號是AC信號還是DC信號可以包括生成指示所述輸入信號的平均占空比的平均信號以及確定所述平均信號是否滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。基于對所述輸入信號是AC 信號還是DC信號的確定生成調(diào)光命令信號可以包括在所述平均信號滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時向調(diào)光控制信號施加第一增益以生成所述調(diào)光命令信號以及在所述平均信號未能滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時向所述調(diào)光控制信號施加第二增益以生成所述調(diào)光命令信號。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的發(fā)光二極管(LED)照明系統(tǒng)的示意圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的、用于圖1的電路的LED驅(qū)動電路的實現(xiàn)的示意圖。圖3和圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的、用于圖1的系統(tǒng)的調(diào)光控制的實現(xiàn)的示意圖。圖5和圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的電力感測調(diào)光控制操作的流程圖。圖7和圖8是示出根據(jù)本發(fā)明另外的實施例的調(diào)光控制的實現(xiàn)的示意圖。
具體實施例方式下面參照附圖更全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的實施例。然而，本發(fā)明可以多種不同形式實施，而不應(yīng)被理解為局限于在此所闡釋的實施例。相反，提供這些實施例是為了使本公開內(nèi)容將是透徹和完整的，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面?zhèn)鬟_本發(fā)明的范圍。在附圖中，為了清楚起見可能對特征進行放大。應(yīng)理解的是，當(dāng)元件被稱為“連接于”或“耦合于”另一個元件(及其變體)時，其可以直接連接或耦合于該另一個元件，或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)元件被稱為“直接連接于”或“直接耦合于”另一個元件時，不存在中間元件。通篇使用相同的參考標(biāo)號指代相同的元件。如在此所使用的那樣，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)所列項目中的一個或多個的任何和所有組合，并且可以簡寫為“/”。應(yīng)理解的是，盡管在此可以使用術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等來描述各種元件和 /或部件，但這些元件和/或部件不受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅被用于將一個元件或部件與另一個元件或部件區(qū)分開。因此，下面所論述的第一元件或部件可以被稱作第二元件或部件而不偏離本發(fā)明的教導(dǎo)。在此所使用的術(shù)語僅是為了描述特定實施例的目的，而不是意在限制本發(fā)明。如在此所使用的那樣，單數(shù)形式“一”和“一個”意在同樣包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文明確地另有指示。應(yīng)進一步理解的是，術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”及其變體在被用于本說明書中時規(guī)定所陳述的特征、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或多個其他特征、步
驟、操作、元件、部件和/或它們的集合的存在或添加。相反，術(shù)語“由......構(gòu)成”在被用
于本說明書中時規(guī)定所陳述的特征、步驟、操作、元件和/或部件，并且排除另外的特征、 步驟、操作、元件和/或部件。除非另有限定，否則在此所使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)都具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所普遍理解的相同的含義。應(yīng)進一步理解的是，諸如在常用的詞典中所定義的那些的術(shù)語應(yīng)被解釋為具有與它們在相關(guān)領(lǐng)域的背景下的含義相一致的含義，并且將不會在理想化或過于刻板的意義上被解釋，除非在此明確地進行了這樣的限定。本發(fā)明的各個方面包括電子電路的各種組合，這些電子電路包括諸如電阻器、電容器、二極管、晶體管等的部件。應(yīng)理解的是，在此所描述的電路(和/或這樣的電路的任何部分)一般可以下列形式提供(1) 一個或多個分立部件；(2) —個或多個集成電路；或 (3) 一個或多個分立部件與一個或多個集成電路的組合。題為“頻率轉(zhuǎn)化調(diào)光信號生成(FrequencyConverted Dimming Signal Generation)“的序列號為12/328，144的美國專利申請和題為“調(diào)光信號生成和生成調(diào)光信號的方法(Dimming Signal Generation and Methods of Generating Dimming Signals)，，的序列號為12/328，115的美國專利申請描述了各種使用能與傳統(tǒng)的白熾照明和熒光照明控制電路兼容的調(diào)光器對發(fā)光設(shè)備進行調(diào)光的技術(shù)，所述調(diào)光器包括AC相切調(diào)光器、水平控制信號調(diào)光器以及脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)光器，上述兩個美國專利申請均提交于2008年12月4日，轉(zhuǎn)讓給本中請的受讓人并且在此通過引用以其整體被并入，如同其實際存在一樣。本發(fā)明的一些實施例產(chǎn)生于以下創(chuàng)造性認識在其中備用供電能力可能有限的這樣的電路的應(yīng)用中，響應(yīng)于檢測到備用電力的存在而將照明設(shè)備調(diào)光至預(yù)定水平以節(jié)約用電可能是有利的。在一些實施例中，基于對輸入信號(例如AC相切調(diào)光器信號或AC電源信號)處于AC狀態(tài)還是DC狀態(tài)的確定來生成調(diào)光命令信號(例如將被施加于用于照明設(shè)備的驅(qū)動器的信號，所述照明設(shè)備諸如為一個或多個LED)。在另外的實施例中，調(diào)光命令信號生成電路可以被配置為生成調(diào)光命令信號，以在來自諸如AC相切調(diào)光器的設(shè)備的輸入信號是AC信號時與所述輸入信號的占空比成比例地施加在最小調(diào)光與最大調(diào)光之間的范圍內(nèi)變化的調(diào)光以及在輸入信號是DC信號時施加大于所述最小調(diào)光的固定調(diào)光。在輸入信號是DC信號時施加的調(diào)光可以例如是通過提供這樣的照明而使電力消耗減小或最小化的調(diào)光，即所述照明小于在輸入信號是AC信號的情況下施加最小調(diào)光時所提供的照明。調(diào)光命令信號可以例如被施加于驅(qū)動諸如LED照明設(shè)備的照明設(shè)備的驅(qū)動電路。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的照明系統(tǒng)10。如圖所示，照明系統(tǒng)10包括驅(qū)動電路200和照明設(shè)備，此處照明設(shè)備被示出為一個或多個LED 300。驅(qū)動電路200響應(yīng)于調(diào)光命令信號生成電路100所生成的調(diào)光命令信號106而驅(qū)動所述(一個或多個)LED 300。調(diào)光命令信號生成電路100接收輸入信號101。在一些實施例中，輸入信號101可以例如是接收自常規(guī)的相切調(diào)光器電路(或其衍生物)的信號，該信號在正常情況下是經(jīng)受相切的AC信號，而在緊急情況下是由備用DC電力源生成的DC信號。在一些實施例中，調(diào)光命令信號生成電路100可以通過根據(jù)輸入信號101的狀態(tài)(例如AC或DC)向輸入信號 101選擇性地施加不同的增益而從輸入信號101生成調(diào)光命令信號106。在其他實施例中， 輸入信號101可以是AC電源信號(例如AC電源電壓的經(jīng)縮放的版本)，并且可以被用于基于輸入信號101的狀態(tài)向調(diào)光器控制信號109(例如從PWM 二元調(diào)光器信號或模擬調(diào)光器信號生成的信號)和輸入信號101選擇性地施加不同的增益。在本發(fā)明的一些實施例中，調(diào)光命令信號106是其頻率顯著高于輸入信號106并且其占空比取決于輸入信號101的占空比的脈寬調(diào)制(PWM) 二元信號。調(diào)光命令信號106 的占空比可以與輸入信號101的占空比大體上相同，或者其可以根據(jù)預(yù)先限定的關(guān)系而有所不同。例如，調(diào)光命令信號106的占空比可以與輸入信號101的占空比具有線性或非線性的關(guān)系。調(diào)光命令信號106的占空比一般可以不逐周期地順著輸入信號101的占空比的軌跡。舉例來說，如果充分的變化可以出現(xiàn)在輸入信號101的占空比中，那么這樣的關(guān)系可能是有益的，例如這可以出現(xiàn)在常規(guī)的AC相切調(diào)光器的輸出中，甚至是在不改變調(diào)光器的設(shè)定的情況下。因此，在一些實施例中，調(diào)光命令信號101可以具有與輸入信號101的經(jīng)平滑的占空比或平均占空比相關(guān)的占空比。這種平滑或平均可以減小輸入信號101的占空比中未預(yù)期的變化將導(dǎo)致由照明系統(tǒng)10輸出的光的強度的不合需要的變化的可能性，而同時仍慮及調(diào)光水平的改變。在圖1所示的一些實施例中，調(diào)光命令信號生成電路100包括調(diào)光控制信號生成電路110以及可變增益電路120。在一些實施例中，調(diào)光控制信號生成電路110生成表示輸入信號101的平均占空比的平均信號103。可變增益電路120基于平均信號(例如基于其電壓水平)向平均信號103選擇性地施加第一增益和第二增益以生成調(diào)光命令信號106。如進一步所示的那樣，調(diào)光控制信號生成電路110可以包括轉(zhuǎn)化電路112，該轉(zhuǎn)化電路響應(yīng)于輸入信號101而產(chǎn)生其占空比取決于輸入信號101的占空比的PWM 二元信號 102。PWM 二元信號102被提供給生成平均信號103的平均電路114，使得平均信號103表示PWM 二元信號102的平均值。在PWM 二元信號102的占空比與輸入信號101的占空比之間可能有多種不同關(guān)系中的任何一種。在一些實施例中，PWM 二元信號102是其占空比對應(yīng)于輸入信號101的波形的占空比(即基于該占空比，但不一定與其相同)的固定幅度波形。例如，在本發(fā)明的各種實施例中，PWM 二元信號102的占空比可以與輸入信號101的占
9空比直接相關(guān)或負相關(guān)。術(shù)語“相關(guān)”包括其中PWM 二元信號102的占空比與輸入信號101 的占空比成線性比例或成反比的關(guān)系或者其中存在非線性關(guān)系的關(guān)系。如進一步所示的那樣，可變增益電路120包括選擇性縮放電路122，該選擇性縮放電路接收平均信號103并且響應(yīng)性地生成經(jīng)縮放的信號104，該信號被施加于PWM信號生成電路124。PWM信號生成電路IM將經(jīng)縮放的信號104與波形基準(zhǔn)信號105比較以將調(diào)光命令信號106生成為PWM 二元信號?；谄骄盘?03的水平對經(jīng)縮放的信號104選擇性地進行縮放。例如，在一些實施例中，基于平均信號103與其水平指示輸入信號101從AC 信號轉(zhuǎn)變?yōu)镈C信號的基準(zhǔn)信號的比較對經(jīng)縮放的信號104選擇性地進行縮放，所述轉(zhuǎn)變可能出現(xiàn)在備用DC電源有效的時候。波形基準(zhǔn)信號105可以例如是三角形、鋸齒形或其他周期性的波形。在一些實施例中，波形基準(zhǔn)信號105的頻率可以大于200Hz，并且在特定的實施例中，該頻率可以是大約300Hz (或更高)。波形基準(zhǔn)信號105的波形可以被選擇為在包含于輸入信號101中的調(diào)光信息(占空比)與調(diào)光命令信號106的占空比之間提供所期望的關(guān)系。PWM信號生成電路1 將波形基準(zhǔn)信號105與經(jīng)縮放的信號104比較，該PWM信號生成電路生成具有波形基準(zhǔn)信號105的頻率并且其占空比取決于經(jīng)縮放的信號104的波形。仍然參照圖1，驅(qū)動電路200可以包括能夠響應(yīng)于反應(yīng)所述(一個或多個)LED 300的調(diào)光水平的脈寬調(diào)制輸入的多種不同類型的驅(qū)動電路中的任何一種。驅(qū)動電路200 的特定配置可以取決于照明系統(tǒng)10的應(yīng)用。例如，驅(qū)動電路200可以是升壓或降壓電源或者是恒定電流或恒定電壓脈寬調(diào)制電源，例如沿在美國專利No. 7，071，762中所描述的驅(qū)動電路的線路。在其他實施例中，驅(qū)動電路200可以是使用線性調(diào)節(jié)的驅(qū)動電路，諸如在美國專利No. 7，038，399中以及在提交于2006年9月13日的、題為“具有低側(cè)MOSFET電流控制的升壓 / 回掃電源拓撲結(jié)構(gòu)(BOOST/FINBACK SUPPLY TOPOLOGY WITH LOW SIDE MOSFET CURRENT CONTROL) ”的美國專利申請No. 60/844，325以及提交于2007年9月13日的、題為 “用于向負載供給電力的電路(Circuitry for Supplying Electrical Power to Loads)” 的美國專利申請No. 11/854，744中所描述的驅(qū)動電路。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的驅(qū)動電路200的實現(xiàn)。驅(qū)動電路200利用由施加于驅(qū)動器DR的高頻驅(qū)動信號調(diào)制的輸入電壓Vin來驅(qū)動一串LED，即LED1、LED2、 LED3，其中驅(qū)動器DR驅(qū)動晶體管T的柵極。二極管D、電容器C和電感器L在高頻驅(qū)動信號的循環(huán)之間提供電流平滑。電阻器R提供能夠被反饋至驅(qū)動器控制器的電流感測，所述驅(qū)動器控制器改變高頻驅(qū)動信號的占空比以向LED，即LED1、LED2、LED3提供恒定電流。由調(diào)光命令信號生成電路100所輸出的調(diào)光命令信號來使能驅(qū)動器DR。由于晶體管T由調(diào)光命令信號生成電路100控制，所以當(dāng)晶體管T斷開時，可能必須關(guān)斷或者以其他方式控制或補償至所述控制器的電流感測反饋。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另外的實施例的調(diào)光命令信號生成電路300。調(diào)光命令信號生成電路300包括沿上文參照圖1所論述的線路具有功能的轉(zhuǎn)化電路112、平均電路 114、選擇性縮放電路122和PWM信號生成電路124，以及生成波形基準(zhǔn)信號105的波形基準(zhǔn)信號生成電路140。輸入信號101，例如通過使用例如電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)縮放至適當(dāng)?shù)碾妷核蕉鴱南嗲姓{(diào)光器的輸出得到的電壓被施加于轉(zhuǎn)化電路112的比較器Ul的第一輸入。比較器Ul將輸入信號101與施加于比較器Ul的第二輸入的電壓基準(zhǔn)Vtto比較。當(dāng)輸入信號101超過電壓基準(zhǔn)Vtto時，比較器Ul的輸出被驅(qū)動為“高”。當(dāng)情況相反時，比較器Ul的輸出被驅(qū)動為“低”。在其中占空比檢測電路的輸出的占空比與輸入電壓的占空比負相關(guān)的實施例中，比較器Ul可以被反轉(zhuǎn)，使得輸入信號被供給至比較器Ul的負輸入，而電壓基準(zhǔn)被供給至比較器Ul的正輸入。由轉(zhuǎn)化電路112產(chǎn)生的PWM 二元信號102被平均電路114濾波以生成表示PWM 二元信號102的平均值的平均信號103。平均電路114被示出為包括電阻器Rl和電容器Cl 的低通濾波器，但應(yīng)理解的是，其他類型的濾波電路也可以被用于平均電路114。平均信號103被提供給選擇性縮放電路122中的放大器U2。被配置成電壓跟隨器的放大器U2產(chǎn)生輸出信號，該輸出信號被施加于比較器U3的輸入以及包括電阻器R2、 R3的分壓器。所述分壓器產(chǎn)生經(jīng)選擇性縮放的信號104，該信號被施加于PWM信號生成電路124的比較器TO的第一輸入。比較器TO將經(jīng)選擇性縮放的信號104與由波形基準(zhǔn)信號生成電路140產(chǎn)生的波形基準(zhǔn)信號105比較以將調(diào)光命令信號106生成為PWM 二元信號。 如圖所示，基準(zhǔn)波形信號生成電路包括被配置成三角波發(fā)生器的放大器U4，但應(yīng)理解的是， 在本發(fā)明的各種實施例中可以使用生成其他類型的周期性波形的電路，諸如鋸齒波或正弦波發(fā)生器。選擇性縮放電路122的比較器U3將放大器U2的輸出與基準(zhǔn)信號Vllttef比較，該基準(zhǔn)信號具有表示對應(yīng)于是DC電壓的輸入信號101的平均信號103的水平的電壓。如果放大器U2的輸出小于基準(zhǔn)信號VD&ef，那么比較器U3的輸出呈現(xiàn)高阻抗，并且沒有分壓(即減小的縮放或增益)被施加于放大器U2的輸出以產(chǎn)生經(jīng)選擇性縮放的信號104。然而，如果放大器U2的輸出大于基準(zhǔn)信號Vllttef，那么比較器U3的輸出被拉低，導(dǎo)致放大器U2的輸出被電阻器R2、R3分攤。結(jié)果，由選擇性縮放電路122施加的縮放(增益)被減小，并且調(diào)光命令信號106的占空比被對應(yīng)地改變以響應(yīng)于由于AC源被備用DC源取代而變?yōu)镈C信號的輸入信號101來提供大于在輸入信號101的AC情況下的最小調(diào)光的固定調(diào)光。電阻器 R2、R3的比值可以被選擇為使得在DC電力下被提供的照明滿足對于緊急照明的要求。圖4示出了表示圖3的電路的變型的調(diào)光命令信號生成電路400，其中對稱的轉(zhuǎn)化電路112被非對稱的轉(zhuǎn)化電路112’取代。圖3和圖4的相同項目由相同的參考指示符指示，并且鑒于前面對圖3的描述而省略了對這些相同項目的重復(fù)論述。非對稱轉(zhuǎn)化電路 112’包括第一和第二比較器UlA和U1B、邏輯“與”門Al以及設(shè)定/復(fù)位鎖存器Li，它們提供可獨立設(shè)定的接通和斷開閾值Vthri、Vtto2。在一些應(yīng)用中，來自基于雙向可控硅的相切調(diào)光器的AC波形可能在AC波形的正周期與負周期之間顯現(xiàn)不平衡。由非對稱轉(zhuǎn)化電路 112’提供的不同閾值能夠允許對正半周期和負半周期限定不同閾值以提供更穩(wěn)定的PWM 二元信號102。圖5和圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的操作的流程圖。應(yīng)理解的是，圖5 和圖6所示的操作可以同時執(zhí)行或以不同順序執(zhí)行而不背離本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，本發(fā)明的實施例不應(yīng)被理解為局限于該流程圖所示的特定操作順序。此外，該流程圖所示的操作可以完全在硬件中執(zhí)行或者在硬件與軟件的組合中執(zhí)行。參照圖5，生成表示調(diào)光輸入信號(例如接收自AC相切調(diào)光器或其衍生物的信號或者從AC電力源得到的信號)的平均占空比的平均信號(框510)?；谠撈骄盘枌⒌谝辉鲆婧偷诙鲆孢x擇性地施加于調(diào)光控制信號(例如所述平均信號和/或來自另一個源的調(diào)光控制信號)以生成調(diào)光命令信號(框520)。將調(diào)光命令信號施加于驅(qū)動電路以控制諸如LED照明設(shè)備的照明設(shè)備的驅(qū)動(框530)。在根據(jù)圖6所示的本發(fā)明另外的實施例的操作中，響應(yīng)于調(diào)光輸入信號而生成 PWM 二元信號(框610)。從PWM 二元信號生成平均信號，其中平均信號的電壓水平可以例如表示PWM 二元信號的平均值(框620)?；谄骄盘柕乃綄φ{(diào)光控制信號進行縮放。例如，可以將平均信號與閾值比較，并且如果平均信號的電壓水平大于閾值，那么向調(diào)光控制信號施加減小的縮放(增益)并且將結(jié)果得到的信號與波形基準(zhǔn)信號(例如三角波信號) 比較以生成施加于用于照明設(shè)備的驅(qū)動電路的PWM命令信號(框630、640、650)。然而，如果平均信號的電壓水平小于閾值，那么在與波形基準(zhǔn)信號比較并且將結(jié)果施加于驅(qū)動電路 (框640、650)之前不施加減小的縮放。圖7示出了本發(fā)明另外的實施例，其表示圖3所示的電路的變型(相同的部件由相同的參考指示符指示)。特別地，在圖7所示的調(diào)光命令信號生成電路700中，省去了圖 3的PWM信號生成電路124以提供可以被施加于驅(qū)動電路200’的模擬信號104，該驅(qū)動電路200’被配置為響應(yīng)于這樣的輸出信號而驅(qū)動照明設(shè)備。驅(qū)動電路200’可以例如是線性驅(qū)動電路。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，沿所描述的線路的電路可以包括用于接受其他類型的調(diào)光輸入的電路，諸如PWM 二元或模擬(水平敏感)調(diào)光器信號。例如，圖8示出了表示圖3的電路的另一個變型的調(diào)光命令信號生成電路800(相同的部件由相同的參考指示符指示)。調(diào)光控制信號生成電路110’可以包括放大器電路TO、U7，放大器電路TO、 U7被配置為接收其他類型的調(diào)光器信號，諸如PWM 二元調(diào)光器信號107和/或模擬調(diào)光器信號108 (例如0-10V的信號)。接收PWM 二元調(diào)光器信號107的放大器U6的輸出可以被施加于另一個平均電路116以產(chǎn)生其水平指示PWM 二元信號107的占空比的信號。如在圖 3中那樣，轉(zhuǎn)化電路112與平均電路114的組合可以產(chǎn)生其水平指示輸入信號101的平均占空比的信號。在調(diào)光將由PWM 二元調(diào)光器信號107或模擬調(diào)光器信號108控制的情況下， 輸入信號101可以是從可在備用電力情況下轉(zhuǎn)化成DC操作的AC電源得到的AC信號，而不是如上文所述的那樣是AC相切調(diào)光器信號。平均電路116、接收模擬調(diào)光器信號108的放大器U7以及平均電路114的輸出端是按“或”關(guān)系連接(0R’ed)的二極管，使得可以從這些源選擇性地生成調(diào)光命令信號109。 例如，如果感測信號輸入信號101是標(biāo)稱50%占空比的AC信號(對應(yīng)于正常的AC電源波形)并且閾值電壓Vtto大約為0伏，那么由平均電路114產(chǎn)生的平均信號103將大約為0伏并且該電路將在PWM 二元調(diào)光器信號107或模擬調(diào)光器信號108的控制下操作。因此，當(dāng)這些信號中操作的一個信號發(fā)生變化以在最大調(diào)光與最小調(diào)光(例如對應(yīng)于最大照明的非常小的調(diào)光或沒有調(diào)光)之間的范圍內(nèi)改變調(diào)光時，調(diào)光控制信號109將相應(yīng)地發(fā)生變化并且將以第一增益被縮放。然而，如果AC信號101例如在備用電力情況出現(xiàn)時變?yōu)镈C 信號，那么調(diào)光控制信號109的控制由平均信號103接手(該平均信號此時是DC水平)并且縮放電路122施加較低的第二增益，使得大于最小調(diào)光的固定調(diào)光被提供。如上所述， 這個固定調(diào)光可以處于允許正被控制的照明設(shè)備提供最小量的照明以在減小電力消耗的同時滿足安全要求的水平。在附圖和說明書中已經(jīng)公開了本發(fā)明的實施例，而盡管使用了特定的術(shù)語，但是這些術(shù)語僅在一般性和描述性的意義上被使用并且不是為了限制的目的，將在隨后的權(quán)利要求中闡釋本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種照明控制電路，所述照明控制電路包括調(diào)光命令信號生成電路，所述調(diào)光命令信號生成電路被配置為接收輸入信號并且響應(yīng)性地生成調(diào)光命令信號以在所述輸入信號是AC信號時響應(yīng)于調(diào)光控制信號的變化而施加在最小調(diào)光與最大調(diào)光之間的范圍內(nèi)變化的調(diào)光以及在所述輸入信號是DC信號時施加大于所述最小調(diào)光的固定調(diào)光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明控制電路，其中所述調(diào)光命令信號生成電路包括調(diào)光控制信號生成電路，所述調(diào)光控制信號生成電路被配置為生成指示所述輸入信號的平均占空比的平均信號；以及可變增益電路，所述可變增益電路被配置為在所述平均信號滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時向所述調(diào)光控制信號施加第一增益以生成所述調(diào)光命令信號以及在所述平均信號未能滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時向所述調(diào)光控制信號施加第二增益以生成所述調(diào)光命令信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明控制電路，其中所述調(diào)光控制信號包括所述平均信號， 或者是從所述平均信號得到的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明控制電路，其中所述調(diào)光控制信號包括PWM二元調(diào)光器信號或模擬調(diào)光器信號，或者是從PWM 二元調(diào)光器信號或模擬調(diào)光器信號得到的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明控制電路，其中所述調(diào)光控制信號生成電路包括轉(zhuǎn)化電路，所述轉(zhuǎn)化電路被配置為生成其占空比對應(yīng)于所述輸入信號的占空比的脈寬調(diào)制(PWM) 二元信號；以及平均電路，所述平均電路被配置為生成其水平表示所述PWM 二元信號的平均的平均信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的照明控制電路，其中所述可變增益電路包括選擇性縮放電路，所述選擇性縮放電路被配置為將所述平均信號與基準(zhǔn)信號比較并且響應(yīng)于所述比較而對所述調(diào)光控制信號進行縮放。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的照明控制電路，其中所述可變增益電路還包括PWM電路，所述PWM電路被配置為從經(jīng)縮放的調(diào)光控制信號將所述調(diào)光命令信號生成為PWM調(diào)光命令信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的照明控制電路，其中所述PWM電路被配置為將經(jīng)縮放的調(diào)光控制信號與周期性的基準(zhǔn)信號比較以生成所述PWM調(diào)光命令信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的照明控制電路，所述照明控制電路還包括被配置為生成所述周期性基準(zhǔn)信號的周期性基準(zhǔn)信號發(fā)生器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明控制電路，其中所述輸入信號包括帶有DC電力備用模式的AC相切調(diào)光器信號或者帶有DC電力備用模式的AC電源信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明控制電路，所述照明控制電路還包括被配置為響應(yīng)于所述調(diào)光命令信號而驅(qū)動發(fā)光二級管(LED)的LED驅(qū)動電路。
12.一種照明系統(tǒng)，所述照明系統(tǒng)包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明控制電路與照明設(shè)備和驅(qū)動器的組合，所述驅(qū)動器被配置為響應(yīng)于所述調(diào)光命令信號而驅(qū)動所述照明設(shè)備。
13.一種照明控制電路，所述照明控制電路包括感測信號輸入端；被配置為生成調(diào)光控制信號的調(diào)光控制信號生成電路；以及可變增益電路，所述可變增益電路被配置為響應(yīng)于所述感測信號輸入端處的信號的第一狀態(tài)而向所述調(diào)光控制信號施加第一增益以生成調(diào)光命令信號，以及響應(yīng)于所述感測信號輸入端處的信號的第二狀態(tài)而向所述調(diào)光控制信號施加第二增益以生成所述調(diào)光命令信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的照明控制電路，其中所述調(diào)光控制信號生成電路被配置為響應(yīng)于所述感測信號輸入端處的信號而生成所述調(diào)光控制信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的照明控制電路，其中所述調(diào)光控制信號生成電路被配置為響應(yīng)于AC相切調(diào)光器信號而生成所述調(diào)光控制信號，并且其中所述可變增益電路被配置為響應(yīng)于所述AC相切調(diào)光器信號而選擇性地施加所述第一增益和第二增益。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的照明控制電路，其中所述調(diào)光控制信號生成電路被配置為響應(yīng)于PWM 二元調(diào)光器信號或模擬調(diào)光器信號而生成所述調(diào)光控制信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的照明控制電路，其中所述調(diào)光控制信號生成電路被配置為確定所述感測信號輸入端處的信號的平均占空比，并且其中所述可變增益電路被配置為響應(yīng)于所確定的占空比而選擇性地施加所述第一增益和第二增益。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的照明控制電路，其中所述調(diào)光控制信號生成電路包括轉(zhuǎn)化電路，所述轉(zhuǎn)化電路被配置為生成其占空比對應(yīng)于所述感測信號輸入端處的信號的占空比的脈寬調(diào)制(PWM) 二元信號；以及平均電路，所述平均電路被配置為生成其水平表示所述PWM 二元信號的平均的平均信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的照明控制電路，其中所述可變增益電路包括選擇性縮放電路，所述選擇性縮放電路被配置為將所述平均信號與基準(zhǔn)信號比較并且響應(yīng)于所述比較而對所述調(diào)光控制信號進行縮放；以及PWM電路，所述PWM電路被配置為從經(jīng)縮放的調(diào)光控制信號將所述調(diào)光命令信號生成為PWM調(diào)光命令信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的照明控制電路，其中所述PWM電路被配置為將經(jīng)縮放的調(diào)光控制信號與周期性的基準(zhǔn)信號比較以生成所述PWM調(diào)光命令信號。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的照明控制電路，所述照明控制電路還包括被配置為生成所述周期性基準(zhǔn)信號的周期性基準(zhǔn)信號發(fā)生器電路。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的照明控制電路，所述照明控制電路還包括被配置為響應(yīng)于所述調(diào)光命令信號而驅(qū)動發(fā)光二級管(LED)的LED驅(qū)動電路。
23.一種照明系統(tǒng)，所述照明系統(tǒng)包括根據(jù)權(quán)利要求13所述的照明控制電路與照明設(shè)備和驅(qū)動電路的組合，所述驅(qū)動電路被配置為響應(yīng)于所述調(diào)光命令信號而驅(qū)動所述照明設(shè)備。
24.一種控制照明的方法，所述方法包括響應(yīng)于輸入信號而生成調(diào)光命令信號以在所述輸入信號是AC信號時響應(yīng)于調(diào)光控制信號而施加在最小調(diào)光與最大調(diào)光之間的范圍內(nèi)變化的調(diào)光以及在所述輸入信號是DC信號時施加大于所述最小調(diào)光的固定調(diào)光。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，所述方法還包括 生成指示所述輸入信號的平均占空比的平均信號；在所述平均信號滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時向所述調(diào)光控制信號施加第一增益以生成所述調(diào)光命令信號；以及在所述平均信號未能滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時向所述調(diào)光控制信號施加第二增益以生成所述調(diào)光命令信號。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述調(diào)光控制信號包括所述輸入信號，或者是從所述輸入信號得到的。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其中所述輸入信號包括AC相切調(diào)光器信號。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述調(diào)光控制信號包括PWM二元調(diào)光器信號或模擬調(diào)光器信號，或者是從PWM 二元調(diào)光器信號或模擬調(diào)光器信號得到的。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中生成指示所述輸入信號的平均占空比的平均信號包括生成其占空比對應(yīng)于所述輸入信號的占空比的脈寬調(diào)制(PWM) 二元信號；以及生成其水平表示所述PWM 二元信號的平均的平均信號。
30.一種照明控制電路，所述照明控制電路包括調(diào)光命令信號生成電路，所述調(diào)光命令信號生成電路被配置為接收輸入信號、確定所述輸入信號是AC信號還是DC信號以及基于對所述輸入信號是AC信號還是DC信號的確定響應(yīng)性地生成調(diào)光命令信號。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的照明控制電路，其中所述調(diào)光命令信號生成電路包括調(diào)光控制信號生成電路，所述調(diào)光控制信號生成電路被配置為生成指示所述輸入信號的平均占空比的平均信號；以及可變增益電路，所述可變增益電路被配置為在所述平均信號滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時向調(diào)光控制信號施加第一增益以生成所述調(diào)光命令信號以及在所述平均信號未能滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時向所述調(diào)光控制信號施加第二增益以生成所述調(diào)光命令信號。
32.—種控制照明的方法，所述方法包括接收輸入信號；確定所述輸入信號是AC信號還是DC信號；以及基于對所述輸入信號是AC信號還是DC信號的確定生成調(diào)光命令信號。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的照明控制電路其中確定所述輸入信號是AC信號還是DC信號包括生成指示所述輸入信號的平均占空比的平均信號；以及確定所述平均信號是否滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)；并且其中基于對所述輸入信號是AC信號還是DC信號的確定生成調(diào)光命令信號包括在所述平均信號滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時向調(diào)光控制信號施加第一增益以生成所述調(diào)光命令信號以及在所述平均信號未能滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時向所述調(diào)光控制信號施加第二增益以生成所述調(diào)光命令信號。
全文摘要
通過接收輸入信號、確定所述輸入信號是AC信號還是DC信號并且基于對所述輸入信號是AC信號還是DC信號的確定生成調(diào)光命令信號來控制照明。例如，確定所述輸入信號是AC信號還是DC信號可以包括生成指示所述輸入信號的平均占空比的平均信號以及確定所述平均信號是否滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號H05B33/08GK102598853SQ201080034459
公開日2012年7月18日 申請日期2010年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月28日
發(fā)明者J·P·喬博特, M·J·哈里斯, P·A·貝克 申請人:克里公司