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用于led燈具的低強(qiáng)度調(diào)光電路以及控制led的方法_3

文檔序號:9439739閱讀:來源:國知局
410被激活。否則,分路器410不激活。
[0053]分路控制器414包括運算放大器U3A、U3B以及U3C ;電容器C12、C16、C18以及C19 ;電阻器 R18、R30、R31、R32R35、R36、R37、R38、R40、R41、R42、R43、R44 以及 R45 ;穩(wěn)壓二極管D8 ;以及MOSFET Q5和Q8。與圖3的分路控制314不同,在分路控制器414中的運算放大器U3D的反相輸入端連接至從LED 200的陰極端中(而非在分路器內(nèi)的BJT Q6的發(fā)射極)提取的反饋信號。運算放大器U3D的非反相輸入端通過電阻器R30和R31耦接至穩(wěn)壓電路412,該穩(wěn)壓電路從導(dǎo)體DC+IN上的DC正電壓產(chǎn)生第一電壓參考信號和第二電壓參考信號。穩(wěn)壓電路412包括電阻器R21、R23、R26以及R27 ;電容器C13、C14以及C15 ;穩(wěn)壓二極管D7;以及晶體管Q7。
[0054]分路控制414將通過LED 200的電流幅度用作反饋信號,該反饋信號耦合至分路控制414中的運算放大器U3D的反相輸入端。此外,運算放大器U3B的反相輸入端接收由包括電阻器R44和R45的分壓器產(chǎn)生的第二電壓參考信號。在驅(qū)動電流的幅度檢測為低于低強(qiáng)度閾值電流幅度時,分路控制器414被配置為激活分路器410。
[0055]具體而言,運算放大器U3C對電阻器R43和R31之間的接合處的電壓和周期反相輸入端處產(chǎn)生的電壓進(jìn)行比較,以產(chǎn)生LED電流幅度信號。當(dāng)導(dǎo)體ENABLE上的信號較高時,MOSFET Q8完全打開,從而使電流檢測電阻器R43短路。當(dāng)導(dǎo)體ENABLE上的信號較低時,MOSFET Q8關(guān)閉,并且給在電流檢測電阻器R43上的電壓取樣。運算放大器U3C和U3A使LED電流幅度信號電平移位。運算放大器U3B對表示電流幅度的電平移位的信號和由穩(wěn)壓電路312產(chǎn)生的第二電壓參考信號進(jìn)行比較。運算放大器U3B的輸出信號根據(jù)該比較打開和關(guān)閉箝位器MOSFET Q5。
[0056]在通過LED 200的受控的電流下降為低強(qiáng)度閾值電流電平時,運算放大器U3A致使在運算放大器U3B的非反相輸入端處的電壓變成小于在其反相輸入端處的電壓,從而造成通過運算放大器U3B關(guān)閉晶體管Q5。在運算放大器U3D的非反相輸入端上的低電平箝制動作被消除,并且運算放大器U3D操作晶體管Q6,以激活分路器410并且保持LED電流具有調(diào)節(jié)的電平。
[0057]與在其他實施方式中一樣,一旦達(dá)到低強(qiáng)度閾值電流電平(例如,70mA),分路器410就與LED 200并聯(lián)耦接并且開始導(dǎo)電。如上所述,在圖4的分路調(diào)光電路414與圖3的分路調(diào)光電路314之間的操作差別在于,圖4的分路控制器414響應(yīng)于通過LED 200的電流(經(jīng)由反饋信號)并且將通過LED 200的電流調(diào)節(jié)為低強(qiáng)度閾值電流電平,而非將通過分路器410的電流調(diào)節(jié)為低強(qiáng)度閾值電流電平。這依然造成階躍調(diào)光,但是允許具有通過LED 200的恒定電流電平(例如,7mA),而非通過分路器的恒定電流電平。電路402被設(shè)計為獨立于多個系統(tǒng)變量,例如,相對于最小負(fù)載電平在驅(qū)動器之間的差值、在不同的調(diào)光控制模塊之間的阻抗的差值以及LED正向電壓的變化。優(yōu)選地,一旦激活分路器410,LED200就依然具有恒定的輸出強(qiáng)度。在這個配置中,人們不能看到額外的調(diào)光,而是看到分路器410電流變化的真實階躍響應(yīng)。這會保證設(shè)置的最小LED 200強(qiáng)度電平,同時也避免不利影響,例如,閃爍、噪聲等。
[0058]接下來,參照圖4B-4D,根據(jù)第二實施方式,分別相對于驅(qū)動器204、分路器410以及LED 200的操作示出了電流對滑動開關(guān)位置的曲線圖。如圖4B中所示,在滑動開關(guān)向下移動時(S卩,如圖中所示,在位置更進(jìn)一步向右變化時),驅(qū)動器電流的幅度減小。雖然驅(qū)動器電流的幅度顯示為隨著滑動開關(guān)位置的變化而線性減小,但是可替代地,下降的比率可以是指數(shù)、對數(shù)或者技術(shù)人員已知的任何其他類型的曲線。在位置P1*,驅(qū)動器電流達(dá)到低強(qiáng)度閾值電流幅度,并且分路器410打開。然而,驅(qū)動器電流不受影響,并且在滑動開關(guān)朝著Pc移動時,繼續(xù)降低,在位置Pc處,驅(qū)動器電流接近最小電流幅度。然而,如圖所示,驅(qū)動器204被配置為使得驅(qū)動器電流實際上決不達(dá)到最小電流幅度,以避免任何不利影響。
[0059]如圖4C中所示,在驅(qū)動器電流的幅度大于低強(qiáng)度閾值電流幅度時,分路電流的幅度是O。在位置P1*,驅(qū)動器電流幅度等于低強(qiáng)度閾值電流幅度,并且分路器410被激活。一旦被激活,并且在滑動開關(guān)更進(jìn)一步向下移動時,流過分路器410的電流就從O增大為特定的幅度。雖然在圖4C中,特定的幅度顯示為大于或等于最小電流幅度,但是該幅度可以是小于或等于低強(qiáng)度閾值電流幅度的任何值。通過分路器410的電流的幅度取決于LED200的調(diào)節(jié)的電流幅度。由于驅(qū)動器電流的幅度響應(yīng)于在?1與P c之間的滑動開關(guān)位置的變化而繼續(xù)減小,所以流過分路器410的電流的幅度也減小。在P。處,通過分路器410的電流的幅度減小為其最低幅度。雖然這個幅度在圖4C中描述為等于或者幾乎等于0,但是技術(shù)人員會認(rèn)識到,取決于調(diào)節(jié)LED 200的電流幅度,通過分路器410的最低電流幅度可以是非零的。
[0060]如圖4D中所示,當(dāng)滑動開關(guān)位于左邊時,通過LED 200的電流的幅度最初與驅(qū)動器電流一起減小。當(dāng)通過LED 200的電流減小時,由LED 200產(chǎn)生的光的強(qiáng)度也減小。雖然通過LED 200的電流的幅度顯示為相對于滑動開關(guān)位置的變化線性減小,但是可替代地,下降的速度可以是指數(shù)、對數(shù)或者技術(shù)人員已知的任何其他類型的曲線。在位置P1處,驅(qū)動器電流達(dá)到低強(qiáng)度閾值電流幅度,并且分路器410被激活。
[0061]在激活分路器410時,分路器410開始傳導(dǎo)電流,并且通過LED 200的電流的幅度逐步地減小。逐步減小的幅度取決于LED 200的調(diào)節(jié)的電流幅度。由于驅(qū)動器電流的幅度響應(yīng)于在?1與P。之間的滑動開關(guān)位置而繼續(xù)減小,所以通過LED 200的電流的幅度保持恒定。LED 200不發(fā)生額外調(diào)光,用于在位置Pii下的滑動開關(guān)移動。
[0062]接下來,參照圖5,顯示了使用0-10V樣本控制的分路調(diào)光電路502。分路調(diào)光電路502包括產(chǎn)生600Hz鋸齒波形的鋸齒波發(fā)生器/振蕩器504,該波形具有在6伏特與8伏特之間變化的幅度。電平移位器和DC偏壓轉(zhuǎn)換器506將600Hz鋸齒波形轉(zhuǎn)換成具有在0.69伏特與I伏特之間變化的幅度的600Hz鋸齒波形。由包括運算放大器U4C的脈寬調(diào)制(PffM)比較器508對所產(chǎn)生的鋸齒波形與在導(dǎo)體INPUT上的信號進(jìn)行比較。在導(dǎo)體INPUT上的信號來自通過調(diào)光控制模塊201輸出的DHLIN調(diào)光指令信號。具體而言,差分放大器509將信號Dm_IN+和Dm_IN-轉(zhuǎn)換成在導(dǎo)體INPUT上表示DM_IN的信號。由運算放大器U4進(jìn)行的比較使通過濾波電路520轉(zhuǎn)換成DC參考電壓的PffM波形產(chǎn)生,并且DC參考電壓應(yīng)用于電流調(diào)節(jié)器516中。電流調(diào)節(jié)器516包括運算放大器U3D以及在第一分路電阻器R33與第二分路電阻器R34之間串聯(lián)耦接的BJT Q6。第一分路電阻器R33進(jìn)一步耦接至節(jié)點518。LED 200在節(jié)點518與分路控制器514之間連接。
[0063]電路502還包括穩(wěn)壓電路512,該電路從在導(dǎo)體DC+IN上的DC正電壓產(chǎn)生電壓參考信號。穩(wěn)壓電路包括電阻器R21、R23、R26以及R27 ;電容器C13、C14以及C15 ;穩(wěn)壓二極管D7 ;以及晶體管Q7。
[0064]在圖5的電路的操作期間,雖然在導(dǎo)體INPUT上的信號高于I伏特,但是BJT Q6保持在關(guān)閉狀態(tài)中,并且MOSFET Q8完全打開,從而使電流檢測電阻器R43短路。在這種情況下,由驅(qū)動器電路在導(dǎo)體90、92上供應(yīng)的所有電力傳輸至LED 200,并且分路器510不能使用。在操作期間,雖然在導(dǎo)體INPUT上的信號在I伏特與0.7伏特之間,但是包括運算放大器U4C的PffM比較器產(chǎn)生PWM信號,該信號具有從在IV時的100%變成在0.7V時的5%的占空比(duty rit1)。通過R51和C27過濾PffM信號,以產(chǎn)生用作電流調(diào)節(jié)器516的參考的DC參考電壓Vref。LED電流保持為等于Vref/R43的幅度,因此,在參考電壓Vref下降時,通過LED 200的電流也降低。由于恒流源(constant current)產(chǎn)生在導(dǎo)體90、92上供應(yīng)的電力(即,在導(dǎo)體INPUT上的信號在IV與0.7V之間變化時,通過導(dǎo)體傳輸恒流幅度),所以效果是將電流從LED 200中傳輸給分路電阻器R33/R34。該傳輸是線性的,從IV開始,向下減小為0.035V(0.7V的5% ),并且使用脈寬調(diào)制的原因在于,將在導(dǎo)體INPUT上的信號從在1V-0.7V之間的范圍轉(zhuǎn)變成在IV與0.035V之間的范圍。
[0065]通過運算放大器U3A還比較過濾的參考電壓Vref與IVDC啟動信號。如果過濾的參考電壓Vref低于IV,那么MOSFET Q8關(guān)閉,并且對電流檢測電阻器R43上的電壓進(jìn)行取樣。在導(dǎo)體INPUT上的信號等于或低于I伏特時,這能夠?qū)ED電流進(jìn)行閉環(huán)控制。
[0066]如圖6中所示,在與第四實施方式對應(yīng)的電路602中,微處理器604(或其他可編程部件,例如專用集成電路(ASIC))控制低強(qiáng)度調(diào)光模塊。微處理器控制電路602與0-10V樣本控制電路502相似。微處理器604(可以是8位型)可以代替部件504、506、508以及電路502的一部分520。微處理器604響應(yīng)于導(dǎo)體INPUT上的信號,并且產(chǎn)生供應(yīng)給部件R51、C27以及運算放大器U4D的PffM波形。剩余的電路和功能與圖5的實施方式相似或相同。此外,必要時,在激活分路器時,微處理器604 (或其他可編程部件)可以在調(diào)光指令信號的
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