一种发光控制装置、及使用该发光控制装置的发光系统和控制方法_3

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芯片所组成,其组成方式可W是串联、并联或串并联组 合。藍光激发英光粉转换白光的L邸芯片相比于其他单色频谱L邸芯片(例如650皿左右 的红色LED))而言具有更好的热衰减和老化衰减特性,送样,可W在不同温度下操作、或可 W将不同老化程度的L邸灯具放在一起运行而没有明显的色温差异。第一组高色温L邸发 光体的设定色温与第二组低色温L邸发光体的设定色温不同。在一个实施例中,第二组LED 发光体的色温低于第一组LED发光体的色温。在另一个实施例中,第一组高色温LED发光 体的色温为7000K,第二组高色温LED发光体的色温为2000K。
[0049] 高色温可变输出恒流源104禪合至电子控制器102的高色温控制输出端和调光控 制输出端,用于接收脉冲宽度格式的高色温控制信号和DC电平的调光控制信号。低色温可 变输出恒流源106禪合至电子控制器102的低色温控制输出端和调光控制输出端,接收脉 冲宽度格式的低色温控制信号和同一个DC电平调光控制信号。
[0050] 对于脉冲宽度格式的高/低色温控制信号,当脉冲宽度信号宽度增加时,可变输 出恒流源104U06的DC电流输出大小增加,当脉冲宽度信号宽度减少时,可变输出恒流源 104U06的DC电流输出大小降低。由此,通过提供不同宽度的脉冲宽度信号,可W经由可变 输出恒流源104、106向第一组高色温L邸发光体和第二组低色温L邸发光体提供不同大小 的DC电流输出,由此使得第一组高色温L邸发光体和第二组低色温L邸发光体所产生的组 合色温发生变化。在任何时候,提供给可变输出恒流源104、106的两个脉冲宽度色温控制 信号的其中一个会处于满度输出状态,而另一个脉冲宽度色温控制信号则会控制在最大和 最小输出状态之间.。
[005。对于DC电平调光控制信号,在一个实施例中,其可W是O-IOV的电压控制信号, 用于向可变输出恒流源104U06指示不同的调光控制水平。DC电平调光控制信号越低,可 变输出恒流源104U06的电流输出比例就越低。在一个实施例中,DC电平调光控制信号为 10V,则可变输出恒流源104U06输出由脉冲宽度色温控制信号所指示的电流输出大小的 完全比例,即由脉冲宽度色温控制信号所指示的电流输出为满额输出。当DC电平调光控制 信号为5V时,则可变输出恒流源104、106输出可由脉冲宽度色温控制信号所指示的电流输 出大小的一半,即,输出由脉冲宽度色温控制信号所指示的电流输出大小的50%。当DC电 平调光控制信号为2V,则可变输出恒流源104U06输出可由脉冲宽度色温控制信号所指示 的电流输出大小的20%。可见,可变输出恒流源104U06是同时根据脉冲宽度色温控制信 号和DC电平调光控制信号两者来提供最后的最终电流输出。
[0052]当需要不同水平的色温和调光时,提供给可变输出恒流源104的高色温控制信号 被设置为提供第一比例的脉冲宽度W确定提供给第一组L邸发光体的电流输出的大小,提 供给可变输出恒流源106的低色温控制信号被设置为提供第二比例的脉冲宽度W确定提 供给第二组L邸发光体的电流输出的大小。在任何时候,第一比例的脉冲宽度和第二比例 的脉冲宽度的其中一个脉冲宽度会处于满度输出状态,而另一个脉冲宽度则会控制在最大 和最小输出状态之间。DC电平调光控制信号被设置为允许可变输出恒流源104将提供给第 一组L邸发光体的电流输出控制在由所述第一比例的脉冲宽度所确定的大小的第一百分 比范围内,并允许可变输出恒流源106将提供给第二组L邸发光体的电流输出控制在由所 述第二比例的脉冲宽度所确定的大小的第二百分比范围内。
[0053] 接下来将给出多种可能的实施情况。本领域技术人员可W理解到,W下给出的实 施情况仅仅是示例性的,并不旨在将本申请的实现情况穷举或限制为仅有送些。本领域技 术人员会知晓,在PWM或脉冲宽度控制装置中需要同步控制器,基本上不能提供全范围的 0-100%输出脉宽,因此在如下的实施情况中,选用了最低占空比2%和满额占空比100% 的范围来示范.。
[0054] 在一个实施例中,当需要高色温时,高色温控制信号被设置为提供100%的脉 冲宽度,低色温控制信号被设置为提供2 %的脉冲宽度;配合所述DC电平调光控制信号 0% -100%的范围,允许可变输出恒流源104的电流输出为由100%的脉冲宽度所确定的大 小的0 % -100 %,并允许可变输出恒流源106的电流输出为由0 %的脉冲宽度所确定的大小 的 0% -2% ;
[0055]当需要低色温时,高色温控制信号被设置为提供2%的脉冲宽度,低色温控制信号 被设置为提供100%的脉冲宽度;配合所述DC电平调光控制信号0% -100%的范围,允许 可变输出恒流源104的电流输出为由2 %的脉冲宽度所确定的大小的0 % -2 %,并允许可变 输出恒流源106的所述第二电流输出为由100%的脉冲宽度所确定的大小的0% -100% ;
[0056]当需要相对较高的色温时,高色温控制信号被设置为提供100%的脉冲宽度,低 色温控制信号被设置为提供20%的脉冲宽度;配合所述DC电平调光控制信号0% -100% 的范围,允许可变输出恒流源104的电流输出为由100 %的脉冲宽度所确定的大小的 0% -100%,并允许可变输出恒流源106的电流输出为由20%的脉冲宽度所确定的大小的 0% -20% ;
[0057]当需要相对较低的色温时,高色温控制信号被设置为提供10%的脉冲宽度,低色 温控制信号被设置为提供100%的脉冲宽度;配合所述DC电平调光控制信号0% -100% 的范围,允许可变输出恒流源104的电流输出为由10 %的脉冲宽度所确定的大小的 0% -10%,并允许可变输出恒流源106的电流输出为由100 %的脉冲宽度所确定的大小的 0% -100% ;
[005引从W上可W看出,当经由DC电平调光控制信号对可变输出恒流源104U06的电流 输出的大小比例进行控制时,脉冲宽度信号的脉冲宽度不发生改变,由此,对L邸发光体进 行调光的过程和对L邸发光体调色温的过程两者之间是独立的,可W分别单独地进行。送 提高了用户控制色温和光亮度的随意性,提高了用户体验。
[0059]图2示出了根据本申请的一个实施例的电子控制器102的实现原理图。如图所 示,电子控制器102包括微型控制单元(MCU),作为核必控制和程序存储单元。MCU可W采 用业界常用的各种可编程逻辑处理器件,其包括足W接收本申请的数字和模拟输入信号, 并能存储预设的可编程程序。例如,MCU可W采用美国德州仪器公司出品的带有10通道1/ 0的MSP430F系列,或采用美国微芯科技公司出品的带有12通道I/O的PIC16F系列。MCU 可W包括多个通用IO输入和模拟输入,用于分别接收四种输入控制信号:主开关检测输入 信号、数字调光方案(例如;DALI、化T)的控制输入信号,DCO-IOV色温控制输入信号、DC O-IOV调光控制输入信号。而外部PWM色温控制输入信号和外部PWM调光控制输入信号则 可W绕过MCU而被直接提供给后续电路组件(即,下文将讨论的PWM源选择器)。根据实 现方式的不同,不需要全部采用送些输入控制信号。例如,可W仅仅包括有模拟输入用于接 收DCO-IOV色温控制输入信号、DCO-IOV调光控制输入信号。基于外部输入的控制信号和 内部预设的程序,MCU输出内部PWM色温控制信号、内部PWM调光控制信号W及(在一个实 施情况下可选的)50%占空比的PWM同步信号。图2所述的电子控制器还包括PWM源选择 器,禪合到MCU的内部PWM色温控制信号输出端和内部PWM调光控制信号输出端,并禪合W 接收外部PWM色温控制输入信号、外部PWM调光控制输入信号。经由PWM源选择器的开关 选择,可W决定是选用MCU所输出的内部PWM色温控制信号和内部PWM调光控制信号还是 选用外部输入的外部PWM色温控制输入信号和外部PWM调光控制输入信号。当如下文的采 用内部方式(例如,主开关检测输入信号、数字调光方案(例如:DALI、化T)的控制输入信 号,DCO-IOV色温控制输入信号、DCO-IOV调光控制输入信号)来提供输入控制信号时, MCU将送些输入的控制信号转换为内部PWM色温/调光控制输出信号和50%占空比的PWM 同步信号并直接输出給PWM至脉冲宽度处理单元,并将PWM源选择器的开关切换为使用内 部PWM色温/调光控制输入信号。当如下文的采用外部方式(例如,无线控制终端)提供 的外部PWM色温/调光控制输入信号时,可W绕过MCU,将PWM源选择器的开关切换为使用 外部PWM色温/调光控制输入信号。所决定选用的(内部或外部)PWM色温控制输入信号 被用作为PWM色温控制信号被提供给PWM至脉冲宽度处理单元,所决定选用的(内部或外 部)PWM调光控制输入信号被用作为PWM调光控制信号被提供给PWM电压积分器。PWM源 选择器的开关可W在所述电子控制器的印刷电路板上用一个简单的双刀双掷机械式开关, 或通过一个电子开关电路来实现,并可通过出厂预设,或在安装现场由安装人员选择是采 用外部方式输入还是内部方式输入作为PWM源。
[0060] 在此进一步示出了同步信号发生器,用于确定PWM色温控制信号的刷新率,监测 及利用所述PWM色温控制信号的刷新率,产生一个50%占空比的PWM同步信号,一并输出给 所述PWM至脉冲宽度处理单元。在一个实施例中,一般是在确定选用外部方式(例如,无线 控制终端)提供的外部PWM色温控制信号时才启用该同步信号发生器用W处理外部PWM色 温控制信号。在一个实施例中,当出厂预设或现场安装时确定选用内部PWM色温控制信号 的情况下,送个50%占空比的PWM同步信号可W从微型控制单元直接供给到所述PWM至脉 冲宽度处理单元(图2中虚线部分),在此情况下可W不使用同步信号发生器,节省了使用 同步信号发生器的相关费用。
[0061] 进一步参考图2A,示出了PWM同步信号发生器的一种实施方案。PWM同步信号发 生器使用一个普通的锁相回路,其中包括电压控制振荡器(VC0),异或口狂OR)和"除2"电 路。"除2"电路由D型触发器实现。VCO被设置在所述输入信号两倍的频率操作,其振荡范 围能包含外部PWM色温控制信号的所需的操作频率。例如,当PWM输入的范围为300化到 600化时,VCO的输出是600化到1. 2曲Z。VCO的输出通过"除2"电路被反馈至异或口,异 或口被用作为相位比较器,其输入端接收输入信号,比较端接收"除2"电路的输出,并输出 相位误差值。相位误差值通过RC网络巧1+C1)进行滤波,滤波后的信号被提供给VC0,用于 调整VCO输出双倍PWM刷新率的信号,提供給D型触发器的时钟信号输入Cl端。而50%占 空比的PWM同步信号可输出W从D型触发器的Q端获得
[0062] PWM至脉冲宽度处理单元基于输入的PWM色温控制信号(即,由源选择器所确定使 用的内部或外部的PWM色温控制信号)W及50%占空比的PWM同步信号,产生所述高色温 脉冲宽度色温控制信号给高色温可变输出恒流源104、产生低色温脉冲宽度色温控制信号 给低色温可变输出恒流源106,W分别控制高色温L邸发光体和低色温L邸发光体的输出亮 度,进而达到控制最终的组合输出色温的目的。
[0063] 参考附图2B,附图2B示出了PWM至脉冲宽度处理单元的一种实施方式,其包括: 一系列脉冲发生器,逻辑口,反相器/缓冲器和D型触发器。
[0064]由同步信号发生器或是由MCU所提供的50%占空比的同步信号被反相,并与所述 PWM色温控制信号(即,由源选择器所确定使用的外部或内部PWM色温控制信号)通过异 或狂OR) 口Gl进行比较,如果PWM色温控制输入信号的占空比为50%W上,便可W在异或 狂OR) 口Gl的输出得到高电平输出信号,该输出信号被提供到D型触发器的D输入。
[0065] 50%占空比的同步信号也被连接到延迟线DLl和异或口G2组成的脉冲发生器, 其中延迟线DLl的输出同样被提供給异或口G2,异或口G2比较延迟线DLl的输出与50% 占空比的同步信号,W在PWM色温控制信号周期的0%和50%两点提供时钟脉冲信号到D 型触发器的CLK端。
[0066] 由此,所述D型触发器基于其D输入所接收到的输出脉冲信号W及CLK端收到的 时钟脉冲信号,当PWM色温控制输入信号的占空比大于50%时,Q输出在PWM同步信号周期 的前50%产生高电平的输出信号,然后于PWM同步信号周期的余下后50%复位至低电平。 当PWM色温控制输入信号是小于
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