用于基于led的照明單元的壽命延長的方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明一般地涉及照明控制。更具體地，本文公開的各種發明方法和裝置涉及控制LED節點的一個或多個LED的光輸出的一個或多個性質以延長基于LED的照明單元的壽命O
【背景技術】
[0002]數字照明技術，即基于諸如發光二極管(LED)之類的半導體光源的光照，提供對傳統熒光、HID和白熾燈的可行替換。LED的功能優點和益處包括高能量轉換和光學效率、耐用性、較低操作成本以及許多其它功能優點和益處。LED技術中的最新進展提供了使得能夠在許多應用中實現各種照明效果的高效且魯棒的全光譜照明源。體現這些源的一些燈具以照明模塊為特征，包括能夠產生不同顏色(例如紅色、綠色和藍色)的一個或多個LED，以及用于獨立地控制LED的輸出以便生成各種顏色和顏色改變照明效果的處理器。
[0003]合期望的是延長具有基于LED的照明單元的LED光源的壽命。可能特別合期望的是在某些安裝位置中和/或在某些安裝場景中延長基于LED的照明單元的壽命，例如當安裝在難以到達的區域(例如隧道和/或在街道照明中)中時，以具有相對長的壽命，以從而減小基于LED的照明單元將需要以其進行服務和/或更換的頻率。
[0004]為了延長壽命，一些常規的基于LED的照明單元利用如果主LED變得不可操作則被激活的冗余LED。例如，流動到主LED的電流可以在主LED失效時被分流至冗余LED。這樣的技術要求在冗余LED的激活之前的主LED的完全失效并且可能呈現一個或多個缺點。例如，這樣的技術可能導致新激活的冗余LED與斷裂的主LED之間的基于LED的照明單元中的非均勻光輸出；可能加速主LED的失效；和/或可能在主LED失效時導致對基于LED的照明單元的更嚴重的問題。
[0005]為了延長壽命，一些其它常規的基于LED的照明單元利用溫度傳感器來感測可能對一個或多個LED的壽命有害的過熱情形并且響應于過熱情形而關斷一個或多個LED和/或減少一個或多個LED的光輸出。這樣的技術可能呈現一個或多個缺點，諸如要求可能降低基于LED的照明單元的可靠性的溫度傳感器和/或在一些情形中引起非均勻分布的光輸出。
[0006]為了延長壽命，再其它的常規的基于LED的照明單元基于每一個LED的所確定的累積通電時間而在基于LED的照明單元的LED之間切換以最小化每一個LED的累積通電時間。這樣的切換以嚴格預限定的方式完成，其要求基于LED的照明單元的LED節點之間的控制網絡和中央控制器。這樣的技術可能呈現一個或多個缺點，諸如使利用中央控制器成為必要、使LED節點之間的控制網絡成為必要、和/或要求以嚴格預限定的方式執行切換。
[0007]因而，在本領域中存在提供使得能夠控制基于LED的照明單元的LED節點的一個或多個LED的光輸出的一個或多個性質以延長基于LED的照明單元的壽命并且可以可選地克服現有技術的一個或多個缺點的方法和裝置的需要。
【發明內容】
[0008]本公開涉及照明控制。更具體地，本文公開的各種發明方法和裝置涉及控制基于LED的照明單元的LED節點的一個或多個LED的光輸出的一個或多個性質以延長基于LED的照明單元的壽命。例如，在一些實施例中，控制LED的LED節點控制器可以基于LED激活概率確定LED是否將操作在有源(active)發光狀態中。因而，基于LED激活概率，LED有些時候可以處于有源發光狀態中并提供光輸出，并且在其它時候可以被防止處于有源發光狀態中并被防止提供光輸出。當基于LED的照明單元的多個LED節點實現這樣的技術時，基于LED的照明單元在第一時間段期間可以經由激活的LED的第一群組而提供光輸出的期望的均勻性，而同時防止基于LED的照明單元的LED的第二群組被激活。基于LED的照明單元還可以在第二時間段處(例如跟隨第一時間段之后的電力循環)經由激活的LED的第三群組(包括從第一群組唯一的一個或多個LED)而提供光輸出的期望的均勻性，而同時防止LED的第四群組(包括從第二群組唯一的一個或多個LED)被激活。這樣的技術使得能夠經由借由基于LED激活概率在每一個LED節點處所做出的偽隨機LED激活確定使在某些時間段處提供光輸出的哪些LED變化來實現基于LED的照明單元的壽命延長。而且，在一些實施例中，這樣的技術可以可選地在沒有使用于特別地引導哪些LED被激活并且哪些LED沒有被激活的中央控制器成為必要的情況下實現。
[0009]一般地，在一方面中，提供一種照明系統并且其包括:多個LED節點，每一個LED節點包括LED節點控制器；以及由LED節點控制器控制的至少一個LED。每一個LED節點控制器:選擇性地使得至少一個受控LED能夠處于有源發光狀態中并且選擇性地防止至少一個受控LED處于有源發光狀態中；基于一個或多個控制參數來控制至少一個受控LED，所述控制參數包括LED激活概率，并且所述控制包括基于LED激活概率確定至少一個LED是否處于有源發光狀態中；被配置成接收提供期望光輸出水平的指示的外部光水平輸入；以及基于外部光水平輸入來確定至少一個控制參數。
[0010]在一些實施例中，基于光水平輸入所確定的至少一個控制參數是LED激活概率。在那些實施例的一些版本中，LED激活概率與由光水平輸入指示的期望光輸出水平成比例。在那些實施例的一些版本中，光水平輸入是脈沖寬度調制輸入，并且期望光輸出水平的指示是基于脈沖寬度調制輸入的占空比。在那些版本中的一些中，系統還包括向每一個所述LED節點控制器提供脈沖寬度調制輸入的LED驅動器。
[0011]在一些實施例中，一個或多個所述LED節點控制器每一個還:基于光水平輸入來確定包括LED節點控制器的LED節點和一個或多個附加LED節點的LED節點集群中的數個LED節點；基于光水平輸入來確定要激活的LED節點集群中的數個LED ;并且確保LED節點集群中的數個LED被激活。在那些實施例的一些版本中，要激活的LED節點集群的一個或多個LED的數目與期望光輸出水平成比例。
[0012]在一些實施例中，基于光水平輸入所確定的至少一個控制參數是至少一個受控LED的LED光輸出水平。在那些實施例的一些版本中，LED激活概率是固定概率。在那些實施例的一些版本中，每一個LED節點控制器經由LED節點控制器向至少一個受控LED提供的驅動信號而實現LED光輸出水平。在那些版本中的一些中，驅動信號是脈沖寬度調制輸出。在那些實施例的一些版本中，光水平輸入是脈沖寬度調制的LED驅動器輸入，并且期望光輸出水平的指示是基于脈沖寬度調制的LED驅動器輸入的占空比。在那些實施例的一些版本中，光水平輸入是驅動信號，并且其中LED節點控制器經由向至少一個受控LED提供驅動信號而實現LED光輸出水平。
[0013]在一些實施例中，每一個LED節點控制器在每一次循環外部光水平輸入時基于LED激活概率來確定至少一個受控LED是否將處于有源發光狀態中。
[0014]在一些實施例中，經由用于為LED節點的LED供電的電力輸入來提供光水平輸入。在那些實施例的一些版本中，照明系統還包括生成光水平輸入的LED驅動器。
[0015]一般地，在另一方面中，提供一種控制LED節點的LED的方法并且其包括以下步驟:接收提供期望光輸出水平的指示的外部光水平輸入；基于光水平輸入來確定LED節點的LED的一個或多個控制參數；確定控制參數的LED激活概率，LED激活概率指示LED節點的LED將處于發光狀態中的概率；基于控制參數來控制LED節點的LED，所述控制包括基于LED激活概率來確定LED是否將處于發光狀態中。
[0016]在一些實施例中，基于光水平輸入來確定LED節點的LED的一個或多個控制參數包括基于光水平輸入來確定LED激活概率。在那些實施例的一些版本中，所確定的LED激活概率與由光水平輸入指示的期望光輸出水平成比例。在那些實施例的一些版本中，光水平輸入是脈沖寬度調制輸入，并且期望光輸出水平的指示是基于脈沖寬度調制輸入的占空比。
[0017]在一些實施例中，方法還包括以下步驟:基于光水平輸入來確定包括LED節點和一個或多個附加LED節點的LED節點集群中的數個LED節點；基于光水平輸入來確定要激活的LED節點集群中的數個LED ;以及確保LED節點集群的數個LED被激活。在那些實施例的一些版本中，要激活的LED節點集群中的一個或多個LED的所確定的數目與期望光輸出水平成反比。
[0018]在一些實施例中，基于光水平輸入來確定LED節點的LED的一個或多個控制參數包括基于光水平輸入來確定至少一個受控LED的LED光輸出水平。在那些實施例的一些版本中，LED激活概率是固定概率。在那些實施例的一些版本中，方法還包括以下步驟:經由LED節點控制器向至少一個受控LED提供的驅動信號來實現LED光輸出水平。在那些版本中的一些中，驅動信號是脈沖寬度調制輸出。在那些實施例的一些版本中，光水平輸入是驅動信號，并且還包括經由向至少一個受控LED提供驅動信號來實現LED光輸出水平。
[0019]在一些實施例中，方法還包括在每一次循環外部光水平輸入時基于LED激活概率來確定至少一個受控LED是否將處于有源發光狀態中。在那些實施例的一些版本中，經由用于為LED節點的LED供電的電力輸入來提供光水平輸入。
[0020]在一些實施例中，方法還包括以下步驟:在每一次接收到事件(occurrence)時，基于LED激活概率來確定至少一個受控LED是否將處于有源發光狀態中。在那些實施例的一些版本中，經由到LED節點的電力輸入來提供光水平輸入，并且經由電力輸入來提供所述事件。
[0021]其它實施例可以包括存儲指令的非暫時性計算機可讀存儲介質，所述指令由處理器可執行以施行諸如本文描述的一個或多個方法之類的方法。再其它的實施例可以包括存儲器和一個或多個處理器，其可操作成執行存儲在存儲器中的指令以施行諸如本文描述的一個或多個方法之類的方法。
[0022]如本文出于本公開目的而使用的，術語“LED”應當被理解成包括任何電致發光二極管或能夠響應于電信號而生成輻射和/或充當光電二極管的其它類型的基于載流子注入/結的系統。因此，術語LED包括但不限于響應于電流而發射光的各種基于半導體的結構、發光聚合物、有機發光二極管(OLED )、電致發光帶等等。特別地，術語LED指所有類型的發光二極管(包括半導體和有機發光二極管)，其可以被配置成生成在紅外光譜、紫外光譜和可見光譜的各個部分(一般地包括從大約400納米到大約700納米的輻射波長)中的一個或多個中的輻射。LED的一些示例包括但不限于各種類型的紅外LED、紫外LED、紅色LED、藍色LED、綠色LED、黃色LED、琥珀色LED、橙色LED和白色LED (下面進一步討論)。還應當領會，LED可以被配置和/或控制以生成具有針對給定光譜(例如，窄帶寬、寬帶寬)的各種帶寬(例如，半高全寬或FWHM)和在給定通用顏色類別內的各種主波長的輻射。
[0023]例如，被配置成生成基本上白色