專利名稱:可調光照明設備的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種照明設備,該照明設備用于在第一狀態中產生具有第一強度的最終光并且用于在第二狀態中產生具有比第一強度高的第二強度的最終光,所述最終光包括具有第一色溫的第一光和具有比第一色溫高的第二色溫的第二光。本發明進一步涉及一種包括照明設備的系統和方法。
背景技術:
用于在第一狀態中產生具有第一強度的最終光并且用于在第二狀態中產生具有比第一強度高的第二強度的最終光的照明設備是公知常識。第一狀態是低強度狀態(調光 狀態),并且第二狀態是較高強度狀態(另一調光狀態或者非調光狀態)。為了產生最終光,混合第一暖色的第一光和第二冷色的第二光。在該情況下,所述最終光包括具有第一色溫的第一光和具有比第一色溫高的第二色溫的第二光。
發明內容
本發明的目的是提供一種用于產生最終光的改進的照明設備。進一步的目的是提供一種系統和方法。根據第一方面,提供一種照明設備,該照明設備用于在第一狀態中產生具有第一強度的最終光并且用于在第二狀態中產生具有比第一強度高的第二強度的最終光,所述最終光包括具有第一色溫的第一光和具有比第一色溫高的第二色溫的第二光,該照明設備包括-第一電路,用于產生第一光,第一電路包括至少一個第一發光二極管,-第二電路,用于產生第二光,第二電路包括至少一個第二發光二極管,-第三電路,用于在第一狀態中達到第一溫度并且用于在第二狀態中達到比第一溫度高的第二溫度,以及-第四電路,熱耦合到第三電路,比值等于向第一電路供應的第一功率除以向第二電路供應的第二功率,第四電路包括依賴于溫度的電路,用于適配比值使得第二強度的最終光具有與第一強度的最終光的第一最終色溫不同的第二最終色溫。第一電路產生具有第一色溫的第一光,并且第二電路產生具有比第一色溫高的第二色溫的第二光。第三電路在第一狀態中達到第一溫度并且在第二狀態中達到比第一溫度高的第二溫度。定義比值等于向第一電路供應(由第一電路消耗)的第一功率除以向第二電路供應(由第二電路消耗)的第二功率。第四電路熱耦合到第三電路并且包括依賴于溫度的電路,該依賴于溫度的電路用于適配比值使得第二強度的最終光具有與第一強度的最終光的第一最終色溫不同的第二最終色溫。結果,提供了一種改進的照明設備用于產生在較低強度具有第一最終色溫并且在較高強度具有第二最終色溫的最終光而第一和第二最終色溫不同。這例如在其中最終色溫應當依賴于最終光的強度的環境中是重大優點。照明設備的有利之處進一步在于它成本低。照明設備的有利之處還進一步在于它由于第三電路和第四電路以及在這些電路之間的熱耦合各自有助于設計的自由度該事實而表現出大的設計自由度。照明設備產生的光稱為“最終”光的原因是避免與具有第一色溫的第一光和與具有比第一色溫高的第二色溫的第二光混淆。所述最終光包括該第一和第二光。類似地,最終光的色溫稱為“最終”色溫的原因是避免與第一色溫和與第二色溫混淆。
當然,所述最終光可以表現三個或者更多不同強度之一和/或可以包括三種或者更多不同種類的不同色溫的光和/或可以具有三個或者更多不同最終色溫之一。照明設備的一個實施例由第二最終色溫高于第一最終色溫限定。結果,提供了一種改進的照明設備用于產生在較低強度具有相對暖色并且在較高強度具有相對冷色的最終光。這例如在用于為家庭環境和/或企業辦公室等照明的照明設備中是重大優點。照明設備的一個實施例由第一、第二和第三電路串聯連接并且第四電路并聯連接到第一和第二電路之一限定。該實施例有利在于它賦予更大設計自由度。可替換地,第一和第二電路可以例如并聯連接而第四電路例如串聯連接到第一和第二電路之一,但是那時將由于在并聯連接的兩個支路中的每個支路兩端將存在相同電壓差該事實而有更少設計自由度。這限制每個支路的發光二極管數目的自由選擇或者需要向支路之一添加另一元件。照明設備的一個實施例由第三電路包括電阻器和/或二極管和/或齊納二極管并且依賴于溫度的電路包括溫度系數電阻器限定。該實施例有利在于它極低的成本。可替換地,依賴于溫度的電路可以包括用于將第三電路的溫度轉換成用于控制開關、比如晶體管的控制信號的轉換器,每個開關被控制用于例如短路第一或者第二電路的一組發光二極管中的一個發光二極管,但是這將使照明設備更昂貴。照明設備的一個實施例由溫度系數電阻器是并聯連接到第一電路的負溫度系數電阻器限定。在較高強度,第三電路將更暖,并且負溫度系數電阻器或者NTC電阻器將表現出較低的電阻。結果,第一電路將在較高程度上被旁路,第一光將表現略微減少的強度,并且最終光將獲得較高的最終色溫。照明設備的一個實施例由溫度系數電阻器是并聯連接到第二電路的正溫度系數電阻器限定。在較高強度,第三電路將更暖,并且正溫度系數電阻器或者PTC電阻器將表現出較高的電阻。結果,第二電路將在較低程度上被旁路,第二光將表現出略微增加的強度,并且最終光將獲得較高的最終色溫。照明設備的一個實施例由第四電路進一步包括連接到溫度系數電阻器的電阻器和/或二極管和/或齊納二極管限定。該實施例有利在于它提供更大的設計自由度而有略微較高的成本。照明設備的一個實施例由第一和第二最終色溫位于色度空間的黑體線上或者相對接近于色度空間的黑體線限定。這也是熟知的黑體線調光。照明設備的一個實施例由第一色溫對應于暖白色或者紅色或者黃色或者與之相對相似的顏色并且第二色溫對應于冷白色或者藍色或者綠色或者與之相對相似的顏色限定。紅色和黃色具有相對低色溫和相對暖色,并且藍色和綠色具有相對高的色溫并且是相對冷色。照明設備的一個實施例由進一步包括第五電路限定,第五電路熱耦合到第一和第二電路中的一個或者多個電路的散熱器,第五電路包括用于穩定最終光的又一依賴于溫度的電路。由于散熱器具有相對緩慢的熱響應的事實,散熱器未很好地適合于在調光環境中控制用于不同強度的不同最終色溫,但是它很好地適合于穩定目的。照明設備的一個實施例由又一依賴于溫度的電路包括溫度系數電阻器限定。該實施例有利在于它極低的成本。照明設備的一個實施例由溫度系數電阻器是并聯連接到第一電路和/或并聯連接到第二電路的正溫度系數電阻器限定。在緩慢上升的散熱器溫度,第一電路和/或第二電路將得到緩慢增加的電流。這樣,在第一和/或第二光的強度在緩慢上升的散熱器溫度下緩慢減少而無補償的情況下,穩定最終光。根據第二方面,提供一種系統,該系統包括根據權利要求I的照明設備并且進一·步包括用于驅動照明設備的驅動器。驅動器例如向照明設備提供電流信號,該電流信號例如在第一狀態(較低強度狀態)中具有第一較低均方根值和/或第一更小幅度并且例如在第二狀態(較高強度狀態)中具有第二較高均方根值和/或第二更大幅度。可替換地,驅動器可以向照明設備提供電壓信號,該電壓信號產生這樣的電流信號等。系統的一個實施例由驅動器包括可變幅度直流驅動器或者脈寬調制調光直流驅動器或者整流交流驅動器限定。該系統的重要特征是驅動器實現提供不同驅動信號的方式未影響提供最終光。根據第三方面,提供一種用于在第一狀態中產生具有第一強度的最終光并且用于在第二狀態中產生具有比第一強度高的第二強度的最終光的方法,所述最終光包括具有第一色溫的第一光和具有比第一色溫高的第二色溫的第二光,該方法包括-經由第一電路產生第一光,第一電路包括至少一個第一發光二極管,-經由第二電路產生第二光,第二電路包括至少一個第二發光二極管,-經由第三電路在第一狀態中達到第一溫度并且在第二狀態中達到比第一溫度高的第二溫度,以及-經由熱耦合到第三電路的第四電路,比值等于向第一電路供應的第一功率除以向第二電路供應的第二功率,第四電路包括依賴于溫度的電路,用于適配比值使得第二強度的最終光具有與第一強度的最終光的第一最終色溫不同的第二最終色溫。可以洞察到的是,對于不同的強度,最終光不應必定具有相同的最終色溫。基本思想可以是第三電路將用于經由溫度指示提供強度指示并且熱耦合到第三電路的第四電路將用于向較高強度的最終光給予與較低強度的最終光不同的最終色溫。已經解決了提供一種用于產生最終光的改進的照明設備的問題。改進在于該最終光將在較低強度具有第一最終色溫并且將在較高強度具有第二最終色溫而第一和第二最終色溫是不同的這一事實。進一步的優點可以是照明設備成本低并且表現出大的設計自由度。將從下文描述的實施例中清楚并且將參照這些實施例闡明本發明的這些和其它方面。
在附圖中圖I示出了照明設備的第一實施例,圖2示出了照明設備的第二實施例,圖3示出了照明設備的第三實施例,圖4示出了包括照明設備的系統,以及圖5示出了第一實施例的實現的草圖。
具體實施例方式在圖I中,示出了照明設備100的第一實施例。照明設備100包括用于產生具有第 一色溫的第一光的第一電路I。第一電路I包括兩個第一發光二極管11和12 ;可替換地,它可以僅包括一個第一發光二極管或者無論任何連接的三個或者更多第一發光二極管。照明設備100進一步包括用于產生具有比第一色溫高的第二色溫的第二光的第二電路2。第二電路2包括兩個第二發光二極管21和22 ;可替換地,它可以僅包括一個第二發光二極管或者無論任何連接的三個或者更多第二發光二極管。該第一實施例被設計成接收直流電源信號或者DC電源信號。照明設備100在第一狀態中產生具有第一強度的最終光并且在第二狀態中產生具有比第一強度高的第二強度的最終光。該最終光包括具有第一色溫的第一光和具有第二色溫的第二光。第一色溫例如對應于暖白色或者紅色或者黃色或者與之相對相似的顏色。第二色溫例如對應于冷白色或者藍色或者綠色或者與之相對相似的顏色。第一(第二)電路1(2)可以包括產生不同顏色的光的不同發光二極管(11,12,21,22),這些不同顏色的光一起產生第一(第二)顏色的第一(第二)光。經由在每個電路內對幾種顏色的選擇,可以設置每個電路的所得顏色和所得色溫。照明設備100進一步包括在第一狀態中達到第一溫度并且在第二狀態中達到比第一溫度高的第二溫度的第三電路3。照明設備100還進一步包括熱耦合到第三電路3的第四電路4 ;換言之,在第三電路3與第四電路4之間存在熱耦合49。定義比值等于向第一電路I供應或者由第一電路I消耗的第一功率除以向第二電路2供應或者由第二電路2消耗的第二功率。可替換地,可以定義另一比值等于流過第一電路I的第一電流除以流過第二電路2的第二電流。第四電路4包括依賴于溫度的電路,該依賴于溫度的電路用于適配比值使得第二強度的最終光例如具有比第一強度的最終光低或者高的最終色溫。在圖I中,第一、第二和第三電路1、2和3串聯連接,并且第四電路4并聯連接到第一電路I。第三電路3包括電阻器31,并且依賴于溫度的電路包括負溫度系數電阻器41。在較高的強度(即供應到第一和第二電路I和2的更多功率,從而產生流過第一和第二電路I和2的更大的電流),第三電路3將更暖,并且負溫度系數電阻器41或者NTC電阻器41將表現出較低的電阻。結果,第一電路I將在較高程度上被旁路,第一光將表現出略微減少的強度,并且最終光將由于第二光將比以前貢獻更多到最終光的事實而具有較聞的最終色溫。 在圖2中,示出了照明設備100的第二實施例。該照明設備100與圖I中所示照明設備的區別在于第二實施例被設計成接收交流電源信號或者AC電源信號。出于該原因,第一和第二電路I和2各自具有雙向結構。第一電路I包括第一和第二反并聯支路。第一支路包括兩個串聯連接的第一發光二極管11和12。第二支路包括兩個串聯連接的第一發光二極管13和14。第二電路2包括第三和第四反并聯支路。第三支路包括兩個串聯連接的第二發光二極管21和22。第四支路包括兩個串聯連接的第二發光二極管23和24。該照明設備100進一步與圖I中所示照明設備的區別在于第四電路4并聯連接到第二電路2并且在于第三電路3包括雙向結構的兩個反并聯二極管32和34并且在于依賴于溫度的電路包括正溫度系數電阻器42。結果,無論經過照明設備100的電流流向將如何,每對反并聯支路中的任一反并聯支路將準備好發光。優選地,兩個反并聯二極管32和34應當與第四電路4熱連通。這可以例如通過將第四電路4放置于第三電路3的兩個部分之間來實現。每個支路可以可替換地僅 包括一個或者無論任何連接的三個或者更多的發光二極管,并且不會排除每個電路的更多支路。在較高的強度(即向第一和第二電路I和2供應更多功率,從而產生流過第一和第二電路I和2的更大電流),第三電路3將更暖,并且正溫度系數電阻器42或者PTC電阻器42將表現出較高電阻。結果,第二電路2將在更少程度上被旁路,第二光將表現出略微增加的強度,并且最終光將由于第二光將比以前貢獻更多到最終光的事實而具有較高的最終色溫。這樣,參照圖I和圖2,第一和第二強度的最終光的最終色溫可以位于色度空間的黑體線上或者相對接近于色度空間的黑體線(黑體線調光)。在圖3中,示出了照明設備100的第三實施例。該照明設備100與圖I中所示的照明設備的區別僅僅在于第四電路4并聯連接到第二電路2并且在于依賴于溫度的電路包括正溫度系數電阻器42并且在于第三電路3包括齊納二極管33并且在于照明設備100進一步包括并聯連接到第一電路I的第五電路5。第五電路5熱稱合到第一電路I的散熱器,換言之,在第一電路I的散熱器與第五電路5之間存在熱耦合59。可替換地,第五電路5可以熱耦合到第二電路2的散熱器或者到兩個散熱器或者到第一和第二電路I和2的共同散熱器。第五電路5包括用于穩定最終光的又一依賴于溫度的電路。該又一依賴于溫度的電路例如包括溫度系數電阻器,在這種情況下為正溫度系數電阻器51。在緩慢上升的散熱器溫度,第一電路I將獲得緩慢增加的電流。這樣,在第一光的強度在緩慢上升的散熱器溫度下緩慢減少而無補償的情況下,穩定最終光。可替換地和/或除此之外,溫度系數電阻器可以是并聯連接到第二電路2的正溫度系數電阻器。在緩慢上升的散熱器溫度,第二電路2將獲得緩慢增加的電流。這樣,在第二光的強度在緩慢上升的散熱器溫度下緩慢減少而無補償的情況下,穩定最終光。可替換地,例如在發光二極管需要另一溫度穩定和/或另一溫度補償的情況下,每個又一依賴于溫度的電路可以包括另一溫度系數電阻器。在圖4中,示出了系統300,該系統300包括照明設備100并且進一步包括用于驅動照明設備100的驅動器200。驅動器200可以耦合到電源400。驅動器200可以例如包括可變幅度直流驅動器或者脈寬調制調光直流驅動器或者整流交流驅動器。在圖5中,示出了第一實施例的實現的草圖。照明設備100包括裝配于載體61上的發光二極管11、12、21和22。該載體61用于電連接、用于機械支撐部件以及用于通過提供與散熱器(這里未示出)的熱耦合冷卻發光二極管11、12、21和22。如圖I中所示,第一、第二和第三電路1-3串聯連接。第四電路4的負溫度系數電阻器41與第三電路3的電阻器31緊密接觸,使得在第三電路3與第四電路4之間存在熱耦合49。感興趣的是注意到第三電路3和第四電路4 二者在相互緊密接觸并且因此相互熱連通之時優選地未與載體61或者其它部件緊密接觸。結果,第三電路3的溫度在很大程度上取決于流過該第三電路3的電流以及所得電壓降和功率耗散,該所得電壓降和該功率耗散依賴于它的電性質(即電路是否為電阻器、二極管等)。第四電路4的溫度并且因此第四電路4的電阻又受第三電路3的溫度影響從而產生向第一電路I供應的電流/功率并且因此如前文定義的比值由照明設備100從它的驅動器接收的信號/功率/均方根電流/能量等控制的期望功能。如果第三和第四電路3和4的部件相對小并且從載體61相對隔離,則它們將對接收到的信號/功率/均方根電流/能量等的改變相對快速地做出響應。這里未示出的更多部件(比如線纜、傳感器、諸如透鏡或反射鏡等光學元件)可以存在。可替換地,鑒于圖I至圖3,第一和第二電路I和2可以例如并聯連接而第四電路4例如串聯連接到第一和第二電路I和2中的一個,但是那將由于在并聯連接的兩個支路中的每個支路兩端將存在相同電壓差的事實而有更少的設計自由度。這限制每個支路的發光·二極管數目的自由選擇或者需要向支路之一添加另一元件。可替換地,第四電路4中依賴于溫度的電路可以包括用于將第三電路3的溫度轉換成用于控制諸如晶體管等開關的控制信號的轉換器,每個開關被控制用于例如使第一(第二)電路1(2)的一組發光二極管11-12(21-22)中的一個發光二極管短路,但是這將使照明設備100更昂貴。此外,第四電路可以例如具有連接到溫度系數電阻器41、42的電阻器和/或二極管和/或齊納二極管以進一步增加設計自由度。一般而言,元件和NTC (PTC)電阻器的并聯連接可以被由該元件和PTC(NTC)電阻器的串聯連接替換,反之亦然。第三電路3可以包括下述的兩組或者更多組一組電阻器、二極管和齊納二極管中。圖1-3中的任一幅圖中所示的任何實施例及其任何部分可以與圖1-3中的任何其它圖中所示的任何實施例及其任何部分組合。每個(組)發光二極管可以包括無機發光二極管或者有機發光二極管并且可以包括低壓發光二極管或者高壓發光二極管并且可以包括DC發光二極管或者AC發光二極管。概括而言,本發明涉及一種用于產生最終光的照明設備100,該最終光包括相對暖色的第一光和相對冷色的第二光。照明設備100包括第一和第二電路1、2,用于產生第一和第二光;第三電路3,用于達到最終光的每個強度狀態的溫度;以及第四電路4,熱耦合到第三電路3并且包括依賴于溫度的電路,這些依賴于溫度的電路用于在較低強度狀態給予最終光例如相對暖色并且用于在較高強度狀態給予最終光例如相對冷色。出于該目的,第三電路3可以包括電阻器31和/或二極管32和/或齊納二極管33,并且依賴于溫度的電路可以包括并聯連接到第一電路I的負溫度系數電阻器41或者并聯連接到第二電路2的正溫度電阻器42。這樣的照明設備100可以提供黑體線調光。盡管已經在附圖和前文描述中具體圖示和描述了本發明,但是這樣的圖示和描述將被視為說明性的或者示例性的而非限制性的;本發明不限于公開的實施例。本領域技術人員可以在實現要求保護的本發明時從對附圖、公開內容和所附權利要求的研讀中理解和實現對公開的實施例的其它變化。在權利要求中,字眼“包括”未排除其它元件或者步驟,并且不定冠詞“一個(a)”或“一個(an)”未排除多個。在互不相同的從屬權利要求中記載某些措施這一僅有的事實未指示不能有利地使用這些措施的組合。權利要求中的任何附圖 標記不應解釋為限制范圍。
權利要求
1.一種照明設備(100),用于在第一狀態中產生具有第一強度的最終光并且用于在第二狀態中產生具有比所述第一強度高的第二強度的最終光,所述最終光包括具有第一色溫的第一光和具有比所述第一色溫高的第二色溫的第二光,所述照明設備(100)包括 -第一電路(I),用于產生所述第一光,所述第一電路(I)包括至少一個第一發光二極管(11,12), -第二電路(2),用于產生所述第二光,所述第二電路(2)包括至少一個第二發光二極管(21,22), -第三電路(3),用于在所述第一狀態中達到第一溫度并且用于在所述第二狀態中達到比所述第一溫度高的第二溫度,以及 -第四電路(4),熱耦合到所述第三電路(3),比值等于向所述第一電路(I)供應的第一功率除以向所述第二電路(2)供應的第二功率,所述第四電路(4)包括依賴于溫度的電路,用于適配所述比值使得所述第二強度的所述最終光具有與所述第一強度的所述最終光的第一最終色溫不同的第二最終色溫。
2.根據權利要求I所述的照明設備(100),所述第二最終色溫高于所述第一最終色溫。
3.根據權利要求2所述的照明設備(100),所述第一、第二和第三電路(1,2,3)串聯連接,并且所述第四電路(4)并聯連接到所述第一和第二電路(1,2)之一。
4.根據權利要求3所述的照明設備(100),所述第三電路(3)包括電阻器(31)和/或二極管(32)和/或齊納二極管(33),并且所述依賴于溫度的電路包括溫度系數電阻器(41,42)。
5.根據權利要求4所述的照明設備(100),所述溫度系數電阻器(41,42)是并聯連接到所述第一電路(I)的負溫度系數電阻器(41)。
6.根據權利要求4所述的照明設備(100),所述溫度系數電阻器(41,42)是并聯連接到所述第二電路(2)的正溫度系數電阻器(42)。
7.根據權利要求4所述的照明設備(100),所述第四電路(4)進一步包括連接到所述溫度系數電阻器(41,42)的電阻器和/或二極管和/或齊納二極管。
8.根據權利要求I所述的照明設備(100),所述第一和第二最終色溫位于色度空間的黑體線上或者相對接近于色度空間的黑體線。
9.根據權利要求I所述的照明設備(100),所述第一色溫對應于暖白色或者紅色或者黃色或者與之相對相似的顏色,并且所述第二色溫對應于冷白色或者藍色或者綠色或者與之相對相似的顏色。
10.根據權利要求I所述的照明設備(100),進一步包括 -第五電路(5),熱稱合到所述第一和第二電路(1,2)中的一個或者多個電路的散熱器,所述第五電路(5)包括用于穩定所述最終光的又一依賴于溫度的電路。
11.根據權利要求10所述的照明設備(100),所述又一依賴于溫度的電路包括溫度系數電阻器。
12.根據權利要求11所述的照明設備(100),所述溫度系數電阻器是并聯連接到所述第一電路(I)和/或并聯連接到所述第二電路(2)的正溫度系數電阻器(51)。
13.—種系統(300),包括根據權利要求I所述的照明設備(100)并且進一步包括用于驅動所述照明設備(100)的驅動器(200)。
14.根據權利要求13所述的系統(300),所述驅動器(200)包括可變幅度直流驅動器或者脈寬調制調光直流驅動器或者整流交流驅動器。
15.一種用于在第一狀態中產生具有第一強度的最終光并且用于在第二狀態中產生具有比所述第一強度高的第二強度的最終光的方法,所述最終光包括具有第一色溫的第一光和具有比所述第一色溫高的第二色溫的第二光,所述方法包括 -經由第一電路(I)產生所述第一光,所述第一電路(I)包括至少一個第一發光二極管(11,12), -經由第二電路(2)產生所述第二光,所述第二電路(2)包括至少一個第二發光二極管(21,22), -經由第三電路(3)在所述第一狀態中達到第一溫度并且在所述第二狀態中達到比所述第一溫度高的第二溫度,以及 -經由熱耦合到所述第三電路⑶的第四電路(4),比值等于向所述第一電路⑴供應的第一功率除以向所述第二電路(2)供應的第二功率,所述第四電路(4)包括依賴于溫度 的電路,用于適配所述比值使得所述第二強度的所述最終光具有與所述第一強度的所述最終光的第一最終色溫不同的第二最終色溫。
全文摘要
本發明涉及用于產生最終光的照明設備(100),最終光包括相對暖色的第一光和相對冷色的第二光。照明設備(100)包括第一和第二電路(1,2),用于產生第一和第二光;第三電路(3),用于達到最終光的每個強度狀態的溫度;以及第四電路(4),熱耦合到第三電路(3)并且包括依賴于溫度的電路,依賴于溫度的電路用于在較低強度狀態給予最終光例如相對暖色并且用于在較高強度狀態給予最終光例如相對冷色。為此,第三電路(3)可以包括電阻器(31)和/或二極管(32)和/或齊納二極管(33),并且依賴于溫度的電路可以包括并聯連接到第一電路(1)的負溫度系數電阻器(41)或者并聯連接到第二電路(2)的正溫度系數電阻器(42)。這樣的照明設備(100)可以提供黑體線調光。
文檔編號H05B33/08GK102960062SQ201180032718
公開日2013年3月6日 申請日期2011年6月10日 優先權日2010年6月30日
發明者H·拉德馬赫爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司