用于固態燈泡組件的控制器的制造方法
【專利摘要】本文件涉及用于固態燈泡組件的控制器，特別是涉及用于包括發光二極管的燈泡組件的控制器。描述了一種用于固態燈泡組件（1）的驅動電路（12）的控制器（16，116）。該固態燈泡組件（1）包括光源（6，106）。驅動電路（12）包括電源轉換器（14，114，115）。控制器（116）可包括數據存儲單元（46，146），該數據存儲單元用于存儲關于該燈泡組件（1）的工作特性的數據項（163，165）；用于確定該控制器（116）的芯片溫度的溫度傳感器（105）；以及數據處理單元（102，144，142，143），該數據處理單元用于接收該芯片溫度（161），從數據存儲單元（146）取回所存儲的數據項（163，165），根據芯片溫度（161）和取回的數據項（163，165）產生控制信號（18），并將控制信號（18）輸出到電源轉換器轉換器（14，114，115）來操作該光源（6，106）。
【專利說明】用于固態燈泡組件的控制器
【技術領域】
[0001]本文件涉及用于固態燈泡組件的控制器，特別是涉及用于包括發光二極管的燈泡組件的控制器。
【背景技術】
[0002]人們對不使用白熾燈絲的電燈泡的興趣日益增加，因為基于燈絲的燈泡都被認為是低效率和高能耗的。事實上，最近的立法變化意味著傳統的白熾燈泡在世界許多地方被淘汰。現有的對白熾燈泡的一種替代是緊湊型熒光燈泡。
[0003]固態照明，例如基于改造燈的發光二極管(LED)和有機發光二極管(0LED)，提供在效率，即時光輸出，光質量，和壽命方面高于基于改造燈的緊湊型熒光燈(CFL)的卓越性能。進入市場的主要成本是產品成本，因為當今的基于LED的燈的商店價格可達CFL燈的10倍。
[0004]LED燈組件的關鍵元素是LED光源。用流明每瓦測量的發光效率，已經在過去10年顯著改善，并對于白光LED，繼續進一步增加到2501m/W的水平，具有進一步改善的潛質。
[0005]采用LED光源的另一大優勢是他們具有較高的壽命，因為唯一的失效模式是光源的輸出耦合光學元件慢慢折舊。
[0006]為了利用LED在發光效率以及其潛在的優越壽命方面的巨大優勢，需要保持LED器件絕對低于其規定的最高溫度。
[0007]雖然LED提供高于替代光源的技術的優良發光效率，任何固態光源的一個大缺點是能量輻射不具有紅外輻射的形式，因此光源組件內的任何功率損耗必須純粹通過熱傳導傳播到環境。
[0008]假定由電源提供的功率保持在一個恒定的水平，將LED保持在或低于期望的溫度的另一個方面是器件的效率隨著溫度的升高下降，從而進一步增加器件溫度。
[0009]只有當基于燈組件的固態光源(SSL)制造商能夠將他們的產品改成可容納新一代SSL組件，才可以利用LED效率的快速和動態改進。由于改變SSL的要求，這通常需要重新設計在SSL燈組件里面的電源或驅動單元中的元件。該重新設計任務是資源和事件密集型的并且大量增加SSL燈組件制造商的總成本。
[0010]為了將光源器件保持在或低于一個嚴格的溫度限制，要求仔細優化SSL燈組件的熱性能和特性。系統應當設計成在所有條件下，包括最壞情況下，SSL芯片保持低于其規定的最大溫度。這可能需要笨重的冷卻部件以確保在SSL芯片和其周圍環境之間的低熱阻。SSL芯片的冷卻是產品成本的主要方面，并可能是最終用戶不愿意接受SSL燈組件的因素。[0011 ] 先前考慮用于SSL燈組件的電源電路使用的一種技術是使用控制集成電路(1C)，其在工作點操作一個特定電力電子架構，該工作點通過控制IC里面的參考值，外部元件的值，輸入能量的實際條件以及SSL器件的電特性的組合來設置。所有這些因素產生通過一系列制造的SSL燈具組件傳送到SSL設備的功率的統計變動。SSL設備內所消耗功率的分布以及燈組件要工作的環境溫度的變化的外部限制規定了對系統要工作的最壞情況下的熱條件的要求，從而所有元件均處于保證系統額定壽命的安全工作區。
[0012]燈組件必須符合安全要求，該安全要求要求系統保持在溫度限制范圍內。為了保證安全限制以及保證壽命，SSL驅動單元的技術控制IC的規格狀態提供了一個過熱關斷功能，每當溫度傳感器達到特定閾值時，該過熱關斷功能關閉系統。關斷閾值為處于最大值和最小值之間的一個固定溫度范圍，其導致制造公差。
[0013]在先前考慮的解決方案中，一旦溫度過高條件得到滿足，系統處于關斷模式。
[0014]為了避免任何不正常的關斷，或者，防止沒有熱關斷，為了在任何時間在任何額定工作條件下維持某個溫度最大，SSL燈組件的熱設計必須預見到溫度的上升空間。這將導致額外的大量的材料成本，該成本在大多數情況下不起作用，因為統計的限制在大多數情況下得不到滿足。
[0015]在前面考慮的用于SSL燈組件的電源電路的控制IC中，熱子系統的優化被電熱學和光學參數的大變動強烈地限制，并需要實施過多的冷卻系統。
[0016]希望提供一種能夠適應送到SSL元件的功率的控制器以及驅動電路以令SSL元件的最大溫度保持在或低于一個特定的水平。這樣的設計能夠起到降低需要用于最壞狀況下的熱設計的預留，從而降低SSL燈組件的冷卻系統的成本。
[0017]還希望提供一種控制器，驅動器電路和SSL燈組件，其可以用于降低將燈組件適應到新的SSL元件的成本。
【發明內容】
[0018]根據一個方面，描述了一種用于固態燈泡組件的驅動器電路的控制器。該固態燈泡組件包括光源，例如固態光源如LED或0LED。該驅動電路通常包括電源轉換器，該電源轉換器用于將市電電源的電力轉換成光源的電力。特別地，該電源轉換器可用于將DC輸入電壓轉換成DC輸出電壓，其中該DC輸出電壓通常對應于SSL源的導通電壓。
[0019]該控制器可包括數據存儲單元(例如數字數據存儲單元)，該數據存儲單元用于存儲關于該燈泡組件的工作特性的數據項。以示例的方式，該數據項包括描述燈泡組件的光源的工作特性的狀態機。可選地或另外，該數據項可包括燈泡組件的熱模型，其中該熱模型描述了控制器測量的芯片溫度和光源的溫度之間的關系。
[0020]此外，該控制器可包括用于確定控制器的芯片溫度的溫度傳感器。該芯片溫度可認為是與燈泡組件相關的溫度信息。特別地，芯片溫度可指示光源的溫度。該控制器可包括用于將溫度傳感器的模擬信號轉換成數字芯片溫度的模數轉換器，這可通過控制器的數字數據處理單元進行處理。
[0021]該控制器可包括數據處理單元(如數字數據處理單元)，該數據處理單元用于接收該芯片溫度，和/或從數據存儲單元取回所存儲的數據項，和/或根據芯片溫度和取回的數據項產生控制信號，和/或將控制信號輸出到電源轉換器以操作該光源。該控制信號可以是，例如脈沖寬度調制信號，該脈沖寬度調制信號控制電源轉換器的占空比和/或換向周期率，從而控制電源轉換器的輸入電壓和輸出電壓之間的轉換比例。
[0022]該數據處理單元可包括狀態控制單元，該狀態控制單元用于控制燈泡組件(或光源)的狀態。燈泡組件(或光源)可工作于多個不同的狀態，其中該多個狀態指示光源的多個對應的不同照度級。存儲于數據存儲單元的數據項可包括(或可定義)狀態機。該狀態機可包括(或可定義)多個指示光源的多個對應的照度級的狀態，以及在該多個狀態的至少一些狀態之間的多個轉換。多個轉換(730)通常取決于相應的多個事件。換句話說，從第一狀態到第二狀態的轉換通常由檢測到特定的事件觸發。多個事件中的一個事件可由一個或多個條件限定。該一個或多個條件可包括一個或多個:關于芯片溫度的條件；關于預定的時間間隔的條件；和/或關于市電電源電壓的條件。
[0023]該狀態控制單元可以用于確定該多個狀態的當前狀態。該當前狀態通常是光源當前工作的狀態。通過示例的方式，當前狀態可指示光源的當前照度級。為此目的，狀態可以包括關于提供給光源的功率值的信息。提供給光源的功率值可指示光源的照度級。提供的功率值和實際的照度級之間的電燈泡組件的具體關系可以在燈泡組件的制造過程中的照明校準的上下文中確定。該狀態控制單元可以用于基于芯片的溫度檢測事件。該事件可由例如芯片溫度超過或低于預定的溫度閾值的條件來定義。此外，該狀態控制單元可以用于基于狀態機確定多個狀態的目標狀態。以示例的方式，該狀態機可指示從當前狀態到目標狀態的事件相關的轉換。該數據處理單元可以用于根據目標狀態產生用于操作該光源的控制信號。
[0024]如上面指出的，多個狀態的一個狀態可指示電源轉換器提供給光源的功率。用于目標狀態的控制信號可用于操作電源轉換器，這樣電源轉換器提供給光源的功率值對應于目標狀態。多個狀態中的一個狀態可以與電源轉換器的設置相關聯。該設置可包括一個或多個:占空比和換向周期率。
[0025]該狀態機可用于根據測量到的芯片溫度(其通常指示光源的溫度)選擇的燈泡組件的狀態。特別地，如果確定芯片溫度超過預定的閾值，該狀態機可以用于令光源進入目標狀態(具有降低的照度級)。通過這樣做，所述光源可以防止過熱。
[0026]該狀態機可給狀態之間的轉換提供滯后，使得從指示第一照度級的第一狀態到指示第二照度級的第二狀態的轉換的發生取決于第一事件，該第一事件包括的條件為芯片溫度超出第二閾值。第二照度級可低于第一照度水平。進一步，該狀態機可指定從第二狀態到第一狀態的轉換的發生取決于第二事件，該第二事件包括的條件為芯片溫度低于第一閾值。第一閾值可低于第二閾值。使用滯后可增加燈泡組件的穩定性，特別是燈泡組件發出的光的穩定性。
[0027]狀態機，多個狀態和/或多個事件可取決于燈泡組件的工作階段。通過這樣做，可以考慮到光源的實際照度級可以取決于光源的溫度。該工作階段包括一個或多個:啟動階段和/或在特定的照度級的穩定階段。該啟動可以與光源的溫度的斜升相關聯，從而導致照度級的斜升。可設計狀態機以補償取決于溫度的照度級的斜升，從而即使在斜升過程中也能產生光源的穩定照度。穩定階段的光源的溫度取決于光源的照度級(也就是取決于當前狀態)。以示例的方式，對于每個電流狀態，可定義不同的狀態機，從而考慮光源的當前溫度。
[0028]該數據處理單元可包括校準單元，該校準單元用于校準燈泡組件(例如在制造階段或初始化階段)。數據項可包括指示芯片溫度和光源的溫度之間的關系的默認的熱模型。該熱模型可包括多個參數，該參數指示燈泡組件的元件的熱導率和/或熱存儲容量。校準單元可以用于在校準階段或初始化階段確定默認的熱模型的燈泡組件具體參數，從而得到燈泡組件具體熱模型。燈泡組件具體熱模型可用于基于所測量的芯片溫度確定光源的溫度的估計值。
[0029]數據處理單元，用于基于燈泡組件具體熱模型，確定燈泡組件具體狀態機以操作燈泡組件。如上面指出的，該狀態機可用于避免光源過熱。為了提供可靠的過熱保護，所測量的芯片溫度和光源的實際溫度之間應當有可靠的關系。燈泡組件具體熱模型可用于提供一種用于定義狀態機的可靠關系。
[0030]數據處理單元可以用于確定燈泡組件的多個相應的工作階段的多個燈泡組件具體狀態機。這是因為事實是(可能加上取決于溫度的照明水平)熱模型可取決于燈泡組件的溫度。因此，不同的熱模型可用于定義用于燈泡組件的不同工作階段的不同的狀態機。
[0031]該校準單元可以用于以光源的默認狀態為條件確定芯片溫度的時間演變。以示例的方式，該光源可設置成預定的照度級。該校準單元可用于響應將光源設置成預定的照度級，確定芯片溫度的斜升。進一步，該校準單元可以用于基于確定的芯片溫度的時間演變，確定默認熱模型的燈泡組件具體參數。
[0032]可選地或另外，該數據處理單元可以用于將芯片溫度的時間演變與燈泡組件的默認時間演變進行比較。該比較可以例如在燈泡組件的正常工作過程中執行(例如當打開燈泡組件時的啟動階段)。若芯片溫度的時間演變與默認時間演變之間的偏差超出預定的偏差閾值，該數據處理單元可用于產生一個控制信號將光源工作于具有減少的照度級的安全工作模式。測得的時間演變和默認時間演化之間的偏差可以指示燈泡組件中的機械故障。
[0033]如上面指出的，該數據處理單元可以用于基于芯片溫度以及基于燈泡組件具體熱模型確定光源的溫度的估計值。燈泡組件具體熱模型可取決于燈泡組件的工作階段。可選地或另外，基于流過光源的電流(例如基于驅動電流)和/或基于光源的電壓(例如基于驅動電路的電源轉換器的輸出電壓)該數據處理單元可以用于確定光源的溫度的估算值。
[0034]根據另一個方面，描述了一種用于固態燈泡組件的驅動器電路。該驅動電路可包括電源轉換器，該電源轉換器依據接收到的控制信號用于將驅動信號輸出到固態光源。進一步，該驅動電路可包括如本文件中描述的任一方面的控制器。該控制器可用于提供用于電源轉換器的控制信號。
[0035]根據又一個方面，描述了一種燈泡組件。該燈泡組件可包括殼體，位于殼體中的固態發光器件以及連接到殼體并且用于連接到市電電源的電連接模塊。進一步，該燈泡組件如本文件中描述的任一方面的驅動電路。該驅動電路可位于殼體中，并且可被連接以從電連接模塊接收電力信號。進一步，該驅動電路可用于將電驅動信號提供給發光器件。
[0036]根據又一方面，提供一種用于固態燈泡組件的驅動電路的控制器，該控制器包括用于存儲關于該燈泡組件的工作特性的數據項的數字數據存儲單元，以及數字數據處理單元，該數字數據處理單元用于接收與處于控制之下的燈泡組件相關的溫度信息，從數據存儲單元取回存儲的數據項，依據該接收到的溫度信息和取回的數據項產生控制信號，以及輸出該控制信號。
[0037]根據另一方面，提供了一種用于固態燈泡組件的驅動電路，該驅動包括用于依據接收到的控制信號輸出驅動信號的電源轉換器，以及用于將控制信號提供給電源轉換器的控制器，其中該控制器包括用于存儲關于該燈泡組件的工作特性的數據項的數字數據存儲單元，以及數字數據處理單元，該數字數據處理單元用于接收與處于控制之下的燈泡組件相關的溫度信息，從數據存儲單元取回存儲的數據項，依據該接收到的溫度信息和取回的數據項產生控制信號，以及輸出該控制信號。
[0038]根據另一方面，提供了一種燈泡組件，該燈泡組件包括殼體，處于殼體中的固態發光器件，連接到殼體并且用于連接到市電電源的電連接模塊，用于輸出指示組件的元件的工作溫度的傳感信號的溫度傳感器，以及驅動電路，該驅動電路處于殼體中，被連接以從電連接模塊接收電力信號，以及用于將電驅動信號提供給發光器件，并且該驅動電路包括用于依據接收到的控制信號輸出驅動信號的電源轉換器，以及用于將控制信號提供給電源轉換器的控制器，其中該控制器包括用于存儲關于該燈泡組件的工作特性的數據項的數字數據存儲單元，以及數字數據處理單元，該數字數據處理單元用于接收與處于控制之下的燈泡組件相關的溫度信息，從數據存儲單元取回存儲的數據項，依據該接收到的溫度信息和取回的數據項產生控制信號，以及輸出該控制信號。
[0039]在一個例子中，該控制信號指示在該燈泡組件中的發光器件的所需的輸出水平(也被稱為照度級)。在一個例子中，該數據處理單元用于產生控制信號，該控制信號用于控制該燈泡組件的電源轉換器中的開關的脈沖寬度調制。一個例子中還包括用于將溫度信息(如芯片溫度)提供給數字數據處理單元的集成溫度傳感器。在一個例子中，該數字數據處理單元用于通過參考存儲在數字數據存儲裝置中的查找表產生控制信號。該查找表可用于將電源轉換器的參數(或通過電源轉換器提供的電量)與光源的照明狀態相關聯。這樣，該查找表可結合狀態機使用，以定義光源的不同照度級之間的轉換。
[0040]在一個例子中，該數據處理單元用于產生控制信號，該控制信號用于引起以下情況的至少一種:發光器件的輸出功率降低，發光器件的輸出功率大體將至零，在預定時間段發光器件不活動，以及通過控制發光器件給用戶產生指示信號。在一個例子中，當傳感信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來降低發光器件的光輸出水平。在一個例子中，當傳感信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來將發光器件的光輸出水平大體降到零。在一個例子中，當傳感信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來以線性方式降低發光器件的光輸出水平。
[0041]在一個例子中，當傳感信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來將發光器件的光輸出水平大體維持在預定的水平。在一個例子中，當傳感信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來將發光器件的光輸出水平維持在預定范圍內。在一個例子中，當傳感信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來使發光器件的光輸出水平提供指示信號給用戶。在一個例子中，該數據處理單元用于接收數字值具有至少兩位分辨率的溫度信息。在一個例子中，該數據處理單元用于接收時間信息，以及用于另外根據該接收到的時間信息產生控制信號。在一個例子中，該系統包括至少一個時間傳感器。該至少一個傳感器既可以實施為控制IC芯片的一部分也可以實施為分立的熱傳感器元件。進一步說，代替或附加使用熱傳感器，相關的系統溫度可以推導出所涉及的元件中的一個的任何特征參數。例如，具體組件的電壓和電流設置可以用于指示LED溫度。在這個例子中，該系統還可包括A/D轉換器，該A/D轉換器將感應到的熱量轉換成數字表示。該A/D轉換器可具有至少2位的數字分辨率。
[0042]在一個例子中，該系統還可包括非易失性存儲裝置(如數字存儲單元)。該裝置可實施為閃存，OTP存儲器或有線ROM存儲器或任何用于非易失性數據存儲的其他技術。在一個例子中，該存儲裝置實施為驅動IC芯片的一部分。存儲器的內容可以在芯片測試和校準階段，在IC插入到電源轉換器模塊時，在該電源轉換器組件的測試時或SSL燈組件的完整組裝后被編程到存儲裝置中。
[0043]在一個例子中，該系統還可包括具有控制信息輸入的電源轉換器，該控制信息輸入設置傳遞到SSL設備的電功率值。在一個例子中，該控制信息為PWM信號的矢量，該PWM信號的矢量控制電源轉換器模塊內部的功率開關。在一個例子中，該系統還可包括數字控制器，該數字控制器產生所述控制信息從而傳遞到該SSL裝置的功率量取決于接收到的存儲在所述存儲裝置的數字熱信息和特性信息。在一個例子中，該系統還可包括能夠產生計時信息的系統時鐘。
[0044]在一個例子中，該數字控制器執行系統狀態，而狀態之間的轉換是以存儲裝置內的測量的溫度水平和基準信息為條件的。狀態之間的轉換可取決于由系統時鐘產生的時間信息以及存儲于存儲裝置的時間基準信息。狀態之間的轉換還可取決于市電電源輸入的開
/關事件。
[0045]在每個系統狀態中，具體功率水平可傳送到該SSL裝置。通過選擇傳送到SSL裝置的功率的合適的值可以設計該SSL燈組件，從而在所有條件下該SSL芯片溫度保持低于某個最大限制從而通過設計元件降低需要確保溫度限制的開銷。通過設置取決于已組裝的SSL燈中的容差信息的溫度水平，感應的溫度條件的精度可以大大提高，進一步降低了用于SSL燈組件的熱設計所需的安全余量。
[0046]在一個例子中，該系統狀態以及狀態之間的轉換被編程到存儲設備。數字控制器的特征還在于存儲內容被讀取以及所有相關的系統參數根據存儲在存儲裝置的信息來設置以及該工作狀態根據存儲裝置里的信息來實施。
[0047]披露的系統能夠實施具體的熱分布(例如燈泡組件的熱模型)或特性，該熱分布或特性使需要用于SSL燈組件的熱設計的安全余量的開銷最小化。
[0048]該數字控制器可實施為硬連線邏輯，門陣列，FPGA或可包括為控制器。
[0049]在一個例子中，該系統根據存儲在存儲裝置的至少一個感應的熱信息和特性信息僅執行一個狀態和設置傳送到SSL裝置的功率。在一個例子中，該特性信息可為查找表。在一個例子中，該特性信息可為增益信息以將傳送到SSL裝置的功率設置成從至少一個熱傳感器接收到的熱信息的解析函數(如由熱模型提供的)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0050]圖1為示例燈泡組件的示意圖；
[0051]圖2為圖1的組件的示例驅動電路的示意方塊圖；
[0052]圖3為用于圖2的電路的第一示例驅動的示意方塊圖；
[0053]圖4為用于圖3的驅動的示例控制器的示意方塊圖；
[0054]圖5為示例的提供燈泡組件的溫度相關控制的方法的步驟的流程圖；
[0055]圖6為燈泡組件的示例方塊圖；
[0056]圖7a和7b展示了示例的可用于以溫度相關方式控制燈泡組件的狀態機；以及圖8展示了示例的用于建模燈泡組件的熱特性的網絡圖。【具體實施方式】
[0057]在當前上下文中，燈泡“組件”包括代替傳統白熾燈燈絲型的燈泡所需要的所有的元件。從下面給出的例子的描述將會變得清楚，本文件的方面適于連接到標準電力供應的燈泡組件。在英式英語，該電力供應是指市電電力。而在美式英語，該供應是指電力線。其他術語包括AC電源，線路電力，家用電力以及電網電力。應當理解這些術語可以很容易互換，并具有相同的意思。
[0058]通常，在歐洲的電力供應是230-240V AC，50Hz，以及在北美是110-120VAC，60Hz。載于下文的原理適用于任何合適的電力供應，包括提及的市電/電力線，DC電源，以及經整流的AC電源。
[0059]圖1為燈泡組件的示意圖；該組件I包括燈泡殼體2以及電連接模塊4。該電連接模塊4可為螺紋式或卡口式，或其他任何形式的連接到燈泡座的連接件。固態光源(SSL)
6,例如發光二極管(LED)或有機發光二極管(OLED),設置在殼體2中。光源6可由單個發光器件或多個這樣的器件提供。
[0060]驅動電路8位于燈泡殼體2中，用于將從電連接模塊4接收到的電力轉換成用于固態光源6的受控的驅動電流。至少一個溫度傳感器5設置在該組件中，以提供至少一個溫度測量信號，該溫度測量信號指示發光器件或該組件的其他的元件的溫度。該溫度傳感器可由分立元件提供，或設置于一個或多個其他元件例如組件中的電源轉換器或控制器。
[0061]該殼體2給光源和驅動元件提供一個適當的堅固的外殼，并且包括需要的光學元件以從該組件提供所需的輸出光。該殼體2也提供散熱功能，因為光源溫度的管理對光輸出的最大化和光源壽命很重要。相應地，該殼體設計成使光源產生的熱能夠從光源導走，并且作為一個整體位于組件外面。殼體設計的一個復雜之處在于，對于消費產品，為了防止傷害用戶，殼體的外溫度必須適當低。這些要求可導致殼體設計制造復雜。相應地，謹慎和準確地管理燈泡的熱特性因此是可取的。
[0062]在組件中提供溫度傳感器能夠控制電源轉換器從而控制發光器件的溫度。種控制可以借助直接測量發光器件的溫度，或間接測量發光器件的溫度。
[0063]圖2更詳細地展示了圖1中的溫度傳感器5，光源6和驅動電路8。該驅動電路8包括整流器10，該整流器10接收交流電(AC)，并在其輸出處傳送整流電流(DC) 11。這個DC電源由驅動器12接收，該驅動器12用于輸出受控的DC驅動信號以提供電能給光源6。來自驅動器12的輸出驅動信號的電壓和電流特性由光源6使用的發光器件的類型和數量確定。提供給光源6的功率根據所需的工作條件來控制。在一個例子中，該光源包括多個發光器件，以及需要具有50V或更高的驅動信號。一般來說，該驅動信號(特別是對應于SSL源的開啟電壓的驅動電壓)可在IOV到超過100V的范圍。
[0064]圖3展示了示例的適于用于圖2的驅動電路的驅動器12。該驅動器12包括電源轉換器14，以及控制器16。該電源轉換器14從整流器10接收DC電源11，并且用于將受控的驅動信號輸出到光源6。控制器16從溫度傳感器5接收溫度傳感信號。該控制器16也可接收另外的與電源轉換器14的工作和/或光源6的工作相關的傳感或反饋信號。控制器16提供控制信號給電源轉換器以使驅動信號15適于光源6所需的操作。應當理解，該DC電源可由提供給燈泡組件的經整流的AC電源提供，或由DC電源如電池提供。[0065]光源6包括多個發光器件的情況下，那些器件可由單個驅動信號控制，或可由代表不同控制通道的單獨的控制信號來控制。可選地，該器件可由預定的組控制，每個組均具有控制信號或通道。多通道控制的一個例子是當光源產生白光時是使用紅光，綠光和藍光器件(RGB器件)。獨立的控制通道使輸出白光的色譜被調整。這種控制也適于使用具有不同的白色色溫的器件的情況。
[0066]電源轉換器14包括至少一個電感儲能器件，以及至少一個開關器件。該快關器件由控制器16控制，并且可由金屬氧化半導體場效應管(MOSFET)器件或其他適于開關高電壓(例如高達數百伏)的器件提供。該電源轉換器可由合適的電路結構提供。例如，可用于電源轉換器的降壓轉換電路，升壓斬波電路，降壓/升壓轉換電路，SEPIC (單端初級電感轉換器)電路，或反激式轉換電路。該電源轉換器可為單級電路，兩級電路或多級電路。
[0067]圖4展示了示例的適于用于圖3的驅動的控制器16。該控制器16包括:輸入/輸出接口單元42，該輸入/輸出接口單元42用于接收溫度傳感信號和可能的另外的傳感/反饋信號S (例如圖3的信號17)以及用于輸出控制信號C (例如圖3的信號18);用于系統的所有控制的處理單元；以及用于存儲處理單元44使用的數據存儲單元46。可提供通信輸入/輸出單元48使處理單元44能夠與其他燈泡組件或控制器通信，例如使用合適的有線或無線通信協議。控制器16還包括:電源穩壓器50，該電源穩壓器提供電源給控制器16中的單兀；以及時鐘信號發生器52 (如震蕩電路)，時鐘信號發生器52用于向處理單兀44提供基準時鐘信號。
[0068]該輸入/輸出界面單元42可包括用于提供數字信息給處理單元44的模數轉換器。該界面單兀42可用于傳送與至少一個輸入信號相關的時間信息。
[0069]通過示例的方式，該處理單元通過借助提供的數據存儲單元46可以是可編程的。該數據存儲單元可由熔絲陣列，一次性可編程設備，閃存設備，或任何其他非易失性存儲設備來提供。該設備可以是可重新編程的，或在控制器，驅動或燈泡組件制造過程中可以是可編程一次的。數據存儲單元46的存儲數據使處理單元44的功能能夠根據電源轉換器14的工作特性改變，并且允許單個驅動電路用于一系列不同的燈泡組件。
[0070]該處理單元44用于產生用于控制電源轉換器14中的開關器件或器件的控制信號C。通常，該控制信號為脈沖寬度調制信號，該脈沖寬度調制信號控制電源轉換器14的開關器件14的占空比(也就是說“開”對“關”的比例)，以及因此控制該輸出驅動信號15。該處理單元44將接收到的與組件的元件的工作溫度相關的溫度傳感信號與作為數據存儲于數據存儲單元46的特性信息結合起來。
[0071]該處理單元44用于根據由存儲的特性數據定義的所需的特性，根據溫度傳感信號控制提供給光源6的驅動信號15。該處理單元用于根據溫度(如芯片溫度)傳感信號將光源和/或電源轉換器從一個工作狀態(如照明狀態)改變成另一個工作狀態。
[0072]例如，如果溫度傳感信號指示光源的工作溫度達到一個不可接受的水平，則可以調整驅動信號從而源裝置運行于預定的，可能降低的功率水平，以便降低其溫度。可以實行這樣的降低了的溫度運行光源以例如延長光源的工作壽命。可選地，該光源可以完全關閉以防止損壞，并且隨后可以在預定時間段后或溫度降低到可接受的工作限制之內后重新打開。在一個例子中，該控制器用于引發光源將指示信號輸出給用戶。該指示可以是閃爍的光信號的形式，或其他適當的指示。[0073]該處理單元44用于根據溫度測量信號以任何合適方式的產生控制信號。在一個例子中，處理單元44用于訪問存儲在數據存儲單元46中的查找表。該查找表包括將溫度測量轉換成所需的功率水平的信息，因此能夠相應地產生控制信號。在另一個例子中，該處理單元計用算法方法算出適當的功率水平，以及控制信號。這樣的方法可以用硬件，軟件或兩者的結合實施。一個示例控制方案根據溫度測量信號以線性方式控制光源的輸出功率。
[0074]溫度傳感信息以及特性數據可以與其他傳感信息結合，如電壓，電流以及所需的輸出功率信息。另外，或可選地，該溫度信息可以跟與溫度事件的計時有關的時間信息結合。該溫度信息可用任何合適的形式提供給數據處理單元，例如以具有至少兩位分辨率的數字信號形式。
[0075]圖5展示了用于控制受制于溫度信息的燈泡組件的示例方法的步驟。該方法在步驟1001開始，適當的特性數據被存儲在數據存儲單元中供以后參考。如上面提及的，這些數據可以在控制器，驅動或燈泡組件的制造過程中存儲，或可在稍后的時間進行存儲和/或更新。在步驟1002，接收溫度傳感信號，然后控制器取回存儲于數據存儲裝置的相關的特性數據(步驟1003)。該控制器從溫度傳感信號以及存儲的數據產生控制信號(步驟1004)。該控制信號之后輸出到電源轉換器以控制電源轉換器的開關器件(步驟1005 )。
[0076]通過使用可編程的控制器，驅動器能夠與各種不同組合的電源轉換器級一起使用，如降壓-降壓/升壓，SEPIC-SEPIC，SEPIC-反激式，反激式-降壓/升壓，或反激式-SEPIC，只需通過使用在數據存儲裝置中的不同的存儲數據。該存儲的數據決定電源轉換器級的特性，以及因此可以針對用于任何特定的燈泡組件的特定級。
[0077]在一個例子中，該控制器在單個集成電路中實現，例如使用CMOS(互補金屬氧化物半導體)襯底0.35微米工藝。該處理單元可由邏輯陣列，現場可編程門陣列，微控制器，或元件的任何適當組合來提供。
[0078]將理解的是，術語“固態光源”包括發光二極管(LED)，有機發光二極管(0LED)，以及任何其他適當的固態裝置。這樣的光源能夠產生任何所需的輸出光的光譜。
[0079]正如上文所述，該控制器(以及對應的方法)旨在監測和控制LED改造燈中(即燈泡組件I中)的溫度。燈泡組件I的熱控制的靈活性能夠使用較便宜的LED (也就是光源6)，使用更少的冷卻件(例如由燈泡組件I的殼體2的散熱能力提供)，以更快的時間將產品推向市場，并增加燈泡組件I的生命周期。上述方面對LED照明的大規模部署和能量消耗的減少是很重要的。
[0080]提出的解決方案是利用數字邏輯和數字信號處理技術，以使靈活的，容易的和準確的熱管理在低成本LED改造燈系統I中能夠實現。
[0081]圖6展示了示例的燈泡組件I。該組件I包括片上溫度傳感器105 (例如圖1中的溫度傳感器5)和A/D (模擬到數字)轉換單元101，該A/D轉換單元101將來自溫度傳感器105的模擬輸出信號轉換成數字溫度信號161。該數字溫度信號161可指示具有至少2位的分辨率的溫度。片上溫度傳感器105提供溫度在本文件中被稱為芯片溫度。
[0082]該數字溫度信號(或芯片溫度)161可在校準單元102內進行處理。該校準單元102也可接收存儲在存儲單元146 (如圖4的數據存儲單元)的系統數據163 (也稱為數據項)。存儲單元146可以包括一次性可編程的非易失性存儲器(OTP NVP)。該系統數據163根據整個系統的狀態也就是說根據燈泡組件I的狀態可以變化。通過示例的方式，該系統數據163在燈泡組件I的驅動過程可與燈泡組件I的正常工作過程不同。該校準單元102也可包括關于光源106 (如圖1的光源6)的當前調光值或照度級162的信息。可選地或另外，該校準單元102可接收數據162，該數據162代表轉換器級114，115當前處理的功率。以示例的方式，該數據162可包括電源轉換器級114，115的設置(例如轉換率，占空比，換向周期率等)。這樣，數據162可指示光源106的照明狀態(或照度級)。
[0083]該電源轉換器114，115可以為單級電源轉換器或多級電源轉換器(如圖6所示)。第一級115可包括降壓，升壓，反激式，SEPIC，共振或任何其他開關轉換器拓撲結構。第一級115是可選的，也可以省略(例如，如果不需要高功率因數或轉化率)。第二轉換級114可包括任何轉換器類型，特別是包括隔離拓撲結構的電源轉換器。
[0084]該校準單元102可用于基于表示LED燈組件的熱系統的物理特性的數據產生溫度數據。具體地，校準單元102可用于根據由溫度傳感器105提供的溫度信號161，確定在光源內的LED和散熱模塊106的溫度估計值。為此目的，校準單元102可考慮到系統數據163，該系統數據建立燈泡組件I的熱傳遞函數模型(例如燈泡組件I的熱模型)。如上面指出的，該熱傳遞函數根據燈泡組件I的狀態或階段(如LED的啟動階段，工作階段，調光值)可以變化。進一步，該校準單元102可以考慮到數據162，該數據162指示LED的調光值(這里也稱為調光值數據162)。該數據162可取自電源轉換器114.115的設置(如由電源轉換器控制器143，142使用)。該調光值數據162 (也稱為照明狀態數據162)可用于選擇適當的系統數據(例如選擇適當的熱傳遞函數)。
[0085]進一步，燈泡組件I (特別是控制器116，該控制器116可對應于圖4的控制器16)可包括狀態控制單元144。該狀態控制單元144可從存儲單元146接收溫度信息161，164以及系統狀態數據165。該系統狀態數據165可描述燈泡組件I的狀態機。該狀態機的每個狀態可以(例如特征為)與對該狀態敏感的溫度事件相關聯。進一步，該狀態機可以(例如特征為)與各個事件發生時進入的后續狀態相關聯。
[0086]換句話說，該狀態機可包括多個狀態，該多個狀態可指示各個預定的調光值。特別地，多個狀態中的一個狀態可指示電源轉換器114，115的設置(設置與LED的各個調光值相關聯)。又換句話說，該狀態可指示供給LED的功率(功率與LED的各個調光值相關聯)。進一步，該狀態機可定義一個或多個事件，該事件可觸發狀態機的多個不同狀態之間的轉換。通過示例的方式，LED的溫度特定估算值可導致多個不同狀態之間的轉換。可能的事件為，例如跨過溫度閾值，超時事件，用戶生成事件，在輸入電源電壓(即在市電電源)檢測到的事件如輸入電源電壓的一個特定切相角。
[0087]圖7a和7b展示了使用多個狀態的狀態機和溫度跨越事件的可能的組合。每個狀態均具有指定的照明狀態。話句話說，每個狀態均與LED6，106的相應照度級相關聯。圖7a展示了狀態機700包括三個狀態721，722，723和724。
[0088]第一狀態721與LED的最大照度級(如100%)相關聯，第二狀態722與LED的中間照度級(如50%)相關聯，第三狀態723與LED的又一中間照度級(如10%)相關聯，以及第四狀態724與LED的最小照度級(如0%)相關聯(如“關”)。每個狀態721，722，723，724可由各個LED功率值701定義。
[0089]進一步，該狀態機700包括多個事件。事件可由一個或多個條件定義，例如與由溫度傳感器105測得的芯片溫度702有關的條件。第一事件可由芯片溫度702小于Tl的條件定義，第二事件可由芯片溫度702小于T2大于等于Tl的條件定義，第三事件由芯片溫度702小于T3大于等于T2的條件定義，第四由芯片溫度702小于T4大于等于T3的條件定義，第五由芯片溫度702小于T5大于等于T4的條件定義，以及第六由芯片溫度702大于等于T5的條件定義。
[0090]可選地或另外，事件可由與芯片溫度702的轉換有關的條件來定義，芯片溫度702的轉換為從低于閾值Tl，T2，T3，T4，T5中的一個的溫度轉換成高于Tl，T2，T3，T4，T5中的一個的溫度(或相反)。換句話說，定義事件的事件或條件可與從任一方向跨過閾值Tl，T2，T3，T4，T5中的一個有關。
[0091]利用上述狀態以及事件，圖7a的狀態機700定義了從當前狀態到目標狀態的轉換730，取決于事件的檢測(其中轉換730由箭頭指示)。通過示例的方式，該狀態機700指定從第二狀態722到第一狀態721的轉換取決于第一事件的檢測。進一步，該狀態機700指定從第一狀態721到第二狀態722的轉換取決于第三事件的檢測。狀態機700的更多的轉換由圖7a的箭頭示出。
[0092]以類似的方式，圖7b展示了狀態機710，狀態機710包括兩個狀態721和723，多個事件，以及狀態之間的多個可能的轉換，取決于事件的檢測。
[0093]狀態機700，710對多個不同狀態之間的轉換做出滯后。從較低的照度狀態723到較高的照度狀態721的轉換的滯后比相反的轉換的滯后需要更低芯片溫度702。通過這樣做，狀態機的穩定性可以得到改善。特別是可以避免狀態之間的波動。
[0094]在示出的狀態機700，710中，多個不同狀態721，722，723，724之間的轉換是突然的，從而引起照度級的突然變化。可以優選提供多個不同狀態721，722，723，724之間的平穩轉換(如以預定的照明梯度)，以給燈泡組件I的使用者屏蔽多個照度級之間的變化。通過示例的方式，兩個狀態之間的轉換可需要數秒(如2秒或更久)
[0095]被狀態控制單元144用來控制電源轉換器114，115的狀態機700，710可以從存儲單元146作為狀態數據165提供給狀態控制單元144。由狀態控制144確定的狀態721，722，723，724指定了電源轉換器104，115的一組參數，從而定義功率701的值，該功率提供給LED模塊106，以及從而設置LED的照度。
[0096]使用利用狀態機(如圖7a和7b的狀態機700，710)的狀態控制通常優于使用比例調暗LED，該狀態控制提供更好的穩定性，改進的重復性和更好的生產控制。進一步，比起使用比例調暗的燈泡組件，使用狀態控制需要的(特別是關于散熱的)設計儲備降低。
[0097]如上面指出的，校準單元102可用于基于測量的芯片溫度161確定LED溫度的估算值。對此目的，校準單元102可利用系統數據163 (也稱為數據項)，該系統數據163指定燈泡組件I的熱傳遞函數模型。因此，校準單元102所使用的校準算法的目的是基于特定的芯片的溫度161以及基于系統數據163產生準確的溫度值。
[0098]圖8展示了 LED改造燈的示例熱模型。該模型以等效直流電網的形式提供。電阻801，802，804，806,808代表熱阻(以K/W測量)或熱傳導性，電容器803，805，807表示儲熱裝置，電壓820，821，822對應于表示熱功率的溫度和電流。
[0099]如任何線性直流網絡一樣，如果所有的源和元件的值是已知的，或者如果線性獨立的系統參數的等效值是已知的，在模型800的任何節點均可以計算。特別地，如果知道模型800中的特定節點的電壓(溫度)和電流(熱功率)，則可以確定模型800中的不同節點的電壓(溫度)和電流(熱功率)。特別地，基于熱模型800可以確定芯片溫度161，821和LED溫度820之間的熱傳遞函數。
[0100]在圖6的燈泡組件I中，由溫度傳感器105提供的芯片溫度161，821已知。可以根據用于建模的實際燈泡組件I來選擇模型800的阻抗值和電容值，也就是說阻抗值和電容值取決于實際的燈泡組件，并且可相應編程。驅動損耗831和LED損耗832通常線性取決于LED的瞬時調光值。因為校準算法的調光值是已知的(例如，通過電平數據162)，在模型800的任何節點可以基于線性電路分析來估算。該電路可以硬連接或編程到校準單元102。該校準算法可利用多個溫度信息(如從多個溫度傳感器105)。上述從測量的芯片溫度821確定LED的溫度820的方案在調節理論中可遵循“觀察”的原則，其中控制算法包含關于設備物理學的信息和基于單個傳感器信息模擬設備動態響應。這樣一來，所有未知的系統參數可以從模擬設備提煉出來。
[0101]檢測到的溫度通常是取決于時間的幅度。動態是由涉及的熱體(散熱片，組件，填充材料)的熱電阻801，802，804，806，808，以及熱電容803，805，807給出。為了檢測任何機械損壞或任何潛在過熱原因(這可能是一個安全問題)，可以觀察特征溫度隨時間的變化(一階導數)以及每當系統超過在每時間單位的溫度變化的關鍵限值時可以創建事件。
[0102]換句話說，模型800可以作為燈泡組件I的參考模型。此外，參考測量數據可提供給不同的方案。通過示例方式，參考測量數據可包括燈泡組件I的(在一定的照度級)在啟動階段的測量的芯片溫度161隨時間的斜升。如果芯片溫度161實際測量的斜升偏離參考測量數據，這可能是指示該燈泡組件I內的機械故障。這樣的機械故障可能會影響燈泡組件I的散熱特性，以及可能因此影響光源106，6。作為對檢測到這樣的機械故障的應對，燈泡組件I可以在安全的工作模式下(例如，在低照度級)工作，從而保護光源106，6。
[0103]在下文中列出了本文件的示例性的多個方面:
[0104]方面I 一種用于固態燈泡組件的驅動電路的控制器，該控制器包括:
[0105]用于存儲關于該燈泡組件的工作特性的數據項的數字數據存儲單元；以及
[0106]數字數據處理單元，該數字數據處理單元用于接收與處于控制之下的燈泡組件相關的溫度信息，從數據存儲單元取回存儲的數據項，依據該接收到的溫度信息和取回的數據項產生控制信號，以及輸出該控制信號。
[0107]方面2如方面I所述的控制器，其中該控制信號指示在該燈泡組件中的發光器件所需的輸出水平。
[0108]方面3如方面I所述的控制器，其中該數據處理單元用于產生控制信號，該控制信號用于控制該燈泡組件的電源轉換器中的開關的脈沖寬度調制。
[0109]方面4如方面I所述的控制器，還包括用于將溫度信息提供給數字數據處理單元的集成溫度傳感器。
[0110]方面5如方面I所述的控制器，該數字數據處理單元用于通過參考存儲在數字數據存儲裝置中的查找表產生控制信號。
[0111]方面6如方面I所述的控制器，其中該數據處理單元用于產生控制信號，該控制信號用于引起以下情況的至少一種:發光器件的輸出功率降低，發光器件的輸出功率大體將至零，在預定時間段發光器件不活動，以及通過控制發光器件給用戶產生指示信號。
[0112]方面7如方面I所述的控制器，其中當傳感器信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來降低發光器件的光輸出水平。
[0113]方面8如方面I所述的控制器，其中當傳感器信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來將發光器件的光輸出水平大體降到零。
[0114]方面9如方面I所述的控制器，其中當傳感器信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來以線性方式降低發光器件的光輸出水平。
[0115]方面10如方面I所述的控制器，其中當傳感器信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來將發光器件的光輸出水平大體維持在預定的水平。
[0116]方面11如方面I所述的控制器，其中當傳感器信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來將發光器件的光輸出水平維持在預定范圍內。
[0117]方面12如方面I所述的控制器，其中當傳感器信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來使發光器件的光輸出水平提供指示信號給用戶。
[0118]方面13如方面I所述的控制器，其中該數據處理單元用于接收數字值具有至少兩位分辨率的溫度信息。
[0119]方面14如方面I所述的控制器，其中該數據處理單元用于接收時間信息，以及用于另外根據該接收到的時間信息產生控制信號。
[0120]方面15 —種用于固態燈泡組件的驅動電路，該驅動包括:
[0121]用于根據接收到的控制信號輸出驅動信號的電源轉換器；以及
[0122]用于將控制信號提供給電源轉換去的控制器，其中該控制器包括:
[0123]用于存儲關于該燈泡組件的工作特性的數據項的數字數據存儲單元；以及
[0124]數字數據處理單元，該數字數據處理單元用于接收與處于控制之下的燈泡組件相關的溫度信息，從數據存儲單元取回存儲的數據項，依據該接收到的溫度信息和取回的數據項產生控制信號，以及輸出該控制信號。
[0125]方面16如方面15所述的驅動電路，其中該控制信號指示在該燈泡組件中的發光器件所需的輸出水平。
[0126]方面17如方面15所述的驅動電路，其中該控制信號用于控制該燈泡組件的電源轉換器中的開關的脈沖寬度調制。
[0127]方面18如方面15所述的驅動電路，還包括用于將溫度信息提供給數字數據處理單元的集成溫度傳感器。
[0128]方面19如方面15所述的驅動電路，該數字數據處理單元用于通過參考存儲在數字數據存儲裝置中的查找表產生控制信號。
[0129]方面20如方面15所述的驅動電路，其中電源轉換器包括至少一個開關器件，以及至少一個電感儲能器件，并且用于從電連接模塊接收電力信號，以及用于將電驅動信號提供給發光器件。
[0130]方面21如方面15所述的驅動電路，還包括至少一個傳感器件，該傳感器件用于提供至少一個另外的傳感信號給控制器，以及其中該控制器用于同樣根據接收到的另外的傳感信號產生控制信號。
[0131]方面22如方面15所述的驅動電路，還包括至少一個傳感器件，該傳感器件用于提供至少一個另外的傳感信號給控制器，以及其中該控制器用于同樣根據接收到的另外的傳感信號的產生控制信號，以及其中該至少一個傳感器件包括至少一個電壓傳感器，電流傳感器，啟動傳感器，所需的輸出功率傳感器，紅外線傳感器，距離傳感器和環境光傳感器。
[0132]方面23如方面15所述的驅動電路，其中該數據處理單元用于產生控制信號，該控制信號用于引起以下情況的至少一種:發光器件的輸出功率降低，發光器件的輸出功率大體將至零，發光器件在預定時間段不活動，以及通過控制發光器件給用戶產生指示信號。
[0133]方面24如方面15所述的驅動電路，其中當傳感器信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來降低發光器件的光輸出水平。
[0134]方面25如方面15所述的驅動電路，其中當傳感器信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號將發光器件的光輸出水平大體降到零。
[0135]方面26如方面15所述的驅動電路，其中當傳感器信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來以線性方式降低發光器件的光輸出水平。
[0136]方面27如方面15所述的驅動電路，其中當傳感器信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來將發光器件的光輸出水平大體維持在預定的水平。
[0137]方面28如方面15所述的驅動電路，其中當傳感器信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來將發光器件的光輸出水平維持在預定范圍內。
[0138]方面29如方面15所述的驅動電路，其中當傳感器信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來使發光器件的光輸出水平提供指示信號給用戶。
[0139]方面30如方面15所述的驅動電路，其中該數據處理單元用于接收具有至少兩位分辨率的數字形式的溫度信息。
[0140]方面31如方面15所述的驅動電路，其中該數據處理單元用于接收時間信息，以及用于另外根據該接收到的時間信息產生控制信號。
[0141 ] 方面32 —種燈泡組件包括:
[0142]殼體；
[0143]處于殼體中的固態發光器件；
[0144]連接到殼體并且用于連接到市電電源的電連接模塊；
[0145]用于輸出指示組件的元件的工作溫度的傳感信號的溫度傳感器；以及
[0146]驅動電路，該驅動電路處于殼體中，被連接以從電連接模塊接收電力信號，以及用于將電驅動信號提供給發光器件，并且該驅動電路包括:
[0147]用于依據接收到的控制信號輸出驅動信號的電源轉換器；以及
[0148]用于將控制信號提供給電源轉換器的控制器，其中該控制器包括:
[0149]用于存儲關于該燈泡組件的工作特性的數據項的數字數據存儲單元，以及；
[0150]數字數據處理單元，該數字數據處理單元用于接收與處于控制之下的燈泡組件相關的溫度信息，從數據存儲單元取回存儲的數據項，依據該接收到的溫度信息和取回的數據項產生控制信號，以及輸出該控制信號。
[0151]方面33如方面32所述的組件，其中該控制信號指示在該燈泡組件中的發光器件所需的輸出水平。[0152]方面34如方面32所述的組件，其中該控制信號用于控制該燈泡組件的電源轉換器中的開關的脈沖寬度調制。
[0153]方面35如方面32所述的組件，還包括用于將溫度信息提供給數字數據處理單元的集成溫度傳感器。
[0154]方面36如方面32所述的組件，該數字數據處理單元用于通過參考存儲在數字數據存儲裝置中的查找表產生控制信號。
[0155]方面37如方面32所述的組件，其中電源轉換器包括至少一個開關器件，以及至少一個電感儲能器件，并且用于從電連接模塊接收電力信號，以及用于將電驅動信號提供給發光器件。
[0156]方面38如方面32所述的組件，還包括至少一個傳感器件，該傳感器件用于提供至少一個另外的傳感信號給控制器，以及其中該控制器用于同樣根據接受到的另外傳感信號產生控制信號。
[0157]方面39如方面32所述的組件，還包括至少一個傳感器件，該傳感器件用于提供至少一個另外的傳感信號給控制器，以及其中該控制器用于同樣根據接受到的另外傳感信號產生控制信號，以及其中該至少一個傳感器件包括至少一個電壓傳感器，電流傳感器，啟動傳感器，所需的輸出功率傳感器，紅外線傳感器，距離傳感器和環境光傳感器。
[0158]方面40如方面32所述的組件，其中該數據處理單元用于產生控制信號，該控制信號用于引起以下情況的至少一種:發光器件的輸出功率降低，發光器件的輸出功率大體將至零，在預定時間段的發光器件不活動，以及通過控制發光器件給用戶產生指示信號。
[0159]方面41如方面32所述的組件，其中當傳感器信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來降低發光器件的光輸出水平。
[0160]方面42如方面32所述的組件，其中當傳感器信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來將發光器件的光輸出水平大體降到零。
[0161]方面43如方面32所述的組件，其中當傳感器信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來以線性方式降低發光器件的光輸出水平。
[0162]方面44如方面32所述的組件，其中當傳感器信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來將發光器件的光輸出水平大體維持在預定的水平。
[0163]方面45如方面32所述的組件，其中當傳感器信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來將發光器件的光輸出水平維持在預定范圍內。
[0164]方面46如方面32所述的組件，其中當傳感器信號指示溫度高于預定的閾值水平時，該數據處理單元產生一個控制信號來使發光器件的光輸出水平提供指示信號給用戶。
[0165]方面47如方面32所述的組件，其中該數據處理單元用于接收具有至少兩位分辨率的數字形式的溫度信息。
[0166]方面48如方面32所述的組件，其中該數據處理單元用于接收時間信息，以及用于另外該接收到的時間信息產生控制信號。
【權利要求】
1.一種用于固態燈泡組件(I)的驅動器電路(12)的控制器(16，116);其中所述固態光源燈泡組件(I)包括光源(6，106);其中所述驅動器電路(12)包括電源轉換器(14，114，115);該控制器(116)包括: 數據存儲單元(46，146)，用于存儲關于該燈泡組件(I)的工作特性的數據項(163，165)； 溫度傳感器，用于確定該控制器(116)的芯片溫度；以及 數據處理單元(102，144，142，143)，用于接收該芯片溫度(161)，從數據存儲單元(146)取回所存儲的數據項(163，165)，根據芯片溫度(161)和取回的數據項(163，165)產生控制信號(18)，并將控制信號(18)輸出到電源轉換器(14，114，115)來操作該光源(6，106)。
2.如權利要求1所述的控制器(16，116)，其中: 數據處理單元(102,144，142，143)包括狀態控制單元(144); 數據項(165)包括狀態機(700，710)； 該狀態機(700，710)包括指示光源(6，106)的多個對應的照度級的多個狀態(721，722,723,724),以及在該多個狀態(721，722，723，724)的至少一些狀態之間的多個轉換(730);以及 多個轉換(730)取決于相應的多個事件。
3.如權利要求2所述的控制器(16，116)，其中: 該狀態控制單元(144)用于確定該多個狀態(721，722，723，724)的當前狀態(721)； 該狀態控制單元(144)用于基于芯片的溫度(161)檢測事件； 該狀態控制單元(144)用于基于狀態機(700，710)確定多個狀態(722，722，723，724)的目標狀態(722);以及 該數據處理單元(102，144，142，143)用于根據目標狀態(722)產生用于操作該光源(6，106)的控制信號(18)。
4.如權利要求2或3所述的控制器(16，116)，其中: 多個狀態(721，722，723，724)的狀態(721)指示電源轉換器(14，114，115)提供給該光源(6，106)的功率；和/或 多個狀態(721，722，723，724)的狀態(721)與該電源轉換器的設置(14，114，115)相關聯；其中該設置包括一個或多個工作周期和換向周期率。
5.如權利要求2-5任一項所述的控制器(16,116),其中: 多個事件中的一個事件由一個或多個條件定義； 該一個或多個條件包括一個或多個:關于芯片溫度(161)的條件；關于預定的時間間隔的條件；關于市電電源電壓的條件。
6.如權利要求2-5任一項所述的控制器(16，116)，其中，該狀態機(700，710)給狀態之間的轉換(730 )提供滯后，使得: 從指示第一照度級的第一狀態(721)到指示第二照度級的第二狀態(722)的轉換(730)的產生取決于第一事件，該第一事件包括的條件為芯片溫度(161)超過第二閾值；其中第二照度級低于第一照度級，以及 從第二狀態(722)到第一狀態(721)的轉換(730)的發生取決于第二事件，該第二事件包括的條件為該芯片溫度(161)低于第一閾值；其中第一閾值小于第二閾值。
7.如權利要求2-6任一項所述的控制器(16，116)，其中: 狀態機(700，710)，多個狀態(721，722，723，724)和/或多個事件由燈泡組件(I)的工作階段決定；以及 該工作階段包括一個或多個:啟動階段，在特定的照度級的穩定階段。
8.如前述權利要求任一項所述的控制器(16，116)，其中: 數據處理單元(102，144，142，143)包括校準單元(102)； 數據項(163)包括默認的熱模型(800)，該熱模型指示芯片溫度(161)和光源(6，106)的溫度之間的關系；以及 校準單元(102)用于在校準階段確定默認的熱模型(800)的燈泡組件的具體參數，從而產生燈泡組件的具體熱模型。
9.如權利要求8的控制器(16，116)，其中數據處理單元(102，144，142，143)用于基于燈泡組件具體熱模型，確定燈泡組件的具體狀態機(700，710)以操作燈泡組件(I )。
10.如權利要求9的控制器(16，116)，其中數據處理單元(102，144，142，143)用于確定用于燈泡組件(I)的多個相應的工作階段的多個燈泡組件的具體狀態機(700，710)。
11.如權利要求8 -10任一項所述的控制器(16，116)，其中該校準單元(102)用于: 以光源(6，106)的默認狀態為條件，確定芯片溫度(161)的時間演變；以及 基于確定的芯片溫度(161)的時間演變確定默認熱模型(800)的燈泡組件的具體參數。
12.如權利要求11所述的控制器(16，116)，其中，數據處理單元(102，144，142，143)用于: 將芯片溫度(161)的時間演變與燈泡組件(I)的默認時間演變進行比較；以及如果芯片溫度(161)的時間演變與默認時間演變的偏差超出預定的偏差閾值，則產生控制信號(18)以在具有減少的照度級的安全工作模式下操作光源(6，106)。
13.如權利要求8-12任一項所述的控制器(16，116)，其中數據處理單元(102，144，142，143)，用于基于芯片溫度(161)以及基于燈泡組件的具體熱模型，確定光源(6，106)的溫度估計值。
14.如權利要求13所述的控制器(16，116)，其中數據處理單元(102，144，142，143)，進一步基于流過光源(6,106)的電流和/或光源(6,106)的電源,用于確定光源(6,106)的溫度估計值。
15.如前述權利要求任一項所述的控制器(16，116)，其中，芯片溫度(161)表示為至少2位的二進制值。
16.一種用于固態燈泡組件(I)的驅動電路(12)，該驅動電路(12)包括: 電源轉換器(14，114，115)，用于根據接收到的控制信號(18)將驅動信號(15)輸出到固態光源(6，106)；以及 如權利要求1至15中任一項所述的用于將控制信號(18)提供給電源轉換器(14，114，115)的控制器(16，116)。
17.一種燈泡組件(I)包括: 殼體(2)；位于殼體(2)中的固態發光器件(6,106)； 電連接模塊(4)，連接到殼體(2)，并且用于連接到市電電源；以及如權利要求16的驅動電路(12)，位于殼體(2)中，被連接以從電連接模塊(4)接收電力信號，以及 用于將電驅動信號(15)提供給發光器件(6，106)。
【文檔編號】H05B33/08GK103843460SQ201280048920
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年10月11日 優先權日:2011年10月12日
【發明者】霍斯特·諾根, 斯特凡·扎雷爾科赫 申請人:Dialog半導體有限公司