具有外部溫度補償的照明控制信號調制器的led驅動器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及LED驅動器，尤其是針對用于到現有LED驅動器的特征添加的信號覆蓋。具體而言，本發明針對一種用于操作LED驅動器（100）的裝置（200）、一種操作LED驅動器的方法、一種用于操作LED驅動器的計算機程序以及一種LED驅動器單元。該裝置（200）能夠根據外部控制信息（256）將覆蓋信號（數字的或模擬的）覆蓋到LED驅動器（100）的控制信號（164）。該控制信號（164）在控制信號入口（105）處提供給LED驅動器。通過覆蓋該覆蓋信號，該裝置（200）調制控制信號（164）并且將調制的控制信號（164）提供給相同的控制信號入口（105）。
【專利說明】具有外部溫度補償的照明控制信號調制器的LED驅動器
【技術領域】
[0001]本發明針對一種用于操作發光二極管(LED)驅動器的裝置、一種操作LED驅動器的方法、一種用于操作LED驅動器的計算機程序以及一種LED驅動器單元。具體地，本發明涉及信號覆蓋技術以便將特征添加到常規的LED驅動器。
【背景技術】
[0002]US 2011/0199013 Al描述了一種用于控制LED陣列的LED驅動器。測量LED陣列的溫度的溫度傳感器耦合到LED驅動器并且向該LED驅動器提供相應的測量的溫度值。LED驅動器可以根據測量的溫度值控制LED驅動器。測量的溫度值用作控制信號，其允許LED驅動器操作LED陣列，使得不管外界溫度如何，LED陣列溫度保持恒定。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是增加LED驅動器的功能。
[0004]在本發明的第一方面中，提出了一種用于操作LED驅動器的裝置，其中該裝置被配置成耦合到LED驅動器并且包括:
-輸入，其被配置成捕獲控制信號的值，其中控制信號在LED驅動器的控制信號入口處提供，使得LED驅動器可以基于提供的控制信號控制LED的操作，以及
-調制器，其被配置成依照預定義協議調制控制信號并且在相同的控制信號入口處提供調制的控制信號。
[0005]本發明包括以下認識:LED的內在行為要求相應的LED驅動器包括一些驅動器電子器件，這些電子器件允許控制LED，使得長壽命和良好的光質量二者都可以實現。此外，已經認識到，這樣的常規LED驅動器中使用的內部控制電路通常包括一些預定義接口，這些接口使得通過添加另外的功能/特征而升級相當復雜且昂貴。現有的LED驅動器的有效升級尤其是個問題，因為一方面存在多種不同的LED拓撲結構，這些拓撲結構例如在控制通道的數量和/或頻譜成分方面不同，并且另一方面，存在多個不同的應用。例如，一些驅動器允許對LED調光，而其他驅動器允許調節LED發射的顏色。
[0006]已經認識到，LED驅動器如今通常裝備有可編程通用集成電路(1C)，這應當使得最終的調適過程不那么復雜。例如，這樣的通用IC在相應的燈制造過程的最后階段進行編程。
[0007]然而，就接口的可用性而言，仍然存在顯著的限制。換言之，可以饋送至LED驅動器的輸入信號的數量是有限的。因此，使新的特征適應現有的LED驅動器是困難的。最后，設計允許根據新輸入信號控制LED的全新的LED驅動器是十分必要的。
[0008]本發明進一步包括以下認識:現有的LED驅動器具有一些用于監視具有緩慢動態特性的控制信號(例如安裝LED驅動器的板橋的溫度)的輸入，即使該LED驅動器的IC能夠感測比板溫度快得多地變化的輸入信號。
[0009]在下文中也簡稱為裝置的所提出的用于操作LED驅動器的裝置克服了現有技術的前述缺陷。
[0010]一般而言，該裝置允許經由在相同控制信號入口處提供的生成的調制控制信號引入新控制信息，作為非調制控制信號，即引入到主要用于不同目的的接口。LED驅動器的主要功能根據緩慢動態非調制控制信號實現這一事實表明覆蓋相對較高動態信號并不干擾現有LED驅動器的預期用途。因此，所述裝置保持了現有LED驅動器的主要用例。因此，現在有可能擴展常規LED驅動器的應用范圍。換言之，可以直接通過使用現有的內部傳感器接口將外部控制信息引入到LED驅動器。
[0011]接口限制通過利用集成電路的可編程特征并且將其與信號覆蓋技術結合而被規避，所述信號覆蓋技術一方面保持了 LED驅動器的主要預期功能，并且另一方面允許將新特征添加到LED驅動器，即添加至照明解決方案。為了可實現該特征添加，不必完全重新設計整個LED驅動器。因此，可以實現應用范圍的低成本和低復雜性的擴展。
[0012]例如，現在有可能通過根據人工遠程控制或者根據自動日光傳感器信號調制控制信號而將調光功能集成到現有LED驅動器。
[0013]如上面所解釋的，要在LED驅動器的控制信號入口處提供的非調制控制信號通常是緩慢動態特性的信號，例如板溫度。這樣的溫度可以通過確定向其提供恒定電流/恒定電壓的負/正溫度系數電阻器處的電壓/電流而測量。例如，存在限定的最低溫度，在該最低溫度之下LED被關斷，并且存在最高溫度，在該最高溫度之上LED也關斷。LED驅動器的主要功能因此可以是在溫度超過最高溫度或者下降到最低溫度之下時關斷或者降低LED的操作電流。LED驅動器讀取與這些極限溫度相應的電壓/電流值之間的范圍內的控制信號。這個觀察可以用來開發這樣的信號覆蓋協議，該信號覆蓋協議生成可由內部控制電路檢測的事件以便利用調制控制信號傳遞新的控制信息，如下文中將更詳細地解釋的。
[0014]調制器依照預定義協議調制控制信號，并且生成饋送至LED驅動器的調制的控制信號。預定義協議因此規定如何對控制信號進行調制。例如，該協議限定脈寬調制方案和/或幅度調制方案和/或頻率調制方案。存在對控制信號進行調制的各種不同的可能性。
[0015]例如，調制器通過將數字或者模擬信號添加至控制信號而調制控制信號。調制器也可以通過改變其特性中的一個或多個，例如脈寬/占空比、頻率和/或幅度，而調制控制信號。
[0016]例如，所述裝置經由信號組合器耦合到LED驅動器，所述信號組合器將控制信號與來自調制器的調制輸出信號組合。饋送至LED驅動器的生成的調制控制信號可以包括控制命令，LED驅動器依照這些控制命令例如通過改變發射的光的強度和/或通過改變發射的光的頻譜而控制LED。
[0017]在描述本發明的范圍內，措詞“控制信號”指的是這樣的信號，該信號由LED驅動器在特定控制信號入口(例如屬于LED驅動器的集成電路的管腳)處感測，使得LED驅動器可以根據感測的控制信號控制LED的操作。例如，控制信號是常規上由LED驅動器用來控制LED的操作的信號，即已經存在于常規LED驅動器中的基本控制信號。控制信號因此可以指示安裝LED驅動器的板的溫度、要驅動的LED/LED陣列的溫度、接通/關斷命令、環境中的光強度、負載電流/負載電壓。控制信號可以例如起源于LED驅動器的外殼內，但是它也可以在這樣的外殼的外部形成。
[0018]通常，優選的是，LED驅動器的內部控制電路也適應預定義協議，使得LED驅動器可以根據調制控制信號控制LED的操作。這樣的適應通常僅僅涉及微小的軟件/固件更新。例如，如果所述調制利用脈寬調制實現，那么基于定時器的事件可以用來解釋調制控制信號。可替換地或者此外，如果所述調制為幅度調制，那么具有可調閾值的比較器可以用于解釋調制控制信號。通常，至少定時器和/或比較器存在于常規LED驅動器中。
[0019]例如，要由所述裝置操作的LED驅動器的設置與來自凌云邏輯公司(CirrusLogic)的LED驅動器CS1610的設置相應。這樣的LED驅動器具有允許所述適應的硬件資源，例如定時器、比較器、模數轉換器和/或數模轉換器或者其任意組合。
[0020]在一個實施例中，所述裝置的調制器被配置成根據捕獲的控制信號值調制控制信號。
[0021]關于主要控制功能、即關于根據非調制內部控制信號操作LED驅動器的知識在開發信號覆蓋格式(即預定義協議)時是有利的，并且用于如下面的段落中所描述的排除故障模式。然而，在LED驅動器的正常/主要操作模式期間，控制信號的實際值對于覆蓋過程(即調制過程)而言不是必需的。相反地，簡單地將控制信號傳遞至驅動器。
[0022]優選地，調制器被配置成僅在捕獲的控制信號值處于預定義范圍內的情況下調制控制信號，并且在捕獲的控制信號值處于預定義范圍外的情況下讓控制信號是非調制的。例如，可能發生非調制控制信號向LED驅動器指示:例如由于超過溫度值(例如指示安裝LED驅動器的板或者要驅動的LED/LED陣列的部件的溫度的溫度值)的原因，不可以操作LED。例如，非調制控制信號指示板溫度對于操作LED而言太高或太低。在這樣的情況下，可能明智的是控制信號保持非調制。由此，可以避免LED的損壞。
[0023]預定義范圍可以在協議內規定。此外，根據捕獲的控制信號值調制控制信號是有利的，因為這允許實現反饋控制。由此，調制器可以更加精確地調制控制信號。
[0024]在另一個實施例中，所述裝置附加地包括觸發構件，該觸發構件被配置成使得控制信號值從預定義范圍的內部轉變到預定義范圍的外部，控制信號值的轉變向LED驅動器指示控制信號調制的啟動和/或終止。
[0025]觸發構件可以是調制器的組成部分。
[0026]所述裝置的觸發構件通過迅速地將控制信號值拉至充分低于預定義范圍的下邊界或者對應地通過迅速地將控制值推至充分高于預定義范圍的上邊界而通知LED驅動器。該事件可以通知LED驅動器新命令即將在某個預定義時間間隔之后發生。
[0027]優選地，觸發構件被配置成造成控制信號值的相對快速的轉變，使得控制信號值的強制轉變明顯不同于例如由溫度變化引起的控制信號值的自然轉變。例如，控制信號為與板溫度或者與通常隨著時間相當緩慢地變化的要監視的任何其他參數相應的電壓。來自控制信號值的從預定義范圍到預定義范圍之外的轉變將發生在例如數毫秒內。優選地，觸發構件被配置成在小于10ms內造成內部控制信號值的轉變。
[0028]在其中控制信號指示溫度(例如安裝LED驅動器/LED/LED陣列的板的溫度)的實施例中，非調制內部控制信號的動態特性(即變化率)取決于整個LED系統的熱設計、應用的冷卻方法和/或散熱器尺寸。溫度變化可能花費例如數秒鐘到數分鐘以便穩定到新的控制信號值。這是足夠緩慢的，以便引入覆蓋信號(即調制的內部控制信號)的快速轉變。優選地，觸發構件和調制器被配置成足夠快速地傳輸覆蓋信息，即調制的控制信號中編碼的信息，以便也滿足LED應用延遲要求，即要操作的LED驅動器處存在的時間約束。
[0029]優選地，觸發構件被配置成
-將控制信號值驅動至第一水平，該第一水平低于或者高于預定義范圍并且向LED驅動器指示控制信號的調制將啟動，和/或
-將控制信號值驅動至第二水平，該第二水平高于或者低于預定義范圍并且向LED驅動器指示控制信號的調制將終止。
[0030]再一次地，優選的是觸發構件被配置成相對快速地將控制信號值驅動至預定義范圍之外。控制信號值的這種強制轉變對于LED驅動器而言易于檢測。在控制信號值的兩個轉變期間，所述裝置可以調制控制信號并且因此將信息(尤其是控制信息)傳遞至LED驅動器。
[0031]在另一個實施例中，調制器被配置成對控制信號執行開始脈寬調制方案和/或結束脈寬調制方案，其中開始脈寬調制方案向LED驅動器指示控制信號的調制將啟動，并且其中結束脈寬調制方案向LED驅動器指示控制信號的調制將終止。
[0032]在該實施例中，可替換地或者附加地，通過特定調制方案分別通知LED驅動器有關調制的啟動或者終止。為了標識這樣的調制方案，LED驅動器可以分別包括相應的定時器或者能夠檢測脈寬調制方案的檢測器。
[0033]在一個特定的優選實施例中，所述裝置被配置成控制LED驅動器，使得
-LED驅動器在正常狀態下操作，在該狀態下，LED根據非調制控制信號進行控制，并且 -LED驅動器在動態狀態下操作，在該狀態下，LED根據調制控制信號進行控制。
[0034]例如，所述裝置可以例如分別通過對控制信號執行開始脈寬調制方案或者通過將控制信號值驅動至預定義范圍之上而向LED驅動器指示將對控制信號進行調制并且將把控制信息傳遞至LED驅動器。在這種狀態下，LED驅動器被認為處于動態狀態下，其中LED根據調制控制信號進行控制。
[0035]應當強調的是，即使LED驅動器在動態狀態下操作，非調制控制信號的信息也不一定必須丟失。例如，如果控制信號為指示LED驅動器的板的溫度的電壓水平，那么可以調制控制信號，使得調制控制信號的平均值與非調制控制信號的平均值相同。因此，在一個實施例中，調制器被配置成調制控制信號，使得非調制控制信號中包含的信息被保持并且也在控制信號入口處提供。
[0036]在另一個優選的實施例中，所述裝置附加地包括耦合到調制器的控制接口，該控制接口被配置成
-接收起源于LED驅動器的環境的外部控制信號，并且 -根據接收的外部控制信號控制對控制信號的調制。
[0037]在該實施例中，由LED驅動器操作的LED可以在外部進行控制。控制接口耦合到調制器，使得調制器可以根據接收的外部控制信號執行控制信號的調制。
[0038]在一個實施例中，控制接口包括光傳感器，并且外部控制信號可通過LED驅動器的環境中發生的光變化引起。因此，如果環境相對較暗，那么LED可以自動地接通，并且如果環境自然地相對較亮，那么LED可以再次關斷。由此，可以將日光控制添加到現有的LED驅動器。
[0039]例如，光傳感器為數字傳感器，其輸送指示光水平/強度的一段數據，例如指示255個光水平之一的字節。可替換地,光傳感器為模擬傳感器,其輸送指不光水平的電壓值。
[0040]在另一種變型中，控制接口包括紅外傳感器，并且外部控制信號包括紅外信號。該實施例允許經由例如遙控器控制LED。除了簡單的接通和關斷功能之外，也可以實現調光功能。例如，調光控制信號可以由遙控器發射至控制接口，即所述裝置的紅外傳感器和調制器根據紅外傳感器接收的信號對控制信號進行調制。調制的控制信號分別指示LED驅動器增大LED發射的光的強度或者減小LED發射的光的強度。
[0041 ] 優選地，控制接口和調制器在集成設備中實現。
[0042]在另一個實施例中，控制接口由占用檢測傳感器實現，例如利用例如被動紅外感測(PIR)工作的運動檢測傳感器。由此，可以實現自動接通/關斷控制。運動檢測可以利用溫度傳感器實現。因此，如果要監督的區域未被人占用，那么將控制信號拉或者推至這樣的水平，該水平使得LED驅動器分別關斷LED或者將LED發射的光的強度降低至某個低光水平。如果占用檢測傳感器監督的區域被人/動物/物體占用，那么占用檢測傳感器命令調制器對控制信號進行調制，使得LED驅動器接通LED。
[0043]優選地，在激活燈時，運動檢測信號在占用者接受的小于10ms內到達調制器。
[0044]在另一個優選的實施例中，調制器包括開關陣列，其中
-該開關陣列包括一定數量的可控開關并且被配置成根據所述數量的可控開關的對應的開關狀態設置到多個控制狀態的特定狀態下；
-所述多個控制狀態中的每一個導致對應的特定控制信號值；并且其中 -調制器被配置成根據外部控制信號將開關陣列置于特定控制狀態下。
[0045]該實施例允許實現控制信號的低復雜性且簡單的調制。例如，開關陣列耦合到光傳感器和/或諸如紅外傳感器之類的其他傳感器，并且耦合到LED驅動器的操作電壓。控制接口(即傳感器)的輸出信號耦合到開關陣列的輸入側，并且開關陣列的輸出側耦合到LED驅動器的控制信號入口。如果控制接口包括輸送諸如電壓之類的模擬輸出信號的模擬傳感器，那么該實施例是特別優選的。然后，調制器可以分別將該模擬電壓直接耦合到LED驅動器的控制信號入口，或者通過向/從模擬傳感器輸出信號添加/減去另一個模擬信號而間接地耦合到該控制信號入口。
[0046]例如，可能的是，調制器從操作電壓中減去傳感器輸出電壓，并且將相應的差值電壓提供給LED驅動器的控制信號入口。
[0047]此外，可能的是，調制器根據傳感器輸出信號利用所述多個可控開關通過依照預定義協議開關所述數量的可控開關而實現脈寬調制。因此，控制信息可以不僅通過對幅度調制，而且通過對頻率和/或脈寬調制而傳遞至LED驅動器。一般而言，優選的是，調制器被配置成調制控制信號的以下參數中的一個或多個:頻率、幅度、脈寬。例如，調制器適于通過在控制信號上覆蓋模擬或數字信號而執行這樣的調制。
[0048]在本發明的第二方面中，提供了一種用于驅動LED的LED驅動器單元，其中該LED驅動器單元包括LED驅動器以及依照本發明第一方面的裝置。
[0049]由于該裝置的原因，LED驅動器單元表現出擴展的應用范圍。
[0050]優選地，LED驅動器的可編程內部控制電路適應于預定義協議，使得LED驅動器能夠根據所述裝置生成的調制控制信號控制LED。換言之，優選的是，LED驅動器包括解調器，該解調器被配置成對調制的控制信號解調，使得LED驅動器能夠根據所述裝置生成的調制控制信號控制LED。
[0051]通常，常規的LED驅動器模塊已經配備有所稱的適應所需的硬件資源。這樣的硬件資源可以是例如定時器、模數轉換器(ADC)和/或比較器和/或數模轉換器(DAC)或者其任意組合。這樣的部件可以容易地配置成使得LED驅動器能夠根據調制控制信號控制LED。
[0052]例如，可以利用一個或多個特定閾值對LED驅動器的比較器編程，使得LED驅動器識別調制器引起的轉變。可以將LED驅動器的定時器編程以造成中斷，使得LED驅動器的內部控制電路根據調制控制信號控制LED。因此，基于來自定時器的中斷，內部控制電路讀取控制信號并且將它解釋為非調制控制信號或者調制控制信號的值。存在容易地調適常規LED驅動器的各種不同的可能性，使得它可以處理調制控制信號并且相應地控制LED。
[0053]在一個優選的實施例中，所述裝置經由LED驅動器的模數轉換器操作地連接到LED驅動器，其中該模數轉換器被配置成接收調制或者非調制控制信號，并且根據接收的信號向內部控制電路提供數字控制信號。
[0054]在另一個實施例中，LED驅動器包括比較器，該比較器被配置成檢測控制信號值在預定義范圍內部與外部之間的轉變，并且在發生這樣的轉變的情況下向LED驅動器的內部控制電路提供比較器輸出信號，其中該比較器輸出信號分別指示控制信號調制的啟動或者終止。
[0055]在另一實施例中，LED驅動器包括定時器，該定時器被配置成向內部控制電路提供中斷信號，其中
-如果中斷信號是失活的，則LED驅動器被配置成在正常狀態下操作，其中LED根據非調制控制信號進行控制，并且
-如果中斷信號是激活的，則LED驅動器被配置成在動態狀態下操作，其中LED根據調制控制信號進行控制。
[0056]在本發明的第三方面中，提出了一種操作LED驅動器的方法，其中該方法包括步驟:
-捕獲控制信號的值，其中控制信號在LED驅動器的控制信號入口處提供，使得LED驅動器可以基于提供的控制信號控制LED的操作；
-依照預定義協議調制控制信號；以及 -在相同的控制信號入口處提供調制的控制信號。
[0057]本發明第三方面的方法共享本發明第一方面的裝置的優點。
[0058]在本發明的第四方面中，提供了一種用于操作LED驅動器的計算機程序，其中該計算機程序包括程序代碼構件，該程序代碼構件用于當所述計算機程序在控制本發明第一方面的裝置的計算機上運行時，使得該裝置執行依照本發明第二方面的方法的步驟。
[0059]本發明第四方面的計算機程序可以存儲/分布于適當的介質上，例如存儲/分布于與其他硬件一起提供或者作為其他硬件的一部分而提供的固態介質或者光學存儲介質上，但是也可以以其他的形式分發，例如通過因特網或者其他有線或無線電信系統分發。
[0060]應當理解的是，本發明第一方面的裝置、本發明第二方面的LED驅動器單元、本發明第三方面的操作方法以及本發明第四方面的計算機程序具有尤其是如從屬權利要求中所限定的相似和/或相同的優選實施例。
[0061]此外，應當理解的是，本發明的優選實施例也可以是從屬權利要求與對應獨立權利要求的任意組合。例如，優選的是，所述裝置包括上面提到的觸發構件以及能夠對控制信號執行所述開始脈寬調制方案和所述結束脈寬調制方案的調制器二者。通常，優選的是，所述裝置能夠將LED驅動器設置于所述正常狀態下或者設置于所述動態狀態下。此外，應當理解的是，除了觸發構件之外和/或除了能夠執行所述開始/結束脈寬調制方案的特定調制器之外，優選地還存在所述控制接口。
[0062]關于本發明第二方面的LED驅動器單元，應當理解的是，LED驅動器優選地包括所述比較器和所述定時器。
[0063]通常，本發明可以應用于其中存在LED驅動器的任何地方，尤其是諸如光控制之類的家庭應用、汽車應用，例如用于將日光控制添加到現有的LED驅動器以便控制室內或室外燈，并且通常處于消費電子器件內。本發明也可以應用于另外的低成本的基于微控制器的解決方案中，其中接口訪問因管腳數量少而受限制。
[0064]代替僅僅調制一個單一控制信號的是，在一個實施例中，所述調制器能夠捕獲并且調制多個控制信號。本發明并不限于調制僅僅一個單一控制信號。
[0065]本發明的這些和其他方面根據以下描述的實施例將是清楚明白的，并且將參照這些實施例進行闡述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0066]在以下附圖中:
圖1示意性且示例性地示出了依照現有技術的常規LED驅動器的電路拓撲結構的表示，
圖2示意性且示例性地示出了依照本發明第一方面的用于驅動LED的裝置的第一實施例的表示，
圖3示意性且示例性地示出了依照本發明第一方面的用于驅動LED的裝置的第二實施例的表示，
圖4示意性且示例性地示出了依照本發明第一方面的用于驅動LED的裝置的第三實施例的表示，
圖5示意性且示例性地示出了依照本發明第二方面的LED驅動器單元的第一實施例的表不，
圖6示意性且示例性地示出了依照本發明第二方面的LED驅動器單元的第二實施例的表不，
圖7示意性且示例性地示出了依照本發明第二方面的LED驅動器單元的第三實施例的表不，
圖8示例性地示出了說明用于操作LED驅動器的方法的第一實施例的流程圖，
圖9示例性地示出了說明用于操作LED驅動器的方法的另一實施例的流程圖，
圖10示例性地示出了說明隨著時間的非調制控制信號的趨勢的示圖，
圖11示例性地示出了隨著時間的調制控制信號的第一趨勢，以及圖12示例性地示出了隨著時間的調制控制信號的第二趨勢。
【具體實施方式】
[0067]圖1示意性且示例性地示出了依照現有技術的LED驅動器100的電路拓撲結構的表示。LED驅動器100控制一個或多個LED 120的操作。它經由市電接口 180耦合到電源182并且包括控制功率轉換級140的操作的可編程集成電路160，該功率轉換級140最終向LED 120提供預定義電流和/或預定義電壓。
[0068]常規上，根據緩慢動態控制信號164控制LED 120的操作。在圖1所描繪的實例中，控制信號164經由耦合在集成電路160與地102之間的負溫度系數電阻器162生成。當然，控制信號也可以經由不同的傳感器，例如經由正溫度系數電阻器生成。
[0069]電壓Vc在LED驅動器100的控制信號入口 105處提供。電壓Vc(即控制信號164的值)指示安裝LED驅動器100的板(未示出)的溫度。
[0070]圖10中繪出了非調制控制信號164的值的示例性趨勢。相應地，如果控制信號164的值處于預定義范圍R20內，例如介于與80°C示例性溫度相應的電壓值和與20°C示例性溫度相應的電壓值之間，則LED驅動器100處于正常操作狀態下。換言之，根據控制信號164的值將電流/電壓提供給LED 120。如果電壓Vc上升至高于指示溫度上限的值Vhkh之上(區域R30)，或者對應地，如果該電壓下降至低于指示溫度下限的電壓水平Vot之下(區域R10)，那么LED驅動器100對此異常溫度范圍作出反應，并且相應地控制LED 120的操作。例如，如果電壓Vc處于范圍R30內，那么可以關斷LED 120，或者對應地可以顯著減小LED電流。
[0071]圖2示出了用于操作常規LED驅動器100的裝置200的第一實施例。裝置200耦合到操作電壓184(Vcc)和地102。此外，裝置200包括捕獲控制信號164的值的輸入202。裝置200包括調制器210，該調制器可以依照預定義協議調制控制信號164并且在相同的控制信號入口 105處提供調制的控制信號164。例如，調制器在控制信號164上覆蓋數字或模擬信號。此外或者可替換地，調制器210調制控制信號164的頻率、幅度和/或脈寬。常規LED驅動器的可編程集成電路160也適應于預定義協議，使得LED驅動器可以根據調制控制信號控制LED 120的操作。
[0072]此外，裝置200包括耦合到調制器210并且接收起源于LED驅動器的環境的外部控制信號256的控制接口 250。控制接口 250利用接收的外部控制信號控制所述調制。因此，控制接口 250向調制器210提供控制接口輸出信號258。如下文中將更詳細地闡述的，這樣的控制信號可以通過LED驅動器的環境中發生的光變化和/或通過物體的存在性造成的溫度變化或者通過紅外信號引起。控制接口將這些外部控制信號變換成調制器控制信號，從而控制所述調制。
[0073]圖11和圖12中描繪了調制控制信號164的趨勢。圖11和圖12中描繪的示圖的一般設置基本上與圖10中描繪的示圖的設置相應。在調制控制信號164之前，調制器200造成控制信號值從預定義范圍R20的內部到預定義范圍的外部(在圖11和圖12中到區域R10)的相對快速的轉變。控制信號值的這樣相對快速的轉變向LED驅動器100指示控制信號164調制的啟動。指示調制開始的控制信號164的相對快速的轉變發生在時間h處。在圖11的實例中，調制器210對控制信號164執行脈寬調制方案，從而將數據(即控制命令)傳遞至LED驅動器100。例如,特定脈寬調制可以包括調光命令,該調光命令指示LED驅動器100分別造成LED 120發射的光的強度的增大或者減小。
[0074]在圖12的實例中，調制器通過改變控制信號164的幅度而將數據傳遞至LED驅動器100。在依照圖11和圖12的這兩個實例中，控制信號的調制發生在時間間隔< t <t2內。
[0075]為了指示控制信號164調制的終止，調制器210造成控制信號164的值從預定義范圍(R20)的內部到預定義范圍的外部的相對快速的轉變。該相對快速的轉變發生在時間t2處。在依照圖11和圖12的實例中，后一轉變通過將控制信號值推至充分高于預定義范圍R20進入范圍R30中而發生。之后，LED驅動器100根據非調制控制信號164控制LED120的操作。
[0076]圖3示出了用于操作LED驅動器的裝置的另一實施例，其中控制接口 250通過紅外接收器實現，該紅外接收器接收例如遙控器(未示出)發射的紅外信號形式的外部控制信號256。控制接口 250將控制接口輸出信號258提供給調制器210。依照圖3中所示的實施例，調制器200包括柵極驅動器214控制的晶體管212，該柵極驅動器反過來由控制接口輸出信號258控制。在該簡單設置中，裝置200無需包括任何自己的邏輯，而是完全受外部控制信號256控制。因此，控制信號164的調制依照其發生的協議未編程到裝置200內，而是編程到例如將外部控制信號256發射至裝置200的遙控器上。
[0077]在圖4描繪的另一個實施例中，調制器210包括自己的邏輯控制器220，例如定序器，其用于控制包括多個開關S0、S1、S2、S3、S4的開關陣列222。開關陣列222將控制接口 250、操作電壓Vcc和控制信號入口 105彼此互連。在該實施例中，控制接口 250包括光傳感器252以及一個或多個另外的傳感器254。由此，可以實現日光控制。根據日光生成的控制接口輸出信號258被饋送至開關陣列222。如果控制信號164保持非調制的，那么邏輯控制器220僅僅閉合開關SI并且讓圖4中描繪的其他開關留在打開狀態下。為了通知LED驅動器100控制信號164的調制將啟動，邏輯控制器220可以立即閉合開關S4或者S0，造成控制信號值在范圍RlO內或者范圍R30內的快速轉變。在這樣的指示發生之后，邏輯控制器220于是可以僅僅閉合開關S3，從而在LED驅動器的控制信號入口 105處提供光傳感器252的輸出信號。取決于光傳感器252的實際設置，簡單的接通/關斷功能可以根據周圍日光實現，或者對應地，光傳感器252可以提供這樣的輸出信號，該輸出信號指示LED驅動器根據日光調整LED 120發射的光強度。其他傳感器254可以例如為占用傳感器，該占用傳感器監督關聯的區域并且根據監督的區域中的物體的存在/不存在提供輸出信號。通過僅僅閉合開關S2并且讓剩余開關打開，調制器210通過使用邏輯控制器220在LED驅動器100的控制信號入口 105處提供其他信號254的輸出信號。取決于LED驅動器100的指定的應用，傳感器252和254可以是任何類型。
[0078]圖5示例性地示出了 LED驅動器單元400的一個實施例的設置。LED驅動器單元400包括LED驅動器300以及用于驅動LED驅動器300的裝置200。
[0079]裝置200已經關于圖2、圖3和圖4進行了描述，并且將不再加以解釋。裝置200經由輸入202耦合到LED驅動器300的內部傳感器362。裝置200的調制器210經由到控制信號入口 305的輸出208將調制控制信號或者非調制控制信號提供給LED驅動器。
[0080]LED驅動器單元400的LED驅動器300具有常規的設置。控制信號(調制的或者非調制的)被提供給模數轉換器(ADC) 330。CPU 360可以通過ADC控制信號338控制ADC330。ADC 330將模擬控制信號轉換成數字控制信號334并且將數字控制信號334提供給中央處理單元(CPU)360。控制信號也被提供給LED驅動器300的比較器340。CPU 360可以被編程為使得它經由數模轉換器(DAC) 350通過設置到閾值THRl和THR2而控制比較器340，所述閾值限定了前面提到的預定義范圍。
[0081]根據關于圖11和圖12解釋的相對快速的強制控制信號轉變，比較器340將開始和停止信號342提供給CPU 360，其中開始信號指示控制信號調制的啟動，并且其中停止信號指示控制信號調制的終止。
[0082]此外，LED驅動器300常規上包括也可以經由CPU 360配置的定時器310。CPU 360可以通過定時器控制信號312控制定時器310。定時器310通過發送相應的中斷信號314而造成CPU處的中斷。基于來自定時器310的中斷信號314，CPU 360讀取來自ADC 330的輸出數據334并且將它解釋為非調制控制信號(內部傳感器信息)或者調制控制信號(外部覆蓋信息或者外部覆蓋信息加上主要內部傳感器信息)。CPU 360根據調制或者非調制控制信號控制另外的硬件模塊320，使得相應電流/相應電壓被提供給要驅動的LED (未示出)。另外的硬件模塊320的控制通過第一和第二模塊控制信號322、324發生。
[0083]圖6示出了 LED驅動器單元400的另一個實施例。盡管用于操作LED驅動器300的裝置200沒有變化，但是LED驅動器300不再包括如關于圖5所解釋的比較器或者DAC，但是它們的功能由定期監視ADC 330的ADC輸出數據334以便確定開始和停止條件的軟件功能代替。這允許釋放可能為其他驅動器功能所需的硬件資源。調制器210對控制信號執行特定開始脈寬調制方案/結束脈寬調制方案以便向LED驅動器300指示控制信號的調制將啟動/終止。CPU 360被編程以使得它識別這些特定的調制方案。一旦識別了開始脈寬調制方案，定時器310將定時器中斷信號314提供給CPU 360，使得CPU將控制信號解釋為調制控制信號。
[0084]圖7中示出了圖6中描繪的實施例的一種變型。在該實施例中，ADC 330通過定時器310經由相應的定時器觸發信號316直接觸發。這具有放松對于CPU 360的中斷處理的定時要求的優點，因為ADC轉換直接被啟動。ADC中的數據緩沖允許在放松的定時約束下由CPU 360進行讀取。CPU 360可以通過定時器控制信號312控制定時器310。
[0085]在該實施例中，一旦認識到控制信號的調制將啟動/終止，定時器310就利用相應的觸發信號316觸發ADC 330。響應于接收到觸發信號316，ADC 330將中斷信號336發送至 CPU 360。
[0086]啟動/終止信息通過軟件從ADC 330中緩沖的數據導出。這由CPU 360監視。啟動和終止信號值/水平與正常控制信號值/水平截然不同這一事實允許CPU 360執行后續緩沖的樣本的減法以及減法結果與閾值的比較以便確定開始和停止條件。可替換地，CPU360檢查接收自ADC緩沖器的樣本以標識覆蓋信號(即調制控制信號)落入圖11和圖12所指示的區域RlO和R30中的第一時刻，以便推斷開始和停止條件。
[0087]圖8示出了操作由依照本發明第一方面的裝置控制的LED驅動器的方法的第一實施例。
[0088]在第一步驟502中，捕獲控制信號164的值。在第二步驟504中，檢查裝置200是否向LED驅動器指示了將發生控制信號164調制的啟動。圖11和圖12中圖示出這樣的示例性指示，即t=h處的轉變。如果不能檢測這樣的指示，那么在步驟506中控制LED驅動器，使得它執行主要功能，即根據非調制控制信號。然而，如果可以檢測這樣的指示，那么在步驟508中在控制信號入口 105/305處讀取調制控制信號。
[0089]在下一步驟(步驟510)中，檢查是否完全捕獲調制控制信號164。如果情況并非這樣，那么在步驟508中在控制信號入口 105/305處繼續讀取調制控制信號。
[0090]如果檢測到完全捕獲了調制控制信號，那么在步驟512中操作LED驅動器，使得它根據完全捕獲的調制控制信號執行輔助功能。一旦實現了輔助功能，那么控制LED驅動器，使得它返回到其主要狀態下。
[0091]圖9示出了所述操作方法的另一實施例。該方法與圖8中描繪的方法的不同之處在于，在步驟512中控制LED驅動器，使得只要沒有檢測到指示調制結束的新信號趨勢，它就根據調制控制信號執行輔助功能。這樣的檢查在步驟514中發生。然而，如果指示終止了控制信號的調制，那么控制LED驅動器，使得它返回到其主要狀態下并且根據非調制控制信號操作LED (步驟506)。
[0092]關于剛剛描述的兩種方法，可以通過控制信號值的相對快速的轉變，即通過快速改變控制信號的幅度，通知LED驅動器有關控制信號調制的啟動/終止。然而，這樣的指示當然也可以以其他方式實現，例如通過對控制信號執行開始/結束脈寬調制方案而實現。
[0093]本領域技術人員在實施要求保護的本發明時，根據對于所述附圖、本公開內容以及所附權利要求書的研究，應當能夠理解和實現所公開實施例的若干變型。
[0094]應當理解的是，各圖的元件的布置主要用于清楚描述的目的；它并不涉及依照本發明的制造的設備的部分的任何實際的幾何布置。具體參照調制器、控制接口和觸發構件，應當理解的是，這些部件可以在集成的模塊中實現或者彼此分開地實現。
[0095]在權利要求書中，措詞“包括/包含”并沒有排除其他的元件或步驟，并且不定冠詞“一”并沒有排除復數。
[0096]單個單元或設備可以實現權利要求中記載的若干項的功能。在相互不同的從屬權利要求中記載特定技術措施這一事實并不意味著這些技術措施的組合不可以加以利用。權利要求書中的任何附圖標記都不應當被視為對范圍的限制。
[0097]本發明涉及LED驅動器，尤其是針對用于到現有LED驅動器的特征添加的信號覆蓋。具體而言，本發明針對一種用于操作LED驅動器的裝置、一種操作LED驅動器的方法、一種用于操作LED驅動器的計算機程序以及一種LED驅動器單元。該裝置能夠根據外部控制信息將覆蓋信號(數字的或模擬的)覆蓋到LED驅動器的控制信號。該控制信號在控制信號入口處提供給LED驅動器。通過覆蓋該覆蓋信號，該裝置調制控制信號并且將調制的控制信號提供給相同的控制信號入口。
[0098]附圖標記列表:
100依照現有技術的LED驅動器 102 地
105控制信號入口
120 LED
140功率轉換級
160可編程IC
162內部傳感器
164非調制或調制控制信號
180 市電接口
182 電源184操作電壓Vcc200裝置
202用于控制信號的輸入
204用于GND的輸入
206用于Vcc的輸入
208用于調制/非調制控制信號的輸出
210調制器
212晶體管
214柵極驅動器
220邏輯控制器
222開關陣列
250控制接口
252光傳感器
254其他傳感器
256外部控制信號
258控制接口輸出信號
300LED驅動器
305控制信號入口
310定時器
312定時器控制信號
314定時器中斷
316定時器觸發
320其他硬件模塊
322第一模塊控制信號
324第二模塊控制信號
330ADC
332ADC請求
334ADC數據
336ADC中斷
338ADC控制信號
340比較器
342比較器開始
344比較器停止
350DAC
360CPU
362內部傳感器
400LED驅動器單元
RlO低范圍
R20正常范圍
y L
Irri τη )- Γ~μ I r\ /->λτ
【權利要求】
1.一種用于操作LED驅動器的裝置(200)，該裝置(200)被配置成耦合到LED驅動器(100 ；300)并且包括: -輸入(202)，其被配置成捕獲控制信號(164)的值，其中控制信號(164)在LED驅動器(100 ；300)的控制信號入口(105 ;305)處提供，使得LED驅動器(100 ;300)可以基于提供的控制信號(164)控制LED (120)的操作，以及 -調制器(210)，其被配置成依照預定義協議調制控制信號(164)并且在相同的控制信號入口(105 ；305)處提供調制的控制信號(164)。
2.依照權利要求1的裝置(200)，其中調制器(200)被配置成根據捕獲的控制信號值調制控制信號(164)。
3.依照權利要求1的裝置(200)，附加地包括觸發構件，該觸發構件被配置成使得控制信號值從預定義范圍的內部(R20)轉變到預定義范圍的外部(R1 ;R30)，控制信號值的轉變向LED驅動器(100 ；300)指示控制信號(164)調制的啟動和/或終止。
4.依照權利要求1的裝置(200)，其中調制器(210)被配置成對控制信號(164)執行開始脈寬調制方案和/或結束脈寬調制方案，其中開始脈寬調制方案向LED驅動器(100 ；300)指示控制信號(164)的調制將啟動，并且其中結束脈寬調制方案向LED驅動器(100 ；300)指示控制信號(164)的調制將終止。
5.依照權利要求1的裝置(200)，其中裝置(200)被配置成控制LED驅動器(100；300),使得 -LED驅動器(100 ;300)在正常狀態下操作，在該狀態下，LED (120)根據非調制控制信號(164)進行控制，并且 -LED驅動器(100 ;300)在動態狀態下操作，在該狀態下，LED (120)根據調制控制信號(164)進行控制。
6.依照權利要求1的裝置(200)，附加地包括耦合到調制器(210)的控制接口(250)，該控制接口(250)被配置成 -接收起源于LED驅動器(100 ；300)的環境的外部控制信號(256)，并且 -根據接收的外部控制信號(256)控制對控制信號(164)的調制。
7.依照權利要求6的裝置(200)，其中控制接口(250)包括紅外傳感器，并且外部控制信號(256)包括紅外信號。
8.依照權利要求6的裝置(200)，其中調制器(210)包括開關陣列(222)，并且其中 -該開關陣列(222)包括一定數量的可控開關(S0，SI，S2，S3，S4)并且被配置成根據所述數量的可控開關的各開關狀態設置到多個控制狀態的特定狀態下； -所述多個控制狀態中的每一個導致對應的特定控制信號值；并且其中 -調制器(210)被配置成根據外部控制信號(256)將開關陣列(222)置于特定控制狀態下。
9.一種用于驅動LED (120)的LED驅動器單元(400)，該LED驅動器單元(400)包括LED驅動器(300)以及依照權利要求1-8之一的裝置(200)。
10.依照權利要求9的LED驅動器單元(400)，其中LED驅動器(300)的可編程內部控制電路(160 ;360 )適應于預定義協議，使得LED驅動器(300 )能夠根據裝置(200 )生成的調制控制信號(164)控制LED (120)。
11.依照權利要求10的LED驅動器單元(400)，其中裝置(200)經由LED驅動器(300)的模數轉換器(330 )操作連接到LED驅動器(300 )，其中該模數轉換器(330 )被配置成接收調制或者非調制控制信號(164)，并且根據接收的信號向內部控制電路(160 ;360)提供數字控制信號。
12.依照權利要求10的LED驅動器單元(400)，其中LED驅動器(300)包括比較器(340)，該比較器被配置成檢測控制信號(164)的值在預定義范圍內部(R20)與外部(R10 ；R30)之間的轉變，并且在發生這樣的轉變的情況下向LED驅動器(300)的內部控制電路(160 ;360)提供比較器輸出信號(342)，其中該比較器輸出信號(342)分別指示控制信號(164)調制的啟動或者終止。
13.依照權利要求10的LED驅動器單元(400)，其中LED驅動器(300)包括定時器(310)，該定時器被配置成向內部控制電路(160 ; 360 )提供中斷信號(314 )，其中 -如果中斷信號(314)是失活的，則LED驅動器(300 )被配置成在正常狀態下操作，其中LED (120)根據非調制控制信號(164)進行控制，并且 -如果中斷信號(314)是激活的，則LED驅動器(300 )被配置成在動態狀態下操作，其中LED (120)根據調制控制信號(164)進行控制。
14.一種操作LED驅動器(100 ；300)的方法(500)，該方法(500)包括步驟: -捕獲(502)控制信號(164)的值，其中控制信號(164)在LED驅動器(100 ；300)的控制信號入口( 105 ;305)處提供，使得LED驅動器(100 ;300)可以基于提供的控制信號(164)控制LED (120)的操作； -依照預定義協議調制控制信號(164);以及 -在相同的控制信號入口(105 ;305)處提供調制的控制信號(164)。
15.一種用于操作LED驅動器(100 ；300)的計算機程序，該計算機程序包括程序代碼構件，該程序代碼構件用于當所述計算機程序在控制如權利要求1-8之一所限定的裝置(200)的計算機上運行時，使得該裝置(200)執行如權利要求14所限定的方法的步驟。
【文檔編號】H05B33/08GK104272872SQ201380024392
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年5月8日 優先權日:2012年5月10日
【發明者】A.A.阿博, J-P.M.G.林納茨 申請人:皇家飛利浦有限公司