[实用新型]用于给发光二极管提供直流电和亮度调节的集成系统

说明书

技术领域

本实用新型大体涉及一种发光二极管(LED)驱动器。更具体地，本实用新型涉及一种LED的亮度调节控制电路。 

背景技术

传统上，白炽灯和荧光灯已经成为人工照明的主要来源。但是，发光二极管(LED)技术的显著优势已经使LED的光输出不但可以应用于指示器，而且还足以用于全面照明。 

LED是一种需要直流(DC)电输入源来工作的半导体装置。常规的LED发光单元包括LED驱动电源、调光模块、调光控制器面板和LED阵列。LED驱动电源采用外部电功率输入源并转换成恒定的直流输出，馈送到调光模块，接着到LED。土地和建筑物的使用中，外部电源通常是交流电的电源。在这种常规的LED发光单元中，一个限制在于因为驱动LED的最大电流是由LED驱动电源根据其类型和负载量确定的，所以所选择使用的LED驱动电源必须适配LED的负载量。 

一种通用类型的调光模块是低频脉宽调制器(PWM)。馈送到负载LED的电流的平均值通过将功率输入端和负载之间的开关快速地导通和断开控制。与断开相比，开关导通时间越长，供给到负载的电流越高。于是，供给到LED的电流是I_min≤I_LED≤I_Driver，其中I_LED是供给到LED的电流；I_Driver是LED驱动电源的直流输出；以及I_min是PWM调光模块能够输出的最小电流。这种类型的PWM调光模块的开关频率通常由分离的调光控制面板来控制。这样布置的一个缺点在于复杂的布线和安装。另一个缺点在于由分离的调光控制面板产生的相对高的成本。 

美国专利申请公开号2007/0097043公开了一种LED驱动器，其旨在通过调节与LED温度有关的馈电电流提高LED的效率。在该公开内容中，虽然用控制电路来调节LED的馈电电流，但是该控制电路是为了使LED保持恒定的色度和/或光度，并不旨在用来调节LED的亮度。 

美国专利No.6,586,890公开了一种使用脉宽调制(PWM)的LED驱动电路。它也利用电流反馈来调节LED的功率并提供充分发光和暗光模式。所公开的驱动电路旨在提供良好的调节和效率，而电流反馈是为了保持LED标称电流的运行。但是，所公开的系统不是一种既提供恒定D/C又提供用户可调节的调光功能的集成系统。 

实用新型内容

现在要求保护的实用新型的目的在于提供一种集成LED驱动、调光和控制系统，其消除了由于对调光控制面板和PWM单元使用了分离部分产生的复杂的布线和高昂的成本。 

现在要求保护的实用新型的又一目的在于提供一个来自恒定DC电源的可配置的最大LED馈电电流的特征，从而能够使用不同类型和负载量的LED，而无需适配LED驱动器。 

本实用新型提供了一种用于给LED提供直流电和亮度调节的集成系统，其包括：LED驱动电源，其用于提供恒定的直流电；一个或多个LED的阵列；以及集成的可编程LED电流PWM调光控制器，其包括：前控制面板，其用于控制一个或多个LED的阵列的亮度；以及LED电流PWM调光模块；其中前控制面板通过LED电流PWM调光模块上的插入槽接口固定到LED电流PWM调光模块。 

其中LED电流PWM调光模块包括：输入电压调节器；过电流保护电路；过温度保护电路；微控制器，其用于产生脉宽调制电流；DC-DC降压转换器，其用于逐步降低脉宽调制电流以给所述一个或多个LED的阵列建立最大LED馈电电流；以及电流选择器，其与DC-DC降压转换器耦合以选择DC-DC降压转换器中逐步降低的LED馈电电流的量。 

其中DC-DC降压转换器包括：断路保护模块；闭合电路保护模块；自动LED馈电电压恒流制输出模块；以及自动功率转换模块。 

根据各个实施例，现在要求保护的可编程LED电流PWM调光控制器将调光控制前面板和PWM调光模块集成起来。集成的调光控制前面板可以是包括机械-模拟拨号式控制、机械-模拟滑动式控制和电子-数字式控制的多种类型的调光 控制面板中的一种。因为调光控制前面板与PWM调光模块集成起来，所以LED驱动电源电流输入连接和LED馈电电流输出连接仅仅需要两组电线。