[发明专利]通过可变串联阻抗的固态光源的热控制

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年8月2日提交的美国专利申请号13/196,464和2010年8月6日提交的临时申请号61/371,544的优先权，通过引用将这两者的全部内容结合于此。

技术领域

本发明涉及照明并且更具体地涉及固态光源的电子控制。

背景技术

诸如但不限于任何类型的发光二极管（LED）（例如LED、OLED、PLED等）的固态光源是电流驱动的电子器件。通常，一个或者多个固态光源由诸如但不限于恒流源的电流源驱动。固态光源独自或者在位于诸如光引擎的模块内时还可以包括光学系统（例如透镜）和/或关联的波长转换元件，诸如但不限于磷光体（phosphor）。这些附加元件单独或者一起可以将固态光源的初级光输出（primary light output）转换成不同波长/颜色的次级光输出。

可以通过使用常规调光技术调整恒流源的输出电流来调整固态光源的光输出电平。例如可以通过对恒流源的输出电流的脉宽调制（PWM）或者调幅或者通过调整恒流源的稳态DC输出来调整包括一个或者多个固态光源的光引擎的光输出电平。

发明内容

在包括一个或者多个固态光源的模块的设计中的一个考虑是模块并且具体为固态光源生成的热。在一些情形中，在与固态光源模块相邻的区域中的温度超过阈值温度的情况下至少暂时去除到模块的功率可能是有用的。可以使用在附着到固态光源和/或模块的印刷电路板（PCB）上定位的常规双金属热开关来实施由于固态光源模块中的超温条件所致的热控制和/或热关停。双金属热开关被配置成响应于超温条件来断开电路并且切断到模块的功率。

然而常规双金属开关可能体积大并且因此可能占据模块内的大量空间。在一些设计中，固态光源模块可以具有将这样的开关并入于其中的大量可用空间。然而特别在其中空间宝贵的模块设计中，使用这样的开关可能不切实际。另外，无论空间可用性如何，这样的开关通常与包括诸如LED的固态光源的照明模块的预计寿命相比具有有些有限的寿命。

本发明的实施例提供一种主要包括温度传感器、可变阻抗电路和控制电路的热保护电路。可变阻抗电路与电流源（例如恒流源）和多个固态光源（与一个或者多个模块分离或者作为一个或者多个模块的部分）串联耦合。热保护电路被配置成基于感测的温度控制可变阻抗电路以减少到多个固态光源的电流。如果感测的温度在到控制电路的电源电压超过控制电路的最小电源电压时超过预定阈值温度，则热保护电路激活。

在一些实施例中，到热保护电路的输入电压由电流源（例如恒流源）的如下输出电压提供，该输出电压可以根据电流源驱动的负载的阻抗和/或所选调光输入设置而变化。在例如低调光器设置所产生的低电流源输出电压，到热保护电路的输入电压可以降至控制电路的至少一部分的最小电源电压以下。热保护电路因此可以包括被配置成补偿在最小电源电压以下的输入电压的低电压补偿电路。

例如热保护电路可以被配置成在输入电压降至与最小电源电压对应的低电压阈值以下时独立于控制电路将可变阻抗电路驱动成低阻抗状态。这允许固态光源在例如如低调光器设置建立的很低光输出电平处的正常操作。低电压补偿电路还可以被配置成补偿输入电压的变化对到控制电路的电源电压的影响。例如，低电压补偿电路可以包括被配置成在调光期间减缓输入电压的减少的能量存储元件，例如电容器。

在一个实施例中，提供一种热保护电路。该热保护电路包括：可变阻抗电路，其被配置成耦合到恒流源和多个固态光源，恒流源被配置成向多个固态光源提供电流并且提供输出电压以建立用于热保护电路的电源电压；温度传感器，被配置成感测多个固态光源的温度；以及控制电路，被配置成接收电源电压并且基于感测的温度驱动可变阻抗电路、在电源电压至少为控制电路的最小电源电压时调整到多个固态光源的电流。

在一个有关实施例中，热保护电路还可以包括：低电压补偿电路，其被配置成在电源电压在最小电源电压以下时独立于感测的温度将可变阻抗电路驱动成低阻抗状态。在又一有关实施例中，低电压补偿电路可以包括：低电压控制电路，其被配置成在电源电压在最小电源电压以下时将控制电路与可变阻抗电路隔离。在又一有关实施例中，低电压补偿电路可以包括：能量存储元件，其被配置成在输出电压减少至最小电源电压以下之后将电源电压维持在最小电源电压以上持续一段时间。