[发明专利]可调光LED灯组件和可调光LED光引擎

说明书

技术领域

本发明总体上涉及发光二极管(LED)灯组件，更具体地涉及为了获取可调节的色温而在调光期间进行颜色混合的LED电子电路。

背景技术

色温的概念是基于可见光源的温度与理想黑体辐射体的温度的对比。色温(CT)表示法赋予以开尔文(K)为单位的、由被加热黑体源所发射的颜色的数值。黑体辐射体是在所有波长上都具有完美吸收特性的理论材料，这使其成为最佳的热辐射的发射体。

人们通常根据光源的“白度”对“暖度”来考虑色温，即“日光白”是5000-6500k、“冷白色”是3500-5000k，“暖白色”是3500k及以下。例如白炽灯丝的热光源，被称为“白炽辐射体”，并且具有在整个可见光谱更加均匀扩展的光谱功率分布(SPD)。不是白炽辐射体的光源，其在所有光谱波长上都不呈现可见光谱辐射，是按照“相关色温”(CCT)表示法测量的。CCT表示法是根据人类的感知来调节的。白色LED使用CCT表示法进行测量。

众所周知，在灯调暗时，白炽灯所产生的光线的颜色会改变。当白炽灯处于额定的满功率时，其相关色温(CCT)通常在2700k至3300k的范围内。然而，在白炽灯调暗时，CCT则变为低至1700k，近似火柴火焰的颜色。对于人眼，白炽灯看上去是从白色转变到黄色，或者在调暗时发出“温暖的辉光”。许多年来，白炽灯的这种固有特性已被看作是结合AC调光器模块一起使用以在餐馆、宾馆、剧院、家庭等场所中营造温暖而舒适环境的一种特征。

由于LED灯组件的能源有效性，近年来这种灯组件开始流行，LED灯组件在将组件调暗时发出通常不改变颜色的光。来自LED光源的白色光在AC调光器模块的整个范围上具有恒定的CCT。因此，即使在调暗时处于较低亮度水平，由LED灯组件所发出的白色光也会让人觉得奇怪或不自然，特别是在试图创建在上述环境中使用的温暖的照明效果时。LED灯组件制造商已经意识到这个问题，但仍需找到一种方式以用低成本的方式准确地复制白炽灯的“温暖的辉光”的调光特性。

用LED光源模拟白炽灯“调光同时呈现暖光”特征的一种方式是光学地将白色LED与琥珀色(黄色/橙色)LED混合，并控制它们的电流，以这样的一种方式使得来自LED组合的混合色光从3000K的白色光变到有调光的更显琥珀黄的白色光。传统上，LED系统执行两个或多于两个有色LED的混合，LED系统使用分别控制每个有色LED的单个驱动器，或使用设计成具有两个或多于两个单独的输出通道的单个驱动器，其中每个输出通道在驱动器内被单独地控制。Melanson的编号为US7,288,902的美国专利以引用的方式并入本文，其描述了这样一种电路，其具有多个光源以响应于变化的调光水平来改变色温。光源驱动器响应于所选的调光水平将单独的驱动电流提供给每个光源，以便实现需要的色温。必须使用至少一个双通道的LED驱动器为琥珀色LED和在该电路中的白色LED阵列提供电力。

使用单独的LED驱动器或多通道输出LED驱动器来控制每个LED有色阵列有几个缺点。第一且最重要的是增加的成本。随着LED灯变得更为普遍，设计者寻求成本最有效的替代方式。第二，复杂性和可靠性问题要求最简单的解决方案。为特定类型的调光器所设计的定制的多通道LED驱动器不是优选的照明解决方案。第三，如果调光同时呈现暖光功能可以在仅使用由单通道LED驱动器提供的两个输入的LED光引擎里面实现，那么LED光引擎可以被用于大多数任意的LED驱动器，且其可以用大多数任意的AC调光器模块来进行调光。

因此，存在对于LED电路布置和LED灯组件的需求，它可以与单通道可变DC LED驱动器一起使用，以在调光水平改变时模拟白炽灯的色温变化。

发明内容