[发明专利]具有颜色和调光控制的LED照明单元

说明书

技术领域

本发明大体涉及一种LED照明单元。更具体地，本文公开的各种发明方法和设备涉及一种具有颜色和调光控制的LED照明单元。

背景技术

数字照明技术，即基于半导体光源，诸如照明二极管(LED)的照明提供了一种对传统荧光灯、HID和白炽灯的可行替换方式。LED的功能优点和益处包括高能量转换和光学效率、耐久性、较低运行成本等等。LED技术的最新发展已经提供了能够在许多应用中实现多种照明效果的高效和耐用全谱光源。实施这些光源的一些设备的特征在于照明模块，包括能够产生不同颜色，例如红色、绿色和蓝色的一个或更多LED，以及用于独立控制LED输出的处理器，以便产生多种颜色和颜色变化照明效果，例如在美国专利No.6,016,038和6,211,626中详细讨论的，在此通过引用将其并入。

一些LED实施方式采用DC电源驱动LED。例如，超市和其他商店中的货架照明和冷柜的照明可包括采用DC电源的基于LED的光源。这些实施方式中的LED可通过调光器调光，调光器介于DC电源和LED之间，并且通过脉宽调制(PWM)控制被输送至LED的功率。电流源可与LED配对，以向LED提供所需电流。虽然这些实施方式提供对LED的调光，但是它们不提供LED产生的光输出的颜色变化。

因而，在本领域需要一种提供下列LED照明单元，其可通过DC电源运行，并且提供调光控制和颜色控制。

发明内容

本公开涉及用于LED照明单元的发明方法和设备。例如，可提供这样的LED照明单元，其包括逆变器电路，该逆变器电路被电耦合至具有一对反向并联LED组的LED模块。逆变器电路可提供对LED模块的颜色和/或调光控制。例如，也可提供一种调节LED模块的颜色和/或调光的方法，并且该方法可包括在多个时间段中的每个时间段期间，都在多个状态之间循环的步骤。

大体上，一方面，提供一种LED照明单元，并且该LED照明单元包括逆变器电路，该逆变器电路具有第一供电连接、第二供电连接、第一LED连接和第二LED连接。该逆变器电路能够在至少第一状态、第二状态和第三状态之间循环。在第一状态中，逆变器电路被配置成在第一LED连接上提供第一供电连接，并且在第二LED连接上提供第二供电连接。在第二状态中，逆变器电路被配置成在第一LED连接上提供第二供电连接，并且在第二LED连接上提供第一供电连接。在第三状态中，逆变器电路被配置成在第一LED连接上提供第二供电连接，并且在第二LED连接上提供第二供电连接。LED照明单元也包括LED模块，其连接在逆变器电路的第一LED连接和第二LED连接之间。LED模块包括第一LED组以及与第一LED组反向并联的第二LED组。

在一些实施例中，LED照明单元还包括电耦合至第一供电连接的电流源。在那些实施例的一些版本中，LED模块还包括第三LED组，其与第一LED组串联，并且与第二LED组串联。

在一些实施例中，LED照明单元还包括：第一LED电流源，其被连接在第一LED连接和第二LED连接之间，并且与第一LED组串联；和第二LED电流源，其被连接在第一LED连接和第二LED连接之间，并且与第二LED组串联。在那些实施例的一些版本中，LED模块还包括第三LED组，其与第一LED组并联，并且与第二LED组并联。

在一些实施例中，第一状态的有源时间(active time)与第二状态的有源时间的比值可调。

在一些实施例中，第一状态和第二状态的有源时间与第三状态的有源时间的比值可调。而且，该逆变器电路可以为H桥电路。

大体上，在另一方面，提供一种LED照明单元，并且该LED照明单元包括：逆变器电路；第一LED串，其具有多个串联连接的第一LED；和第二LED串，其具有多个串联连接的第二LED。第一LED串和第二LED串彼此反向并联连接。仅两个LED电连接的第一电连接从逆变器电路延伸至最后一个第二LED的下游，和第一个第一LED的上游。仅两个LED电连接的第二电连接从逆变器电路延伸至第一个第二LED的上游，和最后一个第一LED的下游。在多个时间段中的每个时间段期间，逆变器电路都在至少第一状态和第二状态之间循环。在第一状态中，逆变器电路被配置成，在第一电连接上提供第一供电连接，并且在第二电连接上提供第二供电连接。在第二状态中，逆变器电路被配置成在第一电连接上提供第二供电连接，并且在第二电连接上提供第一供电连接。

在一些实施例中，在多个时间段期间，第一状态与第二状态的持续时间的比值可调。