[发明专利]一种用于调节LED光源色温和亮度的系统

说明书

本发明公开了一种用于调节LED光源色温和亮度的系统，包括：LED光源单元，其包括反并联连接的第一LED光源和第二LED光源，且第一LED光源发射第一色温的光，第二LED光源发射第二色温的光；LED驱动器单元，其设置有第一输出端和第二输出端，并分别连接至LED光源单元；控制单元，其与LED驱动器单元通信连接，向LED驱动器单元发送调节色温和亮度的控制信号，LED驱动器单元根据接收到的控制信号周期性地切换供应至第一LED光源和第二LED光源的电压的极性，以使第一LED光源和第二LED光源交替地被打开和关闭。该系统能够使用两根线来控制两个不同的LED光源，并对LED光源的总输出色温和亮度进行调节。

技术领域

本发明涉及发光二极管领域。更具体地说，本发明涉及一种用于调节LED光源色温和亮度的系统。

背景技术

色温的概念基于可见光源与理想黑体辐射体的比较。色温（CT）标度给由黑体源发射的颜色分配数字值，以开尔文温度（K）表示。典型地，CT标度对于“自然白”范围例如为5000-6500 K，对于“冷白”范围为3500-5000 K，并且对于“暖白”范围在3500 K及以下。根据相关色温（CCT）标度测量白光发光二极管（LED），相关色温标度根据人的感知调节。CCT、颜色和光谱这些术语通常被互换使用以指代由照明源发射的光的光谱。

众所周知，在白炽灯变暗时，由灯产生的光的颜色发生变化。当白炽灯处于满额定功率时，其CCT通常在2700 K-3300 K的范围内。然而，当白炽灯变暗时，CCT变化到低至1700K。对于人眼而言，白炽灯泡看起来从白色变到黄色，在变暗时发出暖辉光。许多年来，白炽灯泡的这种固有特性已经用于调光器以在家庭、餐馆和其它场所制造温馨舒适的环境。

LED灯具比白炽灯泡更加节能，在变暗时发出的光通常不会改变颜色。按常规，可使用各种技术中的任何一种使以LED或其它照明源为特色的照明系统变暗，例如，增加或降低送至LED的功率或者使用例如脉宽调制（PWM）来调制送至LED的功率。然而，来自LED光源的白光在变暗时保持恒定的CCT，这可以被感知为冰冷且不自然的，而不是温馨舒适的。LED照明制造商不断地尝试寻找以成本有效的方式使变暗的白炽灯泡的暖辉光加倍的方式。

用LED光源模拟白炽灯的温暖变暗（warming-with-dimming）特性的一种方式是用光学方法将自然白LED与暖白LED混合，并以来自LED组合的混合光可从自然白变成暖白的方式控制其电流。控制不同光源的相对输出允许用户获得一个或另一个LED的CCT或者两者的混合组合的CCT。此过程通常称作颜色混合或颜色调节。

传统上，执行两种或更多种有色LED混合的LED系统使用单独地控制每个有色LED的独立驱动器或者使用被设计成具有两个或更多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独立地控制。例如，授予Melanson的美国专利第7,288,902号描述了这样一种电路，其具有多个光源来响应于改变的调光水平来改变色温。在被供电时，第一LED串发射第一CCT的光，并且第二LED串发射第二CCT的光。需要第一电源将功率供应至第一LED串，并且需要第二电源将功率供应至第二LED串。光源驱动器响应于所选择的调光水平和色温给每个光源提供各自的驱动电流。为了调节LED串的总输出的颜色，电源的输出相对于彼此被升高或降低。因此，为了独立地控制两个LED串，这种解决方案需要至少两个电源和至少四根线来将电源耦合到LED串。在这种实施例中，必须使用至少两通道LED驱动器来除了给自然白LED阵列供电之外还给暖白LED阵列供电。使用多个LED驱动器或多通道输出LED驱动器控制多个LED阵列具有几个缺点，包括例如增加成本和复杂性。