本非臨時(shí)申請(qǐng)要求在2015年9月15日提交以及通過(guò)引用合并于此的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.62/219,095的優(yōu)先權(quán)。本非臨時(shí)申請(qǐng)還要求在2015年9月15日提交以及通過(guò)引用合并于此的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.62/219,098的優(yōu)先權(quán)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及照明系統(tǒng)，以及更具體地涉及發(fā)光二極管(LED)照明系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

許多照明系統(tǒng)(例如，汽車(chē)應(yīng)用中利用的那些照明系統(tǒng))使用發(fā)光二極管(LED)。至少由于與非LED照明解決方案相比，LED是能量高效和耐用的，因此LED是有利的。照明系統(tǒng)中的LED可以以各種方式配置，例如，它們可以串聯(lián)、并聯(lián)或者以它們的某個(gè)組合耦合。LED配置的精確方式可以對(duì)光輸出的效率和質(zhì)量有顯著影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的一個(gè)方面的目的是提供高效、高質(zhì)量的發(fā)光二極管(LED)照明電路。

本文公開(kāi)的實(shí)施例中的至少一些涉及LED照明系統(tǒng)，包括：多個(gè)發(fā)光二極管(LED)串，多個(gè)發(fā)光二極管(LED)串能夠根據(jù)系統(tǒng)中提供的供應(yīng)電壓被串聯(lián)或者并聯(lián)配置；以及多個(gè)電流調(diào)節(jié)器，多個(gè)電流調(diào)節(jié)器中的不同電流調(diào)節(jié)器耦合至多個(gè)LED串中的每一個(gè)以及配置為調(diào)節(jié)通過(guò)相應(yīng)LED串的電流，其中當(dāng)串聯(lián)配置多個(gè)LED串時(shí)，多個(gè)電流調(diào)節(jié)器中的至少一個(gè)被旁路?？梢园凑杖魏雾樞蛞约安捎萌魏谓M合使用下列概念中的一個(gè)或者多個(gè)補(bǔ)充一個(gè)或者多個(gè)這種實(shí)施例：其中多個(gè)電流調(diào)節(jié)器中的至少一個(gè)包括雙極結(jié)型晶體管(BJT)；其中當(dāng)多個(gè)LED串并聯(lián)配置時(shí)，多個(gè)電流調(diào)節(jié)器中的每一個(gè)有效；其中多個(gè)LED串中的每一個(gè)包括至少兩個(gè)LED；還包括通用控制電路，通用控制電路被配置為同時(shí)地切換多個(gè)開(kāi)關(guān)以串聯(lián)或者并聯(lián)配置多個(gè)LED串；還包括閾值檢測(cè)電路，閾值檢測(cè)電路適合于基于所述供應(yīng)電壓與閾值電壓的比較串聯(lián)或者并聯(lián)配置多個(gè)LED串；其中所述閾值電壓根據(jù)環(huán)境溫度而變化；其中閾值檢測(cè)電路包括多個(gè)BJT，以及其中所述多個(gè)BJT的基極-發(fā)射極電壓降決定所述閾值電壓；還包括電流調(diào)節(jié)器短路邏輯，配置為使多個(gè)電流調(diào)節(jié)器中的所述至少一個(gè)電流調(diào)節(jié)器短路；還包括過(guò)電壓保護(hù)電路，配置為當(dāng)所述供應(yīng)電壓超過(guò)過(guò)電壓閾值以及所述多個(gè)LED串串聯(lián)耦合時(shí)阻止通過(guò)所述多個(gè)LED串的電流流動(dòng)；其中所述多個(gè)LED串與肖特基二極管耦合。

至少一些實(shí)施例涉及LED照明系統(tǒng)，包括：多個(gè)LED串，多個(gè)LED串能夠根據(jù)系統(tǒng)中提供的供應(yīng)電壓被串聯(lián)或者并聯(lián)配置；多個(gè)電流調(diào)節(jié)器，多個(gè)電流調(diào)節(jié)器中的不同電流調(diào)節(jié)器耦合至多個(gè)LED串中的每一個(gè)以及配置為調(diào)節(jié)通過(guò)相應(yīng)LED串的電流；以及過(guò)電壓保護(hù)電路，配置為當(dāng)所述供應(yīng)電壓超過(guò)過(guò)電壓閾值時(shí)阻擋通過(guò)所述多個(gè)LED串的電流流動(dòng)?？梢园凑杖魏雾樞蛞约安捎萌魏谓M合使用下列概念中的一個(gè)或者多個(gè)補(bǔ)充一個(gè)或者多個(gè)這種實(shí)施例：還包括電流調(diào)節(jié)器短路邏輯，配置為當(dāng)多個(gè)LED串串聯(lián)配置時(shí)使多個(gè)電流調(diào)節(jié)器中的至少一個(gè)短路；還包括二極管和兩個(gè)BJT，配置為在串聯(lián)配置與并聯(lián)配置之間切換多個(gè)LED串；其中電流調(diào)節(jié)器中的至少一個(gè)包括多個(gè)PNP BJT；其中電流調(diào)節(jié)器中的至少一個(gè)包括多個(gè)NPN BJT；還包括通用控制電路，配置為同時(shí)地切換多個(gè)開(kāi)關(guān)以串聯(lián)或者并聯(lián)配置多個(gè)LED串；還包括閾值檢測(cè)電路，適合于基于所述供應(yīng)電壓與閾值電壓的比較串聯(lián)或者并聯(lián)配置多個(gè)LED串，其中閾值電壓基于影響系統(tǒng)的環(huán)境溫度而變化。

至少一些實(shí)施例涉及一種LED照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：第一LED串，具有一個(gè)或者多個(gè)LED；第二LED串，具有一個(gè)或者多個(gè)LED，所述第一和第二LED串通過(guò)肖特基二極管耦合以及所述第一和第二LED串中的每一個(gè)耦合至不同開(kāi)關(guān)；電流調(diào)節(jié)器電路，耦合至第一LED串以及包括電阻器和多個(gè)開(kāi)關(guān)；以及電流調(diào)節(jié)器短路邏輯，耦合至電流調(diào)節(jié)器電路以及包括二極管和開(kāi)關(guān)?？梢允褂孟铝懈拍钛a(bǔ)充一個(gè)或者多個(gè)這種實(shí)施例：還包括配置為同時(shí)地切換所述不同開(kāi)關(guān)的通用控制電路。

本實(shí)用新型的一個(gè)方面的技術(shù)效果在于所提供的照明系統(tǒng)是高效的及高質(zhì)量的。

附圖說(shuō)明

在附圖中：

圖1是高效以及高質(zhì)量LED照明系統(tǒng)的框圖。

圖2是例示性、高效以及高質(zhì)量LED照明系統(tǒng)的電路示意圖。

圖3是另一個(gè)例示性、高效以及高質(zhì)量LED照明系統(tǒng)的電路示意圖。

圖4是又另一個(gè)例示性、高效以及高質(zhì)量LED照明系統(tǒng)的電路示意圖。

應(yīng)當(dāng)理解，附圖和對(duì)附圖的詳細(xì)說(shuō)明中給出的具體實(shí)施例不對(duì)本公開(kāi)進(jìn)行限制。相反地，它們?yōu)槠胀夹g(shù)人員提供辨別連同所給出的實(shí)施例中的一個(gè)或者多個(gè)一起包括在所附權(quán)利要求的范圍中的替換形式、等效物和修改的基礎(chǔ)。

具體實(shí)施方式

本文公開(kāi)了適用于汽車(chē)以及其它應(yīng)用的高效、高質(zhì)量(例如，無(wú)閃爍)發(fā)光二極管(LED)照明系統(tǒng)的各種實(shí)施例。LED照明系統(tǒng)包括多個(gè)LED串，每個(gè)LED串具有一個(gè)或者多個(gè)LED。使用可以被接通和斷開(kāi)以使LED串在串聯(lián)與并聯(lián)配置之間切換的開(kāi)關(guān)將LED串彼此耦合以及耦合至照明系統(tǒng)的其余部分。盡管LED串中的LED串聯(lián)耦合的串聯(lián)配置典型地提供比并聯(lián)配置高的效率水平，但是如果所有LED以及其它電路兩端的總電壓要求接近于或者超過(guò)供應(yīng)電壓，則串聯(lián)配置易于降低光質(zhì)量。相反地，LED串并聯(lián)耦合的并聯(lián)配置典型地在跨越LED的總電壓降與供應(yīng)電壓之間提供增大的余量。這使由于不足電壓產(chǎn)生的光輸出質(zhì)量問(wèn)題最小化。然而，并聯(lián)配置容易效率低。因此，在至少一些實(shí)施例中，所公開(kāi)的LED照明系統(tǒng)至少部分地基于可用供應(yīng)電壓在串聯(lián)配置與并聯(lián)配置之間切換，當(dāng)供應(yīng)電壓降低到閾值電壓以下時(shí)使用并聯(lián)配置以及當(dāng)供應(yīng)電壓達(dá)到或者超過(guò)閾值電壓時(shí)使用串聯(lián)配置。

另外，本文公開(kāi)了便于以最小的對(duì)消費(fèi)者顯著的視覺(jué)效果(例如，光閃爍)在串聯(lián)配置與并聯(lián)配置之間切換的各種實(shí)施例。在一些實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)雙雙極結(jié)型晶體管(BJT)電流調(diào)節(jié)器方案以阻止與串聯(lián)與并聯(lián)配置之間的切換相關(guān)聯(lián)的閃爍。在這種實(shí)施例中，每個(gè)LED串耦合至它自己的電流調(diào)節(jié)器。當(dāng)LED串在并聯(lián)配置中時(shí)，兩個(gè)電流調(diào)節(jié)器是有效的以及調(diào)節(jié)通過(guò)對(duì)應(yīng)LED串的電流。當(dāng)LED串在串聯(lián)配置中時(shí)，電流調(diào)節(jié)器中的至少一個(gè)是無(wú)效的以及電流調(diào)節(jié)器中的至少一個(gè)保持有效，從而調(diào)節(jié)通過(guò)串聯(lián)耦合的LED串的電流。以這種方式，在切換期間不需要?jiǎng)討B(tài)電流修改工作，維持接近恒定的電流電平，以及減輕切換引起的閃爍。盡管本公開(kāi)描述了BJT的上下文中的該實(shí)施例以及其它實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到還可以視情況用其它類(lèi)型的開(kāi)關(guān)替代BJT。

另外，一些實(shí)施例包括一個(gè)或者多個(gè)電流調(diào)節(jié)器短路邏輯(CRSCL)，用以在LED串串聯(lián)耦合時(shí)使電流調(diào)節(jié)器中的至少一個(gè)旁路或者短路。由于每個(gè)LED和每個(gè)電流調(diào)節(jié)器承載負(fù)載電壓降，因此該旁路特征在供應(yīng)電壓與跨越LED串的總電壓降之間產(chǎn)生另外的余量。通過(guò)使電流調(diào)節(jié)器中的一個(gè)或者多個(gè)旁路，該電壓降中的至少一些被減少。這在供應(yīng)電壓預(yù)算中空出余地以及使得照明系統(tǒng)較不容易受到供應(yīng)電壓中波動(dòng)的影響。

還可以通過(guò)過(guò)電壓保護(hù)電路(OPC)減輕供應(yīng)電壓中波動(dòng)的影響。在一些實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)這種OPC以防止如果供應(yīng)電壓超過(guò)過(guò)電壓閾值，電流流過(guò)LED串和一個(gè)或者多個(gè)附隨的電流調(diào)節(jié)器。以這種方式，在過(guò)電壓狀態(tài)期間保護(hù)一個(gè)或者多個(gè)電流調(diào)節(jié)器和LED。

此外，一些實(shí)施例包括閾值檢測(cè)電路(TDC)。在一些實(shí)施例中，TDC是包括多個(gè)BJT的電路，該多個(gè)BJT同時(shí)地激活適當(dāng)?shù)拈_(kāi)關(guān)以在串聯(lián)或者并聯(lián)配置中無(wú)縫地配置LED串。(如本文使用的術(shù)語(yǔ)“同時(shí)地”意指在預(yù)定時(shí)間量?jī)?nèi)，使得沒(méi)有對(duì)人類(lèi)消費(fèi)者可辨別的閃爍。)在一些這種實(shí)施例中，TDC能夠基于影響照明系統(tǒng)的環(huán)境溫度調(diào)節(jié)切換點(diǎn)(即，使得照明系統(tǒng)將LED串從串聯(lián)配置切換至并聯(lián)配置或者反之亦然的供應(yīng)電壓電平)。以這種方式，切換點(diǎn)跟隨隨著環(huán)境溫度的轉(zhuǎn)換發(fā)生的LED電壓降的自然偏移。

最后，一些實(shí)施例包括通用控制電路(UCC)。盡管UCC在配置上可以不同，但是在至少一些實(shí)施例中，它包括BJT或者電阻器，使得對(duì)應(yīng)的BJT對(duì)在串聯(lián)配置與并聯(lián)配置之間同時(shí)地切換LED串。

現(xiàn)在關(guān)于圖1-4對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述。圖1-4中的描繪僅僅是例示性的以及不限制本公開(kāi)的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到以及能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)本文明確描述的實(shí)施例的許多修改和變型。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本文特別提到的各種電路組件(例如，BJT)可以用一個(gè)或者多個(gè)不同類(lèi)型的電路組件(例如，場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET))連同實(shí)現(xiàn)這種代替需要的任何其它電路修改一起代替。類(lèi)似地，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，盡管各種實(shí)施例在本文被描述以及在圖中被描繪為分立電路，但是還可以以集成電路(IC)形式實(shí)現(xiàn)相同實(shí)施例。在本公開(kāi)的范圍內(nèi)預(yù)期和包括所有這種變型和置換。

圖1是高效以及高質(zhì)量LED照明系統(tǒng)100的框圖。照明系統(tǒng)100在減輕視覺(jué)干擾(諸如，閃爍)的意義上是“高質(zhì)量的”。照明系統(tǒng)100是本公開(kāi)中描述的各種實(shí)施例的通用表示。在一些實(shí)施例中，可以實(shí)現(xiàn)圖1中描繪的所有通用組件。在一些實(shí)施例中，可以實(shí)現(xiàn)圖1中描繪的通用組件中的一些而不是全部(例如，如圖2-4中描繪的)。在一些實(shí)施例中，可以實(shí)現(xiàn)從圖1省略的組件。在一些實(shí)施例中，可以以不同方式實(shí)現(xiàn)圖1中描繪的組件中的一個(gè)或者多個(gè)(例如，使用不同電路組件和/或不同電路配置)。在一些實(shí)施例中，圖1中描繪的組件中的兩個(gè)或者更多個(gè)可以彼此重疊(例如，通過(guò)共享一個(gè)或者多個(gè)電路組件)?？深A(yù)期所有這種變型。

仍然參照?qǐng)D1，例示性照明系統(tǒng)100包括電力供應(yīng)102(例如，電壓源)、閾值檢測(cè)電路(TDC)104、通用控制電路(UCC)106、LED串108、電流調(diào)節(jié)器短路邏輯(CRSCL)110、電流調(diào)節(jié)器112、CRSCL 114、電流調(diào)節(jié)器116和過(guò)電壓保護(hù)電路(OPC)118。電力供應(yīng)102為照明系統(tǒng)100的其余部分提供電壓。盡管在至少一些實(shí)施例中，該電壓的范圍在7V與30V之間(包括端值)，但是公開(kāi)的范圍不限制于此。例如，在某些過(guò)電壓狀態(tài)中，供應(yīng)至照明系統(tǒng)100的電壓可以超過(guò)75V或者甚至100V。閾值檢測(cè)電路(TDC)104監(jiān)控由電力供應(yīng)102提供的電壓。如下面解釋的，在至少一些實(shí)施例中，TDC 104包括模擬電路，例如，在一些實(shí)施例中，TDC 104可以包括電阻器和BJT的網(wǎng)絡(luò)，或者在其它實(shí)施例中，它可以包括由ON設(shè)計(jì)的TL431。在至少一些實(shí)施例中，用閾值電壓配置TDC 104，TDC 104，相對(duì)于該閾值電壓比較來(lái)自電力供應(yīng)102的供應(yīng)電壓。如果供應(yīng)電壓低于閾值電壓，則TDC 104輸出第一信號(hào)(例如，高信號(hào))，以及如果供應(yīng)電壓在閾值電壓處或者超過(guò)閾值電壓，則TDC 104輸出不同信號(hào)(例如，低信號(hào))。

通用控制電路(UCC)106耦合至TDC 104以及基于由TDC 104提供的信號(hào)，UCC 106同時(shí)地切換多個(gè)開(kāi)關(guān)，使得LED串108在串聯(lián)配置與并聯(lián)配置之間無(wú)縫地切換而沒(méi)有任何顯著的閃爍或者其它視覺(jué)干擾。LED串108中的每一個(gè)包括多個(gè)LED，然而在一些實(shí)施例中，可以在LED串中的一個(gè)或者多個(gè)中使用單個(gè)LED。電流調(diào)節(jié)器112和116耦合至LED串108以及調(diào)節(jié)流過(guò)LED串108的電流。在一些實(shí)施例中，當(dāng)以并聯(lián)配置耦合LED串108時(shí)，電流調(diào)節(jié)器112和116中的每一個(gè)有效地調(diào)節(jié)流過(guò)相應(yīng)LED串108的電流。在一些實(shí)施例中，當(dāng)LED串108串聯(lián)耦合時(shí)，電流調(diào)節(jié)器中的至少一個(gè)(例如，電流調(diào)節(jié)器112)被去激活，使得較少的(例如，僅一個(gè))電流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)流過(guò)串聯(lián)耦合的LED串108的電流。

使用一個(gè)或者多個(gè)電流調(diào)節(jié)器短路邏輯(CRSCL)(諸如CRSCL 110)進(jìn)行一個(gè)或者多個(gè)電流調(diào)節(jié)器的去激活。當(dāng)LED串108以串聯(lián)配置耦合時(shí)，CRSCL 110提供跨過(guò)電流調(diào)節(jié)器112的短路。由于在大多數(shù)情況下，僅需要一個(gè)這種電流調(diào)節(jié)器，因此該短路功能減少調(diào)節(jié)串聯(lián)耦合的LED串108中的電流的電流調(diào)節(jié)器的數(shù)量。此外，通過(guò)使電流調(diào)節(jié)器112旁路，該短路功能減小跨越串聯(lián)耦合的LED串108的總電壓降。該總電壓降的減小增大可用供應(yīng)電壓預(yù)算，從而減小供應(yīng)電壓下降時(shí)閃爍的可能性。CRSCL 114起與CRSCL110類(lèi)似的作用在于CRSCL 114使電流調(diào)節(jié)器116短路。在至少一些實(shí)施例中，無(wú)論LED串108以串聯(lián)配置還是并聯(lián)配置耦合，CRSCL 110和114不使它們的相應(yīng)電流調(diào)節(jié)器同時(shí)短路。

LED照明系統(tǒng)100還包括過(guò)電壓保護(hù)電路(OPC)118。當(dāng)供應(yīng)電壓過(guò)大以至于它達(dá)到或者超過(guò)過(guò)電壓閾值(與上面關(guān)于TDC104提到的閾值電壓不相同以及可以設(shè)置在例如75V或者100V處)時(shí)，OPC 118阻擋流過(guò)電流調(diào)節(jié)器116的電流(或者，在一些實(shí)施例中，它阻擋流過(guò)電流調(diào)節(jié)器112的電流)。由于當(dāng)供應(yīng)電壓高時(shí)LED串108以串聯(lián)配置耦合，因此當(dāng)出現(xiàn)過(guò)電壓狀態(tài)時(shí)它們將是串聯(lián)的。因此，當(dāng)OPC 118阻擋流過(guò)電流調(diào)節(jié)器116(或者，在其它實(shí)施例中，流過(guò)電流調(diào)節(jié)器112)的電流時(shí)，OPC 118還將通過(guò)擴(kuò)展阻擋通過(guò)串聯(lián)耦合的LED串的其余部分的電流流動(dòng)。因此，將保護(hù)LED串的所有組件以及伴隨的電流調(diào)節(jié)器避免過(guò)電壓狀態(tài)。

圖2是高效以及高質(zhì)量LED照明系統(tǒng)200的例示性實(shí)施例的電路示意圖。照明系統(tǒng)200包括電力供應(yīng)102、TDC 104(例如，諸如ON的TL431的器件)、UCC 106、多個(gè)LED串108、CRSCL 110以及電流調(diào)節(jié)器112和116。具體地，照明系統(tǒng)200包括耦合至接地連接210的電壓供應(yīng)102、肖特基二極管201(例如，具有0.4V的正向電壓)、電阻器202(例如，10千歐姆)以及與電阻器202形成分壓器的電阻器206(例如，2.4千歐姆)，該分壓器的輸出被提供至TDC 104的輸入。為節(jié)點(diǎn)203提供TDC 104的輸出引腳，該節(jié)點(diǎn)203耦合至電阻器204(例如，10千歐姆)、齊納二極管208(例如，具有0.7V的正向電壓和5.1V的反向齊納電壓)和CRSCL 110。齊納二極管208耦合至UCC 106。

UCC 106包括具有電阻器226(例如，4.7千歐姆)耦合的基極的BJT 230(例如，NPN BJT)。電阻器228(例如，4.7千歐姆)跨越BJT 230的基極和發(fā)射極耦合。BJT 230的發(fā)射極耦合至BJT 232(例如，NPN BJT)的基極。BJT 230的集電極耦合至電阻器234(例如，5.1千歐姆)，該電阻器234又耦合至BJT 256(例如，PNP BJT)的基極。CRSCL 110包括齊納二極管212(例如，具有0.7V的正向電壓和8.7V的反向齊納電壓)、電阻器214(例如，2.2千歐姆)和BJT 216(例如，PNP BJT)。BJT 216的發(fā)射極耦合至節(jié)點(diǎn)205。

LED串108中的一個(gè)包括LED 238和240。另一個(gè)LED串108包括LED 242和244。電流調(diào)節(jié)器112包括BJT 224(例如，PNP BJT)。BJT 224的發(fā)射極耦合至電阻器218(例如，5.1歐姆)和220(例如，2.2千歐姆)。電阻器220耦合至BJT 222(例如，PNP BJT)的基極，該BJT 222的發(fā)射極耦合至節(jié)點(diǎn)205以及該BJT 222的集電極耦合至BJT 224的基極。除電流調(diào)節(jié)器116包括NPN BJT以外，電流調(diào)節(jié)器116在設(shè)計(jì)上與電流調(diào)節(jié)器112相似。特別地，電流調(diào)節(jié)器116包括BJT 246(例如，NPN BJT)，該BJT 246的集電極耦合至LED 244以及該BJT 246的發(fā)射極耦合至電阻器252(例如，5.1歐姆)和248(例如，2.2千歐姆)。電阻器248又耦合至BJT 250(例如，NPN BJT)的基極。BJT 250的發(fā)射極耦合至接地210，以及BJT 250的集電極耦合至電阻器254(例如，5.1千歐姆)。反過(guò)來(lái)，電阻器254耦合至BJT 224的基極。肖特基二極管236(例如，具有0.4V的正向電壓)使LED串108耦合在一起。在一些實(shí)施例中，LED串108中的LED中的每一個(gè)具有大約3V的電壓降。在一些實(shí)施例中，電流調(diào)節(jié)器112和116中的每一個(gè)需要大約1V的最小電壓降用于完全調(diào)節(jié)電流。盡管在本公開(kāi)中針對(duì)各種電路組件給出了例示性參數(shù)，但是這些參數(shù)可以根據(jù)期望或者需要變化以實(shí)現(xiàn)本文描述的操作功能。

在操作中，當(dāng)由電源102提供的供應(yīng)電壓保持在電壓閾值(例如，編程到TDC 104中的電壓閾值)以下時(shí)，TDC 104可以將其在節(jié)點(diǎn)203處的輸出信號(hào)從低轉(zhuǎn)換至高。當(dāng)節(jié)點(diǎn)203處的輸出信號(hào)為高時(shí)，BJT 230接通。由于BJT 230的集電極和發(fā)射極分別地耦合至BJT 256和232的基極，因此BJT 256和232同時(shí)地接通。另外，肖特基二極管236斷開(kāi)，阻止電流在節(jié)點(diǎn)211與213之間流動(dòng)。因此，由于BJT 256和232接通以及二極管236斷開(kāi)，因此LED串108并聯(lián)耦合。

電流調(diào)節(jié)器112調(diào)節(jié)流過(guò)包括LED 238、240的LED串108的電流。具體地，BJT 222控制BJT 224。可以根據(jù)需要設(shè)定電阻器218的電阻以實(shí)現(xiàn)通過(guò)LED 238、240的期望電流調(diào)整。具體地，可以一前一后地使用歐姆定律與0.66V的BJT 222基極-發(fā)射極電壓降以設(shè)定流過(guò)LED 238、240的電流。該方法將電阻器220視為可忽略。類(lèi)似地，電流調(diào)節(jié)器116中的BJT 246、250和電阻器252調(diào)節(jié)流過(guò)LED 242、244的電流。可以一前一后地使用歐姆定律與0.66V的BJT 250基極-發(fā)射極電壓降以設(shè)定流過(guò)LED 242、244的電流。該方法將電阻器248視為可忽略。當(dāng)節(jié)點(diǎn)203處的輸出信號(hào)為高時(shí)，CRSCL 110中的BJT 216斷開(kāi)以及因此CRSCL 110對(duì)照明系統(tǒng)200的其余部分有最小影響或者沒(méi)有影響。

當(dāng)由電源102提供的供應(yīng)電壓達(dá)到或者超過(guò)電壓閾值(例如，編程到TDC 104中的電壓閾值)時(shí)，TDC 104可以將它對(duì)節(jié)點(diǎn)203的輸出信號(hào)從高轉(zhuǎn)換至低。當(dāng)節(jié)點(diǎn)203處的輸出信號(hào)為低時(shí)，BJT 230關(guān)斷。由于BJT 230的集電極和發(fā)射極分別地耦合至BJT 256和232的基極，因此BJT 256和232同時(shí)地關(guān)斷。由于BJT 232斷開(kāi)，因此沒(méi)有電流通過(guò)BJT 232在LED 238、240與節(jié)點(diǎn)207之間流動(dòng)。類(lèi)似地，由于BJT 256斷開(kāi)，因此沒(méi)有電流通過(guò)BJT 256在LED 242、244與節(jié)點(diǎn)205之間流動(dòng)。然而，當(dāng)節(jié)點(diǎn)203處的信號(hào)為低時(shí)，肖特基二極管236接通。相應(yīng)地，由于BJT 256和232的斷開(kāi)狀態(tài)以及肖特基二極管236的接通狀態(tài)，LED串108串聯(lián)耦合。

在一些實(shí)施例中，當(dāng)LED串108在串聯(lián)配置中時(shí)，少于所有電流調(diào)節(jié)器的電流調(diào)節(jié)器可以是有效的。例如，在圖2中，當(dāng)LED串108串聯(lián)時(shí)，電流調(diào)節(jié)器116是有效的，但是電流調(diào)節(jié)器112不是有效的。由于電流調(diào)節(jié)器112被CRSCL 110短路，因此電流調(diào)節(jié)器112是無(wú)效的。當(dāng)節(jié)點(diǎn)203處的信號(hào)為低時(shí)，齊納二極管212接通以及BJT 216接通。當(dāng)BJT 216接通時(shí)，電流通過(guò)BJT 216在節(jié)點(diǎn)205與節(jié)點(diǎn)209之間流動(dòng)，從而使電流調(diào)節(jié)器112短路。上面對(duì)使電流調(diào)節(jié)器112短路的原因中的至少一些進(jìn)行了解釋以及因此在此不再重復(fù)。因此，在至少一些實(shí)施例中，當(dāng)LED串108并聯(lián)時(shí)，電流調(diào)節(jié)器112、116中的兩者有效以及調(diào)節(jié)通過(guò)它們的相應(yīng)LED串108的電流。然而，當(dāng)LED串108串聯(lián)時(shí)，電流調(diào)節(jié)器中的至少一個(gè)被旁路。

圖3是高效以及高質(zhì)量LED照明系統(tǒng)300的其它例示性實(shí)施例的電路示意圖。除系統(tǒng)300另外包括過(guò)電壓保護(hù)電路(OPC)118以外，系統(tǒng)300與系統(tǒng)200相似。OPC 118包括具有相對(duì)較高正向電壓(例如，25V或者更大)的二極管301、電阻器302(例如，4.7千歐姆)和電阻器304(例如，4.7千歐姆)。電阻器302、304起分壓器電路的作用，該分壓器電路的輸出耦合至BJT 306(例如，NPN BJT)的基極。BJT 306的集電極耦合至BJT 246的基極，以及BJT 306的發(fā)射極耦合至節(jié)點(diǎn)207(即，接地210)。在操作中，當(dāng)電力供應(yīng)102處的供應(yīng)電壓達(dá)到或者超過(guò)過(guò)電壓閾值時(shí)，OPC 118阻擋電流流過(guò)電流調(diào)節(jié)器116。具體地，當(dāng)達(dá)到或者超過(guò)過(guò)電壓閾值時(shí)，二極管301接通以及BJT 306也接通。這阻止充分激活電流到達(dá)BJT 246的基極以及BJT 246關(guān)斷。因此，BJT 250也關(guān)斷。關(guān)斷BJT 246阻止電流流過(guò)電流調(diào)節(jié)器116和LED 242、244。此外，由于當(dāng)供應(yīng)電壓為高時(shí)出現(xiàn)過(guò)電壓狀態(tài)，因此LED串108將串聯(lián)耦合。因此，阻擋通過(guò)LED 242、244的電流流動(dòng)還將阻擋通過(guò)LED 238、240和電流調(diào)節(jié)器112的電流流動(dòng)。

圖4是高效以及高質(zhì)量LED照明系統(tǒng)400的又其它例示性實(shí)施例的電路示意圖。系統(tǒng)400包括耦合至接地401的電力供應(yīng)102、TDC 104、UCC 106、LED串108和電流調(diào)節(jié)器112、116。TDC 104包括電阻器408(例如，4.99千歐姆)、416(例如，1千歐姆)、420(例如，與電阻器408相同的電阻)、410(例如，10千歐姆)、412(例如，1千歐姆)、422(例如，1千歐姆)和424(例如，與電阻器410相同的電阻)。在至少一些實(shí)施例中，電阻器410、424的電阻顯著地高于電阻器412、422的電阻。TDC 104還包括BJT 414(例如，NPN BJT)和418(例如，PNP BJT)。

UCC 106包括電阻器432(例如，2.2千歐姆)、434(例如，10千歐姆)、436(例如，10千歐姆)、442(在至少一些實(shí)施例中未填充)和452(在至少一些實(shí)施例中未填充)以及BJT 438(例如，NPN BJT)、440(例如，NPN BJT)、456(例如，PNP BJT)和454(例如，PNP BJT)。LED串108中的一個(gè)包括LED 450以及另一個(gè)LED串108包括LED 460、462。電流調(diào)節(jié)器112包括BJT 446(例如，PNP BJT)和448(例如，PNP BJT)以及電阻器444(例如，6.65歐姆)。類(lèi)似地，另一個(gè)電流調(diào)節(jié)器116包括BJT 464(例如，NPN BJT)和466(例如，NPN BJT)以及電阻器470(例如，6.65歐姆)。另外，系統(tǒng)400包括肖特基二極管402(例如，具有0.4V的正向電壓、100V的反向擊穿電壓和1A的DC額定電流)、電容器404(例如，高達(dá)10微法)、齊納二極管406(例如，具有0.7V的正向電壓和43V的反向齊納電壓)、電阻器413(例如，100千歐姆)、電阻器428(例如，100千歐姆)、BJT 430(例如，PNP BJT)、BJT 426(例如，NPN BJT)、肖特基二極管458(例如，具有30V的正向電壓)以及電阻器或者恒流調(diào)節(jié)器(CCR)468。

肖特基二極管402防止由電力供應(yīng)102提供的反向電池電壓；電容器404可以是濾出感應(yīng)電壓尖脈沖的小表面安裝陶瓷電容器；以及齊納二極管406是瞬態(tài)電壓抑制器件。電阻器408、416和420一起設(shè)定切換點(diǎn)(即，電壓閾值)，在該切換點(diǎn)處LED串108在串聯(lián)配置與并聯(lián)配置之間切換。電阻器410圍繞BJT 430提供泄漏通路以防止BJT 430的意外接通。電阻器412限制BJT 430的基極電流，以及電阻器422同樣地限制BJT 426的基極電流。電阻器410、412作為分壓器工作，該分壓器的輸出耦合至BJT 430的基極。同樣地，電阻器422、424作為分壓器工作，該分壓器的輸出耦合至BJT 426的基極。電阻器413、428決定切換點(diǎn)的滯后。它們的電阻值可以被選擇為顯著地大于電阻器408、420的電阻值以使鎖存效應(yīng)最小化。BJT 430使BJT 454和456接通和關(guān)斷。類(lèi)似地，BJT 426使BJT 438、440接通和關(guān)斷。BJT 438、440形成達(dá)林頓對(duì)，BJT 454、456也形成達(dá)林頓對(duì)。

由于填充電阻器442會(huì)引起閃爍，因此在至少一些實(shí)施例中，沒(méi)有填充電阻器442。電阻器444為BJT 446和448設(shè)定調(diào)節(jié)電流。歐姆定律可以與0.66V的BJT 446基極-發(fā)射極電壓降組合用于設(shè)定流過(guò)LED 450的電流。在至少一些實(shí)施例中，沒(méi)有填充電阻器452。電流調(diào)節(jié)器116以與電流調(diào)節(jié)器112相似的方式工作。具體地，可以一前一后地使用歐姆定律與0.66V的BJT 466基極-發(fā)射極電壓降以確定流過(guò)LED 460、462的電流。電阻器/CCR 468向電流調(diào)節(jié)器112、116提供基極電流。對(duì)于非常低功率的應(yīng)用(例如，低于50mA的LED電流)，可以使用電阻器，但對(duì)于較高功率的應(yīng)用，使用雙端子CCR。

在操作中，電阻器416兩端的電壓決定電路的切換點(diǎn)。較高的電阻器416的值產(chǎn)生較低的切換點(diǎn)。當(dāng)來(lái)自電力供應(yīng)102的供應(yīng)電壓低于閾值電壓(即，切換點(diǎn))時(shí)，LED串108并聯(lián)耦合。為了并聯(lián)耦合LED串108，斷開(kāi)BJT 414、418、430和426，接通所有其它BJT，以及斷開(kāi)肖特基二極管458。當(dāng)來(lái)自電力供應(yīng)102的供應(yīng)電壓在閾值電壓處或者高于閾值電壓時(shí)，LED串108串聯(lián)耦合。為了串聯(lián)地耦合LED串108，斷開(kāi)BJT 438、440、454和456，接通所有其它BJT，以及接通二極管458。無(wú)論串聯(lián)還是并聯(lián)耦合LED串108，電流調(diào)節(jié)器112和116都調(diào)節(jié)流過(guò)它們的相應(yīng)LED串108的電流。通過(guò)調(diào)節(jié)電流，減輕由電流波動(dòng)引起的視覺(jué)干擾(例如，閃爍)。已經(jīng)在上面描述了電流調(diào)節(jié)器的工作原理以及因此這里不再重復(fù)。

BJT 414、418的基極-發(fā)射極電壓具有與LED 450、460和462的溫度系數(shù)相同方向的溫度系數(shù)。這意味著隨著LED電壓降由于溫度波動(dòng)而偏移，切換點(diǎn)(由BJT 414、418的基極-發(fā)射極電壓(即，電阻器416兩端的電壓)指示)將隨著LED電壓降偏移。這是由于基極-發(fā)射極電壓隨著B(niǎo)JT的溫度的固有降低。

同時(shí)地切換BJT 440、454以減輕閃爍是有利的。電阻器432充當(dāng)引起B(yǎng)JT 440、454的激活或者去激活的基極電流流過(guò)的單個(gè)通路。由于這些基極電流流過(guò)電阻器432處的共同通路，因此BJT 440、454同時(shí)地接通或者關(guān)斷。

如上面解釋的，圖2-4中描繪的實(shí)施例僅僅是例示性的。可以修改這些實(shí)施例中的每一個(gè)以添加、移除、重新布置或者修改一個(gè)或者多個(gè)電路組件。例如但并非限制地，可以將電流調(diào)節(jié)器短路邏輯(例如，諸如圖2-3中的CRSCL 110)添加到照明系統(tǒng)400，以及該電流調(diào)節(jié)器短路邏輯可以用于使電流調(diào)節(jié)器112、116中的任一個(gè)旁路。類(lèi)似地，可以將過(guò)電壓保護(hù)電路(例如，諸如圖3中的OPC 118)添加到照明系統(tǒng)400。同樣地，類(lèi)似于圖2-3中示出的TDC 104，可以修改照明系統(tǒng)400以使用基于TL431的閾值檢測(cè)電路?？梢栽诒疚拿枋龅恼彰飨到y(tǒng)中使用不同數(shù)量的LED串，以及可以同樣地修改串中的一個(gè)或者多個(gè)上使用的LED的數(shù)量。類(lèi)似地，關(guān)于圖2和圖3中描繪的照明系統(tǒng)200和300，CRSCL 110可以用于使電流調(diào)節(jié)器116而不是電流調(diào)節(jié)器112旁路。替換地，可以將CRSCL從照明系統(tǒng)200和/或300全部移除。在一些實(shí)施例中，可以用基于BJT的模擬TDC(諸如，圖4所示的TDC 104)替換圖2和圖3的基于TL431的TDC 104?？梢匀缙谕蛘咝枰奶娲蛘咝薷母鞣N電路組件以實(shí)現(xiàn)上述修改，以及這種變型將在本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)范圍內(nèi)。在本公開(kāi)的范圍內(nèi)預(yù)期和包括任何以及所有這種變型和置換。

一旦本領(lǐng)域技術(shù)人員完全理解了上面的公開(kāi)，許多其它變型和修改將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員變得清晰。下列權(quán)利要求旨在解釋為包括所有這種變型、修改和等效物。另外，應(yīng)當(dāng)在包括意義上解釋術(shù)語(yǔ)“or”。