专利名称：照明装置、照明系统以及灯具的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体照明领域，特别是关于一种照明装置、照明系统以及灯具。
背景技术：
近年来由于发光二极管(Light Emitting Diode, LED)的制造技术的突破,使得发光二极管发光亮度及发光效率大幅提升，进而逐渐取代传统的灯管而成为新的照明组件，广泛地应用于例如家用照明装置、汽车照明装置、手持照明装置、液晶面板背光源、交通号志指示灯、指示广告牌等照明应用。为了增加发光二极管使用时的亮度，通常会将发光二极管彼此串接而形成一发光二极管的串联组件。发光二极管为直流型负载，而将多组发光二极管的串联组件进一步彼此并联使用的电子装置中，由于每个发光二极管的特性及阻抗彼此不同，导致流经每个发光二极管串联组件的电流都不尽相同，如此一来，将使得该电子装置的发光亮度不均匀，也会使得个别发光二极管的使用 寿命大幅减少，进而使得整个电子装置受到损害。为了解决发光二极管组件电流不均匀的问题，已经采用了很多电流平衡技术来改善这一缺陷，其中之一即是采用各自独立的电能单元来分别驱动每一发光二极管组件。然而使用各自独立的电能单元将会导致电路的线路复杂，以及生产成本的提高，且会因为多个电能单元之间具有容差(tolerance)而导致均流效果不佳。而另一种现有技术则是利用多个共模扼流线圈(common choke)来平衡流过每一发光二极管组件的电流，然而利用多个共模扼流线圈将导致电路中的磁性组件数目增加，从而引起生产成本提高以及装置的体积变大。此外，共模扼流线圈还会产生激磁电流，因此均流效果不佳。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种照明装置、照明系统以及灯具，所提供的装置能够解决发光二极管组件电流不均匀的问题，所提供的照明系统能够进一步实现对发光二极管组件电流的调节。为了解决上述问题，本发明提供了一种照明装置，包括一发光二极管阵列以及一交流电流源，所述发光二极管阵列包括一第一发光二极管组件、一第二发光二极管组件、一第三发光二极管组件、一第一均流单元、以及一第二均流单元，所述发光二极管阵列采用所述交流电流源供电；所述交流电流源的第一输出端电学连接至所述第一均流单元的第一端和所述第三发光二极管组件的正极；所述第一均流单元的第二端电学连接至所述第一发光二极管组件的正极和所述第二发光二极管组件的负极，用以对所述第一发光二极管组件和所述第二发光二极管组件进行均流；所述第一发光二极管组件的负极电学连接至所述交流电流源的第二输出端；所述第二均流单元的第二端电学连接至所述第二发光二极管组件的正极和所述第三发光二极管组件的负极，用以对所述第二发光二极管组件和所述第三发光二极管组件进行均流；所述第二均流单元的第一端电学连接至所述交流电流源的第二输出端。可选的，所述第一均流单元和所述第二均流单元均为一电容。可选的，所述交流电流源包括一开关电路、一谐振电容和一谐振电感；所述开关电路的输入端电学连接至一直流电压源；所述开关电路的第一输出端电学连接至所述谐振电容的第一端，所述谐振电容的第二端连接之所述谐振电感的第一端，所述谐振电感的第二端电学连接至交流电源的第一输出端；所述开关电路的第二输出端电学连接至所述交流电流源的第二输出端。可选的，进一步包括一隔离变压器；所述隔离变压器的第一输入端电学连接至所述谐振电感的第二端，第二输入端电学连接至所述开关电路的第二输出端；所述隔离变压器的第一输出端和第二输出端分别对应作为所述交流电流源的第一输出端和第二输出端。可选的，所述交流电流源进一步包括一励磁电感，所述励磁电感的第一端电学连接至所述谐振电感的第二端，所述励磁电感的第二端电学连接至所述开关电路的第二输出端。可选的，进一步包括一过压保护器，所述过压保护器与所述第一、第二和第三发光二极管组件中的任意一个连接，用以防止与过压保护器串联的发光二极管组件两端电压超过设定值。可选的，所述发光二极管阵列的所述第一均流单元和所述第一发光二极管组件进一步构成一第一标准件，所述第二均流单元和所述第二发光二极管组件进一步构成一第二标准件；所述第一标准件和所述第二标准件具有相同的内部连接结构和外部接口。可选的，所述第一标准件中进一步包括了一第一过压保护器；所述第二标准件中进一步包括了一第二过压保护器；其中，所述第一过压保护器与所述第一发光二极管组件连接，所述第二过压保护器与所述第二发光二极管组件连接，用以防止所述第一发光二极管组件与所述第二发光二极管组 件两端电压超过设定值
可选的，所述第一标准件中进一步包括了与第一发光二极管组件同向串联的第一整流二极管；所述第二标准件中进一步包括了与第二发光二极管组件同向串联的第二整流二极管。可选的，所述第一标准件中进一步包括了与第一发光二极管组件并联的第一滤波电容；所述第二标准件中进一步包括了与第二发光二极管组件并联的第二滤波电容。可选的，所述第一标准件中进一步包括了一第一过压保护二极管；所述第二标准件中进一步包括了一第二过压保护二极管，其中，所述第一过压保护二极管与所述第一发光二极管组件同向串联，所述第二过压保护二极管与所述第二发光二极管组件同向串联，用以防止所述第一发光二极管组件与所述第二发光二极管组件任意两端电压超过设定值。本发明进一步提供了一种照明系统，包括一照明装置以及一调光模块，所述照明装置进一步包括一交流电流源、一发光二极管阵列、以及一输出功率控制模块；所述交流电流源耦接至所述发光二极管阵列，用以为所述发光二极管阵列供电；所述发光二极管阵列与所述输出功率控制模块耦接，用以为所述输出功率控制模块提供发光二极管阵列的内部电流信息；所述输出功率控制模块进一步耦接至所述交流电流源，形成一闭环的控制链路，用以对所述交流电流源的输出功率实施闭环控制；所述调光模块耦接至所述闭环控制链路中，用以调节发光二极管阵列的照明亮度。
可选的，所述发光二极管阵列包括一第一发光二极管组件、一第二发光二极管组件、一第三发光二极管组件、一第一均流单元、以及一第二均流单元；所述交流电流源的第一输出端电学连接至所述第一均流单元的第一端和所述第三发光二极管组件的正极；所述第一均流单元的第二端电学连接至所述第一发光二极管组件的正极和所述第二发光二极管组件的负极，用以对所述第一发光二极管组件和所述第二发光二极管组件进行均流；所述第一发光二极管组件的负极电学连接至所述交流电流源的第二输出端；所述第二均流单元的第二端电学连接至所述第二发光二极管组件的正极和所述第三发光二极管组件的负极，用以对所述第二发光二极管组件和所述第三发光二极管组件进行均流；所述第二均流单元的第一端电学连接至所述交流电流源的第二输出端。可选的，所述输出功率控制模块进一步包括一电流比较器、一比例积分调节器以及一开关电路驱动器；所述电流比较器的第一输入端电学连接至所述发光二极管阵列，用以获得流过发光二极管中的电流值，第二输入端电学连接至所述调光模块以获得一参考电流；所述比例积分调节器的输入端电学连接至所述电流比较器的输出端，所述比例积分调节器的输出端电学连接至所述开关电路驱动器的输入端，用以根据所述电流比较器的输出值调节所述开关电路驱动器的输出频率；所述开关电路驱动器的输出端电学连接至所述交流电流源，用以调节交流电流源的输出功率。可选的，所述发光二极管阵列进一步包括一与任意一发光二极管组件串联的采样电阻，所述电流比较器通过获得采样电阻两端的电压值进而获得流过发光二极管中的电流值。可选的，所述发光二极管阵列进一步包括一与任意一发光二极管组件串联的采样电感，所述电流比较器通过设置一同所述采样电感耦合的耦合电感来获得流过发光二极管中的电流值。 可选的，所述输出功率控制模块进一步包括一比例积分调节器和一开关电路驱动器；所述比例积分调节器的输入端电学连接至所述发光二极管阵列，所述比例积分调节器的输出端电学连接至所述开关电路驱动器的输入端；所述开关电路驱动器的输出端电学连接至所述交流电流源，用以调节交流电流源的输出功率；所述调光模块的输出端电学连接至所述开关电路驱动器，直接调节所述开关电路驱动器的输出频率，进而调节交流电流源的输出功率和发光二极管阵列的照明亮度。可选的，所述发光二极管阵列进一步包括一开关组件，所述开关组件与所述第一、第二和第三发光二极管组件中的任意一个并联，所述调光模块电学连接至所述开关组件，用以控制开关组件的开关，从而控制与所述开关组件连接的发光二极管组件的工作状态，进而调节发光二极管阵列的照明亮度。本发明还提供了一种灯具，所述灯具具有发光灯板和驱动板，所述发光灯板与所述驱动板通过布线电性连接；其中所述发光灯板配设有一发光二极管阵列，所述驱动板配设有一电源驱动转换装置，所述发光二极管阵列包括一第一发光二极管组件、一第二发光二极管组件、一第三发光二极管组件、一第一均流单元、以及一第二均流单元。可选的，所述发光二极管阵列的所述第一均流单元和所述第一发光二极管组件进一步构成一第一标准件，所述第二均流单元和所述第二发光二极管组件进一步构成一第二标准件；所述第一标准件和所述第二标准件具有相同的内部连接结构和外部接口。
可选的，所述第一标准件中进一步包括了一第一过压保护器；所述第二标准件中进一步包括了一第二过压保护器；其中，所述第一过压保护器与所述第一发光二极管组件连接，所述第二过压保护器与所述第二发光二极管组件连接，用以防止所述第一发光二极管组件与所述第二发光二极管组件两端电压超过设定值。可选的，所述第一标准件中进一步配设有与第一发光二极管组件同向串联的第一整流二极管；所述第二标准件中进一步配设有与第二发光二极管组件同向串联的第二整流
二极管。可选的，所述第一标准件中进一步配设有与第一发光二极管组件并联的第一滤波电容；所述第二标准件中进一步配设有与第二发光二极管组件并联的第二滤波电容。可选的，所述第一标准件中进一步包括了一第一过压保护二极管；所述第二标准件中进一步包括了一第二过压保护二极管，其中，所述第一过压保护二极管与所述第一发光二极管组件同向串联，所述第二过压保护二极管与所述第二发光二极管组件同向串联，用以防止所述第一发光二极管组件与所述第二发光二极管组件任意两端电压超过设定值。可选的，所述驱动模块进一步包括一调光模块、一电源转换驱动装置、以及一输出功率控制模块；所述电源转换驱动装置耦接至所述发光二极管阵列，用以为所述发光二极管阵列供电；所述发光二极管阵列与所述输出功率控制模块耦接，用以为所述输出功率控制模块提供发光二极管阵列的内部电流信息；所述输出功率控制模块进一步耦接至所述电源转换驱动装置，形成一闭环的控制链路，用以对所述电源转换驱动装置的输出功率实施闭环控制；所述调光模块耦接至所述闭环控制链路中，用以调节发光二极管阵列的照明亮度。本发明的优点在于，所提 供的照明装置通过设置均流单元，利用电容的安秒平衡原理，实现多路发光二极管组件电流的均匀分布，解决了发光二极管组件电流不均匀的问题；在所提供的照明系统中通过设置一调光模块并耦接至照明装置的闭环控制链路中，达到调节发光二极管阵列的照明亮度的目的。
附图1A是本发明所述照明装置第一具体实施方式
的结构示意 附图1B是本发明所述照明装置第二具体实施方式
的结构示意 附图1C是被制造成驱动模块的附图1B中的发光二极管阵列中的标准件分割示意图； 附图2A是本发明所述照明系统第一具体实施方式
的结构框 附图2B、2C以及2D是与附图2A所示结构框图所对应的照明系统的电路 附图2E是附图2B所示电路中的第一发光二极管组件进一步并联过压保护模块的电路
附图2F是附图2E所示的过压保护模块的一种具体实现电路；
附图3是本发明所述照明系统第二具体实施方式
的电路 附图4是本发明所述照明系统第三具体实施方式
的电路 附图5是本发明所述照明系统第四具体实施方式
的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的照明装置以及照明系统具体实施方式
做详细说明。附图1A所示是本发明所述照明装置10第一具体实施方式
的结构示意图，包括:一发光二极管阵列100以及一交流电流源110，所述发光二极管阵列100包括一第一发光二极管组件1001、一第二发光二极管组件1002、一第三发光二极管组件1003、一第一均流单元1011、以及一第二均流单元1012，所述发光二极管阵列100采用所述交流电流源110供电。所述交流电流源110的第一输出端电学连接至所述第一均流单元1011的第一端和所述第三发光二极管组件1003的正极；所述第一均流单元1011的第二端电学连接至所述第一发光二极管组件1001的正极和所述第二发光二极管组件1002的负极，用以对所述第一发光二极管组件1001和所述第二发光二极管组件1002进行均流；所述第一发光二极管组件1001的负极电学连接至所述交流电流源110的第二输出端；所述第二均流单元1012的第二端电学连接至所述第二发光二极管组件1002的正极和所述第三发光二极管组件1003的负极，用以对所述第二发光二极管组件1002和所述第三发光二极管组件1003进行均流；所述第二均流单元1012的第一端电学连接至所述交流电流源110的第二输出端。本具体实施方式
中，第一均流单元1011以及第二均流单元1012各自为一电容器。经过第一均流单元1011以及第二均流单元1012向第一发光二极管组件1001、第二发光二极管组件1002和第三发光二极管组件1003供电，由于电容的安秒平衡原理可知，在稳态工作下，电容两端的正安秒值等于负安秒值，即电容的安秒积分的代数和为零，亦即流经电容的电流的代数和为零。具体到附图1所示的电路，第一发光二极管组件1001和第二发光二极管组件1002均连接至第一均流单元1011，且第一发光二极管组件1001和第二发光二极管组件1002的极性相反，故流过两者的平均电流必然是相等的；类似地，第二发光二极管组件1002和第三发光二极管组件1003上流过的电流平均值也必然是相等的。以此类推，如果附图1A所示电路上继续以“每两个相邻的发光二极管组件极性相反且连接一均流单元”的方式设置更多的发光二极管组件，它们彼此之间的平均电流值也必然是相等的。所述交流电流源110包括一开关电路1101、一谐振电容Cs和一谐振电感Lr ;所述开关电路1101的输入端电学连接至一直流电压源；所述开关电路1101的第一输出端电学连接至所述谐振电容Cs的第一端，所述谐振电容Cs的第二端连接之所述谐振电感Lr的第一端，所述谐振电感Lr的第二端电学连接至交流电源ACl的第一输出端；所述开关电路1101的第二输出端电学连接至所述交流电流源110的第二输出端。本实施方式中的开关电路1101是半桥整流电路，在其它的实施方式中，该开关电路1101也可以是全桥整流电路或者其他任何一种可以起到整流作用的电路。开关电路1101将输入的直流电压转换为方波电压信号，该方波电压信号流入谐振电容Cs和谐振电感Lr、以及三组发光二极管组件成的电路网络。从电路拓扑上来看，谐振电容Cs和谐振电感Lr串联组成串联谐振电路，因此交流电流源110可以看作是一串联谐振变换器。以上结构的电源中由于谐振电感Lr的存在，导致其输出电流是不可能突变的，因为电感的电流必须是连续变化的。故相对于其他类型的电源而言，此交流电流源110不会产生电流突变，因此流过LED的电流较为平缓，从而使流过LED的电流有效值趋近于平均值，延长LED寿命。所述交流 电流源110进一步包括一励磁电感Lm,所述励磁电感Lm的第一端电学连接至所述谐振电感Lr的第二端，所述励磁电感Lm的第二端电学连接至所述开关电路1101的第二输出端。励磁电感Lm的作用在于为交流电流源110的输出信号叠加一直流电流分量。本具体实施方式
中，第一发光二极管组件1001和第三发光二极管组件1003的设置方向是相同的，而第二发光二极管组件1002与上述两组件的设置方向是不同的。发光二极管组件存在一正一反两种不同的设置方式，当正向设置的发光二极管组件与反向设置的发光二极管组件的数目不同时，负载在一个周期内所需的正向电流和反向电流的积分值是不对称的，故需要一励磁电感Lm来提供一直流分量，满足这一对称性破缺的要求。附图1B所示是本发明所述照明装置第二具体实施方式
的结构示意图，与前一具体实施方式
相比，本具体实施方式
的交流电流源110进一步包括了一隔离变压器Tr ;所述隔离变压器Tr的第一输入端电学连接至所述谐振电感Lr的第二端，第二输入端电学连接至所述开关电路1101的第二输出端；所述隔离变压器Tr的第一输出端和第二输出端分别对应作为所述交流电流源110的第一输出端和第二输出端。与前一实施方式不同之处还在于,本实施方式的发光二极管阵列100进一步包括了一第四发光二极管组件1004以及一第三均流单元1013，新增元件的连接方式顺从附图1A的连接原则，具体连接方式请参考附图1B所示。由于新增了一第四发光二极管组件1004，负载在一个周期内所需的正向电流和反向电流的积分值是对称的，故无需额外的直流分量，可以不设置励磁电感Lm。附图1A和附图1B所示的结构在实际应用场合中，发光二极管阵列100可以被制作为一发光灯板，而交流电流源 110可以被制作为一驱动板，两者可以分开制造和出售。从附图1A和附图1B中不难看出，发光灯板和驱动板皆只有两个外接端子，便于制造和组装。进一步参考附图1C是被制造成驱动板的附图1B中的发光二极管阵列100中的标准件分割示意图。在被制造成发光灯板的发光二极管阵列100中，第一均流单元1011和第一发光二极管组件1001可以进一步构成第一标准件Cl，第二均流单元1012和第一发光二极管组件1002可以进一步构成第二标准件C2，第三均流单元1013和第三发光二极管组件1003可以进一步构成第三标准件C3。附图1C中的第一标准件Cl、第二标准件C2第三标准件C3和实质上具有相同的内部连接结构，仅是画法不同而已。并且这些标准件都有三个接口，因此以附图1A和IB的排布方式不断重复连接这些标准件，可以无限制的排布下去，直至结束时采用一第四发光二极管组件1004作为末端即可。这对于制造工艺是十分有利的。在制造过程中，可以生产出若干附图1C所示的标准件，再根据不同客户的要求拼接成不同数目的二极管阵列，以标准化的生产满足了不同客户的需求，降低了生产成本。接下来结合附图给出本发明所述照明系统的第一具体实施方式
。附图2A所示是本发明本发明所述照明系统第一具体实施方式
的结构框图，包括一直流电压源200、一照明装置10以及一调光模块210，所述照明装置10 —步包括一发光二极管阵列100、一交流电流源110以及一输出功率控制模块220 ;所述直流电压源200耦接至所述照明装置10的所述交流电流源110，用以为所述交流电流源110供电；所述交流电流源110耦接至所述发光二极管阵列100，用以为所述发光二极管阵列100供电；所述发光二极管阵列100与所述输出功率控制模块220耦接，用以为所述输出功率控制模块220提供发光二极管阵列100的内部电流信息；所述输出功率控制模块220进一步耦接至所述交流电流源110，形成一闭环的控制链路，用以对所述交流电流源110的输出功率实施闭环控制；所述调光模块210耦接至所述闭环控制链路中，用以调节发光二极管阵列100的照明亮度。附图2B是与附图2A所示结构框图所对应的一种照明系统的电路图。其中的照明装置10中的发光二极管阵列100和交流电流源110的电路结构请参考附图1A所示的内容，此处不再重复叙述。输出功率控制模块220进一步包括电流比较器221、比例积分调节器222和开关电路驱动器223 ;电流比较器221的一输入端通过一串联在第一发光二极管组件1001上的采样电阻RS获得发光二极管阵列100中的电流值(从前述可以，发光二极管阵列100中所有发光二极管组件的电流是相等的)，另一输入端从调光模块210中获得一参考电流值，电流比较器221的输出端连接至比例积分调节器222的输入端；比例积分调节器222的输出端连接至开关电路驱动器223的输入端；开关电路驱动器223的输出端连接至开关电路1101。继续参考附图2B，该电路用一个采样电阻RS与任意一发光二极管组件串联，采样流过发光二极管组件的平均电流，达到闭环控制发光二极管组件流过的平均电流的目的。电流比较器221通过采样电阻RS获得第一发光二极管组件1001的平均电流，称之为第一电流II，调光模块210中输出的电流称之为第二电流12，电流比较器221比较两个电流的大小，得到电流误差信号A 1=12-11 ;电流误差信号Al被输入至比例积分调节器222，比例积分调节器222根据电流误差信号·Al的大小输出信号控制开关电路驱动器223的输出频率大小。开关电路驱动器223的输出频率越大，开关电路1101的输出功率越小。使用者可以通过操作调光模块210来调节其输出的第二电流12:当使用者希望增大发光二极管的亮度时，可以调节调光模块210来增加第二电流12的值，使电流比较器221电流误差信号A I增大，比例积分调节器222随之控制开关电路驱动器223的输出频率降低，从而提高开关电路1101的输出功率，增加发光二极管组件的亮度。发光二极管组件的亮度增加后，电流比较器221通过采样电阻RS获得第一发光二极管组件1001的第一电流Il也逐渐增大，使电流比较器221电流误差信号A I逐渐减小至0，比例积分调节器222与开关电路驱动器223的输出随之稳定，整个闭环控制进入新的稳态工作状态。反之，降低亮度的操作也与之类似，通过控制第二电流12降低，使电流误差信号△ I负向增大，继而控制比例积分调节器222与开关电路驱动器223的输出变化，达到降低开关电路1101的输出功率的目的。总之，在上述电路中，调光功能是通过控制相当于参考电流的第二电流12来实现的，调光模块210接受外部的调节控制，经过内部处理获得对应的第二电流12，因此通过控制调光模块210号来控制发光二极管组件流过的电流，以此实现调光功能。以上对第一电流Il的米样方式不仅限于在某一组发光二极管组件中串联米样电阻RS的方式，也可以是如图2C所示，在多个发光二极管组件的主干线路上设置采样电阻RS，此时需要根据LED的组数来换算每组二极管中流过的平均电流。或者如附图2D所示，将采样电阻替代为由采样电感和耦合电感组成的采样模块Ls，当然，采样模块Ls也可以选择如附图2B —样设置在支路上。以上附图2B至附图2D所示的电路中，进一步包括了整流二极管Dl、D2和D3，分别与第一发光二极管组件1001、第二发光二极管组件1002和第三发光二极管组件1003同向串联。并包括了滤波电容Cl、C2和C3，分别与第一发光二极管组件1001、第二发光二极管组件1002和第三发光二极管组件1003并联。通过这些器件，可以滤除流过发光二极管的电流的高频部分，使流过的电流更稳定，从而增强发光二极管的工作寿命。
以上是以附图1A所示电路为例介绍调光机制，附图1B所示电路也可以采用相同的方法进行调光，此处不再重复叙述。在本具体实施方式
所述的电路中，每一发光二极管组件上还可以进一步并联一过压保护模块。附图2E所示是附图2B所示电路中的第一发光二极管组件1001进一步并联过压保护模块2005的电路图，该过压保护模块2005会检测第一发光二极管组件1001上的电压，一旦该电压超过设定值，该过压保护模块2005就会动作，将第一发光二极管组件1001短路。短路之后，其它LED load的工作不会受到影响。如果没有该过压保护模块2005，一旦某一路LED开路，其它各路LED也受到影响，不能正常工作，且电路会遭到损害。二极管D2的作用在于过压保护模块2005将第一发光二极管组件1001短路后，阻断流过第一发光二极管组件1001的反向电流。附图2F是附图2E所示的过压保护模块2005的一种具体实现电路，包括稳压管D21、晶闸管Q21和电阻R21，过压保护模块2005具有A端和B端，A端连接到第一发光二极管组件1001正极，B端连接到负极。A端内部连接至晶闸管Q21的阳极，B端内部连接至晶闸管Q21的阴极，晶闸管Q21的门极连接至稳压管D21的正极，稳压管D21的负极连接至A端，晶闸管Q21的门极和阴极之间进一步连接有电阻R21。当第一发光二极管组件1001中LED连接颗数过高或LED开路时，导致AB端电压升高，直至高于稳压管Dll的电压，将稳压管Dll击穿，从而触发晶闸管Qll开通，将第一发光二极管组件1001短路。接下来结合附图给出本发明所述照明系统的第二具体实施方式
。附图3是本具体实施方式
所述照明系统的电路图。其中的照明装置10中的发光二极管阵列100和交流电流源110的电路结构请参考附图1A所示的内容，此处不再重复叙述。输出功率控制模 块220进一步包括比例积分调节器322和开关电路驱动器323 ；比例积分调节器322的输入端通过一串联在第一发光二极管组件1001上的采样电阻RS获得发光二极管阵列100中的电流值，比例积分调节器222的输出端连接至开关电路驱动器223的输入端；开关电路驱动器223的输出端连接至开关电路1101 ;调光模块310直接连接至开关电路驱动器223。电路中的调光模块310接受外部输入的调光信号，对应地输出一个可变占空比的低频开/关信号，该信号输出给开关电路驱动器223，决定开关电路驱动器223使能与否，例如可以是调光模块310输出开启信号时，开关电路驱动器223使能，反之开关电路驱动器223被禁止。当开关电路驱动器223被使能时，LED流过额定电流，当开关电路驱动器223被禁止时，LED无电流流过。因此，改变调光模块310输出的低频开/关信号的占空比，SP可改变LED流过的平均电流，实现调光功能。电路中的调光模块310也可以是接受外部输入的调光信号，对应控制开关电路驱动器223输出不对称的控制信号给开关电路1101的两个控制晶体管，使其中一个晶体管的打开时间大于另一个晶体管，从而降低交流电流源110的输出功率。通常来说，开关电路1101的两个控制晶体管的打开时间相差越多，交流电流源110的输出功率越低。以上是以附图1A所示电路为例介绍调光机制，附图1B所示电路也可以采用相同的方法进行调光，此处不再重复叙述。接下来结合附图给出本发明所述照明系统的第三具体实施方式
。附图4是本具体实施方式
所述照明系统的电路图。其中的照明装置10中的发光二极管阵列100和交流电流源110的电路结构请参考附图1A所示的内容，此处不再重复叙述。输出功率控制模块220进一步包括比例积分调节器322和开关电路驱动器323 ;比例积分调节器322的输入端通过一串联在第一发光二极管组件1001上的采样电阻RS获得发光二极管阵列100中的电流值，比例积分调节器222的输出端连接至开关电路驱动器223的输入端；开关电路驱动器223的输出端连接至开关电路1101。调光模块310通过控制可控开关K4，来控制与开关K4并联的第三发光二极管组件1003的工作状态，显然当可控开关K4闭合时，发光二极管将处于被短路的状态而不再发光。附图4中可以进一步为更多的发光二极管组件，甚至于每一个发光二极管组件均配置一可控开关，并进一步受调光模块310的控制。调光模块310的控制机制可以是对应地输出多个可变占空比的开/关信号。控制每一个可控开关，使其周期性的导通与关断，使流过发光二极管组件的电流周期性的存在与消失。因此，改变调光模块310输出开/关信号的占空比，即可改变流过发光二极管组件的平均电流，实现调光功能。本具体实施方式
的优点在于可以实现各串LED的独立调光控制。所述可控开关与发光二极管组件之间是并联方式连接。接下来结合附图给出本发明所述照明系统的第四具体实施方式
。附图5是本具体实施方式
所述照明系统的电路图。其中的照明装置10中的发光二极管阵列100和交流电流源110的电路结构请参考附图1A所示的内容，此处不再重复叙述。输出功率控制模块220进一步包括比例积分调节器322和开关电路驱动器323。比例积分调节器322和开关电路驱动器323的工作原理请参考第三具体实施方式
的内容。本具体实施方式
中，进一步包括了过压保护器，例如可以是过压保护二级管Dla、D2a和D3a，上述三个晶体管分别与第一发光二极管组件1001、第二发光二极管组件1002和第三发光二极管组件1003同向串联。过压保护二级管D2a和D3a的作用在于避免第二发光二极管组件1002的正极和第三发光二极管组件1003的负极直接连接，从而在第二发光二极管组件1002的负极和第三发光二极管组件1003的任意两端之间产生高压。过压保护二级管Dla的作用在于扩展至四组发光二极管组件(例如附图1B和附图1C所示)的情况下，与扩展的第四发光二极管组件进行隔离。所述过压保护器也可以是其他起到相同作用的过压保护装置。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围 。
权利要求
1.一种照明装置，其特征在于，包括一发光二极管阵列以及一交流电流源，所述发光二极管阵列包括一第一发光二极管组件、一第二发光二极管组件、一第三发光二极管组件、一第一均流单元、以及一第二均流单元，所述发光二极管阵列采用所述交流电流源供电； 所述交流电流源的第一输出端电学连接至所述第一均流单元的第一端和所述第三发光二极管组件的正极； 所述第一均流单元的第二端电学连接至所述第一发光二极管组件的正极和所述第二发光二极管组件的负极，用以对所述第一发光二极管组件和所述第二发光二极管组件进行均流； 所述第一发光二极管组件的负极电学连接至所述交流电流源的第二输出端； 所述第二均流单元的第二端电学连接至所述第二发光二极管组件的正极和所述第三发光二极管组件的负极，用以对所述第二发光二极管组件和所述第三发光二极管组件进行均流； 所述第二均流单元的第一端电学连接至所述交流电流源的第二输出端。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第一均流单元和所述第二均流单元均为一电容。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述交流电流源包括一开关电路、一谐振电容和一谐振电感；所述开关电路的输入端电学连接至一直流电压源； 所述开关电路的第一输出端电学连接至所述谐振电容的第一端，所述谐振电容的第二端连接之所述谐振电感的第一端，所述谐振电感的第二端电学连接至交流电源的第一输出端; 所述开关电路的第二输出端电学连接至所述交流电流源的第二输出端。
4.根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于，进一步包括一隔离变压器； 所述隔离变压器的第一输入端电学连接至所述谐振电感的第二端，第二输入端电学连接至所述开关电路的第二输出端； 所述隔离变压器的第一输出端和第二输出端分别对应作为所述交流电流源的第一输出端和第二输出端。
5.根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于，所述交流电流源进一步包括一励磁电感，所述励磁电感的第一端电学连接至所述谐振电感的第二端，所述励磁电感的第二端电学连接至所述开关电路的第二输出端。
6.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述发光二极管阵列的所述第一均流单元和所述第一发光二极管组件进一步构成一第一标准件，所述第二均流单元和所述第一发光二极管组件进一步构成一第二标准件；所述第一标准件和所述第二标准件具有相同的内部连接结构和外部接口。
7.根据权利要求6所述的照明装置，其特征在于，所述第一标准件中进一步包括了一第一过压保护器；所述第二标准件中进一步包括了一第二过压保护器；其中，所述第一过压保护器与所述第一发光二极管组件连接，所述第二过压保护器与所述第二发光二极管组件连接，用以防止所述第一发光二极管组件与所述第二发光二极管组件两端电压超过设定值。
8.根据权利要求7所述的照明装置，其特征在于，所述第一标准件中进一步包括了与第一发光二极管组件同向串联的第一整流二极管；所述第二标准件中进一步包括了与第二发光二极管组件同向串联的第二整流二极管。
9.根据权利要求7所述的照明装置，其特征在于，所述第一标准件中进一步包括了与第一发光二极管组件并联的第一滤波电容；所述第二标准件中进一步包括了与第二发光二极管组件并联的第二滤波电容。
10.根据权利要求7所述的照明装置，其特征在于，所述第一标准件中进一步包括了一第一过压保护二极管；所述第二标准件中进一步包括了一第二过压保护二极管，其中，所述第一过压保护二极管与所述第一发光二极管组件同向串联，所述第二过压保护二极管与所述第二发光二极管组件同向串联，用以防止所述第一发光二极管组件与所述第二发光二极管组件任意两端电压超过设定值。
11.一种照明系统，其特征在于，包括一照明装置以及一调光模块，所述照明装置进一步包括一交流电流源、一发光二极管阵列、以及一输出功率控制模块； 所述交流电流源耦接至所述发光二极管阵列，用以为所述发光二极管阵列供电； 所述发光二极管阵列与所述输出功率控制模块耦接，用以为所述输出功率控制模块提供发光二极管阵列的内部电流信息； 所述输出功率控制模块进一步耦接至所述交流电流源，形成一闭环的控制链路，用以对所述交流电流源的输出功率实施闭环控制； 所述调光模块耦接至所述闭环控制链路中，用以调节发光二极管阵列的照明亮度。
12.根据权利要求11所述的照明系统，其特征在于，所述发光二极管阵列包括一第一发光二极管组件、一第二发光二极管组件、一第三发光二极管组件、一第一均流单元、以及一第二均流单元； 所述交流电流源的第一输出端电学连接至所述第一均流单元的第一端和所述第三发光二极管组件的正极； 所述第一均流单元的第二端电学连接至所述第一发光二极管组件的正极和所述第二发光二极管组件的负极，用以对所述第一发光二极管组件和所述第二发光二极管组件进行均流； 所述第一发光二极管组件的负极电学连接至所述交流电流源的第二输出端； 所述第二均流单元的第二端电学连接至所述第二发光二极管组件的正极和所述第三发光二极管组件的负极，用以对所述第二发光二极管组件和所述第三发光二极管组件进行均流； 所述第二均流单元的第一端电学连接至所述交流电流源的第二输出端。
13.根据权利要求12所述的照明系统，其特征在于，所述输出功率控制模块进一步包括一电流比较器、一比例积分调节器以及一开关电路驱动器； 所述电流比较器的第一输入端电学连接至所述发光二极管阵列，用以获得流过发光二极管中的电流值，第二输入端电学连接至所述调光模块以获得一参考电流； 所述比例积分调节器的输入端电学连接至所述电流比较器的输出端，所述比例积分调节器的输出端电学连接至所述开关电路驱动器的输入端，用以根据所述电流比较器的输出值调节所述开关电路驱动器的输出频率； 所述开关电路驱动器的输出 端电学连接至所述交流电流源，用以调节交流电流源的输出功率。
14.根据权利要求12所述的照明系统，其特征在于，所述发光二极管阵列进一步包括一与任意一发光二极管组件串联的采样电阻，所述电流比较器通过获得采样电阻两端的电压值进而获得流过发光二极管中的电流值。
15.根据权利要求13所述的照明系统，其特征在于，所述发光二极管阵列进一步包括一与任意一发光二极管组件串联的采样电感，所述电流比较器通过设置一同所述采样电感耦合的耦合电感来获得流过发光二极管中的电流值。
16.根据权利要求12所述的照明系统，其特征在于，所述输出功率控制模块进一步包括一比例积分调节器和一开关电路驱动器； 所述比例积分调节器的输入端电学连接至所述发光二极管阵列，所述比例积分调节器的输出端电学连接至所述开关电路驱动器的输入端； 所述开关电路驱动器的输出端电学连接至所述交流电流源，用以调节交流电流源的输出功率； 所述调光模块的输出端电学连接至所述开关电路驱动器，直接调节所述开关电路驱动器的输出频率，进而调节交流电流源的输出功率和发光二极管阵列的照明亮度。
17.根据权利要求12所述的照明系统，其特征在于，所述发光二极管阵列进一步包括一开关组件，所述开关组件与所述第一、第二和第三发光二极管组件中的任意一个并联，所述调光模块电学连接至所述开关组件，用以控制开关组件的开关，从而控制与所述开关组件连接的发光二极管组件的工作状态，进而调节发光二极管阵列的照明亮度。
18.一种灯具，其特征在于，所述灯具具有发光灯板和驱动板，所述发光灯板与所述驱动板通过布线电性连接； 其中所述发光灯板配设有一发光二极管阵列，所述驱动板配设有一交流电流源，所述发光二极管阵列包括一第一发光二极管组件、一第二发光二极管组件、一第三发光二极管组件、一第一均流单元、以及一第二均流单元。
19.根据权利要求18所述的灯具，其特征在于，所述发光二极管阵列的所述第一均流单元和所述第一发光二极管组件进一步构成一第一标准件，所述第二均流单元和所述第二发光二极管组件进一步构成一第二标准件；所述第一标准件和所述第二标准件具有相同的内部连接结构和外部接口。
20.根据权利要求19所述的灯具，其特征在于，所述第一标准件中进一步包括了一第一过压保护器；所述第二标准件中进一步包括了一第二过压保护器；其中，所述第一过压保护器与所述第一发光二极管组件连接，所述第二过压保护器与所述第二发光二极管组件连接，用以防止所述第一发光二极管组件与所述第二发光二极管组件两端电压超过设定值。
21.根据权利要求20所述的灯具，其特征在于，所述第一标准件中进一步配设有与第一发光二极管组件同向串联的第一整流二极管；所述第二标准件中进一步配设有与第二发光二极管组件同向串联的第二整流二极管。
22.根据权利要求21所述的灯具，其特征在于，所述第一标准件中进一步配设有与第一发光二极管组件并联的第一滤波电容；所述第二标准件中进一步配设有与第二发光二极管组件并联的第二滤波电容。
23.根据权利要求22所述的灯具，其特征在于，所述第一标准件中进一步包括了一第一过压保护二极管；所述第二标准件中进一步包括了一第二过压保护二极管，其中，所述第一过压保护二极管与所述第一发光二极管组件同向串联，所述第二过压保护二极管与所述第二发光二极管组件同向串联，用以防止所述第一发光二极管组件与所述第二发光二极管组件任意两端电压超过设定值。
24.根据权利要求18所述的灯具，其特征在于，所述驱动板进一步配设有一调光模块、一交流电流源、以及一输出功率控制模块； 所述交流电流源耦接至所述发光二极管阵列，用以为所述发光二极管阵列供电； 所述发光二极管阵列与所述输出功率控制模块耦接，用以为所述输出功率控制模块提供发光二极管阵列的内部电流信息； 所述输出功率控制模块进一步耦接至所述交流电流源，形成一闭环的控制链路，用以对所述交流电流源的输出功率实施闭环控制； 所述调光模块耦 接至所述闭环控制链路中，用以调节发光二极管阵列的照明亮度。
全文摘要
本发明是有关于照明装置、照明系统以及灯具。所述照明系统包括一照明装置以及一调光模块，所述照明装置进一步包括一交流电流源、一发光二极管阵列、以及一输出功率控制模块；所述交流电流源耦接至所述发光二极管阵列，所述发光二极管阵列与所述输出功率控制模块耦接，所述输出功率控制模块进一步耦接至所述交流电流源，形成一闭环的控制链路；所述调光模块耦接至所述闭环控制链路中，用以调节发光二极管阵列的照明亮度。
文档编号H05B37/02GK103249211SQ20121010531
公开日2013年8月14日 申请日期2012年4月12日 优先权日2012年2月9日
发明者徐立智, 张伟强, 应建平, 周清和, 吴享珍 申请人:台达电子企业管理(上海)有限公司