CN105430816A - 一种发光控制装置、及使用该发光控制装置的发光系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于发光二极管LED灯具的控制装置，包括：电子控制器，用于基于外部输入，按照预设的处理程序来分别输出高色温控制信号、低色温控制信号、以及调光控制信号；第一组LED发光体；第二组LED发光体；第一可变输出恒流源，提供电流输出至所述第一组LED发光体；第二可变输出恒流源，提供电流输出至所述第二组LED发光体；其中，所述第一可变输出恒流源根据高色温控制信号以及调光控制信号两者来提供最后的电流输出至所述第一组LED发光体，所述第二可变输出恒流源根据低色温控制信号以及调光控制信号两者来提供最后的电流输出至所述第二组LED发光体。本申请能够简单而有效地对LED发光体进行色温和光亮度的连续或多级控制，根据人们的生活需要提供了舒适的照明环境，也有效地节约了能源。

Description

一种发光控制装置、及使用该发光控制装置的发光系统和控制方法

技术领域

本申请涉及使用发光二极管(LED)的灯具的应用和控制领域，更具体地，本发明公开了一种控制装置及使用该发光控制装置的发光系统，用于控制LED灯具在预设色温点之间的多个受控色温调节幅度，并且可以实现调光时色温不发生明显变化的效果。

本申请有利于使用在家用和商用的发光二极管灯具或其他照明设施上。

背景技术

随着科学技术的发展，半导体照明技术因节能、环保、寿命长等特点而被广泛应用于各个领域，特别是大功率白光发光二极管(LED)芯片技术日趋成熟，产品涵盖了更多的尺寸，电压，流明输出和色温。

对于一般照明而言，人们希望能像调节普通灯具那样地调节LED灯具，并获得类似于太阳光或烛光的照明效果。这就对LED灯具的色温和光度调节提出了更高的要求。

目前，现有技术中已经提出了若干种改变LED灯具的输出色彩的方法和结构。例如，美国专利4837565提出了使用红色LED和绿色LED来产生黄色，美国专利8212466提出了使用两组不同波长的LED根据普朗克轨迹(planckianlocus)来产生组合的色温。

在现有技术的多种LED灯具调节技术中，仍然存在不少技术缺陷。例如，当存在多组LED时，需要复杂的控制电路来控制每一组LED，增加了设计复杂度和生产成本；使用多组LED的组合时，无法获得较大的调节范围。因此，目前业界仍然需要一种设计简单且能够大范围调节色温和调光的LED灯具控制系统。

发明内容

针对以上现有技术缺陷，本申请的目的之一是提供一种结构简单、生产成本低廉的控制装置以控制LED灯具的色温和亮度。本申请提出了一种电子控制器，包括两个独立的控制输入：色温和亮度水平。本申请的控制器能接受目前可用的各种常规输入方式，诸如两个独立的0-10V直流灯光控制信号、脉宽调制信号(PWM)、更可用LED数字调光方案(DLT)的控制信号、或数字可寻址照明接口(DALI)使用单一组的信号线来同时控制色温和亮度水平。本申请的控制器能够同时控制多组LED串，实现在调光输出最高的时候,其中至少一组LED处于最大输出的水平，并具有在各LED串的色温之间的色温全范围可调的特点，由此提高了LED发光系统的整体性能。本申请的控制器可以使用本领域已知的多种技术来构建，例如单片机(MCU)，生产成本低并可以被自由编程为接受多种不同的有线或无线控制信号，以实现静态或动态的独立色温和调光连续或分级预设。

根据本申请的第一个方面，提出了一种发光控制装置，包括：

电子控制器，具有色温控制输入端和调光控制输入端，分别用于接收外部输入的色温控制输入信号和调光控制输入信号，并具有第一色温控制输出端、第二色温控制输出端、以及调光控制输出端，用于基于外部输入的所述色温控制输入信号和所述调光控制输入信号，按照预设的处理程序来分别输出第一色温控制信号和第二色温控制信号以调节发光效果的色温、并且输出调光控制信号以进行调光；第一可变输出恒流源，包括：第一色温控制输入端，耦合至所述电子控制器的第一色温控制输出端，用于接收第一色温控制信号，调光控制输入端，耦合至所述电子控制器的调光控制输出端，用于接收调光控制信号，第一输出端，提供第一电流输出；第二可变输出恒流源，包括：第二色温控制输入端，耦合至所述电子控制器的第二色温控制输出端，用于接收第二色温控制信号，调光控制输入端，耦合至所述电子控制器的调光控制输出端，用于接收调光控制信号，第二输出端，提供第二电流输出；其中，所述第一可变输出恒流源根据所述第一色温控制信号来调节所述第一电流输出的大小，并根据所述调光控制信号两者来调节所述第一电流输出大小的比例，所述第二可变输出恒流源根据第二色温控制信号来调节所述第二电流输出的大小，并根据所述调光控制信号两者来调节所述第二电流输出大小的比例，通过控制所述第一可变输出恒流源的第一电流输出和所述第二可变输出恒流源的第二电流输出的大小及比例来调节色温和/或调光的发光效果。

根据本申请的第二个方面，所述第一色温控制信号是第一脉冲宽度色温控制信号，所述第二色温控制信号是第二脉冲宽度色温控制信号，所述调光控制信号是DC电平调光控制信号。

根据本申请的第三个方面，所述电子控制器包括：微型控制单元，存储预设的可编程程序，并包括多个IO通道，用于分别接收如下输入控制信号中的一种或多种：主开关检测输入信号、数字调光方案的控制输入信号、DC电压格式的色温控制输入信号、DC电压格式的调光控制输入信号，所述微型控制单元基于上述输入控制信号和内部预设的程序，输出内部PWM色温控制信号、内部PWM调光控制信号、50％占空比的PWM同步信号；PWM源选择器，耦合到所述微型控制单元的内部PWM色温控制信号输出端和内部PWM调光控制信号输出端，并耦合并接收外部PWM色温控制输入信号和外部PWM调光控制输入信号，用于决定是选用所述微型控制单元所输出的内部PWM色温控制信号和内部PWM调光控制信号还是选用外部输入的外部PWM色温控制输入信号和外部PWM调光控制输入信号，并将所选的内部PWM色温控制信号或外部输入的外部PWM色温控制输入信号作为PWM色温控制信号而输出往PWM至脉冲宽度处理单元，将所选的内部PWM调光控制信号或外部输入的外部PWM调光控制输入信号作为PWM调光控制信号输出往PWM电压积分器；PWM至脉冲宽度处理单元，耦合至所述PWM源选择器的输出，用于基于输入的PWM色温控制信号和50％占空比的PWM同步信号，产生所述第一脉冲宽度色温控制信号给所述第一可变输出恒流源、产生所述第二脉冲宽度色温控制信号给所述第二可变输出恒流源，在任何时候,所述第一脉冲宽度色温控制信号和所述第二脉冲宽度色温控制信号的其中一个会处于满度输出状态，而另一个则会被控制在最大输出状态和最小输出状态之间；PWM电压积分器，耦合至所述PWM源选择器的输出，用于对输入的PWM调光控制信号进行积分，产生与PWM脉冲宽度成正比的平稳的DC电压值，作为所述DC电平调光控制信号提供给所述第一可变输出恒流源和所述第二可变输出恒流源。

根据本申请的第四个方面，所述PWM至脉冲宽度处理单元包括：反相器，接收所述50％占空比的PWM同步信号，并将其反相，提供給第一异或门(G1)；所述第一异或门，包括第一输入端用于接收所述反相器的输出并包括第二输入端用于接收所述PWM色温控制信号，并将所述反相器的输出与所述PWM色温控制信号进行比较，如果所述PWM色温控制信号的占空比为50％以上，便可以在所述第一异或门的输出端得到高电平输出，该输出信号被提供到D型触发器的D输入；延迟线(DL1)和第二异或门(G2)组成脉冲发生器,所述延迟线的输入接收所述50％占空比的PWM同步信号，所述延迟线的输出同样被提供給所述第二异或门，所述第二异或门比较所述延迟线的输出与所述50％占空比的PWM同步信号，以在PWM周期的0％和50％两点提供时钟脉冲信号到所述D型触发器的CLK端；所述D型触发器Q，包括D输入、CLK输入、Q输出和NOT-Q输出，所述D输入耦合到所述第一异或门的输出，所述CLK输入耦合到所述第二异或门的输出、所述Q输出耦合到第一或门，所述NOT-Q输出耦合到第三异或门(G3)，当所述PWM色温控制信号的占空比大于50％时，Q输出在PWM同步信号周期的前50％产生高电平的输出信号，然后于PWM同步信号周期的余下后50％复位至低电平，并且当所述PWM色温控制信号的占空比小于50％时，Q输出在整个PWM刷新周期上保持为低电平。而D型触发器的所述NOT-Q输出与所述Q输出反相；所述第一或门接收所述Q输出和所述PWM色温控制信号，进行逻辑或操作并且其输出耦合至第一缓冲器，所述第一缓冲器的输出提供所述第一脉冲宽度色温控制信号；所述第三异或门接收所述NOT-Q输出和所述PWM色温控制信号，并且输出耦合至第二缓冲器，所述第二缓冲器的输出提供所述第二脉冲宽度色温控制信号；当PWM色温控制输入信号的占空比小于50％时，所述第一或门的输出使得所述第一脉冲宽度色温控制信号跟随所述PWM色温控制信号而变化，而所述D型触发器的NOT-Q输出处于高电平,所述第三异或门的输出使得所述第二脉冲宽度色温控制信号变成高电平信号；当所述PWM色温控制信号的占空比大于50％时，所述第一或门的输出使得所述第一脉冲宽度色温控制信号选用所述D型触发器的Q输出的高电平信号，而所述D型触发器的NOT-Q输出处于低电平,所述第三异或门的输出使得所述第二脉冲宽度色温控制信号跟随所述PWM色温控制信号而变化；由此，使得所述第一脉冲宽度色温控制信号和所述第二脉冲宽度色温控制信号的其中一个会处于满度输出状态，而另一个则会被控制在最大输出状态和最小输出状态之间。

根据本申请的第五个方面，以上的控制装置还包括：同步信号发生器，耦合至所述微型控制单元和所述PWM源选择器，当确定选用从外部输入的外部PWM色温控制输入信号时，监测及利用所述外部PWM色温控制输入信号的刷新率，产生50％占空比的PWM同步信号，代替由所述微型控制单元所提供的50％占空比的PWM同步信号，并输出给所述PWM至脉冲宽度处理单元。

根据本申请的第六个方面，在以上的控制装置中，当需要不同水平的色温和调光时，所述第一脉冲宽度色温控制信号被设置为提供第一比例的脉冲宽度以确定所述第一电流输出的大小，所述第二脉冲宽度色温控制信号被设置为提供第二比例的脉冲宽度以确定所述第二电流输出的大小，所述DC电平调光控制信号被设置为允许所述第一可变输出恒流源将所述第一电流输出控制在由所述第一比例的脉冲宽度所确定的大小的第一百分比范围内，并允许所述第二可变输出恒流源将所述第二电流输出控制在由所述第二比例的脉冲宽度所确定的大小的第二百分比范围内。

根据本申请的第七个方面，以上的控制装置包括以下工作状况：当需要高色温输出时，所述第一脉冲宽度色温控制信号被设置为提供约100％的脉冲宽度，所述第二脉冲宽度色温控制信号被设置为提供约2％的脉冲宽度；配合所述DC电平调光控制信号0％-100％的范围,所述第一可变输出恒流源的所述第一电流输出为0％-约100％，而所述第二可变输出恒流源的所述第二电流输出为0％-约2％；当需要低色温输出时，所述第一脉冲宽度色温控制信号被设置为提供约2％的脉冲宽度，所述第二脉冲宽度色温控制信号被设置为提供约100％的脉冲宽度；配合所述DC电平调光控制信号0％-100％的范围，所述第一可变输出恒流源的所述第一电流输出为0％-约2％，而所述第二可变输出恒流源的所述第二电流输出为0％-约100％；当需要相对较高的色温输出时，所述第一脉冲宽度色温控制信号被设置为提供约100％的脉冲宽度，所述第二脉冲宽度色温控制信号被设置为提供20％的脉冲宽度；配合所述DC电平调光控制信号0％-100％的范围,所述第一可变输出恒流源的所述第一电流输出为0％-约100％，而所述第二可变输出恒流源的所述第二电流输出为0％-20％；当需要相对较低的色温输出时，所述第一脉冲宽度色温控制信号被设置为提供10％的脉冲宽度，所述第二脉冲宽度色温控制信号被设置为提供约100％的脉冲宽度；配合所述DC电平调光控制信号0％-100％的范围,所述第一可变输出恒流源的所述第一电流输出为0％-10％而所述第二可变输出恒流源的所述第二电流输出为0％-约100％。

根据本申请的第八个方面，该控制装置进一步包括：AC-DC电源变换器，所述电子控制器的色温控制输入端和调光控制输入端分别耦合至DC电压格式的色温控制输入端和调光控制输入端，所述AC-DC电源变换器进一步耦合至墙面开关；所述墙面开关可以在通ON和断OFF之间切换，并将主电源输入提供给所述AC-DC电源变换器、所述第一可变输出恒流源和所述第二可变输出恒流源；所述AC-DC电源变换器将所述墙面开关输入的主电源输入转换为DC输入供电给电子控制器，并基于所述墙面开关的通/断状态的切换，生成主开关检测输入信号，提供给所述电子控制器的所述色温控制输入端和所述调光控制输入端,所述电子控制器按照预设的处理程序来提供所述第一色温控制信号、所述第二色温控制信号和所述调光控制信号的输出。

根据本申请的第九个方面，该控制装置包括：AC-DC电源变换器，所述电子控制器的色温控制输入端和调光控制输入端分别耦合至DC电压格式的色温控制输入和调光控制输入，所述电子控制器耦合至AC-DC电源变换器；主电源输入被提供给所述AC-DC电源变换器、所述第一可变输出恒流源和所述第二可变输出恒流源；所述AC-DC电源变换器将所述主电源输入转换为DC输入提供给电子控制器；所述DC电压格式的色温控制输入端和调光控制输入端提供DC电压格式的色温控制输入信号和DC电压格式的调光控制输入信号给所述电子控制器中的所述微型控制单元，使得所述电子控制器按照预设的处理程序来提供所述第一色温控制信号、所述第二色温控制信号和所述调光控制信号的输出。

根据本申请的第十个方面，该控制装置还包括：无线模块，耦合至所述电子控制器，并耦合至无线天线，用于通过所述无线天线从用户的控制设备无线地去接收色温控制输入信号和调光控制输入信号，进行处理和识别，产生PWM格式的色温控制输入信号和PWM格式的调光控制输入信号；AC-DC电源变换器，所述电子控制器耦合至所述AC-DC电源变换器；主电源输入提供电源给所述AC-DC电源变换器、所述第一可变输出恒流源和所述第二可变输出恒流源；所述AC-DC电源变换器将所述主电源输入转换为DC输入提供给电子控制器和所述无线模块；所述电子控制器的色温控制输入端和调光控制输入端分别耦合至无线模块，接收所述PWM格式的色温控制输入信号和PWM格式的调光控制输入信号，并进一步绕过所述微型控制单元而直接提供给PWM源选择器，使得所述电子控制器按照预设的处理程序来提供所述第一色温控制信号、所述第二色温控制信号和所述调光控制信号的输出。

根据本申请的第十一个方面，该控制装置还包括：具有MCU功能的无线模块，耦合至所述电子控制器，并耦合至无线天线，包括：带有实时时钟的微处理器，所述该微处理器通过无线天线与用户的控制设备进行通信，获取用户基于时间的控制表，所述控制表可以是用户自定义的用于规定在每天的不同的特定时间点时需要采取的色温和调光控制要求，所述微处理器存储所述控制表，并根据控制表中的要求，在特定时间点到达时输出相应的PWM格式的色温控制输入信号和PWM格式的调光控制输入信号至所述电子控制器；AC-DC电源变换器，所述电子控制器耦合至所述AC-DC电源变换器；主电源输入被提供给所述AC-DC电源变换器、所述第一可变输出恒流源和所述第二可变输出恒流源；所述AC-DC电源变换器将所述主电源输入转换为DC输入提供给电子控制器和所述具有MCU功能的无线模块；所述电子控制器的色温控制输入端和调光控制输入端分别耦合至所述具有MCU功能的无线模块，接收所述PWM格式的色温控制输入信号和所述PWM格式的调光控制输入信号，并进一步绕过所述微型控制单元而直接提供给PWM源选择器，使得所述电子控制器按照预设的处理程序来提供所述第一色温控制信号、所述第二色温控制信号和所述调光控制信号的输出。

根据本申请的第十二个方面，该控制装置还包括：AC-DC电源变换器，耦合至所述电子控制器，其中所述电子控制器包括数字式照明控制输入端，耦合至外接的数字式照明控制线路，用于接收外部输入的数字照明控制输入信号；所述墙面开关可以在通ON和断OFF之间切换，并将主电源输入提供给所述AC-DC电源变换器、所述第一可变输出恒流源和所述第二可变输出恒流源；所述数字照明控制输入信号被提供给所述电子控制器中的所述微型控制单元,所述微型控制单元根据预设的处理程序程序，基于所述数字照明控制输入信号来产生并提供所述第一色温控制信号、所述第二色温控制信号和所述调光控制信号的输出。

根据本申请的第十三个方面，所述预设的处理程序是可编程的，并且在出厂时被预先设置在所述微型控制单元中的，并且可以根据不同的实施情况的需要进行编程修改或升级。

根据本申请的第十四个方面，所述第一可变输出恒流源将所述第一电流输出提供给耦合在所述第一可变输出恒流源的所述第一输出端的第一组LED发光体，所述第二可变输出恒流源将所述第二电流输出提供给耦合在所述第二可变输出恒流源的所述第二输出端的第二组LED发光体；所述第一组LED发光体的色温高于所述第二组LED发光体的色温。

根据本申请的第十五个方面，提出了一种发光系统，包括：如以上多个方面所述的发光控制装置；耦合在所述第一可变输出恒流源的所述第一输出端的第一组LED发光体，以及耦合在所述第二可变输出恒流源的所述第二输出端的第二组LED发光体；所述第一组LED发光体的色温高于所述第而组LED发光体的色温。

根据本申请的第十六个方面，提出了一种发光系统的控制方法，包括：启用初始化工作状态，提供预设的色温和光亮度效果；判断是否接收到色温控制输入信号和调光控制输入信号；如果接收到色温控制输入信号和调光控制输入信号，则按照预设的处理程序来设置新的工作模式；根据所设置的工作模式，产生相应的色温控制信号和调光控制信号给第一可变输出恒流源和第二可变输出恒流源；基于所述相应的色温控制信号和调光控制信号，所述第一可变输出恒流源和第二可变输出恒流源分别输出第一电流输出和第二电流输出至第一组LED发光体和第二组LED发光体；基于所述第一电流输出和所述第二电流输出，所述第一组LED发光体和所述第二组LED发光体根据接收到的DC电流输出进行发光；其中所述第一可变输出恒流源根据所述第一色温控制信号来调节所述第一电流输出的大小，并根据所述调光控制信号两者来调节所述第一电流输出大小的比例，所述第二可变输出恒流源根据第二色温控制信号来调节所述第二电流输出的大小，并根据所述调光控制信号两者来调节所述第二电流输出大小的比例，由此调节发光效果的色温和/或调光。

根据本申请的第十七个方面，还包括：判断是否电源关闭，如果电源关闭，则所述发光系统关机，否则，所述第一组LED发光体和所述第二组LED发光体保持输出状态不变。

根据本申请的第十八个方面，所述预设的处理程序是可编程的，并且在出厂时被预先设置在所述微型控制单元中的，并且可以根据不同的实施情况的需要进行编程修改或升级，所述初始化工作状态由生产商预先设置在发光系统的电子控制器中的，并提供了可以是如下之一的初始化的工作模式：预先设定的结合色温和流明均为最低的工作状态，即色温/光亮度最低的效果；预先设定的结合色温和流明均为最高的工作状态，即色温/光亮度最高的效果；前次发光系统关闭时的结合色温和流明的最后工作状态

根据本申请的第十九个方面，判断是否接收到色温控制输入信号和调光控制输入信号包括：如果没有接收到色温控制输入信号和调光控制输入信号，则继续保持在当前的工作模式。

根据本申请的第二十个方面，所述方法被用于控制如以上多个方面所述的所示的发光系统。

根据本申请而实现的LED灯具能减少零售商对不同色温LED灯具库存数量的需求，向用户提供舒适的照明环境，给终端用户或商业用户提供了低成本的适宜人类体感的照明解决方案。

应当理解，本申请以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本申请提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本申请原理的作用。在结合附图并阅读了下面的对特定的非限制性本申请的实施例之后，本申请的其他特征以及优点将变得显而易见。其中：

图1是根据本申请的一个实施例的控制装置的概念性原理结构图；

图2示出了根据本申请的一个实施例的图1中的电子控制器的实现原理图；

图2A示出了PWM同步信号发生器的一种实施方案；

图2B示出了PWM至脉冲宽度处理单元的一种实施方式；

图2C示出了PWM电压积分器的一种实施方式；

图3示出了根据本申请的一个实施例的第一种具体实施结构；

图4示出了根据本申请的一个实施例的第二种具体实施结构；

图5示出了根据本申请的一个实施例的第三种具体实施结构；

图6示出了根据本申请的一个实施例的第四种具体实施结构；

图7示出了根据本申请的一个实施例的第五种具体实施结构；

图8示出了根据本申请的一个实施例的调光控制过程的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本申请的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

图1是根据本申请的一个实施例的控制装置的概念性原理结构图。图1主要由三部分组成：多组发光二极管LED发光体、向多组LED提供直流DC电平输出控制信号的电流源，以及根据外部输入的控制信号对电流源进行控制的电子控制器。

如图1所示，电子控制器102被配置为实现本申请的一个或多个实施例。电子控制器102的色温控制输入端和调光控制输入端接收从外部而来的用户输入的色温控制输入信号和调光控制输入信号，根据这些用户输入的控制信号，按照预设的程序来生成三个输出控制信号：在高色温控制输出端的高色温控制信号、在低色温控制输出端的低色温控制信号、以及在调光控制输出端的调光控制信号。电子控制器102的结构将在下文中结合附图3进行进一步的详述。在一个实施例中，高色温控制信号和低色温控制信号是脉冲宽度形式的控制信号，调光控制信号是DC形式的控制信号。在一个实施例中，电子控制器102可以接收各种格式的常规的用户输入，包括但不限于：两个独立的0-10V直流灯光控制信号、外部输入的脉宽调制信号(PWM)、LED数字调光方案(DLT)的控制信号、或数字可寻址照明接口(DALI)。DLT标准为IEC62756，DALI标准为IEC62386。在一个实施例中，借由该电子控制器102，用户可以使用常规的用户输入来调节LED发光体的组合色温和光亮度，实现色温调节/调光。在一个实施例中，借由该电子控制器102，用户可以使用常规的用户输入来启用/禁用预设的控制时间表，以在一天中的不同特定时间点自动输出控制信号以调节LED灯具的色温和光亮度，实现完全自动的环境照明解决方案。

电流源包括高色温可变输出恒流源104和低色温可变输出恒流源106。高色温可变输出恒流源104耦合至电子控制器102的高色温控制输出端和调光控制输出端，并具有一组DC电流输出端，在该组DC电流输出端之间耦合有第一组高色温LED发光体，借此，向该第一组高色温LED发光体提供DC电流输出。低色温可变输出恒流源106耦合至电子控制器102的低色温控制输出端和调光控制输出端，并同样具有一组DC电流输出端，在该组DC电流输出端之间耦合有第二组低色温LED发光体，借此，向该第二组低色温LED发光体提供DC电流输出。

在一个实施例中，高色温可变输出恒流源104和低色温可变输出恒流源106是降压,升降压或反激式拓扑结构的开关电源稳压器。虽然图1中仅仅示出了两个可变输出恒流源和相应的LED串，但本领域技术人员可以理解到，出于技术效果和成本效益的考虑，在条件允许的情况下可以设置两个或两个以上的可变输出恒流源和相应的LED串。例如，在另一个实施例中，可以设置四组可变输出恒流源和相应的LED串。本申请的当前描述均是示例性的用于说明高色温可变输出恒流源104和低色温可变输出恒流源106和连接关系，并不旨在限制其实施的数量。

根据一个实施例，第一组高色温LED串和第二组低色温LED串由一个或多个色温的蓝光激发荧光粉转换白光的LED芯片所组成，其组成方式可以是串联、并联或串并联组合。蓝光激发荧光粉转换白光的LED芯片相比于其他单色频谱LED芯片(例如650nm左右的红色LED))而言具有更好的热衰减和老化衰减特性，这样，可以在不同温度下操作、或可以将不同老化程度的LED灯具放在一起运行而没有明显的色温差异。第一组高色温LED发光体的设定色温与第二组低色温LED发光体的设定色温不同。在一个实施例中，第二组LED发光体的色温低于第一组LED发光体的色温。在另一个实施例中，第一组高色温LED发光体的色温为7000K，第二组高色温LED发光体的色温为2000K。

高色温可变输出恒流源104耦合至电子控制器102的高色温控制输出端和调光控制输出端，用于接收脉冲宽度格式的高色温控制信号和DC电平的调光控制信号。低色温可变输出恒流源106耦合至电子控制器102的低色温控制输出端和调光控制输出端，接收脉冲宽度格式的低色温控制信号和同一个DC电平调光控制信号。

对于脉冲宽度格式的高/低色温控制信号，当脉冲宽度信号宽度增加时，可变输出恒流源104、106的DC电流输出大小增加，当脉冲宽度信号宽度减少时，可变输出恒流源104、106的DC电流输出大小降低。由此，通过提供不同宽度的脉冲宽度信号，可以经由可变输出恒流源104、106向第一组高色温LED发光体和第二组低色温LED发光体提供不同大小的DC电流输出，由此使得第一组高色温LED发光体和第二组低色温LED发光体所产生的组合色温发生变化。在任何时候,提供给可变输出恒流源104、106的两个脉冲宽度色温控制信号的其中一个会处于满度输出状态，而另一个脉冲宽度色温控制信号则会控制在最大和最小输出状态之间.。

对于DC电平调光控制信号，在一个实施例中，其可以是0-10V的电压控制信号，用于向可变输出恒流源104、106指示不同的调光控制水平。DC电平调光控制信号越低，可变输出恒流源104、106的电流输出比例就越低。在一个实施例中，DC电平调光控制信号为10V，则可变输出恒流源104、106输出由脉冲宽度色温控制信号所指示的电流输出大小的完全比例，即由脉冲宽度色温控制信号所指示的电流输出为满额输出。当DC电平调光控制信号为5V时，则可变输出恒流源104、106输出可由脉冲宽度色温控制信号所指示的电流输出大小的一半，即，输出由脉冲宽度色温控制信号所指示的电流输出大小的50％。当DC电平调光控制信号为2V，则可变输出恒流源104、106输出可由脉冲宽度色温控制信号所指示的电流输出大小的20％。可见，可变输出恒流源104、106是同时根据脉冲宽度色温控制信号和DC电平调光控制信号两者来提供最后的最终电流输出。

当需要不同水平的色温和调光时，提供给可变输出恒流源104的高色温控制信号被设置为提供第一比例的脉冲宽度以确定提供给第一组LED发光体的电流输出的大小，提供给可变输出恒流源106的低色温控制信号被设置为提供第二比例的脉冲宽度以确定提供给第二组LED发光体的电流输出的大小。在任何时候,第一比例的脉冲宽度和第二比例的脉冲宽度的其中一个脉冲宽度会处于满度输出状态，而另一个脉冲宽度则会控制在最大和最小输出状态之间。DC电平调光控制信号被设置为允许可变输出恒流源104将提供给第一组LED发光体的电流输出控制在由所述第一比例的脉冲宽度所确定的大小的第一百分比范围内，并允许可变输出恒流源106将提供给第二组LED发光体的电流输出控制在由所述第二比例的脉冲宽度所确定的大小的第二百分比范围内。

接下来将给出多种可能的实施情况。本领域技术人员可以理解到，以下给出的实施情况仅仅是示例性的，并不旨在将本申请的实现情况穷举或限制为仅有这些。本领域技术人员会知晓，在PWM或脉冲宽度控制装置中需要同步控制器,基本上不能提供全范围的0-100％输出脉宽,因此在如下的实施情况中，选用了最低占空比2％和满额占空比100％的范围来示范.。

在一个实施例中,当需要高色温时，高色温控制信号被设置为提供100％的脉冲宽度，低色温控制信号被设置为提供2％的脉冲宽度；配合所述DC电平调光控制信号0％-100％的范围，允许可变输出恒流源104的电流输出为由100％的脉冲宽度所确定的大小的0％-100％，并允许可变输出恒流源106的电流输出为由0％的脉冲宽度所确定的大小的0％-2％；

当需要低色温时，高色温控制信号被设置为提供2％的脉冲宽度，低色温控制信号被设置为提供100％的脉冲宽度；配合所述DC电平调光控制信号0％-100％的范围，允许可变输出恒流源104的电流输出为由2％的脉冲宽度所确定的大小的0％-2％，并允许可变输出恒流源106的所述第二电流输出为由100％的脉冲宽度所确定的大小的0％-100％；

当需要相对较高的色温时，高色温控制信号被设置为提供100％的脉冲宽度，低色温控制信号被设置为提供20％的脉冲宽度；配合所述DC电平调光控制信号0％-100％的范围，允许可变输出恒流源104的电流输出为由100％的脉冲宽度所确定的大小的0％-100％，并允许可变输出恒流源106的电流输出为由20％的脉冲宽度所确定的大小的0％-20％；

当需要相对较低的色温时，高色温控制信号被设置为提供10％的脉冲宽度，低色温控制信号被设置为提供100％的脉冲宽度；配合所述DC电平调光控制信号0％-100％的范围，允许可变输出恒流源104的电流输出为由10％的脉冲宽度所确定的大小的0％-10％，并允许可变输出恒流源106的电流输出为由100％的脉冲宽度所确定的大小的0％-100％；

从以上可以看出，当经由DC电平调光控制信号对可变输出恒流源104、106的电流输出的大小比例进行控制时，脉冲宽度信号的脉冲宽度不发生改变，由此，对LED发光体进行调光的过程和对LED发光体调色温的过程两者之间是独立的，可以分别单独地进行。这提高了用户控制色温和光亮度的随意性，提高了用户体验。

图2示出了根据本申请的一个实施例的电子控制器102的实现原理图。如图所示，电子控制器102包括微型控制单元(MCU)，作为核心控制和程序存储单元。MCU可以采用业界常用的各种可编程逻辑处理器件，其包括足以接收本申请的数字和模拟输入信号，并能存储预设的可编程程序。例如，MCU可以采用美国德州仪器公司出品的带有10通道I/O的MSP430F系列，或采用美国微芯科技公司出品的带有12通道I/O的PIC16F系列。MCU可以包括多个通用IO输入和模拟输入，用于分别接收四种输入控制信号：主开关检测输入信号、数字调光方案(例如：DALI、DLT)的控制输入信号,DC0-10V色温控制输入信号、DC0-10V调光控制输入信号。而外部PWM色温控制输入信号和外部PWM调光控制输入信号则可以绕过MCU而被直接提供给后续电路组件(即，下文将讨论的PWM源选择器)。根据实现方式的不同，不需要全部采用这些输入控制信号。例如，可以仅仅包括有模拟输入用于接收DC0-10V色温控制输入信号、DC0-10V调光控制输入信号。基于外部输入的控制信号和内部预设的程序，MCU输出内部PWM色温控制信号、内部PWM调光控制信号以及(在一个实施情况下可选的)50％占空比的PWM同步信号。图2所述的电子控制器还包括PWM源选择器，耦合到MCU的内部PWM色温控制信号输出端和内部PWM调光控制信号输出端，并耦合以接收外部PWM色温控制输入信号、外部PWM调光控制输入信号。经由PWM源选择器的开关选择，可以决定是选用MCU所输出的内部PWM色温控制信号和内部PWM调光控制信号还是选用外部输入的外部PWM色温控制输入信号和外部PWM调光控制输入信号。当如下文的采用内部方式(例如，主开关检测输入信号、数字调光方案(例如：DALI、DLT)的控制输入信号,DC0-10V色温控制输入信号、DC0-10V调光控制输入信号)来提供输入控制信号时，MCU将这些输入的控制信号转换为内部PWM色温/调光控制输出信号和50％占空比的PWM同步信号并直接输出給PWM至脉冲宽度处理单元，并将PWM源选择器的开关切换为使用内部PWM色温/调光控制输入信号。当如下文的采用外部方式(例如，无线控制终端)提供的外部PWM色温/调光控制输入信号时，可以绕过MCU，将PWM源选择器的开关切换为使用外部PWM色温/调光控制输入信号。所决定选用的(内部或外部)PWM色温控制输入信号被用作为PWM色温控制信号被提供给PWM至脉冲宽度处理单元，所决定选用的(内部或外部)PWM调光控制输入信号被用作为PWM调光控制信号被提供给PWM电压积分器。PWM源选择器的开关可以在所述电子控制器的印刷电路板上用一个简单的双刀双掷机械式开关,或通过一个电子开关电路来实现，并可通过出厂预设,或在安装现场由安装人员选择是采用外部方式输入还是内部方式输入作为PWM源。

在此进一步示出了同步信号发生器，用于确定PWM色温控制信号的刷新率，监测及利用所述PWM色温控制信号的刷新率，产生一个50％占空比的PWM同步信号，一并输出给所述PWM至脉冲宽度处理单元。在一个实施例中，一般是在确定选用外部方式(例如，无线控制终端)提供的外部PWM色温控制信号时才启用该同步信号发生器用以处理外部PWM色温控制信号。在一个实施例中，当出厂预设或现场安装时确定选用内部PWM色温控制信号的情况下，这个50％占空比的PWM同步信号可以从微型控制单元直接供给到所述PWM至脉冲宽度处理单元(图2中虚线部分)，在此情况下可以不使用同步信号发生器，节省了使用同步信号发生器的相关费用。

进一步参考图2A，示出了PWM同步信号发生器的一种实施方案。PWM同步信号发生器使用一个普通的锁相回路,其中包括电压控制振荡器(VCO)，异或门(XOR)和“除2”电路。“除2”电路由D型触发器实现。VCO被设置在所述输入信号两倍的频率操作，其振荡范围能包含外部PWM色温控制信号的所需的操作频率。例如，当PWM输入的范围为300Hz到600Hz时，VCO的输出是600Hz到1.2kHz。VCO的输出通过“除2”电路被反馈至异或门，异或门被用作为相位比较器，其输入端接收输入信号，比较端接收“除2”电路的输出，并输出相位误差值。相位误差值通过RC网络(R1+C1)进行滤波，滤波后的信号被提供给VCO，用于调整VCO输出双倍PWM刷新率的信号，提供給D型触发器的时钟信号输入C1端。而50％占空比的PWM同步信号可输出以从D型触发器的Q端获得

PWM至脉冲宽度处理单元基于输入的PWM色温控制信号(即，由源选择器所确定使用的内部或外部的PWM色温控制信号)以及50％占空比的PWM同步信号，产生所述高色温脉冲宽度色温控制信号给高色温可变输出恒流源104、产生低色温脉冲宽度色温控制信号给低色温可变输出恒流源106，以分别控制高色温LED发光体和低色温LED发光体的输出亮度，进而达到控制最终的组合输出色温的目的。

参考附图2B，附图2B示出了PWM至脉冲宽度处理单元的一种实施方式，其包括：一系列脉冲发生器，逻辑门,反相器/缓冲器和D型触发器。

由同步信号发生器或是由MCU所提供的50％占空比的同步信号被反相，并与所述PWM色温控制信号(即，由源选择器所确定使用的外部或内部PWM色温控制信号)通过异或(XOR)门G1进行比较，如果PWM色温控制输入信号的占空比为50％以上，便可以在异或(XOR)门G1的输出得到高电平输出信号，该输出信号被提供到D型触发器的D输入。

50％占空比的同步信号也被连接到延迟线DL1和异或门G2组成的脉冲发生器,其中延迟线DL1的输出同样被提供給异或门G2，异或门G2比较延迟线DL1的输出与50％占空比的同步信号，以在PWM色温控制信号周期的0％和50％两点提供时钟脉冲信号到D型触发器的CLK端。

由此，所述D型触发器基于其D输入所接收到的输出脉冲信号以及CLK端收到的时钟脉冲信号，当PWM色温控制输入信号的占空比大于50％时，Q输出在PWM同步信号周期的前50％产生高电平的输出信号，然后于PWM同步信号周期的余下后50％复位至低电平。当PWM色温控制输入信号是小于50％占空比的PWM信号时，则Q输出在整个PWM刷新周期保持为低电平。而D型触发器的所述NOT-Q输出与所述Q输出反相。

D型触发器Q输出的信号通过二极管D2,和从PWM色温控制输入信号连接过来的D1组成一个或门,该或门进行逻辑OR操作后提供输出，该或门的输出经过第一输出缓冲器(缓冲器1)连接到高色温脉冲宽度控制信号输出端1。D型触发器的NOT-Q输出与PWM色温控制输入信号通过另一个异或门G3经过第二输出缓冲器(缓冲器2)连接到低色温脉冲宽度控制信号输出端2。

由此，结合以上的结构，当PWM色温控制信号(即，由源选择器所确定使用的外部或内部的PWM色温控制信号)的占空比小于50％时，或门的输出(即第一脉冲宽度色温控制信号)跟随该PWM色温控制信号而变化，而D型触发器的NOT-Q输出处于高电平,异或门G3的输出(即第二脉冲宽度色温控制信号)也变成高电平信号；

当PWM色温控制信号(即，由源选择器所确定使用的外部或内部的PWM色温控制信号)的占空比大于50％时，或门的输出(即第一脉冲宽度色温控制信号)选用Q输出的高电平信号，而D型触发器的NOT-Q输出处于低电平,异或门G3的输出(第二脉冲宽度色温控制信号)跟随该PWM色温控制信号而变化。

由此，在任何时候，两个脉冲宽度色温控制信号的其中一个会处于满度输出状态，而另一个脉冲宽度色温控制信号则会控制在最大和最小输出状态之间。

现在讨论PWM电压积分器。PWM电压积分器对输入的PWM调光控制信号(即，由源选择器所确定使用的内部或外部的PWM调光控制信号)进行积分，产生与脉冲宽度成正比的平稳的DC电压值，作为DC电平调光控制信号提供给可变输出恒流源104、106，以同时控制高色温LED发光体和低色温LED发光体的调光亮度。PWM电压积分器的一个实施方式被示出在附图2C中。本领域技术人员可以理解可以采用熟知的多种积分电路来实现对PWM调光控制信号进行积分。

在一种实施例中，如附图2C所示的，由源选择器所输出的PWM调光控制信号作为输入，通过二极管D1和电阻R1的组合向电容C1充电,当PWM调光控制信号是零电位时,电容C1对电阻R2放电,因此形成了电压积分电路,选择较长的R1/C1/R2时间常数，使得电容C1两端的电压与所输入的PWM调光控制信号的脉冲宽度成正比,脉冲宽度越长则电压越高,脉冲宽度越短则电压越低。电容C1的电压通过晶体管TR1、TR2被放大成0～10V的输出电压，并经电容C2平整波形后通过电阻R7连接到输出端子，输出为与脉冲宽度成正比的平稳的DC电平调光控制信号。

由此，通过电子控制器102，实现了基于外部输入不同方式的控制信号，基于可编程的预设程序，产生预定以的脉冲宽度色温控制信号和DC电平调光控制信号。

所述可编程的预设程序可以是出厂时预先设置在所述微型控制单元中的。并且，可以根据不同的实施情况的需要进行编程修改或升级。

以下将基于不同的用户外部输入控制信号的实现方式，来阐述本申请的不同的实施结构。

实施结构I

图3示出了根据本申请的一个实施例的第一种具体实施结构。图3中与图1相同或相似的部件将采用相同的名称和附图标记，并在此不再累述。

图3采用的用户外部输入为墙面开关。墙面开关是本领域的常用控制装置之一，可以在通(ON)和断(OFF)之间切换。墙面开关可以提供交流电AC形式的主电源输入。图3中包括AC-DC电源变换器，耦合至墙面开关，用于将输入的主电源输入(AC电流)转换为DC输入提供给电子控制器102。同时，基于用户对墙面开关的ON/OFF状态的切换(例如，从通ON切换到断OFF，随后又切换到通ON)，AC-DC电源变换器基于所述墙面开关的通/断状态的切换，生成主开关检测输入信号，提供给电子控制器102中的MCU。此时，电子控制器102的色温控制输入端和调光控制输入端被合并为一个，即用于接收该主开关检测信号。同时，墙面开关也将主电源输入提供给高色温可变输出恒流源104和低色温可变输出恒流源106。

由此，基于用户对墙面开关的ON/OFF的切换，提供了周期性的通/断形式(例如，ON-OFF-ON为一组，指示第一组预设状态)的控制输入，以主开关检测输入信号的形式指示MCU，MCU基于此，输出不同的内部PWM色温控制信号和内部PWM调光控制信号给PWM源选择器。

这里采用的是内部输入PWM色温控制信号的方式，则PWM源选择器被设置(例如，出厂设置，或安装现场设置)为选择内部输入的PWM格式的色温和调光控制输入信号，将其提供给同步信号发生器、PWM至脉冲宽度处理单元和PWM电压积分器。如前所述的，同步信号发生器提供50％占空比的PWM同步信号(也可以不使用同步信号发生器而直接改由MCU来输出50％占空比的PWM同步信号)，而PWM至脉冲宽度处理单元基于该50％占空比的PWM同步信号和所输入的PWM格式的色温输入控制信号，产生相应的脉冲宽度控制信号，PWM电压积分器产生与脉冲宽度成正比的平稳的DC调光控制信号，两者一并提供给可变输出恒流源104、106，可变输出恒流源104、106进而输出不同的DC电流输出至高色温LED发光体和低色温LED发光体。

下表1示出了控制状态和输出的关系示例：

表1

电源开关状态	输出色温(范例值)	输出流明等级
			断	不适用	关闭，无输出
通	4500K	100％输出
			通-断-通1	6500K	50％输出
通-断-通2	3000K	50％输出
			通-断-通3	2000K	25％输出

举例而言，当主开关断开时，无输出，当主开关接合时，组合色温输出为4500K，组合亮度输出为满度,当主开关通断通一次时，组合色温输出为6500K，组合亮度输出为50％，当主开关通断通二次时，组合色温输出为3000K，组合亮度输出为50％。当主开关通断通三次时，组合色温输出为2000K，组合亮度输出为25％。

实施结构II

图4示出了根据本申请的一个实施例的第二种具体实施结构。图4中与图1相同或相似的部件将采用相同的名称和附图标记，并在此不再累述。

图4采用的用户外部输入为旋钮式的信号输入。旋钮可以设置在墙面上(如图所示)，或是采用数字输入的方式(直接面板输入等，未示出)。以此方式，可以直接将电压格式(例如，0-10V)的色温控制输入和调光控制输入提供给电子控制器102，此时，电子控制器102的色温控制输入端和调光控制输入端即分别耦合至DC电压格式的色温控制输入和调光控制输入。并进一步提供给图2中的MCU。图4中包括AC-DC电源变换器，耦合至主电源输入，用于将输入的主电源输入转换为DC输入提供给电子控制器102。同时，图4中额外提供了主电源输入给可变输出恒流源104、106。

图2中的MCU基于0-10V的信号，产生相应的内部PWM色温控制信号和内部PWM调光控制信号提供给PWM源选择器。这里同样采用的是内部方式，则PWM源选择器被设置(例如，出厂设置，或安装现场设置)为选择内部输入的PWM格式的色温和调光控制输入信号，将其提供给同步信号发生器、PWM至脉冲宽度处理单元和PWM电压积分器。如前所述的，同步信号发生器提供50％占空比的PWM同步信号(也可以不使用同步信号发生器而直接改由MCU来输出50％占空比的PWM同步信号)，而PWM至脉冲宽度处理单元基于该50％占空比的PWM同步信号和所输入的PWM格式的色温输入控制信号，产生相应的脉冲宽度控制信号，PWM电压积分器产生与脉冲宽度成正比的平稳的DC调光控制信号，两者一并提供给可变输出恒流源104、106，可变输出恒流源104、106进而输出不同的DC电流输出至高色温LED发光体和低色温LED发光体。

下表2示出了控制状态和输出的关系示例：

表2

由于色温控制输入和调光控制输入采用0-10V的DC电压电平的格式，因此可以提供更为细腻的输出分级。例如，当调光控制输入为0V时，认为是没有亮度输出，因此无论色温控制输入为多少，均不输出。在另一种控制情况下，当色温控制输入为7V，调光控制输入为5V时，组合色温输出为高色温(5500K)，但由于调光控制输入为5V(即，认为是用户需要一半光亮度)，则高色温LED发光体和低色温LED发光体均输出的是暗光(调暗输出)。当调光控制输入为10V时，认为是用户需要全光亮度，则根据色温控制输入的级别(3V、5V、7V、10V)来分别控制高色温LED发光体和低色温LED发光体输出暗光或是亮光。

实施结构III

图5示出了根据本申请的一个实施例的第三种具体实施结构。图5中与图1相同或相似的部件将采用相同的名称和附图标记，并在此不再累述。

图5采用的用户外部输入为无线方式的信号输入。用户可以通过智能手机、遥控器、远程计算机等控制设备无线地向电子控制器102提供色温控制输入信号和调光控制输入信号，图5的系统进一步提供了无线天线用于接收无线方式的控制输入信号，并包括有耦合到无线天线和电子控制器102的无线模块。无线模块对接收到的控制输入信号进行处理和识别，产生PWM格式的色温和调光控制输入信号提供给电子控制器102。电子控制器102的色温控制输入端和调光控制输入端此时分别耦合至无线模块，接收上述PWM格式的色温和调光控制输入信号，并进一步绕过图2中的MCU，作为外部输入的PWM格式的色温和调光控制输入信号直接提供给PWM源选择器。PWM格式的控制输入信号可以用占空比来指示用户期望的色温和调光。同样，图5中包括AC-DC电源变换器，耦合至主电源输入，用于将输入的主电源输入转换为DC输入提供给电子控制器102和无线模块。图5中额外提供了主电源输入给可变输出恒流源104、106。

在图5的实施结构中，由于绕过了MCU，PWM源选择器将被设置(例如，出厂设置，或安装现场设置)为选择外部输入的PWM格式的色温和调光控制输入信号，将其提供给同步信号发生器、PWM至脉冲宽度处理单元和PWM电压积分器。如前所述的，同步信号发生器提供50％占空比的PWM同步信号，而PWM至脉冲宽度处理单元基于该50％占空比的PWM同步信号和所输入的PWM格式的色温输入控制信号，产生相应的脉冲宽度控制信号，PWM电压积分器产生与脉冲宽度成正比的平稳的DC控制信号，两者一并提供给可变输出恒流源104、106，可变输出恒流源104、106进而输出不同的DC电流输出至高色温LED发光体和低色温LED发光体。

下表3示出了控制状态和输出的关系示例：

表3

色温控制输入和调光控制输入采用无线信号的格式，可以采用PWM信号的占空比的百分率来作为控制标识。这时，具体的程序可以与实施方式II的表2相同，只是采用PWM信号的百分比信号来取代了电压电平格式的信号。例如，对应于表2中DC色温控制输入为7V，DC调光控制输入为5V，组合色温输出为高色温(5500K)的情况，在此使用的PWM色温控制输入为70％占空比，调光控制输入为50％占空比，组合色温输出仍然为高色温(5500K)。其他情况在此不一一累述。

实施结构IV

图6示出了根据本申请的一个实施例的第四种具体实施结构。图6中与图1相同或相似的部件将采用相同的名称和附图标记，并在此不再累述。

图6采用的基本原理与图5相同。区别在于，图6的无线模块进一步具有MCU功能，其包括有带有实时时钟的微处理器。该微处理器通过无线天线与用户的控制设备(智能手机、遥控器、远程计算机、等)进行通信，获取用户基于时间的控制表。该控制表可以是用户在控制设备上自定义的用于规定在每天的不同的特定时间点时需要采取的色温和调光控制要求，并通过无线信号发送给无线模块。在获取了控制表后，无线模块的微处理器就存储该控制表，并根据控制表中的要求，在特定时间点到达时输出相应的色温控制输入信号和调光控制输入信号(同样是PWM格式)至电子控制器102。同样，图6中包括AC-DC电源变换器，耦合至主电源输入，用于将输入的主电源输入转换为DC输入提供给电子控制器102和该具有MCU功能的无线模块。图6中额外提供了主电源输入给可变输出恒流源104、106。

与图5的实施结构相同的，电子控制器102中的PWM源选择器、同步信号发生器、PWM至脉冲宽度处理单元和PWM电压积分器协作，基于无线模块提供的PWM格式的色温控制输入信号和调光控制输入信号，如前所述地产生相应的脉冲宽度控制信号和DC调光控制信号给可变输出恒流源104、106，进而输出不同的DC电流输出至高色温LED发光体和低色温LED发光体。

用户可以使用其无线设备更新、删除、重建其控制表，并通过无线信号重新发送给无线模块用于执行。

下表4示出了控制状态和输出的关系示例：

表4

表4是一个示例，示出了在办公场所一天的不同时间点的色温和亮度需求。其中，举例而言，在上午的工作时间(9点－12点)，阳光强烈，色温要求为中高，亮度要求高，在下午的工作时间(13点－18点)，午餐后使用高色温，提升员工的专注。之后，跟随着阳光变暗，色温要求柔和(较低)。在午间(12点－13点)，工作人员外出就餐或午休，不需要工作照明，因此色温要求较低，亮度要求更低。晚间(18点－18点30分)，工作人员逐渐离岗，不需要工作照明，因此色温要求较低，但需要基本的亮度。夜晚(18点30分到次日8点30分)，照明关闭，不输出。虽然以预设程序表的格式示出了最终的色温和亮度输出，但电子控制器102仍然是基于PWM格式的色温控制输入和调光控制输入来运作，并与图5的表3相同的方式将PWM格式转换为脉冲宽度和DC控制信号输入给可变输出恒流源104、106，进而输出不同的DC电流输出至高色温LED发光体和低色温LED发光体。

实施结构V

图7示出了根据本申请的一个实施例的第五种具体实施结构。图7中与图1相同或相似的部件将采用相同的名称和附图标记，并在此不再累述。

图7采用的基本原理和结构与图4相同。区别在于，图7中的电子控制器102包括数字式照明控制输入端(即其中的微型控制单元的数字照明控制信号输入端)，耦合至外接的数字式照明控制线路，用于接收用户外部输入的数字照明控制输入信号。数字照明控制输入信号可以根据本领域常用的各种数字调光方案的控制输入信号。例如，数字可寻址照明接口(DALI)、LED数字调光方案(DLT)，等等。以此方式，取代了分别提供色温控制输入和调光控制输入，而是直接将单端输入的数字格式的照明控制信号提供给电子控制器102，并进一步提供给图2中的MCU，用于指示色温控制和调光控制的信息。同样，图7中额外提供了主电源输入给电子控制器102和可变输出恒流源104、106。

图7中的MCU利用预设的处理程序，基于单个的数字格式的照明控制输入信号，根据已知的DALI,DLT等数字格式照明国际标准内的控制规范进行格式解码,并从解码后的信息产生相应的内部PWM色温控制信号和内部PWM调光控制信号给PWM源选择器。

这里仍然采用的是内部输入的方式，则PWM源选择器被设置(例如，出厂设置，或安装现场设置)为选择内部输入的PWM格式的色温和调光控制输入信号，将其提供给同步信号发生器、PWM至脉冲宽度处理单元和PWM电压积分器。如前所述的，同步信号发生器提供50％占空比的PWM同步信号(也可以不使用同步信号发生器而直接改由MCU来输出50％占空比的PWM同步信号)，而PWM至脉冲宽度处理单元基于该50％占空比的PWM同步信号和所输入的PWM格式的色温控制输入信号，产生相应的脉冲宽度控制信号，PWM电压积分器产生与脉冲宽度成正比的平稳的DC调光控制信号，两者一并提供给可变输出恒流源104、106，可变输出恒流源104、106进而输出不同的DC电流输出至高色温LED发光体和低色温LED发光体。

接下来参考图8，图8示出了根据本申请的一个实施例的调光控制过程的流程图。

整个流程从框800开始，LED灯启动。在框802，启用初始化工作状态，提供预设的色温和光亮度效果，该初始化工作状态是LED灯出厂时由生产商预先设置在电子控制器102中的，提供了多种不同的初始化的工作模式，以满足不同用户的需要，可以是如下之一：预先设定的结合色温和流明均为最低的工作状态，即色温/光亮度最低的效果；预先设定的结合色温和流明均为最高的工作状态，即色温/光亮度最高的效果；前次LED灯关闭时的结合色温和流明的最后工作状态。随后，进行到框804，保持在当前的工作模式，当前的工作模式可以是初始化工作状态中指示的工作模式；直到菱形块806，判断是否接收到色温控制输入信号和调光控制输入信号(信号的输入方式可以参考附图3－6，选择内部输入或外部输入)，如果不是(N)，则继续回到框804以保持在当前的工作模式，并行进到框808；如果是(Y)，则在框807中根据预设的处理程序，参考所接收到的色温控制输入信号和调光控制输入信号，设置新的工作模式。新的工作模式可以是参考表1－4所示出的不同的输出色温和输出流明等级。然后，回到框804以保持在当前新设置的工作模式下。行进到框808。在框808中由电子控制器102按照所设置的工作模式，结合实施结构I至IV的方式，产生相应的脉冲宽度控制信号和DC控制信号给可变输出恒流源104、106。进而则进行到框810，可变输出恒流源104、106分别输出DC电流输出至高色温LED发光体和低色温LED发光体。接下来进行到框812，高色温LED发光体和低色温LED发光体根据接收到的DC电流输出进行发光。随后进行到菱形框814，判断是否电源关闭，如果电源关闭，则在框816整个LED关机，否则，高色温LED发光体和低色温LED发光体保持输出状态不变，并回到框804。

基于以上多个方面，本申请所提供的对LED灯具的调节装置和使用该装置的LED灯具有以下突出优点：

一、本申请使用LED芯片，廉价、高效、使用寿命长且节能环保；

二、本申请结构简单，通过单个的电子控制器即实现了多种不同级别的最终组合色温和光亮度输出,并可以在所有输出色温状态中至少有一组色温的LED条提供的最大输出，大大提高了LED的利用率和整体能效.；

三、本申请可根据多种不同的输入方式来控制，符合终端消费者或商业场所的各种需求；

四、本申请可实现预设的多种程序，根据不同的特定时间点来实现色温和亮度的自动控制。

本领域技术人员还可以认识到，可对本申请的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本申请的精神和范围。因此，旨在使本申请覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本申请的修改和变型。

Claims (20)

1.一种发光控制装置，包括：

电子控制器，具有色温控制输入端和调光控制输入端，分别用于接收外部输入的色温控制输入信号和调光控制输入信号，并具有第一色温控制输出端、第二色温控制输出端、以及调光控制输出端，用于基于外部输入的所述色温控制输入信号和所述调光控制输入信号，按照预设的处理程序来分别输出第一色温控制信号和第二色温控制信号以调节发光效果的色温、并且输出调光控制信号以进行调光；

第一可变输出恒流源，包括：

第一色温控制输入端，耦合至所述电子控制器的第一色温控制输出端，用于接收第一色温控制信号，

调光控制输入端，耦合至所述电子控制器的调光控制输出端，用于接收调光控制信号，

第一输出端，提供第一电流输出；

第二可变输出恒流源，包括：

第二色温控制输入端，耦合至所述电子控制器的第二色温控制输出端，用于接收第二色温控制信号，

调光控制输入端，耦合至所述电子控制器的调光控制输出端，用于接收调光控制信号，

第二输出端，提供第二电流输出；

其中，所述第一可变输出恒流源根据所述第一色温控制信号来调节所述第一电流输出的大小，并根据所述调光控制信号两者来调节所述第一电流输出大小的比例，所述第二可变输出恒流源根据第二色温控制信号来调节所述第二电流输出的大小，并根据所述调光控制信号两者来调节所述第二电流输出大小的比例，通过控制所述第一可变输出恒流源的第一电流输出和所述第二可变输出恒流源的第二电流输出的大小及比例来调节色温和/或调光的发光效果。

2.如权利要求1所述的发光控制装置，其特征在于，所述第一色温控制信号是第一脉冲宽度色温控制信号，所述第二色温控制信号是第二脉冲宽度色温控制信号，所述调光控制信号是DC电平调光控制信号。

3.如权利要求2所述的发光控制装置，其特征在于，所述电子控制器包括：

微型控制单元，存储预设的可编程程序，并包括多个IO通道，用于分别接收如下输入控制信号中的一种或多种：主开关检测输入信号、数字调光方案的控制输入信号、DC电压格式的色温控制输入信号、DC电压格式的调光控制输入信号，所述微型控制单元基于上述输入控制信号和内部预设的程序，输出内部PWM色温控制信号、内部PWM调光控制信号、50％占空比的PWM同步信号；

PWM源选择器，耦合到所述微型控制单元的内部PWM色温控制信号输出端和内部PWM调光控制信号输出端，并耦合并接收外部PWM色温控制输入信号和外部PWM调光控制输入信号，用于决定是选用所述微型控制单元所输出的内部PWM色温控制信号和内部PWM调光控制信号还是选用外部输入的外部PWM色温控制输入信号和外部PWM调光控制输入信号，并将所选的内部PWM色温控制信号或外部输入的外部PWM色温控制输入信号作为PWM色温控制信号而输出往PWM至脉冲宽度处理单元，将所选的内部PWM调光控制信号或外部输入的外部PWM调光控制输入信号作为PWM调光控制信号输出往PWM电压积分器；

PWM至脉冲宽度处理单元，耦合至所述PWM源选择器的输出，用于基于输入的PWM色温控制信号和50％占空比的PWM同步信号，产生所述第一脉冲宽度色温控制信号给所述第一可变输出恒流源、产生所述第二脉冲宽度色温控制信号给所述第二可变输出恒流源，在任何时候,所述第一脉冲宽度色温控制信号和所述第二脉冲宽度色温控制信号的其中一个会处于满度输出状态，而另一个则会被控制在最大输出状态和最小输出状态之间；

PWM电压积分器，耦合至所述PWM源选择器的输出，用于对输入的PWM调光控制信号进行积分，产生与PWM脉冲宽度成正比的平稳的DC电压值，作为所述DC电平调光控制信号提供给所述第一可变输出恒流源和所述第二可变输出恒流源。

4.如权利要求3所述的发光控制装置，其特征在于，所述PWM至脉冲宽度处理单元包括：

反相器，接收所述50％占空比的PWM同步信号，并将其反相，提供給第一异或门(G1)；

所述第一异或门，包括第一输入端用于接收所述反相器的输出并包括第二输入端用于接收所述PWM色温控制信号，并将所述反相器的输出与所述PWM色温控制信号进行比较，如果所述PWM色温控制信号的占空比为50％以上，便可以在所述第一异或门的输出端得到高电平输出，该输出信号被提供到D型触发器的D输入；

延迟线(DL1)和第二异或门(G2)组成脉冲发生器,所述延迟线的输入接收所述50％占空比的PWM同步信号，所述延迟线的输出同样被提供給所述第二异或门，所述第二异或门比较所述延迟线的输出与所述50％占空比的PWM同步信号，以在PWM周期的0％和50％两点提供时钟脉冲信号到所述D型触发器的CLK端；

所述D型触发器Q，包括D输入、CLK输入、Q输出和NOT-Q输出，所述D输入耦合到所述第一异或门的输出，所述CLK输入耦合到所述第二异或门的输出、所述Q输出耦合到第一或门，所述NOT-Q输出耦合到第三异或门(G3)，当所述PWM色温控制信号的占空比大于50％时，Q输出在PWM同步信号周期的前50％产生高电平的输出信号，然后于PWM同步信号周期的余下后50％复位至低电平，并且当所述PWM色温控制信号的占空比小于50％时，Q输出在整个PWM刷新周期上保持为低电平。而D型触发器的所述NOT-Q输出与所述Q输出反相；

所述第一或门接收所述Q输出和所述PWM色温控制信号，进行逻辑或操作并且其输出耦合至第一缓冲器，所述第一缓冲器的输出提供所述第一脉冲宽度色温控制信号；

所述第三异或门接收所述NOT-Q输出和所述PWM色温控制信号，并且输出耦合至第二缓冲器，所述第二缓冲器的输出提供所述第二脉冲宽度色温控制信号；

当PWM色温控制输入信号的占空比小于50％时，所述第一或门的输出使得所述第一脉冲宽度色温控制信号跟随所述PWM色温控制信号而变化，而所述D型触发器的NOT-Q输出处于高电平,所述第三异或门的输出使得所述第二脉冲宽度色温控制信号变成高电平信号；

当所述PWM色温控制信号的占空比大于50％时，所述第一或门的输出使得所述第一脉冲宽度色温控制信号选用所述D型触发器的Q输出的高电平信号，而所述D型触发器的NOT-Q输出处于低电平,所述第三异或门的输出使得所述第二脉冲宽度色温控制信号跟随所述PWM色温控制信号而变化；

由此，使得所述第一脉冲宽度色温控制信号和所述第二脉冲宽度色温控制信号的其中一个会处于满度输出状态，而另一个则会被控制在最大输出状态和最小输出状态之间。

5.如权利要求4所述的发光控制装置，其特征在于，还包括：

同步信号发生器，耦合至所述微型控制单元和所述PWM源选择器，当确定选用从外部输入的外部PWM色温控制输入信号时，监测及利用所述外部PWM色温控制输入信号的刷新率，产生50％占空比的PWM同步信号，代替由所述微型控制单元所提供的50％占空比的PWM同步信号，并输出给所述PWM至脉冲宽度处理单元。

6.如权利要求4所述的发光控制装置，其特征在于，

其中，当需要不同水平的色温和调光时，所述第一脉冲宽度色温控制信号被设置为提供第一比例的脉冲宽度以确定所述第一电流输出的大小，所述第二脉冲宽度色温控制信号被设置为提供第二比例的脉冲宽度以确定所述第二电流输出的大小，所述DC电平调光控制信号被设置为允许所述第一可变输出恒流源将所述第一电流输出控制在由所述第一比例的脉冲宽度所确定的大小的第一百分比范围内，并允许所述第二可变输出恒流源将所述第二电流输出控制在由所述第二比例的脉冲宽度所确定的大小的第二百分比范围内。

7.如权利要求6所述的发光控制装置，其特征在于，包括以下工作状况：

当需要高色温输出时，所述第一脉冲宽度色温控制信号被设置为提供约100％的脉冲宽度，所述第二脉冲宽度色温控制信号被设置为提供约2％的脉冲宽度；配合所述DC电平调光控制信号0％-100％的范围,所述第一可变输出恒流源的所述第一电流输出为0％-约100％，而所述第二可变输出恒流源的所述第二电流输出为0％-约2％；

当需要低色温输出时，所述第一脉冲宽度色温控制信号被设置为提供约2％的脉冲宽度，所述第二脉冲宽度色温控制信号被设置为提供约100％的脉冲宽度；配合所述DC电平调光控制信号0％-100％的范围，所述第一可变输出恒流源的所述第一电流输出为0％-约2％，而所述第二可变输出恒流源的所述第二电流输出为0％-约100％；

当需要相对较高的色温输出时，所述第一脉冲宽度色温控制信号被设置为提供约100％的脉冲宽度，所述第二脉冲宽度色温控制信号被设置为提供20％的脉冲宽度；配合所述DC电平调光控制信号0％-100％的范围,所述第一可变输出恒流源的所述第一电流输出为0％-约100％，而所述第二可变输出恒流源的所述第二电流输出为0％-20％；

当需要相对较低的色温输出时，所述第一脉冲宽度色温控制信号被设置为提供10％的脉冲宽度，所述第二脉冲宽度色温控制信号被设置为提供约100％的脉冲宽度；配合所述DC电平调光控制信号0％-100％的范围,所述第一可变输出恒流源的所述第一电流输出为0％-10％而所述第二可变输出恒流源的所述第二电流输出为0％-约100％。

8.如权利要求6所述的发光控制装置，其特征在于，包括：AC-DC电源变换器，所述电子控制器的色温控制输入端和调光控制输入端分别耦合至DC电压格式的色温控制输入端和调光控制输入端，所述AC-DC电源变换器进一步耦合至墙面开关；

所述墙面开关可以在通ON和断OFF之间切换，并将主电源输入提供给所述AC-DC电源变换器、所述第一可变输出恒流源和所述第二可变输出恒流源；

所述AC-DC电源变换器将所述墙面开关输入的主电源输入转换为DC输入供电给电子控制器，并基于所述墙面开关的通/断状态的切换，生成主开关检测输入信号，提供给所述电子控制器的所述色温控制输入端和所述调光控制输入端,

所述电子控制器按照预设的处理程序来提供所述第一色温控制信号、所述第二色温控制信号和所述调光控制信号的输出。

9.如权利要求6所述的发光控制装置，其特征在于，包括：AC-DC电源变换器，所述电子控制器的色温控制输入端和调光控制输入端分别耦合至DC电压格式的色温控制输入和调光控制输入，所述电子控制器耦合至AC-DC电源变换器；

主电源输入被提供给所述AC-DC电源变换器、所述第一可变输出恒流源和所述第二可变输出恒流源；

所述AC-DC电源变换器将所述主电源输入转换为DC输入提供给电子控制器；

所述DC电压格式的色温控制输入端和调光控制输入端提供DC电压格式的色温控制输入信号和DC电压格式的调光控制输入信号给所述电子控制器中的所述微型控制单元，使得所述电子控制器按照预设的处理程序来提供所述第一色温控制信号、所述第二色温控制信号和所述调光控制信号的输出。

10.如权利要求6所述的发光控制装置，其特征在于，还包括：

无线模块，耦合至所述电子控制器，并耦合至无线天线，用于通过所述无线天线从用户的控制设备无线地去接收色温控制输入信号和调光控制输入信号，进行处理和识别，产生PWM格式的色温控制输入信号和PWM格式的调光控制输入信号；

AC-DC电源变换器，所述电子控制器耦合至所述AC-DC电源变换器；

主电源输入提供电源给所述AC-DC电源变换器、所述第一可变输出恒流源和所述第二可变输出恒流源；

所述AC-DC电源变换器将所述主电源输入转换为DC输入提供给电子控制器和所述无线模块；

所述电子控制器的色温控制输入端和调光控制输入端分别耦合至无线模块，接收所述PWM格式的色温控制输入信号和PWM格式的调光控制输入信号，并进一步绕过所述微型控制单元而直接提供给PWM源选择器，使得所述电子控制器按照预设的处理程序来提供所述第一色温控制信号、所述第二色温控制信号和所述调光控制信号的输出。

11.如权利要求6所述的发光控制装置，其特征在于，还包括：

具有MCU功能的无线模块，耦合至所述电子控制器，并耦合至无线天线，包括：带有实时时钟的微处理器，所述该微处理器通过无线天线与用户的控制设备进行通信，获取用户基于时间的控制表，所述控制表可以是用户自定义的用于规定在每天的不同的特定时间点时需要采取的色温和调光控制要求，所述微处理器存储所述控制表，并根据控制表中的要求，在特定时间点到达时输出相应的PWM格式的色温控制输入信号和PWM格式的调光控制输入信号至所述电子控制器；

AC-DC电源变换器，所述电子控制器耦合至所述AC-DC电源变换器；

主电源输入被提供给所述AC-DC电源变换器、所述第一可变输出恒流源和所述第二可变输出恒流源；

所述AC-DC电源变换器将所述主电源输入转换为DC输入提供给电子控制器和所述具有MCU功能的无线模块；

所述电子控制器的色温控制输入端和调光控制输入端分别耦合至所述具有MCU功能的无线模块，接收所述PWM格式的色温控制输入信号和所述PWM格式的调光控制输入信号，并进一步绕过所述微型控制单元而直接提供给PWM源选择器，使得所述电子控制器按照预设的处理程序来提供所述第一色温控制信号、所述第二色温控制信号和所述调光控制信号的输出。

12.如权利要求6所述的发光控制装置，其特征在于，包括：AC-DC电源变换器，耦合至所述电子控制器，

其中所述电子控制器包括数字式照明控制输入端，耦合至外接的数字式照明控制线路，用于接收外部输入的数字照明控制输入信号；

所述墙面开关可以在通ON和断OFF之间切换，并将主电源输入提供给所述AC-DC电源变换器、所述第一可变输出恒流源和所述第二可变输出恒流源；

所述数字照明控制输入信号被提供给所述电子控制器中的所述微型控制单元,所述微型控制单元根据预设的处理程序程序，基于所述数字照明控制输入信号来产生并提供所述第一色温控制信号、所述第二色温控制信号和所述调光控制信号的输出。

13.如权利要求6所述的发光控制装置，其特征在于，所述预设的处理程序是可编程的，并且在出厂时被预先设置在所述微型控制单元中的，并且可以根据不同的实施情况的需要进行编程修改或升级。

14.如权利要求6所述的发光控制装置，其特征在于，所述第一可变输出恒流源将所述第一电流输出提供给耦合在所述第一可变输出恒流源的所述第一输出端的第一组LED发光体，

所述第二可变输出恒流源将所述第二电流输出提供给耦合在所述第二可变输出恒流源的所述第二输出端的第二组LED发光体；

所述第一组LED发光体的色温高于所述第二组LED发光体的色温。

15.一种发光系统，包括：

如权利要求1-14所述的发光控制装置；

耦合在所述第一可变输出恒流源的所述第一输出端的第一组LED发光体，以及

耦合在所述第二可变输出恒流源的所述第二输出端的第二组LED发光体；

所述第一组LED发光体的色温高于所述第而组LED发光体的色温。

16.一种发光系统的控制方法，包括：

启用初始化工作状态，提供预设的色温和光亮度效果；

判断是否接收到色温控制输入信号和调光控制输入信号；

如果接收到色温控制输入信号和调光控制输入信号，则按照预设的处理程序来设置新的工作模式；

根据所设置的工作模式，产生相应的色温控制信号和调光控制信号给第一可变输出恒流源和第二可变输出恒流源；

基于所述相应的色温控制信号和调光控制信号，所述第一可变输出恒流源和第二可变输出恒流源分别输出第一电流输出和第二电流输出至第一组LED发光体和第二组LED发光体；

基于所述第一电流输出和所述第二电流输出，所述第一组LED发光体和所述第二组LED发光体根据接收到的DC电流输出进行发光；

其中所述第一可变输出恒流源根据所述第一色温控制信号来调节所述第一电流输出的大小，并根据所述调光控制信号两者来调节所述第一电流输出大小的比例，所述第二可变输出恒流源根据第二色温控制信号来调节所述第二电流输出的大小，并根据所述调光控制信号两者来调节所述第二电流输出大小的比例，由此调节发光效果的色温和/或调光。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括：

判断是否电源关闭，如果电源关闭，则所述发光系统关机，否则，所述第一组LED发光体和所述第二组LED发光体保持输出状态不变。

18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述预设的处理程序是可编程的，并且在出厂时被预先设置在所述微型控制单元中的，并且可以根据不同的实施情况的需要进行编程修改或升级，所述初始化工作状态由生产商预先设置在发光系统的电子控制器中的，并提供了可以是如下之一的初始化的工作模式：

预先设定的结合色温和流明均为最低的工作状态，即色温/光亮度最低的效果；

预先设定的结合色温和流明均为最高的工作状态，即色温/光亮度最高的效果；

前次发光系统关闭时的结合色温和流明的最后工作状态。

19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，判断是否接收到色温控制输入信号和调光控制输入信号包括：如果没有接收到色温控制输入信号和调光控制输入信号，则继续保持在当前的工作模式。

20.如权利要求16-19中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法被用于控制如权利要求15所示的发光系统。