Система и способ воплощения уменьшения яркости, проводимого на основе сигнала сети, твердотельного осветительного модуля

Система и способ воплощения уменьшения яркости, проводимого на основе сигнала сети, твердотельного осветительного модуля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Данное изобретение, в общем, относится к управлению твердотельными осветительными устройствами. Более конкретно, различные предлагаемые способы и устройства, описываемые здесь, относятся к воплощению уменьшения яркости, проводимого на основе сигнала сети, твердотельного осветительного модуля.

ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Технологии цифрового освещения, т.е. освещения на основе полупроводниковых источников света, таких, как светоизлучающие диоды (СИДы), предлагают жизнеспособную альтернативу традиционным флуоресцентным лампам, газоразрядным лампам высокой интенсивности и лампам накаливания. Функциональные преимущества и выгоды СИДов включают в себя высокую эффективность преобразования энергии и оптическую эффективность, долговечность, пониженные расходы на эксплуатацию и многое другое. Недавние достижения в технологии СИДов обеспечили эффективные и стойкие к внешним воздействиям источники полноспектрального освещения, которые позволяют получить множество эффектов освещения во многих приложениях.

Чтобы модифицировать приложения, связанные с модулями СИДов, в обычных приборах наружного освещения нужно заменить традиционный электромагнитный балласт, предусматривающий понижение напряжения сети, например, посредством использования схемы возбуждения СИДов, подсоединенной между источником напряжения сети и модулем СИДов. Чтобы создать возможность уменьшения яркости света, выдаваемого СИДами на основе напряжения сети (эта возможность используется в приложениях, связанных с обычным уменьшением яркости посредством электромагнитных балластов), схема возбуждения СИДов замеряет напряжение сети и понижает выходной ток на основе измеренного напряжения. Схема возбуждения СИДов может включать в себя силовой трансформатор с цепями первичной обмотки и вторичной обмотки, разделенными изолирующей гильзой. Поэтому информация, касающаяся пониженного напряжения сети на той стороне изолирующей гильзы, где находится первичная обмотка, должна быть послана через изолирующую гильзу в контроллер на той стороне изолирующей гильзы, где находится вторичная обмотка.

Таким образом, в данной области техники существует потребность в методе уменьшения яркости посредством сети с использованием простых схем для измерения напряжения сети и передачи информации об уменьшении яркости посредством сети в контроллер через изолирующую гильзу.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение направлено на разработку новых устройства и способа для понижения напряжения сети с использованием схем для измерения пониженного напряжения сети на той стороне схемы возбуждения СИДов, где находится первичная обмотка, и точной передачи информации о пониженном напряжении сети в контроллер на той стороне схемы возбуждения СИДов, где находится вторичная обмотка, через изолирующую гильзу. C помощью информации о пониженном напряжении сети можно воплотить различные алгоритмы понижения тока модуля СИДов.

Вообще говоря, в одном аспекте, система для воплощения уменьшения яркости, проводимого на основе напряжения сети, твердотельного осветительного модуля включает в себя трансформатор, схему измерения напряжения сети и схему обработки. Трансформатор включает в себя первичную обмотку, соединенную с цепью первичной обмотки, и вторичную обмотку, соединенную с цепью вторичной обмотки, причем первичная обмотка и вторичная обмотка разделены изолирующей гильзой. Схема измерения напряжения сети принимает выпрямленное напряжение сети из цепи первичной обмотки и генерирует сигнал измерения напряжения сети, указывающий амплитуду выпрямленного напряжения сети. Схема обработки принимает сигнал измерения напряжения сети из схемы измерения напряжения сети через изолирующую гильзу и выдает опорный сигнал уменьшения яркости в цепь вторичной обмотки в ответ на сигнал измерения напряжения сети. Свет, выдаваемый твердотельным осветительным модулем, соединенным с цепью вторичной обмотки, регулируется в ответ на опорный сигнал уменьшения яркости, выдаваемый схемой обработки.

В еще одном аспекте, способ обеспечения уменьшения яркости, проводимого на основе сигнала сети, модуля светоизлучающих диодов (СИДов) заключается в том, что: генерируют сигнал измерения напряжения сети, указывающий амплитуду выпрямленного напряжения сети, из цепи первичной обмотки, соединенной с первичной обмоткой силового трансформатора; передают сигнал измерения напряжения сети через изолирующую гильзу, соответствующую силовому трансформатору; генерируют сигнал обратной связи по уменьшению яркости в цепи вторичной обмотки, соединенной с вторичной обмоткой силового трансформатора, на основе, по меньшей мере - частично, переданного сигнала измерения напряжения сети. Сигнал обратной связи по уменьшению яркости передают из цепи вторичной обмотки через изолирующую гильзу в цепь первичной обмотки. Ток возбуждения модуля СИДов, выдаваемый цепью вторичной обмотки, затем регулируют на основе сигнала обратной связи по уменьшению яркости, переданного в цепь первичной обмотки.

В еще одном аспекте, схема возбуждения на основе сигнала сети для уменьшения яркости модуля СИДов включает в себя трансформатор, имеющий первичную обмотку и вторичную обмотку, цепь первичной обмотки, соединенную с первичной обмоткой трансформатора, цепь вторичной обмотки, соединенную с вторичной обмоткой трансформатора, и схему управления уменьшением яркости. Цепь первичной обмотки включает в себя выпрямитель напряжения, выполненный с возможностью выпрямления пониженного напряжения сети. Конфигурация цепи вторичной обмотки обеспечивает выдачу тока возбуждения, предназначенного для возбуждения модуля СИДов, и включает в себя средство управления выходным током. Цепь вторичной обмотки отделена от цепи первичной обмотки изолирующей гильзой. Схема управления уменьшением яркости включает в себя: схему измерения напряжения сети, конфигурация которой обеспечивает генерирование сигнала измерения напряжения сети, указывающего амплитуду выпрямленного напряжения сети; оптический вентиль, выполненный с возможностью электрической связи через изолирующую гильзу; и микропроцессор, выполненный с возможностью приема сигнала измерения напряжения сети из схемы измерения напряжения сети через оптический вентиль, генерирование опорного сигнала тока в ответ на сигнал измерения напряжения сети и выдачу опорного сигнала тока в средство управления выходным током. Средство управления выходным током генерирует сигнал обратной связи по уменьшению яркости на основе сравнения опорного сигнала тока и тока возбуждения и передает сигнал обратной связи по уменьшению яркости в цепь первичной обмотки через изолирующую гильзу. Цепь первичной обмотки регулирует входной сигнал, подаваемый в трансформатор, в ответ на сигнал обратной связи по уменьшению яркости, тем самым регулируя ток возбуждения в цепи вторичной обмотки.

В том смысле, в каком он употребляется в целях, преследуемых данным изобретением, термин «СИД» следует понимать как охватывающий любой электролюминесцентный диод или иного типа систему на основе инжекции и перехода носителей заряда, выполненную с возможностью генерирования излучения в ответ на электрический сигнал. Таким образом, термин «СИД» охватывает - но не в ограничительном смысле - различные структуры на основе полупроводников, которые излучают свет в ответ на ток, - светоизлучающие полимеры, органические светоизлучающие диоды (ОСИДы), электролюминесцентные полоски и т.п. В частности, термин «СИД» относится к светоизлучающим диодам всех типов (включая полупроводниковые и органические светоизлучающие диоды), конфигурация которых может обеспечивать генерирование излучения в одном или и более из спектра инфракрасного излучения, спектра ультрафиолетового излучения и различных участков спектра видимого излучения (в общем случае - включая длины волн излучения от приблизительно 400 нанометров до приблизительно 700 нанометров). Некоторые примеры СИДов включают в себя - но не в ограничительном смысле - различные типы СИДов инфракрасного диапазона, СИДов ультрафиолетового диапазона, СИДов красного цвета свечения, СИДов синего цвета свечения, СИДов зеленого цвета свечения, СИДов желтого цвета свечения, СИДов янтарно-желтого цвета свечения, СИДов оранжевого цвета свечения и СИДов белого цвета свечения.

Например, одно воплощение СИДа, выполненный с возможностью генерирования, по существу, белого света (например, СИДа белого цвета свечения), может предусматривать некоторое количество кристаллов, соответственно обуславливающих излучение разных спектров электролюминесценции, которые в совокупности смешиваются, формируя, по существу, белый свет. В еще одном воплощении, СИД белого цвета свечения моет быть связан с кристаллическим люминофором, который преобразует люминесценцию, имеющую первый спектр, к отличающемуся второму спектру. В одном примере этого воплощения, электролюминесценция, имеющая относительно короткую длину волны и узкий спектр полос частот, «накачивает» кристаллический люминофор, который, в свою очередь, испускает излучение большей длины волны, имеющее несколько более широкий спектр.

Следует также понять, что термин «СИД» не ограничивает тип физического или электрического корпуса СИДа. Например, как говорилось выше, СИД может относиться к одному светоизлучающему устройству, имеющему несколько кристаллов, конфигурация которых соответственно обеспечивает испускание разных спектров излучения (например, таких, которые могут быть или не быть индивидуально управляемыми). Кроме того, СИД может быть связан с люминофором, считающимся неотъемлемой частью СИДа (что характерно, например, для некоторых типов СИДов белого цвета свечения). В общем случае, термин «СИД» может относиться к СИДам в корпусном исполнении, СИДам в бескорпусном исполнении, СИДам поверхностного монтажа, СИДам бескорпусного монтажа непосредственно на печатных платах, СИДам в радиальных корпусах, мощным СИДам в корпусном исполнении, СИДам, включающим в себя оболочку и/или оптический элемент некоторого типа (например, рассеивающую линзу), и т.д.

Термин «источник света» следует понимать как относящийся к любому одному или несколькими из многообразия источников излучения, включая - но не в ограничительном смысле - источники на основе СИДов (включающие в себя один или несколько СИДов, охарактеризованных выше).

Конфигурация заданного источника света может обеспечивать генерирование электромагнитного излучения в пределах спектра видимого излучения, вне спектра видимого излучения или генерирование комбинации обоих этих излучений. Поэтому термины «свет» и «излучение» употребляются здесь взаимозаменяемо. Кроме того, источник света может включать в себя в себя в качестве неотъемлемого компонента один или несколько фильтров (например, цветных светофильтров), линз или других оптических компонентов. Следует также понять, что конфигурации источников света могут обеспечивать многообразие приложений, включая - но не в ограничительном смысле - индикацию, отображение и/или освещение. «Источник освещения» - это источник света, конкретная выполненный с возможностью генерирования излучения, имеющего достаточную интенсивность для эффективного освещения внутреннего или внешнего пространства. В этом контексте, термин «достаточная интенсивность» относится к достаточной излучаемой мощности в спектре видимого излучения, генерируемом в пространстве или окружающей среде (для отображения суммарной светоотдачи из источника света во всех направлениях в контексте излучаемой мощности или «светового потока» часто употребляют такие единицы, как «люмены») для обеспечения освещения окружающей среды (т.е. света, который можно воспринимать косвенно и который может быть, например, отраженным от одной или нескольких из многообразия поверхностей, встречающихся на его пути прежде, чем он будет воспринят полностью или частично).

Термин «осветительный прибор» употребляется здесь как относящийся к воплощению или компоновке одного или нескольких осветительных устройств в узле или корпусе с конкретным форм-фактором. Термин «осветительный прибор» употребляется здесь как относящийся к аппаратному средству, включающему в себя один или несколько источников света одного и того же или разных типов. Некоторое заданное осветительное устройство может иметь любую из многообразия монтажных компоновок для источника (источников) света, компоновок и форм оболочек или корпусов и/или конфигураций электрических или механических соединений. Кроме того, некоторое заданное осветительное устройством может быть - по выбору - связано (например, может включать в себя, быть подключенным к и/или заключенным в корпус вместе) с различными другими компонентами (например, схемами управления), имеющими отношение к эксплуатации источника (источников) света. Термин «осветительное устройство на основе СИДов» относится к осветительному устройству, которое включает в себя один или несколько источников света на основе СИДов, о которых говорилось выше, отдельно или в комбинации с другими источниками света не на основе СИДов. Термин «многоканальное осветительное устройство» относится к осветительному устройству на основе СИДов или не на основе СИДов, которое включает в себя, по меньшей мере, два источника света, конфигурация которых соответственно обеспечивает генерирование разных спектров излучения, причем каждый из разных спектров источников можно именовать «каналом» многоканального осветительного устройства.

Термин «контроллер» употребляется здесь в общем случае для описания различных аппаратных средств, имеющих отношение к эксплуатации одного или нескольких источников света. Контроллер можно воплотить многочисленными способами (например, такими, как с помощью специализированных аппаратных средств) для выполнения различных рассматриваемых здесь функций. Одним примером контроллера является «процессор», предусматривающий применение одного или нескольких микропроцессоров, которые можно запрограммировать с помощью программных средств (например, микрокода) для выполнения различных рассматриваемых здесь функций. Контроллер можно воплотить с применением или без применения процессора, а также можно воплотить как комбинацию специализированных аппаратных средств, предназначенных для выполнения некоторых функций, и процессора (например, одного или нескольких запрограммированных микропроцессоров и связанных с ними схем) для выполнения других функций. Примеры компонентов контроллера, которые можно воплотить в различных вариантах осуществления данного изобретения, включают в себя - но не в ограничительном смысле - традиционные микропроцессоры, интегральные схемы прикладной ориентации (ASICs) и логические матрицы, программируемые пользователем (FPGAs).

В различных воплощениях, процессор или контроллер может быть связан с одним или несколькими носителями информации (упоминаемыми здесь под родовым названием «запоминающее устройство», например, энергозависимое и энергонезависимое запоминающее устройство, такое, как оперативное запоминающее устройство (RAM), программируемое постоянное запоминающее устройство (PROM), электрически программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM) и электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM), дискеты, компакт-диски, оптические диски, магнитная лента, и т.д.). В некоторых воплощениях, носители информации могут быть закодированы посредством одной или нескольких программ, которые при исполнении их на одном или нескольких процессорах и/или контроллерах, выполняют, по меньшей мере, некоторые из рассматриваемых здесь функций. Различные носители информации могут быть закреплены внутри процессора или контроллера, или могут быть транспортируемыми, так что одну или несколько программ, хранимых на этих носителях, можно загружать в процессор или контроллер для воплощения различных аспектов данного изобретения, рассматриваемых здесь.

Термины «программа» или «компьютерная программа» употребляются здесь в родовом смысле для обозначения компьютерного кода любого типа (например, кода программного обеспечения или микрокода) который можно применять для программирования одного или более процессоров или контроллеров.

Следует осознать, что все комбинации вышеизложенных концепций и дополнительные концепции, подробнее рассматриваемые ниже (при условии, что такие концепции не являются взаимно несовместимыми), считаются являющимися частью предлагаемого предмета изобретения, раскрываемого здесь. В частности, все комбинации признаков заявляемого предмета изобретения, появляющиеся в конце этого описания, считаются являющимися частью предлагаемого предмета изобретения, раскрываемого здесь. Следует также осознать, что терминология, употребляемая здесь в явном виде, которая также может появляться в любом описании, включенном сюда посредством ссылки, должна толковаться в соответствии со смыслом, наиболее соответствующим конкретным концепциям, раскрытым здесь.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На чертежах, сходные позиции в общем случае относятся к одинаковым частям на всех разных видах. Кроме того, чертежи не обязательно выполнены в масштабе, а вместо этого основное внимание, вообще говоря, уделяется иллюстрации принципов изобретения.

На фиг. 1 представлена упрощенная блок-схема, иллюстрирующая схему возбуждения для твердотельной осветительной системы, предусматривающей уменьшение яркости на основе сигнала сети, в соответствии с представительным вариантом осуществления.

На фиг. 2 представлена упрощенная блок-схема для схемы измерения напряжения сети, конфигурация которой обеспечивает генерирование широтно-импульсно-модулированного (ШИМ) сигнала, в соответствии с представительным вариантом осуществления.

На фиг. 3 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процесс уменьшения яркости твердотельной осветительной нагрузки на основе сигнала сети, в соответствии с представительным вариантом осуществления.

На фиг. 4 представлена упрощенная блок-схема, иллюстрирующая схему возбуждения для твердотельной осветительной системы, предусматривающей уменьшение яркости на основе сигнала сети, в соответствии с представительным вариантом осуществления.

На фиг. 5 представлена группа графиков, иллюстрирующая результаты моделирования схемы возбуждения для твердотельной осветительной системы, предусматривающей уменьшение яркости на основе сигнала сети, в соответствии с представительным вариантом осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В целях пояснения, а не ограничения, в нижеследующем описании излагаются представительные варианты осуществления, чтобы обеспечить полное понимание принципов данного изобретения. Однако специалист в данной области техники, с выгодой ознакомившийся с данным описанием, поймет, что другие варианты осуществления, соответствующие принципам данного изобретения и отличающиеся от конкретных подробностей, описываемых здесь, остаются в рамках объема притязаний прилагаемой формулы изобретения. Более того, описания хорошо известных устройств и способов могут быть опущены, чтобы не затруднять понимание описания представительных вариантов осуществления. Такие способы и устройства, очевидно, находятся в рамках объема притязаний согласно принципам данного изобретения.

Заявитель осознал и по достоинству оценил тот факт, что было бы выгодно разработать схему, выполненную с возможностью измерения пониженного напряжения сети в первичной обмотке схемы возбуждения СИДов и передачи информации, касающейся измеренного пониженного напряжения сети, через изолирующую гильзу в процессор или контроллер во вторичной обмотке схемы возбуждения СИДов.

Алгоритмы уменьшения яркости на основе сигнала сети используются, например, в электромагнитных балластах приложений, связанных с обычным освещением. Когда взамен электромагнитных балластов используют модифицированные модули СИДов, желательно продолжать осуществление уменьшения яркости с использованием также напряжения сети. В соответствии с алгоритмами уменьшения яркости на основе сигнала сети, величина светоотдачи снижается по мере снижения напряжения сети, например, посредством контроллера уменьшения яркости. Уменьшение яркости СИДов достигается путем изменения выходного тока, подаваемого в СИДы в ответ на изменения напряжения сети, например, посредством контроллера уменьшения яркости. Можно воплотить различные алгоритмы уменьшения яркости, такие, как двухуровневое уменьшения яркости, при котором переключение светоотдачи между двумя уровнями происходит в зависимости от уровня напряжения сети, и линейное уменьшения яркости, при котором светоотдача линейно уменьшается по мере снижения уровня напряжения сети.

На фиг. 1 представлена упрощенная блок-схема, иллюстрирующая схему возбуждения для твердотельной осветительной системы, предусматривающей уменьшение яркости на основе сигнала сети, в соответствии с представительным вариантом осуществления.

Обращаясь к фиг. 1, отмечаем, что схема 100 возбуждения для воплощения уменьшения яркости, проводимого на основе сигнала сети, твердотельного осветительного модуля, указанного как модуль 160 СИДов, включает в себя развязывающий трансформатор 120, имеющий первичную обмотку, соединенную с цепью 110 первичной обмотки, и вторичную обмотку, соединенную с цепью 140 вторичной обмотки. Например, трансформатор 120 может быть высокочастотным трансформатором или трансформатором большой мощности, так что развязка может быть достигнута, когда модуль 160 СИДов воплощен как модуль СИДов высокой яркости. Цепь 110 первичной обмотки принимает пониженное напряжение сети из источника 101 напряжения сети через контроллер 105 уменьшения яркости, который может быть, например, контроллером уменьшения яркости на основе синусоидального сигнала. Как подробнее обсуждается ниже, цепь 110 первичной обмотки включает в себя выпрямитель напряжения (не показан на фиг. 1) для приема пониженного напряжения сети и выдачи пониженного выпрямленного напряжения V_R сети. Цепь 140 вторичной обмотки соединена с модулем 160 СИДов и выдает регулируемый ток I_D возбуждения в модуль 160 СИДов на основе тока I_pri первичной обмотки и индуцируемого тока I_sec вторичной обмотки трансформатора 120.

Схема 100 возбуждения дополнительно включает в себя схему 130 управления уменьшением яркости, соединенную и с цепью 110 первичной обмотки, и с цепью 140 вторичной обмотки через изолирующую гильзу 125, которая соответствует трансформатору 120. Схема 130 управления уменьшением яркости включает в себя схему 132 измерения напряжения сети, развязывающее средство 134 и схему 136 обработки. Конфигурация схемы 132 измерения напряжения сети обеспечивает прием выпрямленного напряжения V_R сети из выпрямителя напряжения в цепи 110 первичной обмотки и генерирование сигнала MSS измерения напряжения сети, указывающего амплитуду выпрямленного напряжения V_R сети. Схема 132 измерения напряжения сети передает сигнал MSS измерения напряжения сети в схему 136 обработки через изолирующую гильзу 125 посредством развязывающего средства 134. Развязывающее средство 134 может быть, например, оптическим вентилем, который позволяет обмениваться информацией (например, сигналом MSS измерения напряжения сети) с использованием световых сигналов, поддерживая электрическую развязку посредством изолирующей гильзы 125. Таким образом, развязывающее средство 134 может быть воплощено точно, например - с использованием дешевых двухуровневых оптоэлектронных вентилей. В альтернативных вариантах осуществления, не выходящих за рамки принципов данного изобретения, связь через изолирующую гильзу 125 может быть получена с помощью развязки других типов, таких, как предусматривающие наличие трансформаторов.

Устройство 136 обработки отделено посредством изолирующей гильзы 125 от цепи 110 первичной обмотки, потому что устройство 136 обработки измеряет сигналы из модуля 160 СИДов, а также других контроллеров уменьшения яркости (не показаны), и выдает контрольные команды привязки к безе отсчета в цепь 140 вторичной обмотки, как будет рассмотрено ниже. Например, в изображенной конфигурации схема 136 обработки принимает сигнал MSS измерения напряжения сети из схемы 132 измерения напряжения сети и выдает в цепь 140 вторичной обмотки один или несколько опорных сигналов уменьшения яркости, определенных, по меньшей мере - частично, на основе сигнала MSS измерения напряжения сети. Опорные сигналы уменьшения яркости могут включать в себя, например, опорный сигнал I_ref тока и/или опорный сигнал V_ref напряжения, которые будут рассмотрены ниже. Схема 136 обработки может также принимать сигнал управления уменьшением яркости, указывающий уставочный уровень уменьшения яркости, и один или несколько сигналов обратной связи СИДов из модуля 160 СИДов, включающих в себя информацию об уровне света, температуре и т.п. Опорные сигналы уменьшения яркости генерируются схемой 136 обработки в ответ, по меньшей мере, на сигнал MSS измерения напряжения сети, а в различных вариантах осуществления - также в ответ на сигнал управления уменьшением яркости и/или сигналы обратной связи СИДов.

Цепь 140 вторичной обмотки принимает опорные сигналы уменьшения яркости и сравнивает опорные сигналы уменьшения яркости с соответствующими электрическими условиями. Цепь 140 вторичной обмотки генерирует сигнал DGS обратной связи по уменьшению яркости на основе результатов сравнения и передает сигнал DFS обратной связи по уменьшению яркости в цепь 110 первичной обмотки через изолирующую гильзу 125, например, через еще одно развязывающее средство (не показан на фиг. 1). Например, когда сигналы управления уменьшением яркости включают в себя опорный сигнал I_ref тока, средство управления выходным током (не показано) цепи 140 вторичной обмотки сравнивает опорный сигнал I_ref тока с током I_D возбуждения, подаваемым в модуль 160 СИДов. Затем цепь 140 вторичной обмотки генерирует сигнал DGS обратной связи по уменьшению яркости, который указывает разность - если она есть - между опорным сигналом I_ref и током I_D возбуждения.

Сигнал DFS обратной связи по уменьшению яркости передается в цепь 110 первичной обмотки через изолирующую гильзу 125 посредством еще одного развязывающего средства (не показано на фиг. 1). В ответ на сигнал DFS обратной связи по уменьшению яркости, цепь 110 первичной обмотки регулирует - при необходимости - напряжение V_pri первичной обмотки, подаваемое в первичную обмотку трансформатора 120, что, в свою очередь, приводит к регулированию напряжения V_sec напряжения вторичной обмотки, приложенного на вторичной обмотке трансформатора 120, а значит - и тока I_D возбуждения, выдаваемого посредством цепи 140 вторичной обмотки в модуль 160 СИДов. Соответственно, ток I_D возбуждения приводит к возбуждению модуля 160 СИДов для обеспечения количества света, соответствующего уставке контроллера 105 уменьшения яркости. В варианте осуществления, схема 136 обработки также может выдавать сигнал PCS управления мощностью в цепь 110 первичной обмотки через изолирующую гильзу 125 посредством еще одного развязывающего средства (не показано на фиг. 1), причем этот сигнал избирательно управляет подачей питания в цепь 110 первичной обмотки и цепь 140 вторичной обмотки, что рассматривается ниже со ссылками на фиг. 4.

В различных вариантах осуществления, схема 136 обработки может быть воплощена, например, как контроллер или микроконтроллер, включающий в себя процессор или центральный процессор (ЦП), интегральные схемы прикладной ориентации (ASICs) и логические матрицы, программируемые пользователем (FPGAs), или их комбинации, и предусматривающий использование программных средств, аппаратно-программных средств, логических схем в аппаратном воплощении, или их комбинаций. При использовании процессора или ЦП, предусматривается запоминающее устройство (не показано) для хранения исполняемого программного обеспечения и/или аппаратных средств и/или исполняемого кода, который управляет операциями схемы 136 обработки. Возможно присутствие любого количества, типа и любой комбинации запоминающих устройства, например, энергонезависимого постоянного запоминающего устройства (RAM) и энергозависимого оперативного запоминающего устройства (RAM), и возможно хранение информации различных типов, таких, как компьютерные программы и алгоритмы программного обеспечения, исполняемых процессором или ЦП. Запоминающее устройство может включать в себя любое количество, любые типы и любую комбинацию физических, считываемых компьютером носителей информации, таких, как дисковод, электрически программируемое запоминающее устройство (EPROM), электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM), компакт-диск (CD), цифровой видеодиск (DVD), накопитель стандарта «Универсальная последовательная шина» (USB), и т.п.

В варианте осуществления, сигнал MSS измерения напряжения сети, выдаваемый схемой 132 измерения напряжения сети, является широтно-импульсно-модулированным (ШИМ) сигналом, который передается в схему 136 обработки посредством развязывающего средства 134. Схема 132 измерения напряжения сети может генерировать ШИМ-сигнал множеством способов. Например, на фиг. 2 показана упрощенная блок-схема для схемы измерения напряжения сети, конфигурация которой обеспечивает генерирование ШИМ-сигнала, в соответствии с представительным вариантом осуществления.

Обращаясь к фиг. 2, отмечаем, что схема 132 измерения напряжения сети включает в себя резистивный делитель 236, тактовый генератор 237 и генератор 238 импульсных сигналов. Конфигурация резистивного делителя 236 обеспечивает прием выпрямленного напряжения V_R сети из выпрямителя напряжения в цепи 110 первичной обмотки и выдачу подвергнутого делению напряжения сети в генератор 238 импульсных сигналов. Конфигурация тактового генератора 237 обеспечивает генерирование тактового сигнала Clk, который также выдается в генератор 238 импульсных сигналов. Поэтому генератор 238 импульсных сигналов генерирует ШИМ-сигнал в качестве сигнала MSS измерения напряжения сети на основе подвергнутого делению напряжения сети и тактового сигнала Clk, так что ширина каждого импульса ШИМ-сигнала модулируется амплитудой выпрямленного напряжения V_R сети. В иллюстрируемой конфигурации, тактовый генератор 237 включает в себя первый таймер 555, а генератор 238 импульсных сигналов включает в себя второй таймер 555, например, для генерирования ШИМ-сигнала.

Конечно, в рамках существа принципов данного изобретения можно предусмотреть другие конфигурации схемы 132 измерения напряжения сети и/или различных ее компонентов. Например, в альтернативном варианте осуществления, схему 132 измерения напряжения сети можно воплотить как микроконтроллер, выполненный с возможностью генерирования ШИМ-сигнала. Микроконтроллер может включать в себя аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выполненный с возможностью приема выпрямленного напряжения V_R сети из выпрямителя напряжения в цепи 110 первичной обмотки и выдачу ШИМ-сигнала в ответ. Микроконтроллер также может осуществлять связь с цепью 140 вторичной обмотки с помощью некоторой формы протокола цифровой связи, такого, как I2C (протокол передачи, позволяющий нескольким контроллерам использовать одну шину, определяя коллизии и осуществляя арбитраж) или UART (протокола универсального асинхронного приемопередатчика). Микроконтроллер может представлять собой, например, STM8S от фирмы ST, хотя - в рамках объема притязаний согласно принципам данного изобретения - упомянутая схема может включать в себя и микроконтроллеры других типов.

На фиг. 3 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процесс уменьшения яркости твердотельной осветительной нагрузки с использованием регулирования напряжения сети в соответствии с представительным вариантом осуществления. Иллюстрируемые на фиг. 3 этапы могут быть воплощены, например, посредством схемы 100 возбуждения согласно фиг. 1, хотя - в рамках объема притязаний согласно принципам данного изобретения - эти этапы могут быть воплощены посредством любой другой схемы, обладающей аналогичными возможностями.

Обращаясь к фиг. 1 и 3, отмечаем, что на этапе S311 происходит прием выпрямленного напряжения V_R сети из цепи 110 первичной обмотки посредством схемы 132 измерения напряжения сети. На этапе S312, схема 132 измерения напряжения сети генерирует сигнал MSS измерения напряжения сети, который указывает амплитуду выпрямленного напряжения V_R сети. Сигнал MSS измерения напряжения сети может быть, например, ШИМ-сигналом, при этом ширины импульсов изменяются в соответствии с амплитудой выпрямленного напряжения V_R сети. На этапе S313 происходит передача сигнала MSS измерения напряжения сети через изолирующую гильзу, например - через вентиль 134, в схему 136 обработки.

На этапе S314, схема 136 обработки генерирует один или несколько опорных сигналов уменьшения яркости на основе, по меньшей мере - частично, сигнала MSS измерения напряжения сети, принятого из схемы 132 измерения напряжения сети. Опорные сигналы уменьшения яркости выдаются в цепь 140 вторичной обмотки на этапе S315. Например, опорные сигналы уменьшения яркости могут включать в себя опорный сигнал I_ref тока и/или опорный сигнал V_ref напряжения, которые соответственно выдаются в средство управления выходным током и средство управления выходным напряжением цепи 140 вторичной обмотки. На этапе S316 происходит сравнение опорных сигналов уменьшения яркости с соответствующими электрическими условиями цепи 140 вторичной обмотки, а на этапе S317 происходит генерирование сигнала DGS обратной связи по уменьшению яркости, указывающего результаты сравнения. Например, опорный сигнал I_ref тока можно следует сравнивать с током I_D возбуждения, а опорный сигнал V_ref напряжения следует сравнивать с напряжением V_D возбуждения модуля 160 СИДов. На этапе S318 происходит передача сигнала DFS обратной связи по уменьшению яркости в цепь 110 первичной обмотки через изолирующую гильзу 125, например, посредством другого развязывающего средства. В ответ, на этапе S319 цепь 110 первичной обмотки оказывается способной проводить надлежащие регулировки входного сигнала, например, напряжения V_pri первичной обмотки и/или тока I_pri первичной обмотки, характерных для первичной обмотки трансформатора 120, обуславливая соответствующие регулировки тока I_D возбуждения и/или напряжения V_D возбуждения, выдаваемого цепью 140 вторичной обмотки в модуль 160 СИДов. Соответственно, происходит возбуждение модуля 160 СИДов с выдачей надлежащего количества света, соответствующего уставке контроллера 105 уменьшения яркости.

На фиг. 4 представлена упрощенная блок-схема, подробнее иллюстрирующая схему возбуждения для осветительной системы, предусматривающей уменьшение яркости, в соответствии с представительным вариантом осуществления.

Обращаясь к фиг. 4, схема 400 возбуждения для воплощения - на основе сигнала сети - уменьшения яркости твердотельного осветительного модуля, показанного как иллюстративный модуль 460 СИДов, включает в себя развязывающий трансформатор 420, имеющий первичную обмотку, соединенную с цепью 410 первичной обмотки, и вторичную обмотку, соединенную с цепью 440 вторичной обмотки. Цепь 410 первичной обмотки принимает пониженное напряжение сети из источника 401 напряжения сети через контроллер 405 уменьшения яркости контроллер, который может быть, например, контроллером уменьшения яркости на основе синусоидального сигнала. Как подробнее обсуждается ниже, цепь 440 вторичной обмотки соединена с модулем 460 СИДов и выдает регулируемый ток I_D возбуждения в модуль 460 СИДов на основе тока I_pri первичной обмотки трансформатора 420. Схема 400 возбуждения дополнительно включает в себя схему 430 управления уменьшением яркости, соединенную и с цепью 410 первичной обм