CN114514795A

CN114514795A - 照明控制系统

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Publication number: CN114514795A
Application number: CN202080069433.6A
Authority: CN
Inventors: 杰弗里·霍华德·吉列特·阿兴霍尔德
Original assignee: Radiant Research Ltd
Current assignee: Radiant Research Ltd
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2020-08-21
Publication date: 2022-05-17
Also published as: EP4018786B1; GB2591720B; AU2020333411A1; WO2021032995A1; GB2591720A; EP4018786A1; US20220217820A1; GB201912009D0; CA3148546A1; US11877360B2

Abstract

一种控制系统，其被设置为提供对一个或更多个发光器件(124)的光输出的调光控制，该控制系统包括：开关模式调节器(91)，其被设置为向所述一个或更多个发光器件(124)提供输出功率信号，并且改变所述输出功率信号；一个或更多个反馈传感器(304)，其被设置为测量所述输出功率信号的特征参数，所述特征参数包括以下内容中的至少一项：电流、电压和功率；以及控制器，所述控制器被设置为：当所述输出功率信号的特征参数高于阈值(210)时，基于来自所述一个或更多个反馈传感器(304)的反馈在闭环控制回路中改变所述输出功率信号；当输出功率信号的特征参数低于阈值(210)时，在开环控制回路中改变所述输出功率信号。

Description

照明控制系统

本发明涉及用于提供对光输出的调光控制的照明控制系统，以及对发光输出进行调光的方法。

具体地但非排他地，本发明涉及一种用于调光或以其他方式调节固态光源(SSL)的亮度或调节对固态光源的供电的方法和控制系统，所述固态光源诸如发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、固态二极管激光器(SSDL)以及基于有机或无机发光机制的其他固态光源负载。本发明还涉及方法和系统的改进，以提供用于使用所述光源进行数据传递的单元。

在发光系统使用SSL(例如LED、OLED、SSDL)是众所周知的，因为它们提供优于传统光源的显著优点，例如较高的效能，由于其固态性质而增加了可靠性和寿命，并且提供在LED、OLED和SSDL领域的技术人员已知的许多其它优点。

基于LED、OLED和SSDL的发光以多种配置用于一般和特定照明应用，包括但不限于汽车照明、任务照明、重点照明、应急照明、招待照明、餐馆照明、医院照明、办公室照明、零售店照明、汽车照明、街道照明、舒适照明、效果照明、海洋照明、展示柜照明、TV和电影和投影照明、娱乐照明、动物和食品生产照明、医疗照明、室外照明、显示器的背光、使用UV对流体中的微生物的照射、工业过程中的固化和凝结、走廊照明、安全照明等。

LED、OLED和SSDL是电流控制的器件，其中从器件发射的光的强度与流过器件的电流的量有关。因此，非常有利的是仔细和可靠地控制流过LED、OLED或SSDL器件的电流的量，以从照明系统获得期望的照明效果，并且通过确保不超过最大电流、电压或功率规格来最大化器件的寿命。此外，众所周知，LED、OLED和SSDL器件的开关或调制速度足够快，使得它们能够与照明的主要用途结合用作数据发送器。

基于各种电路设计拓扑开发了LED、OLED和SSDL电源系统，这些拓扑提供了在可接受的范围内改变通过发光器件负载的实际或时间平均正向电流的能力，以提供调光能力。

然而，由于提高了固态发光器的效率，即使流过器件的少量电流也会产生大量的激发光子。这在低强度下的调光级别之间产生了大的阶跃(低调光分辨率)的不希望的照明外观和在最低调光级别处的显著的最小发光。

已经设计了基于LED、OLED和/或SSDL的照明系统，其通过使用具有离散波长/颜色的多个发光器件可以产生多种颜色和强度。包括红、绿、蓝、琥珀色和白色发光器的系统可以通过单独地或组合地改变每个彩色发光器的强度、电流或功率来产生接近无限的颜色变化。在照明系统中使用多个离散波长可以通过使用同时复用的不同光子能量增加系统带宽来增加来自发光器件的数据传输速率。

许多先进的发光系统需要调光的能力，通常使用外部控制系统来向照明系统提供调光级别信息。所采用的大多数调光方法使用恒定电流降低(CCR)(也称为DC调光)或时间平均脉冲调制方法，诸如脉冲宽度调制(PWM)、脉冲幅度调制(PAM)、脉冲频率调制(PFM)和许多其它方法。

当前的调光方法不能以高效的方式容易地在宽电流范围上实现高精度调光。当系统被调暗开和关时，特别是在低发光级别时，调暗系统通常包括强度或颜色上的陡峭台阶。

EP2477459公开了一种用于向照明系统提供动态功率控制的混合功率控制系统，其中功率源可以提供AC或DC电压范围中的任一个。一个或更多个开关模式电源，其包括一个或更多个线性和开关模式调节器电路，所述线性和开关模式调节器电路被组合以动态地控制到照明系统的电流、电压和功率。开关模式调节器在输出电流处于第一范围时工作，而在输出电流处于低于第一范围的第二范围时不工作。

根据本发明的第一方面，提供了一种控制系统，所述控制系统被设置为提供对一个或更多个发光器件的光输出的调光控制，所述控制系统包括：开关模式调节器，其被设置为向所述一个或更多个发光器件提供输出功率信号，并且改变所述输出功率信号；一个或更多个反馈传感器，其被设置为测量所述输出功率信号的特征参数，所述特征参数包括以下内容中的至少一项：电流、电压和功率；以及控制器，该控制器被设置为：当所述输出功率信号的所述特征参数高于阈值时，基于来自所述一个或更多个反馈传感器的反馈，在闭环控制回路中改变所述输出功率信号；以及当所述输出功率信号的所述特征参数低于所述阈值时，在开环控制回路中改变所述输出功率信号。

述输出功率信号可以是具有多个脉冲的脉冲信号。

当所述输出功率信号的所述特征参数低于所述阈值时，所述输出功率信号可以在处于接通状态的一个或更多个周期与处于断开状态的一个或更多个周期之间交替。处于所述接通状态的所述一个或更多个周期可以包括所述脉冲信号的至少一个脉冲。处于所述断开状态的所述一个或更多个周期可以具有与所述脉冲信号的至少一个脉冲对应的持续时间。

在开环控制回路中改变所述输出功率信号可以包括改变处于所述断开状态的总时间与处于所述接通状态的总时间之比，以改变包括处于所述接通状态的一个或更多个周期和处于所述断开状态的一个或更多个周期的固定持续时间中的脉冲总数。

处于接通状态的所述一个或更多个周期的持续时间可以变化，使得在处于接通状态的周期和处于断开状态的周期之间，所述输出信号遵循不规则样式。

当所述输出功率信号的所述特征参数低于所述阈值时，所述输出功率信号可以在多个离散电平之间改变，各个电平具有处于所述接通状态的一个或更多个周期和处于所述断开状态的一个或更多个周期的对应样式。

所述系统可以包括存储器，所述存储器被设置成存储查找表，以存储针对所述输出功率信号的各个离散电平的对应样式。

所述开关模式调节器可以在处于所述接通状态的所述一个或更多个周期期间以连续导通模式操作。

当所述输出功率信号的所述特征参数低于所述阈值时，所述脉冲信号的各个脉冲的持续时间可以是恒定的。

所述开关模式调节器可以包括以开关频率操作的开关装置。

当所述输出功率信号的所述特征参数高于所述阈值时，在闭合控制回路中可以改变所述输出功率信号包括改变所述开关模式调节器的开关频率以改变所述脉冲周期。

当所述开关频率高于最小稳定开关频率时，所述开关模式调节器可以在连续导通模式下操作。

所述输出功率信号的所述特征参数的所述阈值可以被确定成当所述开关频率高于所述最小稳定开关频率时，所述控制器在所述闭环控制回路中改变所述输出功率信号。

所述开关装置可以由来自所述控制器的脉冲输出来控制。

所述控制器可以还被设置为：当输出功率信号的所述特征参数高于所述阈值时，调制所述输出的所述电压或电流以提供通过发光输出进行的数据传输。

所述控制器可以还被设置成在确定所述输出功率信号要从低于所述阈值增加到高于所述阈值时：测量所述输出功率信号的所述特征参数；将测量值与所述阈值处的期望值进行比较，所述期望值基于用于在开环控制回路中控制所述系统的控制数据；以及当确定所述测量值不同于所述期望值时，控制所述开关模式调节器以从所述测量值增加所述输出功率信号，并基于所述测量值修改所述控制数据。

所述反馈传感器可以包括电流感测电阻器，所述电流感测电阻器与对所述一个或更多个发光器件的输出通道串联设置。

所述电流感测电阻器可以相对于所述输出通道的地浮置。

根据本发明的第二方面，提供了一种对发光输出进行调光的方法，该方法包括：提供用于为一个或更多个发光器件供电的输出功率信号；测量所述输出功率信号的特征参数，所述特征参数包括以下内容中的至少一项：电流、电压和功率；当所述输出功率信号的所述特征参数高于阈值时，基于来自所述一个或更多个反馈传感器的反馈，在闭环控制回路中改变所述输出功率信号；以及当所述输出功率信号的所述特征参数低于阈值时，在开环控制回路中改变所述输出功率信号。

所述输出功率信号可以是脉冲信号，所述脉冲信号的各个脉冲具有多个脉冲。

所述输出功率信号可以由开关模式调节器提供。

所述方法可以包括：当所述输出功率信号的所述特征参数低于所述阈值时，以及当在所述闭环控制回路中改变所述输出功率时，在处于所述接通状态的所述一个或更多个周期期间以连续导通模式操作所述开关模式调节器。

所述开关模式调节器可以包括开关装置，当所述开关频率高于最小稳定开关频率时，所述开关装置能够在连续导通模式下操作。输出功率信号的所述特征参数的所述阈值可以被确定成使得当所述开关频率高于所述最小稳定开关频率时，在闭合控制回路中改变所述输出功率信号。

根据本发明的第三方面，提供了一种计算机程序，当所述计算机程序由计算机读取时，使得执行根据第一方面所述的方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种能够控制对固态发光系统的供电的数字控制电源，所述数字控制电源包括以下中的一项或更多项：电源，其能够将输入功率源转换为针对数字控制开关模式控制器适当配置的输出功率源；一个或更多个数字开关模式控制器，其能够在宽动态范围上独立地调制对固态发光模块的供电。一个或更多个数字开关模式控制器可以包括以下中的一项或更多项：包括分辨率小于1ns的一个或更多个高分辨率PWM输出和一个或更多个高分辨率模拟或数字转换单元在内的微处理器；一个或更多个反馈装置或传感器；多阶段阶段功率、电压或电流调制控制器，其包括：使用PID控制器的至少一个闭环阶段，该PID控制器能够以一个或更多个用户要求的设定点操作，其中，该PID控制器以连续导通模式和不连续导通模式两者操作所述开关模式控制器以用于精确功率控制和/或该PID控制器提供精确电流和/或电压调节以使得能够通过所述固态发光模块进行Li-Fi通信；以及至少一个开环阶段，其提供精确功率调制以扩展数字开关模型控制器的低功率调光分辨率。

固态发光模块可以包括用于照明和/或无线通信的一个或更多个固态发光器件，其中各个发光器件能够发射相干光和/或非相干光。相干光源可以是激光器等，并且可以通过输出的调制来实现通信。

单个或多个发光封装可以包括一个或更多个发光元件，发光元件能够辐射包括白色的单一颜色或多种颜色，并且可选地具有大于几千赫兹的-3db处的调制带宽。由发光元件发射的光还可以包括红外光或紫外光、以及其他非可见波长。

电源可以包括控制和滤波单元，以允许输入功率源用作通过网络发送或接收用于控制和报告固态发光系统的状态的信息的单元。

微处理器可以包括时间分辨率小于1ns的一个或更多个高分辨率PWM输出，和/或用于转换反馈传感器的一个或更多个高分辨率模拟或数字转换单元，和/或用于通过一个或更多个网络安全地传送控制和状态信息的单元。

系统还可包括以下一项或更多项：声学、声音或振动传感器；化学传感器；电气、电流、电势、磁或无线传感器；流量或流速传感器；电离辐射或亚原子粒子传感器；导航传感器；以人类为中心的用户操作的控制器；位置、角度、位移、距离、速度和加速度传感器；光、成像和光子传感器；压力传感器；力、密度和液位传感器；热、热量和温度传感器；接近和存在传感器；安全传感器，例如：指纹、虹膜、面部传感器；频率传感器；其它类型的传感器；光传感器检测光强度；检测颜色或可见光谱的光传感器；摄像机传感器；温度传感器；烟雾感测器；气体检测传感器；力传感器。

系统的基本开关频率可以在20KHz至1GHz之间，或在20KHz至1MHz之间。

功率控制系统可以包括：至少一个AC-DC开关模式电源；一个或更多个输出驱动模块，其包括高调制带宽压控电流源或电压钳，以调制适于通过所连接的发光器件进行的数据传输的电流或功率；用于确保高调制带宽数据输出由开关模式电源拒绝或衰减以确保维持稳定的电流或功率输出的单元；用于从高带宽数据控制网络向控制器或向高带宽数据控制网络提供内部和外部控制命令的单元。

功率转换模块可以在宽的发光器件电流范围上稳定地工作，尤其是在电流<最大输出模块电流的1％时。

功率控制系统可以被配置成动态且独立地配置一个或更多个开关模式调节器的占空比和基本开关频率。

功率控制系统可以被配置成在量化的时间间隔上向发光器件提供线性或非线性电流或连续或非连续功率曲线。

电压箝位或线性调节器装置能够将高带宽电流或电压信号注入到功率转换器的输出模块上，以通过所连接的发光器件提供1kbps到100Gbps之间的无线光子数据传输速率。

输出驱动模块能够以受控的方式向一个或更多个发光器件输送低至1纳安大小的电流。

光输出特性可以通过以下中的一个或更多个来控制：从远程收发器发送或接收的光无线信号；从远程收发器发送或接收的RF或红外读取无线信号；通过以太网接收的信号。

发光器件可以包括至少一个高功率(>0.1W)固态光源。

照明系统可以包括至少一个高带宽光敏器件。

输出模块可以单独地或组合地使用脉冲、非脉冲或模拟电流曲线向一个或更多个发光器件输送功率。

通过发光器件的电流曲线选自直流、交流、脉冲宽度调制、脉冲幅度调制、脉冲频率调制、脉冲密度调制、Δ-∑调制、随机信号密度调制(SSDM)和幅度调制。

电流源或电流吸收器可以与输出并联附接。电流源或电流吸收器可以独立于主输出模块来控制。

本发明的实施方式包括用于功率转换模块的单元，其包括控制对照明系统的功率因数和功率质量。在照明系统的一个实施方式中使用的开关模式电源单元的功率因数可以是≥±0.70或≥±0.98，使得在功率被传送到设备负载时，返回的电流量最小化。

当与AC信号输入到DC信号输出拓扑一起使用时，在本发明中可选地采用功率因数校正(PFC)电路，以暂态地精确地控制输入电流来匹配输入电压的波形。PFC电路可以包括有源和/或无源功率因数校正，以确保照明系统具有大于0.7的功率因数校正。

传送到照明系统的功率质量会影响系统的整体寿命特性。例如，从电力供应方传输线发生的显著电压尖峰会导致发光源(在直接AC LED的情况下)或功率控制系统(在DCLED系统的情况下)的部分或灾难性故障。因此，在本发明的一个实施方式中，利用电力线调整器拓扑来提高传送到照明系统的功率质量。

本发明的另一实施方式利用包括至少一个高功率(>0.1瓦特)(O)LED或SSDL发射器封装的发光器件，其可以包括一个或更多个发光元件。(O)LED和/或SSDL发射器封装可以是能够根据用户或系统要求使用DC或AC电压供电的类型。可以将(O)LED和/或SSDL发射器封装设置成发光器的有序或伪有序阵列，以优化离开照明系统的光。

本发明的另一实施方式利用包括至少一个相干和/或非相干光源的发光器件。

控制器可以利用微处理器、可编程片上系统(PSoC)、FPGA(现场可编程门阵列)、ASIC(专用集成电路)或能够计算信息或数据以计算发光器件的控制参数的任何其他另选集成电路器件。此外，控制器可选地能够利用和实现反馈和前馈控制系统，以快速地对由来自各种状况传感器的反馈提供的信息作出反应，以调制发光器件的特性。这样的反馈传感器可以包括但不限于光学、颜色、光强度、温度、定时器、占用率、电流、电压、功率、气体、磁、振动、湿度、加速度、速度、频率和监测或检测环境条件的生物单元。

所述照明系统可以包括发光器件，所述发光器件包括单个或多个发光封装件，所述单个或多个发光封装件包括一个或更多个发光元件，所述一个或更多个发光元件能够辐射窄波长带中的光子，或包括白色的宽波长中的光子，或可见或不可见电磁光谱内的多个光子。

发光器件可以包括一个或更多个(O)LED和/或SSDL串。在至少一个实施方式中，发光器件包括至少两个(O)LED和/或SSDL串，其包括发射可见范围内的第一波长谱的(O)LED和/或SSDL串以及发射非可见范围内的第二波长谱的(O)LED和/或SSDL串。

根据本发明的另一方面，提供了一种功率源，其中所述功率源可以是高压或低压AC或DC能量源中的任一种或其组合。依赖于控制器系统的电气和电子配置，AC电源范围可以从几伏的AC输入变化到几千伏的交流电，而DC电压输入可以从几伏的直流电变化到几千伏的DC。

功率源可以由电源或变压器供电，该电源或变压器可选地直接或远程地附接到照明系统。功率源可以是AC-DC电源、DC-DC电源、AC-AC电源或任何其它合适的电源。

根据本发明的又一方面，提供了一种单级开关模式电源，其中拓扑结构提供包括以下特征中的一个或更多个的安全、组件值和温度变化补偿方法：限流、返送、热关闭、安全区域保护、过电流、短路或输出功率保护。

根据本发明的另一方面，提供了一种控制器，其将8位用户强度控制需求转换为高分辨率的视觉无阶跃控制输出。高分辨率控制器的变型例可以允许固态光源模拟与传统光源类似的显著较慢的输出响应速率，以减少当看到强度变化时阶跃的出现。本发明的本方面可以允许在定义的时间周期上改变输出响应。

控制器可选地能够使用高级微处理器或集成电路装置以连续导通或非连续导通模式测量输出驱动模块电流、电压和功耗和控制传感器值。利用微处理器来控制或调节输出驱动模块使得能够实时地实现复杂的控制算法。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于开关模式调节器的单元，其中控制电路还包括：产生模拟和/或脉冲开关控制信号的集成电路、微处理器或任何其它类似的半导体单元；用于接收诸如光强度、功率谱密度、发光器件温度的发光器件特性的单元；用于接收传感器信息的单元；以及用于通过控制网络、传感器网络、用户接口和/或通信系统收发信息的单元，其包括用于照明的发光器件和高带宽光敏器件。

在本发明的这个方面，可以通过使用模拟调光阶段或脉冲调光阶段在流过发光器件的电流上调制高频率信号来调制流过发光器件的时间平均电流。

在本发明的这个方面中，可以使用连接到调节器输出模块的简单分压器或射极跟随器拓扑来测量开关调节器输出电压，并因此得到连接到功率控制系统的发光器件两端的正向电压。射极跟随器可以被设计为使用简单的晶体管，例如具有输入和输出偏置电阻器的BC846C，以适当地设置射极跟随器装置的增益，其然后可以用于向控制器系统提供电压反馈值。

根据本发明的另一方面，流过发光器件的时间平均电流可以适用于恒定电流或恒定电压型调光控制电路拓扑。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制器的单元，其中，可以通过以下各项中的一项或更多项来控制照明系统的光输出特性：从远程收发器接收的光无线信号、以及从远程收发器接收的RF无线信号。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制器的单元，该控制器能够测量所附接的发光器件的输出电压，其中，输出驱动模块向一个或更多个发光器件输送受控电流，从而可以限制对发光器件的破坏。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制器系统的单元，其中，输出模块可以单独地或组合地使用脉冲、非脉冲或模拟电流曲线向一个或更多个发光器件输送电力，其中，通过发光器件的电流曲线(或功率)可以是直流、交流、脉冲宽度调制、脉冲幅度调制、脉冲频率调制、脉冲密度调制、Δ-∑调制、随机信号密度调制(SSDM)、幅度调制或本领域技术人员已知的任何其它电流控制技术。

使用本发明的各个方面，可以向一个或更多个附加发光器件提供电流并因此提供电力，所述发光器件具有大大扩展的动态调光范围，使得能够使用相同的驱动器输出级对包括单晶片发射器封装、包括多晶片发射器的单阵列封装或多个封装在内的大范围的不同发光器件供电。

本发明的各个方面能够根据功率需求以最佳效率利用特定的调光方法(阶段)，从而最大化整个调光电流(或功率)范围上的效率。当前可用的开关调节器在最大输出功率时提供高效率(80％-99％)。然而，随着输出功率降低到零，开关模式调节器不能准确地和重复地向发光器件提供输出电流，因为开关器件内的储能部件变得不连续。这造成过发光器件的不稳定的电流或功率，其导致发光器的不期望的视觉闪烁和不可接受的高的最小调光照明级别。通过使用基于多阶段的调光方案在输出模块上组合两种或更多种调光方法，本发明的各方面能够即使在非常低的输出电流和/或功率下也连续地维持开关调节器的稳定性。

这种多阶段调光技术的显著优点是在较高的强度下，由于固态发光光源以DC或模拟模式操作，因而没有脉冲。当发光系统通常高于70％的最大强度时，用户在环境中工作，因此多阶段调光提供了健康的非脉冲方法。

根据照明系统的配置，当前可用的发光器件可以从几百毫瓦到几百或几千瓦功率。照明系统内的各个发光器件需要不同的正向电压和正向电流以正确地操作，并且本发明使得能够使用微处理器(或类似器件)来容易地配置输出驱动模块，使其更适于驱动较大范围的照明系统。

将开关调节器的独特特性与包括使得能够在一个或更多个调光阶段上使用两种或更多种调光方法的诸如微处理器或类似装置这样的控制器的输出驱动模块相组合，能够实现非常宽的动态调光(或功率)比，并且通过组合各自包括16位调光分辨率2¹⁶或65535个调光步长的两种调光方法，可以具有1至4294967296(2³²，使用32位)的范围。虽然对于许多照明应用来说2⁸位或256的动态范围是良好的，但是对于前几个控制协议强度位提供小的绝对电流(功率)步的要求日益增长。增加的调光(或功率)分辨率使得照明系统能够提供指数调光曲线，其指数调光曲线对人眼是愉悦的并且模拟由传统光源(例如白炽灯泡或卤素灯泡)看到的调光效果，与固态光源相比，传统光源具有慢得多的响应时间。本发明通过使用适当的时间相关方法和算法将8位控制协议调光要求转换成较高位分辨率电流/功率输出，使得能够对发光器件进行线性或非线性调光至非常低的照明级别。

对于一些人工照明解决方案的使用，特别是那些表现出诸如高脉冲调制深度和低脉冲频率的显著脉冲特性的解决方案，存在日益增长的健康担忧。消费者越来越多地要求他们的人工照明解决方案通过最小化光源闪烁的量而以人类为中心。本发明设法通过将脉冲调光方法限制到低发光源电流来减少光源闪烁效应，所述低发光源电流通常仅在照明系统处于接通或断开之间的过渡阶段时才采用。此外，本发明将利用提供例如大于30000Hz的高开关频率的输出开关模块，并且在利用脉冲电流/功率方法的脉冲调光阶段上利用适当高脉冲频率以确保光强度闪烁最小化。

本发明的另一个优点是提供了一种低成本和简单的单元，其将高频率调制方案结合到控制器的输出模块上，使得数据形式的信息能够以高速度通过发光器件来光学传输。本发明可以简单地在单级和多级、隔离或非隔离的开关拓扑中实现，而组件数量或成本的增加很小。

应当理解，上面关于本发明的特定方面讨论的任何特征也可以应用于本发明的任何其它方面。

现在将参照附图仅以示例的方式描述本发明的实施方式，在附图中：

图1例示了包括了根据本发明实施方式的控制系统的照明系统的示意图；

图2示意性地例示了随着输出从断开状态变化到完全接通状态并返回到断开状态时发光系统的调光曲线；

图3例示了用于提供低调光范围的脉冲信号的示例；以及

图4例示了用于图1的系统的输出驱动模块的电路的第一示例，其包括了根据本发明实施方式的控制系统。

图1示意性地示出了根据本发明一个实施方式的照明系统1。图1的照明系统1是具有超宽调光比的高效率、低成本系统，其能够使用DC或恒定电流减少而具有至少15000：1的负载电流调光比。

照明系统1包括功率源10，其通过电力电缆21连接到连接模块20，连接模块20又连接到过电压保护模块30和输入噪声滤波模块40。输入噪声滤波模块40在由整流/限制模块50整流和限流之前对来自功率源10的电力进行滤波。整流/限制模块50连接到功率因数校正模块60，随后连接到隔离和功率模块70，隔离和功率模块70提供所需的功率以使动态控制系统80能够管理照明系统1的操作。动态控制系统80连接到一个或更多个输出驱动模块90。在图1的示例中，示出了单个输出驱动模块90。各个输出驱动模块90连接到输出噪声滤波器100，其确保将具有最小噪声的恒定电流提供给输出连接器110。输出连接器110通过电缆111将电力从系统1提供给发光器件固定件120。

在电源模块70之前的模块形成电路的高压输入侧，而后面的模块形成输出侧。

上述所有模块10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120包括经由一个或更多个专用印刷电路板(PCB)导电迹线或电缆11来彼此连接的部件。下面将较详细地解释各个模块10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120中。

照明系统1的功率源10可以是高压(>100V)或低压(<100V)AC功率源。在一个示例中，功率源可以是母线电力。功率源10通过适当额定的电力电缆21连接到连接模块20的第一端子块22。第一端子块22可以是面板安装的或PCB安装的。第一端子块22可以是多极类型，以使得多个驱动器能够简单地链接在一起。

依赖于照明系统1的配置，其他电缆可以连接到连接模块20内的第一端子块22或第二端子块23。这些电缆可以提供各种传感器输入或输出以及用于在照明系统1和主控制器2之间传送指令的通信总线24。通信总线24可以基于各种硬件或协议系统，例如I2C、SPI、UART、RS232、RS485、DMXCAN、USB、IEE1394、DMX、RDM、KNX、DALI、802.11b/n、蓝牙、Zigbee、在数字通信系统内容易获得的以太网。

过电压保护模块30可以包括位于电源相输入中的一者或两者中的一个或更多个保险丝31以提高安全性。包括保险丝31以防止相应相上的对地短路，或相间短路。

过电压保护模块30还可以可选地包括由瞬态保护组成的位于输入处的过电压保护。已知来自功率源模块10的瞬态尖峰会损坏敏感部件。在一个示例中，瞬态电压抑制是瞬态电压抑制器32，其将有效地保护照明系统1的其余部分免受瞬态电压尖峰影响。

输入噪声滤波模块40具有两个主要功能。首先，根据国际标准，防止来自照明系统1的开关模式电源内的开关调节器的固有产生的噪声返回到功率源10中，特别是在功率源10联接到干线网络的情况下。输入滤波模块40的第二功能是阻止来自功率源10的噪声进入照明系统1，特别是在功率源10联接到干线网络的情况下。

在至少一些实施方式中，输入滤波模块可以在整流/限制模块50的输入和输出上包括子模块40a、40b。例如，可以提供电容器、电阻器和电感器形式的输入滤波器，以衰减整流器模块50的输入上的噪声。

(O)LED通常是直流驱动的。整流/限制模块50的输入侧将AC功率源10转换成整流的DC电力。例如，可以使用桥式整流器或其它合适的单元将AC电力转换为DC。

在一些实施方式中，整流/限制模块50通过在启动阶段限制涌入电流来提供软启动特征。在启动阶段限制照明系统1所采用的电流对于确定电缆，保险丝和其它部件的安全值额定值是有用的。

电路的功率因数是负载(在这种情况下是发光器件固定件120)吸收的实际功率与在电路中流动的视在功率之比。实际功率是电压和电流的暂态乘积，而视在功率是平均电流和电压的乘积。

功率因数校正(PFC)模块60可以包括控制器。该控制器提供接近于1的功率因数并且在开关模式电源的初级侧提供过温度、过电流和过功率保护。例如，控制器可以是标准开关模式电源集成电路控制器。

PFC模块60减少了功率源模块10上的电感性和电容性负载。PFC模块60还提供输出电压的升压，这使得能够驱动多个发光器件。在一个实施方式中，PFC模块60由来自整流/限制模块50的输出模块的启动电流驱动，并且在正常操作期间，PFC模块60由操作电流驱动(在PFC模块60电路已启动时操作电流驱动接管)。

隔离和电源模块70连接到PFC模块60的输出，并包括足够大的电容器，以吸收和平滑从PFC模块60流出的纹波电流，同时向动态控制系统80和输出驱动模块90提供直流电压。

隔离和电源模块70的一个实施方式将向控制系统80提供一个或更多个调节电压，以优化开关模式电源的效率。另一个实施方式还可以提供变压器。在任一情况下，隔离和电源模块70提供输出与高电压输入的电流隔离。

控制模块80由隔离和电源模块70的电压源输出来供电。控制系统模块80的一个实施方式包括执行软件控制算法的微处理器81、用于经由总线24与网络主控制器2通信的单元、一个或更多个用户接口82和一个或更多个传感器接口83。在一个示例中，微处理器可以是来自ST Microelectronics的STM32F334微处理器，尽管可以使用任何类似的集成电路。

用户接口使用户能够确定照明系统1的输出控制功能。用户接口82的一个实施方式将包括菜单键盘和LCD显示器。另一实施方式可以是便携式或固定计算设备上的基于web的用户界面。

此外，联接到主控制器2的网络通信接口3使得能够在外部世界和照明系统1之间传递数据和外部控制器命令。可以使用任何合适的网络连接，包括但不限于因特网、局域网、WiFi、4G、5G、Lora、蓝牙等。

控制模块80还可以提供对输出强度的调制，以提供数据传输。光敏器件还可以允许接收数据。下面将更详细地讨论数据的发送和接收。

输出驱动模块90包括开关模式电源(SMPS)。该开关模式电源也称为开关调节器91，其被设置成控制由输出驱动模块90提供的电流。还提供了传感器92。传感器92被设置成检测输出的各种参数，这将在下面更详细地讨论。还提供了微控制器93，该微控制器用于控制开关调节器91的操作。在一个示例中，输出驱动器级90可以具有降压转换器拓扑(由LC槽形成)的形式，以将来自SMPS微处理器的脉冲输出转换成用于发光固定件120的连续输出信号。

输出驱动模块90由控制系统80控制，转而在主控制器2的控制下，以确保恒定电流，并传递依赖于在发光器件固定件120内使用的发光器件的数量的电压。数字控制模块80的实施方式将输出驱动模块90结合到控制模块80中，以降低成本和尺寸，同时提高效率。

输出噪声滤波模块100包括电感性和电容性负载，其去除来自输出驱动模块90的输出中的波纹和噪声尖峰，并防止或限制开关噪声泄漏到SMPS的输出上。由于发光器件固定件120需要稳定电压，以不会由于高纹波电压而过载，所以输出噪声滤波器100确保在连接到发光器件固定件120的输出电缆111上或从其传导和辐射的噪声发射被衰减。

输出噪声滤波模块100包括利用连接到发光二极管的阳极端子的电容器以及内联电感器实现的滤波器。本领域技术人员将容易地理解滤波器的实现。

输出电缆和连接模块110包括用于输出电缆111的端子块112。输出电缆111向发光器件固定件120提供电力以及向一个或更多个电缆113提供电力以传送来自传感器125、126、127的信号。

在一个实施方式中，发光器件固定件120包括：导线或连接器块121，其用于从照明系统的输出电缆111接收电力；散热器123，其热连接到包括发光器件124或(O)LED阵列基板的金属芯PCB；温度传感器125，其用于测量发光器件124的温度；光强度传感器126，其用于测量环境光和发光器件124的输出的强度；颜色传感器127，其用于测量发光器件124的颜色。

如上所述，图1所示电路的输出侧与输入侧电流隔离，输入侧是高电压。这种隔离通过电力变压器和光隔离器来实现。

以非隔离或隔离的方式将电力以一个或更多个输入电压的形式提供给照明系统1的一个或更多个部分。例如，控制器2可以需要隔离的电力以确保照明系统1与插入到系统1中的任何通信电缆隔离，所述通信电缆可能具有由于不正确的布线而被施加的过高电压或者如果在室外布线则有可能被闪电击中。

控制模块80直接由隔离和电源模块70的输出经由线性调节器供电，在这种情况下线性调节器被定义为LM29150。当功率级的输出电压显著大于微处理器电源的输出电压时，可以用DC/DC开关调节器代替线性调节器，以提高微处理器81的电源效率。

照明系统1内的其它功率需求可以需要不同的工作电压，例如微控制器单元(MCU)通常要求3V，驱动器输出模块90需要高达65V。

在一个示例中，高电压SMPS控制器93是ST Micro L6562D PFC和PWM功率控制器，然而，任何类似类型的单级或多级控制拓扑可用于此实施方式。

使用开关MOSFET控制到隔离变压器的功率，该开关MOSFET又由主网络控制器2的栅极驱动器引脚控制。变压器形成隔离和电源模块70中的隔离反激SMPS设计的一部分。从驱动模块90的次级隔离侧提供反馈，以通过使用光隔离器来控制SMPS功率；然而，可以使用不需要光隔离器的单级或多级控制的另选方法。例如，来自Power Intergrations Inc,USA的LinkSwitch-PH系列提供了高度集成的单片开关器件，其可以在不使用光隔离器和次级侧反馈部件的情况下实现单级拓扑结构。

图2提供了描述在固态照明应用中经常使用的说明性调光曲线200的图，其中固态灯固定件被要求逐渐接通直到最大允许强度(或输出电流)，然后逐渐变暗到断开状态。该曲线示出了通过关于图1讨论的系统的单个驱动模块90提供的时间平均输出电流，但是应当理解，该时间平均电流与来自LED 124的光输出的强度成比例。

如图2所例示，可以使用四个不同的调光阶段202、204、206、208来以无缝的方式实现调光曲线1，同时在较高的光强度下最大化模拟调光的使用，以促进健康的(非脉冲的)照明。

第一调光阶段202开始于T₀。在第一调光阶段202中，输出电流在时间T₁从初始“断开”电平I₀增加到阈值强度级别I₁ 210。这被称为脉冲调光阶段1。

在第二调光阶段204中，从时间T₁到时间T₂，输出从I₁增加到最大级别I₂ 212。第二阶段204被称为模拟调光阶段2。

在第三调光阶段206中，从时间T₂到时间T₃，输出从I₂减小到I₁。第三阶段206被称为模拟调光阶段3。

在第四调光阶段208中，从时间T₃到时间T₄，输出从I₁减小到I₀。这被称为脉冲调光阶段2。

从图2和上述讨论中可以看出，调光阶段202、204、206、208是脉冲调光202、208或模拟调光204、206。参照图2，当输出高于阈值级别210时，调光是模拟的，而当输出低于阈值210时，调光是脉冲的。因此，在I₀到I₂的整个范围上的输出可以被认为由两个不同的调光阶段即脉冲调光和模拟调光组成。当期望的输出强度低于阈值210时，使用脉冲调光，而当期望的输出强度高于阈值时，使用模拟调光。

重要的是要注意，输出电流被示出为时间平均的，使得实际输出电流(以及由此的灯固定件强度)是可比较的，而与阶段以及在各个阶段中使用的调光的类型无关。

在模拟调光阶段，来自驱动模块90的电流是在I₁至I₂之间的恒定电流，其依赖于期望的输出强度。通过使用DC调光来提供模拟调光阶段中输出强度的变化，使得输出模块90总是工作在连续导通模式中。

在模拟调光阶段，传感器92检测输出处的电流。微控制器91在PID反馈控制回路中使用所感测的电流，以将从SMPS 91输出的电流修改到所需级别。因此，模拟调光阶段可以被认为是闭环控制阶段。

传感器还可以检测电压，以及电源和光输出的其它变量，以提供对模拟调光阶段的进一步控制。

在模拟调光阶段，输出驱动器级90中的降压转换器中的SMPS 91以连续导通模式操作，其中通过转换器的电感器的电流从不为0。模拟调光阶段可以通过减小来自SMPS的脉冲信号的各种参数来减少光输出。其包括脉冲信号的开关频率。在足够低的调光级别下，降压转换器将转换到不连续的操作，这本身是不稳定的。然而，当发生这种到不连续操作的转换时，系统1切换到脉冲调光阶段。

在脉冲调光阶段，SMPS的输出在连续操作的周期(即，处于接通状态的周期)和处于关断状态的周期之间切换。处于接通状态的周期包括一个或更多个脉冲，而处于关断状态的周期根本没有输出。控制SMPS的开关频率，使得在接通状态期间，降压转换器以连续模式工作。

脉冲调光阶段是开环控制阶段，因为其不利用来自电流传感器的反馈。相反，微控制器91基于输出功率信号的已知因素控制输出驱动模块90和SMPS以提供期望的平均电流级别。

图3例示了用于在脉冲调光阶段中提供第一强度级别I_x的第一脉冲信号302的示例。其包括当SMPS 91处于接通状态时的多个周期306a至306d，其由处于关断状态的周期分开。各个接通状态周期306包括多个脉冲，使得降压转换器工作在连续导通模式。关断状态的持续时间对应于至少一个脉冲。

图3还例示了信号的三个示例304a-304c，其可以提供第二强度级别1_x/2，第二强度级别为第一强度级别的一半。

在第一示例304a中，各个接通周期的持续时间被减半。在第二示例304b中，接通周期的持续时间与第一示例302相同，但是省略了两个接通周期。在第三示例304c中，各个接通周期中的脉冲强度被减半。在各种情况下，在固定周期上的时间平均电流等于第一强度级1_x的平均电流的一半。

从图3中可以看出，假设各个信号302、304a至304c中的脉冲频率是恒定的，则通过使脉冲数量减半使强度减半。因此，在一个实施方式中，微控制器91可以简单地控制通过输出驱动模块发射的脉冲的数量，以将输出控制到各种调光级别，例如通过计数字控制制。不需要来自电流传感器的反馈。

在图3所示的信号中，接通周期的样式是规则的(即，由固定持续时间的关断周期间隔开的固定持续时间的周期)。应当理解，在其它示例中，输出可以是接通和关断周期的可以周期性地重复的随机样式。

此外，在其它实施方式中，可以改变脉冲的各种一个或更多个参数，只要在接通周期内保持连续的导通操作。例如，可以改变各个脉冲的开关频率、脉冲持续时间和幅度。

在至少一些实施方式中，微控制器91可以访问查找表以确定针对特定期望电流的期望输出信号。微控制器91可以确定期望的输出级别，并且从查找表的相应行检索实现该强度所需的输出信号的特性。查找表可以存储在微控制器93、主控制器2的存储器中，或者可以通过接口3或总线24访问。

如上所述的照明系统1的调光分辨率是相邻调光级别之间的输出强度的增量增加(或减少)。换句话说，调光分辨率是系统1可以提供的强度级别的最小变化。低分辨率对应于级别之间的在输出中的大阶跃，而高分辨率对应于小的阶跃。

在典型的调光系统中，调光分辨率在整个输出强度范围内可以是恒定的。然而，在上述系统1中，调光分辨率可以在两个调光阶段之间变化。

例如，在模拟调光阶段，调光分辨率可以是第一分辨率，而在脉冲调光阶段，调光分辨率可以是第二分辨率。第二分辨率可以低于第一分辨率，使得在模拟调光阶段中调光以较小的增量变化。在其他示例中，在两个阶段中，调光分辨率可以是相同的。在另一示例中，与模拟调光阶段相比，脉冲调光阶段可以具有较高的分辨率。

应当理解，虽然模拟调光阶段可能看起来具有连续变化的电流，但是仍然存在由实现调光的硬件可能的增量变化所定义的最小分辨率。

在脉冲调光阶段，分辨率受到许多因素的限制，包括脉冲输出特性中的最小稳定变化、以及查找表中的可用行数。

在脉冲调光阶段I₀到I₁的输出范围内，输出电流被分成由分辨率定义的多个均匀间隔的级别。调光可以是N比特，其中，范围被分成2^N个步长。

在脉冲调光阶段中调光分辨率的第一个限制因素是查找表的大小。调光的各个步需要查找表中的单独行。

在脉冲调光阶段中分辨率的另一个限制因素是输出脉冲信号的脉冲特性。例如，对于信号中的脉冲，可以存在可以以稳定的方式有规律地重复以使得所有脉冲被提供给输出而不被丢失的最小T_on和/或最小幅度。脉冲信号的基本开关频率(f_switch)也可以限制分辨率。

在一个示例中，在通过改变每秒的脉冲数来实现脉冲调光阶段中的调光的情况下，以输出级别提供的脉冲数可以由下式给出：

其中：

P是每秒的脉冲数(在一个或更多个接通周期上分开)，其确定了输出。

n是输出强度级别，以及

R是脉冲调光范围内不同调光步的数量。

对于任何给定的单级开关调节器拓扑，存在可以保持连续导通模式的限定的最小输出稳定性级别。这由与开关调节器拓扑结构相关的各种部件公差和最小反馈误差确定。仅使用模拟调光阶段，在期望的输出电流下降到最小稳定级别以下时，开关调节器变得不稳定，并且输出电流将不可预测地波动，导致人眼可见的闪烁，这是非常不期望的。用于在脉冲调光阶段和模拟调光阶段之间改变的阈值210因此基于可以维持连续导通模式的下限来确定。例如，可以将阈值选择成刚好高于该极限。在电流或电压传感器上的噪声处于可以准确地为闭环模拟调光阶段提供反馈的可接受级别的最小级别处选择阈值210。因此，当传感器不再能够提供可靠的反馈时，脉冲调光接管。

在至少一些实施方式中，当输出强度从低于阈值210的级别增加到高于阈值210的级别时，可以应用自动校正。当输出等于或刚好低于阈值210，但是调光还没有切换到模拟调光控制时，测量来自传感器的反馈。当接收到增加输出的命令时，将所测量的在输出两端的电流与阈值210进行比较。然后施加校正，使得模拟调光阶段根据测量到的电流而不是预期的阈值增加输出。新的阈值也被存储以供将来使用，而不是先前的阈值。

换句话说，自动校正在控制切换到闭环控制回路之前开始测量反馈。然后在闭环控制回路的第一次迭代中使用测量到的反馈。

在模拟调光阶段期间，可以调制输出以在光中传输数据。在输出电压的调制中接收和编码要发送的数据。这可以由相应的检测器感测并相应地解码。发光系统1还可以包括检测器(未示出)以使得能够接收以及发射数据。

用于输出调制的电流可以由独立的电流源或电流吸收器(sink)提供，其可独立于主输出驱动模块90进行控制。开关调节器提供大部分功率，而电流源或电流吸收器提供调制。电流源或电流吸收器可以并联连接到输出，并且可提供输出功率的0％至5％。

高频率输出信号使得连接到输出驱动模块的发光二极管负载能够与负载电流/功率的幅度的变化成比例地改变强度。这种光学变化可以容易地由连接到联网设备或与联网设备集成的接收器拾取以发送信息。

图4例示了用于上述照明系统的输出驱动模块90的电路300a的示例。在所示的示例中，输出驱动模块90是降压转换器拓扑的形式。

LED固定件120跨接在输出302a、302b上。传感器304被提供为电流感测电阻器并且测量流过LED固定件120的电流。传感器304设置在系统的高侧上，以允许多个输出驱动模块连接到同一系统，并且仍然独立地测量通过各个LED固定件的电流。电路300中还提供了短路感测电阻器306，当感测电阻器两端达到特定电压时，电路300自动关闭微处理器信号GATE_2。电流感测监测器310向用于控制开关MOSFET 308的微处理器提供电流反馈。固定短路感测电阻器306的值与电阻器R210的比允许当通过LED固定件120的跳闸电流在纳秒内发生时发生硬件跳闸，并减少由于过电流引起的任何可能的LED固定件120损坏。

输出驱动模块电路300包括开关MOSFET 308。MOSFET控制功率并因此控制输出通道302a、302b上的电压和/或电流。MOSFET 308又由微控制器控制。在脉冲调光阶段期间，微控制器(未示出)经由信号GATE_2控制MOSFET 308的操作以打开和关闭通过MOSFET 308的通道，从而在输出通道302a、302b处提供脉冲输出。

在上述示例中，由两个不同的调光阶段即脉冲调光阶段和模拟调光阶段提供系统1的输出范围。应当理解，这仅是作为示例。除了脉冲调光和模拟调光外，可以提供任意数量的附加调光阶段。

图1所例示的系统仅是作为示例给出的。应当理解，可以省略所讨论的各种功能，或者可以在没有分立模块的情况下以任何适当的方式提供所讨论的各种功能。所公开的分立模块仅用于说明性目的。

应当理解，图2的曲线也仅是作为示例给出的，以说明本发明的某些实施方式。系统的真实调光曲线可以包括使输出在一段时间内保持恒定的各个点。输出从不需要增加到最大，并且可以不是从最小开始增加和减小而是在任何级别接通和断开。

在上述示例中，测量系统的一个或更多个电子参数(例如电流、电压或功率)以控制调光循环。可以理解，在调光控制中可以检测和使用其它参数。例如，该系统还可以包括用于检测以下各项中的一项或更多项的传感器：环境照明级别(以勒克斯为单位)、用于检测来自LED固定件120的颜色输出的颜色传感器、以及占用情况(例如，无源红外检测器或微波检测器)。

通过检测环境照明级别，可以控制调光输出，使得可以实现正确的照明(例如在高环境照明级别中，来自LED 124的光输出可以减少；在低环境照明级别中，来自LED 124的光输出可以增加)。通过检测颜色，可以改变来自不同LED固定件的输出以实现所希望的发光效果。通过检测占用率，可以控制调光，使得发光固定件124仅在需要时被供电。例如，如果在阈值时间(例如30秒)内没有检测到占用，则可以减少光输出。

与上述调光一样，这些功能现在被直接构建到LED驱动器中，而不是使用外部控制器。这样做提供了较低的成本和本地化/分布式控制。

在本发明的变型例中，可以针对基于恒定电压的输出开关模块得到时间平均输出电流。

Claims

1.一种控制系统，所述控制系统被设置为提供对一个或更多个发光器件的光输出的调光控制，所述控制系统包括：

开关模式调节器，其被设置为向所述一个或更多个发光器件提供输出功率信号，并且改变所述输出功率信号；

一个或更多个反馈传感器，其被设置为测量所述输出功率信号的特征参数，所述特征参数包括以下内容中的至少一项：电流、电压和功率；以及

控制器，该控制器被设置为：

当所述输出功率信号的所述特征参数高于阈值时，基于来自所述一个或更多个反馈传感器的反馈，在闭环控制回路中改变所述输出功率信号；以及

当所述输出功率信号的所述特征参数低于所述阈值时，在开环控制回路中改变所述输出功率信号。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述输出功率信号是具有多个脉冲的脉冲信号。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其中，当所述输出功率信号的所述特征参数低于所述阈值时，所述输出功率信号在处于接通状态的一个或更多个周期与处于断开状态的一个或更多个周期之间交替，处于所述接通状态的所述一个或更多个周期包括所述脉冲信号的至少一个脉冲，并且处于所述断开状态的所述一个或更多个周期具有与所述脉冲信号的至少一个脉冲对应的持续时间。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其中，在开环控制回路中改变所述输出功率信号包括改变处于所述断开状态的总时间与处于所述接通状态的总时间之比，以改变包括处于所述接通状态的一个或更多个周期和处于所述断开状态的一个或更多个周期的固定持续时间中的脉冲总数。

5.根据权利要求3或4所述的控制系统，其中，处于接通状态的所述一个或更多个周期的持续时间变化，使得在处于接通状态的周期和处于断开状态的周期之间，所述输出信号遵循不规则样式。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其中，当所述输出功率信号的所述特征参数低于所述阈值时，所述输出功率信号能够在多个离散电平之间改变，各个电平具有处于所述接通状态的一个或更多个周期和处于所述断开状态的一个或更多个周期的对应样式。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其中，所述系统包括存储器，所述存储器被设置成存储查找表，以存储针对所述输出功率信号的各个离散电平的对应样式。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的控制系统，其中，所述开关模式调节器在处于所述接通状态的所述一个或更多个周期期间以连续导通模式操作。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的控制系统，其中，当所述输出功率信号的所述特征参数低于所述阈值时，所述脉冲信号的各个脉冲的持续时间是恒定的。

10.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其中，所述开关模式调节器包括以开关频率操作的开关装置。

11.根据权利要求10所述的控制系统，其中，当所述输出功率信号的所述特征参数高于所述阈值时，在闭合控制回路中改变所述输出功率信号包括改变所述开关模式调节器的开关频率以改变所述脉冲周期。

12.根据权利要求10或11所述的控制系统，其中，当所述开关频率高于最小稳定开关频率时，所述开关模式调节器能够在连续导通模式下操作。

13.根据权利要求12所述的控制系统，其中，所述输出功率信号的所述特征参数的所述阈值被确定成当所述开关频率高于所述最小稳定开关频率时，所述控制器在所述闭环控制回路中改变所述输出功率信号。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的控制系统，其中，所述开关装置由来自所述控制器的脉冲输出来控制。

15.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其中，所述控制器还被设置为：当所述输出功率信号的所述特征参数高于所述阈值时，调制所述输出的所述电压或电流以提供通过发光输出进行的数据传输。

16.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其中，所述控制器还被设置成在确定所述输出功率信号要从低于所述阈值增加到高于所述阈值时：

测量所述输出功率信号的所述特征参数；

将测量值与所述阈值处的期望值进行比较，所述期望值基于用于在开环控制回路中控制所述系统的控制数据；以及

当确定所述测量值不同于所述期望值时，控制所述开关模式调节器以从所述测量值增加所述输出功率信号，并基于所述测量值修改所述控制数据。

17.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其中，所述反馈传感器包括电流感测电阻器，所述电流感测电阻器与对所述一个或更多个发光器件的输出通道串联设置。

18.根据权利要求17所述的控制系统，其中，所述电流感测电阻器相对于所述输出通道的地浮置。

19.一种对发光输出进行调光的方法，该方法包括以下步骤：

提供用于为一个或更多个发光器件供电的输出功率信号；

测量所述输出功率信号的特征参数，所述特征参数包括以下内容中的至少一项：电流、电压和功率；

当所述输出功率信号的特征参数高于阈值时，基于来自所述一个或更多个反馈传感器的反馈，在闭环控制回路中改变所述输出功率信号；以及

当所述输出功率信号的所述特征参数低于阈值时，在开环控制回路中改变所述输出功率信号。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述输出功率信号是脉冲信号，所述脉冲信号的各个脉冲具有多个脉冲。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，当所述输出功率信号的所述特征参数低于所述阈值时，所述输出功率信号在处于接通状态的一个或更多个周期与处于断开状态的一个或更多个周期之间交替，处于所述接通状态的所述一个或更多个周期包括所述脉冲信号的至少一个脉冲，并且处于所述断开状态的所述一个或更多个周期具有与所述脉冲信号的至少一个脉冲对应的持续时间。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述输出功率信号由开关模式调节器提供。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述方法包括：

当所述输出功率信号的所述特征参数低于所述阈值时，以及当在所述闭环控制回路中改变所述输出功率时，在处于所述接通状态的所述一个或更多个周期期间以连续导通模式操作所述开关模式调节器。

24.根据权利要求22或23所述的控制系统，其中：

所述开关模式调节器包括开关装置，当所述开关频率高于最小稳定开关频率时，所述开关装置能够在连续导通模式下操作；

所述输出功率信号的所述特征参数的所述阈值被确定成使得当所述开关频率高于所述最小稳定开关频率时，在闭合控制回路中改变所述输出功率信号。

25.一种计算机程序，当所述计算机程序由计算机读取时，使得执行根据权利要求19至24中任一项所述的方法。