用于镇流器类型检测的照明设备和照明系统以及提供维护信息的方法与流程

本发明一般地涉及照明领域，并且更具体地涉及由镇流器从干线电源供电的固态照明设备，比如改进（retrofit）管类型或者灯泡类型的发光二极管led照明设备。本发明还涉及到包括这种照明设备的照明系统和提供维护信息的方法。

背景技术：

除了其他因素之外，固态led源由于它们的长寿命和高能效，在私有和工业照明应用中，包括在仓库、商店、商铺、学校、工厂等中正讯速地取代传统白炽灯泡和荧光管光源tl灯。为了在传统照明应用和系统中利用固态照明，提供了所谓的固态或者led改进照明设备。固态改进灯典型地被适配于装到要改进的传统灯装置的插座中。在实践中，led改进照明设备容易地可用于任何类型的传统或旧有装置。

目前的建筑照明管理系统bms需要将包括（通常通过单个开关或开关设备操作的）隔离的照明设备或者照明设备组的传统照明系统转换为智能的、联网的和通信连接的照明系统。

为了大规模地经济地将传统光源替换为led灯或者led照明模块，例如，需要尽可能少地修改诸如tl照明器或照明装置的专用照明器。

实际上，这意味着布线和控制电路（比如荧光照明装置中的电磁em镇流器）并不会被去除或者更改，且只是要用固态改装照明设备替换管灯或灯泡。

为了改进光源的恰当操作和光管理，需要多个系统参数，其中有例如已经安装在旧有照明器或照明装置中的镇流器类型。

通过人工检查每个照明器来确认镇流器的类型在经济上几乎不可行，或者也许甚至是不可能的，因为照明器外壳在不破坏密封或者不撞击安全标签等的情况下不能打开。

已公布的美国专利申请us2013/0320869公开了一种发光二极管管灯tled，其被安排用于根据电流测量检测em镇流器的类型，电流测量是通过在集成于tled灯外壳中的处理器控制的驱动器中实现的镇流器类型检测算法而执行和评估的。

已公布的美国专利申请us2016/0165687公开了一种根据频率测量的镇流器类型检测电路。

这两个现有技术申请都被安排用于按照检测到的镇流器类型去控制在特定照明器中用以操作改装led光源或灯的供电电压。

有成本效率的维护和高可靠性是在工业照明系统中的关键性能指标。在镇流器发生故障的情况下，例如，为了高效和快速地修复并且保持备件的成本尽可能低，应该提前告知服务人员已安装在特定照明器中的镇流器的类型。特别是例如当安装适配于特定类型镇流器的选定类型的led光源或灯时，或者当多个led光源或模块连接到公共镇流器时。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种改进的照明管理，用于包括镇流器的改进旧有（legacy）照明器或照明装置，特别是用于改善在例如工业照明系统中的这种改进照明器或照明装置的维护和维修的目的。

在第一方面，提供了包括连接器的照明设备，其被安排用于安装在照明装置中，照明装置包括用于为照明设备供电的镇流器，所述照明设备包括：

发光二极管模块；

驱动器电路，其可操作地连接在连接器和发光二极管模块之间，被安排用于控制向发光二极管模块的电力供应；

镇流器类型检测电路，可操作地连接到连接器，被安排用于根据镇流器提供给连接器的电力信号确定镇流器类型检测数据，以及

通信电路，可操作地连接到镇流器类型检测电路，被安排用于交换镇流器类型检测数据。

所提出的照明设备被安排来传达所确定的镇流器类型检测数据，使得其可以被用于除了依据上面的概要部分中公开的现有技术控制或者操作驱动器电路向发光二极管led模块供电之外的其他目的。

由于能够交换镇流器类型检测数据或信息，所提出的照明设备有效地支持在旧有荧光灯型照明器或照明装置的改进应用中的照明系统的调试、照明系统资产管理和照明系统维护。

所交换的数据也可用于选择合适的照明设备以替换照明装置中存在的荧光设备。如此，在第一步中，所提出的照明设备被插入照明设备中以确定和指示照明装置中存在哪个镇流器。在第二步中，这一信息被用于选择合适的改进照明设备以装到照明装置中。根据本公开，合适的改进照明设备是为照明装置中检测到的镇流器定制的设备。

在照明设备的实施例中，通信电路被安排用于和照明系统的镇流器类型数据库交换镇流器类型检测数据。所提供的数据可能例如在数据库中被捕获并被提供用于进一步的分析。

镇流器的主要目的是向荧光灯供应电力，后者由此被供电。在实践中，使用几种类型的镇流器，比如射频rf操作的电子或自谐振镇流器、集成电路ic、受控谐振镇流器、电磁em镇流器等等，每一个都有它们自己的特殊的操作参数、典型的功能特征和电信号值。

在照明设备的实施例中，镇流器类型检测电路被安排用于根据以下中的至少一个提供镇流器类型检测数据：

自谐振射频电子镇流器的电源频率监控；

自谐振射频电子镇流器的电源谐振回路探测监控；

谐振受控射频电子镇流器的控制电路的控制参数监控，以及

在照明设备的连接器处的电源电压和电流监控。

正如本领域技术人员将领会的，关于镇流器类型的信息存在于特定的镇流器在其特定的操作模式下提供的电信号中并被从该电信号中提取。

除了如此确定的镇流器类型检测数据之外，还可以提供辅助数据并将其用于确定镇流器类型。例如但不限于，用于改进的管状灯的长度和/或直径、从共同的镇流器供电的照明器或照明装置的数量（比如2个（两个）、3个（三个）或者4个（四个）照明设备）、从数据表中捕获的数据等。

为此，在照明设备的实施例中，镇流器类型检测电路和通信电路被安排用于交换支持镇流器类型检测数据的辅助数据。

在照明设备的另一实施例中，通信电路被安排用于无线地交换镇流器类型检测数据和辅助数据中的至少一个。

为此，通信电路可包括根据标准化的或者私有的数据通信和信令协议操作的发送器或者甚至收发器。在实践中，可得到以用于本公开的目的的无线的无线电传输技术尤其是基于zigbee™光链路、bluetooth™和wifi的协议或者任何网状类型的无线网络。

在照明设备的一个实施例中，镇流器类型检测电路被安排用于根据镇流器类型检测数据和辅助数据中的至少一个自动地确立镇流器类型。也就是说，镇流器类型检测电路包括处理器，比如微处理器或者微控制器，例如，其配备合适的智能，即一种或多种软件算法，用于分析可得到的镇流器类型检测数据和/或辅助数据，以便确定通过其向照明设备供电的镇流器的类型。

尽管该实施例需要板载智能，尤其是用以存储镇流器类型数据的数据库，但是镇流器类型的如此确定的信息可被直接用于例如为led模块供电的驱动器电路的适当控制。该实施例还将导致低的通信工作。

在照明设备的另一实施例中，镇流器类型检测电路和通信电路被安排用于在事件驱动和时间驱动中至少一个的基础上交换镇流器类型检测数据。

通过定期地确定和交换来自于镇流器类型检测电路的镇流器类型检测数据，比如基于时间或事件驱动的基础，例如一天一次或者一小时一次等，或者当照明设备开启时进行该确定和交换，镇流器类型检测数据可以被有利地用于维护目的。

也就是说，如果例如照明设备不交换数据，或者数据指向不同的镇流器类型，则这可能是例如镇流器发生故障的真实指示。由于镇流器类型被预先确立，所以维修或者维护人员被直接告知将被维修的镇流器的正确类型。

在第二方面，提供了一种照明系统，包括至少一个上面公开的安装在固定装置或照明器中的照明设备、被安排用于和至少一个照明设备的通信电路交换镇流器类型检测数据的通信单元，并包括镇流器类型数据库。

每个照明设备可以是可单独寻址的，使得如上文所阐明的各个镇流器类型检测数据和/或辅助数据可以被唯一地存储在照明系统的镇流器类型数据库中，或者在例如与多照明系统相关的数据库中。将领会的是，所述照明系统的通信单元，即其收发器，根据与上面公开的照明设备的通信电路相同的私有的或者标准化的通信和信令协议操作。

要注意的是，对于改进应用，并不是传统照明系统的所有光源或者灯都需要装配根据本公开的照明设备。为了确立镇流器的类型，例如，仅用所公开的照明设备装配多个相同照明器或照明装置中的一个旧有照明器或照明装置就足够了。

照明设备可充当一种测试设备。也就是说，一旦由根据本公开的照明设备确立了镇流器的类型，照明系统中所有其他相同的照明器或照明装置便可装配特别适配于如此确立的镇流器的改进照明设备，从而节省例如购买照明设备和库存控制时的费用。

在一个实施例中，镇流器类型数据库可包括如上所述的支持镇流器类型检测数据的辅助数据，而通信模块可被安排用于和至少一个照明设备的通信电路交换该辅助数据。

代替或者附加于通过照明设备的镇流器类型检测电路确定镇流器类型，在一个实施例中照明系统包括镇流器类型检测单元，其可操作地连接到镇流器类型数据库并被安排用于根据交换的镇流器类型检测数据和辅助数据确立照明设备的镇流器类型。

镇流器类型检测单元被安排用于根据镇流器类型检测数据和辅助数据中的至少一个自动地确立镇流器类型。为此，镇流器类型检测电路可以包括处理器，比如微处理器或者微控制器，例如，其配备合适的智能，即一种或多种软件算法，用于分析可得到的镇流器类型检测数据和/或辅助数据，以确定通过其为照明设备供电的镇流器的类型。

在这种情况下，照明设备的镇流器类型检测电路不需要智能来确立镇流器的类型。通过镇流器类型检测电路收集的数据可以直接与最终确立和处理镇流器类型的镇流器类型检测单元交换，而无需任何预处理等。

在操作的中间模式中，照明设备的镇流器类型检测电路可被安排用于例如预处理所测量的数据，例如通过计算平均值或信号变化值，例如，平均值或信号变化值之后被和照明系统的镇流器类型检测单元交换以进一步处理和确定镇流器类型。将领会的是，与镇流器类型检测电路因此不提供任何类型的数据预处理的情况相比，这种中间方案要求较少的通信工作。

所述照明系统还可包含维护单元，被安排用于接收以事件驱动和时间驱动中的至少一个为基础提供的至少一个照明设备的镇流器类型检测数据，用于基于所接收的镇流器类型检测数据来分析镇流器的故障。

如上文所讨论的，可以有利地处理镇流器类型检测数据来识别照明设备的故障或者损坏。在发生故障的情况下，服务人员根据镇流器类型数据库里的信息能够选择正确的镇流器用于修复。

在第三个方面，提供了一种根据从按照本公开的照明设备和/或从安装在如上所公开的照明系统中的这样的照明设备接收的镇流器类型检测数据提供维护信息的方法，该方法包括以下步骤：

接收镇流器类型检测数据，

比较接收的镇流器类型检测数据和存储在镇流器类型数据库中的镇流器类型检测数据，

基于比较来识别镇流器的故障，并且

在镇流器发生故障的情况下提供包括镇流器类型的维护信息。

以上的步骤可例如通过照明系统的维护单元和/或通过照明设备的镇流器类型检测电路来执行。

因此，通过本公开，实现了成本有效的维护和高可靠性改进照明，特别是对于工业照明系统，提供了镇流器发生故障情况下的高效且快速的修复,因为服务人员提前被告知安装在特定照明器上的镇流器类型，并且由于已知服务中的镇流器类型，备件的成本可通过其保持尽可能地低。

参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并得以阐明。

附图说明

图1示出了包括根据本公开的实施例的照明设备的照明装置的示例。

图2示出了根据本公开的实施例的照明系统的示例。

图3示出了根据本公开的提供维护信息的方法的流程图。

具体实施方式

图1中的参考数字1指示包括根据本公开的实施例的照明设备6的照明装置。照明设备6具有例如用来替换传统荧光管灯tl的改进发光二极管led管壳。改进led管被设计以装在用于荧光管的传统电枢中，荧光管是例如适合于被指示为t5、t8、t12或类似物的灯类型的荧光管。为了装在这些传统电枢中，照明设备包括连接器11，连接器11具有例如导电笔，用于在传统电枢或照明装置1中电连接和支撑照明设备。在管led（tled）的情况下，最常见的是四根导线，在管的每一端上有两根导线，以支撑在旧有荧光管里存在的灯丝。

照明设备6包括固态光源，比如用于发射光的发光二极管led模块8。led模块8可以包括多个串联和并联连接的led。本领域的技术人员将领会到，在实际实施例中，led跨照明设备6（即led管）的长度均匀分布和间隔开，以在其整个长度上由照明设备6提供尽可能均匀的照明。本公开不限于任何特定类型的led，也不限于任何颜色的led。通常，使用呈白色的led。

led模块8的led通过包含于管壳中的电子驱动器电路7供电，电子驱动器电路7是例如可控电子整流器电路或者开关模式电源。整流器通常具有输入和输出，使得在使用中整流器被安排用于在其输入从所连接的电子镇流器3接收交流电源电压，以将交流电源电压转换为直流电压，并且在其输出向led模块8提供直流电压。

驱动器电路7可操作地连接在连接器11和led模块8之间，并且被安排用于控制向led模块8的电力供应。连接器11包括将照明设备6装入和支撑到照明装置1的插座里的工具。

此外，电子镇流器类型检测电路12在照明设备6的管壳中被提供，其中镇流器类型检测电路12可操作地连接到连接器11，并且被安排用于根据镇流器3向连接器11提供的信号提供镇流器类型检测数据。

镇流器3具有某种类型，例如，特定的品牌、串联或并联镇流器、基于ic的镇流器或基于自谐振的等，每个都有其自己特殊的输出信号特征。对应地，可以从监控镇流器的输出信号来获得用于确定镇流器类型的数据。

这种镇流器类型检测数据可以从以下方面获得：例如，自谐振高频hf或者射频rf电子镇流器的电源频率监控和/或自谐振hf/rf电子镇流器的电源谐振回路探测监控和/或集成电路ic谐振控制的hf/rf电子镇流器的控制参数监控和/或在照明设备6的连接器11处的电源电压和电流监控，总体上由参考数字4指示。

电子镇流器通过电子控制电路控制提供给荧光光源的电功率。电子镇流器，有时也称为控制机构，通常被安排用于限制流动在电力负载，即灯里的电流，使得电流被基本保持在防止灯烧坏的水平。这些类型的镇流器可以在并联或串联模式操作。优选地，使用串联模式，因为在这种情况下，单个灯的故障不会扰乱所有其他灯的工作。这样的镇流器典型地操作在高于20khz的频率，并且很大程度地消除了在旧式荧光照明中常见的闪烁。

另一种类型的镇流器是（电）磁镇流器，其采用铁芯和线圈变压器来操作灯。这些类型的镇流器被安排用于通过感应磁场控制电流。尽管这些类型的镇流器是最简单的，但它们以更高的鲁棒性为特征。

在例如tled的情况下，提供给旧有荧光管灯的灯丝的电流可以用于推断关于在照明装置21中的实际镇流器的信息。

部分镇流器类型检测数据可以通过镇流器类型检测电路12直接获取，然而另一部分可以被间接地接收，例如从驱动器电路7提取。作为示例，该供应信号的频率可以容易地被直接检测，然而电压幅值的波动可能引起驱动器电路7控制回路去抵消，使得驱动器电路7的控制回路信号将被波动影响。因此，这些信号可以通过间接方式提供镇流器类型检测数据或信息。

要注意的是，根据本公开，也可以通过辅助数据向照明设备6公开镇流器类型。也就是说，镇流器类型单元或数据库10可以在照明装置1中提供，镇流器类型单元或数据库10被安排来提供关于镇流器类型的附加的或辅助的信息5，例如来自于数据表等的直接识别镇流器类型或支持信息的数据。因此，这个信息并行于镇流器类型检测数据提供或作为对镇流器类型检测数据的支撑，镇流器类型检测数据是从提供自/到镇流器3的电力和/或控制信号确定的。

通过电线，即一般为火线或相线和回线或零线，可以向照明设备6（即镇流器类型检测电路12）提供辅助数据或信息5。

镇流器类型检测电路12可以被安排来根据镇流器类型检测数据直接确立镇流器3的类型，而不管是否被辅助数据支持。可以领会的是，在这种情况下，驱动器7可以由镇流器类型检测电路12控制或从镇流器类型检测电路12接收镇流器类型的信息，以适当地控制提供给led模块8的电力。

照明设备6还包括包含于照明设备的外壳中的通信电路13，通信电路13可操作地连接到镇流器类型检测电路12并且被安排用于交换镇流器类型检测数据。

方便地，使用天线9无线地交换数据。无线地交换的镇流器类型检测数据可以包括任何的无线电或射频rf信号或者红外ir信号，其例如根据标准的或私有的信令协议操作。在实践中，可得到以供本发明使用的无线的无线电传输技术尤其是zigbee™、bluetooth™、基于wifi的协议或任何mesh（网状）类型的无线网络。

根据本公开的照明设备6可以例如被用作为测试管类型以向用户指示在照明装置1中存在哪个镇流器。也就是说，照明设备6可以被插入照明装置1中来确定照明装置1中存在哪个镇流器。如上文所解释的，照明设备6可以检测存在于照明装置1中的镇流器的实际类型并且可以和外部世界交换此信息。

因此，在照明系统中，比如在工业照明系统中，例如，并非所有的荧光管都需要被照明设备6替换，但是一旦在系统中使用的镇流器的类型已经被确立，该系统的照明装置便可以通过照明设备特别地进行改进以适配于特定的镇流器。当然，改进也可以在每次荧光管发生故障和损坏的时候执行。

通信电路13可以有利地被安排用于传达镇流器类型到维护单元。该维护单元是用户可以访问的，使得用户能够确定在照明装置1中提供的是什么类型的镇流器。用户可以使用此信息来提前确定例如，必须使用哪个管（即改进led管）来替换损坏的荧光管。照这样，根据本公开的照明设备6被用作用于确定和指示照明装置1中存在哪种镇流器类型的工具，以便通过合适的改进led管有效地对其进行替换。

根据本公开，照明设备6的外壳被安排用于容纳驱动器电路7、镇流器类型检测电路12、通信电路13和天线9、接口11和led模块8。外壳可以是被配置为例如改进管类型的透光外壳或者部分透光的外壳。

图2示出了根据本发明的实施例的照明系统21的示例。照明系统包括至少一个照明设备6，例如图1中所公开的，该照明设备在照明装置中提供或将会提供。

此外，照明控制系统22被提供，其包括通信单元26和连接到通信单元26的天线27。通信单元26被安排用于可操作地、无线地与存在于至少一个照明设备6中的通信电路13通信。当照明系统21包括多个照明设备6时，这些照明设备6中的每个因此能够例如和通信单元26通信并可以被单独寻址。

例如，可以建立特定的通信电路13和该通信单元26之间的一对一通信链路，或者可以利用某种跳跃方案，即网状网络进行通信。例如，中间的照明设备6可以用作为用于照明设备的特定通信电路和该通信单元26之间通信的额外的跳。

照明控制系统22（比如建筑照明管理系统bms）还包括维护单元25，其被安排用于接收在事件驱动和时间驱动基础中的至少一个上提供的至少一个照明设备6的镇流器类型检测数据，以便基于接收的镇流器类型检测数据分析镇流器的故障。

为此，维护单元25可以和镇流器数据库24以及灯数据库23对接，以确定在照明装置中存在哪个镇流器。此外，数据库23,24可以被利用来根据所接收的镇流器类型检测数据确定检测到的镇流器3实际上是否发生故障。

照明控制系统22还可以与在智能设备（类似移动电话或平板）上运行的“app”或者任何类似物进行直接通信。然后，照明控制系统22能够使用app将关于照明装置中的镇流器的信息直接传达给用户。这是有益的，因为在这种情况下，使终端用户例如维护人员知道照明装置中存在的镇流器的类型。基于此信息，维护人员可以提前选择合适的改进led管来替换存在于照明装置中的发生故障的管。所选的改进led管例如被优化和更好地适合于与所检测类型的镇流器一起使用。

将被领会的是，可以由镇流器类型检测电路12使用存储在数据库23,24中的一个或两个中的数据来确定镇流器的类型。替代或者附加于镇流器类型检测电路12，照明控制系统22可以包括镇流器类型检测单元28，其可操作地连接到镇流器类型数据库24和/或灯数据库23，并被安排用于根据交换的镇流器类型检测数据和/或辅助数据确立至少一个照明设备6的镇流器的类型。

如上文概要部分所阐明的，数据库23、24的支持的量对照明设备6的镇流器类型检测电路12中所要求的智能和必须通过通信链路在通信电路13和通信单元26之间传达的数据量有直接影响。

数据库23、24、维护单元25、镇流器类型检测单元28和通信单元26可以在处理器或者计算机或者服务器29（例如，或者本地计算机和/或远程的、基于云的计算机）的控制下操作。

图3示出了根据本公开提供维护信息的方法的简化的流程图31。

方法31针对从根据上面公开的任何示例的照明设备6或者从根据上面公开的任何示例的照明系统21中的照明设备6接收的镇流器类型检测数据提供维护信息。

方法31包括以下步骤：例如从照明设备6中存在的通信电路13和/或照明管理系统22的通信单元26接收32镇流器类型检测数据。镇流器类型检测数据可以包括频率测量、电流和电压电平的幅值、辅助数据、电流和电压电平中的变化等。也就是说，任何可用于推断镇流器类型的信息都可能是合适的。

在下一步，本方法包括：比较32所接收的镇流器类型检测数据和存储于镇流器类型数据库（比如数据库24）中的镇流器类型检测数据。此步骤致力于找到所接收的镇流器类型检测数据的最佳匹配。如此，所接收的数据被例如与数据库24中存在的镇流器类型检测数据相关以找到数据库中的哪个数据是所接收的检测数据的最佳匹配。

在随后的步骤中，本方法包括基于步骤33的比较结果识别镇流器的故障33的步骤。基于如上所述的匹配过程，也可以确定是否特定的镇流器发生故障，或者至少没有正常工作。倘若所接收的数据与存在于数据库中的特定数据完全匹配，则可以假定镇流器在正常工作。然而，如果数据库中与接收的数据最佳匹配的数据仍然在某些方面有不同，则可以假定镇流器并未正常工作。

在镇流器发生故障的情况下，可以通过提供34包括一种镇流器类型的维护信息来使用该识别步骤。维护信息可以在维护人员的智能手机或者平板上提供。替换地或者附加地，可以将信息提供给维护服务器，使得信息可以存储在中央位置中。

将会领会的是，照明设备收集的镇流器类型检测数据或者镇流器类型数据通常提供有价值的信息，其可以被用于资产管理、库存控制和服务管理，特别是在工业照明系统和bms中。

通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开实施例的其他变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“a”或“an”（一或一个）不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中叙述的若干项的功能。仅仅是某些措施在相互不同的从属权利要求中叙述的事实并不表明这些措施的组合不能用于获益。计算机程序可以在合适的介质上存储/分布，介质是例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供的光学存储介质或固态介质，但是计算机程序也可以以其他形式分布，例如通过因特网或其他有线或无线电信系统分布。权利要求中的任何参考数字不应被解释为限制其范围。