用于固态照明器件的集成功率和控制单元的制作方法

专利名称：用于固态照明器件的集成功率和控制单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及照明领域，尤其涉及用于照明器件的集成功率和控制 单元。
背景技术：
照明器件如固态半导体和有机发光二极管(LED)的光通量的发 展和进步已使这些器件适合用在通用照明用途中，包括建筑、娱乐和 道路照明。与诸如白炽灯、荧光灯和高强度放电灯这样的光源相比， 发光二极管越来越具有竟争力。
目前，固态照明器件接收用于固态照明器件的运行的控制数据。 通常以所要求的格式配置这种控制数据，如DALI、 DMX或已知的其 它协议。通常在与进行控制的固态照明器件关联的以所要求的格式的 始发端源(originating source)配置这种控制数据。这样就要求在始发 端源所使用的这些协议与固态照明器件之间的兼容性。若将始发端源 构造成使用特别协议且通过这种特别协议控制的固态照明器件要求具 有不同格式的控制数据，则所要求的这种兼容性可产生问题。这样往 往就需要将这种固态照明器件重新构造或定制，以用于多种不同的可 能的控制协议，这些多种不同的可能的控制协议，这些控制协议通常 增加这种照明器件的元器件、成本和复杂性。
此外，根据特定固态照明器件的配置站点，可以用多种格式构造 电源，这种电源可包括电压源、电流源和频率。
多种出版物描述了可如何将电功率和控制信号提供给照明器件。 例如，美国专利申请No.2005/0289279描述了用于运行器件的系统和方 法，这些器件如用在娱乐照明用途中的照明器、调光器等。实施例包 括电源，这种电源运行耦合到可选择性地寻址的输出端的多个这种器 件并具有工业标准的通信协i义(如DMX512、 RDM或CAN协j义)的 变换器，这种变换器具有与这些器件兼容的通信协议。
美国专利No.6，847，316提供了在汽车控制区域网络的汽车器件与 非汽车总线网络的非汽车工业器件之间传递消息的方法。将总线网络限定为由硬件和软件协议明确的任何数据通信网络，这些协议具有这 种工业器件固有的格式且不同于明确汽车控制区域网络的协议。这种
方法包括从汽车控制区域网络的汽车器件中的一个或非汽车总线网 络的非汽车工业器件中的一个接收固有格式的消息；将原始固有消息 格式转换成普通语言格式；经由已存储的可构造规则对普通语言格式 的消息进行处理；将普通语言格式的经过处理的消息转换成适当的目 的固有消息格式；以及将目的固有格式的消息输送至所希望的汽车器 件或非汽车工业器件。
美国专利No.6，664，745、 No.6，570，348和No.6，331,756描述了用于 数字通信的具有多参数灯器材的设备。典型的灯器材是一种具有灯组 件和控制这种灯组件的通信节点的集成单元。 一种类型的照明系统具 有将这些灯器材互连的至少两个通信系统。将数字控制器连接到这些 通信系统中的一个，且该通信系统的灯器材中的至少一个是一种用于 向另一个通信系统发送控制信号的指定网关。
美国专利No.6，292，901描述了用于向一种器件提供功率的方法和 系统，这些方法和系统包括提供数据信号和从这种数据信号提取功率 以向这种器件提供功率。这种器件可以是一种回应于这种数据信号的 器件或另一种器件。这种数据信号可在至少两个数据状态之间变化， 且这些方法和系统可在这些数据状态中的一个或两个期间提取功率。 这些方法和系统可包括多路复用器，且这种受控器件可以是一种符合 RS-485的器件，如与处理器连通的LED系统。这种数据信号可以是一 种DMX-512信号，且这种数据信号可控制用于这种器件的控制的处理 器。
美国专利No.6，930，455、 No.6，020，825和No.6，668，537描述了一种 剧场照明控制网络，这种剧场照明控制网络结合一种局域网，这种局 域网用于在多个节点控制器和控制台或器件之间的通信，这些节点控 制器和控制台或器件用于在剧场、电影制作舞台或其它表演环境中建 立照明或其它效果水平。这种网络的使用消除了对大多数硬线连接的 要求并在这种系统的各种元器件的定位和重新定位中提供灵活性，这 些硬线连接用于控制台和其它控制器或监视器件的互连以实现控制器 支架。
美国专利申请No.2002/0181497类似地描述了 一种协议变换器，这种协议变换器适当的将从在一种协议下运行的器件指向在另一种协议 下运行的器件的通信变换。这种变换器耦合到这两种器件并将这两种 器件之间的通信变换成用于接收器件的适当格式。这种变换器可包括 一种可编程微处理器，这种可编程微处理器将通信处理成用于接收器 件的正确格式，然后将经过处理的这些通信传输至该接收器件。可将 变换器耦合在不同协议的两个总线结构之间，其中的一个总线结构是
一种IEEE 1394-1995总线结构。优选将一种协议变换程序存储在只读 存储器(ROM)内并由该微处理器使用以进行适当的变换。或者，将 这种可编程微处理器编程以用于由耦合到这种变换器的器件进行的变 换。为了与使用另一种协议的器件进行通信，使用第一种协议的器件 将设计用于使用该另一种协议的器件的通信发送到该协议变换器。在 接收从使用第 一种协议的器件发送的通信之后，该协议变换器将这种 通信处理成用于使用该另一种协议的器件的适当格式。然后将经过处 理的通信传输到使用该另 一种协议的器件。
美国专利No.5，898，801描述了 一种双向冗余光学传输系统，这种光 学传输系统构造成用于在多个数据终端设备之间的数字、模拟和离散 数据的同时传递的无阻塞双向多信道不受协议约束的光学传输系统。 这种光学传输系统包括光传输线和多个节点，这种光传输线用于双向 传输光，这些节点由这种光传输线串联以接收、提取和传递信号光。 每个节点包括数据终端设备和电光界面器件，数据终端设备用于发出 和接收电信号，电光界面器件与数据终端设备连通并用于将由连通的 数据终端发出的电信号变换成用于插到光传输线上的信号光。这种电
收4电信号。每个节点还l二连接il种光学界面器件与数据终端设 备之间的转换逻辑器件，以进行所要求的用于这种数据终端设备的协 议转换。每个节点还包括连接到这种电光界面器件和光传输线的光学 界面器件，以从光传输线提取信号光，这种信号光由这种电光界面器 件变换成由数据终端设备接收的电信号。这种光学界面还将从电光界 面器件接收的信号光插到光传输线上并在该光传输线上双向传递信号 光。
美国专利No.6，792，337描述了 一种用于电功率分布系统或其一部 分的功率管理结构。这种结构包括智能电子器件(IED)，这些IED构造成具有监视和控制所附的从属器件的能力并提供在多个器件之间
以多种通信协议进行通信的能力。主/从结构中的主IED在从从属IED 接收的数据上执行功率管理功能。此外，具有主功能度的IED提供网 页服务器容量，从而允许用户通过开放的国际互联网协议浏览经过处 理的数据，这种开放的国际互联网协议如HTTP (超文本传输协议)。 美国专利No.6，930,730描述了在一种网络系统内通过多种协i义集 中并均匀地控制多种器件的运行的器具、方法和系统，这些器件如通 信、消费者电子、音频-视频、模拟、数字1394等。该专利提供了用于 以无缝和用户明晰的方式集中控制这些器件的控制系统和均匀的用户 界面。在一种实施例中， 一种网络系统的命令中心或网络中心包括上 下文和连接置换相关的控制系统，这种控制系统允许所有类型的输入 器件的集中和无缝集成控制。优选这种控制系统包括基于通用图标的 图形用户界面，这种图形用户界面提供用于这种网络系统的均匀的屏 上集中控制系统。包括视觉识别系统的这种用户界面使用户能够通过 多种协议明晰地控制多个输入器件，而在输入命令器件的单控制层上 进行操作。
美国专利No.6，192，282描述了一种改进的建立自动化系统，这种系 统是一种模块化设计，从而减少了影响特别建立系统的控制所必要的 指令量。进程间控制命令的相对较小的集合限定用在相对较高水平的 脚本和控制应用中的进程间控制协议。这种改进的建立自动化系统用 于将一种特别控制协议的控制指令转换到另一种控制协议的控制指 令。文本解析程序在模块化通信程序之间传送进程间通信命令以通过 这些自动化建立系统影响控制。这种文本解析程序包括可执行指令， 这些可执行指令虑及了根据系统事件的进程间控制命令的条件通信。
美国专利申请No.2004/0225811描述了标准的输入输出(I/O)计 算机端口与数字可寻址照明界面(DALI)界面之间的一种界面网桥。 这种DALI网桥将信号水平和协议从标准的1/0计算机界面端口转换到 DALI信号水平和协议，反之亦然。数字处理器用于协议转换和消息緩 冲。信号水平转换用于正确地连接到计算机端口和这种双线DALI总 线的电压水平。这种DALI网桥便于用于建立照明系统中的符合DALI 的器件和/或多个符合DALI的器件的测试和控制的标准计算机的使 用。欧洲专利No.l，189，386描述了一种适合于网络的协议变换连接器， 这种连接器具有变换在室内高功能网络与使用这种连接器的室内通信 网络系统之间发送和接收的控制信号的协议的功能，这种室内高功能 网络敷设在办公楼或住宅和低功能适合于网络的器具中，这些器具如 家用电器。在一种实施例中，这种协议变换连接器包括连接到室内敷 设的通信网络的初级连接部分、连接到适合于网络的器具的次级连接 部分、协议变换界面和馈线连接部分，这种协议变换界面变换用于控 制信号的协议，这些控制信号在这种通信网络与适合于网络的器具之 间发送和接收，且这种馈线连接部分向连接到次级连接部分的适合于 网络的器具供给电功率。该专利还公开了设计用在电力线载波系统或 无线通信系统中的其它改进的和扩展的连接器。
虽然有用于通信协议之间的变换的器件和构造，但对能够提供具
器件的集成功率和控制单元仍有需求。 ， '"
提供背景信息以揭示申请人认为可能与本发明有关的信息。不必 承认或认为前面的任何信息构成与本发明对照的现有技术。

发明内容
本发明的目的在于提供一种用于固态照明器件的集成功率和控制 单元。根据本发明的一个方面，提供一种适于与固态照明器件一起使 用的集成功率和控制单元，这种集成功率和控制单元包括功率输入 端，这种功率输入端用于接收第一功率格式的功率并适合于连接到电 源；数据输入端，这种数据输入端用于接收笫一数据格式的控制数据 并适合于连接到控制数据源；转换器件，这种转换器件耦合到功率输 入端和数据输入端并包括功率变换单元，这种功率变换单元构造成将 第一功率格式的功率变换至第二功率格式的功率，且转换器件包括数
据变换单元，这种数据变换单元构造成将第一数据格式的控制数据变 换至第二数据格式的控制数据；以及功率和数据输出端，这种功率和 数据输出端适合于连接到该固态照明器件并将第二功率格式的功率和 第二数据格式的控制数据传输至该固态照明器件；这样就向该固态照 明器件提供所要求的格式的功率和控制数据，且所要求的格式与第一 功率格式和第一数据格式无关。


图1是根据本发明的一个实施例的集成功率和控制单元的主透视图。
图2是图1中的集成功率和控制单元的后透视图。
图3是图1中的集成功率和控制单元的分解图。
图4是根据本发明的一个实施例的集成功率和控制单元的框图。
图5A是根据本发明的另一个实施例的将数据变换单元取下的集
成功率和控制单元的透视图。
图5B是图8A中的安装数据变换单元的集成功率和控制单元的透视图。
图5C是图8A中的安装数据变换单元的集成功率和控制单元的另 一个透3见图。
图6是根据本发明的一个实施例的将数据变换单元取下的集成功 率和控制单元的主透视图。
图7是图6中的集成功率和控制单元的分解图。
图8A是图6中的具有数据变换单元的集成功率和控制单元的主透 视图。
图8B是图6中的安装数据变换单元的集成功率和控制单元的主透 视图。
图9示出了根据本发明的一个实施例的功率变换阶段，可要求这 些阶段运行一种数据变换单元，且图中还示出了一种连接机构，这种 连接机构可根据本发明的一个实施例将数据变换阶段与功率变换单元 结合。
图IO示出了根据本发明的一个实施例的处理器，其中，将这种处 理器构造成将第一数据格式转换成第二数据格式。
图11示出了根据本发明的一个实施例的硬件电路，这种硬件电路 可用于将输入数据信号变换至图10中的处理器所要求的适当的电压水平。
图12示出了根据本发明的一个实施例的另一种硬件电路，这种硬 件电路可用于将输入数据信号变换至图10中的处理器所要求的适当的 电压水平。图13示出了根据本发明的一个实施例的再一种硬件电路，这种硬 件电路可用于将输入数据信号变换至图IO中的处理器所要求的适当的 电压水平，图13还示出了根据本发明的实施例的硬件，这种硬件可用 于将由图10中的处理器所生成的信号变换至由一种固态照明器件所要 求的适当的电压水平。
图14是根据本发明的一个实施例的功率变换单元的示意图，图中 示出了输入功率连接、输入功率变换阶段、输出功率变换阶段、输出 功率连接以及输入和输出数据连接。
具体实施方式
定义
术语"发光元件"用于限定一种器件，这种器件在通过施加如穿 过器件的电位差或穿过器件的电流激活时发射电磁波频谱区域或区域 组合内的辐射，电磁波频i普区域或区域组合如可视区域、红外区域和/ 或紫外区域。因此，发光元件可具有单色、准单色、多单色或宽带频 谱发射特征。发光元件的实例包括半导体、有机或聚合物/聚合物发光 二极管、光抽运磷光体涂覆的发光二极管、光抽运纳米晶体发光二极 管或本领域中的工作人员通常易于理解的其它类似器件。
用在本说明书中的术语"约"是指与标称值的+/-10%的偏差。应 理解，这种偏差总是包括在本说明书中任何给定的值内，而无论是否 明确说明。
除非另有限定，用在本说明书中的所有技术和科学术语具有与本 发明所属的领域中熟练的技术人员所通常理解的意义相同的意义。
本发明提供一种与固态照明器件一起使用的集成功率和控制单 元。这种集成功率和控制单元包括功率输入端和数据输入端。功率输 入端从电源接收功率，其中，以第一功率格式构造这种功率。数据输 入端从控制数据源接收控制数据，其中，以第一数据格式构造这种控 制数据。这种集成功率和控制单元还包括耦合到功率输入端和数据输 入端的转换器件。将这种转换器件构造成将第一功率格式的功率变换 至第二功率格式的功率。还将这种转换器件构造成将第一数据格式的 控制数据变换至第二数据格式的控制数据。第二功率格式和第二数据 格式与所要求的固态照明器件的功率格式和数据格式兼容。这种集成功率和控制单元还包括功率和数据输出端，这种功率和数据输出端适 合于连接到该固态照明器件，从而使所要求的格式的功率和控制数据 能够传输至这种固态照明器件。这样，这种集成功率和控制单元就能 够以所要求格式将功率和控制数据均提供给该固态照明器件，而与由
这种集成功率和控制单元最初接收的功率格式和控制数据格式无关。 功率输入端
这种功率输入端构造成接收各种格式的功率，这些格式包括直流、 脉沖电流、交流和与数据集成的电流格式。例如，特别就交流类型的 源而言，可将这种功率输入端构造成接收各种电压和频率的功率。
在本发明的一个实施例中，将这种功率输入端构造成提供至电源 电缆的可拆连接。在另一个实施例中，可将在末端带有插头的电源主 引线经由这种功率输入端硬线连接到这种集成功率和控制单元。
在本发明的一个实施例中，这种集成功率和控制单元的功率输入 端具有弹簧夹终端块，这种弹簧夹终端块允许用于提供功率的电源电
缆的连接。在一个实施例中，在连接到这种终端块之前将这些电源电 缆的端部剥离。在另一个实施例中，巻曲终端或螺旋终端可用于这种 电源电缆至这种终端块的连接。
在另一个实施例中，可将这种集成功率和控制单元的功率输入端
构造成工业标准的功率插口 ，如国际电工委员会(IEC)配电盘安装插 头，这种插头接收连接器，如IEC线插座。本领域中熟练的工作人员 通常会容易地理解可提供给这种集成功率和控制单元的输入功率的其 它格式以及用于输入功率的这种格式的所要求的功率输入端构造。 数据输入端
这种数据输入端构造成接收各种格式的控制数据，这些格式包括 网络传输协议和用于照明器件的运行的其它协议。例如，这种数据输 入端适合于接收DMX、 DALI、 0画10V、 l-10V、 RS陽232、 RS-485、 RDM、 专用协议或本领域中熟练的工作人员通常会理解的其它协议格式的控 制数据。这种数据输入端还可能够从用户接收直接输入，其中，这种 直接输入可限定如来自这种固态照明器件的通过如手动控制的使用的 输出光的所希望的光通量和色度。
在本发明的一个实施例中，可用数字或模拟特性构造这些手动控 制输入，如耦合到这种数据输入端的开关、电位计等。在本发明的一个实施例中，电缆鞭(cable whip)从这种集成功率 和控制单元延伸，其中，将这种电缆鞭构造成这种数据输入端。可将 这种电缆鞭的电缆连接到外部电缆或本领域中熟练的工作人员所公知 的其它连接器格式，例如这些外部电缆载有控制数据并带有巻曲。
在一个实施例中，这种集成功率和控制单元的数据输入端具有弹 簧夹终端块，这种弹簧夹终端块用于允许提供控制数据的数据源电缆 的连接。
在一个实施例中，若预先确定控制数据的格式，则可使用用于这 种预先确定的控制数据格式的工业标准的连接器。例如，若以DMX格 式构造控制数据，则可将5插脚XLR连接器用作数据输入端。
转换器件
将这种转换器件构造成从数据输入端接收控制数据、从功率输入 端接收功率并将接收到的功率格式和控制数据格式变换成与受控的固
态照明器件兼容的格式。这种转换器件还将所希望的这些功率格式和 控制数据格式传输至功率和数据输出端以接着传输至固态照明器件。
在本发明的一个实施例中，将这种转换器件构造成接收以公知的 格式构造的功率和控制数据并接着将这种公知的功率和控制数据格式 变换成所希望的功率和控制数据格式，以用于固态照明器件或网络或 集成功率和控制单元连接到的固态照明器件的运行。
在本发明的一个实施例中，这种转换器件变换功率和控制数据以 对固态照明器件的网络进行控制。在将功率和控制数据变换成用于所 希望的网络的特定固态照明器件的格式时，这种转换器件还可将地址 与这种功率和控制数据结合，这种地址识别特定的固态照明器件。这 样就可将正确的功率和控制数据发送到网络中的特定固态照明器件， 且每个功率和控制数据均具有所希望的格式。
在本发明的一个实施例中，将一个或多个固态照明器件操作性地 耦合到转换器件，且将一个或多个固态照明器件构造成用于这种转换 器件以积极地查询一个或多个固态照明器件，以自动确定一个或多个 固态照明器件所要求的功率和/或数据格式。
功率变换单元
将这种功率变换单元构造成将接收到的功率格式变换成与受控的 固态照明器件兼容的功率格式。在一个实施例中，这种功率变换单元可包括一个或多个变压器和 其它硬件，这些变压器和硬件能够对输入功率、输入功率的电流和输 入功率的频率中的一个或它们的组合进行调节以成为所希望的功率格 式。
在本发明的一个实施例中，将这种功率变换单元构造成接收输入 电压并将这种输入电压升高或放大至预定的水平，这种预定的水平选 择为高于期望的输入电压水平。在变换至所希望的功率格式之前进行 这种输入功率放大，固态照明器件要求这种变换至所希望的功率格式。 这样，功率变换单元的这种构造就能够接收大范围的电压，因为将输 入功率在放大之后变换至预定的水平。
在固态照明器件的运行期间，根据固态照明器件的运行模式或根 据对处于所希望的效率水平的照明器件的要求，用于这种固态照明器 件的所希望的功率格式可以变化。
在本发明的一个实施例中，功率变换单元包括硬件和/或固件，这 种硬件和/或固件构造成自动检测输入功率的格式并适当地调节或重新 构造功率变换进程，以使功率变换单元能够将检测到的输入功率的格 式转换成所希望的输出功率的格式。例如，可通过从固态照明器件接 收反馈信号的转换单元来实现功率变换单元的这种检测和重新构造， 其中，这种反馈信号表明固态照明器件所要求的功率格式。在一个实 施例中，可在向这种固态照明器件提供初始水平的输出功率时或在将 功率提供给这种固态照明器件之后立即从这种固态照明器件接收反馈 信号。
在另一个实施例中，可接收反馈信号以回应于向这种固态照明器 件发送查询信号。例如，这种转换器件最初可在与固态照明器件电气
连接时向这种固态照明器件提供25V。这种固态照明器件接着向这种 转换器件发送信号，这种信号表明固态照明器件只要求23V。随后对 转换器件的功率变换单元自动重新构造，以使这种功率变换单元提供 所希望的功率格式，即23V的电压的功率。
作为另一种实例，这种转换单元可向固态照明器件发送查询，这 种查询明确地请求该固态照明器件提供运行要求，即所要求的功率格 式。查询格式可类似于用于识别、定位或其它目的的查询FRID标签， 如本领域中熟练的工作人员通常会容易地理解的查询FRID标签。在这种构造中，将转换单元和固态照明器件均适当地进行构造以能够进行 这种积极查询，其中，本领域中熟练的工作人员通常会容易地理解这 种类型的构造。
在本发明的一个实施例中，这种功率变换单元是一种稳压电源， 这种稳压电源是一种线性电源或一种切换模式的电源。例如，这种功
率变换单元的DC输出电压可由一种反馈回路调节，这种反馈回路可提 供来自这种固态照明器件的反馈信号，以设定由这种功率变换单元所 提供的DC输出电压。例如，不同的固态照明器件甚至是标称相同的固 态照明器件通常会发送对应于不同的前向电压要求的不同反馈信号， 这些前向电压要求如这种固态照明器件中的各种组成发光元件所要求 的最小前向电压。
在一个实施例中且对于所希望的效率而言，可将这种功率变换单 元构造成提供所要求的最小电压。可将这种功率变换单元构造成一种 电源，如降压电源、升降压电源、SEPIC电源、行逆程高压电源(flyback power su卯ly)或本领域中熟练的工作人员通常公知的其它类型的电 源。诸如本领域中所公知的那样，这些类型的电源可接收一系列的输 入功率格式，如DC格式、AC格式或脉冲格式。可经由来自该固态照 明器件的反馈信号将由该功率变换单元所提供的功率输出格式调节成 所要求的电压或电流。
在一个实施例中，将这种功率变换单元构造成将输入功率的特定 格式变换至所希望的输出功率的功率格式。例如，这种功率变换单元 在其中具有预先确定的不可重新构造的变换系统，这种变换系统专门
设计用于将特定的输入功率变换至特定的输出功率。在此实施例中， 可将转换器件构造成允许与转换器件连通的功率变换单元的互换，从 而使相同的转换器件能够适合于功率的替代格式至所希望的功率格式 的转换。例如，将在转换器件的这种格式内的至功率变换单元的所有 连接形成为可拆耦合器、可拆连接器等。
在一个实施例中，将这种功率变换单元构成为一种可更换电路板 或模块。例如，若所要求的功率格式在目前可从功率变换单元得到的 范围之外，则可用另一种功率变换单元替代这种功率变换单元，该另 一种功率变换单元可以是一种在替代电路板模块上构造的功率变换单 元，这种替代电路板能够提供所要求的功率格式。在一个实施例中，可对这种电路板模块进行选择以在实质上提高用于所要求的特别类型 的输入和输出功率格式的功率变换效率。
在另一个实施例中，当进行变换的功率格式具有叠加在其上面的 数据信号时，这种功率变换单元包括构造成将这些控制数据信号与功 率信号分离的滤波器或其它器件。在此实施例中，若有要求，可接着 将提取的控制数据指向该数据变换单元以进行随后的变换。在提取控 制数据时，可将功率变换成这种固态照明器件所要求的功率格式。
数据变换单元
将这种数据变换单元构造成将接收到的控制数据格式变换成与受 控的固态照明器件兼容的数据格式。
这种数据变换单元包括构造成将输入控制数据的公知格式转换成 所希望的输出控制数据的数据格式的一个或多个固件/软件和硬件。这 种数据变换单元包括用于控制数据的变换的处理器或微处理器并耦合
到存储器且能够访问这种存储器，如RAM、PROM、EPROM、EEPROM 或本领域中熟练的工作人员通常会容易地理解的类似存储器。
在本发明的一个实施例中，将变换参数如以算法的格式的变换参 数储存在存储器中以由处理器或微处理器访问，从而使变换进程能够 进行。例如，可将用于将公知的控制数据的格式变换成所希望的控制 数据的格式的变换参数储存在存储器中。此外，若所希望的控制数据 的格式可以变化，则这种存储器可包括用于在多种数据格式之间变换 的变换参数，例如但并不仅限于DALI至RDM、 DMX至DALI、 RDM 至DALI,或者公知的数据格式至专用数据格式的变换。
在另一个实施例中，可将这些变换参数储存在存储器中，这种存 储器可由这种处理器或微处理器访问并构造成一种查找表，这种查找 表使公知的控制数据的格式与相应的所希望的控制数据的格式相互关 联。
在本发明的一个实施例中，将这种数据变换单元构造成具有硬件， 这种硬件将从该数据输入端接收的控制数据的第一格式变换成可由处 理器或微处理器读出和操作的信号。例如，这种硬件可以是电路集合， 如放大器、电平切换器、光耦合器、无线收发器、滤波器或将用于由 该处理器操作的接收到的控制数据进行预处理的其它电路。可接着将 这种处理器构造成从这种硬件接收的信号提取所要求的控制数据。基于从公知的控制数据的第一格式与所希望的控制数据的格式之间的相 互关系确定的参数集合，这种处理器可接着将这种控制数据变换成与 该固态照明器件兼容的格式。在一个实施例中，由这种处理器生成的 所希望的控制数据的格式可在输出至该固态照明器件之前由硬件进行 预处理，这种硬件如放大器、电平切换器、光耦合器、无线收发器、 滤波器或其它电路。
在一个实施例中，将数据变换单元构造成将输入数据的特定格式 变换至所希望的输出数据的特定格式。例如，这种数据变换单元在其 中具有预先确定的不可重新构造的变换系统，这种变换系统专门设计 用于将特定的输入数据格式变换至特定的输出数据格式。在此实施例 中，可将转换器件构造成允许与特别的转换器件连通的数据变换单元 的互换，从而使相同的转换器件能够适合于数据的替代格式的转换。 例如，将在转换器件的这种格式内的至数据变换单元的所有连接形成 为可拆耦合器、可拆连接器等。这样就可将这种数据变换单元互换， 以能够将这种集成功率和控制单元手动重新构造以接收不同的输入数 据格式，而并不改变这种固态照明器件或变动这种集成功率和控制单 元与这种固态照明器件之间的物理或电气连接。
在本发明的实施例中，将这种数据变换单元的硬件和/或固件构造 成自动检测输入控制数据的格式并适当地调节或重新构造变换进程， 以使这种数据变换单元能够将检测到的输入控制数据的格式转换至所 希望的控制数据的格式。例如，在识别输入数据格式和所希望的输出 数据格式时，这种数据变换单元能够经由处理器或微处理器访问存储 器以上传适当的变换算法或查找表，以使数据变换进程能够进行。
在本发明的实施例中，将这种数据变换单元的硬件和/或固件构造 成自动检测数据输出的格式并适当地调节或重新构造这种数据变换进 程，以使这种数据变换单元能够转换检测到的输出数据的格式，这种 输出数据的格式与公知的或检测到的输入数据的格式有关。例如，这 通过从这种固态照明器件接收反馈信号来实现，其中，这种反馈信号 表明这种照明器件所要求的数据格式。可在最初将这种转换器件连接 到照明器件或在将初始功率水平提供给照明器件时将这种反馈信号传 输至这种转换器件，尤其是这种数据变换单元。
在本发明的实施例中，这种转换单元可向固态照明器件发送查询，这种查询明确地请求该固态照明器件提供运行要求，即所要求的数据
格式。查询格式可类似于用于识别、定位或其它目的的查询FRID标签， 如本领域中熟练的工作人员通常会容易地理解的查询FRID标签。在这 种构造中，将转换单元和固态照明器件均适当地进行构造以能够进行 这种积极查询，其中，本领域中熟练的工作人员通常会容易地理解这 种类型的构造。
在本发明的一个实施例中，可将这种数据变换单元构造成用于多 模式运行，如"学习模式"和"运行模式"。例如，在"学习模式" 时，可将这种数据变换单元构造成检测输入控制数据并评估这种输入 控制数据的格式，从而提供适当的转换算法或查找表的选择途径，例 如，以将这种输入控制数据转换成所希望的控制数据的格式。在识别 这种输入控制数据的格式时，这种数据变换单元可以以如"运行模式" 运行，这种"运行模式，，可使这种数据变换单元能够将这种输入控制 数据转换成所希望的格式。
在本发明的一个实施例中，将这种数据变换单元构造成仅在预先 确定的时间段之后从"运行模式"回到"学习模式"，在这种预先确 定的时间段期间，这种数据变换单元检测输入数据。在"运行模式" 时间段期间，这种数据变换单元可继续识别数据接收误差，其中，这 些数据接收误差可表明数据协议中可能的变化。在此实施例中，并不 要求这种数据变换单元专用于计算资源以连续地检查输入控制数据， 以评估这种控制数据的格式。例如，在用于回到"学习模式"的时延 终止之前，这种数据变换单元可认为以前确定的控制数据格式继续有 效。此外，例如，当控制数据传输已在这种时延终止之前终结时，在 新的控制数据到达时，这种数据变换单元会认为以前确定的控制数据 格式仍有效。
在本发明的一个实施例中，可将这种数据变换单元构造成在控制 数据传递之前或传递期间接收控制数据格式识别符。这样就限定输入
控制数据的格式，且并不要求这种数据变换单元进行自动检测程序以 评估输入控制数据的格式或协议。 功率和数据输出端
功率和数据输出端是将所希望的功率格式的功率和所希望的数据 格式的控制数据传输至这种固态照明器件或这种固态照明器件的网络所凭借的装置。
这种功率和数据输出端的构造可与用于功率和控制数据至这种固 态照明器件的传输的装置兼容。例如，可将这种功率数据输出端构造 成允许有线或无线传输。
在本发明的实施例中，将这种功率和数据输出端构造成两个分离 的输出端。在另一个实施例中，将这种功率和数据输出端构造成单输 出端，这种单输出端传输均具有所希望的格式的功率和数据。
在本发明的一个实施例中，将这种功率和数据输出端构造成DC 电压输出端和RS-485输出端。 外壳
在本发明的一个实施例中，集成功率和控制单元由外壳封闭，这 种外壳可向集成功率和控制单元提供物理保护和可选环境保护。将这 种网络构造成带有孔径，这些孔径允许至集成功率和控制单元的功率 输入端、数据输入端和功率数据输出端的操作性连接。
在一个实施例中，这种外壳包括用于这种单元的安装的紧固装置。
图1和图2分别示出了根据本发明的一个实施例的带有外壳的集 成功率和控制单元的主透视图和后透^L图。
图3是图1中的主透视图的分解图。用三个配合节段IO、 20和30 形成外壳。集成功率和控制单元包括变压器30和可提供功率变换的其 它硬件和固件。数据转换板80由耦合器60耦合到PCB，其中，这种 数据转换板可提供控制数据至所希望的数据格式的变换。此外，还将 功率输入端40和数据输入端如图所示的那样安装在这种PCB上，其 中，将功率输入端和数据输入端操作性地连接到转换器件的各自的部 分。
图4示出了根据本发明的实施例的集成功率和控制单元的示意图。 将照明器件(未示出)连接到功率输出连接器78、数据输出连接器72 和反馈连接器71。将输入功率连接到功率输入连接器75并将输入数据 连接到数据输入连接器74。功率变换单元76将功率从输入功率格式变 换至输出功率格式。数据变换单元73将输入数据格式变换至输出数据 格式。明确所希望的输出功率格式的信号经由内连接77从反馈连接器 71传递到功率变换单元76。可将数据变换单元和功率变换单元均构造 成在功率和数据的多个格式之间来回转换。这种反馈连接提供从这种照明器件接收的信息，其中，这种信息表明所要求的功率格式、所要 求的数据格式或二者均提供。
图5A、 5B和5C示出了根据本发明的另一个实施例的集成功率和 控制单元的透视图。图5A示出了将数据变换单元取下的集成功率和控 制单元，而图5B和图5C示出了安装数据变换单元100的相同的集成 功率和控制单元。
图6是根据本发明的一个实施例的将数据变换单元取下的集成功 率和控制单元的主透视图。图7是图6中的集成功率和控制单元的分 解图。图8A和图8B是图6中的安装数据变换单元101的集成功率和 控制单元的主透视图。
图9示出了根据本发明的一个实施例的功率变换阶段，可要求这 些阶段运行这种数据变换单元。图9还示出了根据本发明的一个实施 例的一种连接机构，这种连接机构可使数据变换阶段与功率变换单元 互连。
图IO示出了根据本发明的一个实施例的处理器的示意图，其中， 将这种处理器构造成将笫一数据格式转换成第二数据格式。图ll示出 了根据本发明的一个实施例的硬件电路，这种硬件电路可用于将输入 数据信号变换至图10中的处理器所要求的适当的电压水平。图12示 出了根据本发明的一个实施例的另一种硬件电路，这种硬件电路可用 于将输入数据信号变换至图10中的处理器所要求的适当的电压水平。 图13示出了根据本发明的一个实施例的再一种硬件电路，这种硬件电 路可用于将输入数据信号变换至图IO中的处理器所要求的适当的电压 水平。图13还示出了根据本发明的实施例的硬件，这种硬件可用于将 由图10中的处理器所生成的信号变换至由这种固态照明器件所要求的 适当的电压水平，这种集成功率和控制单元操作性地耦合到这种固态 照明器件。
图14是根据本发明的一个实施例的功率变换单元的示意图，图中 示出了根据本发明的一个实施例的输入功率连接、输入功率变换阶段、 输出功率变换阶段、输出功率连接以及输入和输出数据连接。
固态照明器件
固态照明器件可包括固态照明器。固态照明器可包括一个或多个 发光元件的一个或多个组，其中，每个组可包括相同标称色彩的发光元件。不同的色彩可以是所希望的发光元件的红色、绿色、蓝色、琥 珀色或其它色彩中的一个或多个的组合。固态照明器件可生成具有色 度的光，这种色度在结合在这种照明器件中的发光元件的范围之内。 为了对由固态照明器件所生成的光进行控制，有必要对由每个发光元 件或发光元件的每个组所生成的光的量进行控制。固态照明器件内的 控制器可接收以所要求的格式构造的控制数据以确定一个或多个发光 元件的组的所希望的运行特征。这种控制器可接着回应于这种控制数 据并向一个或多个发光元件的一个或多个组提供控制信号，从而控制 一个或多个发光元件的一个或多个组的运行，并因此而控制由这种照 明器件输出的光的光通量和色度。
可将一个或多个固态照明器件构造成形成照明网络。固态照明网 络协议可控制这种照明网络内的照明器件的运行条件。只要能够有效 地处理照明网络中的照明器，就可通过一个或多个主控制器实现固态 照明网络协议。可通过具有数据传输协议的有线或无线通信网络建立
这种网络，这种数据传输协议如DALI、 DMX、专用协议或本领域中 熟练的工作人员通常公知的其它适当的通信协议。
显然，前面的本发明的实施例是示例的且可以以多种方式改变。 并不认为目前或未来的这些变化脱离本发明的精神和范围，且旨在本
利要求S的范围之内r
在明确地且单独地指明通过参考结合每个单独的专利、出版物和 数据库著录项目的范围内，在本说明书中引用的所有的专利和出版物 包括公开的专利申请和数据库著录项目均明确地通过参考整体结合在 本说明书中。
权利要求
1. 一种适于与固态照明器件一起使用的集成功率和控制单元，所述集成功率和控制单元包括a)功率输入端，所述功率输入端用于接收第一功率格式的功率，所述功率输入端适合于连接到电源；b)数据输入端，所述数据输入端用于接收第一数据格式的控制数据，所述数据输入端适合于连接到控制数据源；c)转换器件，所述转换器件耦合到所述功率输入端和所述数据输入端，所述转换器件包括功率变换单元，所述功率变换单元构造成将所述第一功率格式的所述功率变换至第二功率格式的功率，且所述转换器件包括数据变换单元，所述数据变换单元构造成将所述第一数据格式的所述控制数据变换至第二数据格式的控制数据；以及d)功率和数据输出端，所述功率和数据输出端适合于连接到所述固态照明器件，所述功率和数据输出端将所述第二功率格式的功率和所述第二数据格式的控制数据传输至所述固态照明器件；这样就向所述固态照明器件提供所要求的格式的功率和控制数据，且所要求的格式与所述第一功率格式和所述第一数据格式无关。
2. 如权利要求1所述的集成功率和控制单元，其特征在于将所 述功率变换单元构造成在变换所述第一功率格式至所述第二功率格 式之前将所述第一功率格式放大到预先确定的电压水平。
3. 如权利要求1所述的集成功率和控制单元，其特征在于所述 功率变换单元包括构造成自动识别所述第一功率格式的硬件和/或固 件。
4. 如权利要求3所述的集成功率和控制单元，其特征在于将所 述功率变换单元构造成在自动识别所述第一功率格式的基础上重新 构造功率变换进程。
5. 如权利要求1所述的集成功率和控制单元，其特征在于所述 转换单元查询所述固态照明器件的运行参数。
6. 如权利要求5所述的集成功率和控制单元，其特征在于所述 运行参数包括所述第一功率格式的身份。
7. 如权利要求l所述的集成功率和控制单元，其特征在于将所 述功率变换单元构造成将特定笫一功率格式变换至特定第二功率格式。
8. 如权利要求7所述的集成功率和控制单元，其特征在于将所 述功率变换单元构造成能够与所述集成功率和控制单元可替换互连的 模块或电路板。
9. 如权利要求l所述的集成功率和控制单元，其特征在于所述 功率变换单元是选自包括降压电源、升压电源、升降压电源、SEPIC 电源、行逆程高压电源的组的电源。
10. 如权利要求1所述的集成功率和控制单元，其特征在于所 述功率变换单元是线性稳压电源或开关模式稳压电源。
11. 如权利要求1所述的集成功率和控制单元，其特征在于所 述数据变换单元包括存储器，所述存储器具有储存在所述存储器上面 的变换参数。
12. 如权利要求ll所述的集成功率和控制单元，其特征在于所 述变换参数是一个或多个算法，每个算法限定第一数据格式与第二数 据格式之间的相互关系。
13. 如权利要求11所述的集成功率和控制单元，其特征在于所 述变换参数是一个或多个查找表，每个查找表限定第一数据格式与第 二数据格式之间的相互关系。
14. 如权利要求1所述的集成功率和控制单元，其特征在于所 述数据变换单元包括构造成自动识别所述第一数据格式的硬件和/或固 件。
15. 如权利要求14所述的集成功率和控制单元，其特征在于将 所述数据变换单元构造成在自动识别所述第一功率格式的基础上重新 构造数据变换进程。
16. 如权利要求1所述的集成功率和控制单元，其特征在于所 述运行参数包括所述第一数据格式的身份。
17. 如权利要求1所述的集成功率和控制单元，其特征在于将 所述数据变换单元构造成将特定第一数据格式变换至特定第二数据格 式。
18. 如权利要求17所述的集成功率和控制单元，其特征在于将 所述数据变换单元构造成能够与所述集成功率和控制单元可替换互连 的模块或电路板。
19. 如权利要求1所述的集成功率和控制单元，其特征在于将 所述数据变换单元构造成以第一学习模式和第二运行模式运行，其中， 在以所述第 一学习模式运行时，将所述数据变换单元构造成识别所述 第一数据格式。
20. 如权利要求19所述的集成功率和控制单元，其特征在于将 所述数据变换单元构造成在预先确定的时间段之后从所述第二运行模 式返回到所述第一学习模式。
21. 如权利要求1所述的集成功率和控制单元，其特征在于所 述集成功率和控制单元由外壳封闭，所述外壳构造成提供物理保护。
22. 如权利要求22所述的集成功率和控制单元，其特征在于所 述外壳还构造成提供环境保护。
23. 如权利要求1所述的集成功率和控制单元，其特征在于所 述第一功率格式和第二数据格式选自包括直流、脉冲电流、交流和与数据集成的电流格式的组。
24. 如权利要求1所述的集成功率和控制单元，其特征在于所 述第一功率格式和第二数据格式选自包括DALI、 DMX、 RDM、 0-10V、l-10V、 RS-232、 RS-485和专用协议的组。
全文摘要
本发明提供一种用于与固态照明器件一起使用的集成功率和控制单元。这种集成功率和控制单元包括功率输入端和数据输入端。这种功率输入端从电源接收功率，其中，以第一功率格式构造这种功率，且这种数据输入端从控制数据源接收控制数据，其中，以第一数据格式构造这种控制数据。这种集成功率和控制单元还包括耦合到这种功率输入端和数据输入端的转换器件。将这种转换器件构造成将第一功率格式的功率变换至第二功率格式的功率，并且还将这种转换器件构造成将第一数据格式的控制数据变换至第二数据格式的控制数据。第二功率格式和第二数据格式与该所要求的固态照明器件的功率格式和数据格式兼容，并且利用功率和数据输出端传输所要求的固态照明器件的功率格式和数据格式。
文档编号H05B33/02GK101427607SQ200780014351
公开日2009年5月6日 申请日期2007年4月23日 优先权日2006年4月21日
发明者O·佩林塞克, P·琼格沃思 申请人:Tir科技公司