Led照明装置及控制led照明装置的方法
【专利摘要】照明装置（100），包括：至少一个LED照明器件（105，105，，105，，），LED照明器件包括适于收集和传送LED照明器件（105，105，，105，，）的所需的功率使用的LED控制器；至少两个电源单元（101，111），每个电源单元连接到LED照明器件（105，105，，105，，）并适于向LED照明器件（105，105，，105，，）供电；以及集群控制器（106），其适于收集每个电源单元（101，111）的特性和至少一个LED照明器件（105，105，，105，，）的特性，其中集群控制器（106）还适于根据照明装置（100）的需要的功率使用和电源单元（101，111）的特性来激活和/或停用至少两个电源单元（101，111）中的至少一个，以便激活最佳地适配于需要的功率使用的电源单元或多个电源单元（101，111）。
【专利说明】LED照明装置及控制LED照明装置的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及照明系统领域，并且更具体地，涉及LED照明装置和控制LED照明装置的方法。
【背景技术】
[0002]在照明装置中，照明器件可经由连续的轨道或导轨上的任何位置处的轨道连接器被机械地附接，所述轨道或导轨包括用于将照明器件电连接至例如电源的电导体。轨道包括带有一个开口端的壳体，所述开口端用于机械地和电气地接纳轨道连接器。一个轨道可包括多个轨道连接器。轨道可具有多于一个的与壳体电隔离的导体，使得多个开关电路能够被用来控制同一轨道上的不同照明器件。用于为各器件供电并用于(数字)通信的电导体位于轨道的壳体的内部。这些带有轨道的照明装置可被安装至天花板或者墙壁、纵向向下的梁或者横向跨越的椽或者托梁。利用杆，所述装置还可被安装在相对高的位置上，比如天花板。典型的装置经由凹进的轨道被供以线电压(在日本100V，在北美120V，其它地区240V)。
[0003]带有在其上安装照明器件的轨道的照明装置也可通过施加至轨道的低电压而变得可用，例如由变压器供应的10V，12V，24V或者48V。而且，用于诸如DALI之类的数字控制接口的电导体可被并入轨道中，以独立地控制各照明器件。照明器件通过适用于特定的轨道设计的轨道连接器以不同的方式被附接至轨道。
[0004]替代性的照明装置包括凹进于天花板中的发光体，所述天花板带有将发光体相互连接的导电线缆。
[0005]现今，更多的照明器件包括发光二极管(LED)。而且，针对LED灯存在可用的轨道照明装置。此外，具有附加的功能性的LED模块、灯或者发光体是可利用的。这些所谓的智能LED模块适于收集和存储LED光源的特性信息和参数。此外，这些智能LED模块适于将该收集的信息(例如关于LED光源的相应的功耗或者使用)传送至例如集群控制器，所述集群控制器响应于该信息能够采取适当的动作。由于带有轨道系统的照明装置的灵活性，一个或者更多的LED光源可连接至轨道,并且功率使用(power usage)不仅根据时间变化而且还根据连接至轨道的LED模块的数量变化。而且，可能发生轨道系统配置的功率负荷超过电源的最大输出功率的情形。并且，在照明装置包括带有与电布线电互连的LED的发光体的情况下，由于连接到电源的LED的数量，可能发生照明装置的功率负荷超过电源的最大功率输出的情形。而且，通过互连布线的最大允许电流在这种照明装置的设计和最大允许功率中可能发挥作用，例如在电源的最大功率输出超过通过线缆的最大允许电流的情况下。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目标是提供具有改进的效率的LED照明装置。
[0007]根据本发明的一个方面，提供了一种照明装置，包括:至少一个LED照明器件，所述至少一个LED照明器件包括适于收集和传送LED照明器件的所需的功率使用的LED控制器；至少两个电源单元，每个电源单元连接到LED照明器件并适于向LED照明器件供电；以及集群控制器，其适于收集每个电源单元的特性和至少一个LED照明器件的特性，其中集群控制器还适于根据照明装置的需要的功率使用和电源单元的特性来激活和/或停用至少两个电源单元中的至少一个，以便激活最佳地适配于需要的功率使用的电源单元或多个电源单元。
[0008]由于集群控制器能够根据照明装置的需要的功率使用(例如，基于LED照明器件的需要的功率使用和/或诸如电气线缆、电轨道和电接触垫之类的电互连设施的最大功率负荷)激活和/或停用电源单元，所以本发明提供了对于可用的电源单元的有效使用。每个电源单元可以被单独地激活和停用。
[0009]在一个实施例中，每个LED控制器具有到集群控制器的通信连接。例如，通信总线，集群控制器能够通过通信总线向LED控制器发送命令，并且反之亦然，或者经由无线通信发送。
[0010]在一个实施例中，每个电源单元经由开关连接至集群控制器，并且其中集群控制器适于经由开关激活和/或停用至少两个电源单元中的至少一个。这样，集群控制器直接地向开关发送命令，以激活或者停用电源单元，即，通过闭合或者断开开关将电源单元连接至电源或者将电源单元从电源断开。
[0011]在一个实施例中，每个电源单元的LED控制器连接至开关，所述开关适于激活和/或停用对应的电源单元，并且其中集群控制器适于经由LED控制器激活和/或停用至少两个电源单元中的至少一个。在该实施例中，集群控制器适于在对应的电源单元必须被激活或者停用时向每个LED控制器发出命令。然后，LED控制器通过操作电源单元的开关，即通过闭合或者断开开关将电源单元连接至电源或者将电源单元从电源断开，来执行激活或者停用电源单元的操作。
[0012]在一个实施例中，电源单元的特性包括最大允许功率负荷和/或实际的功率负荷。已知的是，电源或者电源单元的能量效率在低负荷时显著降低。根据本发明的照明装置能够激活(多个)电源单元，使得每个电源单元在其最为能量有效的功率负荷范围内操作。在一个实例中，如果功率负荷从最大允许功率负荷的50%下降至25%，那么电源单元的能量效率从90%降低至87%。
[0013]在一个实施例中，至少两个电源单元包括第一电源单元，其具有比第二电源单元的最大允许功率负荷更低的最大允许功率负荷。这样，集群控制器根据所需的功率使用可决定仅仅激活提供相对低的最大功率的电源单元。换言之，集群控制器通过激活适当的电源单元(例如以最佳效率操作的电源单元)能够将所需的功率使用与可用的电源单元和它们相应的最大允许功率负荷相匹配。
[0014]在一个实施例中，第三电源单元具有比第一电源单元的最大功率负荷更低的最大允许功率负荷。这提供了照明装置的甚至更大的灵活性，以及在选择例如与(多个)LED照明器件的所需的功率使用匹配的最为能量有效的电源单元配置中的更大的灵活性。
[0015]在一个实施例中，集群控制器适于在需要的功率使用超过规定的功率使用值的情况下激活报警系统。这在例如以下情形中是有利的:在安装期间、过多的LED照明器件被安装在照明装置中，这将需要超过可用的功率负荷的功率使用的情形；或者功率负荷超过例如电连接线缆或者轨道的电互连设施所允许的最大电流的情形。通过发出报警，安装者能够对照明装置进行适配以使得其与可用的功率负荷匹配。例如，在相对低的电源电压的情况下(例如，低于60V)，可在LED照明器件的安装期间接通电源，并且当增加一个LED照明器件将导致超过最大可用的功率负荷时发出报警。在另一实例中，功率在安装期间被关断，并且当完成LED光源的安装时给出报警。
[0016]在一个实施例中，集群控制器适于在至少一个电源单元的功率负荷处于规定的功率负荷值以下时断开该电源单元。例如，该规定的功率负荷值与最小允许能量效率有关。
[0017]在一个实施例中，照明装置还包括轨道，轨道包括带有用于机械地和电气地接纳轨道连接器的至少一个开口端的壳体，并包括壳体内侧上的电导体，其中电导体与壳体电隔离，并且其中轨道连接器的电触头与对应的电导体对准并且与之电接触，并且其中LED照明器件电连接至轨道连接器并且机械地附接至轨道连接器。这样的轨道允许可被并入照明装置中的LED光源的数量的灵活性，并且因此电源单元的智能切换对于这样的照明装置而言是非常有利的。
[0018]在一个实施例中，LED照明器件还适于执行自诊断测试。这允许照明装置中的LED照明器件的安装的检查。
[0019]根据本发明的另一方面，提供了一种控制照明装置的方法，该照明装置包括LED照明器件和至少两个电源单元，每个电源单元连接到LED照明器件并且适于向LED照明器件供电。该方法包括如下步骤:收集LED照明器件的所需的功率使用；收集每个电源单元的特性；根据照明装置的需要的功率使用和电源单元的特性来激活和/或停用至少两个电源单元中的至少一个，以便激活最佳地适配于需要的功率使用的电源单元或多个电源单元
(ιο?,ill).,
[0020]关于根据本发明的照明装置描述的类似优势适用于该方法。
[0021]在一个实施例中，电源单元的特性包括最大允许功率负荷和/或实际的功率负荷。
[0022]在一个实施例中，该方法还包括在需要的功率使用超过规定的功率使用值的情况下激活报警系统的步骤。
[0023]在一个实施例中，该方法还包括在电源单元的功率负荷处于规定的功率负荷值以下的情况下停用电源单元的步骤。
[0024]在一个实施例中，该方法还包括由LED照明器件执行自诊断测试的步骤。在又一实施例中，在将LED照明器件安装在照明装置中之后激活自诊断测试。这防止了照明装置中LED照明器件的误安装，并且提供了早期报警，安装者在该早期报警之后能够适配或者修复照明装置。在又一实施例中，该方法还包括基于自诊断测试的结果激活报警系统的步骤。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]现在，将参照示出本发明的示例性实施例的附图更加详细地描述本发明的这些以及其它的方面，其中:
图1图示了根据本发明的照明装置的示例性实施例。
【具体实施方式】
[0026]现在，在下文中将参照附图更加全面地描述本发明，其中示出了本发明的当前优选的实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应当被解释为局限于本文描述的实施例；相反，这些实施例是为了彻底性和完整性而提供的，并且将本发明的范围完全地传达给本领域技术人员。整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。
[0027]现在，参照附图并且特别地参照图1，其描绘了包括第一电源单元(PSU) 101和第二 PSU 111的照明装置100。第一 PSU 101和第二 PSU 111的最大允许功率负荷可以是不同的。每个电源具有功率负荷范围，在该功率负荷范围中，电源进行能量有效地操作。例如，如果功率负荷从最大允许功率负荷的50%下降至25%，那么电源单元的能量效率可能从90%下降至87%。PSU 101、111连接至干线电压109。在其它的实施例中，三个或者甚至更多的PSU是照明装置100的一部分。每个PSU包括微处理器103、113，并且在该情形中包括Rset电阻器102、112，以用于收集关于每个PSU 101、111的特性的信息，例如，诸如当前的功率负荷或者最大允许功率负荷之类的特性。此外，每个PSU 101、111经由开关104、114连接至电源导轨107。开关104、114例如为高功率M0SFET。照明装置100还包括LED照明器件105、105’、105’ ’，所述LED照明器件也连接至电源导轨107并且另外地还连接至通信总线108。照明装置100还包括也连接至电源导轨107和通信总线108的集群控制器106，例如微处理器。在替代的实施例中，通信是无线通信。
[0028]LED照明器件105、105’、105’’是所谓的智能照明器件，其能够收集关于LED光源的特定参数的信息，例如，色点、所需的功率使用等等。每个LED照明器件105、105’、105’’的所需的功率使用经由通信总线108被传送至集群控制器106。另外，每个PSU经由通信总线108将关于每个PSU 101、111的特性的信息传送至集群控制器106。在该实例中，最大允许功率负荷被传送。集群控制器106操作开关104、114，并且根据例如LED照明器件的总的所需的功率使用的值或者附加地并入照明装置中的其它电子器件的功率使用的值，结合PSU 101、111的最大允许功率负荷,经由闭合或者断开开关104、114来激活或者停用每个PSU 101、111。例如，集群控制器106激活PSU 101、111中的一个或两个，使得PSU在最为能量有效的范围内操作。例如，仅一个PSU 101被接通。在另一实例中，每个PSU 101、111的最大允许功率负荷水平是不同的，并且针对所需的功率负荷使最为能量有效地操作的特定PSU被接通。例如，在低功率使用的情况下，只接通具有最低的最大允许功率负荷的PSU ;在中等功率使用的情况下，只接通具有最高的最大允许功率使用的PSU ;并且在高功率使用的情况下，两个PSU都被接通。换言之，最佳地或者最大程度地适配于所需的功率负荷的PSU或者多个PSU被接通，所述所需的功率负荷由连接的LED照明器件的所需的功率使用确定。最佳地或者最大程度地适配的PSU或多个PSU将会最为能量有效地操作，并且因此所述PSU或者多个PSU的效率将保持恒定或者将会改善。在实际的实例中，最大允许电源负荷是300W，并且在48V的情况下，供应电流应当尽可能地接近6A (或者更低)，以使PSU有效地操作。如果所需的电流变得高于6A，那么另外地接通第二 PSU。
[0029]在另一实施例中，集群控制器106不连接至电源导轨107，并且LED微处理器103、113能够激活和/或停用开关104、114，并且因而在经由通信总线108接收来自于集群控制器106的对应的命令后，将PSU连接至电源和/或将PSU从电源断开。
[0030]可选地，如果所需的功率使用超过可用的PSU的总的最大功率负荷，则集群控制器106就激活报警系统。优选地，这是在照明装置的安装期间完成的。例如，在相对低的电源电压的情况下，例如低于60V，在LED照明器件的安装期间可接通PSU，并且当一个LED照明器件的附加安装将导致超过最大可用的功率负荷时就发出报警。在另一实例中，功率在安装期间被断开，并且当完成LED光源的安装时可以给出报警。
[0031]本发明提供在正常的操作模式期间提高系统效率(节约能量)并且在导致功率过载的配置的情况下给出反馈的照明装置和方法。
[0032]照明装置还可包括带有一个或多个轨道的轨道系统，轨道包括壳体，壳体带有用于机械地和电气地接纳轨道连接器的至少一个开口端。壳体的内侧上的电导体与壳体电隔离，并且轨道连接器的电触头与对应的电导体对准并且与之电接触。一个或多个LED照明器件经由轨道连接器连接至轨道。在照明装置的另一实施例中，LED照明器件被包括在一个或多个发光体中，并且经由线缆或者轨道与PSU电互连。
[0033]可选地，智能LED照明器件105、105’、105’’适于执行诊断/自测试并且将结果(例如经由通信总线108)传送至集群控制器106。然后，集群控制器106能够将安装是否成功告知安装者。
[0034]应当注意，经由通信总线108的通信也可由适当的无线通信替代。
[0035]虽然已经参照其具体的示例性实施例描述了本发明，但是许多不同的改变、修改等对于本领域技术人员而言将是显然的。根据对附图、公开内容以及所附权利要求的研究，本领域技术人员在实践要求保护的发明时，能够理解和实现对于所公开的实施例的变型。例如，光转换器件甚至可连接至另一组光源，即，以上描述的具有连接至光转换器件的第一、第二和第四组光源的示例性实施例不应当被解释为限制本发明的范围。此外，在权利要求中，“包括” 一词不排除其它的元件或步骤，并且不定冠词“一”不排除多个。
【权利要求】
1.一种照明装置(100)，包括: 至少一个LED照明器件(105，105’，105’’)，包括适于收集和传送所述LED照明器件(105，105’，105’’ )的所需的功率使用的LED控制器(103，113)， 至少两个电源单元(101，111)，每个电源单元连接到所述LED照明器件(105，105’，105’’ )并且适于向所述LED照明器件(105，105’，105’’ )供电，和 集群控制器(106)，适于收集每个电源单元(101，111)的特性和所述至少一个LED照明器件(105，105’，105’’)的特性，其中所述集群控制器(106)还适于根据所述照明装置(100)的需要的功率使用和所述电源单元(101，111)的特性来激活和/或停用所述至少两个电源单元(101，111)中的至少一个，以便激活最佳地适配于需要的功率使用的电源单元或多个电源单元(101，111)。
2.根据权利要求1所述的照明装置(100)，其中每个LED控制器(103，113)具有到所述集群控制器(106)的通信连接。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置(100)，其中每个电源单元(101，111)经由开关(104，114)连接至所述集群控制器(106)，并且其中所述集群控制器(106)适于经由所述开关(104，114)激活和/或停用所述至少两个电源单元中的至少一个。
4.根据权利要求2所述的照明装置(100)，其中每个电源单元(101，111)的LED控制器(103，113)连接至开关(104，114)，所述开关(104，114)适于激活和/或停用对应的电源单元(101，111)，并且其中所述集群控制器(106)适于经由所述LED控制器(103，113)激活和/或停用所述至少两个电源单元(101，111)中的至少一个。
5.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的照明装置(100)，其中所述电源单元(101，111)的特性包括最大允许功率负荷和/或实际的功率负荷。
6.根据权利要求5所述的照明装置(100)，其中所述至少两个电源单元(101，111)包括第一电源单元，该第一电源单元具有比第二电源单元的最大允许功率负荷更低的最大允许功率负荷。
7.根据权利要求6所述的照明装置(100)，还包括具有比所述第一电源单元的最大功率负荷更低的最大允许功率负荷的第三电源单元。
8.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的照明装置(100)，其中所述集群控制器(106)适于在需要的功率使用超过规定的功率使用值的情况下激活报警系统。
9.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的照明装置(100)，其中所述集群控制器(106)适于在至少一个电源单元的功率负荷处于规定的功率负荷值以下的情况下断开该电源单元。
10.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的照明装置(100)，其中所述照明装置还包括轨道，所述轨道包括带有用于机械地和电气地接纳轨道连接器的至少一个开口端的壳体，并包括所述壳体的内侧上的电导体，其中所述电导体与所述壳体电隔离，并且其中所述轨道连接器的电触头与所述轨道的对应的电导体对准并且与该对应的电导体电接触，并且其中所述LED照明器件电连接至所述轨道连接器并且机械地附接至所述轨道连接器。
11.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的照明装置(100)，其中所述LED照明器件还适于执行自诊断测试。
12.—种控制照明装置(100)的方法，所述照明装置包括LED照明器件(105，105’，105’’)和至少两个电源单元(101，111)，每个电源单元连接到所述LED照明器件(105，105’，105’’)并且适于向所述LED照明器件(105，105’，105’’)供电，所述方法包括如下步骤: 收集所述LED照明器件(105，105’，105’’)的所需的功率使用； 收集每个电源单元(101，111)的特性； 根据所述照明装置(100)的需要的功率使用和所述至少两个电源单元(101，111)的特性来激活和/或停用所述至少两个电源单元(101，111)中的至少一个，以便激活最佳地适配于需要的功率使用的电源单元或多个电源单元(101，111)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述电源单元(101，111)的特性包括最大允许功率负荷和/或实际的功率负荷。
14.根据权利要求12或13所述的方法，还包括在电源单元(101，111)中的至少一个的功率负荷处于规定的功率负荷值以下的情况下停用该至少一个电源单元(101，111)的步骤。
15.根据权利要求12至14中的任一权利要求所述的方法，还包括由所述LED照明器件(105，105’，105’’)执行自诊断测试的步骤。
【文档编号】H05B33/08GK104137656SQ201380012208
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年2月20日 优先权日:2012年3月2日
【发明者】T.P.范恩德特 申请人:皇家飞利浦有限公司