光源模块，用于运行这种光源模块的电源设备以及照明设施的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种光源模块，其包括:具有多个串联连接的Lm)的至少一个Lm)级联 结构；用于与电流源禪合的供电线路，其中LED级联结构在输入端侧与供电线路禪合；W及 用于与参考电势禪合的接地线路。本发明还设及一种相应的用于运行至少一个运种光源模 块的电源设备W及具有运种电源W及至少一个运种光源模块的照明设施。
【背景技术】
[0002] 本发明设及固态照明的领域，即设及主要通过或仅通过Lm)进行的通用照明。具体 地，本发明尤其设及一种用于至少一个光源模块的供电的自调节的电源设备。
[0003] 基于半导体光源例如L邸的照明部件在多种应用领域中提供对于传统的发光材料 灯、高压放电灯或白识灯的令人感兴趣的替选方案。因原理所决定，L抓不仅具有高的转换 效率、高的光学效率、长的可预期的使用寿命和小的运行成本，而且也具有多个其他优点。 在一些应用中，基于L邸的照明设施能够包括电源设备，所述电源设备为多个光源模块提供 L抓运行电流，每个光源模块又包含至少一个LED。例如，光源模块能够具有电路载体、尤其 印刷电路或印刷电路板(PCB)，在所述电路载体上安装有至少一个LED。运种电路载体能够 插入灯具的轨道中或插入主载体的插口中，在所述主载体上能够存在电源设备。
[0004] 在基于Lm)的照明设施的不同的应用或安装设备中，所需的Lm)的或光源模块的数 量分别是不同的。例如，LED的或光源模块的数量匹配于特定的安装设备的所需的光放射效 率。通常，由电源设备提供的Lm)运行电流的值匹配于要由所述电源设备供电的Lm)或光源 模块的数量。当在具有不同数量的Lm)或光源模块的多个基于Lm)的照明设施中应使用单独 的电源设备时，电源设备应包含用于调节Lm)运行电流的理论值的设备，所述设备根据所述 光源模块所包含的光源的不同的数量或光源的类型将运行电流需求匹配于不同的光源模 块。
[0005] 现在，在所述Lm)照明设施的制造时间点确定应包含在特定的基于Lm)的照明设施 中的LED和光源模块的数量。如果应将相同的电源设备使用在具有不同数量的光源模块的 不同的Lm)照明设施中，那么必须在制造时间点将电源设备针对所设置的Lm)照明设施编 程，使得所提供的Lm)运行电流匹配于包含在所设置的Lm)照明设施中的特定数量的光源模 块。
[0006] -旦在基于Lm)的照明设施的较长的使用寿命期间必须替换具有较短使用寿命的 光源模块，就产生本发明本来所基于的问题:在Lm)的构件级上的进步现在是重大的，使得 如果发光模块例如比比较模块新Ξ年，那么相同类型的光源模块明显放射出更多光或对于 相同的放射出的光需要明显更小的电流。因此，在上文的分析中不仅在照明设施的制造时 间点存在的规格是重要的，而且还有介入照明设施的时间点本身是重要的。
[0007] 借助于在电源设备和光源模块之间的数据交换的装置研究所述问题。在此数据交 换意味着，光源模块将一些信息传递到电源设备上，所述信息设及模块的电流需求W满足 其光学规格或其工作溫度W用于在超过一定的溫度极限值时降低所提供的电流的值的目 的。已知有不同的途径将所述信息在光源模块和电源设备之间交换。总线能够用于数据交 换。在此已知的是，例如模拟总线如1……1 0 V界面或数字总线如D A LI ( D i g i t a 1 AcMressable Lighting Interface数字可寻址照明界面）。同样已知的技术是简单的电阻 网络，所述电阻网络能够由电源设备测定并且刚好连接的光源模块的或刚好连接的光源模 块的电流需求传达给所述电源设备。
[000引DE 100 51 528 A1公开运种界面，其中在第Ξ线路和负的供电线路之间连接有特 殊的电阻、所谓的电流调节电阻。当多个光源模块连接到单独的电源设备上时，电阻串联或 并联地彼此连接，并且W运种方式将总信号反馈到电源设备上，W便限定总电流需求。德国 专利申请10 2011087 658.8同样公开了用于限定每个单独的光源模块的电流需求的电阻， 即模块专用的电流调节电阻。
[0009] 总线解决方案具有两个附加需要的连接线路的缺点。电阻解决方案需要仅一个附 加的连接线路，然而电阻网络的评估和随之产生的电流值的调节能够变得非常复杂。
[0010] 从由电压设备和一个或多个光源模块构成的完整的照明系统在市场中出现起，不 同公司尝试选取共同的途径来开始进行在上述系统的两个组成部分之间的通信；同样对于 复杂的高端系统而言使用一些数字协议，然而数字协议技术不是本发明的【背景技术】并且必 须分开地讨论。
[0011] 欧司朗公司例如已经提出一种界面，所述界面也能够将辅助功率提供给用于在光 源模块上进行溫度回调的有源电路。在所述界面类型中，在光源模块上的电流调节电阻结 合电源设备中的上拉电阻形成具有形成中点电压的目的的分压器，所述中点电压限定电源 设备的输出电流。一旦模块过热，在光源模块上的运算放大器就开始限制中点电压进而限 制所提供的运行电流。
[0012] 飞利浦公司提出另一界面，在所述界面中具有电流设置电阻的信号线路和具有溫 度敏感的电阻的另一信号线路连接，并且其中由电源自身进行溫度回调，而在此在光源模 块上不需要任何有源组件。
[0013] 两个最后提到的界面需要用于共同的信号接地反馈的第Ξ额外线路并且将由电 流设置电阻在光源模块上产生的电压W下述方式用于调节运行电流理论值，即使得在一个 或多个电流设置电阻上的电压越高，运行电流就调节得越高。
[0014] 最近，欧司朗公司提出一种略微改变的界面，所述界面基于上文已经提到的1…… 10V总线，然而所述总线通过电源设备中的精密电流源改变，所述精密电流源实现借助于每 个光源模块仅一个简单的电流设置电阻达到精确的运行电流理论值调节。所述界面的另一 改变还在于，由齐纳二极管替代光源模块上的电流设置电阻。
[0015] 现今，在市场上形成新的要求:不同模块的并联电路及其共同通过同一电源设备 的供电的可行性。在此，由所述电源设备提供的运行电流必须对应于所有当前连接在其上 的光源模块的标称电流值的总和，并且也必须在多模块装置中保留用于溫度回调的能力。 在数据线路上的热回调信号应最后甚至相对于总电流设置信号是占主导的。
[0016] 同样必需的是，简单地构造照明设施，运现在引起附加的数据线路的数量降低。基 于总线的界面现在需要至少四个线路，两个用于光源模块运行电流W及至少两个用于总 线。
[0017] 用于满足所述目的的新的特性被考虑：
[0018] -多个模块应能够并联连接并且能够由同一电源设备利用相同界面供电。在此，各 个模块视作为彼此相同，或者至少视作为具有彼此相同的运行电流的运种模块。
[0019] -用于运行电流调节的界面应具有降低的数量的线路并且应由于成本问题而尤其 在光源模块方面是尽可能简单的。
[0020] 所有至今为止提出的且已知的界面不能正确地支持光源模块的多重连接。也需要 耗费地制造用于界面的评估电路。
[0021] 在本文中，申请人例如在尚未在先公开的、申请日期为2012年12月21日的DE 10 2012 224 348.8中提出一种电源和光源模块，其具有用于调节要施加到光源模块上的电流 的简单的界面。因为所述文献还未在先公开，所W在下文中为了引出本发明的目的而首先 参引在所述专利申请中描述的原理。在附录中示出的图1至7W及相关的描述来源于所述专 利申请。为了清楚，相应的数字的实施方案仅通过参引包含在本申请的公开内容中。
[0022] W在DE 10 2012 224 348.8中提出的发明为背景的设计一直是Ξ线路界面或"模 拟单线界面"，在所述界面上并联连接一个光源模块或多个光源模块并且能够与唯一的电 源设备连接，并且实时地满足每个光源模块的瞬时要求。提出的电路装置在此使用设置电 阻，W便限定电流值。为了测量所述设置电阻描述不同的示例的实施方式。
[0023] 图1示出用于运行电流额定值的设置电阻的通用的设计。示出Ξ个光源模块LEM， 所述光源模块连接在唯一的电源设备P洲上。连接由Ξ个线路构成:供电线路LED+、共同的 接地线路LED-和通信线路化。每个光源模块LEM包含至少一个L邸链。L邸链包括多个LED。就 本发明而言的多个意味着，至少两个Lm)串联连接。每个光源模块或每个Lm)链包含各自所 属的、用于限定分别有效的运行电流额定值的设置电阻，所谓的电流设置电阻Rsetx。电流 设置电阻Rsetl或者电流设置电阻Rsetl、Rset2、Rsetm将共同的接地线路LED-禪合到在电 源设备PSU之外的通信线路化上。运引起由所有在系统中存在的电流设置电阻Rsetl、 Rset2、Rsetm构成的并联电路，使得电源设备PSU测量所述并联电路的等效电阻Rset。所述 设计说明，电源设备PSU不像在现有技术中那样读取电压，而是读取代表所述等效电阻的电 导的电流。因此，将反比定律应用到等效电阻的值上，W便预设要由电源设备提供的Lm)运 行电流的值。定律为：
[0024]
[0025] Κν具有电压的量纲。Rset是通过一个电流设置电阻Rsetl形成的或通过多个电流 设置电阻Rsetl、Rset2、Rsetm的并联电路形成的值。由此，由电源设备提供的运行电流的值 与至少一个光源模块的电流设置电阻Rsetl或等效电阻Rset成反比，也就是说等效电阻的 欧姆值越低，电源设备PSU的输出电流越高。对于运行电流的值最终对应于每个单独的光源 模块的电流额定值的总和的要求本身通过已知的欧姆定律满足。
[0026] 图2示出具有热回调能力的界面的设计电路图。非常简单的热回调通过将PTC元件 与Rset串联来实现。
[0027] -旦光源模块1?Μ的溫度升高，那么PTC的电阻值也增加并且引起用于所述模块的 更小的电流额定值。运种布置的缺点是，其对于光源模块的多重连接是不适当的，因为加热 的、单独的PTC的效果仅从并联连接的电流设置电阻Rset的电导中仅移除其所属的加热的 模块的绝对值，运对于相关的光源模块的溫度的有效降低不是足够的。并联连接的较冷的 电流设置电阻因此反作用于唯一的电流设置电阻的溫度引起的电阻提高。因此，不确保溫 度回调的主导特性。
[0028] 尽管如此，当在溫度升高的情况下还可接受电流降低时，例如在几个由电源设备 供电的光源模块中或在光源模块彼此间良好的热禪合时，能够使用用于成本非常低的应用 的运种解决方案。此外，与电流设置电阻串联的简单的热敏元件具有下述缺点，其电导进而 光源模块的电流的值连续地、准线性地或逐渐地降低，而不限定热回调的准确的初始点，即 使一些PTC元件在其额定触发溫度附近显示出极其大斜度的特性时也如此。因此，回调元件 的"寄生"作用使"正常"电流设置变差。
[0029] 图3示出在光源模块上的具有热回调单元TDU的