САМОРЕГУЛИРУЮЩИЙСЯ ВОЗБУДИТЕЛЬ ОСВЕЩЕНИЯ ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ ОСВЕЩЕНИЯ И БЛОК ОСВЕЩЕНИЯ, ВКЛЮЧАЮЩИЙ В СЕБЯ САМОРЕГУЛИРУЮЩИЙСЯ ВОЗБУДИТЕЛЬ ОСВЕЩЕНИЯ
SELF-REGULATING LIGHTING EXCITER FOR EXCITING LIGHT SOURCES AND LIGHTING UNIT INCLUDING SELF-REGULATING LIGHTING EXCITER

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится, в целом, к возбудителю освещения для возбуждения одного или более источников света, в частности светодиодных (СИД) источников света, и к блоку освещения, включающему в себя возбудитель освещения. В частности, различные способы и устройство, отвечающие раскрытому здесь изобретению, относятся к саморегулирующемуся возбудителю освещения для возбуждения одного или более светодиодных (СИД) источников света и к блоку освещения на основе СИД, включающему в себя саморегулирующийся возбудитель освещения.
Уровень техники
[0002] Устройства освещения на основе полупроводниковых источников света, например светодиодов (СИД), предлагают жизнеспособную альтернативу традиционным люминесцентным лампам, HID, и лампам накаливания. Функциональные преимущества и достоинства СИД включают в себя высокую эффективность энергетического и оптического преобразования, увеличенный предполагаемый срок эксплуатации, сниженные эксплуатационные затраты и многие другие.
[0003] В некоторых вариантах применения блок освещения на основе СИД может включать в себя возбудитель освещения, который подает ток возбуждения СИД на множество модулей СИД, каждый из которых включает в себя один или более СИД. Например, модуль СИД может включать в себя монтажную плату (например, печатную плату), на которой смонтирован один или более СИД. Такие монтажные платы можно вставлять в гнезда в осветительных приборах или материнской плате, на которой может быть обеспечен возбудитель освещения.
[0004] В различных вариантах применения и установках блок освещения на основе СИД может включать в себя разные количества СИД и/или модулей СИД. Например, количество СИД и модулей СИД может изменяться в зависимости от требований к световому выходу, например, в люменах, для конкретной установки.
[0005] С точки зрения изготовления, производителю желательно уменьшать количество разных компонентов, необходимых для изготовления и поддержания в наличии для сборки большого количества разных блоков освещения на основе СИД, имеющих самые разные требования к световому выходу. Соответственно, было бы желательно иметь возможность использовать один и тот же возбудитель освещения для разных блоков освещения на основе СИД, значительно отличающихся количеством включенных в них СИД и модулей СИД.
[0006] В общем случае, величину или уровень тока возбуждения СИД, выводимого возбудителем освещения, нужно изменять согласно количеству СИД и модулей СИД, к которым он присоединен и которые он возбуждает. Это означает, что если предполагается применять единый возбудитель освещения в различных блоках освещения на основе СИД с разными количествами СИД и/или модулей СИД, то возбудитель освещения должен включать в себя средство или приспособление для регулировки тока возбуждения СИД в соответствии с требованиями к току возбуждения для разных блоков освещения на основе СИД согласно разным количествам источников света, которые они включают в себя. При этом количество СИД и модулей СИД, подлежащих включению в конкретный блок освещения на основе СИД, определяется во время изготовления этого блока освещения на основе СИД. Таким образом, если один и тот же возбудитель освещения подлежит применению в различных блоках освещения на основе СИД с разными количествами СИД и модулей СИД, то возбудитель освещения нужно запрограммировать во время изготовления для каждого из разных блоков освещения на основе СИД, чтобы его выходной ток возбуждения СИД соответствовал конкретному количеству СИД и модулей СИД, которые включены в этот блок освещения на основе СИД.
[0007] Однако, индивидуальное программирование возбудителя освещения каждого блока освещения на основе СИД предполагает затраты и ограничения на условия изготовления. Например, такое программирование может требовать, чтобы производственное предприятие включало в себя особое оборудование и персонал с особыми знаниями и способностью программировать возбудитель освещения, в то время как количество модулей СИД выбирается для блока освещения на основе СИД.
[0008] С другой стороны, как упомянуто выше, если возбудитель освещения с фиксированным током возбуждения СИД используется для каждого блока освещения на основе СИД, который отличается количеством модулей СИД, то производственному предприятию потребуется строить и хранить на складе большое количество разных возбудителей освещения. Кроме того, ремонт или замена возбудителей освещения в условиях эксплуатации становятся более сложными и дорогостоящими при наличии большого количества разных возбудителей освещения, каждый из которых соответствует конкретному блоку освещения на основе СИД, имеющему конкретное количество СИД и модулей СИД.
[0009] Еще один вопрос, возникающий в отношении блоков освещения на основе СИД, относится к температуре. Срок эксплуатации СИД существенно зависит от температуры, при которой он эксплуатируется, которая, в свою очередь, определяется током возбуждения СИД, текущим через него. Поэтому было бы желательно, чтобы возбудитель освещения был способен снижать ток, проходящий через СИД, когда его температура возрастает сверх номинальной температуры или пороговой температуры, чтобы снижать температуру СИД и таким образом продлевать его срок эксплуатации.
[0010] Таким образом, было бы желательно обеспечить возбудитель освещения и блок освещения на основе СИД, который включает в себя возбудитель освещения, которые способны удовлетворять одной или более из этих потребностей.
Сущность изобретения
[0011] Настоящее раскрытие относится к способам и устройству, отвечающим изобретению, для возбудителя освещения и блоку освещения, который включает в себя возбудитель освещения. Например, в некоторых вариантах осуществления возбуждающий возбудитель может автоматически регулировать величину тока возбуждения СИД, который он подает, в соответствии с требованиями СИД, которые он возбуждает.
[0012] В общем случае, в одном аспекте изобретение относится к системе, включающей в себя множество светодиодных (СИД) модулей, и возбудителю освещения, оперативно присоединяемому к каждому из множества модулей СИД. Каждый модуль СИД включает в себя соответствующее множество СИД и соответствующий источник тока идентификации, подающий ток идентификации модуля СИД на соответствующий узел или контакт вывода тока идентификации модуля СИД для модуля СИД, и все узлы или контакты вывода тока идентификации модуля СИД множества модулей СИД соединены друг с другом для подачи полного тока идентификации модуля СИД, имеющего величину полного тока идентификации модуля СИД, которая изменяется в соответствии с количеством множества модулей СИД, которые оперативно присоединены к возбудителю освещения. Возбудитель освещения включает в себя управляемый источник тока, присоединенный для подачи тока возбуждения СИД на СИД модулей СИД; и контроллер, выполненный с возможностью реагировать на полный ток идентификации модуля СИД для управления управляемым источником тока для подачи тока возбуждения СИД с величиной тока возбуждения СИД, которая изменяется в соответствии с количеством множества модулей СИД, которые оперативно присоединены к возбудителю освещения.
[0013] В одном варианте осуществления каждый модуль СИД дополнительно включает в себя соответствующий источник тока температурной компенсации, который выполнен с возможностью снижения тока идентификации модуля СИД из модуля СИД, когда регистрируемая температура модуля СИД превышает порог.
[0014] В другом варианте осуществления каждый источник тока идентификации включает в себя соответствующее токовое зеркало, присоединенное между соответствующим узлом или контактом ввода тока возбуждения СИД соответствующего модуля СИД для приема тока возбуждения СИД от возбудителя освещения и узлом или контактом вывода тока идентификации модуля СИД. Согласно одному необязательному признаку этого варианта осуществления, каждый из множества модулей СИД включает в себя соответствующий узел или контакт возврата тока возбуждения СИД, причем все узлы или контакты возврата тока возбуждения СИД множества модулей СИД соединены друг с другом и с узлом или контактом возврата тока возбуждения СИД возбудителя освещения для возврата тока возбуждения СИД на возбудитель освещения.
[0015] Согласно другому варианту осуществления, при добавлении в систему дополнительного модуля СИД возбудитель освещения обнаруживает дополнительный модуль СИД и автоматически увеличивает ток возбуждения СИД.
[0016] Согласно еще одному варианту осуществления, в каждом модуле СИД множество СИД включает в себя множество цепочек СИД, параллельных друг другу, причем каждая цепочка СИД содержит, по меньшей мере, два СИД.
[0017] Согласно еще одному варианту осуществления, каждый модуль СИД включает в себя свою собственную соответствующую монтажную плату, имеющую соответствующее множество СИД и соответствующий размещенный на ней источник тока идентификации.
[0018] Согласно дополнительному варианту осуществления, возбудитель освещения включает в себя резисторную делительную цепь, выполненную с возможностью приема полного тока идентификации модуля СИД и также приема обратного тока возбуждения СИД, возвращаемого из всех модулей СИД, и, в соответствии с ним, выдачи сигнала регулировки тока возбуждения СИД на контроллер для регулировки величины тока возбуждения СИД таким образом, чтобы он изменялся в соответствии с количеством множества модулей СИД, которые присоединены к возбудителю освещения.
[0019] Согласно еще одному дополнительному варианту осуществления, система дополнительно включает в себя модуль датчика, оперативно присоединяемый к возбудителю освещения, причем модуль датчика включает в себя, по меньшей мере, один датчик, выполненный с возможностью вывода выходного сигнала датчика в соответствии с, по меньшей мере, одним условием окружения окрестности модуля датчика, и при этом, в соответствии с ним, модуль датчика регулирует полный ток идентификации модуля СИД, подаваемый на возбудитель освещения, чтобы он соответствовал, по меньшей мере, одному условию окружения.
[0020] Согласно одному необязательному признаку этого варианта осуществления, по меньшей мере, один датчик включает в себя детектор света, выполненный с возможностью обнаружения света в окрестности модуля датчика, и при этом, в соответствии с ним, модуль датчика регулирует полный ток идентификации модуля СИД, подаваемый на возбудитель освещения, таким образом, чтобы возбудитель освещения регулировал ток возбуждения СИД, вынуждая СИД модулей СИД излучать желаемый уровень света. Согласно другому необязательному признаку этого варианта осуществления, по меньшей мере, один датчик включает в себя детектор присутствия, выполненный с возможностью обнаружения присутствия человека в окрестности модуля датчика, и при этом, в соответствии с ним, модуль датчика регулирует полный ток идентификации модуля СИД, подаваемый на возбудитель освещения, таким образом, чтобы возбудитель освещения регулировал ток возбуждения СИД, вынуждая СИД модулей СИД излучать первый уровень света, когда детектор присутствия обнаруживает присутствие человека в окрестности модуля датчика, и излучать второй уровень света, который меньше первого уровня света, когда детектор присутствия не обнаруживает присутствия человека в окрестности модуля датчика. Кроме того, по меньшей мере, один датчик может включать в себя беспроводной приемник, выполненный с возможностью приема беспроводного сигнала, включающего в себя данные, указывающие желаемый уровень света, подлежащего излучению системой, и при этом, в соответствии с ним, модуль датчика регулирует полный ток идентификации модуля СИД, подаваемый на возбудитель освещения, таким образом, чтобы возбудитель освещения регулировал ток возбуждения СИД, вынуждая СИД модулей СИД излучать желаемый уровень света.
[0021] В общем случае, в другом аспекте изобретение относится к возбудителю освещения, который включает в себя управляемый источник тока, выполненный с возможностью подачи тока возбуждения на один или более модулей освещения, каждый из которых включает в себя, по меньшей мере, один источник света; и контроллер, выполненный с возможностью реагировать на полный ток идентификации, подаваемый из одного или более модулей освещения, и, в соответствии с ним, управлять управляемым источником тока для подачи тока возбуждения с величиной тока возбуждения, которая изменяется в соответствии с количеством одного или более модулей освещения, которые оперативно присоединены к возбудителю освещения.
[0022] В одном варианте осуществления возбудитель освещения дополнительно содержит резисторную делительную цепь, выполненную с возможностью приема полного тока идентификации на узле или контакте ввода тока идентификации, и также выполненную с возможностью приема обратного тока возбуждения, возвращаемого из одного или более модулей освещения на узле или контакте возврата тока возбуждения, и также выполненную с возможностью, в соответствии с ним, выдачи сигнала регулировки тока возбуждения на контроллер для регулировки величины тока возбуждения таким образом, чтобы он изменялся в соответствии с количеством одного или более модулей освещения, которые оперативно присоединены к возбудителю освещения.
[0023] Согласно одному необязательному признаку этого варианта осуществления, резисторная делительная цепь содержит установочный резистор, присоединенный между узлом или контактом ввода тока идентификации и узлом или контактом возврата тока возбуждения; измерительный резистор, присоединенный между узлом или контактом возврата тока возбуждения и землей; первый резистор, присоединенный между узлом или контактом ввода тока идентификации и узлом или контактом управления, подающим сигнал регулировки тока возбуждения на контроллер; и второй резистор, присоединенный между узлом или контактом управления и землей. Согласно другому необязательному признаку этого варианта осуществления, управляемый источник тока содержит устройство переключения, выполненное с возможностью переключаться в соответствии с сигналом управления переключением, выдаваемым контроллером, причем величина тока возбуждения изменяется в соответствии с скважностью и/или частотой переключения устройства переключения.
[0024] В некоторых вариантах осуществления возбудитель освещения дополнительно включает в себя источник напряжения для подачи напряжения питания источника тока идентификации на один или более источников тока идентификации одного или более модулей освещения, причем напряжение питания источника тока идентификации выводится через узел вывода напряжения питания источника тока идентификации, который отделен от узла вывода тока возбуждения СИД, который выводит ток возбуждения
[0025] В одном варианте осуществления возбудитель освещения дополнительно выполнен с возможностью обнаружения цифровых данных, модулирующих полный ток идентификации.
[0026] В общем случае, в еще одном аспекте изобретение относится к модулю освещения, который включает в себя, по меньшей мере, один источник света; узел или контакт ввода тока возбуждения, выполненный с возможностью приема тока возбуждения и подачи тока возбуждения на, по меньшей мере, один источник света; узел или контакт возврата тока возбуждения, присоединенный к, по меньшей мере, одному источнику света и выполненный с возможностью вывода обратного тока возбуждения, возвращаемого из, по меньшей мере, одного источника света; узел или контакт вывода тока идентификации; и источник тока идентификации, присоединенный между узлом или контактом ввода тока возбуждения и узлом или контактом вывода тока идентификации и выполненный с возможностью вывода тока идентификации на узел или контакт вывода тока идентификации.
[0027] В одном варианте осуществления модуль освещения дополнительно включает в себя источник тока температурной компенсации, который выполнен с возможностью снижения тока идентификации, выводимого модулем освещения по мере увеличения регистрируемой температуры модуля освещения. Согласно одному необязательному признаку этого варианта осуществления, источник тока идентификации включает в себя токовое зеркало.
[0028] Согласно другому необязательному признаку этого варианта осуществления, источник тока температурной компенсации включает в себя пару источников эталонного напряжения, и при этом один из пары источников напряжения включает в себя элемент с отрицательным температурным коэффициентом, в результате чего эталонное напряжение первого из пары источников эталонного напряжения изменяется с температурой больше, чем эталонное напряжение второго из пары источников эталонного напряжения изменяется с температурой.
[0029] Согласно еще одному необязательному признаку этого варианта осуществления, по меньшей мере, один модуль освещения включает в себя множество цепочек СИД, параллельных друг другу, причем каждая цепочка СИД содержит, по меньшей мере, два СИД.
[0030] В другом варианте осуществления модуль освещения дополнительно включает в себя монтажную плату, имеющую источник тока идентификации и, по меньшей мере, один размещенный на ней СИД.
[0031] В некоторых вариантах осуществления модуль освещения дополнительно включает в себя датчик света, выполненный с возможностью обнаружения величины окружающего света в окружении модуля освещения.
[0032] Согласно одному необязательному признаку этих вариантов осуществления, модуль освещения выполнен с возможностью запрещения вывода тока идентификации в соответствии с обнаружением датчиком света, что окружающий свет в окружении модуля освещения превышает порог.
[0033] В некоторых вариантах осуществления модуль освещения дополнительно включает в себя датчик присутствия, выполненный с возможностью обнаружения, присутствует ли человек в окружении модуля освещения.
[0034] Согласно одному необязательному признаку этих вариантов осуществления, модуль освещения выполнен с возможностью запрещения вывода тока идентификации в соответствии с обнаружением датчиком света, что в окружении модуля освещения не присутствует ни одного человека. Модуль освещения может дополнительно включать в себя модулятор цифровых данных, выполненный с возможностью модуляции тока идентификации цифровыми данными.
[0035] В общем случае, в еще одном аспекте изобретение относится к системе, которая включает в себя один или более модулей освещения; возбудитель освещения; и кабель, состоящий из трех жил, выполненный с возможностью оперативно присоединять возбудитель освещения к одному или более модулям освещения. Три жилы включают в себя первую жилу, несущую ток возбуждения, вторую жилу, несущую обратный ток возбуждения, и третью жилу, несущую полный ток идентификации модуля освещения.
[0036] В дополнительном аспекте изобретение относится к возбудителю освещения, выполненному с возможностью присоединения к одному или более модулям освещения, например, описанным выше. Возбудитель освещения содержит: схему для генерации тока возбуждения; и интерфейс для кабеля для оперативного присоединения возбудителя освещения к одному или более модулям освещения. Кабель состоит из трех жил, включающих в себя первую жилу, несущую ток возбуждения от возбудителя освещения, вторую жилу, несущую обратный ток возбуждения из одного или более модулей освещения, и третью жилу, несущую полный ток идентификации модуля освещения из одного или более модулей освещения.
[0037] В общем случае, в еще одном дополнительном аспекте изобретение относится к модулю освещения, выполненному с возможностью присоединения к возбудителю освещения. Модуль освещения включает в себя один или более источников света; генератор тока идентификации, выполненный с возможностью генерации тока идентификации, подлежащего выводу модулем освещения; и интерфейс для кабеля для оперативного присоединения модуля освещения к возбудителю освещения. Кабель состоит из трех жил, включающих в себя первую жилу, несущую ток возбуждения от возбудителя освещения для одного или более источников света, вторую жилу, несущую обратный ток возбуждения из модуля освещения, и третью жилу, несущую ток идентификации модуля освещения из модуля освещения.
[0038] В общем случае, в еще одном дополнительном аспекте изобретение относится к модулю освещения, который включает в себя, по меньшей мере, один источник света; узел ввода тока возбуждения, выполненный с возможностью приема тока возбуждения и подачи тока возбуждения на, по меньшей мере, один источник света; узел возврата тока возбуждения, присоединенный к, по меньшей мере, одному источнику света и выполненный с возможностью вывода обратного тока возбуждения, возвращаемого из, по меньшей мере, одного СИД; узел вывода тока идентификации; узел ввода питания источника тока, выполненный с возможностью приема напряжения питания источника тока; и источник тока идентификации, присоединенный между узлом ввода питания источника тока и узлом вывода тока идентификации и выполненный с возможностью вывода тока идентификации на узел вывода тока идентификации.
[0039] В одном варианте осуществления модуль освещения дополнительно включает в себя источник тока температурной компенсации, который выполнен с возможностью снижения тока идентификации, выводимого модулем освещения по мере увеличения регистрируемой температуры модуля освещения.
[0040] В одном варианте осуществления источник тока идентификации содержит токовое зеркало.
[0041] В одном варианте осуществления источник тока температурной компенсации содержит пару источников эталонного напряжения, и при этом один из пары источников напряжения включает в себя элемент с отрицательным температурным коэффициентом, в результате чего эталонное напряжение первого из пары источников эталонного напряжения изменяется с температурой больше, чем эталонное напряжение второго из пары источников эталонного напряжения изменяется с температурой.
[0042] В одном варианте осуществления, по меньшей мере, один источник света содержит множество цепочек светодиодов (СИД), параллельных друг другу, причем каждая цепочка СИД содержит, по меньшей мере, два СИД.
[0043] В одном варианте осуществления модуль освещения дополнительно содержит монтажную плату, имеющую источник тока идентификации и, по меньшей мере, один размещенный на ней источник света.
[0044] В одном варианте осуществления модуль освещения дополнительно содержит модулятор, выполненный с возможностью модуляции цифровыми данными тока идентификации, подаваемого на узел вывода тока идентификации.
[0045] В общем случае, в еще одном дополнительном аспекте модуль датчика содержит: по меньшей мере, один датчик, выполненный с возможностью вывода выходного сигнала датчика в соответствии с, по меньшей мере, одним регистрируемым условием окружения окрестности модуля датчика; узел приема тока идентификации модуля освещения; узел возврата тока возбуждения; и управляемый приемник тока, присоединенный между узлом приема тока идентификации модуля освещения и узлом возврата тока возбуждения и выполненный с возможностью отвода управляемой величины тока из узла приема тока идентификации модуля освещения на узел возврата тока возбуждения, причем величина отводимого тока изменяется в соответствии с выходным сигналом датчика.
[0046] В одном варианте осуществления модуль датчика дополнительно содержит контроллер для приема выходного сигнала датчика и, в соответствии с ним, для вывода сигнала управления для управления величиной тока, отводимого управляемым приемником тока.
[0047] В одном варианте осуществления, по меньшей мере, один датчик включает в себя детектор света, выполненный с возможностью обнаружения света в окрестности модуля датчика.
[0048] В одном варианте осуществления, по меньшей мере, один датчик включает в себя детектор присутствия, выполненный с возможностью обнаружения присутствия человека в окрестности модуля датчика.
[0049] В одном варианте осуществления, по меньшей мере, один датчик включает в себя беспроводной приемник, выполненный с возможностью приема беспроводного сигнала, включающего в себя данные, указывающие желаемый уровень света, подлежащего излучению блоком освещения, уровень света которого регулируется в соответствии с величиной тока, отводимого управляемым приемником тока.
[0050] Используемый здесь в целях настоящего раскрытия термин “СИД” следует понимать как включающий в себя любой электролюминесцентный диод или другой тип системы на основе инжекции носителей/перехода, который способен генерировать излучение в соответствии с электрическим сигналом. Таким образом, термин СИД включает в себя, но без ограничения, различные структуры на полупроводниковой основе, которые излучают свет в соответствии с током, светоизлучающие полимеры, органические светодиоды (ОСИД), электролюминесцентные полоски и пр. В частности, термин СИД относится к светодиодам всех типов (в том числе, полупроводниковым и органическим светодиодам), которые могут быть выполнены с возможностью генерации излучения в одном или более из инфракрасного спектра, ультрафиолетового спектра и различных участках видимого спектра (в общем случае, включающих в себя длины волны излучения от приблизительно 400 нанометров до приблизительно 700 нанометров). Некоторые примеры СИД включают в себя, но без ограничения, различные типы инфракрасных СИД, ультрафиолетовых СИД, красных СИД, синих СИД, зеленых СИД, желтых СИД, янтарных СИД, оранжевых СИД и белых СИД (дополнительно рассмотренных ниже). Также очевидно, что СИД могут конфигурироваться и/или управляться для генерации излучения, имеющего различные полосы (например, значения полной ширины на полумаксимуме, или FWHM) для данного спектра (например, узкополосный, широкополосный) и различные преобладающие длины волны в данной общей цветовой классификации.
[0051] Например, одна реализация СИД, выполненного с возможностью генерации, по существу, белого света (например, белого СИД), может включать в себя несколько кристаллов, которые, соответственно, излучают разные спектры электролюминесценции, которые совместно смешиваются с образованием, по существу, белого света. В другой реализации СИД белого света может быть связан с фосфорным материалом, который преобразует электролюминесценцию, имеющую первый спектр, в другой второй спектр. В одном примере этой реализации электролюминесценция, имеющая сравнительно коротковолновый и узкополосный спектр, “накачивает” фосфорный материал, который, в свою очередь, испускает более длинноволновое излучение, имеющее несколько более широкий спектр.
[0052] Следует также понимать, что термин СИД не ограничивает физический и/или электрический тип корпуса СИД. Например, как рассмотрено выше, СИД может относиться к единому светоизлучающему устройству, имеющему множественные кристаллы, которые выполнены с возможностью, соответственно, излучать разные спектры излучения (например, которые могут быть или не быть индивидуально управляемыми). Кроме того, СИД может быть связан с фосфором, который рассматривается как неотъемлемая часть СИД (например, в некоторых типах белых СИД). В общем случае, термин СИД может относиться к корпусным СИД, бескорпусным СИД, поверхностно-монтируемым СИД, СИД, непосредственно монтируемым на плате, СИД, монтируемым в Т-образном корпусе, СИД в радиальном корпусе, СИД в мощном корпусе, СИД, включающим в себя тот или иной тип оболочки и/или оптический элемент (например, рассеивающую линзу), и т.д.
[0053] Термин “источник света” следует понимать в смысле любого одного или более из различных источников излучения, включающих в себя, но без ограничения, источники на основе СИД (включающие в себя один или более СИД, определенных выше), источники накаливания (например, лампы накаливания, галогенные лампы), люминесцентные источники, фосфоресцентные источники, газоразрядные источники высокой интенсивности (например, натриевые, ртутные и металлогалогенидные лампы), лазеры, другие типы электролюминесцентных источников, пиролюминесцентные источники (например, огонь), свечелюминесцентные источники (например, газовые светильники, угольно-дуговые источники излучения), фотолюминесцентные источники (например, газоразрядные источники), катодно-люминесцентные источники, использующие электронное насыщение, гальванолюминесцентные источники, кристаллолюминесцентные источники, кинелюминесцентные источники, термолюминесцентные источники, триболюминесцентные источники, сонолюминесцентные источники, радиолюминесцентные источники и люминесцентные полимеры.
[0054] Термин “возбудитель освещения” используется здесь для обозначения устройства, которое подает электрическую мощность на один или более источников света в формате, вынуждающем источники света излучать свет. В частности, возбудитель освещения может принимать электрическую мощность в первом формате (например, сети питания переменного тока; фиксированное напряжение постоянного тока; и т.д.) и подает мощность во втором формате, отвечающем требованиям источника(ов) света (например, источник(и) света на основе СИД), который он возбуждает.
[0055] Термин “модуль освещения” используется здесь для обозначения модуля, который может включать в себя монтажную плату (например, печатную плату), на которой смонтирован один или более источников света, а также один или более связанных с ними электронных компонентов, например датчиков, источников тока и т.д., и которые выполнены с возможностью присоединения к возбудителю освещения. Такие модули освещения можно вставлять в гнезда в осветительной арматуре или материнской плате, на которой может быть обеспечен возбудитель освещения. Термин “модуль СИД” используется здесь для обозначения модуля, который может включать в себя монтажную плату (например, печатную плату), на которой смонтированы один или более СИД, а также один или более связанных с ними электронных компонентов, например датчиков, источников тока и т.д., и которые выполнены с возможностью присоединения к возбудителю освещения. Такие модули освещения можно вставлять в гнезда в осветительной арматуре или материнской плате, на которой может быть обеспечен возбудитель освещения.
[0056] Термин “блок освещения” используется здесь для обозначения устройства, включающего в себя один или более источников света одного или различных типов. Данный блок освещения может иметь любую из различных монтажных конфигураций для источника(ов) света, конфигураций и форм оболочки/корпуса и/или электрических и механических конфигураций соединения. Дополнительно, данный блок освещения, в необязательном порядке, может быть связан с (например, в том числе, быть присоединен к и/или упакован совместно с) различными другими компонентами (например, управляющей схемой; возбудителем освещения), относящимися к работе источника(ов) света. Термин “блок освещения на основе СИД” относится к блоку освещения, который включает в себя один или более источников света на основе СИД, как рассмотрено выше, отдельно или совместно с другими источниками света не на основе СИД.
[0057] Термины “осветительная арматура” и “осветительный прибор” используются здесь взаимозаменяемо для обозначения реализации или компоновки одного или более блоков освещения в конкретном формфакторе, сборке или корпусе и могут быть связаны с (например, включать в себя, быть присоединены к и/или упакованы совместно с) другими компонентами.
[0058] Термин “контроллер” используется здесь, в общем случае, для описания различных устройств, относящихся к работе одного или более источников света. Контроллер можно реализовать различными способами (например, в виде специализированного оборудования) для осуществления различных рассмотренных здесь функций. “Процессор” является одним примером контроллера, где используется один или более микропроцессоров, которые могут быть запрограммированы с использованием программного обеспечения (например, микрокода) для осуществления различных рассмотренных здесь функций. Контроллер можно реализовать с использованием или без использования процессора и также можно реализовать в виде комбинации специализированного оборудования для осуществления некоторых функций и процессора (например, одного или более запрограммированных микропроцессоров и соответствующей схемы) для осуществления других функций. Примеры компонентов контроллера, которые могут применяться в различных вариантах осуществления настоящего раскрытия, включают в себя, но без ограничения, традиционные микропроцессоры, специализированные интегральные схемы (ASIC) и вентильные матрицы, программируемые пользователем (FPGA).
[0059] Следует понимать, что когда элемент рассматривается как “соединенный” или “присоединенный” к другому элементу, он может непосредственно соединяться или присоединяться к другому элементу, или могут присутствовать промежуточные элементы. Напротив, когда элемент рассматривается как “непосредственно соединенный” или “непосредственно присоединенный” к другому элементу, никаких промежуточных элементов не существует.
[0060] Здесь также следует понимать, что “контакт” представляет внешнее входное и/или выходное соединение для платы или модуля, которому принадлежит контакт.
[0061] Очевидно, что все комбинации вышеописанных принципов и дополнительных принципов, более подробно рассмотренных ниже (исходя из того, что такие принципы не являются взаимно несогласованными), допустимы в составе раскрытого здесь предмета изобретения. В частности, все комбинации заявленного предмета изобретения, представленные в конце этого раскрытия, допустимы в составе раскрытого здесь предмета изобретения. Также очевидно, что явно применяемая здесь терминология, которая также может появляться в любом раскрытии, включенном посредством ссылки, должна отвечать смысловому значению, наиболее согласующемуся с конкретными раскрытыми здесь принципами.
Краткое описание чертежей
[0062] На чертежах аналогичные ссылочные позиции, в общем случае, относятся к одинаковым частям на разных видах. Кроме того, чертежи не обязательно выполнены в масштабе, напротив, упор, в общем случае, делается на иллюстрацию принципов изобретения.
[0063] Фиг. 1 демонстрирует иллюстративный вариант осуществления блока освещения на основе СИД.
[0064] Фиг. 2 демонстрирует один иллюстративный вариант осуществления возбудителя освещения для блока освещения на основе СИД.
[0065] Фиг. 3 - принципиальная схема одного иллюстративного варианта осуществления модуля СИД.
[0066] Фиг. 4 - блок-схема другого иллюстративного варианта осуществления модуля СИД.
[0067] Фиг. 5 - принципиальная схема еще одного варианта осуществления модуля СИД.
[0068] Фиг. 6 демонстрирует другой иллюстративный вариант осуществления возбудителя освещения для блока освещения на основе СИД.
[0069] Фиг. 7 демонстрирует другой иллюстративный вариант осуществления блока освещения на основе СИД.
[0070] Фиг. 8 - функциональная блок-схема одного варианта осуществления модуля датчика.
[0071] Фиг. 9 - принципиальная схема одного варианта осуществления модуля датчика.
[0072] Фиг. 10 демонстрирует еще один иллюстративный вариант осуществления блока освещения на основе СИД.
Подробное описание
[0073] Как рассмотрено выше, нежелательно, чтобы приходилось изготавливать, хранить и обеспечивать разные возбудители освещения для разных блоков освещения на основе СИД в зависимости от количества модулей СИД, которые включены в разные блоки. Также нежелательно эксплуатировать СИД в блоке освещения на основе СИД при слишком высоких температурах, поскольку это может приводить к сокращению срока эксплуатации СИД.
[0074] Таким образом, заявители пришли к выводу, что было бы полезно обеспечить возбудитель освещения, который можно установить в различных блоках освещения на основе СИД, которые сильно различаются количеством включенных СИД и модулей СИД и которые можно изготавливать на предприятии без необходимости в особом оборудовании и персонале с особыми знаниями и способностью программировать возбудитель освещения. Заявители пришли к выводу, что было бы полезно обеспечить такой возбудитель освещения, который может снижать ток, подаваемый на СИД, когда температура модуля СИД превышает номинальную или пороговую величину.
[0075] Ввиду вышеизложенного, различные варианты осуществления и реализации настоящего изобретения относятся к саморегулирующемуся возбудителю освещения и блоку освещения на основе СИД, который включает в себя саморегулирующийся возбудитель освещения.
[0076] Фиг. 1 демонстрирует иллюстративный вариант осуществления светодиодного (СИД) блока 100 освещения, который включает в себя возбудитель 110 освещения, присоединенный к нескольким (N) модулям 120-1~120-N СИД кабелем 130, состоящим из трех жил, как описано более подробно ниже со ссылкой на Фиг. 2. В некоторых вариантах осуществления N может быть равно 1.
[0077] В общем случае, возбудитель 110 освещения может включать в себя любую стандартную схему для подачи управляемого тока I_Drive возбуждения СИД на модули 120-1~120-N СИД совместно со схемой, примеры которой описаны ниже, для автоматической регулировки уровня или величины этого тока I_Drive возбуждения СИД в соответствии с требованиями к току соединенных модулей 120-1~120-N СИД. В конкретном варианте осуществления, как объяснено ниже, возбудитель 110 освещения включает в себя схему, которая может работать совместно с модулями 120-1~120-N СИД для автоматической саморегулировки уровня или величины тока I_Drive возбуждения СИД в сторону увеличения при увеличении количества N модулей СИД, присутствующих в блоке 100 освещения на основе СИД, и в сторону уменьшения при уменьшении количества N модулей СИД, присутствующих в блоке 100 освещения на основе СИД. Таким образом, можно использовать один и тот же возбудитель 110 освещения, например, для первого варианта осуществления блока 100 освещения на основе СИД, имеющего N=8 модулей 120 СИД, и для второго варианта осуществления блока 100 освещения на основе СИД, имеющего N=4 модуля СИД.
[0078] Модуль 120 СИД включает в себя одну или более цепочек 122 СИД, первый источник 124 тока, второй источник 126 тока и монтажную плату 128. Во избежание замешательства и для ясности, первый источник 124 тока далее именуется “источником тока идентификации” 124, и второй источник 126 тока далее именуется “источником тока температурной компенсации” 126.
[0079] В некоторых вариантах осуществления блоков освещения модуль СИД может не включать в себя источник 126 тока температурной компенсации. В некоторых вариантах осуществления блоков освещения модуль СИД может не включать в себя отдельную монтажную плату. Соответственно, термин “модуль СИД” следует, в широком смысле, рассматривать применительно к блоку, который включает в себя, как минимум, по меньшей мере, один СИД и, по меньшей мере, один источник 124 тока идентификации.
[0080] Как показано на Фиг. 1, каждый модуль 120-i СИД принимает ток возбуждения СИД на узле или контакте 160 ввода тока возбуждения СИД как часть полного тока I_Drive возбуждения СИД, выводимого возбудителем 110 освещения, и возвращает обратный ток I_Drive_Ret возбуждения СИД через узел или контакт 170 возврата тока возбуждения СИД. Модуль 120 СИД также выводит ток I_Module идентификации модуля СИД через узел или контакт 180 вывода тока идентификации модуля СИД. Как будет более подробно объяснено ниже в отношении рассмотрения Фиг. 3, ток I_Module идентификации модуля СИД равен разности между током I_Ident источника 124 тока идентификации и током I_Temp температурной компенсации источника 126 тока температурной компенсации:
(1) I_Module = I_Ident - I_Temp.
[0081] Как показано на Фиг. 1, каждый из модулей 120-1~120-N СИД выводит соответствующий ток I_Module_1~I_Module_N идентификации модуля СИД. Все узлы 180 вывода тока идентификации модуля СИД множества модулей 120-1~120-N СИД соединены друг с другом для подачи полного тока I_Module_Tot идентификации модуля СИД на возбудитель 110 освещения, где
(2)
[0082] Полный ток I_Module_Tot идентификации модуля СИД имеет величину полного тока идентификации модуля СИД, которая изменяется в соответствии с количеством (N) множества модулей 120 СИД, которые присутствуют в блоке 100 освещения на основе СИД.
[0083] В частности, предполагая в порядке примера, что каждый из модулей 120-1~120-N СИД выводит ток I_Module идентификации модуля СИД одинакового уровня или одинаковой величины, получаем, что полный ток идентификации I_Module_Tot равен:
(3) I_Module_Tot = N * I_Module.
Этот пример может применяться, например, в вариантах осуществления, где все модули 120-1~120-N СИД включают в себя одинаковое количество цепочек СИД и не включают в себя ни одного источника 126 тока температурной компенсации. Кроме того, уравнение (3) может применяться в случае, когда ни один из источников 126 тока температурной компенсации не включен из-за высокой температуры в соответствующем модуле 120 СИД, как будет более подробно объяснено ниже в отношении рассмотрения Фиг. 3.
[0084] Таким образом, полный ток I_Module_Tot идентификации модуля СИД обеспечивает указание количества модулей 120-1~120-N СИД, присоединенных к возбудителю 110 освещения, подлежащих возбуждению возбудителем 110 освещения. В более общем случае, I_Module_Tot обеспечивает для возбудителя 110 освещения указание требований к току возбуждения соединенных модулей 120-1~120-N СИД.
[0085] Фиг. 2 демонстрирует один иллюстративный вариант осуществления возбудителя 200 освещения для блока освещения на основе СИД. Возбудитель 200 освещения может быть одним вариантом осуществления возбудителя 110 освещения в блоке 100 освещения. Возможны многие другие конкретные конструкции схемы для других вариантов осуществления возбудителя 200 освещения, которые отличаются от показанных на Фиг. 2, но этот вариант осуществления изложен в порядке примера для иллюстрации саморегулирующегося возбудителя освещения, регулирующего уровень или величину тока возбуждения СИД в соответствии с полным током I_Module_Tot идентификации модуля СИД, подаваемым на него множеством модулей СИД.
[0086] Возбудитель 200 освещения включает в себя выпрямитель 210, устройство 220 переключения, контроллер 230, источник 240 Vcc, силовую цепь 250, резисторную делительную цепь 260 и, в необязательном порядке, датчик 270 напряжения для регистрации напряжения на СИД на выходе возбудителя 200 освещения. Возбудитель 200 освещения также включает в себя узел или контакт 212 вывода тока возбуждения СИД, узел или контакт 214 возврата тока возбуждения СИД и узел или контакт 216 ввода полного тока идентификации. Узел 212 вывода тока возбуждения СИД, узел 214 возврата тока возбуждения СИД и узел 216 ввода полного тока идентификации обеспечивают интерфейс для кабеля 130 для оперативного присоединения возбудителя 200 освещения к одному или более модулям освещения, в частности к модулям СИД. Предпочтительно, кабель 130 состоит только из трех жил, включающих в себя первую жилу, несущую ток I_Drive возбуждения СИД из возбудителя освещения, вторую жилу, несущую обратный ток I_Drive_Ret возбуждения СИД из одного или более модулей освещения, и третью жилу, несущую полный ток I_Module_Tot идентификации модуля СИД из одного или более модулей освещения на возбудитель 200 освещения. Резисторная делительная цепь 260 включает в себя установочный резистор Rset, присоединенный между узлом 216 ввода тока идентификации и узлом 214 возврата тока возбуждения СИД; измерительный резистор Rsense, присоединенный между узлом 214 возврата тока возбуждения СИД и землей; первый резистор R1, присоединенный между узлом 216 ввода тока идентификации и узлом 218 управления, подающим сигнал Uref регулировки тока возбуждения на контроллер 230; и второй резистор, присоединенный между узлом 218 управления и землей. Обратный ток I_Drive_Ret возбуждения СИД принимается возбудителем 200 освещения через узел 214 возврата тока возбуждения СИД и выдается на контроллер 230, который измеряется на измерительном резисторе Rsense для управления величиной тока I_Drive возбуждения СИД.
[0087] В ходе эксплуатации устройство 220 переключения совместно с силовой цепью 250 функционирует как управляемый источник тока или источник для тока I_Drive возбуждения СИД. Контроллер 230 подает сигнал управления переключением на устройство 220 переключения через переключающий возбудитель 250. Управляя скважностью переключения и/или частотой переключения устройства 220 переключения, контроллер 230 может управлять величиной или уровнем тока I_Drive возбуждения СИД. Контроллер 230 устанавливает скважность и/или частоту переключения устройства 220 переключения и, таким образом, величину или уровень тока I_Drive возбуждения СИД в соответствии с напряжением Uref, генерируемым резисторной делительной цепью 260, которое, в свою очередь, генерируется из полного тока I_Module_Tot идентификации модуля СИД согласно уравнению (4)
[0088] Предпочтительно, R1=R2, и оба R1 и R2 имеют значение, которое гораздо больше Rset, тогда как значение Rset, в свою очередь, гораздо больше значения Rsense (например, Rset ≈ 1000*Rsense).
[0089] Контроллер 230 использует напряжение Uref в качестве сигнала регулировки тока возбуждения СИД для регулировки величины или уровня тока I_Drive возбуждения СИД, которые выражаются как
(5)
[0090] Поэтому, как можно видеть из уравнения (5), ток I_Drive возбуждения СИД является функцией полного тока I_Module_Tot идентификации модуля СИД, выдаваемого модулями СИД. Совместно с уравнением (3), в случае, когда все из каждого из модулей СИД выводят ток I_Module идентификации модуля СИД с одним и тем же уровнем или величиной, ток I_Drive возбуждения СИД приобретает вид
(6)
[0091] Из уравнений (5) и (6) можно видеть, что возбудитель 200 освещения автоматически саморегулирует ток I_Drive возбуждения СИД, который он вырабатывает, в соответствии с количеством N модулей СИД, которые присутствуют в блоке освещения и возбуждаются возбудителем 200 освещения.
[0092] Кроме того, в случае, когда каждый модуль СИД включает в себя источник тока температурной компенсации, как показано на Фиг. 1 и описано более подробно ниже со ссылкой на Фиг. 3, полный ток I_Module_Tot идентификации модуля СИД будет снижаться, когда регистрируемая температура любого одного или более модулей СИД превышает номинальную или пороговую температуру. Таким образом, согласно уравнению (5), ток I_Drive возбуждения СИД также будет снижаться, уменьшая ток, подаваемый на СИД модулей СИД, таким образом понижая их рабочие температуры и продлевая их предполагаемые сроки эксплуатации.
[0093] На Фиг. 3 показана принципиальная схема одного варианта осуществления модуля 300 СИД. Модуль 300 СИД включает в себя множество (K) цепочек 322-1~322-K СИД, причем каждая из цепочек 322-1~322-K СИД включает в себя множество СИД 323, последовательно соединенных друг с другом, и в ряде случаев может включать в себя первую группу из M (например, M=5) СИД 323, последовательно соединенных со второй группой из P (например, P=6) СИД 323. Модуль 300 СИД также включает в себя первый источник 324 тока “идентификации” и второй источник 326 тока “температурной компенсации”.
[0094] Источник 324 тока идентификации включает в себя транзисторы T1 и T3, шунтирующий эталонный источник напряжения Q1 и резисторы R3, R4 и Re1 и присоединен между узлом или контактом 360 ввода тока возбуждения СИД и узлом или контактом 380 вывода тока идентификации модуля СИД. Источник 326 тока температурной компенсации включает в себя транзисторы T5 и T7, эталонные источники Q5 и Q7 напряжения, резисторы R5, R7, R8 и Re7 и элемент с отрицательным температурным коэффициентом NTC. Транзисторные пары T1 и T3 и T5 и T7 могут представлять собой согласованные двойные транзисторы, двойные транзисторы или два одиночных транзистора, в зависимости от желаемого допуска для соответствующего источника тока. Резисторы Rc1, Rc5 и R соединяют друг с другом источник 324 тока идентификации, источник 326 тока температурной компенсации и цепочку 322-1 СИД.
[0095] В ходе эксплуатации модуль 300 СИД принимает часть тока I_Drive возбуждения СИД через узел 360 ввода тока возбуждения СИД и возвращает часть обратного тока I_Drive_Ret возбуждения СИД через узел или контакт 370 возврата тока возбуждения СИД. Узел 360 ввода тока возбуждения СИД присоединен к СИД 323 цепочек 322-1~322-K СИД, и модуль 300 СИД подает часть тока I_Drive возбуждения СИД на СИД 323 цепочек 322-1~322-K СИД.
[0096] Источник 324 тока идентификации вырабатывает ток I_Ident. В условиях эксплуатации, когда регистрируемая температура модуля 300 СИД меньше номинального или порогового значения, источник 326 тока температурной компенсации отключается. В этом случае модуль 300 СИД выводит ток I_Ident из узла 380 вывода тока идентификации модуля СИД в качестве тока I_Module идентификации модуля СИД.
[0097] Когда регистрируемая температура модуля 300 СИД возрастает сверх номинальной или пороговой температуры, источник 326 тока температурной компенсации выполнен с возможностью снижения тока идентификации I_Module, поступающего от модуля 300 СИД. Q7 и Q5 образуют два источника напряжения, один из которых зависит от температуры благодаря элементу с отрицательным температурным коэффициентом NTC. Например, в одном варианте осуществления NTC может иметь импеданс 15 кОм при 35°C и сниженный импеданс 2,5 кОм при +70°C. Поскольку импеданс NTC уменьшается с температурой, в определенной точке запуска (соответствующей, например, заранее определенной пороговой температуре) напряжение на эмиттере T5 будет равно и затем превысит напряжение эталонного источника Q7 напряжения. Когда напряжение на эмиттере T5 становится больше напряжения эталонного источника Q7 напряжения, транзистор T7 переходит в проводящее состояние, вырабатывая ток I_Temp температурной компенсации, величина которого возрастает с увеличением температуры модуля 300 СИД. Ток I_Temp температурной компенсации вычитается из тока коллектора T3, что приводит к снижению тока I_Module идентификации модуля СИД, выводимого из узла 380 вывода тока идентификации модуля СИД. Как объяснено выше со ссылкой на Фиг. 1 и 2 и как следует из вышеприведенных уравнений (2) и (5), когда I_Module для одного или более модулей 300 СИД снижается, ток I_Drive возбуждения СИД, подаваемый возбудителем освещения, также уменьшается, снижая ток, проходящий через СИД 323, и, таким образом, снижая температуру модуля 300 СИД.
[0098] Как упомянуто выше, в некоторых вариантах осуществления модуль 300 СИД может не содержать источник 326 тока температурной компенсации, при этом недостаток возбудителя освещения состоит в том, что он больше не способен автоматически регулировать (уменьшать) ток возбуждения СИД при увеличении температуры СИД. В этом случае ток I_Module идентификации модуля СИД равен I_Ident, вырабатываемому источником 324 тока идентификации.
[0099] В некоторых вариантах осуществления, когда температура конкретного модуля 300 СИД продолжает расти, ток I_Temp температурной компенсации для этого конкретного модуля 300 СИД может увеличиваться, пока не превысит ток I_Ident, отбирая ток из источников 324 тока идентификации других модулей 300 СИД, к которым он присоединен, и в этом случае конкретный модуль СИД снижает полный ток I_Module_Tot идентификации модуля СИД, который поступает в качестве обратной связи на возбудитель СИД.
[0100] Модуль 300 СИД, в необязательном порядке, включает в себя, по меньшей мере, один датчик 330 и переключатель 340. Датчик(и) 330 может(ут) включать в себя датчик окружающего света и/или детектор присутствия, позволяющий управлять освещением, создаваемым модулем 300 СИД, в соответствии с условиями окружающей среды. Например, когда датчик 330 является детектором окружающего света, который обнаруживает, что уровень окружающего света в окружении модуля 300 СИД выше определенного порога, и/или когда датчик 330 является детектором присутствия, который не обнаруживает присутствия каких-либо людей в окружении модуля 300 СИД, может быть желательно снижать или отключать освещение, обеспечиваемое модулем 300 СИД, для снижения энергопотребления. В этом случае можно управлять одним или более переключателями (например, переключателем 340) для запрещения приема тока I_Drive возбуждения СИД и/или запрещения вывода тока I_Module идентификации модуля СИД, когда, например, обнаруживается, что уровень окружающего света в окружении модуля 300 СИД выше определенного порога и/или что в окружении модуля 300 СИД нет никаких людей.
[0101] Таким образом, как объяснено выше, в блоке 100 освещения, имеющем вышеописанные модули СИД со встроенным источником тока идентификации, саморегулирующийся возбудитель освещения может автоматически согласовывать свой ток возбуждения СИД с требованиями соединенных модулей СИД. В частности, возбудитель СИД освещения может подавать ток возбуждения СИД, причем величина тока возбуждения СИД изменяется в соответствии с количеством множества модулей СИД, которые присутствуют в системе.
[0102] В вариантах осуществления, описанных выше со ссылкой на Фиг. 1-3, шина или кабель 130, имеющий только три жилы, применяется для соединения возбудителя освещения и одного или более модулей СИД. Соответственно, интерфейс возбудителя освещения с модулем(ями) СИД включает в себя только три узла или контакта (например, узел 212 вывода тока возбуждения СИД, узел 214 возврата тока возбуждения СИД и узел 216 ввода полного тока идентификации). Аналогично, интерфейс каждого модуля СИД с возбудителем освещения также включает в себя только три узла или контакта (например, узел 360 ввода тока возбуждения СИД, узел 370 возврата тока возбуждения СИД и узел 380 вывода тока идентификации модуля СИД). В этих вариантах осуществления на источники 324 тока идентификации, которые включены в модули 300 СИД, подается ток I_Drive возбуждения СИД через узел 360 ввода тока возбуждения СИД.
[0103] Трехжильный интерфейс представляет неоспоримое преимущество над другими решениями, которые применяют дополнительные жилы, но в некоторых вариантах осуществления возможен случай, когда дополнительный отбор тока из источников тока идентификации может снижать точность глубокого гашения цепочек СИД.
[0104] На Фиг. 4 показана блок-схема другого иллюстративного варианта осуществления модуля 400 СИД.
[0105] Модуль 400 СИД имеет четырехузловой или четырехконтактный интерфейс с возбудителем освещения и требует четырехжильной(ого) шины или кабеля по сравнению с трехжильной(ым) шиной или кабелем 130, показанной(ым) на Фиг. 1 и 2. В частности, модуль СИД включает в себя узел или контакт 410 ввода питания источника тока. Преимущество дополнительной жилы интерфейса и дополнительного входного контакта для модуля 400 СИД состоит в том, что источник 324 тока идентификации и источник 326 тока температурной компенсации получают ввод от возбудителя освещения по другому, отдельному соединению, чем узел 360 ввода тока возбуждения СИД, который принимает ток I_Drive возбуждения СИД для нагрузки 422 СИД. В результате, ток, отбираемый источником 324 тока идентификации, не снижает точность управления сниженным током I_Drive возбуждения СИД для нагрузки 422 СИД при работе в режиме глубокого гашения.
[0106] Модуль 400 СИД также включает в себя модулятор 420 для модуляции тока I_Module идентификации модуля СИД и, таким образом, полного тока I_Module_Tot идентификации модуля СИД, возвращаемого на возбудитель освещения цифровым сигналом (например, со скоростью передачи данных в несколько килобит). Эти данные можно обнаруживать на возбудителе освещения для обеспечения возможности передачи данных от модуля 400 СИД на возбудитель освещения. Такие данные могут включать в себя, например, рабочие данные и/или данные окружения, относящиеся к модулю СИД, например, температуру окружающей среды, рабочую температуру модуля 400 СИД, цветовую точку света, выводимого модулем 400 СИД или блоком 100 освещения на основе СИД, или любые другие данные, представляющие интерес. Среднее (DC) значение полного тока I_Module_Tot идентификации модуля СИД, возвращаемого на возбудитель освещения, может не зависеть от модулированных данных, что позволяет возбудителю освещения по-прежнему правильно регулировать ток I_Drive возбуждения СИД согласно количеству модулей СИД, которые он возбуждает. В различных вариантах осуществления могут применяться различные формы модуляции, в том числе частотная модуляция, амплитудная модуляция, фазовая модуляция. В некоторых вариантах осуществления может применяться манчестерское кодирование, позволяющее гарантировать, что среднее значение полного тока I_Module_Tot идентификации модуля СИД не зависит от конкретных передаваемых данных.
[0107] Конечно, следует понимать, что хотя, для наглядности, модуль 400 СИД показан включающим в себя оба признака отдельного узла или контакта для ввода в источник 324 тока идентификации и источник 326 тока температурной компенсации (т.е. использует четырехжильную(ый) шину или кабель) и модулятор 420, в других вариантах осуществления модуль СИД может включать в себя только тот или иной из этих признаков (или, конечно, ни одного из признаков, как показано выше в модуле 300 СИД).
[0108] На Фиг. 5 показана принципиальная схема еще одного варианта осуществления модуля 500 СИД. Модуль 500 СИД аналогичен модулю 500 СИД, показанному на Фиг. 5 и описанному выше, поэтому будут подробно описаны только различия между модулем 500 СИД и модулем 300 СИД. В частности, модуль 500 СИД включает в себя отдельный узел или контакт 410 ввода питания источника тока для приема от возбудителя освещения напряжения для источника 324 тока идентификации и источника 326 тока температурной компенсации, как описано выше со ссылкой на Фиг. 4.
[0109] Фиг. 6 демонстрирует другой иллюстративный вариант осуществления возбудителя 600 освещения для блока освещения на основе СИД, который может применяться с модулем 400 СИД или модулем 500 СИД. Возбудитель 600 освещения аналогичен возбудителю 200 освещения, показанному на Фиг. 2 и описанному выше, поэтому будут подробно описаны только различия между возбудителем 600 освещения и возбудителем 200 освещения. В частности, возбудитель 600 освещения включает в себя источник 610 напряжения и узел или контакт 618 напряжения питания источника тока идентификации, который подает напряжение V_Source питания источника тока идентификации на один или более источников 324 тока идентификации на одном или более модулях СИД, например модуле 400 СИД или модуле 500 СИД, отдельно от тока I_Drive возбуждения СИД для нагрузки СИД, содержащей цепочки СИД 322-I. Соответственно, возбудитель 600 освещения сопрягается с одним или более модулями СИД, например, модулем 400 СИД или модулем 500 СИД через четырехжильный кабель или шину 630.
[0110] Фиг. 7 демонстрирует другой иллюстративный вариант осуществления блока 700 освещения на основе СИД.
[0111] Блок 700 освещения на основе СИД аналогичен блоку 100 освещения на основе СИД, показанному на Фиг. 1 и описанному выше, поэтому будут подробно описаны только различия между блоком 100 освещения на основе СИД и блоком 700 освещения на основе СИД. В частности, блок 700 освещения на основе СИД включает в себя модуль 720 датчика, присоединенный к возбудителю 110 освещения и модулям 120-1~120-N СИД трехжильным кабелем 130.
[0112] Модуль 720 датчика включает в себя один или более датчиков 722, контроллер 730 и управляемый приемник 726 тока. Модуль 720 датчика также имеет узел или контакт 760 ввода питания, который присоединен для приема части полного тока I_Drive возбуждения СИД, выводимого возбудителем 110 освещения. Модуль 720 датчика дополнительно присоединен к линии обратного тока I_Drive_Ret возбуждения через узел 170 возврата.
[0113] В ходе эксплуатации, под управлением контроллера 730, например в соответствии с одним или более выходными сигналами датчика(ов) 722, управляемый приемник 726 тока модуля 720 датчика отводит управляемую величину тока I_Sensor через узел или контакт 780 приема тока идентификации модуля освещения как часть полного тока I_Module_Tot идентификации модуля СИД для блока 700 освещения на основе СИД.
[0114] Например, датчик 722 может регистрировать величину окружающего света в окрестности модуля 720 датчика и, в соответствии с ней, может генерировать выходной сигнал датчика для контроллера 730, в соответствии с которым контроллер 730 может побуждать управляемый приемник 726 тока отводить ток I_Sensor через узел 780 приема тока идентификации модуля освещения, таким образом регулируя полный ток I_Module_Tot идентификации модуля СИД для блока 700 освещения на основе СИД. В соответствии с отрегулированным полным током I_Module_Tot идентификации модуля СИД возбудитель 110 освещения может, соответственно, регулировать полный ток I_Drive возбуждения СИД, выводимый возбудителем 110 освещения, таким образом управляя уровнем светового выхода цепочек 122 СИД в модулях 120-1~120-N СИД. Таким образом, может осуществляться, например, управляемое гашение света, выводимого цепочками СИД 122 модулей 120-1~120-N СИД.
[0115] В порядке другого примера, датчик 722 может определять, присутствует ли человек в окрестности модуля 720 датчика и, в соответствии с этим, может генерировать выходной сигнал датчика для контроллера 730. В соответствии с выходным сигналом датчика, указывающим, присутствует ли человек в окрестности модуля 720 датчика, контроллер 730 может побуждать управляемый приемник 726 тока отводить ток I_Sensor через узел 780 приема тока идентификации модуля освещения, таким образом регулируя полный ток I_Module_Tot идентификации модуля СИД для блока 700 освещения на основе СИД. В соответствии с отрегулированным полным током I_Module_Tot идентификации модуля СИД возбудитель 110 освещения может, соответственно, регулировать полный ток I_Drive возбуждения СИД, выводимый возбудителем 110 освещения, таким образом управляя уровнем светового выхода цепочек 122 СИД в модулях 120-1~120-N СИД. Таким образом, например, возбудитель 110 освещения может регулировать ток I_Drive возбуждения СИД таким образом, чтобы цепочки СИД 122 модулей 120-1~120-N СИД имели первый уровень света (например, номинальный уровень света), когда детектор присутствия обнаруживает присутствие человека в окрестности модуля датчика, и имели второй уровень света (например, пониженный уровень света или нулевой уровень света), который меньше первого уровня света, когда детектор присутствия не обнаруживает присутствия человека в окрестности модуля датчика.
[0116] Модуль 720 датчика позволяет обеспечивать управление освещением, создаваемым блоком 700 освещения на основе СИД, например, для реализации интеллектуального гашения в соответствии с условиями окружающего света и/или обнаружением присутствия; для реализации беспроводного пульта дистанционного управления блока 700 освещения на основе СИД; и т.д. Соответственно, модуль 720 датчика также можно рассматривать как модуль управления или модуль гашения.
[0117] На Фиг. 8 показана функциональная блок-схема одного варианта осуществления модуля 800 датчика, который можно применять в качестве модуля 720 датчика в блоке 700 освещения на основе СИД. Модуль 800 датчика включает в себя один или более датчиков или детекторов 822, источник 824, управляемый приемник 826 тока и контроллер 830.
[0118] Датчик(и)/детектор(ы) 822 может/гут включать в себя детектор присутствия, который обнаруживает, присутствует ли человек в комнате, где располагается модуль 800 датчика или в окрестности модуля 800 датчика. Датчик(и)/детектор(ы) 822 может включать в себя детектор окружающего света для обнаружения уровня окружающего света в комнате, где располагается модуль 800 датчика или в окрестности модуля 800 датчика. Можно применять другие типы датчиков или детекторов. Модуль 800 датчика может, в необязательном порядке, включать в себя антенну 823, и в этом случае датчик/детектор 822 может содержать беспроводной приемник, выполненный с возможностью приема беспроводного сигнала, например сигнал пульта дистанционного управления, включающего в себя данные, указывающие желаемый уровень светового выхода, выводимого блоком освещения на основе СИД, например блоком 700 освещения на основе СИД, который включает в себя модуль 800 датчика (например, для гашения света до желаемого уровня). Датчик(и)/детектор(ы) 822 выводит на контроллер 830 один или более выходных сигналов датчиков, указывающих, например: регистрируемый уровень окружающего света; зарегистрировано ли присутствие человека в окрестности модуля датчика; любые принятые данные, указывающие желаемый уровень светового выхода; и т.д.
[0119] В соответствии с одним или более выходными сигналами датчиков контроллер 830 генерирует сигнал управления для управления величиной тока, отводимого управляемым приемником 826 тока, таким образом регулируя полный ток I_Module_Tot идентификации модуля СИД, поступающий на возбудитель освещения. В соответствии со сниженным полным током I_Module_Tot идентификации модуля СИД возбудитель 110 освещения, соответственно, регулирует полный ток I_Drive возбуждения СИД, который он подает на модуль(и) СИД и их световые цепочки, таким образом регулируя свет, выводимый блоком освещения на основе СИД. Таким образом, для гашения света, выводимого блоком освещения на основе СИД, до желаемого уровня можно обеспечить систему с отрицательной обратной связью.
[0120] Источник 824 принимает ток через узел 760 ввода питания, который принимает часть полного тока I_Drive возбуждения СИД, выводимого возбудителем освещения, и подает ток для эксплуатации контроллера 830 и датчика(ов)/детектора(ов) 822. Однако в другом варианте осуществления источник 824 может принимать напряжение для контроллера 830 и датчика(ов)/детектора(ов) 822 через узел 760 ввода питания как часть напряжения V_Source, выводимого из отдельного узла или контакта источника напряжения возбудителя освещения, как показано выше со ссылкой на Фиг. 6.
[0121] В некоторых вариантах осуществления модуль 800 датчика также может включать в себя возможность модуляции полного тока I_Module_Tot идентификации модуля СИД, возвращаемого на возбудитель освещения, цифровым сигналом (например, со скоростью передачи данных в несколько килобит), аналогично признаку, описанному выше со ссылкой на Фиг. 4.
[0122] На Фиг. 9 показана принципиальная схема одного варианта осуществления модуля 900 датчика, который можно применять в качестве модуля 720 датчика в блоке 700 освещения на основе СИД. Модуль 900 датчика включает в себя один или более датчиков или детекторов 922, источник 924, управляемый приемник тока 926 и контроллер 930.
[0123] Источник 924, который включает в себя D1 и Q2, обеспечивает источник низкого напряжения для других частей модуля 900 датчика. Если на источник 924 поступает полный ток I_Drive возбуждения СИД, выводимый возбудителем освещения, то нужно учитывать, что ток, отбираемый источником 924 из узла 760 ввода питания, гораздо ниже тока цепочек СИД модулей СИД в блоке освещения. В другом варианте осуществления, если ток, отбираемый источником 924 из узла 760 ввода питания, слишком велик по сравнению с основным током СИД, то модуль 900 датчика может дополнительно включать в себя малый источник тока, который добавляет согласующуюся величину тока к I_Module_Tot, чтобы гарантировать, что возбудитель освещения доставляет чуть больший ток для питания модуля 900 датчика.
[0124] В модуле 900 датчика: D2 - это фотодиод, измеряющий окружающий свет, U3 - это усилитель фотодиода, подающий выходной сигнал датчика на контроллер 930. Контроллер 930 может сравнивать уровень окружающего света с заранее определенным значением и может гасить нагрузку СИД, если окружающего света достаточно.
[0125] Управляемый источник тока 926 включает в себя транзистор Q1, отводящий ток из линии I_Module_Tot и, таким образом, гасящий СИД.
[0126] Хотя различные признаки разных вариантов осуществления проиллюстрированы и описаны выше отдельно со ссылкой на Фиг. 1-9 для обеспечения наглядности в иллюстрации и объяснении, следует понимать, что различные комбинации этих признаков могут применяться в альтернативных вариантах осуществления. Например, некоторые варианты осуществления блока освещения могут использовать модуль датчика совместно с модулями СИД и возбудителем СИД, которые осуществляют связь через четырехжильный интерфейс, который имеет отдельное питание для источников тока, чем питание для цепочек СИД. Фиг. 10 демонстрирует пример такого варианта осуществления блока 1000 освещения на основе СИД, где используется четырехжильный кабель 1030 между возбудителем 1010 освещения и модулями 1020-1~1020-N СИД и датчиком 1040.
[0127] В другой иллюстративной вариации некоторые варианты осуществления блока освещения могут включать в себя один или более модулей СИД, которые используют узел или контакт I_Drive для питания как источников тока, так и цепочек СИД совместно с одним или более другими модулями СИД, которые применяют специальный узел или контакт ввода для источников тока, отдельный от узла или контакта I_Drive, который питает цепочки СИД. Специалистам в данной области техники очевидно, что возможно большое количество комбинаций этих признаков, и авторы изобретения могут предусмотреть их.
[0128] Следует также понимать, что хотя для обеспечения конкретной иллюстрации иллюстративные варианты осуществления были описаны выше в контексте модулей СИД, которые включают в себя источники света на основе СИД, вышеописанные принципы не подлежат ограничению и могут применяться к возбудителям освещения, подающим мощность на модули освещения, которые включают в себя другие типы источников света и которые подают ток идентификации обратно на модуль освещения для облегчения регулировки возбудителем освещения уровня мощности, который он подает в соответствии, например, с количеством модулей освещения, к которым он присоединен.
[0129] Хотя здесь описано и проиллюстрировано несколько вариантов осуществления изобретения, специалисты в данной области техники могут предложить различные другие средства и/или структуры для осуществления функции и/или получения результатов и/или одного или более из описанных здесь преимуществ, и каждая из таких вариаций и/или модификаций рассматривается в объеме описанных здесь вариантов осуществления изобретения. В более общем случае, специалистам в данной области техники нетрудно понять, что все описанные здесь параметры, размеры, материалы и конфигурации рассматриваются как иллюстративные и что фактические параметры, размеры, материалы и/или конфигурации будут зависеть от конкретного применения или вариантов применения, для которых используются принципы изобретения. Специалисты в данной области техники смогут понять или определить с использованием не более чем рутинного экспериментирования многие эквиваленты конкретных описанных здесь вариантов осуществления изобретения. Таким образом, следует понимать, что вышеописанные варианты осуществления представлены исключительно в порядке примера и что в объеме нижеследующей формулы изобретения и ее эквивалентов варианты осуществления изобретения можно осуществлять на практике иначе, чем конкретно описано и заявлено. Варианты осуществления изобретения настоящего раскрытия относятся к каждому отдельному описанному здесь признаку, системе, изделию, материалу, комплекту и/или способу. Кроме того, любая комбинация двух или более таких признаков, систем, изделий, материалов, комплектов и/или способов, если такие признаки, системы, изделия, материалы, комплекты и/или способы не являются взаимно-несогласованными, включена в объем настоящего раскрытия.
[0130] Все определения, заданные и используемые здесь, следует понимать для контроля над словарными определениями, определениями в документах, включенных посредством ссылки, и/или обычными значениями заданных терминов.
[0131] Единственное число, используемое здесь в описании изобретения и в формуле изобретения, если прямо не указано обратное, следует понимать в смысле “по меньшей мере, один”.
[0132] Используемое здесь в описании изобретения и в формуле изобретения выражение “по меньшей мере, один”, со ссылкой на список из одного или более элементов, следует понимать в смысле, по меньшей мере, одного элемента, выбранного из любого одного или более из элементов в списке элементов, но не обязательно включающих в себя, по меньшей мере, один из всех элементов, конкретно перечисленных в списке элементов и не исключающих никаких комбинаций элементов в списке элементов. Это определение также допускает, что элементы могут, в необязательном порядке, представлять другие, помимо элементов, конкретно идентифицированных в списке элементов, к которому относится выражение “по меньшей мере, один”, связанные или не связанные с конкретно идентифицированными элементами.
[0133] Следует также понимать, что, если прямо не указано обратное, в любых заявленных здесь способах, которые включают в себя более чем один этап или действие, порядок этапов или действий способа не обязан ограничиваться порядком, в котором перечислены этапы или действия способа.
[0134] Кроме того, ссылочные позиции, присутствующие в формуле изобретения в скобках, при наличии, обеспечены исключительно для удобства, и их не следует рассматривать в порядке ограничения формулы изобретения.