照明模块的电流需求控制制造技术

本发明专利技术涉及一种包括电源单元和至少一个光引擎模块的照明系统，其中在所述光引擎模块与所述电源单元之间具有接口。光引擎模块向相应地调节输出电流的电源单元发送表示光引擎模块的电流需求的脉冲。光引擎模块并联连接，并且同时发送脉冲序列。进行测量以处理冲突脉冲。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及固态照明领域，并且描述了光引擎模块与其电源单元的接口以及光引擎模块相应的电源单元。本专利技术总体上涉及一种用于驱动一个或更多个光引擎模块(具体为具有发光二极管LED光源的光引擎模块)的电源单元，以及包括电源单元和至少一个光引擎模块的照明单元。更具体地，本文中公开的各种独创性的方法和设备涉及用于驱动具有发光二极管(LED)光源的一个或更多个光引擎模块的自调节电源单元、以及包括自调节电源单元和至少一个光引擎模块的基于LED的照明单元。
技术介绍
基于半导体光源的照明器件(例如发光二极管LED)提供了对于传统的荧光灯、HID和白炽灯的可行的替代方案。LED的功能优势和益处包括高能量转换和光学效率、更长的预期寿命、更低的操作成本以及其它。在某些应用中，基于LED的照明单元可以包括向多个光引擎模块提供LED驱动电流的电源单元，其中，每个光引擎模块包括一个或更多个LED。例如，光引擎模块可以包括其上安装有一个或更多个LED的电路板(例如，印刷电路板)。这样的电路板可以插入到照明器材的插槽中或可以设置电源单元的主板上。在各种应用和设施中，基于LED的照明单元可以包括不同数量的LED和/或光引擎模块。例如，LED和光引擎模块的数量可以根据针对特定设备的光输出需求(例如，流明)而改变。通常，需要根据与电源单元连接且由电源单元驱动的LED和光引擎模块的数量，来改变电源单元所输出的LED驱动电流的量级或水平。这意味着，如果在具有不同数量的LED和/或光引擎模块的各种基于LED的照明单元中采用单一电源单元，则电源单元必需包括如下装置或设备，该装置或设备根据照明单元所包括的不同数量的光源来调节LED驱动电流，以匹配不同光引擎模块的电流驱动需求。与此同时，在制造特定的基于LED的照明单元时确定该LED照明单元中要包括的LED和光引擎模块的数量。因而，如果要在具有不同数量的光引擎模块的各种LED照明单元中采用同一电源单元，则该电源单元在制造时必需针对每个不同LED照明单元进行编程，使得其输出的LED驱动电流适合于LED照明单元中所包括的特定数量的光引擎模块。已经通过在电源单元与光引擎模块之间进行交互解决了这个问题。交互意味着光引擎模块向电源单元提供关于其需要的电流的一些信息来满足通量规格和/或其工作温度，以在超过特定限制时降低所提供的电流水平。本领域中存在几种用于在光引擎模块与电源单元之间交换这种信息的方法。可以使用总线来交换这样的信息。本领域已知模拟总线(如0…10V总线)或数字总线(如数字可寻址照明接口DALI)。本领域还已知可以通过电源单元测量并且将光引擎模块的电流需求告知电源单元的简单电阻器网络。DE 100 51 528公开了这样的接口，在该接口处，在第三线与负电源线之间连接有特定电阻器。如果若干光引擎模块连接到一个电源单元，则并联或串联连接电阻器，因此，和信号被提供到电源单元以限定电流需求。德国专利申请102011087658.8还公开了用于限定每个光引擎模块的电流需求的电阻器。总线解决方案具有需要两个附加线的缺点。电阻器解决方案只需要一个附加线，但电阻器网络的评估和电流调节可能非常复杂。由于市场上出现了完整的电源单元和光引擎模块系统，所以不同公司已尝试使这两部分通信的解决方法；此外，已针对更复杂和高端的系统使用一些数字协议，但该后一技术在本专利技术的
技术介绍
之外，必须分开考虑。例如，欧司朗公司已经提出了三附加线接口(three extra-wire interface)，使得还能够向提供热降额(thermal derating)的有源光引擎模块板载电路提供电力。在这种接口类型中，光引擎模块板载电阻器与电源单元上拉电阻器形成分压器，以产生用于设置电源单元输出电流的电压。于是，当该模块过热时光引擎模块上的运算放大器开始限制该电压(从而降低电流)。飞利浦公司提出了不同的附加三线接口，其中一条线被连接到电流设置电阻器，而另一条被连接到温度感测电阻器，并且通过电源单元本身进行降额，而不涉及光引擎模块上的任何有源部件。两种接口均包括用于公共信号接地回路的第三附加线，并且使用通过光引擎模块电阻器产生的电压来设置电流，以这样的方式，电压越大导致输出电流越大。近来，欧司朗公司公布了稍微不同的接口，其实际上是在电源单元中定制有精确电流源的0…10V的接口，以使得光引擎模块能够仅使用电阻器来设置电流。现在市场上出现新的需求，即，使由同一电源单元供应的不同模块并行的能力。明显地，电源单元的输出电流必需为各光引擎模块标称值的总和，甚至对于多个光引擎模块布置必需保持热降额能力。此外，市场要求降低成本，实际上指向线数量的减少。基于总线的接口通常需要四条线，两条线用于光引擎模块的电源并且两条线用于总线。因此，已经主张了用于满足这些需求的几个新特征：-多个模块必需能够使用同一接口并联连接(当然，认为不同的模块是等同的，或者至少具有相同的串电压)。-设置接口必需具有减少数量的线，并且必需尽可能地简单(特别是在光引擎模块侧)以降低成本。迄今为止提出的所有已知接口都不能支持多个光引擎模块连接，为了满足所有最新需求，提出了一种新接口。
技术实现思路
在本专利技术中，用于提供电流需求信息的方式是数字的，即，由光引擎模块的板载电路发送脉冲，然后，通过根据需求调节其输出电流的电源单元识别这些脉冲。在下文中，提出了“一线”模拟接口的构思和可能的实施方式，其中“一线”意味着除了两条电源线之外仅需要一条附加线。本专利技术涉及一种光引擎模块，该光引擎模块包括：-多个串联连接的LED；-正电源线；-公共地线；-通信线，其中，相对于所述公共地线测量所述通信线上的信号；-脉冲发生单元，用于生成脉冲，所述脉冲的数量与所述光引擎模块的电流需求成比例。在优选实施方式中，脉冲发生单元还包括开关以及脉冲电阻器或二极管。这导致了光引擎模块中的容易且廉价的电路。在另一实施方式中，脉冲发生单元能够测量通信线上的不同电压。这使得光引擎模块具有用于辨别通过其本身发送的脉冲是否又被另一光引擎模块发送的能力。本专利技术还涉及一种电源单元，包括：-输出端，在正电源线与公共地线之间提供电力；-通信线，其中，相对于所述公共地线测量所述通信线上的信号；-可调节电流发生器，响应于内部测量信号在所述输出端处生成输出电流；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光引擎模块，包括：‑多个串联连接的LED；‑正电源线(LED+)；‑公共地线(LED‑)；‑通信线(CL)，其中，相对于所述公共地线测量所述通信线上的信号；‑脉冲发生单元(PGU)，用于生成脉冲，所述脉冲的数量与所述光引擎模块的电流需求成比例。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光引擎模块，包括：
-多个串联连接的LED；
-正电源线(LED+)；
-公共地线(LED-)；
-通信线(CL)，其中，相对于所述公共地线测量所述通信线上的信
号；
-脉冲发生单元(PGU)，用于生成脉冲，所述脉冲的数量与所述光引
擎模块的电流需求成比例。
2.根据权利要求1所述的光引擎模块，其中，所述脉冲发生单元
(PGU)还包括脉冲电阻器(Rp)或二极管以及开关(S)。
3.根据权利要求1或2所述的光引擎模块，其中，所述脉冲发生单
元能够测量所述通信线(CL)上的不同电压。
4.一种电源单元(PSU)，包括：
-输出端，在正电源线(LED+)与公共地线(LED-)之间提供电力；
-通信线(CL)，其中，相对于所述公共地线测量所述通信线上的信
号；
-可调节电流发生器(CG)，响应于内部测量信号(Vout)在所述输
出端处生成输出电流(Iout)；
-可切换电压源(VS)，其耦接至所述通信线；
-测量单元(MU)，其能够测量所述通信线(CL)上的不同电压电平；
-中央处理单元(CPU)，其输入来自所述测量单元(MU)的信息并
且向所述可切换电压源(VS)和所述可调节电流发生器(CG)输出指令。
5.根据权利要求4所述的电源单元(PSU)，其中，所述测量单元(MU)
能够区分所述通信线上的三种不同电压。
6.一种利用根据权利要求4至5中的一项所述的电源单元(PSU)
驱动根据权利要求1至3中的一项所述的光引擎模块(LEM)的方法，
所述方法包括以下步骤：
-所述电源单元(PSU)向所述通信线(CL)发送同步信号以启动脉

\t冲序列；
-每个光引擎模块通过经由电阻器短路所述通信线(CL)来发送与该
光引擎模块的电流需求对应的多个脉冲；
-所述电源单元通过测量所述通信线(CL)上的电压来对所述通信线
(CL)上的脉冲进行计数；
-所述电源单元关于所计数的脉冲来调节所述可调节电流源。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在每个脉冲之后设置脉冲暂
停。
8....

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·迪尔格，赖因哈德·莱谢勒，
申请(专利权)人：欧司朗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE