照明布置的监测器设备、使用监测布置的驱动器和驱动方法技术

提供了用于监测具有未知电负载的照明元件的照明布置的监测器设备以及使用监测布置的驱动器。占空比集合被应用于开关，开关控制照明元件的子集，从而创建期望的光输出。利用该期望的占空比设置，监测个体占空比时段的电流，尤其是检测在个体占空比时段内的电流平稳段水平的变化。这用于确定照明布置的功耗并根据所检测到的电流来调整占空比。这避免了需要单独探测照明元件的子集来确定负载的性质及其功耗。

Monitor equipment for lighting arrangement, driver and driving method using monitoring arrangement

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】照明布置的监测器设备、使用监测布置的驱动器和驱动方法
本专利技术涉及用于监测照明布置的监测器设备，特别是其中照明负载例如由于可由最终用户配置而未知的监测器设备。监测然后可以用作驱动照明布置的一部分，因此是控制器或驱动器的一部分。
技术介绍
期望能够将不同的照明配置连接到标准驱动器设计。出于其中负载可能变化的照明系统中的可扩展性的原因，使用电压架构而不是电流源架构进行操作是有益的。诸如LED模块的照明布置与电压总线并联布置，并局部生成所使用的LED所需的电流。广泛使用的这种系统的一个示例是LED条带。LED条带或LED编带是线性LED系统，其中LED被放置在长度可以为几米的柔性基板上。与刚性线性系统(例如，管状LED(TLED))相反，该柔性允许最终用户可以将条带应用到非平坦的表面上或将其(多次)围绕某个角度弯曲。而且，不需要安装针对LED条带的专用插座，并且可以将条带延伸并切割成适当的长度。由于安装简便，LED条带将有望在消费类市场中获得超过其他线性系统的市场份额。当然，除LED条带外，还存在可以具有最终用户可改变负载的其他照明系统(例如，轨道照明或嵌入式聚光灯)。典型的LED条带架构在图1中描绘为照明条带2。整个照明系统由AC/DC电压源10组成，AC/DC电压源10将AC市电输入电压12转换为安全的DC电压输出(例如，12V或24V或任何其他安全的DC电压)。通常，添加控制器14，控制器14能够接收并应用最终用户期望的色点和调光水平。通常通过将开关16与照明条带2串联来获得该控制，照明条带2是由控制器14控制的PWM。开关16形成开关集合，开关集合中的每个开关用于连接至照明元件的子集(称为“通道”)。照明条带可以通过附加的条带4来延伸，或者甚至可以被切割成较短的长度来适合最终应用的要求。这种基于电压的照明系统的缺点在于，照明负载可能汲取比电源的额定功率更多的电流。如果最终用户或灯具安装客户可以自由地将LED负载添加到同一电源并且在电源单元过载的情况下系统需要能够继续工作，则期望系统探测所附接的照明负载。如WO2017/041999所公开的，可以通过逐一地接通系统中的不同通道并测量它们的电流贡献来完成该探测。但是，这导致视觉闪烁。此外，突然的负载阶跃可能会导致电源电压下降。在某些基于电压的系统中，电压下降转化为电流下降并因此无法很好地探测电流，因此无法正确估计实际功率。这仅在同时测量电压和电流时才有可能。在没有恒定DC电压(例如，24V)(假设它是24V的固定值)的情况下测量电流导致测量误差。因此，需要使得能够在没有这些不利的情况下探测照明负载的驱动器。US2011/0084620公开了其中在每个LED分支中使用一个电流探针的电路。DE102010060857公开了用于并行驱动若干切换的LED串的电流驱动器。使用单个电流探针进行电流监测，以验证总电流等于所请求的总电流。
技术实现思路
本专利技术由权利要求书限定。根据本专利技术的一个方面的示例，提供了用于监测具有未知电负载的照明元件的照明布置的监测器设备，其中照明布置与用于将DC电压耦合至照明布置的开关布置相关联，其中开关布置包括开关集合，开关集合中的每个开关用于连接至照明元件的子集，其中监测器设备包括：控制器，该控制器用于提供控制信号以使用脉冲宽度调制来控制开关布置，其中控制器被适配为：同时将占空比集合应用于开关集合，从而创建用户选择的光输出；在个体占空比时段内多次监测电流，从而在占空比时段内检测多个电流平稳段；基于所检测的电流平稳段和占空比集合来确定照明布置的功耗；以及根据所检测的电流平稳段来调整占空比。该监测设备能够在无需单独驱动照明元件的每个子集的情况下，确定负载的特性。相反，在所有照明元件都设置为用户定义的期望水平的情况下监测总电流。通过监测个体占空比时段的时间范围，所连接的驱动器可以对所检测的过载做出足够快的反应，以防止自动关闭DC电压源。在每个占空比时段内将出现多个电流平稳段，因为照明元件的不同子集通常具有不同的占空比。因此，在整个占空比时段内的不同时间，将汲取电流的不同组合，从而产生不同的电流平稳段。对于照明元件的所有子集，总占空比时段是相同的。通过将每个通道的功率调整到期望的功率，平稳段测量使得能够在不会产生任何视觉伪影的情况下，确定平均电流(或功率)。平稳段数据还可以用于确定每个通道的贡献。因此，例如如果系统具有从一个色点到另一色点的过渡，则可以基于对每个通道汲取的电流和新的占空比的了解来预测是否会发生过功率事件。用户选择的输出例如是颜色和亮度。DC电压意味着使用电压驱动而不是电流驱动，例如DC电压从AC/DC转换器接收。基于应用于照明元件的不同子集的已知占空比来确定功耗。这不仅需要知道单个最大电流，而且还需要知道多个电流平稳段水平，多个电流平稳段水平各自是被驱动的照明元件的不同子集的电流的组合。功耗确定可以在照明布置接通时执行。每当应用新的占空比集合(即，新的调光水平或色点)时，也可以执行功耗确定。通过在占空比时段内的多个时间点监测电流，可以观察到多个平稳段。当照明元件的不同子集具有不同的占空比时，在每个个体占空比时段内存在不同的电流流动。优选地测量尽可能多的平稳段，使得可以标识照明元件的每个子集对总功率的贡献。例如，在三通道系统中，将存在三个未知贡献。需要三个等式来基于对不同LED通道的贡献比的了解来解析电流。因为这需要能够计算期望的占空比来获得某个色点，所以控制器将具有来自LED布置的信息。因此，校准设置已可用，使得能够得出不同通道之间的标称电流比。可以测量的平稳段越多，功率监测结果将越准确。监测器设备可以提供在现有的驱动器和照明布置之间，其中现有的驱动器包括开关布置以及甚至控制器。然后可以提供监测器设备作为软件升级来更改现有驱动器控制器的使用方式。备选地，监测器设备可以被实现为新驱动器的一部分。控制器可以被适配为：基于对不同电流平稳段水平集合的分析，确定流过照明元件的每个子集合的电流。如果已测量了足够数目的不同电流平稳段的值，则控制器将能够执行该操作。因此，通过检测电流平稳段，可以在了解所施加的占空比的情况下解释不同的电流读数，以提取通过照明元件的个体子集的电流。因此，在无需实际测量通过子集的个体电流的情况下，可以获得总功耗。一旦获得足够的电流测量值，这基本上通过求解联立方程组来实现。控制器可以被适配为：基于所确定的负载的功耗和驱动器的负载额定值，为集合的每个占空比设置最大占空比。因此，通过减小驱动信号的占空比，但通常保持不同通道之间的期望占空比，将提供给照明负载的功率保持在驱动器的最大功率输出以下。控制器可以被适配为：在连续的个体占空比时段集合内监测电流；以及确定连续占空比时段集合内每个所检测的平稳段的平均电流；以及根据平均电流来确定功耗。通过获取多个占空比时段内的平均电流水平，可以改进电流检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种监测器设备，所述监测器设备用于监测具有未知电负载的照明元件的照明布置(2)，其中所述照明布置(2)与开关布置(16)相关联，所述开关布置(16)用于将DC电压耦合到所述照明布置，其中所述开关布置包括开关集合，所述开关集合中的每个开关用于连接至所述照明元件的子集(2a-2e)，其中所述监测器设备包括：/n控制器(14)，所述控制器(14)用于提供控制信号，以使用脉冲宽度调制来控制所述开关布置，其中所述控制器被适配为：/n同时将占空比集合应用于所述开关集合，从而创建用户选择的光输出；/n在个体占空比时段内多次监测电流，从而在所述占空比时段内检测多个电流平稳段；/n基于所检测的所述电流平稳段和所述占空比集合来确定所述照明布置的功耗；以及/n根据所检测的所述电流平稳段来调整所述占空比。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170818 EP 17186778.11.一种监测器设备，所述监测器设备用于监测具有未知电负载的照明元件的照明布置(2)，其中所述照明布置(2)与开关布置(16)相关联，所述开关布置(16)用于将DC电压耦合到所述照明布置，其中所述开关布置包括开关集合，所述开关集合中的每个开关用于连接至所述照明元件的子集(2a-2e)，其中所述监测器设备包括：
控制器(14)，所述控制器(14)用于提供控制信号，以使用脉冲宽度调制来控制所述开关布置，其中所述控制器被适配为：
同时将占空比集合应用于所述开关集合，从而创建用户选择的光输出；
在个体占空比时段内多次监测电流，从而在所述占空比时段内检测多个电流平稳段；
基于所检测的所述电流平稳段和所述占空比集合来确定所述照明布置的功耗；以及
根据所检测的所述电流平稳段来调整所述占空比。


2.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器被适配为：基于对不同电流水平的集合的分析来确定流过照明元件的每个子集(2a-2e)的电流。


3.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述控制器被适配为：基于所述负载的所确定的所述功耗和所述驱动器的负载额定值，来为所述占空比集合中的每个占空比设置最大占空比。


4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述控制器被适配为：
在连续个体占空比时段的集合内监测所述电流；并确定在连续占空比时段的所述集合内每个平稳段的平均电流；以及
根据所述平均电流来确定所述功耗。


5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述控制器(14)被适配为：
应用占空比的第一集合，并且监测个体占空比时段的所述电流，所述占空比的第一集合是占空比的期望集合的按比例缩小版本；以及
逐渐增加所述占空比集合的缩放比例。


6.根据权利要求5所述的设备，其中所述控制器(14)被适配为：针对每个平稳段得出所监测的所述电流的移动平均值。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中所述控制器还被适配为：监测所述DC电压，并响应于所述DC电压的变化来调整所述占空比集合，从而维持来自所述照明布置的恒定光输出通量。


8.一种用于具有未知电负载的照明元件的照明布置的驱动器，包括：
DC电压源(...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·H·A·哈格拉尔，B·J·E·洪特勒，L·L·M·沃格尔斯，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL