CN102281678A

CN102281678A - Led照明设备

Info

Publication number: CN102281678A
Application number: CN2011101628777A
Authority: CN
Inventors: 伊万·福蒂
Original assignee: GREENLIGHT GROUP Ltd
Current assignee: Max Green LED Ltd.
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2011-12-14
Also published as: US9030102B2; SG185810A1; EA201291212A1; EP2570004A1; GB201007727D0; US20130200810A1; AP2012006611A0; ZA201209127B; WO2011141420A1

Abstract

本发明涉及LED照明设备。一种照明设备，包括能通过提供给该设备的电功率操作的LED光源(20)，和控制***(23)，该控制***从外部电源(26)接收电功率并提供功率给光源(20)。控制***(23)还用于工作在第二模式下，用于只在控制***(23)通过电源(26)接收到标识所述设备的信号时才提供功率给光源(20)。因此设备(24)能被并入在传统照明电路中或者并入在其中设备(24)被单独控制的电路中。

Description

LED照明设备

技术领域

本发明涉及LED照明设备和控制这种设备的方法。

背景技术

例如，传统LED照明设备可通过外部开关的方式来开和关，该外部开关控制到灯泡的电功率供应，从而使得该开关被用来形成或者中断向灯泡提供功率的电路。外部开关也能被用来改变传递到灯泡的功率的量，例如为了对它进行调光。

US2010/0079083揭露了一种LED照明单元，其包括能够从控制***被访问的地址或者ID。该控制***允许通过触摸板和图标来选择特定单元以及经由控制模块、耦合电路、电力线和与照明单元相关联的第二耦合电路被传输到该单元的一控制***。这样的布置的问题是LED照明单元只能用寻址信号来控制。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种照明设备，其包括能通过提供给该设备的电功率操作的LED光源，和控制***，该控制***从外部源接收电功率并提供功率给光源，该控制***还用于只在控制***通过电源接收到标识所述设备的信号时才提供功率给光源。

这样，LED设备能被用在传统照明电路中，也能被用在选择性控制多个这样的LED设备的外部控制电路的控制下。

附图说明

下面是借助例子、参考附图说明对本发明的一些实施例的更详细的描述，其中：

图1是LED照明设备的示意图，

图2是并入了多个图1所示类型的LED照明设备并由开关控制的照明电路的示意图，

图3是并入了多个图1所示类型的LED照明设备并由控制器控制的照明电路的示意图，

图4是与图3类似的视图，但是并入了开关，以及

图5是本发明的进一步实施例的示意图。

具体实施方式

首先参照图1，照明设备包括LED光源20。该设备也包括配件21，用来将光源20连接至照明功率电路，该配件21包括连接器22，该连接器22与电路中的互补连接器相配合来装配该设备。这些连接器是已知的，并且不再详细描述。

该设备包括控制***23，其电连接在光源20和配件21之间。该控制***23优选被具体实施为被编程的微处理器。该控制***23以两种模式起作用。在第一模式中，它表现为透明的，并且提供给配件的功率被传递到LED光源20。

在第二模式中，它用作在配件21和光源20之间的开关以控制到光源20的电功率的供应。这以下面的方式来实现。该控制***23存储唯一标识照明设备的编码，并且在设备(以下面描述的方式)收到相应地被编码的信号时，该控制***23允许电功率传递给光源20以使得光源20发光。

接下来参照图2，照明电路包括多个图1所示的类型的照明设备24，图2中有6个这样的设备24。该电路也包括6个固定器25，它们容纳相关设备24的配件21、22以将设备24串联连接到电源线26。该串联连接是可选的-设备24可以以任何方便的方式与电力线连接。该照明电路是传统电路，其在手动开关33的控制下操作，所以开关33的操作导致用以透明的模式起作用的控制***23的控制***23将功率供应给设备20。

接下来参照图3，该开关33可被控制器27代替，该控制器27例如可包括个人计算机。该控制器27产生一个或多个标识符信号并将其传递给电力线26，每个标识符信号唯一地标识需要被激活的一个或多个照明设备24。其中控制器包括PC，这可以由运行在PC上的程序来实现，其中通过输入设备介入或者不介入。这在下面被更详细地描述。

当对应于特定照明设备24的标识符信号通过电力线26在设备处被接收时，控制***23会检测到该信号，从而导致控制***23允许电功率从配件21传递到光源20以点亮光源20。将认识到的是，在图2中所示的实施例中，控制器27可以产生标识符信号的任何所需组合以提供任何所需的照明样式。这可能被需要，例如，如果照明设备在不同的房间的话。在白天或黑夜的不同时间可能需要有不同的照明样式。此外，下面描述了上述的一些例子。另外，当然，与需要开关电线的传统功率电路相比，该功率电路远没有那么复杂，并且因此更稳定得多。在劳动力和材料方面也有明显的成本收益。

在上面参照图3描述的实施例中，控制器27需要在电路中利用照明设备24的标识被编程。这不是基本的，并且每个设备24中的控制***23优选通过照明电路传输标识信号，该标识信号由控制器27接收，由控制器27存储并由控制器27用来在由控制器27控制的电路中标识照明设备24。这可以用于允许标识出故障的设备24，并确保，当出故障的设备24被替换时，新设备将其本身指出给控制器27。

如图4中所见，图3中所示类型的布置可被用来在照明电路中控制一个或多个手动操作的开关。该图与图1和3共同的零件被赋予相同的参考数字。

参考图4，照明电路包括开关28。控制器27可被用于引起开关28的操作以导致照明设备24的任何需要的组合的照明。这是通过在开关28中包括码生成器来完成的，该码生成器将标识开关28的信号传递给功率电路。这通过控制器27检测到，并且当开关28处于“接通”时，控制器27为那些在开关28***作时期望被点亮的照明设备24产生标识符信号。当然，开关28能被编程来控制设备24的任何需要的组合，并且例如当各部分被移动时这是有用的。

将认识到的是，照明电路可包括两个或更多开关28，其可如上面参考图4所描述的那样被控制以提供任何所需的照明样式。

每个照明设备24的控制***23可以与控制器27联合执行其他功能。在控制***23是微处理器的情况下，通过对微处理器编程可以达到此目的。例如，控制***23可根据由控制器27产生的信号来控制供应给光源20的功率的量以允许光源20被调光。

有时，照明设备24的操作不必完全处于控制器27和/或任何开关28的控制之下。其他设备可用于这种控制。例如，烟雾报警器29或者防盗报警器30可以被并入电路26，并且当烟雾报警器29和/或防盗报警器30运作的时候，烟雾报警器29或者防盗报警器30生成标识符信号，所述标识符信号允许控制器27激活选择的照明设备24。另外地或者可替换地，该电路可并入环境亮度检测器31，其传递信号给控制器27，所述信号允许控制器27根据检测到的亮度来调整照明设备24的亮度，从而节能。

在上面参考附图描述的所有实施例中，控制器27和照明设备24以及烟雾报警器29、防盗报警器30和环境亮度检测器31有时通过照明功率电路来通信。

这样，提供了一种LED照明设备，其能用于传统照明电路中，但是其允许该电路适于单独地控制设备20。

在图4中示出了本发明的进一步的实施例。配电盘1通过第一电路4耦合到六个LED设备24构成的第一阵列，以及通过第二电路5耦合到四个传感器3a-3d构成的第二阵列。功率电路7也将插座6耦合到配电盘1。

LED设备24的每个都是参考图1所描述的类型并且***到了连接器中。没有与电路5相关联的开关来控制LED照明设备24的操作。

传感器3a-3d的每个可以是环境光传感器、被动式红外检测器或者多普勒雷达检测器中的任何一种。下面描述每个的特定功能。

每个设备24和每个传感器3a-3d具有预设地址，其对于该设备或者传感器是唯一的，如上描述。因此，每个设备24和每个传感器3a-3d可以被单独地且唯一地由耦合到电路4的控制器11来寻址。电路4通过配电盘电耦合到电路5和功率电路7，且因此，来自控制器11的信号能到达电路5上的传感器3a-3d。

控制器11能够构造包括地址部分和命令部分的数据包，然后产生命令信号，其将该命令信号加在电路4上。它也能接收由设备24和传感器3a-3d产生的信号以及从它们重构数据包。

如上所述，每个设备24包括控制***23，其能够被导致打开或闭合以便将LED设备24与电路4耦合或去耦，从而开启或者关断它。该控制***23的操作由控制器11通过产生具有包含设备的地址的地址部分和包含导致设备按需要开启或者关断的命令的命令部分的数据包来控制。然后命令信号从该数据包产生，并且该命令信号通过控制器11被加到电路4上。然后该信号被设备24和传感器3a-3d的每一个接收，但是只有具有包括在数据包的地址部分的地址的控制***23的设备将通过开启或者关断该设备来响应该命令。

在设备24的变型中，提供了功率调节器来控制从电路4供应给附连的LED设备的功率量。功率调节器可被提供在每个LED设备24的控制设备中。如前段所述，功率调节器响应于数据包的命令部分，然而在这种情况下，命令部分包括不同的命令编码，其导致功率调节器相应地调节功率。不同的命令编码可用于增加或者减少供应的功率，将供应的功率设置到预设值或者在命令部分中规定的值。

在另一变型中，设备24可包括环境光传感器，每个控制设备23可接收指示其调节供应给LED设备24的功率的命令编码，从而在设备24的附近提供期望的光量。因此，供应的功率量能由设备24来调节，从而环境光处于所期望的水平。这允许供应的功率量在白天时减少，从而有助于减少能量消耗。

另外，LED设备24可适合测量供应给设备的功率和/或电压，以及供应功率的时间。它也能够检测是否发生故障(诸如，在LED设备上的开路或短路)。当接收到赋予设备24之一地址的数据包中的合适的命令编码时，这些参数中的任何一个可报告给控制器11。每个LED设备24的控制***23通过构造包括测量到的参数或者故障状况的细节的响应数据包来作出反应。在故障的情况下，设备24可通过电路4简单构造数据包来传输给控制器而不用接收命令编码。

如将在下面变得明显的，控制器11可具有包括每个LED设备24的位置的数据库的入口。这允许控制器11通过发送消息(比如e-mail或者SMS)给操作器以警告操作者故障和精确的位置来对该故障的检测作出反应。这在较大的设施中是特别有用的。而且，该***能监控由LED设备24消耗的功率，以及预测它们何时需要更换。这是可能的，因为LED具有相当明确限定的退化轮廓，并且***能被编程来警告操作者功率何时下降到预定值(例如，其涉及只是达到原始光输出的一半的点)，其表明LED设备24应当被更换。

传感器3a-3d也以上述相同的方式响应于数据包的命令部分。然而，当传感器3a-3d之一从包含其唯一地址的数据包接收命令编码时，它通过构造包含通过传感器监控的环境状况的取样值的响应数据包并将代表该响应数据包的信号加到电源上来作出反应。这个信号随后被能合适地处理取样值的控制器11接收。

如上所述，传感器3a-3d的每一个可以是环境光传感器(典型地包括光电池或者光电二极管作为有源元件)、被动式红外(PIR)传感器或者多普勒雷达检测器中的任何一个。每个具有不同的用途。

环境光传感器检测在区或者区域中的环境光的水平。由控制器11从这类传感器之一接收的取样的环境亮度级可用于在相同的区或者区域内通过设备24来调节供应的功率，从而总体上获得期望的亮度级。

PIR检测器检测在区或者区域内的移动。控制器11能查询(poll)这类传感器，并且当检测到移动时，其能开启在区域内的设备24。

多普勒雷达检测器也检测在区或者区域内的移动，但它也能检测运动的方向。这能通过控制器11用来优先获得人朝哪里前进，并且在相同的区或者区域内或者在相邻的区或者区域内(比如通过人沿其走动的走廊进入的房间)控制设备24，从而它们在人到达那些设备前开启。

在不同类型的传感器和设备之间，其他类型的相互作用是可能的。例如，烟雾检测器可耦合到该***，并且如果烟雾被烟雾检测器检测到，则控制器11引起激活应急照明设备。

为了设置自动照明***，膝上型电脑8通过适配器9***到插座6中。适配器9允许来自膝上型电脑8的数字数据以表示该数字数据的模拟信号的方式耦合到主电源。典型地，它将是通过USB端口传输的串行数字数据。该膝上型电脑也耦合到照相机10。

首先，膝上型电脑8使广播信号被加到电路7上，其通过配电盘1耦合到电路4和5。该广播信号从被膝上型电脑8发送的广播数据包通过适配器9产生。该广播数据包包括具有广播地址的地址部分。所有的设备24和传感器3a-3d被编程以响应于该广播地址。每一个通过传输指示其地址和它能实现的功能的响应数据包来执行上述。因此，膝上型电脑8也能检测耦合到电路4和5的每个设备24和传感器3a-3d。为了防止数据冲突，每个设备24和传感器3a-3d在取决于其地址的时间偏移发送其响应数据包。因此，每个响应数据包以不同的时间间隔被发送。

如果由于被加电而没有接收广播数据包，则每个设备24和传感器3a-3d被编程来周期性地发出响应数据包。这确保如果设备由于某种原因而没有接收广播数据包时设备不会“被孤立”(orphaned)。

膝上型电脑8随后编译包括每个检测到的设备24和传感器3a-3d的一行的数据库。每行表示设备或者传感器的地址和它能执行的功能。该数据库随后被提供给控制器11，从而它能发送如上所述的合适的命令来控制设备24和从传感器3a-3d接收取样的传感器值。

膝上型电脑8随后轮流将命令传输给每个设备24以使其启动所连接的LED设备24并且然后又关断它。由照相机10检测每个LED设备提供的照明，并且通过膝上型电脑8上的软件来分析来自此的图像数据，从而确定刚刚被启动又被关断的设备24的位置。该位置能通过手动调节或者通过与指示光源被安装在哪里的照明布局的CAD模型的相互关联而被改进。因此，在膝上型电脑8上的软件能够在不先前了解这些的情况下，简单地通过启动和关断在先前步骤中检测到的设备24，来确定每个设备24的位置和其地址。

数据库随后可以被更新，从而每个行表示每个设备24被定位的位置(例如，区或者区域)。如果控制器11也知道每个传感器3a-3d的位置，那么它能够用这些来检测人的存在(并且可能地检测它们的运动方向，如上所述)以及适当地控制设备24来提供照明。

例如，在实际的情形中，图5的设备24中的三个可以连同PIR传感器3a一起存在于走廊中，并且三个房间的每一个可以包括剩下的设备24和PIR传感器3b-3d的各一个。显然地，希望当PIR传感器3a检测到移动时走廊设备24应被激活，以及当PIR传感器3b-3d之一检测到移动时，相应的其中一个房间设备24应被激活。然而，当安装该***的电工铺设电缆时，他并不必了解这个。所必需的是，他将设备24和传感器3b-3d连接到耦合到控制器11的电路电缆。上述的建立过程允许设备24的存在和位置被确定以及与传感器3a-3d相关联，用于自动控制。

考虑到远程监控和通过传统的IP网络进行报告，控制器11也可运行网页服务器软件。例如，它可提供通过网页报告检测到的故障状况的能力，或者它可提供功率消耗图的报告。这个最后的特点可能允许不同的照明算法(例如，依靠检测到的日光的量来调节供应给LED设备24的功率)在整个功率消耗上的效果被监控，其可有助于减少能量消耗而不会对照明度有特别有害的影响。

将可以看到的是，上面参考附图描述的LED设备24即使在适当的位置有传统开关的情况下也能在任何现有的装配中工作。

另外，设备24是可单独寻址的，所以在有许多设备但只有一个开关的应用中，尽管只有一个开关，它现在也变得可以独立地控制每个灯泡。

每个设备24优选具有内置式微处理器，其能通过电力线发送接收信号给连接到相同电路的接收器/发送器。每个设备被单独地编码，从而能被控制器识别。

上面参照附图描述的LED设备显著减小了对电线的需求和控制光源的布线需求。在新建筑的情形下，当使用LED设备时，无需任何用于任何照明的开关电线。这将对劳动力和材料成本具有相当大的影响。

LED设备允许控制照明的开关被布置在房子或者建筑中的任何地方，在设计和变更方面给出更多得多的灵活性。

上面参照附图描述的LED设备也能与在相同电路中的其它灯泡通信，并且更复杂的功能可以从这个附加的功能得到。设备控制能被链接到外部的传感器，比如环境光检测器，并且根据状况自动调节亮度。这也可以在没有对现有电路的额外布线的情况下来实现。这也意味着安全，因为电线和连接越少，用附加的控制线引入到电路中的布线故障的可能性越小。

Claims

1.一种照明设备，包括能通过提供给该设备的电功率操作的LED光源(20)，和控制***(23)，该控制***从外部电源(26)接收电功率并提供功率给光源(20)，所述控制***还用于只在控制***(23)通过电源(26)接收到标识所述设备的信号时才提供功率给光源(20)。

2.如权利要求1所述的设备，其中在接收到所述控制信号时，控制***(23)用作开关以控制到光源(20)的电功率的供应。

3.如权利要求1或2所述的设备，其中控制信号包括标识供应给光源(20)的功率量并由此标识光源的亮度的信息，控制***(22)在接收到所述信号时，允许所述功率量传递给光源(20)。

4.如权利要求1-4中的任一项所述的设备，与传感器(3a-3d，29，30，31)组合，该传感器在操作时产生被控制***(23)接收的传感器信号，控制***(23)在接收到传感器信号时将功率传递给光源(20)。

5.如权利要求4所述设备，其中该传感器是环境光传感器、被动式红外检测器、多普勒雷达检测器、烟雾报警器、防盗报警器中的一个。

6.如权利要求1-5中的任一项所述的设备，其中控制***(23)是微处理器。

7.如权利要求1-6中的任一项所述的设备，其中控制***(23)产生标识照明设备(20)并用在所述控制信号的产生过程中的标识符信号。

8.如权利要求1-8中的任一项所述的设备，包括用于将照明设备(24)连接到照明电路的连接器(21，22)。

9.如权利要求1-9中的任一项所述的设备，在照明电路中与控制器(11，25)在一起，所述控制器(11，25)产生所述控制信号。

10.如权利要求9中所述的设备，其中控制信号是数字信号。

11.如权利要求10中所述的设备，当从属于权利要求2时，其中控制信号是包的形式，该包的第一部分标识照明设备(24)，该包的第二部分控制控制***(23)。

12.如权利要求9-11中的任一项所述的设备，其中控制器(11，27)能编程来在预定时间产生所述控制信号。

13.如权利要求9-12中的任一项所述的设备，当从属于权利要求7时，其中控制器(11，27)接收所述标识符信号，并且存储所述信号用在产生所述控制信号的过程中。

14.如权利要求9-13中的任一项所述的设备，其中在检测到相关联的设备的故障时，控制***(23)产生信号，所述故障信号与所述标识符信号一起被传输给控制器(11，27)。

15.如权利要求9-14中的任一项所述的设备，在所述照明电路中形成多个所述设备(24)中的一个，控制器(11，27)控制所述电路中的所有照明设备。

16.如权利要求15所述的设备，其中控制器(11，27)能编程来在接收到至其的输入信号时产生用于所述多个照明设备(24)中的所选数目的照明设备(24)的控制信号。

17.如权利要求18所述的设备，其中输入信号通过手动操作连接到控制器的开关来产生。

18.如权利要求18或19所述的设备，其中控制器(11，27)能编程来在接收到至其的第一输入信号时产生用于第一所选数目的所述照明设备(24)的控制信号，以及在接收到至其的第二输入信号时产生用于第二所选数目的所述照明设备(24)的控制信号，第一和第二输入信号通过相应的开关产生。