CN104956772A - 用于操作led的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于操作LED的装置，该装置包括驱动器模块和LED模块(11)，该LED模块由驱动器模块(10)控制并且具有至少一个LED。LED模块(11)通过第一连接(1)由驱动器模块(10)供给电流，并且存在优选作为接地连接(GND)的第二连接(2)。该装置的特征在于，LED模块(11)通过被设计为数据通道的第三连接(3)与驱动器模块(10)相连，由驱动器模块(10)供给的电压施加到该数据通道。

Description

用于操作LED的装置
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于操作LED的装置和根据权利要求26的前序部分的LED操作方法。
技术领域
这种装置被用在照明***中，用于实现房间、道路或紧急通道的彩色照明或面照明。通常，此时由操作装置来控制发光机构并且根据需要来启动。为了这样的照明，采用有机发光二极管或无机发光二极管(LED)作为光源。
背景技术
为了照明，作为气体放电灯和白炽灯的替代，越来越多地也将发光二极管用作光源。发光二极管的效能和光输出提高越来越显著，因而它们已经被用在普通照明的各种应用场合中。但发光二极管是点光源并发出强烈集束的光。
但迄今为止的LED照明***通常具有以下缺点，因为老化或因为更换个别的LED或LED模块而使得显现颜色或亮度可能改变。
另外，次级光学组件影响了热管理，因为阻碍了热辐射。另外，可能因为老化和热作用而出现LED的磷光物质改变。
发明内容
本发明的任务是提供一种发光机构和一种方法，其能够通过带有发光二极管的发光机构均匀而不退色地照亮一个表面，而不会产生上述的缺点，或者明显减轻了所述缺点。
针对上述类型的装置，根据本发明，该任务通过具有权利要求1的特征部分特征来完成，而针对方法，根据本发明通过权利要求26的特征部分特征来完成。在从属权利要求中描述了本发明的特别有利的实施方式。
根据本发明的用于操作LED(有机发光二极管或无机发光二极管)的装置的解决方案基于以下想法，具有至少一个LED的LED模块由驱动器模块来控制，其中该LED模块通过第一接线由该驱动器模块供给电流，且设有优选作为接地机构的第二接线。该LED模块具备被设计为数据通道的第三接线。第三接线与该驱动器模块相连，其中，由驱动器模块供给的电压存在于数据通道上。
通过这种方式，可以借助具有发光二极管的发光机构实现保持不变且均匀的表面照亮。
根据本发明的解决方案也涉及一种用于操作LED的装置，其具有驱动器模块和被驱动器模块控制的带有至少一个LED的LED模块，其中该LED模块通过第一接线由该驱动器模块来供给电流，并且设有优选作为接地机构的第二接线，其中，该LED模块通过被设计为数据通道的第三接线与该驱动器模块相连，其中，由驱动器模块供给的电压存在于该数据通道上。
LED模块可被设计用于使数据通道上的电压短路以发送信息。
自LED模块发出的信息可以包含关于LED模块的参数或LED模块的状态的消息。
数据通道上的电压可被用于向该LED模块上的逻辑电路供电。
数据通道上的电压可被用于向设置在LED模块上或与LED模块连接的传感器供电。
自LED模块发出的信息可以包含关于传感器状态或从传感器所获得的信号的消息。通过该数据通道，可以传输地址信息。
当该LED模块未通过第一接线由驱动器模块被供给电流时，该驱动器模块也可以供给电压给该数据通道。
当LED模块未经由第一接线由驱动器模块被供给电流时，该LED模块也可以发送信息。
该LED模块可以具有存储器，该驱动器模块可经由该数据通道读取所述存储器。
该驱动器模块可被设计用于监测在其针对数据通道的输出端的电压并且可以作为信息传输分析在该输出端上的电压改变。
驱动器模块可以优选以脉冲调制信号的形式暂时降低在其针对数据通道的输出端的电压，以发送信息给该驱动器模块。
该驱动器模块可定期读取LED模块的存储器并在更换LED模块后将读取的存储器信息存储在新LED模块的存储器内。
该驱动器模块可以通过相同的用于供电的接线向多个LED模块供给电流并且通过用于数据通道的相同接线与多个LED模块交换信息。
一个或多个LED模块可以被如此断开，其中经由数据通道向LED模块传输相应的断开信息并且随后中断流经LED的电流。
传感器可以是颜色传感器(如CCD传感器)或亮度传感器。
该颜色传感器或亮度传感器可被设置为使得它能接收由LED模块发出的光的一部分。该颜色传感器或亮度传感器可被设置为使得它被隔离以免受环境光影响且只能接收LED模块所发出的光。
传感器可以是存在传感器或运动传感器。
在LED模块上可设有虚拟负载，所述虚拟负载与用于数据通道的接线相连，其中，该虚拟负载加载所述数据通道并且该加载可作为LED模块的信息由驱动器模块进行分析。虚拟负载可以由无源器件优选是电阻来构成。
驱动器模块可以设计用于优选通过脉宽调制信号不仅接收来自LED模块的优选基于加载所述虚拟负载的模拟信息，也接收来自LED模块的数字信息。
本发明还涉及具有LED的灯，其所述灯具有根据本发明的装置。
本发明也涉及LED操作方法，其中，具有至少一个LED的LED模块由驱动器模块来控制，并且设有用于传输关于LED模块的信息的数据通道，其中该数据通道优选长期由该驱动器模块来供给电压，并且该LED模块被设计用于改变该数据通道处的电压以发送信息，例如短路或通过加载来减小该电压。
LED模块的信息可以根据请求通过驱动器模块来发送。
该数据通道也能在等候模式下由驱动器模块供给电压，并且在LED模块和驱动器模块之间的通信也可以在此等候模式下实现。例如可以实现在LED模块和驱动器模块之间的单向通信或双向通信。
优选实施例说明
以下将结合附图来详述本发明，其中：
图1示出了根据本发明的LED模块的实施方式。
图2示出了根据本发明的装置的实施方式。
图1示出了根据本发明的LED模块11的实施方式，图2示出了包括两个LED模块(LED模块11、LED模块21)和一个驱动器模块10的根据本发明的装置的实施方式。
以下将结合用于操作LED的装置的实施例来描述本发明。该装置具有驱动器模块10和由驱动器模块10控制的具有至少一个LED 5的LED模块10。
驱动器模块10具有第一接线，连接于此的LED模块11可借助第一接线由驱动器模块10被供给电流。电流用于向LED 5供电。另外，驱动器模块10具有优选设置为接地机构(GND)的第二接线。
LED模块11具备第一接线1，LED模块通过第一接线1由驱动器模块供给电流，并且还具备优选作为接地机构的第二接线2。多个LED 5也可位于同一个LED模块11上。
第二接线2也可以构成用于LED模块11的虚拟接地，这将意味着它能构成用于LED模块11的局部接地参考点，其中，该局部接地参考点不一定是驱动器模块10的接地。例如可行的是，在接地和驱动器模块10的第二接线2之间设置元器件。在此情况下，第二接线2在驱动器模块10上未直接接地，但当在LED模块11上的测量关于该点进行时，与之相连的第二接线2可以在LED模块11上起到局部接地作用。
LED模块11以及驱动器模块10具有被设计为数据通道的第三接线3。即，用于LED模块11和驱动器模块10的数据通道的接线彼此相连。由驱动器模块10供给的电压存在于数据通道上。
驱动器模块10和LED模块11的接线通过布线4相连。因此，除了接地外还存在用于向LED供电的连接以及数据通道。
LED模块11可被设计用于短路数据通道上的电压以发送信息。这例如可以通过开关S1来实现，该开关暂时将第三接线(数据通道)短路连接于第二接线(局部接地(GND))。
自LED模块11发出的信息可以包含关于LED模块11的参数或LED模块11的状态的消息。
例如，该驱动器模块10可以根据自LED模块11发出的信息来调整其操作并且例如相应地调整通过第一接线1被供给给LED模块11的电流。
数据通道上的电压可被用于向LED模块11上的逻辑电路(LS)供电。该逻辑电路例如可以具有微控制器，微控制器可监测该数据通道上的电压并且也能在数据通道上控制信号发送。例如，逻辑电路可以控制一个开关S1，该开关暂时将第三接线(数据通道)和第二接线(局部接地(GND))短路。
该电压可在数据通道处被用于向设置在LED模块11上的或与LED模块11相连的传感器S供电。自LED模块11发出的信息可以包含关于传感器S的状态或从传感器S所获得的信号的消息。
通过数据通道可以传输地址信息。通过这种方式，可以在有多个LED模块连接在一个驱动器模块10上时识别个别的LED模块身份并且该LED模块能个别且有选择地发出反馈(发送特殊信息)。来自LED模块11的信息可根据请求通过驱动器模块10发出。
当LED模块11没有通过第一接线1由驱动器模块10被供给电流时，驱动器模块10也可以供给电压给数据通道(接线3)。当LED模块11没有通过第一接线1由驱动器模块10被供给电流时，LED模块11也可以发送信息。
因此，数据通道3也可以在等候模式下由驱动器模块10供给电压并且可以在此等候模式下实现LED模块11和驱动器模块10之间的通信。
LED模块11可以具有存储器，存储器可由驱动器模块10通过数据通道来读取。
驱动器模块10可以被设计用于监测在其用于数据通道(接线3)的输出端的电压并且输出端的电压变化可作为信息输出被分析。即，第三接线3(数据通道)上的电压的分析可被用于接收由LED模块11发出的信息。
驱动器模块10可以优选以脉冲调制信号形式减小在其输出端处用于数据通道的电压，以发送信息给LED模块11。驱动器模块10可定期读取LED模块11的存储器并且在LED模块11更换后将读取的存储器信息存在新的LED模块11的存储器内。用于读取LED模块11上的存储器的信号通知可以由使用者通过供电电压的通断顺序、数字控制指令或通过其它信号通知来进行。
驱动器模块10可以在自一个LED模块11的读取之后将存在存储器内的信息经过该数据通道也继续传送给另一个LED模块。
该数据通道例如可以被设计用于在LED模块11和驱动器模块10之间的根据诸如DALI、LJN或CAN或者其它规定协议的现有协议的通信。所规定的协议也可以是用于LED模块和驱动器模块之间数据交换的专用协议。
驱动器模块10可以通过用于供电的相同的第一接线1向多个LED模块供给电流并通过用于数据通道的相同的第三接线3与多个LED模块交换信息。
例如，一个或多个LED模块11、12可被断路，做法是通过数据通道将相应的断路信息传输给LED模块11、12并且随后中断流过LED的电流。
传感器S可以是颜色传感器(如CCD传感器或带有滤色器的光电二极管)。该颜色传感器可如被设置为使得它能接收由LED模块发出的光的一部分。该颜色传感器可被设置为使得它被封闭而不受环境光影响并且只能接收由LED模块发出的光。但传感器S也可以安放在LED灯的反光器上。
传感器S可被设置为使得它直接或间接地接收LED模块的LED的光。
传感器S可以是亮度传感器(如光电二极管)。传感器S可以是环境光传感器或人造光传感器。
例如人造光传感器的传感器S可被设置为使得它被封闭以免受环境光影响并且只能接收LED模块发出的光。传感器S可被设置为使得它直接或间接地接收该LED模块的LED的光。优选作为环境光传感器的传感器S可被设置为使得它只能接收环境光并且被封闭以免受LED模块所发出的光的影响。这样的封闭例如可以通过滤色镜或通过诸如在LED和传感器S之间的某种分隔壁的物理分隔来实现。传感器S也可以安放在LED灯的反光器上。
传感器S也可以是存在传感器或运动传感器。另选地或附加地，传感器S也可以是温度传感器。传感器S也可以由多个不同的传感器的组合来构成。例如，一个壳体内可以有多个传感器，它们通过同一个电路被分析(也可能以多芯片布置形式)。
作为传感器S，也可设有红外传感器以接收红外遥控装置的控制信号。
作为传感器S，也可以设有无线电接收器以接收如带有无线电发送器(如蓝牙、Zigbee或WLAN)的智能手机或无线光控发送器(如无线DALI)的无线控制装置的控制信号。
当至少一个传感器S设置在LED模块11上并且该LED模块11将信息从传感器S经数据通道发送给驱动器模块10时，驱动器模块10随即可以根据接收的信息来调整LED模块11的操作。例如，它可以在存在传感器或运动传感器发现有人时提高流过LED的电流，或者它可以在环境光超出预定的最小亮度时减小电流。
当在LED模块11上设有温度传感器时，它也可以通过该数据通道将高温作为信息传输给驱动器模块10并且该驱动器模块10可以随后减小或中断流过LED的电流。
当设有用于接收控制信号的传感器S如红外传感器或无线电接收器时，也可以通过该传感器S实现LED模块11的亮度控制，做法是该传感器S将所接收的信号从LED模块11经数据通道传输给驱动器模块10并且驱动器模块10随后相应地调整借助第一接线1的LED模块供电，例如根据控制信号的规定来调整用于LED的电流。
通过这种方式，可以实现由驱动器模块10和LED模块11构成的***的无线控制，而不需要通向外界控制装置的控制线如DALI总线对。
在LED模块11上也可设置虚拟负载，虚拟负载与用于数据通道的接线3相连，其中该虚拟负载对数据通道加载并且该加载可通过驱动器模块10作为LED模块11的信息被分析。虚拟负载优选可以通过无源器件且优选是电阻构成。在此情况下，虚拟负载的值是LED模块11的特征值，如LED模块11的工作参数或颜色或主波长的编码。例如虚拟负载的值可以呈现关于LED模块11的正常工作电流的信息。例如虚拟负载的电阻值可以与LED模块11的正常工作电流呈线性比例关系或者反比例关系，或者另选地，与LED模块11的正常工作电流成指数关系或对数关系。驱动器模块10可设计用于优选通过脉宽调制信号不仅接收来自LED模块11的优选基于虚拟负载的加载的模拟信息，也接收来自LED模块11的数字信息。因此，也可以构造出带有LED且具有根据本发明的用于操作LED的装置的灯。
也实现了一种LED操作方法，其中，带有至少一个LED的LED模块11由驱动器模块10控制，并且设有用于传输关于LED模块的信息的数据通道，其中该数据通道优选长期由该驱动器模块10被供给电压，并且LED模块11被设计用于改变该数据通道上的电压以发送信息，例如短路或通过加载来减小该电压。
但也可行的是，只在启动或接通之后由驱动器模块10给接线3和进而数据通道供给电压，以便在启动阶段内经数据通道从LED模块11中读取信息，并且在启动阶段结束后或在信息读取结束后切断在第三接线上的电压，进而又使该数据通道停用。此时也可行的是，该数据通道在一定时间后又再次被启动以便从自LED模块11再次读取信息，或者以便启动问询或发送某些信息或亮度指令或其它指令给LED模块11。也可行的是通过这种方式来监测LED模块11的老化或使用寿命。
LED模块11的信息能够根据请求通过驱动器模块10发出。
因此，根据本发明，不仅可以实现在驱动器模块10和一个或多个LED模块11、12之间的单向通信，也可实现在它们之间的双向通信。
该数据通道也可以在等候模式下由驱动器模块10供给电压，并且在LED模块11和驱动器模块10之间的通信也可以在该等候模式下实现，即，例如当所述LED被断开时。因此，例如也可以在LED模块11的LED被断开且没有电压施加在第一输入1来向LED 5供电时实现借助LED模块11的一个或多个传感器的监测。
LED模块11可具有用于存储关于LED模块11的信息的存储器，其中存储器内的信息可选地也可被改变。
存储器内的信息可以基于校准测量来改变。存储器内的信息可以通过修正系数来改变。修正系数可能取决于LED模块的老化或使用寿命。修正系数可能与LED模块温度相关。
驱动器模块10可以包含如AC-DC变换器的开关控制器。驱动器模块10可以包含PFC(有源功率因数校正电路)。驱动器模块10可以具有电位隔离机构。
例如，驱动器模块10可以具有电位隔离的开关控制器，如隔离逆向变换器或隔离半桥变换器。驱动器模块10能可选地具有用户控制接口，例如用于调节亮度。该接口例如可以设计用于连接至光控***如DALI或DMX。

Claims (26)

1.一种用于操作LED的装置，该用于操作LED的装置具有驱动器模块和LED模块(11)，该LED模块(11)由所述驱动器模块(10)控制并且具有至少一个LED，其中所述LED模块(11)通过第一接线(1)由所述驱动器模块(10)供给电流，并且设有优选作为接地机构(GND)的第二接线(2)，其特征在于，所述LED模块(11)通过被设计为数据通道的第三接线(3)与所述驱动器模块(10)相连，其中由所述驱动器模块(10)供给的电压存在于所述数据通道上。
2.根据权利要求1所述的用于操作LED的装置，其特征在于，所述LED模块(11)被设计用于使所述数据通道上的电压短路以发送信息。
3.根据权利要求2所述的用于操作LED的装置，其特征在于，由所述LED模块(11)发出的所述信息包含关于所述LED模块(11)的参数或所述LED模块(11)的状态的消息。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于操作LED的装置，其特征在于，在所述数据通道上的电压被用于向所述LED模块(11)上的逻辑电路供电。
5.根据权利要求4所述的用于操作LED的装置，其特征在于，在所述数据通道上的所述电压被用于向传感器供电，该传感器设置在所述LED模块(11)上或者与所述LED模块(11)相连。
6.根据权利要求5所述的用于操作LED的装置，其特征在于，由所述LED模块(11)发出的所述信息包含关于所述传感器的状态或从所述传感器(S)获得的信号的消息。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于操作LED的装置，其特征在于，通过所述数据通道来传输地址信息。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于操作LED的装置，其特征在于，当所述LED模块(11)未经由所述第一接线由所述驱动器模块(10)供给电流时，所述驱动器模块(10)也向所述数据通道供给电压。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于操作LED的装置，其特征在于，当所述LED模块(11)没有经由所述第一接线(1)由所述驱动器模块(10)供给电流时，所述LED模块(11)也发送信息。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于操作LED的装置，其特征在于，所述LED模块(11)具有存储器，该存储器能由所述驱动器模块(10)经由所述数据通道读取。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的用于操作LED的装置，其特征在于，所述驱动器模块(10)被设计用于监测在其针对所述数据通道的输出端(3)处的电压并且能作为信息传输分析在所述输出端(3)上的电压改变。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的用于操作LED的装置，其特征在于，所述驱动器模块(10)能优选以脉冲调制信号的形式暂时降低在其针对所述数据通道的输出端(3)处的电压，以便向所述驱动器模块(10)发出信息。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的用于操作LED的装置，其特征在于，所述驱动器模块(10)能定期读取所述LED模块(11)的所述存储器并且在更换所述LED模块后将所读取的存储器信息存储在新的LED模块的所述存储器内。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的用于操作LED的装置，其特征在于，所述驱动器模块(10)能经由相同的用于供电的接线(1)向多个LED模块供给电流并且能经由用于所述数据通道的相同的接线(3)与多个LED模块交换信息。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的用于操作LED的装置，其特征在于，一个或多个LED模块能被如此断开，其中经由所述数据通道向所述LED模块传输相应的断开信息并且随后中断流经所述LED的电流。
18.根据权利要求5至17中任一项所述的用于操作LED的装置，其特征在于，所述传感器(S)是颜色传感器(如CCD传感器)。
19.根据权利要求18所述的用于操作LED的装置，如此放置所述颜色传感器，使得所述颜色传感器能接收由所述LED模块发出的光的一部分。
20.根据权利要求19所述的用于操作LED的装置，其特征在于，如此放置所述颜色传感器，使得所述颜色传感器相对于环境光隔离并且只能接收由所述LED模块发出的光。
21.根据权利要求5至20中任一项所述的用于操作LED的装置，其特征在于，所述传感器(S)是存在传感器或运动传感器。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的用于操作LED的装置，其特征在于，在所述LED模块(11)上设有虚拟负载，所述虚拟负载与用于所述数据通道的接线(3)相连，其中所述虚拟负载加载所述数据通道并且该加载能作为所述LED模块(11)的信息而由所述驱动器模块(10)进行分析。
23.根据权利要求22所述的用于操作LED的装置，其特征在于，所述虚拟负载由无源构件且优选是电阻构成。
24.根据权利要求11至23中任一项所述的用于操作LED的装置，其特征在于，所述驱动器模块(10)被设计用于能优选通过脉宽调制信号不仅接收来自所述LED模块(11)的优选基于加载虚拟负载的模拟信息，也能接收来自所述LED模块(11)的数字信息。
25.一种具有LED的灯，该灯具有根据前述权利要求中任一项的用于操作LED的装置。
26.一种LED的操作方法，其中，具有至少一个LED的LED模块(11)由驱动器模块(10)来控制，并且设有用于传输关于该LED模块(11)的信息的数据通道，其特征在于，所述数据通道优选长期由所述驱动器模块(10)供给电压，并且所述LED模块(11)被设计用于改变所述数据通道处的电压以发送信息，例如使所述电压短路或通过加载来减小所述电压。
27.根据权利要求26所述的LED的操作方法，其特征在于，根据请求通过所述驱动器模块(10)来发送所述LED模块(11)的信息。
28.根据权利要求26或27所述的LED的操作方法，所述数据通道在待机模式下也由所述驱动器模块(10)供给电压，并且LED模块(11)和驱动器模块(10)之间的通信在所述待机模式下也可进行。
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