EP3217766A1 - Method for operating a light - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Leuchtmittels, wobei eine Mehrzahl von Leuchtmittel- Betriebsvariablen wie Leuchtmittelstrom und/oder Leuchtmitteltemperatur abgespeichert wird und auf der Grundlage einer, von mehreren Funktionsvariablen und einem Satz von Funktionskonstanten abhängigen Funktion zur Berechnung der Degradationsrate die Degradation des Leuchtmittels berechnet wird und der Betrieb des Leuchtmittels in Abhängigkeit der berechneten Degradation gesteuert und/oder in Abhängigkeit der ermittelten Degradation eine Wartungsfunktion ausgeführt wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass über die Gesamtbetriebszeit des Leuchtmittels bis zum Erreichen einer ersten Betriebsdauerzeit (T1) eine erste, von mehreren Funktionsvariablen und einem ersten Satz von Funktionskonstanten abhängige erste Funktion für die Berechnung der Degradationsrate und nach Erreichung der ersten Betriebsdauerzeit (T1) eine zweite, von mehreren Funktionsvariablen und einem zweiten Satz von Funktionskonstanten abhängige zweite Funktion für die Berechnung der Degradationsrate herangezogen wird.The invention relates to a method for operating a luminous means, in which a plurality of luminous flux operating variables such as luminous flux and / or illuminant temperature is stored and calculates the degradation of the luminous means on the basis of a function dependent on a plurality of function variables and a set of function constants for calculating the degradation rate and the operation of the lighting means is controlled as a function of the calculated degradation and / or a maintenance function is carried out as a function of the determined degradation. The method is characterized in that over the total operating time of the light source until reaching a first operating time (T1) a first, dependent on a plurality of function variables and a first set of function constants first function for the calculation of the degradation rate and after reaching the first operating time (T1 ) is a second, dependent of a plurality of function variables and a second set of function constants second function for the calculation of the degradation rate is used.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Leuchtmittels, wobei eine Mehrzahl von Leuchtmittel-Betriebsvariablen wie Leuchtmittelstrom und/oder Leuchtmitteltemperatur abgespeichert wird und auf der Grundlage einer vorgegebenen, von mehreren Funktionsvariablen abhängigen Funktion für eine Degradationsrate mit einem Satz von Funktionskonstanten die jeweils vorhandene Degradation des Leuchtmittels berechnet wird, wobei der berechnete Degradationsgrad zur Steuerung des Betriebs des Leuchtmittels und/oder zur Ausführung einer Wartungsfunktion verwendet wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Beleuchtungssystem zur Umsetzung eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for operating a luminous means, wherein a plurality of luminous flux operating variables such as luminous flux and / or illuminant temperature is stored and on the basis of a predetermined, dependent on a plurality of function variables function for a degradation rate with a set of functional constants the existing degradation of Calculating means is calculated, the calculated degree of degradation is used to control the operation of the lamp and / or to perform a maintenance function. The invention further relates to a lighting system for implementing such a method.

Ein gattungsbildendes Verfahren ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE 198 18 621 A1 beschrieben, wobei das Leuchtmittel hier Leuchtdioden umfasst. Bislang ist jedoch kein Verfahren bekannt, welches insbesondere bei der Verwendung von Leuchtdioden als Leuchtmittel eine genaue Steuerung von dessen Betrieb über dessen Lebenszeit durch exakte Ermittlung der Degradation des Leuchtmittels ohne explizite Messung des Lichtstroms ermöglicht. Eine solche Messung des Lichtstroms ist bei herkömmlichen Beleuchtungssystemen bzw. Leuchten nur mit einem erheblichen Aufwand möglich. Eine Vorhersage der jeweiligen Degradation des Leuchtmittels und damit eine Vorhersage des Zeitpunktes des Ausfalls des Leuchtmittels bzw. ein Nachführen von Betriebsparametern in Abhängigkeit der aktuellen Degradation des Leuchtmittels, insbesondere von Leuchtdioden, ist mit den bekannten Verfahren nur sehr unzuverlässig realisierbar.A generic method is, for example, in the published patent application DE 198 18 621 A1 described, wherein the light emitting means comprises light emitting diodes here. So far, however, no method is known which, in particular when using light-emitting diodes as lighting means, allows precise control of its operation over its lifetime by exact determination of the degradation of the light source without explicit measurement of the luminous flux. Such a measurement of the luminous flux is in conventional lighting systems or Lighting only possible with a considerable effort. A prediction of the respective degradation of the luminous means and thus a prediction of the time of failure of the luminous means or tracking of operating parameters as a function of the current degradation of the luminous means, in particular of light emitting diodes, can only be realized very unreliably with the known methods.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuerung des Betriebs eines Leuchtmittels im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren zu verbessern, sodass beispielsweise eine genauere Anpassung der Betriebsparameter an den aktuellen Degradationsgrad eines Leuchtmittels durchgeführt werden kann.The object of the invention is to improve the control of the operation of a luminous means in comparison with conventional methods, so that, for example, a more precise adaptation of the operating parameters to the current degree of degradation of a luminous means can be carried out.

Verfahrensseitig löst die Erfindung diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass über die Gesamtbetriebszeit des Leuchtmittels bis zum Erreichen einer ersten Betriebsdauerzeit eine erste, von mehreren Funktionsvariablen und einem Satz von Funktionskonstanten abhängige erste Funktion für die Berechnung der Degradationsrate und nach Erreichen der ersten Betriebsdauerzeit eine zweite, von mehreren Funktionsvariablen und einem zweiten Satz von Funktionskonstanten abhängige zweite Funktion für die Berechnung der Degradationsrate herangezogen, d.h. für die Berechnung verwendet wird, indem die Funktionsvariablen und die Funktionskonstanten in die Funktion zur Berechnung des Funktionswertes eingesetzt werden. Dabei können die angegebene erste enBetriebsdauerzeit in gleicher Weise wie die Funktion, die von vorgegebenen Funktionsvariablen abhängt sowie die jeweiligen Funktionskonstanten für das jeweilige Leuchtmittel, insbesondere eine Leuchtdiodeneinrichtung, spezifisch festgelegt und ausgewählt werden.In terms of the method, the invention solves this problem by a method having the features of claim 1. The method according to the invention is characterized in that a first function dependent on a plurality of function variables and a set of function constants extends over the total operating time of the illuminant until a first operating duration time is reached for the calculation of the degradation rate and after reaching the first operating time, a second second function dependent on a plurality of function variables and a second set of function constants is used for the calculation of the degradation rate, ie is used for the calculation by inserting the function variables and the function constants into the function value calculation function. In this case, the specified first operating time duration can be defined and selected in the same way as the function, which depends on predetermined function variables and the respective function constants for the respective lighting means, in particular a light-emitting diode device.

Für die Definition der Degradation D(t), d.h. des Degradationsgrades, kann der Bezug D(t) = Φ(t)/Φ₀ angesetzt werden, wobei Φ(t) den aktuellen Lichtstrom zum Betriebszeitpunkt t und Φ₀ den initialen Lichtstrom, d.h. den anfänglichen Lichtstrom zu Beginn des Betriebs der jeweiligen LED-Einrichtung angibt, wobei die Betriebsbedingungen, insbesondere ein eingestellter Dimmpegel identisch sind. Üblicherweise kann sich der Vergleich auf einen Dimmpegel von 100 % beziehen.For the definition of the degradation D (t), ie the degree of degradation, For example, the reference D (t) = Φ (t) / Φ _{0 can be} applied, where Φ (t) indicates the current luminous flux at the operating time t and Φ ₀ the initial luminous flux, ie the initial luminous flux at the beginning of the operation of the respective LED device , wherein the operating conditions, in particular a set dimming level are identical. Usually the comparison can refer to a dimming level of 100%.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Verlauf der Degradation von Leuchtmittel, insbesondere von Leuchtdioden, nur sehr ungenau vorhersagbar ist. Ferner liegen gerade bei der Verwendung von Leuchtdioden in der Regel zu Beginn ihrer Vermarktung nur rudimentäre bzw. keine vollständigen Informationen über das Degradationsverhalten vor. Dies betrifft insbesondere den Betrieb nach einem ersten Betriebszeitabschnitt und auch am Ende der Lebenszeit des Leuchtmittels. Dadurch, dass die gesamte Betriebsdauerzeit bis zum Austausch des Leuchtmittels erfindungsgemäß in zumindest zwei Zeitabschnitte aufgeteilt wird, in welchen unterschiedliche Berechnungsgrundlagen in Form von unterschiedlichen Funktionen zur Ermittlung der jeweiligen Degradationsrate und damit des jeweiligen Degradationsgrades herangezogen werden, kann eine bislang nicht erreichte Genauigkeit, insbesondere für Zeitabschnitte nach einigen tausend Betriebsstunden, erzielt werden. Anders ausgedrückt, die Gesamtfunktion zur Ermittlung der jeweiligen Degradationsrate über die gesamte Betriebsdauerzeit ist eine stückweise definierte Funktion, stückweise in Bezug auf die jeweiligen Betriebszeitabschnitte. Damit verbunden ist eine höhere Genauigkeit, um beispielsweise einerseits Vorhersagen über den aktuellen Degradationsgrad des Leuchtmittels treffen zu können und darüber hinaus um exakter Betriebsparameter nachzuführen, um die Degradation des Leuchtmittels auszugleichen, beispielsweise um einen konstanten Lichtstrom bei vorgegebenem Dimmpegel über die gesamte Betriebsdauer des Leuchtmittels beizubehalten.The invention is based on the finding that the course of the degradation of light sources, in particular of light-emitting diodes, is only very imprecisely predictable. Furthermore, just when using light-emitting diodes, as a rule, only rudimentary or no complete information about the degradation behavior is available at the beginning of their marketing. This applies in particular to the operation after a first period of operation and also at the end of the lifetime of the lamp. Due to the fact that the total operating time until replacement of the luminous means is divided according to the invention into at least two time periods, in which different calculation bases in the form of different functions are used to determine the respective degradation rate and thus the respective degree of degradation, a hitherto unachieved accuracy, in particular for Periods after a few thousand hours of operation, be achieved. In other words, the overall function for determining the respective degradation rate over the entire service life is a piecewise defined function, piecewise with respect to the respective operating periods. This is associated with a higher accuracy, for example, on the one hand to be able to make predictions about the current degree of degradation of the bulb and beyond nachzuführen exact operating parameters to compensate for the degradation of the bulb, for example, a constant luminous flux at a given Maintain dimming level throughout the life of the lamp.

Die jeweiligen Betriebsdauerzeiten, nach deren Ablauf die Berechnungsfunktion geändert werden kann, können beispielsweise bei fünftausend Betriebsstunden und zehntausend Betriebsstunden liegen. Im Rahmen der Erfindung kann es auch möglich sein, die gesamte Betriebszeit noch weiter zu differenzieren und damit weitere Zeitabschnitte vorzusehen, in welchen jeweils eine weitere Funktion, abhängig von mehreren Funktionsvariablen und einem weiteren Satz von Funktionskonstanten zur Berechnung der Degradationsrate bzw. des Degradationsgrades herangezogen wird.The respective operating time periods, after which the calculation function can be changed, can be, for example, five thousand operating hours and ten thousand operating hours. Within the scope of the invention, it may also be possible to further differentiate the total operating time and thus to provide further time segments, in each of which a further function depending on a plurality of function variables and a further set of functional constants is used to calculate the degradation rate or the degree of degradation ,

Weitere zweckmäßige Weiterbildungen bzw. erfindungsgemäße Merkmale sind in der allgemeinen Beschreibung, der Figurenbeschreibung sowie in den Figuren angegeben.Further expedient developments or features of the invention are specified in the general description, the description of the figures and in the figures.

Bei bestimmten Leuchtmitteln, insbesondere LED-Einrichtungen, kann es zur weiteren Erhöhung der Genauigkeit bei der Ermittlung der Degradationsrate bzw. des Degradationsgrades zweckmäßig sein, nach Erreichung einer zweiten, zur ersten längeren Betriebsdauerzeit eine dritte, von mehreren Funktionsvariablen und einem dritten Satz von Funktionskonstanten abhängige Funktion für die Berechnung der Degradationsrate heranzuziehen. Je nach Ausführungsform kann die Gesamtbetriebszeit des jeweiligen Leuchtmittels durch Festlegung weiterer Betriebsdauerzeiten in weitere Zeitintervalle und damit Berechnungsintervalle aufgeteilt sein, wobei in jeder dieser Zeitintervallen jeweils eine, von mehreren Funktionsvariablen und einem jeweiligen Satz von Funktionskonstanten abhängige Funktion für die Berechnung der Degradationsrate herangezogen wird.For certain illuminants, in particular LED devices, it may be expedient to further increase the accuracy in determining the degradation rate or the degree of degradation, after reaching a second, for the first longer operating time a third, dependent on several functional variables and a third set of functional constants Use the function for the calculation of the degradation rate. Depending on the embodiment, the total operating time of the respective luminous means can be divided into further time intervals and thus calculation intervals by specifying further operating time periods, wherein in each case one of a plurality of function variables and a respective set of function constants is used for the calculation of the degradation rate.

Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, die Berechnung der Degradationsrate bis zum Erreichen eines vorgegebenen Degradationsschwellwerts durchzuführen, wobei das Erreichen dieses Schwellwertes eine Wartungsfunktion auslösen kann, beispielsweise eine Signalisierung zum Austauschen des Leuchtmittels. Beispielsweise kann festgelegt sein, dass das Leuchtmittel, insbesondere eine Leuchtdiodeneinrichtung, bei Erreichen eines Degradationsgrades von 80% ausgetauscht wird, was damit dem besagten Degradationsschwellwert entspricht.Appropriately, it can be provided that the calculation of the degradation rate until reaching a predetermined degradation threshold The achievement of this threshold value can trigger a maintenance function, for example signaling to replace the light source. For example, it may be specified that the luminous means, in particular a light-emitting diode device, is exchanged when a degree of degradation of 80% has been reached, which corresponds to the said degradation threshold value.

Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt die Funktionen für die Berechnung der Degradationsrate identisch anzunehmen, wobei jedoch die jeweiligen Sätze von Funktionskonstanten unterschiedlich sein können.It has been found to be expedient to assume the functions for the calculation of the degradation rate identical, but the respective sets of functional constants may be different.

Es kann vorgesehen sein, dass zumindest einige der jeweiligen Sätze von Funktionskonstanten, welche im späteren Verlauf des Betriebs des jeweiligen Leuchtmittels zur Berechnung der Degradationsrate bzw. der Degradation herangezogen werden, erst nach Beginn des Betriebs des Leuchtmittels festgelegt bzw. aktualisiert werden.It can be provided that at least some of the respective sets of functional constants, which are used in the later course of the operation of the respective luminous means for calculating the degradation rate or the degradation, are set or updated only after the start of operation of the luminous means.

Als Ansatz für die Funktion zur Berechnung der Degradationsrate α in Abhängigkeit von mehreren Funktionsvariablen, d.h. Funktionsargumente und eines jeweiligen Satzes von Funktionskonstanten ist eine Vielzahl von Funktionen denkbar.As a starting point for the function for calculating the degradation rate α as a function of a plurality of function variables, ie function arguments and a respective set of function constants, a plurality of functions is conceivable.

Beispielsweise hat sich ein bilinearer Ansatz für α(T_S ,I) in Bezug auf die Funktionsargumente, d.h. die Funktionsvariablen T_S und I als zweckmäßig herausgestellt, wobei T_S eine dem Leuchtmittel zugehörige Temperatur wie die Solderpoint-Temperatur einer LED-Einrichtung und die Funktionsvariable I der Leuchtmittelstrom ist.For example, a bilinear approach to α ( T _S , I ) with respect to the function arguments, ie, the function variables T _S and I, has been found to be useful, where T _{S is} a temperature associated with the illuminant such as the solder point temperature of an LED device and Function variable I is the luminous flux.

Für den erfindungsgemäßen Ansatz, zumindest zwei Funktionen α1, α2 bereitzustellen, hat sich in einer anderen Ausführungsform die Verwendung des Ansatzes $$\mathit{\alpha i}\left(T_S,I,t\right)=A_i\exp \left(\frac{-E_{a,i}}{T_S}\right)\exp \left(A_{I,i},I\right)$$

als besonders zweckmäßig herausgestellt, wobei die Funktionsvariable T_S wiederum eine dem Leuchtmittel zugehörige Temperatur, beispielsweise die Solderpoint-Temperatur einer LED-Einrichtung, die Funktionsvariable I der Leuchtmittelstrom und die Funktionsvariable t die Zeit ist. Darüber hinaus umfasst die funktionale Darstellung der Degradationsrate α der für die Berechnung grundsätzlich als konstant angenommenen Funktionsparameter A_I als Vorfaktor, die Konstante E_a,i als Aktivierungsenergie und die Kontante A_I,i als ein Stromeinflussparameter, wobei i das jeweilige Zeitdauerintervall bezeichnet und im Falle von zwei Zeitdauerintervallen für die gesamte Betriebszeitdauer des Leuchtmittels bis zum Austausch von i = 1 - 2 läuft. Erkennbar wird dabei bezüglich des Einflusses des Leuchtmittelstroms auf die Degradationsrate ein exponentieller Ansatz angenommen, während für den Einfluss der dem Leuchtmittel zugeordneten Temperatur auf die Degradationsrate ein Boltzmannansatz herangezogen wird mit einer normierten Aktivierungsenergie E_a,i. Die so angesetzte Degradationsrate α ist zeitabhängig, da die Funktionsvariablen T_S und I zeitabhängig sind, d.h. zeitlich veränderbar sind.For the inventive approach to provide at least two functions α1, α2, has in another embodiment the use of the approach $$\mathit{.alpha..sub.i}\left(T_S,I,t\right)=A_i\exp \left(\frac{-e_{a.i}}{T_S}\right)\exp \left(A_{I.i},I\right)$$

considered to be particularly useful, wherein the function variable T _S in turn a the lamp associated temperature, for example, the Solderpoint temperature of an LED device, the function variable I is the light source current and the function variable t is the time. Further comprises the functional representation of the degradation rate α of the principle adopted for the calculation as a constant function parameters A _I as a pre-factor, the constant E _{a, i} as the activation energy and the Kontante A _{I, i} as a current influencing parameters, where i indicates the respective time interval and Trap of two time intervals for the entire operating period of the bulb until the exchange of i = 1 - 2 is running. It can be seen that an exponential approach is assumed with regard to the influence of the luminous flux on the degradation rate, while a Boltzmann approach with a standardized activation energy E _{a, i} is used for the influence of the temperature assigned to the luminous means on the degradation rate. The rate of degradation α thus set is time-dependent, since the function variables T _S and I are time-dependent, ie can be changed over time.

Allgemein können die Funktionsvariablen, insbesondere die Funktionsvariablen T_S und I für die Berechnung der Degradationsrate und/oder des Degradationsgrades erfasst, insbesondere gemessen und/oder berechnet werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass eine oder mehrere solcher Funktionsvariablen im Betrieb des Leuchtmittels als Sollwert vorgegeben werden, beispielsweise ein Leuchtmittelstrom oder Dimmpegels in Form eines Steuersignals.In general, the function variables, in particular the function variables T _S and I for the calculation of the degradation rate and / or the degree of degradation can be detected, in particular measured and / or calculated. In addition, it is also possible for one or more such function variables to be specified as a setpoint value during operation of the luminous means, for example a luminous flux or dimming level in the form of a control signal.

Insbesondere in solchen Fällen, bei welchen das Leuchtmittel eine Leuchtdiodeneinrichtung ist, beispielsweise eine oder mehrere Leuchtdioden umfasst, kann es zweckmäßig sein, wenn die Funktionsvariable T_S als dem Leuchtmittel zugeordnete Temperatur direkt als Solderpoint-Temperatur an einem Lötpunkt der jeweiligen LED gemessen wird. In einer anderen Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, eine Look-up-Tabelle in einem Speicherbereich vorzusehen, in welcher einer beispielsweise in einer Leuchte oder in einem Betriebsgerät erfassten, insbesondere gemessenen Temperatur eine am Lötpunkt herrschende Temperatur zugeordnet wird, sodass durch diese Kalibrierung und einer Messung der Temperatur an der Leuchte bzw. am Betriebsgerät auf die Lötpunkttemperatur T_S zurückgeschlossen werden kann.In particular, in such cases, in which the lighting means is a light emitting diode device, for example, comprises one or more light emitting diodes, it may be useful if the function variable T _{S is} measured as the lamp associated temperature directly as Solderpoint temperature at a soldering point of the respective LED. In another embodiment, it may also be provided to provide a look-up table in a memory area in which a temperature, for example measured in a luminaire or in an operating device, is assigned a temperature prevailing at the soldering point, so that by this calibration and a Measurement of the temperature at the lamp or on the operating device on the soldering point temperature T _S can be deduced.

In einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, die Funktionsvariable T_S zu berechnen, insbesondere mit einem linearen oder nichtlinearen Ansatz, beispielsweise nach der Funktionsgleichung $$T_s\left(T_{\mathit{EVG\_read}},I\right)=b_o+b_T{T}_{\mathit{EVG\_read}}+b_{I}I+b_{\mathit{TI}}{T}_{\mathit{EVG\_read}}I,$$

wobei die Funktionsvariable T_{EVG_read} eine dem Betriebsgerät des Leuchtmittels bzw. der Leuchte zugeordnete und gemessene Temperatur oder eine Außentemperatur zur Leuchte, die Funktionsvariable I wiederum der Leuchtmittelstrom sowie die Konstanten b₀,b_T,b_I und b_TI jeweils thermische Funktionskonstanten bezeichnen. Die Verwendung einer innerhalb der Leuchte bzw. des Betriebsgerätes oder außerhalb dieser beiden ermittelten, insbesondere gemessenen Temperatur als Grundlage zur Bestimmung einer Leuchtmitteltemperatur weist den Vorteil auf, dass ein an anderer Stelle angebrachter Temperatursensor, beispielsweise zur Überwachung der Temperatur im Betriebsgerät oder der Außentemperatur zur Leuchte, gleichzeitig dazu verwendet werden kann, die gesuchte Größe T_S zur Bestimmung der Degradationsrate und damit der Degradation des Leuchtmittels zu ermitteln. Eine besonders genaueIn a further expedient embodiment it can also be provided to calculate the function variable T _S , in particular with a linear or non-linear approach, for example according to the equation of function $$T_s\left(T_{\mathit{EVG\_read}},I\right)=b_O+b_T{T}_{\mathit{EVG\_read}}+b_{I}I+b_{\mathit{TI}}{T}_{\mathit{EVG\_read}}I.$$

wherein the function _variable T _{EVG_read} a temperature associated with the operating _{device of} the luminous means and the lamp and an external temperature to the lamp, the function _variable I turn the illuminant current and the constants b ₀ , b _T , b _I and b _TI respectively thermal _performance constants. The use of a measured within the lamp or the operating device or outside of these two, in particular measured temperature as the basis for determining a lamp temperature has the advantage that a temperature sensor attached elsewhere, for example, to monitor the temperature in the operating device or the outside temperature to the light , Can be used simultaneously to determine the desired size T _S to determine the degradation rate and thus the degradation of the bulb. A particularly accurate

Bestimmung dieser Größe T_S kann dadurch erreicht werden, dass eine entsprechende Kalibrierkurve für jede Leuchte ermittelt wird, da die Abhängigkeit der Leuchtmitteltemperatur von einer innerhalb der Leuchte erfassten Temperatur unter Umständen von der gesamten Gestaltung der Leuchte abhängen kann.Determination of this variable T _S can be achieved by determining a corresponding calibration curve for each luminaire, as the dependence of the luminous flux temperature on a temperature detected within the luminaire may depend on the overall design of the luminaire.

In einer weiteren Ausführungsform kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, die dem Leuchtmittel zugeordnete Temperatur T_S über einen vorgegebenen funktionalen Zusammenhang T_S =

(T_{EVG_read}, I, D) zu berechnen, wobei

die Funktion angibt, welche von den benannten Funktionsvariablen T_{EVG_read}, I, und der Degradation D abhängt. Durch diesen Ansatz kann ein Einfluss der Degradation selbst auf T_S mit berücksichtigt werden.In a further embodiment, it may be expedient to provide the temperature T _{S associated} with the lighting means via a predetermined functional relationship T _S =

(T _{EVG_read} , I, D) to calculate, where

indicates the function which depends on the named function _variables T _{EVG_read} , I, and the degradation D. By this approach, an influence of the degradation itself on T _S can be taken into account.

Ausgehend von der Differentialgleichung $$\frac{d}{\mathit{dt}}D\left(t\right)=-\alpha \left(T_S,I,t\right)D\left(t\right)$$

kann zweckmäßigerweise zu jedem Zeitpunkt des Einsatzes eines Leuchtmittels in einem Betriebsgerät bzw. des Betriebes des jeweiligen Leuchtmittels durch zweitintervallweises Integrieren der Differentialgleichung nach einschlägigen Verfahren die Degradation berechnet werden. Die Integration kann beispielsweise über ein Taylor- oder Runge-Kutta-Verfahren durchgeführt werden. Besonders einfach kann die Berechnung mit einem Euler-Verfahren, angewendet auf die vorstehende Differentialgleichung durchgeführt werden: $$\mathrm{D}\left(\mathrm{t}+\mathrm{dt}\right)=\mathrm{D}{\left(\mathrm{t}\right)}^{\cdot }\left(\mathrm{1}-{\mathrm{\alpha }}^{\cdot }\mathrm{dt}\right)\mathrm{.}$$

Starting from the differential equation $$\frac{d}{\mathit{dt}}D\left(t\right)=-\alpha \left(T_S,I,t\right)D\left(t\right)$$

can be conveniently calculated at any time of the use of a light source in an operating device or the operation of the respective light source by second interval integration of the differential equation according to relevant methods, the degradation. The integration can be carried out, for example, via a Taylor or Runge-Kutta method. The calculation can be carried out particularly easily with an Euler method, applied to the above differential equation: $$\mathrm{D}\left(\mathrm{t}+\mathrm{dt}\right)=\mathrm{D}{\left(\mathrm{t}\right)}^{\cdot }\left(\mathrm{1}-{\mathrm{\alpha }}^{\cdot }\mathrm{dt}\right)\mathrm{,}$$

Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass im Betrieb des Leuchtmittels die Berechnung zur Aktualisierung der Werte α (T_S, I, t) und/oder D(t) so lange unterbleibt, bis sich zumindest eine der Funktionsvariablen mit Ausnahme der Zeit, d.h. der Leuchtmittelstrom und/oder die Leuchtmitteltemperatur bzw. diesen Werten zugeordnete Werte wie eine Betriebsgerätetemperatur oder ein Dimmlevel zum Betreiben des Leuchtmittels ändert, sodass der Berechnungsaufwand minimiert werden kann. Zweckmäßigerweise kann vorgesehen werden, dass eine Neuberechnung der Werte durchgeführt wird, wenn das Zeitintervall ausgehend vom Zeitpunkt der letzten Berechnung eine bestimmte Schwellendauer überschreitet. In einer anderen Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, die Berechnung in äquidistanten Zeitabständen durchzuführen, insbesondere in vorbestimmten äquidistanten Zeitabständen.Expediently, it can be provided that, during operation of the luminous means, the calculation for updating the values α (T _S , I, t) and / or D (t) is omitted until at least one of the function variables, with the exception of the time, ie the luminous flux and / or the lamp temperature or values assigned to these values, such as an operating device temperature or a dimming level for operating the light source changes, so that the calculation effort can be minimized. Appropriately, it can be provided that a recalculation of the values is performed if the time interval from the time of the last calculation exceeds a certain threshold duration. In another embodiment, it may also be provided to carry out the calculation at equidistant time intervals, in particular at predetermined equidistant time intervals.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, insbesondere zu Zeitpunkten, an welchen aktualisierte Werte für den Degradationsgrad und/oder die Degradationsrate bestimmt werden, die jeweiligen Istwerte der Betriebsparameter, d.h. die Werte der Funktionsvariablen zeitmarkiert, unter Umständen zusammen mit der Degradationsrate und/oder dem Degradationsgrad in einem Speicher auslesbar abzulegen. Vorzugsweise kann dabei vorgesehen sein, dass dieser Speicher über ein Netzwerk zugänglich ist, beispielsweise zugänglich für autorisierte Dritte zur Datenabrufung bzw. Abgleichs bezüglich des Verlaufs der Degradation in Abhängigkeit der Betriebsparameter, um beispielsweise eine Anpassung des Degradationsmodells für das jeweilige Leuchtmittel durchzuführen.Preferably, it may be provided, in particular at times at which updated values for the degree of degradation and / or the degradation rate are determined, the respective actual values of the operating parameters, i. The values of the function variables are time-marked, under certain circumstances stored together with the degradation rate and / or the degree of degradation in a memory readable. Preferably, it can be provided that this memory is accessible via a network, for example accessible to authorized third parties for data retrieval or comparison with respect to the course of the degradation as a function of the operating parameters, for example, to carry out an adjustment of the degradation model for the respective light source.

Um neuere Erkenntnisse bezüglich des Degradationsverhaltens des jeweiligen Leuchtmittels in den Betrieb von schon vorhandenen Beleuchtungssystemen einfließen zu lassen, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass Funktionskonstanten, beispielsweise die obenstehend erwähnte normierte Aktivierungsenergie, der Stromeinflussparameter, der angegebene Vorfaktor oder die thermischen Parameter für die Berechnung einer dem Leuchtmittel zugeordnete Temperatur in einen, insbesondere über ein Netzwerk zugänglichen, Speicher einschreibbar und auslesbar abgelegt sind. Durch diese Maßnahme kann zum einen bereitgestellt werden, dass in einem Beleuchtungssystem zentral die jeweiligen Daten abgelegt sind auf die für die Berechnung der Degradation bzw. Degradationsrate eines jeden Leuchtmittels zurückgegriffen werden. Darüber hinaus ergibt sich damit die Möglichkeit, beispielsweise für den Hersteller von Beleuchtungskomponenten, nach der Inbetriebnahme eines Beleuchtungssystems für das jeweilige Leuchtmittel zwischenzeitlich verbesserte und für eine genauere Berechnung der Degradation verwendbare Funktionskonstanten für zukünftige Berechnungen bereitzustellen, sodass dann ab diesem Zeitpunkt eine genauere Ermittlung der Degradation bzw. der Degradationsrate des jeweiligen Leuchtmittels möglich ist. Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, zwischenzeitlich erfasste Ungenauigkeiten, die in der Vergangenheit durch eine Berechnung auf der Grundlage von ungenaueren Funktionskonstanten durchgeführt wurden, zu kompensieren, insbesondere unter Berücksichtigung der zentral abgelegten zeitmarkierten Betriebsparameter, sodass damit auch in der Vergangenheit aufgetretene Ungenauigkeiten in der Bestimmung der Degradationsrate bzw. des Degradationsgrades beseitigt werden können.In order to incorporate recent findings regarding the degradation behavior of the respective luminous means in the operation of already existing illumination systems, it can be provided according to the invention that function constants, for example the above-mentioned normalized activation energy, the current influencing parameter, the specified prefactor or the thermal parameters for the calculation of a Illuminant associated temperature in a, in particular accessible via a network, memory are stored and readable stored. On the one hand, this measure can provide that the respective data is stored centrally in an illumination system which are used for the calculation of the degradation or degradation rate of each light source. In addition, this results in the possibility, for example, for the manufacturer of lighting components, after the commissioning of a lighting system for the respective lighting meanwhile improved and usable for a more accurate calculation of the degradation functional constants for future calculations to provide, so then from this point a more accurate determination of the degradation or the degradation rate of the respective bulb is possible. In addition, it can also be provided to compensate in the meantime for inaccuracies which in the past were carried out by a calculation on the basis of inaccurate function constants, in particular taking into account the centrally stored time-marked operating parameters, so that also in the past occurring inaccuracies in the determination the degradation rate or the degree of degradation can be eliminated.

Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, die Degradationen von mehreren Leuchtmitteln, welche als Gruppe zusammen betrieben werden, zu ermitteln und damit eine Degradation für eine Leuchtmittelgruppe anzugeben. Hierdurch können insbesondere herstellungsseitige Variationen ausgeglichen werden. Eine derartige Vorgehensweise kann insbesondere dann zweckmäßig sein, wenn die Leuchtmittel der Gruppe mit den gleichen Betriebsvariablen wie Anschaltzeiten und dem Dimmpegel betrieben werden.It has proven to be useful to determine the degradation of several bulbs, which are operated together as a group, and thus indicate a degradation for a group of bulbs. As a result, in particular production-side variations can be compensated. Such a procedure may be particularly useful when the lamps of the group are operated with the same operating variables as turn-on times and the dimming level.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin bestehen, dass zu jedem Betriebszeitpunkt der aktuelle Degradationsgrad des jeweiligen Leuchtmittels bekannt ist und insofern Betriebsparameter "nachgefahren" werden können, um beispielsweise eine Konstanthaltung eines Bezugs von Dimmpegel zu zugehörigem Lichtstrom zu Beginn der Verwendung eines Leuchtmittels bis zum Betriebsende bzw. Austausch des Leuchtmittels bereitzustellen. Auf diese Weise kann beispielsweise sichergestellt sein, dass ein Dimmpegel von 100% zu Beginn des Betriebs des jeweiligen Leuchtmittels auch am Betriebszeitende, vor Austausch des Leuchtmittels zum gleichen Lichtstrom führt.An essential advantage of the method according to the invention can be that the current degree of degradation of the respective light source is known at each operating time and insofar operating parameters can be "traced" to, for example, keeping constant a reference of dimming level to associated luminous flux at the beginning of the Use of a light source to the end of the operation or replacement of the bulb to provide. In this way, it can be ensured, for example, that a dimming level of 100% at the beginning of the operation of the respective luminous means leads to the same luminous flux even at the end of the operating time, before replacement of the luminous means.

In einer weiteren Ausführung können in Abhängigkeit der ermittelten Degradationsrate bzw. des ermittelten Degradationsgrade bestimmte Wartungsfunktionen ausgelöst werden, beispielsweise eine Signalisierung oder Anzeige einer aktuellen Degradation, insbesondere optisch oder akustisch.In a further embodiment, depending on the determined degradation rate or the determined degree of degradation certain maintenance functions can be triggered, for example a signaling or display of a current degradation, in particular visually or acoustically.

Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren genutzt werden, um im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren eine genauere Vorhersage des Verlaufs der Degradation durchzuführen, insbesondere eine Vorhersage für die Zeit des weiteren Betriebs bis zum Erreichen einer Wartungssituation, welche sich beispielsweise durch das Erreichen eines Schwellwertes des Degradationsgrades auszeichnet. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass ausgehend von aktuellen Betriebsvariablen wie Leuchtmittelstrom, Leuchtmitteltemperatur, Degradationsrate bzw. Degradationsgrad der zukünftige zeitliche Verlauf der Degradationsrate bzw. des Degradationsgrades unter Berücksichtigung der jeweiligen Funktion im jeweiligen Zeitintervall durch Extrapolation berechnet wird. Insofern kann bei der Extrapolation der Degradation bis zum Erreichen der obenstehend angegebenen ersten Betriebsdauerzeit zur Berechnung der Degradationsrate die erste Funktion, nach Erreichen der ersten Betriebsdauerzeit bis zum Erreichen der zweiten Betriebsdauerzeit die zweite Berechnungsfunktion verwendet werden.In addition, the inventive method can be used to perform a more accurate prediction of the course of degradation compared to conventional methods, in particular a prediction for the time of further operation until reaching a maintenance situation, which is characterized for example by reaching a threshold value of the degree of degradation , For this purpose it can be provided that, based on current operating variables such as luminous flux, illuminant temperature, degradation rate or degree of degradation, the future time profile of the degradation rate or the degree of degradation is calculated by extrapolation taking into account the respective function in the respective time interval. In this respect, in the extrapolation of the degradation until reaching the above-mentioned first operating time for calculating the degradation rate, the first function, after reaching the first operating time until reaching the second operating time, the second calculation function can be used.

Zweckmäßigerweise kann für die Extrapolation die obenstehend beschriebene, schrittweise Integration der angegebenen Differentialgleichung verwendet werden, wobei die Zeitintervallschritte äquidistant angenommen werden können, was jedoch nicht zwingend immer der Fall sein muss. Das Erreichen einer vorgegebenen Degradationsschwelle, beispielsweise eines Wertes von 0,8 kann den Abbruch der Berechnung festlegen und damit das Lebensdauerende bzw. den Wartungstermin für das Leuchtmittels. Da bei der beschriebenen Extrapolation ein zeitlich ununterbrochener Betrieb des Leuchtmittels ab dem Startzeitpunkt der Interpolation angenommen wird, kann zweckmäßigerweise zur Bestimmung des realen Wartungstermins das berechnete Zeitintervall vom Start der Extrapolation bis zum Erreichen der Degradationsschwelle multipliziert werden mit einem Verhältnis der Zeitdauer bis zum Erreichen des aktuellen Degradationsgrads durch die Summe der Zeitintervalle, in welchen das Leuchtmittel bis zum Erreichen des aktuellen Degradationsgrades im Betrieb war.Conveniently, for the extrapolation, the above-described, stepwise integration of the given differential equation can be used, wherein the time interval steps can be assumed equidistant, but this is not necessarily always the case. Achieving a predetermined degradation threshold, for example a value of 0.8, can determine the termination of the calculation and thus the end of life or the maintenance date for the lighting means. Since in the described extrapolation a continuous operation of the light source from the start time of the interpolation is assumed, the calculated time interval from the start of the extrapolation to reach the degradation threshold can expediently be multiplied by a ratio of the time duration until reaching the current to determine the real maintenance date Degradation degree by the sum of the time intervals in which the bulb was in operation until reaching the current degree of degradation.

Die obige Aufgabe wird darüber hinaus gelöst durch ein Beleuchtungssystem zur Umsetzung eines oben beschriebenen Verfahrens zum Betrieb eines Leuchtmittels. Dabei kann das Beleuchtungssystem zumindest ein Betriebsgerät umfassen zum Betrieb zumindest eines Leuchtmittels, mit einer Betriebsparameter-Erfassungseinrichtung, insbesondere zum Erfassen, beispielsweise durch Messen und/oder Berechnen, eines Leuchtmittelstroms und/oder einer Leuchtmitteltemperatur bzw. einer der Leuchtmitteltemperatur zugeordneten Temperatur, mit einer Datenschnittstelle zum Datenaustausch mit einer Steuereinrichtung, welche eine Datenverarbeitungseinrichtung sowie eine Speichereinrichtung mit Schreib-/Lesefunktion zur Speicherung von zeitmarkierter Betriebsinformation des zumindest einen Leuchtmittels wie insbesondere Betriebszeiten, Leuchtmittelstrom, Leuchtmitteltemperatur, Degradationsrate und/oder Degradationsgrad des Leuchtmittels, aufweist, wobei die Steuereinrichtung an ein Netzwerk angeschlossen sein kann. Die Steuereinrichtung kann einen Programmspeicher aufweisen, auf dem in Form von Programmcode als Berechnungsvorschrift für die Berechnung der Degradationsrate und/oder der Degradation zumindest zwei, jeweils von mehreren Funktionsvariablen abhängige Funktionen mit einem jeweiligen Satz von Funktionskonstanten zur Berechnung der vorhandenen Degradation des Leuchtmittels abgespeichert sind. Es sei darauf hingewiesen, dass ein oder mehrere Betriebsparameter je nach Ausführungsform auch durch eine entsprechende Steuerung vorgegeben sein können, beispielsweise ein Leuchtmittelstrom durch Vorgabe eines Dimmpegels.The above object is further achieved by a lighting system for implementing a method for operating a luminous means described above. The illumination system may include at least one operating device for operating at least one light source, with an operating parameter detection device, in particular for detecting, for example by measuring and / or calculating, a luminous flux and / or a luminous means temperature or a temperature associated with the illuminant temperature, with a data interface for data exchange with a control device which has a data processing device and a memory device with read / write function for storing time-marked operating information of the at least one light source such as in particular operating times, light source current, illuminant temperature, degradation rate and / or degree of degradation of the light source, the control device to a network can be connected. The control device may have a program memory on which in the form of program code as a calculation rule for the calculation of the degradation rate and / or the degradation at least two, each of a plurality of function variables dependent functions are stored with a respective set of function constants for calculating the existing degradation of the light source. It should be noted that one or more operating parameters, depending on the embodiment, may also be predetermined by a corresponding control, for example a luminous flux by specifying a dimming level.

Die Erfindung wird im Folgenden durch das Beschreiben einiger Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert, wobei

Figur 1

ein an ein Rechnernetzwerk angeschlossenes Beleuchtungssystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und

Figur 2a,b

den Ablauf bzw. ein Flussdiagramm zur Berechnung der Degradation eines Leuchtmittels wenn dieses ausgeschaltet ist bzw. während des Betriebs desselben

zeigt.The invention will now be elucidated by describing some embodiments with reference to the accompanying drawings, in which: FIG

FIG. 1

a connected to a computer network lighting system for performing the method according to the invention, and

FIG. 2a, b

the flow or a flow chart for calculating the degradation of a light source when it is turned off or during its operation

shows.

Ein erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in einer Prinzipdarstellung in Figur 1 angegeben. Das Beleuchtungssystem umfasst hier eine Anzahl von Betriebsgeräten 2, die zum Betrieb von Leuchtmitteln ausgebildet sind, vorliegend zum Betreiben von LED-Einrichtungen 3, 3'. Beispielsweise sind die Betriebsgeräte 2 ausgebildet, in Abhängigkeit eines vorgegebenen Dimmpegels den Strom durch die LED-Einrichtung 3, 3' und damit den von den LED-Einrichtungen erzeugten Lichtstrom einzustellen bzw. zu regeln. Eingangsseitig sind an jedem der Betriebsgeräte 2 in der beschriebenen Ausführungsform ein An-/Aus-Schalter 22 sowie ein Lichtsensor 21 angeschlossen, wobei eine im Betriebsgerät angeordnete lokale Steuereinrichtung 24 in Abhängigkeit der Eingangssignale des Schalters und/oder in Abhängigkeit eines über die Steuerschnittstelle 20 von einer zentralen Steuereinrichtung 4 erhaltenen Steuersignals den Betrieb der jeweiligen LED-Einrichtung steuert. Jede der Betriebsgeräte 2 weist einen Speicher 25 auf, in welchem beispielsweise Vorgaben in Bezug auf die Betriebsparameter wie ein vorgegebener Dimmpegel abgelegt sein können.An inventive illumination system for implementing the method according to the invention is shown in a schematic diagram in FIG FIG. 1 specified. The lighting system here comprises a number of operating devices 2, which are designed to operate light sources, in the present case for operating LED devices 3, 3 '. For example, the operating devices 2 are designed to adjust or regulate the current through the LED device 3, 3 'and thus the luminous flux generated by the LED devices as a function of a predetermined dimming level. On the input side, an on / off switch 22 and a light sensor 21 are connected to each of the operating devices 2 in the described embodiment, wherein a local control device 24 arranged in the operating device controls the operation of the respective LED device as a function of the input signals of the switch and / or as a function of a control signal obtained via the control interface 20 from a central control device 4. Each of the operating devices 2 has a memory 25 in which, for example, specifications relating to the operating parameters such as a predetermined dimming level can be stored.

In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform betreiben zwei der angegebenen Betriebsgeräte jeweils eine einzelne LED-Einrichtung, welche eine Mehrzahl von LEDs, beispielsweise in Form einer Reihenschaltung umfassen kann, während das dritte Betriebsgerät eine Gruppe von zwei LED-Einrichtungen 3, 3' speist, die aufgrund der Parallelschaltung mit identischen Betriebsparametern betrieben werden.In the in FIG. 1 illustrated embodiment, two of the specified operating devices each operate a single LED device, which may comprise a plurality of LEDs, for example in the form of a series connection, while the third operating device feeds a group of two LED devices 3, 3 ', due to the parallel circuit with operate identical operating parameters.

Alle Betriebsgeräte sind über Steuerschnittstellen 20 an einen Steuerbus 5 angeschlossen, der in dem Beispiel als DALI (Digital Addressable Lighting Interface)-Bus ausgebildet ist. Am DALI-Bus ist darüber hinaus eine zentrale Steuereinrichtung 4 angeschlossen, die mittels einer Netzwerkschnittstelle 6 an ein Computernetz 7, hier ein öffentlichen Netz, gekoppelt ist. In einem gesicherten Bereich des öffentlichen Netzes 7 ist ein Netzwerkspeicher 8 vorgesehen, auf den die zentrale Steuerung 4 zur Abfrage und zum Ablegen von Daten zugreifen kann. Darüber hinaus kann ein Zugriff zur Ausführung von Schreib-/Leseaktionen auf den Netzwerkspeicher 8 von einem Datenendgerät 9 durchgeführt werden, das wiederum über eine Netzwerkschnittstelle 6 an das öffentliche Rechnernetz 7 angeschlossen ist.All operating devices are connected via control interfaces 20 to a control bus 5, which is formed in the example as DALI (Digital Addressable Lighting Interface) -Bus. In addition, a central control device 4 is connected to the DALI bus, which is coupled by means of a network interface 6 to a computer network 7, in this case a public network. In a secure area of the public network 7, a network memory 8 is provided, which can be accessed by the central controller 4 for retrieving and storing data. In addition, access to the execution of read / write actions on the network memory 8 can be performed by a data terminal 9, which in turn is connected to the public computer network 7 via a network interface 6.

Grundsätzlich unterliegen die LED-Einrichtungen des Beleuchtungssystems unterschiedlichen Alterungseffekten, die zusammen als betriebszeitabhängige Degradation D(t) bezeichnet werden. Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass die Degradation unabhängig vom eingestellten Dimmpegel ist bzw. deren Abhängigkeit vom Dimmpegel in erster Näherung vernachlässigt werden kann. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, auch Degradationsgrade in Bezug auf eine Mehrzahl von unterschiedlichen Dimmpegeln zu berücksichtigen bzw. zu bestimmen.Basically, the LED devices of the lighting system are subject to different aging effects, collectively referred to as operating time-dependent degradation D (t) become. In the following, it is assumed that the degradation is independent of the set dimming level or its dependence on the dimming level can be neglected to a first approximation. However, it is within the scope of the invention also to consider or determine degrees of degradation with respect to a plurality of different dimming levels.

Alle Leuchtdiodeneinrichtungen 3, 3' des Beleuchtungssystems gemäß Figur 1 werden vom jeweiligen Betriebsgerät in Abhängigkeit von extern zugeführter Steuerinformation, insbesondere über die zentrale Steuerung 4 als auch über intern erfasste Steuerinformation, über den Messsensor 21 und/oder den Schalter 22 erfasst, gesteuert. Jeweilige Betriebsparameter, beispielsweise die An-Zeit sowie den eingestellten Dimmpegel, respektive den LED-Strom, werden in der beschriebenen Ausführungsform über eine vorgegebene Zeitdauer zunächst im jeweiligen Betriebsgerät gespeichert und danach an die zentrale Steuerung 4 über den Bus 7 weitergegeben und dort in einem jeweiligen Speicher abgelegt. In der Ausführung gemäß Fig. 1 weist jedes der Betriebsgeräte 2 einen Temperatursensor 26 auf, von dessen Messwert in noch zu beschreibender Weise auf die jeweilige Temperatur der LED-Einrichtung geschlossen wird. Zur Berechnung der Degradation wird für jede der LED-Einrichtungen der nachfolgend beschriebene Ablauf realisiert mit dem grundsätzlichen Ansatz einer Differentialgleichung $$\frac{d}{\mathit{dt}}D\left(t\right)=-\alpha \left(T_S,I,t\right)D\left(t\right)\mathrm{mit\; D}\left(0\right)=1,$$

wobei D(t) die aktuelle Degradation der LED-Einrichtung, α(T_S, I, t) den aktuellen Degradationsgrad angibt und wobei T_S die LED-Temperatur, I den LED-Strom und t die Zeit angibt. Mit einem Euler-Ansatz zur Integration der Differentialgleichung ergibt sich $$\mathrm{D}\left(\mathrm{t}+\mathrm{dt}\right)=\mathrm{D}\left(\mathrm{t}\right)•\left(\mathrm{1}-\mathrm{\alpha }•\mathrm{dt}\right)\mathrm{.}$$

All light emitting diode devices 3, 3 'of the lighting system according to FIG. 1 are controlled by the respective operating device in response to externally supplied control information, in particular via the central control unit 4 as well as via internally detected control information, via the measuring sensor 21 and / or the switch 22. Respective operating parameters, such as the on-time and the set dimming level, respectively the LED current are stored in the described embodiment over a predetermined period of time first in the respective operating device and then passed on to the central controller 4 via the bus 7 and there in a respective Memory stored. In the execution according to Fig. 1 For example, each of the operating devices 2 has a temperature sensor 26 whose reading is used to deduce the respective temperature of the LED device in a manner to be described. To calculate the degradation, the sequence described below is implemented for each of the LED devices with the basic approach of a differential equation $$\frac{d}{\mathit{dt}}D\left(t\right)=-\alpha \left(T_S,I,t\right)D\left(t\right)\mathrm{with\; D}\left(0\right)=1.$$

where D (t) indicates the current degradation of the LED device, α (T _S , I, t) indicates the current degree of degradation and where T _S indicates the LED temperature, I the LED current and t the time. With an Euler approach to the integration of the differential equation arises $$\mathrm{D}\left(\mathrm{t}+\mathrm{dt}\right)=\mathrm{D}\left(\mathrm{t}\right)•\left(\mathrm{1}-\mathrm{\alpha }•\mathrm{dt}\right)\mathrm{,}$$

Für die schrittweise Integration kann beispielsweise die Schrittweite dt konstant gehalten werden. In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform kann jedoch auch vorgesehen sein, dass ein weiterer Integrationsschritt immer dann ausgeführt wird, wenn eine Betriebsvariable, insbesondere der LED-Strom neu erfasst wird oder wenn eine Betriebsvariable wie dieser Strom sich aufgrund eines entsprechenden Steuerungssignals ändert. Der jeweilige Zeitschritt zwischen zwei Integrationen ändert sich dann entsprechend.For stepwise integration, for example, the step size dt can be kept constant. In a particularly expedient embodiment, however, it can also be provided that a further integration step is always carried out when an operating variable, in particular the LED current, is newly detected or when an operating variable such as this current changes due to a corresponding control signal. The respective time step between two integrations then changes accordingly.

Als zweckmäßiger Ansatz für die Berechnungsfunktion der Degradationsrate α hat sich die Beziehung $$\mathit{\alpha i}\left(T_S,I,t\right)=A_i\exp \left(\frac{-E_{a,i}}{T_S}\right)\exp \left(A_{I,i},I\right)$$

herausgestellt, wobei die Funktionskonstante A_i ein Vorfaktor, die Funktionskonstante E_a,i eine normierte Aktivierungsenergie, und die Funktionskonstante A_Ii ein Stromeinflussparameter sowie i ein Zeitdauerintervall (i = 1,2,3) bezeichnet, wobei in der beschriebenen Ausführungsform die Gesamtbetriebszeit in 3 Zeitintervalle aufgeteilt sind. Insofern wird bei der Festlegung der Degradationsrate α und damit des Degradationsgrades kein konstanter funktionaler Zusammenhang angenommen, stattdessen werden in dem beschriebenen Beispiel drei unterschiedliche funktionale Zusammenhänge α1, α2 und α3 angenommen, wobei jeweils einer innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls i zugrunde gelegt wird. In der beschriebenen Ausführungsform werden drei Zeitintervalle angesetzt, ein erster Zeitabschnitt vom Betriebsbeginn bis zu einer Betriebsdauer von T1 = 5.000 Stunden, ein zweiter Zeitabschnitt zwischen T1 und einer zweiten Zeitschwelle T2 = 10.000 Stunden und ein dritter Zeitabschnitt von T2 bis zum Ende der Lebenszeit der jeweiligen LED-Einrichtung. Diese wird hier bei Erreichen eines vorgegebenen Degradationsgrades, beispielsweise D = 0,8 angenommen. Mit dem Vorstehenden ergibt sich damit für den Degradationsgrad die Festlegung $$\mathrm{\alpha }\left({\mathrm{T}}_{\mathrm{S}},\mathrm{I},\mathrm{t}\right)=\{\begin{array}{cc}{\mathrm{A}}_{\mathrm{0}}\exp \left(-{\mathrm{E}}_{\mathrm{a},\mathrm{0}}/{\mathrm{T}}_{\mathrm{S}}\right)\exp \left({\mathrm{A}}_{\mathrm{I},\mathrm{0}}\mathrm{I}\right)\hfill & \mathrm{f}\ddot{\mathrm{u}}\mathrm{r\; t}\le \mathrm{T}\mathrm{1}=\mathrm{5000}\mathrm{h}\\ {\mathrm{A}}_{\mathrm{5}}\exp \left(-{\mathrm{E}}_{\mathrm{a},\mathrm{5}}/{\mathrm{T}}_{\mathrm{S}}\right)\exp \left({\mathrm{A}}_{\mathrm{I},\mathrm{5}}\mathrm{I}\right)\hfill & \mathrm{f}\ddot{\mathrm{u}}\mathrm{r\; T}\mathrm{1}<\mathrm{t}\le \mathrm{T}\mathrm{2}=\mathrm{10000}\mathrm{h}\\ {\mathrm{A}}_{\mathrm{10}}\exp \left(-{\mathrm{E}}_{\mathrm{a},\mathrm{10}}/{\mathrm{T}}_{\mathrm{S}}\right)\exp \left({\mathrm{A}}_{\mathrm{I},\mathrm{10}}\mathrm{I}\right)\hfill & \mathrm{f}\ddot{\mathrm{u}}\mathrm{r\; t}>\mathrm{T}\mathrm{2},\end{array}$$

wobei T_S, I, t die Funktionsvariablen darstellen, welche den gleichnamigen Betriebsparameter entsprechen, und die Parameter A₀, A₅, A₁₀ Funktionskonstanten darstellen, welche durch die Eigenschaft des jeweiligen Leuchtmittels, d.h. der LED-Einrichtung festgelegt sind und die Parameter E_a,0, E_a,5, E_a,10 die normierte Aktivierungsenergie in der jeweiligen Funktion in den angegebenen drei Zeitabschnitten darstellen.An appropriate starting point for the calculation function of the degradation rate α is the relationship $$\mathit{.alpha..sub.i}\left(T_S,I,t\right)=A_i\exp \left(\frac{-e_{a.i}}{T_S}\right)\exp \left(A_{I.i},I\right)$$

in which the functional constant A _i denotes a prefactor, the functional constant E _{a, i} a normalized activation energy, and the functional _constant A _Ii a current influencing parameter and i a period of time interval (i = 1,2,3), wherein in the described embodiment the total operating time in 3 time intervals are divided. In this respect, no constant functional relationship is assumed in the determination of the degradation rate α and thus the degree of degradation, instead three different functional relationships α1, α2 and α3 are assumed in the example described, one each being used as the basis within a predetermined time interval i. In the described embodiment, three time intervals are set, a first time period from the start of operation to an operating time of T1 = 5,000 hours, a second time interval between T1 and a second time threshold T2 = 10,000 hours and a third time period from T2 to at the end of the lifetime of the respective LED device. This is assumed here when reaching a predetermined degree of degradation, for example D = 0.8. The above results in the determination of the degree of degradation $$\mathrm{\alpha }\left({\mathrm{T}}_{\mathrm{S}},\mathrm{I},\mathrm{t}\right)=\{\begin{array}{cc}{\mathrm{A}}_{\mathrm{0}}\exp \left(-{\mathrm{e}}_{\mathrm{a}.\mathrm{0}}/{\mathrm{T}}_{\mathrm{S}}\right)\exp \left({\mathrm{A}}_{\mathrm{I}.\mathrm{0}}\mathrm{I}\right)\hfill & \mathrm{f}\ddot{\mathrm{u}}\mathrm{rt}\le \mathrm{<figure-callout\; id="1"\; label="T"\; filenames="imgf0002.png"\; state="\{\{state\}\}">T</figure-callout>}\mathrm{1}=\mathrm{5000}\mathrm{<figure-callout\; id="5"\; label="H\; A"\; filenames="imgf0001.png"\; state="\{\{state\}\}">H\; </figure-callout>}& \\ {\mathrm{A}}_{}\hfill {\mathrm{}}_{\mathrm{5}}\exp \left(-{\mathrm{e}}_{\mathrm{a}.\mathrm{5}}/{\mathrm{T}}_{\mathrm{S}}\right)\exp \left({\mathrm{A}}_{\mathrm{I}.\mathrm{5}}\mathrm{I}\right)\hfill & \mathrm{f}\ddot{\mathrm{u}}\mathrm{<figure-callout\; id="1"\; label="r\; T"\; filenames="imgf0002.png"\; state="\{\{state\}\}">r\; T</figure-callout>}\mathrm{1}<\mathrm{t}\le \mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="T"\; filenames="imgf0001.png"\; state="\{\{state\}\}">T</figure-callout>}\mathrm{2}=\mathrm{10000}\mathrm{<figure-callout\; id="10"\; label="H\; A"\; filenames="imgf0002.png"\; state="\{\{state\}\}">H\; </figure-callout>}& \\ {\mathrm{A}}_{}\hfill {\mathrm{}}_{\mathrm{10}}\exp \left(-{\mathrm{e}}_{\mathrm{a}.\mathrm{10}}/{\mathrm{T}}_{\mathrm{S}}\right)\exp \left({\mathrm{A}}_{\mathrm{I}.\mathrm{10}}\mathrm{I}\right)\hfill & \mathrm{f}\ddot{\mathrm{u}}\mathrm{rt}>\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="T"\; filenames="imgf0001.png"\; state="\{\{state\}\}">T</figure-callout>}\mathrm{2}.\end{array}$$

wherein T _S , I, t represent the function variables which correspond to the operating parameter of the same name, and the parameters A ₀ , A ₅ , A _{10 represent} functional constants which are defined by the property of the respective luminous means, ie the LED device and the parameters E _{a, 0} , E _{a, 5} , E _{a, 10 represent} the normalized activation energy in the respective function in the specified three time periods.

In der vorliegenden Ausführungsform werden alle zeitmarkierten Betriebsparameter nach einer Zwischenspeicherung in dem jeweiligen Betriebsgerät 2 an die zentrale Steuerung 4 übermittelt, in welcher die Berechnung der Degradationsrate bzw. des Degradationsgrades für alle vom Beleuchtungssystem 1 umfassten LED-Einrichtungen berechnet werden. Die hierzu benötigten Funktionsvariablen T_S, I und die Zeit t stehen hierzu, abgelegt im Speicher 45 der zentralen Steuereinrichtung 4 bereit, wobei in der beschriebenen Ausführungsform der LED-Strom I aus dem DALI-Dimmlevel nach der einschlägigen Beziehung $$I\left(L\right)=I_{100}\ast {10}^{\left(\left[L-1\right]\ast \frac{3}{253}-1\right)}\ast \frac{1}{100}$$

berechnet wird, wobei die Konstante I₁₀₀ angibt, welcher LED-Strom bei 100% Dimmlevel fließt.In the present embodiment, all time-marked operating parameters are transmitted to the central control unit 4 after a temporary storage in the respective operating device 2, in which the calculation of the degradation rate or the degree of degradation for all LED devices included in the lighting system 1 is calculated. The required function variables T _S , I and the time t are for this purpose, stored in the memory 45 of the central control device 4 ready, in the described embodiment, the LED current I from the DALI dimming level according to the relevant relationship $$I\left(L\right)=I_{100}*{10}^{\left(\left[L-1\right]*\frac{3}{253}-1\right)}*\frac{1}{100}$$

The constant I ₁₀₀ indicates which LED current flows at 100% dimming level.

In der beschriebenen Ausführungsform wird die in die Degradationsrate eingehende Funktionsvariable der LED-Temperatur, welche auch als Lötpunkttemperatur T_S bezeichnet wird, nicht direkt, sondern indirekt über eine innerhalb des Betriebsgeräts gemessene Temperatur T_{EVG, read} ermittelt. In der beschriebenen Ausführungsform wird über den funktionalen Zusammenhang $$T_s\left(T_{\mathit{EVG\_read}},I\right)=b_o+b_T{T}_{\mathit{EVG\_read}}+b_{I}I+b_{\mathit{TI}}{T}_{\mathit{EVG\_read}}I$$

mit den thermischen Konstanten b₀, b_T, b_I und b_TI die Größe T_S berechnet. Es sei darauf hingewiesen, dass in anderen Ausführungsformen auch andere funktionale Zusammenhänge zur Ermittlung von T_S in Abhängigkeit des LED-Stroms und einer innerhalb des Betriebsgerätes oder beispielsweise innerhalb einer Leuchte gemessenen Temperatur herangezogen werden kann.In the embodiment described, the functional variable of the LED temperature, which is also referred to as the soldering point temperature T _S , which is included in the degradation rate, is not determined directly but indirectly via a temperature T _{EVG, read} measured within the operating device. In the described embodiment is about the functional context $$T_s\left(T_{\mathit{EVG\_read}},I\right)=b_O+b_T{T}_{\mathit{EVG\_read}}+b_{I}I+b_{\mathit{TI}}{T}_{\mathit{EVG\_read}}I$$

with the thermal constants b ₀ , b _T , b _I and b _TI the size T _{S is} calculated. It should be noted that in other embodiments, other functional relationships for determining T _S depending on the LED current and a measured within the operating device or, for example, within a lamp temperature can be used.

In einer weiteren Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, einen funktionalen Zusammenhang zwischen den Funktionsvariablen LED-Strom und gemessener Außentemperatur (Raumtemperatur) anzunehmen, um T_S zu ermitteln.In another embodiment, it may also be provided to assume a functional relationship between the function variables LED current and measured outside temperature (room temperature) in order to determine T _S.

In der beschriebenen Ausführungsform sind die obenstehend angegebenen neun Funktionskonstanten für die Ermittlung des Degradationsgrades sowie die vier Funktionskonstanten zur Ermittlung der LED-Temperatur in einem Speicher 8 innerhalb eines Netzwerks 7 abgelegt. Die zentrale Steuereinrichtung 4 weist eine Netzschnittstelle 6 auf, über welche sie auf den im öffentlichen Netz 7 angeordneten, abgesicherten Speicher 8 zugreifen kann und auf diese Weise aktuelle Werte für die genannten Funktionskonstanten abrufen kann. Eine Aktualisierung kann beispielsweise über das Datenendgerät 9 durchgeführt werden, welches über seine Netzschnittstelle 6 mit dem Rechnernetz 7 verbunden ist und Schreib-Lese-Zugriffe auf den gesicherten Speicher 8 innerhalb des Netzes 7 durchführen kann. Mit der beschriebenen Gestaltung ist es beispielsweise einem Hersteller von Leuchtmitteln, hier LED-Einrichtungen oder einem Hersteller von Beleuchtungseinrichtungen wie Lampen möglich, aktuelle Erkenntnisse in Bezug auf den Verlauf der Degradationsrate bzw. der Degradation in der Art von aktualisierten Funktionskonstanten in das jeweilige Berechnungsverfahren einfließen zu lassen. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass das Datenendgerät über das Netzwerk 7 eine entsprechende Mitteilung an die zentrale Steuerung 4 sendet und daraufhin die zentrale Steuerung 4 die aktualisierten Funktionskonstanten aus dem Netzwerkspeicher 8 abruft.In the described embodiment, the above-mentioned nine functional constants for determining the degree of degradation as well as the four functional constants for determining the LED temperature are stored in a memory 8 within a network 7. The central control device 4 has a network interface 6, via which it can access the secured network 8 arranged in the public network 7 and in this way can call up current values for the said functional constants. An update can be carried out for example via the data terminal 9, which is connected via its network interface 6 to the computer network 7 and read-write accesses can perform the secure memory 8 within the network 7. With the described design, it is for example a manufacturer of bulbs, here LED devices or a manufacturer of lighting devices such as lamps possible to incorporate current knowledge with respect to the course of the degradation rate or degradation in the manner of updated functional constants in the respective calculation method to let. It can also be provided that the data terminal sends a corresponding message to the central controller 4 via the network 7 and then the central controller 4 retrieves the updated functional constants from the network memory 8.

Im Folgenden soll die kontinuierliche Ermittlung der Degradationsrate bzw. der Degradation jeweils nach äquidistanten Zeitintervallen dt beschrieben werden, wobei jeweils die in der zentralen Steuerung abgelegten und mit einer Zeitmarke markierten Betriebsparameter, welche als Funktionsargumente bzw. Funktionsvariable eingesetzt werden, für die Berechnung herangezogen werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Annahme von äquidistanten Zeitintervallen zwischen zwei Berechnungen zur Vereinfachung der Darstellung gewählt sind, in einer anderen Ausführungsform kann wie beschrieben auch beispielsweise vorgesehen sein, die Berechnungen immer dann durchzuführen, wenn sich ein Betriebsparameter ändert bzw. geändert wurde, beispielsweise über die Steuerung zur Einstellung eines anderen Dimmpegels.In the following, the continuous determination of the degradation rate or the degradation is to be described in each case by equidistant time intervals dt, wherein in each case the stored in the central control and marked with a time mark operating parameters, which are used as function arguments or function variables, are used for the calculation. It should be noted that the assumption of equidistant time intervals between two calculations are chosen to simplify the illustration; in another embodiment, as described, it may also be provided, for example, to carry out the calculations whenever an operating parameter has changed or changed, for example via the control to set a different dimming level.

Die Figuren 2a, b zeigen entsprechende Ablaufdiagramme zur Durchführung der Berechnung. Eine solche Berechnung muss nicht durchgeführt werden, wenn die jeweilige LED-Einrichtung ausgeschaltet war, siehe Figur 2a. In diesem Fall erhöht sich die Betriebszeit t_n nicht, d.h. t_n = t_n-1, wobei t_n-1 die Betriebszeit am Ende des vorhergehenden Intervalls angibt. Demnach weist die Degradation am Ende des Intervalls n den gleichen Wert wie die Degradation am Ende des vorhergehenden Intervalls auf, d.h. $${\mathrm{D}}_{\mathrm{n}}={\mathrm{D}}_{\mathrm{n}-\mathrm{1}}\mathrm{.}$$

The FIGS. 2a, b show corresponding flowcharts for performing the calculation. Such a calculation need not be performed if the respective LED device was turned off, see FIG. 2a , In this case, the operating time t _n does not increase, ie t _n = t _n-1 , where t _n-1 indicates the operating time at the end of the preceding interval. Thus, the degradation points at the end of the interval n the same value as the degradation at the end of the previous interval, ie $${\mathrm{D}}_{\mathrm{n}}={\mathrm{D}}_{\mathrm{n}-\mathrm{1}}\mathrm{,}$$

Figur 2b zeigt die Situation, wenn im vergangenen Zeitintervall die Lampe eingeschaltet war und somit am Ende des vergangenen Intervalls durch den Betrieb der LED-Einrichtung sich in diesem Intervall deren Degradation geändert hat. In Schritt 61 wird die Zeitdauer dt des vergangenen Intervalls aus den Zeitstempeln der abgespeicherten Betriebsvariablen ermittelt, d.h. dt = TS_n - TS_n-1. Dabei beschreibt TS_n-1 den Realzeitpunkt, zu dem das Intervall n-1 gestartet ist und der Zeitstempel TS_n den Zeitpunkt, an welchem das Zeitintervall n-1 geendet hat. FIG. 2b shows the situation when in the past time interval the lamp was turned on and thus at the end of the past interval by the operation of the LED device has changed in this interval whose degradation. In step 61, the time duration dt of the past interval is determined from the time stamps of the stored operating variables, ie dt = TS _n -TS _n-1 . TS _{n-1 describes} the real time point at which the interval n-1 is started and the time stamp TS _n the time at which the time interval n-1 has ended.

In Schritt 62 wird die neue Betriebszeit ermittelt, t_n = t_n-1 + dt. In Schritt 63 wird ausgehend vom im Zeitintervall n-1 eingestellten Dimmpegel L_n-1 der entsprechende Betriebsstrom I(L_n-1) gemäß der obigen Gleichung (5) berechnet. In Schritt 64 wird die im vergangenen Intervall n=1 vorliegende Temperatur der LED-Einrichtung T_S(T_{EVG,read,n-1,}I) gemäß Gleichung (2) in Abhängigkeit der im Betriebsgerät gemessenen Temperatur T_EVG,read,n-1 und dem in diesem Zeitintervall eingestellten und in Schritt 63 ermittelten LED-Strom berechnet. Mit Kenntnis dieser beiden, im Zeitintervall n-1 vorliegenden Werte der genannten Betriebsparameter kann in Schritt 65 die im vergangenen Intervall n-1 vorliegende Degradationsrate α(T_s,I,t_n-1) gemäß obiger Gleichung (1) berechnet werden. Die nach Ablauf des Zeitintervalls n-1 herrschende Degradation kann daraufhin in Schritt 66 gemäß obiger Gleichung (4) mit D_n=D_n-₁· (1-α·dt) berechnet werden.In step 62, the new operating time is determined, t _n = t _n-1 + dt. In step 63, based on the dimming level L _n-1 set in the time interval n-1, the corresponding operating current I (L _n-1 ) is determined according to the above equation (5) calculated. In step 64, the temperature of the LED device T _S (T _{ECG, read, n-1,} I) present in the last interval n = 1 is determined in accordance with equation (2) as a function of the temperature T _{ECG, read, n} measured in the operating _{device. 1} and the set in this time interval and determined in step 63 LED current. With knowledge of these two values of the mentioned operating parameters present in the time interval n-1, the degradation rate α (T _s , I, t _n-1 ) present in the last interval n-1 can be calculated in step 65 according to the above equation (1). The degradation prevailing at the end of the time interval n-1 can then be calculated in step 66 according to the above equation (4) with D _n = D _n - ₁ * (1-α * dt).

In der beschriebenen Ausführungsform werden die in den Schritten 62 bis 66 berechneten Werte wie die ermittelten bzw. gemessenen Betriebsparameter und zusammen mit diesen zeitmarkiert im Speicher 45 der zentralen Steuereinrichtung 4 abgelegt. Auch die mit Bezug auf Figur 2b beschriebene Berechnung erfolgt in der Datenverarbeitungseinheit 41 der zentralen Steuereinrichtung 4.In the described embodiment, the values calculated in steps 62 to 66 become like and together with the measured operating parameters timestamped stored in the memory 45 of the central control device 4. Also with respect to FIG. 2b The calculation described is carried out in the data processing unit 41 of the central control device 4.

Die erläuterten Berechnungen werden im Beleuchtungssystem gemäß Figur 1 in der beschriebenen Ausführungsform für alle Leuchten, umfassend ein jeweiliges Betriebsgerät 2 mit LED-Leuchteinrichtungen 3 bzw. 3, 3' durchgeführt. Bei der angedeuteten Leuchte, welche ein Betriebsgerät 2 sowie eine Gruppe von LED-Leuchteinrichtungen mit einzelnen LED-Leuchteinrichtungen 3, 3' aufweist, kann eine Mittelung der erfassten Werte zur Erhöhung der Genauigkeit durchgeführt werden, da beide LED-Einrichtungen 3, 3' mit den gleichen Betriebsparametern betrieben werden. Soweit die verwendeten Leuchten bzw. LED-Einrichtungen nicht identisch sind, ist für jede ein entsprechender Datensatz von Funktionskonstanten im Speicher 8 des Netzes 7 abgelegt und kann von der zentralen Steuerung 4 von dort abgerufen bzw. über das Datenendgerät 9 können diese Werte aktualisiert werden.The explained calculations are made in the lighting system according to FIG. 1 in the described embodiment for all lights, comprising a respective operating device 2 with LED lighting devices 3 and 3, 3 'performed. In the indicated luminaire, which has an operating device 2 and a group of LED lighting devices with individual LED lighting devices 3, 3 ', an averaging of the detected values can be performed to increase the accuracy, since both LED devices 3, 3' with operated the same operating parameters. Insofar as the luminaires or LED devices used are not identical, a corresponding set of functional constants is stored in the memory 8 of the network 7 for each and can be called up from there by the central controller 4 or via the data terminal 9 these values can be updated.

Soweit die Betriebszeit t_n eine vorgegebene Betriebsdauerzeit, beispielsweise die Betriebsdauerzeit T1, welche in der beschriebenen Ausführungsform 5.000 Stunden beträgt, überschritten wird, wird der Schritt 65 mit dem dann gültigen funktionalen Zusammenhang αi (T_S,I,t) für i=2 berechnet, d.h. durch die obenstehend angegebene Funktion mit den dann gültigen Funktionskonstanten A₅, E_a,5 und A_I,5.As far as the operating time t _n a predetermined operating time, for example, the operating time T1, which is 5,000 hours in the described embodiment, is exceeded, the step 65 is calculated with the then valid functional relationship αi (T _S , I, t) for i = 2 , ie by the function given above with the then valid function constants A ₅ , E _{a, 5} and A _{I, 5} .

In gleicher Weise ändern sich die Funktionskonstanten wiederum, wenn die Betriebsdauer der beschriebenen Ausführungsform die Betriebszeit T2 überschreitet. Danach werden die Funktionskonstanten weiter verwendet, bis ein vorgegebener Degradationsgrad, beispielsweise D=0,8 erreicht ist, wobei im Ansprechen auf das Erreichen dieser Degradationsschwelle die zentrale Steuereinrichtung 4 eine Wartungsfunktion auslöst, die darin bestehen kann, ein entsprechendes optisches Signal in einer Wartungstafel auszugeben.In the same way, the function constants change again when the operating time of the described embodiment exceeds the operating time T2. Thereafter, the function constants continue to be used until a predetermined degree of degradation, for example D = 0.8, is reached, responding to the achievement of this degradation threshold the central control device 4 triggers a maintenance function, which may consist in outputting a corresponding optical signal in an MP.

Um dem Anwender möglichst frühzeitig Wartungsinformationen, beispielsweise den Zeitpunkt für den Austausch eines Leuchtmittels bereitzustellen, kann auch eine Extrapolation des Degradationsgrades in die Zukunft durchgeführt werden. In der beschriebenen Ausführungsform wird diese Berechnung wiederum in der zentralen Steuereinrichtung 4 durchgeführt. Die Berechnung erfolgt ähnlich wie mit Bezug auf Figur 2b beschrieben, wobei von den zum Zeitpunkt der Durchführung der Extrapolation eingestellten bzw. erfassten Betriebsparametern ausgegangen werden kann, d.h. von der aktuellen Betriebszeit t₀, dem aktuellen Degradationsgrad D₀, dem aktuell eingestellten Strom, der durch die LED-Einrichtung fließt sowie der entsprechend dem obigen Schritt 64 ermittelten LED-Temperatur T_S. Über die obenstehend mit Bezug auf Figur 2b beschriebenen Schritte 62 bis 66 kann dann die Degradation in die Zukunft extrapoliert werden, wobei die Intervallzeit dt als konstant angenommen wird und für die Extrapolation vergleichsweise groß, beispielsweise mehrere Tage, angesetzt wird. Darüber hinaus wird für die Extrapolation davon ausgegangen, dass die Temperatur T_S bzw. T_EVG,read,I konstant ist, d.h. sich das System im thermischen Gleichgewicht befindet.In order to provide the user with maintenance information as early as possible, for example the time for the replacement of a luminous means, an extrapolation of the degree of degradation can also be carried out in the future. In the described embodiment, this calculation is again carried out in the central control device 4. The calculation is similar to with reference to FIG. 2b described, which can be assumed from the set or detected at the time of performing the extrapolation operating parameters, ie, the current operating time t ₀ , the current degree of degradation D ₀ , the current set current flowing through the LED device and the corresponding above step 64 detected LED temperature T _S. About the above with reference to FIG. 2b described steps 62 to 66 then the degradation can be extrapolated into the future, the interval time dt is assumed to be constant and for the extrapolation comparatively large, for example, several days, is set. In addition, it is assumed for the extrapolation that the temperature T _S or T _{ECG, read} , I is constant, ie the system is in thermal equilibrium.

Die Schritte 62 bis 66 werden nun solange durchlaufen, bis das Abbruchkriterium in Form einer vorgegebenen Degradationsschwelle von D_n=0,8 erreicht ist. Die so ermittelte Betriebszeit markiert das Lebensdauerende der betreffenden LED-Einrichtung und damit einen Wartungstermin, in welchem das Leuchtmittel auszutauschen ist.The steps 62 to 66 are now run through until the termination criterion in the form of a predetermined degradation threshold of D _n = 0.8 is reached. The thus determined operating time marks the end of life of the relevant LED device and thus a maintenance date in which the light source is replaced.

Unter der Voraussetzung konstanter Betriebsparameter für das Leuchtmittel ist auch die Degradationsrate innerhalb der Zeitintervalle konstant, sodass dann die Differentialgleichung der Degradation auch analytisch gelöst werden kann. Dies erfordert weniger Rechenleistung als die numerische Lösung. Dabei erfolgt die Lösung stückweise, da in der Zeit von 0 bis zur ersten Betriebsdauerzeit T1 eine andere Degradationsrate gültig ist als in der Zeit zwischen T1 und T2. Diese variable Degradationsrate trotz identisch angenommener Betriebsbedingungen spiegelt die oft komplexen Alterungsmechanismen der LED wider.Assuming constant operating parameters for the light source, the degradation rate is also within the range Time intervals constant, so that then the differential equation of the degradation can also be solved analytically. This requires less processing power than the numerical solution. The solution is piecemeal, since in the time from 0 to the first operating time T1 a different rate of degradation is valid as in the time between T1 and T2. This variable degradation rate, despite identical assumed operating conditions, reflects the often complex aging mechanisms of the LED.

In einem erweiterten Ansatz kann ausgehend von der wie beschrieben ermittelten Betriebszeit bis zum Erreichen der Degradationsschwelle die Realzeit ermittelt werden unter der Annahme, dass das Verhältnis der Summe der Zeitintervalle, in welchen die LED-Einrichtung betrieben wurde, zu der real vergangenen Zeitdauer in der Zukunft gleich ist wie in der Vergangenheit. Damit ergibt sich der reale Zeitpunkt für die Wartung durch Multiplikation dieses Verhältnisses mit der Betriebszeit, die vom aktuellen Zeitpunkt bis zum Erreichen der Degradationsschwelle vergehen wird.In an extended approach, real time can be determined based on the operating time as determined until reaching the degradation threshold, assuming that the ratio of the sum of the time intervals in which the LED device was operated to the real time past in the future is the same as in the past. This results in the real time for maintenance by multiplying this ratio by the operating time, which will pass from the current time to the degradation threshold.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform können weitere Schwankungen wie beispielsweise der Jahresgang der Temperatur oder der Tages- und Jahresgang der Bestromung bei der beschriebenen Extrapolation berücksichtigt werden. Im einfachsten Fall geschieht dies, indem die über beispielsweise ein ganzes Jahr aufgezeichneten Betriebsparameter in der Extrapolation immer wieder durchlaufen werden. Bei hinreichend vorhandenem Datenbestand können komplexere Methoden eingesetzt werden, in denen die bisherigen Daten analysiert und modelliert werden. Beispielsweise können Betriebsparameter die voraussichtlich periodisch sind, wie die Temperatur in ihrem Jahresgang, mittels Fourier-Zerlegung analysiert werden und als Fourier-Reihe für die Extrapolation verwendet werden.In one embodiment, not shown, further variations such as the annual cycle of the temperature or the daily and annual cycle of the current can be taken into account in the described extrapolation. In the simplest case, this is done by repeatedly running through the operating parameters recorded over a whole year, for example, in the extrapolation. If there is sufficient data available, more complex methods can be used to analyze and model existing data. For example, operating parameters that are likely to be periodic, such as the temperature in their annual cycle, may be analyzed by Fourier decomposition and used as a Fourier series for extrapolation.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Beleuchtungssystemlighting system

22

Betriebsgerätcontrol gear

3, 3'3, 3 '

LED-EinrichtungLED device

44

Zentrale SteuereinrichtungCentral control device

55

Steuerbuscontrol bus

66

NetzwerkschnittstelleNetwork Interface

77

ComputernetzwerkComputer network

88th

Netzspeichernetwork storage

99

Serverserver

2020

SteuerschnittstelleControl interface

2121

Sensorsensor

2222

Schalterswitch

2323

Betriebsparameter-ErfassungseinrichtungOperating parameter detecting means

2424

Lokale SteuereinrichtungLocal control device

2525

SpeicherStorage

2626

Temperatursensortemperature sensor

4040

SteuerschnittstelleControl interface

4141

DatenverarbeitungseinheitData processing unit

4545

SpeicherStorage

T1, T2T1, T2

Betriebszeitenuptime

TT

Betriebszeituptime

T_S T _S

LeuchtmitteltemperaturLamp temperature

II

LeuchtmittelstromLamp power

αα

Degradationsratedegradation

DD

Degradationsgrad, DegradationDegradation degree, degradation

α1, α2... αNα1, α2 ... αN

Berechnungsfunktion für die DegradationsrateCalculation function for the degradation rate

A_I, E_a,i, A_I, iA _I , E _{a, i} , A _I , i

Funktionskonstantenfunction constants

α_S α _S

DegradationsschwellwertDegradationsschwellwert

Claims (18)

Verfahren zum Betrieb eines Leuchtmittels, wobei eine Mehrzahl von Leuchtmittel- Betriebsvariablen wie Leuchtmittelstrom (I) und/oder Leuchtmitteltemperatur (T_S) abgespeichert wird und auf der Grundlage einer, von mehreren Funktionsvariablen und einem Satz von Funktionskonstanten abhängigen Funktion zur Berechnung der Degradationsrate (α) die Degradation (D) des Leuchtmittels berechnet wird und der Betrieb des Leuchtmittels in Abhängigkeit der berechneten Degradation gesteuert und/oder in Abhängigkeit der ermittelten Degradation eine Wartungsfunktion ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bis zum Erreichen einer ersten Betriebsdauerzeit (T1) des Leuchtmittels eine, von mehreren Funktionsvariablen (T_S,I,t) und einem ersten Satz von Funktionskonstanten (A₀,E_a,0,A_I,0) abhängige erste Funktion (α1) für die Berechnung der Degradationsrate (α) und nach Erreichung der ersten Betriebsdauerzeit (T1) eine zweite, von mehreren Funktionsvariablen (T_S,I,t) und einem zweiten Satz von Funktionskonstanten (A₅,E_a,5,A_I,5) abhängige zweite Funktion (α2) für die Berechnung der Degradationsrate (α) herangezogen wird.Method for operating a luminous means, wherein a plurality of luminous flux operating variables such as luminous flux (I) and / or illuminant temperature (T _S ) is stored and on the basis of one of a plurality of function variables and a set of function constants dependent function for calculating the degradation rate (α ) the degradation (D) of the luminous means is calculated and the operation of the luminous means is controlled as a function of the calculated degradation and / or a maintenance function is carried out as a function of the determined degradation, characterized in that until reaching a first operating duration time (T1) of the luminous means a , first function (α1) dependent on a plurality of function variables (T _S , I, t) and a first set of function constants (A ₀ , E _{a, 0} , A _{I, 0} ) for the calculation of the degradation rate (α) and after reaching the first operating time (T1) a second, of a plurality of function variables (T _S , I, t) and a two th set of function constants (A ₅ , E _{a, 5} , A _{I, 5} ) dependent second function (α2) for the calculation of the degradation rate (α) used becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erreichung einer zweiten, zur ersten längeren Betriebsdauerzeit (T2) eine dritte, von mehreren Funktionsvariablen (T_S,I,t) und einem dritten Satz von Funktionskonstanten (A₁₀,E_a,10A_I,10) abhängige Funktion (α3) für die Berechnung der Degradationsrate (α) herangezogen wird.A method according to claim 1, characterized in that after reaching a second, for the first longer operating time (T2) a third, of a plurality of function variables (T _S , I, t) and a third set of function constants (A ₁₀ , E _{a, 10} A _{I, 10} ) dependent function (α3) is used for the calculation of the degradation rate (α). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der Degradationsrate (α) bis zum Erreichen eines vorgegebenen Degradationsschwellwerts (α_S) durchgeführt wird.A method according to claim 2, characterized in that the calculation of the degradation rate (α) is carried out until reaching a predetermined degradation threshold (α _S ). Verfahren nach Anspruch 1, 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionen (α1,α2,α3...αN) für die Berechnung der Degradationsrate (α) identisch, jedoch die jeweiligen Sätze von Funktionskonstanten unterschiedlich sind.Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the functions (α1, α2, α3 ... αN) for the calculation of the degradation rate (α) are identical, but the respective sets of functional constants are different. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der von mehreren Funktionsvariablen abhängigen Funktionen (α1,α2,α3...αN) für die Berechnung der Degradationsrate α durch $$\mathit{\alpha i}\left(T_S,I,t\right)=A_i\exp \left(\frac{-E_{a,i}}{T_S}\right)\exp \left(A_{I,i},I\right)$$

gegeben ist, wobei die Funktionsvariable T_S eine dem Leuchtmittel zugeordnete Temperatur (Solderpoint-Temperatur), die Funktionsvariable I der Leuchtmittelstrom, die Funktionsvariable t die Betriebszeit, die Funktionskonstante A_i ein Vorfaktor, die Funktionskonstante E_a,i eine normierte Aktivierungsenergie, und die Funktionskonstante A_I,i ein Stromeinflussparameter sowie i ein Zeitdauerintervall (i=1, 2, ....N) bezeichnet.Method according to one of claims 1 to 4,
characterized in that at least one of a plurality of function variables dependent functions (α1, α2, α3 ... αN) for the calculation of the degradation rate α by $$\mathit{.alpha..sub.i}\left(T_S,I,t\right)=A_i\exp \left(\frac{-e_{a.i}}{T_S}\right)\exp \left(A_{I.i},I\right)$$

is given, wherein the function variable T _S a lamp associated with the temperature (Solderpoint temperature), the function variable I, the luminous flux, the function variable t the operating time, the function constant A _{i is} a pre-factor, the functional constant E _{a, i is} a normalized activation energy, and the functional constant A _{I, i designates} a current influence parameter and i a time duration interval (i = 1, 2,... N). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsvariable T_S berechnet wird nach der Funktionsgleichung $$T_s\left(T_{\mathit{EVG\_read}},I\right)=b_o+b_T{T}_{\mathit{EVG\_read}}+b_{I}I+b_{\mathit{TI}}{T}_{\mathit{EVG\_read}}I,$$

wobei die Funktionsvariable T_{EVG_read} eine dem Betriebsgerät des Leuchtmittels zugeordnete Temperatur, sowie die Funktionskonstanten b₀, b_T, b_I und b_TI jeweils einen thermische Parameter bezeichnen.A method according to claim 5, characterized in that the function variable T _{S is} calculated according to the functional equation $$T_s\left(T_{\mathit{EVG\_read}},I\right)=b_O+b_T{T}_{\mathit{EVG\_read}}+b_{I}I+b_{\mathit{TI}}{T}_{\mathit{EVG\_read}}I.$$

wherein the function _variable T _{EVG_read} a temperature associated with the operating _{device of} the luminous means, as well as the function _constants b ₀ , b _T , b _I and b _TI each denote a thermal parameter. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsvariable T_S als Soldertemperatur des als LED-Einrichtung (3, 3') ausgebildeten Leuchtmittels gemessen wird.A method according to claim 5, characterized in that the function variable T _S is measured as the soldier temperature of the LED device (3, 3 ') formed light source. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung der aktuellen Degradation (α) des Leuchtmittels die Differentialgleichung $\frac{d}{\mathit{dt}}D\left(t\right)=-\alpha \left(T_S,I,t\right)D\left(t\right)$

nummerisch gelöst wird.Method according to one of claims 1 to 7,
characterized in that for calculating the current degradation (α) of the lighting means, the differential equation $\frac{d}{\mathit{dt}}D\left(t\right)=-\alpha \left(T_S,I,t\right)D\left(t\right)$

is solved numerically. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Degradationsrate α(T_S ,I,t) und/oder die Degradation D(t) α(T_S ,I,t) des Leuchtmittels fortlaufend berechnet werden.Method according to one of claims 1 to 8,
characterized in that the degradation rate α ( T _S , I , t ) and / or the degradation D (t) α ( T _S , I , t ) of the luminous means are continuously calculated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung zur Aktualisierung der Werte α(T_S ,I,t) und/oder D(t) innerhalb eines Zeitintervalls solange unterbleibt, bis sich im Betrieb des Leuchtmittels zumindest eine der Funktionsvariablen (T_S,I,t) ändert oder das Zeitintervall eine vorgegebene Schwellendauer überschreitet.Method according to one of claims 1 to 9,
characterized in that the calculation for updating the values α ( T _S , I , t ) and / or D (t) within a time interval is omitted until at least one of the function variables (T _S , I, t) changes during operation of the luminous means or the time interval exceeds a predetermined threshold duration. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionskonstanten (A_i,E_a,iA_I,i) in einem, insbesondere über ein Netzwerk (7) zugänglichen, Speicher (8) auslesbar abgelegt sind.Method according to one of claims 1 to 10,
characterized in that the function constants (A _i , E _{a, i} A _{i, i} ) are stored in a readable manner, in particular via a network (7) accessible memory (8). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionskonstanten (A_i,E_a,i,A_i,i) im Zeitverlauf des Betriebes des Leuchtmittels aktualisiert und zur Berechnung der Degradationsrate (α) und/oder der Degradation (D) des zumindest einen Leuchtmittels in einem Netzwerk (8) zentral bereitgestellt werden.Method according to one of claims 1 to 11,
characterized in that the function constants (A _i , E _{a, i} , A _{i, i} ) updated over the course of operation of the lighting means and for calculating the degradation rate (α) and / or the degradation (D) of the at least one light source in a network (8) provided centrally. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Degradationsraten (α) und/oder die Degradationen (D) von als Gruppe zusammen betriebenen Leuchtmitteln zur Ermittlung einer Gruppendegradationsrate bzw. einer Gruppendegradation herangezogen, insbesondere gemittelt werden.Method according to one of claims 1 to 12,
characterized in that the degradation rates (α) and / or the degradations (D) of light bulbs operated together as a group for determining a group degradation rate or a group degradation are used, in particular averaged. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass Betriebsinformation zu dem Leuchtmittel, wie insbesondere Betriebszeiten (t), Leuchtmittelstrom (I), Leuchtmitteltemperatur (T_S), Degradationsrate (α) und/oder Degradationsgrad (D) zeitmarkiert in einem Netzwerk (8) zentral abgelegt werden.Method according to one of claims 1 to 13,
characterized in that operating information about the lighting means, such as in particular operating times (t), the luminous flux (I), illuminant temperature (T _S ), degradation rate (α) and / or degree of degradation (D) are stored centrally in a network (8) centrally. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von aktuellen Betriebsvariablen der zukünftige zeitliche Verlauf der Degradationsrate (α) bzw. des Degradationsgrades (D) unter Berücksichtigung der jeweiligen Funktion im jeweiligen Zeitintervall ([0 ...T1], [T1 ...T2]...) durch Extrapolation berechnet wird.Method according to one of claims 1 to 14,
characterized in that, starting from current operating variables, the future time course of the degradation rate (α) or the degree of degradation (D) taking into account the respective function in the respective time interval ([0 ... T1], [T1 ... T2] .. .) is calculated by extrapolation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einem aktuellen Degradationsgrad (D) und einem aktuellen Dimmpegel zur Konstanthaltung eines Bezuges von Dimmpegel und des zugehörigen Lichtstromes über eine Betriebsdauer des zumindest einen Leuchtmittels eine Anpassung zumindest einer Betriebsvariablen wie des Leuchtmittelstromes (I) durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 15,
characterized in that starting from a current degree of degradation (D) and a current dimming level for keeping constant a reference of dimming level and the associated luminous flux over an operating period of the at least one light source, an adjustment of at least one operating variable such as the luminous flux (I) is performed. Beleuchtungssystem (1) umfassend zumindest ein Betriebsgerät (2) zum Betrieb zumindest eines Leuchtmittels, mit einer Betriebsparametererfassungseinrichtung (23) und einer Schnittstelle (20) zum Datenaustausch mit einer Steuereinrichtung (4), welche eine Datenverarbeitungseinrichtung sowie eine Speichereinrichtung mit Schreib-/Lesefunktion zur Speicherung von zeitmarkierter Betriebsinformation des zumindest einen Leuchtmittels, wie insbesondere Betriebszeiten (t), Leuchtmittelstrom (I), Leuchtmitteltemperatur (T_S), Degradationsrate (α) und/oder Degradationsgrad (D) des Leuchtmittels, aufweist, wobei die Steuereinrichtung an ein Netzwerk (7) angeschlossen ist und wobei in einem mit der Datenverarbeitungseinrichtung verbindbaren Speicher (8) als Berechnungsvorschrift für die Berechnung der Degradationsrate (α) und/oder der Degradation (D) zumindest zwei, jeweils von mehreren Funktionsvariablen (T_S,I,t) abhängigen Funktionen (α1,α2,α3...αN) mit einem jeweiligen Satz von Funktionskonstanten zur Berechnung der vorhandene Degradation (D) des Leuchtmittels abgespeichert sind.Lighting system (1) comprising at least one operating device (2) for operating at least one light source, with an operating parameter detection device (23) and an interface (20) for data exchange with a control device (4), which includes a data processing device and a memory device with read / write function Storage of time-marked operating information of the at least one luminous means, such as operating times (t), luminous flux (I), illuminant temperature (T _S ), degradation rate (α) and / or degree of degradation (D) of the luminous means, wherein the control device is connected to a network ( 7) is connected and wherein in a memory (8) which can be connected to the data processing device as a calculation rule for the calculation of the degradation rate (α) and / or the degradation (D) at least two, each of a plurality of function variables (T _S , I, t) dependent Functions (α1, α2, α3 ... αN) with a respective set of funct Constants for calculating the existing degradation (D) of the bulb are stored. Beleuchtungssystem nach Anspruch 17, umfassend zumindest ein Betriebsgerät, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet ist, über die Gesamtbetriebszeit des Leuchtmittels bis zum Erreichen einer ersten Betriebsdauerzeit (T1) als Berechnungsvorschrift eine erste der zumindest zwei Funktionen (α1,α2) für die Berechnung der Degradationsrate (α) und nach Erreichung der ersten Betriebsdauerzeit (T1) eine zweite der zumindest zwei Funktionen (α1,α2) für die Berechnung der Degradationsrate (α) heranzuziehen.Lighting system according to claim 17, comprising at least one operating device, characterized in that the data processing device is formed over the total operating time of the lighting means until reaching a first operating time (T1) as calculation rule, a first of the at least two functions (α1, α2) for the calculation of Degradation rate (α) and after reaching the first operating time (T1) a second of the at least two functions (α1, α2) for the calculation of the degradation rate (α) to use.

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