BE1024019A1

BE1024019A1 - DIM SYSTEM FOR LED LIGHTING

Info

Publication number: BE1024019A1
Application number: BE20165232A
Authority: BE
Inventors: Patrick Geerts; Peter Ameloot
Original assignee: Delta Light Nv
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2016-04-04
Publication date: 2017-10-27
Also published as: BE1024019B1

Abstract

Dimsysteem voor LED verlichting omvattende een spanningsomzettingsmodule met een eerste ingang en een tweede ingang waartussen een voedingsspanning aanlegbaar is, en één of meerdere dimingangen voor een dimsignaal; waarbij de spanningsomzettingsmodule ingericht is voor het omzetten van de voedingsspanning in een uitgangsspanning tussen een eerste en een tweede uitgang, waarbij de uitgangsspanning een in hoofdzaak vlakke gelijkspanning is met een spanningswaarde die varieert tussen een eerste en een tweede spanningswaarde in functie van het dimsignaal; meerdere LED modules die in parallel geschakeld zijn tussen de eerste en tweede uitgang; waarbij elke LED module een sturingsschakeling en een LED omvat, waarbij de sturingsschakeling ingericht is voor het omzetten van de uitgangsspanning van de spanningsomzettingsmodule in een stroom door de LED die een functie is van deze uitgangsspanning.Dimming system for LED lighting comprising a voltage conversion module with a first input and a second input between which a supply voltage can be applied, and one or more dimming inputs for a dimming signal; wherein the voltage conversion module is adapted to convert the supply voltage into an output voltage between a first and a second output, the output voltage being a substantially flat DC voltage with a voltage value varying between a first and a second voltage value as a function of the dimming signal; multiple LED modules connected in parallel between the first and second output; wherein each LED module comprises a control circuit and an LED, the control circuit being adapted to convert the output voltage of the voltage conversion module into a current through the LED which is a function of this output voltage.

Description

Dimsysteem voor LED verlichtingDimming system for LED lighting

VakgebiedDiscipline

Het vakgebied van de onderhavige uitvinding heeft betrekking op het dimmen van LED verlichting. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een dimsysteem voor LED verlichting, en op onderdelen voor gebruik in een dergelijk dimsysteem.The field of the present invention relates to the dimming of LED lighting. More in particular, the invention relates to a dimming system for LED lighting, and to components for use in such a dimming system.

AchtergrondBackground

Figuren IA, 1B en IC illustreren bekende dimsystemen voor LED verlichting. Het verschil tussen LED verlichting en andere lichtbronnen zoals een halogeenlamp is dat een LED bij voorkeur gevoed wordt met een constante stroom (“constant current”, CC). Daartoe worden drivers voorzien die een voedingsspanning omzetten in een constante stroom.Figures 1A, 1B and IC illustrate known dimming systems for LED lighting. The difference between LED lighting and other light sources such as a halogen lamp is that an LED is preferably supplied with a constant current ("constant current", CC). To this end, drivers are provided that convert a supply voltage into a constant current.

In de uitvoering van figuur IA omvat het dimsysteem meerdere in paralellel geschakelde LED modules 120, elk met een driver 121 die een LED 122 aanstuurt. De driver 121 zet de netspanning 100, bijvoorbeeld 230 V wisselspanning, om in een geschikte constante uitgangsstroom voor het aansturen van de LED 122. De driver 121 is verder voorzien van een ingang voor een dimsignaal van een TRIAC dimmer 110, en regelt de uitgangsstroom in functie van het dimsignaal van de TRIAC dimmer 110. Dergelijke dimmers 121 omvatten typisch een filterblok, een gelijkrichter voor het omzetten van de netspanning in een gelijkgericht signaal, en een fly-back omzetter of een buck of boost omzetter. Dergelijke drivers 121 hebben het nadeel dat deze voorzien moeten worden in elke LED module en relatief complex zijn. Verder zal in elke driver 121 een beveiliging moeten ingebouwd worden aangezien deze rechtsreeks aan het net worden gekoppeld, en is het moeilijk om de drivers 121 compatibel te maken met verschillende soorten TRIAC dimmers.In the embodiment of Figure 1A the dimming system comprises a plurality of parallel-connected LED modules 120, each with a driver 121 which controls an LED 122. The driver 121 converts the mains voltage 100, for example 230 V alternating current, into a suitable constant output current for driving the LED 122. The driver 121 is further provided with an input for a dimming signal from a TRIAC dimmer 110, and controls the output current in function of the dimming signal of the TRIAC dimmer 110. Such dimmers 121 typically include a filter block, a rectifier for converting the mains voltage into a rectified signal, and a fly-back converter or a buck or boost converter. Such drivers 121 have the disadvantage that they have to be provided in every LED module and are relatively complex. Furthermore, a protection will have to be built into each driver 121 since they are directly connected to the network, and it is difficult to make the drivers 121 compatible with different types of TRIAC dimmers.

In de uitvoering van figuur 1B omvat het dimsysteem meerdere in parallel geschakelde LED modules 120’, elk met een driver 12Γ die een LED 122’ aanstuurt. Verder omvat het dimsysteem een omzettingsschakeling 130 die de door TRIAC dimmer 110 gedimde netspanning Vin omzet in een 12V gelijkgericht signaal Vout. De driver 121’ zet het 12 V gelijkgericht signaal Vout om in een geschikte constante uitgangsstroom voor het aansturen van de LED 122’. Dergelijke dimsystemen hebben het nadeel dat het moeilijk is om de omzettingsschakeling 130 compatibel te maken met verschillende soorten TRIAC dimmers. Daarnaast hebben zowel de uitvoering van figuur IA als deze van figuur 1B het nadeel dat aan de driver 121 (figuur IA), en aan de omzettingsschakeling 130 en driver 121’ (figuur 1B) vermogen geleverd moet worden doorheen de TRIAC dimmer 110.In the embodiment of Figure 1B, the dimming system comprises several LED modules 120 "connected in parallel, each with a driver 12Γ which controls an LED 122". The dimming system further comprises a conversion circuit 130 which converts the mains voltage Vin dimmed by TRIAC dimmer 110 into a 12V rectified signal Vout. The driver 121 "converts the 12 V rectified signal Vout into a suitable constant output current for driving the LED 122". Such dimming systems have the disadvantage that it is difficult to make the conversion circuit 130 compatible with different types of TRIAC dimmers. In addition, both the implementation of Figure 1A and that of Figure 1B have the disadvantage that power must be supplied to the driver 121 (Figure 1A), and to the conversion circuit 130 and driver 121 "(Figure 1B) through the TRIAC dimmer 110.

In de uitvoering van figuur IC omvat het dimsysteem meerdere in serie geschakelde LEDs 122” en een driver 121” die deze LEDs 122” aanstuurt. De driver 121” zet de netspanning 100 om in een geschikte constante uitgangsstroom voor het aansturen van de in serie geschakelde LEDs 122”, waarbij de driver 121” de uitgangsstroom regelt in functie van het dimsignaal van een 1-10V dimmer 110”. Dergelijke dimsystemen hebben het nadeel dat de LEDs 122” in serie zijn geschakeld, en dat indien een bestaand dimsysteem met in parallel geschakelde halogeenspots aangepast moet worden naar een systeem met LED spots, de bekabeling dient te worden aangepast.In the embodiment of Figure IC, the dimming system comprises several LEDs 122 "connected in series and a driver 121" which controls these LEDs 122 ". The driver 121 "converts the mains voltage 100 into a suitable constant output current for driving the LEDs 122" connected in series, the driver 121 "controlling the output current as a function of the dimming signal of a 1-10V dimmer 110". Such dimming systems have the disadvantage that the LEDs 122 "are connected in series, and that if an existing dimming system with halogen spots connected in parallel must be adapted to a system with LED spots, the cabling must be adjusted.

Samenvatting van de uitvindingSummary of the invention

Uitvoeringsvormen van de uitvinding hebben als doel een dimsysteem voor LED verlichting te verschaffen, dat toelaat dat een bestaand dimsysteem met in parallel geschakelde halogeenspots eenvoudig omgebouwd kan worden naar een dimsysteem met LEDs.Embodiments of the invention have the object of providing a dimming system for LED lighting, which allows an existing dimming system with halogen spots connected in parallel to be easily converted to a dimming system with LEDs.

Een eerste aspect van de uitvinding heeft betrekking op een dimsysteem volgens conclusie 1. Het dimsysteem omvat een spanningsomzettingsmodule en meerdere LED modules. De spanningsomzettingsmodule heeft een eerste ingang en een tweede ingang waartussen een voedingsspanning aanlegbaar is, en één of meerdere dimingangen voor een dimsignaal. De spanningsomzettingsmodule is ingericht voor het omzetten van de voedingsspanning in een uitgangsspanning tussen een eerste en een tweede uitgang, waarbij de uitgangsspanning een in hoofdzaak vlakke gelijkspanning is met een spanningswaarde die varieert tussen een eerste en een tweede spanningswaarde in functie is van het dimsignaal. De meerdere LED modules zijn in parallel geschakeld tussen de eerste en tweede uitgang. Elke LED module omvat een sturingsschakeling en een LED, waarbij de sturingsschakeling ingericht is voor het omzetten van de uitgangsspanning in een stroom door de LED, waarbij deze stroom een functie is van de uitgangsspanning.A first aspect of the invention relates to a dimming system according to claim 1. The dimming system comprises a voltage conversion module and a plurality of LED modules. The voltage conversion module has a first input and a second input between which a supply voltage can be applied, and one or more dim inputs for a dim signal. The voltage conversion module is adapted to convert the supply voltage into an output voltage between a first and a second output, the output voltage being a substantially flat DC voltage with a voltage value varying between a first and a second voltage value as a function of the dimming signal. The multiple LED modules are connected in parallel between the first and second output. Each LED module comprises a control circuit and an LED, the control circuit being adapted to convert the output voltage into a current through the LED, this current being a function of the output voltage.

Doordat de LED modules parallel geschakeld zijn en een gemeenschappelijke dimbare spanningsomzettingsmodule wordt gebruikt kunnen bestaande dimsystemen met in parallel geschakelde halogeenspots eenvoudig omgebouwd kan worden naar een dimsysteem met LEDs. Immers de centrale transformator (bijvoorbeeld een transformator die de voedingsspanning omzet naar 12V) van het bestaand dimsysteem met halogeenspots kan vervangen worden door de gemeenschappelijke “dimbare” spanningsomzettingsmodule, en de halogeenspots kunnen vervangen worden door LED modules, waarbij de bestaande bekabeling kan worden behouden.Because the LED modules are connected in parallel and a common dimmable voltage conversion module is used, existing dimming systems with halogen spots connected in parallel can be easily converted to a dimming system with LEDs. After all, the central transformer (for example a transformer that converts the supply voltage to 12V) of the existing dimming system with halogen spots can be replaced by the common "dimmable" voltage conversion module, and the halogen spots can be replaced by LED modules, whereby the existing cabling can be retained.

Onder de term “in hoofdzaak vlakke gelijkspanning” wordt een spanning begrepen die niet meer dan 5% afwijkt van een constante waarde, bij voorkeur niet meer dan 2%. Voor een bepaald dimsignaal zal de uitgangsspanning dus een in hoofdzaak constante waarde hebben in functie van de tijd. Wanneer het dimsignaal wijzigt, wijzigt de constante waarde van de uitgangsspanning.The term "substantially flat DC voltage" is understood to mean a voltage that does not deviate more than 5% from a constant value, preferably not more than 2%. For a certain dimming signal, the output voltage will therefore have a substantially constant value as a function of time. When the dimming signal changes, the constant value of the output voltage changes.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de sturingsschakeling ingericht om een puls breedte gemoduleerde stroom te genereren met een bedrijfscyclus (duty cycle) die een functie is van de uitgangsspanning. Een dergelijke puls breedte gemoduleerde stroom laat toe om de LED op een gepaste wijze te voeden voor het verkrijgen van een aangenaam licht.In a preferred embodiment, the control circuit is arranged to generate a pulse width modulated current with a duty cycle that is a function of the output voltage. Such a pulse width modulated current allows the LED to be fed in an appropriate manner to obtain a pleasant light.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de spanningsomzettingsmodule een microcontroller en een omzetter. De microcontroller is ingericht voor het omzetten van het dimsignaal in een controlesignaal, en de omzetter is ingericht voor het omzetten van de voedingsspanning in de uitgangsspanning, waarbij de uitgangsspanning een vlakke gelijkspanning is met een spanningswaarde die varieert tussen de eerste en de tweede spanningswaarde in functie van het controlesignaal. Op die manier kan het dimsignaal onafhankelijk van het type dimmer omgevormd worden in een geschikt controlesignaal.In a preferred embodiment, the voltage conversion module comprises a microcontroller and a converter. The microcontroller is adapted to convert the dimming signal into a control signal, and the converter is adapted to convert the supply voltage to the output voltage, the output voltage being a flat direct voltage with a voltage value that varies between the first and the second voltage value in function of the control signal. In this way, the dimming signal can be converted into a suitable control signal independently of the type of dimmer.

Bij voorkeur is de spanningsomzettingsmodule ingericht om de uitgangsspanning te regelen in functie van een dimsignaal van één of meer van de volgende types dimmers: een 0/1-10 V dimmer, een PWM (“Pulse Width Modulation”) dimmer, een DALI (“Digital Addressable Lighting Interface”) dimmer, een Forward Phase Control dimmer (zoals een TRIAC of SCR dimmer), een drukknop dimmer die ingericht is om een dimsignaal te genereren dat een functie is van hoelang op de drukknop is gedrukt.The voltage conversion module is preferably adapted to control the output voltage as a function of a dimming signal from one or more of the following types of dimmers: a 0 / 1-10 V dimmer, a PWM ("Pulse Width Modulation") dimmer, a DALI (" Digital Addressable Lighting Interface ”) dimmer, a Forward Phase Control dimmer (such as a TRIAC or SCR dimmer), a push button dimmer that is designed to generate a dimming signal that is a function of how long the push button has been pressed.

In een voorbeelduitvoeringsvorm omvat de spanningsomzettingsmodule meerdere dimingangen die ingericht zijn voor het ontvangen van dimsignalen van verschillende types dimmers, en is de microcontroller ingericht voor het omzetten van dimsignalen van verschillende types dimmers in een controlesignaal. Er kan bijvoorbeeld een dimingang zijn voorzien voor een TRIAC dimmer, een dimingang voor een 0/1-10 V dimmer, etc. De microcontroller zet dan het dimsignaal om in een controlesignaal, waarbij het controlesignaal hetzelfde kan zijn voor bijvoorbeeld een dimsignaal afkomstig van een TRIAC dimmer of van een 0/1-10 V dimmer, en kan de omzetter dus goed werken onafhankelijk van het type dimsignaal. Op die manier zal een bestaand dimsysteem met in parallel geschakelde halogeenspots eenvoudig omgebouwd kunnen worden naar een dimsysteem met LEDs, onafhankelijk van het type dimmer dat gebruikt wordt in het bestaand dimsysteem en dient deze dimmer dus niet te worden vervangen.In an exemplary embodiment, the voltage conversion module comprises a plurality of dimming inputs adapted to receive dimming signals from different types of dimmers, and the microcontroller is adapted to convert dimming signals from different types of dimmers into a control signal. For example, a dim input can be provided for a TRIAC dimmer, a dim input for a 0 / 1-10 V dimmer, etc. The microcontroller then converts the dim signal into a control signal, the control signal being the same for, for example, a dim signal originating from a TRIAC dimmer or from a 0 / 1-10 V dimmer, so the converter can work well regardless of the type of dim signal. In this way, an existing dimming system with halogen spotlights connected in parallel can be easily converted to a dimming system with LEDs, independent of the type of dimmer used in the existing dimming system, so this dimmer does not have to be replaced.

In een mogelijke uitvoering is de voedingsspanning een gelijkspanning die gelegen is tussen 40 en 60 V, bij voorkeur tussen 45 V en 50 V, en nog meer bij voorkeur 48 V is.In a possible embodiment, the supply voltage is a direct voltage which is between 40 and 60 V, preferably between 45 V and 50 V, and even more preferably is 48 V.

In een andere mogelijke uitvoering is de voedingsspanning een wisselspanning, en is de spanningsomzettingsmodule bij voorkeur geschikt om rechtstreeks met een standaard netspanning te worden verbonden.In another possible embodiment, the supply voltage is an alternating voltage, and the voltage conversion module is preferably adapted to be connected directly to a standard mains voltage.

Bij voorkeur zijn de eerste en de tweede spanningswaarden kleiner dan 60 V, en nog meer bij voorkeur groter dan 30 V. Op die manier is de spanning die aanwezig is bij de ingang van de LED modules op voldoende laag niveau om veilig te zijn, en kan toch nog voldoende vermogen worden overgebracht.Preferably the first and the second voltage values are less than 60 V, and even more preferably greater than 30 V. In this way the voltage present at the input of the LED modules is at a sufficiently low level to be safe, and sufficient power can still be transferred.

Bij voorkeur is het verschil tussen de eerste spanningswaarde en de tweede spanningswaarde groter dan 3 V, bij voorkeur groter dan 5 V. Op die manier zal een goede regeling in functie van het dimsignaal mogelijk zijn.Preferably, the difference between the first voltage value and the second voltage value is greater than 3 V, preferably greater than 5 V. In this way, good control as a function of the dimming signal will be possible.

In een mogelijke uitvoeringsvorm omvat de sturingsschakeling een buck omzetter die ingericht is om een puls breedte gemoduleerde stroom te genereren met een bedrijfscyclus (duty cycle) die een functie is van de uitgangsspanning.In a possible embodiment the control circuit comprises a buck converter which is adapted to generate a pulse width modulated current with a duty cycle that is a function of the output voltage.

De uitvinding heeft verder betrekking op een spanningsomzettingsmodule voor gebruik in een dimsysteem volgens één van de hierboven beschreven uitvoeringsvormen. Deze spanningsomzettingsmodule kan één of meer van de hierboven beschreven eigenschappen hebben.The invention further relates to a voltage conversion module for use in a dimming system according to one of the embodiments described above. This voltage conversion module can have one or more of the features described above.

Ten slotte betreft de uitvinding een LED module voor gebruik in een dimsysteem volgens één van de hierboven beschreven uitvoeringsvormen. Deze LED module kan één of meer van de hierboven beschreven eigenschappen hebben.Finally, the invention relates to an LED module for use in a dimming system according to one of the embodiments described above. This LED module can have one or more of the properties described above.

Korte figuurbeschrijvingShort figure description

Bovenstaande en andere voordelige eigenschappen en doelen van de uitvinding zullen duidelijker worden en de uitvinding zal beter begrepen worden aan de hand van de volgende gedetailleerde beschrijving wanneer deze wordt gelezen in combinatie met de tekeningen in bijlage, waarin:The above and other advantageous features and objects of the invention will become more apparent and the invention will be better understood with reference to the following detailed description when read in conjunction with the attached drawings, in which:

Figuren IA-IC drie dimsystemen van de stand van de techniek illustreren, die hierboven werden besproken;Figures 1A-IC illustrate three prior art dimming systems discussed above;

Figuur 2 schematisch een eerste uitvoeringsvorm van een dimsysteem volgens de uitvinding toont;Figure 2 schematically shows a first embodiment of a dimming system according to the invention;

Figuur 3 schematisch een tweede uitvoeringsvorm van een dimsysteem volgens de uitvinding toont;Figure 3 schematically shows a second embodiment of a dimming system according to the invention;

Figuur 3A schematisch een variant van de tweede uitvoeringsvorm toont;Figure 3A schematically shows a variant of the second embodiment;

Figuren 4A en 4B schematisch mogelijke uitvoeringsvormen van een LED module in een dimsysteem volgens de uitvinding tonen;Figures 4A and 4B schematically show possible embodiments of an LED module in a dimming system according to the invention;

Figuur 5 schematisch een mogelijke uitvoeringsvorm van een sturingsschakeling volgens de uitvinding toont;Figure 5 schematically shows a possible embodiment of a control circuit according to the invention;

Figuur 6 schematisch een mogelijke uitvoeringsvorm van een dimbare spanningsomzettingsmodule volgens de uitvinding toont; enFigure 6 schematically shows a possible embodiment of a dimmable voltage conversion module according to the invention; and

Figuur 7 schematisch nog een andere mogelijke uitvoeringsvorm van een LED module in een dimsysteem volgens de uitvinding toont.Figure 7 schematically shows yet another possible embodiment of an LED module in a dimming system according to the invention.

Gedetailleerde uitvoeringsvormenDetailed embodiments

Een eerste uitvoeringsvorm volgens de uitvinding is geïllustreerd in figuur 2. Figuur 2 toont een schema van een dimsysteem voor LED verlichting met een spanningsomzettingsmodule 230 en meerdere in parallel geschakelde LED modules 220.A first embodiment according to the invention is illustrated in Figure 2. Figure 2 shows a diagram of a dimming system for LED lighting with a voltage conversion module 230 and several LED modules 220 connected in parallel.

De spanningsomzettingsmodule 230 heeft een eerste ingang 231 en een tweede ingang 232 waartussen een voedingsspanning 200 aanlegbaar is, hier een 48V gelijkspanning, en twee dimingangen 233 en 234 waartussen een dimsignaal aanlegbaar is. Al naargelang het type dimmer kan dit ook één ingang zijn. Bij voorkeur zijn meerdere paren dimingangen 233, 234 voorzien voor verschillende types dimmers 210 (niet getoond in figuur 2, maar wel in figuur 6), zodanig dat een installateur de keuze heeft tussen verschillende types dimmers 210 en de spanningsomzettingsmodule 230 gebruikt kan worden met verschillende types bestaande dimmers 210, bijvoorbeeld een 0/1-10 V dimmer, een PWM (“Pulse Width Modulation”) dimmer, een DALI (“Digital Addressable Lighting Interface”) dimmer, een Forward Phase Control dimmer (zoals een TRIAC of SCR dimmer), een drukknop dimmer. Bij een TRIAC dimmer wordt de “rms” spanning van de netspanning proportioneel gecontroleerd in functie van de gewenste dimming, zie ook figuur 1B. Bij een 0/1-10 V dimmer is het dimsignaal een spanning die proportioneel is met de gewenste dimming. De spanningsomzettingsmodule 230 is ingericht voor het omzetten van de voedingsspanning 200 in een in hoofdzaak vlakke gelijkspanning tussen een eerste uitgang 235 en een tweede uitgang 236. De gelijkspanning tussen de eerste uitgang 235 en de tweede uitgang 236 is gelegen tussen een eerste en een tweede spanning, bijvoorbeeld tussen 40V en 46V, en is een functie van het dimsignaal. Wanneer het dimsignaal overeenstemt met een maximaal dimmen zal de spanning bijvoorbeeld 40V zijn en wanneer het dimsignaal overeenstemt met een minimaal dimmen zal de spanning bijvoorbeeld 46V zijn.The voltage conversion module 230 has a first input 231 and a second input 232 between which a supply voltage 200 can be applied, here a 48V direct voltage, and two dimming inputs 233 and 234 between which a dimming signal can be applied. Depending on the type of dimmer, this can also be one input. Preferably, several pairs of dim inputs 233, 234 are provided for different types of dimmers 210 (not shown in Figure 2, but in Figure 6), such that an installer has the choice between different types of dimmers 210 and the voltage conversion module 230 can be used with different types of existing dimmers 210, for example a 0 / 1-10 V dimmer, a PWM ("Pulse Width Modulation") dimmer, a DALI ("Digital Addressable Lighting Interface") dimmer, a Forward Phase Control dimmer (such as a TRIAC or SCR dimmer ), a push button dimmer. With a TRIAC dimmer, the "rms" voltage of the mains voltage is proportionally controlled as a function of the desired dimming, see also figure 1B. With a 0 / 1-10 V dimmer, the dimming signal is a voltage that is proportional to the desired dimming. The voltage conversion module 230 is adapted to convert the supply voltage 200 into a substantially flat direct voltage between a first output 235 and a second output 236. The direct voltage between the first output 235 and the second output 236 is located between a first and a second voltage , for example between 40V and 46V, and is a function of the dimming signal. If the dimming signal corresponds to a maximum dimming, the voltage will be 40 V, for example, and if the dimming signal corresponds to a minimum dimming, the voltage would be 46 V, for example.

De LED modules 220 zijn in parallel geschakeld tussen de eerste uitgang 235 en tweede uitgang 236. Elke LED module 220 omvat een sturingsschakeling 221 en een LED 222. De sturingsschakeling 221 is ingericht voor het omzetten van de in hoofdzaak vlakke gelijkspanning tussen de eerste uitgang 235 en de tweede uitgang 236 in een stroom door de LED 222 die een functie is van de gelijkspanning tussen de eerste uitgang 235 en de tweede uitgang 236. De sturingsschakeling 221 is bij voorkeur ingericht om een puls breedte gemoduleerde stroom te genereren met een duty cycle die een functie is van de gelijkspanning tussen de eerste uitgang 235 en de tweede uitgang 236. De puls breedte gemoduleerde stroom heeft bijvoorbeeld een amplitude tussen 450 mA en 550 mA, bijvoorbeeld 500 mA, een periode tussen 600 en 650 ps, bijvoorbeeld 625 ps, en een duty cycle die varieert tussen 0 en 100%.The LED modules 220 are connected in parallel between the first output 235 and second output 236. Each LED module 220 comprises a control circuit 221 and an LED 222. The control circuit 221 is arranged for converting the substantially flat direct voltage between the first output 235 and the second output 236 in a current through the LED 222 which is a function of the direct voltage between the first output 235 and the second output 236. The control circuit 221 is preferably adapted to generate a pulse width modulated current with a duty cycle that is a function of the direct voltage between the first output 235 and the second output 236. The pulse width modulated current has, for example, an amplitude between 450 mA and 550 mA, e.g. 500 mA, a period between 600 and 650 ps, e.g. 625 ps, and a duty cycle that varies between 0 and 100%.

Een tweede uitvoeringsvorm volgens de uitvinding is geïllustreerd in figuur 3. Figuur 3 toont een schema van een dimsysteem voor LED verlichting met een spanningsomzettingsmodule 330 en meerdere in parallel geschakelde LED modules 320.A second embodiment according to the invention is illustrated in Figure 3. Figure 3 shows a diagram of a dimming system for LED lighting with a voltage conversion module 330 and several LED modules 320 connected in parallel.

De spanningsomzettingsmodule 330 heeft een eerste ingang 331 en een tweede ingang 332 waartussen een voedingsspanning 300 aanlegbaar is, hier wisselspanning, bijvoorbeeld een 230V wisselspanning, en twee dimingangen 333, 334 voor een dimsignaal. Al naargelang het type dimmer kan dit ook één ingang zijn. Een dergelijk voorbeeld is getoond in figuur 3A, waar de dimmer 310 een TRIAC dimmer is, en één dimingang 333 kan volstaan. De stroom door de TRIAC dimmer kan dan via ingang 312 lopen.The voltage conversion module 330 has a first input 331 and a second input 332 between which a supply voltage 300 can be applied, here alternating voltage, for example a 230V alternating voltage, and two dimming inputs 333, 334 for a dimming signal. Depending on the type of dimmer, this can also be one input. Such an example is shown in Figure 3A, where the dimmer 310 is a TRIAC dimmer, and one dim input 333 can suffice. The current through the TRIAC dimmer can then go through input 312.

De spanningsomzettingsmodule 330 omvat een AC/DC omzetter 337 voor het omzetten van de wisselspanning 300 in een intermediaire gelijkspanning, bijvoorbeeld een 48 V gelijkspanning, en een dimbare omzetter 338 die dezelfde kan zijn als de spanningsomzettingsmodule 230 van figuur 2. De dimbare omzetter 338 is ingericht voor het omzetten van de intermediaire gelijkspanning in een gelijkspanning tussen een eerste uitgang 335 en een tweede uitgang 336. De gelijkspanning tussen de eerste uitgang 335 en de tweede uitgang 336 is gelegen tussen een eerste en een tweede spanning, bijvoorbeeld tussen 40V en 46V, en is een functie van het dimsignaal.The voltage conversion module 330 comprises an AC / DC converter 337 for converting the alternating voltage 300 into an intermediate DC voltage, for example a 48 V DC voltage, and a dimmable converter 338 which may be the same as the voltage conversion module 230 of Figure 2. The dimmable converter 338 is arranged for converting the intermediate direct voltage into a direct voltage between a first output 335 and a second output 336. The direct voltage between the first output 335 and the second output 336 is between a first and a second voltage, for example between 40V and 46V, and is a function of the dimming signal.

De LED modules 320 zijn in parallel geschakeld tussen de eerste uitgang 335 en tweede uitgang 336. Elke LED module 320 omvat een sturingsschakeling 321 en een LED 322. Deze LED modules kunnen dezelfde zijn als de LED modules 220 die hierboven beschreven werden aan de hand van figuur 2.The LED modules 320 are connected in parallel between the first output 335 and second output 336. Each LED module 320 comprises a control circuit 321 and an LED 322. These LED modules can be the same as the LED modules 220 described above with reference to figure 2.

De LED modules 220, 320 kunnen geïntegreerde modules zijn waarin de sturingsschakeling 221, 321 en een LED 222, 322 zijn opgenomen. Het is echter ook mogelijk om de sturingsschakeling 221, 321 en de LED 222, 322 te voorzien als losse units.The LED modules 220, 320 can be integrated modules in which the control circuit 221, 321 and an LED 222, 322 are included. However, it is also possible to provide the control circuit 221, 321 and the LED 222, 322 as separate units.

Figuur 4A illustreert een uitvoering met een jack 400 en een jackopnamedeel 450. Het jackopnamedeel 450 is bedoeld voor plaatsing tegen of in een wand, typisch een plafond en is verbonden met de spanningsomzettingsmodule 220, 230. De jack 400 heeft een eerste uiteinde dat voorzien is van contactklemmen 410, 420 die bedoeld zijn om samen te werken met overeenstemmende contacten in het jackopnamedeel 450, en een tweede uiteinde dat bedoeld is om verbonden te worden met een LED armatuur 470 waarin een LED 222, 322 is opgenomen. In de variant van figuur 4A is de sturingsschakeling 220, 320 opgenomen in de LED armatuur 470. In de variant van figuur 4B is de sturingsschakeling 220, 320 opgenomen in de jack 400. Volgens nog een andere niet getoonde variant kunnen de jack 400 en de LED armatuur 470 als één geïntegreerd geheel zijn uitgevoerd.Figure 4A illustrates an embodiment with a jack 400 and a jack receptacle 450. The jack receptacle 450 is intended for placement against or in a wall, typically a ceiling, and is connected to the voltage conversion module 220, 230. The jack 400 has a first end provided with of contact terminals 410, 420 intended to co-operate with corresponding contacts in the jack receptacle 450, and a second end intended to be connected to an LED fixture 470 in which an LED 222, 322 is included. In the variant of Figure 4A, the control circuit 220, 320 is included in the LED fixture 470. In the variant of Figure 4B, the control circuit 220, 320 is included in the jack 400. According to yet another variant, the jack 400 and the LED fixture 470 are designed as an integrated whole.

Figuur 5 toont een mogelijke uitvoeringsvorm van een sturingsschakeling 221, 321. De sturingsschakeling 221, 321 heeft een eerste ingangsklem 501 en een tweede ingangsklem 502 waartussen de in hoofdzaak vlakke gelijkspanning wordt aangelegd. De eerste ingangsklem 501 is verbonden met een diode 503 die bij normale werking geleidend is. Tussen het andere einde 504 van de diode 503 en de tweede ingangsklem 502 is een condensator 505 geschakeld in parallel met een serieschakeling van een zener diode 506 en twee weerstanden 507, 508. De spanning tussen weerstand 507 en weerstand 508 wordt via weerstand 509 als ingang verschaft aan een buck omzetter 510. Wanneer de spanning tussen 501 en 502 varieert tussen 40V en 46V, kan de zener diode 506 bijvoorbeeld een zenerspanning van 39 V hebben. Hoe hoger de spanning tussen 501 en 502, hoe hoger de spanning over weerstand 508. De buck omzetter 510 is ingericht om een puls breedte gemoduleerde stroom te genereren door LED 222, 322 met een bedrijfscyclus (duty cycle) die een functie is van deze spanning.Figure 5 shows a possible embodiment of a control circuit 221, 321. The control circuit 221, 321 has a first input terminal 501 and a second input terminal 502 between which the substantially flat direct voltage is applied. The first input terminal 501 is connected to a diode 503 which is conductive in normal operation. Between the other end 504 of the diode 503 and the second input terminal 502, a capacitor 505 is connected in parallel with a series connection of a zener diode 506 and two resistors 507, 508. The voltage between resistor 507 and resistor 508 is input via resistor 509 provided to a buck converter 510. When the voltage between 501 and 502 varies between 40V and 46V, the zener diode 506 may have a zener voltage of 39 V, for example. The higher the voltage between 501 and 502, the higher the voltage across resistor 508. The buck converter 510 is arranged to generate a pulse width modulated current through LED 222, 322 with a duty cycle that is a function of this voltage .

Figuur 6 toont een mogelijke uitvoeringsvorm van een spanningsomzettingsmodule 230. De spanningsomzettingsmodule 230 omvat een microcontroller 600 en een omzetter 605. De microcontroller 600 is ingericht voor het omzetten van een dimsignaal in een controlesignaal. De spanningsomzettingsmodule 230 omvat meerdere paren dimingangen 233, 234; 233’, 234’; 233”, 234” die ingericht zijn voor het ontvangen van dimsignalen van verschillende types dimmers 210, 210’, 210”. Hoewel in figuur 6 verschillende dimmers 210, 210’, 210” getoond zijn, begrijpt de vakman dat in de praktijk typisch maar één dimmer aangesloten wordt op de spanningsomzettingsschakeling 230. De dimmers 210, 210’, 210” zijn bijvoorbeeld één of meer van de volgende types dimmers: een 0/1-10 V dimmer, een PWM (“Pulse Width Modulation”) dimmer, een DALI (“Digital Addressable Lighting Interface”) dimmer, een Forward Phase Control dimmer (zoals een TRIAC of SCR dimmer), een drukknop dimmer. De microcontroller 600 is ingericht voor het omzetten van dimsignalen van verschillende types dimmers 210, 210’, 210” in een controlesignaal, en om dit controlesignaal door te geven aan de omzetter 605. De omzetter 605 is ingericht voor het omzetten van de voedingsspanning tussen ingangen 231, 232 in de uitgangsspanning tussen uitgangen 235, 236, waarbij de uitgangsspanning een vlakke gelijkspanning is met een spanningswaarde die varieert tussen de eerste en de tweede spanningswaarde in functie van het controlesignaal. Optioneel kunnen ook de voedingsspanning tussen ingangen 231 en 232 en de uitgangsspanning tussen uitgangen 235 en 236 doorgegeven worden aan de microcontroller 600, zie lijnen 609 en 610 en feedbacklijnen 608, 607. Gebruikmakend van een dergelijke feedbacklus kan het controlesignaal dan verder worden bijgestuurd in functie van de uitgangsspanning.Figure 6 shows a possible embodiment of a voltage conversion module 230. The voltage conversion module 230 comprises a microcontroller 600 and a converter 605. The microcontroller 600 is adapted to convert a dimming signal into a control signal. The voltage conversion module 230 includes a plurality of pairs of dim inputs 233, 234; 233 ", 234"; 233 ", 234" adapted to receive dimming signals from different types of dimmers 210, 210 ", 210". Although different dimmers 210, 210 ', 210 "are shown in Figure 6, the person skilled in the art understands that in practice only one dimmer is typically connected to the voltage conversion circuit 230. The dimmers 210, 210', 210" are, for example, one or more of the following types of dimmers: a 0 / 1-10 V dimmer, a PWM ("Pulse Width Modulation") dimmer, a DALI ("Digital Addressable Lighting Interface") dimmer, a Forward Phase Control dimmer (such as a TRIAC or SCR dimmer), a push button dimmer. The microcontroller 600 is adapted to convert dimming signals from different types of dimmers 210, 210 ', 210 "into a control signal, and to transmit this control signal to the converter 605. The converter 605 is adapted to convert the supply voltage between inputs 231, 232 in the output voltage between outputs 235, 236, the output voltage being a flat direct voltage with a voltage value that varies between the first and the second voltage value as a function of the control signal. Optionally, the supply voltage between inputs 231 and 232 and the output voltage between outputs 235 and 236 can also be transmitted to the microcontroller 600, see lines 609 and 610 and feedback lines 608, 607. Using such a feedback loop, the control signal can then be further adjusted in function of the output voltage.

Figuur 7 illustreert schematisch een uitvoering met een track 750 waarmee LED armaturen 770 koppelbaar zijn. De track 750 kan ingericht zijn voor plaatsing tegen of in een wand, maar kan ook ingericht zijn om opgehangen te worden. De track 750 omvat meerdere elektrische geleiders 751 en deze elektrische geleiders 751 zijn verbonden met een spanningsomzettingsmodule 220, 230 die uitgevoerd kan zijn volgens één van de hierboven beschreven uitvoeringsvormen. In elke LED armatuur 770 is een LED 222, 322 opgenomen. Verder kan een sturingsschakeling 220, 320 (niet getoond in figuur 7) opgenomen zijn in de LED armatuur 770. Volgens een andere variant kunnen sturingsschakelingen 220, 320 opgenomen zijn in de track 750 (niet getoond in figuur 7). De track 750 en de LED armaturen 770 zijn ingericht om een eenvoudige plaatsing van de LED armatuur 770 in de track 750toe te laten door een mechanische koppeling, waarbij de mechanische koppeling tevens zorgt voor een elektrische verbinding van de LED 222, 322 met de elektrische geleiders 751 in de track 750.Figure 7 illustrates schematically an embodiment with a track 750 with which LED luminaires 770 can be connected. The track 750 can be arranged for placement against or in a wall, but can also be arranged to be hung up. The track 750 comprises a plurality of electrical conductors 751 and these electrical conductors 751 are connected to a voltage conversion module 220, 230 which may be designed in accordance with one of the embodiments described above. An LED 222, 322 is included in each LED fixture 770. Furthermore, a control circuit 220, 320 (not shown in Figure 7) may be included in the LED fixture 770. According to another variant, control circuits 220, 320 may be included in the track 750 (not shown in Figure 7). The track 750 and the LED fixtures 770 are adapted to allow a simple placement of the LED fixture 770 in the track 750 by a mechanical coupling, the mechanical coupling also ensuring an electrical connection of the LED 222, 322 to the electrical conductors 751 in the track 750.

De vakman begrijpt dat de uitvinding niet beperkt is tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen, en dat vele modificaties en varianten mogelijk zijn binnen het kader van de uitvinding, dat enkel bepaald wordt door de hiernavolgende conclusies.Those skilled in the art understand that the invention is not limited to the embodiments described above, and that many modifications and variations are possible within the scope of the invention, which is only determined by the following claims.

Claims

Conclusions

A dimming system for LED lighting comprising: a voltage conversion module with a first input and a second input between which a supply voltage can be applied, and one or more dimming inputs for a dimming signal; wherein the voltage conversion module is adapted to convert the supply voltage into an output voltage between a first and a second output, the output voltage being a substantially flat DC voltage with a voltage value varying between a first and a second voltage value as a function of the dimming signal; multiple LED modules connected in parallel between the first and second output; wherein each LED module comprises a control circuit and an LED, the control circuit being adapted to convert the output voltage of the voltage conversion module into a current through the LED which is a function of this output voltage.

The dimming system of claim 1, wherein the control circuit is adapted to generate a pulse width modulated current with a duty cycle that is a function of the output voltage.

A dimming system according to claim 1 or 2, wherein the voltage conversion module comprises a microcontroller and a converter; wherein the microcontroller is adapted to convert the dimming signal into a control signal; and wherein the converter is adapted to convert the supply voltage to the output voltage, the output voltage being a flat direct voltage with a voltage value varying between the first and the second voltage value as a function of the control signal.

A dimming system according to claim 3, wherein the voltage conversion module comprises a plurality of dimming inputs adapted to receive dimming signals from different types of dimmers, and the microcontroller is adapted to convert dimming signals from different types of dimmers into a control signal.

A dimming system according to any one of the preceding claims, wherein the dimming signal is an electrical dimming signal.

A dimming system according to any one of the preceding claims, wherein the voltage conversion module is adapted to control the output voltage as a function of a dimming signal from one or more of the following types of dimmers: a 0 / 1-10 V dimmer, a PWM (Pulse Width Modulation ”) Dimmer, a DALI (“ Digital Addressable Lighting Interface ”) dimmer, a Forward Phase Control dimmer (such as a TRIAC or SCR dimmer), a push button dimmer that is designed to generate a dimming signal that is a function of how long the push button is pressed is printed.

A dimming system according to any one of claims 1-6, wherein the supply voltage is a direct voltage that is between 40 and 60 V, preferably between 45 V and 50 V, and even more preferably is 48 V.

A dimming system according to any one of claims 1-6, wherein the supply voltage is an alternating voltage.

A dimming system according to any one of the preceding claims, wherein the first and the second voltage values are less than 60 V, and preferably greater than 30 V.

10. Dimming system as claimed in any of the foregoing claims, wherein the difference between the first voltage value and the second voltage value is greater than 3 V, preferably greater than 5 V.

A dimming system according to any one of the preceding claims, wherein the control circuit comprises a buck converter adapted to generate a pulse width modulated current with a duty cycle that is a function of the output voltage.

12. A voltage conversion module for use in a dimming system as claimed in any one of the preceding claims, with a first input and a second input between which a supply voltage can be applied, and one or more dimming inputs for a dimming signal; wherein the voltage conversion module is adapted to convert the supply voltage into an output voltage between a first and a second output, the output voltage being a substantially flat DC voltage with a voltage value varying between a first and a second voltage value as a function of the dimming signal.

The voltage conversion module of claim 12, wherein the voltage conversion module comprises a microcontroller and a converter; wherein the microcontroller is adapted to convert the dimming signal into a control signal; and wherein the converter is adapted to convert the supply voltage to the output voltage, the output voltage being a flat direct voltage with a voltage value varying between the first and the second voltage value as a function of the control signal.

A voltage conversion module according to claim 13, wherein the voltage conversion module comprises a plurality of dim inputs adapted to receive dim signals from different types of dimmers, and the microcontroller is adapted to convert dim signals from different types of dimmers into a control signal.

15. LED module for use in a dimming system according to any one of the preceding claims, wherein the LED module comprises a control circuit and an LED, the control circuit being adapted to convert a substantially flat direct voltage with a voltage value which can vary between a first and a a second voltage value, in a current through the LED that is a function of this voltage value.

The LED module of claim 15, wherein the control circuit is adapted to generate a pulse width modulated current with a duty cycle that is a function of the voltage value.