CN102460008A - 包括内部电源和用于将照明设备连接至外部电源的接口的照明设备 - Google Patents

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Abstract

一种照明设备，包括：至少一个光发射器件(106)；内部电源(208)；用于将所述照明设备电连接至外部电源(210)的电接口(112)；用于将所述照明设备热连接至外部散热器(121)的热接口(114)；以及用于当所述照明设备与所述外部电源(210)和所述外部散热器(121)中至少之一断开连接时在第一模式中操作所述照明设备并且当所述照明设备连接至所述外部电源(210)和所述外部散热器(121)时在第二模式中操作所述照明设备的电路系统，在所述第一模式中由所述内部电源(208)对所述至少一个光发射器件(106)供电，在所述第二模式中由所述外部电源(210)对所述至少一个光发射器件(106)供电，并且其中相对于在所述第二模式中的第二最大亮度而言，在所述第一模式中的第一最大亮度是受限的。

Description

包括内部电源和用于将照明设备连接至外部电源的接口的照明设备
技术领域
本发明涉及包括内部电源和用于将照明设备电连接至外部电源的电接口的照明设备。本发明还涉及提供外部电源的接合设备，并且还涉及包括这类照明设备和这类接合设备的系统。
背景技术
在没有照明器可用或在来自可用照明器的照明不足的情形中可移动的灯可以是便利的。
如果在市电电源断电的情形中使用可移动的灯，则可移动的灯必须由诸如电池之类的内部电源供电。然而，由于电池的可用电力有限，因此通常优选当市电电源可用时经由市电电源对可移动的灯供电。
在两种情形中均可以使用的现有技术布置是包括电池供电的灯和可以连接到市电电源的充电器的照明系统。因此，当电能经过市电电源可用时，灯可以连接至充电器并且接收来自市电电源的电力，而可移动的灯还可以与充电器断开连接并且被用于照明没电可用的区域。
然而，似乎仍有提供改进的照明设备的空间。
发明内容
鉴于上述内容，本发明的目的在于提供一种改进的照明设备。
根据本发明的一个方面，提供了一种照明设备，其包括：至少一个光发射器件；内部电源；用于将照明设备电连接到外部电源的电接口；用于将照明设备热连接至外部散热器的热接口；以及当照明设备与外部电源和外部散热器中至少一个断开连接时在第一模式操作照明设备并且当照明设备连接至外部电源和外部散热器时在第二模式操作照明设备的电路系统，在第一模式中由内部电源对至少一个光发射器件供电，在第二模式中由外部电源对至少一个光发射器件供电，并且其中相对于照明设备在所述第二模式中的最大亮度而言，照明设备在所述第一模式中的最大亮度是受限的。
本发明基于以下理解，即通过提供当照明设备与外部电源断开连接时操作在第一模式并且当照明设备连接至外部电源时操作在第二模式的照明设备，并且通过单独设计每个模式的最大亮度，可以改进照明性能。这是由于当照明设备由内部电源供电时，最大亮度主要由内部电源的能力限制，而当照明设备经由诸如市电电源之类的外部电源供电时，最大亮度受限于在照明设备中产生的热量。因此，通过提供可操作于第一模式和第二模式的照明设备并且单独设计每个模式的最大亮度，照明设备可以完全利用在两个情形中的可用能力。此外，通过提供外部散热器，可以进一步增加当照明设备连接至外部电源时的最大亮度，同时抑制照明设备的尺寸和重量。
根据一个实施方式，可以布置选择器以在第一模式和第二模式之间切换。选择器可以例如借助于控制单元可自动地操作，该控制单元检测照明设备何时连接至外部电源和外部散热器，并且对此响应以改变至第二模式。
电路系统可以被配置为使得在照明设备操作于第二模式时比照明设备操作在第一模式时以更高的功率操作至少一个光发射器件。
此外，对于包括多个光发射器件的照明设备而言，电路系统可以被配置成在照明设备操作在第二模式时比照明设备操作在第一模式时激活更多的光发射器件。
电路系统还可以被配置成使得当照明设备电连接至外部电源时对内部电源进行充电。与此有关联的一个优势在于可以在不将内部电源从照明设备移除的情形下对内部电源进行充电。
根据一个实施方式，电接口可以被配置成经由直接电接触传递电能，从而提供有效和可靠的方式以在外部电源和照明设备之间传递电能。
此外，电接口和热接口可以被布置在适于由接合设备中插座接收的对应插头中。由于电接口和热接口二者均集成在插头中，因此可以确保照明设备当连接至外部电源时其还连接至外部散热器，并且因此可以有效防止过热。
根据本发明的另一方面，提供了一种接合设备，其包括：电源；散热器；用于将电源电连接至照明设备的电接口，该照明设备适于当与接合设备断开连接时操作在第一模式中，并且连接至接合设备时操作在第二模式中，其中相对第二模式中的第二最大亮度而言，第一模式中的第一最大亮度是受限的；以及热接口，用于将散热器热连接至照明设备。因此，由于照明设备连接至接合设备，因此接合设备可以对照明设备供电并且从照明设备经由散热器向周围环境提供增强的热耗散。
电接口和热接口可以在适于接收照明设备的插头的对应插座中提供。由于电接口和热接口二者均集成在插座中，可以确保当照明设备连接至外部电源时，该照明设备还连接至外部散热器，并且因此可以有效防止过热。
电源可以优选地适于例如通过将接合设备连接至墙壁插座而从市电电源接收其电能。
此外，根据本发明的照明设备可以有利地包括在照明系统中，该照明系统还包括接合设备，该接合设备包括：电源；散热器；用于将电源电连接至照明设备的电接口；以及用于将散热器电连接至照明设备的热接口。
根据随后的详细公开、所附的从属权利要求以及附图，其他一些目的、特征和优势将变得显然。
附图说明
通过下面参考所附附图对本发明优选实施方式的示意性和非限制性的详细描述，将更好地理解本发明的上述目的、特征和优势以及其他一些目的、特征和优势，附图中相同参考标号将用于类似的元件，在附图中：
图1示意性地示出了根据本发明一个实施方式的照明系统。
图2示意性地示出了根据本发明一个实施方式的照明设备的电路系统。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明一个实施方式的照明系统。照明系统100包括照明设备102以及接合设备104，接合设备104在此为充电器。
照明设备在此是可移动的灯，其尺寸被选择为使得用户可以拾取该照明设备并将其放置在期望的位置。因此，用户可以例如将照明设备从充电器取出并将其放置在靠近其椅子的桌上以作为阅读灯。所示出的照明设备具有约80mm的直径以及约60mm的高度。然而，如本领域技术人员所认知的那样，照明设备的尺寸可以变化。
照明设备102包括多个光发射器件106，光发射器件106此处为布置在印刷电路板上的发光二极管(LED)106。LED的数量将基于应用而变化，但是典型地基于当其连接至在充电器中提供的外部散热器时可以从照明设备耗散的热量来选择。此处，存在二十个高功率LED，每个LED具有约1W的功率。还存在形式为一个或多个可重复充电的电池(例如Ni-Cd电池)的内部电源(图2中示出)，其布置在照明设备中以对LED 106供电。然而，也可以使用用于存储电能的其他装置，诸如超级电容器。
在所示出的示例中，照明设备的较低部分形成插头110，该插头使得照明设备102能够连接至充电器104中的对应插座122。插头110具有用于将照明设备电连接至在充电器中提供的外部电源210的电接口112以及用于将照明设备热连接至充电器中的散热器121的热接口114。电接口在此的形式是从照明设备的侧部放射状突出的三个电接触管脚112。电接触管脚可以由铜或其他导电材料制成。此外，每个电接触管脚电连接至印刷电路板，并且因此连接至布置于该印刷电路板上的LED 106。
热接口114在此是形成照明设备的底部表面的平坦铜板。诸如碳、铝合金、热导塑料或陶瓷之类的具有高热导性的其他材料也可以用于热接口。平坦铜板例如通过在印刷电路板中提供的一系列热过孔与LED热接触。热接口114的区域被设计成使得足够的热量从照明设备耗散至充电器中的外部散热器121。在示出的示例中，热接口基本构成照明设备的整个底部表面。
图1中示出的充电器104包括塑料外壳120、散热器121(通常由铝制成)以及用于将充电器连接至市电电源的主插头123。在充电器中提供的插座122适于接收照明设备的插头110。充电器的热接口126在此处是散热器121的通过插座122可接近的平坦上表面。此外，插座122包括具有三个L形凹口128的塑料环129，该凹口128适于接收照明设备的电接触管脚112。充电器中的电接口124在此借助于布置在塑料环129中的三个接触板来提供。接触板124由铜制成或由一些其他导电材料制成，并且电连接至市电插头123。照明设备因此可以通过将电接触管脚112引入L形凹口128并且向下按压照明设备同时将其逆时针转动以连接至充电器。通过该布置，每个电接触管脚112将不仅与充电器中与其对应的接触板124电接触，电接触管脚还将照明设备102机械连接至充电器104，并且将照明设备的热接口114抵靠散热器的上表面126按压，从而实现增强的热传递。
图2示意地示出了照明设备的电路系统。LED 106在此连接至布置成在第一位置A和第二位置B之间切换的选择器202，在第一位置A时经由内部电源208对LED进行供电，在第二位置B时经由外部电源210对LED 106进行供电(外部电源210在此是经由充电器104提供的市电电源)。控制单元204在此被布置成自动地控制选择器，该控制单元204例如是中央处理单元(CPU)。然而，还可以使用机械开关来操作选择器，该机械开关随着照明设备被布置在充电器中而被按入。还存在用于将来自市电电源的电能转换成照明设备安全使用的电压的电压转换器206。该电路系统还使得能够在照明设备102连接至充电器104时经由市电电源对内部电源208进行充电。
尽管所有的驱动电子器件在此被布置在照明设备中，但是还可以在照明设备102中提供用于经由内部电源对LED供电的第一驱动电路以及在充电器104中提供用于经由外部电源对LED供电的第二电路。
照明设备102可以当与充电器104断开连接时在具有第一最大亮度的第一模式中操作，并且当照明设备连接至充电器104时在具有第二最大亮度的第二模式中操作。在此相对于第二亮度而言，第一亮度是受限的，这主要是由于内部电源的有限的能力。当照明设备与充电器断开连接时，可以通过使LED以较低的功率操作和/或通过仅激活LED的子集来实现受限的最大亮度。
在操作中，当照明设备102由用户开启时，控制单元204确定照明设备是否连接至充电器。这可以通过检测是否有电压施加至照明设备的电接触管脚112来完成。然而，还可以通过机械开关来检测，该机械开关随着照明设备在充电器中布置而按入。
如果没有电压施加到电接触管脚，则这意味着照明设备102与充电器104断开连接，并且控制单元204因此将选择器202设置在位置A。因此，LED 202由内部电源208供电，并且照明设备操作在具有第一最大亮度的第一模式中。
另一方面，如果控制单元检测到施加到电接触管脚112的电压，则这意味着照明设备102连接至充电器104，并且控制单元204因此将选择器202设置在位置B。因此，经由市电电源对LED 106进行供电，并且照明设备操作在具有第二最大亮度的第二模式中。此外，由于在此情形中的照明设备102连接至在充电器104中提供的外部散热器121，所以在LED结处产生的热量将从照明设备经由热接口114、126传递至充电器中的散热器121。因此，由照明设备产生的热量可以经由散热器121耗散至周围环境。
通常基于内部电源208的能力设计第一最大亮度，这是由于当照明设备与充电器断开连接时这经常是主要限制。在典型的消耗装置应用中，照明设备可用的功率通常被限制到约5W以具有合理的电池寿命。因此，控制单元可以通过将所有的二十个LED操作为每个LED具有0.25W的最大功率来限制第一最大亮度。备选地，控制单元可以以全功率(即每个LED 1W)激活二十个LED中的五个。
已经参考一些实施方式主要描述了本发明。然而，如本领域技术人员所容易理解地，除了上面已公开的实施方式之外的其他实施方式在如所附权利要求书限定的本发明的范围内同等可能。例如，虽然外部电源和外部散热器已被描述为充电器的一部分，但是可以单独提供外部电源和外部散热器。此外，照明设备的插头和充电器中的插座的设计可以变化。例如，可以有两个电接触管脚从照明设备的底部表面突出，该电接触管脚可以以类似于插头插入墙壁插座的方式插入在插座底部提供的两个孔中。此外，热接口不限于平坦表面，而是可以具有其他形状，只要照明设备的热接口的形状与充电器的热接口的形状互补以实现接口之间的接触。还可以利用布置在照明设备的热接口和充电器的热接口之间的热接口材料以进一步增强从照明设备向散热器的热传递。此外，虽然电接口在此基于直接的电接触，但是还可以利用经由感应传递电能的电接口。在第一最大亮度受限于由LED产生的热量而非内部电源的能力的情形下，还可以在照明设备中布置附加的散热器。

Claims (11)

1.一种照明设备(102)，包括：
至少一个光发射器件(106)；
内部电源(208)；
用于将所述照明设备电连接至外部电源(210)的电接口(112)；
用于将所述照明设备热连接至外部散热器(121)的热接口(114)；以及
用于当所述照明设备与所述外部电源(210)和所述外部散热器(121)中至少之一断开连接时在第一模式操作所述照明设备并且当所述照明设备连接至所述外部电源(210)和所述外部散热器(121)时在第二模式中操作所述照明设备的电路系统，在所述第一模式中由所述内部电源(208)对所述至少一个光发射器件(106)供电，在所述第二模式中由所述外部电源(210)对所述至少一个光发射器件(106)供电，并且其中相对于所述照明设备在所述第二模式中的最大亮度而言，所述照明设备在所述第一模式中的最大亮度是受限的。
2.根据权利要求1所述的照明设备，其中选择器(202)被布置用于在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
3.根据权利要求1或2所述的照明设备，其中所述电路系统被配置成使得当所述照明设备在所述第二模式中操作时比当所述照明设备在所述第一模式中操作时以更高的功率操作所述至少一个光发射器件(106)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，包括多个光发射器件(106)，其中所述电路系统被配置成使得当所述照明设备在所述第二模式中操作时比当所述照明设备在所述第一模式中操作时激活更多的光发射器件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中所述电路系统被配置成使得当所述照明设备电连接至所述外部电源(210)时能够对所述内部电源(208)进行充电。
6.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中所述电接口(112)被配置成经由直接的电接触传递电能。
7.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中所述电接口(112)和所述热接口(114)在插头(110)中提供。
8.一种接合设备(104)，包括：
电源(210)；
散热器(121)；
电接口(124)，用于将所述电源(210)电连接至照明设备，所述照明设备适于当与所述接合设备断开连接时操作在第一模式中并且当连接至所述接合设备时操作在第二模式中，其中相对于所述第二模式中的第二最大亮度而言，所述第一模式中的第一最大亮度是受限的；以及
热接口(126)，用于将所述散热器(121)热连接至所述照明设备。
9.根据权利要求8所述的接合设备，其中所述电接口(124)和所述热接口(126)在插座(122)中提供。
10.根据权利要求8或9所述的接合设备，其中所述电源(210)适于从市电电源接收其电能。
11.一种照明系统(100)，包括根据权利要求1至7中任一项所述的照明设备(102)以及根据权利要求8至10中任一项所述的接合设备(104)。
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