CN104053943A

CN104053943A - 照明模块

Info

Publication number: CN104053943A
Application number: CN201380005569.0A
Authority: CN
Inventors: 阿尔贝托·扎诺托; 洛伦佐·罗伯托·特雷维桑厄尔罗; 阿尔贝托·阿尔菲尔; 佛朗哥·扎农
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2014-09-17
Also published as: EP2805101A1; US9101017B2; WO2013107729A1; EP2805101B1; US20140339994A1; EP3098498A1

Abstract

一种照明模块(20)包括用于接收电源电流的电力线(OUT+)以及接地线(GND，OUT-)。照明模块(20)包括用于将照明模块(20)切割成两个部分的分割点(200a)，其中，第一组光源(210a)在分割点(200a)的上游，并且至少第二组光源(210a)在所述分割点(200a)的下游，其中，第一组(210a)和第二组(210b)光源串联连接。特别是，照明模块(20)包括连接至第一组(210a)和第二组(210b)光源与接地线(GND，OUT-)之间的中间点的电阻元件(206a)。该电阻元件(206a)被配置成使得：a)当照明模块(20)尚未在分割点(200a)处切割时，电阻元件(206)的电阻大于分割点(200a)下游的照明模块(20)的部分的电阻，并且b)当照明模块(20)在分割点(200a)处切割时，电阻元件(206)的电阻小于分割点(200a)下游的照明模块(20)的部分的电阻。

Description

照明模块

技术领域

本说明书涉及照明模块。

出于提供包括串联连接的多个发光二极管(LED)的线性LED模块的目的，特别写出了本说明书。

背景技术

图1示出了包括多个光源的照明模块20的实例。例如，被称为线性LED模块，多个LED L被串联连接。

这些线性LED模块例如用于“凹槽口照明”，用于搁架照明，或总体用于可以使用长而窄的照明模块的所有应用。

通常，这些照明模块20安装在印刷电路板(PCB)，比如FR4印刷电路或柔性印刷电路上。

一般说来，线性照明模块20包括用于接收电力信号的至少两个触头202a和202b。

这种类型的照明模块20经常包括可以用于串联连接多个照明模块的两个另外的触头204a和204b。另外，灯串的最后一个照明模块的触头204a和204b通常被链路或电阻器短路以封闭电流回路。

因此，可设置的这串照明模块的可能长度基本上取决于各个照明模块的长度。

一般说来，短模块可以用于创建任何所需长度，而长模块减少了照明模块之间的连接数量。

由于这个原因，已经开发了照明模块，其通过在某些预定分割点处切割模块20而被切割成不同长度。例如，图1示出了三个分割点200a，200b和200c。例如，图2a至2c示出了图1的照明模块分别在分割点200c，200b和200a处切割的实例。

然而，正如前面所提及的，链路或电阻器必须通过焊接等连接至照明模块20以便封闭电流回路。例如，由于这个原因必须在印刷电路上设置其他触头，并且该操作尤其困难和/或可能会损坏照明模块20。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺点。

根据本发明，该目的借助具有下述权利要求中要求保护的特征的照明模块来实现。

权利要求书形成在本文中关于本发明提供的技术教导的不可缺少的部分。

在各种实施例中，照明模块包括用于将照明模块切割成两个部分的分割点。照明模块因此包括分割点上游的第一组光源，以及分割点下游的第二组光源，其中，第一组和第二组光源串联连接。

在各种实施例中，照明模块还包括连接至第一组和第二组光源与地面之间的中间点的电阻元件。该电阻元件允许电流在照明模块切割后流动，换句话说，

a)当照明模块尚未被切割时，电阻元件使得电源电流主要流过光源，并且

b)当照明模块尚未被切割时，电阻元件使得电源电流主要流过中断的上游的光源并流过电阻元件。

在各种实施例中，为了提供该操作，电阻元件被配置成使得：

a)当照明模块尚未在分割点处切割时，电阻元件的电阻大于分割点下游的照明模块的部分的电阻，并且

b)当照明模块在分割点处已切割时，电阻元件的电阻小于所述分割点下游的照明模块的部分的电阻。

例如，在各种实施例中，电阻元件是电阻大于分割点下游的照明模块的部分的电阻的电阻器。

在其他实施例中，电阻元件是具有可调节电阻的元件，比如电子开关。例如，在各种实施例中，电子开关与检测照明模块是否在分割点处切割，并以合适的方式驱动开关的检测装置相关联。

附图说明

现在将参照附图仅仅通过非限制性实例的方式来描述本发明，其中：

图1至2c已经被描述，

图3a和图3b示出照明模块的实例，并且

图4a至图7示出根据本说明书的照明模块的各个实施例。

具体实施方式

以下描述示出了旨在提供实施例的更深入理解的各种具体细节。实施例可以在没有具体细节中的一个或多个的情况下，或者可使用其他方法、部件、材料等来提供。在其他情况下，已知的结构、材料或操作未详细示出或描述，以便避免模糊实施例的各个方面。

该描述中的“实施例”的参考旨在表示：就该实施例所描述的特别配置、结构或特征包括在至少一个实施例中。因此，可能存在于该描述的各个部分中的短语比如“在实施例中”不一定指同一实施例。此外，特定形成、结构或特征可以以合适的方式组合在一个或多个实施例中。

在本文中使用的附图标记仅为了便利，因此不限定实施例的保护范围或范围。

如上所述，本描述提供了可以用于提供具有各种长度的照明模块的解决方案。

图3a和图3b示出了两个典型照明系统，其包括电子转换器10和包括串联连接的多个光源比如LED L的照明模块20。

在各种实施例中，电子转换器10例如可以是线性或开关电源(AC/DC或DC/DC)，在其输入端接收电力信号M(例如从供电线路)并在其输出端经由包括两个端子OUT+和OUT-的电力输出端提供直流电流。该电流可以是恒定不变的或可以随时间改变以便控制由LED发出的光强度，被称为“调光”功能。一般来说，光强度可以通过调节流过照明模块的平均电流，例如通过设定更低的直流电流和/或通过利用脉冲宽度调制(PWM)调制电流来进行调节。

在图3a中所示的实施例中，照明模块20包括两个连接器202和204。

特别地，在考虑中的实施例中，第一连接器202和第二连接器204各自包括至少两个触头，分别用202a，202b和204a和204b表示。

另外，在考虑中的实施例中，这串LED仅连接在端子202a和204a之间，同时端子202b和204b被由地面GND形成的返回线路短路。

因此，在考虑中的实施例中，第一连接器202可以用于通过将模块20的触头202a连接至转换器10的OUT+端子并将触头202b连接至转换器10的OUT-端子来将照明模块20连接至电子转换器10。

与此同时，第二连接器204可以用于串联连接多个照明模块。特别地，在这种情况下，连接器204可以连接至下一个模块的连接器202，并且这串的最后一个照明模块的连接器204(也就是说连接器204a和204b)必须被链路或电阻器30短路以封闭电流回路。

在图3b中所示的实施例中，电子转换器10直接集成到照明模块20中，换句话说，电力信号M直接被施加给连接器202。

图3b还示出连接器204整体是可选的，并且这串LED也直接连接在电子转换器10的OUT+和OUT-端子之间，或端子204a和204b已经内部短路。

因此，在图3a和图3b中所示的这两个实施例中，当照明模块被切割时，必须手动封闭电流回路。在这种情况下，发明人观察到也可以自动封闭电流回路。

因此，照明模块20不但包括这串LED，而且还包括连接装置，比如电子开关206，其被配置成当照明模块20已经被切割时自动封闭电流回路。

例如，图4a示出了根据本说明书的照明模块20的实施例。电路基本上是基于根据图3b的照明系统的实施例的。然而，本领域技术人员理解相同的教导也可适用于图3a的系统。

特别地，在考虑中的实施例中，这串LED被划分成一些LED 210组，并且电子开关206被配置成选择性地将两个相应组的LED 210之间的中间点连接至地面GND，或连接至电子转换器10的OUT-端子。

一般来说，当使用电流驱动时，电子开关是足够的。然而，对于电压驱动，每个开关206应该耦合至限流器比如电阻器，其被配置成限制流过电子开关206的电流。

另外，每个电子开关26与被配置成检测这串LED的中断的检测装置208相关联，因此，当装置208检测到这串LED的中断时，驱动中断的上游的最后一个电子开关206以便封闭电流回路。

例如，在考虑中的实施例中，具有两个分割点200a和200b，换句话说，三组光源210a，210b和210c。因此，在考虑中的实施例中，设置有两个开关206a和206b以及两个检测装置208a和208b。

例如，图4b示出了照明模块20已经在分割点200b处被切割的情况，图4c示出了照明模块20已经在分割点200a处被切割的情况。

图5a和图5b示出了电子开关206和检测装置208的可能实施例。特别地，图5中所示的实施例可以用于电流驱动，同时图5b中所示的实施例可以用于电压驱动。

在考虑中的实施例中，电子开关是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)Q，比如N-MOS晶体管。在这种情况下，漏极连接至光源组210之间的对应中间点，并且源极连接至地GND。

特别地，在图5a中所示的实施例中，晶体管Q(换句话说漏极端子和源极端子)直接连接在灯串的对应中间点与地GND之间。另一方面，在图5b中所示的实施例中，为了补偿其他LED的缺失并限制流过这串LED的电流，电阻器RI与晶体管Q串联连接，例如连接在晶体管Q的漏极与灯串的对应中间点之间，或在晶体管Q的源极与地GND之间。在这两个实施例中，检测装置208可以由包括串联连接的两个电阻器Rg和Rs的分压器和使分压器的电阻器之一短路的链路2080形成。

特别地，在考虑中的实施例中，分压器Rg，Rs连接在DC电压Vcc与地GND之间，其中分压器Rg，Rs的中间点连接至晶体管Q的栅极。

在各种实施例中，从电力信号M获得电压Vcc。例如，如果电力信号M为230V AC电源电压，则信号Vcc可以借助整流器比如二极管桥式整流器，和滤波器比如电容器来产生。例如，如果电源10被集成到照明模块20中，则该整流器和滤波器通常已经存在。一般来说，还可以直接使用电力信号M，例如在信号M已经是DC电压的情况下。另外，还可以使用电子转换器10的输出端处的信号。在这种情况下，由电子转换器创建的少量电流可以用于供应分压器。

正如前面所提及的，分压器Rg，Rs耦合至使分压器的电阻器之一短路的链路2080。例如，如果使用N-MOS晶体管，则链路2080与电阻器Rs并联连接。在各种实施例中，该链路2080由印刷电路上的轨道形成并延伸超过对应分割点200。因此，当照明模块20在某个分割点200被切割时，对应链路2080也被中断。

因此，如果使用N-MOS晶体管，则晶体管Q的栅极处的电压一般较低，因为电阻器Rs被短路，并且晶体管Q打开。另一方面，当照明模块20在分割点200处被切割时，链路2080被中断，因此晶体管Q的栅极处的电压升高并且晶体管Q关闭。电阻器Rs和Rg因此被配置成确保在这种情况下，晶体管Q的栅极处的电压大于晶体管Q的电压阈值。

在考虑中的实施例中，检测装置208和电子开关206因此被配置使得：

a)当链路2080完好无损时，晶体管Q打开，并且

b)当链路2080被中断时，晶体管Q关闭。

本领域技术人员理解上文所示的检测装置还可以适用于其他类型的晶体管，比如P-MOS或双极型晶体管。

图6示出了整个照明模块20的可能实施例。该实施例基本上是基于图4a的照明模块的，其包括两个分割点200a和200b。

例如，在考虑中的实施例中，使用电流驱动。然而，正如前面所提及的，在本文中描述的解决方案还可以适用于电压驱动。因此，在考虑中的实施例中设置有两个晶体管Q1和Q2。第一晶体管Q1耦合至包括两个电阻器Rg1和Rs1以及第一链路2080a的第一分压器，并且第二晶体管Q2耦合至包括两个电阻器Rg2和Rs2以及链路2080b的第二分压器。

图7示出了成本较低而且效率较低的第二实施例。

特别地，在考虑中的实施例中，电子开关206利用简单的电阻器替换并且检测装置208直接用这串LED的剩余部分(换句话说分割点200的下游的这串的部分)表示。

例如，在这种情况下还示出了两个分割点200a和200b，但在此处提供的教导可以适用于任何数量的分割点。

因此，在考虑中的实施例中，照明模块20包括两个电阻器Rload1和Rload2。

特别地，在分割点200a处，检测装置208a用分割点200a下游的这串LED的部分(换句话说这组光源210b和210c以及电阻器Rload2)表示。

这串LED的这个部分可以用电阻Req1表示。

以基本上类似的方式，在分割点200b处，检测装置208b用分割点200b的下游的这串LED的部分(换句话说这组光源210c)表示。这串LED的这个部分还可以用电阻Req2表示。在考虑中的实施例中，电阻Req1的值因此大于电阻Req2的值。

在一个实施例中，电阻器Rload1和Rload2被设计使得电阻器Rload1和Rload2的值大于相应电阻Req1和Req2的值。

因此，当分割点完好无损时，电流主要流过这串的下游部分。相反，当分割点被中断时，电流回路被封闭并且电流流过对应电阻器Rload。

例如，当电阻器Rload1和Rload2具有相应电阻Req1和Req2的至少两倍电阻时(换句话说当Rload1＞2×Req1和Rload2＞2×Req2时)，满足这些条件。然而，电阻器Rload1和Rload2的值不应该太高，以便防止电阻器Rload1和Rload2吸收太多电力和/或以便确保电子转换器10在最佳条件下被使用。

一般来说，该实施例还可以与电压驱动或电流驱动一起使用。然而，在这种情况下，限制流过这串LED的电流的额外电阻器的功能还借助于对应电阻器Rload来直接设置。

因此，上文描述的实施例利用了在照明模块已经被切割时允许电流流动的连接装置；换句话说，

a)当照明模块尚未被切割时，连接装置使得电源电流主要流过光源，并且

b)当照明模块已经被切割时，连接装置使得电源电流主要流过中断的上游的光源以及连接装置。

在前面描述的实施例中，连接装置由电阻元件，例如简单电阻器或表示可变电阻的电子开关形成。

特别地，如果模块完好无损，则电阻元件的电阻大于对应分割点下游的模块的部分的电阻。

另一方面，如果模块被中断，电阻元件的电阻小于对应分割点下游的模块的部分的电阻，在这种情况下其基本上是无限的。在图7中所示的实施例中，该电阻元件是简单电阻器Rload，并且上文描述的功能通过选择电阻器的电阻的合适值来提供。

另一方面，在图4至图6中所示的实施例中，电阻元件是电子开关(换句话说具有可变电阻的元件)。特别地，该电子开关206耦合至检测电路208，其驱动开关206使得：

a)当模块完好无损时，开关打开，换句话说，电阻元件具有高电阻，并且

b)当模块被中断时，开关被关闭并且电阻元件具有低电阻。

因此，在本文中描述的解决方案具有多个优点，例如，

-照明模块可以在不同分割点处被切割，并且不需要手动操作以便封闭电流回路，

-照明模块和切割的照明模块可以与同一电子转换器一起使用，

-解决方案还可以用于密封的照明模块，在这种情况下，只需要为切割部分提供另外的保护。

清楚地，在保持本发明的原理的情况下，构造的细节和实施例的形式可根据那些仅以非限制性实例的方式示出的构造的细节和实施例的形式显著地改变，而并不因此背离本发明的如在所附权利要求中所限定的范围。

Claims

1.一种照明模块(20)，包括：

-用于接收电源电流的电力线(202a，OUT+)以及接地线(202b，GND，OUT-)，

-用于将所述照明模块(20)切割成两个部分的分割点(200a)，

-在所述分割点(200a)的上游的第一组光源(210a)，以及

-在所述分割点(200a)的下游的至少第二组光源(210b)，其中，所述第二组光源(210b)与所述第一组光源(210a)串联连接，

其特征在于，所述照明模块(20)包括：

-连接至所述第一组(210a)光源和所述第二组(210b)光源与所述接地线(202b，GND，OUT-)之间的中间点的电阻元件(206a)，其中，所述电阻元件(206a)被配置成使得：

a)当尚未在所述分割点(200a)处切割所述照明模块(20)时，所述电阻元件(206)的电阻大于所述分割点(200a)下游的所述照明模块(20)的部分的电阻，并且

b)当在所述分割点(200a)处已切割所述照明模块(20)时，所述电阻元件(206)的电阻小于所述分割点(200a)下游的所述照明模块(20)的部分的电阻。

2.根据权利要求1所述的照明模块(20)，其中，所述电阻元件(206a)是电阻器(Rload)，其中，所述电阻器(Rload)的电阻大于所述分割点(200a)下游的所述照明模块(20)的部分的电阻。

3.根据权利要求1所述的照明模块(20)，其中，所述电阻元件(206a)是具有至少在以下项之间可调节的电阻(Q)：

a)第一条件，其中，所述电阻元件(Q)的电阻大于所述分割点(200a)下游的所述照明模块(20)的部分的电阻，并且

b)第二条件，其中，所述电阻元件(Q)的电阻小于所述分割点(200a)下游的所述照明模块(20)的部分的电阻。

4.根据权利要求3所述的照明模块(20)，其中，所述电阻元件是电子开关。

5.根据权利要求4所述的照明模块(20)，其中，所述电阻元件是例如MOSFET或双极型晶体管的晶体管(Q)。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的照明模块(20)，包括检测装置(208a)，该检测装置配置为：

-检测在所述分割点(200a)处是否切割所述照明模块(20)，并且

-驱动所述电阻元件(Q)使得：

a)当尚未在所述分割点(200a)处切割所述照明模块(20)时，所述电阻元件(Q)处于所述第一条件下，并且

b)当在所述分割点(200a)处已切割所述照明模块(20)时，所述电阻元件(Q)处于所述第二条件下。

7.根据权利要求6所述的照明模块(20)，其中，所述检测装置包括分压器(Rg，Rs)。

8.根据权利要求6或7所述的照明模块(20)，其中，所述检测装置包括链路(2080)，该链路延伸超过所述分割点(200a)并且当在所述分割点(200a)处切割所述照明模块(20)时被中断。

9.根据前述权利要求中任一项所述的照明模块(20)，其中，所述照明模块包括多个分割点，其中，每个所述分割点(200a，200b)与相应的所述电阻元件(206a，206b)相关联。

10.根据前述权利要求中任一项所述的照明模块(20)，包括线性转换器或电子开关转换器(10)。