CN109076668B - 可控电力及照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可控电力及照明系统。特别提供了一种用于布置和自动控制一个或多个用电设备的方法，包括一个或多个含发光二极管(LED)的照明设备，以及可选的一个或多个基于非LED的设备，其中设备适于由本系统内三相交流电供电。

Description

可控电力及照明系统

技术领域

本发明涉及一种新型可控电力及照明系统。本发明特别涉及一种方法，用于布置和自动控制一个或多个用电设备，其中用电设备中的至少一个为包含发光二极管(LED)的照明设备，在本系统中，其中包含LED的照明设备适于由三相电供电，其中供应至系统的该三相交流电(AC)经由三相交流/ 直流整流器(AC/DC整流器)转换为直流电(DC)，本发明特别涉及这样的布置：三相交流电分布在导电母线上。本发明还涉及一种方法，用于布置和自动控制本系统中的照明设备，特别是发光二极管(LED)灯，以及可选的基于非LED的设备，适于由三相交流电供电，其中经由传统导线结合三相开关电源(SMPS)对三相交流电进行分配。此外，该新型电力及照明系统适合以均衡且安全的方式靠近生物体使用，特别是能够生长的家庭或商用生长系统中的生物体，例如植物。

本发明还涉及一种可控电力及照明系统，用于一个或多个用电设备，包括至少一个发光二极管 (LED)照明设备以及可选的一个或多个非照明用电设备，该系统以均衡且安全的方式分配电力和光。

本发明还涉及一种方法，使得能够根据特定需要，在1m²至超过10000m²的大的表面积上对单独的照明设备、照明设备组或阵列以及非照明设备进行单独控制。

本发明还涉及一种方法，用于在各种各样的应用中，控制单独LED灯(LED)的波长、亮度和光周期，包括商业和家庭应用。

本发明还涉及为系统中的用电LED照明设备提供自动控制、数字收集与报告，以及如果存在的话，还为系统中基于非LED的用电设备提供自动控制、数字收集与报告，还提供特定设备的特性的实时监控和管理、与系统中预设条件相关的进化算法与反馈回路的使用。

本发明还涉及用于在灵活的电压水平提供LED照明的方法，同时相比传统系统提供额外的安全性和效率。本发明还涉及提供用在各种应用中的超低电压水平例如12-50v交流电LED照明的方法，包括商业应用和家庭应用，特别是用在商业或家庭生长系统中，同时确保用户的安全并遵从健康和安全电气标准而无需防护等级。

本发明还涉及通过使用如本文所述的系统，对系统功率因数(PF)值的优化和系统总谐波失真(THD) 的最小化。

背景技术

已知发光二极管(LED)照明技术用于提供提高的功率效率及降低相关成本，特别是在商业应用中，例如之前使用低效/高成本高强度放电(HID)钠灯的街道照明中。

从商业的角度，特别是从LED阵列在大规模商业应用中的潜在实施的角度，例如工业应用或大型零售应用中，如果这种LED阵列可以在更节能的基础上，以具有成本效益的方式运行，同时提供远程控制其波长、辐射强度和光周期的能力，这无疑将是非常有利的。

市售的LED灯由直流电供电，也就是说，它们通常靠近AC/DC整流器放置，AC/DC整流器通常为 230V AC-24V DC整流器。低压直流电在短距离存在显著的压降，也就是说，为了系统的效率，AC/DC 整流器必须置于距离LED灯小于5m处，通常为2m。

使用基于LED的照明为大规模商业或工业应用提供照明，或为需要大批LED灯的高强度照明系统提供照明的具体的缺陷在于，单独的LED灯之间或者LED灯组之间必要的间隔意味着需要增加与 AC/DC整流器之间的距离，因为这样的布置通常意味着增加了直流压降的风险。申请人意识到了这种直流压降的风险适用于任何直流供电的照明设备。

到目前为止，为商业应用解决此压降问题做出的努力提供了改良照明系统，该系统使用LED灯，特别是LED灯带，也叫条形照明，结合更多数量且更小尺寸的AC/DC整流器。除了前文所示的LED 成本和附加的整流器成本之外，相比使用单个大型的AC/DC整流器，这种改良系统需要更多数量的高压交流电线来连接多个整流器。这在大规模商业系统中是尤其昂贵的，如大规模工业应用或者复杂商业应用中使用的系统，所有电线和整流器都必须是有防护等级的。此外，这种系统的复杂度意味着如果发生任何故障，在这种改良系统中控制LED照明所需的措施以及对所产生的波长、强度和光周期的测量变得不切实际并具有潜在危险。

目前，用于LED灯的工业标准AC/DC整流器的功率因数(PF)通常在0.7-0.9的范围内。然而，功率因数提高至接近1.0将产生显著的经济效益。

在提供LED照明时，20％或者更少的总谐波失真(THD)被认为是可接受的。提供能够降低或消除 THD的系统是非常有益的，因为任何THD都可能对动物和人类健康有害，并且干扰其他电子系统。

因此，需要提供一种用于向由直流电供电的照明设备提供电力和照明的系统，尤其是包含一个或多个LED照明设备如LED阵列的基于LED的照明系统，该系统克服了当前系统的压降限制，并且能够以均匀的方式提供辐射功率分布，相比目前可用的传统紧凑或带形LED照明阵列具有改进的功率转换，并且提供改进的(提高的)PF和/或降低的THD或消除THD。

LED灯具的理想特性之一在于能够独立控制每一个的波长，并根据定制的商用或家用系统的特定需求改变强度和光周期。

使用LED将光周期从几毫秒调整至几小时在技术上是可行的。LED照明制造商设计了使用传统印刷电路板(PCB)的紧凑型LED照明阵列，传统印刷电路板(PCB)通常合并有几百个高功率LED。这些都是有防护等级的，并由高压供电，通常为240v交流电。

由于供应至这样的LED阵列的电力中，超过50％通常转换为热而不是辐射功率，这些紧凑型LED 照明阵列经常由风扇进行风冷。由于家庭和商业消费者对与浪费的能源消耗相关的环境成本的意识不断提高，市售的的LED阵列所提供的功率转换相对低效率，可能在某些情况下阻碍它们的使用。

因此，需要为这样的LED照明阵列提供电力系统，将所供应电力的50％以上转换为辐射功率而不是热能。

发明概述

本发明包括一种新型改良电力及照明系统，适合在具有一个或多个由直流电供电的含LED的照明设备的应用中使用。本发明特别涉及一种用于为应用提供电力和照明的可控系统，其中该系统包括一个或多个用电设备，其中用电设备中至少一个为含LED的照明设备，其中该含LED照明设备适于由三相交流电供电，且供应至系统的该三相交流电经由三相AC/DC整流转换为直流电。

本发明提供一种用于为应用提供电力和照明的可控系统，其中该系统包括一个或多个用电设备，用电设备中至少有一个为含LED的照明设备，其中该含LED照明设备适于由三相交流电供电，且供应至系统的该三相交流电经由三相AC/DC整流转换为直流电，并且降压设备降低供应至各个含LED的照明设备的三相交流电。

本发明提供一种用于为应用提供电力和照明的可控系统，其中该系统包括一个或多个用电设备，用电设备中至少有一个为含LED的照明设备，其中该含LED照明设备适于由三相交流电供电，且供应至系统的该三相交流电经由三相AC/DC整流转换为直流电，并且主交流降压变压器降低供应至各个含LED的照明设备的三相交流电。

本发明还涉及一种用于为应用提供电力和照明的可控系统，其中该系统包括一个或多个用电设备，用电设备中至少有一个为含LED的照明设备，其中该含LED照明设备适于由三相交流电供电，且供应至系统的该三相交流电经由三相AC/DC整流转换为直流电，并且供应至系统的三相交流电低于或等于 50v交流有效值(AC RMS)。

本发明还涉及一种用于为应用提供电力和照明的可控系统，其中该系统包括一个或多个用电设备，用电设备中至少有一个为含LED的照明设备，其中该含LED照明设备适于由三相交流电供电，且供应至系统的该三相交流电经由三相AC/DC整流转换为直流电，并且供应至系统的三相交流电由导电母线分配。

本发明还涉及一种用于为应用提供电力和照明的可控系统，其中该系统包括一个或多个用电设备，用电设备中至少有一个为含LED的照明设备，其中该含LED照明设备适于由三相交流电供电，且供应至系统的该三相交流电经由三相AC/DC整流转换为直流电，并且该系统包括用于自动控制每个设备的装置。

为了避免疑义，以上关于电力降压为＜＝50V AC RMS、母线和/或自动控制的每个方面结合在本系统中。下文详细描述这些附加的方面。

根据一个特定的方面，公开了可控电力及照明系统，其中三相交流电压电力为低压三相交流电，特别是小于或等于50V AC RMS的三相交流超低压电力分布在母线上。

本发明还提供了如上文所定义的可控电力及照明系统，其中该至少一个含LED的照明设备是任意适合的含LED的照明设备，包括LED、含至少一个LED的灯具配件、含至少一个LED的照明器、LED 组、各含至少一个LED的灯具配件组，各含至少一个LED的照明器组、或者一个或多个LED阵列。

本发明还提供了如上文所详述的可控电力及照明系统，其中该一个或多个含LED的照明设备、或者一个或多个含LED的照明设备的组、或者一个或多个LED阵列连接至交流主变压器。

本发明提供如上文所详述的可控电力及照明系统，其中三相交流电经由导电母线分配。此外，本发明还提供如上文所详细说明的可控电力及照明系统，其中三相交流电由导电母线分配，特别地，母线为导电空心母线或者导电的管状或大致管状的母线。

还提供了在应用中使用的可控电力及照明系统，包括一个或多个含LED的照明设备，其中该一个或多个照明设备适于由三相交流电供应供电，其中供至每个照明设备或照明设备组的该三相交流电经由三相AC/DC整流转换为直流电，且用于通信的设备位于交流侧，也就是说，在每个照明设备或照明设备组处从交流电波形中提取通信数据，即在经由电力线技术连接至系统的每个负载处结合设备中的通信和注册装置，且可远程监控和控制系统。

根据一个方面，提供了一种可控电力及照明系统，其中LED照明包括一个或多个含LED的照明设备、或者一个或多个LED照明设备的组、或者包括LED灯的LED阵列，其中该设备或灯适于由三相交流电源供电，其中

(i)分配至LED照明的三相交流电连接至位于内部或外部的交流主变压器；

(ii)通过导电母线分配三相交流电；

(iii)经由对供应至每个连接的负载的电力的三相AC/DC整流，特别是经由关联至每个含LED的照明设备或者含LED的照明设备组的AC/DC整流器，将供应至每个照明设备或照明设备组的三相交流电转换至低压或超低压直流；以及

(iv)该系统包括系统内用于自动控制整个照明输出、或者单个的含LED的照明设备的照明输出、或者含LED的照明设备的组的照明输出的装置。

根据上述可控电力及照明系统进一步的方面，其中经由对供应至每个连接的负载的电力的三相 AC/DC整流将供应至每个含LED的照明设备或含LED的照明设备组的三相交流电力转换至低压或超低压直流，该整流是经由关联至每个含LED的照明设备或者含LED的照明设备组的AC/DC整流器进行的。

根据另一方面，在直接关于母线管或大致管状母线的任一系统中，适于为系统内存在的一个或多个可选的基于非照明的设备供电，且其中该系统还包括结合通信的电力线技术、阵列中的注册装置、基于非LED的设备，其中可远程监视和控制该系统。

根据另一方面，本发明提供如本文所定义的新型电力及照明系统，其中经由母线提供的电力线技术为照明系统提供了控制系统，其中控制系统通过使用一个或多个照明设备特定的注册芯片，与每个单个的照明设备、或者一个或多个照明设备的组、或者一个或多个照明设备的阵列通信，从而提供远程控制及监视系统，且其中系统中的压降的自动校正由本地换流器进行管理，本地换流器关联至每个照明设备、或者每个照明设备组、或者单独的照明设备或照明设备组，包括每个阵列中的照明设备的灯带，特别地，其中照明设备是LED。

进一步的方面提供如上文所定义的新型电力及照明系统，其具有基于网络远程控制特性和装置，用于提供在峰值和非峰值主电源之间，以及主电源和可替换、可再生的电源例如太阳能之间的电源的混合。

根据进一步的方面，本发明提供如上文所定义的新型电力及照明系统，其中该系统还包括一个或多个以下独立特征以及其任意组合：照明设备包括LED灯带；照明设备包括LED射灯；照明设备包括 LED泛光灯；照明设备包括LED射灯、LED泛光灯和/或LED灯带的组合；电力线和阵列注册的结合使得系统能够无线远程控制和监视；该系统包括控制系统中的反馈回路，使得能够在建筑内实时调节 LED。

根据进一步的方面，本发明提供如上文所定义的新型电力及照明系统，其中系统中每个单独的用电设备，包括单独的照明设备、和/或非照明设备、或照明设备组和/或非照明设备组、或电力及照明系统中的照明设备阵列，可单独注册用于经由互联网最终控制，所有数据经由云网络收集，这样的控制由电力线通信芯片实现。

根据另一个方面，本发明提供改进的LED阵列，用作本电力及照明系统中的照明设备，在生长系统中使用，其中该LED阵列包括并列设置的一系列铝带，其中单独的LED灯可沿每个单独灯带的长度以任意间距间隔，其中每个单独的灯带与每个相邻灯带以类似的距离间隔，其中LED阵列提供的整个 LED图案接近均匀的网格，其中LED灯带适于由交流低压三相电源供电。

还公开了商业和/或家庭使用的可控电力及照明系统，包括一个或多个照明设备，其中该一个或多个照明设备由三相交流电源供电，其中供应至每个照明设备、或者照明设备组的该三相交流电经由 AC/DC整流转换为直流电，特别是系统

(i)其中分配至阵列的三相交流电连接至主变压器，主变压器可位于外部或内部；

(ii)其中三相交流电通过导电母线分配；

(iii)其中经由对供应至每个连接的负载的电力的AC/DC整流，供应至每个照明设备或照明设备组的三相交流电转换为直流电；以及

(iv)其中该系统包括自动控制整个照明输出、或单独的照明设备的照明输出、或照明设备组的照明输出的装置；以及可选地

(v)其中母线可选地适于向系统中的一个或多个非照明设备供电。

本发明还提供了可控系统，用于提供电力和照明，在本文也被称为可控电力及照明系统，如上文所详述，其中每个用电设备是连接负载，其中供应至本文所定义的每个含LED照明设备或含LED的照明设备组或LED阵列的三相交流电经由对供应至每个连接负载的电源的三相AC/DC整流转换为直流电。

本发明还提供了可控电力及照明系统，其中该系统包括用于自动控制整个LED照明输出、或单独的含LED的照明设备的照明输出、或含LED的照明设备组的照明输出的装置。

此外，提供在应用中使用的可控电力及照明系统，其包括一个或多个含LED的照明设备，其中该一个或多个照明设备适于由三相交流电供电，其中供应至每个照明设备、照明设备组的三相交流电经由三相AC/DC整流转换为直流电，其中该三相交流电通过管状母线分配。

还提供了在应用中使用的可控电力及照明系统，其包括一个或多个含LED的照明设备，其中该一个或多个照明设备适于由三相交流电供电，且其中

(i)分配至整个照明的三相交流电连接至主变压器；

(ii)三相交流电由母线分配；

(iii)供应至每个照明设备、或照明设备组的三相交流电经由对供应至每个连接负载的电源的三相AC/DC整流转换为直流电；以及

(iv)系统包括用于自动控制整个照明输出、或单独的照明设备的照明输出、或照明设备组的照明输出的装置；以及可选地

(v)母线可选地适于为系统内一个或多个非照明设备供电。

根据进一步的方面，本发明提供可控电力及照明系统，其中照明包括一个或多个LED阵列，其中每个LED阵列包括一个或多个带，其中一个或多个单独的LED灯沿每个单独灯带的长度以任意间距间隔，其中含LED的带适于由三相交流低压电供电，其中

(i)分配至阵列的低压三相交流电连接至主变压器；

(ii)低压三相交流电由母线分配；

(iii)供应至每个LED灯、或LED灯组的低压三相交流电经由对供应至每个连接LED灯或LED灯组的电源的三相AC/DC整流转换为低压直流电；

(iv)系统包括用于自动控制整个LED阵列的输出、或单独的LED灯的输出、或阵列中 LED灯组的输出的装置；以及可选地

(v)母线适于为系统内一个或多个非LED设备供电。

根据另一方面，本发明提供了一种用在生长系统中的新型电力及照明系统，其中照明包括一个或多个LED阵列，其中每个LED阵列包括一个或多个灯带，其中一个或多个单独的LED灯沿每个单独灯带的长度以任意间距间隔，其中该含LED的灯带由三相交流低压电源供电，且

(i)其中分配至阵列的低压三相交流电连接至外部变压器；

(ii)其中低压三相交流电由管状母线分配；

(iii)其中供应至每个灯带的低压或三相交流电经由对供应至每个连接负载的电源的 AC/DC整流转换为低压直流电；

(iv)其中该系统包括用于自动控制整个LED阵列的输出、或单独的LED灯的输出、或阵列中LED灯组的输出的装置。

下文对本发明的上述方面和其他方面进行描述。

发明内容

发明优点

传统照明系统由单相电压供电。已知在照明工业中，低功率负载照明系统，如低压直流供电的 LED灯不适合通过三相电供电。

到目前为止，采用需要直流电力的灯，如LED的照明系统是不可能使用三相电源的。出人意料的是，申请人不仅提供了第一个基于三相电源的可控电力及照明系统，该系统适合使用适于由三相直流供电的含LED的灯，申请人还发现，在本文所述的可控电力及照明系统中三相电压电源的使用，特别是三相低压交流电源，将此三相电压整流为直流比传统单相整流更为高效。

申请人还发现，在本可控电力及照明系统中使用三相交流供电，不仅相比传统照明系统提供了理想的效率效益，还使得能够使用相比同等单相系统所需的小得多的电容器使直流电压平滑。这些效率和电容器相关的效益已经在整个电压水平证实，即在高、低水平的三相交流电源。特别地，申请人已经发现，当在本电力及照明系统中使用低压或超低压三相电源时，这些优势是非常有用的。能够使用小得多的电容器在整流的成本、尺寸、效率和可靠性以及相关硬件部件方面具有巨大的优势。申请人已经发现，适合用在具有三相整流的本可控电力及照明系统中的电容器，比使用单相整流低压交流电的系统所需的相应电容器小至少90％。此外，申请人已经证实，在本文所详述的可控电力及照明系统中，如果变压器的输出电压调谐至精确应用，电容器可彻底省去。

不希望受任何特定理论的束缚，认为采用三相电源的本系统比具有单相电源的相应系统更高效的原因之一是由于电压纹波效应，三相交流电源的电压纹波频率因此是单相交流电源的3倍。例如，三相50Hz变为交流变为直流纹波300Hz，三相60Hz变为直流纹波360Hz。

申请人还证实了本系统的使用提供了相比当前工业标准0.7-0.9增加的功率因数(PF)值。特别地，已经证实通过使用本系统，PV值至少为0.95、特别是0.97及以上、尤其是0.99及以上。

申请人还证实了本系统的使用可以将总谐波失真(THD)水平相比目前可接受的最高20％的水平显著降低。特别地，已经证实通过使用本系统，THD值最高为10％，特别是最高5％，尤其是最高1％，更特别地为最高0.5％。

因此，还提供了适合在应用中使用的可控电力及照明系统的使用，该系统包括如本文所定义的一个或多个含LED的照明设备，其中该一个或多个照明设备适于由三相交流电源供电，其中供应至每个照明设备或照明设备组的该三相交流电经由三相AC/DC整流转换为直流电，以提供提高的PF和/或降低的THD。

为避免疑义，此处关于一个或多个照明设备使用的术语适于由三相交流电源供电是指适合在本系统中使用的设备，其中供应至一个或多个照明设备的电力在供应至该设备前整流为直流电。

此处的系统适合商业和/或家庭用途，这样的用途在下文进行定义。因此，本文中对本系统的使用的引用应理解为适合于商业和/或家庭用途。

不希望受任何特定理论的束缚，认为如本文所定义的采用三相电源的本系统的使用提供了相比工业中目前接受的水平改进的PF值以及显著降低的THD的原因之一是本系统中使用的电容器的数量和尺寸都能减小。此外，通过本系统的使用，能够减小电感元件的数量和尺寸。

申请人已经证实，本可控电力及照明系统的使用结合电容器和/或电感元件的变动(尺寸和/或数量的减小)提供了相对于工业中目前接受的水平改进的PF值以及显著降低的THD，该可控电力及照明系统包括适于由三相交流电源供电的一个或多个含LED的照明设备或照明设备组，其中供应至每个照明设备或照明设备组的三相交流电经由三相AC/DC整流转换为直流电。

对于大型设施，从遵守法规和关心员工和/或客户的义务的角度来看，电力及照明供应的安全性都是至关重要的。

对于直流供电的含LED的照明设备，特别是LED灯以及可选地一个或多个非LED/非照明设备，使用三相交流电源的附加的重要的安全优势在于，首次提供具有用于解决“热中性”以及输入电源的单个保险丝跳闸问题的内置装置的大型照明系统。

传统上，当在大规模运行中使用LED时，它们是单相的单元，通过安装程序达到三相平衡。在大规模运行中，特别是大规模商业设施，包括工业作业，与不平衡负载相关的危险之一为“热中性”或输入电源的单个保险丝跳闸。为避免疑义，在大规模设施中，单个保险丝跳闸的危险在于保险丝往往是熔断管，这意味着他们必须进行机械(手动)更换。在这种情况下，设施中所连接的三相设备在用户或者设施工程师看来是“死”的，事实上两相仍然是“活”的，将给任何试图检查设备而没有采取适当的措施的人带来安全风险。

申请人已经发现，在本电力及照明系统中，使用三相供电至一个或多个含LED的照明设备，特别是至LED灯以及可选地一个或多个非LED/非照明设备或用具，确保了电源的相始终是平衡的，且基本避免了或显著减轻了与“热中性”或输入电源的单个保险丝跳闸相关的危险。

不希望受任何特定理论的束缚，建议在本电力及照明系统中使用三相电源，提供相比使用传统单相电源更平衡的电力供应。本文还建议在本系统中使用三相电源，确保电源三相中的每个单相负载都始终自动平衡，这意味着这种危险情况的可能性大大降低。此外，由于本电力及照明系统使用自动调节三相电源的装置，确保了平衡的电力供应，这意味着三相电源中单个的单相负载的平衡无需定期检查。

尽管本系统适合于任何交流电压以及如本文所定义的任意适合的照明设备一起使用，申请人特别发现，如下文所详述，使用低压交流电源，由母线分配至基于LED的照明系统，特别是一个或多个LED阵列(如本文所定义)，提供了用户的安全性并符合健康和安全电气标准，同时不需要防护等级 (IP rating)。本文所定义的防护等级是指在国际标准EN60529(英国BSEN 60529:1992，欧洲IEC 60509:1989)所定义的防护(或“安全防护”)等级。防护等级用于定义对抗异物(工具、灰尘等) 和湿气侵入电气外壳的密封有效性的等级。

申请人还发现，通过使用本电力及照明系统，还提供了照明和/或电力成本方面前所未有的效率，本电力及照明系统包括导电母线和三相交流电源的使用，并且特别是当超低压交流电源，低于或等于 50vAC(<＝50vAC)，用于配电至一个或多个含LED的照明设备，特别是从：一个或多个LED设备、一个或多个LED组中独立选择的LED灯，或者配电至一个或多个LED阵列，以及可选地配电至一个或多个非LED/非照明设备。

特别地，申请人发现本母线/三相交流电力系统，特别是基于三相低压交流电的系统，在广泛应用中能够有利地用于在一个或多个照明阵列中，单独地或者成组地向含LED的照明设备供电，并且可选地为一个或多个基于非照明的设备供电。申请人已经发现，此基于三相低压交流电的系统特别适用于在一个或多个LED阵列内单独地或成组地为LED灯供电，以及可选地为一个或多个非LED/非照明设备供电。

此外，申请人已经发现，使用管状母线分配交流电力在整个电压水平(高、低、极低)范围观察到的压降始终远远低于相同电流和电压水平的直流电所观察到的相应压降。此外，申请人还发现使用管状母线，特别是铝管状母线用于分配交流电力时，在整个电压水平(高、低、超低)范围观察到的每单位横截面积的压降，小于使用传统电线配电的系统在相同电压水平范围所能实现的压降。

外部电源提供的交流电力是高压交流电，例如从电力网提供，且在用于通过本系统控制的任意特定的LED照明布置中所需使用的交流电水平，低于那些由所属外部电源提供的，那么在供应至本控制系统用于LED照明之前，可使用一个或多个交流降压设备，特别是一个或多个交流降压变压器来降低电压水平。后文中对此进行了描述。本文所定义的高压交流电为高于1000v AC的电压，本文所定义的低压为从50至1000v AC的电压，且本文所定义的超低压为少于或等于50v AC(<＝50v AC)，特别是从12至50v AC范围的电压，更特别地是从12至24v AC范围的电压。为避免疑义，所提及的在本申请中所描述的使用具有低压交流电的本母线/三相交流电力系统的优点和益处，在系统使用超低压交流电的情况下尤其适用。与在本系统中使用低压交流电的进一步或附加的方面或具体实施例或益处或优点有关的所有表述，尤其适用于使用超低电压的这种系统。

申请人还发现，通过母线提供的“输电线”技术，在本文也称为电力线技术，为照明系统提供了理想的控制系统，其中该控制系统通过使用一个或多个照明设备/LED特定注册芯片，与每个单独的照明设备/LED灯、或者一个或多个照明设备/LED灯组、或者一个或多个照明设备/LED灯阵列通信，注册芯片用于识别和控制单独的灯或灯组，以提供远程控制和监控系统，且其中系统中降压的自动校正通过本地换流器进行管理，根据任意特定系统的需求，本地换流器关联至每个单独的照明设备/LED 灯、或者一个或多个照明设备/LED灯组、或者一个或多个照明设备/LED灯阵列。

有利地，使用本改进的电力及照明系统消除了对采用本电力及照明系统的工作环境附近的任何高压交流电供应的需求，即应用该系统的特定应用，且理想地，将任何高压交流电移至远处或外部位置。

此外，对于从母线的使用中所获益的电效率和强度，申请人已经发现使用空心导电母线，最特别是使用空心导电管状或大致管状的母线，提供了关于整个系统成本的额外益处。将通过母线进行配电和通过铜线进行配电获得相似电流载流量的配电装置的系统成本进行比较，申请人已经发现，为基于由空心导电母线分配的特别是由管状或大致管状的铝制母线分配三相交流电的LED提供的电力及照明系统，与通过符合三个国际标准的(trirated)铜电缆分配三相交流电的相当的系统相比，该系统成本显著降低，且通过将铜电缆更换为铝管，节约的材料成本在约60％至约93％的范围内。成本的差异取决于所需系统将要部署的功率范围，在15kw至20kw范围内运行的系统认定为节约的成本最多。例如，使用1m长、25mm(直径)×1.2mm(壁厚)的铝管，电流载流量为350A，相比电流载流量为 374A的1m长、120mm²的铜管，基于当前英国供应商报价，其相对成本按照￡/A/m为￡0.003相比￡0.043，即，使用铜线的成本贵了超过14倍。

本发明的电力及照明系统提供的理想的照明灵活性，配合通过使用母线提供的照明和/或电力成本方面的前所未有的效率以及选择高压、低压或超低压(＜＝50v AC)交流电压电源用于电力分配的灵活性以及有吸引力的控制系统的组合，意味着本电力及照明系统在广泛应用中，以及在商业和非商业/家庭应用中具有各种各样的应用。为避免疑义，本发明所使用的术语“广泛应用”是如本文所定义的商业和/或家庭应用，并包括：包括工业应用在内的商业应用；也被称为非商业应用的家庭应用；以及具有一个或多个这种应用的组合的应用，例如承载商业以及家用空间的建筑。以下对本系统的商业或工业以及家庭应用的合适的例子进行详述。在本文使用术语“应用”用于本电力及照明系统时，除非另有说明，意在包括商业应用、家庭应用、或者非商业应用、以及具有一个或多个这种应用的组合的应用。

因此，本改进电力及照明系统适用于各种应用，这些应用从以下独立地选取：包括工业应用的商业应用；也被称为非商业应用的家庭应用；以及具有一个或多个这种应用的组合的应用。

特别地，申请人已经发现，导电母线特别是管状或大致管状的导电母线，更特别地是管状或大致管状导电铝制母线，以及低压特别是超低压三相交流电，能够用于为建筑内的一个或多个LED阵列内的LED灯单独地或成组地供电，其中经由母线提供的“输电线”技术，提供用于照明系统的控制系统，且其中控制系统通过使用一个或多个用于识别的注册芯片与每个单独的LED灯/组或阵列通信。

申请人还意识到，如本文所详述的采用三相交流的母线，特别是管状母线的使用，不仅对于向非照明特定设备供电非常有用，对以安全、高效且成本效益的方式提供这样的电力也非常有用。

有利地，电力线技术结合每个阵列上的注册芯片，给出了对本文的照明或者是组合电力及照明系统的完全远程控制和监视。

这样的远程控制不仅具有关于电力使用的维护的优势，还使得可控系统的设置能够进行调整/预编程，以根据用户的特定需求在特定时段(分钟、小时、天、周、月)内变化。

此处的电力及照明系统的基于网络远程控制的特征的进一步的优势在于，能够在主电源峰值和非峰值之间以及在主电源与可替换的、可再生电源如太阳能之间高效地执行电源混合。

同时，系统中含LED的照明设备，特别是LED灯的总数量以及它们在其中的布置将取决于特定应用的需求，有利地，本系统与电力线技术的组合提供了管理及控制具有100000个或更多单独的照明设备或LED的系统的能力。本系统提供了关于任意含LED的照明设备彼此之间，特别是此处所定义的LED灯之间的间距的自由，以及一个或多个照明设备组的相对位置、或者特别是阵列中的LED彼此之间的相对位置的自由。

照明反馈回路的一个优势在于，系统能够对外部(关联至非照明/非LED阵列)光照水平例如光传感器，以及照明需求例如移动传感器做出反应，以在持续的基础上提供最佳效率。

非照明/非LED设备反馈回路的优势在于，系统能够对本地环境因素例如移动传感器做出反应，以根据需要向低活动区域中的非照明设备例如PC、屏幕等有效地提供电力。

本系统中使用的如本文所定义的照明设备，特别是LED灯，以及非照明设备，能够根据要控制的特定系统的需求，使用电力线技术独立控制，或者使用至本地PC的无线连接或经由互联网远程独立控制，或者通过使用电力线与无线技术的组合独立控制。为了实现这一控制，在系统中使用的每个照明设备或LED灯、照明或LED灯具、或非照明/非LED设备配备有能够单独识别和控制的注册芯片。

有利地，本系统首次提供了用于复杂电力及照明系统的有效的“即插即用”系统，用户能够根据所要适应的理想系统设计和改变该系统，随后单独的含LED的照明设备特别是LED、或照明设备组特别是LED，以及一个或多个非照明设备可注册并进行定期校准，如下文所详述。

在下文中对在商业和家庭应用中使用本系统提供电力及照明的示范性照明布置进行讨论并通过附图进行说明。为避免疑义，虽然这些附图说明了本电力及照明系统如何在特定应用中使用，这些附图不应被视为限制，可替代的商业或家庭应用是可能的并仍然在本发明的范围内。

定义

本文所定义的术语，一个或多个用电设备，是指一个或多个含LED的照明设备以及可选地一个或多个非照明/非LED设备。当本文使用术语一个或多个照明设备以及可选地一个或多个非照明/非LED 设备时，是指一个或多个用电设备。为避免疑义，通过本电力及照明系统控制的含LED的照明设备以及非照明设备包括：通过直流电供电的基于非LED的灯；如下文所定义的LED灯，其中所述LED可独立地、单独地、成一组或多组地、或者作为一个或多个独立的可控阵列进行控制；以及此处所定义的非照明/非LED设备，其中所述非照明/非LED设备可独立地、单独地、或者成一组或多组地进行控制。此处特别优选使用的的照明设备为LED灯。术语含LED的照明设备包括市售的LED，以及包括一个或多个LED的照明灯具。如本文所详述，能够在本系统中使用的任意合适的含LED的照明设备包括LED、具有至少一个LED的灯具、含至少一个LED的照明器、一组或多组LED、各包含至少一个LED的一组或多组灯具、各包含至少一个LED的一组或多组照明器、或者一个或多个LED阵列。

示范性照明设备包括在此处用作一个或多个含LED的用电设备适合的一个或多个LED，包括照明器和其他市售的含LED的照明设备。照明器是用于含LED的照明灯具的另一个术语。含LED的照明灯具包括一个或多个LED以及将该一个或多个LED保持在灯具内的装置。LED灯具是LED本身的另一个术语，因此在使用术语LED灯具时意为LED。适用于此处的含LED的灯具的示例包括LED射灯、LED 泛光灯、LED灯带或含LED的阵列或带。

根据一个方面，本系统中使用的一个或多个含LED的照明设备从下列设备中独立选取：LED灯； LED射灯、LED泛光灯；包括一个或多个LED灯的LED阵列；LED灯、LED射灯或LED泛光灯的组；包括至少一个LED的灯具；含至少一个LED的照明器；LED灯带；含LED灯的带；或者以上任意组合。

根据另一方面，系统中的照明包括LED阵列，该阵列包括一个或多个LED灯或LED灯组，LED灯组包括：一个或多个LED射灯；一个或多个LED泛光灯；一个或多个LED灯带；或者一个或多个含 LED灯的灯带；或者LED射灯、LED泛光灯、LED灯带、或含LED的阵列或灯带的任意组合。

根据进一步的方面，在本系统中使用的一个或多个含LED的照明设备是组装式三相LED灯具，其包括含LED的照明元件，可与合适的连接器连接在一起以组装可用的三相LED灯具。同样地，本文使用术语组装式三相LED灯具时是指包括含LED的照明元件的灯具，可与合适的连接器连接在一起，以组装可用的三相LED灯具。容易理解的是，在任意给定的三相LED灯具中，可根据需要通过使用附加照明元件以及连接器来增加照明元件的总数。图8示出了适合在本系统中使用的示范性组装式的三相 LED灯具。

本文所定义的LED灯带是线性带，其包括一个或多个彼此之间以相等的间距设置的LED并通过合适的电线连接。为了在下文的特定应用中使用，例如生长系统，这样的LED灯带与合适的T形支架处于相同位置并附加到合适的T形支架上，使得在这样的系统中易于使用。基于本文所定义的LED灯带的带式的LED阵列是指服从于共同的控制装置的一个或多个相连的带式的LED阵列。为避免疑义，本文所定义的带式的LED阵列包括一个或多个单独的LED灯带或单独LED灯带组。

可通过本电力及照明系统控制的非照明设备，本文中也称为非LED/非照明设备，为任意适用于家庭或商业应用的非照明特定设备。为避免疑义，任意低压兼容设备可通过本发明提出的系统，通过合并在具有合适插头的设备中的特定设备注册芯片和本地特定设备换流器/控制器，经由连接至本系统供电。例如，在示范性家庭或商业系统中，可使用本系统为一个或多个设备供电，如手提电脑、个人计算机(PC)、打印机、扫描仪、录音机、电话答录机、充电器、TV、监视器、剃须刀、电动剪发器、收音机、烟雾报警器/检测器、CO₂报警器/检测器、安全警报和传感器等，充电器包括手机充电器、平板充电器、移动游戏设备充电器、照相机及录像机充电器。包括家庭环绕立体声或整个全屋系统、以及大规模商业或工业音响系统在内的音响系统也是适合通过本母线布置以及通过电力线或本地/中继器无线技术配电以及远程控制管理的布置。为避免疑义，术语非照明设备包括适合通过低压三相交流电供电的机械装置，并特别包括低功率电机驱动的机械装置，其中该电机适合于低压或超低压交流电使用。适用的示范性机械装置通常是指小型机械，并包括水泵、自动播种收割机、包装机等。

为避免疑义，本电力即照明系统的特别有用的应用是在大面积内，为大量小型设备供电，并提供相关的照明，特别包括LED照明。在大面积使用大量小型设备的示范性应用，包括一个或多个计算机服务器机房内的服务器。

根据进一步的方面，本电力及照明系统首次提供适用于向大量照明设备和/或非照明设备供电的系统，其中该照明是包括LED、一个或多个LED灯、或LED灯组的LED阵列，其中该阵列适于由三相交流低压电源供电，且

(i)其中分配至阵列的低压三相交流电连接至主变压器，主变压器可位于外部或内部；

(ii)其中低压三相交流电由导电空心母线分配，且优选地，其中该低压三相交流电力由导电空心管状或大致管状的母线分配；

(iii)其中供应至每个LED灯、或阵列中的LED灯组的低压三相交流电在关联至每个LED 灯或LED灯组的三相AC/DC整流器处转换为低压直流；

(iv)其中该系统包括用于自动控制整个LED阵列的输出、或单独的LED灯的输出、或阵列中LED灯组的输出的装置；并且可选地

(v)其中母线适于为系统中一个或多个非LED/非照明设备供电。

根据进一步的方面，本电力及照明系统提供如上文所直接定义的系统，其中该阵列适于由三相交流超低压电源供电。

本文所定义的家庭应用为家庭建筑，其包括：房屋及与房屋相关的附属建筑，例如并包括棚屋、车库、外屋、花园房和家庭温室等。

本文所定义的商业应用包括使用本系统用于在以下场合提供电力及照明：工业建筑；商场或类似商场的环境中包括单个零售品牌折扣店以及多个零售品牌折扣店的商业建筑；生产设施、工厂、仓库、存储设施等；适于或适合促进活体生物生长的场所，包括温室等，如下文所详述；主要包括办公室/ 桌面办公的空间的建筑；适合物料运输和/或储存的建筑和/或仓库；适合产品制备的工厂或生产建筑；研究设施；医院；机场航站楼等。技术人员应当理解的是，任何需要电力和/或照明效率的建筑物可以根据特定建筑物的需求，适于整体地或部分地使用本系统。为避免疑义，本文中使用术语商业与本发明的电力及照明系统的应用有关，此包括工业应用在内。

如本文所定义的工业应用是具有一定规模的应用。本文涉及任何特定电气应用所定义的规模是需要大于100安培的电能输入水平的应用。

进一步的商业/工业应用包括：街道照明；泛光灯；公园和公共空间的照明；停车场照明。

本文所定义的远程位置是指尽管在建筑内部，但是相对照明系统处于远程位置的位置，如机房等。

本文所公开的该系统的示范性应用为：与生长相关的应用，包括园艺、农业以及水产养殖，与在饲养动物的场所提供电力及照明相关的应用，包括畜牧业，关于在需要动态、响应的LED照明的大规模场所中调度电力及照明系统的应用，以及非常贴近人类的LED照明及电力的应用。

因此，根据进一步的方面，提供一种方法，用于提供可控电力及照明，或者在独立选取下列应用的应用中使用本可控电力及照明系统：

(i)与生长相关的应用，包括园艺、农业以及水产养殖；

(ii)与在饲养动物的场所提供电力及照明相关的应用，包括畜牧业；

(iii)关于在需要动态、响应的LED照明的大规模场所中部署电力及照明系统的应用；以及

(iv)非常贴近人类的LED照明及电力应用。

其中该方法或应用包括电力及照明系统，该系统包括一个或多个用电设备，其中至少一个用电设备为含LED的照明设备，其中含LED的照明设备适于由三相交流电源供电且供应至系统的该三相交流电通过三相AC/DC整流转换为直流电。

根据其他方面，在上述方法或应用中，为了提供可控电力及照明，供应至每个含LED的照明设备的三相交流电通过降压设备或通过主交流降压变压器降低，且/或供应至系统的三相交流电低于或等于50v AC RMS，且/或供至系统的三相交流电通过导电母线分配，且/或系统包括用于自动控制每个设备的装置，且/或其中电力线通信用于指挥每个设备。

本系统在关于生长的应用中以及涉及饲养动物的场所的应用中使用时是特别有利的，因为本系统可贴近生长的材料、植物、栽培、养分等，并且贴近人类，与动物也非常贴近，涉及生长的应用包括用于园艺、农业以及水产养殖生长设施。使得该系统可以贴近生长材料、人类或动物的特性在于该系统可使用低压三相交流电，特别是超低压(＜＝50v ACRMS)交流电，本系统还使得LED照明能够在适当靠近生长的材料或者饲养动物的场所间隔开实现最佳的均匀性，并首次在靠近生长的材料、动物或人类处提供了非常低水平的畸变光(由电谐波等造成的有害的畸变)。

在涉及需要动态、响应的LED照明的大规模场所中的电力及照明系统的部署的应用包括零售应用如购物中心、超市、大规模设施包括医院等等时，使用本系统部分是特别有利的，是由于在所有情况下平衡的三相电源以及照明调整的组合。使得本系统能够有利地部署在这样的大规模设施中的特性在于其功率因数接近1.0，并且产生的谐波最小。

在用于LED照明及电力靠近人类的应用时，本系统是特别有利的，因为确保了用户的安全并符合健康和安全电气标准而不需要防护等级。本系统的特性意味着能够有利地靠近人类部署，因为该系统可使用低压三相交流电，特别是超低压(＜＝50v AC RMS)交流电。

为避免疑义，本文所使用的术语本地，具有其通常的含义，指靠近、接近、附近、旁边、邻近、同位，除非另有说明。本文使用的术语本地，如果是关于本地PC、一个或多个本地传感器、本地/中继器无线技术、本地SMPS、本地单独控制器、本地Wi-Fi(RTM)发生器、以及本地微控制器的相对位置的，那么此通常的含义是适用的。

在一些情况下，在本文中使用的术语本地，例如是涉及用于本地整流的装置时，在本文中也指本地转换，技术人员应当理解的是，整流部件通常容纳在含LED的照明设备的外壳中，因此对设备来说是本地。

在本文所使用的术语涉及用于本地整流和电压校正的装置时，在本文也指本地转换和电压的最终校正，或者本地整流与本地电压控制装置，技术人员应当理解的是，整流与电压校正/控制设备部件通常容纳在含LED的照明设备的外壳中，因此对设备来说是本地。

关于本文的整流或整流与校正装置，当用于整流、或整流与校正的部件未容纳在设备中时，那么术语本地具有其通常的含义，即靠近、接近、附近、旁边、邻近、同位，这可以按照距离用电设备不超过1米进一步限定。

如下文所述，本地LED注册芯片通常关联至一个或更通常地关联LED组，并因此与一个或多个 LED同位并相对该一个或多个LED为本地。

在本文使用术语本地的其他情况下，例如涉及用于逆变的装置，那么换流器部件可以容纳在含 LED的照明设备的外壳中，或者可与该设备同位并从而相对一个或多个LED为本地。通常地，用于逆变的本地装置位于距离照明设备不超过1m处。

术语超低压，涉及从降压设备例如降压变压器，经由母线分配至一个或多个用电设备例如含LED 的照明阵列以及可选地一个或多个非LED/非照明设备的电力，如本文所定义是指交流电压低于或等于50伏特(v)AC(＜＝50v AC)，特别是电压范围为从0至50v、或者从12至50v、或者从24至50v。一些本地规定将＜50v归类至超低压。例如在英国，在英国布线法规(UK Wiring Regulations)的第17版第36页，在BS 7671:2008修订3，超低压是不超过50v AC的电压，即＜＝50v AC。

本文所使用的关于电源的术语单相和三相，定义如下：单相电压为正弦波、交流电流(AC)；三相电源为三个正弦波、交流电流(AC)，其中每个正弦波与另外两个正弦波异相120度。

与本文具有三相AC电源的系统相关的术语星形，是指包括三个相线(正)母线和一个中性母线的系统。应当理解的是，在复杂母线组件中可以存在一系列初级母线区段，每个母线区段具有三个相线(正)母线和一个中性母线。

本文中关于具有三相交流电源的系统的术语三角形，是指包括三个相线(正)母线、不包括中性母线的系统。应当理解的是，在复杂的母线组件中，可以存在一系列初级母线区段，每个母线区段具有三个相线(正)母线。

为避免疑义，本文所使用的关于母线的术语相线导体，是指正母线。尽管术语“正”在全世界范围内普遍使用，但在英国，英国布线法规建议使用术语相线导体。根据英国布线规则第17版第30 页，BS 7671：2008修订3所确定的，与相线导体具有相同含义的其他术语是保护导体和/或中性保护(PEN)导体。因此，这里使用的术语相线导体和/或相线母线是指正导体或正母线、保护导体或保护母线，或者在根据本发明的系统中包括相线和中性母线、中性保护(PEN)导体或母线。

下文描述了本系统的特性，特别是用于家庭和/或商业/工业应用的可控电力及照明系统，具体地包括使用一个或多个导电母线的母线组件，更具体地包括使用一个或多个导电管或大致管状母线的母线组件，用于分配电力，其中分配至照明系统的电力为三相交流电，特别是低压三相交流电，更特别的是超低压三相交流电，通过一个或多个电压降压设备提供，特别是经由一个或多个降压变压器，其中电力及照明系统包括一个或多个直流供电的照明设备，特别是一个或多个LED灯以及可选地一个或多个非LED/非照明设备，其使用电力线技术提供通信网关。

用于实现三相AC/DC整流的任何合适的装置可以用在本文的可控电力及照明系统中。适用于本文的AC/DC整流的示范性装置是二极管桥式整流器和主动同步整流器。为所选AC输入和所需DC输出选择合适的整流器被认为是在有经验技术人员的技能范围内。因此，提供了如本文所定义的可控电力及照明系统，其中通过二极管桥式整流或主动同步整流来提供AC/DC整流。

每个本文所定义的连接的负载，是指每个用电的含LED的照明设备、含LED的照明设备组、或者包括含LED的设备的阵列、或者适于由整流的直流电供电的非照明设备，该直流电经由三相交流电的三相AC/DC整流提供，特别是经由下文所详述的母线进行分配。为避免疑义，在系统中照明包括一个或多个LED阵列的情况下，则每个具有本地整流装置的LED灯带将包括单独连接的负载。

按照根据本发明的可控电力及照明系统的一个特定方面，如下文所详述，三相交流电力经由母线供应至照明系统。为避免疑义，如本文所讨论的，则能够可选地使用适合的可替代装置用于在交流侧的电力分配，例如电线，根据特定系统的需求，特别是铜电线。

因此，本文另外提供可控电力及照明系统，其中该LED照明包括一个或多个含LED的照明设备、或者一个或多个LED照明设备、或者包括LED灯的LED阵列，其中该设备或灯适于由三相交流电源供电，其中

(i)分配至LED照明整体的三相交流电为连接至交流主变压器的低压或超低压三相交流电；

(ii)三相交流电通过导电母线进行分配；

(iii)供应至每个照明设备、或照明设备组的三相交流电，经由对供应至每个所连接负载的电力的三相AC/DC整流转换为低压或超低压直流，特别是经由关联每个照明设备或照明设备组的AC/DC整流器；以及

(iv)该系统包括用于在系统中自动控制整个照明的输出、或者单独的照明设备的输出、或者照明设备组的输出的装置；且可选地

(v)其中该母线适于向系统中一个或多个可选的非照明/不含LED的设备供电。

如本文所详述，三相电在被提供至一个或多个含LED的照明设备，如上文所述的LED、照明器、LED灯具、组装式灯具等等之前，通过本系统进行改性。三相电通过合适的母线系统分配至一个或多个含LED的照明设备。每个含LED的照明设备包括LED专用注册芯片和用于向LED灯具供电前进行交流-直流的本地整流的装置。在本系统中，初始电力信号，即降压的三相交流电源，具有三个正弦波，其中每个正弦波与其他两个正弦波异相120度。初始三相降压交流电力信号由合适的本地整流装置整流，提供整流的输出直流电压，其用于向本系统中的所有含LED的照明设备中提供一致的电力水平。本地整流装置的定位是指在照明灯具或器材中非常靠近LED，且整个照明系统的电源为直流电。提供这样的本地整流的合适的装置是一个或多个LED驱动器。用于发送数据的装置(电力线)只在交流上起作用，交流电必须靠近系统中的照明，以免需要额外的电线或替代装置来引导指令信号至照明。图 7中示出了使用本地整流的示范性系统。

如上文所详述，申请人已经发现使用本地整流装置用于三相AC/DC整流是有优势的。因此，本文公开了一种可控电力及照明系统，其包括一个或多个用电设备，用电设备中至少一个为含LED的照明设备，其中含LED的照明设备适于由三相交流电源供电，其中供应至系统的该三相交流电通过本地三相AC/DC整流转换为直流电。在这些系统中，用于本地整流的装置/整流部件容纳在一个或多个含LED 的照明设备的外壳中，并因此相对该设备为本地或者与一个或多个含LED的照明设备同位，在一个特别的方面，其容纳在一个或多个含LED的照明设备的外壳中或距离一个或多个含LED的照明设备不超过1m。

因此，本文另外提供一种可控电力及照明系统，其中该LED照明包括一个或多个含LED的照明设备、或者一个或多个LED照明设备的组、或者包括LED灯的LED阵列，其中该设备或灯适于由三相交流电源供电，其中

(i)分配至LED照明整体的三相交流电为连接至交流主变压器的低压或超低压三相交流电；

(ii)三相交流电通过导电母线进行分配；

(iii)供应至每个照明设备、或照明设备组的三相交流电经由对供应至每个所连接负载的电力的三相AC/DC整流转换为低压或超低压直流，特别是经由关联每个照明设备或照明设备组的AC/DC整流器；以及

(iv)该系统包括用于在系统中自动控制整个照明的输出、或者单独的照明设备的输出、或者照明设备组的输出的装置；且可选地，其中该母线适于向系统中一个或多个可选的非照明/不含LED的设备供电

且其中用于本地三相AC/DC整流的装置容纳在一个或多个含LED的照明设备或LED灯的外壳中，或者其中用于本地三相AC/DC整流的装置位于靠近一个或多个含LED的照明设备、或一个或多个LED 照明设备组、或包括LED灯的LED阵列处，且优选地距离这些设备、设备组或阵列不超过1m。本文另外公开了一种具有提高的安全性的电力及照明系统，其中用于本地三相AC/DC整流的装置容纳在一个或多个含LED的照明设备的外壳中。

一般来讲，适于在本可控电力及照明系统中使用的三相LED驱动器的工作方式如下：输入三相交流电源，通常为220v-415v，取决于特定系统的需求，向降压设备或变压器供电；较低的输出交流电压，从变压器或降压设备输出并馈送至合适的三相AC/DC整流器，其输出整流的直流电压；在此阶段，仍然可以观察到整流器输出的直流电中存在电压纹波；此时整流的直流电压向合适的LED驱动器堆栈供电，包括一个或多个LED驱动器芯片、微控制器以及用于提供通信功能的装置；LED驱动器堆栈的输出是稳定的直流电流，可以是线性的或者调制脉冲宽度的。这种稳定的直流电流驱动一个或多个含 LED的照明设备，例如LED灯具阵列。

为了实现在本可控电源及照明系统中使用的三相LED驱动器系统的完全平衡放大，如上文所讨论的，例如在大型设施中，具有三相+中性电源，在照明系统内的所有电源负载，即一个或多个含LED 的照明装置，例如LED照明灯具，与三个电源相以及可选地与中性线共同电连通，这取决于是使用星形接法还是三角形接法。图13中示出了三相LED驱动器系统的应用，其还示出了通过使用本三相LED 驱动器系统，当灯变暗时，所有三个电相在所有调光组合中保持100％平衡。这是大型安装所必需的。

申请人已经发现，在使用高电流的系统中使用如本文所详述的空心母线，特别是使用管状或大致管状的空心铝制母线，将提供额外的优势：所需变压器的数量比相同电流水平的传统系统所必需的变压器更少。例如，申请人已经发现，在本系统中，总母线长度50m的管状铝制母线作为初级、次级和 /或三级母线，可以使用2、3或4个变压器，这在一个50m乘50m的建筑中相当于每600m²一个变压器至每1250m²一个变压器。

勒克斯(lx)是测量光强度水平的国际单位(SI unit)，也称为照度或照明度，并使用勒克斯计测量。1勒克斯等于距离一个蜡烛一米远的表面上的照度。一个勒克斯(Lx)相当于一平方米的面积上的一个流明。流明也称为光通量，是由诸如LED的照明器产生的光总量(包或量子)的标准化计量单位。例如，1000流明，集中在一平方米的面积内，照亮该平方米的照度为1000勒克斯，同时相同的1000流明散布在10平方米，产生的照度仅为100勒克斯。

商店照明范围从200流明/m²到1000流明/m²，通常仓库约为200流明/m²，超市约为1000流明/m²。仓库和超市是相对大的区域，并且为了在超市中提供所需的照度水平，通常需要更多数量的灯具，以及更多数量的变压器，系统的初始实施成本和持续功耗成本随之相关联地增加。

在本系统中能够提供200流明/瓦特以产生1000流明/m²的勒克斯的LED的效用，相当于5-6瓦特/m²，并且需要使用6至8kw之间的变压器。申请人已经发现，本系统中使用低于或等于50v交流的三相电压时，能够使用6-8kw之间的变压器达到10000流明/m²的勒克斯，且电流水平为每相50至 100安培。

因此，本发明还提供了可控电力及照明系统，其包括一个或多个用电设备，用电设备中至少一个为含LED的照明设备，其中该含LED的照明设备适于由低于或等于50v AC的三相交流电源供电，其中供应至系统的该三相交流电通过三相AC/DC整流转换为直流电，且其中该电力通过管状或大致管状母线分配，电压使用降压设备降低，特别是使用6至8kw的变压器。

这意味着本系统理想地适于在大型设施中使用，例如超市等需要高勒克斯(流明/m²)的地方。

母线

在本系统中使用的母线布置采用彼此相互连接的三个正极/相线母线以及可选的中性母线(星形或三角形配置)。本系统可采用相线与中性母线彼此并列、彼此非并列、或者同心排列的布置。下文讨论并在附图中示出了示范性并列正极和中性母线布置的一部分。如下文关于包括LED照明阵列的特定照明设备所详述，在一个布置中从母线至与每个含LED的T形灯带关联的本地整流器的该+/-电连接通过任意合适的装置实现，特别是通过从母线至每个灯带的夹子。为避免疑义，尽管本文描述了特定T形含LED的灯带布置，在本可控电力及照明系统中可使用任意适合的灯带形状，包括本文所详述的传统的、市售的的含LED的灯带。

根据进一步的方面，本文提供了一种如上文所详述的电力及照明系统，其中来自电压降压设备，更特别地来自变压器的三相交流电源，特别是低压三相交流电源，更特别是超低压三相交流电源，其可位于内部或外部，以星形或三角形接法提供至母线组件。

根据进一步的方面，本文提供一种如上文所详述的电力及照明系统，其中三相交流电力供应，特别是低压三相交流电力供应，更特别地来自电压降压设备的超低压三相交流电力供应，更特别地来自变压器的电力供应，通过星形配置提供至包括三个相线母线和一个中性母线的初级母线组件，或者通过三角形配置提供至包括三个相线母线的初级母线组件。

根据另一方面，提供如本文所详述的在大规模商业应用中电力及照明系统的使用，例如工业应用，特别是用于大规模室内农业，其中来自电压降压设备，特别是来自变压器的三相交流电源，特别是低压三相交流电源，更特别地超低压三相交流电源，通过三角形接法提供至包括三个相线母线的初级母线组件，其中输入系统的电能输入水平高于100安培。

相比目前市售的照明系统，母线布置的优势包括：使用电压降压设备，例如变压器，以实现交流电压的降低，结合本地整流/本地电压校正，以提供可用的电力及照明系统，特别是可用的低压电力及照明系统，更特别地是可用的超低压电力及照明系统；效率为90-94％；用于自调整系统控制的装置；提供自动电压较正；能够通过使用电力线技术控制包含超过100000个照明设备的阵列，特别是超过100000个LED的阵列；更高效的电线系统，通常只有在直流侧连接至含LED的设备的最终配线要求由铜线提供；提供“即插即用”LED阵列；使用与系统内的本地传感器的无线连接作为阵列内管理以及远程控制特性的一部分；以及在长距离、低压或超低压交流电压下运载大电流的能力。如上文所详述，使用三相交流电源，特别是低压三相交流电源，更特别地超低压三相交流电源以及相关联的三相整流，使得能够使用较小的电容器，并且相比基于单相的系统具有整体运行成本以及系统效率的相关优势。

在采用本系统的应用中，电力首先从电压降压设备，特别是从变压器提供至主母线系统，该主母线系统包括一个或多个主母线，并随后提供至一个或多个次级母线以及可选地至一个或多个三级母线。为避免疑义，如上文所解释，此处使用的母线可采用相线与中性母线彼此并列、彼此不并列、或者同心排列的母线布置。申请人已经发现，为了高效的系统设计，采用彼此并列的相线母线以及可选的中性母线的母线布置特别有用。在下文的附图中示出并讨论此特征。

在这样的系统中，主母线系统包括一个或多个主母线意味着一个或多个正极/相线母线以及可选的中性母线彼此并列设置，其中母线彼此连接或连接至例如次级母线，或者母线中的一个成形为或折弯以适于安置在商业/工业或家庭位置中，那么所述母线在这样的接合处、折弯处或其他形状部位可能彼此不并列。

因此，本申请提供电力及照明系统用于如上文所定义的商业/工业和/或家庭应用，其中电力通过包括主母线系统的导电母线组件分配，该主母线系统包括一个或多个主母线，随后分配至一个或多个次级母线，以及可选地一个或多个三级母线。

任意合适的导电母线，也称为母线、母线排、或汇流排，由任何合适的导电材料制成，特别是金属如可用在本母线组件中的铝、铜或黄铜、或者其混合物。本文中在商业/工业和/或家庭系统使用的母线包括：空心母线；管状或大致管状母线；空心金属母线；管状或大致管状的金属母线；铝制管状或大致管状母线；铝制空心母线；铜制管状或大致管状母线；铜制空心母线；金属涂层的空心母线及其组合。本系统可采用不同的母线用于每个主、次级和三级母线布置，或者每个母线使用相同的材料，或者根据特定电力及照明系统的需求，使用合适的母线材料的任意组合。

如下文所详述，申请人已经发现使用空心导电母线不仅有利于结合设计灵活度提供所需的机械强度，还额外带来集肤效应的好处。因此，根据进一步的方面，本发明还包括如本文所定义的系统，其具有导电母线，特别是空心导电母线、特别是管状或大致管状空心母线、更特别是由Al或Cu或其混合物制成的管状或大致管状空心母线。为避免疑义，这包括具有主、次级和三级母线的系统，其中每个主、次级和可选的三级母线组件独立地包括Al或Cu母线，特别是管状或大致管状空心Al或Cu 母线。

申请人已经发现，为了最佳的结果，空心导电母线是优选的。尽管可以使用这种空心导电母线的任意合适形状，包括管状、方形或所需的其他形状，申请人已经发现，为了最佳的结果，管状或大致管状空心母线是优选的。此外，申请人已经发现，使用管状母线，特别是铝制管状母线，对于提供系统设计的灵活性是特别有利的，例如在大规模生长系统中使用。管状母线内部是空心的。通常地，管状母线的横截面基本为圆环且内部空心。尽管申请人已经发现，为了最优化的结果，圆形或基本圆形管状或大致管状母线是优选的，其他具有椭圆或卵形横截面的管状弯曲母线也可用在本系统中。具有任意壁厚度和/或直径的管状或大致管状母线适于在此使用。下文中使用术语管状的情况下，表示此处定义的管状和/或大致管状，除非有其他说明。外表面即此处定义的管状或大致管状母线的壁可以是实心的，或者可包括孔洞或坑或凹痕。

根据进一步的方面，本发明还包括可控电力及照明系统，其包括一个或多个用电设备，其中用电设备中的至少一个为含LED的照明设备，其中该含LED的照明设备适于由三相交流电源供电，其中供应至系统的该三相交流电通过三相AC/DC整流转换为直流电力，且其中该电力通过空心导电母线分配，其中该母线为管状或大致管状母线，并独立地选自：横截面基本圆形且内部空心的管状母线；横截面基本椭圆且内部空心的管状母线；横截面基本卵形且内部空心的管状母线；以及涂覆导电材料的由非导电材料制成的空心管状或大致管状的母线。

用于此处的母线还包括涂覆导电材料如Al、Cu或黄铜的由非导电材料制成空心管状或大致管状的母线，特别地，Al或Cu也适合在此处作为导电空心母线使用。适合用在此处的金属涂层母线中的非导电材料，也称为绝缘体，包括玻璃、瓷、橡胶或者复合聚合物绝缘体。从系统灵活性的角度看，在采用金属涂层母线的系统中，优选地使用橡胶或复合聚合物绝缘体作为内部空心的芯，芯上涂覆外部金属层。

为避免疑义，如下文所详述，该系统可进一步包括铜导线。例如，母线组件可包括一系列连接的管状或大致管状导电铝制母线，用于在系统中运载三相交流电，首先运载至用于电压降压的装置，随后将降压的三相交流电在整流装置的交流侧分配至整个母线组件。如上文所详述，主母线或初级母线具有最宽的直径，次级母线具有稍窄的直径，且如果系统规模或参数需要三级管状或大致管状导电铝制母线，那么它们将具有更加窄的直径。在整流装置的直流侧，三相直流电通过任意合适的装置提供至用电设备。特别是在含LED的照明设备直接连接至用于AC/DC整流的装置，即设备与装置装配在一起的情况，或者是含LED的照明设备连接至用于AC/DC整流的装置并挂在合适的线上的情况。在设备挂着的情况下，通过合适的设备接线实现连接，特别是通过短的管状线，更特别地通过短铜线。短铜线的长度与压降有关。申请人已经发现，如果铜线太长，那么压降就太大，且系统中含LED的照明设备将不能正常地工作。铜线的长度将取决于任意具体系统中的具体照明需求。

本文讨论了各种不同的母线形状。

为避免疑义，对合适母线的选取，特别是壁厚(对于管状或大致管状母线)和/或母线直径将取决于将使用该母线的商业/工业和/或家庭电力及照明系统的具体部分的需求，从为照明设备，特别是为LED阵列在需要时提供必要水平的支持的角度，或者为由母线系统提供并分配的特定电力负载的每米的最佳成本。

如此，此处使用的金属母线，包括Al和/或Cu母线，可设计为具有大直径且小壁厚或小直径且大壁厚，以实现每个电力负载(电流)每米的最佳成本。选取Al和/或Cu用在母线组件中或用在母线组件的任意部分将取决于具体系统的需求，尽管Cu是特别高效的导体，Al更轻且更具有成本效率，可提供更多的设计上的灵活性。

不希望受到任何特定理论的束缚，本文提出，此处用在母线组件中的金属母线，特别是Al和/ 或Cu母线，特别是管状或大致管状Al和/或Cu母线，优选具有大直径和小壁厚用在此处，因为相比在小直径和较大壁厚的母线上所发现的，在交流电(AC)上使用这样的母线提供了需要的集肤效应性能。提出了使用优选的母线用于分配三相交流电，特别是低压三相交流电力，更特别的是超低压三相交流电，在母线外表面和母线集肤深度之间获得相比具有更大壁厚和更小直径的母线所能提供的更高的电流密度。可以使用任意合适直径和宽度的市售的管状母线。在此处的电力及照明系统中作为主母线或初级母线使用的示范性母线为管状铝制母线。此处使用的合适的铝制母线为市售的空心管状铝制母线，包括可从Alcomet公司购买到的管状铝制母线，其外径范围从10mm到250mm，更具体地从10mm 到200mm，以及更具体地从10mm到100mm，或者从10mm到50mm，或者从10mm到25mm，或者从10mm到15mm。此处适合使用的示范性母线为直径15mm、壁厚1.6mm的铝制母线。申请人已经发现，使用这样具有壁厚1.6mm的15mm Al母线分配大约50v AC、100安培的电力，压降为大约0.03v每米(母线)。此外，在使用管状母线的地方，申请人已经发现，随着母线直径增加，系统可供电的含LED的灯具的数量增加。

根据进一步的方面，本发明还包括如本文所定义的系统，其具有导电母线，其中母线直径与壁厚的相对比率在以下范围内：从约15:1至约7:1，从约12:1至约8:1以及特别地从约10:1至约9:1。为避免疑义，在母线为空心管状圆形母线的情况下，直径具有其一般的含义，而在母线基本为圆形、椭圆或卵形的情况下，直径是指横截面的最宽点的直径。

因此，根据进一步的方面，本发明还包括如本文所定义的系统，其具有由Al或Cu或其混合物制成的导电母线，特别是导电管状母线，其中在约50v、100安培的交流电水平下，母线每米的压降在 0.01至0.1v的范围内，优选地，压降在约0.02至0.1v的范围内，更优选地，压降在约0.02至0.05v 的范围内，特别是约0.03至0.05的范围内。申请人已经发现，移除实心导体的中心所获得的结构强度，即提供管状(母线等)结构，使得照明以及可选的其他设备相比采用传统实心导电接线及关联灯具的可行的系统能够在更少的支撑下连接至管状导体。申请人已经发现，目前使用的管状母线结构上强于传统照明系统，并可支持更多LED以及可选的其他设备。此外，申请人还发现，从实心导体移除中心的导电材料，提供管状(母线等)结构，还导致管状结构的导电元件中的电涡流减小，且这些电涡流将电流推向管状导体外，即电流100％位于管状导体的“壁”内。申请人还发现，通过在本系统中使用管状母线，电流大致位于母线的外表面/末端外。本文提出，移除导体的中心允许更多的壁厚用作导电材料的横截面面积，且因此降低了集肤效应的负面影响。

除了本系统提供了众多技术优势之外，如本文所述，申请人考虑到使用本系统还具有实现显著成本节约的潜能。具体地，可通过移除实心导体的中心产生管状结构、通过减小使用的电容器数量及尺寸和/或电感部件来实现成本节约。不限于使用母线，特别是管状母线，使用传统实心电线或绞线方式与三相交流电源、LED照明、三相AC/DC整流和本系统的控制特性结合时，可实现三相本地整流的许多优势。

市售的铜制管状或大致管状空心母线可用在本系统中使用的电力分配组件的交流侧，作为空心管或大致管状空心铜制母线。在本母线组件、管和/或电线中使用铜制母线有利地允许照明设备、特别是LED灯易于在其选取的点定位。

铜线也可与本母线组件电连接，如下文所讨论的关于在直流侧向含LED的设备供电以在本系统中提供附加配电装置。由于此基于布线的直流配电跟随着母线组件上基于交流的电力分配，此处它也指辅助或附加配电装置。为避免疑义，如下文所讨论，当铜线用在系统中距离非常小、电流非常低的点处，电线仅在辅助层面分配电力，即直接分配至照明设备、特别是LED灯等。

为避免疑义，当PCB直接连接至母线，例如通过在LED阵列中使用如下文所详述的T形灯带，使用铜线实现到单独的照明设备或LED的连接是不必要的。

在许多商业/工业和/或家庭建筑中，主母线通常具有垂直或大致垂直的布置，并可位于外部、内部或中央。下文在图中对此特征进行说明。通过位于具有水平或大致水平布置的建筑的每个楼层或每一层的包括一系列次级母线的次级母线系统、或通过可选地且可替代地铜导线作为辅助或附加配电装置，然后电力能够从这些主母线分配至整个系统中的照明阵列。配电系统交流侧的三级电源通常包括处于低压或超低压三相交流电的一系列三级母线，或者可选地以及可替代地包括铜线作为辅助或附加电力分配装置，其位于具有水平或大致水平的布置的建筑的每个楼层或每一层。

容易理解的是，本系统提供了在家庭和/或商业/工业应用的母线组件的设计中所需的灵活性，且主、次级和三级母线系统的相对布置提供了内置定制经济、高效和可控的电力及照明系统的能力。通常，母线的尺寸(直径)在主系统和次级系统之间降低，并在次级系统和三级系统之间再次降低。在附图中进一步说明和讨论此特性。

通常地，通过次级母线布置为照明设备分配电力，因此中大多数情况下，此布置将朝向房间、或办公室、或仓库或家庭和/或商业/工业建筑的其他部分的天花板或屋顶定位，尽管该系统确实包括从连接到墙壁或其他结构的母线提供照明的能力，以从不同视角提供照明而不是仅仅向下的布置。在系统需要这种布置的情况下，次级母线布置可以连接到三级母线布置，以进一步将配电至照明。

三级母线，或者可选地且可替换地铜导线作为辅助的或附加的配电装置，在低压或超低压进一步从二级母线分配电力至照明设备，如上文所详述还分配至如上文所定义的非照明设备(如果存在)。再次地，对于非照明设备，本系统提供的设计自由度允许这些母线根据建筑用户的定制需求定位，但是最常见的是，用于向非照明设备分配电力的三级母线将位于或靠近采用本系统的商业/工业和/或家庭建筑的每一层楼。对于某些房间，如厨房，三级系统可有利地位于操作台/厨具高度之上。

根据进一步的方面，上文所详述的电力及照明系统还可包括有涂层的母线组件，其中每个主母线和次级母线的有涂层的正极/相线母线和中性母线彼此并列运行、或彼此不并列运行、或彼此同心布置，其中主母线大致垂直布置，且其中次级母线大致水平布置。

适于用在本系统中的母线包括有涂层的母线，更特别的是塑料涂层的母线。可以使用适合于用在母线上的任意合适的市售塑料涂层材料，特别是适合与Al或Cu母线一起使用。为了电绝缘和热绝缘，本系统中使用的母线可由任意合适的市售绝缘材料保护，例如热缩涂层。此处使用的合适的热缩母线管包括瑞侃(Raychem)的BBIT热缩母线管。本文的附图中示出了有涂层的母线的一部分。

在主电压降压设备，特别是主变压器位于外部且主母线系统完全或局部地位于外部的系统中，可选地，主母线进一步涂覆有合适的热绝缘/环保涂层。可使用适用于母线上的任意合适的市售热绝缘和/或环保材料，特别是适合与Al或Cu母线一起使用的热绝缘和/或环保材料。

在一个母线系统要连接到母线组件内的另一个母线系统以在本电力及照明系统中使用的情况下，例如制造从次级母线到主主母线的连接，则可以通过在主母线的所需连接点处剥开塑料露出金属并连接到次级母线相应暴露的金属部分来实现该连接。在要实现电连接的地方，例如根据特定系统和应用的需求，用于最终接线到一个或多个含LED的照明设备、LED灯、LED灯带或包含一个或多个LED的灯带，到次级或三级母线，于是可以将连接点钻入次级或三级母线以实现这种电连接。

为避免疑义，在主母线系统完全或局部地位于外部时，到次级系统的连接可以按照上文所设计的实现。

电力线通信功能

如上文所详述，本发明提供包括照明系统的可控电力及照明系统，照明系统具有如上文所定义的一个或多个照明设备，特别是有通信功能的LED阵列。

电力线技术在现有交流供电波形之上提供了包括通信功能的能力。因此，除了如本文所详述的用于照明设备，特别是用于LED以及如果有非照明设备的电力及照明系统的优势及好处，本发明还提供了进一步的方面，本文所详述的电力及照明系统还具有通信功能。

电力线技术，也称为电力线通信(PLC)、电力线载波、电力线数字用户线(PDSL)、干线通信、电力线通讯或电力线网络(PLN)。为避免疑义，根据本文的一个或多个方面，本系统通过PLC在三相交流母线组件，特别是低压三相、且尤其是超低压三相交流母线组件提供通信技术。在本电力及照明系统中，电力线技术与母线的结合提供了用于同步运载母线组件上的数据的装置，并提供三相交流配电装置，特别是低压三相、尤其是超低压交流配电装置。

除了本电力及照明系统所提供的理想的可控制、低成本、高效率的好处，使用电力线技术提供了内置唯一识别信息的这样的系统的能力以及进一步降低安装与运行效率成本的能力。

根据一个方面，提供包括一个或多个用电设备的可控电力及照明系统，其中用电设备中的至少一个为含LED的照明设备，其中该含LED的照明设备适于由三相交流电供电，且其中供给系统的该三相交流电通过三相AC/DC整流转换为直流电，根据本文描述的任一方面或其组合，该系统包括用于自动控制每个设备的装置，其中用于自动控制整个系统的输出或单独设备或系统中设备组的输出的该装置为用于提供设备的自动独立控制的设备，且其中系统中使用的每个设备配备有可分开识别及控制的注册芯片。

根据进一步的方面，提供包括一个或多个用电设备的可控电力及照明系统，其中用电设备中的至少一个为含LED的照明设备，其中含LED的照明设备适于由三相交流电源供电，且其中供给系统的该三相交流电通过三相AC/DC整流转换为直流电，根据本文描述的任一方面或其组合，该系统包括用于自动控制每个设备的装置，其中通过电力线技术结合通信、以及设备中的注册芯片，从连接至系统的每个负载的交流波形上提取通信数据，且其中通过电力线技术和无线技术的组合可远程地监视和控制系统。

根据进一步的方面，根据本文所描述的任一方面或其组合提供可控电力及照明系统，其中该系统包括用于自动控制每个设备的装置，其中系统包括用于自动控制每个设备的装置，其中供给系统的该三相交流电力通过导电母线分配，且其中控制系统由母线提供的电力线技术提供。

根据进一步的方面，提供根据本文所描述的任一方面或其组合提供可控电力及照明系统，其中该系统包括用于自动控制每个设备的装置，其中该系统包一个或多个用电设备，其中用电设备中的至少一个为含LED的照明设备，且其中每个单独的LED灯、和/或非LED设备(如果存在的话)、或灯组和 /或非LED设备组(如果存在的话)、或灯的阵列和/或非LED设备阵列(如果存在的话)单独地或选择性地注册，其中可无线并远程地监控以及控制该系统，其中该单独的LED、或LED灯带灯具配备有注册芯片和本地整流器和电力线通信芯片，或其中注册芯片提供与本地/继电器无线技术通信的装置，且其中LED和/或非LED设备(如果存在的话)因此适合通过网络控制。为避免疑义，在下文中对LED 的注册芯片进行详述。

因此，根据进一步的方面，提供可控电力及照明系统，其中该LED照明包括一个或多个含LED 的照明设备、或者一个或多个LED照明设备组、或者包括LED灯的LED阵列，其中该设备或灯适于由三相交流电源供电，其中

分配至LED照明的三相交流电连接至交流主变压器，主变压器可位于外部或内部；

三相交流电力通过导电母线进行分配，或者其中母线为导电管状或大致管状的母线；

供应至每个照明设备、或照明设备组的三相交流电通过对供应至每个连接的负载的电力的三相AC/DC整流转换为低压或超低压直流，或者三相交流电通过关联至每个照明设备或照明设备组的AC/DC整流器转换；且

该系统包括用于在系统中自动控制整个照明的输出、或者单独的照明设备的输出、或者照明设备组的输出的装置。

根据以上可控电力及照明系统进一步的方面，母线适于为系统中的一个或多个非照明设备供电，并额外地包括，其中系统还包括结合通信的电力线技术以及阵列内的注册装置以及基于非LED的设备，其中可远程监视和控制系统。

为避免疑义，调整母线以适应一个或多个非照明设备的供电意味着可以安装照明系统，并且可以在以后需要时，将非照明设备作为临时措施或作为核心系统的一部分添加到系统中，或者在系统设计需要这样的非照明设备时可以在安装阶段并入该系统中。

根据一个特别优选的方面，提供了一种包括如上所述的LED阵列的可控电力及照明系统，其中该系统还包括结合通信的电力线技术以及阵列内的注册装置，并且其中阵列适于由交流低压，特别是超低交流电压电源供电。

应当理解的是，包括结合通信的电力线技术以及注册装置的以上系统可以为可选的非LED照明设备提供控制和动力，或者用于采用混合的LED与非LED照明设备的照明系统。

相比目前市售的系统，额外包括电力线技术的本可控电力及/或照明系统的优势包括：使用电压降压设备，特别是变压器实现交流电压降低，结合本地整流/本地电压校正以提供可用的低压或超低压电力及照明系统；从90至94％的效率；用于自我调节系统控制的装置；提供自动电压校正；通过使用电力线技术，控制含超过100000个照明设备的阵列，特别是超过100000个LED的阵列的能力；更高效的布线系统，只需要到含LED设备的最终接线，且由铜线提供；提供“即插即用”的LED阵列；以及作为阵列中管理和远程控制特性的一部分，可以使用无线连接至系统内的本地传感器。下文讨论了电力线技术和无线技术的组合(Wi-Fi(RTM))的潜在的应用。

此外，相比现有的24/7监控系统，包括母线、交流降压设备或降压变压器、三相交流电特别是低压或超低压交流电、配电和电力线技术的如本文详述的这样的可控系统，提供了前所未有的运行成本效率，并且建立的资本密集程度较低，通常在便宜30％的范围内，本电力和/或照明系统首次提供了实现定制LED照明的方式，并/或通过可靠、高效、灵敏和可远程控制的系统向商业/工业和/或家庭应用中的非LED设备(如果存在)供电。

根据进一步的方面，在照明设备包括一个或多个LED灯的情况下，本发明的电力及照明系统提供用于在1m²-10000m²的大面积上，独立控制本系统中使用的一个或多个LED阵列中的每个LED灯、或 LED组的波长强度和光周期的装置。通过安装时或安装后定期注册LED或LED组，在系统内整个系统、单个LED灯、LED灯组、LED灯带或LED灯带组、或一个或多个LED阵列在一系列输入电流下的辐射功率是已知的。

每个注册的LED可根据需要使用分光辐射度计重新校准。此过程允许测量本系统照明方面传递的辐射功率的再现性和数据记录，且首次实时提供关于传递至用户的辐射功率的信息，在整个系统或者在单独的部分、区段、办公室、楼层、生产线、或其他系统中的这种可预设的部分中，其中系统中这些单独的区域与上文所定义并在本电力及照明系统中使用的一个或多个LED阵列中相应的LED或LED 组相一致。

因此，根据进一步的方面，本发明提供一种控制系统，用于本文所定义的系统中的LED照明设备、和非照明/基于非LED的设备，其中该控制系统包括用于记录辐射功率的测量值数据的装置，且其中非照明/基于非LED的设备的控制系统包括用于记录功率消耗的测量值数据的装置。

根据一个方面，提供包括一个或多个用电设备的可控电力及照明系统，根据本文的任一方面或其组合，其中用电设备中至少一个为含LED的照明设备，其中该含LED的照明设备适于由三相交流电源供电，其中供给系统的该三相交流电力通过三相AC/DC整流转换为直流电，其中该系统可包括一个或多个非LED设备，还合并有用于记录系统中至少一个含LED的照明设备或单独的LED照明设备或LED 照明设备组的辐射功率的测量值数据的装置，且其中，当存在一个或多个非LED设备时，系统还包括用于记录功率消耗或辐射功率的测量值数据的装置。

根据进一步的方面，通过注册阵列中的每个LED以及使用分光辐射计对LED进行预校准，提供了用于记录功率消耗或辐射功率测量值数据的装置。

如本文所定义的，用于含LED的照明设备以及基于非LED的设备(如果存在)的本电力及照明系统的控制系统，使用智能软件来管理从各种来源捕捉数据并转发至控制系统的数据，来源包括：照明注册芯片、整流器控制装置、电力线通信芯片、无线技术、本地PC、其他数据捕捉装置、或者这些的混合或组合，从而提供整个系统的定制的监测和控制。

在本可控电力及照明系统中使用的每个照明设备，优选地，照明阵列中每个含LED的照明设备、含LED的照明设备或LED灯的组、LED灯带、LED灯带组、包含一个或多个LED灯的灯带、或包含一个或多个LED灯的灯带组、或基于非LED的设备、或基于非LED的设备组、或含LED的照明设备优选为LED灯与基于非LED的设备的组合，可使用如本文所详述的电力线技术独立控制，或者在系统的要求需要这样的功能性控制时，可以通过电力线技术和无线技术的组合实现，或者通过使用无线连接到本地PC的独立无线技术，或者通过远程网络。为了实现对LED灯、或基于非LED的设备(如果存在的话)这样的控制，阵列中的每个LED灯或LED灯组或者每个基于非LED的设备或这样的设备组配备有可分别识别和控制的注册芯片。

如下文所详述，申请人还发现，除了电力线技术，本可控电力及照明系统包括通过母线将三相交流电，优选为低压特别是超低压交流电分配至一个或多个含LED的照明设备，特别是分配至一个或多个LED阵列以及一个或多个基于非LED的设备(如果存在的话)，其中具有本地注册芯片的阵列和/ 或设备与本地/中继无线技术高度兼容。对于本文的电力及照明系统，该系统需要传递明显/强无线信号强度的能力，例如在需要互联网接入的应用中，或者在系统中使用的智能设备需要便携性时，可有利地使用本地/中继无线技术。

电压降压设备

如上文所详述，主电源提供交流电至可位于外部或内部的电压降压设备，特别是至变压器。提供至这样的设备的交流电也称为输入电压，并能够处于设备容量之内的任何水平。输入电压范围将根据采用本电力及照明系统的地理位置变化，选取具有适应输入电压所需的容量以及能够提供所需输出电压的合适设备，特别是选取适应输入电压并能够提供低压交流输出，特别是低于50v AC的超低压交流电的设备，即与设备的输出侧的电连接的器材所使用的电压，被认为是在合格的电气承包商的技能范围内。变压器是用于此处的合适的电压降压设备。

适于此处使用的变压器具有高达415v AC的输入电压容量。申请人已经发现，尽管可采用具有适合用在本系统中使用的任意特定电力及照明布置上的任意输出电压的变压器，使用输出电压低于50v AC的变压器在提供加强的安全性以及传递效率效益都是特别有用的。本系统中使用的示范性变压器从以下独立选取：415-50v；240-50v；或者230-50vACRMS星形或三角形变压器。应当理解的是，这样的变压器可调整大小向单个建筑或一系列建筑、或单个建筑中的一系列区段供电，以提供数千平方米的容量。为了安全的原因，这样的变压器通常位于外部。为了优化系统效率，优选更大的变压器，且因此当设计新的电力及照明系统用于商业/工业或家庭应用的时，应当考虑当前以及未来的容量以确保系统设计为达到初始以及持续的效率。通常地，较大的变压器提供更高的效率，通常在95-99％或更高的范围内。申请人已经发现，为了实现高效率，需要大于或等于5kw水平，即＝>5kw。

任意市售交流电压降压设备，特别是任意市售交流降压变压器，或这样的设备和/或变压器的组合，可用于提供降低水平的交流电，以用在根据本发明的控制系统中。容易理解的是，合适的变压器的选取将取决于系统在世界部署的位置，例如在UK，在需要低压或超低压交流电压水平时大约为10:1 的降压比是特别适用的。适于提供/具有合适的降压比以提供所需的通常约24v交流至约50v交流的范围内的低压或超低压交流电压水平的降压变压器是特别有用的。为了获得低压或超低压交流电，通常为约24-50v AC，降压比为从5:1至10:1；或者比例从约5:1至约10:1的交流降压变压器向用于商业或家庭应用的本LED控制系统供电是特别有用的，且对于在植物和/或动物生长系统中的LED照明的控制的应用是特别有用的。

本电力及照明系统为商业/工业和/或家庭应用提供照明，特别是LED照明，其中特别是对于LED 照明布置，相比传统系统，除了为基于非LED的设备供电，还提供了电力及辐射效率的效益。

对于LED照明布置，本系统可提供的电气效率处于以下范围：大于80％；大于85％；大于87％，结合辐射效率(插座效率)，对于与系统电连接的LED和基于非LED的设备，处于以下范围：大于30％；大于35％；大于40％；大于43％，例如LED的辐射效率为50％。

本系统使用240/415v AC至24/50v AC的变压器，结合关联系统中每个照明设备，特别是每个含 LED的灯、或含LED的灯组、或关联每个基于非LED的设备(如果存在)的本地整流器/本地电压校正设备(两个步骤)，其效率在大规模可达99％。为了最佳效率水平可以选取这样的整流器，理想地在效率约95％左右。通过使用效率95％的本控制系统，本系统能够提供87％左右(99％×95％×95％)的电气效率，其对应约43％的插座效率(50％×87％)，例如LED的辐射效率为50％。

根据进一步的方面，本发明提供如本文所定义的可控电力及照明系统，其包括LED照明，并结合关联每个LED灯或LED灯组、或关联每个基于非LED的设备(如果存在)的本地整流器/本地电压校正设备，使用240/415v AC至24/50v AC的变压器。

本文的附图示出了利用这种有效电力及照明系统的家庭和商业/工业系统的实施例。

为了适应商业/工业系统，例如具有数千平方米的非常大的占地面积的仓库，申请人以及设计了一种改进的系统，其中该主要的大型电压降压设备，特别是主要的大型变压器可安装在仓库内的远程地点，且电力通过母线组件根据需要分配至照明阵列和任意非照明设备，并具有本文所定义的远程控制特征。只有连接至电压降压设备、变压器的内部电缆需要具有防护等级，系统的其余部分如上文所定义。

为避免疑义，在用于商业/工业和/或家庭应用的本电力及照明系统中，主交流电压降压设备、变压器可位于内部或外部。在本系统并入具有一个或多个交流电压降压设备(变压器)的商业/工业和/ 或家庭建筑的情况下，根据特定建筑需求，主交流电压降压设备(变压器)可位于外部、位于系统的中心位置，或者位于内部、位于建筑的中央、顶部或底部。本文所定义的中心位置包括：系统的中间位置；机房；中央机房；一组房间、楼层、办公室或建筑等由本电力及照明系统供电的中心位置。

因此本发明还提供了适合用在根据本文所详述的任一方面的使用在商业/工业和/或家庭应用中的电力及照明系统，包括外部或内部主交流变压器，其中当主交流变压器处于建筑内部时，其可位于建筑的中央或顶部或底部，且其中当主交流变压器位于外部时，其位于中心位置。

申请人已经意识到，相比在采用LED照明布置的系统中的三相降压设备，特别是三相变压器和管状母线的组合所提供的水平，关于效率、安全性和成本的优势的数量和水平虽然可能会降低，高压三相电力还是可以直接分配至本地三相开关模式电源(SMPS)以向LED灯供电。

在这样的LED照明布置中，由于纹波效应降低，用于向LED供电的高压三相交流电和SMPS，比高压单相AC更有效率，相比对应的单相系统，这也需要更少的电容器，并提高功率因数、减少谐波。对于改造场所或者用于新建筑物、街道或泛光照明或其他不需要无限可变电流和PWM的应用的高功率 LED集群，这些布置可以是很有吸引力的。

不受限于使用降压装置，特别是变压器，特别是低压降压变压器，当与本系统的高压三相交流电源、SMPS、LED照明、整流和控制特性结合时，使用传统的实心或绞合布线的方法可以实现三相本地整流的许多优点。

当不按设计的铭牌容量运行时，三相SMPS丢失效率水平(低于铭牌容量的50％时，效率陡然加剧下降)。申请人已经发现，大型三相变压器在大范围的负载下提供高得多的效率。例如，通过铭牌容量从15％负载增加到100％负载，已经证实了>95％的效率提高。申请人已经发现，在需要调光或调制 LED灯的应用中，铭牌容量的改进是特别有利的。申请人已经发现，为了最佳系统效率，优选地将高压交流电力从大型变压器通过管状母线分配至LED。

变压器高压侧的电涌保护

根据进一步的方面，本发明提供一种新型照明系统，适合如上文所定义的商业/工业或家庭使用，其中该系统还提供了通过使用变压器的高压侧上的与变压器相关的电涌保护器，保护系统中的照明布置不受电涌危害的装置。可使用任意合适的电涌保护器，也称为电涌保护设备、电涌抑制设备，或者瞬态电压电涌抑制器，能够防止从变压器提供至系统中的三相交流电，优选为低压交流电，更优选为超低压交流电中的浪涌或尖峰。应当理解的是，任意特定电涌保护器的选取将取决于根据本发明的供应至任意特定系统的特定三相交流电力水平。

因此本发明提供一种新型照明系统，适合根据本文所定义的任一方面的商业/工业或家庭使用，其中该系统还包括用于保护系统中的照明布置不受电涌危害的装置。

变压器低压侧的看门狗电涌保护

根据进一步的方面，本发明提供额外的装置，用于在具有母线的系统中的可控电力及照明布置防止电涌。除了如上文所详述的变压器高压侧即输入侧上的变压器相关的电涌保护器，本系统还包括变压器低压侧即输出侧上的看门狗型技术，如此处所定义，其将每个母线上使用的实际电力与软件所预测的作比较。与预设水平的差异能够并入控制系统中，作为警报显示，且任意与预设配电水平不一致的预设的大差异可设置为使具体母线或母线组的电力跳闸，以保护整个系统。

此处所定义的看门狗型技术是指，与本文中的任何特定系统操作的控制系统兼容，并能够在本系统的配电装置(母线/电线)中的一个或多个点实时监视能耗与配电水平的仪器。可使用任意合适的监控仪器如功率计。

作为进一步的特征，如果分配至系统中任意具体母线或母线组的电力水平超过预设水平，也可安装合适的传统保险丝提供附加安全措施。为避免疑义，这样的预设水平可根据具体系统的特性以及选用的具体保险丝相关的断流容量/分断能力变化。

因此本发明提供一种新型照明系统，适用于根据本文所定义的任意方面的商业/工业或家庭，其中该系统还包括用于保护系统中照明布置免受电涌危害的装置，其中所述装置包括结合使用电涌保护器、看门狗计时器以及可选的一个或多个保险丝。

用于LED及非LED的电源与控制功能

如上文所详述，申请人已经发现，导电管状或大致管状的母线，特别是管状或大致管状铝制母线与三相交流电，特别是低压三相交流电，特别是超低压三相交流电，可有利地用于在商业/工业和/ 或家庭应用中，为复杂的电力及照明系统供电，该系统包括一个或多个照明装置，特别是一个或多个照明阵列内的单独的或成组的LED灯，可选地结合一个或多个非照明/基于非LED的装置，在商业/ 工业和/或家庭应用中，其中母线提供的“电力线”技术为系统中的照明设备以及可选的非照明设备提供了控制系统，且其中该控制系统通过使用一个或多个用于识别的注册芯片，与每个单独的照明设备、或非照明/基于非LED的设备(如果存在)、或这些设备的组、或灯的阵列通信。

特别地，大致管状铝制母线和低压或超低压三相交流电用于为商业/工业应用中包括一个或多个 LED灯以及可选地一个或多个基于非LED的设备的系统供电，其中母线提供的“电力线”技术为系统中的照明设备以及可选的非照明设备提供了控制系统，且其中该控制系统通过使用一个或多个用于识别的注册芯片，与每个单独的照明设备、或非照明/基于非LED的设备(如果存在)、或这些设备的组、或灯的阵列通信。

通过注册芯片连接至三相交流电的任意LED阵列可用在此处的电力及照明系统中，用于商业/工业和/或家庭应用。这样的LED阵列注册使用的装置如此处所详述。

对于非照明设备，例如移动电话充电器，充电器插头连接至三相交流电源，通过合适的换流器转换为直流电，该换流器可并入设备导线或充电器插头中。可使用与本地PC的无线连接、或通过含合适的预注册芯片的本地单独控制器的组合由网络远程地，独立监视和/或控制每个非照明设备，该预注册芯片合并入设备导线或充电器插头中。

为避免疑义，提供Wi-Fi(RTM)功能的任意市售无线技术，基于非LED的设备，例如电脑、平板或智能手机等借此连接至网络或者无线连接至限定区域中的其他基于非LED的设备，即在能够使用的该系统中。

如下文所详述，照明设备，优选含LED的灯，由三相交流电供电，如此处所讨论，该电力由母线组件分配及供应。该三相交流电在每个灯、或在每个灯具、或在每个LED灯带端部通过三相AC/DC 整流，特别是通过使用适当的整流器转换为直流电。这使得能够独立监视和/或控制每个LED灯、或 LED灯组，例如LED阵列内。

电力线

如本文所详述，电力线技术，与母线组件相关联，有利地用于提供对系统的控制。结合电力线技术的电力和照明系统的表示在附图中进行了讨论和说明。

虽然所有的数字通信都依赖于定时，但是不同的通信技术存在多种实现定时的方法。申请人已经认识到，在最底层，即所谓的二进制层，在所有现有的数字通信技术中存在共同的挑战。考虑到在二进制系统中向系统呈现的数据是0或1的常量字符串，本质上，这是通信网络上的节点如何辨别信息的起点和终点的差异。

在目前可用的基于使用电力线的单相电源的通信系统中，传统的电力线调制解调器通过相线/火线发送数据(进出系统)。相线或火线相对于中性线。这意味着在这种传统系统中，网络上的所有电力线节点都由相同的相和中性线供电。这种传统的布置使得电力线调制解调器能够利用供电频率，例如英国的50Hz和美国的60Hz。这样，每个节点都有一个简单的方法来同步时间而无需独立的同步线。借助于这种传统的布置。对于网络上的每个节点，电源波在完全相同的时间穿过零点，并且定时机制发挥作用。

在由三相交流电源供电的本可控电力及照明系统中，该三相交流电源通过三相AC/DC整流转换为直流电，其中电力线技术用于提供通信功能，通过一个或多个相线/火线从电力线调制解调器发送进出系统的数据。如此处所详述，存在三相电源的不同变体，成为星形和三角形布置或接法。在使用星形接法的情况下，火线和中性线都存在，且在这样的系统中，网络上所有电力线节点由相同的相和中性线供电。此星形接法可实现无需独立同步线的时间同步。

申请人已经意识到，在使用三角形接法的情况下，不可能提供所需的定时功能使得电力线高效工作，因为该三相电源没有中性线。这意味着，没有可能的机制来适当地提供所需的“零点交叉”，从而实现时间同步。为了解决这个问题，申请人开发出一种定时机制，其能够区分由通过三相AC/DC 整流转换为直流电的三相交流电源供电的本系统中的信息(数据)的起点和终点，其中通过使用相关电子设备，使用三角形接法的电力线技术用于为电力线提供通信功能，其包括用于创建“虚拟零点”的装置、或者用于数学计算零点交叉的装置、或者用于将基本计时参考点改变至波的另一部分的装置，以提供计时功能。采用这种布置用于为具有电力线技术和三角形接法的系统提供高效通信功能的系统的一个示例在附图中示出。

在此处的系统中，用于提供通信功能的方法为用电力线网关实施的通信方法，电力线网关与一个或多个含LED的照明设备通信，并且也可与系统内一个或多个非照明/不含LED的设备(如果存在) 通信。用于使电力线网络上的设备可通过互联网访问，以实现系统的远程控制的方法可以是通过使用 Wi-Fi(RTM)、串行或以太网(RTM)通信、或本文讨论的其他通信方法。在本系统中，从电力线网关向一个或多个用电设备传输电力线通信的方法是通过母线布置，用电设备包括系统内的一个或多个含 LED的照明设备、以及一个或多个非照明/非LED设备，例如一个或多个LED灯具。申请人已经发现，在本系统中使用三个并列的初级管状导电母线是特别有价值的。具有电力线通信功能的示范性系统的一部分在本文的图3中示出。

Wi-Fi/Li-Fi

在下文中详细描述进一步的和/或可替代的控制系统特性，例如使用与本地PC的无线链接或者远程地通过因特网。

根据进一步的方面，通过互联网以及经由云收集的所有数据，可以最终独立控制每个照明设备，优选地，每个含LED的灯、或非LED设备(如果存在)，此处包括单独的LED灯带、阵列中的LED组、一个或多个LED阵列、单独的非照明设备、或者非照明设备组。

连接至开启无线的中央微处理器的本地PC提供了这样的控制。例如，对于基于LED的照明系统，每个LED灯带、或更通常地每个LED灯带组、或一组相连接的LED组中的一个LED根据具体系统的需求，通过将灯带连接在一起的一系列低压或超低压控制电线，接收无线信号并分配指令至灯带或LED 灯带组内每个单独的LED、或者一组连接的LED中的每个LED。这些相同的控制线或无线信号是双向的，并能够发送指令和从本地传感器与其他监视设备收集数据。

包括照明设备和非照明设备，特别是LED灯和非LED灯的本发明的可控制、低成本、高效率的电力及照明系统进一步的优势在于，能够在这样的系统内置唯一识别信息，并能够通过结合使用Wi-Fi (RTM)和电力线技术，进一步降低安装和运行效率成本。

对于LED，特别地，这样的本地控制器能够改变电压和电流从零至LED的通常设计规格的200％，其中100％是辐射功率与电功率的比值处于最大值的最佳点或者“最有效点”。在“非高峰”电力成本可用的情况下，在“最有效点”之上的电流提升可能是有益的。微控制器可脉冲以通过脉冲波调制(PWM) 控制光强度和光周期。它们可同时改变电压、电流和脉冲。

如上文所讨论，关于LED，为了实现有利的照明系统控制，每个LED、LED灯带或LED组配备有可单独识别和控制的注册芯片。安装时，使用专门设计的分光仪或分光辐射计在输入电流和“开-关”脉冲宽度的范围内校准每个LED、LED灯带或LED组，从而实现控制系统传递和记录每个灯带发出的波长、强度和光周期。这使得LED制造商能够修正bin的选取以补偿LED生产差异。还使得能够购买更多bin的LED，从而降低成本。久而久之，LED劣化并需要更多的电力用于相同的辐射输出功率。通过定期校准，这些差异变得已知并可被调整。进一步地，通过长时间(数年)收集输入功率数据，可预测劣化并优化灯带的更换。校准还允许识别故障并及早更换。校准过程还允许自动化的LED清洁，其具有系统效率以及节约物理清洁的辅助成本的相关益处。

LED校准可在制造时、安装进系统时、或者在LED的生命周期中根据需要，例如在将LED灯或LED 灯具固定入阵列时进行。为了优化控制效率，本系统中使用的LED应当在注册前校准。可使用任意适合的校准过程，在LED注册和使用前，校准用在本系统中的LED。在适用于此的示范性LED校准过程中，执行以下步骤：

1.每个LED，或者如果阵列内LED组中所有LED相同的话，则依照bin分组的每组中的一个LED，通过适当的母线或电线手动连接至交流电压或超低压电源，并插入“暗盒”；

2.运行电流和PWM序列的预设组合，且结果数据将记录为与系统中使用的该(bin)的所有LED有关。存在包括不同组LED和/或不同bin的LED的更复杂系统，则关于每个不同来源的LED重复步骤1和2；

3.相关结果数据组分配至阵列内每组LED的注册芯片，其包括来自已记录bin码的LED；以及

4.一旦系统启动并运行已校准、已注册的LED，那么在未来，当使用这些组合中任一个时，数据将是已知的并可映射到建筑/阵列内每个LED或LED组下的区域。

如上文所详述，此处使用的LED灯在阵列运行前进行理想地校准和注册。每个LED具有“序列标识符芯片”，以提供序列注册，这意味着LED校准信息将根据此唯一号码存储。

可命令本电力及照明系统中任意含LED的照明设备，例如LED、照明器或LED灯具，在本可控电力及照明系统中执行具体的照明活动。照明指令通过LED注册芯片进入物理的含LED的设备。LED注册芯片如上文所详述。容易理解的是，在可控电力及照明系统中，照明包括一个或多个含LED的照明设备，例如照明器或LED灯具，照明指令可通过分配电力至照明系统以及任意非LED/非照明设备(如果存在)合适的母线布置，特别是导电管状或大致管状的母线布置，更特别的是三个并列线或火线管状或大致管状母线分配至单独的含LED的照明设备、照明器或LED灯具的注册芯片，或者分配至互联的含LED的照明设备、照明器或LED灯具(如果需要)组的注册芯片，照明指令还包括系统内设备的数据信号。

数据管理/安全

如上文所详述，根据进一步的方面，本发明提供一种可控电力及照明系统，用于如本文所定义的系统内的照明设备和非照明设备，特别是含LED的照明设备以及非LED/非照明设备(如果存在)，其中照明控制系统包括用于记录辐射功率测量值数据的装置，且其中该非照明控制系统包括用于记录耗电量测量值数据的装置。

如上文所讨论的，尽管在系统内灯，特别是含LED的照明设备的总数量，以及它们在其中的布置将取决于特定商业/工业和/或家庭应用的需求，有利地，本系统与电力线技术的组合首次提供了管理和单独控制灯，特别是控制在具有100000或更多单独的灯或LED的系统中的LED的能力。

本可控电力及照明系统的具体的优势在于提供前所未有的安全水平，本系统用于在商业/工业和/ 或家庭应用中的含LED的照明设备和基于非LED的设备，其具有多达100000个或更多个单独的LED，还包括结合通过根据本文所详述的任一方面的电力线技术对所述设备的自动控制，经由母线分配的三相交流电、特别是低压交流电、更特别是超低压交流电。

对于用在本发明的可控电力及照明系统中的LED照明系统，该照明控制系统有利地包括用于记录阵列中LED阵列整体、或单独LED、或LED组的辐射功率测量值数据的装置，而无需连续的分光辐射测量。

因此，通过将LED阵列控制系统与运动传感器以及光传感器链接起来，能够实现提供实时或周期性数据集的整个控制系统，其使得系统内预设输出水平的优化和/或维持能够渐进/持续。

因此根据进一步的方面，本发明提供一种可控电力及照明系统，用于通过如前所定义的LED阵列向商业/工业或家庭系统提供有效的光照水平，并且其中所述控制系统的特征在于不需要持续测量 LED的波长、强度或光周期。

根据进一步的方面，所述控制系统可以连接到自然光度计，以使该控制能够在商业/工业或家庭环境中随着光照水平变化而调节LED。

根据优选的方面，电力及照明系统能在对操作人员/维修人员安全的电压水平为LED供电。这通过将照明系统连接至交流超低压电源实现。本文所定义的超低压是低于或等于50v AC(<＝50v AC) 的交流电压，更特别地是12-50v AC之间，且通常为24-36v AC，通过母线提供给系统。在低压交流电水平使用时，本可控电力及照明系统所提供的进一步的安全优势在于，相比目前可用的系统，一旦安装，负责大楼日常维护的操作人员可安全地安装并维护所有照明设备，特别是LED，因为他们在超低压三相交流电下进行操作。这导致商业/工业运行成本降低。可以控制照明系统的整体效率，例如以及LED阵列的整体效率，以维持最优化整流的操作电压。

因此根据进一步的方面，本文提供一种用在电力及照明系统中的控制系统，该电力及照明系统包括本文所定义的一个或多个LED阵列以及一个或多个非LED设备，其中该控制系统包括用于记录数据的装置，数据包括：整个LED阵列、或单独的LED、或阵列中LED组的辐射功率的测量值；通过光传感器测量采用本电力及照明系统的建筑内、或建筑的某段或某层的光照水平的测量值；电力及照明系统中的一个或多个LED、一个或多个阵列内的LED组、和/或单独的或成组的非LED设备的功率水平的测量值，且其中所述控制系统提供用于控制操作电压以将效率维持在90％或以上的装置。

例如，为了在任意给定的应用中实施根据本发明的可控电力及照明系统，需要输入三相交流电源、电压降压装置、以及用于向一个或多个用电设备特别是向一个或多个含LED的照明设备配电的装置，配电时进行三相AC/DC整流。容易理解的是，变电和整流装置可以是本文所讨论的任一个，并易于应用为向各种不同的含LED的照明设备以及非照明设备供电，如上文所定义。通过导电母线，电力可分配至一个或多个用电设备，特别是至一个或多个含LED的照明设备，从上文的描述，还应当理解的是，可替代的导电装置也可用于在根据本发明的系统中配电。在这样的系统中，三相电源提供输入电力至电压降压设备，以将输入电压转换为较低电压电源，且此较低电压电源特别是通过导电母线布置分配至一个或多个用电设备，用电设备中至少一个为含LED的照明设备，例如LED灯具。特别地，通过具有三个并列相线和可选的一个中性管状母线的主母线布置提供将此低压电源分配至用于提供通信功能的装置，例如电力线网关或调制解调器。随后可通过包括三个并列相线和可选的一个中性管状母线的母线布置的次级分配支路，将电力提供至一个或多个含LED的照明设备，例如一个或多个LED灯具。在这样的系统中，母线布置提供一个或多个相线/火线，使得来自电力线调制解调器的数据进出系统。

示范性系统的一部分为本发明的实施例，在图1中示出。

一个网关

如上文所讨论的，本发明还提供了用于独立控制电力或照明系统内每个单独的设备的装置，其中所述单独的设备为照明设备、LED设备或基于非LED的设备，以及用于在电力及照明系统内选择性控制照明设备组、LED或基于非LED的设备组、或LED阵列的装置。应当理解的，这种包括一个或多个 LED的照明系统可包含不同波长的LED。这依靠中央微处理器控制的低压或超低压控制线路、电力线技术或无线技术、或电力线与无线技术的组合实现。

此微处理器也作为公共网关用于传统个人计算机(PC)通信。此数据可设置为通过改变电流或通过结合脉冲宽度调制(PWM)，来改变可控电力及照明系统内LED的任一个或任意组合的每个波长或光周期的强度或辐射功率。

此公共网关(微处理器)与PC之间的通信方法可以是通过硬接线方式串行或以太网等，或是无线的，通过Wi-Fi(RTM)、子网访问协议、无线个域网(RTM)，Xbee(RTM)或其他无线协议。

特别地，使用电力线技术结合中央微处理器，在本文的可控电力及照明系统的控制系统中提供中央网关，从数据安全角度是特别有利的，特别是当与目前可用的基于无线的系统相比时。

使用基于电力线和中央微处理器的本系统，通过单个、公共网关输送源于本可控电力及照明系统中的数千或数万个LED和/或基于非LED的设备的所有数据，相比使用目前可用的基于无线的技术所需使用的一系列数千或数万个单独的无线链接，该网关显然更加安全。

除了此有利的数据安全方面，使用结合单个微处理器作为公共网关与母线组件的电力线技术的双系统，提供了相比具有可能的数千个不同Wi-Fi(RTM)通道的系统更易于维护和更新的系统。关于网关技术的应用的说明和细节在附图中提供。

存在一些基于非LED的设备，例如具有智能技术的便携设备、移动电话、手提电脑、平板等，需要用于在整个系统中移动连接的设施。可以通过使用本地Wi-Fi(RTM)发生器开启与这种需要移动连接设备的基于非LED的便携设备之间的无线连接/数据传输，连接至使用射频无线信号的设备，来实现定制的控制功能，其中该Wi-Fi(RTM)发生器由电力线技术供电，或者可选地，通过使用来自特定LED的Li-Fi实现与使用无线光学网络技术的便携设备之间的无线连接/数据传输，无线光学网络技术采用可见光通信(VLC)手段，其中特定LED由电力线技术供电。

因此，此处提供可控电力及照明系统，其具有用于独立控制电力或照明系统内每个单独的用电设备的装置，以及通过使用由母线分配的低压、特别是超低压三相交流电选择性控制电力及照明系统内 LED组、或基于非LED的设备组、或LED阵列的装置，以及包括受中央微处理器控制的电力线技术和无线技术的自动控制系统，其中，所述单独设备为LED设备或基于非LED的设备。

根据进一步的方面，提供可控电力及照明系统，其具有用于独立控制电力或照明系统内每个单独的用电设备的装置，以及通过使用由母线分配的低压、特别是超低压三相交流电选择性控制电力及照明系统内LED组、或基于非LED的设备组、或LED阵列的装置，以及包括受中央微处理器控制的电力线技术和无线技术的自动控制系统，其中，所述单独设备为LED设备或基于非LED的设备，且其中所述无线技术从以下独立选取：Wi-Fi(RTM)；Li-Fi；Wi-Fi(RTM)和Li-Fi的组合。

为了提高本文可控电力及照明系统中的数据安全性，系统需要与需要移动网络功能的基于非LED 的设备无线连接，提供一种如上文所定义的系统，该系统具有用于独立控制电力或照明系统内每个单独的设备的装置，以及通过使用由母线分配的低压、特别是超低压三相交流电选择性控制电力及照明系统内LED组、或基于非LED的设备组、或LED阵列的装置，以及包括受中央微处理器指挥的电力线技术和无线技术的自动控制系统，其中所述单独的设备为LED设备或基于非LED的设备，母线为根据上文任一方面所定义的母线，所述无线技术包括用于提供从系统到一个或多个基于非LED的设备的 Li-Fi无线连接以及从一个或多个基于非LED的设备至系统的Wi-Fi(RTM)无线连接的装置。

在附图中示出并讨论了用于基于非LED的移动设备的控制系统，该控制系统包括Wi-Fi(RTM) 和Li-Fi连接，以及通过电力线控制的LED照明。

为避免疑义，这是关于传输数据和控制功能的。在系统与设备之间存在通信时，这是为了传输控制功能和/或数据，在设备与系统之间存在通信的情况下，这是为了传输控制功能和/或数据。在一个实施例中，如果传输的一个方向用于设备，另一个方向用于系统，那么使用Wi-Fi(RTM)/Li-Fi系统。

控制每个单独的LED、LED组、每个LED灯带或灯带组、或整个阵列内的一个或多个指定LED阵列的每个波长上的强度和光周期的能力，允许反馈回路根据采用本可控电力及照明系统的商业/工业或家庭系统的预设区域的环境光照条件改变LED。这样的预设区域可为整个建筑、建筑内一个或多个房间或楼层、或区段、或区域或空间，例如建筑内的走廊、楼梯井、房间或空间的组、或一层或多层、或LED根据需要的任意其他布置。这允许通过优化LED光子产量来实现照明相关电力的最佳使用。

一旦系统已经安装且建筑投入使用，可使用优化过程，这样进化的优化过程将能够通过使用光和 /或运动传感器对指定时期(分组、小时、天、周、月)内的照明需求进行评估，结果数据由控制系统收集。此数据的处理将提供指定时段内的基线预设照明水平，随后通过控制系统与成像及光传感设备的连接，对光照水平进行监视和控制以传递持续高效的光照水平，该成像与光传感设备允许反馈回路实时控制光照。

LED

LED为发光二极管，且任意合适的LED可用在照明阵列中，用于在本可控电力及照明系统中使用。通常地，在任意特定应用，包括本文所定义的商业、工业、家庭系统或混合的系统中使用的LED，根据它们提供所需波长范围的光照的能力、或为系统特定部分提供特定波长的光照的能力进行选取。

在本文的可控电力及照明系统中，LED灯可根据用户喜好以及任意特定环境所需的光照水平间隔排列。

适于将此处所定义的本地注册芯片并入的任意市售LED照明，可用在本可控电力及照明系统中。为避免疑义，尽管本可控电力及照明系统主要针对提供白光/广谱LED照明，其也可由本系统通过使用特定的LED实现在整个系统中或者在系统的特定部分或区段提供定制LED有色光的LED照明。

用于本系统的特定LED的选择与选取将取决于应用的具体需求。应当理解，在更复杂的应用中，在将要照亮的建筑或区域的不同区段、房间、楼层或其他定义的部分，根据所述区段、房间、楼层灯的具体需求，可使用不同的LED照明布置。可纳入照明布置，例如使用本电力和照明系统进行控制的LED阵列的LED的数量，仅限制于将应用该系统的特定应用的相对规模。

有利地，本可控电力及照明系统提供LED照明，特别是可根据供电和将照亮的特定环境的需要逐个区域、逐个房间、逐个区段或逐层进行设计的LED阵列。

使用本可控电源和照明系统首次使得在包括数百万个LED的大规模商业/工业系统中使用的一个或多个LED阵列内的LED可能为前所未有的数量。有利地，本系统提供了一种装置，可以通过该装置以实用的方式单独地，成组地或一起地控制LED照明，尤其是LED阵列。如本文详述的，通过使用本系统提供的控制程度提供了前所未有的灵活性水平。

为了避免疑问，并且根据特定方面，用在本电力及照明系统内的每个LED灯、或灯带、或每个 LED灯具，包含用于电压的本地转换和最终校正的装置。通常，这种用于转换和校正的本地装置包括如上文所定义的本地装置，例如用于将低电压或超低电压三相交流电本地转换为直流电到LED的适当整流装置。

根据本文使用的特别有用的LED布置，每个LED灯带或LED灯具是完整的单元，包括LED、LED 注册灯带或注册芯片、本地整流器和可选的电力线通信芯片。

为避免疑义，本文所使用的电力线芯片，在上述特别有用的LED布置中或者在本文中任何其他含 LED的照明设备的控制系统内使用的电力线芯片，适于为照明系统内的LED芯片解释指令，在本文也称为数据或信息。电力线芯片接收照明系统的现实世界的指令，即“开启”、“调光”、“闪烁指定的时间段，X”，并将这些指令转换成简单的命令，以便发送到LED芯片。LED芯片和电力线芯片彼此协同工作，以提供对照明系统的定制控制。

如上所述，本系统为一个或多个用电设备提供电力和控制，其中至少一个设备是含LED的照明设备，容易理解的是，当还存在进一步的非照明/不含LED的设备时，这些也可以配备设备专用的注册芯片，以便也控制这些设备的指令。

通常，根据在将要采用LED的整个特定商业/工业和/或家庭应用中提供所需波长范围或者提供特定波长的光以在其部分内提供特定颜色的能力，选取用在本文详述的可控电力及照明系统的任何特定方面的LED。

用于本文的示范性有色和广谱LED从能够提供以下范围波长的LED中独立地选取：约400nm至约 700nm；约460nm至约640nm；约460nm；约560nm；约640nm，其中这些波长由单独的LED、由布置在组或灯带中的一个或多个LED、或由阵列内的所有LED提供。

此外，本系统可以包括一个或多个紫外线(UV)或红外线(IR)LED，根据应用作为单独的灯、或成组的灯、或作为整个照明系统，其中这种IR或UV LED分别具有小于约400nm或大于约760nm 的波长，以提供商业/工业和/或家庭应用的电力及照明系统的特定部分或整个系统的定制照明需求。

因此，除了适合于提供白光/广谱LED照明的LED之外，LED阵列可以包括与白光和/或广谱LED 组合的一个或多个红外发光二极管(IR-LED)，或者可以全部为IR-LED。IRLED发出的光的波长比可见光的长，通常为与遥控器使用的波长相近的波长。因此，虽然肉眼不可见，但是许多数字设备可以检测IR LED，并且因此可以在需要激活光传感器或远程触发的系统中应用IR LED。IRLED通常具有 770nm至950nm范围内的波长，并且已知用在传感系统中。已知波长为770nm、870nm、880nm、940nm 和/或950nm的IRLED与非照明传感装置结合使用，用于包括烟雾检测和“光开关”的各种应用。

为避免疑义，本电力及照明系统可包括不同LED照明灯具的混合物，在此也称为LED灯具或含 LED的照明设备，和/或具有不同的波长的有色、广谱、UV或IR LED的混合物。

术语“约”是指提供基本上如本文所定义的波长的任何LED或LED组是适用于本文的LED。

因此，本发明提供了一种新型电力及照明系统，包括：LED灯具、LED灯带照明/LED灯带灯、包含LED灯的灯带、LED射灯、LED泛光灯及其混合物。

照明系统控制

如本文所详述，该系统包括用于通过使用合适的注册芯片和形式可为芯片的本地换流器管理电力及照明系统内的含LED的照明设备，特别是LED与非LED设备(如果存在)的本地装置。为避免疑义，系统内的LED或注册的组或LED灯带处的压降的自动校正由每个LED或LED组或LED灯带上的本地换流器管理，并且注册芯片能够通过合适的控制系统对系统内的LED灯或非LED设备进行识别以及单独和/或成组的控制。

虽然对任何特定LED照明的选择将取决于要照亮的特定商业/工业和/或家庭应用的要求，但是它可以适于在本系统内操作的方法如下：

1.为了实现有利的系统控制，每个LED灯或LED灯组、或LED灯带或包含LED灯的灯带配备有可以分开识别和控制的注册芯片。这种芯片可以借助如上文所详述的装置固定到任何特定灯带上，并且可以用于将芯片附加到单独的LED灯或LED灯组；

2.在安装时，使用专门设计的光谱仪或分光辐射度计，在输入电流和“开-关”脉冲宽度范围内校准每个LED灯或LED组或灯带，从而使控制系统能够传递和记录由每个LED灯、LED灯组、LED灯带或包含LED灯的灯带所发出的波长、强度和光周期。可以进行这种校准的装置如上所述。

如本文所定义的用于LED阵列的本控制系统，使用智能软件管理从各种来源、照明注册芯片、整流器控制装置、电力线通信芯片、无线技术、本地PC或其他数据捕捉装置所捕捉的数据并中继至控制系统，以提供对整个生长系统定制的监视和控制，实时响应这样的数据捕捉。

根据一个方面，本文所定义的可控电力及照明系统，其中LED照明，包括一个或多个LED灯带、或LED灯带组、或LED组、或单独的LED灯具/LED，配备有注册灯带、本地整流器和可选的电力线通信芯片。

根据另一方面，本文所定义的电源和照明系统，其中LED灯带、或LED灯带组、或LED组、或单个LED灯具/LED配备有注册灯带和本地整流器，其中注册芯片提供与本地/中继无线技术通信的手段。

根据进一步的方面，提供了一种如上文所定义的系统，其中单独地或选择性地注册每个用电设备，即每个单独的包含LED的照明设备和/或非LED设备(如果存在)、或者含LED的照明设备的组和/或非LED设备(如果存在)、或含LED的照明设备的阵列和/或非LED设备(如果存在)阵列，其中可以无线且远程地监视和控制系统，其中，包含LED的照明设备内的单个LED、或LED灯具的灯带中的LED 配有注册芯片、本地整流器和电力线通信芯片，或者其中注册芯片提供用于与本地/中继无线技术通信的手段，并且其中含LED的照明设备和/或非LED设备(如果存在)因此适合通过互联网进行控制。

因此本发明还提供了一种方法，用于调节市售LED照明以在新型电力及照明系统中使用，还用于对其进行如本文所定义的管理和控制。

在关于生长/靠近生物体的应用中的使用

使用可控电力及照明系统用于与上文定义的生长相关的应用中的LED照明，特别是用在生长系统中，相比现有的24/7监控系统，提供了前所未有的运行成本效率，并且建立的资本密集程度较低，通常在便宜30％的范围内。本可控电力及照明系统首次提供了一种可靠、高效、可控和灵敏的照明系统，利用三相交流电，特别是低压交流电，特别是超低压交流电，以在这样的应用中使用，特别是生长系统，特别是包括紧邻生物体、生长材料、人或动物使用的LED阵列的可控电力及LED照明系统。

本发明还涉及在上文所定义的关于生长的应用中的LED灯的间隔排列，特别是在商业或家庭生长系统中的使用，以实现靠近、适合、接近生长材料如植物的最佳均匀性。

本可控电力及照明系统在靠近植物、生长材料、动物和/或人类处提供非常低水平的畸变光(通过电谐波或其他方式产生的有害的的畸变)。

本发明还涉及在上文所定义的生长应用中，特别是在商业或家庭生长系统中的使用中，生长材料与照明布置之间间距的安全调节，例如植物与LED灯之间。

本发明还涉及一种方法，该方法允许在提供补充光照或者提供生长室中或多层生长中的唯一光照的生长环境中1m²至超过10000m²的大表面面积上，对在如上文所定义的关于生长的应用中，特别是在商业或家庭生长系统中使用的本可控电力及照明系统的LED照明的波长、强度和光周期进行单独的控制。

本发明还涉及提供自动控制、数字收集及报告、以及实时监测和管理波长、辐射强度、光周期和其他生长参数，以及使用反馈回路和关联至上文定义的与生长相关的本电力及照明系统的应用中的生长参数和其他条件的进化算法，特别是用在生长系统中。

历史上，在商业/工业温室中，已经在各种形式的照明下种植植物，例如高强度放电(HID)钠灯。它们被高高地放置在植物上方，通常在植物上方约2至4米(m)处，以均匀地分布光照并避免这些灯产生的大量热量的损害。

这些钠-HID灯通常以240v交流电供电并通常产生白光。这些灯需要几分钟才能达到全功率，并且照明波长无法调节。因此，它们仅适用于具有长光周期和长暗期的系统。发光二极管(LED)照明技术的引入，特别是功率效率的提高和成本的降低，引起了对用LED灯具替换HID钠灯的关注。此外，独立控制每个波长并改变强度和光周期的能力是非常有吸引力的。使用LED将光周期从毫秒调整到数小时在技术上是可能的。LED照明制造商设计了使用传统的印刷电路板(PCB)的紧凑型LED照明阵列，通常合并有100个高功率LED。这些是有防护等级的，并由高压供电，通常为240v AC。

商业生长系统要求特定地布置LED灯带，并且其上的LED以特定方式间隔开以实现最佳生长和光效率。

目前的紧凑型LED照明阵列通常使用风扇进行空气冷却，因为超过50％的功率通常转换为热量而不是辐射功率。除了它们的高热输出之外，由于LED光的传播方式，这种LED阵列不适合靠近生长系统使用。在植物生长中，这种紧凑型LED阵列的系统通常位于生长作物上方2m至4m处，伴随着相关的热量损失以及对植物生长周期的后续影响。为了提高效率，我们设计了更小的带状LED阵列，其可以更接近种植作物放置。然而，由于这些条带内的LED仅在一个方向上均匀布置，它们必须仍然放置在生长作物上方至少50cm处，以便提供所需的光分布均匀性。

申请人已经认识到需要提供可控电力及照明系统，用在与上文定义的生长相关的应用中，特别是用在生长系统中，特别是需要这种可控系统以向能够提供均匀的功率辐射的LED灯带供电，其可以比目前可用的传统紧凑或带状LED照明阵列更接近于生长材料。特别地，申请人已经认识到，需要提供一种可控电力及照明系统，用在上文定义的与生长有关的应用中，特别是用在包括带状LED照明阵列 (LED灯带)的生长系统中，该阵列以最小化的光路提供均匀的功率，最小化的光路能够保留在生长材料附近(<50cm)产生的热量。

从商业角度来看，如果用于本可控电力及照明系统的这种改进的LED灯带可以以成本效益的方式运行，显然将具有相当大的益处。对于上文所定义的与生长相关的广泛应用中的商业应用，特别是在广泛的生长条件下的应用，这种LED灯带应该能够以符合干燥、湿或潮湿的环境中使用的相关安全标准的方式提供这些电力和热量优势。由于商业/工业生长系统的复杂性不断增长，各种不同的作物可以在一个地点生产，远程控制这种LED灯带的波长、辐射强度和光周期的能力是高效生长系统的先决条件。

许多商业植物生长系统，例如温室和聚乙烯通道系统都采用人造光和自然光。为了获得可用光的最佳效率，应该使阴影最小化，并且穿透达到生长作物的自然光量应当最大化。这对于目前可用的系统中的任何一种都是不可能的，因为如上所述，这些系统必须与生长的生物保持一定距离以防止过热，这意味着整个系统设计效率低下。市售LED灯由直流电流供电，这意味着它们通常靠近AC/DC整流器放置，通常为230v交流-24v直流。如前所述，在低电压直流电下，短距离上存在显着的压降，这意味着对于生长系统中的系统效率，特别是AC/DC整流器必须放置在距离灯带小于5m处，并且通常距离灯带约2米。

当前可用的LED灯带放置在靠近种植作物时，每个LED灯之间的间隔必须沿着灯带增加，以提供所需的光均匀性，并且相邻的LED灯带必须放置得更近以提供必要的热量。这使得必须使用更多数量的LED灯带，同时增加建立和持续操作的成本，且增加DC压降的风险。

迄今为止，解决该问题所做的努力提供了改进的系统，其利用传统LED灯带中的传统LED灯以及更多数量、尺寸更小的AC/DC换流器，同时LED和换流器成本增加以及更高质量的高压交流电线。这在商业/工业生长系统中尤其昂贵，其中所有电线和换流器必须是有防护等级的，并且这种系统的复杂意味着此处控制每个灯带、以及所产生的波长、强度和光周期所需的措施变得不切实际，并且如果发生任何故障，可能有危险。

因此，需要提供适于在本可控电力及照明系统中使用的LED灯带，其能够以均匀的方式提供辐射功率分布，相比现有的传统的紧凑或带状LED照明阵列，其能够更靠近于生长材料，并且克服了与目前可用的增加的LED灯间距/增加的LED灯带布置相关的缺点。特别地，需要提供适于用在本可控电力及照明系统的带状LED照明阵列(LED灯带)，其以安全且高效的方式提供具有最小化光路的均匀的功率，其能够保留接近生长材料(<50厘米)产生的热量。

申请人已经开发了一种改进的LED阵列，用于与利用三相交流电源的本可控电力及照明系统一起使用，该LED阵列适于靠近能够生长的生物，例如植物使用。任何适用于生长系统的LED可以在本改进的LED阵列中采用。在如本文所定义的适于植物生长的系统中使用的示范性LED，从能够提供以下范围的波长的LED中独立地选取：从约400nm至约750nm；约460nm至约640nm；约460nm；约560nm；约640nm，其中这样的波长由单独的LED、排列成组的一个或多个LED灯带、或者阵列内所有的LED 灯带提供。特别地，能够提供约400至约420nm波长以提供紫色#1或紫色#2LED照明、或者约455nm 波长以提供蓝色LED照明、或者约530nm波长以提供绿色LED照明、或从约660nm至约730nm波长以提供超红或红色LED照明的LED，是适合用在任意应用中的LED，用于本文所定义的使用三相交流电、特别是低压三相交流电、更特别是超低压三相交流电的可控电力及照明系统，如本文所定义。

根据附加的实施例，本发明还提供一种方法，用于以均匀和安全的方式，靠近生物体布置和控制 LED照明，该布置适于用在如上文所详述的使用三相交流电的可控电力及照明系统中。

因此，描述了一种改进的LED阵列，与用于生长系统的本可控电力及照明系统一起使用，其中所述LED阵列包括一系列并列排列的单独铝带，其中一个或多个单独的LED灯可以沿每个单独灯带的长度以任意距离间隔开，其中每个单独的灯带与每个单独的相邻灯带以相似的距离间隔开，并且其中由 LED阵列提供的整个LED图案近似于均匀的网格，并且其中LED灯带适于由三相交流低压电源供电，特别是超低压三相交流电源。

如上所述，根据本发明的采用三相交流电、特别是低压交流电、更特别是超低压交流电的本可控电力及照明系统的使用消除了使用高压交流电源的需要。申请人已经发现，这对于适于促进生物有机体生长的可控电力及照明系统是特别有利的，因为这意味着不再需要高压交流电源靠近温室或其他生长室内的生长环境附近，并且理想地能够移除任何高压交流电到外部位置。

利用三相交流电、特别是低压交流电、更特别是超低压交流电的本可控电力及照明系统的使用，有利地允许如上文所详述的改进的、可控LED阵列能够靠近生物体使用，例如植物、温室作物、蔬菜、生菜、水果、番茄、黄瓜、鲜花、藻类、微生物。为避免疑义，这些改进的可控LED阵列也适于在生物体生长的促进或管理中使用，该生物体能够在生长塔中生长。如下文所详述，该改进的可控LED 阵列可靠近生长的生物体使用，而没有与当前系统相关的涉及热和/或涉及光传播的风险，同时克服了与当前可用LED阵列相关的安全问题和巨大的成本问题。

为避免疑义，此处关于适于在生长系统中使用的LED阵列所定义的术语LED阵列、或改进的LED 阵列、或本LED阵列是指可控LED阵列，其中这样的控制通过可控电力及照明系统提供，该系统包括连接至主电压降压设备、特别是主变压器的三相交流电，特别是低压三相交流电，更特别是超低压三相交流电，其中该三相交流电通过导电母线分配，且其中该系统包括用于自动控制如上文所详述的 LED阵列的输出的装置。

为避免疑义，除非另有说明，否则下文中关于与生长有关的应用所使用的术语的定义均符合上文提供的定义。

LED阵列与生长材料的接近程度与相对位置

如本文所定义的紧密接近意味着适合于由当前电力及照明系统控制的LED阵列可以放置在距离如上文所定义的关于生长的应用中的生长材料特别是距离生长系统中生物体以下间距处：小于50cm；从约5cm到约25cm；从约5cm到约20cm；从约5cm到约15cm；从约5cm到约10cm。

因此，如上文所详述的利用三相交流电的本可控电力及照明系统结合可控LED阵列、特别是适用于下文所述的关于生长的应用的可控LED阵列的使用，还提供了灵活的系统，其允许根据关于生长的应用中选定的生长材料的预计生长需求，例如根据所选生长周期内特定生命体的预计生长高度，选择性地放置LED阵列。有利地，如下文所讨论，本发明提供一种灵活的系统，其允许阵列内不同LED 灯带组彼此位于不同高度，以根据特定园艺、农业或水产业应用的要求，适应不同材料/生物体/植物的生长，或者适应特定材料/生物体/植物的生长周期的不同阶段。

本文还提供了一种可控电力及照明系统，用于与生长相关的应用，其中照明包括一个或多个LED 阵列，其中每个LED阵列包括一个或多个灯带，其中一个或多个单独的LED灯沿每个单独灯带的长度以任意距离间隔开，其中包含LED的灯带适于由三相交流低压电源供电，并且其中：

(i)分配至阵列的三相交流电由外部电压降压设备降低；

(ii)三相交流电通过导电母线进行分配；

(iii)供应至每个灯带的三相交流电力经由对供应至每个所连接负载的电力的三相AC/DC整流转换至低压直流电，其中每个灯带是一个连接的负载；

(iv)该系统包括用于自动控制整个LED阵列的照明输出、或者单独的LED灯的照明输出、或者阵列内LED灯组的照明输出的装置；且

(v)可选地其中一个或多个LED阵列置于距离生长系统中的生长的生物体少于50cm 处。

根据进一步的方面，提供可控电力及照明系统用在上文所定义的关于生长的应用中，其中供应至每个含LED的照明设备的三相交流电通过主交流电压降压设备降低。

根据进一步的方面，在用于关于生长的应用的以上可控电力及照明系统中，其中供应至每个含 LED的照明设备的三相交流电通过主交流电压降压变压器降低，且其中电力为三相超低压(<＝50v) ACRMS。

根据进一步的方面，在用于关于生长的应用的以上可控电力及照明系统中，其中供应至每个含 LED的照明设备的三相交流电通过主交流降压变压器降低，电力为三相超低压(<＝50v)ACRMS且其中供应至系统的该三相交流电通过导电母线分配，其中母线为管状或大致管状。

阵列内LED灯带相对生长材料或生物体的相对位置，可根据采用的生长系统的性质变化。阵列内 LED灯带关于生长材料或生物体的相对位置的示范性布置独立地包括：

·生长系统中，阵列的LED灯带位于生长的生物体或材料上方合适距离处；

·生长系统中，阵列的LED灯带垂直放置并位于距离垂直放置的生长生物体或材料合适距离处；

·生长系统中，阵列的LED灯带布置位于生长的生物体或材料下方合适距离处；

·以及生长系统中，阵列的LED灯带基本位于生长的生物体或材料的旁边，并放置为合适的角度以提供用于生长的热和光。

为避免疑义，此处定义的大致垂直包括具有相对生长生物体或材料成90°设置的阵列的系统，以及阵列以某种方式排列以大致提供与垂直布置等效的生长参数、热和光的系统。这样的系统可包括设置为90°+/-5°的阵列。

例如，在LED灯带垂直放置的生长系统中，灯带可沿任意单排所供养植物的一侧放置；沿任意单排所供养植物的两侧放置；或者可放置为在相对LED灯带布置成排供养的植物的中间提供灯带。

根据一个方面，本发明提供了一种如本文所定义的可控电力及照明系统，用于包括一个或多个 LED阵列的生长系统，其中每个LED阵列包括一系列并列布置的铝带，其中各个LED灯可沿着每个单独带的长度以任意距离间隔开，其中每个单独的灯带与每个单独的相邻带以相似的距离间隔开，并且其中由LED阵列提供的整体LED图案近似于均匀的网格，并且其中LED带适于由三相交流低压电源供电，并且其中每个LED阵列与一个或多个生长单元相关联。

此处所定义的生长单元包括垂直或基本垂直布置的托盘堆叠或搁架，以及水平或基本水平布置的成排的托盘或搁架，要培养的生物体位于其中，其中所述托盘或搁架设置为持有水培、气培或基于托盘或盆栽生长系统或土壤系统。为避免疑义，本文所定义的生长单元还包括存在于垂直的堆叠或水平的行之间的中间位置的托盘或搁架，例如基本上以从水平位置起大于5°至小于85°的角度定位的托盘或架子，即从水平(平坦)位置起约6°至约84°之间。如本文所定义的术语大致相对垂直或水平，包括从水平位置起直到并包括5°，或者从垂直位置90°+/-5°的堆叠或行。

适于与本文中可控电力及照明系统一起使用的改进的LED阵列，可用在如上文所定义的关于生长的各种各样的应用中，特别是在包括可获得自然光的系统和不能获得自然光的系统的各种生长系统中的应用，例如温室或聚乙烯通道，又例如封闭的塔式系统。

有利地，本可控电力及照明系统首次为用于促进生物体的生长的复杂LED系统提供高效的“即插即用”系统，种植者可根据要容纳的所需生长系统设计和改变该系统，然后可以如本文详述的那样注册和定期校准各个LED或LED组。

用于在温室中和所供养的生长系统中使用本LED阵列的示范性照明布置在下文进行讨论。

应当理解的是，由本可控电力及照明系统提供的设计和控制的有利的灵活性，结合如下文所详述的LED阵列提供的优异的效率、适合的网格图案、以及相比当前可用的紧凑型带状LED提高的安全特性，再加上使用也在本文所详述的具有本地整流的三相交流电，使此成为用在生长系统以外领域的有吸引力的系统。

因此，本发明还提供了一种LED阵列，其适于与本电力及照明系统一起使用，并且适于在商业/ 工业和/或家庭应用中使用，其中LED阵列包括一系列并列布置的铝带，其中各个LED灯可以沿着每个单独带的长度以任意距离间隔开，其中每个单独的灯带与每个单独的相邻灯带间隔开相似的距离，并且其中由LED阵列提供的整个LED图案近似于均匀的网格，并且其中LED灯带适于由三相交流低压电源供电。为了避免疑义，此LED阵列内的各个LED或LED组的控制措施，是如本文关于在涉及生长的应用中使用的LED阵列所定义的。

本发明还详述了与此处所定义的LED阵列一起使用的一种控制系统，其中该控制系统包括用于记录LED阵列整体、或单独的LED灯带、或阵列内LED灯带组的辐射功率的测量值数据的装置，而不需要持续的分光辐射测量。为避免疑义，用于记录LED阵列整体、或单独的LED灯带、或阵列内LED 灯带组的辐射功率的测量值数据的装置如上文所定义。

如下文所详述，提供适于用在关于生长的应用中的LED阵列，特别是用在包括一系列并列设置的灯带的生长系统中，其中单独的LED灯可沿每个单独带的长度以任意距离间隔开，其中每个单独的灯带与每个单独的相邻灯带间隔相似的距离，并且其中由LED阵列提供的整个LED图案近似于均匀的网格，并且其中LED灯带适于由三相交流低压，特别是通过三相交流超低压电源供电。

在关于生长的应用中的阵列中使用的LED布置

上文详细描述了用于控制具有可能数百万个LED的LED阵列的本可控电力及照明系统有利用途。这些优点同样适用于与生长有关的应用。

在关于生长的应用中使用的合适的LED阵列包括一系列并列设置的铝带。此处定义的一系列并列设置的铝带是指多个单独的带，其中每个带与至少一个其他单独的带大致平行。相比当前的商业系统，能够并入这些LED阵列的LED的数量仅受到将使用阵列的生长系统的规模的限制。

此处讨论了一个或多个LED的线性带在合适的主灯带上的位置的示范性布置。如此处详述的，本系统的灵活性意味着关于LED灯带的布置存在高度自由度，并且如本领域技术人员容易理解的，这意味着除了这里示出的那些之外的任何其他合适的配置是同样可行的。

此处这些LED阵列可以通过使用合适的电压降压设备，特别是变压器，例如大型高压交流电到低压三相交流的变压器，在1平方米到10000平方米以上的大型生长区域高效地分配三相交流电，特别是低电压三相交流电。如上所述，通常地，较大的变压器提供满足需要的效率，通常在95-99％或更高的范围内，并且申请人已经发现，为了实现高效率，需要高于或等于5kw的水平，即＝>5kw。适用于此处的等于或高于150千瓦(kW)或200kW的示范性高压交流至低压三相交流变压器可提供95％至99％左右的效率。因此，在如本文详述的可控电力及照明系统中使用这种变压器，结合这些LED 阵列中的一个或多个，可以供应生长系统，例如具有5000m²的生长作物或7000m²总面积的商业/工业温室。

用于本可控电力及照明系统，并由此用于与生长相关的应用的电压降压设备如上所详细描述。特别地，申请人已经发现240/415v至<＝50v AC RMS的降压变压器可以有利地用于与生长，特别是植物生长有关的应用中。应当理解的是，合适的降压装置，例如降压变压器，其尺寸可以供应多个生长地点，例如多个温室，以提供数千平方米的容量。出于安全原因，这种降压设备通常位于外部。为了优化系统效率，优选更大的变压器，因此在设计新的生长系统时，应考虑当前和未来的容量，以确保系统设计为实现初始和持续的效率。通常，较大的变压器提供更高的效率，通常在95％至99％或更高的范围内。

如本文详述，使用包括三相交流电、特别是低压或超低压(<＝50v AC RMS)三相交流电的本可控电力及照明系统，与此处所详述的受控LED阵列的协同使用，提供了效率效益，例如上文详述的电效率。根据一个优选实施例，用于生长的本可控电力及照明系统利用240v AC至24/50v AC变压器，该变压器在大规模上可以高达99％的效率，结合每个LED灯带上的本地整流器/本地电压校正装置。这种整流器可以按照上文所讨论的选取。

因此，适合用在使用如上所述的低压或超低压(<＝50v AC RMS)三相交流电的本可控电力及照明系统中的可控LED阵列的组合有利地提供了前所未有的效率效益、改进的整流以及提高的安全性，并且克服了与当前可用的电力及照明系统需要多个驱动器和240v交流电线相关的缺点，该系统适用于与生长有关的应用，特别是在生长环境中。特别地，当前可用的紧凑型LED带状阵列需要240v AC 至24vDC驱动器位于非常靠近LED灯带处，通常在2m内，因为240v AC至24vDC驱动器的固有限制。这意味着在商业/工业规模上，仅仅为了运行，基于当前可用技术的生长系统就需要数千个LED灯带、数千个驱动器和数千米高成本的240v AC电线。

有利地，包括从远处的AC-AC变压器到LED灯带的运行低压三相交流电的独特组合的本系统成功地克服了这些问题，并具有附加的优点：系统内的任意灯带上的压降的自动校正由每个灯带上的本地换流器管理。还如本文讨论，本系统能够独特地调节本地控制器，用于电流控制和脉冲波调制(PWM)。特别地，用于电流和/或PWM控制的控制器可以位于灯带上。

使用此高效电力系统的生长系统的实施例在附图中示出，且在示例1中提供了基于温室的示范性系统。

根据进一步的方面，本发明提供附加装置，通过使用变压器高压侧的变压器相关的电涌保护器，保护适用于生长系统的照明布置中的改进的LED阵列免受电涌危害。提供这样的电涌保护的装置如上文所详述。

因此本发明提供一种新型改进LED照明系统，适用于根据本文任一方面所定义的生长系统，其中该系统还提供了保护系统中照明布置不受电涌危害的方法。

特别地，本发明提供一种新型改进的LED照明系统，适用于根据本文任一方面所定义的生长系统，其中该系统还提供了保护系统中照明布置不受电涌危害的方法，其中所述方法包括结合使用电涌保护器、看门狗定时设备和可选的一个或多个保险丝。为了适应具有数千平方米的非常大的生长区域的温室，申请人设计了一种改进的系统，其中大型变压器安装在温室内的高层，只有连接到变压器的电缆是有防护等级的，并且系统剩余部分如上文所定义。

对于具有非常大的种植面积的温室，或具有大占地面积的采用改进的LED阵列和本可控电力及照明系统的其他系统，其中本可控电力及照明系统包括三相低压或超低压(<＝50v AC RMS)交流电，导电母线不仅提供装置用于分配三相低压或超低压(<＝50v ACRMS)交流电到LED灯带上的整流装置，还有利地被用于提供支撑结构，包括LED灯带的T形带和附加部件位于其上。

如本文先前所定义的任何合适的母线，特别是金属如铝、铜或黄铜或其混合物可用在关于生长的本可控电力及照明系统的应用中。市售管状母线的形状、细节以及适用于与生长有关的应用的合适母线的示例如上文所详述。为避免疑义，选择合适的母线，特别是母线的壁厚和/或直径将取决于所采用母线的特定应用的需求。

为避免疑义，上文详述的母线的每个方面和特征同样适用于与生长系统有关的用途。管状或大致管状的母线特别适用于与生长有关的应用，管状或大致管状的环形母线特别有用。

除了在关于生长的应用中提供用于分配三相低压，特别是三相超低压交流电的装置，母线还可用于承载T形带，且因此一个或多个LED阵列所提供的LED照明如本文其他处所描述。还包括承载在母线上的LED阵列的本可控电力及照明系统的组合提供了可靠的、高效的、可控且灵敏的LED阵列，该阵列使用三相低压，特别是超低压交流电，以适合于靠近生物体或材料使用。

根据进一步的方面，本发明还包括如上文所定义的生长系统，其具有Al和Cu中的一种或多种或其混合物的导电母线。

此处生长系统中用作主母线、或初级母线的示范性母线，为管状或大致管状的铝制母线。

为了电绝缘和热绝缘，用于与生长有关的应用的母线可以用如上所述的任何合适的绝缘材料保护，并且用于与生长有关的应用的本可控电力及照明系统还可以包括在变压器的高压侧使用变压器相关的电涌保护器之外的用于防止电涌的附加装置，这种附加装置也在上文中详述。

T形带上的LED，并承载在母线上

除了如上文所详述的含LED的照明设备，本可控电力及照明系统，特别是用于与生长相关的应用的系统，尤其是用于商业/工业生长系统的应用，可以包括含LED的T形带。下文讨论合适的含LED 的灯带。在WO2016/027095中以及附图11、12和14中，公开并说明了示范性T形带和使用这种示范性T形条带承载连接在一起的一系列LED，以及在用于生长系统的LED照明阵列内的这种带的使用。 WO2016/027095的发明，到目前为止，它们涉及采用承载在T形带上的LED的示范性照明布置，且它们在生长系统中的使用如图11、12和14所示，在此引入作为参考。

因此，此处额外提供可控电力及照明系统，以用在关于生长的应用中，特别是用在包括一个或多个含LED照明设备的商业/工业生长系统中或家庭使用中，其中该一个或多个含LED的照明设备适于由三相交流电源供电，其中供应至每个照明设备或照明设备组的该三相交流电经由三相AC/DC整流转换为直流电，且其中供应至系统的该三相交流电通过管状母线分配，其中含LED的照明设备中的一个或多个为含LED的T形带。

根据进一步的方面，本发明提供一种电力及照明系统，其中该照明包括导电材料制成的T形承载带上所承载的LED，且其中所述带承载在母线上，并从母线向LED传导低压，特别是超低压三相交流电，从而作为次级或三级母线。

适合与这种T形带一起使用的各个LED灯带包括一个或多个LED的布置，这些LED通过合适的电线彼此连接。在使用中，LED灯带与适当的大致T形承载带同位并且与其相邻。合适的承载带为了强度基本上为“T”形，重量轻，通常小于20mm宽。T形承载带可以由任意合适的导电材料制成，该导电材料具有足够的强度以在带、LED或系统的寿命期间支撑LED，并且如下文关于在生长系统中的使用所讨论的，能够充当散热器的T形承载带是特别有用的。用于此处的示范性T形承载带材料是铝。

每个LED带上LED的数量能够小至一，最大数量由整流器能够提供的直流电压除以每个LED所需的正向电压确定。例如，在将转换为74vDC的50v ACRMS的最大安全电压，通常红色LED的正向电压为2.2v，这样将为33个LED。

每个LED表面安装在合适的PCB上，该PCB通过热效粘结剂连接至铝制T带。

这些包含LED的T形带特别适合用在靠近生物体使用的电力及照明系统，例如在下文详述的商业 /工业生长系统中。

这种T形带特别适合于承载在母线上，如WO2016/027095中图11、12和14中的线性T形带的线性部分所示。此外，如果母线上放置带的区域保持完整且为原始形状，可以弯曲、扭曲或以其他方式操纵这种T形带以提供用于此处的定制LED带。

该T形带也应当能够作为散热器，用于将来自LED的废热散出，以实现LED在其设计温度运行。

每个这样的T形带、或带组，包括注册芯片或可以是芯片形式的本地换流器。为避免疑义，系统内任何带上的电压压降的自动校正由每个带上的本地换流器管理，并且注册芯片通过适当的控制系统实现对阵列内的带的识别和单独和/或成组控制。

在一系列铝制T形带并列设置的情况下，这意味着多个单独的带，其中每个单独的带基本上平行于至少一个其他单独的带。可以结合到任何带中的LED的数量仅受带的相关的长度和LED配件尺寸的限制。有利地，适用于根据前述任一方面所定义的商业/工业生长系统和/或家庭生长系统的本可控电力及照明系统还包括承载在铝制T形带上的一个或多个LED阵列，其可以根据要供电和点亮的特定环境的需求，逐个区域、逐个房间、逐个区段或逐层设计。

LED在承载带上的相对间距和承载带彼此间的相对间距将确定阵列所提供的整个LED图案。

上文所定义的本可控电力及照明系统可包括LED阵列，该阵列包括一个或多个LED带，其中每个 LED带合并有注册芯片和本地换流器，其中所述LED灯带可独立地从以下选取：单独的包含LED的T 形线性铝制带、并列设置的这样的T形LED带组、或者包括单独的T形弯折、扭曲或以其他方式操纵的铝制T形带的其他LED阵列、或包含非并列布置LED的这种弯折铝制带的组或非并列布置的弯折带的组。为避免疑义，关于用于含LED的带的注册芯片的术语本地，如上文针对用于LED的注册芯片所定义。关于换流器的术语本地如上文所定义。

用在关于生长的应用中的承载在T形带上的LED阵列

根据一个优选的方面，提供了一种根据上文任何一个方面所定义的可控电力及照明系统，适用于与生长有关的应用，特别是生长系统，其中用在所述生长系统中的一个或多个LED阵列承载在铝制T 形带上，并且其中各个LED可以沿着单个承载带的长度以任意距离间隔开。如上所述，承载带上的 LED的相对间隔和承载带彼此间的相对间隔将确定阵列提供的整个LED的图案。为了在与生长有关的应用中使用，申请人已经发现，规则的网格状照明图案，均匀的网格，有利于在要照亮的区域上提供一致的照明水平。申请人已经发现，LED阵列提供了接近均匀网格的整体LED图案，其中LED在两个方向上以相似的距离彼此间隔开。包含一系列带的LED阵列中的该一系列含LED的带提供了均匀的网格状图案，其中每个单独带中的LED以相似的距离彼此间隔开，其中LED承载在铝制T形带上，其中通常每个含LED的铝制T形带与相邻的含LED的带以相似的距离间隔开。

每个单独的LED带包括彼此由合适的电线相连的一个或多个LED的线性布置，其中LED带与合适的导电、大致T形的承载带同位并相邻接。合适的承载带为了强度大致为T形，重量轻并且宽度通常少于20mm。

位于含LED的铝制T形带上的LED的最大数量由LED带电源的安全、可接入电压确定；带上LED 的最小数量为1。

LED的这种布置提供了接近完美的网格，允许带中的LED非常靠近待生长的材料放置，例如在生长系统中靠近生长作物，例如离作物近至5厘米。

在与生长相关的应用中，利用LED阵列的低压或超低压交流电的本可控电力及照明系统的使用，消除了对照明区域内的任何昂贵的防护等级电气设备的需求，包括在温室内或种植室内。在与生长相关的应用中，利用LED阵列的低压或超低压交流电的本可控电力及照明系统的使用，意味着较低的电压，并且通常可以使用小于30v AC或甚至小于20v AC的电压，以增强安全性。

为避免疑义，本文中在运行的LED阵列内，或者在适用于生长系统的LED示范性阵列内对术语带的所有引用，是指包括附接有一个或多个LED带的大致T形的承载带的完整的带。为避免疑义，可以使用具有合适强度和轻质特性的不同形状的可替代的导电承载带，或包括混合材料的可替代T形承载带，无论是不同导电材料的混合物还是导电和非导电材料的混合物。

对于利用人造光和自然光的植物生长系统，这种大致T形的设计结合生长培养基和改进的LED 照明阵列之间的更小的距离有利地提供了增加的自然光水平。此处T形承载带应该足够坚固和刚性以在固定点之间跨越，固定点通常相隔约2m至约4m。这些固定点可以是高拉伸电线或其他适当的可移动的固定装置，其能够根据作物高度升高或降低。在优选实施例中，向照明系统提供低压配电的管状或大致管状母线还包括固定装置。例如，如下所讨论的管状母线可以通过合适的高度调节装置结合到本系统中。

如上文所讨论，对于具有大占地面积的生长系统，铝制管状母线可以是绝缘的，其有利地被用于为T形含LED的带提供所需的支撑，并通过合适的连接从变压器向本地整流器输送电源。

如上文所讨论，此处T形带也应当能够作为散热器，用于散出来自LED的废热，以使得在采用如本文所定义的可控电力及照明系统的生长系统中使用的改进LED阵列中的LED能够在设计的温度下运行。有利地，在植物生长环境中使用该系统的情况下，由于LED阵列靠近生长作物，该T形带使得这样的废热能够作为有用的热量消散回生长系统。

该T形带有利地适于提供足够的宽度，以允许环境光穿过灯带到达种植作物。

每个带上LED的数量，以及用于安装LED至T带上的装置如上文所详述。

因此，根据进一步的方面，本发明提供如上文所定义的改进的可控LED阵列，以在生长系统中使用，其不包括PCB，且不需要防护等级。

或者，微型单部件PCB可串联硬接线，或者是全长PCB带，可在此处的生长系统中使用，伴随相关的成本。

用于生长相关的应用的电源与控制功能

在涉及生长的本可控电力及照明系统的应用中，其中在LED照明由一个或多个阵列提供，其中阵列包括如上所述的一系列含LED的T形带，阵列中的每个LED带与低压/超低压三相交流电源电气连接，三相交流电的分配通过电力从母线组件推进，经由主、次级和三级母线(如果存在)到T形导电带，然后到LED带，或到与LED带电连接的T形带的导电元件或方面，且随后到各个整流器，用于通过三相AC/DC整流转换为低压DC。这种布置意味着不需要防护等级。通过使用适当的三相AC/DC整流器，将低压三相交流电在每个带的端部转换为直流电。

可以独立地控制LED阵列内的每个LED带或LED带组，用于与生长相关的应用中使用本系统。用于控制LED带的装置如上文所定义，并且包括电力线技术、或无线技术或两者的组合，经由无线链接到本地PC和/或远程地经由互联网连接。

同样如上所述，为了实现有利的系统控制，每个带或带的组配备有可以单独识别和控制的注册芯片。如本文详述的，校准每个LED带，以使控制系统能够发送和记录生长材料例如特定农作物从每个 LED带接收的波长，强度和光周期。

如上所述，在本系统中使用的各个LED灯，包括使用T形承载带用于一系列连接在一起的LED 的可控LED阵列，理想地在系统运行之前校准和注册。每个LED带都有“串行识别符芯片”，以在这个低成本的有线网络上提供串行注册，这意味着LED校准信息将根据这个唯一的号码进行存储。

一旦启动生长系统，并与校准、注册的LED一起运行，当未来使用这些组合中的任一个时，这些数据将是已知的并可映射用于每个LED带或LED带组下的生长周期。

通过如上所述的智能软件提供对与生长相关的应用中的整个系统的定制监视和控制，并且为了避免疑义，该智能软件还在可控LED阵列的控制系统中使用，可控LED阵列也如在此所定义的承载在T 形带上。

如上文所述，在与生长有关的本系统的应用中，电力线技术提供了在现有交流电源波形之上包括通信功能的能力。

为避免疑义，先前详述的通过使用如上所述的可控电力及照明系统提供的优点，特别是提供：用于独立控制LED阵列内的每个LED带、或者LED灯带组的波长强度和光周期的装置；用于记录整个 LED阵列、或单个带、或阵列内的带组的辐射功率测量值数据的装置，而无需持续的分光辐射测量；用于独立控制每个单独的带或带组的装置，所述带或带组均匀地包含一个或多个不同波长的LED组串；用于单独注册LED以通过互联网技术进行最终控制的装置，通过电力线通信芯片或无线技术收集、控制和/或管理的所有数据；在本文的与生长相关的应用中，将这种系统与可控LED阵列结合使用的情况同样适用。

通过将用于LED的控制系统连接至合适的传感器，特别是关于生长的传感器如植物传感器和光传感器，在关于生长的应用中可以实现提供实时或定期数据集的整体控制系统，使得能够渐进/持续优化和/或维持系统内预设的输出水平。

通常地，用在本文所定义的关于生长的应用中的改进LED阵列内的LED带所提供的波长，为红 640nm、蓝460nm以及绿560nm，尽管根据所选取的特定布置，更多的波长是可能的。

因此，根据进一步的方面，本发明提供可控系统，用于通过如上文所定义的改进LED阵列，在用在关于生长的应用中，特别是植物生长系统时提供高效的光照水平，其中所述控制系统的特点在于，不需要持续测量LED的波长、强度或光周期。

在关于生长的应用中，用于控制电力及照明的本系统也可连接至自然光线计，以实现控制调节 LED阵列内单独LED随着生长环境如温室中的光照水平变化。

由于LED光的效率在30-60％之间(辐射功率相对电输入功率)，产生了大量的热量。通过在阵列中带的上方放置光学的高效保温幕，有可能在生长环境中保留更多的这种热量，并且浪费在温室的顶部空间中热量更少。

类似地，可以在关于生长的本系统的应用中控制湿度和CO₂水平，例如在植物生长系统中，通过在温室的“顶部空间”并入链接至湿度和CO₂水平的自动风扇。

关于使用本系统在与生长相关的应用中提供可控电力和均匀LED照明的特定特征为能够以对操作者安全的电压向LED供电，特别是在可能潮湿和存在水的情况下。在这样的系统中，这通过将LED 灯带连接到三相交流低压电源来实现，该电源在12-50v AC之间，通常为24-36v AC。这允许高压电源在整个温室外部或者置于温室内的高层，或者位于没有自然光的封闭系统的外部。这种低压三相交流电源由一个简单的从高压到低压三相交流电的交流变压器提供，该变压器通常可以放置在温室中的高层或外部。每个带末端的三相AC/DC整流器，促进了从低压三相交流电到为每个带供电所必须的低压直流电的转换。与现有系统相比，使用本系统为生长系统提供改进的、可控的和均匀的LED照明所提供的进一步的安全优势在于，一旦安装了该系统，管理植物生长或负责植物生长环境的日常维护的操作者，可以安全地安装和维护所有LED，因为LED仅在低电压三相交流电下运行。这导致附加的商业/工业运营成本降低。

因此，根据进一步的方面，在关于生长的应用中，此处提供如上文所定义的控制系统的使用，其中照明包括本文定义的LED阵列，其中该控制系统包括用于记录以下数据的装置：整个LED阵列、或各个灯带、或阵列内灯带组的辐射功率的测量值；借助植物传感器的系统内生物体的生长的测量值；和/或借助光传感器的生长系统内光照水平的测量值，且其中该系统包括用于自动控制下列中的一个或多个的装置：植物生长系统内一个或多个保温幕的相对高度；关联至植物生长系统内湿度和CO₂水平的一个或多个风扇，且其中所述控制系统提供用于控制操作电压以将效率维持在90％或以上的装置。

根据进一步的方面，在于生长相关的应用中使用的本系统的每个单独LED灯带或LED阵列内的LED灯带组，可单独地注册用于通过互联网借以由电力线通信芯片或无线技术收集、控制和/或管理的所有数据的技术进行最终控制。

控制每个灯带上每个波长的强度和光周期的能力，允许反馈回路根据关于生长的应用中的环境光条件改变LED，例如在温室中，或者在封闭生长环境中的作物情况。这允许通过优化LED光子产量和最佳光合作用实现最佳的电力使用。

此优化过程可通过实验或通过引入高光谱成像测量植物胁迫的所有方面进化发展。此数据可通过关联至成像与光传感设施的控制系统收集，其允许反馈回路实时控制光照。

随着进化算法的引入以及对财务投入成本和作物产出的测量，生产的总成本可以最小化。此外，可以考虑整个电力的变化成本以最小化电力成本。

与HID钠灯或固定输出LED阵列相比，这种方法将减少温室或封闭生长环境中的加热需求。在封闭系统中，提高系统效率降低了冷却的需求。

附图

下文描述了母线和使用由适用于商业/工业和/或家庭应用的母线分配的低压三相交流电力的可控电力及照明系统的代表性实施例。在这样的系统的特定的实施例中，该系统具有铝制母线，在低电三相交流电下用于为一个或多个LED阵列内单独地或成组地为LED灯供电，该系统还具有为非LED 装置提供电力的能力，其中通过母线提供的“电力线”技术为照明系统提供控制系统，且其中控制系统通过使用一个或多个用于识别的注册芯片，与每个单独的LED灯/灯组或阵列、或非LED设备通信，下文还在图16至19中示出了这样的系统的特征的特定方面，并对其进行说明。

为避免疑义，虽然图16-19示出了根据特定环境中本发明的一个方面的电力及照明系统的应用，该处示出并在下文讨论的的配电系统和LED阵列的特定特征同样适用于其他商业/工业和/或家庭系统。如此以下图16-19提供本发明的一方面的特定实施例的代表性示例，并且不旨在限制于此。

如上文所讨论，本可控电力及照明系统适用于各种应用。WO2016/027095中在图16、17、18和 19公开了这种用途的示范性应用，以及包含适于由本系统供电并控制的LED阵列的生长系统的代表性示例。WO2016/027095的公开，就它们涉及图16、17、18和/或19中示出的示例性照明装置而言，在此引用作为参考。

包含新型的、创造性的LED阵列的生长系统的代表性示例也在本文详述，并且关于下文出现的图 14-18，示出并讨论所述阵列的特征的特定方面。

为避免疑义，虽然图14-18示出了在特定环境中，LED阵列及其控制系统在根据本发明的生长系统中的应用，在容量达10000m²或者更大的温室中，LED阵列用于在一天的不同时间补充自然照明，该处示出并在下文讨论的LED阵列的特定特征同样适用于在生长面积从1m²到10000m²的较小的温室中作为补充照明器，适用于在从1m²到10000m²的无光的生长系统，并且进一步地，特别适用于生长室、多层生长系统或综合生长系统(IGS)塔，其在生长过程中不利用自然光。

如此以下附图提供本发明的特定实施例的代表性示例，并不旨在限制于此。

附图说明

图1：示出了根据本发明的可控电力及照明系统的一个实施例。通常，图1示出了输入三相交流电源、降压装置以及配电至照明设备，配电时发生三相AC/DC整流。图1仅示出了照明系统的局部。容易理解的是，本说明书中示出和讨论的变电和整流装置可以容易地应用于向各种各样的不同照明设备以及非照明设备供电。此外，在图1所示出的系统局部中，电力经由导电母线分配至照明设备，从前文描述中也可理解，也可以使用其他的导电装置将电力分配至根据本发明的系统中的一个或多个照明或非照明设备，该系统的一个实施例的局部在图1中示出。

特别地，图1示出了向电压降压设备(2)提供输入电力的三相电源(1)，将输入电压转换为较低的低压电源，且低压电经由导电母线布置(4)/(6)被分配至照明设备、LED灯具(3)。图1还示出了低压电经由三个主并列的初级导电管状母线(4)分配至用于提供通信功能的装置，在此实例中借助电力线网关或调制解调器(5)，且随后经由包括3个并列的管状母线的母线布置的次级配电分支(6)分配至LED灯具，在灯具(3)中，这些并联母线中仅有两个是可见的，即母线布置提供了一个或多个相线/火线使数据能够从电力线调制解调器(5)发送到系统和从系统发送数据。

如图1所示，主母线和次级母线布置中的三个母线为管状的，如图5所确认的，此处使用的母线为管状的并具有空心内部。如图6所示，初级/主母线的直径通常大于次级母线，次级母线的直径转而大于任意三级母线(如果存在)。容易理解的是，在任何特定的电力及照明系统中所使用的主、次级和任意三级母线的相对尺寸将根据具体系统的需要变化。

用于三相交流电的三相AC/DC整流以向照明系统提供直流电的装置如上文所述，且示范性的整流装置在图7中示出。

使用如图1所示的系统的优势如上文所述，特别是在实例2中。

图2：示出了效率相对功率输出的曲线，也称为效率曲线，在本系统中，特别是在图1所示的系统中使用三相变压器(A)或传统开关电源(B)获得该曲线。纵坐标表示输出功率/输入功率的效率从0至100％，横坐标表示输出负载从0至100％。比较使用三相交流电源和使用传统电源的效率曲线，表明整体效率更高且在整个负载下效率更高。三相方法(A)在负载15％以上给出了接近97％的效率。传统单相方法(B)在负载高于40％后效率基本为85％。

图3：示出了图1所示系统的一部分，特别是用于提供通信功能的装置，在此实例中为与电力线网关(5)一起实施的通信方法。电力线网关(5)与系统(未示出)中的一个或多个照明设备以及一个或多个非照明设备通信，且使得电力线网络上的设备可由互联网访问以实现系统的远程控制的方法可以是通过Wi-Fi(RTM)，串行或以太网(RTM)通信(未示出)的实用程序。如图3所示，在此实例中，用于从电力线网关(5)向系统中的一个或多个照明设备或非照明设备，如图1中的LED灯具 (3)传递电力线通信的方法是经由3个并联初级管状导电母线(4)。

图4：示出了实心圆柱母线(7)的横截面。在图4中，母线末端周围的“集肤效应”由较暗的区域示出，该区域朝向靠近表面(7a)的内部的外边缘，并且促进“集肤效应”的涡流由母线中间(7b) 的较亮的区域示出。

图5：示出了适于在本可控电力及照明系统中使用的管状空心母线的横截面。特别地，图5显示母线末端(5a)周围的“集肤效应”降低了，并确认了在这样的空心母线中，在圆柱母线中将促进“集肤效应”的环绕涡流的内部材料移除，并更换为管状母线中的空心内部(5b)。

图6：示出了在本可控电力及照明系统中，如何指挥LED灯具(3)执行特定照明活动。照明指令经由LED注册芯片(8)进入物理照明器。容易理解的是，可控电力及照明系统中，照明包括一个或多个照明设备，在此实例中为LED灯具，照明指令可经由配电至照明系统且包含数据信号(未示出) 的管状母线布置(4)、(6)分配至单个照明设备或LED灯具的注册芯片，或如果需要的话，分配至互相连接的照明设备或LED灯具组的注册芯片。

图7：示出了在三相电提供至图6中的照明器之前，如何通过本系统进行改性。三相电(C)经由母线系统(4)、(6)分配至照明器，照明器包括LED灯具(3)、LED注册芯片(8)和用于在供电至LED灯具(3)之前将交流电整流为直流电本地整流的装置(8a)。如图7所示，初始电信号(C)，即降压三相交流电源，具有三个正弦波，其中每个正弦波与另外两个正弦波异相120度。图7还示出了，由本地整流装置(8a)对交流电信号进行整流，以提供整流的、输出直流电压(D)，可用于在整个照明系统中提供一致的电力水平，照明系统包括一个或多个含LED的照明设备，即LED灯具(3)。本地整流装置(8a)放置在非常靠近灯具中的LED，且整个照明系统中的电力供应由输入直流电(D) 表示。如下文中图12所详细示出，本地整流装置包括一个或多个LED驱动器。由于发送数据(电力线)的装置仅在交流电上起作用，交流电必须置于靠近系统中的照明处，以消除对额外电线或其他用于将指令信号导向照明的装置的需求。

图8：示出了适用于本可控电力及照明系统的示范性组装式三相LED灯具的零部件。该灯具包括照明元件(9a)，其可与连接器(9b)相连接，以组装成可用三相LED灯具。容易理解的是，三相LED 灯具中，可根据需要通过使用额外的照明元件和连接器来增加照明元件的总数量。

图9：示出了传统的、单相的、LED驱动器框图。单相交流电源(通常为110-240v)(F)供电至开关电源单元(9)。该开关电源将交流转换为直流并输出接近完美的直流电压(G)。LED驱动器堆栈 (10)接收此直流供电并使用线性调光或脉冲宽度调制(H)驱动LED阵列(11)。

图10：示出了传统的单相整流中观察到的输出信号之间的区别。图10a示出了常规单相交流输出的正弦波。图10b示出了在常规单相交流输出的AC/DC整流之后观察到的修正的输出信号，且从轨迹清楚地示出，在每个整流周期的三个点存在零功率。图10c示出了额外加入电容器(未示出)如何在整流周期的零点保持能量。

图11：示出了当按比例增加传统的单相LED驱动器以在大型设施中使用时观察到的平衡问题。大型设施使用单相+中性输入电源，如在点(I)处所示，以及在系统设计阶段，即规划设施阶段，三个独立的单相交流电负载均匀分布在三相之间如点(J)所示。为避免疑义，在设计阶段，电气设计师必须计划平衡三相的单相负载。如果负载在变化，这将是不可行的。每个LED驱动器连接至中性电力线，以完成电气回路。当灯变暗，如点(K)所示，供电相可能变得极其不平衡，如图所示，来自三个不同的相线/火线的电源水平分别为100％、70％和50％。如以上所讨论的，这样的不平衡是不可接受的。

图12：示出了适用于本可控电力及照明系统的示范性以及优选的三相LED驱动器(13)的框图。三相输入交流电源，如(L)所示，通常在220v-415v，向电压降压设备或者变压器(14)供电。较低的输出交流电压，由(M)表示，从变压器或电压降压设备(14)输出并输入三相交流/直流整流器 (15)，其输出整流的直流电压，由(N)表示。从整流器(15)输出的直流电流中仍然能够观察到电压纹波，并由曲线/轨迹N中的上部波浪线示出，同时曲线/轨迹N中的下部(底部)线示出零伏特/ 轴。整流的直流电压供应至LED驱动器堆栈(16)，LED驱动器堆栈(16)包括一个或多个LED驱动器芯片(16a)、微控制器(16b)和用于提供通信功能(16c)的装置。LED驱动器堆栈(16)输出稳定的直流电流，可为线性或脉冲宽度调制的，并由(O)表示。此稳定的直流电流(O)驱动LED灯具(8)的阵列(17)。

图13：示出了在本可控电力及照明系统中使用并如上文所讨论以及图12所示的三相LED驱动器系统的完美平衡的等比例增加。如在点(I)处所示，在图13中，通过相1、2、3和中性线N将LED 驱动器系统应用到具有三相+中性供电的大型设施(未示出)中。如点(P)处所示，照明系统内的所有电力负载，即含LED的照明灯具，分别由(3a)、(3b)、(3c)表示，与三个电相以及可选的中性线处于公共电力连通，取决于采用的是星形接法或三角形接法。如图13所示，在点(Q)处，当灯光调暗，例如调至50％或70％，三个电相仍然100％平衡。应当理解的是，三个电相的此100％平衡在调暗的所有组合中起作用。这在大型设施中是需要的。

图14：示出了用于根据本发明的可控电力及照明系统的电力在实践中如何从主电源分配，且在此实例中为从电网经由一个或多个变压器分配到建筑中的母线组件，以向LED照明提供电力和照明。如图所示，如本系统的位置所要求的，处于电网供电水平即240v或415v交流电的电网电源，由输电网(R)提供给变压器(能够根据电力及照明系统的需要位于外部或内部)，变压器(S)提供交流电压的第一次降压至小于或等于50v ACRMS，且此低压三相交流电随后经由母线组件分配，母线组件包括一系列初级(T)、次级(U)、三级(V)空心管状相线和中性母线，其中每组相线和中性母线(星形配置)彼此并列设置。对于初级母线(T1、T2)，示出了一组并联相线和中性母线，同时为了图示清晰的目的，对于次级和三级母线，仅示出了对应的成对相线母线。为避免疑义，在图14所示出的母线组件中，初级母线具有最大的直径，三级母线具有最小的直径。初级母线与次级母线之间和或次级母线与三级母线之间的连接装置未示出。这样的连接可通过本说明书所详述的任意方式实现。低压三相交流电从初级母线分配至次级母线，并随后分配至三级母线。示出了三个垂下的LED照明设备，其中一个标记为(W)，其经由铜导线(X)与交流侧上的三级母线系统(V)电气连接，铜导线(X) 提供三相直流电至LED照明设备。每个LED照明设备与本地电压控制装置(Y)连接，用于提供二次降压的电压控制。为避免疑义，本地电压控制装置如本说明书所详细描述。

尽管图14中示出的示范性系统包括中性母线(T2)，从上文所详述的对本系统的讨论容易理解的是，中性母线的存在是可选的特征，取决于使用星形或三角形配置。为避免疑义，此处还提供了没有中性母线(T2)的如图14所示的系统，其中初级母线系统(T)使用三角形配置。

图15：示出了在根据本发明的示范性可控电力及照明系统中，如何应用电力线网关和连接至网络的个人计算机(PC)，以控制进出系统中一个或多个设备的数据。为避免疑义，尽管图15示出了具有LED照明的系统，此示范性设置还可用于向一个或多个基于非LED的设备提供可控电力。如上文关于图14所详述，在图15所示出的系统中，高压电网电压通过使用合适的变压器降低至低于50v ACRMS，该变压器生成的低压三相交流电经由包括一系列初级、次级和三级空心管状线和中性母线的母线组件进行分配，其中每组相线和中性母线彼此并列设置。

图15(a)为初级母线系统上的电力线网关(Z)的分解图，并以图解方式示出了：个人计算机或其他合适的微处理设备与互联网之间的通信；并示出了叠加在交流电波形上的数据(Z1)。

图15(b)为电力线网关(Z)的进一步的分解图，以图解形式示出了次级母线(V)上的数据(Z2)。

图15还示出了一系列LED灯配件，每个LED灯配件都与接收照明的指令信号的本地LED注册芯片相连，如本文所详述。

图16：示出了多层的小型办公楼(18)，其中主交流变压器(2)位于外部并位于建筑的顶部，此大型交流至交流变压器(2)从任意合适的240v或415v交流电源接收电力，取决于应用该系统之处的相关电源，如输电线、太阳能能源、可再生能源如风能。用在此示范性系统(19)中的主母线涂覆有塑料，如图16a所示，并如较粗的线所示，主母线从位于建筑顶部的主交流变压器连接到进入建筑的点处还具有进一步的绝缘/防护涂层。在进入建筑(18)之前，变压器将此240v或415v交流输入电源转换至低于或等于50v ACRMS，其中该如此转换的电力通过母线系统，更具体地为通过初级母线和次级母线(19)/(19b)分配遍及建筑的每一层，即分配至建筑中的每层办公室(未标出)以及地下室。在每一层，提供电力至含LED的照明设备，在此示为经由次级母线(19b)至LED阵列(20)，该次级母线(19b)提供电力以将阵列中的LED灯带连接在一起。应当理解的是，含LED的照明设备可以是本文所详述的任意合适的设备，如一个或多个LED灯具(3)、或者更具体地一个或多个LED 灯带。

该图还示出了用于提供通信功能的装置，在此实例中为通过连接至启用无线的中央微控制器(5b) 的电力线网关(5)，来连接至本地PC(未示出)和各个LED灯带，或者更通常地连接至阵列中的每组灯带，提供通信功能的装置适于接收无线信号且因此能够经由将灯带连接起来的一系列次级母线(19b)，将指令分配至每个单独的LED或每个单独的灯带。在此布置中，无线信号是双向的，并且能够从本地传感器和其他监控装置收集数据并发送指令。

图16a：示出了建筑(18)中的可控电力及照明系统的一部分，并特别提供了关于如图16中的小办公楼(18)所示出的次级管状涂层母线布置(19b)的一部分中彼此并联运行的涂层相线和涂层中性母线部件的详细视图。图16a还示出了建筑低层中的母线组件的初级(19)、次级(19b)部件的一部分的放大图，并示出了每个主母线和每个次级母线的涂层相线和涂层中性母线部件，其中次级母线三个一组彼此并联，并示出了主母线的大致垂直布置和两组并联次级母线在两层楼的每一层中的大致水平布置。为了简单起见，图16仅示出了三个并联母线中的两个。建筑底部的变压器(2a)仅仅是说明具有位于建筑物顶部的外部变压器或者内部的变压器，系统都可以工作。电力线技术(5)也在图中示出。为避免疑义，为清楚起见，在图16a中仅示出了次级母线布置的三个相线母线中的一个。

图17：示出了两层住宅建筑(21)，其中主交流变压器(2)位于外部，并位于建筑侧面，此大型交流至交流变压器(2)以与上文所示并描述的用于小型办公楼(18)相同的方式，从任意合适的 240v或415v交流电源接收电力，并在进入建筑(21)之前，将此交流输入电源转换至低于或等于50v ACRMS，其中该如此转换的电力通过主要的初级母线(19)系统分配至住宅的每一层，且电力通过次级母线(19b)供应至每一层的LED阵列(20)，如图16中的系统所详述，该次级母线(19b)将阵列中的LED灯带连接在一起。为避免疑义，此系统中的LED是经由互联网可控的，并通过云进行数据采集。为避免疑义，变压器可位于内部或外部。

启用无线的中央微控制器(22)链接至本地PC(未示出)，阵列中的每个LED灯带或更通常地每组灯带接收无线信号并经由一系列次级母线(19b)将指令分配至每个单独的灯带。这些无线信号是双向的，并且能够从本地传感器和其他监控装置收集数据并发送指令。电力线技术(5)也在图中示出。

尽管仅针对建筑右侧示出了建筑(21)中的内部LED和电力布置，应当理解的是，经由连接至开启无线的微控制器(22)的适当的母线、LED阵列以及低压电线，可控电力及照明系统在整个建筑中是完全可操作的。

图18：示出了具有组合的电力及照明系统的两个商业/工业办公大楼(23a)和(23b)，其中主交流变压器(2)位于外部并位于大楼(23a)顶部。为避免疑义，变压器同样也可放置在大楼的底部。此大型交流至交流变压器(2)以与上文所讨论并说明的小型办公楼(18)和住宅建筑(21)相同的方式，从任意合适的240v或415v交流电源接收电力，以在进入大楼(23a)之前，将此交流输入电源转换至低于或等于50v ACRMS，其中该如此转换的电力通过主要的初级母线布置(19)分配至大楼的每一层，且电力通过次级母线(19b)供应至每一层的LED阵列(20)，该次级母线(19b)将LED 阵列中的LED灯带连接在一起。为避免疑义，此系统中的LED最终可经由网络单独控制，所有数据经由云进行收集，与本文关于小型办公楼(18)所讨论和示出的电力及照明系统一致。

启用无线的本地微控制器(22)位于每个建筑内，并链接至本地PC(未示出)，且LED阵列(20) 中每个LED灯带或者更通常地的每组灯带接收无线信号，并经由一系列次级母线(19b)将指令分配至每个单独的灯带，次级母线(19b)将灯带连接在一起。这些无线信号是双向的，并能够从本地传感器和其他监控装置收集数据和发送指令。

尽管大楼(23a)和(23b)内部的本地微控制器(22)示为位于地面，应当理解的是，其可位于建筑内方便的任意合适的位置。

仅为了说明的目的，在大楼(23a)的可控电力及照明系统内的内部配电和照明的布置包括主要的初级母线布置(19)，其将电力从位于大楼(23a)顶部的主变压器(2)经由具有一系列主要的初级母线(19)以及次级母线(19a)的母线布置分配至LED阵列(20)，且在图左侧的分解图中示出了由电力线技术(5)和本地开启无线的微控制器(22)所提供的对大楼的控制。

类似地，对于建筑23b，可控电力及照明系统中的内部电力分配和照明从进一步的变压器至主要的初级母线组件(19)并由此提供至一系列次级母线(19a)以及LED阵列(20)，且在建筑23b右侧的分解图中也示出了由电力线技术(5)和本地开启无线的微控制器(22)所提供的对大楼(23b)的控制。

为避免疑义，可以使用此处的控制系统分开地或单独地对大楼(23a)或(23b)远程控制。

图18a：提供了大楼(23a)中的内部系统的放大图。从图18和18a可以看出，变压器(2)可以是位于大楼顶部的外部变压器，或者是内部变压器(2a)。

图19：示出了大楼(23a)中的单个办公室，特别是悬挂的LED阵列(20)，其电力从变压器(2) 经由主要的初级母线布置(19)和次级母线布置(19b)分配，且由启用无线的微控制器(22)和电力线技术(5)提供无线系统控制及管理。为了图示的简洁，仅使用单线标示初级母线与次级母线，而不是两组并联排列的3个管状母线。

图20：示出了根据本发明的可控电力及照明系统的一部分，特别是房间的区域或办公室空间，其中LI-FI和WI-FI(RTM)无线技术的组合用于连接控制系统并从具有智能技术的移动非LED设备、智能手机和手提电脑传递数据反馈至控制系统。图20还示出了上文所定义的LED照明阵列的一部分，其中经由多个垂下的灯提供LED照明。

图21：示出了温室(24)，其包括由如本文详述的电力及照明系统供电和控制的LED阵列。示出了从温室内到商业/工业高压交流电可能的来源到温室的地点的电力渠道。

示出了温室(24)的两侧和顶部，在此示范性实例中，温室至少宽24米，并适合容纳生长系统，生长系统可以是水培或其他，其中所述生长系统通常以彼此之间2、4或8米的间隔隔开。在温室(24a) 的覆盖下，提供了用于LED阵列(25)的轮廓，LED阵列(25)包括由三个支撑结构(25a)、(25b)、 (25c)提供的三个部，含LED的灯带/灯带组位于支撑结构上(未示出)。结构(25a)、(25b)、(25c) 为管状空心母线，通过合适的手段悬挂于温室(24)的天花板，且如图所示，在LED阵列(25)的三个部之间提供相等的间距，即位于相应母线结构(25a)、(25b)、(25c)上的灯带组(未示出)之间。 LED阵列(25)的如此悬挂并放置的部位于上方，并靠近三个单独的生长区域(未示出)，其中应当理解的是，这些生长区域位于下方并且其面积与阵列的每个部的面积类似。在此实例中，三部的阵列位于生长区域上方5cm至10cm。

LED阵列的三个部示为特定面积的矩形，但是应当理解的是，如上所述，无论整个阵列还是整个阵列中的部分的绝对形状和尺寸能够根据不同生长区域的使用需求有很大变化。

三个大型交流至交流变压器(2)位于温室外部，每个变压器从任意合适的240v/415v交流电源接收电力，如输电线、太阳能能源、可再生能源如风能。在交流输入电力进入温室(24)之前，这些变压器(2)将此交流输入电力转换为低于或等于50v AC RMS，其中经由母线组件提供如此转换的低压三相交流电，母线组件具有一个或多个主母线用于向LED阵列(25)由母线结构(25a)、(25b)和 (25c)支撑的三个部中的每一个供电。应当理解的是，辅助母线结构(25a)、(25b)和(25c)实际上包括次级母线系统，用于从初级母线或主母线配电至LED阵列(25)，结合关联至LED(未示出) 的本地整流器/本地电压校正装置，如上所详述。例如，在阵列(25)中的任意LED灯带组中使用的每个LED灯带可在一端包括本地整流器(未示出)，并经由辅助(次级)母线与电源电连接。

具体实施方式

以下代表性实例描述了本系统的具体实施例。对所使用的变压器的容量的修改以及为了用在将提供电力、照明以及可选地热量(如果需要)的系统中，对如本文所定义的照明系统的修改都在本公开的范围内。特别是虽然证明了示例1中所示的系统在部分或全部由本文所定义的LED阵列提供生长所需的热量和光的系统内具有有利的用途，应该理解的是，这样的包含这种LED照明布置的系统在生长系统以外的领域也有应用。这些其他领域或应用如上所述。

示例1-在低压三相交流和高电流的分配树

拿图21所示的温室系统来说，使用10kW(千瓦)容量的大型交流到交流变压器和如上文所定义的LED阵列提供足够的热量和光，以覆盖约100m²至约200m²的生长区域。使用较低容量的4kW交流到交流变压器，以及如上文所定义的LED阵列将相应地为生长面积约40m²至约80m²的较小温室提供热量和照明。

使用管状铝制母线，交流到交流变压器可增加至150kW或更大。这将为1500m²至3000m²的更大生长区域提供足够的电力。

对比温室示例

目前可用的系统需要各自具有约200w至300w(瓦特)容量的本地直流驱动器，每个驱动器随后仅覆盖2m²至约4m²的面积。这意味着为了向如示例1中示出的小温室传递热量和光，需要多达40个这样的驱动器，同时要服务示例1中的较大区域，需要多达100个。

从这些示例中可以清楚看出，本文的新型系统不仅有潜力实现相比目前可用系统显著增大的照明范围，还有潜力经由独特的可控LED阵列同时提供热量和照明方面的效率。

示例2-可控电力及照明系统

图1所示出的系统为根据本发明实施的可控电力及照明系统。此系统包括输入三相交流电源、电压降压装置、以及电力至照明设备的分配，在分配中发生三相AC/DC整流。尽管图1仅示出了示范性照明系统的局部表示，在本说明书中示出和讨论的任意合适的变电和整流装置可容易地用于向这样布置中的各种不同照明设备以及非照明设备供电。在此具体的系统部分，电力有利地经由导电母线分配至照明设备。从上述描述中应当理解的是，可使用其他导电装置在这样的系统中将电力分配至一个或多个照明、或非照明设备。

在示例2的系统中，三相电源提供输入电力至电压降压设备，将输入电压转换为较低的低压电源，且该低压电源分配至合适的含LED的照明设备，在这个例子中，经由主要的和次级母线的导电母线布置分配至LED灯具。低压电经由三个主要的并联初级导电管状母线分配至合适的装置，以提供通信功能，在此实例中，通过电力线网关或调制解调器，且其后经由包括3个并联管状母线的母线布置的次级分配分支至LED灯具。如上文所详述，母线布置提供一个或多个相线/火线，以使得数据能够从电力线调制解调器发送至系统以及从系统发送数据。

申请人已经发现，管状母线用于主母线和次级母线布置中的全部三个母线，以及如果存在的任意可选的中性母线。申请人还发现，使用这样的母线是有利的：其中初级母线/主母线的直径通常大于次级母线的直径，次级母线转而具有大于任意三级母线(如果存在的话)的直径。容易理解的是，在任何具体的电力及照明系统中使用的主、次级和任意三级母线的相对尺寸将根据特定系统的需要而变化。

用于三相交流电的三相AC/DC整流以提供直流电至示例2的含LED的照明系统的装置如下文所述。三相交流电，特别是低压或超低压交流电，经由导电母线系统分配至一个或多个含LED的设备，例如光源，包括LED灯具、LED注册芯片和用于在向LED灯具供应三相直流电之前进行交流至直流的本地整流的装置。最初的降压三相交流电信号通过本地整流装置进行整流，以提供整流的、输出直流电压，可用于在整个照明系统中提供一致的电力水平。申请人已经发现，为了产生所需的通信功能和效率，本地整流装置的位置非常靠近灯具或照明器中的LED。

使用根据本发明的系统，特别是使用示例2获得的效率中的优势，如图2所示并关于图2进行讨论。将使用本文所详述的三相交流电源获得的效率曲线与传统电源获得的效率曲线相比较，证明了更高的整体效率以及增加负载的整个过程中更高的效率。三相方法在高于15％的负载给出了接近97％的效率。传统单相方法在40％负载以上效率通常为85％。

Claims (25)

1.一种包括多个用电设备的可控电力及照明系统，其中所述用电设备中的至少一个为含LED的照明设备，其中所述含LED的照明设备适于由三相交流电源供电，且其中供应至系统的三相交流电通过三相交流/直流整流转换为直流电，其中在整个系统中分配的所述三相交流电低于或等于50v交流有效值，并且是由管状导电母线分配的。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，通过降压设备降低供应至每个含LED的照明设备的三相交流电。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，通过主交流降压变压器降低供应至每个含LED的照明设备的三相交流电。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，三相交流/直流整流为本地整流。

5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统包括用于自动控制每个设备的装置。

6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，LED照明包括一个或多个含LED的照明设备、或一个或多个LED照明设备的组、或包括LED灯的LED阵列，其中所述设备或灯适于由三相交流电源供电，其中

(i)分配至LED照明的三相交流电连接至位于内部或外部的交流主变压器；

(ii)通过管状导电母线分配所述三相交流电；

(iii)通过对供应至每个所连接负载的电力的三相交流/直流整流，经由关联至每个含LED的照明设备或者含LED的照明设备的组的交流/直流整流器，将供应至每个照明设备、或照明设备的组的三相交流电转换至低压或超低压直流电；

(iv)所述系统包括用于自动控制系统内整个照明输出、或者单独的含LED的照明设备的照明输出、或者含LED的照明设备的组的照明输出的装置。

7.根据权利要求1或2所述的系统，还包括一个或多个非照明用电设备，其中每个非照明用电设备适于由三相交流电源供电。

8.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，通过对供应至系统内每个所连接负载的电力的三相交流/直流整流，将供应至系统每个含LED的照明设备、或含LED的照明设备的组、或LED阵列的三相交流电转换为直流电，其中所连接的负载为含LED的照明设备、或含LED的照明设备的组、或LED阵列。

9.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，供应至系统的三相交流电为12v至50v交流有效值之间的超低压电力。

10.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，供应至每个照明设备的电力为低压或超低压三相交流电，通过关联至每个照明设备的三相交流/直流整流器，将所述低压或超低压三相交流电转换为低压直流电。

11.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，通过位于系统位置外部的降压设备或主交流变压器降低供应至每个含LED的照明设备的三相交流电。

12.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，通过位于系统位置内部的降压设备或主交流变压器降低供应至每个含LED的照明设备的三相交流电。

13.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述母线适于为系统内一个或多个非照明设备供电。

14.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，通过管状导电母线分配供应至系统的三相交流电，其中所述母线形式为具有主母线、次级母线和可选的三级母线的组件。

15.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，通过管状导电母线分配供应至系统的三相交流电，其中所述母线形式为具有主母线、次级母线和可选的三级母线的组件，其中主母线、次级母线和三级母线，如果存在的话，各自地由铝制或铜制母线组成。

16.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，通过管状导电母线分配供应至系统的三相交流电，其中母线为管状的铝制母线。

17.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统包括三个相线正极母线以及可选的一个中性母线。

18.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统包括用于自动控制每个设备的装置，且其中用于自动控制系统内设备的整体输出、或单独设备的输出、或系统内设备组的输出的装置，为用于提供设备的自动独立控制的装置。

19.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统包括用于自动控制每个设备的装置，且其中用于自动控制系统内设备的整体输出、或单独设备的输出、或系统内设备组的输出的装置，包括用于提供设备的自动独立控制的装置，其中所述装置根据所要控制的具体系统的需求，使用电力线技术或与本地PC的无线连接或远程地通过互联网或使用电力线与无线技术的结合。

20.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，至少一个含LED的照明设备为LED灯、包括一个或多个LED灯或LED灯组的LED阵列，LED灯组包括：一个或多个LED射灯；一个或多个LED泛光灯；包括至少一个LED的一个或多个灯具；含至少一个LED的一个或多个照明器；一个或多个LED灯带；或者一个或多个含LED灯的灯带；或者LED射灯、LED泛光灯、灯具、照明器、LED灯带、或含LED的灯带或阵列的任意组合。

21.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，多个用电设备包括一个或多个照明设备，其中所述一个或多个照明设备为含LED的照明设备、LED，其中该一个或多个照明设备由三相交流电源供电，其中供应至每个照明设备的三相交流电通过三相交流/直流整流转换为直流电。

22.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，所述三相交流电连接至主变压器。

23.根据权利要求21或22所述的系统，其特征在于，供应至每个照明设备的三相交流电为12-50v交流有效值。

24.使用根据权利要求1或2所述的系统，在独立选自以下应用的应用中提供电力及照明：

(i)关于生长的应用，包括园艺、农业和水产养殖业；

(ii)关于在容纳动物的场所提供电力和照明的应用，包括畜牧业；

(iii)关于在需要动态、响应LED照明的大规模设施中部署电力及照明系统的应用；以及

(iv)贴近人类的LED照明及电力的应用。

25.一种用于提供可控电力及照明的方法，或在独立选自以下应用的应用中使用本可控电力及照明系统：

(i)关于生长的应用，包括园艺、农业和水产养殖业；

(ii)关于在容纳动物的场所提供电力和照明的应用，包括畜牧业；

(iii)关于在需要动态、响应LED照明的大规模设施中部署电力及照明系统的应用；以及

(iv)贴近人类LED照明及电力的应用，

其中该方法、或应用包括具有多个用电设备的电力及照明系统，其中用电设备中的至少一个为含LED的照明设备，其中所述含LED的照明设备适于由三相交流电源供电，其中供应至系统的所述三相交流电通过三相交流/直流整流转换为直流电，其中在整个系统中分配的所述三相交流电低于或等于50v交流有效值，并且是由管状导电母线分配的。

Images