CN112314058B - 用于照明装置的监测器设备、使用监测装置的驱动器和驱动方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种监测器设备，该监测器设备用于监测具有未知电负载的照明元件的照明装置，并且提供了使用该监测装置的驱动器。占空比集合被应用于开关，开关控制照明元件的子集，从而创建期望的光输出。利用该期望的占空比设置，针对个体占空比时段监测电流，特别地以检测在个体占空比时段内的电流平稳段水平的变化。这用于确定电气特性或参数，电气特性或参数至少包括电源单元与照明装置之间的电缆电阻。然后可以获得照明装置的功耗。这避免了需要单独地探测照明元件的子集来确定负载的性质及其功耗。

Description

用于照明装置的监测器设备、使用监测装置的驱动器和驱动 方法

技术领域

本发明涉及用于监测照明装置的监测器设备，特别是其中照明负载例如由于能够由终端用户配置而未知的监测器设备。监测然后可以用作照明装置的驱动的一部分，因此是控制器或驱动器的一部分。

背景技术

期望能够将不同的照明配置连接到标准驱动器设计。

出于其中负载可能变化的照明系统中的可扩展性的原因，利用电压架构而不是电流源架构进行工作是有益的。诸如LED模块的照明装置与电压总线并联布置，并且局部生成所使用的LED所需的电流。

被广泛使用的这种系统的一个示例是LED条带。LED条带或LED编带是线性LED系统，其中LED被放置在长度可以为几米的柔性基板上。与刚性线性系统(例如，管状LED(TLED))相反，这种柔性允许终端用户可以将条带应用到非平坦的表面上或将其(多次)围绕某个角度弯曲。而且，不需要针对LED条带的专用插座的安装，并且可以将条带延伸并且切割成适当的长度。由于这种简便的安装，LED条带将有望在消费类市场中获得超过其他线性系统的市场份额。

当然，除LED条带外，还存在可以具有终端用户可改变负载的其他照明系统，诸如，轨道照明或嵌入式聚光灯。

通常的LED条带架构在图1中被描绘为照明条带2。整个照明系统包括AC/DC电压源10，AC/DC电压源10将AC市电输入电压12转换为安全的DC电压输出(例如，12V或24V或任何其他安全的DC电压)。通常，添加控制器14，控制器14能够接收并且应用终端用户期望的色点和调光水平。通常通过将开关16与照明条带2串联来获得该控制，照明条带2由控制器14PWM控制。

开关16形成开关集合，开关集合中的每个开关用于连接到照明元件的子集(被称为“通道”)。

照明条带可以通过附加的条带4来延伸，或者甚至可以被切割成较短的长度来适合最终应用的要求。

这种基于电压的照明系统的缺点在于，照明负载可能汲取比电源的额定功率更多的电流。如果终端用户或灯具安装客户可以自由地将LED负载添加到相同的电源，并且在电源单元过载的情况下系统需要能够继续工作，则期望系统探测所附接的照明负载。

可以通过逐一地接通系统中的不同通道并且测量它们的电流贡献来完成该探测。但是，这导致视觉闪烁。此外，突然的负载阶跃可能会导致电源的电压骤降。在一些基于电压的系统中，电压的骤降转化为电流的骤降并且因此无法很好地探测电流，并且因此无法正确估计实际功率。这仅在同时测量电压和电流时才有可能。在没有例如24V的恒定DC电压(假设它是24V的固定值)的情况下，测量电流导致测量误差。

因此，需要一种驱动器，该驱动器使得能够在没有这些劣势的情况下探测照明负载。

在一些设计中，驱动器架构包括单独的电源单元(PSU)、调制器(即负载驱动器)和LED负载。调制器可以位于距PSU一定距离处，并且LED负载可以位于距调制器一定距离处。例如，可能有10m以上的电缆。电缆中存在不可忽略的损耗，在确定合适的驱动水平时也需要考虑这些损耗，以避免超过电源单元的额定功率。

发明内容

本发明由权利要求限定。

根据依据本发明的一个方面的示例，提供了一种监测器设备，用于监测具有未知电负载的照明元件的照明装置，其中照明装置与开关装置相关联，用于将源自电源单元的DC电压耦合到照明装置，其中开关装置包括开关集合，开关集合中的每个开关用于与照明元件的子集的连接，其中监测器设备包括：

控制器，用于提供控制信号，以使用脉冲宽度调制来控制开关装置，其中该控制器适于：

-同时将占空比集合应用于开关集合，从而创建用户选择的光输出；

-在个体占空比时段内多次监测电流，从而检测占空比时段内的多个电流平稳段；

-基于所检测的电流平稳段和占空比集合，确定照明装置和电源单元的电气特性或参数，该电气特性或参数至少包括电源单元与照明装置之间的电缆电阻以及电源单元下游的功耗；以及

-基于所确定的电气特性或参数来控制照明装置。

该监测装置能够至少使用电源单元与照明装置之间的电缆电阻来确定负载的特性，从而可以确定功耗，并且也无需单独驱动照明元件的每个子集。在电源单元下游的功耗的确定中使用电缆电阻。

然后，使用这些特征或参数来控制照明装置。在所有照明元件被设置为用户定义的期望水平的情况下监测总电流。通过监测个体占空比时段的时间范围，所连接的驱动器可以对所检测的过载做出足够快的反应，以防止自动关闭DC电压源。在每个占空比时段内将出现多个电流平稳段，因为照明元件的不同子集通常具有不同的占空比。因此，在整个占空比时段内的不同时间处，电流的不同组合将被汲取，从而产生不同的电流平稳段。对于照明元件的所有子集，整个占空比时段相同。平稳段测量使得能够在没有任何视觉伪影的情况下，确定平均电流(或功率)。平稳段数据也可以用于确定每个通道的贡献。因此，例如如果系统具有从一个色点到另一个色点的转变，则可以基于对每个通道汲取的电流和新的占空比的了解来预测是否会发生过功率事件。用户选择的输出例如是颜色和亮度。

DC电压意味着使用电压驱动而不是电流驱动，例如，DC电压是从AC/DC转换器接收的。

通过至少考虑电源单元与照明装置之间(例如，电源单元与照明驱动器之间)的电缆电阻，可以更准确地确定电源单元下游的总功耗。然后，可以准确地确定以期望的占空比操作照明装置所需的由电源单元提供的功率，从而可以确保没有从电源单元汲取过多的功率和/或确保占空比设置正确匹配期望的光颜色输出。

电气特性或参数可以包括电源单元与照明装置驱动器之间的电缆电阻。

电气特性或参数还可以包括照明元件的每个子集的串联电阻。

这使得能够更加准确地确定功耗。

注意，这些电气特性或参数不需要被提供为来自设备的输出。相反，它们是用于更准确地确定来自电源单元的输出功率的中间值。

可以基于应用于照明元件的不同子集的已知占空比来确定功耗。这不仅需要知道单个最大电流，而且还需要知道多个电流平稳段水平，多个电流平稳段水平各自是被驱动的照明元件的不同子集的电流的组合。

可以在照明装置上电时执行功耗确定。每当要应用新的占空比集合(即，新的调光水平或色点)时，也可以执行功耗确定。每当检测到改变(其指示新确定可能是适当的)时，例如，如果所测量的实际功耗偏离所确定的预期功耗，也可以执行功耗确定。

通过在占空比时段内的多个时间点处监测电流，可以观察到多个平稳段。当照明元件的不同子集具有不同的占空比时，在每个个体占空比时段内存在不同的电流流动。

优选地测量尽可能多的平稳段，使得可以标识照明元件的每个子集对总功率的贡献。

例如，在三通道系统中，将存在三个未知贡献。需要三个等式来基于对不同LED通道的贡献比的了解来解析电流。因为这需要能够计算期望的占空比来获得某个色点，所以控制器将具有来自LED装置的信息。因此，校准设置已经可用，校准设置使得不同通道之间的标称电流比能够被导出。

可以测量的平稳段越多，功率监测结果将越准确。

监测器设备可以被提供在现有的驱动器与照明装置之间，其中现有的驱动器包括开关装置并且甚至包括控制器。继而，监测器设备可以被提供为软件升级来更改使用现有驱动器控制器的方式。备选地，监测器设备可以被实现为新驱动器的一部分。

控制器可以适于：基于对不同电流平稳段水平集合的分析，确定流过照明元件的每个子集合的电流。如果测量了足够数目的不同电流平稳段值，则控制器将能够这样做。

因此，通过检测电流平稳段，可以在了解所应用的占空比的情况下解释不同的电流读数，以提取通过照明元件的个体子集的电流。因此，在无需实际测量通过子集的个体电流的情况下，可以获得总功耗。一旦获得足够的电流测量结果，这通过求解联立方程组基本实现。

控制器可以适于：基于所确定的负载的功耗和驱动器的负载额定值，设置针对集合的每个占空比的最大占空比。因此，通过缩减驱动信号的占空比，但通常保持不同通道之间的期望占空比比率，将被提供给照明负载的功率保持在驱动器的最大功率递送以下。

控制器可以适于：

针对连续个体占空比时段的集合监测电流；以及

确定每个所检测的平稳段在连续占空比时段的集合上的平均电流；以及

从平均电流确定功耗。

通过获取在多个占空比时段上的平均电流水平，可以改进电流检测准确性。

在启动阶段，控制器可以适于：

应用占空比的第一集合，并且针对个体占空比时段监测电流，占空比的第一集合是占空比的期望集合的向下缩放版本；以及

逐渐增加占空比集合的缩放比例。

当从多个占空比获取测量结果时，在收集测量结果时存在功率过高的风险。通过逐渐向上缩放占空比，移动平均可以被获取，并且当移动平均电流接近超过最大功率递送的水平时，移动平均可以被检测。在电压毛刺期间，还可以测量电压和电流两者并且预测如果电压从较低电压上升到正常电压水平，电流将是多少。

在启动阶段之后的监测阶段中，控制器可以适于确定电气特性或参数。

因此，启动阶段用于斜升功率并且确保电源单元的功率不被超过。随后，在监测阶段获得电气特性和参数。

控制器可以适于监测随时间的实际功率，并且当所监测的实际功率超过与最大额定功率有关的阈值时，重新应用启动阶段和/或测量阶段。这样，可以检测到配置更改，这需要重新计算模型。

控制器可以适于：监测实际功率随时间的改变，并且确定与随时间的改变有关的校正因子，并且当校正因子达到阈值时重新应用启动阶段和/或测量阶段。该校正因子例如补偿老化或较小的负载变化。

在扩展中，控制器还可以适于：监测DC电压并且响应于DC电压的改变来调整占空比集合，从而维持来自照明装置的恒定光输出通量。当检测到电压毛刺或其他伪像时，可以使用该方法来改变光输出，使得产生的光输出改变在视觉上不易察觉。

本发明还提供了用于未知电负载的照明元件的照明装置的驱动器，该驱动器包括：

DC电压源；

用于将DC电压源耦合到照明装置的开关装置，其中开关装置包括开关集合，开个集合中的每个开关用于连接到照明元件的子集；

电流传感器，用于感测到整个照明装置的电流；以及

如上面定义的监测器。

这限定了包括监测器设备的照明装置驱动器。

本发明还提供照明装置，该照明装置包括：

如上面定义的驱动器；以及

由驱动器驱动的照明装置，其中照明装置是用户可配置的。

该用户配置意指驱动器不知道由照明装置带来的负载。

根据本发明的另一方面，提供了用于使用具有未知电负载的照明元件的装置来提供照明的照明方法，包括：

使用开关装置，将DC电压源耦合到照明装置，开关装置包括开关集合，开关集合中的每个开关用于与照明元件的子集的连接；

使用脉冲宽度调制来控制开关装置，以将占空比集合同时应用于开关集合，从而创建用户选择的光输出；

在个体占空比时段内监测被提供给整个照明装置的电流，以检测占空比时段内的多个电流平稳段；

基于所检测的电流平稳段和占空比集合，确定照明装置和电源单元的电气特性或参数，该电气特性或参数至少包括电源单元与照明装置之间的电缆电阻以及电源单元下游的功耗；以及

基于所确定的电气特性或参数来控制照明装置。

该方法仅使用被递送给照明装置的总电流来导出功耗，然后可以将该功耗用于控制照明装置。通过至少确定电缆电阻，可以使功耗估计更加准确。

确定电源单元与照明装置之间的电缆电阻可以包括确定电源单元与照明装置驱动器之间的电缆电阻。

电气特性或参数还可以包括照明元件的每个子集的串联电阻。

方法可以包括：基于对不同电流水平的集合的分析，来确定流过照明元件的每个子集的电流。

例如，可以基于所确定的负载的功耗和驱动器的负载额定值来设置针对集合的每个占空比的最大占空比。

方法可以包括：

监测针对连续个体占空比时段的集合的电流；

确定针对每个平稳段在连续占空比时段的集合上的平均电流；以及

从平均电流确定功耗。

该平均方法给出了更准确的读数。

为了防止驱动器一导通就过载，在启动阶段中，方法可以包括：

应用占空比的第一集合，并且针对个体占空比时段监测电流，占空比的第一集合是占空比的期望集合的向下缩放版本；

逐渐增加占空比集合的缩放比例；以及

导出所监测的电流的移动平均。

这些电气特性或参数使得能够响应于给定的占空比集合命令来更准确地确定照明元件的子集的光输出性能，并且使得能够更准确地确定总功耗。

方法可以包括：监测电源单元随时间递送的实际功率，并且当所监测的实际功率超过与最大额定功率有关的阈值时，重新应用启动阶段和/或测量阶段。

方法还可以包括：测量DC电压，例如以检测电压毛刺或其他电压伪像。这样，可以检测到过载情况。所监测的DC电压还可以用于响应于DC电压的改变来调整占空比集合，从而维持来自照明装置的恒定光输出通量。

本发明可以至少部分地由软件实施。

参考下文描述的(多个)实施例，本发明的这些方面和其他方面将变得明显。

附图说明

现在将参考附图详细描述本发明的示例，其中：

图1示出了通常的LED条带架构；

图2示出了可以根据本发明配置和操作的照明系统的电示意图；

图3示出了测量流过照明元件的不同子集的电流的一个可能方式；

图4示出了具有三个通道的系统在特定色点和调光水平下的典型波形；

图5以图形方式示出了在本发明的系统中使用的方法；

图6是示出控制方法的一个示例的流程图；

图7示出了照明系统的元件，以示出可能存在长电缆之处；

图8示出了图7的系统的电气组件；

图9示出了对图5的方法的修改，以包括在其间获得电气特性的监测阶段；

图10示出了在一个占空比时段期间的电压和电流测量结果；

图11示出了确定功率估计的方法；

图12示出了用于确定何时重新应用启动阶段的方法；

图13用于示出波动的供电电压的问题；以及

图14以逐步的序列示出了校正机制。

具体实施方式

本发明提供了一种监测器设备，该监测器设备用于监测具有未知电负载的照明元件的照明装置，并且提供了使用监测装置的驱动器。占空比集合应用于开关，开关控制照明元件的子集，从而创建期望的光输出(即，用户期望的光输出，并且作为用户输入来应用)。利用该期望的占空比设置，针对个体占空比时段监测电流，特别地以检测个体占空比时段内的电流平稳段水平的变化。这用于确定电气特性，该电气特性至少包括电源单元与照明装置之间的电缆电阻。然后可以获得照明装置(或更一般地，电源单元下游的负载)的功耗的准确估计。这避免了需要分别探测照明元件的子集以便确定负载的性质及其功耗的需求。

图2示出了具有5种不同颜色的LED条带的电示意图。每个LED串2a至2e是相同颜色的LED的集合并且该串连接到相同的DC电压源(诸如，12V)。存在五种不同的串类型，并且每个类型有多个串。一种类型(即，颜色)的所有LED一起形成照明元件的子集。每个子集在开关集合16中具有相关联的开关，使得使用来自控制器14的脉冲宽度调制(PWM)信号以相同的占空比来控制子集内的所有LED。

根据供电电压，多个LED与限流电阻器R或电流源或电流吸收器串联。

因为使用了电压源电源，所以LED串在条带的长度上平行放置。可以通过添加或去除LED串来切割和延伸条带。图2还示出了用于测量流动的总电流的电流感测电阻器20。

LED条带通常带有能够递送某个最大功率的电压源。每个LED条带延伸表示某个负载，并且在不采取任何措施的情况下，只能将LED条带延伸到LED条带的负载可以由电源支持的长度。如果安装的负载超过支持的负载，则电源以及LED条带产品将整体停止运行：输出电压降低，并且系统最终将停止工作。

因此，由于这种功率限制问题，提供可延伸的LED条带是一个挑战。大多数LED条带产品通常被提供有电源，该电源只能向其随附的条带长度提供功率。对电源进行过度设计将为产品带来额外的成本，如果不需要延伸，则该产品将不被用户使用。如果仍然需要更长的条带，则需要改变电源或必须安装全新的LED条带。

在LED条带中使用的总线电压架构的原理也可以用于限定在灯具中使用的构建块。这对于具有都以相同方式表现的多个光点的灯具而言尤其有利。在那种情况下，只需单个电源和控制器来解决多个光点，与为灯具配备均由通信模块、电源和LED模块组成的灯相比，这节省了成本。

由于外观的吸引力和对灯具的感觉非常个人化，因此灯具外观和感觉的变化通常很大，而每种灯具类型的产量较小。因此，期望能够在不同的灯具类型上尽可能多地应用电子构建块(电源、通信模块、LED模块)。实际上，可以预见，电源和通信模块可以被应用在许多不同的灯具中。预期在LED模块中出现这种多样性。这种多样性的原因在于所需光点的大小、通量输出和可以实现的色域(即，全色、可调白光、固定白)。

不同的LED板需要在控制器的软件中进行不同的设置来适当地控制LED。软件的多样性包括准确计算色点以确保良好的色彩一致性所需的不同LED参数。除了每个原色的色点和通量之外，热参数(例如，热耗散和热阻)对于计算LED的结温以及因此其在该温度下的通量和色点也很重要。

如果在对电子和软件的有限了解的情况下，将电子模块提供给灯具制造商，则很难配置软件来获得颜色一致的模块。同样，类似于上面的LED条带示例，在灯具中可能安装了电源无法支持的太多的LED模块，导致没有功能的灯具。

因此，能够向电源提供用户可配置的照明负载的益处既适用于模块化灯具设计，也适用于照明条带。

为了检测(通过终端用户或灯具制造商)LED负载超过了电源的能力，一种方法是让产品在每次LED负载被供电时探测LED负载。

图2的电路可用于该目的。特别地，感测电阻器20意味着由LED负载汲取的电流被反馈到控制器14。因为所安装的LED负载可能大于电源可以支持的负载，因此由于通常DC电压源中的电容器只能支持比针对稳定操作所指定的电流脉冲高数倍的短电流脉冲，由LED汲取的电流的测量必须被快速执行。

这意味着控制器电路装置必须能够对由控制器生成的PWM信号快速反应。

参考图3对该问题进行解释。图3示出了被依次应用于照明元件的五个子集的驱动信号30，并且跨电流传感器电阻器20测量的电流被示为绘图32。样本取自由箭头34所示时刻的电流水平。

为了不从电源汲取过多的功率，从脉冲的应用到响应的稳定平稳段值的读出之间的时间应当较小。

每个平稳段值表示连接到一个特定开关的所有LED的汲取的总电流，即，相同类型的所有并联支路中的电流的总和。因此，这与照明元件的该子集所汲取的总功率有关。由于短脉冲，该电流平稳段电流可以比电源在稳定操作下可以递送的最大电流高很多倍。

图4示出了对于具有三个通道的系统在某个色点和调光水平下的典型波形。每个通道具有其特定的占空比(DC_i)和其特定的电流贡献(I_i)。

DC_i是通道i的占空比，并且I_i是在上电时导出的通道i的电流贡献。

在已知每个通道的电流贡献的情况下，在正常操作下，软件可以根据以下公式计算在特定色点和调光水平下从LED负载汲取的功率：

P_calc＝V_DC∑DC_iI_i (1)

因此，功率与个体(照明元件的每个子集)的电流贡献(因为它们取决于负载的性质而未知)和个体(照明元件的每个子集)的占空比(已知)有关。因此，在占空比时段(即，从0到T的时间)内的单个电流测量结果不能给出足够的信息。这就是为什么需要对每个电流水平进行单独测量。实质上，要计算图4中所示的绘图的面积。

如果所计算的功率大于电源的额定功率，则DCi的所有值的减小可以根据以下公式而被应用：

DCreduction＝Prated/Pcalc (2)

这样，减少了每个通道的占空比来确保不超过额定功率，并且电源不会跳闸。

但是，这种方法存在缺点。

所应用的脉冲序列可能会产生人眼可见的闪光，从而导致客户不满意。之所以需要脉冲序列，是因为依次探测照明元件的每个子集。在电源单元上电后不久，突然应用诸如这些脉冲序列的大量负载可能导致电源单元的电压降。因此，存在在低于标称电压的电压下测量脉冲序列的风险，这可能导致错误的负载确定。这将使得负载确定特征完全取决于电源的鲁棒性，并且将引入成本。

例如，众所周知，在突然应用负载的情况下，高功率因子的单级电源容易受到电压降的影响。这可以通过增加脉冲持续时间来给予电源恢复时间来解决，但这只会导致更明显的闪烁。

本发明在启动时利用一种用于负载确定的备选程序，而没有可见闪烁并且避免了大负载的快速应用。此外，该程序用于确定电气特性，特别是照明装置的电气特性以及整个系统内的连接，诸如电压源10、控制器12和照明单元2(图1)之间的连接。该信息可以用于对负载进行更准确的估计。

首先将描述不考虑连接的电气特性的基本负载确定功能。

该方法是基于如图4中所示将不同通道的不同贡献进行组合而立即在预期的色点处启动光。由于不同通道的占空比已知，因此使用不同电流平稳段值的高度的测量结果来根据上面的公式(1)非常准确地确定功率。

因此，在从0到T的占空比时段内，进行一组电流测量。在图4中示出了测量计时集合40。

在占空比时段内可以进行数十次测量，例如，每1ms(1kHz)时段进行120个采样。

如上所述，如果测量期间的功率大于电源的额定功率，则可以再次调整所有占空比。

可以使用图2所示的架构来实现本方法，该架构基本上具有由控制器14提供的不同功能。因此，可以将本方法实现为不同的软件解决方案，以在控制器14中使用。

驱动器再次用于具有未知电负载的照明元件的照明装置2。DC电压源10通过开关装置16耦合至照明装置2。开关装置包括开关集合，开关集合中的每个开关用于连接到照明元件的子集2a、2b、2c、2d、2e。电流传感器20用于感测到整个照明装置的电流，并且控制器14使用脉冲宽度调制来控制开关装置。

占空比集合被应用于开关集合，从而创建期望的光输出。针对个体占空比时段感测平稳段电流，使得可以观察到多个电流平稳段，然后获得照明装置的功耗。这避免了单独驱动照明元件的每个子集。监测在个体占空比时段期间发生，使得驱动器可以对所检测的过载做出足够快的反应，以防止自动关闭DC电压源。DC电压也被监测使得能够确定过载情况。

“期望的光输出”通常是用户选择的输出颜色和亮度。这不是监测例程的“期望”部分，而是独立于监测过程进行选择的。

如上所述，需要与照明元件的不同子集有关的多个电流平稳段水平的知识。通过在整个占空比时段内具有的多个电流采样时刻来测量这些平稳段。

测量之前的初始功率很可能超出额定功率达一定程度或持续一定的时间量，以致电源单元将落入其过功率保护模式并且关断。

为了防止这种情况，期望如上所述的那样在单个占空比时段内(即，在PWM频率下)非常快地测量平稳段值，并且已经在下一个时段内用于功率测量。这样，在PWM频率为1kHz的情况下，将需要2ms的时间来调回功率，这可以足够快来防止电源采用过功率保护。然而，该解决方案的缺点是，如此短的测量时段可能导致不准确的结果。

在多个时段上取平均电流(可能滤除电源单元的纹波频率)可以用于提供改进的准确性。平稳段测量保持在单个占空比时段中，并且系统可以在每个占空比时段之后做出响应(例如，通过将移动平均更新)。但是，获得的优点是可以处理多个这种测量。

为了防止由于该延长的持续时间而导致电源进入其过功率保护模式，可以在光水平的斜升期间执行电流平稳段测量的平均。这种斜升将仅影响占空比的长度，而不影响平稳段的高度。

例如，通过在(例如)50ms的时间内，光从最小调光水平斜升到最大功率开始，可以获得电流平稳段的两个准确值，而没有电源单元切换到其过功率保护的风险。50ms时段内的斜升对于人眼几乎不可见。

然后，可以将在新时段期间获得的每个新的平稳段测量结果的集合放入在变得越来越准确的移动平均的集合中，而系统仍可以在每次将移动平均更新时调整功率。因此，以每个占空比时段的速率确定或更新照明装置的功耗。

此外，通过缓慢增加负载，电源的电压将有时间调整其输出电压，这导致对电流贡献的准确测量。

在一个可能的方法中，在启动期间，可以将光输出从0％斜升到最大80％。在每个1kHz时段期间，大约在100个采样时刻测量电流，并且在占空比时段的最后10％期间，实施快速电压测量。在该时间期间没有电流流过，因为强度(并且因此最大占空比)被限制为80％，使得每个通道被设置为零。

这样，可以导出每个时段的绝对功率。然后可以控制或限制最大斜升强度。最大强度例如可以开始被主动地限制在10ms之内。

图5以图形方式示出了该通用方法。

电流绘图的左堆叠是占空比的第一集合，其是占空比的期望集合的向下缩放版本。例如，它可以包括占空比的期望组合的3％调光水平版本。然后针对该个体占空比时段监测电流。

例如，如电流绘图的右堆叠中所示，占空比集合的缩放比例逐渐增加(在时间上稍后)。

图5以箭头的集合50示出了测量计时瞬间。初始的3％调光水平可能太低以至于不能测量所有的平稳段值。

图5示出了对两个较低平稳段进行一次测量时的极限。如果占空比较低(并且实际上图5被夸大，使得它示出了远高于3％的占空比)，则会错过平稳段。

在这种情况下，初始功率估计可以仅基于单个平稳段测量。可以通过将测量的平稳段值乘以(已知)最长占空比来对功率进行过高估计。如所示的，随着占空比增加，个体平稳段变得可测量。

监测可以在启动时发生，并且可选地也可以在转变到另一个色点时发生。

图6是示出上述控制方法的一个示例的流程图。

在步骤60中，输入期望的色点，并且在步骤62中，将其转换为占空比集合。步骤62利用颜色模型并且输出占空比的比率来达到期望的色点。这与用户设置的期望色点有关。

在步骤64中，灯被上电。

在步骤66中，将来自步骤62的占空比被缩放到3％。

在步骤68中，测量在第一占空比时段中所有可能的电流平稳段值。在步骤70中，基于那些测量结果来估计负载。

在步骤72中，该负载估计被用来计算最大占空比极限。该最大值如下所述的那样被逐渐更新。

在步骤74中，确定是否已经达到最大占空比极限。如果是，则在步骤76中，将占空比全部减小以所确定的负载与电源单元的负载额定值之间的比率。如果未达到最大值，则在步骤78中将占空比全部增加2％。因此，在50个循环之后，除非将其降低，否则占空比将达到原始目标水平。

在步骤80中，测量下一个占空比时段中的所有可能的平稳段值。然后在步骤82中更新每个平稳段值的移动平均。

在步骤84中，确定是否已经实施全部50个步骤(当以1kHz操作时，针对50ms的启动循环)。如果完成了50个循环，则存储平均平稳段值，并且在步骤86中使用得到的占空比水平将照明装置控制在稳定状态。

如果50个循环尚未完成，则在步骤88中进行更新的负载估计，然后将其反馈回步骤72，以使得能够导出经更新的最大占空比信息。

在对该方法的扩展中，可以导出和存储个体通道的电流贡献I_i。在具有三通道系统的图5的图的示例中，所有平稳段可以具有足够长的持续时间来进行测量，并且可以在照明装置启动之后立即确定所有电流值I_i的贡献。但是，测量将花费有限量的时间，并且如果占空比差异太小并且PWM频率太高，则可能无法确定针对某些颜色(或占空比的组合)的一些平稳段值。因此，可能只能测量单个平稳段值或平稳段值的减少的集合。显然，这取决于在占空比时段内进行了多少次电流测量，并且取决于不同通道的占空比之间的差异。

作为近似，校准设置给出关于不同通道之间电流比率的信息，并且这可以用于获得不同通道电流贡献的估计。为了获得更高的准确性，例程可以等待，直到终端用户将光设置到另一个色点(即，占空比的不同组合)，直到新的平稳段值足够长来进行测量。

另一种可能性是在50ms启动期间调整色温设置，以确保可以测量附加的电流平稳段。例如，监测可以从最低色温(2200K)开始，然后在斜升期间移动到2700K(或甚至3500K，然后返回2700K)。这是人眼不可见的，但可以测量多个平稳段。

对于3通道系统，存在可以建立平稳段电流的7种不同的组合。下表以电流I1、I2和I3的组合示出了可能的平稳段水平。

如果所有的I1至I7是不同的值(如果I1、I2和I3不具有共同的倍数，则将是这种情况)，则可以使用任何三个平稳段测量来导出这三个组成分量。

如果在应用最低调光设置时仅进行一次平稳段测量，则可以使用校准设置中电流比率的知识来导出估计。例如，单个平稳段测量可以产生I1+I2+I3，并且校准设置可以指示例如I1＝2I2和I1＝I3的标称电流。继而可以获得三个电流，但是具有一些不确定性。

每次可以确定平稳段值时，可以将其存储在表中。一旦测量了3个不同的平稳段值(假设它们与唯一的电流组合相关)，存在具有3个未知数的3个等式并且所有个体电流值Ii都可以以更大的确定性被计算。一旦达到该阶段，就可以基于公式(1)来计算新色点的功率。

对于具有更多原色的系统而言，这变得更加复杂，但是通常来说，在其使用寿命期间，在50ms内切换到若干色点的照明装置足以确定Ii的值。因此，利用占空比的不同的启动组合，在照明系统的许多操作之上完成该表。

该程序的另一优点是，可以在某个时间段后更新电流值Ii。可能由于LED的温度或老化，这些值将开始偏离初始值。以常规方式，仅在灯的上电时才进行电流值Ii的确定。如果所连接的灯始终通电(例如，通过将所有PWM设置为0来关断灯)，则这些值将不会被更新。

上面的方法提供了由照明元件的子集汲取的不同电流的确定，以使得能够计算功耗。

根据本发明，通过另外考虑系统中电缆中的电阻损耗，例如至少包括电源单元与LED负载之间的电缆电阻(例如，在电源单元与中间LED驱动器之间的电阻)，可以使功耗估计更加准确。

图7示出了系统可以包括分离的电源单元110、负载驱动器112和LED负载114的方式。电缆116和118连接这三个模块。在这种模块化架构中，不同的PSU可能会有不同的标称功率水平。此外，在不同数目的通道连接到负载驱动器的情况下，将存在不同的负载。因此，如果负载改变或PSU中存在改变，则应当检测到这些改变，以便重新触发如上所述的启动序列，以确保负载被驱动到最大可用功率而不会损坏PSU。此外，启动序列也可以用于确定电缆电阻。

图8更详细地示出了图7的系统。电源单元110被示为递送输出电压V_PSU(这是所需的总线电压)的DC电压源120以及并联输出电容器122。它经由具有电阻Rcable1的电缆116连接到负载驱动器112。这被表示为电容C1的并联电容器124，以及针对每个个体LED通道的开关集合125。在该示例中，有五个频道；通道1是红色(R)，通道2是绿色(G)，通道3是蓝色(B)，通道4是火焰白(FW)，通道5是冷白色(CW)。如所示的，在集合125中存在针对每种颜色的开关。具有电阻Rsense的电流感测电阻器126用于感测满负载电流。

负载驱动器112通过具有电阻Rcable2的电缆118连接到负载。此外，每个LED通道具有通道电阻，显示为R_n，其中n是从1到5的通道号。

在将在下面被详细讨论的一个示例中，上述启动序列被扩展为生成每个个体通道的Rcable1和R_n的估计。在已知LED的正向电压的假设下，简化了建模来计算电阻值R_n。

这样，可以进行更准确的功率估计。例如，当电阻Rcable1相比于Rcable2而占主导地位时，即从电源到负载驱动器的电缆长度比从负载驱动器到照明负载的电缆长度长时，这种改进特别合适。改进的功率估计的该版本也没有考虑电容C1和C2。在其他情况下，可以优选以类似的方式确定电阻Rcable2和/或考虑电容值。因此，下面描述的方法可以扩展为使得能够确定所公开的那些的附加电气参数或特性。

电阻器Rsense通常具有已知值。此外，仅在连接的LED负载太大，以至于并联LED电阻Rn的大小变得与Rsense相同的情况下，该电阻才起作用。如果LED负载低得多，则电阻Rn通常会高得多，而Rsense可忽略不计。

然后，电阻值可以用于针对给定的占空比集合产生更完整的功耗估计。

图9示出了一个完整的启动序列的示例，但是针对四通道系统(以使图更简单)。它示出了被提供给LED负载的电流(I)和负载电压(V)。

它包括启动阶段130，在该阶段期间，占空比以与上述基本负载确定功能相同的方式逐渐增加(但保持相同的比例)。在该时间期间，PSU功率斜升，并且电压和电流被监测以防止功率过大。如所示的，然后存在稳定阶段132，以确保电源单元的输出电压已经稳定。例如，启动阶段130具有200ms的持续时间，并且稳定阶段具有600ms的持续时间。

通常，AC/DC转换器首先对干线进行整流。对于50Hz的干线，这意味着会引入100Hz的纹波，而对于60Hz的电源，则是120Hz。100Hz和120Hz的周期分别为10ms和8.333ms。50ms的时间段(如上所述)将捕获100Hz的5个完整周期和120Hz的6个完整周期。因此，这是平均两个频率的最小时间，并且可以被认为是一个原则值。

200ms的启动阶段提供了在这种原理值中的4个原理值上的平均。

然后，针对多个占空比(诸如200个占空比)的时段，使用附加的测量时段134来获得电流和电压轮廓。

时段134的平均200ms持续时间确保了100Hz或120Hz纹波被滤除掉。

图9是简化表示，例如仅显示了在时段134期间的纹波。

图10示出了针对一个占空比(再一次，针对四通道系统)的随时间的典型电压和电流测量结果。它示出了阶跃电流流向的通道(1至4)。因此，所有四个阶跃流向通道1，电流阶跃中的三个电流阶跃流向通道2，等等。

通过在启动时测量阶跃波形期间的电流和电压两者，可以获得系统的I-V关系，该关系可以通过以下方式描述：

V_{LED，plateau}＝V_PSU-R_cable1*I_plateau (3)

V_PSU是由PSU递送的恒定驱动电压。V_{LED_plateau}是在电流平稳段期间(即，它是图12中所示的V_LED的步骤之一)由负载驱动器112递送的电压，并且I_plateau是对应的电流。该关系没有考虑第二电缆电阻Rcable2，因此该电压不是跨实际LED串的电压，而是跨电缆电阻Rcable2和电阻器R_n的电压。

该关系使得能够确定Rcable1。

如上所述，基于所测量的电流平稳段，获得了个体LED通道的贡献。另外，LED通道的电阻可以通过下式获得：

R_{total_n}＝V_x/I_n (4)

R_{total_n}表示通道n的串联电阻，它组合了串联电阻R_n和完整的LED串，并且I_n是通过该通道的电流。电压Vx在负载驱动器112处被测量，并且在图8中被示出。通过从Vx中减去LED串电压，也可以使电阻R_n的确定更接近物理电阻器R_n的实际值。

完整的电流平稳段集合给出了联立方程集合，从中可以获得所有R_n值。求解从单个平稳段开始，这样，可以以简单的方式求解等式集合。

在正常操作期间，当请求颜色改变时，可以使用该模型来导出新的功率估计。如上所述，对于给定的占空比集合[D1…Dn]，针对每个平稳段已知哪些LED开启。

因此，可以获得平稳段中的每个平稳段的等效电阻，并且由于也存在Rcable1的估计，因此由PSU输出V_PSU观察到的总电阻已知：

I_plateau，n＝(V_PSU-V_f)/R_total (5)

Vf是LED的正向串电压。可以假设所有不同并联串的正向电压相同。这是有效的近似值，因为Vf的扩展的变化较小。

R_total＝R_cable1+R_cable2+R_eq+R_sense (6)

R_eq＝1/∑(1/R_j)，其中j为活跃的LED。

然后，功率估计由下式给出：

P_estimate＝CF.∑(DC_n*I_plateau，n*V_PSU) (7)

该功率估计包括如下面描述的校正因子CF。在详细描述的系统版本中，不考虑值R_cable2。

电流I_plateau,n与总电阻Rtotal相关联，总电阻Rtotal是基于活跃LED链中的电阻器Rn。这将在下面进一步说明。

图11更详细地示出了功率估计方法。

在步骤140中，测量负载驱动器内的电压Vx，作为模数转换器的输出。在步骤142中，计算最大值。该最大值是电源单元的输出电压V_PSU的最接近的近似，其可以被认为是总线电压。如果没有电流流过(例如，在具有低占空比的启动时段期间，将存在没有电流流动的时段，并且因此没有跨电阻Rcable1的压降)，则负载控制器处的测量电压Vx将等于电源输出电压V_PSU。

在步骤144中，获得最大电压的移动平均(AVG)，以便平均干线纹波。将该平均值作为第一输入提供给步骤146的功率估计计算(Pest)。

在步骤148中，将占空比设置以及所计算的电缆电阻Rcable1和各个电阻器R_n提供给功率估计计算。

基于占空比，使用值Vmax，avg和不同电阻器R_n的值，可以确定存在多少平稳段，针对每个平稳段哪些LED开启以及每个平稳段持续多长时间。利用该信息，可以确定每个平稳段的电阻Req，并且可以计算电流。

通过从占空比值重构PWM形状获得关于平稳段的信息。这种重建将取决于PWM信号的类型。例如，图9示出了一种PWM结构，其中占空比都从左开始堆叠。它们可以从右堆叠，或者不同的占空比信号可以从相对侧堆叠。

基于所使用的PWM方法的知识，占空比值使得能够确定电流波形的形状，并且因此可以将不同计时瞬间的电流测量结果与活跃LED段的不同组合相关联。

如上所述，一旦知道针对每个测量的电流平稳段，哪些LED开启，就可以如上式所示的那样获得功率估计。

功率估计是基于：计算每个平稳段存在的总电阻R_total并且获得作为平稳段电流、电压和平稳段持续时间的乘积之和的功率。

平稳段电流在了解LED串电压Vf的情况下被确定。

注意，并非测量电流平稳段值的所有组合。例如，仅测量图9中所示的阶梯波形，其包括平稳段的子集，诸如：

红色

红色+绿色

红色+绿色+蓝色

红色+绿色+蓝色+火焰白

红色+绿色+蓝色+火焰白+冷白

因此，没有直接测量红色+绿色+火焰白的组合。

贡献的通道越多(即电流峰值越高)，电压降将越大。通过从所测量的电流平稳段确定电阻值，可以获得电流峰值的预测。电阻与电压降无关，因此可以用于准确预测电流峰值。

注意，图11利用一种特定方式来计算V_PSU。备选方式是计算V_PSU＝Vx+I_plateau，n*R_cable1，其中Vx是在对应de1平稳段时的电压。

如上所述，并且在等式(7)中所示，利用校正因子CF对估计进行缩放。

每次要应用新的颜色设置时，都获得新的功率估计，否则可以周期性地(诸如每秒)进行计算。例如，该计算是基于在200ms时段上的移动平均电流和电压值。

基于测量实际功率并且将其与估计的功率进行比较来更新校正因子CF。这样，当需要新的功率估计时，校正因子保持更新并且使用最新值。

这样，系统将(基于要被应用的已知占空比和获得的模型参数)预测总功率与实际总功耗进行比较，以便导出考虑了温度漂移和小负载变化的补偿因子。

然后，基于经校正的功率估计来确定占空比的缩放比例。校正因子以秒为单位进行计算。例如，实际测量功率与估计功率之间的差距应当在10秒钟左右收敛，以使电源单元不会过载太长时间。

在LED与电阻器串联的系统中，通过LED的电流取决于LED上的电压。如上面的等式中所示，电源单元的电压减去LED的电压是电阻器上的电压。

当系统以全功率操作时，LED发热，LED的正向电压将下降。结果，电阻上的电压将增加，并且通过LED的电流也将增加。所产生的偏差也可以通过校正因子补偿。

通常，在将灯关闭然后再次开启后，之间会有相当长的一段时间冷却系统。在该假设下，校正因子不应当因温度而改变，因此在电源切换后被重置。

实际功率的测量还用于保护电源单元。

图12是示出如何触发启动序列的流程图。

在步骤150中，系统上电。

在步骤152中，通过检查状态标志来检查是否已经执行了启动(SU)序列。启动序列是图9中所示的整个过程。

如果还没有启动序列，则在步骤154中实施该启动序列，然后系统在步骤156中进行正常操作。如果在步骤152中已经存在启动序列，该方法也进行到步骤156。

然后，在步骤158中进行负载一致性的周期性检查。对于负载无变化的情况，该方法返回到步骤156，而在检测到负载改变的情况下，在步骤154中重新触发启动序列。

校正因子还可以用于触发启动序列的重复，即，步骤148可以涉及对校正因子的分析。

首先，在计算实际功率时，如果它超过了与最大功率有关的阈值(即，如果超过分配给额定最大功率的安全余量)，或者校正因子超过某个水平(即，估计功率和测量功率之间的差太大)，则启动序列被触发。

启动例如可以由参数Max_threshold乘以最大功率来触发，其中例如Max_threshold＝1.2。因此，可以基于校正因子使用缓慢的漂移来触发新的启动序列，或者可以使用估计功率与测量功率之间的偏差来触发新的启动序列。

完整的启动序列被触发，从而发出可见的闪光。可以通过50ms的最短测量时段来减少这种情况。

上面已经给出了启动序列和计算的一个示例，但是其他序列也是可能的。

在启动序列期间获得的该信息可以用于其他目的。

在如上所述的低成本基于电压的照明系统中(其中使用电阻器R来限制通过LED串的电流)，光输出的稳定性在很大程度上取决于输入电压的稳定性。可能引起不稳定性的示例包括纹波电压、由外部因素(例如，邻近重型机械的切换)引起的电压骤降，或由于负载阶跃或控制算法导致的电源本身的电压波动。

这些电压波动在光输出中可能变得可见。上面的方法意味着不同的电流贡献是已知的。电压改变并且因此电流改变可以通过改变占空比集合来补偿，以使光输出保持不变。

DC电压可以例如是24V，并且可以波动10％(即，2.4V)。如果图2中的电阻器R占用电压供给中的6V，则在假设电压改变被电阻器占用的情况下，通过LED的电流将改变35％(2.4/6＝0.35)。

符合高功率因子照明调节的单级拓扑的低成本电源通常确实会显示高达+/-1V的明显电压纹波。

此外，输出电压中的其他伪影在光输出中也立即可见。示例是由于干线输入电压的突然升高/降低(即，当照明设备附近的重型机械开启或关闭时)而导致的电压阶跃，以及由电源本身引起的电压阶跃。当电压偏离标称电压太多时，一些控制IC表现出高带宽(即，快速)调节。如果电压超过某个阈值，则该高带宽控制启动，并且电压很快被调节回到标称值。这也导致电压的阶跃。

超过该阈值的影响在图13中被示出。顶部绘图示出了LED电流对时间。底部绘图示出了电压。当达到高于或低于标称值(在该示例中为24V)的阈值时，将在90处进行快速校正控制，这导致电流阶跃，并且因此在160处导致可见光毛刺。无法看到光曲线的非线性，但是眼睛对光输出的突然改变或阶跃非常敏感。

通过监测流经所有LED的总电流并且基于电源的标称电压立即作用于与预期电流的任何偏差，可以避免该类型的伪影。

附加方法是通过增加/减少所有通道的占空比来补偿电流的阶跃，使得平均通量保持尽可能恒定。不能防止电压/电流阶跃(因为它作为保护控制的一部分而被需要)，但是它变得不易察觉。

尽管是电源的电压是光中的毛刺的来源，但由于光通量与电流直接相关，因此可以监测电流(如上所述)。此外，电压的阶跃也更容易通过测量电流来检测，因为如上所示，电压上的10％的改变将导致电流上的35％的改变。

由于光输出等于电流乘以驱动脉冲的长度，因此可以根据示出对恒定通量的要求的以下公式，通过增加占空比来补偿平稳段电流的骤降：

DC_new＝DC_old*{I_{plateau，calc}/I_{plateau，meas}} (9)

DC_old是之前的占空比，并且I_plateau,calc是之前计算的平稳段电流。这将是在标称电压下的基准平稳段值。DC_new是新的占空比，并且I_plateau,meas是新测量的平稳段电流(由电压的改变引起)。

为了更好地理解，图14以逐步的序列示出了校正机制。电压由线170指示。被标记为A至G的七个连续的电流波形被示出。

在时间A处，照明装置处于稳定状态。

在时间B处，电压跃迁开始。在时间C处检测到所产生的电流改变。

在时间D处，占空比增加(如由箭头172所示)并且检测到进一步的电流降。在时间E处，占空比再次增加174，并且检测到进一步的电流降。

在时间F处，占空比增加了176，但检测到电流返回到标称水平。在时间G处，占空比返回到对应于稳态驱动条件的原始水平。

补偿机制相对于实际信号滞后1个占空比时段。

本发明对于其中客户(可以是终端用户或照明系统专员)能够以电源的固定额定功率将不同的负载附接到系统的系统感兴趣。继而，电源是分离的构建块。这些系统的示例是终端用户可扩展的LED条带或用作灯具中的构建块的LED条带。备选地，另一示例是共享单个驱动器并且终端用户可以向其中添加额外单元的凹入式聚光灯或筒灯。

如上所述，使用控制器来执行所解释的计算。可以利用软件和/或硬件以多种方式来实现控制器，以执行所需的各种功能。处理器是采用一个或多个微处理器的控制器的一个示例，微处理器可以使用软件(例如，微代码)进行编程来执行所需的功能。但是，可以在采用或不采用处理器的情况下实现控制器，并且还可以将控制器实现为执行一些功能的专用硬件和执行其他功能的处理器(例如，一个或多个经编程的微处理器和相关电路装置)的组合。

可以在本公开的各种实施例中采用的控制器组件的示例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。

在各种实施方式中，处理器或控制器可以与一个或多个存储介质(例如，诸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM的易失性和非易失性计算机存储器)相关联。可以利用一个或多个程序对存储介质进行编码，一个或多个程序当在一个或多个处理器和/或控制器上执行时，执行所需的功能。各种存储介质可以被固定在处理器或控制器内，或者可以是可移动的，使得可以将存储在其上的一个或多个程序加载到处理器或控制器中。

通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元素或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应当被解释为限制范围。

Claims (15)

1.一种监测器设备，用于监测具有未知电负载的照明元件的照明装置(2)，其中所述照明装置(2)与开关装置(16)相关联，用于将源自电源单元的DC电压耦合到所述照明装置，其中所述开关装置包括开关集合，所述开关集合中的每个开关用于与所述照明元件的子集(2a-2e)的连接，其中所述监测器设备包括：

控制器(14)，用于提供控制信号，以使用脉冲宽度调制来控制所述开关装置，其中所述控制器适于：

-同时将占空比集合应用于所述开关集合，从而创建用户选择的光输出；

-在所述占空比集合的个体占空比时段内多次监测电流和电压，从而检测所述占空比时段内的多个电流平稳段；

-基于所检测的电流平稳段和所述占空比集合，确定所述照明装置和所述电源单元的电气特性或参数，所述电气特性或参数至少包括所述电源单元与所述照明装置之间的电缆电阻以及所述电源单元下游的功耗；以及

-基于所确定的电气特性或参数来控制所述照明装置。

2.根据权利要求1所述的设备，其中在所述电源单元与所述照明装置之间的所述电缆电阻包括在所述电源单元与照明装置驱动器之间的电缆电阻；和/或其中所述电气特性或参数还包括照明元件的每个子集的串联电阻。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述控制器适于：基于对不同电流水平的集合的分析来确定流过照明元件的每个子集(2a-2e)的电流。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的设备，其中所述控制器适于：根据用户设置并且根据所确定的电气特性或参数来调整所述占空比。

5.根据权利要求1至2中任一项所述的设备，其中在启动阶段(130)中，所述控制器(14)适于：

应用占空比的第一集合，并且针对个体占空比时段监测所述电流，所述占空比的第一集合是占空比的期望集合的向下缩放版本；以及

逐渐增加所述占空比集合的缩放比例。

6.根据权利要求5所述的设备，其中在所述启动阶段之后的监测阶段(134)中，所述控制器(14)适于确定所述电气特性或参数。

7.根据权利要求5所述的设备，其中所述控制器适于监测所述电源单元随时间递送的实际功率，并且适于当所监测的实际功率超过与最大额定功率有关的阈值时，重新应用所述启动阶段和/或测量阶段。

8.根据权利要求6至7中任一项所述的设备，其中所述控制器适于监测实际功率随时间的改变，并且适于确定与随时间的改变有关的校正因子，并且当所述校正因子达到阈值时，重新应用所述启动阶段和/或测量阶段。

9.一种用于未知电负载的照明元件的照明装置的驱动器，包括：

DC电压源(10)；

开关装置(16)，用于将所述DC电压源耦合到所述照明装置，其中所述开关装置包括开关集合，所述开关集合中的每个开关用于与所述照明元件的子集的连接；

电流传感器(20)，用于感测到整个所述照明装置的电流；以及

根据权利要求1至8中任一项所述的监测器设备。

10.一种照明装置，包括：

根据权利要求9所述的驱动器；以及

由所述驱动器驱动的照明装置(2)，其中所述照明装置是用户可配置的。

11.一种使用具有未知电负载的照明元件的照明装置来提供照明的照明方法，所述照明方法包括：

使用开关装置(16)将DC电压源(10)耦合到所述照明装置，所述开关装置包括开关集合，所述开关集合中的每个开关用于与所述照明元件的子集(2a-2e)的连接；

使用脉冲宽度调制来控制所述开关装置(16)，以将占空比集合同时应用于所述开关集合，从而创建用户选择的光输出；

在所述占空比集合的个体占空比时段内监测被提供给所述整个照明装置的电流和电压，从而检测所述占空比时段内的多个电流平稳段；

基于所检测的电流平稳段和所述占空比集合，确定所述照明装置和电源单元的电气特性或参数，所述电气特性或参数至少包括所述电源单元与所述照明装置之间的电缆电阻以及所述电源单元下游的功耗；以及

基于所确定的电气特性或参数来控制所述照明装置。

12.根据权利要求11所述的方法，其中确定所述电源单元与所述照明装置之间的电缆电阻包括：确定所述电源单元与照明装置驱动器之间的电缆电阻；和/或其中所述电气特性或参数还包括照明元件的每个子集的串联电阻。

13.根据权利要求11或12所述的方法，包括：基于所述负载的所确定的功耗和所述照明装置驱动器的负载额定值，设置针对所述集合的每个占空比的最大占空比。

14.根据权利要求11至12中任一项所述的方法，包括在启动阶段期间：

应用占空比的第一集合，并且针对个体占空比时段监测所述电流，所述占空比的第一集合是占空比的期望集合的向下缩放版本；

逐渐增加所述占空比集合的缩放比例；以及

导出所监测的电流的移动平均。

15.一种计算机可读存储介质，具有存储在其上的计算机程序代码部件，当所述计算机程序代码部件在计算机上运行时，所述计算机程序代码部件适于实施根据权利要求11至14中任一项所述的方法。