CN113498231A - 发光装置和包括发光装置的照明系统 - Google Patents
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Abstract
发光装置包括LED光源，其中，LED光源具有用于产生具有第一色温CCT1的第一光的第一LED灯条（1）和用于产生具有与第一色温CCT1不同的第二色温CCT2的第二光的第二LED灯条（2）。发光装置还包括具有可控制的LED驱动器（4）的控制电子设备，LED驱动器用于驱动LED光源，其中，控制电子设备包括用于在第一LED灯条（1）和第二LED灯条（2）之间的转换开关（5），使得根据开关位置激活第一LED灯条（1）或第二LED灯条（2）。还提出包括照明装置的照明系统。
Description
技术领域
本发明一般性地涉及一种发光装置。本发明尤其涉及具有一体的控制器的发光装置以及基于此的照明系统。
背景技术
已知可控制的发光装置，例如灯或灯具，其能够改变空间照明的色温和/或亮度，以便例如在色温或CCT(相对色温)和亮度方面模仿自然日光的走向，以使得用户感觉舒适。对这种系统的控制是复杂的，由此难以使用和发展这种系统。
发明内容
本公开的实施方式的目的是，提供可简单制造、控制的发光装置。
为了实现该目的，根据第一方案提供一种发光装置。发光装置包括LED光源，其中，LED光源具有用于产生具有第一色温CCT1的第一光、尤其第一白光的第一LED灯条和用于产生具有与第一色温CCT1不同的第二色温CCT2的第二光、尤其第二白光的第二LED灯条。发光装置可尤其构造成发光器具，灯和/或灯具。
发光装置还包括具有可控制的LED驱动器的控制电子设备，LED驱动器用于驱动LED光源。控制电子设备包括开关，开关尤其可具有至少两个开关位置，以便在第一LED灯条和第二LED灯条之间转换，使得根据开关位置激活或停用第一LED灯条或第二LED灯条。
发光装置还包括用于产生具有与第一色温CCT1和第二色温CCT2不同的第三色温CCT3的第三LED光、尤其第三白光的第三LED灯条，其中，可通过LED驱动器与开关位置无关地驱动第三LED灯条。
因此，第三LED灯条的激活与开关状态或开关位置无关，由此在发光装置开始运行时始终激活第三灯条。因此根据开关状态通过第三LED灯条以及通过第一LED灯条或通过第二LED灯条使发光装置发光。由于在通过第一LED灯条和通过第二LED灯条产生的光之间的区别，可通过使开关在第一LED灯条和第二LED灯条之间转换以简单的方式影响发光装置的运行模式或通过发光装置产生的光的光特性、尤其CCT。
第三LED灯条可尤其与第一LED灯条或与第二LED灯条并联。第三LED灯条与第一LED灯条或与第二LED灯条并联使得基于不同LED灯条的LED的电特性之间的内在差异，各个LED灯条彼此之间的相对载荷与通过LED驱动器提供的电功率或电压的实际大小相关。尤其由此可在发光装置调暗时或在调亮时影响通过发光装置产生的光的光通量及其色温。
因此，提供一种简单的可调白或可调节成白的光源，但是无需单独地尤其通过单独的功率电路驱动各个LED灯条。
控制单元可构造成，检测是否操作开关装置，尤其用于使发光装置接通或用于为其供给电流的开关装置并且基于检测到的对开关装置的操作转换开关。尤其控制电子设备可包括用于控制开关的开关控制装置，其中，开关控制装置构造成，检测是否操作开关装置并且基于检测到的对开关装置的操作转换开关。尤其控制单元或开关控制装置可构造成，通过断开开关装置并且在预定时间内再次接通开关装置可实现开关的转换或从一个运行模式转变到另一运行模式。因此可使用外部开关以简单的方式在发光装置的运行模式之间转换。
控制电子设备还可构造成，检测是否操作构造成光控开关的开关装置并且基于检测到的操作转换开关。在此光控开关的切断和接通过程或切断和接通过程的顺序可作为功率电子设备的命令来转换开关，以便以简单的方式使发光装置从一个运行模式进入另一运行模式。
控制电子设备也可构造成，检测是否操作构造成调光器、尤其构造成切相调光器的开关装置并且基于检测到的对调光器的操作转换开关。因此使用传统的、尤其预安装的调光器控制发光装置的运行模式。
尤其LED驱动器可构造成所谓的可调光的LED驱动器，由此可使用构造成调光器、尤其构造成切相调光器的开关装置经由LED驱动器调亮或调暗发光装置。
在此，由于在调亮或调暗发光装置时改变了主动式LED灯条的相对载荷，也影响了由发光装置产生的光的色温，使得实现了光通量效果和色温效果或Flux&CCT调光效果的组合。
第一LED灯条可构造成，产生具有的CCT1在3500K至6500K、尤其从5500K至6500K范围中的冷白光，第二LED灯条可构造成，产生具有的CCT2在2700K至5000K、尤其从2700K至3700K范围中的冷白光，并且第三LED灯条可构造成，产生具有的CCT3在1500K至3000K、尤其从1800K至2300K范围中的冷白光。色温可通过合适地选择LED实现。尤其第三LED灯条可包括至少一个暖白的LED并且第一LED灯条或第二LED灯条可包括至少一个冷白的LED。
由于不同LED灯条的LED之间的色温的区别以及由于其内在区别或不对称性，在调暗时或者在降低驱动器的输出电压时各个LED灯条的载荷改变，使得实现一种辉光暗淡效果。在此，通过发光装置产生的光的色温随着光强度的下降而减小，这产生了令人舒适的白炽灯效果。
LED灯条或控制电子设备可构造成，通过第一LED灯条产生的光的最大光通量Phiv_max1或通过第二LED灯条产生的光的最大光通量Phiv_max2高于通过第三LED灯条产生的光的最大光通量Phiv_max3。特别地，通过LED灯条产生的光的最大光通量Phiv_max1、Phiv_max2和Phiv_max3可为如下比例：Phiv_max1≥Phiv_max2≥Phiv_max3，尤其Phiv_max1＞Phiv_max2＞3*Phiv_max3。基于不同LED灯条的最大光通量之间的该比例可使得尤其在光通量低时的辉光暗淡效果与尤其在光通量高时的高的光效果一致。
在一些实施例中，发光装置具有用于单独地操控其中至少一个LED灯条的至少一个控制器。通过单独地操控LDE灯条、尤其第三LED灯条，可主动地影响发光装置的发光性能或上述辉光暗淡效果。
控制器可具有用于检测反馈信号的反馈输入端并且构造成，基于第一LED灯条或第二LED灯条的反馈信号操控第三LED灯条。基于反馈信号，可在考虑第一或第二LED灯条的载荷的情况下操控第三LED灯条，使得可更精确地控制发光装置的发光性能或辉光暗淡效果。
其中至少一个LED灯条可具有至少一个被动式电构件，尤其至少一个电阻或串联电阻。通过连接被动式电构件、尤其电阻或串联电阻可部分地补偿、甚至加强在LED灯条的电特性方面的差异，例如由于不同LED的不同的正向电压引起的差异，使得有针对性地影响发光装置的发光性能或光特性。
在其他的实施方式中，发光装置、尤其发光装置的控制电子设备可具有无线通信的端口，可经由端口无线地控制发光装置。经由无线通信端口可例如借助控制器或远程控制装置无线地控制发光装置。
根据第二方案提出一种照明系统。照明系统包括根据第一方案的发光装置以及尤其用于使发光装置开始运行或为其供电的开关装置，其中，控制电子设备构造成，检测是否操作开关装置并且基于检测到的对开关装置的操作转换开关。因此可使用外部开关以简单的方式在发光装置的运行模式之间转换。
开关装置可构造成调光器、尤其切相调光器并且控制电子设备可构造成检测是否操作调光器、尤其接通或切断过程和/或调亮或调暗过程并且相应地操控发光装置的LED灯条。
调光器可具有用于无线通信的通信端口并且构造成，通过控制器的一个控制信号或多个控制信号经由通信端口操控。尤其控制单元可具有标准化的通信端口，尤其根据标准协议的通信端口，例如
或
由此可借助标准协议远程控制发光装置。尤其调光装置可构造成，借助移动式控制器、例如智能电话或平板的移动应用程序操控。应用程序或移动应用程序可尤其配置成，将控制信号发送给调光器的通信端口，该通信端口使得调光器相应地操控发光装置。因此可借助移动设备以简单的方式操控发光装置。
发光装置可构造成发光器具，灯或灯具，由此可根据需要实现不同配置。
控制器或移动应用程序可配置成，用于操控调光器的控制信号是与时间相关、日期相关和/或位置相关的，尤其在操控调光器时实现发光装置的HCL或类似HCL运行，其中，通过发光装置产生的光的亮度或光通量和CCT遵循自然规律、尤其基于昼夜节律。昼夜节律的Flux-CCT曲线例如可作为与位置和日期相关的曲线存储在控制器的存储器中或可从云端调用。
照明系统还可包括传感机构，例如在控制器中实施的传感机构，其具有一个或多个光传感器以得出当前的日光水平或当前周围存在日光的量，其中，控制器可配置成根据当前的日光水平操控发光装置产生的光。通过根据日光水平调节发光装置产生的光可优化发光装置的运行，使得尤其通过发光装置产生光和日光的总和达到合适的亮度。以这种方式可避免在照明系统中的多余能量消耗。
照明系统还可包括用于确定是否存在人员的运动传感器并且传感器端口可用于接收运动传感器数据，其中，控制单元构造成，根据运动传感器数据操控发光装置。因此可根据人员是否处于待照明的区域中来运行发光装置，由此尤其可进一步提高照明系统的能效。
附图说明
在此，根据附图详细描述本发明。对于相同的或作用相同的部件在附图中使用相同的附图标记。
图1示意性地示出了根据一种实施例的发光装置的电路图，
图2示意性地示出了根据另一种实施例的发光装置的电路图，
图3示意性地示出了根据一种实施例的发光装置的电路图，
图4示出了根据一种实施例的发光装置的在光通量和色温之间的关系，以及
图5示出了具有根据一种实施例的发光装置的照明系统。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据一种实施例的发光装置的电路图。发光装置100的电路包括可控制的LED光源，其具有第一LED灯条1、第二LED灯条2和第三LED灯条3。
发光装置100还包括具有LED驱动器4的控制电子设备、开关5和开关控制器6或开关控制器。
LED驱动器4构造成，使得为第一LED灯条1中、第二LED灯条2中和第三LED灯条3中的LED供给电流。在图1的实施例中LED驱动器4构造成可调光LED驱动器，其可借助调光器、尤其借助所谓的切相调光器来操控。图1还示出了调光器7，LED驱动器4与调光器电连接。在该实施例中，调光器7构造成切相调光器，通过切相调光器可操控LED驱动器4，使得通过发光装置100产生的光能借助调光器7调亮或调暗。
第一LED灯条1中、第二LED灯条2中和第三LED灯条3可分别具有一个或多个LED。LED灯条2、3、4可尤其分别具有串联的LED、并联的LED或串联的LED和并联的LED的组合。在图1的实施例中，第一LED灯条1构造成产生具有约6000K第一色温CCT1的白光。第二LED灯条2构造成产生具有约4000K第二色温CCT2的白光。第三LED灯条构造成产生具有约2000K第三色温CCT3的白光。
开关6构造成，在第一LED灯条1和第二LED灯条2之间转换，使得根据开关位置或开关状态停用第一LED灯条1或第二LED灯条2。开关5通过开关控制器6控制，该开关构造成检测调光器7的操作并且如果通过开关控制器6将检测到操作调光器7识别为转换开关的命令，则转换开关5。因此可根据需要通过用户激活或停用第一LED灯条1或第二LED灯条2。
开关控制器6或开关控制器在输入侧与LED驱动器4电连接并且在输出侧与开关5电连接。开关控制器6构造成，可通过开关控制器6检测是否操作调光器7，以便尤其在例如在短时间内(例如2s)在调光器7上进行两次或多次点击时识别出所谓的快速点击。检测到的快速点击可通过开关控制器6表示为用于转换开关5的命令，然后开关控制器6操控开关5，使得转换开关5的切换位置。因此可通过快速点击在第一LED灯条1和第二LED灯条2之间转换，从而改变发光装置的发光性能。
各个LED灯条1、2和3的电特征，例如阻抗正向电压等方面的区别、尤其内在区别决定了，在例如借助切相调光器为发光装置100调光时出现一种辉光暗淡效果作为系统内在特性或电路的集成功能，使得在调亮发光装置时或在提高产生的光的光通量时也提高了产生的光的色温。
因此在调暗发光装置时降低了产生的光的色温。
图2示意性地示出了根据另一实施例的发光装置的电路图。图2中示出的电路与图1的电路类似地构造并且额外地具有控制器8。控制器8与第三LED灯条3的LED串联并且构造成，分开地控制第三LED灯条3，尤其与其他的LED灯条1和2分开地控制。控制器8具有用于从第一LED灯条1或从第二LED灯条2获取反馈信号的反馈输入端9。控制器8构造成，在考虑到LED灯条1和2的反馈信号的情况下操控第三LED灯条3，以便尤其实现通过发光装置100产生的总光的预定或期望的色温。
图3示意性地示出了根据另一实施例的发光装置的电路图。图4的电路与图2示出的电路类似地构造并且额外地具有串联电阻10，串联电阻在第三LED灯条3中与第三LED灯条3和控制器8中的LED串联。
在其他的实施方式中，可在一个或多个LED灯条1、2、3中连接一个或多个电阻，尤其串联电阻和/或其他的被动式电子构件。通过串联电阻或通过其他的被动式电构件影响例如由不同LED的不同正向电压引起的LED灯条的特性，使得能有针对性地影响发光装置的发光性能或光特性。
例如尤其在相同数量的LED的情况下，第三LED灯条3可比第一LED灯条1或第二LED灯条2具有更低的正向电压。尤其在LED驱动器4的电压低的情况下第三LED灯条3可承受过高的电流并且因此比其他两个LED灯条1或2更强地发光。这尤其在发光装置变暗时或在调光水平低时导致第一和第二LED灯条1或2的发光下降。
通过转换开关5、尤其通过操作或快速点击调光器，可影响发光装置100在运行中的发光性能或发光特性。例如如果转换开关5，使得第二LED灯条2停用，则仅通过第一LED灯条1和第三LED灯条3产生光。引起的光或白光具有的CCT在2000K和6000K之间的范围中。而如果转换开关5，使得第一LED灯条1停用，则仅通过第一LED灯条1和第三LED灯条3产生光。引起的光具有的CCT在2000K和4000K之间的范围中。相比于第二LED灯条2停用的情况，引起的光的色谱总体上向“较暖的”色谱区域移动。
因此，发光装置100能够点击调光控制，其中实现了两种不同的色温-光-电流-调光(CCT&Flux-调光)曲线。根据两个LED灯条1或2哪一个激活，在此可实现不同的调光至暖曲线。调光至暖曲线是在光通量和色温之间的关系，在其中降低调光、即伴有光通量降低以及色温降低。这尤其引起所谓的辉光暗淡效果，使得在降低发光装置100的调光时光的色温类似于白炽灯一样朝暖白方向移动。
在此，为了在两个相关性曲线20和30之间转换，通过使用开关5在第一LED灯条和第二LED灯条之间转换以上述方式实现。在此，控制器6获取操作，尤其在调光器7上的依次接续的ON/OFF事件并且必要时转换开关5。
图4示出了根据一种实施例的发光装置的光通量和色温之间的相关性：尤其在图4中示出了两个相关性曲线101和102。相关性曲线101和102相应于开关5的两种不同的运行状态或不同的开关位置。这种或类似的曲线可尤其在根据图1、2或3调亮或调暗发光装置100时出现。
第一相关性曲线101示出了在运行状态中由发光装置100产生的光的光通量和色温之间的相关性，其中第二LED灯条2停用，使得仅第一LED灯条1和第三LED灯条3用于产生光。
第二相关性曲线102示出了在运行状态中由发光装置100产生的光的光通量和色温之间的相关性，其中第一LED灯条1停用，并且仅第二LED灯条2和第三LED灯条3用于产生光。
两个相关性曲线101和102基本上遮盖在约50lm的最小光通量和在800lm的最大光通量之间的相同的光通量范围，其中，两个曲线的色温范围明显不同。曲线101的色温范围延伸直至约4800K的最大值，而曲线102的色温范围延伸直至约3800K。在两个曲线中，色温的最大值在约2400K处。两个曲线101和102的特性是色温或CCT随着光通量的提高而单调升高。尤其在发光装置调亮时色温提高，并且在发光装置100调暗时色温降低。发光装置100的发光性能相应于所谓的辉光变暗效果，其中在发光装置调暗时光谱类似于白炽灯一样移动至“较暖的”光谱范围中。
与相关性曲线102相比，相关性曲线101总体上移至更高的色温，其中，在调亮时或随着光通量的提高，色温更陡峭地提高。发光装置100的发光性能促使人们集中精神和警觉性，因此可称为主动式运行模式或“主动模式”。
在相关性曲线102中，色温随着光通量增长较缓慢地、基本上线性均匀地增加。色温随光通量的缓慢增长以及相关性曲线102的总体上较低的色温范围适用于营造轻松愉快的氛围，因此发光装置100的运行模式也可称为“轻松模式”。
图5示出了根据一种实施例的具有发光装置的照明系统。照明系统200包括根据第一方案的发光装置100，其中，在图5的实施例中发光装置100作为LED灯示出。
照明系统200包括调光器7，调光器具有用于无线控制调光器7的通信端口(未示出)。通信端口可构造为用于借助标准协议，例如
或
等操控调光器7的标准化通信端口，使得发光装置100可经由调光器7借助控制器被远程控制。调光器7通过电导线201和202与发光装置100电连接。调光器7可尤其构造成智能切相调光器并且包括控制器(未示出)，控制器设计用于处理经由通信端口接收的信号并且将相应的控制信号经由导线201和202发送给发光装置100。图5也示出了用于远程控制调光器7的控制器301。在示出的实施例中控制器301构造成智能手机的形式，智能手机可由用户302(象征性示出)经由智能手机应用程序操作。
控制器301或智能手机应用程序可尤其提供输入端口、尤其触摸屏幕输入端口，以接收用户命令并且配置成，将用户命令经由其中一个标准化通信端口发送给远程控制的调光器7以控制发光装置50。通过智能手机301对用户命令的输入和对调光器7的操控在图5中通过宽的箭头象征性地示出。
远程控制的调光器7尤其可构造成，将用户命令由控制器301经由调光器7的通信端口转变成发光装置100的控制电子设备可理解的控制信号并且将其经由电导线201和202发送给发光装置100。控制信号尤其应具有与传统的切相调光器的控制信号相同或兼容的格式，使得发光装置100的控制电子设备可将其表达为对传统的调光器的操作并且相应地操控发光装置100的LED灯条1、2、3。例如如果由用户输入命令以在两个运行模式之间转换，例如从“主动式”转换到“轻松式”，则这可经由调光器通信端口由调光器控制器接收。调光器控制器可将该命令转变成电信号，例如通过分开与发光装置100的电连接并且通过导线201和202再次建立与发光装置100的电连接。发光装置100的控制电子设备可将该电连接的分开和再次建立理解为ON/OFF事件或快速点击并且通过将开关5从一运行模式转换到另一运行模式来移动发光装置100。控制器301或存储在其中的应用程序还可产生与时间相关的控制信号，该控制信号使得智能切相调光器改变相区段角。发光装置100的控制电子设备可基于相区段角的改变操控LED灯条1、2、3，使得产生的光的CCT和光通量处于对于发光装置100内在的CCT&Flux-调光曲线上。
控制器301或移动应用程序可配置成，通过操控远程的调光器7模仿自然日光或提供HCL照明装置。在此发光装置100的光根据白天时间变暗。光性能的时间相关性可尤其存储在控制器301或智能手机和/或调光器7的存储器中以便模仿自然的日光(HCL曲线)。还可将其他的HCL曲线经由控制器301或调光器7的无线通信从云端下载并且存储在控制器301或调光器7的存储器中。HCL曲线也可用于特殊目的、例如减轻张力或用于提供作业集中力。
虽然在前述说明中示出了至少一个示例性的实施方式，但是可进行不同的修改和改型。所述实施方式仅是示例性的并且对此没有以任何方式限制本公开的有效领域、应用或设置。前面的描述为技术人员提供实现至少一个示例性实施方式的方案，其中可对在示例性实施方式中的所述元件的功能和布置进行多样化改变，而没有离开所附权利要求的保护范围及其法律等效性。
附图标记列表
1 第一LED灯条
2 第二LED灯条
3 第三LED灯条
4 LED驱动器
5 开关
6 开关控制装置
7 调光器
8 控制器
9 反馈输入端
10 串联电阻
100 发光装置
101 在光通量和色温之间的第一相关性曲线
101 在光通量和色温之间的第二相关性曲线
200 照明系统
201 电导线
202 电导线
301 控制器
302 用户
CCT1 第一色温
CCT2 第二色温
CCT3 第三色温
Claims (15)
1. 一种发光装置，包括：
-LED光源，其中，所述LED光源具有用于产生具有第一色温CCT1的第一光的第一LED灯条（1）和用于产生具有与所述第一色温CCT1不同的第二色温CCT2的第二光的第二LED灯条（2），以及
-具有可控制的LED驱动器（4）的控制电子设备，所述LED驱动器用于驱动LED光源，其中，所述控制电子设备包括用于在所述第一LED灯条（1）和所述第二LED灯条（2）之间的转换开关（5），使得根据开关位置激活所述第一LED灯条（1）或所述第二LED灯条（2），并且其中，所述发光装置（100）包括用于产生具有与所述第一色温CCT1和所述第二色温CCT2不同的第三色温CCT3的第三LED光的第三LED灯条（3），并且其中，通过所述LED驱动器（4）与所述开关位置无关地驱动所述第三LED灯条（3）。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述第三LED灯条与所述第一LED灯条（1）或与所述第二LED灯条（2）并联。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其中，所述控制单元可构造成，检测是否操作开关装置（7）并且基于检测到的对所述开关装置（7）的操作转换所述开关（5）。
4.根据权利要求3所述的发光装置，其中，所述控制电子设备构造成，检测是否操作构造成光控开关和/或构造成调光器的开关装置（7）并且基于检测到的对所述开关装置（7）的操作转换所述开关（5）。
5.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置，其中，所述LED驱动器（4）构造成能调光的LED驱动器。
6.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置，其中，3500K＜CCT1＜6500K，尤其5500K＜CCT1＜6500K，2700K＜CCT2＜5000K，尤其2700K＜CCT2＜3700K，以及1500K＜CCT3＜3000K，尤其1800K＜CCT3＜2300K。
7.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置，其中，所述发光装置（100）还包括用于单独地操控三个LED灯条（1、2、3）的其中至少一个的至少一个控制器（8）。
8.根据权利要求8所述的发光装置，其中，所述控制器（8）具有用于检测反馈信号的反馈输入端（9）并且构造成，基于所述第一LED灯条（1）或所述第二LED灯条（2）的反馈信号操控所述第三LED灯条（3）。
9.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置，其中，其中至少一个LED灯条（1、2、3）具有至少一个被动式电构件（10）。
10.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置，其中，所述LED灯条（1、2、3）配置成，使得通过所述第一LED灯条（1）产生的光的最大光通量或通过所述第二LED灯条（2）产生的光的最大光通量高于通过所述第三LED灯条（3）产生的光的最大光通量。
11. 照明系统，包括：
-根据前述权利要求中任一项所述的发光装置（100），以及
-用于使所述发光装置开始运行的开关装置（7），其中，所述控制电子设备构造成，检测是否操作所述开关装置（7）并且基于检测到的对所述开关装置（7）的操作转换所述开关（5）。
12.根据权利要求11所述的照明系统，其中，所述开关装置（7）构造成调光器，并且其中，所述控制电子设备构造成检测是否操作所述调光器并且相应地操控所述发光装置（100）的LED灯条（1、2、3）。
13.根据权利要求12所述的照明系统，其中，所述调光器具有用于无线通信的通信端口并且构造成，通过控制器（301）的一个控制信号经由所述通信端口操控。
14.根据权利要求13所述的照明系统，其中，所述调光器构造成智能切相调光器，其能够借助移动控制器的移动应用程序操控。
15.根据权利要求13或14所述的照明系统，其中，用于操控调光器的控制信号是与时间相关、日期相关和/或位置相关的。
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