DE102014113228A1

DE102014113228A1 - LED-Betriebsvorrichtung, Beleuchtungsvorrichtung und Steuerschaltung für eine LED-Betriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE102014113228A1
Application number: DE102014113228.9A
Authority: DE
Inventors: Bong Jin Lee; Kyu Cheol KANG
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2013-11-14
Filing date: 2014-09-15
Publication date: 2015-05-21
Also published as: KR20150055937A; US20150130363A1; CN104640309A

Abstract

Eine Licht-abgebende-Dioden (LED) Betriebsvorrichtung enthält einen Gleichrichter, einen Spannungswandler, eine variable Impedanzeinheit und einen Controller. Der Gleichrichter richtet eine Wechselspannung (AC) gleich, um eine erste Spannung zu erzeugen. Der Spannungswandler erzeugt eine zweite Spannung zum Betreiben einer Vielzahl an LEDs aus der ersten Spannung. Die variable Impedanzeinheit ist mit einem Eingangsanschluss des Gleichrichters verbunden. Der Controller stellt die Impedanz der variablen Impedanzeinheit, basierend auf wenigstens einer der ersten und zweiten Spannungen ein.

Description

BEZUGNAHME AUF VERBUNDENE ANMELDUNGEN
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der am 14. November 2013 beim koreanischen Patentamt eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2013-0138541 , deren Beschreibung durch Bezugnahme mit umfasst ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf eine Lichtabgebende-Dioden(LED)-Betriebsvorrichtung, eine Beleuchtungsvorrichtung, und eine Steuerschaltung für eine LED-Betriebsvorrichtung.
Lichtabgebende Dioden (LED) werden allgemein aufgrund ihrer verschiedenen Vorteile wie beispielsweise geringer Stromverbrauch, hohe Leuchtkraft und ähnlichem als Lichtquellen verwendet. Insbesondere werden lichtabgebende Vorrichtungen als Hintergrundbeleuchtung in Beleuchtungsvorrichtungen und großen Flüssigkristalldisplays (LCD) verwendet. In vielen Fällen werden die lichtabgebenden Vorrichtungen in einem Gehäuse bereitgestellt, das geeignet ist, um einfach in verschiedenen Vorrichtungen wie beispielsweise Beleuchtungsanschlusssockeln, Halterungen und Vorrichtungen oder ähnlichem installiert zu werden. Da LEDs immer mehr zur Beleuchtung verwendet werden, hat das Design der LEDs die als Ersatz für bestehende Beleuchtungsvorrichtungen verwendet werden, immer mehr an Bedeutung gewonnen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Aspekt der vorliegenden Beschreibung stellt eine Lichtabgebende-Dioden(LED)-Betriebsvorrichtung bereit, die es ermöglicht, eine LED-Beleuchtung zu verwenden, ohne dass die Gerate zum Betrieb einer existierenden Beleuchtungshalterung für beispielsweise eine Leuchtstofflampe oder eine Glühlampe geändert werden müssen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Beschreibung kann eine Lichtabgebenden-Dioden(LED)-Betriebsvorrichtung einen Gleichrichter, einen Spannungswandler, eine variable Impedanzeinheit und einen Controller enthalten. Der Gleichrichter richtet eine Wechselspannung (AC) gleich, um eine erste Spannung zu erzeugen. Der Spannungswandler erzeugt aus der ersten Spannung eine zweite Spannung zum Betreiben einer Vielzahl an LEDs. Die variable Impedanzeinheit ist mit einem Eingangsanschluss des Gleichrichters verbunden, und der Controller stellt die Impedanz der variablen Impedanzeinheit basierend auf wenigstens einer der ersten und zweiten Spannungen ein. Der Controller kann eine erste Erfassungsschaltung enthalten, die wenigstens eine aus erster Spannung und zweiter Spannung detektiert, eine Vergleichsschaltung, die die von der Erfassungsschaltung erfasste Schaltung mit einer oder mehrerer Referenzspannungen vergleicht und basierend auf dem Vergleich die Impedanz der variablen Impedanzeinheit einstellt, und eine Verzögerungsschaltung, die einen Betriebszeitpunkt eines aktiven Elements in der Vergleichsschaltung steuert.
Die Vergleichsschaltung kann eine erste Vergleichsschaltung enthalten, die die von der Erfassungsschaltung erfasste Spannung mit einer ersten Referenzspannung vergleicht und eine zweite Vergleichsschaltung, die die von der Erfassungsschaltung erfasste Spannung mit einer zweiten Referenzspannung vergleicht, wobei die erste Referenzspannung größer ist als die zweite Referenzspannung.
Falls die von der Erfassungsschaltung erfasste Spannung größer ist als die erste Referenzspannung, stellt die Vergleichsschaltung die Impedanz der variablen Impedanzeinheit so ein, dass der Pegel der AC-Spannung erniedrigt wird, und falls die von der Erfassungsschaltung erfasste Spannung kleiner ist als die zweite Referenzspannung stellt die Vergleichsschaltung die Impedanz der variablen Impedanzeinheit so ein, dass der Pegel der AC-Spannung erhöht wird.
Die erste Vergleichsschaltung und die zweite Vergleichsschaltung können jeweils einen Operationsverstärker enthalten, und die von der Erfassungsschaltung erfasste Spannung kann an einen nicht invertierenden Anschluss des Operationsverstärkers in der ersten Vergleichsschaltung und kann einen invertierenden Anschluss des Operationsverstärkers in der zweiten Vergleichsschaltung angelegt werden.
Die Verzögerungsschaltung kann einen Betriebszeitpunkt des Operationsverstärkers in den ersten und zweiten Vergleichsschaltungen um eine vorher festgelegte Zeitdauer verzögern.
Eine Zeitdauer, um die die Verzögerungsschaltung den Betriebszeitpunkt der Operationsverstärker in den ersten und zweiten Vergleichsschaltungen verzögert, kann eine Verzögerung sein, die von den Operationsverstärkern in den ersten und zweiten Vergleichsschaltungen genommen wird, um den Betrieb und die Ausgabe einer Spannung größer als die zweite Referenzspannung zu beginnen.
Die ersten und zweiten Vergleichsschaltungen können jeweils eine Latch-Schaltung enthalten, die an einen Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers der entsprechenden Vergleichsschaltung angeschlossen ist.
Die Verzögerungsschaltung kann eine oder mehrere Schmitt-Trigger-Schaltungen enthalten.
Die variable Impedanzeinheit kann eine Kondensatorbank mit einer Vielzahl parallel geschalteter Kondensatoren enthalten.
Wenn wenigstens eine der ersten und zweiten Spannungen größer als die erste Referenzspannung ist, kann der Controller einen Kondensator mit einer relativ großen Kapazität aus der Vielzahl an Kondensatoren ansteuern, um mit den Eingangsanschlüssen des Gleichrichters parallel geschalten zu sein, und falls wenigstens eine der ersten und zweiten Spannungen kleiner als die zweite Referenzspannung, die kleiner ist als die erste Referenzspannung ist, kann der Controller einen Kondensator mit relativ kleiner Kapazität aus der Vielzahl an Kondensatoren ansteuern, um mit den Eingangsanschlüssen des Gleichrichters parallel verbunden zu sein.
Die AC-Spannung kann von wenigstens einem aus einem Transformator für Halogenlampen oder einem Stabilisator für Leuchtstofflampen erzeugt werden.
Der Spannungswandler kann einen Power-Factor-Correction(PFC)-Wandler und einen BUCK-Wandler enthalten.
Der Controller kann die Impedanz der variablen Impedanzeinheit basierend auf der Erfassung von wenigstens einem der Eingangsspannung und Ausgangsspannung des PFC-Wandlers einstellen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Beschreibung kann eine Beleuchtungsvorrichtung eine lichtabgebende Einheit, einen LED-Treiber, eine variable Impedanzeinheit und einen Controller enthalten. Die lichtabgebende Vorrichtung enthält eine Vielzahl lichtabgebender Dioden (LED). Der LED-Treiber betreibt die Vielzahl an LEDs nach dem Empfangen eines Wechselstroms (AC), der von wenigstens einem eines Transformators für Halogenlampen und einen Stabilisator für Leuchtstofflampen erzeugt wird. Die variable Impedanzeinheit ist mit einem Eingangsanschluss des LED-Treibers verbunden, und der Controller stellt einen Pegel des AC-Spannungseingangs auf dem LED-Treiber ein, in dem die Impedanz der variablen Impedanzeinheit gesteuert wird.
Der LED-Treiber kann einen Gleichrichter enthalten, der die AC-Spannung gleichrichtet, um eine erste Spannung zu erzeugen, und einen Spannungswandler, der eine zweite Spannung zum Betreiben der Vielzahl an LEDs aus der ersten Spannung erzeugt, wobei die variable Impedanzeinheit mit einem Eingangsanschluss des Gleichrichters verbunden ist.
Falls wenigstens eine von der ersten und zweiten Spannungen außerhalb eines vorher festgelegten Spannungsbereichs liegt, stellt der Controller den Pegel der AC-Spannung ein. Falls wenigstens eine der ersten und zweiten Spannungen kleiner ist als eine untere Grenze des vorher festgelegten Spannungsbereichs, stellt der Controller die Impedanz der variablen Impedanzeinheit derart ein, dass der Pegel der AC-Spannung erhöht wird.
Falls wenigstens eine der ersten und zweiten Spannungen größer ist als eine Obergrenze des vorher festgelegten Spannungsbereichs, stellt der Controller die Impedanz der variablen Impedanzeinheit derart ein, dass der Pegel der AC-Spannung erhöht wird. Der LED-Treiber kann eine Größe des Stroms, der für den Betrieb der Vielzahl an LEDs verwendet wird basierend auf einem Steuerbefehl, der über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk empfangen wird, einstellen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Beschreibung kann eine Steuerschaltung einer lichtabgebenden Dioden(LED)-Betriebsvorrichtung, die eine Vielzahl an LEDs nach dem Empfang einer Wechselspannung betreibt, eine Erfassungsschaltung, eine Vergleichsschaltung, und eine Verzögerungsschaltung enthalten. Die Erfassungsschaltung erfasst wenigstens eine aus einer Eingangsspannung und einer Ausgangsspannung der LED-Betriebsvorrichtung. Die Vergleichsschaltung vergleicht wenigstens eine der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung der LED-Betriebsvorrichtung mit einer ersten Referenzspannung und einer zweiten Referenzspannung, die geringer ist als die erste Referenzspannung. Die Verzögerungsschaltung verzögert den Betriebszeitpunkt eines aktiven Elements, das in der Vergleichsschaltung enthalten ist.
Die Vergleichsschaltung kann eine erste Vergleichsschaltung und eine zweite Vergleichsschaltung enthalten. Die erste Vergleichsschaltung kann einen ersten Operationsverstärker enthalten, der wenigstens eine der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung der LED-Betriebsvorrichtung mit der ersten Referenzspannung vergleicht und eine Latch-Schaltung, die mit einem Ausgangsanschluss des ersten Operationsverstärkers verbunden ist. Die zweite Vergleichsschaltung kann einen zweiten Operationsverstärker enthalten, der wenigstens eine der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung der LED-Betriebsvorrichtung mit der zweiten Referenzspannung vergleicht und eine Latch-Schaltung, die mit einem Ausgangsanschluss des zweiten Operationsverstärkers verbunden ist.
Falls wenigstens eine der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung der LED-Betriebsvorrichtung größer ist als die erste Referenzspannung, kann die Vergleichsschaltung den Pegel der AC-Spannung erniedrigen, und falls wenigstens eine der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung der LED-Betriebsvorrichtung kleiner ist als die zweite Referenzspannung kann die Vergleichsschaltung den Pegel der AC-Spannung erhöhen.
Die Vergleichsschaltung kann den Pegel der AC-Spannung durch Einstellen eines Kapazitätswertes einer in der LED-Betriebsvorrichtung enthaltenen Kondensatorbank erhöhen oder erniedrigen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Beschreibung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Beleuchtungssystems das Gleichrichten einer Wechselspannung (AC) um eine Gleichspannung (DC) unter Verwendung einer Gleichrichterschaltung zu erhalten. Die erzeugte Gleichspannung wird unter Verwendung eines Spannungswandlers, der mit den Ausgängen der Gleichrichterschaltung verbunden ist, in eine Spannung oder einen Strom gewandelt, um das Beleuchtungssystem zu betreiben. Die Amplitude von wenigstens einem der erzeugten Gleichspannung und dem Spannungsausgang der Gleichrichterschaltung wird gemessen, und ein Impedanzwert der mit dem Eingang der Gleichrichterschaltung verbundenen variablen Impedanzeinheit basierend auf der gemessenen Spannung eingestellt, um die Amplitude der Spannung oder des Stroms, der zum Betreiben des Beleuchtungssystems verwendet wird, zu steuern.
Das Verfahren kann außerdem das Setzen von Beleuchtungseigenschaften für eine Vielzahl verschiedener Temperaturen oder Feuchtigkeitsbereiche, das Messen einer Temperatur oder Feuchtigkeit, das Erfassen einer Beleuchtungscharakteristik entsprechend der gemessenen Temperatur oder Feuchtigkeit gemäß der gesetzten Beleuchtungseigenschaften und das Steuern des Beleuchtungssystems, um Licht zu emittieren mit der ermittelten Beleuchtungscharakteristik enthalten, durch Einstellen des Impedanzwertes der variablen Impedanzeinheit, um die Amplitude der Spannung oder des Stroms zum Betreiben des Beleuchtungssystems einzustellen.
Das Verfahren kann außerdem umfassen das Erfassen einer Bewegung, das Steuern eines Beleuchtungsintensitätssensors in Antwort auf das Erfassen der Bewegung um eine Beleuchtungsintensität zu messen, das Erfassen eines Bereichs an Beleuchtungsintensitätswerten aus einer Vielzahl an Bereichen von Beleuchtungsintensitätswerten, die die gemessene Beleuchtungsintensität enthalten, und Steuern des Beleuchtungssystems, um Licht mit einer Lichtcharakteristik zu emittieren, das mit dem ermittelten Bereich der Beleuchtungsintensitätswerte verbunden ist, in dem der Impedanzwert der variablen Impedanzeinheit eingestellt wird, um die Amplitude der Spannung oder des Stroms, der zum Betrieb des Beleuchtungssystems verwendet wird, zu steuern.
Das Verfahren kann außerdem das drahtlose Übertragen eines Erfassungssignals, das gemessene Beleuchtungsintensität enthält und das Empfangen des drahtlos übertragenen Erfassungssignals enthalten, wobei die Erfassungs- und Steuerschritte in Bezug auf die gemessene Beleuchtungsintensität, die von dem empfangenen Erfassungssignal gewonnen wird, durchgeführt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Oben genannte und weitere Aspekte, Eigenschaften und weitere Vorteile der vorliegenden Beschreibung werden klar aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Figuren, in denen:
1 ein Blockdiagramm ist, das schematisch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung darstellt;
2 ein äquivalentes Schaltungsdiagramm ist, das den Betrieb eines elektronischen Transformators in der Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung darstellt;
3 und 4 Graphen sind, die Spannungsverstärkungskurven des äquivalenten Schaltungsdiagramms aus 2 zeigen;
5 bis 9 sind Blockdiagramme, die schematisch eine LED-Betriebsvorrichtung gemäß verschiedener beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Beschreibung zeigen;
9 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine LED-Betriebsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung darstellt;
10 bis 12 sind Graphen, die Vorgänge der LED-Betriebsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung darstellen;
13 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beleuchtungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung darstellt;
14 zeigt ein Blockdiagramm, das schematisch eine detaillierte Konfiguration einer lichtabgebenden Einheit des in 13 dargestellten Beleuchtungssystems zeigt;
15 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern des in 13 dargestellten Beleuchtungssystems zeigt;
16 ist eine schematische Ansicht, die die Art, in der das in 13 dargestellte Beleuchtungssystem verwendet wird;
17 ist ein Blockdiagramm eines Beleuchtungssystems gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung;
18 ist eine Ansicht, die die Form eines drahtlosen Signals zeigt wie es in einem Beleuchtungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform in der vorliegenden Beschreibung anwendbar ist;
19 ist eine Ansicht, die eine Erfassungssignalanalysiereinheit und einen Operationscontroller gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung darstellt;
20 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb eines drahtlosen Beleuchtungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung darstellt;
21 zeigt ein Blockdiagramm, das schematisch die Komponenten eines Beleuchtungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung darstellt;
22 bis 24 sind Ablaufdiagramme, die Verfahren zum Steuern eines Beleuchtungssystems gemäß verschiedener beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Beschreibung darstellen;
25 bis 27 sind Ansichten, die Strukturen einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Beschreibung darstellen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren detailliert beschrieben.
Die Beschreibung stellt jedoch viele verschiedene Formen nur beispielhaft vor und soll nicht auf die speziellen beispielhaften Ausführungsformen im Folgenden beschränkt werden. Vielmehr dienen die beispielhaften Ausführungsformen dazu, dass die Beschreibung gründlich und vollständig ist und dem Fachmann den vollständigen Umfang der Beschreibung vermittelt. Aus Klarheitsgründen sind in den Figuren die Formen und Dimensionen der einzelnen Elemente übertrieben dargestellt, und die gleichen Bezugszeichen werden durchgehend für die gleichen oder ähnlichen Elemente verwendet.
1 zeigt ein Blockdiagramm, das schematisch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung zeigt.
Bezugnehmend auf 1 umfasst eine Beleuchtungsvorrichtung 10 eine Wechselstrom(AC)-Leistungsquelle 11, einen Dimmer 12, einen Transformator 13, eine lichtabgebende Dioden(LED)-Betriebsvorrichtung 14 und eine lichtabgebende Einheit 15.
Die lichtabgebende Einheit 15 umfasst eine Vielzahl in Reihe oder parallel geschalteter LEDs. Die AC-Leistungsquelle 11 kann eine kommerzielle AC-Leistungsquelle sein, und kann beispielsweise eine 220 Volt AC-Leistungsquelle sein.
Der Dimmer 12 kann zwischen der AC-Leistungsquelle 11 und dem Transformator 13 verbunden sein und kann verwendet werden, um die Helligkeit der Lichtabgabe der lichtabgebenden Einheit 15 durch das Steuern einer Phase der AC-Spannung in Art und Weise einer fallenden oder einer führenden Flanke steuern. Der Transformator 13 kann ein magnetischer oder elektronischer Transformator sein und falls eine Halogenlampe an den Ausgangsanschluss des Transformators 13 angeschlossen ist, kann der Transformator 13 einen Vorgang zum Anschalten der Halogenlampe durchführen. In 1 ist die lichtabgebende Vorrichtung 10 mit einem Transformator 13 dargestellt, der geeignet ist, um mit einer Halogenlampe betrieben zu werden, alternativ dazu kann aber auch ein Stabilisierer einer Leuchtstofflampe zwischen dem Dimmer 12 und der LED-Betriebsvorrichtung 14 angeschlossen sein.
In dem Fall, in dem der Transformator 13 ein magnetischer Transformator ist, kann der Transformator 13 geeignet sein, dass eine Primärspule und eine Sekundärspule in einem Kern davon gewickelt sind. Die Primärspule kann mit der AC-Leistungsquelle 11 verbunden sein und ein Verhältnis zwischen der Anzahl der Windungen der Primärspule und der Anzahl der Windungen der Sekundärspule kann so festgelegt sein, dass eine 12 Volt AC-Leistung von der Sekundärspule abgegeben wird.
In dem Fall, in dem der Transformator 13 ein elektronischer Transformator ist, kann der Transformator 13 einen elektromagnetischen Interferenzfilter (EMI), eine Voll-Wellengleichrichterschaltung, eine Halb-Brücken-Wandlerschaltung, einen Ausgangsanschlusstransformator und ähnliches enthalten. Falls AC-Spannung von der AC-Leistungsquelle 11 angelegt wird, kann die AC-Spannung durch den EMI-Filter hindurchgehen, die Voll-Wellengleichrichterschaltung wandelt die AC-Spannung in eine DC-Spannung, und der Halb-Brückenwandler wandelt die DC-Spannung in eine AC-Spannung. Der Halb-Brückenwandler kann eine Vielzahl an Schaltern enthalten, eine Spule, und einen Kondensator. Der elektronische Transformator kann auch in einen Selbstoszillationstransformator und einen Externen-Oszillationstransformator gemäß einer Art, in der eine Vielzahl von Schaltern betrieben werden, unterteilt werden. Der Selbst-Oszillationstransformator kann unter Verwendung eines Pulstransformators als passives Element ohne integrierten Schaltkreis (IC) ein Schaltertreibersignal erzeugen und der Externe-Oszillationstransformator kann unter Verwendung eines IC ein Schaltertreibersignal erzeugen. Ein LC-Resonanzglied mit einer Spule und einem DC-Linkkondensator kann an einen Ausgangsanschluss des Halb-Brückenwandlers der DC-Spannung in AC-Spannung wandelt, verbunden sein, und die LED-Betriebsvorrichtung 14 kann mit dem Ausgangsanschluss des LC-Resonanzgliedes verbunden sein. Anders als bei einer Halogenlampe, die als resistive Last verwendet wird und die eine vorher festgelegte Impedanz aufweist, kann die Impedanz einer lichtabgebenden Einheit 15 mit einer Vielzahl an LEDs und die Impedanz einer LED-Treibervorrichtung, die den Betrieb einer lichtabgebenden Einheit 15 steuert gemäß der Topologie einer Schaltung und einer Betriebsfrequenz, einer relativen Einschaltdauer und Ähnlichem eines in der Schaltung enthaltenen Schalters variieren. Das heißt, wegen einer Änderung der Eingangsimpedanz der LED-Betriebsvorrichtung 14 kann es schwer sein, die Impedanzübereinstimmung und eine konstante Stromversorgung allein durch die Steuerung einer Betriebsfrequenz und einer relativen Einschaltdauer eines in der LED-Betriebsvorrichtung 14 enthaltenen Schalters zu steuern. In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung ist eine variable Impedanzeinheit in einem Eingangsanschluss der LED-Betriebsvorrichtung 14, der mit einem Ausgangsanschluss des Transformators 13 verbunden ist, angeordnet. Die variable Impedanzeinheit kann verwendet werden, um die Größe einer an die LED-Betriebsvorrichtung 14 gelieferten Spannung einzustellen.
2 zeigt ein äquivalentes Schaltungsdiagramm, das den Betrieb eines in der Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung angeordneten Transformators darstellt.
Das äquivalente Schaltungsdiagramm 20 in 2 zeigt den Betrieb des Transformators 13 in der Beleuchtungsvorrichtung 10 aus 1. In der Ausführungsform nach 2 wird angenommen, dass der Transformator ein elektronischer Transformator ist. Die von dem Halb-Brückenwandler in dem elektronischen Transformator ausgegebene AC-Spannung VH_B kann an die Primärspule N1 durch den in dem LC-Resonanzglied enthaltenen Kondensator CS angelegt werden. Eine über die beiden Enden der Primärspule N1 angelegte Spannung kann entsprechend dem Verhältnis zwischen der Anzahl an Windungen der Primär- und Sekundärspulen N1 und N2 verringert sein, und über die beiden Enden der Sekundärspule N2 erzeugt werden. Eine Impedanz Z_LED der LED-Betriebsvorrichtung 14 und der lichtabgebenden Einheit 15 und eine Impedanz Z_VAR der variablen Impedanzeinheit, die in dem Eingangsanschluss der LED-Betriebsvorrichtung 14 erzeugt wird, kann parallel zu den beiden Enden der Sekundärspule verbunden sein.
Die Impedanz der Sekundärseite wird in der Primärspule N1 entsprechend dem Verhältnis zwischen der Anzahl der Windungen reflektiert und kann durch die unten wiedergegebene Gleichung 1 ausgedrückt werden. In Gleichung 1 entspricht N dem Verhältnis der Windunganszahl der Primärspule N1 und der Sekundärspule N2 (N = N1/N2), und Z_EQ ist die äquivalente Impedanz von der Primärseite aus gesehen.
[Gleichung 1]
Wie aus Gleichung 1 ersichtlich ist ändert sich die äquivalente Impedanz Z_EQ der Sekundärseite von der Primarseite aus gesehen, wenn sich die Impedanz Z_VAR der variablen Impedanzeinheit ändert; als Ergebnis ändert sich die Spannungsverstärkung am Ausgangsanschluss des Transformators. Die variable Impedanzeinheit (mit der Impedanz Z_VAR) kann verschiedene Typen an Elementen, wie eine Kondensatorbank, eine variable Spule, ein Temperatursteuerelement, ein Schaltelement oder ähnliches enthalten. Für den Fall, in dem die variable Impedanzeinheit eine Kondensatorbank ist, kann eine Änderung der Spannungsverstärkung des Transformators gemäß einer Änderung in einem Kapazitätswert erscheinen wie in den Graphen der 3 und 4 dargestellt. Dies wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 3 und 4 erklärt. Die 3 und 4 zeigen Graphen von Spannungsverstärkungskurven des in 2 dargestellten äquivalenten Schaltungsdiagramms.
Bezugnehmend auf 3 repräsentiert die X-Achse eine Betriebsfrequenz des Transformators 13, und die Y-Achse repräsentiert eine Spannungsverstärkung. Eine Vielzahl an Spannungsverstärkungskurven, die verschiedene Verläufe kennzeichnen, kann von einer Änderung in dem Kapazitätswert der als Kondensatorbank ausgeführten variablen Impedanzeinheit resultieren. In 3 ist dargestellt, dass die Spannungsverstärkung einen maximalen Wert erreicht, falls eine Betriebsfrequenz des Transformators 13 von 10 kHz bis 30 kHz reicht. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Betriebsfrequenz des Transformators 13 im Allgemeinen in einem Bereich zwischen 40 kHz bis 60 kHz liegt (und insbesondere im Allgemeinen etwa 50 kHz beträgt), kann die Spannungsverstärkung des Transformators 13 als Ergebnis von Änderungen in der Kapazität bei der Betriebsfrequenz (z. B. einer Frequenz von etwa 50 kHz) variieren (z. B. erhöht oder erniedrigt werden).
4 zeigt einen vergrößerten Graphen, der Änderungen der Spannungsverstärkungskurven über eine Änderung in einem Kapazitätswert der variablen Impedanzeinheit zeigt, wenn die Betriebsfrequenz des Transformators 13 von 40 kHz bis 60 kHz reicht. Bezugnehmend auf 4 kann man erkennen, dass, falls die variable Impedanzeinheit mit dem Eingangsanschluss der LED-Betriebsvorrichtung 14 verbunden ist und einen kleinen Kapazitätswert (siehe z. B. die oberen Kurven aus 4) aufweist, ist die Spannungsverstärkung größer als in einer Situation, in der die variable Impedanzeinheit nicht verbunden ist (z. B. die in 4 dargestellte Referenzkurve). Umgekehrt, falls die variable Impedanzeinheit einen großen Kapazitätswert aufweist und mit dem Eingangsanschluss der LED-Betriebsvorrichtung 14 verbunden ist (siehe z. B. die unteren Kurven in 4) ist die Spannungsverstärkung verringert.
Für den Fall, in dem die variable Impedanz eine Kondensatorbank enthält und parallel zu dem Eingangsanschluss der LED-Betriebsvorrichtung 14 verbunden ist, kann ein Leistungsübertragungsfaktorverbesserungseffekt auf der Lastseite des Transformators 13 erhalten werden, da die Kondensatorbank einen Strom mit einer 90° früheren Phase als die Spannung bereitstellt. Das heißt, durch Verbinden einer Kondensatorbank mit einer ausreichenden Größe an den Eingangsanschluss einer LED-Betriebsvorrichtung 14, um die Spannungsschwankung zu verbessern, kann die Spannungsverstärkung erhöht werden.
Umgekehrt kann eine Spannungsverstärkung verringert werden, indem eine Kondensatorbank mit großer Kapazität an den Eingangsanschluss der LED-Betriebsvorrichtung 14 angeschlossen wird.
Die 5 bis 8 sind Blockdiagramme, die schematisch eine LED-Betriebsvorrichtung (oder LED-Treiber) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung darstellen.
Bezugnehmend auf 5 umfasst eine LED-Betriebsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform eine variable Impedanzeinheit 110, einen Gleichrichter 120, einen Controller 130 und einen Spannungswandler 140. Der Gleichrichter 120 kann als allgemeine Diodenbrücke zum Umwandeln einer AC-Spannung in eine DC-Spannung ausgebildet sein, und eine variable Impedanzeinheit 110 kann zwischen den Eingangsanschlüssen A und B der LED-Betriebsvorrichtung 100 und dem Gleichrichter 120 angeschlossen sein. Die variable Impedanzeinheit 110 kann eine Kondensatorbank, eine variable Spule, ein Temperatursteuerelement, ein Schaltelement oder ähnliches enthalten, und ein Impedanzwert der variablen Impedanzeinheit 110 kann durch den Controller 130 einstellbar ermittelt werden.
In 5 kann der Controller 130 den Impedanzwert der variablen Impedanzeinheit 110 basierend auf der Erfassung eines Wertes der Eingangsspannung des Spannungswandlers 140 ermitteln. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann der Controller 130 die Impedanz der variablen Impedanzeinheit 110 basierend auf dem Erfassen eines Wertes der Ausgangsspannung des Spannungswandlers 140 ermitteln, oder durch Erfassen von beidem, nämlich einem Eingangsspannungswert und einem Ausgangsspannungswert des Spannungswandlers 140.
Der Controller 130 kann eine Erfassungsschaltung enthalten, die wenigstens eine einer Eingangsspannung und einer Ausgangsspannung des Spannungswandlers 140 erfasst, eine Vergleichsschaltung, die die von der Erfassungsschaltung erfasste Spannung mit einer vorher festgelegten Referenzspannung vergleicht, um einen Wert zu ermitteln, um den die Impedanz der variablen Impedanzeinheit 110 angepasst werden sollte oder ähnliches. Optional kann der Controller 130 auch eine Verzögerungsschaltung enthalten, die den Betrieb der Vergleichsschaltung um eine vorher festgelegte Dauer verzögert, und die Verzögerungsschaltung kann eine Fehlfunktion der LED-Betriebsvorrichtung 100, die von dem Controller 130 verursacht wurde, verhindern. Details zu dem Betrieb der Verzögerungsschaltung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf das Schaltungsdiagramm in 9 beschrieben.
Der Spannungswandler 140 kann einen einzelnen Wandler oder eine Vielzahl an Wandlern enthalten. Für den Fall, in dem der Spannungswandler 140 einen einzelnen Wandler umfasst, kann der Spannungswandler 140 einen BUCK-Wandler enthalten, der die von dem Gleichrichter 120 erzeugte und an den Eingang des Spannungswandlers 140 angelegte Spannung um V_OUT und I_LED für den Betrieb der lichtabgebenden Einheit, die mit dem Ausgang des Spannungswandlers 140 verbunden ist, bereitzustellen, zu wandeln. Für den Fall, in dem der Spannungswandler 140 eine Vielzahl an Wandlern enthält, kann der Spannungswandler 140 einen oder mehr eines PFC-Wandlers, einen BUCK-Wandler oder ähnliche enthalten, die in Reihe zwischen dem Gleichrichter 120 und Ausgangsanschlüssen C und D der LED-Betriebsvorrichtung 100 geschaltet sind.
In der beispielhaften Ausführungsform, in der der Spannungswandler 140 einen einzelnen BUCK-Wandler enthält, kann der Controller 130, da eine Eingangsspannung des BUCK-Wandlers höher ist als dessen Ausgangsspannung, eine Erhöhung der Spannungsverstärkung des Transformators 13 bewirken, der Leistung an die Eingangsanschlüsse A und B der LED-Betriebsvorrichtung 100 liefert durch Anpassen der Impedanz der variablen Impedanzeinheit 110. In dem Fall zum Beispiel, in dem die variable Impedanzeinheit 110 eine Kondensatorbank umfasst, kann, falls eine Größe der Spannung V_in, die an die Eingangsanschlüsse A und B geliefert wird, kleiner als eine vorher festgelegte Referenzspannung ist (oder falls eine Eingangsspannung oder Ausgangsspannung des Spannungswandlers 140 kleiner als eine vorher festgelegte Referenzspannung ist), der Controller 130 die variable Impedanzeinheit 110 steuern, um zu bewirken, dass ein Kondensator mit einem kleinen Kapazitätswert zwischen die Eingangsanschlüsse A und B verbunden wird, um dadurch eine Spannungsverstärkung des Transformators 13 zu erhöhen. Bezugnehmend auf 6 empfängt eine LED-Betriebsvorrichtung 200 eine AC-Spannung V_in über die Eingangsanschlüsse A und B, und die Eingangsspannung V_in kann über eine variable Impedanzeinheit 210 mit einer Impedanz, die von einem Controller 230 eingestellt wird, an einen Gleichrichter 220 angelegt werden. Der Gleichrichter 220 wandelt die AC-Spannung V_in in eine DC-Spannung und liefert die gewandelte DC-Spannung an einen Spannungswandler 240. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann der Spannungswandler 240 einen ersten Wandler 243 und einen zweiten Wandler 245, die in Reihe verbunden sind, enthalten. Der erste Wandler 243 kann ein PFC-Wandler sein und der zweite Wandler 245 kann ein BUCK-Wandler sein.
Der Controller 230 kann eine Eingangsspannung des ersten Wandlers 243 erfassen, die erfasste Eingangsspannung mit einer vorher festgelegten Referenzspannung vergleichen, und basierend auf dem Vergleichsergebnis einen Impedanzwert der variablen Impedanzeinheit 210 einstellbar festzusetzen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform vergleicht der Controller 230 die Eingangsspannung mit einer ersten Referenzspannung und einer zweiten Referenzspannung und kann einen Impedanzwert der variablen Impedanzeinheit 210 basierend auf den Vergleichsergebnissen ermitteln. In diesem Fall können die erste Referenzspannung und die zweite Referenzspannung Spannung unterschiedlicher Größe sein. Zum Zwecke der Beschreibung wird im Folgenden angenommen, dass die erste Referenzspannung größer ist als die zweite Referenzspannung.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform umfasst der Wandler 240 eine Vielzahl an Wandlern 243 und 245, und insbesondere da der erste Wandler 243 ein PFC-Wandler ist, kann die Eingangsspannung des ersten Wandlers 243 auf einen vorher festgelegten Bereich begrenzt werden, um eine Ausgangsspannung des ersten Wandlers 243 auf ein vorher festgelegtes Niveau zu steuern. Das heißt, die Impedanz der variablen Impedanzeinheit 210 kann derart ermittelt und gesetzt werden, dass, falls ein Niveau der Spannung V_in an die Eingangsanschlüsse A und B der LED-Betriebseinheit 200 angelegt ist, größer ist als die erste Referenzspannung, eine Spannungsverstärkung des Transformators 13, der mit den Eingangsanschlüssen A und B verbunden ist, verringert wird und umgekehrt, falls das Niveau der Spannung V_in kleiner ist als die zweite Referenzspannung, die Spannungsverstärkung des Transformators 13 erhöht wird.
Beispielsweise für den Fall, in dem die variable Impedanzeinheit 210 eine Kondensatorwand enthält, kann der Controller 230 eine Spannungsverstärkung des Transformators 113, der die Spannung V_in an die Eingangsanschlüsse A und B anlegt durch Verbinden der Kondensatoren mit unterschiedlichen Kapazitätswerten in der zwischen den Eingangsanschlüssen A und B angeschlossenen variablen Impedanzeinheit 210 einstellen. Falls die Eingangsspannung des ersten Wandlers 243 größer ist als die erste Referenzspannung, kann der Controller 230 die Spannungsverstärkung des Transformators 13 durch Steuern der variablen Impedanzeinheit 210, so dass ein Kondensator mit einem relativ hohen Kapazitätswert zwischen den Eingangsanschlüssen A und B angeschlossen ist, steuern. Umgekehrt, falls die Eingangsspannung des ersten Wandlers 243 kleiner ist als die zweite Referenzspannung, kann der Controller 230 die Spannungsverstärkung des Transformators 13 durch Steuern der variablen Impedanzeinheit 210 derart, dass ein Kondensator mit einer relativ geringen Kapazität zwischen die Eingangsanschlüsse A und B geschaltet wird, erhöhen. Falls die Eingangsspannung des ersten Wandlers 243 kleiner ist als die erste Referenzspannung und größer als die zweite Referenzspannung, kann der Controller 230 die variable Impedanzeinheit 210 nicht steuern.
Bezugnehmend auf 7 kann die LED-Betriebsvorrichtung 200 eine AC-Spannung V_in von dem Transformator 13 über die Eingangsanschlüsse A und B empfangen und die AC-Spannung V_in kann an einen Gleichrichter 320 durch eine Kondensatorbank 310 mit einem Kapazitätswert, der durch den Controller 330 gesteuert wird, angelegt werden. Der Gleichrichter 320 wandelt die AC-Spannung V_in in eine DC-Spannung und liefert die DC-Spannung an einen Spannungswandler 340. Der Spannungswandler 340 kann einen ersten Wandler 343 und einen zweiten Wandler 345 enthalten. Ähnlich der beispielhaften Ausführungsform nach 6 kann der erste Wandler 343 ein PFC-Wandler sein, und der zweite Wandler 345 kann ein BUCK-Wandler sein.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann der Controller 330, der einen Kapazitätswert der Kondensatorbank 310 steuert eine Erfassungsschaltung 333, eine Vergleichsschaltung 335 und eine Verzögerungsschaltung 337 enthalten. Die Erfassungsschaltung 333 erfasst wenigstens eine einer Eingangsspannung und einer Ausgangsspannung des ersten Wandlers 343 und liefert die erfasste Spannung an die Vergleichsschaltung 335. Die Vergleichsschaltung 335 vergleicht die erfasste Spannung mit vorher festgelegten ersten und zweiten Referenzspannungen, um festzustellen, auf welchen Wert ein Kapazitätswert der Kondensatorbank 310 einstellbar gesetzt werden sollte. Die Verzögerungsschaltung 337 kann einen Betriebszeitpunkt eines aktiven Elements in der Vergleichsschaltung 335 durch eine vorher festgelegte Dauer verzögern, um eine Fehlfunktion der LED-Betriebsvorrichtung 300 wegen des Controllers 330 und der Kondensatorbank 310 zu verhindern.
Die Kondensatorbank 310 kann Schaltelemente Q1, Q2, ..., Qn und Kondensatoren C1, C2, ..., Cn enthalten. Jedes der Schaltelemente kann in Reihe mit einem entsprechenden Kondensator verbunden sein und die Verbindungen der Schaltelemente Q1, Q2, ..., Qn und Kondensatoren C1, C2, ..., Cn können parallel miteinander verbunden sein. Die Kondensatoren C1, C2, ..., Cn können verschiedene Kapazitätswerte aufweisen und das An-/Ausschalten der Schaltelemente Q1, Q2, ..., Qn kann durch die Vergleichsschaltung 335 des Controllers 330 gesteuert werden. Das An-/Ausschalten der Schaltelemente Q1, Q2, ..., Qn kann einstellbar verschiedene der Kondensatoren C1, C2, ..., Cn parallel zueinander verbinden oder trennen.
Unter der Annahme, dass die Kondensatoren C1, C2, ..., Cn Kapazitätswerte aufweisen, die in Richtung Cn (z. B. C1 < C2 < ... < Cn) ansteigen, schaltet der Controller 330, falls eine Eingangsspannung des ersten Wandlers 343 kleiner ist als die zweite Referenzspannung, das Schaltelement Q1 (z. B. während die verbleibenden Schaltelemente Q2 bis Qn ausgeschaltet bleiben) ein, um einen Kondensator mit einem kleineren Kapazitätswert sowie den Kondensator C1 zu verbinden. Für den Fall, bei dem die Eingangsspannung des ersten Wandlers 343 größer ist als die erste Referenzspannung, kann der Controller 330 das Schaltelement Qn einschalten, um einen Kondensator mit einem größeren Kapazitätswert wie der Kondensator Cn zu verbinden. Als Ergebnis können die Kondensatoren, die zwischen den Eingangsanschlüssen A und B verbunden sind, selektiv ausgewählt werden, je nachdem um wieviel geringer die Eingangsspannung des ersten Wandlers 343 im Vergleich zur zweiten Referenzspannung ist oder um wieviel höher die Eingangsspannung des ersten Wandlers 343 im Vergleich zur ersten Referenzspannung ist.
Bezugnehmend auf 8 empfängt eine LED-Betriebsvorrichtung 400 eine AC-Spannung V_in von dem Transformator 13 über die Eingangsanschlüsse A und B, und die AC-Spannung kann von einem Gleichrichter 420 in eine DC-Spannung gewandelt werden, um an den Spannungswandler 440 geliefert zu werden. Der Spannungswandler 440 kann eine Ausgangsspannung V_out und einen Strom I_LED zum Betreiben einer Vielzahl an LEDs unter Verwendung der gewandelten DC-Spannung von dem Gleichrichter 420 erzeugen. Ähnlich der beispielhaften Ausführungsform nach 7 kann eine Kondensatorbank 410 zwischen dem Gleichrichter 420 und die Eingangsanschlüsse A und B geschaltet werden, und An-/Ausschalteabläufe der Schaltelemente Q1, Q2, ..., Qn in der Kondensatorbank 410 können von einem Controller 430 gesteuert werden.
Der Controller 430 kann eine Erfassungsschaltung 433 enthalten, die wenigstens eine einer Eingangsspannung und einer Ausgangsspannung des ersten Wandlers 433 erfasst, eine Vergleichsschaltung 435, die die von der Erfassungsschaltung 433 erfasste Spannung mit den ersten und zweiten Referenzspannungen vergleicht, einer Verzögerungsschaltung 437, die den Betriebszeitpunkt eines aktiven Elements in der Vergleichsschaltung 435 steuert, und ein drahtloses Kommunikationsmodul 439. Das drahtlose Kommunikationsmodul 439 kann mit einem separat bereitgestellten drahtlosen Controller über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk wie beispielsweise ZigBee^TM, Bluetooth^TM, Infrarotkommunikation (oder IrDA (Infrared Data Association)), WiFi, Ultra-Wideband (UWB o. Ä.) verbunden werden. Die Helligkeit des Lichtes, das von einer lichtabgebenden Einheit 15, die mit dem Ausgang eines Spannungswandlers 440 verbunden ist, ausgegeben wird, kann von dem drahtlosen Controller über das drahtlose Kommunikationsmodul 439 gesteuert werden und insbesondere kann eine Beleuchtungsvorrichtung drahtlos von dem Drahtloscontroller unabhängig von der Steuerung durch den Dimmer 12 (z. B. in 1 gezeigt) gesteuert werden. Die Helligkeit des Lichtes, das von der lichtabgebenden Einheit 15 ausgegeben wird, kann durch das Anpassen des Stroms I_LED, der von dem Spannungswandler 440 an die lichtabgebende Einheit 15 abgebeben wird, gemäß einem Steuerbefehl, der von dem Drahtloscontroller durch das Drahtloskommunikationsmodul 433 geliefert wird, gesteuert werden. Insbesondere kann mit dem Befehl, der von dem Drahtloscontroller durch das Drahtloskommunikationsmodul 439 geliefert wird, die Helligkeit des Lichtes, das von der lichtabgebenden Einheit 15 ausgegeben wird, durch Anpassen eines Kapazitätswertes der Kondensatorbank 410 eher gesteuert werden als durch das Steuern einer Phase einer AC-Spannung durch einen Dimmer. Da eine Spannungsverstärkung des Transformators 13, der mit den Eingangsanschlüssen A und B verbunden ist durch Ändern des Kapazitätswertes der Kondensatorbank 410 durch das Drahtloskommunikationsmodul 439 eingestellt wird, kann die Helligkeit des Lichtes, das von der lichtabgebenden Einheit 15 ausgegeben wird, über die drahtlose Steuerung selbst dann eingestellt werden, falls der Dimmer 12 auf maximale Helligkeit eingestellt ist.
9 zeigt ein Schaltungsdiagramm, das eine LED-Betriebsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung darstellt.
Bezugnehmend auf 9 kann eine LED-Betriebsvorrichtung 500 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform Eingangsanschlüsse A und B enthalten, an die eine AC-Spannung V_in von dem Transformator 13 angelegt wird, eine Kondensatorbank 510, die zwischen den Eingangsanschlüssen A und B angeschlossen ist, einen Gleichrichter 520, einen Controller 530, einen ersten Wandler 543 und einen zweiten Wandler 545. Eine lichtabgebende Einheit 550, die eine Vielzahl an LEDs 560 enthält, kann mit den Ausgangsanschlüssen C und D des zweiten Wandlers 545 verbunden sein.
Die Kondensatorbank 510 ist zum Zwecke der Beschreibung nun mit zwei Kondensatoren C1 und C2 und zwei Schaltelementen Q1 und Q2 dargestellt, es können aber auch eine größere Anzahl an Kondensatoren (z. B. C1 bis Cn) und Schaltelemente (Q1 bis Qn) bereitgestellt werden. Der Kondensator C1 hat eine Kapazität größer als der Kondensator Cn (z. B. C1 > C2), und das An-/Ausschalten der Schaltelemente Q1 und Q2 kann durch einen Strom, der in die Spulen LQ1 und LQ2 in dem Controller 530 fließt, gesteuert werden.
Ähnlich zu den beispielhaften Ausführungsformen der 7 und 8 kann der Gleichrichter 520 eine Diodenbrückenschaltung enthalten. Die Dioden D1 bis D4 in dem Gleichrichter 520 können die Spannung Vn, die von dem Transformator 13 ausgegeben wird, Voll-Wellen gleichrichten, um sie in eine DC-Spannung mit einer Wellenkomponente. Um eine schnelle Schaltrate bereitstellen zu können, kann der Gleichrichter 520 als Schottky-Diode ausgeführt sein.
Die Voll-Wellen-gleichgerichtete DC-Spannung des Gleichrichters 520 kann an den ersten Wandler 543 mit der Spule L1, einem Schaltelement Q5, einer Diode D7 und einem Kondensator C6 angelegt werden. Der erste Wandler 543 kann ein PFC-Wandler sein. Im Betrieb, während das Schaltelement Q5 ausgeschaltet ist, kann der Kondensator C6 von der Voll-Wellen-gleichgerichteten DC-Spannung geladen werden. Während das Schaltelement Q5 angeschaltet ist, können die in dem Kondensator C6 geladenen Ladungen über das angeschaltete Schaltelement Q6 zu dem zweiten Wandler 545 fließen.
Der zweite Wandler 545 kann ein BUCK-Wandler mit einem Schaltelement Q6, einer Spule L2, einer Diode D8 und einem Kondensator C7 sein. Die lichtabgebende Einheit 550 mit einer Vielzahl an LEDs 560 kann mit dem Kondensator C7 parallel verbunden sein. Falls das Schaltelement Q6 angeschaltet ist, können die in dem Kondensator C6 geladenen Ladungen über die Spule L2 und falls das Schaltelement Q6 ausgeschaltet ist, kann Energie, erregt von der Spule L2, an die lichtabgebende Einheit 550 abgegeben werden, damit die Vielzahl an LEDs 560 Licht emittieren. Eine Ausgangsspannung V_out des zweiten Wandlers 545, der als BUCK-Wandler betrieben wird, kann mittels einer relativen Einschaltdauer des Schaltelements Q6 ermittelt werden.
Im Folgenden wird der Betrieb des Controllers 530 und der Kondensatorbank 510 der LED-Betriebsvorrichtung 500 wie in 9 dargestellt beschrieben. In 9 ist dargestellt, dass die Erfassungsschaltung 533 des Controllers 530 eine Eingangsspannung des ersten Wandlers 543 erfasst, die Erfassungsschaltung 533 kann aber auch (oder alternativ) eine Ausgangsspannung des ersten Wandlers 543 erfassen.
Die Erfassungsschaltung 533 kann Widerstände R1 und R2 und Kondensatoren C4 und C5 enthalten. Ein Rauschen der Eingangsspannung des ersten Wandlers 543, die über die in Reihe geschalteten Widerstände R1 und R2 verteilt wird, kann von dem Kondensator C4 eliminiert werden, und elektrische Ladungen können in dem Kondensator C5 geladen werden. Insbesondere erzeugt die Erfassungsschaltung 533 eine Spannung V_c über den Kondensator C5, in dem die Eingangsspannung des ersten Wandlers 543 erfasst wird.
Die Spannung V_c kann an die erste Vergleichsschaltung 543 und die zweite Vergleichsschaltung 535 angelegt werden. Bezugnehmend auf 9 können die ersten und zweiten Vergleichsschaltungen 534 und 535 Operationsverstärker U1 und U2 entsprechend enthalten, und die Spannung V_c kann an einen nicht-invertierenden Anschluss des Operationsverstärkers U1 in der ersten Vergleichsschaltung 534 und an einen invertierenden Anschluss des Operationsverstärkers U2 in der zweiten Vergleichsschaltung 535 angelegt werden. Eine erste Referenzspannung V₁ kann an einem invertierenden Anschluss des Operationsverstärkers U1, und eine zweite Referenzspannung V₂ kann an einem nicht-invertierenden Anschluss des Operationsverstärkers U2 angelegt werden.
Latch-Schaltungen mit OR-Gates U3 und U4 können mit entsprechenden Ausgangsanschlüssen der Operationsverstärker U1 und U2 verbunden sein. Für den Fall, in dem die Spannung V_c größer ist als die erste Referenzspannung oder kleiner als die zweite Referenzspannung V2, so dass eine Anpassung der Kondensatorbank 510 notwendig ist, können die Schaltelemente Q1 und Q2 in der Kondensatorbank 510 wiederholt an- und ausgeschaltet werden. Diese Fehlfunktion kann durch die Latch-Schaltungen verhindert werden. Details zu dem Betrieb der Latch-Schaltungen werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die 10 und 11 beschrieben.
In dem Fall, in dem die Spannung V_c kleiner als die erste Referenzspannung V₁ ist und größer als die zweite Referenzspannung V₂, das heißt, für den Fall, in dem die Spannung V_c in einem geeigneten Pegelbereich liegt, können beide der Operationsverstärker U1 und U2 LOW-Signale ausgeben. Demgemäß können beide OR-Gates U3 und U4 in den Latch-Schaltungen inaktiv sein, und da kein Strom in die Spulen LQ1 und LQ2 fließt, bleiben beide Schaltelemente Q1 und Q2 der Kondensatorbank 510 in einem ausgeschalteten Zustand.
Die Spannung V_c kann größer sein als die erste Referenzspannung V1 falls die Spannung V_in mit einem überhöhten Hochpegel von dem Transformator 13 erzeugt wird und an die LED-Betriebsvorrichtung 500 angelegt wird. In diesem Fall kann der in der zweiten Vergleichseinheit 535 enthaltene Operationsverstärker U2 ein LOW-Signal ausgeben, während der in der ersten Vergleichsschaltung 534 enthaltene Operationsverstärker U1 ein HIGH-Signal ausgibt. Entsprechend kann das mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers U1 verbundene OR-Gate U3 ein HIGH-Signal ausgeben, und das Schaltelement Q3 kann angeschaltet werden, um einen Stromfluss zu der Spule LQ1 zu bewirken; das heißt, das Schaltelement Q1 der Kondensatorbank 510 wird angeschaltet.
Von den in der Kondensatorbank 510 enthaltenen Kondensatoren C1 und C2 kann der Kondensator C1 mit einer relativ hohen Kapazität zwischen den Eingangsanschlüssen A und B der LED-Betriebsvorrichtung 500 verbunden sein. Das heißt, eine Spannungsverstärkung des Transformators 13 kann verringert sein, um einen Pegel der AC-Spannung V_in zu verringern. In diesem Fall, wenn die AC-Spannung V_in verringert ist, kann die an den nicht-invertierenden Anschluss des Operationsverstärkers U1 angelegte Spannung V_c verringert sein, um die erste Referenzspannung V₁ zu verringern und entsprechend kann das Ausgangssignal des Operationsverstärkers U1 von HIGH auf LOW wechseln. Selbst nachdem das Ausgangssignal des Operationsverstärkers U1 auf LOW geändert wurde, kann das OR-Gate U3 über seinen Ausgang das Feedback empfangen, weiterhin das HIGH-Signal auszugeben; als Ergebnis bleibt das Schaltelement Q3 angeschaltet, um weiterhin einen Strom zu der Spule LQ1 zu liefern, um das Schaltelement Q2 der Kondensatorbank 510 im eingeschalteten Zustand zu belassen.
Alternativ dazu kann die Spannung V_c kleiner als die zweite Referenzspannung V₂ sein, falls eine Spannung V_in mit einem niedrigen Level von dem Transformator 13 erzeugt und an die LED-Betriebsvorrichtung 500 angelegt wird. In diesem Fall kann der in der ersten Vergleichsschaltung 534 enthaltene Operationsverstärker U1 ein LOW-Signal ausgeben, während der Operationsverstärker U2 in der zweiten Vergleichsschaltung 535 ein HIGH-Signal ausgibt. Demgemäß kann ein mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers U2 verbundenes OR-Gate U4 ein HIGH-Signal ausgeben, und das Schaltelement Q4 kann angeschaltet werden, um einen Stromfluss zu der Spule LQ2 zu erlauben; das heißt, das Schaltelement der Kondensatorbank 510 wird angeschaltet.
Da der Kondensator C2 mit einer relativ geringen Kapazität zwischen den Eingangsanschlüssen A und B geschaltet ist, kann die Spannungsverstärkung des Transformators 13 erhöht werden, und als Ergebnis kann die AC-Spannung V_in erhöht werden. Die Erhöhung der AC-Spannung V_in kann die an den nicht-invertierenden Anschluss des Operationsverstärkers U2 angelegte Spannung V_c derart erhöhen, dass sie größer ist als die zweite Referenzspannung V₂, und damit das Ausgangssignal des Operationsverstärkers U2 von HIGH auf LOW zu ändern. Das LOW-Signal kann auch an einen Eingangsanschluss des OR-Gate U4 geliefert werden; da jedoch das Ausgangssignal des OR-Gate U4 zurückgeführt wird, um an den anderen Eingangsanschluss des OR-Gate U4 angelegt zu werden, kann das HIGH-Signal angelegt werden. Das heißt, das Schaltelement Q4 kann in dem eingeschalteten Zustand verbleiben und ein Strom kann kontinuierlich zu der Spule LQ2 fließen, wodurch der Verbindungszustand des Kondensators C1 beibehalten wird.
Der Controller 530 kann außerdem eine Verzögerungsschaltung 537 zusätzlich zur Erfassungsschaltung 533 und zu den ersten und zweiten Vergleichsschaltungen 534 und 535 enthalten. Die Verzögerungsschaltung 537 kann einen Kondensator C3 und Operationsverstärker U5 und U6, die als Komparatoren arbeiten, enthalten. Beispielsweise können die Operationsverstärker U5 und U6 als Schmitt-Trigger-Schaltungen arbeiten.
Der Kondensator C3 kann mittels der Versorgungsspannung V_cc geladen werden und bis die Spannung des Kondensators C3 eine Referenzspannung der Operationsverstärker U5 und U6, die als Schmitt-Trigger-Schaltungen arbeiten, können die Operationsverstärker U5 und U6 ein LOW-Signal ausgeben. Wenn genug elektrische Ladungen in dem Kondensator C3 geladen wurden und eine Spannung des Kondensators C3 die Referenzspannung der Schmitt-Trigger-Schaltungen erreicht, können die Ausgangssignale der Operationsverstärker U5 und U6 auf HIGH geändert werden, so dass die Treibersignale an die Operationsverstärker U1 und U2 der ersten und zweiten Vergleichsschaltungen 534 und 535 angelegt werden. Insbesondere eine Verzögerungszeit des Betriebsstartpunktes der Operationsverstärker U1 und U2 kann durch die Größe des Kondensators C3 bestimmt werden, wobei eine Fehlfunktion der LED-Betriebsvorrichtung 500 vermieden werden kann.
Details zum Betrieb der Verzögerungsschaltung 537 werden unter Bezugnahme auf 12 im Folgenden beschrieben. Die 10 bis 12 zeigen Graphen, die den Betrieb einer LED-Betriebsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung darstellen.
10 zeigt einen Graphen, der den Betrieb einer LED-Betriebsvorrichtung 500 darstellt, wenn die AC-Spannung V_in, die an die LED-Betriebsvorrichtung 500 angelegt wird, größer ist als die erste Referenzspannung V₁. Bezugnehmend auf 10 kann der Pegel der Spannung V_c erhöht werden, wenn der Pegel der AC-Spannung V_in erhöht wird, und falls der Pegel der Spannung V_c größer ist als die erste Referenzspannung V₁, kann eine Betriebsspannung V_D vom Zeitpunkt t1 an den Operationsverstärker U1 angelegt werden, so dass der Operationsverstärker U1 ein HIGH-Signal ausgibt. Da der Ausgang des Operationsverstärkers U1 auf HIGH geändert wird, gibt auch das OR-Gate U3 ein HIGH-Signal aus, um das Schaltelement U3 einzuschalten, um einen Strom zu der Spule LQ1 fließen zu lassen und daher wirkt das Schaltelement Q1 der Kondensatorbank 510 eingeschaltet. Da der Kondensator C1 mit einer relativ hohen Kapazität zwischen den Eingangsanschlüssen A und B geschaltet ist, kann die Spannungsverstärkung des Transformators 13 reduziert werden, und falls der Pegel der AC-Spannung V_in verringert wird, wird die Spannung V_c auf einen Wert kleiner als die Referenzspannung V₁ erniedrigt.
Falls die Spannung V_c kleiner ist als die erste Referenzspannung V1, wechselt der Ausgang des Operationsverstärkers U1 von HIGH auf LOW. Da jedoch einer der Eingangsanschlüsse des OR-Gate U3, der mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers U1 verbunden ist, ein Feedbacksignal von dem Ausgang empfängt, bleibt der Ausgang des OR-Gate U3 konstant auf HIGH. Das Schaltelement Q3 kann daher in dem eingeschalteten Zustand verbleiben, und das Schaltelement Q1 der Kondensatorbank 510 kann eingeschaltet bleiben, so dass der Kondensator C1 in einem verbunden Zustand bleibt.
Ohne eine Latch-Schaltung, d. h. ohne das OR-Gate U3, wird das Schaltelement Q3 ausgeschaltet, wenn der Ausgang des Operationsverstärkers Q1 von HIGH auf LOW wechselt. Das heißt, der Strom, der in die Spule LQ1 fließt, kann abgeschnitten werden, und das Schaltelement Q1 wird ebenfalls ausgeschaltet. Da die Verbindung des Kondensators C1 geöffnet wird, kann die Spannungsverstärkung des Transformators 13 wieder erhöht werden und die AC-Spannung V_in mit einem hohen Pegel kann angelegt werden, um die Spannung V_c größer zu machen als die erste Referenzspannung V₁ und damit den Ausgang des Operationsverstärkers U1 von LOW zu HIGH zu ändern. Dieser Vorgang kann iterativ durchgeführt werden. Durch Verbindung der Latch-Schaltung mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers U1 kann als Ergebnis solch ein iterativer Vorgang verhindert werden und die AC-Spannung V_in mit einem stabilen Pegel kann selbst nach dem Zeitpunkt t2 kontinuierlich an die LED-Betriebsvorrichtung 500 angelegt werden.
11 zeigt einen Graphen, der den Betrieb einer LED-Betriebsvorrichtung 500 für den Fall zeigt, in dem ein Pegel der AC-Spannung V_in, die an die LED-Betriebsvorrichtung 500 angelegt ist, geringer ist als die zweite Referenzspannung V₂. Bezugnehmend auf 11, falls der Pegel der Spannung V_c, der von dem Pegel der AC-Spannung V_in ermittelt wurde, kleiner ist als die zweite Referenzspannung V₂, kann die Betriebsspannung V_D nach dem Zeitpunkt t1 an den Operationsverstärker U2 angelegt werden, so dass der Operationsverstärker U2 ein HIGH-Signal ausgibt. Da der Ausgang des Operationsverstärkers U2 auf HIGH geändert wird, kann auch das OR-Gate U4 ein HIGH-Signal ausgeben, das Schaltelement Q4 angeschaltet werden, und ein Strom zu der Spule LQ2 fließen; das heißt, das Schaltelement Q2 der Kondensatorbank 510 kann angeschaltet werden. Da der Kondensator C2 mit relativ kleiner Kapazität zwischen den Eingangsanschlüssen A und B geschaltet ist, kann die Spannungsverstärkung des Transformators 13 erhöht werden und der Pegel der AC-Spannung V_in kann ebenfalls erhöht werden, um die Spannung V_C größer als die zweite Referenzspannung V₂ zu machen.
Falls die Spannung V_C größer ist als die zweite Referenzspannung V₂, kann der Ausgang des Operationsverstärkers U2 von HIGH auf LOW geändert werden. Da jedoch einer der Eingangsanschlüsse des OR-Gate U4, der mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers U2 verbunden ist, ein Feedback von seinem Ausgang empfängt, kann der Ausgang des OR-Gates U4 konstant auf HIGH gehalten werden, so dass das Schaltelement Q4 eingeschaltet bleibt, und das Schaltelement Q2 der Kondensatorbank 510 eingeschaltet bleibt, so dass der Kondensator C2 in einem verbundenen Zustand bleibt. Ohne eine Latch-Schaltung, d. h. ohne das OR-Gate U4 kann sich der Ausgang des Operationsverstärkers U2 von HIGH auf LOW ändern, wenn die Eingangsspannung erhöht wird, und dadurch die Spannung V_c den Schwellwert V_c übersteigt, so dass das Schaltelement Q4 abgeschaltet wird. Als Ergebnis wird der Strom, der in die Spule LQ2 fließt, abgeschnitten und das Schaltelement Q2 wird ebenfalls ausgeschaltet. Da die Verbindung des Kondensators C2 gelöst wird, wird die Spannungsverstärkung des Transformators 13 wieder reduziert und die AC-Spannung V_in mit einem niedrigen Pegel kann angelegt werden, um die Spannung V_c kleiner als die zweite Referenzspannung V₂ zu machen und daher den Ausgang des Operationsverstärkers U2 von LOW auf HIGH zu ändern. Dieser Ablauf kann auch iterativ durchgeführt werden. Als Ergebnis kann durch das Verbinden der Latch-Schaltung U4 mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers U2 solch ein iterativer Vorgang vermieden werden und die AC-Spannung V_in mit einem stabilen Pegel kann selbst nach der Zeit t2 kontinuierlich an die LED-Treibervorrichtung 500 angelegt werden.
In den 10 und 11 entspricht der Zeitpunkt t1 einem Zeitpunkt, an dem die Treiberspannung V_D an die Operationsverstärker U1 und U2 angelegt wird. Das heißt, die Operationsverstärker U1 und U2 beginnen nicht simultan zu dem Zeitpunkt zu arbeiten, zu dem die AC-Spannung V_in angelegt wird. Anstelle dessen beginnen die Operationsverstärker U1 und U2, nachdem eine Verzögerungszeit t1, die von einem Kapazitätswert des Kondensators C3 in der Verzögerungsschaltung 537 abgelaufen ist, den Betrieb, wenn die Betriebsspannung V_D an ihre Eingänge angelegt wird. Diese Verzögerungszeit soll das Auftreten einer Fehlfunktion, die auftritt, wenn wenigstens einer der Kondensatoren C1 und C2 in der Kondensatorbank 510 mit den Eingangsanschlüssen A und B verbunden ist in dem Fall, in dem die AC-Spannung V_in, die den normalen Betrieb der LED-Betriebsvorrichtung 500 ermöglicht, angelegt wird. Dies wird im Folgenden in Bezug auf 12 beschrieben.
12 zeigt einen Graphen, der den Betrieb darstellt für den Fall, in dem die AC-Spannung V_in an die LED-Betriebsvorrichtung 500 mit einem Pegel kleiner als die erste Referenzspannung V₁ und höher als die zweite Referenzspannung V₂ angelegt wird. Da der Pegel der AC-Spannung V_in kleiner ist als die erste Referenzspannung V₁ als obere Grenzreferenz, um einen stabilen Betrieb der lichtemittierenden Einheit 15 zu gewährleisten und größer als die zweite Referenzspannung V₂ als untere Grenzreferenz, steuert der Controller 530 die Kondensatorbank 510 nicht derart, dass die Spannungsverstärkung des Transformators 13 angepasst wird.
Bezugnehmend auf 12 kann die LED-Betriebsvorrichtung 500 den Betrieb beginnen, und die Spannung V_c, die von der Erfassungsschaltung 533 erfasst wird, kann stufenweise erhöht werden, wenn die Kondensatoren C4 und C5 geladen werden. Während die Spannung V_c vor dem Zeitpunkt t1 kleiner als die zweite Referenzspannung V₂ sein kann, kann die zweite Vergleichsschaltung 535 vor dem Zeitpunkt t1 nicht betrieben werden.
Das heißt, falls die Spannung V_c erhöht wird, aber nicht die zweite Referenzspannung V₂ anfänglich erreicht (z. B. bis der Zeitpunkt t1 erreicht ist), erfasst der Controller 530, dass der Pegel der AC-Spannung V_in kleiner ist als die untere Grenzreferenz V₂ und verbindet den Kondensator C2 der Kondensatorbank 510 zwischen die Eingangsanschlüsse A und B. In diesem Fall kann die Spannungsverstärkung des Transformators 13 durch den Kondensator C2 erhöht werden, um die AC-Spannung V_in größer zu machen als die erste Referenzspannung V₁. In Antwort auf die Spannung V₁, die die erste Referenzspannung V₁ übersteigt, kann die erste Vergleichsschaltung 534 die Spannungsverstärkung des Transformators 13 verringern. Dies kann zu einer Fehlfunktion der LED-Betriebsvorrichtung 500 führen. Im Allgemeinen kann die Betriebseffizienz der LED-Betriebsvorrichtung 500 wegen einer unnötigen Handlung des Controllers 530 verschlechtert werden.
Das heißt in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann die Verzögerungsschaltung 537 in dem Controller 530 angeordnet werden, um das vorher genannte Problem zu lösen. Die Verzögerungsschaltung 537 kann einen Kondensator C3 enthalten, der nach dem Empfang einer konstanten Versorgungsspannung V_c geladen wird, und Operationsverstärker U5 und U6, die als Schmitt-Trigger-Schaltungen basierend auf einer Spannung über dem Kondensator C3 arbeiten. Die Ausgangsspannung V_D der Verzögerungsschaltung 537 kann als Betriebsspannung an die Operationsverstärker U1 und U2 in den ersten und zweiten Vergleichsschaltungen 534 und 535 entsprechend angelegt werden.
In der Verzögerungsschaltung 537 kann der Operationsverstärker U5 der als Schmitt-Trigger-Schaltung arbeitet ein Low-Signal ausgeben bis einer Spannung des Kondensators C3 einer Referenzspannung der Schmitt-Trigger-Schaltung erreicht, wenn der Kondensator C3 mit elektrischen Ladungen geladen wird. Insbesondere, falls eine Bedingung in der die Spannung des Kondensators C3 größer ist als die Referenzspannung der Schmitt-Trigger-Schaltung erfüllt ist, wird die Betriebsspannung V_D und die ersten und zweiten Vergleichsschaltungen 534 und 535 durch die Verzögerungsschaltung 537 angelegt. Die Zeitdauer, die für die Verzögerungsschaltung 537 notwendig ist, um die Betriebsspannung V_D an die ersten und zweiten Vergleichsschaltungen 534 und 535 anzulegen, kann von dem Kondensator C3 ermittelt werden, und der Kondensator C3 kann auf einen geeigneten Wert gesetzt werden, um eine Fehlfunktion der LED-Betriebsvorrichtung zu verhindern, die während des Erhöhens der AC-Spannung V_in anfänglich auftreten kann. In einem Beispiel wird der Kondensator C3 so gewählt, dass er eine Kapazität aufweist, derart, dass die Verzögerung der Verzögerungsschaltung 537 entsprechend der Verzögerungszeit (z. B. T2 in 12) entspricht, die für die Operationsverstärker U1 und U2 in den ersten und zweiten Vergleichsschaltungen 534, 535 hergenommen wird, um eine Spannung größer als die zweite Referenzspannung zu erzeugen und auszugeben.
13 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Beleuchtungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung darstellt.
Bezugnehmend auf 13 enthält ein Beleuchtungssystem 1000 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung ein Sensormodul 1010, einen Controller 1020, einen LED-Treiber 1030, und eine Licht emittierende Einheit 1040.
Das Sensormodul 1010 kann innen oder außen installiert werden und kann einen Temperatursensor 1011 und einen Feuchtigkeitssensor 1012 aufweisen, um wenigstens eines einer Luftbedingung der Umgebungstemperatur oder Umgebungsfeuchtigkeit zu messen. Das Sensormodul 1010 liefert die gemessene Temperatur und Feuchtigkeit an den Controller 1020, der elektrisch damit verbunden ist.
Der Controller 1020 kann die gemessene Lufttemperatur und Feuchtigkeit mit vorher festgelegten Luftbedingungen (Temperatur und Feuchtigkeit Bereichen) vergleichen und basierend auf den Luftbedingungen eine Farbtemperatur des Lichtes, das von der Licht emittierenden Einheit 1040 abzugeben ist, bestimmen. Der Controller 1020 kann elektrisch mit dem LED-Treiber 1030 verbunden sein und den LED-Treiber 1030 steuern, um die Licht emittierende Einheit 1040 bei der ermittelten Farbtemperatur zu betreiben.
Die Licht abgebenden Einheit 1040 wird durch eine von dem LED-Treiber 1030 angelegte Leistung betrieben. Die Licht emittierende Einheit 1040 kann wenigstens eines einer Beleuchtungsvorrichtung aus den 14 bis 16 dargestellten Vorrichtungen enthalten. Zum Beispiel wie in 14 dargestellt, kann die Licht emittierende Einheit 1040 eine erste Beleuchtungseinheit 1041 und eine zweite Beleuchtungseinheit 1042 mit verschiedenen Farbtemperaturen enthalten und die Beleuchtungseinheit 1041 und 1042 können jeweils eine Vielzahl Licht abgebender Vorrichtungen enthalten, die das gleiche weiße Licht abgeben.
Die erste Beleuchtungseinheit 1041 kann weißes Licht mit einer ersten Farbtemperatur abgeben und die zweite Beleuchtungseinheit 1042 kann weißes Licht mit einer zweiten Farbtemperatur abgeben, wobei die erste Farbtemperatur kleiner als die zweite Farbtemperatur sein kann. Umgekehrt kann die erste Farbtemperatur höher sein als die zweite Farbtemperatur. Hier entspricht eine weiße Farbe mit einer relativ geringen Farbtemperatur einer warmen weißen Farbe und eine weiße Farbe mit einer relativ hohen Farbtemperatur entspricht einer kälteren weißen Farbe. Falls Leistung an die ersten und zweiten Beleuchtungseinheiten 1041 und 1042 angelegt wird, emittieren die ersten und zweiten Beleuchtungseinheiten 1041 und 1042 weißes Licht mit entsprechenden ersten und zweiten Farbtemperaturen. Das von dem ersten und zweiten Beleuchtungseinheiten 1041 und 1042 entsprechend produzierte weiße Licht kann gemischt werden, um weißes Licht mit einer Farbtemperatur zu erzeugen, die von dem Controller 1020 basierend auf der an die ersten und zweiten Beleuchtungseinheiten 1041 und 1042 angelegten relativen Leistungen.
Im Detail, für den Fall, in dem die erste Farbtemperatur geringer ist als die zweiten Farbtemperatur, falls die von dem Controller 1020 vermittelte Farbtemperatur relativ hoch ist, kann die Lichtmenge der ersten Beleuchtungseinheit 1041 reduziert werden und die Lichtmenge der zweiten Beleuchtungseinheit 1042 kann erhöht werden, um das gemischte weiße Licht mit der ermittelten Farbtemperatur zu erzeugen.
Umgekehrt, falls die ermittelte Farbtemperatur relativ gering ist, kann eine Lichtmenge der ersten Beleuchtungseinheit 1041 erhöht werden und eine Lichtmenge der zweiten Beleuchtungseinheit 1042 kann reduziert werden, um weißes Licht mit der ermittelten Farbtemperatur zu erzeugen. Die von den Beleuchtungseinheiten 1041 und 1042 emittierte Lichtmenge kann zum einen durch die Größe der Leistung, die von dem LED-Treiber 1030 an die Gesamtheit der Licht abgebenden Vorrichtungen in der Beleuchtungseinheit angelegt wird, eingestellt werden oder indem die Anzahl der Licht abgebenden Vorrichtungen in der Beleuchtungseinheit, die betrieben wird, eingestellt wird.
15 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern des Beleuchtungssystems aus 13 darstellt. Bezugnehmend auf 15 bestimmt der Nutzer zuerst eine Beleuchtungscharakteristik (z. B. eine Farbtemperatur) gemäß der Temperatur und Feuchtigkeitsbereiche über den Controller 1020 (S10). Die festgelegten Temperatur- und Feuchtigkeitsdaten werden in dem Controller 1020 gespeichert.
Im Allgemeinen, falls eine Farbtemperatur höher oder gleich 6000 K ist, kann eine Farbe, die ein kaltes Gefühl vermittelt, wie beispielsweise blau, erzeugt werden und falls eine Farbtemperatur kleiner als 4000 K ist, kann eine Farbtemperatur, die ein warmes Gefühl, wie beispielsweise rot, erzeugt werden. Das heißt, gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform, falls eine Temperatur und Feuchtigkeit 20°C und 60% übersteigt, kann der Nutzer die Licht abgebende Einheit 1040 über den Controller 1020 auf eine Farbtemperatur größer als 6000 K einstellen; falls die Temperatur und Feuchtigkeit von 10°C bis 20°C und entsprechend 40% bis 60% reicht, kann der Nutzer die Licht abgebende Einheit auf eine Farbtemperatur von 4000 K bis 6000 K einstellen; und falls die Temperatur und Feuchtigkeit kleiner als 10°C und entsprechend 40% ist, kann der Nutzer die Licht abgebende Einheit 1040 auf eine Farbtemperatur kleiner als 4000 K einstellen.
Als nächstes ist das Sensormodul 1010 wenigstens eine Bedingung aus Umgebungstemperatur und Feuchtigkeit (S20). Die von dem Sensormodul 1010 gemessen Temperatur- und/oder Feuchtigkeit wird an den Controller 1020 geliefert.
Danach vergleicht der Controller 1020 die von dem Sensormodul 1010 gemessenen Werte mit vorher festgelegten Werten (S30). In dem Fall sind die Messwerte Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsdaten, die von dem Sensormodul 1010 gemessen wurden, und die vorher festgesetzten Werte sind Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsdaten, die von dem Anwender vorher festgesetzt und in den Controller 1020 gespeichert wurden. Der Controller 1020 vergleicht die gemessene Temperatur und/oder Feuchtigkeit entsprechend mit der vorher festgesetzten Temperatur und Feuchtigkeit.
Entsprechend der Vergleichsergebnisse, ermittelt der Controller 1020, ob die Messwerte den vorher festgelegten Bereichen genügen (S40). Falls die Messwerte den vorher festgesetzten Werten entsprechen, behält der Controller 1020 die Farbtemperatur bei und der Prozess geht zurück zu Schritt S20, um erneut die Temperatur und/oder Feuchtigkeit zu messen. Falls die Messwerte nicht den vorher festgesetzten Werten entsprechen, erfasst der Controller 1020 die vorher festgesetzten Werte entsprechend den Messwerten und ermittelt eine entsprechende Farbtemperatur (S50). Der Controller 1020 veranlasst den LED-Treiber 1030 die Licht emittierende Einheit 1040 bei der ermittelten Farbtemperatur zu betreiben.
Der LED-Treiber 1030 betreibt die Licht emittierende Einheit 1040 bei der ermittelten Farbtemperatur (S60). Der LED-Treiber 1030 liefert die notwendige Leistung, damit die Licht abgebende Einheit 1040 die vorher ermittelte Farbtemperatur einstellt. Demgemäß kann die Licht abgebende Einheit 1040 auf die vorher von dem Nutzer entsprechend der Umgebungstemperatur und Feuchtigkeitsmesswerten eingestellte Farbtemperatur einstellen.
Auf diese Art und Weise ist das Beleuchtungssystem 1000 in der Lage automatisch eine Farbtemperatur einer Innenbeleuchtung entsprechend der Änderung der Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit umzustellen, um damit dem menschlichen emotionalen Bedürfnissen, die sich entsprechend der Änderungen der umgebenden natürlichen Umwelt ändern, zu genügen und psychische Stabilität zu erreichen.
16 zeigt eine schematische Ansicht einer Anwendung eines Beleuchtungssystems nach 13. Wie in 16 dargestellt, kann die Licht emittierende Einheit 1040 an einer Decke eines Zimmers als Innenlampe installiert sein. Hier kann das Sensormodul 1010 als separate Vorrichtung und in einer externen Wand installiert sein, um die Außentemperatur und -feuchtigkeit zu messen. Der Controller 1020 kann innen installiert sein, um dem Anwender die Einstellungen zu erleichtern und den Betrieb sicherzustellen. Das Beleuchtungssystem ist nicht hierauf beschränkt, sondern kann auch an der Wand an der Stelle einer Innenraumbeleuchtungsvorrichtung installiert sein oder kann in einer Lampe Anwendung finden, die beispielsweise einer Schreibtischlampe, die innen und/oder außen genutzt werden kann.
Im Folgenden werden weitere Beispiele eines Beleuchtungssystems, das die vorbeschriebene Beleuchtungsvorrichtung verwendet, in Bezugnahme auf die 17 bis 20 beschrieben. Das Beleuchtungssystem gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann die vorher festgelegte Steuerung automatisch durchführen durch Erfassen der Bewegung eines beobachteten Ziels und der Intensität der Beleuchtung am Ort des beobachteten Ziels.
17 zeigt ein Blockdiagramm eines Beleuchtungssystems gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung. Bezugnehmend auf 17 kann ein Beleuchtungssystem 1000' gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ein drahtloses Erfassungsmodul 1010' und eine drahtlose Beleuchtungssteuervorrichtung 1020' enthalten.
Das drahtlose Erfassungsmodul 1010' kann einen Bewegungssensor 1011', einen Beleuchtungsintensitätssensor 1012', der die Intensität einer Beleuchtung erfasst und eine erste drahtlose Kommunikationseinheit 1013', die ein drahtloses Signal mit einem Bewegungserfassungssignal an dem Bewegungssensor 1011' und ein Beleuchtungsintensitätserfassungssignal von dem Beleuchtungsintensitätssensor 1012' enthält und einem vorher festgelegten Kommunikationsprotokoll entspricht, und kann dieses übertragen. Die erste drahtlose Kommunikationseinheit 1013' kann eine erste ZigBee Kommunikationseinheit enthalten, in die ein ZigBee Signal gemäß einem vorher festgelegten Kommunikationsprotokoll erzeugt und dieses übermittelt, enthalten.
Die drahtlose Beleuchtungssteuervorrichtung 1020' kann eine zweite drahtlose Kommunikationseinheit 1021' enthalten, die ein drahtloses Signal von der ersten drahtlosen Kommunikationseinheit 1013' empfängt und ein Erfassungssignal aus dem empfangenen drahtlosen Signal wiederherstellt, eine Erfassungssignalanalyseeinheit 1022', die das Erfassungssignal von der zweiten drahtlosen Kommunikationseinheit 1021' analysiert und einen Kooperationscontroller 1023', der eine vorher festgelegte Steuerung, basierend auf dem Analyseergebnissen der Erfassungssignalanalyseeinheit 1022' durchführt.
Die zweite drahtlose Kommunikationseinheit 1021' kann als zweite Kommunikationseinheit ausgebildet sein, die ein Signal von der ersten ZigBee Kommunikationseinheit empfängt und ein Erfassungssignal daraus wiederherstellt.
18 ist eine Ansicht eines Formats eines Drahtlossignals wie beispielsweise einem ZigBee Signal gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung.
Bezugnehmend auf 18 kann das drahtlose Signal von der ersten Drahtloskommunikationseinheit 1013 ein ZigBee Signal sein und Kanalinformation (CH) enthalten, die einen Kommunikationskanal definiert, drahtlose Netzwerkidentifkations-(ID)-Information (PAN_ID), die ein drahtloses Netzwerk definiert, eine Geräteadresse (Ded_Add), die eine Zielvorrichtung beschreibt, und Erfassungsdaten, die das Bewegungs- und/oder Beleuchtungsintensitätserfassungssignal enthalten.
Auch das Drahtlossignal von der zweiten drahtlosen Kommunikationseinheit 1021' kann ein ZigBee Signal sein und Kanalinformation (CH) enthalten, die einen Kommunikationskanal definiert, drahtlose Netzwerkidentifikation-(ID)-Information (PAN_ID), die ein drahtloses Netzwerk definiert, eine Geräteadresse (Ded_Add), die ein Zielgerät bezeichnet, und Erfassungsdaten, die das Bewegungs- und Beleuchtungsintensitätserfassungssignal enthalten.
Die Erfassungssignalanalyseeinheit 1022' kann das von der zweiten drahtlosen Kommunikationseinheit 1021' empfangene Erfassungssignal analysieren, um eine erfüllte Bedingung zu detektieren aus einer Vielzahl an Bedingungen, basierend auf der erfassten Bewegungs- und der erfassten Beleuchtungsintensitätsinformation.
Der Operationscontroller 1023' kann eine Vielzahl an Steuerungen basierend auf einer Vielzahl an vorher durch die Erfassungssignalanalyseeinheit 1022' analysierten Bedingungen setzen, und eine Steuerung entsprechend der von der Erfassungssignalanalyseeinheit 1022' erfassten Bedingung durchführen.
19 zeigt eine Ansicht zum Betrieb der Erfassungssignalanalyseeinheit 1022' und des Operationscontrollers 1023' gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung. Bezugnehmend auf 19 beispielsweise Erfassungssignalanalyseeinheit 1022' das Erfassungssignal von der zweiten drahtlosen Kommunikationseinheit 1021' analysieren und basierend auf der erfassten Bewegungs- und erfassten Beleuchtungsintensitätsinformation aus ersten, zweiten und dritten Bedingungen (Bedingung 1, Bedingung 2, Bedingung 3) eine erfüllte Bedingung erfassen. Der Operationscontroller 1023' kann eine aus ersten, zweiten und dritten Steuerungen (Controller 1, Controller 2 und Controller 3) entsprechend der ersten, zweiten oder dritten Bedingung (Bedingung 1, Bedingung 2 und Bedingung 3) die vorher von der Erfassungssignalanalyseeinheit 1022' ermittelt wurden, setzen und entsprechend der von der Erfassungssignalanalyseeinheit 1022' detektierten Bedingung eine Steuerung durchführen.
20 zeigt ein Ablaufdiagramm des Betriebes eines drahtlosen Beleuchtungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung.
Bezugnehmend auf 20 erfasst der Bewegungssensor 1011' im Schritt S110 eine Bewegung. Im Schritt S120 erfasst der Beleuchtungsintensitätssensor 1012' die Intensität der Beleuchtung. Schritt S200 entspricht der Übertragung und dem Empfang eines drahtlosen Signals wie beispielsweise einen ZigBee Signal, und kann den Schritt S130 des Übertragens eines drahtlosen Signals (zum Beispiel ein ZigBee Signal) durch die erste drahtlose Kommunikationseinheit 1013' und den Schritt S210 des Empfangens eines drahtlosen Signals durch die zweite drahtlose Kommunikationseinheit 1021' enthalten. Im Schritt S220 analysiert die Erfassungssignalanalyseeinheit 1022' die in dem empfangen drahtlosen Signal enthaltene Erfassungssignalinformation. Im Schritt S130 führt der Informationscontroller 1023' eine vorher festgelegte Steuerung durch. Im Schritt S240 wird festgestellt, ob die Beleuchtungssystemsteuerung beendet oder fortgeführt werden soll (z. B. durch Zurückspringen zu Schritt S110).
Der Betrieb des drahtlosen Erfassungsmoduls und der drahtlosen Beleuchtungssteuervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die 17 bis 20 beschrieben.
Als erstes wird das drahtlose Erfassungsmodul 1010' des drahtlosen Beleuchtungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die 17, 18 und 20 beschrieben. Das drahtlose Beleuchtungssystem 1010' gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist an einem Ort installiert, an dem die Beleuchtungsvorrichtung installiert ist und wird zum Erfassen der Beleuchtungsstromintensität der Beleuchtungsvorrichtung und der menschlichen Bewegung nahe der Beleuchtungsvorrichtung verwendet.
Der Bewegungssensor 1011' des drahtlosen Erfassungsmoduls 1010' ist als Infrarotsensor oder ähnlichem, um einen Menschen zu erfassen, ausgeführt. Der Bewegungssensor 1010' erfasst eine Bewegung und stellt diese der ersten drahtlosen Kommunikationseinheit 1013' (S110 in 20) bereit. Der Beleuchtungsintensitätssensor 1012' des drahtlosen Erfassungsmoduls 1010' erfasst die Intensität der Beleuchtung und übermittelt diese an die erste drahtlose Kommunikationseinheit 1013' (S120).
Entsprechend erzeugt die erste drahtlose Kommunikationseinheit 1013' ein drahtloses Signal (z. B. ZigBee Signal), das das Bewegungserfassungssignal von dem Bewegungssensor 1010' enthält und das Beleuchtungsintensitätserfassungssignal von dem Beleuchtungsintensitätssensor 1012' das einen vorher festgelegten Kommunikationsprotokoll (z. B. einem ZigBee Protokoll genügt) und überträgt das erzeugte Signal drahtlos (S130).
Bezugnehmend auf 18 kann das Drahtlossignal, das von der ersten Drahtloskommunikationseinheit 1013' übertragen wird, Kanalinformation (CH) enthalten, die einen Kommunikationskanal definiert, drahtlose Netzwerkidentifikation-(IE)-Information (PAN_ID), die ein drahtloses Netzwerk definiert, eine Geräteadresse (DeD_Add), die ein Zielgerät kennzeichnet, und Erfassungsdaten. Die Erfassungsdaten enthalten einen Bewegungswert und einen Beleuchtungsintensitätswert.
Als nächstes wird die Drahtlosbeleuchtungssteuervorrichtung 1020' des Drahtlosbeleuchtungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung in Bezug auf 17 bis 20 beschrieben. Die drahtlose Beleuchtungssteuervorrichtung 1020' des drahtlosen Beleuchtungssystems gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann einen vorher festgelegten Ablauf gemäß eines Beleuchtungsintensitätswertes und eines Bewegungswertes in einem Drahtlossignal, das von dem Drahtloserfassungsmodul 1010' empfangen wird, gesteuert werden.
Die zweite Drahtloskommunikationseinheit 1021' der drahtlosen Beleuchtungssteuervorrichtung 1020' gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform empfängt das drahtlose Signal (z. B. ZigBee Signal) von der ersten drahtlosen Kommunikationseinheit 1013', ermittelt und stellt ein Erfassungssignal davon her, und stellt das ermittelte/wiederhergestellte Erfassungssignal der Erfassungssignalanalyseeinheit 1020' zur Verfügung (S210 in 20).
Bezugnehmend auf 18 kann das Drahtlossignal (z. B. ZigBee Signal) der zweiten drahtlosen Kommunikationseinheit 1021' Kanalinformation (CH), die einen Kommunikationskanal definiert, eine drahtlose Netzwerkidentifikations-(ID)-Information (PAN_ID), die ein drahtloses Netzwerk definiert, eine Geräteadresse (DeD_Add), die ein Zielgerät kennzeichnet und Erfassungsdaten enthalten. Ein drahtloses Netzwerk kann, basierend auf der Kanalinformation (CH) und der drahtlosen Netzwerk-(ID)-Information (PAN_ID) identifiziert werden und ein erfasstes Gerät kann, basierend auf der Geräteadresse, erkannt werden. Die Erfassungsdaten enthalten einen Bewegungswert und einen Beleuchtungsintensitätswert.
Ebenso in Bezug auf 17, analysiert die Erfassungssignalanalyseeinheit 1022' den Beleuchtungsintensitätswert und den Bewegungswert in dem Erfassungssignal von der zweiten drahtlosen Kommunikationseinheit 1021' und stellt die Analyseergebnisse dem Operationscontroller 1023' zur Verfügung (S220 in 20).
Demgemäß kann der Operationscontroller 1023' eine vorher festgelegte Steuerung gemäß mit der Analyseergebnisse der Erfassungssignalanalyseeinheit 1022' durchführen (S230).
Die Erfassungssignalanalyseeinheit 1022' kann das Erfassungssignal der zweiten drahtlosen Kommunikationseinheit 1021' analysieren und aus einer Vielzahl an Bedingungen, basierend auf der erfassten Bewegung und Beleuchtungsintensität, eine erfüllte Bedingung detektieren. In diesem Fall kann in der Operationscontroller 1023' eine Vielzahl der Steuerungen entsprechend der Vielzahl der vorab von der Erfassungssignalanalyseeinheit 1022' gesetzten Bedingungen speichern und diejenige der Vielzahl an Steuerungen ausführen, die der von der Erfassungssignalanalyseeinheit 1022' erfassten Bedingung entspricht.
Beispielsweise bezugnehmend auf 19 kann die Erfassungssignalanalyseeinheit 1022' eine aus den ersten, zweiten und dritten Bedingungen (Bedingung 1, Bedingung 2 und Bedingung 3), basierend auf der erfassten Bewegung und der Beleuchtungsintensität durch Analysieren des Erfassungssignals von der zweiten drahtlosen Kommunikationseinheit 1021' erfassen.
In diesem Fall kann der Operationscontroller 1023' erste, zweite und dritte Steuerungen (Control 1, Control 2 und Control 3) entsprechend der ersten, zweiten und dritten Bedingungen (Bedingung 1, Bedingung 2 und Bedingung 3), die vorab von der Erfassungssignalanalyseeinheit 1022' gesetzt wurden, speichern und entsprechend der von der Erfassungssignalanalyseeinheit 1022' erfassten Bedingung eine Steuerung durchführen.
Beispielsweise, falls die erste Bedingung (Bedingung 1) dem Fall entspricht, in dem eine menschliche Bewegung an einer Eingangstür erfasst wird und die Beleuchtungsintensität an der Eingangstür nicht gering ist, kann die erste Steuerung alle vorher gesetzten Lampen ausschalten. Falls die zweite Bedingung (Bedingung 2) dem Fall entspricht, in dem eine menschliche Bewegung an der Eingangstür erfasst wird und die Beleuchtungsintensität an der Eingangstür gering ist, kann die zweite Steuerung einen Teil der vorher gesetzten Lampen (z. B. ein Teil der Lampen an der Eingangstür und ein Teil der Lampen im Wohnzimmer) anschalten. Falls die dritte Bedingung (Bedingung 3) dem Fall entspricht, in dem menschliche Bewegung an der Eingangstür erfasst wird und eine Intensität der Beleuchtung an der Eingangstür sehr gering ist, kann die dritte Steuerung alle vorher gesetzten Lampen anschalten.
Anders als in den vorangegangenen Fällen, können neben dem An- oder Ausschalten der Lampen die ersten, zweiten und dritten Steuerungen auch verschieden gemäß vorher festgesetzter Abläufe angewandt werden. Beispielsweise können die ersten, zweiten und dritten Steuerungen mit Betriebsarten einer Lampe und einer Klimaanlage während des Sommers oder mit Betriebsarten einer Lampe und der Heizung während des Winters verbunden sein.
Weitere Beispiele für Beleuchtungssysteme werden unter Bezugnahme auf die 21 bis 24 beschrieben. 21 zeigt ein schematisches Blockdiagramm, das Elemente eines Beleuchtungssystems gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung darstellt. Ein Beleuchtungssystem 1002' gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann einen Bewegungssensor 1100, einen Beleuchtungsintensitätssensor 1200, eine Beleuchtungseinheit 1300 und einen Controller 1400 enthalten. Der Bewegungssensor 1100 erfasst seine eigene Bewegung. Beispielsweise kann das Beleuchtungssystem an ein bewegbares Objekt, beispielsweise einen Container oder ein Fahrzeug angeordnet sein, und der Bewegungssensor 1100 erfasst eine Bewegung des bewegten Objektes. Falls die Bewegung des Objektes, an dem das Beleuchtungssystem angeordnet ist, erfasst wird, gibt der Bewegungssensor 1100 ein Signal an den Controller 1400 aus und das Beleuchtungssystem wird aktiviert. Der Bewegungssensor 1100 kann einen Beschleunigungssensor, einen geomagnetischen Sensor oder ähnliches enthalten.
Der Beleuchtungsintensitätssensor 1200, zum Beispiel vom Typ eines optischen Sensors, misst die Beleuchtungsintensität der Umgebung. Wenn der Bewegungssensor 1100 die Bewegung des Objektes an dem das Beleuchtungssystem angeordnet ist, erfasst, wird der Beleuchtungsintensitätssensor 1200 gemäß einem von dem Controller 1400 ausgegebenen Signal aktiviert. Das Beleuchtungssystem beleuchtet während Nachtarbeiten oder in dunkler Umgebung, um Arbeiter oder Bedienpersonal auf ihre Umgebung aufmerksam zu machen, und ermöglicht einem Fahrer bei Nacht eine gute Sichtbarkeit sicherzustellen. Das heißt, selbst falls die Bewegung eines Objektes an dem das Beleuchtungssystem angeordnet ist, erfasst wird, wird die Beleuchtung des Beleuchtungssystems nicht benötigt, falls die Beleuchtungsintensität größer ist, als ein vorher festgelegtes Niveau (z. B. während des Tages). Falls jedoch auch während des Tages, z. B. falls es regnet, die Beleuchtungsintensität ziemlich gering ist, ist es nötig, einen Arbeiter oder Bedienpersonal über eine Bewegung eines Containers zu informieren, so dass das Abgeben von Licht nur durch die lichtabgebende Einheit erforderlich wird. Das heißt, ob die Beleuchtungseinheit 1300 angeschaltet wird, wird durch einen von den Beleuchtungsintensitätssensor 1200 gemessenen Beleuchtungsintensitätswert ermittelt.
Der Beleuchtungsintensitätssensor 1200 misst eine Beleuchtungsintensität der Umgebung und gibt einen gemessenen Wert an den Controller 1400 aus. Falls der Beleuchtungsintensitätswert größer oder gleich eines vorher festgesetzten Wertes ist, muss die Beleuchtungseinheit 1300 kein Licht emittieren und das gesamte System wird ausgeschaltet.
Falls der von den Beleuchtungsintensitätssensor 1200 gemessene Beleuchtungsintensitätswert kleiner als der vorher festgesetzte Wert ist, emittiert die Beleuchtungseinheit 1300 Licht. Der Arbeiter oder das Bedienpersonal kann das von der Beleuchtungseinheit 1300 ausgesandte Licht erkennen, um die Bewegung des Containers oder ähnliches zu registrieren. Als Beleuchtungseinheit 1300 kann die vorangegangene Beleuchtungsvorrichtung verwendet werden.
In die Beleuchtungseinheit 1300 kann daher eine davon emittierte Lichtintensität gemäß des Beleuchtungsintensitätswertes der Umgebung anpassen. Falls der Beleuchtungsintensitätswert der Umgebung gering ist, kann die Beleuchtungseinheit 1300 die Intensität des emittierten Lichtes erhöhen und falls der Beleuchtungsintensitätswert der Umgebung relativ hoch ist, kann die Beleuchtungseinheit 1300 die emittierte Lichtintensität verringern, um Energieverschwendung zu vermeiden.
Der Controller 1400 steuert den Bewegungssensor 1100, in den Beleuchtungsintensitätssensor 1200, und die gesamte Beleuchtungseinheit 1300. Falls der Bewegungssensor 1100 die Bewegung des Objektes, an dem das Beleuchtungssystem angeordnet ist, erfasst und ein Signal an den Controller 1400 ausgibt, gibt der Controller 1400 ein Betriebssignal an den Beleuchtungsintensitätssensor 1200 aus. Der Controller 1400 empfängt einen von den Beleuchtungsintensitätssensor gemessenen Beleuchtungsintensitätswert und ermittelt, ob die Beleuchtungseinheit 1300 anzuschalten ist.
22 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Beleuchtungssystems. Im Folgenden wird ein Verfahren zum Steuern eines Beleuchtungssystems in Bezugnahme auf 22 beschrieben.
Als erstes wird eine Bewegung eines Objektes, an dem das Beleuchtungssystem angeordnet ist, erfasst und ein Betriebssignal ausgegeben (S310). Beispielsweise erfasst der Bewegungssensor 1100 die Bewegung eines Containers oder eines Fahrzeuges, in dem das Beleuchtungssystem installiert ist und falls die Bewegung des Containers oder Fahrzeuges erfasst wurde, gibt der Bewegungssensor 1100 ein Betriebssignal aus. Das Betriebssignal kann als Signal zum Aktivieren der Gesamtleistung des Beleuchtungssystems aufgefasst werden. Falls die Bewegung des Containers oder des Fahrzeuges erfasst wird, gibt der Bewegungssensor 1100 ein Betriebssignal an den Controller 1400 aus.
Als nächstes wird eine Beleuchtungsintensität der Umgebung, basierend auf dem Betriebssignal gemessen und ein Beleuchtungsintensitätswert ausgegeben (S320). Falls das Betriebssignal an den Controller 1400 übertragen wird, gibt der Controller 1400 ein Signal an den Beleuchtungsintensitätssensor 1200 aus und der Beleuchtungsintensitätssensor 1200 misst die Beleuchtungsintensität der Umgebung. Der Beleuchtungsintensitätssensor 1200 gibt dann den gemessenen Beleuchtungsintensitätswert der Umgebung an den Controller 1400 aus. Danach wird ermittelt, ob die Licht abgebende Einheit entsprechend dem Beleuchtungsintensitätswert anzuschalten ist und entsprechend dem Erfassungsergebnis wird die Licht abgebende Einheit gesteuert, um Licht abzugeben.
Als erstes wird der Beleuchtungsintensitätswert mit einem vorher festgelegten Wert zur Erfassung verglichen (S330). Wenn der Beleuchtungsintensitätswert in den Controller 1400 eingegeben wurde, vergleicht der Controller 1400 den empfangenen Beleuchtungsintensitätswert mit einem vorher festgesetzten Wert und ermittelt, ob der empfangene Wert kleiner ist als der vorher festgelegte Wert. In diesem Fall ist der vorher festgelegte Wert ein Wert, um zu ermitteln, ob die Beleuchtungsvorrichtung anzuschalten ist. Beispielsweise kann der vorher festgesetzte Wert ein Beleuchtungsintensitätswert sein, bei dem ein Arbeiter oder Fahrer Schwierigkeiten hat mit bloßen Augen zu erkennen und einen Fehler machen könnte, beispielsweise falls die Sonne untergeht. Falls der von dem Beleuchtungsintensitätssensor 1200 gemessene Beleuchtungsintensitätswert größer ist als der vorher festgelegte Wert, ist in die Beleuchtung durch die Licht abgebende Einheit nicht erforderlich, so dass der Controller 1400 das gesamte System ausschaltet. Falls der von dem Beleuchtungsintensitätssensor 1200 gemessene Beleuchtungsintensitätswert kleiner als der vorher festgesetzte Wert ist, ist für die Beleuchtung durch die Licht abgebende Einheit erforderlich, so das der Controller 1400 ein Signal an die Beleuchtungseinheit 1300 ausgibt und die Beleuchtungseinheit 1300 Licht emittiert (S340).
23 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Beleuchtungssystems gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung. Im Folgenden wird ein Verfahren zum Steuern eines Beleuchtungssystems gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung erläutert. Auf die Beschreibung von Schritten, die ähnlich der Schritte des oben beschriebenen Verfahrens zum Steuern eines Beleuchtungssystems in Bezugnahme auf 22 sind, wird verzichtet.
Wie in 23 dargestellt, kann gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform die Intensität des von der Licht abgebenden Einheit emittierten Lichtes gemäß eines Beleuchtungsintensitätswertes der Umgebung eingestellt werden.
Wie oben beschrieben, gibt der Beleuchtungsintensitätssensor 1200 einen Beleuchtungsintensitätswert an den Controller 1400 ab (S320). Falls der Beleuchtungsintensitätswert kleiner ist als ein vorher festgelegter Wert (S330), ermittelt der Controller 1400 einen Bereich des Beleuchtungsintensitätswertes (S340-1). Der Controller 1400 weist einen unterteilten Bereich des Beleuchtungsintensitätswertes auf, basierend auf dem der Controller 1400 den Bereich der Unterteilung des gemessenen Beleuchtungsintensitätswertes ermittelt.
Falls der Bereich des Beleuchtungsintensitätswertes erfasst wurde, ermittelt der Controller 1400 die Intensität (oder eine andere Beleuchtungscharakteristik) des von der Licht abgebenden Einheit zu emittierenden Lichtes, basierend auf dem ermittelten Bereich (S340-2) und die Beleuchtungseinheit 1300 emittiert entsprechend Licht mit der ermittelten Beleuchtungscharakteristik (S340-3). Die Intensität (oder eine andere Beleuchtungscharakteristik) des von der Licht abgebenden Einheit emittierten Lichtes kann gemäß dem Beleuchtungsintensitätswertes ausgewählt werden und der Beleuchtungsintensitätswert (oder eine andere Beleuchtungscharakteristik) ändert sich entsprechend dem Wetter, Zeit und der Umgebung, so dass die Intensität des von der Licht abgebenden Einheit emittierten Lichtes ebenso zu regulieren ist. Durch das Einstellen der Intensität des emittierten Lichtes gemäß dem Bereich der Beleuchtungsintensitätswerte, kann Stromverschwendung vermieden werden und die Aufmerksamkeit eines Arbeiters oder von Bedienpersonal kann auf ihre Umgebung gelenkt werden.
24 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Beleuchtungssystems gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung. Im Folgenden wird ein Verfahren zum Steuern eines Beleuchtungssystems gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung erläutert. Auf eine Beschreibung ähnlicher Schritte des Verfahrens zum Steuern eines Beleuchtungssystems, wie oben beschrieben, in Bezug auf die 22 und 23 wird verzichtet. Das Verfahren zum Steuern des Beleuchtungssystems gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform umfasst außerdem in dem Schritt S350 zum Ermitteln, ob eine Bewegung eines Objektes, an dem das Beleuchtungssystem angeordnet ist, beibehalten wird während die Beleuchtungseinheit 1300 Licht emittiert und dem Ermitteln, ob die Lichtemission beibehalten wird.
Falls die Beleuchtungseinheit 1300 beginnt, Licht zu emittieren, wird das Beenden der Lichtemission, basierend darauf, ermittelt, ob ein Container oder Fahrzeug, an dem das Beleuchtungssystem installiert ist, sich weiterhin bewegt. Falls die Bewegung des Containers stoppt, kann ermittelt werden, dass der Betrieb des Beleuchtungssystems beendet wird. Außerdem, falls das Fahrzeug nur kurzzeitig an einem Verkehrsübergang stoppt, kann die Lichtabgabe der Licht abgebenden Einheit gestoppt werden, um eine Störung der Sicht der ankommenden Fahrer zu vermeiden.
Wenn sich der Container oder das Fahrzeug wieder bewegt, arbeitet der Bewegungssensor 1100 und die Beleuchtungseinheit 1300 beginnt erneut Licht abzugeben.
Ob die Abgabe von Licht beibehalten wird, kann darauf basierend ermittelt werden, ob die Bewegung eines Objektes, an dem das Beleuchtungssystem angeordnet ist von dem Bewegungssensor 1100 erfasst wird. Falls die Bewegung des Objektes kontinuierlich von dem Bewegungssensor 1100 erfasst wird, wird eine Beleuchtungsintensität wieder gemessen (z. B. Schritt S320) und es wird ermittelt, ob die Lichtabgabe (z. B. Schritt S330) beibehalten wird. Falls keine Bewegung des Objektes erfasst wird (z. B. Schritt S350 'NEIN' Zweig), wird der Betrieb des Systems beendet beispielsweise durch Beenden der Lichtausgabe der Beleuchtungseinheit 1300.
Unter Bezugnahme auf die 25 bis 27 wird eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung beschrieben.
25 zeigt eine Expositionszeichnung, die schematisch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung darstellt und 26 zeigt eine schematische Querschnittsansicht, die eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung darstellt. In den 25 und 26 ist eine mit dem MR16 Standard kompatible Lampe als Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform dargestellt, jedoch ist die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung nicht hierauf beschränkt.
Bezugnehmend auf die 25 bis 26 kann eine Beleuchtungssystem 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform eine Basis 900, eine Gehäuse 800, einen Kühlventilator 700 und eine Licht abgebende Einheit 600 enthalten.
Die Basis 900 kann ein Rahmenelement sein, in dem der Kühlventilator 700 und die Licht abgebende Einheit 600 fest installiert sind. Die Basis 900 kann einen Befestigungsrand 910 und eine Halteplatte 920 mit dem Befestigungsrand 910 enthalten. Der Befestigungsrand 910 kann eine in Bezug auf die zentrale Achse O senkrechte ringförmige Struktur aufweisen und einen Randabschnitt 911, der sich von einem unteren Endabschnitt nach außen hin erstreckt. Falls die Beleuchtungsvorrichtung 10 in einer Struktur wie beispielsweise einen Deckel installiert wird, kann der Randabschnitt 911 in ein in der Decke vorhandenes Loch eingesetzt werden, um die Beleuchtungsvorrichtung 10 zu befestigen.
Der Befestigungsrand 910 kann eine Aussparung 912 enthalten, die in Richtung des zentralen Abschnitts der Basis 900 eingerückt ist. Die Aussparung 912 kann die Form eines Durchlaufs 820 eines im Folgenden beschriebenen Gehäuses 800 aufweisen und kann an einer Position entsprechend dem Durchfluss 820 ausgebildet sein. Demgemäß ist der Durchlauf 820 kontinuierlich mit der Aussparung 912 ausgebildet, um durch einen unteren Abschnitt des Befestigungsrandes 910 nach außen zugänglich zu sein.
Die Basis 900 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird im folgenden Teil beschrieben. Die Halteplatte 920 kann auf einer inneren umlaufenden Oberfläche des Befestigungsrandes 910 angeordnet sein und eine horizontale Struktur senkrecht zur zentralen Achse O aufweisen und teilweise mit dem Befestigungsrand 910 verbunden sein. Die Halteplatte 920 kann eine Oberfläche (oder eine obere Oberfläche) 920a und eine andere Oberfläche (oder eine untere Oberfläche) 920b, die beide flach sind und sich gegenüber stehen, aufweisen und kann eine Vielzahl an Wärmeableitrippen 921, die auf einer Oberfläche 920 davon ausgebildet sind, enthalten. Die Vielzahl der Wärmeableitrippen 921 kann radial vom Zentrum der Halteplatte 920 zu deren Rändern hin ausgebildet sein. In diesem Fall kann jede der Wärmeableitrippen 921 eine gekrümmte Oberfläche aufweisen und insgesamt spiralförmig sein. Gemäß der beispielhaften vorliegenden Ausführungsform ist dargestellt, dass die Vielzahl der Wärmeableitrippen 921 jeweils eine gekrümmte Oberfläche aufweisen und spiralförmig angeordnet sind, die vorliegende Beschreibung ist jedoch nicht hierauf beschränkt und die Wärmeableitrippen 921 können auch jegliche andere Formen, wie beispielsweise eine lineare Form, aufweisen.
Befestigungsabschnitte 922 können sich von der Oberfläche 920a bis zu einer vorher festgelegten Höhe erstrecken. Die Befestigungsabschnitte 922 können ein darin ausgebildetes Schraubenloch aufweisen, um das Gehäuse 800 und den Kühlventilator 700, wie im Folgenden beschrieben unter Verwendung von Befestigungseinheiten wie beispielsweise Schrauben S oder ähnliches daran zu befestigen.
Die Licht abgebende Einheit 600 mit einem Licht abgebenden Element 610 und einem Substrat 620 ist auf der anderen Oberfläche 920b der Halteplatte 920 befestigt. Eine Seitenwand 923, die sich von der anderen Oberfläche 920b nach unten erstreckt und eine vorher festgelegte Höhe aufweist, kann entlang dem Umfang der Ränder bereit gestellt sein. Ein Raum mit einer vorher festgelegten Größe kann innerhalb der Seitenwand 923 vorgesehen sein, um die Licht abgebende 600 darin aufzunehmen. Auf der Licht abgebenden Einheit 600, kann eine Gehäuseeinheit 700 mit einer Vielzahl an Lichtleitern 710 ausgebildet sein.
Auch kann ein Rückflussverhinderungsteil 850 auf den Kühlventilator 950 ausgebildet sein. Das Rücklaufverhinderungsteil 850 kann einen ringförmigen Körper 860 mit einem zentralen Loch 870 und einer Vielzahl an Führungspins 880, die sich zu dem zentralen Loch 870 erstrecken, aufweisen. Die vorliegende beispielhafte Ausführungsform zeigt, dass die Vielzahl an Führungspins 880 so gebogen sind, dass sie bogenförmige Oberflächen aufweisen und spiralförmig angeordnet sind. Es ist jedoch klar, dass eine oder weitere beispielhafte Ausführungsformen nicht hierauf beschränkt sind.
Ein Luftablassloch 930 in Schlitzform kann zwischen einer äußeren umlaufenden Oberfläche in der Halteplatte 920 und einer inneren Oberfläche des Befestigungsrandes 910 angeordnet sein. Das Luftablassloch 930 dient als Durchgang, um Luft von der einen Oberfläche 920a zur anderen Oberfläche 920b durchzulassen, so dass die Luft nicht in der einen Oberfläche 920a verbleibt und ein kontinuierlicher Luftstrom beibehalten wird.
Die Basis 900 ist in direktem Kontakt mit der Licht abgebenden Einheit 600 als einer Wärmequelle und kann aus einem Material ausgebildet sein mit exzellenter Wärmeleitfähigkeit, um die Wärmeableitfunktion wie eine Wärmesenke zu leisten. Beispielsweise kann die Basis 900 mit Metall ausgebildet sein aus Harz oder ähnlichem mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit durch Injektionsgießen oder ähnliches, so dass der Befestigungsrand 910 und die Halteplatte 920 integriert sind. Der Befestigungsrand 910 und die Halteplatte 920 können auch als separate Komponenten hergestellt werden und zusammengebaut werden. In diesem Fall kann die Halteplatte 920 aus einem Metall, einem Harz oder ähnlichem mit exzellenter Wärmeleitfähigkeit ausgebildet sein und der Befestigungsrand 910, den der Benutzer zum Austauschen einer Beleuchtungsvorrichtung oder ähnlichem direkt anfasst, kann aus einem Material mit relativ geringer Wärmeleitfähigkeit ausgebildet sein, um einen Unfall durch Verbrennen zu vermeiden.
Wie in den 25 und 26 dargestellt, kann das Gehäuse 800 auf einer Seite der Basis 900 angeordnet sein. Im Detail ist das Gehäuse 800 an dem Befestigungsrand 910 befestigt, um die Halteplatte 920 zu bedecken. Das Gehäuse 800 kann nach oben hin konvex parabelförmig sein, wobei ein Endabschnitt 810 in einem oberen Endabschnitt des Gehäuses 800 bereitgestellt ist und an eine externe Leistungsquelle (z. B. eine Steckdose) befestigt sein und eine Öffnung kann in einem unteren Endabschnitt davon ausgebildet sein und mit der Basis 900 verbunden sein. Insbesondere umfasst das Gehäuse 800 den Durchlauf 820 als eingerücktes Gebiet, das in Bezug auf eine externe Oberfläche des Gehäuses 800 eine Stufe bildet, um einen Lufteinlass von außen zu führen und ein Lufteinlassloch 830, das den Lufteinlauf durch den Durchlauf 820 zur inneren Oberfläche erlaubt.
Das Lufteinlassloch 830 kann entlang des Umfangs des Gehäuses 800 eine ringförmige Form aufweisen und benachbart zu dem oberen Endabschnitt des Gehäuses 800 angeordnet sein. Wenigstens ein Durchlauf 820 kann eine vertiefte Struktur in Form einer Aussparung aufweisen und kann an einer äußeren Oberfläche des Gehäuses 800 ausgebildet sein. Der Durchlauf 820 kann sich entlang der äußeren Oberfläche des Gehäuses 800 nach oben erstrecken, um mit dem Lufteinlassloch 830 zu kommunizieren.
Im Detail kann der Durchlauf 820 einen ersten Durchlauf 821 entlang des Umfangs des Gehäuses 800 an einer Position entsprechend dem Lufteinlassloch 830 aufweisen, um mit dem Lufteinlassloch 830 zu kommunizieren und einen zweiten Durchlauf 822, der sich von dem ersten Durchlauf 821 zu einem unteren Endabschnitt des Gehäuses 800 erstreckt und sich nach außen öffnet. Der zweite Durchlauf 822 kann kontinuierlich mit der Aussparung 912 des Befestigungsrandes 910, der an dem unteren Endabschnitt des Gehäuses 800 befestigt ist, ausgebildet sein und kann sich zu einem unteren Abschnitt des Befestigungsrandes 910 erstrecken, um sich nach außen zu öffnen. Demgemäß kann die umgebende Luft entlang des Durchlaufs 820 als Abschnitt der äußeren Oberfläche des Gehäuses 800 von einer unteren Seite des Befestigungsrandes 910 eingeführt werden und nach oben geleitet werden und kann zu einem internen Raum des Gehäuses 800 durch das Lufteinlassloch 830 eingeführt werden. Gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist es dargestellt, dass ein Paar zweiter Durchläufe 822, die sich gegenüber stehen, bereit gestellt sind, jedoch kann die Anzahl der zweiten Durchläufe 822 und deren Positionen auf verschiedene Art und Weise modifiziert werden.
27 zeigt eine Explosionszeichnung einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung.
Bezugnehmend auf die Explosionsansicht aus 27 ist eine Beleuchtungsvorrichtung 10' beispielsweise als Glühlampe mit einer Licht abgebenden Einheit 600', einem LED-Treiber 500' und einer externe Verbindungseinheit 810' dargestellt. Die Beleuchtungsvorrichtung 10' kann auch externe Strukturen wie beispielsweise ein Gehäuse 800' und eine Gehäuseeinheit 700' enthalten. Die Licht abgebende Einheit 600' kann eine Licht abgebende Vorrichtung 610' mit LED-Paketstruktur oder irgendeiner ähnlichen Struktur und einem Board 620' auf dem die Licht abgebende Vorrichtung 610' montiert ist, enthalten. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist eine einzelne Licht abgebende Vorrichtung 610' auf dem Board 620' montiert, dargestellt, die vorliegende Beschreibung ist jedoch nicht hierauf beschränkt und es könnte auch eine Vielzahl Licht abgebender Vorrichtungen 610' montiert werden, falls nötig.
Durch die Licht abgebende Vorrichtung 610' erzeugte Wärme kann durch eine Wärmeableiteinheit verteilt werden und eine Wärmesenke 910', die in direktem Kontakt mit der Licht abgebenden Einheit 600' liegt, um den Wärmeableiteffekt zu verbessern, kann gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform in der Beleuchtungsvorrichtung 10' enthalten sein. Die Gehäuseeinheit 700' kann auf der Licht abgebenden Einheit 600' angeordnet sein und eine konvexe Linsenform aufweisen. Der LED-Treiber 500' kann in dem Gehäuse 800' installiert sein und mit der externen Verbindungseinheit 810' mit einer Steckdosenstruktur verbunden sein, um Leistung von einer externen Leistungsquelle zu empfangen. Der LED-Treiber 500' kann auch dazu dienen, um die empfangene Leistung in eine geeignete Stromquelle zum Betreiben der Licht abgebenden Vorrichtung 610' in der Licht abgebenden Einheit 600' zu wandeln und selbige bereit zu stellen. Beispielsweise kann der LED-Treiber 500' eine Gleichrichterschaltung, eine DC-DC-Wandlerschaltung und ähnliches enthalten.
Die Beleuchtungsvorrichtung 10' kann außerdem das oben beschriebene Kommunikationsmodul enthalten.
Die Beleuchtungsvorrichtung, die eine oben beschriebene LED verwendet, kann in ihrem optischen Design entsprechend dem Produkt, dem Anwendungsort und dem Anwendungszweck geändert werden. Beispielsweise kann entsprechend der vorangegangen emotionalen Beleuchtung eine Technik zum Steuern der Beleuchtung unter Verwendung einer drahtlosen (z. B. ferngesteuert) Steuertechnik unter Verwendung eines tragbaren Gerätes beispielsweise einem Smartphone zusätzlich zur Technik zum Steuern von Farbe, Temperatur, Helligkeit und Farbton der Beleuchtung bereitgestellt werden.
Außerdem kann eine sichtbare drahtlose Kommunikationstechnologie, die auf ein gleichzeitiges Erreichen eines einzigen Zweckes einer LED-Lichtquelle und eines Zweckes einer Kommunikationseinheit durch Hinzufügen einer Kommunikationsfunktion zu den LED-Beleuchtungsvorrichtungen und Anzeigevorrichtungen verfügbar gemacht werden. Dies ist, da eine LED-Lichtquelle eine größere Lebensdauer und ausgezeichnete Energieeffizienz aufweist, verschiedene Farben implementiert, eine hohe Schaltrate für digitale Kommunikationen aufweist und für digitale Steuerung im Vergleich zu bestehenden Lichtquellen verfügbar ist. Die sichtbare lichtdrahtlose Kommunikationstechnologie ist eine drahtlose Kommunikationstechnologie, die Information drahtlos unter Verwendung von Licht mit einer Wellenlänge im sichtbaren Lichtbereich, das durch menschliche Augen erkennbar ist, verwendet. Die sichtbare Lichtdrahtloskommunikationstechnologie unterscheidet sich von einer drahtgebundenen optischen Kommunikationstechnologie dadurch, dass Licht in einem sichtbaren Lichtwellenlängenband verwendet wird und dass die Kommunikationsumgebung auf einem drahtlosen Schema basiert. Anders als bei drahtloser Kommunikation per Funk ist die sichtbare lichtdrahtlose Kommunikationstechnologie ausgesprochen einfach und physikalisch sehr sicher, da sie ohne notwendige Regulierung oder Erlaubnis im Hinblick auf die Verwendung von Frequenzen verwendet werden kann und sich auch dadurch unterscheidet, dass der Nutzer die Kommunikationsverbindung physikalisch prüfen kann und die sichtbare Lichtdrahtloskommunikationstechnologie außerdem als Fusionstechnik Eigenschaften einer einzigen Anwendung als Lichtquelle und als Kommunikationsfunktion verbindet.
Wie oben dargelegt, ist gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Beschreibung eine variable Impedanzeinheit mit einem Eingangsanschluss einer LED-Betriebsvorrichtung zum Betreiben von LEDs verbunden und die Impedanz der variablen Impedanzeinheit kann basierend auf der Eingangsspannung oder Ausgangsspannung der LED mit Hilfsvorrichtung ermittelt werden. Das bedeutet, eine sehr kompatible LED-Betriebsvorrichtung wird bereitgestellt, die für Halogenlampen, Transformatoren oder Fluoreszenzlampenstabilisatoren mit verschiedenen Spezifikationen verwendet werden. Insbesondere kann die Helligkeit einer LED durch Anpassen einer Spannungsverstärkung eines Transformators oder eines Stabilisators durch Anpassen der Impedanz der variablen Impedanzeinheit eingestellt werden, unabhängig von der Phasensteuerung eines Dimmers und der Wärmeverlust kann reduziert werden, wodurch die Effizienz der in der LED-Betriebsvorrichtung enthaltenen Schaltkreise verbessert wird. Vorteile und Effekte der vorliegenden Beschreibung sind nicht auf den vorher genannten Inhalt beschränkt und viele weitere nicht technische Effekte können von dem Fachmann auf dem technischen Gebiet durch die vorangegangenen Beschreibungen erfasst werden.
Obwohl oben beispielhafte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, ist es klar für den Fachmann, dass Modifikationen und Änderungen davon durchgeführt werden können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Beschreibung gemäß der vorliegenden Patentansprüche abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 10-2013-0138541 [0001]

Claims

Lichtabgebende Dioden (LED) Betriebsvorrichtung (100) umfassend: einen Gleichrichter (120) geeignet, um eine Wechselspannung (AC) gleich zu richten, um eine erste Spannung zu erzeugen; einen Spannungswandler (150) geeignet, um eine zweite Spannung zum Betreiben einer Vielzahl an LEDs, basierend auf der ersten Spannung zu erzeugen; eine variable Impedanzeinheit (110), die mit einem Eingangsanschluss des Gleichrichters (120) verbunden ist; und einen Controller geeignet, um die Impedanz der variablen Impedanzeinheit (110), basierend auf wenigstens einer der ersten und zweiten Spannungen einzustellen.
LED-Betriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Controller (130) umfasst: eine Erfassungsschaltung (333) geeignet, um wenigstens eine der ersten Spannung und der zweiten Spannung zu erfassen; eine Vergleichsschaltung (335) geeignet, um die von der Erfassungsschaltung (333) erfasste Spannung mit einer oder mehrerer an Referenzspannungen zu vergleichen und basierend auf dem Vergleich die Impedanz der variablen Impedanzeinheit (110) einzustellen; und eine Verzögerungsschaltung (337) geeignet, um den Betriebszeitpunkt eines in der Vergleichsschaltung (335) enthaltenen aktiven Elements zu steuern.
LED-Betriebsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Vergleichsschaltung (335) umfasst: eine erste Vergleichsschaltung (534) geeignet, um die von der Erfassungsschaltung (333) erfasste Spannung mit einer ersten Referenzspannung zu vergleichen; und eine zweite Vergleichsschaltung (535) geeignet, um die von der Erfassungsschaltung (333) erfasste Spannung mit einer zweiten Referenzspannung zu vergleichen, wobei die erste Referenzspannung größer ist als die zweite Referenzspannung.
LED-Betriebsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei falls die von der Erfassungsschaltung (333) erfasste Spannung größer ist als die erste Referenzspannung, die Vergleichsschaltung (335) die Impedanz der variablen Impedanzeinheit derart anpasst, dass das Niveau der AC-Spannung erniedrigt wird, und falls die von der Erfassungsschaltung (333) erfasste Spannung niedriger als die zweite Referenzspannung ist, die Vergleichsschaltung (335) die Impedanz der variablen Impedanzeinheit (110) derart einstellt, dass das Niveau der AC-Spannung erhöht wird.
LED-Betriebsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste Vergleichsschaltung (534) und die zweite Vergleichsschaltung (535) jeweils einen Operationsverstärker (U1, U2) enthält, und die von der Erfassungsschaltung (333) erfasste Spannung an einen nichtinvertierenden Anschluss des Operationsverstärkers (U1) in der ersten Vergleichsschaltung (534) und an einen invertierenden Anschluss des Operationsverstärkers in der zweiten Vergleichsschaltung (535) angelegt wird.
LED-Betriebsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Verzögerungsschaltung (337) den Betriebszeitpunkt der Operationsverstärker (U1, U2) in den ersten und zweiten Vergleichsschaltungen für eine vorher festgelegte Zeitdauer verzögert.
LED-Betriebsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Dauer um die die Verzögerungsschaltung (337) den Betriebszeitpunkt der Operationsverstärker (U1, U2) in den ersten und zweiten Vergleichsschaltungen verzögert, eine Zeitdauer ist, die für die in den ersten und zweiten Vergleichsschaltungen enthaltenen Operationsverstärkern genommen wird, um das Betreiben und das Ausgeben einer Spannung größer als die zweite Referenzspannung zu starten.
LED-Betriebsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die ersten und zweiten Vergleichsschaltungen (534, 535) jeweils eine Latch-Schaltung (U3, U4), die mit einem Ausgangsanschluss der Operationsverstärker (U1, U2) der entsprechenden Vergleichsschaltungen verbunden sind, enthalten.
LED-Betriebsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Verzögerungsschaltung eine oder mehrere Schmitt Trigger Schaltungen (U5, U6) enthält.
LED-Betriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die variable Impedanzeinheit (110) eine Kondensatorbank mit einer Vielzahl parallel verbundener Kondensatoren enthält.
LED-Betriebsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei, falls wenigstens eine der ersten und zweiten Spannungen größer ist als die erste Referenzspannung, der Controller (130) einen Kondensator mit einer relativ großen Kapazität aus der Vielzahl an Kondensatoren steuert, um mit den Eingangsanschlüssen des Gleichrichters parallel geschalten zu sein und falls wenigstens eine der ersten und zweiten Spannungen kleiner ist als die zweite Referenzspannung kleiner als die erste Referenzspannung, der Controller (130) einen Kondensator mit einer relativ geringen Kapazität aus der Vielzahl an Kondensatoren steuert, um mit den Eingangsanschlüssen des Gleichrichters parallel geschaltet zu sein.
LED-Betriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die AC-Spannung von wenigstens einem des Transformators (13) für Halogenlampen und einen Stabilisator für Leuchtstofflampen erzeugt wird.
LED-Betriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Spannungswandler (140) einen Power-Factor-Correction(PFC)-Wandler und einen BUCK-Wandler enthält.
LED-Betriebsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Controller die Impedanz der variablen Impedanzeinheit, basierend auf der Erfassung wenigstens einer Eingangsspannung und einer Ausgangsspannung des PFC-Wandlers, einstellt.
Beleuchtungsvorrichtung (10) umfassend: eine Licht abgebende Einheit (15) mit einer Vielzahl Licht-abgebender-Dioden (LED); einen LED-Treiber (14) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 14, geeignet, um die Vielzahl der LEDs nach dem Empfang einer Wechselspannung (AC), die von wenigstens einem aus einem Transformator (13) für Halogenlampen und einem Stabilisator für Fluoreszenzlampen erzeugt wurde, zu betreiben.
Steuerschaltung (130) für eine Licht abgebende Dioden(LED)-Betriebsvorrichtung (14), die eine Vielzahl an LEDs nach dem Empfang einer Wechselspannung (AC) betreibt, wobei die Steuerschaltung (130) umfasst: eine Erfassungsschaltung (333) geeignet, um wenigstens eine einer Eingangsspannung und einer Ausgangsspannung in der LED-Betriebsvorrichtung zu erfassen; eine Vergleichsschaltung (335) geeignet, um wenigstens eine einer Eingangsspannung und der Ausgangsspannung der LED-Betriebsvorrichtung (14) mit einer ersten Referenzspannung und einer zweiten Referenzspannung kleiner als die erste Referenzspannung zu vergleichen; und eine Verzögerungsschaltung (337) geeignet, um den Betriebszeitpunkt eines in der Vergleichsschaltung (335) enthaltenen aktiven Elements zu verzögern.
Steuerschaltung nach Anspruch 16, wobei die Vergleichsschaltung umfasst: eine erste Vergleichsschaltung (534) mit einem ersten Operationsverstärker (U1), die wenigstens eines der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung der LED-Betriebsvorrichtung (14) mit der ersten Referenzspannung vergleicht und mit einer Latch-Schaltung (U3), die mit einem Ausgangsanschluss des ersten Operationsverstärkers (U1) verbunden ist; und eine zweite Vergleichsschaltung (535) mit einem zweiten Operationsverstärker (U2), der wenigstens eine der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung der LED-Betriebsvorrichtung (14) mit der zweiten Referenzspannung vergleicht und mit einer Latch-Schaltung (U4), die mit einem Ausgangsanschluss des zweiten Operationsverstärkers (U2) verbunden ist.
Steuerschaltung nach Anspruch 16, wobei falls wenigstens eine der Eingangsspannungen und der Ausgangsspannungen der LED-Betriebsvorrichtung (14) größer ist als die erste Referenzspannung, die Vergleichsschaltung (335) ein Niveau der AC-Spannung verringert, und falls wenigstens eine der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung der LED-Betriebsvorrichtung (14) kleiner ist als die zweite Referenzspannung, die Vergleichsschaltung (335) das Niveau der AC-Spannung erhöht.
Steuerschaltung nach Anspruch 18, wobei die Vergleichsspannung (335) das Niveau der AC-Spannung durch Einstellen eines Kapazitätswertes einer in der LED-Betriebsvorrichtung (14) enthaltenen Kondensatorbank erhöht oder erniedrigt.