DE102021130316A1

DE102021130316A1 - LED-Vorrichtung und Beleuchtungsvorrichtung mit derselben

Info

Publication number: DE102021130316A1
Application number: DE102021130316.8A
Authority: DE
Inventors: BongJin Lee; June Jang
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2020-11-23
Filing date: 2021-11-19
Publication date: 2022-05-25
Also published as: US11602028B2; CN114531754A; US20220167477A1; KR20220070757A

Abstract

Eine LED-Vorrichtung (100) mit lichtemittierenden Dioden ist bereitgestellt. Die LED-Vorrichtung (100) weist einen ersten LED-Strang (111) auf, der dazu eingerichtet ist, Licht mit einer ersten Farbtemperatur zu emittieren; einen zweiten LED-Strang (112), der mit dem ersten LED-Strang (111) parallel geschaltet ist und dazu eingerichtet ist, Licht mit einer zweiten Farbtemperatur zu emittieren, die sich von der ersten Farbtemperatur unterscheidet; einen Controller (122), der dazu eingerichtet ist, ein Steuersignal (CTR) basierend auf einem von einem externen Controller empfangenen Steuerbefehl zu erzeugen; einen Schaltkreis (123), der dazu eingerichtet ist, die Helligkeit eines beliebigen oder einer beliebigen Kombination aus dem ersten LED-Strang (111) und dem zweiten LED-Strang (112) basierend auf dem Steuersignal (CTR) zu steuern; und eine Leistungsversorgung (121), die dazu eingerichtet ist, eine interne Leistungsspannung für den Betrieb des Controllers (122) und des Schaltkreises (123) zu erzeugen.

Description

HINTERGRUND
Verfahren, Geräte und Systeme, die mit beispielhaften Ausführungsformen übereinstimmen, beziehen sich auf eine LED-Vorrichtung und eine Beleuchtungsvorrichtung, die dieselbe enthält.
Leuchtdioden (LEDs) haben Vorteile wie etwa einen geringen Leistungsverbrauch und eine relativ lange Lebensdauer und ersetzen in zunehmendem Maße Leuchtstoff- und Glühbirnen. In letzter Zeit wurden verschiedene Arten von Beleuchtungsvorrichtungen mit LEDs als Lichtquellen entwickelt und verkauft, und es wurde auch aktiv an Beleuchtungsvorrichtungen geforscht, die über einfache Beleuchtungsfunktionen hinaus verschiedene Funktionen aufweisen. So kann eine Beleuchtungsvorrichtung beispielsweise mit einer Funktion zur Steuerung einer Farbtemperatur und/oder Helligkeit des Lichts oder zur Überwachung eines Betriebszustands von als Lichtquelle eingesetzten LEDs ausgestattet sein.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen sehen eine LED-Vorrichtung vor, in der verschiedene Funktionen bereitgestellt sein können, während ein Austausch und/oder eine Aufrüstung von Komponenten, die in einer Beleuchtungsvorrichtung enthalten sind, erheblich reduziert wird, sowie eine Beleuchtungsvorrichtung, die dieselbe enthält.
Gemäß einem Aspekt einer beispielhaften Ausführungsform enthält eine LED-Vorrichtung: einen ersten LED-Strang, der dazu eingerichtet ist, Licht mit einer ersten Farbtemperatur zu emittieren; einen zweiten LED-Strang, der mit dem ersten LED-Strang parallel geschaltet ist und dazu eingerichtet ist, Licht mit einer zweiten Farbtemperatur zu emittieren, die sich von der ersten Farbtemperatur unterscheidet; einen Controller, der dazu eingerichtet ist, ein Steuersignal basierend auf einem von einem externen Controller empfangenen Steuerbefehl zu erzeugen; einen Schaltkreis, der dazu eingerichtet ist, die Helligkeit eines beliebigen oder einer beliebigen Kombination aus dem ersten LED-Strang und dem zweiten LED-Strang basierend auf dem Steuersignal zu steuern; und eine Leistungsversorgung, die dazu eingerichtet ist, eine interne Leistungsspannung zum Betrieb des Controllers und des Schaltkreises zu erzeugen.
Gemäß einem Aspekt einer beispielhaften Ausführungsform enthält eine Beleuchtungsvorrichtung: einen LED-Treiber, der dazu eingerichtet ist, Treiberleistung unter Verwendung von Wechselstromleistung (AC-Leistung) zu erzeugen und die Treiberleistung über einen ersten Treiberknoten und einen zweiten Treiberknoten auszugeben; eine Mehrzahl an LED-Strängen, die einen ersten LED-Strang, der zwischen den ersten Treiberknoten und einen ersten LED-Ausgangsknoten geschaltet ist, und einen zweiten LED-Strang, der zwischen den ersten Treiberknoten und einen zweiten LED-Ausgangsknoten geschaltet ist, enthalten, wobei der erste LED-Strang dazu eingerichtet ist, Licht mit einer ersten Farbtemperatur zu emittieren, und der zweite LED-Strang dazu eingerichtet ist, Licht mit einer zweiten Farbtemperatur zu emittieren, und einen Controller, der mit dem ersten Treiberknoten, dem zweiten Treiberknoten, dem ersten LED-Ausgangsknoten und dem zweiten LED-Ausgangsknoten verbunden ist, zwischen dem LED-Treiber und der Mehrzahl an LED-Strängen. Der Controller enthält einen Schaltkreis, der mit dem ersten LED-Ausgangsknoten, dem zweiten LED-Ausgangsknoten und dem zweiten Treiberknoten verbunden ist, und ist dazu eingerichtet, eine Helligkeit eines beliebigen oder einer beliebigen Kombination aus dem ersten LED-Strang und dem zweiten LED-Strang einzustellen.
Gemäß einem Aspekt einer beispielhaften Ausführungsform enthält eine LED-Vorrichtung: eine Mehrzahl an LEDs, die direkt mit mindestens einem Teil einer Mehrzahl an Ausgangsanschlüssen eines Ausgangskabel eines LED-Treibers verbunden sind; eine Leistungsversorgung, die mit einem ersten Ausgangsanschluss der Mehrzahl an Ausgangsanschlüssen verbunden und dazu eingerichtet ist, eine erste interne Leistungsspannung und eine zweite interne Leistungsspannung unter Verwendung einer von dem LED-Treiber über den ersten Ausgangsanschluss empfangenen Treiberleistung zu erzeugen; einen Controller, der dazu eingerichtet ist, unter Verwendung der ersten internen Leistungsspannung zu arbeiten und ein PWM-Steuersignal (Pulsweitenmodulationssteuersignal) basierend auf einem von einem externen Controller empfangenen Steuerbefehl zu erzeugen; und einen Schaltkreis, der zwischen eine von der Mehrzahl an LEDs und einen zweiten Ausgangsanschluss der Mehrzahl an Ausgangsanschlüssen verbunden und dazu eingerichtet ist, unter Verwendung der zweiten internen Leistungsspannung zu arbeiten und eine Helligkeit eines Teils der Mehrzahl an LEDs basierend auf dem PWM-Steuersignal einzustellen.
Figurenliste
Die obigen und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher, in denen:

1 ein Blockdiagramm ist, das schematisch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt;
2 ein Blockdiagramm ist, das schematisch eine LED-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt;
3 bis 6 Ansichten sind, die einen Betrieb von LED-Vorrichtungen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigen;
7 ein Schema einer LED-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist;
8 ein Blockdiagramm ist, das einen LED-Treiber schematisch zeigt, der in einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthalten ist;
9 ein Schaltplan ist, der schematisch eine Wandlerschaltung eines LED-Treibers zeigt, der in einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthalten ist;
10 eine schematische Ansicht ist, die eine LED-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt;
11 und 12 schematische Ansichten sind, die Beleuchtungsvorrichtungen gemäß beispielhaften Ausführungsformen zeigen.
13 eine Ansicht ist, die eine Dimm-Funktion einer LED-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt;
14 und 15 Diagramme sind, die Verbindungsverfahren zwischen einer LED-Vorrichtung und einem LED-Treiber gemäß beispielhaften Ausführungsformen zeigen; und
16 und 17 schematische Ansichten sind, die LED-Vorrichtungen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die obigen und andere Aspekte werden aus der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher, in denen:

1 ein Blockdiagramm ist, das schematisch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt.

Auf 1 Bezug nehmend kann eine Beleuchtungsvorrichtung 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform einen LED-Treiber 20, der mit einer Leistungsquelle 1 verbunden ist, und eine LED-Vorrichtung 30 enthalten. Die LED-Vorrichtung 30 kann über einen ersten Treiberknoten 21 und einen zweiten Treiberknoten 22 mit dem LED-Treiber 20 verbunden sein, und die LED-Vorrichtung 30 kann durch die vom LED-Treiber 20 ausgegebene Treiberleistung V_DRV betrieben werden. Der LED-Treiber 20 kann beispielsweise einen LED-Strom ILED zum Betreiben einer LED als einen konstanten Strom ausgeben.
Der LED-Treiber 20 kann eine Gleichrichterschaltung, die eine von der Leistungsquelle 1 ausgegebene AC-Leistung (bzw. Wechselstrom) V_AC in eine DC-Leistungsquelle (bzw. Gleichstromquelle) gleichrichtet, eine Wandlerschaltung, die die Treiberleistung V_DRV unter Verwendung der gleichgerichteten DC-Leistung (bzw. Gleichstroms) erzeugt, und dergleichen enthalten. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann ein Filter für elektromagnetische Störungen (EMI) oder ähnliches zwischen der Leistungsquelle 1 und der Gleichrichterschaltung verbunden sein. Der Aufbau und die Funktionsweise des LED-Treibers 20 werden später beschrieben.
Die LED-Vorrichtung 30 kann LED-Stränge 31, einen Smart-Controller 32 und dergleichen enthalten. Die LED-Stränge 31 enthalten eine Mehrzahl an LEDs, die als Lichtquelle fungieren, und die Mehrzahl an LEDs kann durch die Treiberleistung V_DRV eingeschaltet werden.
Die Mehrzahl an LEDs, die in den LED-Strängen 31 enthalten sind, kann beispielsweise einen ersten LED-Strang und einen zweiten LED-Strang bilden. Der erste LED-Strang kann Licht mit einer ersten Farbtemperatur emittieren und der zweite LED-Strang kann Licht mit einer zweiten Farbtemperatur emittieren. Die erste Farbtemperatur und die zweite Farbtemperatur können voneinander verschieden sein. Beispielsweise können die im ersten LED-Strang enthaltenen LEDs kaltweißes Licht emittieren, während die im zweiten LED-Strang enthaltenen LEDs warmweißes Licht emittieren. Der erste LED-Strang und der zweite LED-Strang können parallel zueinander geschaltet sein. Zudem ist die Anzahl der in den LED-Strängen 31 enthaltenen LED-Stränge nicht notwendigerweise auf zwei beschränkt, und die LED-Stränge 31 können drei oder mehr LED-Stränge enthalten.
Der Smart-Controller 32 kann einen Controller, einen Schaltkreis, eine Leistungsversorgung und dergleichen enthalten. Der Controller kann mit einem externen Controller oder dergleichen verbunden sein, der ein vorbestimmtes Steuersignal erzeugt, und der Schaltkreis kann entsprechend dem Steuersignal arbeiten. Beispielsweise kann der Schaltkreis direkt mit den LED-Strängen 31 verbunden sein und eine Mehrzahl an LEDs, die in den LED-Strängen 31 enthalten sind, entsprechend einem Steuersignal steuern. Die Leistungsversorgung kann unter Verwendung der Treiberleistung V_DRV eine interne Leistungsspannung erzeugen, die für den Betrieb des Controllers und des Schaltkreises erforderlich ist.
2 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine LED-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Auf 2 Bezug nehmend kann eine LED-Vorrichtung 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform LED-Stränge 110, einen Smart-Controller 120 und dergleichen enthalten. Die LED-Stränge 110 enthalten einen ersten LED-Strang 111 und einen zweiten LED-Strang 112, und wie oben beschrieben, können der erste LED-Strang 111 und der zweite LED-Strang 112 zueinander parallel geschaltet sein und Licht mit unterschiedlichen Farbtemperaturen emittieren.
Der Smart-Controller 120 kann eine Leistungsversorgung 121, einen Controller 122, einen Schaltkreis 123 und dergleichen enthalten. Die Leistungsversorgung 121 kann unter Verwendung der Treiberleistung V_DRV eine erste interne Leistungsspannung V_INT1 für den Betrieb des Controllers 122 und eine zweite interne Leistungsspannung V_INT2 für den Betrieb des Schaltkreises 123 erzeugen. Abhängig von beispielhaften Ausführungsformen können die Betriebsspannung des Controllers 122 und die Betriebsspannung des Schaltmoduls 123 sich voneinander unterscheiden, und die Leistungsversorgung 121 kann die erste interne Leistungsspannung V_INT1 dem Controller 122 und die zweite interne Leistungsspannung V_INT2 dem Schaltkreis 123 bereitstellen. Beispielhaft ist eine erste Größe (bzw. ein erster Wert bzw. eine erste Stärke) der ersten internen Leistungsspannung (V_INT1) verschieden von einer zweiten Größe (bzw. zweiten Wert bzw. zweiten Stärke) der zweiten internen Leistungsspannung (V_INT2). Die erste Größe kann niedriger sein als die zweite Größe. Die Leistungsversorgung 121 kann einen ersten Regulierer enthalten, der die erste interne Leistungsspannung V_INT1 erzeugt, und einen zweiten Regulierer, der die zweite interne Leistungsspannung V_INT2 erzeugt.
Der Controller 122 kann dadurch arbeiten, dass er die erste interne Leistungsspannung V_INT1 empfängt, und kann ein Steuersignal CTR erzeugen, das den Schaltkreis 123 steuert. Das Steuersignal CTR kann zum Beispiel ein Pulsweitenmodulationssignal (PWM) sein. Der Controller 122 kann die relative Einschaltdauer bzw. Tastverhältnis des Steuersignals CTR entsprechend einem von einem externen Controller empfangenen Steuerbefehl einstellen.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann der Controller 122 über eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsverbindung mit einem externen Controller verbunden sein, um einen Steuerbefehl zu empfangen. Beispielsweise kann der Controller 122 eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle enthalten und über eine drahtlose Kommunikationsverbindung wie etwa BLUETOOTH™, ZIGBEE™, Wi-Fi, Li-Fi und Infrarotkommunikation mit einem externen Controller verbunden sein. Alternativ kann der Controller 122 eine drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle enthalten und über eine drahtgebundene Kommunikationsverbindung wie etwa Digital Addressable Lighting Interface (DALI) oder Digital Multiplex (DMX) mit einer externen Controller verbunden sein. Der Controller 122 kann eine Mikrocontroller-Einheit (MCU), einen Kommunikationsschaltung, eine Antenne, einen Oszillator und ähnliches enthalten, und dadurch arbeiten, dass er über verschiedene drahtgebundene und drahtlose Kommunikationswege mit einem externen Controller verbunden ist.
Die Mikrocontroller-Einheit des Controllers 122 kann das Steuersignal CTR unter Verwendung eines Steuerbefehls erzeugen, der von einem externen Controller über eine Kommunikationsschaltung empfangen wird. Wie oben beschrieben, kann die relative Einschaltdauer des Steuersignals CTR abhängig von einem Steuerbefehl variieren.
Der Schaltkreis 123 kann mit dem ersten LED-Strang 111 und dem zweiten LED-Strang 112 verbunden sein. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann der Schaltkreis 123 eine Schaltvorrichtung enthalten, die mit dem ersten LED-Strang 111 und/oder dem zweiten LED-Strang 112 verbunden ist, sowie einen Schaltertreiber, der ein Ein- und Ausschalten der Schaltvorrichtung steuert. Abhängig von beispielhaften Ausführungsformen kann die Anzahl der einzelnen im Schaltkreis 123 enthaltenen Schaltvorrichtungen und Schaltertreiber variieren. Eine detaillierte Konfiguration des Schaltkreises 123 wird später unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 beschrieben.
Auf 2 Bezug nehmend kann der erste LED-Strang 111 zwischen einen ersten LED-Eingangsknoten N_IN1 und einem ersten LED-Ausgangsknoten N_OUT1 geschaltet sein, und der zweite LED-Strang 112 kann zwischen einen zweiten LED-Eingangsknoten N_IN2 und einem zweiten LED-Ausgangsknoten N_OUT2 geschaltet sein. Der erste LED-Eingangsknoten N_IN1 und der zweite LED-Eingangsknoten N_IN2 können miteinander verbunden sein, wie in 2 gezeigt, und können direkt über einen externen LED-Treiber und einen ersten Treiberknoten 101 verbunden sein. Der erste LED-Ausgangsknoten N_OUT1 und der zweite LED-Ausgangsknoten N_OUT2 können voneinander getrennt (oder isoliert) sein und über den Schaltkreis 123 mit einem zweiten Treiberknoten 102 verbunden sein. Die in dem Schaltkreis 123 enthaltene Schaltvorrichtung kann mit dem ersten LED-Ausgangsknoten N_OUT1 und/oder dem zweiten LED-Ausgangsknoten N_OUT2 verbunden sein.
Durch ein Trennen des ersten LED-Ausgangsknotens N_OUT1 und des zweiten LED-Ausgangsknotens N_OUT2 voneinander und ein Verbinden des ersten und des zweiten LED-Ausgangsknotens N_OUT1 und N_OUT2 mit dem Schaltkreis 123 kann der Ausgang (bzw. der Output) von dem ersten LED-Strang 111 und/oder dem zweiten LED-Strang 112 individuell eingestellt werden. Ein Betrieb des Schaltkreises 123 wird unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 näher beschrieben.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform können die LED-Stränge 110 und der Smart-Controller 120 auf einem einzelnen Package-Substrat implementiert sein. Beispielsweise können der erste LED-Strang 111 und der zweite LED-Strang 112 auf der Vorderseite des Package-Substrat und die Leistungsversorgung 121, der Controller 122, der Schaltkreis 123 und dergleichen auf der Rückseite des Package-Substrat sein. Wie oben beschrieben, kann die LED-Vorrichtung 100, dadurch dass die LED-Stränge 110 und der Smart-Controller 120 auf einem Gehäusesubstrat implementiert sind, in einer Form hergestellt werden, die mit dem bestehenden LED-Modul, das mit dem LED-Treiber verbunden ist, kompatibel ist.
Die beispielhaften Ausführungsformen sind jedoch nicht darauf beschränkt, und der Smart-Controller 120 kann auch getrennt von den LED-Strängen 110 implementiert sein. Beispielsweise können der erste LED-Strang 111 und der zweite LED-Strang 112 der LED-Stränge 110 mit einer Mehrzahl an LEDs implementiert sein, die auf einem vorbestimmten Package-Substrat montiert sind, und der Smart-Controller 120 kann mit ICs und Vorrichtungen implementiert sein, die auf einem von den LED-Strängen 110 getrennten Package-Substrat montiert sind. Dementsprechend kann der Smart-Controller 120 auf einem individuellen Modul bereitgestellt sein, das von dem ersten LED-Strang 111 und dem zweiten LED-Strang 112 getrennt ist. Wenn der Smart-Controller 120 wie oben beschrieben in einer separaten, von den LED-Strängen 100 verschiedenen Package implementiert ist, kann eine Antenne oder ähnliches, die in dem Controller 122 des Smart-Controllers 120 enthalten ist und mit einem externen Controller kommuniziert, in der Lichtemissionsrichtung der LED-Stränge 110 angeordnet sein. Dementsprechend kann die drahtlose Kommunikationsperformance zwischen dem externen Controller und dem Smart-Controller 120 verbessert sein.
3 bis 6 sind Ansichten, die einen Betrieb von LED-Vorrichtungen gemäß beispielhaften Ausführungsformen zeigen.
Wie in 3 bis 6 dargestellt, können LED-Stränge 110 einen ersten LED-Strang 111 und einen zweiten LED-Strang 112 enthalten, die zueinander parallel geschaltet sind. Der erste LED-Strang 111 kann erste LEDs LED1 enthalten, und der zweite LED-Strang 112 kann zweite LEDs LED2 enthalten. Der erste LED-Strang 111 ist zwischen einen ersten Eingangsknoten N_IN1 und einen ersten Ausgangsknoten N_OUT1 geschaltet, der zweite LED-Strang 112 ist zwischen einen zweiten Eingangsknoten N_IN2 und einen zweiten Ausgangsknoten N_OUT2 geschaltet, und der erste Eingangsknoten N_IN1 und der zweite Eingangsknoten N_IN2 können miteinander verbunden sein. Der erste Eingangsknoten N_IN1 und der zweite Eingangsknoten N_IN2 sind mit dem ersten Treiberknoten 101 verbunden und können eine Treiberleistung V_DRV empfangen.
Wie in 3 dargestellt, kann der Schaltkreis 123 eine Schaltvorrichtung SW und einen Schaltertreiber SDV enthalten. Die Schaltvorrichtung SW kann zwischen den zweiten Ausgangsknoten N_OUT2 und den zweiten Treiberknoten 102 geschaltet sein. Der Schaltertreiber SDV wird durch das Steuersignal CTR betrieben, und das Steuersignal CTR kann ein vom Controller erzeugtes PWM-Signal sein, wie oben mit Bezug auf 2 beschrieben. Beispielsweise kann der Schaltertreiber SDV die Schaltvorrichtung SW so steuern, dass sie entsprechend dem Steuersignal CTR ein- und ausverbunden wird. Der Schaltkreis 123 kann zum Beispiel die relative Einschaltdauer des zweiten LED-Strangs 112 entsprechend dem Steuersignal CTR steuern. Der Schaltkreis 123 kann beispielsweise eine Farbtemperatur des von den LED-Strängen 110 emittierten Lichts steuern, indem er die relative Einschaltdauer des zweiten LED-Strangs 112 steuert.
Bei der in 3 gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist eine Steuerung des ersten LED-Strangs 111 durch den Schaltkreis 123 nicht möglich, und nur die relative Einschaltdauer des dem zweiten LED-Strang 112 zugeführten Steuersignals CTR kann durch den Schaltkreis 123 eingestellt werden. Daher können, obwohl der Steuerbereich der Farbtemperatur des von den LED-Strängen 110 emittierten Lichts möglicherweise nicht relativ groß ist, die Produktionskosten, der Leistungsverbrauch und dergleichen reduziert werden, da der Schaltkreis 123 mit nur einer Schaltvorrichtung SW und einem Schaltertreiber SDV eingerichtet ist.
Wie in 4 dargestellt, kann ein Schaltkreis 123A eine erste Schaltvorrichtung SW1, eine zweite Schaltvorrichtung SW2 und einen Schaltertreiber SDV enthalten. Die erste Schaltvorrichtung SW1 kann zwischen den ersten Ausgangsknoten N_OUT1 und den zweiten Treiberknoten 102 des ersten LED-Strangs 111 geschaltet sein, und die zweite Schaltvorrichtung SW2 kann zwischen den zweiten Ausgangsknoten N_OUT2 und den zweiten Treiberknoten 102 geschaltet sein.
Bei der in 4 gezeigten beispielhaften Ausführungsform kann die erste Schaltvorrichtung SW1 einen PMOS-Transistor enthalten, und die zweite Schaltvorrichtung SW2 kann einen NMOS-Transistor enthalten. Dementsprechend können der erste LED-Strang 111 und der zweite LED-Strang 112 mit einem einzigen Schaltertreiber SDV gesteuert werden. Zum Beispiel kann der Schaltertreiber SDV die erste Schaltvorrichtung SW1 und die zweite Schaltvorrichtung SW2 so steuern, dass sie entsprechend dem Steuersignal CTR ein- und ausverbunden werden. Beispielsweise können die erste Schaltvorrichtung SW1 und die zweite Schaltvorrichtung SW2 in entgegengesetzten Zuständen entsprechend dem Steuersignal CTR arbeiten. Zum Beispiel kann der Schaltkreis 123A die relative Einschaltdauer des ersten LED-Strangs 111 und des zweiten LED-Strangs 112 entsprechend dem Steuersignal CTR steuern. Zum Beispiel kann der Schaltkreis 123A eine Farbtemperatur des von den LED-Strängen 110 emittierten Lichts steuern, indem er die relative Einschaltdauer des ersten LED-Strangs 111 und des zweiten LED-Strangs 112 steuert. Da jedoch die erste Schaltvorrichtung SW1 und die zweite Schaltvorrichtung SW2 durch dasselbe Steuersignal CTR ein- und ausverbunden werden, kann es schwierig sein, den ersten LED-Strang 111 und den zweiten LED-Strang 112 einzeln zu steuern, und daher kann der Farbtemperatursteuerbereich des von den LED-Strängen 110 emittierten Lichts begrenzt sein.
Auf 5 Bezug nehmend kann ein Schaltkreis 123B eine erste Schaltvorrichtung SW1, eine zweite Schaltvorrichtung SW2, einen ersten Schaltertreiber SDV1 und einen zweiten Schaltertreiber SDV2 enthalten. Beispielsweise können die erste Schaltvorrichtung SW1 und die zweite Schaltvorrichtung SW2 jeweils einen PMOS-Transistor enthalten oder jeweils einen NMOS-Transistor enthalten. Der erste Schaltertreiber SDV1 kann die erste Schaltvorrichtung SW1 unter Verwendung eines Komplementärsignals des vom Controller empfangenen Steuersignals CTR steuern, und der zweite Schaltertreiber SDV2 kann die zweite Schaltvorrichtung SW2 unter Verwendung des Steuersignals CTR steuern. Beispielsweise können die erste Schaltvorrichtung SW1 und die zweite Schaltvorrichtung SW2 entsprechend dem Steuersignal CTR in entgegengesetzten Zuständen arbeiten. Zum Beispiel kann der Schaltkreis 123B die relative Einschaltdauer des ersten LED-Strangs 111 und des zweiten LED-Strangs 112 entsprechend dem Steuersignal CTR steuern. Zum Beispiel kann der Schaltkreis 123A eine Farbtemperatur des von den LED-Strängen 110 emittierten Lichts steuern, indem er die relative Einschaltdauer des ersten LED-Strangs 111 und des zweiten LED-Strangs 112 steuert.
Die Vorgänge bzw. die Funktionsweisen der in 4 und 5 gezeigten Schaltkreise 123A und 123B können einander ähnlich sein. Auf 5 Bezug nehmend wird, wenn zum Beispiel die relative Einschaltdauer des Steuersignals CTR 25% beträgt, die erste Schaltvorrichtung SW1 durch ein Signal mit einer relative Einschaltdauer von 75% gesteuert, während die zweite Schaltvorrichtung SW2 durch ein Signal mit einer relative Einschaltdauer von 25% gesteuert werden kann. Umgekehrt wird, wenn die relative Einschaltdauer des Steuersignals CTR 75% beträgt, die erste Schaltvorrichtung SW1 durch ein Signal mit einer relative Einschaltdauer von 25% ein-/ausverbunden, während die zweite Schaltvorrichtung SW2 durch ein Signal mit einer relativen Einschaltdauer von 75% ein-/ausverbunden werden kann.
Auf 6 Bezug nehmend kann ein Schaltkreis 123C eine erste Schaltvorrichtung SW1, eine zweite Schaltvorrichtung SW2, einen ersten Schaltertreiber SDV1 und einen zweiten Schaltertreiber SDV2 enthalten. Bei der in 6 gezeigten beispielhaften Ausführungsform können der erste Schaltertreiber SDV1 und der zweite Schaltertreiber SDV2 die Schaltvorrichtungen SW1 und SW2 durch unterschiedliche Steuersignale steuern. Der erste Schaltertreiber SDV1 kann die erste Schaltvorrichtung SW1 durch ein erstes Steuersignal CTR1 steuern, und der zweite Schaltertreiber SDV2 kann die zweite Schaltvorrichtung SW2 durch ein zweites Steuersignal CTR2 steuern.
Das erste Steuersignal CTR1 und das zweite Steuersignal CTR2 sind Signale, die von dem Controller erzeugt werden, der in dem Smart-Controller zusammen mit dem Schaltkreis 123C enthalten ist, und die relative Einschaltdauer des ersten Steuersignals CTR1 und die relative Einschaltdauer des zweiten Steuersignals CTR2 können unabhängig voneinander bestimmt sein. Im Einzelnen kann die relative Einschaltdauer des ersten Steuersignals CTR1 unabhängig von der relativen Einschaltdauer des zweiten Steuersignals CTR2 bestimmt sein. Zum Beispiel kann der Schaltkreis 123C die relative Einschaltdauer des ersten LED-Strangs 111 entsprechend dem ersten Steuersignal CTR1 steuern und die relative Einschaltdauer des zweiten LED-Strangs 112 entsprechend dem zweiten Steuersignal CTR2 steuern. Beispielsweise kann der Schaltkreis 123C die Farbtemperatur des von den LED-Strängen 110 emittierten Lichts steuern, indem er die relative Einschaltdauer des ersten LED-Strangs 111 und des zweiten LED-Strangs 112 unabhängig voneinander steuert. Dementsprechend kann im Vergleich zu den unter Bezugnahme auf 3 bis 5 beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen der Steuerbereich der Farbtemperatur des von den LED-Strängen 110 emittierten Lichts vergrößert werden, und die Helligkeit des von den LED-Strängen 110 emittierten Lichts kann ebenfalls eingestellt werden.

Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann der erste LED-Strang 111 kaltweißes Licht emittieren, und der zweite LED-Strang 112 kann warmweißes Licht emittieren. Es wird beispielhaft angenommen, dass die erste Farbtemperatur des von dem ersten LED-Strang 111 emittierten Lichts ungefähr 6000 K beträgt, eine kaltweiße Serie, und die zweite Farbtemperatur des von dem zweiten LED-Strang 112 emittierten Lichts ungefähr 2700 K beträgt, eine warmweiße Serie. Daher kann eine Farbtemperatur (CCT) des von den LED-Strängen 110 emittierten Lichts entsprechend der relativen Einschaltdauer des ersten Steuersignals CTR1 zur Bestimmung eines Ein-/Ausschaltens der ersten Schaltvorrichtung SW1 und des zweiten Steuersignals CTR2 zur Bestimmung des Ein-/Ausschaltens der zweiten Schaltvorrichtung SW2 bestimmt sein, wie in Tabelle 1 dargestellt. [Tabelle 1]

relative Einschaltdauer des ersten Steuersignals	relative Einschaltdauer des zweiten Steuersignals	Farbtemperatur des Lichts
100%	0%	6000K
75%	25%	5175K
50%	50%	4350K
25%	75%	3525K
0%	100%	2700K

Die in Tabelle 1 beispielhaft beschriebene Kombination der relativen Einschaltdauern des ersten Steuersignals CTR1 und des zweiten Steuersignals CTR2 kann auch in den Schaltkreisen 123A und 123B der in 4 und 5 gezeigten beispielhaften Ausführungsformen umgesetzt werden. Allerdings kann, wie oben beschrieben, im Falle des Schaltkreises 123C gemäß der in 6 gezeigten beispielhaften Ausführungsform, die Farbtemperatur des von den LED-Strängen 110 emittierten Lichts derart verändert werden , dass sie verschiedene Werte aufweist, da die erste Schaltvorrichtung SW1 und die zweite Schaltvorrichtung SW2 durch das erste Steuersignal CTR1 und das zweite Steuersignal CTR2 gesteuert werden, die individuell von dem Controller erzeugt werden.
7 ist eine schematische Darstellung einer LED-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Auf 7 Bezug nehmend kann eine LED-Vorrichtung 200 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform LED-Stränge 210, eine Leistungsversorgung 220, einen Controller 230 und einen Schaltkreis 240 enthalten. Die LED-Vorrichtung 200 kann über den ersten Treiberknoten 201 und den zweiten Treiberknoten 202 mit einem externen LED-Treiber verbunden sein. Bei der in 7 gezeigten beispielhaften Ausführungsform kann die Konfiguration der LED-Stränge 210 und des Schaltkreises 240 derjenigen ähnlich sein, die unter Bezugnahme auf 6 beschrieben wurde.
Zum Beispiel können die LED-Stränge 210 einen ersten LED-Strang 211 enthalten, der erste LEDs (LED1) enthält, die Licht einer ersten Farbtemperatur emittieren, und einen zweiten LED-Strang 212, der zweite LEDs (LED2) enthält, die Licht einer zweiten Farbtemperatur emittieren. Der Schaltkreis 240 kann eine erste Schaltvorrichtung SW1 enthalten, die mit dem ersten LED-Strang 211 verbunden ist, eine zweite Schaltvorrichtung SW2, die mit dem zweiten LED-Strang 212 verbunden ist, und Schaltertreiber SDV1 und SDV2. Ein Ein- und Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung SW1 kann durch den ersten Schaltertreiber SDV1 entsprechend dem ersten Steuersignal CTR1 gesteuert sein, und ein Ein- und Ausschalten der zweiten Schaltvorrichtung SW2 kann durch den zweiten Schaltertreiber SDV2 entsprechend dem zweiten Steuersignal CTR2 gesteuert sein.
Die Leistungsversorgung 220 kann einen ersten Regulierer 221 und einen zweiten Regulierer 222 enthalten. Sowohl der erste Regulierer 221 als auch der zweite Regulierer 222 können einen Eingangsanschluss IN, einen Ausgangsanschluss OUT, einen mit Widerständen verbundenen Widerstandsanschluss ADJ und dergleichen enthalten.
Die jeweiligen Eingangsanschlüsse IN des ersten Regulierers 221 und des zweiten Regulierers 222 können mit einem Knoten zwischen einer ersten Diode D1 und einem ersten Kondensator C1 verbunden sein, und die erste Diode D1 kann mit einem ersten Treiberknoten 201 verbunden sein. Dementsprechend kann die Treiberleistung V_DRV über den Eingangsanschluss IN zugeführt werden. Der Ausgangsanschluss OUT kann mit einem zweiten Kondensator C2 oder einem dritten Kondensator C3 verbunden sein, die als Ausgangskondensatoren fungieren. Zudem können der erste Widerstand R1 und der zweite Widerstand R2 mit dem Ausgangsanschluss OUT des ersten Regulierers 221 verbunden sein. Der Knoten zwischen dem ersten Widerstand R1 und dem zweiten Widerstand R2 ist mit dem Widerstandsanschluss ADJ des ersten Regulierers 221 verbunden, und die Größe der ersten internen Leistungsspannung V_INT1 kann in Abhängigkeit von einem Widerstandswert von dem ersten Widerstand R1 und/oder dem zweiten Widerstand R2 bestimmt werden. In ähnlicher Weise kann die Größe der zweiten internen Leistungsspannung V_INT2 entsprechend einem Widerstandswert von einem dritten Widerstand R3 und/oder einem vierten Widerstand R4 bestimmt werden.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist die erste interne Leistungsspannung V_INT1 eine Leistungsspannung für den Betrieb des Controllers 230, die zweite interne Leistungsspannung V_INT2 ist eine Leistungsspannung für den Betrieb des Schaltkreises 240, und die Größe der ersten internen Leistungsspannung V_INT1 kann geringer sein als die der zweiten internen Leistungsspannung V_INT2. Die beispielhaften Ausführungsformen sind jedoch nicht darauf beschränkt, und die jeweilige Größe der ersten internen Leistungsspannung V_INT1 und der zweiten internen Leistungsspannung V_INT2 kann in Abhängigkeit von beispielhaften Ausführungsformen variieren.
Der Controller 230 kann das erste Steuersignal CTR1 und das zweite Steuersignal CTR2 als PWM-Signale erzeugen. Das erste Steuersignal CTR1 kann dem ersten Schaltertreiber SDV1 zugeführt sein, um die erste Schaltvorrichtung SW1 zu steuern, und das zweite Steuersignal CTR2 kann dem zweiten Schaltertreiber SDV2 zugeführt sein, um die zweite Schaltvorrichtung SW2 zu steuern. Bei der in 7 gezeigten beispielhaften Ausführungsform werden ein Ein-/Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung SW1 und ein Ein-/Ausschalten der zweiten Schaltvorrichtung SW2 unabhängig voneinander durch das erste Steuersignal CTR1 bzw. das zweite Steuersignal CTR2 gesteuert, und die Farbtemperatur und/oder die Helligkeit des von den LED-Strängen 210 emittierten Lichts kann auf verschiedene Weise eingestellt werden.
Der Controller 230 kann mit dem externen Controller 250 über verschiedene drahtgebundene/drahtlose Kommunikationsverfahren verbunden sein. Beispielsweise kann der externe Controller 250 ein mobiles Gerät wie etwa ein Smartphone oder ein Tablet-PC sein oder ein Beleuchtungs-Controller, der fest in einem Raum in der Nähe der LED-Vorrichtung 200 installiert ist.
Der Benutzer kann den Zustand des LED-Treibers, der die LED-Vorrichtung 200 mit der Treiberleistung V_DRV versorgt, sowie den Zustand der LED-Stränge 210, die in der LED-Vorrichtung 200 enthalten sind, mittels dem externen Controller 250 überwachen. Wenn zum Beispiel ein Fehler in mindestens einer der ersten LEDs (LED1) auftritt, kann sich die Spannung, die an den gesamten ersten LED-Strang 211 angelegt ist, ändern. Die LED-Vorrichtung 200 überwacht die Spannung und den Strom der jeweiligen LED-Stränge 211 und 212, um zu überwachen, ob die LEDs LED1 und LED2 ausfallen, sowie den Leistungsverbrauch.
Der Leistungsverbrauch des LED-Treibers, der die LED-Vorrichtung 200 mit der Treiberleistung V_DRV versorgt, wird durch einen Maximalwert der Nennspannung des LED-Treibers und einen Nennstrom bestimmt und kann in den Spezifikationen des LED-Treibers beschrieben sein. Wenn jedoch die Vorwärtsspannung der in den LED-Strängen 210 enthaltenen LEDs (LED1 und LED2) einer relativ niedrigen Spannung innerhalb des Nennspannungsbereiches des LED-Treibers entspricht, kann ein Unterschied zwischen dem in den Spezifikationen des LED-Treibers beschriebenen Leistungsverbrauch und der tatsächlich von den LED-Strängen 210 verbrauchten Leistung auftreten. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die LED-Vorrichtung 200 eine Spannungs-/Stromerfassungsschaltung enthalten, die mit den LED-Strängen 210 verbunden ist. Dadurch, dass die Spannungs-/Stromerfassungsschaltung enthalten ist, kann der Controller 230 den tatsächlichen Leistungsverbrauch der LED-Stränge 210 berechnen und den berechneten Leistungsverbrauch an den externen Controller 250 übermitteln, um den Benutzer zu benachrichtigen.
Zudem kann die LED-Vorrichtung 200 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform feststellen, ob ein Flimmern bzw. Flickern in den LED-Strängen 210 auftritt. Wie oben beschrieben, kann die LED-Vorrichtung 200 eine Spannungs-/Stromerfassungsschaltung enthalten, die die Spannung / den Strom der LED-Stränge 210 erfasst und die erfasste Spannung/ den erfassten Strom an den Controller 230 überträgt. In diesem Fall kann der Controller 230 anhand einer in dem von den LED-Strängen 210 erfassten Strom enthaltenen Ripple-Komponente feststellen, ob ein Flimmern auftritt und das Ergebnis der Feststellung an den externen Controller 250 übertragen. Alternativ kann ein separater optischer Sensor zur Erfassung des von den LED-Strängen 210 emittierten Lichts zu der LED-Vorrichtung 200 hinzugefügt sein, und der Controller 230 kann einen genauen Flimmerindex unter Verwendung einer Ausgabe des optischen Sensors berechnen. Der Flimmerindex wird als ein Wert zwischen 0 und 1 bestimmt und kann einen höheren Wert (d. h. näher an 1) aufweisen, wenn die Flimmerintensität zunimmt.
8 ist ein Blockdiagramm, das schematisch einen LED-Treiber zeigt, der in einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthalten ist.
Auf 8 Bezug nehmend kann ein LED-Treiber 300 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform einen EMI-Filter 310, eine Gleichrichterschaltung 320, eine Wandlerschaltung 330 und dergleichen enthalten. Der EMI-Filter 310 kann AC-Leistung V_AC empfangen und kann in der AC-Leistung V_AC enthaltene elektromagnetische Wellen filtern. Die Gleichrichterschaltung 320 kann die vom EMI-Filter 310 gefilterte AC-Leistung V_AC in DC-Leistung umwandeln. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Gleichrichterschaltung 320 eine Diodenbrücke enthalten.
Die Wandlerschaltung 330 versorgt eine Mehrzahl an LEDs mit der Treiberleistung V_DRV und kann gemäß beispielhafter Ausführungsformen auf verschiedene Weise eingerichtet sein. Beispielsweise kann die Wandlerschaltung 330 einen Leistungsfaktor-Korrektur-Wandler (PFC-Wandler) enthalten, der einen Leistungsfaktor verbessert und eine Spannung erhöht, sowie einen DC-DC-Wandler. Die Wandlerschaltung 330 kann eine Treiberleistung V_DRV zum Betreiben der Mehrzahl an LEDs erzeugen, indem sie eine gleichgerichtete Leistung V_REC verwendet, die dadurch erzeugt wird, dass die Gleichrichterschaltung 320 die AC-Leistung V_AC gleichrichtet. Der Spannungspegel der Treiberleistung V_DRV kann durch die Eigenschaften einer Mehrzahl an LEDs bestimmt werden, die an den Ausgangsanschluss der Wandlerschaltung 330 angeschlossen sind, z. B. durch die Vorwärtsspannung jeder der LEDs oder Ähnliches. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann der LED-Treiber 300 einen LED-Strom ILED zum Betreiben der LED als einen konstanten Strom ausgeben.
9 ist ein Schaltplan, der schematisch eine Wandlerschaltung eines LED-Treibers zeigt, der in einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthalten ist.
Die in 9 dargestellte Wandlerschaltung kann beispielsweise die Wandlerschaltung 330 sein, die im LED-Treiber 300 in der in 8 gezeigten beispielhaften Ausführungsform enthalten ist. Auf 9 Bezug nehmend kann die Wandlerschaltung 330 einen PFC-Wandler 331, einen DC-DC-Wandler 332, einen Controller 333 und dergleichen enthalten. Der PFC-Wandler 331 kann als Boost-Wandlerschaltung arbeiten, die die gleichgerichtete Spannung V_REC erhöht, und kann eine erste Induktivität L1, eine erste Diode D1, einen ersten Kondensator C1, einen ersten Wandlerschalter Q1 und dergleichen enthalten.
Wenn der erste Wandlerschalter Q1 durch den Controller 333 eingeschaltet wird, fließt ein Strom durch die gleichgerichtete Leistung V_REC zu einem Schaltwiderstand RS, wodurch die erste Induktivität LI mit Energie geladen wird. Andererseits kann, wenn der Controller 333 den ersten Wandlerschalter Q1 ausschaltet, der in der ersten Induktivität L1 geladene Strom entladen werden und eine Spannung erzeugt werden, die größer ist als die gleichgerichtete Spannung V_REC, die dem PFC-Wandler 331 zugeführt wird. In diesem Fall kann eine hochfrequente Komponente durch den ersten Kondensator C1, der mit der ersten Diode D1 verbunden ist, entfernt werden.
Der mit dem PFC-Wandler 331 in Reihe geschaltete DC-DC-Wandler 332 kann als Abwärtswandlerschaltung arbeiten und eine zweite Induktivität L2, eine zweite Diode D2, einen zweiten Kondensator C2 und einen zweiten Wandlerschalter Q2 enthalten. Ähnlich wie der erste Wandlerschalter Q1 kann auch der zweite Wandlerschalter Q2 vom Controller 333 gesteuert werden.
Wenn der Controller 333 den zweiten Wandlerschalter Q2 einschaltet, kann die zweite Induktivität L2 mit Energie geladen werden, während Strom zur zweiten Induktivität L2 fließt. Andererseits, wenn der Controller 333 den zweiten Wandlerschalter Q2 ausschaltet, fließt ein Strom durch die in der zweiten Induktivität L2 geladene Energie, und die Treiberleistung V_DRV kann ausgegeben werden. Die zweite Diode D2 stellt einen Pfad bereit, durch den Strom fließen kann, wenn der zweite Wandlerschalter Q2 ausverbunden ist, und der zweite Kondensator C2 kann als Gleichrichterkondensator fungieren.
Der LED-Strom I_LED, den der LED-Treiber 300 an die Mehrzahl an LEDs über die Wandlerschaltung 330 ausgibt, kann einen festen Wert aufweisen. Zudem kann der LED-Treiber 300 eine Nennspannung innerhalb eines vorgegebenen Bereichs aufweisen, und ein Leistungsverbrauch des LED-Treibers 300 kann durch einen Maximalwert der Nennspannung und des LED-Stroms ILED bestimmt werden. Der LED-Strom I_LED, die Nennspannung und der Leistungsverbrauch des LED-Treibers 300 können als Spezifikationen des LED-Treibers 300 bereitgestellt sein.
In einem Fall, in dem die Summe der Vorwärtsspannungen der Mehrzahl an LEDs aus Gründen wie etwa einem Ausfall mindestens eines Teils der Mehrzahl an LEDs, die an den LED-Treiber 300 angeschlossen sind, einem mittleren oder unteren Teil des Nennspannungsbereiches entspricht, kann der Leistungsverbrauch einer Mehrzahl an LEDs, die als Last an den LED-Treiber 300 angeschlossen sind, jedoch reduziert sein. Dementsprechend kann es eine Differenz zwischen dem in den Spezifikationen des LED-Treibers 300 beschriebenen Leistungsverbrauch und der tatsächlich vom LED-Treiber 300 im Betrieb verbrauchten Leistung geben.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann das obige Problem durch die Verwendung eines Smart-Controllers vermieden werden, der in der LED-Vorrichtung zusammen mit einer Mehrzahl an LEDs, die mit dem LED-Treiber 300 verbundenen sind, enthalten ist. Der Smart-Controller kann die von dem LED-Treiber 300 tatsächlich verbrauchte Leistung überwachen, indem er eine an die Mehrzahl an LEDs angelegte Spannung und einen durch die Mehrzahl an LEDs fließenden Strom erfasst. Wenn beispielsweise erfasst wird, dass eine relativ niedrige Spannung an einen der LED-Stränge, die aus der Mehrzahl an LEDs bestehen, angelegt ist, kann festgestellt werden, dass ein Teil der LEDs, die in dem entsprechenden LED-Strang enthalten sind, ausgefallen ist. Der LED-Treiber 300 kann ein Signal erzeugen, das den Ausfall des Teils der LEDs anzeigt. Dementsprechend kann der Zustand der an den LED-Treiber 300 angeschlossenen LED-Stränge sowie der Leistungsverbrauch des LED-Treibers 300 überwacht werden.
Wie oben beschrieben, kann der Smart-Controller über eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsverbindung mit einem externen Controller verbunden sein. Der externe Controller kann eine Vorrichtung wie etwa ein Smartphone oder ähnliches sein und kann einen Hinweis dahingehend empfangen, dass der Teil der LEDs ausgefallen ist, zum Beispiel durch eine drahtlose Benachrichtigung vom LED-Treiber 300. Daher kann der Benutzer den Status des LED-Treibers 300 und der LED-Stränge unter Verwendung einer Anwendung des externen Controllers, der mit dem Smart-Controller gekoppelt ist, überprüfen.
10 ist eine schematische Ansicht, die eine LED-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Wie in 10 dargestellt, kann eine LED-Vorrichtung 400 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform eine Master-Vorrichtung 400A und eine Mehrzahl an Slave-Vorrichtungen 400B und 400C enthalten. Die Master-Vorrichtung 400A kann LED-Stränge 410 und einen Smart-Controller 420 enthalten. Der Smart-Controller 420 enthält eine Leistungsversorgung 421, einen Controller 422, einen Schaltkreis 423 und dergleichen, und die Funktionsweise der jeweiligen Komponenten kann ähnlich sein wie in der oben mit Bezug auf 2 beschriebenen beispielhaften Ausführungsform. Der Controller 422 kann kommunikativ mit einem externen Controller verbunden sein, wie etwa einem Smartphone, einem Tablet-PC, einer Fernbedienung, einer Lichtsteuerungsvorrichtung und dergleichen.
Bei der LED-Vorrichtung 400 gemäß der in 10 gezeigten beispielhaften Ausführungsform können die Mehrzahl an Slave-Vorrichtungen 400B und 400C ferner mit der Master-Vorrichtung 400A verbunden sein. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann jede der Mehrzahl an Slave-Vorrichtungen 400B und 400C nur eine Mehrzahl an LEDs enthalten. Auf 10 Bezug nehmend kann die erste Slave-Vorrichtung 400B einen ersten LED-Strang 403 und einen zweiten LED-Strang 404 enthalten, und die zweite Slave-Vorrichtung 400C kann einen ersten LED-Strang 406 und einen zweiten LED-Strang 407 enthalten. Im Einzelnen kann der Smart-Controller 420 nicht in jeder der Mehrzahl an Slave-Vorrichtungen 400B und 400C enthalten sein.
Erste LED-Stränge 403, 406 und 411, die in der Master-Vorrichtung 400A und der Mehrzahl an Slave-Vorrichtungen 400B und 400C enthalten sind, können zueinander in Reihe geschaltet sein, und die zweiten LED-Stränge 404, 407 und 412 können ebenfalls zueinander in Reihe geschaltet sein. Dementsprechend kann die Helligkeit der ersten LED-Stränge 403, 406 und 411 gleichzeitig eingestellt werden, und die Helligkeit der zweiten LED-Stränge 404, 407 und 412 kann gleichzeitig eingestellt werden, da die Schaltvorrichtungen im Schaltkreis 423 gemäß einer vorbestimmten relativen Einschaltdauer durch das vom Controller 422 des Smart-Controllers 420 ausgegebene Steuersignal CTR ein- und ausverbunden werden. Auf diese Weise kann eine Mehrzahl an Vorrichtungen 400A, 400B und 400C, die jeweils eine Mehrzahl an LEDs enthalten, gleichzeitig von dem Smart-Controller 420 gesteuert werden, der nur in einer der Vorrichtungen, der Master-Vorrichtung 400A, bereitgestellt ist.
11 und 12 sind Ansichten, die schematisch Beleuchtungsvorrichtungen gemäß beispielhaften Ausführungsformen zeigen.
11 und 12 sind Schaubilder zur Veranschaulichung von Beleuchtungsvorrichtungen 500 und 600, die eine Dimm-Funktion bereitstellen. Wie in 11 dargestellt, kann die Beleuchtungsvorrichtung 500 LED-Stränge 510, einen Smart-Controller 520, einen LED-Treiber 530 und dergleichen enthalten. Der LED-Treiber 530 kann eine AC-Leistung V_AC empfangen und eine Treiberleistung V_DRV erzeugen. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen können die LED-Stränge 510 und der Smart-Controller 520 in einem einzelnen Package enthalten sein und eine LED-Vorrichtung bilden, und der erste LED-Strang 511 und der zweite LED-Strang 512 der LED-Stränge 510 können durch die Treiberleistung V_DRV betrieben sein. Die LED-Stränge 510 und der Smart-Controller 520 sind über den ersten Treiberknoten 501 und den zweiten Treiberknoten 502 mit dem LED-Treiber 530 verbunden und können in einem Package zusammengefasst sein, um eine LED-Vorrichtung zu bilden.
Bei der in 11 gezeigten beispielhaften Ausführungsform kann der Smart-Controller 520 eine Leistungsversorgung 521, einen Controller 522, einen Schaltkreis 523, einen Dimm-Controller 524 und dergleichen enthalten. Die Leistungsversorgung 521 gibt eine erste interne Leistungsspannung V_INT1, eine zweite interne Leistungsspannung V_INT2 und eine dritte interne Leistungsspannung V_INT3 aus, und der Controller 522 kann durch die erste interne Leistungsspannung V_INT1 betrieben sein, und der Schaltkreis 523 kann durch die zweite interne Leistungsspannung V_INT2 betrieben sein. Der Controller 522 gibt ein Steuersignal CTR zur Steuerung des Schaltkreises 523 und ein Dimm-Steuersignal CTR_DIM zur Steuerung des Dimm-Controllers 524 aus, und bei einer beispielhaften Ausführungsform können das Steuersignal CTR und das Dimm-Steuersignal CTR_DIM PWM-Signale sein. Detaillierte Vorgänge bzw. Funktionsweisen der Leistungsversorgung 521, des Controllers 522 und des Schaltkreises 523 können unter Bezugnahme auf die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen verstanden werden. Der Controller 522 kann kommunikativ mit einem externen Controller verbunden sein, wie etwa einem Smartphone, einem Tablet-PC, einer Fernbedienung, einer Lichtsteuerungsvorrichtung und so weiter.
Der Dimm-Controller 524 arbeitet durch die dritte interne Leistungsspannung V_INT3 und kann eine Dimm-Steuerspannung entsprechend dem Dimm-Steuersignal CTR_DIM erzeugen. Bei der in 11 gezeigten beispielhaften Ausführungsform kann der LED-Treiber 530 eine Dimm-Funktion bereitstellen und daher Dimm-Steueranschlüsse DIM+ und DIM- enthalten, wie in 11 gezeigt. Der Dimm-Controller 524 kann die gemäß dem Dimm-Steuersignal CTR_DIM erzeugte Dimm-Steuerspannung an die Dimm-Steueranschlüsse DIM+ und DIM- ausgeben.
Das Dimm-Steuersignal CTR_DIM kann zum Beispiel ein PWM-Signal sein, und der Dimm-Controller 524 kann den Pegel der Dimm-Steuerspannung entsprechend der relativen Einschaltdauer des Dimm-Steuersignals CTR_DIM bestimmen. Unter der Annahme, dass die Dimm-Steuerspannung, die die maximale Helligkeit ausgibt, beispielsweise 3 V beträgt, kann die Dimm-Steuerspannung 1,5 V betragen, wenn die relative Einschaltdauer des Dimm-Steuersignals CTR_DIM 50% beträgt. Zudem kann die Dimm-Steuerspannung 0,9 V betragen, wenn die relative Einschaltdauer des Dimm-Steuersignals CTR_DIM 30% beträgt, und 2,4 V, wenn die relative Einschaltdauer des Dimm-Steuersignals CTR_DIM 80% beträgt. Die Größe des vom LED-Treiber 530 ausgegebenen LED-Stroms ILED wird in Abhängigkeit von der Größe der Dimm-Steuerspannung geändert, und somit kann die Helligkeit des von den LED-Strings 510 emittierten Lichts angepasst werden.
Als nächstes auf 12 Bezug nehmend kann eine LED-Vorrichtung 600 LED-Stränge 610, einen Smart-Controller 620, einen LED-Treiber 630 und dergleichen enthalten. Der Smart-Controller 620 kann eine Leistungsversorgung 621, einen Controller 622, einen Schaltkreis 623, einen Dimm-Controller 624 und ähnliches enthalten. Der Controller 622 kann kommunikativ mit einem externen Controller verbunden sein, wie etwa einem Smartphone, einem Tablet-PC, einer Fernbedienung, einer Lichtsteuerungsvorrichtung und so weiter. Der Controller kann einen Steuerbefehl von dem externen Controller empfangen.
Im Gegensatz zu der in 11 gezeigten beispielhaften Ausführungsform stellt der LED-Treiber 630 in der in 12 gezeigten beispielhaften Ausführungsform keine Dimm-Funktion bereit und kann keinen Dimm-Steueranschluss enthalten. Dementsprechend kann, wie unter Bezugnahme auf 11 beschrieben, die Dimm-Funktion nicht in einer Weise ausgebildet sein, in der der Dimm-Controller 624 die Größe der Dimm-Steuerspannung entsprechend der relativen Einschaltdauer des Dimm-Steuersignals CTR_DIM bestimmt.
Zur Implementierung der Dimm-Funktion im Falle einer Verbindung mit dem LED-Treiber 630, der keine Dimm-Funktion bereitstellt, kann der Dimm-Controller 624 mit dem ersten LED-Strang 611 und dem zweiten LED-Strang 612 der LED-Stränge 610 verbunden sein. Beispielsweise kann der Dimm-Controller 624 die Anzahl der tatsächlich Licht emittierenden LEDs im ersten LED-Strang 611 und im zweiten LED-Strang 612 entsprechend der relativen Einschaltdauer des Dimm-Steuersignals CTR_DIM einstellen. Dementsprechend kann bei der in 12 gezeigten beispielhaften Ausführungsform, obwohl sich die Größe des von dem LED-Treiber 630 ausgegebenen LED-Stroms ILED nicht ändert, die Intensität des von den LED-Strängen 610 emittierten Lichts geändert werden, was im Folgenden unter Bezugnahme auf 13 näher beschrieben wird.
13 ist eine Ansicht, die die Dimm-Funktion der LED-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt.
13 zeigt einen Betrieb bzw. eine Funktionsweise eines Dimm-Controllers, der in einer LED-Vorrichtung enthalten ist, die mit einem LED-Treiber verbunden ist, der keine Dimm-Funktion bereitstellt. Auf 13 Bezug nehmend kann eine LED-Vorrichtung 700 LED-Stränge 710, einen Schaltkreis 720, einen Dimm-Controller 730 und dergleichen enthalten. Der Schaltkreis 720 kann ein Ein- und Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung SW1 und der zweiten Schaltvorrichtung SW2 durch die von dem Controller übertragenen ersten und zweiten Steuersignale CTR1 und CTR2 steuern.
Der Dimm-Controller 730 enthält eine Schalteinheit 731 und eine Schaltersteuerschaltung 732, und die Schalteinheit 731 kann eine Mehrzahl an Dimm-Steuerschaltern DSW1-DSW3 enthalten. Die Mehrzahl an Dimm-Steuerschaltern DSW1-DSW3 können mit dem ersten LED-Strang 711 und dem zweiten LED-Strang 712 verbunden sein. Wie in 13 dargestellt, kann jeder der Mehrzahl an Dimm-Steuerschaltern DSW1-DSW3 mit einem Knoten zwischen den ersten LEDs LED1 und einem Knoten zwischen den zweiten LEDs LED2 verbunden sein.
Die Schaltersteuerschaltung 732 kann ein Ein-/Ausschalten der Mehrzahl an Dimm-Steuerschaltern DSW1-DSW3 gemäß dem vom Controller übertragenen Dimm-Steuersignal CTR_DIM steuern. Das Dimm-Steuersignal CTR_DIM kann zum Beispiel ein PWM-Signal sein, und die Schaltersteuerschaltung 732 kann jeden der Mehrzahl an Dimm-Steuerschaltern DSW1-DSW3 entsprechend der relativen Einschaltdauer des Dimm-Steuersignals CTR_DIM ein- oder ausschalten. Wenn beispielsweise die relative Einschaltdauer des Dimm-Steuersignals CTR_DIM 50% beträgt, kann die Schaltersteuerschaltung 732 den zweiten Dimm-Steuerschalter DSW2 einschalten und den ersten und dritten Dimm-Steuerschalter DSW1 und DSW3 ausschalten. In ähnlicher Weise kann der Controller 732, wenn die relative Einschaltdauer des Dimm-Steuersignals CTR_DIM 25% beträgt, den ersten Dimm-Steuerschalter DSW1 einschalten und den zweiten und dritten Dimm-Steuerschalter DSW2 und DSW3 ausschalten. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann, wenn die relative Einschaltdauer des Dimm-Steuersignals CTR_DIM größer als 25% und kleiner als 50% ist, die Mehrzahl an Dimm-Steuerschaltern DSW1 - DSW3 jeweils auf dieselbe Weise ein- bzw. ausverbunden werden, wie wenn die relative Einschaltdauer des Dimm-Steuersignals CTR_DIM 50% beträgt.
Bei der in 13 gezeigten beispielhaften Ausführungsform kann eine Dimm-Funktion implementiert werden, wenn der LED-Treiber keine Dimm-Steueranschlüsse hat. Wenn lediglich einer der Mehrzahl an Dimm-Steuerschaltern DSW1-DSW3 eingeschaltet ist, kann der den LED-Strängen 710 zugeführte Strom nicht durch den Schaltkreis 720 fließen. Wenn die Dimm-Funktion aktiviert ist, kann daher die Farbtemperatur des von den LED-Strängen 710 abgestrahlten Lichts nicht eingestellt werden.
14 und 15 sind Schaubilder, die Verbindungsverfahren zwischen einer LED-Vorrichtung und einem LED-Treiber gemäß beispielhaften Ausführungsformen zeigen.
14 ist ein Schaubild, das ein Verbindungsverfahren zwischen einem LED-Treiber 810, der eine Dimm-Funktion bereitstellt, und einer LED-Vorrichtung 820 zeigt. Auf 14 Bezug nehmend kann der LED-Treiber 810 mit einem Eingangskabel 811 und einem Ausgangskabel 815 verbunden sein. Der Eingangskabel 811 kann eine Mehrzahl an Eingangsanschlüssen 812-814 enthalten, die AC-Leistung empfangen, und der Ausgangskabel 815 kann eine Mehrzahl an Ausgangsanschlüssen 816-819 enthalten, die die vom LED-Treiber erzeugte Treiberleistung an die LEDs übertragen. Unter der Mehrzahl an Ausgangsanschlüssen können ein erster Ausgangsanschluss 816 und ein zweiter Ausgangsanschluss 817 Anschlüsse zur Ausgabe der Treiberleistung sein. Die am ersten Anschluss 816 ausgegebene Spannung kann zum Beispiel größer sein als die am zweiten Anschluss 817 ausgegebene Spannung.
Der LED-Treiber 810 kann die Treiberleistung unter Verwendung der über den Eingangskabel 812 empfangenen AC-Leistung erzeugen. Der LED-Treiber 810 kann einen EMI-Filter, eine Gleichrichterschaltung, eine Wandlerschaltung, einen Controller und dergleichen enthalten. Die Gleichrichterschaltung wandelt AC-Leistung in DC-Leistung um, und die Wandlerschaltung kann unter Verwendung von DC-Leistung Treiberleistung erzeugen. Abhängig vom Anwendungsbereich der Beleuchtungsvorrichtung 800 kann der LED-Treiber 810 wasser- und staubdicht sein. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann der LED-Treiber 810 mit einem Dichtungselement abgedichtet sein, das das Eindringen von Feuchtigkeit und Staub verhindern kann.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann der LED-Treiber 810 einen konstanten Strom ausgeben, um die an das Ausgangskabel 815 angeschlossenen LEDs zu betreiben, und die Größe des konstanten Stroms kann vom Controller bestimmt werden. Der Controller kann eine Dimm-Funktion bereitstellen, mit der die Größe des vom LED-Treiber 810 ausgegebenen konstanten Stroms innerhalb eines Nennstrombereichs eingestellt werden kann. Der Controller kann die Größe des konstanten Stroms entsprechend dem über die Anschlüsse DIM+ und DIM- eingegebenen Dimm-Steuersignal einstellen.
Auf 14 Bezug nehmend kann die LED-Vorrichtung 820 LED-Stränge 821 und einen Smart-Controller 822 enthalten, und der Smart-Controller 822 kann eine Leistungsversorgung 823, einen Controller 824, einen Schaltkreis 825, einen Dimm-Controller 826 und dergleichen enthalten. Der Controller 824 kann kommunikativ mit einem externen Controller verbunden sein, wie etwa einem Smartphone, einem Tablet-PC, einer Fernbedienung, einer Lichtsteuerungsvorrichtung und so weiter. Wenn der Controller 824 einen Steuerbefehl zur Änderung der Helligkeit des von den LED-Strängen 821 emittierten Lichts von einem externen Controller über drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsverbindungen empfängt, kann der Controller 824 den Steuerbefehl in ein Dimm-Steuersignal umwandeln, das ein PWM-Signal ist, und das umgewandelte Signal an den Dimm-Controller 826 übertragen. Der Dimm-Controller 826 kann basierend auf der relativen Einschaltdauer des Dimm-Steuersignals eine Dimm-Steuerspannung bestimmen und die Dimm-Steuerspannung an die Dimm-Steueranschlüsse DIM+ und DIM- ausgeben. Abhängig von der Größe der über die Dimm-Steueranschlüsse DIM+ und DIM- empfangenen Dimm-Steuerspannung kann sich die Größe des vom LED-Treiber 810 ausgegebenen Konstantstroms erhöhen oder verringern.
15 ist ein Diagramm, das ein Verbindungsverfahren zwischen einem LED-Treiber 910, der keine Dimm-Funktion bereitstellt, und einer LED-Vorrichtung 920 zeigt. Auf 15 Bezug nehmend kann der LED-Treiber 910 mit einem Eingangskabel 911 und einem Ausgangskabel 915 verbunden sein. Der Eingangskabel 911 kann eine Mehrzahl an Eingangsanschlüssen 912-914 enthalten, die AC-Leistung empfangen, und der Ausgangskabel 915 kann eine Mehrzahl an Ausgangsanschlüssen 916 und 917 zur Übertragung der vom LED-Treiber erzeugten Treiberleistung an die LEDs enthalten. Ähnlich wie die LED-Vorrichtung 820 von 14 weist die LED-Vorrichtung 920 von 15 einen Smart-Controller 922 auf, der eine Leistungsversorgung 923, einen Controller 924, einen Schaltkreis 925 und einen Dimm-Controller 926 enthält. Der Controller 924 kann kommunikativ mit einem externen Controller verbunden sein, wie etwa einem Smartphone, einem Tablet-PC, einer Fernbedienung, einer Lichtsteuerungsvorrichtung und so weiter.
Bei der in 15 gezeigten beispielhaften Ausführungsform stellt der LED-Treiber 910 keine Dimm-Funktion bereit, und daher ist im LED-Treiber 910 kein separater Dimm-Steueranschluss vorhanden. Dementsprechend enthält der Dimm-Controller 926 der LED-Vorrichtung 920 gemäß der in 15 gezeigten beispielhaften Ausführungsform Dimm-Steuerschalter, die mit einem Knoten zwischen den LEDs der LED-Stränge 921 verbunden sind, und kann die Dimm-Funktion so implementieren, dass die Anzahl der LEDs, die tatsächlich Licht emittieren, durch ein Ein- oder Ausschalten der einzelnen Dimm-Steuerschalter geändert wird. Die Dimm-Funktion kann beispielsweise auf die gleiche Weise implementiert werden, wie in 13 beschrieben ist.
16 und 17 sind schematische Ansichten, die eine LED-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigen.
Gemäß den in den 16 und 17 gezeigten beispielhaften Ausführungsformen können LED-Vorrichtungen 1000 und 1100 thermoelektrische Schaltungen 1030 und 1130 enthalten. Die thermoelektrischen Schaltungen 1030 und 1130 enthalten jeweils ein thermoelektrisches Element zur Umwandlung von Wärme in elektrische Energie. Auf 16 Bezug nehmend kann die LED-Vorrichtung 1000 LED-Stränge 1010, einen Smart-Controller 1020 und die thermoelektrische Schaltung 1030 enthalten. Der Smart-Controller 1020 kann eine Leistungsversorgung 1021, einen Controller 1022 und einen Schaltkreis 1023 enthalten. Der Controller 1022 kann kommunikativ mit einem externen Controller verbunden sein, wie etwa einem Smartphone, einem Tablet-PC, einer Fernbedienung, einer Vorrichtung zur Lichtsteuerung und so weiter. Die thermoelektrische Schaltung 1030 enthält ein thermoelektrisches Element und ist mit den LED-Strängen 1010 verbunden, um die während des Betriebs der LED-Stränge 1010 erzeugte Wärme in elektrische Energie umzuwandeln. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann das thermoelektrische Element eine Vorrichtung sein, die den Seebeck-Effekt nutzt, bei dem elektrische Energie durch einen Temperaturunterschied zwischen verschiedenen Metallen oder Halbleitern erzeugt wird.
Unmittelbar nachdem die LED-Stränge 1010 in der LED-Vorrichtung 1000 Licht zu emittieren beginnen, kann in den LED-Strängen 1010 fast keine Wärme erzeugt werden. Dementsprechend kann in der Anfangsphase des Betriebs der LED-Vorrichtung 1000, wie oben beschrieben, die Leistungsversorgung 1021 die internen Leistungsspannungen V_INT1 und V_INT2 unter Verwendung der Treiberleistung V_DRV erzeugen. Wenn die Temperatur der LED-Stränge 1010 nach einer bestimmten Zeit ansteigt und in der thermoelektrischen Schaltung 1030 elektrische Energie erzeugt wird, kann die elektrische Energie des thermoelektrischen Moduls 1030 der Leistungsversorgung 1021 zugeführt werden.
Die Leistungsquelle 1021 kann beispielsweise einen Kondensator enthalten, der mit der von der thermoelektrischen Schaltung 1030 gelieferten elektrischen Energie geladen wird. Wenn der Kondensator aufgeladen ist, können die internen Leistungsspannungen V_INT1 und V_INT2 für den Betrieb des Controllers 1022 und des Schaltkreises 1023 von dem Kondensator erzeugt werden. Dementsprechend können der Controller 1022 und der Schaltkreis 1023 basierend auf der von dem Kondensator bereitgestellten Leistung betrieben werden, und der Smart-Controller 1020 kann in einem Zustand betrieben werden, in dem der Einfluss auf den LED-Treiber, der mit der LED-Vorrichtung 1000 über die Treiberknoten 1001 und 1002 verbunden ist, erheblich reduziert ist.
Als nächstes kann der Smart-Controller 1120 bei der in 17 gezeigten beispielhaften Ausführungsform eine Batterie 1124 enthalten. Die Batterie 1124 kann beispielsweise eine Lithium-Ionen-Batterie, eine Ladeschaltung und ähnliches enthalten.
Wenn die LED-Vorrichtung 1100 zum ersten Mal betrieben wird, kann sich die Batterie 1124 in einem entladenen Zustand befinden. Dementsprechend kann die Leistungsquelle 1121 die internen Leistungsspannungen V_INT1 und V_INT2 unter Verwendung der Treiberleistung V_DRV erzeugen, die von dem über die Treiberknoten 1101 und 1102 verbundenen LED-Treiber erzeugt wird.
Wenn eine vorbestimmte Zeit nach dem Betrieb der LED-Stränge 1110 verstreicht, gibt die thermoelektrische Schaltung 1130 elektrische Energie aufgrund der von den LED-Strängen 1110 erzeugten Wärme ab, und die Batterie 1124 kann damit geladen werden. Wenn die Ladungsmenge der Batterie 1124 einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, kann die Leistungsversorgung 1121 die internen Leistungsspannungen V_INT1 und V_INT2 erzeugen, indem sie die Ausgangsleistung der Batterie 1124 und nicht die Treiberleistung V_DRV verwendet. Dementsprechend können der Controller 1122 und der Schaltkreis 1123 basierend auf der von der Batterie 1124 bereitgestellten Leistung arbeiten, und der Einfluss des Smart-Controllers 1120 auf den LED-Treiber, der über die Treiberknoten 1101 und 1102 mit der LED-Vorrichtung 1100 verbunden ist, kann erheblich reduziert werden. Der Controller 1122 kann kommunikativ mit einem externen Controller verbunden sein, wie etwa einem Smartphone, einem Tablet-PC, einer Fernbedienung, einer Lichtsteuerungsvorrichtung und so weiter.
Wie oben dargelegt, können gemäß beispielhaften Ausführungsformen Funktionen wie etwa eine Kommunikation mit einem externen Controller, eine Überwachung des Betriebsstatus und eine Einstellung der Helligkeit und/oder der Farbtemperatur implementiert werden, indem nur eine Lichtquelle, die eine LED enthält, ausgetauscht wird, ohne dass ein in einer bestehenden Beleuchtungsvorrichtung enthaltener LED-Treiber oder Ähnliches ersetzt oder aufgerüstet wird. Daher kann eine Beleuchtungsvorrichtung implementiert werden, die den Benutzerkomfort erheblich steigert und gleichzeitig den Abfall von zuvor installierten Vorrichtungen deutlich reduziert.
Während beispielhafte Ausführungsformen oben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurden, wird es für den Fachmann offensichtlich sein, dass Änderungen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

Licht emittierende Diode, LED,-Vorrichtung aufweisend: einen ersten LED-Strang (111; 211; 411; 511; 611; 711: 1011; 1111), der dazu eingerichtet ist, Licht mit einer ersten Farbtemperatur zu emittieren; einen zweiten LED-Strang (112; 212; 412; 512; 612; 712; 1012; 1112), der mit dem ersten LED-Strang (111; 211; 411; 511; 611; 711; 1011; 1111) parallel geschaltet ist und dazu eingerichtet ist, Licht mit einer zweiten sich von der ersten Farbtemperatur unterscheidenden Farbtemperatur zu emittieren; einen Smart-Controller (120; 420; 520; 620; 822; 922; 1020; 1120), der einen Controller (122; 422; 522; 622; 824; 924; 1022; 1122) enthält, der dazu eingerichtet ist, ein Steuersignal (CTR; CTR2) basierend auf einem von einem externen Controller empfangenen Steuerbefehl zu erzeugen, einen Schaltkreis (123; 123A; 123B; 123C; 423; 523; 623; 825; 925; 1023; 1123), der dazu eingerichtet ist, eine Helligkeit eines oder einer Kombination aus dem ersten LED-Strang (111; 211; 411; 511; 611; 711: 1011; 1111) und des zweiten LED-Strangs (112; 212; 412; 512; 612; 712: 1012; 1112) basierend auf dem Steuersignal (CTR; CTR2) zu steuern, und eine Leistungsversorgung (121; 421; 521; 621; 823; 923; 1021; 1121), die dazu eingerichtet ist, eine interne Leistungsspannung für einen Betrieb des Controllers (122; 422; 522; 622; 824; 924; 1022; 1122) und des Schaltkreis (123; 123A; 123B; 123C; 423; 523; 623; 825; 925; 1023; 1123) zu erzeugen.
LED-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schaltkreis (123; 123A; 123B; 123C) einen Schalter (SW; SW2) aufweist, der mit dem zweiten LED-Strang (112) in Reihe geschaltet ist, und einen Schaltertreiber (SDV; SDV2), der dazu eingerichtet ist, den Schalter basierend auf dem Steuersignal (CTR; CTR2) zu steuern.
LED-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schaltkreis (123A) einen ersten Schalter (SW1) aufweist, der mit dem ersten LED-Strang (111) in Reihe geschaltet ist, einen zweiten Schalter (SW2), der mit dem zweiten LED-Strang (112) in Reihe geschaltet ist, und einen Schaltertreiber (SDV), der dazu eingerichtet ist, den ersten Schalter (SW1) und den zweiten Schalter (SW2) basierend auf dem Steuersignal (CTR) zu steuern.
LED-Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Schaltertreiber (SDV) dazu eingerichtet ist, den ersten Schalter (SW1) basierend auf einem PWM-Signal zu steuern und den zweiten Schalter (SW2) basierend auf dem PWM-Signal zu steuern.
LED-Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Schaltertreiber (SDV) dazu eingerichtet ist, ein erstes PWM-Signal dem ersten Schalter (SW1) bereitzustellen, ein zweites PWM-Signal dem zweiten Schalter (SW2) bereitzustellen, und wobei eine erste Phase des ersten PWM-Signals entgegengesetzt zu einer zweiten Phase des zweiten PWM-Signals ist.
LED-Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Schaltertreiber (SDV) dazu eingerichtet ist, ein erstes PWM-Signal dem ersten Schalter (SW1) bereitzustellen, ein zweites PWM-Signal dem zweiten Schalter (SW2) bereitzustellen, und wobei das erste PWM-Signal von dem zweiten PWM-Signal verschieden ist.
LED-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Controller (122; 422; 522; 622; 824; 924; 1022; 1122) dazu eingerichtet ist, dem externen Controller Informationen bereitzustellen, die Zustände des ersten LED-Strangs (111; 211; 411; 511; 611; 711: 1011; 1111) und des zweiten LED-Strangs (112; 212; 412; 512; 612; 712: 1012; 1112) anzeigen.
LED-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Leistungsversorgung einen ersten Regulierer aufweist, der dazu eingerichtet ist, eine erste interne Leistungsspannung (V_INT1) für einen Betrieb des Controllers (122) zu erzeugen, und einen zweiten Regulierer aufweist, der dazu eingerichtet ist, eine zweite interne Leistungsspannung (V_INT2) für einen Betrieb des Schaltkreises (123) zu erzeugen, und wobei eine erste Größe der ersten internen Leistungsspannung (V_INT1) von einer zweiten Größe der zweiten internen Leistungsspannung (V_INT2) verschieden ist.
LED-Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die erste Größe kleiner als die zweite Größe ist.
LED-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Smart-Controller (120; 420; 520; 620; 822; 922; 1020; 1120) auf einem einzelnen Modul bereitgestellt ist, das von dem ersten LED-Strang (111; 211; 411; 511; 611; 711: 1011; 1111) und dem zweiten LED-Strang (112; 212; 412; 512; 612; 712: 1012; 1112) getrennt ist.
LED-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der erste LED-Strang (111; 211; 411; 511; 611; 711; 1011; 1111) zwischen einen ersten Eingangsknoten (N_IN1) und einen ersten Ausgangsknoten (N_OUT1) geschaltet ist, und der zweite LED-Strang (112; 212; 412; 512; 612; 712; 1012; 1112) zwischen einen zweiten Eingangsknoten (N_IN2) und einen zweiten Ausgangsknoten (N_OUT2) geschaltet ist, und wobei der erste Eingangsknoten (N_IN1) und der zweite Eingangsknoten (N_IN2) elektrisch miteinander verbunden sind, und der erste Ausgangsknoten (N_OUT1) von dem zweiten Ausgangsknoten (N_OUT2) isoliert ist.
LED-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner aufweisend einen Dimm-Controller (524; 826; 926), der dazu eingerichtet ist, eine Dimm-Steuerspannung durch einen Dimm-Steueranschluss bereitzustellen, der mit dem ersten LED-Strang und dem zweiten LED-Strang verbunden ist, wobei der Dimm-Controller (524; 826; 926) dazu eingerichtet ist, die Dimm-Steuerspannung basierend auf einem PWM-Signal zu erzeugen, das von dem Controller basierend auf dem Steuerbefehl bereitgestellt wird.
LED-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner aufweisend: Dimm-Steuerschalter (731), die mit Knoten zwischen einer Mehrzahl an ersten LEDs, die in dem ersten LED-Strang (711) enthalten sind, und Knoten zwischen einer Mehrzahl an zweiten LEDs, die in dem zweiten LED-Strang (712) enthalten sind, verbunden sind; und einen Dimm-Controller (732), der dazu eingerichtet ist, die Dimm-Steuerschalter (731) gemäß einer relativen Einschaltdauer eines PWM-Signals zu steuern, das von dem Controller basierend auf dem Steuerbefehl erzeugt wird.
Beleuchtungsvorrichtung, aufweisend: einen LED-Treiber (20; 300; 530; 630; 810; 910), der dazu eingerichtet ist, unter Verwendung von Wechselstrom (AC)-Leistung Treiberleistung zu erzeugen und die Treiberleistung über einen ersten Treiberknoten (101; 401; 501; 601; 701; 1001; 1101) und einen zweiten Treiberknoten (102; 402; 502; 602; 702; 1002; 1102) auszugeben; eine Mehrzahl an LED-Strängen (31; 110; 410; 510; 610; 710; 821; 921; 1010; 1110), die einen ersten LED-Strang (111; 411; 511; 611; 711; 1011; 1111) aufweisen, der zwischen den ersten Treiberknoten (101; 401; 501; 601; 701; 1001; 1101) und einen ersten LED-Ausgangsknoten (N_OUT1) geschaltet ist, und einen zweiten LED-Strang (112; 412; 512; 612; 712; 1012; 1112), der zwischen den ersten Treiberknoten (101; 401; 501; 601; 701; 1001; 1101) und einen zweiten LED-Ausgangsknoten (N_OUT2) geschaltet ist, wobei der erste LED-Strang (111; 411; 511; 611; 711; 1011; 1111) dazu eingerichtet ist, Licht mit einer ersten Farbtemperatur zu emittieren, und wobei der zweite LED-Strang (112; 412; 512; 612; 712; 1012; 1112) dazu eingerichtet ist, Licht mit einer zweiten Farbtemperatur zu emittieren, und einen Smart-Controller (32; 120; 420; 520; 620; 822; 922; 1020; 1120), der verbunden ist mit dem ersten Treiberknoten (101; 401; 501; 601; 701; 1001; 1101), dem zweiten Treiberknoten (102; 402; 502; 602; 702; 1002; 1102), dem ersten LED-Ausgangsknoten (N_OUT1) und dem zweiten LED-Ausgangsknoten (N_OUT2), zwischen dem LED-Treiber (20; 300; 530; 630; 810; 910) und der Mehrzahl an LED-Strängen (31; 410; 510; 610; 710; 821; 921; 1010; 1110), wobei der Smart-Controller (32; 120; 420; 520; 620; 822; 922; 1020; 1120) einen Schaltkreis (123; 123A; 123B; 123C; 423; 523; 623; 720; 825; 925; 1023; 1123) aufweist, der mit dem ersten LED-Ausgangsknoten (N_OUT1), dem zweiten LED-Ausgangsknoten (N_OUT2) und dem zweiten Treiberknoten (102; 402; 502; 602; 702; 1002; 1102) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, eine Helligkeit eines oder einer Kombination aus dem ersten LED-Strang (111; 411; 511; 611; 711; 1011; 1111) und dem zweiten LED-Strang (112; 412; 512; 612; 712; 1012; 1112) einzustellen.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei der LED-Treiber (300) eine Gleichrichterschaltung (320) aufweist, die dazu eingerichtet ist, die AC-Leistung gleichzurichten, und eine Wandlerschaltung (330), die dazu eingerichtet ist, die Treiberleistung unter Verwendung einer Ausgabe der Gleichrichterschaltung (320) zu erzeugen.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei der erste LED-Strang (111; 411; 511; 611; 711; 1011; 1111) dazu eingerichtet ist, weißes Licht mit der ersten Farbtemperatur zu emittieren, und der zweite LED-Strang (112; 412; 512; 612; 712; 1012; 1112) dazu eingerichtet ist, weißes Licht mit der zweiten Farbtemperatur zu emittieren, und wobei die zweite Farbtemperatur höher ist als die erste Farbtemperatur.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, ferner aufweisend eine thermoelektrische Schaltung (1030), die an der Mehrzahl an LED-Strängen (1010) angebracht ist und ein thermoelektrischen Element aufweist, das dazu eingerichtet ist, von der Mehrzahl an LED-Strängen (1010) emittierte Wärme in elektrische Energie umzuwandeln.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Smart-Controller (1020) ferner eine Leistungsversorgung (1021) aufweist, die mit dem ersten Treiberknoten (1001) und einem Ausgangsknoten (1002) der thermoelektrischen Schaltung (1030) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, eine interne Leistungsspannung für mindestens eine Komponente des Controllers (1022) unter Verwendung der Treiberleistung und der Ausgangsleistung der thermoelektrischen Schaltung (1030) zu erzeugen.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Smart-Controller (1120) ferner eine Batterie (1124) aufweist, die mit einem Ausgangsknoten der thermoelektrischen Schaltung (1130) verbunden ist, und eine Leistungsversorgung (1121), die dazu eingerichtet ist, eine interne Leistungsspannung unter Verwendung der Ausgangsleistung der Batterie (1124) zu erzeugen.
LED-Vorrichtung aufweisend: eine Mehrzahl an LEDs (821; 921), die direkt mit mindestens einem Teil einer Mehrzahl an Ausgangsanschlüssen eines Ausgangskabelsatzes (815; 915) eines LED-Treibers (810; 910) verbunden sind; eine Leistungsversorgung (823; 923), die mit einem ersten Ausgangsanschluss (816; 916) der Mehrzahl an Ausgangsanschlüssen verbunden und dazu eingerichtet ist, eine erste interne Leistungsspannung und eine zweite interne Leistungsspannung unter Verwendung einer von dem LED-Treiber (810; 910) über den ersten Ausgangsanschluss (816; 916) empfangenen Treiberleistung zu erzeugen; einen Controller (824; 924), der dazu eingerichtet ist, unter Verwendung der ersten internen Leistungsspannung zu arbeiten und ein PWM-Steuersignal basierend auf einem von einem externen Controller empfangenen Steuerbefehl zu erzeugen; und einen Schaltkreis (825; 925), der zwischen eine aus der Mehrzahl an LEDs (821; 921) und einen zweiten Ausgangsanschluss (817; 917) aus der Mehrzahl an Ausgangsanschlüssen verbunden ist und dazu eingerichtet ist, unter Verwendung der zweiten internen Leistungsspannung zu arbeiten und die Helligkeit eines Teils der Mehrzahl an LEDs (821; 921) basierend auf dem PWM-Steuersignal einzustellen.