DE112019002768T5

DE112019002768T5 - System und verfahren zum steuern eines abstimmbaren beleuchtungssystems

Info

Publication number: DE112019002768T5
Application number: DE112019002768.9T
Authority: DE
Inventors: Stefan Lorenz; Biju Antony; Ashwani Guleria; Tiberiu Antohi; Arthur Gilenberg
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH; Osram Sylvania Inc
Current assignee: Osram Sylvania Inc Wilmington Us
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2021-03-11
Also published as: WO2019232102A3; WO2019232102A2

Abstract

Ein abstimmbares Beleuchtungssystem zum Steuern der Intensität und/oder korrelierten Farbtemperatur (CCT) von Licht, das aus einer abstimmbaren Lichtquelle ausgestrahlt wurde. In manchen Ausführungsformen umfasst das System ein oder mehrere Schaltmodule zum Senden von Benutzerbefehlen für eine gewünschte Intensität und/oder CCT. Ein Ansteuerelement der abstimmbaren Lichtquelle steuert einen oder mehrere Kanäle eines abstimmbaren Beleuchtungsmoduls unter Verwendung eines einstellbaren konstanten Stroms, eines Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers mit einer einstellbaren Ausgangsspannung und einem Kurzschlussschutz an. In manchen Ausführungsformen wird die Berechnung des Ansteuerstroms für die Lichtquelle unter Verwendung von Parametern des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls in Echtzeit durchgeführt. In manchen Ausführungsformen verhindert ein Netzwerkkollisionsverhinderungsvorgang Netzwerkkollisionen durch Zuordnen eines beliebigen aus einer Vielzahl von Schaltmodulen zu einem Netzwerk als Master.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Zeitrang des Anmeldetags der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 62/677.657 , eingereicht am 29. Mai 2018 mit dem Titel „Optimized Color Tuning Control“, der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 62/677.659 , eingereicht am 29. Mai 2018 mit dem Titel „Multi Channel Driver For Lighting System“ und der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 62/677.662 , eingereicht am 29. Mai 2018 mit dem Titel „Systems and Methods for Network Collision Prevention“, wobei die Lehren dieser Anmeldungen in ihrer Gesamtheit durch Verweis hierin aufgenommen sind.
FACHGEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Beleuchtungssysteme und noch genauer Systeme und Verfahren zum Steuern eines abstimmbaren Beleuchtungssystems.
HINTERGRUND
In der Beleuchtungsindustrie stellt die Verwendung von Festkörperlichtquellen in einer Vielzahl von Anwendungen zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Lichtquellen bereit. Beispielsweise bieten Festkörperlichtquellen im Allgemeinen eine höhere Energieeffizienz und eine längere Lebensdauer im Vergleich zu herkömmlichen Lichtquellen. Darüber hinaus stellen Festkörperlichtquellen auch einen größeren Bereich von Steuerbarkeit bereit.
Beispielsweise können Festkörperbeleuchtungssysteme so gesteuert werden, dass sie eine Reihe von unterschiedlichen chromatischen Eigenschaften des Lichts erzeugen, die an die Anforderungen des Benutzers für eine bestimmte Anwendung und/oder Einstellung angepasst werden können. Die chromatischen Eigenschaften können z. B. das Aussehen der Lichtquelle auf der Grundlage von Intensität und Farbtemperatur umfassen. Die Intensität, oder Beleuchtungsstärke, ist ein Maß für die Menge an nutzbarem Licht, das auf eine Oberfläche eines Objekts einfällt. Die Farbtemperatur, die hierin auch als korrelierte Farbtemperatur (CCT) bezeichnet wird, ist eine Beschreibung des farblichen Erscheinungsbildes einer Lichtquelle in Bezug auf ihre Wärme oder Kühle. Lichtquellen mit einer niedrigen Farbtemperatur weisen im Allgemeinen eine gelb-weiße Farbe auf und werden als „warm“ beschrieben, während Lampen mit einer hohen Farbtemperatur eine blau-weiße Farbe aufweisen und als „kühl“ beschrieben werden.
Figurenliste
Die Merkmale und Vorteile des beanspruchten Gegenstands gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der damit übereinstimmenden Ausführungsformen hervor, wobei die Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen zu berücksichtigen ist, in denen:

1 ein Blockschaltbild ist, das eine Ausführungsform eines abstimmbaren Beleuchtungssystems darstellt, das der vorliegenden Offenbarung entspricht;
2 ein Blockschaltbild ist, das eine Ausführungsform eines Schaltmoduls darstellt, das in einem abstimmbaren Beleuchtungssystem von Nutzen ist, das der vorliegenden Offenbarung entspricht;
3 eine grafische Darstellung einer Ausführungsform eines Schaltmoduls ist, das eine Benutzerschnittstelle aufweist, die in einem abstimmbaren Beleuchtungssystem von Nutzen ist, das der vorliegenden Offenbarung entspricht;
4 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Ansteuerelements ist, das in einem abstimmbaren Beleuchtungssystem von Nutzen ist, das der vorliegenden Offenbarung entspricht;
5 ein Blockschaltbild ist, das eine Ausführungsform eines Leistungsmoduls zeigt, das in einem Ansteuerelement eines abstimmbaren Beleuchtungssystems von Nutzen ist, das der vorliegenden Offenbarung entspricht;
6 ein Blockschaltbild ist, das eine Ausführungsform einer Konstantstrom-Ansteuerschaltung zeigt, die in einem Leistungsmodul eines abstimmbaren Beleuchtungssystems von Nutzen ist, das der vorliegenden Offenbarung entspricht;
7 ein Schaltplan ist, der eine Ausführungsform eines Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers mit einstellbarer Ausgangsspannung zeigt, der in einer Konstantstrom-Ansteuerschaltung von Nutzen ist, die der vorliegenden Offenbarung entspricht;
8 ein Schaltplan ist, der eine Ausführungsform eines Linearreglers und einer Kurzschlussschutzschaltung zeigt, die in einer Konstantstrom-Ansteuerschaltung von Nutzen sind, die der vorliegenden Offenbarung entspricht;
9 ein Block-Flussdiagramm ist, das eine Ausführungsform eines Farbabstimmverfahrens zeigt, die der vorliegenden Offenbarung entspricht;
10 eine Kurvendarstellung der Farbkoordinaten C(x) vs. C(y) ist, das die Vorgänge einer beispielhaften Ausführungsform eines Farbabstimmvorgangs zeigt, die der vorliegenden Offenbarung entspricht;
11 eine beispielhafte Ausführungsform eines abstimmbaren, mit einem Netzwerk verbundenen Beleuchtungssystems, einschließlich einer Vielzahl von Schaltmodulen und abstimmbaren Lichtquellen, zeigt, die der vorliegenden Offenbarung entspricht;
12 ein Block-Flussdiagramm ist, das eine Ausführungsform eines Netzwerkkollisionsvermeidungshilfsprogramms zeigt, die der vorliegenden Offenbarung entspricht; und
13 ein Flussdiagramm ist, das eine weitere Ausführungsform eines Netzwerkkollisionsvermeidungshilfsprogramms zeigt, die der vorliegenden Offenbarung entspricht.

Für ein gründliches Verständnis der vorliegenden Offenbarung sollte auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung, einschließlich der beigefügten Ansprüche, in Verbindung mit den oben beschriebenen Zeichnungen verwiesen werden. Obwohl die vorliegende Offenbarung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, soll die Offenbarung nicht auf die hierin dargelegten speziellen Formen beschränkt werden. Es gilt zu verstehen, dass verschiedene Auslassungen und Ersetzungen der Äquivalente erwogen werden, wenn die Umstände dies nahelegen oder zweckmäßig erscheinen lassen. Es gilt zudem zu verstehen, dass die hierin verwendete Phraseologie und Terminologie dem Zweck der Beschreibung dient und nicht als einschränkend betrachtet werden sollte.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Überblick richtet sich die vorliegende Offenbarung im Allgemeinen auf ein System und ein Verfahren zur Steuerung einer abstimmbaren Lichtquelle, um eine Lichtausgabe aus der Lichtquelle bereitzustellen, die eine gewünschte Intensität und/oder CCT aufweist. Das System umfasst ein oder mehrere Schaltmodule zum Senden von Befehlen, die die gewünschte Intensität und/oder CCT angeben, an eine oder mehrere abstimmbare Lichtquellen. Die abstimmbaren Lichtquellen umfassen ein Ansteuerelement, das ausgelegt ist, die Befehle zu empfangen und die Lichtausgabe der Lichtquellen auf die gewünschte Intensität und/oder CCT, die durch die Befehle angegeben werden, abzustimmen.
In manchen Ausführungsformen kann das Ansteuerelement ein Leistungsmodul umfassen, das eine hohe Ausgangsstromgenauigkeit, einen hohen Wirkungsgrad und einen schnell ansprechenden Kurzschlussschutz unter Verwendung eines Linearreglers in Verbindung mit einer variablen Gleichstrom-Gleichstrom-Steuerung und einem Kurzschlussschutzsystem bereitstellt. Das Ansteuerelement kann im linearen Modus arbeiten und die Auswirkungen des durch die Stromwelligkeit verursachten Flimmerns minimieren. Das Ansteuerelement stellt Vorteile gegenüber dem typischen Schaltmodus-Betriebsansteuerelement bereit, das eine Leistungswandlung mit hohem Wirkungsgrad bietet, jedoch mit dem Nebeneffekt einer geringeren Stromgenauigkeit bei niedrigen Ausgangsstrompegeln, wodurch ein großer Betriebsbereich geopfert wird. Das Ansteuerelement stellt zudem auch Vorteile gegenüber Wandlern bereit, die ein hybrides Leistungswandlungsschema verwenden, das bei niedrigen Ausgangsströmen vom Schaltmodus in den linearen Modus übergeht.
In manchen Ausführungsformen kann das abstimmbare Beleuchtungssystem einen Farbabstimmvorgang umfassen, der den Ansteuerstrom für jeden Kanal für das abstimmbare Beleuchtungsmodul als Antwort auf eine Benutzeranforderung für eine gewünschte Intensität und CCT durch ein Schaltmodul bestimmt. Der Vorgang kann unter Verwendung einiger weniger grundlegender Parameter ausgeführt werden, die dem/den abstimmbaren Beleuchtungsmodul(en) und den Anforderungen der Anwendung, in der das System verwendet wird, zugeordnet sind. Die Parameter können im Speicher des Ansteuerelements gespeichert sein, und das Ansteuerelement kann bei der Ausführung des Vorgangs auf die Parameter zugreifen, um die Lumenbeiträge und Ansteuerströme für jeden Kanal der abstimmbaren Beleuchtungsmodule in Echtzeit zu berechnen. Dies stellt erhebliche Vorteile im Vergleich zu bekannten Systemen bereit, die die Berechnung eines Lumenbeitrags für jeden Kanal oder jede Lichtquelle und jede CCT erfordern und die Lumenbeiträge für jede CCT in einer Nachschlagtabelle (LUT) speichern.
In manchen Ausführungsformen kann das abstimmbare Beleuchtungssystem einen Algorithmus zur Vermeidung von Netzwerkkollisionen umfassen, bei dem kostengünstige und einfache Schaltmodule verwendet werden, die jeweils als Master-Gerät dienen können. Dadurch werden die Einschränkungen bekannter Single-Master-Systeme sowie die Kosten und die Komplexität bekannter Multi-Master-Netzwerksysteme vermieden.
Ein abstimmbares Beleuchtungssystem, das der vorliegenden Offenbarung entspricht, kann in einer Vielzahl von Umgebungen verwendet werden, in denen eine vom Benutzer wählbare Lichtintensität und/oder CCT gewünscht wird, wie z. B. in einer industriellen Umgebung, einer Schule, einer Gesundheitseinrichtung, einem Heim- oder Wohngebäude, einem Restaurant usw. Auch die Abstimmung der chromatischen Eigenschaften des Lichts in einem abstimmbaren Beleuchtungssystem, das der der vorliegenden Offenbarung entspricht, kann eine Vielzahl von Effekten aufweisen. Wenn beispielsweise Licht mit einer ersten Farbtemperatur mit erhöhter Produktivität während eines ersten Zeitraums des Arbeitstages assoziiert ist und Licht mit einer zweiten (anderen) Farbtemperatur mit erhöhter Produktivität während eines zweiten (anderen) Zeitraums des Arbeitstages assoziiert ist und Licht mit einer dritten (anderen) Farbtemperatur mit erhöhter Produktivität während eines dritten (anderen) Zeitraums des Arbeitstages assoziiert ist, kann ein Festkörper-Beleuchtungssystem so abgestimmt werden, dass es Licht bereitstellt, das mit diesen drei verschiedenen Farbtemperaturen während ihrer jeweiligen Zeiträume des Arbeitstages ausgestrahlt wird. Natürlich können diese Änderungen der Farbtemperatur auf der Systemebene und auch auf Unterebenen umgesetzt werden, so dass sich beispielsweise die Farbtemperatur des vom System in einem ersten Büro ausgestrahlten Lichts von der Farbtemperatur des vom System in einem zweiten Büro ausgestrahlten Lichts unterscheidet.
Es wird nun im Detail auf beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung verwiesen, die in den beigefügten Zeichnungen beispielhaft dargestellt sind. Wo immer möglich, werden in allen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile zu verweisen. Obwohl in der Beschreibung die Konfiguration einiger beispielhafter Ausführungsformen eines abstimmbaren Beleuchtungssystems gesondert beschrieben werden kann, ist davon auszugehen, dass ein abstimmbares Beleuchtungssystem, das der vorliegenden Offenbarung entspricht, jede beliebige Kombination der hierin beschriebenen Ausführungsformen umfassen kann.
1 ist ein Blockschaltbild, das eine beispielhafte Ausführungsform eines abstimmbaren Beleuchtungssystems 100 zum Steuern der Beleuchtung zeigt, die der vorliegenden Offenbarung entspricht. Das dargestellte abstimmbare Beleuchtungssystem 100 umfasst ein Schaltmodul 102, das über eine verdrahtete oder drahtlose Verbindung mit einer abstimmbaren Lichtquelle 104 gekoppelt ist. Die abstimmbare Lichtquelle 104 umfasst ein abstimmbares Beleuchtungsmodul 106 und ein Ansteuerelement 108. Im Allgemeinen umfasst das Schaltmodul 102 eine Benutzerschnittstelle 110 und sendet als Antwort auf Benutzereingaben, die über die Benutzerschnittstelle 110 empfangen werden, Befehle an das Ansteuerelement 108. Als Antwort auf die Befehle von dem Schaltmodul 102 stellt das Ansteuerelement 108 einen Ansteuerstrom bereit, um das abstimmbare Beleuchtungsmodul 106 so abzustimmen, um eine Lichtausgabe 112 bereitzustellen, die die chromatischen Eigenschaften aufweist, die zumindest teilweise durch einen oder mehrere der Befehle definiert sind. In manchen Ausführungsformen kann die Eingangsspannung Vin an das System 100, z. B. 120 VAC oder 12 VDC, einzeln fest mit den Systemkomponenten oder mit dem Schalter verdrahtet sein, und der Schalter kann die anderen Komponenten mit Leistung versorgen. In anderen Ausführungsformen können der Schalter und/oder die abstimmbare Lichtquelle 104 durch eine Batterie (nicht dargestellt) mit Leistung versorgt werden.
Fachleute mit durchschnittlichen Kenntnissen auf dem Fachgebiet werden erkennen, dass das System 100 in 1 der Einfachheit halber stark vereinfacht dargestellt ist. Ein abstimmbares Beleuchtungssystem 100 gemäß den hierin offenbarten Ausführungsformen kann eine beliebige Anzahl und/oder Typen von Komponenten umfassen, einschließlich zusätzlicher Komponenten, die nicht in 1 dargestellt sind (z. B. Sensoren, Regler, nicht abstimmbare Lichtquellen und dergleichen). In manchen Ausführungsformen können das abstimmbare Beleuchtungsmodul 106 und das Ansteuerelement 108 in einer Leuchte konfiguriert und/oder direkt in eine Wand, eine Decke, eine Lampe usw. eingebaut oder daran befestigt sein. Das Schaltmodul 102 kann über eine festverdrahtete oder drahtlose (z. B. funkbasierte oder optische) Schnittstelle mit dem Ansteuerelement 108 gekoppelt und als festes Gerät, das in einer Wand, einer Decke oder einer anderen Oberfläche installiert oder daran befestigt ist, oder als mobiles Gerät, wie z. B. ein Personal Computer, Smartphone oder Tablet, ausgelegt sein. In manchen Ausführungsformen können eine oder mehrere Komponenten des Schaltmoduls 102 in einem Gehäuse mit einer oder mehreren Komponenten der abstimmbaren Lichtquelle 104 eingehaust sein.
In einem abstimmbaren Beleuchtungssystem 100, das der vorliegenden Offenbarung entspricht, kann eine abstimmbare Steuerung der Lichtausgabe 112 durch Verwendung einer oder mehrerer Festkörper-Lichtquelle(n) bereitgestellt werden. Eine gegebene Festkörper-Lichtquelle kann einen oder mehrere Festkörper-Emitter umfassen, die eine beliebige aus einem breiten Spektrum von Halbleiter-Lichtquellenvorrichtungen sein können, wie z. B.: (1) eine Leuchtdiode (LED); (2) eine organische Leuchtdiode (OLED); (3) eine Polymer-Leuchtdiode (PLED); und/oder (4) eine Kombination aus einem oder mehreren beliebigen davon. In manchen Ausführungsformen kann ein gegebener Festkörper-Emitter für das Ausstrahlen einer einzelnen korrelierten Farbtemperatur (CCT) ausgelegt sein (z. B. eine Weißlicht-emittierende Halbleiter-Lichtquelle). In manchen anderen Ausführungsformen kann ein gegebener Festkörper-Emitter jedoch für farbabstimmendes Ausstrahlen ausgelegt sein. Beispielsweise kann in manchen Fällen ein gegebener Festkörper-Emitter eine mehrfarbige (z. B. zweifarbige, dreifarbige usw.) Halbleiter-Lichtquelle sein, die für eine Kombination von Ausstrahlungen ausgelegt ist, wie z. B.: (1) rot-grün-blau (RGB); (2) rot-grün-blau-blau-gelb (RGBY); (3) rot-grün-blau-weiß (RGBW); (4) dual-weiß; und/oder (5) eine Kombination von einem oder mehreren beliebigen davon. Wie hierin verwendet, wird der Begriff „Farbe“ austauschbar mit dem Begriff „Spektrum“ verwendet. Der Begriff „Farbe“ wird jedoch im Allgemeinen verwendet, um eine Strahlungseigenschaft zu bezeichnen, die für einen Betrachter wahrnehmbar ist (obwohl diese Verwendung nicht beabsichtigt, den Anwendungsbereich dieses Begriffs einzuschränken). Dementsprechend impliziert der Begriff „verschiedene Farben“ zwei verschiedene Spektren mit unterschiedlichen Wellenlängenkomponenten und/oder Bandbreiten. Darüber hinaus kann „Farbe“ verwendet werden, um sich auf Weiß- und Nicht-Weißlicht zu beziehen.
Gruppen oder Reihen von Festkörper-Emittern können zu getrennten Kanälen kombiniert werden, die unabhängig voneinander durch getrennte Ausgänge des Ansteuerelements 108 gesteuert werden können, um eine gewünschte Intensität und/oder CCT der Lichtausgabe 112 durch Farbmischen oder Mischen des von den getrennten Kanälen ausgestrahlten Lichts zu erzielen. In manchen Ausführungsformen kann beispielsweise das abstimmbare Beleuchtungsmodul 106 eine bekannte mehrfarbige Weißlichtquelle sein, die eine bekannte Anordnung von farbmischenden Mehrfach-Leuchtdioden (LED) umfasst. Nach allgemeinem Verständnis kann die LED-Anordnung eine Vielzahl von verschiedenfarbigen LED-Chips zum Ausstrahlen von Licht unterschiedlicher jeweiliger Farben enthalten, die gemischt werden, um eine farbgemischte Lichtausgabe (z. B. Weißlicht) aus der LED-Anordnung zu erzeugen. Die Mischung des Lichts, das von jedem der verschiedenfarbigen LED-Chips ausgestrahlt wird, kann einen großen Teil des sichtbaren Spektrums abdecken. Ein Beispiel für ein bekanntes abstimmbares Beleuchtungsmodul mit zwei Kanälen von LED-Chips zur Erzeugung einer abstimmbaren Weißlichtausgabe, das der vorliegenden Offenbarung entspricht, ist die abstimmbare Weißlicht-Engine PrevaLED®, die von Osram Sylvania aus Wilmington, Massachusetts, im Handel erhältlich ist.
Für die Zwecke dieser Offenbarung bezieht sich der Begriff „Farbtemperatur“ oder „korrelierte Farbtemperatur (CCT)“ auf einen bestimmten Farbgehalt oder Farbton (rötlich, bläulich usw.) von Weißlicht. Die Farbtemperatur einer Strahlenprobe wird üblicherweise nach der Temperatur in Grad Kelvin (K) eines Schwarzkörperstrahlers charakterisiert, der im Wesentlichen das gleiche Spektrum wie die zu untersuchende Strahlung ausstrahlt. Der Begriff „weiß“ bezieht sich im Allgemeinen auf Weißlicht mit einer CCT zwischen etwa 2600 und 8000 K, „kaltweiß“ bezieht sich auf Licht mit einer CCT näher an 8000 K, das eine bläulichere Farbe aufweist, und „warmweiß“ bezieht sich auf Weißlicht mit einer CCT zwischen etwa 2600 K und 4000 K, das eine rötlichere Farbe aufweist.
Das Schaltmodul 102 kann in einer Vielzahl von Konfigurationen bereitgestellt werden. 2 beispielsweise ist ein Blockschaltbild eines Beispiels für ein Schaltmodul 102a, das in einem abstimmbaren Beleuchtungssystem 100 von Nutzen ist, das der vorliegenden Offenbarung entspricht. Das dargestellte beispielhafte Schaltmodul 102a umfasst eine Schaltsteuerung 202, ein Leistungsmodul 204, eine Kommunikationsschnittstelle 206, einen Speicher 208 und die Benutzerschnittstelle 110. Im Allgemeinen empfängt die Schaltsteuerung 202 Benutzereingaben von der Benutzerschnittstelle 110 und ist ausgelegt, um die Übertragung von Befehlen an ein oder mehrere Ansteuerelemente 108 über die Kommunikationsschnittstelle 110 zu bewirken. Die Leistung für den Betrieb der Schaltsteuerung 202 wird durch das Leistungsmodul 204 bereitgestellt, das die Eingangsspannung Vin, z. B. 120VAC, empfangen und eine geregelte Gleichstrom-Ausgangsspannung für den Betrieb der Schaltsteuerung 202, der Kommunikationsschnittstelle 206 und der Benutzerschnittstelle 110 bereitstellen kann. Das Leistungsmodul 204 kann als ein bekannter Wechselstrom-Gleichstrom- oder Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler ausgelegt sein, z. B. mit einem Schaltwandler zum Bereitstellen der geregelte Gleichstromausgabe.
Die Kommunikationsschnittstelle 206 kann eine Vielzahl bekannter Konfigurationen annehmen. In manchen Ausführungsformen kann die Kommunikationsschnittstelle 206 einen bekannten Sender umfassen, um zu ermöglichen, dass das Schaltmodul 102a mit dem Ansteuerelement 108 unter Verwendung eines digitalen Kommunikationsprotokolls kommunizieren kann, wie z. B. einer digitalen Multiplexer-(DMX-)Schnittstelle, eines Wi-Fi™-Protokolls, eines digitalen adressierbaren Beleuchtungsschnittstellen-(DALI-)Protokolls, eines ZigBee®-Protokolls, eines Bluetooth®-Protokolls oder eines anderen geeigneten Kommunikationsprotokolls, drahtgebunden und/oder drahtlos, wie im Lichte dieser Offenbarung ersichtlich wird. Der Einfachheit der Erklärung halber ist das Schaltmodul 102 in 1 als nur mit einer abstimmbaren Lichtquelle 104 verbunden dargestellt, jedoch kann eine beliebige Anzahl von Schaltmodulen 102 und abstimmbaren Lichtquellen 104 in einem über ein Netzwerk verbundenen, abstimmbaren Beleuchtungssystem 100 gekoppelt sein, das der vorliegenden Offenbarung entspricht.
Die Benutzerschnittstelle 110 kann eine beliebige Schnittstelle sein, über die der Benutzer in der Lage sein kann, die chromatischen Eigenschaften der Lichtausgabe 112 der abstimmbaren Lichtquelle 104 selektiv zu steuern. In manchen Ausführungsformen kann die Benutzerschnittstelle 110 Bedienelemente wie einen oder mehrere Schalter, eine grafische Benutzerschnittstelle, einen Bildschirm oder Kombinationen davon umfassen, die es dem Benutzer ermöglichen, die Intensität und/oder die CCT der Lichtausgabe 112 der abstimmbaren Lichtquelle 104 zu steuern.
Ein Beispiel für ein Schaltmodul 102a, einschließlich einer Benutzerschnittstelle 110a, ist in 3 dargestellt. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Schaltmodul 102a ein Gehäuse 302 und eine Vielzahl von Schaltern 304, 306, 308, 310, 312, 314, die im Gehäuse 302 montiert sind. Der Benutzer kann einen Szene-1-Schalter 302 betätigen, um eine erste gewünschte Intensität und CCT der Lichtausgabe 112 zu wählen, oder er kann einen Szene-2-Schalter 304 betätigen, um eine zweite gewünschte Intensität und CCT (Szene 2) der Lichtausgabe 112 zu wählen. Beispielsweise kann der Szene-1-Schalter 303 ein kaltweißes Licht mit relativ hoher Intensität wählen und der Szene-2-Schalter 304 kann ein warmweißes Licht mit relativ niedriger Intensität wählen. Die den Szene-1- und Szene-2-Schaltern 303, 303, 304 zugeordnete Intensität und CCT können im Speicher 208 gespeichert werden. Die Schaltsteuerung 202 kann auf den Speicher 208 zugreifen, um die gespeicherte Intensität und CCT als Antwort auf die Aktivierung des Szene-1- oder Szene-2-Schalters abzurufen, um die Übertragung eines Befehls an das Ansteuerelement 108 zu bewirken, um die Lichtausgabe 112 des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106 auf die gespeicherte Intensität und CCT abzustimmen.
Als Antwort auf die Betätigung eines Intensitäts-Kippschalters 312 kann die Schaltsteuerung 202 die Übertragung eines Befehls an das Ansteuerelement 108 bewirken, um die Intensität der Lichtausgabe 112 des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106 zu erhöhen oder zu verringern. Als Antwort auf die Betätigung eines Farbkippschalters 314 kann die Schaltsteuerung 202 die Übertragung eines Befehls an das Ansteuerelement 108 bewirken, um die Farbe der Lichtausgabe 112 des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106 zu verändern, z. B. auf ein kühleres Weißlicht oder ein wärmeres Licht. Ein benutzerdefinierter Schalter 308 kann es einem Benutzer ermöglichen, eine benutzerdefinierte Einstellung zu speichern, die durch Betätigung des Intensitäts- und/oder Farbkippschalters 312, 314 festgelegt wurde. Wenn ein Benutzer beispielsweise eine gewünschte Intensitäts- und Farbeinstellung für die Lichtausgabe 112 des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106 unter Verwendung der Intensitäts- und Farbkippschalter 312, 314 einstellt, kann der Benutzer den benutzerdefinierten Schalter 308 drücken, um die Intensitäts- und Farbeinstellung im Speicher 208 zu speichern. Eine spätere Betätigung des benutzerdefinierten Schalters 308 bewirkt dann, dass die Schaltsteuerung 202 auf die gespeicherte Intensitäts- und Farbeinstellung im Speicher 208 zugreift und die Übertragung eines Befehls an das Ansteuerelement 108 veranlasst, um die Lichtausgabe 112 des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106 auf die gespeicherte Intensitäts- und Farbeinstellung abzustimmen. Ein Ein/Aus-Schalter 310 kann es einem Benutzer ermöglichen, die abstimmbare Lichtquelle 104 in einen Ein- oder Aus-Zustand zu versetzen.
Das Ansteuerelement 108 kann in einer Vielzahl von Konfigurationen bereitgestellt sein. 4 beispielsweise ist ein Blockschaltbild eines Beispiels für ein Ansteuerelement 108a, das in einem abstimmbaren Beleuchtungssystem 100 von Nutzen ist, das der vorliegenden Offenbarung entspricht. In der dargestellten beispielhaften Ausführungsform umfasst das Ansteuerelement 108a eine Ansteuersteuerung 402, ein Leistungsmodul 404, eine Kommunikationsschnittstelle 406, einen Speicher 408 und eine Programmierschnittstelle 410. Befehle zum Abstimmen der Lichtausgabe 112 auf eine gewünschte Intensitäts- und/oder CCT-Einstellung werden vom Schaltmodul 102a über die Kommunikationsschnittstelle 406 empfangen. Als Antwort auf die Befehle stellt die Ansteuersteuerung 402 Ansteuerstromsteuersignale dem Leistungsmodul 404 bereit. Als Antwort auf die Ansteuerstromsteuersignale stellt das Leistungsmodul 404 abhängig oder unabhängig einen Ansteuerstrom dem/den abstimmbaren Beleuchtungsmodulkanal/-kanälen bereit, um die abstimmbaren Modulkanäle anzusteuern und die Intensität und/oder die CCT der Lichtausgabe 112 des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106 auf die gewünschte Intensitäts- und/oder CCT-Einstellung abzustimmen, die in den vom Schaltmodul 102 empfangenen Befehlen angegeben wird. Die Ansteuerstromsteuersignale können auch ausgelegt sein, um das Leistungsmodul 404 zur effizienten Ansteuerung der Kanäle des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls bei niedrigen Strömen und mit Kurzschlussschutz zu steuern.
Die Kommunikationsschnittstelle 406 kann einen bekannten Empfänger umfassen, der ausgelegt ist, Kommunikationen von der Kommunikationsschnittstelle 206 des Schaltmoduls 102 zu empfangen, um die Kommunikation der Befehle dazwischen zu erleichtern. In manchen Ausführungsformen kann das Leistungsmodul 404 eine bekannte Gleichstrom-Wechselstrom- und/oder Gleichstrom-Gleichstrom-Konfiguration zum Empfang der Eingangsspannung V_in, z. B. 120VAC, und zum Bereitstellen eines regulierten Ausgangsstroms für das abstimmbare Beleuchtungsmodul 106 umfassen. Die Programmierschnittstelle 410 kann eine bekannte Schnittstellenkonfiguration sein, die es dem Benutzer ermöglicht, die Ansteuersteuerung 402 zu programmieren und/oder Daten im Speicher 408 zu speichern, um basierend auf bekannten Eigenschaften des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106 Ansteuerstromsteuersignale bereitzustellen. Die bekannten Eigenschaften können im Speicher 408 als Daten 412 der abstimmbaren Lichtquelle gespeichert werden, auf die die Ansteuersteuerung 402 zugreifen kann, um die Ansteuerstromsteuersignale zum Erzielen der gewünschten Intensitäts- und/oder CCT-Einstellungen bereitzustellen, die durch die Befehle vom Schaltmodul 102 angegeben werden.
In manchen Ausführungsformen kann das Leistungsmodul 404 ausgelegt sein, um jeden Kanal des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106 unabhängig oder abhängig zu steuern. Es ist vorteilhaft, dass das Ansteuerelement 108a unter Verwendung eines Linearreglers in Verbindung mit einer variablen Gleichstrom-Gleichstrom-Steuerung im Leistungsmodul 404 eine sehr hohe Ausgangsstromgenauigkeit, Effizienz und einen schnell ansprechenden Kurzschlussschutz bereitstellen kann. Das Ansteuerelement 108a kann im linearen Modus arbeiten und die Auswirkungen des durch die Stromwelligkeit verursachten Flimmerns reduzieren.
5 zeigt beispielsweise ein Beispiel für ein Leistungsmodul 404, das der vorliegenden Offenbarung entspricht, zur Verwendung mit einer Eingangswechselspannung V_in. Die dargestellte beispielhafte Ausführungsform umfasst ein optionales elektromagnetisches Entstör-(EMI-)Filter 502 und einen Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler 504, der einen Gleichstromausgang V_reg bereitstellt. Der Gleichstromausgang V_reg des Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlers 504 ist mit einer Konstantstrom-Ansteuerschaltung 506-1...506-N parallelgekoppelt, die jedem Kanal 508-1...508-N des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106 zugeordnet ist. Fachleute mit durchschnittlichen Kenntnissen auf dem Gebiet werden erkennen, dass in einer Ausführungsform, in der die Eingangsspannung Vin ein Gleichspannungseingang ist, das EMI-Filter 502 und der Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler 504 ausgelassen werden können.
Das EMI-Filter 502 kann eine bekannte Konfiguration annehmen, um EMI-Rauschen zu reduzieren. Der Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler 504 kann einen Gleichrichter, der ausgelegt ist, die Eingangsspannung gleichzurichten, um eine unregulierte Gleichstromausgabe bereitzustellen, sowie einen bekannten Schaltwandler umfassen, um die ungeregelte Gleichstromausgabe des Gleichrichters zu empfangen und eine stabile, geregelte Gleichstromausgabe V_reg für jede der Konstantstrom-Ansteuerschaltungen 506-1...506-N bereitzustellen. Eine Vielzahl von Gleichrichterschaltungen ist auf dem Gebiet gut bekannt.
Eine Vielzahl von Schaltwandler-Konfigurationen ist ebenfalls auf dem Gebiet bekannt. Bestimmte Typen von Schaltwandlern umfassen bekannte Konfigurationen, wie z. B. Abwärtswandler, Aufwärtswandler, Abwärts-/Aufwärtswandler usw., die im Allgemeinen als Schaltregler kategorisiert werden. Diese Geräte umfassen einen Schalter, z. B. einen Transistor, der selektiv betrieben wird, damit Energie in einem Energiespeicher, z. B. einer Induktivität, gespeichert und dann auf einen oder mehrere Filterkondensatoren übertragen werden kann. Der/die Filterkondensator(en) stellt/stellen eine relativ glatte DC-Ausgangsspannung der Last bereit und stellen zwischen den Energiespeicherzyklen im Wesentlichen kontinuierliche Energie der Last bereit. Ein anderer bekannter Schaltwandlertyp umfasst einen bekannten transformatorbasierten Schaltregler, wie z. B. einen „Sperr“-Wandler. Bei einem transformatorbasierten Schaltregler kann die Primärseite des Transformators mit dem gleichgerichteten Wechselstromausgang des Gleichrichters gekoppelt sein. Die geregelte Gleichstrom-Ausgangsspannung wird auf der Sekundärseite des Transformators bereitgestellt, die von der Primärseite des Transformators elektrisch isoliert ist.
In manchen Ausführungsformen kann die Eingangsspannung Vin zwischen etwa 120V bis 277 V betragen, z. B. +/- 10 %, und der Gleichrichter kann einen bekannten Brückengleichrichter umfassen. Der Schaltwandler des Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlers 504 kann ein bekannter getakteter Sperrwandler mit Leistungsfaktorkorrektur sein und kann die Ausgabe des Gleichrichters in eine nominale konstante Gleichspannungsausgabe V_reg, z. B. 58 V DC, umwandeln.
Jede Konstantstrom-Ansteuerschaltung 506-1...506-N stellt einen zugeordneten konstanten Ansteuerstrom IL-1...IL-N einem zugeordneten der Kanäle 508-1...508-N des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106 als Antwort auf zugeordnete Ansteuerstromsteuersignale von der Ansteuersteuerung 402 bereit. Die Ansteuerstromschaltungen mit konstantem Strom 506-1 ... 506-N steuern daher jeweils einen zugeordneten Kanal 508-1...508-N des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106 an, um eine zugeordnete Lichtausgabe 112-1...112-N auszustrahlen. Auf diese Weise steuert die Ansteuersteuerung 402 die Lichtausgabe 112-1...112-N jedes Kanals 508-1...508-N des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106.
Die Ansteuersteuerung 402 kann so ausgelegt sein, um die Lichtausgabe 112-1...112-N von jedem Kanal 508-1...508-N des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106 in einem Kanalmodus oder einem abstimmbaren Modus zu steuern. Im Kanalmodus steuert die Ansteuersteuerung 402 jede Konstantstrom-Ansteuerschaltung 506-1...506-N als Antwort auf Befehle vom Schaltmodul 102 unabhängig, um eine getrennt gesteuerte Lichtausgabe 112 von jedem der Kanäle 508-1...508-N des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106 bereitzustellen. In manchen Ausführungsformen können Befehle vom Schaltmodul 102 zum unabhängigen Ansteuern der Konstantstrom-Ansteuerschaltungen 506-1...506-N DALI-Befehle gemäß IEC 62386-102-Gerätetyp 6 sein. Im abstimmbaren Modus steuert das Ansteuerelement 108a alle oder einen Teilsatz der Konstantstrom-Ansteuerschaltungen 506-1...506-N auf abhängige Weise, um eine gemischte oder vermischte Ausgabe aus einer Vielzahl der Kanäle 508-1...508-N des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls bereitzustellen, wobei die gemischte Ausgabe die Lichtausgabe 112 der abstimmbaren Lichtquelle 104 mit der gewünschten CCT und/oder Intensität bildet. In manchen Ausführungsformen können Befehle vom Schaltmodul 102 zum unabhängigen Ansteuern der Konstantstrom-Ansteuerschaltungen 506-1...506-N DALI-Befehle gemäß IEC 62386-102, 209-Gerätetyp 8 sein.
Die Konstantstrom-Ansteuerschaltung 506-1...506-N für jeden Kanal 508-1...508-N des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106 kann in einer Vielzahl von Konfigurationen bereitgestellt werden. 6 beispielsweise zeigt ein Beispiel für eine Schaltung mit konstantem Strom 506a, die der vorliegenden Offenbarung entspricht. Die dargestellte beispielhafte Ausführungsform 506a umfasst einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 602, einen Linearregler 604, einschließlich einer Stromsteuerschaltung 606 und eines Durchgangselements 608, eine Kurzschlussschutzschaltung 610 und eine Spannungsabfühlschaltung 612. Im Allgemeinen kann der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 602 die Ausgangsspannung des AC/DC-Wandlers 504 in eine konstante Ausgangsspannung umwandeln, die durch die Ansteuersteuerung 402 einstellbar ist, z. B. in manchen Ausführungsformen auf zwischen 10 VDC und 50 VDC. Der Ansteuersteuerung 402 stellt Ansteuerstromsteuersignale Iref dem Linearregler 604 bereit, um einen konstanten Ansteuerstrom I_L durch einen zugeordneten der Kanäle 508 des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls bereitzustellen, der als Antwort auf Befehle, die das Ansteuermodul 108a vom Schaltmodul 102 empfängt, einstellbar ist.
In manchen Ausführungsformen kann die Ansteuersteuerung 402 ein Einstellsignal V_adj dem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 602 bereitstellen, um die Ausgabe an den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 602 einzustellen, um den Wert der Ausgangsspannung Vout des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 602 in Abhängigkeit vom Spannungsabfall zu steuern, der den FestkörperLichtquellen (z. B. LEDs) im Kanal des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls zugeordnet ist. Um Verluste im Linearregler 604 zu minimieren und dadurch den Wirkungsgrad zu verbessern, wird in manchen Ausführungen die Spannung an dem Durchgangselement 608 auf einem niedrigen Wert gehalten, z. B. in manchen Ausführungsformen auf 300 mV, wobei ein Rückkopplungssignal an die Ansteuersteuerung 402 verwendet wird, das am Schalter durch die Spannungsabfühlschaltung 612 abgefühlt wird. Die Ansteuersteuerung 402 kann ausgelegt sein, um die Ausgabe des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 602 als Antwort auf das Rückkopplungssignal so einzustellen, um die Spannung an dem Durchgangselement 608 auf einem gewünschten Wert zu halten. In manchen Ausführungsformen kann die Ansteuersteuerung 402 ein Versatzsignal Voffset der Stromsteuerschaltung 606 des Linearreglers 604 bereitstellen, sodass jede Ausgangsstromanforderung an die Stromsteuerschaltung 606 des Linearreglers unterhalb des Versatzsignals zu einem Ausgangsstrom des Linearreglers 604 von ungefähr null führt. In manchen Ausführungsformen kann die Kurzschlussschutzschaltung 610 im Falle eines Kurzschlusses am Kanal des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls das Durchgangselement 608 sofort deaktivieren, um die Schaltung vor Schäden zu schützen. In manchen Ausführungsformen kann die Ansteuersteuerung 402 als Antwort auf den Kurzschluss die Ausgangsspannung des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 602 reduzieren und die Spannung nach Beseitigung des Kurzschlusses rampenartig hochfahren. Jedes dieser Merkmale, jede Kombination dieser Merkmale oder alle diese Merkmale können in einem Ansteuerelement 108a bereitgestellt werden, das der vorliegenden Offenbarung entspricht.
Der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 602 kann ein bekannter Schaltregler sein. In manchen Ausführungsformen kann z. B. der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 602 eine bekannte Abwärtswandler-Konfiguration aufweisen. Die Spannungsrückkopplungssteuerung des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 602 kann zur Erzeugung einer stabilen Ausgangsspannung verwendet werden. Der Wert der Ausgangsspannung Vout kann durch das Einstellsignal V_adj von der Ansteuersteuerung 402 eingestellt werden.
7 beispielsweise zeigt ein Beispiel für einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 602a in einer Abwärtswandler-Konfiguration mit einem MOSFET-Schalter Q1, einer Diode D1, einer Induktivität L, einer Diode D2, einem Kondensator C1, einer bekannten Schaltsteuerung 702 und in einer Spannungsteiler-Konfiguration mit Widerstand R1 und Widerstand R2 zur Spannungsrückkoppelung an die Schaltsteuerung 702. Der Ausgang V_reg des Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlers 504 ist mit dem Schalter Q1 gekoppelt, und wie bekannt, stellt die Schaltsteuerung 702 ein Schaltsteuersignal dem Gate des Schalters Q1 bereit, um den Stromfluss an die Induktivität L zu steuern. Um eine konstante Ausgangsspannung Vout aufrechtzuerhalten, stellt die Schaltsteuerung 702 ihr Schaltsteuersignal an den Schalter Q1 als Antwort auf eine Spannungsrückkopplung, die an einem Spannungsrückkopplungseingang des Spannungsteilers von R1 und R2 empfangen wird, ein. Der Wert am Spannungsrückkopplungseingang zur Schaltsteuerung 702 stellt somit die konstante Ausgangsspannung Vout des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 602a ein.
In manchen Ausführungsformen eines Ansteuerelements 108a, die der vorliegenden Offenbarung entsprechen, kann das Spannungseinstellsignal V_adj mit dem Spannungsteiler gekoppelt sein, um das Spannungsrückkopplungssignal an der Schaltsteuerung 702 zu modifizieren. In der in 7 dargestellten Ausführungsform 602a ist beispielsweise das Spannungseinstellsignal V_adj über den Widerstand R3, den Widerstand R4 und den Widerstand C2 an den Knoten A zwischen dem Widerstand R1 und dem Widerstand R2 des Spannungsteilers gekoppelt. Die konstante Ausgangsspannung Vout des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 602a kann somit durch das Spannungseinstellsignal V_adj von der Ansteuersteuerung 402 eingestellt werden.
Unter Bezugnahme auf 6 kann der Linearregler 604 eine Vielzahl von bekannten Konfigurationen annehmen. In manchen Ausführungsformen umfasst die Stromsteuerschaltung 606 des Linearreglers 604 einen Fehlerverstärker und eine Spannungsreferenzschaltung, und das Durchgangselement 608 kann ein Transistor wie z. B. ein Metalloxid-Feldeffekttransistor (MOSFET) oder ein Bipolartransistor (BJT) sein. Im Allgemeinen wird das Durchgangselement 608 durch den Fehlerverstärker angesteuert, der die Ausgangsspannung abgefühlt und mit der Referenzspannung vergleicht, um einen konstanten Strom durch das Durchgangselement 608 aufrechtzuerhalten.
In manchen Ausführungsformen eines Systems, die der vorliegenden Offenbarung entsprechen, kann die Ansteuersteuerung 402 ein Stromreferenzsignal I_ref der Stromsteuerung bereitstellen, um die Spannung an einem Eingang des Fehlerverstärkers einzustellen und dadurch den vom Linearregler 604 festgelegten konstanten Strom I_L einzustellen. In manchen Ausführungsformen kann die Ansteuersteuerung 402 auch oder alternativ dazu ein Spannungsversatzsignal Voffset einem anderen Eingang des Fehlerverstärkers bereitstellen, so dass jede Ausgangsstromanforderung an die Stromsteuerschaltung 606 des Linearreglers 604 unterhalb des Versatzsignals Voffset zu einem Ausgangsstrom gleich null des Linearreglers 604 führt, um die Auswirkung von Rauschen im System zu reduzieren.
8 beispielsweise zeigt ein Beispiel für eine Konfiguration des Linearreglers 604a, die in manchen Ausführungsformen, die der vorliegenden Offenbarung entsprechen, von Nutzen ist. Die dargestellte beispielhafte Ausführungsform 604a umfasst einen Widerstand R5, einen Widerstand R6, einen Kondensator C3, einen OP-Verstärker U1, einen Widerstand R7, einen Widerstand R8, einen Kondensator C4, einen Widerstand R9, einen MOSFET Q2, einen Widerstand R10, einen Widerstand R11 und einen Kondensator C5. Eine Stromsteuerschaltung 606a ist für R5, R6, C3, U1, R7, R8, C4 und R9 eingerichtet, und Q2 fungiert als Durchgangselement 608a.
Das Referenzsignal Iref ist durch R5 und die Parallelkombination von R6 und C3 an den nicht-invertierenden Eingang gekoppelt, um auf der Grundlage des Referenzsignals I_ref eine Referenzspannung für U1 bereitzustellen. Das Referenzsignal Iref kann somit den Ausgangsstrom des Linearreglers 604a steuern. Der invertierende Eingang von U1 ist durch die Parallelkombination von R8 und C4 mit dem Ausgang von U1 und mit dem Versatzsignal Voffset der Ansteuersteuerung 402 bis R7 gekoppelt. Der Ausgang von U1 ist mit dem Gate von Q2 bis R9 gekoppelt. Der Kanal 508 des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls ist zwischen der Ausgangsspannung Vout des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 602 und dem Drain von Q2 gekoppelt. Die Source von Q2 ist über R10, R11 und C5 an Masse gelegt. Die Parallelkombination von C5, R11 und R10 ist mit dem invertierenden Eingang von U1 gekoppelt, um eine Stromrückkopplung zu erzeugen, die repräsentativ für den Strom durch Q2 ist.
Mit dieser Konfiguration hält der Linearregler 604a einen konstanten Strom I_L durch den abstimmbaren Beleuchtungsmodulkanal 508 aufrecht, der durch die Ansteuersteuerung 402 durch Einstellung des Referenzsignals I_ref einstellbar ist. Das Versatzsignal Voffset wird so bereitgestellt, dass jeglicher Ausgangsstrombedarf des Linearreglers 604a unter dem Versatzsignal Voffset zu etwa null Ausgangsstrom des Linearreglers 604a führt, wodurch die Rauscheffekte im System verringert werden.
Die Spannungsabfühlschaltung 612 kann auch verschiedene bekannte Konfigurationen aufweisen, um der Ansteuersteuerung 402 ein Rückkopplungssignal bereitzustellen und eine Spannung V_sense am Durchgangselement 608 auf einem niedrigen Pegel aufrecht zu erhalten, z. B. etwa 300 mV. Erneut unter Bezugnahme auf 8 kann die Spannungsabfühlschaltung 612 in manchen Ausführungsformen beispielsweise einen Verstärker, um die Drainspannung von Q2 zu verstärken, und einen Differenzverstärker enthalten, der mit der verstärkten Drainspannung und der Sourcespannung von Q2 gekoppelt ist, um ein Rückkopplungssignal bereitzustellen, das für die Spannung an Q2 repräsentativ ist.
Die Kurzschlussschutzschaltung 610 kann ausgelegt sein, um das Durchgangselement 608 des Linearreglers 604 im Falle eines Kurzschlusses im abstimmbaren Beleuchtungsmodulkanal 508 sofort zu deaktivieren. Für die Kurzschlussschutzschaltung 610 ist eine Reihe von Konfigurationen möglich. Eine beispielhafte Ausführungsform einer Kurzschlussschutzschaltung 610a ist in 8 dargestellt. In dem veranschaulichten Beispiel umfasst die Kurzschlussschutzschaltung 610a einen BJT Q3, einen Widerstand R12, einen Widerstand R13, Zener-Dioden D3 und D4 und einen Kondensator C1. Der Kollektor von Q3 ist mit dem Gate von Q2 und dem Emitter gekoppelt, wenn Q3 mit Masse gekoppelt ist. Die Basis von Q3 ist mit dem Drain von Q2 durch R12 gekoppelt, und die Reihenkombination von D3 und R13 ebenfalls mit Masse durch die parallele Kombination von D4 und C6. Bei Normalbetreib, d. h. in Abwesenheit eines Kurzschlusses im abstimmbaren Lichtquellenkanal 508, ist Q3 nicht leitend. Im Falle eines Kurzschlusses am abstimmbaren Lichtquellenkanal 508 wird die Spannung an der Zener-Diode D3 überschritten, wodurch Q3 eingeschaltet wird (leitend) und Q2 sofort abgeschaltet wird (nicht leitend), wodurch das Ansteuerelement 108a vor Schäden geschützt wird.
In manchen Ausführungsformen kann die Ansteuersteuerung 402 zusätzlich oder alternativ dazu das Auftreten eines Kurzschlusses in einem abstimmbaren Lichtquellenkanal 508 aus dem Rückkopplungssignal der Spannungsabfühlschaltung 612 ableiten und die Spannungsausgabe Vout des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 602 unter Verwendung des Einstellsignals V_adj verringern. Wenn beispielsweise die von der Spannungsabfühlschaltung 612 abgefühlte Spannung V_sense einen vorbestimmten Wert, z. B. in manchen Ausführungsformen 3 V, überschreitet, kann die Ansteuersteuerung 402 ein Spannungseinstellsignal V_adj dem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 602 bereitstellen, um die Spannung Vout auf einen sehr niedrigen Wert zu verringern und das Ansteuerelement 108a zu schützen. Wenn der Kurzschluss entfernt wird, kann die Ansteuersteuerung 402 das Spannungseinstellsignal V_adj an den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 602 so modifizieren, dass die Ausgangsspannung Vout des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 602 langsam rampenartig ansteigt. Dies stellt ein Sanftanlaufmerkmal am Ausgangsstrom I_L für den abstimmbaren Beleuchtungsmodulkanal 508 bereit, um Stromspitzen am Ausgang des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 602 minimieren.
In manchen Ausführungsformen kann das Rückkopplungssignal von der Spannungsabfühlschaltung 612 in Kombination mit dem Referenzsignal I_ref verwendet werden, um den Zustand des Ausgangs abzuleiten und, um Meldeanforderungen zu erfüllen. Wenn Iref beispielsweise größer als oder gleich 0 ist und V_sense eine Spannung am Durchgangselement 608 von 0 V anzeigt, gibt es eine offene Last. Wenn Iref größer als 0 ist und V_sense eine Spannung am Durchgangselement 608 anzeigt, die etwa gleich wie die eingestellte Spannung am Durchgangselement 608 ist, z. B. 0,3 V, dann befindet sich die Schaltung im Normalbetrieb. Wenn Iref größer als 0 ist und V_sense eine Spannung am Durchgangselement 608 anzeigt, die signifikant höher ist als die eingestellte Spannung am Durchgangselement 608, z. B. 3 V, dann liegt eine Kurzschlussbedingung vor. Diese Bedingungen können als spätere Referenz im Speicher 408 des Ansteuerelements 108a zusammen mit Zeit- und Datumsinformationen gespeichert werden.
Farbabstimmung
Vorteilhafterweise kann in manchen Ausführungsformen ein Ansteuerelement 108a eines abstimmbaren Beleuchtungssystems 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung einen Farbabstimmungssteuervorgang (CTCP), der den Ansteuerstrom I_L-1... I_L-N für jeden Kanal 508-1...508-N des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106 bereitstellt, als Antwort auf einen Benutzerbedarf für eine gewünschte Intensität und CCT ausführen, die durch das Schaltmodul 102 bereitgestellt werden. Der CTCP kann unter Verwendung einiger weniger Grundparameter ausgeführt werden, die dem/den abstimmbaren Beleuchtungsmodul(en) 106 und den Anforderungen der Anwendung, in der das System verwendet wird, zugeordnet sind. Die Parameter können im Speicher 408 des Ansteuerelements 108a gespeichert sein. Das Ansteuerelement 108a kann bei Ausführung des CTCPs auf die Parameter zugreifen, um die Lumenbeiträge und Ansteuerströme I_L-1...I_L-N für jeden Kanal 508-1...508-N des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106 in Echtzeit zu berechnen.
Jegliche Variation, die in Systemkomponenten auftritt, z. B. aufgrund von Fertigungstoleranzen oder der Fertigungsumgebung, können leicht im Ansteuerelementspeicher 408 aktualisiert werden, z. B. durch die Programmierschnittstelle 410. Dies bietet signifikante Vorteile im Vergleich zu bekannten Systemen, die eine Berechnung eines Lumenbeitrags für jeden Kanal oder jede Lichtquelle und jede CCT und das Speichern der Lumenbeiträge für jede CCD in einer Nachschlagtabelle (LUT) erfordern. In solchen bekannten Systemen kann es zeitaufwändig und unpraktisch sein, die LUTs neu zu erstellen, wenn Lichtquelleneigenschaften sich mit neuen Fertigungsteilen ändern.
Der einfacheren Erläuterung halber werden hierin beispielhafte Ausführungsformen eines CTCPs in Verbindung mit einem einzelnen abstimmbaren Beleuchtungsmodul 106 mit zwei Kanälen, d. h. zwei primären Lichtquellen, beschrieben. Die Bezeichnungen „Kanal“ und „primäre Lichtquelle“ können hierin austauschbar verwendet werden. Es versteht sich jedoch, dass ein CTCP gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von abstimmbaren Beleuchtungsmodulen 106 und einer beliebigen Anzahl von Kanälen 508-1...508-N ausgeführt werden kann. Die in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen hierin erläuterten zwei primären Lichtquellen werden als „kaltweiße“ primäre Lichtquelle und „warmweiße“ primäre Lichtquelle beschrieben. Im Allgemeinen weist die kaltweiße primäre Lichtquelle eine höhere CCT auf als die warmweiße primäre Lichtquelle. In manchen Ausführungsformen kann die kühlweiße Lichtquelle eine CCT zwischen etwa 2600 K und 4000 K aufweisen und die warmweiße Lichtquelle kann eine CCT zwischen etwa 6600 K und 8000 K aufweisen.
Die in einem System oder Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendeten Kanäle 508-1...508-N müssen kein weißes Licht erzeugen und müssen keine Farbe auf einer Schwarzkörperkurve erzeugen. Da hierin beschriebene beispielhafte Ausführungsform zwei Kanäle mit verschiedenen CCTs verwenden, ist die gemischte Lichtausgabe der beiden Kanäle eher auf einer geraden Linie (hierin manchmal als CIE-Linie bezeichnet), welche die Farbkoordinaten der beiden Kanäle verbindet. Aufgrund dieser linearen Steuerung folgt der CTCP nicht der Schwarzkörperkurve.
Der CTCP kann auf verschiedene Arten unter Verwendung von Parametern ausgeführt werden, die den abstimmbaren Lichtquellen 104 zugeordnet sind. Die Parameter können je nach Art und Konfiguration der abstimmbaren Lichtquellen 104 und der Anwendung variieren. Vorteilhafterwiese erfordert ein CTCP gemäß der vorliegenden Offenbarung jedoch keine Vorberechnung eines Lumenbeitrags der einzelnen Kanäle 508-1 ... 508-N und kein Speichern der Beiträge in einer LUT.
In einem Beispiel eines CTCPs gemäß der vorliegenden Offenbarung können die folgenden Parameter verwendet werden, um die Lumenbeiträge und Ansteuerströme I_L-1...I_L-N für jeden Kanal 508-1...508-N, d. h. jede primäre Lichtquelle, der abstimmbaren Beleuchtungsmodule 106 in Echtzeit zu berechnen:

1. die Anzahl an abstimmbaren Beleuchtungsmodulen 106 in der abstimmbaren Lichtquelle;
2. die Anzahl an Kanälen in jedem abstimmbaren weißen Modul;
3. die Anzahl an Festkörperlichtquellen in jedem Kanal;
4. der Maximalfluss, der jedem der Kanäle des/der abstimmbaren Beleuchtungsmoduls/e 106 zugeordnet ist;
5. die Farbkoordinaten jedes Kanals des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106;
6. normalisierte Lumen-Ansteuerstrom-Beziehungen für jeden Kanal des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106; und
7. die maximalen Lumenanforderungen für die Anwendung. Diese Parameter können im Speicher 408 des Ansteuerelements 108a als Daten der abstimmbaren Lichtquelle 412 gespeichert werden, z. B. unter Verwendung der Programmierschnittstelle 410. Während des Betriebs kann das Ansteuerelement 108a eine gewünschte Intensität und CCT von Benutzer durch das Schaltmodul 102 empfangen und den CTCP unter Verwendung der Parameter aus dem Speicher 408 ausführen, um den/die Ansteuerstrom/ströme I_L-1... I_L-N zu berechnen, die zur Bereitstellung einer Ausgabe des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls 106 erforderlich sind, das die gewünschte Intensität und CCT darstellt. Das Ansteuerelement 108a kann dann das abstimmbare Beleuchtungsmodul 106 mit dem/den berechneten Ansteuerstrom/strömen I_L-1... I_L-N ansteuern.

9 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels für einen CTCP 900 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Im Allgemeinen umfasst der CTCP Empfangen 902 der gewünschten Intensität und CCT vom Benutzer. Die gewünschte Intensität und/oder CCT kann vom Benutzer unter Verwendung der Benutzerschnittstelle 110 des Schaltmoduls 102 bereitgestellt werden, und die Schaltmodule 102 können Befehle an das Ansteuerelement 108a senden, welche die gewünschte Intensität und CCT, z. B. wie oben beschrieben, angeben. Der CTCP kann die Lumen berechneten 904, die für jeden Kanal 508-1...508-N erforderlich sind, um die gewünschte Intensität und CCT in der gemischten Lichtausgabe 112 der Kanäle 508-1...508-N zu erreichen. Die CCT kann dann den Ansteuerstrom I_L-1... I_L-N für jeden Kanal 508-1...508-N basierend auf den berechneten Lumen, die für jeden Kanal 508-1 ... 508-N erforderlich sind, berechnen 906. Die Berechnungen in den Operationen 904 und 906 können durch Zugreifen auf die Parameter der abstimmbaren Lichtquelle 104 und die im Speicher 408 des Ansteuerelements 108a gespeicherte Anwendung erfolgen.
Die für jeden Kanal 508-1...508-N erforderlichen Lumen, um die gewünschte CCT während des Betriebs 904 gemäß 9 zu erreichen, können auf verschiedene Arten berechnet werde. Ein beispielhaftes Verfahren zur Berechnung der für jeden Kanal 508-1...508-N erforderlichen Lumen ist in 10 ersichtlich, die Graphen von Farbkoordinaten C(x) vs. C(y) enthält. 10 umfasst einen Graphen 1002 einer Schwarzkörperkurve, einen Graphen 1004 einer imaginären Linie mit einem vorbestimmten fixen Versatz von der Schwarzkörperkurve 1002 und einen Graphen 1006 der Farbkoordinaten der gemischten Lichtausgabe (CIE-Linie) 112, die einem abstimmbaren Beleuchtungsmodul 106 mit drei primären Lichtquellen, d. h. einer kaltweißen, einer warmweißen und einer Lichtquelle mit einer CCT von etwa 4000 K im veranschaulichten Beispiel, zugeordnet ist. Die Punkte 1008, 1010 und 1012 der CIE-Linie 1006 werden aus der CCT bestimmt, die jeder primären Lichtquelle zugeordnet ist. In der dargestellten beispielhaften Ausführungsform stellt der rechte Endpunkt 1008 die CCT der warmweißen primären Lichtquelle dar, der mittlere Punkt 1010 stellt die CCT der primären Lichtquelle mit 4000 K dar und der linke Endpunkt 1012 stellt die CCT der kaltweißen primären Lichtquelle dar. Die CIE-Linie 1002 wird durch Verbinden der Punkte 1008, 1010 und 102 gezogen. Um die Berechnung durchzuführen, werden die Daten, welche die Schwarzkörperkurve 1002 darstellen, der vorbestimmte Versatz von der Schwarzkörperkurve 1004 und die CIE-Linie 1006 in einem Speicher 408 des Ansteuerelements 108a gespeichert.
Da die CIE-Linie 1006 (welche die möglichen CCTs darstellt, die der gemischten Ausgabe der primären Lichtquellen zugeordnet sind) linear ist und nicht exakt der Schwarzkörperkurve 1002 folgt, kann es gegebenenfalls nicht möglich sein, die gewünschte CCT, die vom Benutzer gewünscht ist, exakt zu replizieren, wenn die gewünschte CCT auf der Schwarzkörperkurve 1002, aber nicht auf der CIE-Linie 1006 liegt. Ein Verweis hierin auf das „Erreichen“ der gewünschten CCT-Einstellung oder von Licht, das der der gewünschten CCT-Einstellung entspricht, oder auf das Abstimmen eines Kanals „auf die gewünschte Einstellung“ ist daher so zu verstehen, dass das gemischte ausgegebene Licht 112 der primären Lichtquellen gegebenenfalls nicht exakt mit der gewünschten CCT-Einstellung übereinstimmt, sondern stattdessen angesichts der Einschränkungen der CCTs, die durch Mischen der Lichtausgabe der primären Lichtquellen erreichbar sind, und von Toleranzen des Systems eine Annäherung der gewünschten CCT-Einstellung ist. Im Allgemeinen ermöglichen mehr primäre Lichtquellen eine bessere Übereinstimmung mit der gewünschten CCT.
In manchen Ausführungsformen wird zum Erreichen einer genaueren Übereinstimmung mit der gewünschten CCT ein Punkt auf der Schwarzkörperkurve 1002, welcher der gewünschten CCT entspricht, die vom Benutzer empfangen wird, identifiziert. In dem Beispiel aus 10 kann der Punkt beispielsweise Punkt P1 sein. Eine Juddsche Gerade 1014 wird vom Punkt P1 auf der Schwarzkörperkurve 1002, welcher der gewünschten CCT entspricht, zu einem Punkt P2 auf der imaginären Linie 1004 mit derselben CCT wie Punkt P1 auf der Schwarzkörperkurve 1002 bestimmt. Die Juddsche Gerade 1014 definiert Koordinatenpaare der gleichen CCT. Die für jeden Kanal 508-1 ... 508-N erforderlichen Lumen werden dann basierend auf minimalen Lumenwerten der Kanäle gemeinsam mit Verhältnissen der C(x)- und C(y)-Koordinaten jedes Kanals 508-1...508-N und dem Verhältnis, das durch den Schnitt der CIE-Linie 1006 mit der Juddschen Geraden 1014 dargestellt ist, berechnet. In manchen Ausführungsformen kann auch das Tastverhältnis der Ansteuerströme I_L-1... I_L-N berücksichtigt werden.
Die Berechnung des Ansteuerstroms I_L-1... I_L-N für jeden Kanal 508-1...508-N basierend auf den berechneten Lumen, die für jeden Kanal 508-1...508-N während des Betriebs 906 aus 9 erforderlich sind, kann auf verschiedene Arten erfolgen. In einem Beispiel kann der CTCP die Lumenerhöhung basierend auf den gewünschten max. Lumen für die Anwendung und den berechneten Lumen, die für jeden Kanal 508-1...508-N erforderlich sind, gemeinsam mit der Anzahl an Kanälen 508-1...508-N und der Anzahl von Lichtquellen in jedem Kanal 508-1...508-N und einer Konstante, welche Lumenverschlechterung der Lichtquellen aufgrund von Hitze darstellt, bestimmen. Die Lumenerhöhung wird dann mit dem Intensitätswert, der vom Benutzer gewünscht wird, und den Lumen pro Lichtquelle multipliziert, und diese Berechnung erfolgt für jeden der Kanäle 508-1...508-N. Der Ansteuerstrom I_L-1... I_L-N für jeden Kanal 508-1...508-N wird dann unter Verwendung dieses Werts für jeden Kanal 508-1...508-N gemeinsam mit den Lumen und den Lumenverschlechterungskonstanten für jeden Kanal 508-1...508-N bestimmt. Der Gesamtstrom für das abstimmbare Beleuchtungsmodul 106 wird bestimmt, indem der Strom für jede der Lichtquellen mit der Anzahl an Strängen multipliziert wird.
Netzwerkkollisionsvermeidung
Auf 11 Bezug nehmend wird ein Beispiel für ein abstimmbares Beleuchtungssystem 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung dargestellt, das eine Vielzahl von Schaltmodulen 102-1...102-N und eine Vielzahl von abstimmbaren Lichtquellen 104-1...104-N umfasst, die in einem Netzwerk 1100 gekoppelt sind. Die Schaltmodule 102-1...102-N und abstimmbaren Lichtquellen 104-1...104-N können miteinander über das Netzwerk 1100 unter Verwendung eines beliebigen bekannten Kommunikationsprotokolls wie z. B. DALI kommunizieren. Eine Eingangsspannung V_in in die Schaltmodule 102-1...102-N und abstimmbaren Lichtquellen 104-1...104-N können unter Verwendung der Netzwerkverbindungen mit den Vorrichtungen drahtgebunden oder gekoppelt sein. Jedes der Schaltmodule 102-1...102-N kann ausgelegt ein, um Befehle, wie z. B. zuvor hierin beschrieben, die eine gewünschte Intensität und/oder CCT darstellen, zu senden. Die Befehle von den einzelnen Schaltmodulen 102-1...102-N können zu einer oder mehreren der abstimmbaren Lichtquellen 104-1...104-N und einem oder mehreren der anderen Schaltmodule 102-1...102-N im Netzwerk 1100 übertragen oder von diesem empfangen werden.
Eine Herausforderung in Verbindung mit der Aufnahme von mehreren Schaltmodulen 102-1...102-N in das Netzwerk 100, die jeweils Befehle an mehrere der abstimmbaren Lichtquellen 104-1...104-N senden können, ist, dass eine einzelne abstimmbare Lichtquelle 104-1...104-N mehrere separate Befehle von unterschiedlichen Schaltmodulen 102-1...102-N empfangen kann. Dies wird als „Netzwerkkollision“ bezeichnet.
Bekannte Systeme haben versucht, dieses Netzwerkkollisionsproblem zu lösen, indem eine Vorrichtung als Mastervorrichtung fungiert. Die Mastervorrichtung überwacht und steuert Verkehr im Netzwerk. Dies kann bei kleineren Netzwerken mit wenigen Vorrichtungen einigermaßen gut funktionieren. Eine Mastervorrichtung hat jedoch typischerweise Einschränkungen dahingehend, wie viele andere Vorrichtungen sie bedienen kann. Wenn also ein Netzwerk viele Vorrichtungen umfasst, die damit verbunden sind, ist die Anzahl an Vorrichtungen, die als Mastervorrichtung dienen können, im gesamten Netzwerk gering. Ein Versuch, dieses Problem zu lösen, war die Verwendung von Mehrfach-Mastervorrichtungen. Diese Vorrichtungen sind aber relativ teuer und erfordern eine umfassende Einrichtung, was zusätzliche Ressourcen beim Einrichten des Netzwerks erfordert. Mehrfach-Mastervorrichtungen können auch teuer im Austausch oder in der Reparatur sein.
In manchen Ausführungsformen ist ein abstimmbares Beleuchtungssystem 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgelegt, um Netzwerkkollisionen unter Verwendung von kostengünstigen und einfachen Schaltmodulen 102-1...102-N zu vermeiden, die jeweils in der Lage sind, als Mastervorrichtung zu fungieren. Im Allgemeinen kann jedes Schaltmodul 102-1...102-N ein Netzwerkkollisionsvermeidungshilfsprogramm in seinem Speicher 208 gespeichert haben. Das Netzwerkkollisionsvermeidungshilfsprogramm umfasst computerlesbare Anweisungen, die bei Ausführung durch das Schaltmodul 102-1...102-N Netzwerkkollisionen vermeiden, die aus separaten Befehlen resultieren, die an einer einzelnen abstimmbaren Lichtquelle 104 von separaten Schaltmodulen 102-1...102-N empfangen werden. Das Hilfsprogramm stellt jegliches Schaltmodul 102-1...102-N, das einen Befehl gesendet hat, als aktiv ein und stellt alle anderen Schaltmodule 102-1...102-N als inaktiv ein, bis der Befehl ausgeführt ist. Auf diese Weise ist jegliches Schaltmodul 102-1...102-N, das einen Befehl gesendet hat, der Netzwerkmaster und jegliches der Schaltmodule 102-1...102-N kann der Master werden. Wie hierin verwendet kann, wenn ein Schaltmodul 102-1...102-N als „aktiv“ eingestellt ist, das Schaltmodul 102-1...102-N Befehle über das Netzwerk 1100 senden, und wenn ein Schaltmodul 102-1...102-N als „inaktiv“ eingestellt ist, das Schaltmoduls 102-1...102-N keine Befehle über das Netzwerk 1100 senden.
12 ist beispielsweise ein Flussdiagramm für ein Beispiel 1200 eines Netzwerkkollisionsvermeidungshilfsprogramms gemäß der vorliegenden Offenbarung. Wie dargestellt bestimmt das Hilfsprogramm während des Betriebs 1202, ob eine Steuerung einer Benutzerschnittstelle 110, z. B. ein Schalter oder ein Knopf, des Schaltmoduls 102-1...102-N aktiviert wurde. Wenn eine Steuerung einer Benutzerschnittstelle 110 des Schaltmoduls 102-1...102-N aktiviert wurde, bewirkt das Hilfsprogramm, dass das Schaltmodul 102-1...102-N einen Befehl an das Netzwerk sendet, um alle anderen Schaltmodule 102-1...102-N im Netzwerk in einen inaktiven Zustand einzustellen 1204. Das Schaltmodul 102-1...102-N sendet 1206 dann einen Befehl an eine oder mehrere abstimmbare Lichtquellen 104-1...104-N, die der Aktivierung der Steuerung der Benutzerschnittstelle 110 zugeordnet sind, z. B. kann der Befehl die abstimmbaren Lichtquellen 104-1...104-N anweisen, die Intensität ihrer Lichtausgabe 112 und/oder die CCT ihrer Lichtausgabe 112 zu erhöhen. Das Schaltmodul 102-1...102-N kann danach einen Befehl an das Netzwerk senden, um alle anderen Schaltmodule 102-1...102-N in einen aktiven Zustand einzustellen 1208.
Das beispielhafte Netzwerkkollisionshilfsprogramm 1200, die in 12 dargestellt ist, kann auf verschiedene Arten implementiert werden. 13 ist beispielsweise ein Flussdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Netzwerkkollisionsvermeidungshilfsprogramms 1300 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Im dargestellten Beispiel sendet eines der Schaltmodule 102-1...102-N einen Befehl über das Netzwerk 1100, um alle Schaltmodule 102-1...102-N im Netzwerk 1100 in einen aktiven Zustand einzustellen 1302. Nach dieser Operation 1302 sind alle Schaltmodule 102-1...102-N im Netzwerk 1100 in der Lage, einen oder mehrere Befehle im Netzwerk 1100 zu empfangen und zu verarbeiten.
Bei Empfang eines Befehls verarbeitet 1304 das Schaltmodul 102, das das Hilfsprogramm 1300 ausführt, den Befehl und bestimmt 1306, ob der empfangene Befehl ein Befehl zur Einstellung des Schaltmoduls 102 in einen inaktiven Zustand ist. Wenn der empfangene Befehl das Einstellen des Schaltmoduls 102 in einen inaktiven Zustand ist, wird das Schaltmodul 102 inaktiv eingestellt 1308 und stellt einen Zeitgeber 1310 ein und kehrt zu Operation 1304 zurück. Wenn der empfangene Befehl nicht ist, das Schaltmodul 102 in einen inaktiven Zustand einzustellen, dann bestimmt 1312 das Hilfsprogramm 1300, ob der Befehl ist, das Schaltmodul 102 als aktiv einzustellen. Wenn der Befehl nicht ist, das Schaltmodul 102 als aktiv einzustellen, dann kehrt, wenn der Zeitgeber nicht abgelaufen ist 1314, das Hilfsprogramm 1300 zu Operation 1304 zurück, ansonsten wird das Schaltmodul aktiv eingestellt 1316.
Das Hilfsprogramm 1300 überwacht dann die Steuerungen der Benutzerschnittstelle 110, z. B. Knöpfe oder Schalter, um zu bestimmen 1318, ob ein Benutzer eine Steuerung einer Benutzerschnittstelle 110 aktiviert hat, z. B. einen Schalter gedrückt hat. Wenn eine Steuerung einer Benutzerschnittstelle 110 nicht aktiviert ist, kehrt das Hilfsprogramm 1300 zu Operation 1304 zurück. Wenn eine Steuerung einer Benutzerschnittstelle 110 aktiviert ist, bestimmt 1320 das Hilfsprogramm 1300, ob eine Netzwerkkollision stattgefunden hat. In manchen Ausführungsformen kann das Hilfsprogramm 1300 bestimmen, ob eine Netzwerkkollision stattgefunden hat, indem bestimmt wird, ob das Schaltmodul 102 andere Befehle zur Steuerung derselben abstimmbaren Lichtquelle 104 empfangen hat, die der Aktivierung der Steuerung der Benutzerschnittstelle 110 zugeordnet ist.
Wenn eine Netzwerkkollision stattgefunden hat, kehrt das Hilfsprogramm 1300 nach einer beliebigen Verzögerung 1322 zu Operation 1304 zurück. In manchen Ausführungsformen kann, wenn eine Netzwerkkollision stattgefunden hat, das Hilfsprogramm 1300 einen Befehl im Netzwerk 1100 senden, um alle anderen Schaltmodule 102-1...102-N als inaktiv einzustellen. Wenn keine Netzwerkkollision stattgefunden hat, sendet 1324 das Hilfsprogramm 1300 einen Befehl im Netzwerk 1100, um alle anderen Schaltmodule 102-1...102-N im Netzwerk 1100 in einen inaktiven Zustand einzustellen, sendet 1326 den Befehl, welcher der Steuerung der Benutzerschnittstelle 110 zugeordnet ist. Nach einer Verzögerung 1328, um die Ausführung des Befehls zu ermöglichen, sendet 1330 das Hilfsprogramm 1300 einen Befehl, um alle anderen Schaltmodule 102-1...102-N im Netzwerk 1100 zu zwingen, in einen aktiven Zustand zurückzukehren, und kehrt zu Operation 1304 zurück.
Die rechteckigen Elemente in 13 werden hierin als „Verarbeitungsblöcke“ bezeichnet und stellen Computersoftwareanweisungen oder Gruppen von Anweisungen dar. Die rautenförmigen Elemente werden hierin als „Entscheidungsblöcke“ bezeichnet und stellen Computersoftwareanweisungen oder Gruppen von Anweisungen dar, die sich auf die Ausführung von Computersoftwareanweisungen oder Gruppen von Anweisungen auswirken, die durch die Verarbeitungsblöcke dargestellt sind. Alternativ dazu stellen die Verarbeitungs- und Entscheidungsblöcke Schritte da, die durch funktionsäquivalente Schaltungen ausgeführt werden, wie z. B. eine Digitalsignalprozessorschaltung oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC). Das Flussdiagramm zeigt keine Syntax einer bestimmten Programmiersprache. Stattdessen zeigt das Flussdiagramm die funktionellen Informationen, die Fachleute benötigen, um Schaltungen herzustellen oder Computersoftware zur Ausführung der Verarbeitung zu erzeugen, die gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung notwendig ist. Es gilt anzumerken, dass viele Hilfsprogramm-Programmelemente, wie z. B. die Initialisierung von Schleifen und Variablen und die Verwendung von temporären Variablen, nicht dargestellt sind. Fachleute werden erkennen, dass, sofern nicht anders hierin angegeben, die jeweils beschriebene Abfolge von Schritten lediglich veranschaulichen ist und variiert werden kann, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Sofern nicht anders angegeben sind die hierin beschriebenen Schritte ungeordnet, was bedeutet, dass die Schritte, wenn möglich, in einer beliebigen praktischen oder gewünschten Reihenfolge ausgeführt werden können.
Gemäß einem Aspekt wird ein System zur Steuerung einer abstimmbaren Lichtquelle bereitgestellt, wobei das System Folgendes umfasst: ein abstimmbares Beleuchtungsmodul, einschließlich zumindest eines Kanals, der zumindest eine Festkörperlichtquelle umfasst; ein Schaltmodul, das ausgelegt ist, zumindest einen Befehl bereitzustellen, der eine gewünschte Einstellung für eine Lichtausgabe des zumindest einen Kanals angibt; und ein Ansteuerelement, das mit dem Schaltmodul gekoppelt und ausgelegt ist, den zumindest einen Befehl zu empfangen und dem zumindest einen Kanal als Antwort auf zumindest einen Befehl einen Ansteuerstrom bereitzustellen, den zumindest einen Kanal auf die gewünschte Einstellung einzustellen. Das Ansteuerelement umfasst eine Ansteuersteuerung und ein Leistungsmodul. Das Leistungsmodul umfasst einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler zum Bereitstellen einer Ausgangsspannung an den zumindest einen Kanal, wobei die Ausgangsspannung als Antwort auf ein Einstellsignal, das von der Ansteuersteuerung dem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler bereitgestellt wird, einstellbar ist; und einen Linearregler zum Erzeugen eines konstanten Ansteuerstroms durch den zumindest einen Kanal, wobei der Ansteuerstrom als Antwort auf ein Referenzsignal, das von der Ansteuersteuerung dem Linearregler bereitgestellt wird, einstellbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Steuern einer abstimmbaren Lichtquelle bereitgestellt, einschließlich eines abstimmbaren Beleuchtungsmoduls, das zumindest einen Kanal, einschließlich einer Festkörperlichtquelle, aufweist. Das Verfahren umfasst das Koppeln eines Ausgangs eines Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers mit zumindest einem Kanal des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls; das Koppeln des zumindest einen Kanals mit einem Linearregler, um einen konstanten Strom durch den zumindest einen Kanal bereitzustellen; das Empfangen eines Befehls von einem Schaltmodul, um eine Lichtausgabe von dem zumindest einen Kanal auf eine gewünschte Einstellung einzustellen; das Einstellen des konstanten Stroms durch den zumindest einen Kanal als Antwort auf den Befehl unter Verwendung eines Referenzsignals, das auf einen Linearregler angewendet wird; das Abfühlen einer Spannung an einem Durchgangselement des Linearreglers; das Bestimmen einer Einstellspannung als Antwort auf die Spannung an dem Durchgangselement; und das Koppeln der Einstellspannung mit dem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler, um die Ausgabe als Antwort auf die Spannung an dem Durchgangselement einzustellen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein System zum Steuern einer abstimmbaren Lichtquelle bereitgestellt, das Folgendes umfasst: ein abstimmbares Beleuchtungsmodul, einschließlich einer Vielzahl von Kanälen, wobei jeder aus der Vielzahl von Kanälen ausgelegt ist, eine Lichtausgabe bereitzustellen, die eine unterschiedliche zugeordnete, korrelierte Farbtemperatur (CCT) aufweist; ein Schaltmodul, das ausgelegt ist, zumindest einen Befehl bereitzustellen, der eine gewünschte CCT einer gemischten Lichtausgabe aus der Vielzahl von Kanälen angibt; und ein Ansteuerelement, das mit dem Schaltmodul verbunden und ausgelegt ist, den zumindest einen Befehl zu empfangen, wobei das Ansteuerelement ausgelegt ist, die Lumen zu berechnen, die erforderlich sind, um jeden aus der Vielzahl von Kanälen anzusteuern, um die gewünschte CCT zu erzielen, und um einen zugeordneten Ansteuerstrom für jeden aus der Vielzahl von Kanälen basierend auf den berechneten Lumen, die erforderlich sind, um jeden aus der Vielzahl von Kanälen anzusteuern, um die gewünschte CCT zu erzielen, zu berechnen, wobei das Ansteuerelement ausgelegt ist, jeden aus der Vielzahl von Kanälen mit dem zugeordneten Ansteuerstrom anzusteuern.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Steuern einer Lichtquelle bereitgestellt, die ein abstimmbares Beleuchtungsmodul, einschließlich einer Vielzahl von Kanälen, umfasst, wobei jeder aus der Vielzahl von Kanälen ausgelegt ist, eine Lichtausgabe bereitzustellen, die eine unterschiedliche zugeordnete, korrelierte Farbtemperatur (CCT) aufweist. Das Verfahren umfasst das Empfangen eines Befehls, der eine gewünschte CCT einer gemischten Ausgabe aus der Vielzahl von Kanälen angibt; das Berechnen von Lumen, die erforderlich sind, um jeden aus der Vielzahl von Kanälen anzusteuern, um eine Lichtausgabe aus der Vielzahl von Kanälen bereitzustellen, die der gewünschten CCT entspricht; und das Berechnen eines zugeordneten Ansteuerstroms für jeden aus der Vielzahl von Kanälen basierend auf den berechneten Lumen, die erforderlich sind, um jeden aus der Vielzahl von Kanälen anzusteuern, um eine gemischte Lichtausgabe aus der Vielzahl von Kanälen bereitzustellen, die der gewünschten CCT entspricht.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein System zum Steuern einer abstimmbaren Lichtquelle bereitgestellt, das Folgendes umfasst: eine Vielzahl von abstimmbaren Beleuchtungsmodulen, die mit einem Netzwerk gekoppelt sind; eine Vielzahl von Schaltmodulen, die mit dem Netzwerk gekoppelt sind, wobei jedes der Schaltmodule ausgelegt ist, Befehle an eines oder mehrere aus der Vielzahl von abstimmbaren Beleuchtungsmodulen zu senden, und die anderen aus der Vielzahl von Schaltmodulen mit dem Netzwerk gekoppelt sind, wobei jedes der Schaltmodule einen nichtflüchtigen computerlesbaren Speicher umfasst, der darauf gespeicherte Befehle aufweist, die, wenn sie durch eine Schaltsteuerung von einem aus der Vielzahl der Schaltmodule ausgeführt werden, bewirken, dass die Schaltsteuerung ein Netzwerkkollisionsvermeidungshilfsprogramm durchführt, das Folgendes umfasst: das Bestimmen, ob eine Benutzerschnittstellensteuerung des Schaltmoduls aktiviert wurde; das Einstellen aller anderen aus der Vielzahl von Schaltmodulen in einen inaktiven Zustand, falls die Benutzerschnittstellensteuerung des Schaltmoduls aktiviert wurde; das Senden eines der Befehle, die der Aktivierung der Benutzerschnittstellensteuerung zugeordnet sind; und das Einstellen aller der anderen aus der Vielzahl von Schaltmodulen in einen aktiven Zustand, nachdem der eine der Befehle gesendet wurde.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Verhindern von Netzwerkkollisionen in einem Netzwerk bereitgestellt, einschließlich einer Vielzahl von abstimmbaren Lichtquellen und einer Vielzahl von Schaltmodulen. Das Verfahren umfasst das Bestimmen, ob eine Benutzerschnittstellensteuerung von einem der Schaltmodule aktiviert wurde; das Einstellen aller anderen aus der Vielzahl von Schaltmodulen in einen inaktivierten Zustand, falls die Benutzerschnittstellensteuerung des einen aus den Schaltmodulen aktiviert wurde; das Senden eines Befehls an eine der abstimmbaren Lichtquellen, der der Aktivierung der Benutzerschnittstellensteuerung zugeordnet ist; und das Einstellen aller aus der anderen Vielzahl von Schaltmodulen in einen aktiven Zustand, nachdem der eine aus den Befehlen gesendet wurde.
Die vorstehende Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen wurde zur Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Sie soll nicht umfassend sein oder die vorliegende Offenbarung auf exakt die offenbarten Formen einschränken. Im Lichte dieser Offenbarung sind zahlreiche Modifikationen und Variationen möglich. Es ist vorgesehen, dass der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht durch diese ausführliche Beschreibung eingeschränkt ist, sondern durch die beiliegenden Ansprüche. Zukünftig eingereichten Anmeldung, die die Priorität dieser Anmeldung beanspruchen, können den offenbarten Gegenstand in anderer Weise beanspruchen und können im Allgemeinen jeden beliebigen Satz aus einem oder mehreren Einschränkungen umfassen, die auf unterschiedliche Weise hierin offenbart oder auf anderen Weise dargelegt wurden.
Hierin beschriebene Ausführungsformen der Verfahren können unter Verwendung einer Steuerung, eines Prozessors und/oder eines greifbaren, nichtflüchtigen, computerlesbaren Mediums mit darauf gespeicherten Anweisungen ausgeführt werden, die bei Ausführung durch einen oder mehreren Prozessoren die Verfahren durchführen. So können beispielsweise eine Schaltsteuerung 202 und/oder die Ansteuersteuerung 402 ein Speichermedium zum Speichern von Anweisungen (in beispielsweise Firmware oder Software) umfassen, um die hierin beschriebenen Operationen auszuführen. Das Speichermedium kann jede beliebige Art von greifbarem Medium, beispielsweise jede beliebige Art von Platten, einschließlich Disketten, optischen Platten, Compact Disk Read-Only Memories (CD-ROMs), wiederbeschreibbarer Compact Disk (CD-RWs) und magnetooptischen Platten, Halbleitervorrichtungen, wie z. B. Festwertspeichern (ROMs), Direktzugriffsspeichern (RAMs), z. B. dynamischen und statischen RAMs, löschbaren programmierbaren Festwertspeichern (EPROMs), elektrisch löschbaren, programmierbaren Festwertspeichern (EEPROMs), Flashspeichern, magnetischen oder optischen Karten oder jeder beliebige Art von Medium, die für die Speicherung von elektronischen Anweisungen geeignet ist.
Fachleute werden erkennen, dass jegliche Blockdiagramme hierin konzeptuelle Ansichten eines veranschaulichenden Schaltkreises sind, der die Prinzipien der Offenbarung ausführt. Auf ähnliche Weise ist erkennbar, dass jegliche Blockdiagramme, Flussdiagramme, Hilfsprogrammdiagramme, Zustandsübergangsdiagramme, Pseudocodes und dergleichen verschiedene Vorgänge darstellen, die im Wesentlichen in einem computerlesbaren Medium dargestellt sein können und so von einem Computer oder Prozessor ausgeführt werden können, egal ob ein solcher Computer oder Prozessor explizit dargestellt ist oder nicht. Softwaremodule oder einfach Module, die implizit Software sein sollen, können hierin als beliebige Kombination von Flussdiagrammelementen oder anderen Elemente, welche die Ausführung von Verfahrensschritten angeben, und/oder Textbeschreibung dargestellt sein. Solche Module können durch Hardware ausgeführt werden, die explizit oder implizit dargestellt ist.
Während die hierin dargestellten Blockflussdiagramme und Flussdiagramme verschiedene Operationen veranschaulichen, versteht sich, dass für andere Ausführungsformen nicht alle darin dargestellten Operationen notwendig sind, damit sie funktionieren. In der Tat ist hierin vollkommen vorgesehen, dass die Operationen und/oder anderen hierin beschriebene Operationen in anderen Ausführungsformen auf eine Weise kombiniert werden können, die in keiner der Zeichnungen spezifisch dargestellt ist, aber immer noch mit der vorliegenden Offenbarung übereinstimmt. Somit werden Ansprüche, die Merkmale und/oder Operationen betreffen, die nicht exakt in einer der Zeichnungen dargestellt sind, als innerhalb des Schutzumfangs und Inhalts der vorliegenden Offenbarung liegend erachtet.
Die Funktionen der verschiedenen Elemente, die in den Figuren dargestellt sind, einschließlich jeglicher funktioneller Blöcke, die als „Steuerung“ bezeichnet sind, können durch die Verwendung von dezidierter Hardware sowie von Hardware, die zur Ausführung von Software in Verbindung mit geeigneter Software in der Lage ist, bereitgestellt werden. Die Funktionen können durch einen einzelnen dezidierten Prozessor, durch einen einzelnen geteilten Prozessor oder durch eine Vielzahl von einzelnen Prozessoren, von denen manche geteilt sein können, bereitgestellt werden. Außerdem sollte die explizite Verwendung der Bezeichnung „Steuerung“ nicht als exklusiv auf Hardware verweisend verstanden werden, die zur Ausführung von Software in der Lage ist, sondern kann implizit, ohne Einschränkung, Digitalsignalprozessor(DSP)-Hardware, Netzwerkprozessoren, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), im Feld programmierbare Gatter-Anordnungen, Festwertspeicher (ROM) zum Speichern von Software, Direktzugriffspeicher (RAM) und nichtflüchtige Speicher umfassen. Andere Hardware, herkömmliche und/oder kundenspezifische, kann ebenfalls eingeschlossen sein.
Wie in irgendeiner Ausführungsform hierin verwendet, kann eine „Schaltung“ oder ein „Schaltkreis“ beispielsweise einzeln oder in Kombination eine drahtgebundene Schaltung, eine programmierbare Schaltung, eine Zustandsmaschinenschaltung und/oder Firmware umfassen, die Anweisungen speichert, die von der programmierbaren Schaltung ausgeführt werden.
Die Bezeichnung „gekoppelt“ wie hierin verwendet bezieht sich auf jede beliebige Verbindung, Kopplung, Verknüpfung oder dergleichen, durch die Signale, die von einem Systemelement getragen werden, zum „gekoppelten“ Element übertragen werden. Solche „gekoppelten“ Vorrichtungen oder Signale und Vorrichtungen sind nicht notwendigerweise direkt miteinander verbunden, sondern können durch Zwischenkomponenten oder - vorrichtungen getrennt sein, die solche Signale manipulieren oder modifizieren. Auf ähnliche Weise sind die Bezeichnungen „verbunden“ oder „gekoppelt“ wie hierin in Bezug auf mechanische oder physische Verbindungen oder Kopplungen verwendet, relative Bezeichnungen und erfordern keine direkte physische Verbindung.
Elemente, Komponenten, Module und/oder Teile davon, die so beschrieben und/oder andere Weise durch die Figuren dargestellt werden, dass sie mit etwas anderem kommunizieren, etwas anderem zugeordnet sind oder auf etwas anderem basieren, können auf direkte und/oder indirekte Weise kommunizieren, zugeordnet sein oder basieren, sofern hierin nicht anders angegeben ist.
Sofern nicht anders angegeben kann die Verwendung der Wörter „im Wesentlichen“ oder „etwa“ so verstanden werden, dass sie eine(n) genaue(n) Bezeichnung, Zustand, Anordnung, Orientierung und/oder andere Merkmale sowie Abweichungen davon, wie sie Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung bekannt sind, umfassen, und zwar in dem Ausmaß, dass solche Abweichungen sich nicht materiell auf die offenbarten Verfahren und Systeme auswirken. In der gesamten vorliegenden Offenbarung ist die Verwendung der Artikel „ein/e“ und/oder „der/die/das“ als Modifikation eines Nomens so zu verstehen, dass sie der Einfachheit halber verwendet werden und eines oder mehr als eines der modifizierten Nomen umfassen, sofern nicht spezifisch anders angegeben ist. Die Bezeichnungen „umfassend“, „einschließlich“ und „aufweisend“ sollen inklusive verstanden werden und bedeuten, dass es neben den aufgelisteten Elementen zusätzlich Elemente geben kann.
Obwohl die Verfahren und Systeme in Bezug auf eine bestimmte Ausführungsform davon beschrieben wurden, sind sie nicht darauf beschränkt. Offensichtlicherweise sind im Lichte der obigen Lehren zahlreiche Modifikationen und Variationen erkennbar. Viele zusätzliche Änderungen in den Details, den Materialien und der Anordnung von Teilen wie hierin beschrieben und veranschaulicht können von Fachleuten vorgenommen werden.
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

US 62/677657 [0001]
US 62/677659 [0001]
US 62/677662 [0001]

Claims

System zum Steuern einer abstimmbaren Lichtquelle, wobei das System Folgendes umfasst: ein abstimmbares Beleuchtungsmodul, einschließlich zumindest eines Kanals, der zumindest eine Festkörperlichtquelle umfasst; ein Schaltmodul, das ausgelegt ist, zumindest einen Befehl bereitzustellen, der eine gewünschte Einstellung für eine Lichtausgabe des zumindest einen Kanals darstellt; und ein Ansteuerelement, das mit dem Schaltmodul gekoppelt und ausgelegt ist, den zumindest einen Befehl zu empfangen und dem zumindest einen Kanal als Antwort auf zumindest einen Befehl einen Ansteuerstrom bereitzustellen, um den zumindest einen Kanal auf die gewünschte Einstellung abzustimmen, wobei das Ansteuerelement Folgendes umfasst: eine Ansteuersteuerung; und ein Leistungsmodul, wobei das Leistungsmodul Folgendes umfasst: einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler zum Bereitstellen einer Ausgangsspannung an den zumindest einen Kanal, wobei die Ausgangsspannung als Antwort auf ein Einstellsignal, das von der Ansteuersteuerung dem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler bereitgestellt wird, einstellbar ist; und einen Linearregler zum Erzeugen eines konstanten Ansteuerstroms durch den zumindest einen Kanal, wobei der Ansteuerstrom als Antwort auf ein Referenzsignal, das von der Ansteuersteuerung dem Linearregler bereitgestellt wird, einstellbar ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Linearregler eine Stromsteuerschaltung und ein Durchgangselement umfasst und wobei das Leistungsmodul ferner eine Spannungsabfühlschaltung umfasst, die ausgelegt ist, der Ansteuersteuerung ein Rückkopplungssignal bereitzustellen, das eine Spannung an dem Durchgangselement darstellt, wobei das Einstellsignal als Antwort auf das Rückkopplungssignal bereitgestellt wird, um die Spannung an dem Durchgangselement auf einer gewünschten Spannung zu halten.
System nach Anspruch 1, wobei der Linearregler eine Stromsteuerschaltung und ein Durchgangselement umfasst und wobei das Leistungsmodul ferner eine Spannungsabfühlschaltung umfasst, die ausgelegt ist, der Ansteuersteuerung ein Rückkopplungssignal bereitzustellen, das eine Spannung an dem Durchgangselement darstellt, wobei bei Auftreten eines Kurzschlusses in dem zumindest einen Kanal das Einstellsignal als Antwort auf das Rückkopplungssignal bereitgestellt wird, um die Ausgangsspannung zu reduzieren.
System nach Anspruch 3, wobei nach Beseitigen des Kurzschlusses das Einstellsignal als Antwort auf das Rückkopplungssignal bereitgestellt wird, um die Ausgangsspannung zu erhöhen.
System nach Anspruch 1, wobei der Linearregler eine Stromsteuerschaltung und ein Durchgangselement umfasst und wobei das Leistungsmodul ferner eine Kurzschlussschutzschaltung umfasst, die ausgelegt ist, das Durchgangselement als Antwort auf einen Kurzschluss in dem zumindest einen Kanal zu deaktivieren.
System nach Anspruch 5, wobei das Leistungsmodul ferner eine Spannungsabfühlschaltung umfasst, die ausgelegt ist, der Ansteuersteuerung ein Rückkopplungssignal bereitzustellen, das eine Spannung an dem Durchgangselement darstellt, wobei das Einstellsignal als Antwort auf den Kurzschluss als Antwort auf das Rückkopplungssignal bereitgestellt wird, um die Ausgangsspannung zu reduzieren.
System nach Anspruch 6, wobei nach Beseitigen des Kurzschlusses das Einstellsignal als Antwort auf das Rückkopplungssignal bereitgestellt wird, um die Ausgangsspannung zu erhöhen.
System nach Anspruch 1, wobei die Ansteuersteuerung ausgelegt ist, dem Linearregler ein Versatzsignal bereitzustellen, um den Ansteuerstrom auf etwa null zu reduzieren.
System nach Anspruch 1, wobei der Linearregler eine Stromsteuerschaltung und ein Durchgangselement umfasst und wobei das Leistungsmodul ferner eine Spannungsabfühlschaltung umfasst, die ausgelegt ist, ein Rückkopplungssignal an die Ansteuersteuerung bereitzustellen, das eine Spannung an dem Durchgangselement darstellt, und wobei die Ansteuersteuerung ausgelegt ist, einen Betriebsmodus des Ansteuerelements als Antwort auf das Referenzsignal und das Rückkopplungssignal zu bestimmen.
Verfahren zum Steuern einer abstimmbaren Lichtquelle, einschließlich eines abstimmbaren Beleuchtungsmoduls, das zumindest einen Kanal, einschließlich einer Festkörperlichtquelle, aufweist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: das Koppeln eines Ausgangs eines Gleichstrom-Gleichstrom-Reglers mit zumindest einem Kanal des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls; das Koppeln des zumindest einen Kanals mit einem Linearregler, um einen konstanten Strom durch den zumindest einen Kanal bereitzustellen; das Empfangen eines Befehls von einem Schaltmodul, um eine Lichtausgabe von dem zumindest einen Kanal auf eine gewünschte Einstellung einzustellen; das Einstellen des konstanten Stroms durch den zumindest einen Kanal als Antwort auf den Befehl unter Verwendung eines Referenzsignals, das auf einen Linearregler angewendet wird; das Abfühlen einer Spannung an einem Durchgangselement des Linearreglers; das Bestimmen einer Einstellspannung als Antwort auf die Spannung an dem Durchgangselement; und das Koppeln der Einstellspannung mit dem Gleichstrom-Gleichstrom-Regler, um die Ausgabe als Antwort auf die Spannung an dem Durchgangselement einzustellen.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Koppeln der Einstellspannung mit dem Gleichstrom-Gleichstrom-Regler zum Einstellen der Ausgabe als Antwort auf die Spannung an dem Durchgangselement das Einstellen der Ausgabe umfasst, um eine Spannung an einem Durchgangselement des Linearreglers auf einer gewünschten Spannung zu halten.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Koppeln der Einstellspannung mit dem Gleichstrom-Gleichstrom-Regler zum Einstellen der Ausgabe als Antwort auf die Spannung an dem Durchgangselement das Einstellen der Ausgabe umfasst, um die Ausgangsspannung als Antwort auf einen Kurzschluss in dem zumindest einen Kanal zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Koppeln der Einstellspannung mit dem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler zum Einstellen der Ausgabe als Antwort auf die Spannung an dem Durchgangselement das Einstellen der Ausgabe umfasst, um die Ausgangsspannung als Antwort auf das Beseitigen eines Kurzschlusses in dem zumindest einen Kanal zu erhöhen.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner das Deaktivieren des Durchgangselements als Antwort auf einen Kurzschluss in dem zumindest einen Kanal umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner das Bestimmen eines Betriebsmodus des Ansteuerelements als Antwort auf das Referenzsignal und die Spannung an dem Durchgangselement umfasst.
System zum Steuern einer abstimmbaren Lichtquelle, wobei das System Folgendes umfasst: ein abstimmbares Beleuchtungsmodul, einschließlich einer Vielzahl von Kanälen, wobei jeder aus der Vielzahl von Kanälen ausgelegt ist, eine Lichtausgabe bereitzustellen, die eine unterschiedliche zugeordnete, korrelierte Farbtemperatur (CCT) aufweist; ein Schaltmodul, das ausgelegt ist, zumindest einen Befehl bereitzustellen, der eine gewünschte CCT einer gemischten Lichtausgabe aus der Vielzahl von Kanälen angibt; und ein Ansteuerelement, das mit dem Schaltmodul gekoppelt und ausgelegt ist, den zumindest einen Befehl zu empfangen, wobei das Ansteuerelement ausgelegt ist, die Lumen zu berechnen, die erforderlich sind, um jeden aus der Vielzahl von Kanälen anzusteuern, um die gewünschte CCT zu erzielen, und um einen zugeordneten Ansteuerstrom für jeden aus der Vielzahl von Kanälen basierend auf den berechneten Lumen, die erforderlich sind, um jeden aus der Vielzahl von Kanälen anzusteuern, um die gewünschte CCT zu erzielen, zu berechnen, wobei das Ansteuerelement ausgelegt ist, jeden aus der Vielzahl von Kanälen mit dem zugeordneten Ansteuerstrom anzusteuern.
System nach Anspruch 16, wobei das Ansteuerelement ausgelegt ist, die Lumen, die erforderlich sind, um jeden Kanal anzusteuern, als Antwort auf den Empfang des Befehls unter Verwendung von der abstimmbaren Lichtquelle zugeordneten Parametern zu berechnen.
System nach Anspruch 16, wobei das Ansteuerelement ausgelegt ist, den zugeordneten Ansteuerstrom unter Verwendung von der abstimmbaren Lichtquelle zugeordneten Parametern zu berechnen.
System nach Anspruch 18, wobei die Parameter eine Vielzahl von Parametern umfassen, die aus der aus Folgenden bestehenden Gruppe ausgewählt sind: einer Anzahl von Kanälen in dem abstimmbaren Beleuchtungsmodul, einer Anzahl von Festkörperlichtquellen in jedem der Kanäle des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls, einem Maximalfluss, der jedem der Kanäle des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls zugeordnet ist, und Farbkoordinaten jedes der Kanäle des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls.
System nach Anspruch 19, wobei die Lichtausgabe eines ersten aus der Vielzahl von Kanälen eine CCT von zwischen etwa 2600 K und 4000 K aufweist und die Lichtausgabe eines zweiten der Kanäle eine CCT von zwischen etwa 6600 K und 8000 K aufweist.
Verfahren zum Steuern einer Lichtquelle, die ein abstimmbares Beleuchtungsmodul, einschließlich einer Vielzahl von Kanälen, umfasst, wobei jeder aus der Vielzahl von Kanälen ausgelegt ist, eine Lichtausgabe bereitzustellen, die eine unterschiedliche zugeordnete, korrelierte Farbtemperatur (CCT) aufweist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: das Empfangen eines Befehls, der eine gewünschte CCT einer gemischten Ausgabe aus der Vielzahl von Kanälen darstellt; das Berechnen von Lumen, die erforderlich sind, um jeden aus der Vielzahl von Kanälen anzusteuern, um eine Lichtausgabe aus der Vielzahl von Kanälen bereitzustellen, die der gewünschten CCT entspricht; und das Berechnen eines zugeordneten Ansteuerstroms für jeden aus der Vielzahl von Kanälen basierend auf den berechneten Lumen, die erforderlich sind, um jeden aus der Vielzahl von Kanälen anzusteuern, um eine gemischte Lichtausgabe aus der Vielzahl von Kanälen bereitzustellen, die der gewünschten CCT entspricht.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Berechnen der Lumen das Berechnen von Lumen, die erforderlich sind, um jeden aus der Vielzahl von Kanälen anzusteuern, um eine Lichtausgabe aus der Vielzahl von Kanälen bereitzustellen, die der gewünschten CCT entspricht, unter Verwendung von der abstimmbaren Lichtquelle zugeordneten Parametern umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Berechnen eines zugeordneten Ansteuerstroms das Berechnen eines zugeordneten Ansteuerstroms für jeden aus der Vielzahl von Kanälen basierend auf den berechneten Lumen, die erforderlich sind, um jeden aus der Vielzahl von Kanälen anzusteuern, um die gemischte Lichtausgabe aus der Vielzahl von Kanälen bereitzustellen, die der gewünschten CCT entspricht, unter Verwendung von der abstimmbaren Lichtquelle zugeordneten Parametern umfasst.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Parameter eine Vielzahl von Parametern umfassen, die aus der aus Folgenden bestehenden Gruppe ausgewählt sind: einer Anzahl von Kanälen in dem abstimmbaren Beleuchtungsmodul, einer Anzahl von Festkörperlichtquellen in jedem der Kanäle des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls, einem Maximalfluss, der jedem der Kanäle des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls zugeordnet ist, und Farbkoordinaten jedes der Kanäle des abstimmbaren Beleuchtungsmoduls.
System zum Steuern einer abstimmbaren Lichtquelle, wobei das System Folgendes umfasst: eine Vielzahl von abstimmbaren Beleuchtungsmodulen, die mit einem Netzwerk verbunden sind; eine Vielzahl von Schaltmodulen, die mit dem Netzwerk verbunden sind, wobei jedes der Schaltmodule ausgelegt ist, Befehle an ein oder mehrere aus der Vielzahl von abstimmbaren Beleuchtungsmodulen zu senden, und die anderen aus der Vielzahl von Schaltmodulen mit dem Netzwerk gekoppelt sind, wobei jedes der Schaltmodule einen nichtflüchtigen computerlesbaren Speicher umfasst, der darauf gespeicherte Befehle aufweist, die, wenn sie durch eine Schaltsteuerung von einem aus der Vielzahl der Schaltmodule ausgeführt werden, bewirken, dass die Schaltsteuerung ein Netzwerkkollisionsvermeidungshilfsprogramm durchführt, das Folgendes umfasst: das Bestimmen, ob eine Benutzerschnittstellensteuerung des Schaltmoduls aktiviert wurde; das Einstellen aller anderen aus der Vielzahl von Schaltmodulen in einen inaktiven Zustand, falls die Benutzerschnittstellensteuerung des Schaltmoduls aktiviert wurde; das Senden eines der Befehle, die der Aktivierung der Benutzerschnittstellensteuerung zugeordnet sind; und das Einstellen aller der anderen aus der Vielzahl von Schaltmodulen in einen aktiven Zustand, nachdem der eine der Befehle gesendet wurde.
System nach Anspruch 25, wobei das Hilfsprogramm ferner das Verarbeiten eines der Befehle umfasst, um zu bestimmen, ob der Befehl lautet, das Schaltmodul in einen inaktiven oder in einen aktiven Zustand einzustellen.
System nach Anspruch 25, wobei das Hilfsprogramm ferner das Bestimmen, ob eine Netzwerkkollision aufgetreten ist, nach dem Bestimmen, ob eine Benutzerschnittstellensteuerung des Schaltmoduls aktiviert wurde, und vor dem Einstellen aller anderen aus der Vielzahl von Schaltmodulen in einen inaktiven Zustand, falls die Benutzerschnittstellensteuerung des Schaltmoduls aktiviert wurde, umfasst.
Verfahren zum Verhindern von Netzwerkkollisionen in einem Netzwerk, einschließlich einer Vielzahl von abstimmbaren Lichtquellen und einer Vielzahl von Schaltmodulen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: das Bestimmen, ob eine Benutzerschnittstellensteuerung von einem der Schaltmodule aktiviert wurde; das Einstellen aller anderen aus der Vielzahl von Schaltmodulen in einen inaktivierten Zustand, falls die Benutzerschnittstellensteuerung des einen aus den Schaltmodulen aktiviert wurde; das Senden eines Befehls an eine der abstimmbaren Lichtquellen, der der Aktivierung der Benutzerschnittstellensteuerung zugeordnet ist; und das Einstellen aller aus der anderen Vielzahl von Schaltmodulen in einen aktiven Zustand, nachdem der eine aus den Befehlen gesendet wurde.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Verfahren ferner das Verarbeiten eines ersten durch das eine der Schaltmodule empfangenen Befehls umfasst, um zu bestimmen, ob der erste Befehl lautet, das Schaltmodul in einen inaktiven oder aktiven Zustand einzustellen.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Verfahren ferner das Bestimmen, ob eine Netzwerkkollision aufgetreten ist, nach dem Bestimmen, ob eine Benutzerschnittstellensteuerung eines der Schaltmodule aktiviert wurde, und vor dem Einstellen aller anderen aus der Vielzahl von Schaltmodulen in einen inaktiven Zustand, falls die Benutzerschnittstellensteuerung des einen der Schaltmodule aktiviert wurde, umfasst.