EP1379108B1 - LED Versorgungs- und Identifikationseinheit - Google Patents

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EP1379108B1
EP1379108B1 EP03014744A EP03014744A EP1379108B1 EP 1379108 B1 EP1379108 B1 EP 1379108B1 EP 03014744 A EP03014744 A EP 03014744A EP 03014744 A EP03014744 A EP 03014744A EP 1379108 B1 EP1379108 B1 EP 1379108B1
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EP
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supply
led
led unit
identity
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Gotthard Dr. Schleicher
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Osram GmbH
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Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H05B45/14—Controlling the intensity of the light using electrical feedback from LEDs or from LED modules

Definitions

  • the invention relates to a supply unit for LED units, and a method for detecting the identity of LED units, in particular for detecting necessary for the power supply of the LED unit parameters, and a corresponding LED unit.
  • supply units operate from LED units with different loads.
  • LED light emitting device
  • OLED organic light emitting device
  • supply units supply only one output voltage for the power supply of a connected LED unit. If several or different LED units experience a power supply by the supply unit, the supply unit must be designed for the power supply of several or different LED units and obtain the power supply necessary information about nominal parameters of the LED units to be supplied.
  • the object of the present invention is therefore to provide a supply unit, an LED unit and a method for detecting LED units, which is improved with regard to the supply of various LED units by a supply unit.
  • a supply unit for at least one LED unit has a detection unit, which is designed to detect the identity of the LED unit via electrical variables, and supply terminals for the power supply of the LED unit by the supply unit.
  • the identity of the LED unit is detected via the supply connections.
  • Prior art supply units are adjacent to the power supply supply lines The LEDs need more lines to get information about the identity of the LEDs. This leads in practice to a considerable installation effort.
  • the supply terminals serving the power supply can be used simultaneously to detect the identity of connected LED units and to determine, for example, which power supply is needed for the LEDs.
  • the supply unit can be kept compact and simple, so that the required installation effort is significantly reduced.
  • a control unit is further included in the supply unit, which controls the power supply of the LED unit on the basis of the detected identity of the LED unit. This makes it possible to evaluate the detected identity of the connected LED units and to control accordingly, so that the supply unit automatically always provides the correct power supply when, for example, a new or additional LED unit with possibly different nominal load is connected to the supply unit.
  • the control unit can also prevent the power supply and output a feedback on the state of the connected LED unit, for example, if it is defective or incompatible with the supply unit.
  • the detection and the power supply are preferably carried out exclusively via two supply connections.
  • the method according to the invention for identifying the identity of at least one LED unit comprises the following steps: providing a first electrical variable for the LED unit to be recognized, identifying the identity of the LED unit with reference to one of the LED unit in response to the first electrical unit Size provided second electrical size.
  • the identification of the identity takes place via power supply connections for the LED unit.
  • the method further comprises the control of the power supply of the LED unit on the basis of the recognized identity of the LED unit.
  • the method can be repeatedly executed during operation of the LED unit.
  • the necessary power supply checked and adjusted if necessary.
  • the detection and the power supply of the LED unit preferably take place exclusively via two supply connections.
  • a voltage which is relatively small in relation to the power supply is preferably applied as the first electrical variable, and the LED unit is identified by an impedance of an identification unit as a second electrical variable.
  • the impedance of the identification unit with respect to the effective at the applied small voltage LED impedance is small.
  • the supply unit of the LED unit essentially " sees” only the identification unit and only evaluates the second electrical quantity provided by the identification unit, without an influence of downstream LEDs significantly influencing the returned second electrical variable.
  • the impedance may in the simplest case be an ohmic resistance. But there are also active components possible, which generate an electrical variable of their own. Likewise, digital components can serve for the stated purpose.
  • the identification unit is a separate component from the LEDs, which may be upstream of the LEDs in the LED unit, for example.
  • the LED unit according to the invention for connection to the above-mentioned supply unit has at least one LED, supply terminals for supplying power to the supply unit, and an identification unit with technical properties detectable in recognizing the identity of the LED unit.
  • the identification unit can be identified via the supply connections.
  • the detection and power supply can be carried out exclusively via two supply connections, via which the LED unit is connected to the supply unit.
  • the identification unit can be switched off. This is advantageous because it is not needed in the actual power supply and thus unnecessary power consumption is avoided.
  • the impedance of the identification unit is preferably small compared with the LED impedance applied to the LED unit in proportion to the power supply small voltage effective.
  • the figure shows a system of a supply unit 1 and an LED unit 2, which are connected to each other via the supply lines 4a, 4b.
  • further connections 8 for connecting further LED units 2 can be provided on the LED unit 2, which can then likewise receive the required power supply through the supply unit 1.
  • the supply unit 1 contains a recognition unit 7, via which the supply unit 1 can recognize information about the connected LED units 2, for example the supply voltage or the like required for the power supply by the supply unit 1 for operating the LED unit 2.
  • an identification unit 3 is provided in the LED unit 2 according to the invention in addition to the LEDs 9.
  • the identification unit 3 returns information about the identity of the corresponding LED unit 2 to the recognition unit 7 in the supply unit 1. This happens because the detection unit 7 initially outputs an electrical quantity (as a rule a voltage which is small in relation to the supply voltage for the connected LEDs) to the LED unit 2 via the supply lines 4a, 4b (position A of the switch 13).
  • the identification unit 3 may consist only of an impedance characteristic of the LED unit, an ohmic resistance. This impedance is preferably small compared to the effective at a small voltage impedance of the LEDs 9, so that approximately at an applied voltage, a current flows only through the identification unit 3 and the detection unit 7, the LEDs 9 therefore does not " see” and thus only a response of the Identification unit 3 to the detection unit 7 takes place.
  • the identification unit can also contain other electrical or electronic (also active) components which are suitable for a signal characteristic of the identification unit 3 of the corresponding LED unit 2 in response to one of the detection unit 7 via the supply terminals 4a, 4b to provide provided electrical size.
  • the detection unit 7 can now determine the power supply (supply voltage) required for the connected LED unit 2. Via an optional control unit 6, the information about the power supply can be forwarded to a provided in the supply unit 1 output unit 5, for example, generates and outputs the necessary supply voltage for the LED unit (s) 2. For this purpose, the control unit 6 switches to the switch state B, and the power supply of the LED unit (s) 2 generated by the output unit 5 via the supply terminals 4a, 4b.
  • the control unit 6 switches to the switch state B, and the power supply of the LED unit (s) 2 generated by the output unit 5 via the supply terminals 4a, 4b.
  • the identification unit 3 also represents a power consumer, it can optionally be switched off, for example via a switch 12 triggered by a control 10, when the power supply begins. This can occur, for example, in that the control element 10 detects a supply voltage output by the supply unit 1 and then switches the switch 12 to the open state, so that a supply current only flows through the LEDs 9.
  • the power supply can be switched to the detection mode (switch position A), for example, to check whether an LED unit 2 has been broken or replaced.
  • the supply parameters can be redetermined during operation and adjusted accordingly in the output mode (switch position 2).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Versorgungseinheit für LED-Einheiten, sowie ein Verfahren zum Erkennen der Identität von LED-Einheiten, insbesondere zum Erkennen von für die Leistungsversorgung der LED-Einheit notwendigen Parametern, sowie eine entsprechende LED-Einheit.
  • Im Gegensatz zu konventionellen elektrischen Vorschaltgeräten arbeiten Versorgungseinheiten von LED-Einheiten mit unterschiedlichen Lasten. Der Begriff LED (light emitting device) umfasst im folgenden auch sogenannte OLEDs (organic light emitting device). In der Regel liefern solche Versorgungseinheiten nur eine Ausgangsspannung zur Leistungsversorgung einer angeschlossenen LED-Einheit. Sollen mehrere oder unterschiedliche LED-Einheiten eine Leistungsversorgung durch die Versorgungseinheit erfahren, so muss die Versorgungseinheit für die Leistungsversorgung von mehreren oder unterschiedlichen LED-Einheiten ausgelegt sein und die zur Leistungsversorgung nötigen Informationen über Nennparameter der zu versorgenden LED-Einheiten erhalten.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Versorgungseinheit, eine LED-Einheit und ein Verfahren zum Erkennen von LED-Einheiten zu schaffen, die im Hinblick auf die Versorgung verschiedener LED-Einheiten durch eine Versorgungseinheit verbessert wird.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Versorgungseinheit für wenigstens eine LED-Einheit. Die Versorgungseinheit weist eine Erkennungseinheit, die zum Erkennen der Identität der LED-Einheit über elektrische Größen ausgelegt ist, sowie Versorgungsanschlüsse zur Leistungsversorgung der LED-Einheit durch die Versorgungseinheit auf. Erfindungsgemäß erfolgt die Erkennung der Identität der LED-Einheit über die Versorgungsanschlüsse. Bei Versorgungseinheiten nach dem Stand der Technik sind neben den Versorgungsleitungen zur Leistungsversorgung der LEDs weitere Leitungen nötig, um Informationen über die Identität der LEDs zu erhalten. Dies führt in der Praxis zu einem erheblichen Installationsaufwand. Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau können die Versorgungsanschlüsse, die der Leistungsversorgung dienen, gleichzeitig genutzt werden, um die Identität angeschlossener LED-Einheiten zu erkennen und beispielsweise zu ermitteln, welche Leistungsversorgung für die LEDs nötig ist. So kann die Versorgungseinheit kompakter und einfacher gehalten werden, so dass der erforderliche Installationsaufwand deutlich reduziert wird.
  • Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist weiter eine Steuereinheit in der Versorgungseinheit enthalten, die auf der Grundlage der erkannten Identität der LED-Einheit die Leistungsversorgung der LED-Einheit steuert. Hiermit wird es ermöglicht, die erkannte Identität der angeschlossenen LED-Einheiten auszuwerten und entsprechend zu steuern, so dass die Versorgungseinheit automatisch immer die richtige Leistungsversorgung bereitstellt, wenn zum Beispiel eine neue oder zusätzliche LED-Einheit mit gegebenenfalls anderer Nennlast an die Versorgungseinheit angeschlossen wird. Gegebenenfalls kann die Steuereinheit auch die Leistungsversorgung unterbinden und eine Rückmeldung über den Zustand der angeschlossenen LED-Einheit ausgeben, wenn diese zum Beispiel defekt oder mit der Versorgungseinheit nicht kompatibel ist. Die Erkennung und die Leistungsversorgung erfolgen vorzugsweise ausschließlich über zwei Versorgungsanschlüsse.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erkennung der Identität wenigstens einer LED-Einheit weist folgende Schritte auf: Bereitstellen einer ersten elektrischen Größe für die zu erkennende LED-Einheit, Erkennen der Identität der LED-Einheit anhand einer von der LED-Einheit im Ansprechen auf die erste elektrische Größe bereitgestellten zweiten elektrischen Größe. Das Erkennen der Identität erfolgt über zur Leistungsversorgung der LED-Einheit dienende Versorgungsanschlüsse.
  • Nach einer vorteilhaften Variante umfasst das Verfahren weiter die Steuerung der Leistungsversorgung der LED-Einheit auf der Grundlage der erkannten Identität der LED-Einheit. Hierdurch kann nicht nur die Identität einer angeschlossenen LED-Einheit erkannt werden, sondern die Informationen über die erkannte Identität kann verarbeitet und die Leistungsversorgung entsprechend gesteuert werden.
  • Das Verfahren kann ergänzend beim Betrieb der LED-Einheit wiederholt ausgeführt werden. Hierdurch kann bei Wechsel der LED-Einheit während des Betriebs, die nötige Leistungsversorgung überprüft und gegebenenfalls angepasst werden. Vorzugsweise erfolgen das Erkennen und die Leistungsversorgung der LED-Einheit ausschließlich über zwei Versorgungsanschlüsse.
  • Zum Erkennen der Identität der wenigstens einen LED-Einheit wird bevorzugt als erste elektrische Größe eine im Verhältnis zur Leistungsversorgung kleine Spannung angelegt, und die LED-Einheit wird durch eine Impedanz einer Identifikationseinheit als zweite elektrische Größe erkannt. Dabei ist die Impedanz der Identifikationseinheit gegenüber der bei der angelegten kleinen Spannung wirksamen LED-Impedanz klein. Dies hat zur Folge, dass die Versorgungseinheit von der LED-Einheit im wesentlichen nur die Identifikationseinheit "sieht" und nur die von der Identifikationseinheit bereitgestellte zweite elektrische Größe auswertet, ohne dass ein Einfluss nachgeschalteter LEDs die zurückgegebene zweite elektrische Größe deutlich beeinflusst. Bei der Impedanz kann es sich im einfachsten Fall um einen ohmschen Widerstand handeln. Es sind aber auch aktive Bauelemente möglich, die von sich aus eine elektrische Größe erzeugen. Ebenso können zu dem genannten Zweck digitale Bauelemente dienen. Vorzugsweise handelt es sich bei der Identifikationseinheit ein von den LEDs getrenntes Bauteil, das den LEDs in der LED-Einheit beispielsweise vorgeschaltet sein kann.
  • Die erfindungsgemäße LED-Einheit zum Anschließen an die oben erwähnte Versorgungseinheit weist wenigstens eine LED, Versorgungsanschlüsse zur Leistungsversorgung der Versorgungseinheit, und eine Identifikationseinheit mit bei der Erkennung der Identität der LED-Einheit erfassbaren technischen Eigenschaften auf. Hierbei ist die Identifikationseinheit über die Versorgungsanschlüsse identifizierbar.
  • Vorzugsweise kann die Erkennung und Leistungsversorgung ausschließlich über zwei Versorgungsanschlüsse erfolgen, über welche die LED-Einheit mit der Versorgungseinheit verbunden wird.
  • Die Identifikationseinheit kann abschaltbar sein. Dies ist von Vorteil, da sie bei der eigentlichen Leistungsversorgung nicht benötigt und damit ein unnötiger Leistungsverbrauch vermieden wird. Die Impedanz der Identifikationseinheit ist vorzugsweise gegenüber der bei einer an die LED-Einheit angelegten im Verhältnis zur Leistungsversorgung kleinen Spannung wirksamen LED-Impedanz klein.
  • Voranstehend wurde im Zusammenhang mit der Leistungsversorgung und der elektrischen Größen von der Regelung der Spannung gesprochen. Natürlich ist hier auch die Regelung des Ausgangsstroms der Versorgungseinheit möglich.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur, die eine Ausführungsform der Erfindung als Schaltbild zeigt, näher erläutert.
  • Die Figur zeigt ein System aus einer Versorgungseinheit 1 und einer LED-Einheit 2, welche über die Versorgungsleitungen 4a, 4b miteinander verbunden sind. Optional können an der LED-Einheit 2 weitere Anschlüsse 8 zum Anschließen weiterer LED-Einheiten 2 vorgesehen werden, die dann ebenfalls durch die Versorgungseinheit 1 die erforderliche Leistungsversorgung erhalten können.
  • Die Versorgungseinheit 1 enthält eine Erkennungseinheit 7, über die die Versorgungseinheit 1 Informationen über die angeschlossenen LED-Einheiten 2 erkennen kann, beispielsweise die für die Leistungsversorgung durch die Versorgungseinheit 1 zum Betrieb der LED-Einheit 2 erforderliche Versorgungsspannung oder dergleichen. Zur Bereitstellung solcher Informationen ist in der erfindungsgemäßen LED-Einheit 2 neben den LEDs 9 eine Identifikationseinheit 3 vorgesehen. Die Identifikationseinheit 3 liefert Informationen über die Identität der entsprechenden LED-Einheit 2 an die Erkennungseinheit 7 in der Versorgungseinheit 1 zurück. Dies geschieht dadurch, dass die Erkennungseinheit 7 zunächst über die Versorgungsleitungen 4a, 4b eine elektrische Größe (in der Regel eine gegenüber der Versorgungsspannung für die angeschlossenen LEDs kleine Spannung) an die LED-Einheit 2 ausgibt (Stellung A des Schalters 13). Im Falle eines Spannungssignals kann die Identifikationseinheit 3 lediglich aus einer für die LED-Einheit charakteristischen Impedanz, einem ohmschen Widerstand, bestehen. Diese Impedanz ist vorzugsweise klein gegenüber der bei einer kleinen Spannung effektiven Impedanz der LEDs 9, so dass etwa bei einer angelegten Spannung ein Strom lediglich durch die Identifikationseinheit 3 fließt und die Erkennungseinheit 7 die LEDs 9 daher nicht "sieht" und somit ausschließlich eine Rückmeldung der Identifikationseinheit 3 an die Erkennungseinheit 7 erfolgt.
  • Wird zum Beispiel eine kleine Spannung durch die Erkennungseinheit 7 in der Versorgungseinheit 1 an die LED-Einheit 2 angelegt (Schalterstellung A), so fließt ein Strom durch die Identifikationseinheit 3, insbesondere den Widerstand 11, über die Anschlüsse 4a, 4b zurück zur Erkennungseinheit 7 und wird dort gemessen, und der Widerstand 11 in der Identifikationseinheit 3 kann so ermittelt werden. Anstelle eines Widerstandes kann die Identifikationseinheit auch andere elektrische oder elektronische (auch aktive) Bauelemente enthalten, die geeignet sind, um ein für die Identifikationseinheit 3 der entsprechenden LED-Einheit 2 charakteristisches Signal im Ansprechen auf eine von der Erkennungseinheit 7 über die Versorgungsanschlüsse 4a, 4b bereitgestellte elektrische Größe auszugeben.
  • Abhängig von der elektrischen Größe (z. B. Strom), die von der Identifikationseinheit 3 zurückgegeben wurde, kann die Erkennungseinheit 7 nun die für die angeschlossene LED-Einheit 2 erforderliche Leistungsversorgung (Versorgungsspannung) bestimmen. Über eine optionale Steuereinheit 6 kann die Information über die Leistungsversorgung anschließend an eine in der Versorgungseinheit 1 vorgesehene Ausgabeeinheit 5 weitergeleitet werden, die zum Beispiel die nötige Versorgungsspannung für die LED-Einheit(en) 2 erzeugt und ausgibt. Hierzu schaltet die Steuereinheit 6 in den Schalterzustand B um, und die von der Ausgabeeinheit 5 erzeugte Leistungsversorgung der LED-Einheit(en) 2 erfolgt über die Versorgungsanschlüsse 4a, 4b.
  • Da auch die Identifikationseinheit 3 einen Leistungsverbraucher darstellt, kann diese etwa über einen durch ein Steuerelement 10 ausgelösten Schalter 12 optional abgeschaltet werden, wenn die Leistungsversorgung beginnt. Dies kann zum Beispiel dadurch geschehen, dass das Steuerelement 10 eine von der Versorgungseinheit 1 ausgegebene Versorgungsspannung erkennt und daraufhin den Schalter 12 in den offenen Zustand umschaltet, so dass ein Versorgungsstrom nur noch durch die LEDs 9 fließt.
  • Während der Leistungsversorgung kann in den Erkennungsmodus (Schalterstellung A) umgeschaltet werden, etwa um zu überprüfen, ob eine LED-Einheit 2 defekt oder ausgetauscht worden ist. Dadurch können die Versorgungsparameter während des Betriebs neu bestimmt und im Ausgabemodus (Schalterstellung 2) entsprechend angepasst werden.
  • Durch den erfindungsgemäßen Aufbau können sowohl die Versorgung der LED-Einheiten 2 als auch die Erkennung der Identität, d. h. der Versorgungsparameter, der LED-Einheiten 2 ausschließlich über die Versorgungsanschlüsse 4a und 4b erfolgen. Weitere Leitungen oder Anschlüsse sind nicht notwendig, so dass der Einsatz komplizierter und komplexer Schaltungen zur LED-Versorgung vermieden wird.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Erkennung der Identität wenigstens einer LED-Einheit (2), welches folgende Schritte aufweist:
    Bereitstellen einer ersten elektrischen Größe für die zu erkennende LED-Einheit (2),
    Erkennen der Identität der LED-Einheit (2) anhand einer von der LED-Einheit (2) im Ansprechen auf die erste elektrische Größe bereitgestellten zweiten elektrischen Größe, wobei das Erkennen der Identität über zur Leistungsversorgung der LED-Einheit (2) dienende Versorgungsanschlüsse (4a, 4b) erfolgt
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zum Erkennen der Identität der LED-Einheit (2) eine im Verhältnis zur Leistungsversorgung kleine Spannung angelegt wird und die LED-Einheit (2) durch eine Impedanz einer Identifikationseinheit (3) erkannt wird,
    wobei die Impedanz der Identifikationseinheit (3) gegenüber der bei der angelegten kleinen Spannung wirksamen LED-Impedanz klein ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter die Steuerung der Leistungsversorgung der wenigstens einen LED-Einheit (2) auf der Grundlage der erkannten Identität der LED-Einheit (2) umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es beim Betrieb der LED-Einheit (2) wiederholt ausgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennen und die Leistungsversorgung der LED-Einheit (2) ausschließlich über die Versorgungsanschlüsse (4a, 4b) erfolgen.
  5. LED-Einheit (2) zum Anschließen an eine Versorgungseinheit (1),
    wobei die Versorgungseinheit (1) folgende Merkmale aufweist:
    eine Erkennungseinheit(7), ausgelegt zum Erkennen der Identität der LED-Einheit (2) über elektrische Größen,
    Versorgungsanschlüsse (4a, 4b) zur Leistungsversorgung der LED-Einheit (2) durch die Versorgungseinheit (1),
    wobei die Erkennung der Identität der LED-Einheit (2) über die Versorgungsanschlüsse (4a, 4b) erfolgt,
    und weiterhin die LED-Einheit (2) folgende Merkmale aufweist:
    wenigstens eine LED (9),
    eine Identifikationseinheit (3) mit bei der Erkennung der Identität der LED-Einheit (2) erfassbaren technischen Eigenschaften, wobei die Identifikationseinheit (3) über die Versorgungsanschlüsse (4a, 4b) identifizierbar ist.
    und wobei die LED-Einheit (2) dadurch gekennzeichnet ist, dass die Impedanz der Identifikationseinheit (3) gegenüber der bei einer an die LED-Einheit (2) angelegten im Verhältnis zur Leistungsversorgung kleinen Spannung wirksamen LED-Impedanz klein ist.
  6. LED-Einheit (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung und Leistungsversorgung ausschließlich über zwei Versorgungsanschlüsse (4a, 4b) erfolgen kann.
  7. LED-Einheit (2) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationseinheit (3) abschaltbar ist.
  8. System bestehend aus wenigstens einer LED-Einheit (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 7 und einer Versorgungseinheit (1) mit folgenden Merkmalen:
    eine Erkennungseinheit(7), ausgelegt zum Erkennen der Identität der LED-Einheit (2) über elektrische Größen,
    Versorgungsanschlüsse (4a, 4b) zur Leistungsversorgung der LED-Einheit (2) durch die Versorgungseinheit (1),
    wobei die Erkennung der Identität der LED-Einheit (2) über die Versorgungsanschlüsse (4a, 4b) erfolgt.
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