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用于驱动负载的驱动单元以及驱动方法
申请号	CN201480055394.9	申请日	2014-09-30	公开(公告)号	CN105745998A	公开(公告)日	2016-07-06
申请人	飞利浦灯具控股公司;			发明人	E.J.H.C.M.尼尤兰德斯;
摘要	本发明涉及一种用于驱动负载的驱动器单元(18)，该负载包括多个负载元件(12)，特别是包括一个或多个LED(16)的多个照明元件(12)。该驱动器单元包含连接到该负载元件用于独立地驱动负载元件的多个驱动器设备(20)。该驱动器单元包含用于接收功率控制信号 (24)的控制接口 (22)，该功率控制信号包含待被该驱动器单元设置的单一一般功率需求。每个驱动器设备包含驱动器接口(26)，其连接到该控制接口用于接收包括该单一一般功率需求的该功率控制信号，并且每个驱动器设备适配成基于该单一一般功率需求确定独立功率水平以及依据独立功率信号驱动该负载元件。
权利要求	1.用于驱动负载的驱动器单元(18)，该负载包括多个负载元件(12)，特别是包括一个或多个LED(16)的多个照明元件(12)，该驱动器单元包含： - 连接到所述负载元件的多个驱动器设备(20)，其用于独立地驱动所述负载元件，- 用于接收功率控制信号(24)的控制接口(22)，该功率控制信号包括待被所述驱动器单元设置的单一一般功率需求，其中每个驱动器设备包含驱动器接口(26)，其连接到所述控制接口用于接收包括所述单一一般功率需求的所述功率控制信号，并且其中每个驱动器设备适配成基于所述单一一般功率需求确定独立功率水平以及依据所述独立功率水平驱动所述负载元件。 2.根据权利要求1所述的驱动器单元，其中每个驱动器设备连接到一个负载元件，用于独立地驱动分别的负载元件。 3.根据权利要求1所述的驱动器单元，另外包含用于向所述驱动器设备提供包括所述单一一般功率需求的所述功率控制信号的控制单元(28)。 4.根据权利要求1所述的驱动器单元，其中每个驱动器设备具有同一驱动器地址并且适配成接收包括所述单一一般功率需求的相同的功率控制信号。 5.根据权利要求1所述的驱动器单元，其中所述驱动器单元具有用于接收所述功率控制信号的一个控制地址。 6.根据权利要求1所述的驱动器单元，其中所述驱动器设备适配成基于并入所述驱动器单元中的驱动器设备的数量确定分别的独立功率水平。 7.根据权利要求1所述的驱动器单元，其中每个所述驱动器设备适配成基于在所述驱动器单元内的分别的驱动器设备的独立的数量确定所述分别的独立功率水平。 8.根据权利要求1所述的驱动器单元，其中所述驱动器设备适配成基于可以由每个所述驱动器设备提供的最低功率水平确定所述分别的独立功率水平。 9.根据权利要求1所述的驱动器单元，其中向所述负载元件提供电气功率的被激活的驱动器设备的数量基于所述一般功率水平以及并入所述驱动器单元中的驱动器设备的数量而确定。 10.根据权利要求9所述的驱动器单元，其中所述驱动器设备适配成基于所述被激活的驱动器设备的数量，确定由所述被激活的驱动器设备提供的所述独立功率水平的增益。 11.根据权利要求10所述的驱动器单元，其中所述驱动器设备另外适配成基于被并入所述驱动器单元中的驱动器设备的数量，确定所述增益。 12.根据权利要求1所述的驱动器单元，其中所述驱动器设备适配成，如果所述一般功率水平低于一预定义功率水平，独立地确定所述功率水平。 13.根据权利要求9所述的驱动器单元，其中驱动器设备适配成将每个所述被激活的驱动器设备的所述增益以及所述功率水平设置为相同的值。 14.用于驱动负载的驱动方法，所述负载包括多个负载元件(12)，特别是包括一个或多个LED(16)的多个照明元件，所述驱动方法包含下述步骤： - 向用于驱动所述负载元件的多个驱动器设备(20)提供功率控制信号(24)，其中所述功率控制信号包括单一一般功率需求， - 基于所述单一一般功率需求，借助每个所述驱动器设备确定独立功率水平，以及- 依据所述独立功率水平独立地驱动所述负载元件。 15.一种照明单元(10)，包含：包括一个或多个LED(16)的多个照明元件(12)，以及如权利要求1所述的用于驱动所述多个照明元件的驱动器单元(18)。
说明书全文	用于驱动负载的驱动单元以及驱动方法技术领域 [0001] 本发明涉及一种用于驱动负载的驱动器单元，该负载包括多个负载元件，特别是包括一个或多个LED的多个照明元件。另外，本发明涉及一种用于驱动负载的驱动方法，该负载包括多个负载元件，特别是包括一个或多个LED的多个照明元件。本发明最后涉及一种照明单元，其包含包括一个或多个LED的多个照明元件。背景技术 [0002] 在用于灯具应用的驱动器设备的领域，已知的是，使用经由通信网络而独立可访问的多个驱动器，其中如DMX的标准可以用于分开地控制每个驱动器。由于每个驱动器具有最小调光水平，如果所有驱动器被激活，灯具的总输出限制为每个该驱动器的调光水平。可能的是通过将某些驱动器切断使得仅仅有些驱动器向该灯具提供电气功率而实现灯具的更低功率水平。在这种情况中，总调光水平减少到低于每个驱动器的调光水平的水平。 [0003] 为了用在灯具内的每个驱动器设置独立的功率水平以及为了将某些驱动器切断以实现更低的总调光水平，该灯具的每个驱动器通常由中央控制单元独立地控制，使得用于减少总调光水平的技术努力被提高。 [0004] 从US2013/0038219A1知道一可调光照明设备，其中多个LED由内部控制器控制并且选择地接通和切断以减少发出的光的水平。这种照明设备的缺点是，分开的控制器对于控制LED是必要的，并且每个LED不可调光使得照明设备的总调光水平限制为由至少一个LED发出的光。 [0005] WO2012/137092A1公开一种用于在照明系统中动态负载控制的设备和方法，其中多组照明设备的至少一组的功率消耗被控制，其中每组包含改变范围，该改变范围指示值，分别的组的能量消耗藉此可以被改变。发明内容 [0006] 因此本发明的一目的是提供一种用于驱动包含多个负载元件的负载的驱动器单元以及驱动方法，该负载利用低技术努力可调光到更低的功率水平。 [0007] 依据本发明的一个方面，提供一种驱动器单元，其用于驱动包括多个负载元件，特别是包括一个或多个LED的多个照明元件的负载，该驱动器单元包含：- 连接到该负载元件的多个驱动器设备，其用于独立地驱动该负载元件， - 用于接收功率控制信号的控制接口，该功率控制信号包括待被该驱动器单元设置的单一一般功率需求，其中每个驱动器设备包含驱动器接口，其连接到该控制接口用于接收包括该单一一般功率需求的该功率控制信号，并且 - 其中每个驱动器适配成基于该单一一般功率需求确定独立功率水平以及依据该独立功率水平驱动该负载元件。 [0008] 依据本发明的另一方面，提供一种用于驱动负载的驱动方法，该负载包括多个负载元件，特别是包括一个或多个LED的多个照明元件，该驱动方法包含下述步骤：- 向用于驱动该负载元件的多个驱动器设备提供功率控制信号，其中该功率控制信号包括单一一般功率需求， - 基于该单一一般功率需求，借助每个该驱动器设备确定独立功率水平，以及- 依据该独立功率水平独立地驱动该负载元件。 [0009] 本发明的优选实施例在从属权利要求中定义。将理解，所要求保护的方法具有与所要求保护的设备以及与在从属权利要中定义的内容相似和/或相同的优选实施例。 [0010] 本发明基于通过用多个驱动器设备独立地驱动负载元件以减少负载的总调光水平的想法，其中每个该驱动器设备接收功率控制信号并且基于单一一般功率需求确定独立功率水平。因此，每个驱动器设备基于单一一般功率需求而设置用于独立地驱动负载元件的独立功率水平，使得用于控制每个驱动器设备的分开的控制单元可以省略。因此，为负载提供的电气功率的更深的调光是可能的，而不需要用于独立地控制驱动器设备的分开的控制单元，并且因此，利用低技术努力的更深调光是可能的。 [0011] 在一优选的实施例中，每个驱动器设备连接到一个负载元件，用于独立地驱动分别的负载元件。这使得可能彼此分开地和独立地驱动负载的负载元件，并且提供可以被提供到该负载的大功率谱。 [0012] 在一优选的实施例中，该驱动器单元另外包含用于向该驱动器设备提供包括该单一一般功率需求的该功率控制信号的控制单元。因为控制单元为每个驱动器设备提供该单一一般功率需求，这使得可能利用低技术努力控制该驱动器设备。 [0013] 在一优选的实施例中，每个驱动器设备具有同一驱动器地址并且适配成接收包括该单一一般功率需求的相同功率控制信号。因为仅仅一个控制信号被提供以将该驱动器设备设置为不同功率水平，这使得还可能减少技术努力。 [0014] 在一优选的实施例中，该驱动器单元具有用于接收该功率控制信号的一个控制地址。由于驱动器单元可以连接到任何控制总线并且仅仅形成可以经由该一个控制地址而被控制的单一负载，这使得可能利用低技术努力作为整体驱动该驱动器单元。 [0015] 在一优选的实施例中，该驱动器设备适配成基于并入该驱动器单元中的驱动器设备的数量确定分别的独立功率水平。因为某数量的驱动器设备可以被激活从而实现分别的功率水平，这使得可能设置每个驱动器设备的独立功率水平而无需基于该一般功率信号的分开的控制信号。 [0016] 在一优选的实施例中，每个该驱动器设备适配成基于在该驱动器单元内的驱动器设备行中的分别的驱动器设备的独立数量确定分别的独立功率水平。因为驱动器设备可以依赖于所需要的一般功率水平而在一行中连续地被激活，这使得可能利用低技术努力确定每个驱动器设备的独立功率水平。多少驱动器设备并入该驱动器单元中以及分别的行数的信息对于每个驱动器设备是可用的，使得独立的功率水平可以相应地确定。 [0017] 在一优选的实施例中，向该负载元件提供电气功率的被激活的驱动器设备的数量基于该一般功率信号以及并入该驱动器单元中的驱动器设备的数量而确定。因为被激活的驱动器设备的数量可以依据该一般功率信号而精确地设置，这使得可能提供该驱动器单元的深调光。 [0018] 在一优选的实施例中，该驱动器设备适配成基于被激活的驱动器设备的数量，确定由被激活的驱动器设备提供的独立功率水平的增益。因为该驱动器设备的增益适配于被激活的驱动器设备的数量，这使得可能提供精确的功率水平。 [0019] 在一优选的实施例中，该驱动器设备另外适配成基于并入该驱动器单元中的驱动器设备的数量确定增益。这使得还可能利用低技术努力将总功率水平设置为一精确值。 [0020] 在一优选的实施例中，该驱动器设备适配成如果该一般功率水平低于一预定义功率水平，独立地确定功率水平。因为某些驱动器设备可以不激活并且由被激活的驱动器设备提供的电气功率可以相应地被适配，这使得可能提供比所有驱动器设备的最低可能调光水平更深的调光水平。 [0021] 在一优选的实施例中，驱动器设备适配成将每个被激活的驱动器设备的增益以及功率水平设置为相同的值。因为仅仅单一算法可以用于设置每个该驱动器设备的功率水平，这使得可能减少每个驱动器设备的技术努力和控制努力。 [0022] 如上所提到，本发明提供一种用于驱动负载的驱动器单元和驱动方法，其中独立的驱动器设备提供低于预定义功率水平的独立功率水平，使得连接到驱动器单元的负载的更深调光可以实现。特别地，独立驱动器设备可以被切断或者不激活从而实现负载的更深调光。因为每个驱动器设备借助一算法基于单一功率命令确定待被独立地提供到分别连接的负载元件的功率水平，该算法考虑并入驱动器单元的驱动器设备的总数量、分别的驱动器设备的独立数量以及每个驱动器设备的最低可能调光水平，使得每个驱动器设备依赖于从驱动器设备请求的一般功率水平而被设置为某功率水平，技术努力被减少。因此，利用低技术努力的负载的更深调光是可能的。附图说明 [0023] 本发明的这些和其它方面参考下文描述的（多个）实施例将是显而易见的，并且将参考下文描述的（多个）实施例而解释说明。在下面的附图中，图1示出连接到包含多个照明元件的灯具的驱动器单元的示意框图；图2示出用于阐释利用两个独立驱动器设备对负载调光的功率图；并且图3示出对于借助包含四个分开的驱动器设备的驱动器单元对负载调光的功率图。具体实施方式 [0024] 图1示出用于发光的照明单元，其概括地用10表示。照明单元10包含安置在PCB板14上的多个照明设备12。照明设备12各自包含多个照明元件16，其优选是LED并且彼此连接成LED串。照明设备12被引导在同一方向上或者指向同一区域以提供均匀照明。 [0025] 照明单元10另外包含驱动器单元18，其包含多个驱动器设备20，该驱动器设备20各自连接到照明设备12之一，用于向该照明设备12提供电气功率以及独立地驱动该照明设备12。驱动器单元18包含用于接收功率控制信号24的控制接口22。每个驱动器设备20包含连接到该控制接口22的驱动器接口26。驱动器设备20各自经由驱动器接口26接收功率控制信号24，以便各自确定向分别的照明设备12提供的电功率的水平。 [0026] 一般来说，功率控制信号24包含对应于将由照明单元10提供的电气功率的单一一般功率需求或请求。驱动器接口26各自具有在驱动器单元18内的同一地址，使得每个驱动器设备20接收包括单一一般功率需求的相同功率控制信号24作为信息或信号。驱动器接口26借助如DMX的控制协议经由控制接口22可访问，使得照明单元10经由控制接口22的照明单元地址可访问。功率控制信号24可以由与该照明单元10分开或者集成到该照明单元10中的中央控制单元28提供。可以使用DMX标准的可替代协议，如DALI、IP、ArtNet、ACN以及sACN。 [0027] 照明元件16被引导在同一方向中并且随机地布置在照明单元10中和/或随机地布置在PCB板14上，使得从照明元件16发出的光被混合，并且哪个照明元件10被哪个驱动器设备20控制是不可见的。因此，如在下面描述的，由照明单元10发出的光的调光可以通过将某些照明设备12接通和切断而实现。 [0028] 驱动器设备20各自基于所述功率控制信号24确定为分别连接的照明设备12提供的电气功率，所述功率控制信号24包括待被照明单元10设置的单一一般功率需求，并且作为相同信号向每个驱动器设备20提供。驱动器设备20各自为每个照明设备12提供在预定义功率水平之上的相同功率水平。该预定义功率水平对应于每个驱动器设备20的最小功率水平，使得所有驱动器设备20的低于该预定义功率水平的连续调光是不可能的。在功率水平低于预定义功率水平的情况下，被激活的驱动器设备20的数量被减少，使得由照明单元10发出的总照明强度可以被减少到低于由驱动器设备20的最小功率水平定义的预定义功率水平。如果仅仅一个驱动器设备20被激活并且向分别连接的照明设备12提供它的最低可能功率水平，最小功率水平可以实现。其它驱动器设备20在这种情况下不激活并且不向分别连接的照明设备12提供电气功率。 [0029] 每个驱动器设备20基于单一一般功率信号、驱动器设备20的最低可能调光水平、并入驱动器单元18中的驱动器设备20的数量以及基于在该驱动器单元18内的分别的驱动器设备20的数量，确定分别的电气功率水平。因此，驱动器设备20可以设置为独立功率水平并且例如如果该单一一般功率信号增大，可以被连读地接通，以及如果单一一般功率水平减少，可以被连续地切断。 [0030] 如果驱动器单元18包含四个驱动器设备20并且驱动器设备20的最低调光水平是10%，如果驱动器设备20的仅仅一个被激活并且向分别的照明设备12提供它的最小功率水平，即它的最大功率水平的10%，照明单元10的总调光水平可以减少到2.5%的总输出。因此，照明单元10的深调光可以利用低技术努力实现。 [0031] 照明设备12优选是可以在256个水平中调光的高功率LED。 [0032] 在图2中示出照明单元10的示意功率图，该照明单元10具有单一驱动器设备20或者两个驱动器设备20以用于提供更深调光水平。 [0033] 在图2a中示出功率输出Pout，其依赖于包括一个驱动器设备20的常见驱动器单元18的功率需求或功率输入Pin。驱动器设备20的最小功率水平是10%，使得驱动器单元18的功率输出不可能低于10%。 [0034] 在图2b和2c中示出并入驱动器单元18中的两个驱动器设备20的功率输出Pout，其依赖于功率需求或输入Pin。对于低于10%的请求的功率输入Pin，驱动器设备20的仅仅一个被接通或激活。功率输出Pout被连续地提高到20%，使得照明单元10发出10%的总照明水平。如图2c所示，当从照明单元10请求的功率需求或者输入Pin达到10%时，第二驱动器设备20被激活。此时，第一驱动器设备20的功率水平从20%减少到10%，使得两个驱动器设备20各自提供10%并且照明单元10的总发光设置为10%。在此10%的驱动器设备20的最小调光水平之上，两个驱动器设备20被线性地和相同地驱动。依赖于功率输入Pin的总功率输出Pout在图2d中被示为图2b和c所示的由两个驱动器设备提供的电气功率的叠加。 [0035] 因此，如图2b所示，通过激活驱动器设备20的仅仅一个，可以实现更深的调光水平，并且在此情况中5%的调光水平是可能的。另外，驱动器设备20的功率输出Pout的增益依赖于被激活的驱动器设备20的数量，其中该增益随着被激活的驱动器设备20的数量增加而减少。 [0036] 在图3中，对于各自具有25%的最小功率水平的四个驱动器设备20并入驱动器单元18的情况，示出依赖于功率需求或输入Pin的照明单元10的功率输出Pout。照明单元10的总功率输出Pout示出为实线，其中四个驱动器设备20的独立功率输出示出为不同的虚线。 [0037] 如图3中P1处所示，可以由照明单元10提供的最低功率输出Pout在这种情况中是6.25%。对于此需求的功率水平，驱动器设备20的第一个被激活，而其它驱动器设备20不激活。该单一被激活的驱动器设备20的功率输出连续地提高直到12.5%的功率输入在P2处被达到。在这种情况中，第一驱动器设备20的功率输出被减少到25%的最低调光水平，并且驱动器设备20的第二个被激活。两个激活的驱动器设备20的功率输出同时被连续地提高，其中每个驱动器设备20具有同一功率输出并且提供相同的功率增益。当18.75%的功率输入水平在P3处被达到时，两个激活的驱动器设备20的功率输出被减少到25%的最低调光水平，并且驱动器设备20的第三个被激活。三个激活的驱动器设备20的功率输出被连续地提高，各自提供同一功率水平并且各自具有相同功率增益。在P4处达到的25%的功率输入水平处，最后的驱动器设备20或者第四驱动器设备20被激活，使得每个驱动器设备20发出25%的功率水平并且照明单元10的总功率水平是25%。因此，通过连续地激活（或不激活）驱动器设备20可以实现照明单元10的深调光。 [0038] 功率输出的增益依赖于不同功率水平的被激活的驱动器设备20的数量，其中该增益随着被激活的驱动器设备20的数量增加而减少。特别地，增益以依赖于被激活的驱动器设备20的数量的离散方式减少。 [0039] 例如对于四个驱动器设备的仅仅第一驱动器设备20被激活的情况，依赖于功率输入的功率输出的增益的变化需要是如果所有驱动器设备20被激活时每个驱动器设备20的增益的四倍，使得可以提供照明单元的连续升高的总功率水平。对应地，功率输出增益随着被激活的驱动器设备20的数量增加而减少，特别是以离散的方式。 [0040] 因为每个驱动器设备20使用独立算法，用于基于集成的驱动器设备20的数量、最小调光水平以及在驱动器单元18内的分别的驱动器设备20的数量而确定待被提供到分别连接的照明设备12的功率输出，用于驱动该驱动器设备20的中央控制单元可以省略。 [0041] 尽管本发明已经在附图和前述说明书中详细地阐释和描述，这种阐释和描述将被认为是说明性或示例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以理解和达成对所公开实施例的其它变型。 [0042] 在权利要求中，词语“包含”不排除其它元素或步骤，并且不定冠词“一”（a）或“一”（an）不排除复数。单一的元素或其它单元可以实现在权利要求中列举的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中列举某些措施的纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。 [0043] 权利要求中的任何参考符号不应当被解释成限制范围。

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