СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИМ ЭЛЕМЕНТОМ И ОСВЕТИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, СОДЕРЖАЩАЯ ЕЕ Российский патент 2012 года по МПК H05B37/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области осветительных систем и, в частности, к системе управления светоизлучающим элементом и осветительной системе, содержащей ее.

Уровень техники

Светоизлучающие диоды способны эффективно преобразовывать электрическую энергию в свет. Однако характеристики света, который излучается разными, но номинально одинаковыми светодиодами при одних и тех же рабочих условиях, могут отличаться в зависимости от различных факторов, которые могут быть вызваны, например, отклонениями в изготовлении и сборке устройств. Эти отклонения могут превышать требования, предъявляемые такими светодиодными осветительными применениями, которые могут требовать, чтобы свет, излучаемый из двух или более светодиодов, близко совпадал. Это может быть особенно важно для осветительных приборов, обладающих пространственной протяженностью, в которых нежелательно использование светодиодов с изменяющейся выходной интенсивностью. Близкое разбиение или подбор отдельных номинально равных светодиодов хотя и возможен, может сделать многие универсальные осветительные системы на основе светодиодов по существу неэффективными по стоимости.

Альтернативное решение, которое может быть использовано для уменьшения влияний отклонений в светоизлучающих характеристиках в номинально равных светодиодах, описано в патенте США № 4743897, который описывает схему возбуждения светодиода, включающую в себя источник тока для генерирования постоянного тока возбуждения в множестве последовательно соединенных светодиодов, схемы для селективного включения и отключения заранее определенных одних из светодиодов и, дополнительно, схемы для отключения источника тока в случае, если ни один из светодиодов не подключен. Хотя схема возбуждения светодиода имеет простое исполнение и низкую стоимость и отличается относительно малым потреблением мощности по сравнению с другими решениями, эффективность использования энергии и рабочие характеристики данной схемы возбуждения светодиода могут быть ограниченными.

Поэтому существует потребность в новой системе управления светоизлучающим элементом и осветительной системе, содержащей ее, которая устраняет некоторые недостатки известных систем.

Данная основная информация предусмотрена для выявления информации, которая, по мнению заявителя, может относиться к настоящему изобретению. Вышеприведенную информацию не следует рассматривать как уровень техники в отношении настоящего изобретения.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является обеспечение системы управления светоизлучающим элементом и осветительной системы, содержащей ее. В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения обеспечена система управления светоизлучающими элементами, содержащая: последовательное соединение двух или более блоков светоизлучающего элемента (LEE - light emitting element), причем каждый содержит один или более LEE и модуль включения блока, выполненный с возможностью управления его включением в ответ на сигнал управления включением соответствующего блока; модуль управления, оперативно подключенный к каждому упомянутому модулю включения блока и выполненный с возможностью генерирования сигнала управления включением каждого упомянутого соответствующего блока; и преобразующий модуль, оперативно подключенный к упомянутому последовательному соединению блоков LEE, причем упомянутый преобразующий модуль приспособлен для соединения с источником питания и выполнен с возможностью обеспечения тока возбуждения в упомянутые блоки LEE.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения обеспечена осветительная система, содержащая: два или более блоков LEE, соединенных последовательно, причем каждый содержит один или более LEE и модуль включения блока, выполненный с возможностью управления его включением в ответ на сигнал управления включением соответствующего блока; модуль управления, оперативно подключенный к каждому упомянутому модулю включения блока и выполненный с возможностью генерирования сигнала управления включением каждого упомянутого соответствующего блока; и преобразующий модуль, оперативно подключенный к упомянутым блокам LEE, причем упомянутый преобразующий модуль приспособлен для соединения с источником питания и выполнен с возможностью обеспечения тока возбуждения в упомянутые блоки LEE.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой блок-схему, изображающую систему управления светоизлучающим элементом, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет собой блок-схему, изображающую систему управления светоизлучающими элементами, содержащую управление с обратной связью по току, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 представляет собой блок-схему, изображающую систему управления светоизлучающими элементами, содержащую оптическое управление и с обратной связью по току, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 представляет собой блок-схему, изображающую систему управления светоизлучающими элементами, содержащую управление с обратной связью по току, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 схематично иллюстрирует временные диаграммы сигналов управления, в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 является схематичным представлением модуля управления включением блока, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7 является схематичным представлением модуля управления включением блока, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Определения

Термин «светоизлучающий элемент» (LEE) используется для обозначения устройства, которое испускает излучение в одной области или комбинации областей электромагнитного спектра, например, в видимой области, инфракрасной и/или ультрафиолетовой области, когда оно включается, например, посредством приложения разности потенциалов к нему или пропускания через него тока. Таким образом, светоизлучающий элемент может иметь монохроматические, квазимонохроматические, полихроматические или широкополосные спектральные характеристики излучения. Примерами светоизлучающих элементов являются полупроводниковые, органические или полимер/полимерные светоизлучающие диоды, светоизлучающие диоды с оптической накачкой с люминофорным покрытием, светоизлучающие диоды с оптической накачкой на нанокристаллах или другие подобные устройства, как будет очевидно для специалиста в данной области техники. Кроме того, термин «светоизлучающий элемент» используется для обозначения специального устройства, которое испускает излучение, например, светодиодного кристалла, и может равно использоваться для обозначения комбинации специального устройства, которое испускает излучение, вместе с корпусом или упаковкой, в которой размещается специальное устройство или устройства.

Термин «рабочая характеристика» используется для обозначения характеристики блока LEE и/или входящих в него LEE, описывающей его работу. Такие характеристики могут включать в себя электрические, термические и/или оптические характеристики, которые могут в некоторых случаях отличаться от одного LEE к другому или от одного блока LEE к другому, даже при использовании номинально одинаковых LEE. Примеры рабочих характеристик могут включать в себя, помимо прочих, спектральное распределение мощности, индекс цветопередачи, качество цвета, цветовую температуру, цветность, световую эффективность, рабочую температуру, частотный диапазон, относительную выходную интенсивность, пиковую интенсивность, пиковую длину волны блока LEE и/или входящих в него одного или более LEE и/или другие такие характеристики, как будет очевидно для специалиста в данной области техники.

Термин «совместное взаимоотношение» используется для обозначения взаимоотношения между блоками LEE и/или входящими в него LEE, которые при работе, в соответствии с данным взаимоотношением, обеспечивают требуемый выходной сигнал. Например, совместное взаимоотношение может быть определено на основе требуемого выходного сигнала, обеспечиваемого совокупностью выходных сигналов блоков LEE, которые могут включать, помимо прочего, совокупное спектральное распределение мощности, индекс цветопередачи, качество цвета, цветовую температуру, цветность или подобные характеристики, или же обеспечиваемого по существу одинаковым или подобным выходным сигналом для каждого блока LEE независимо от возможных отклонений и/или различий в рабочих характеристиках, как указано выше, различных блоков LEE, каждый из которых содержит номинально равный набор из одного или более LEE.

Используемый здесь термин «примерно» означает отклонение в пределах ±10% от номинального значения. Необходимо понимать, что такое отклонение всегда имеется в любой данной величине, предусматриваемой в данном документе, независимо от того, сделана для этого специальная ссылка или нет.

Если это специально не оговорено, все технические и научные термины, используемые в данном документе, имеют такое же значение, которое обычно подразумевается в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение.

Настоящее изобретение обеспечивает систему управления светоизлучающим элементом (LEE), которая может быть использована, например, для управления отдельным, совокупным и/или относительным выходным сигналом одного или более блоков LEE в осветительной системе на основе LEE и/или для уменьшения влияния отклонений в рабочих характеристиках блоков LEE и/или входящих в них LEE такой системы. Например, система управления может быть использована в осветительных системах на основе LEE для уменьшения влияния отклонений в номинальных светоизлучающих характеристиках LEE системы, для управления яркостью осветительной системы на основе LEE, для регулирования и/или улучшения спектральных выходных характеристик осветительной системы на основе LEE (например, индекса цветопередачи, качества цвета, цветности, цветовой температуры, спектрального распределения мощности и др.), для регулирования и/или улучшения характеристик возбуждения осветительной системы на основе LEE (например, потребления мощности, требований к источнику питания, световой эффективности и др.) и/или для других таких целей, которые будут очевидны для специалиста в данной области техники после ознакомления с приведенным ниже описанием примерных вариантов осуществления.

В частности, система управления светоизлучающим элементом, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, содержит последовательное соединение двух или более блоков LEE, каждый из которых содержит один или более LEE и модуль включения блока, выполненный с возможностью управления его включением в ответ на сигнал включения соответствующего блока. Например, модуль включения, связанный с данным блоком LEE, обычно выполнен с возможностью управляемого включения и/или выключения, в ответ на сигнал управления включением блока, одного или более LEE в данном блоке.

Система дополнительно содержит модуль управления, оперативно подключенный к каждому модулю включения блока и выполненный с возможностью генерирования сигнала управления включением каждого соответствующего блока на основе совместного взаимоотношения между каждым блоком LEE и/или входящих в него LEE, которое может быть заранее определено, испытано и/или адаптивно обозначено для обеспечения, например, требуемого совместного выходного сигнала. Такое взаимоотношение может быть основано, например, и как определено выше, на требуемом совместном выходном сигнале, который должен быть обеспечен совокупными выходными сигналами блоков LEE, или же обеспечен по существу одинаковым или подобным выходным сигналом для каждого блока LEE, несмотря на возможные отклонения и/или различия в рабочих характеристиках различных блоков LEE, каждый из которых содержит номинально равные наборы из одного или более LEE.

В одном варианте осуществления модуль управления выполнен с возможностью определения и обеспечения сигналов управления включением блока в каждый из модулей включения, причем данные сигналы определяются взаимозависимым образом на основе, например, относительных рабочих характеристик каждого из блоков LEE или одного или более входящих в них LEE, таким образом обеспечивая средство для компенсации отклонений в таких рабочих характеристиках. Такая компенсация может быть предусмотрена, например, для обеспечения требуемого уровня светоотдачи из всех блоков LEE или же для обеспечения требуемого цветового баланса в зависимости от относительного долевого вклада разных блоков LEE.

Дополнительно предусмотрен преобразующий модуль, оперативно подключенный к последовательному соединению, который приспособлен для соединения с источником питания и выполнен с возможностью обеспечения тока возбуждения в блоки LEE.

Со ссылкой на фиг.1 и в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, изображена система 10 управления, содержащая N блоков LEE, таких как блоки 12, причем каждый содержит модуль 14 включения, оперативно подключенный к модулю 16 управления, выполненному с возможностью обеспечения в него сигнала управления включением блока (штриховые линии), и каждый оперативно подключен к одному или более соответствующим LEE 18 для управления их включением и/или выключением в ответ на сигнал управления включением блока. Система дополнительно содержит преобразующий модуль 20, приспособленный для оперативного подключения к источнику питания 22 для обеспечения тока возбуждения в блоки 12 LEE.

Со ссылкой на фиг.2 и в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, изображена система 110 управления светоизлучающим элементом, дополнительно содержащая N блоков LEE, таких как блоки 112, причем каждый содержит модуль 114 включения, оперативно подключенный к модулю 116 управления, выполненному с возможностью обеспечения в него сигнала управления включением блока (штриховые линии), и каждый оперативно подключен к одному или более соответствующим LEE 118 для управления его включением и/или выключением в ответ на сигнал управления включением блока. Система также содержит преобразующий модуль 120, приспособленный для оперативного подключения к источнику питания 122 для обеспечения тока возбуждения в блоки 112 LEE. В данном варианте осуществления система 110 дополнительно содержит необязательную систему обратной связи, которая позволяет обеспечить средство для управления током возбуждения, подаваемым в последовательное соединение блоков 112 LEE. Например, система обратной связи может содержать модуль 124, воспринимающий ток возбуждения и модуль управления током возбуждения, изображенный здесь в виде подкомпонента интегрированного модуля 116 управления, содержащего, например, механизм формирования сигнала. Вообще модуль 124, воспринимающий ток возбуждения, может быть выполнен с возможностью обнаружения тока возбуждения, подаваемого в последовательное соединение блоков 112 LEE, и сообщения сигнала, характеризующего его (штрихпунктирная линия), в механизм формирования сигнала модуля 116 управления. Таким образом, модуль 116 управления может обеспечивать сигнал управления током возбуждения (штрихпунктирная линия) в преобразующий модуль 120, таким образом обеспечивая адаптивное управление током возбуждения, подаваемым в последовательное соединение блоков 112 LEE во время работы. Необходимо понимать, что может быть предусмотрен отдельный модуль управления током возбуждения вместо интегрированного модуля управления, как проиллюстрировано в данном документе, без отхода от общего объема и сущности настоящего изобретения.

Со ссылкой на фиг.3 и в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, изображена система 210 управления светоизлучающим элементом, также содержащая N блоков LEE, таких как блоки 212, причем каждый содержит модуль 214 включения, оперативно подключенный к модулю 216 управления, выполненному с возможностью обеспечения в него сигнала управления включением блока (штриховая линия), и каждый оперативно подключен к одному или более соответствующим LEE 218 для управления его включением и/или выключением в ответ на сигнал управления включением блока. Система также содержит преобразующий модуль 220, приспособленный для оперативного подключения к источнику питания 222 для обеспечения тока возбуждения в блоки 212 LEE. В данном варианте осуществления система 210 управления светоизлучающим элементом дополнительно содержит необязательную систему обратной связи, которая может обеспечить средство для управления не только током возбуждения, подаваемым в последовательное соединение блоков 112 LEE, но и его оптическим выходным сигналом. В данном варианте осуществления система обратной связи также содержит модуль 224, воспринимающий ток возбуждения и модуль управления током возбуждения, изображенный здесь в виде подкомпонента интегрированного модуля 216 управления. Система обратной связи дополнительно содержит оптический воспринимающий модуль 226, приспособленный для восприятия оптического выходного сигнала одного или более блоков LEE или одного или более входящих в них LEE. Оптический воспринимающий модуль дополнительно оперативно подключен к модулю управления оптическим выходным сигналом, изображенным здесь в виде единого или отдельного подкомпонента интегрированного модуля 216 управления, для сообщения в него сигнала, показывающего воспринятый оптический выходной сигнал (штрихпунктирная линия). Модуль управления оптическим выходным сигналом оперативно подключен к модулям 214 включения для управления ими, в ответ на сигнал воспринимающего модуля, и согласования оптического выходного сигнала LEE, оперативно подключенных к нему. Таким образом, не только ток возбуждения, подаваемый в последовательное соединение блоков 212 LEE, но и сигналы управления включением блока, обеспечиваемые для управления выходным сигналом LEE 218, могут адаптивно изменяться во время работы. Необходимо понимать, что отдельный модуль управления током возбуждения и/или модуль управления оптическим выходным сигналом могут быть предусмотрены вместо интегрированного модуля управления, как изображено в данном документе, без отхода от общего объема и сущности настоящего изобретения. Необходимо дополнительно понимать, что аналогичная система может быть выполнена с возможностью включения в нее системы обратной связи, выполненной с возможностью обеспечения только оптической обратной связи.

Для специалиста в данной области техники также будет очевидно, что здесь могут быть предусмотрены другие механизмы обратной связи, такие как термический и/или другие такие применяющиеся механизмы обратной связи, без отхода от общего объема и сущности настоящего изобретения.

Блоки LEE

Система управления светоизлучающим элементом, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, обычно содержит последовательное соединение двух или более блоков LEE, каждый из которых содержит один или более LEE и модуль включения блока, выполненный с возможностью управления его включением в ответ на сигнал управления включением соответствующего блока. Например, модуль включения, связанный с данным блоком LEE, обычно выполнен с возможностью управляемого включения и/или выключения, в ответ на сигнал управления включением блока, одного или более LEE в данном блоке.

В одном варианте осуществления модуль включения находится в параллельном электрическом соединении с одним или более LEE (например, как схематично проиллюстрировано модулями включения блока на фиг.4, 6 и 7), которые могут быть соединены последовательно и/или параллельно друг с другом. Таким образом, модуль включения блока может быть переключен между конфигурацией высокого и низкого сопротивления в рабочих условиях, причем модуль включения блока может быть использован для многократного отключения одного или более LEE в конкретном блоке LEE. Например, отключение конкретного блока LEE обеспечивается включением соответствующего модуля включения блока, так что он обеспечивает путь низкого сопротивления для тока, протекающего через один или более LEE. Таким образом, ток будет протекать в обход или будет шунтирован у одного или более LEE блоков всякий раз, когда включается соответствующий ему модуль включения блока.

В одном варианте осуществления один или более LEE в блоке LEE может содержать примерно равные LEE, например, один или более синих LEE с примерно равными характеристиками выход-вход.

В другом варианте осуществления блок LEE может содержать один или более LEE разных типов, например, красные, синие и/или зеленые LEE, в разных сочетаниях, группах и/или пучках.

В другом варианте осуществления разные блоки LEE в последовательном соединении блоков LEE могут содержать примерно равные LEE или LEE разных цветов.

В одном варианте осуществления модуль включения, связанный с каждым из блоков LEE последовательного соединения блоков LEE, выполнен в виде единого устройства. Однако разные модули включения могут быть связаны с любым одним или более блоками LEE последовательного соединения блоков LEE.

В одном варианте осуществления модуль включения может быть выполнен в виде биполярного транзистора или полевого транзистора (FET - field effect transistor), например, такого как полевой транзистор со структурой металл-оксид-полупроводник (MOSFET - metal-oxide-semiconductor field effect transistor). Для специалиста в данной области техники будут очевидны различные типы модулей включения, которые могут быть использованы в блоках LEE.

В некоторых вариантах осуществления каждый модуль включения содержит полевой транзистор (FET). В таких вариантах осуществления, возможно, будет предпочтительно выбрать комбинацию полевых транзисторов N- или P-типа. Такой выбор модуля включения может упростить требуемую электронику для возбуждения затвора, если P-FET используются для блоков LEE в начале данного последовательного соединения блоков, например, около модуля преобразователя, а N-FET используются для блоков LEE в конце последовательности, например, у земли. Однако такая конфигурация потребует, чтобы полярность уровней сигнала для включения P-FET была обратна полярности сигналов включения для N-FET.

Для специалиста в данной области техники будет очевидно, что используемый конкретный модуль включения и уровень напряжения сигналов управления, используемых для включения упомянутого модуля включения, могут выбираться надлежащим образом, например, в зависимости от количества LEE в блоке.

В одном варианте осуществления модуль включения может иметь вход управления, который может быть оперативно соединен с модулем управления, таким как модуль управления включением блока, который может обеспечивать, например, сигнал переключения с широтно-импульсной модуляцией (PWM - pulse width modulated) или импульсно-кодовой модуляцией (PCM - pulse code modulated).

В одном варианте осуществления модуль включения выполнен с возможностью к многократному переключению блока LEE с частотами, которые являются достаточно высокими для устранения или ограничения нежелательных эффектов мерцания, термического напряжения в LEE и низкочастотных шумов. В зависимости от типа LEE, используемых в блоке LEE, частоты переключения могут, например, превышать 10³ Гц.

Для специалиста в данной области техники будет очевидно, что в типовых системах, в которых множество LEE или их группы, цепочки и/или кластеры возбуждаются и управляются независимо, каждый LEE или его группа, цепочка и/или кластер требует своего собственного преобразующего модуля, который таким образом требует значительного количества компонентов и создает определенное количество потерь мощности, связанных с ним. Однако в различных вариантах осуществления настоящего изобретения каждый LEE или его группа, кластер или цепочка предусмотрена как часть блока LEE, содержащего свой собственный модуль включения блока, причем каждый блок соединен последовательно, таким образом обеспечивая уменьшение количества требуемых преобразующих модулей и, соответственно, связанных с ними потерь мощности. Поэтому, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, можно уменьшить количество и стоимость требуемых компонентов и повысить общую эффективность системы, обеспечивая при этом независимое управление множеством LEE, групп LEE, кластеров LEE и/или цепочек LEE, т.е. множеством блоков LEE.

Как будет очевидно для специалиста в данной области техники, хотя в каждом из блоков LEE, включаемых в последовательное соединение блоков, будет протекать одинаковый максимальный ток, посредством применения соответствующих сигналов включения в модулях включения блоков данных включаемых блоков, как описано выше, средний ток через LEE при этом может управляться на различном уровне, таким образом обеспечивая требуемый совместный эффект.

Модуль управления

Система обычно содержит модуль управления, оперативно подключенный к каждому модулю включения блока и выполненный с возможностью генерирования сигнала управления включением каждого соответствующего блока на основе совместного взаимоотношения, которое может быть заранее определено, испытано и/или адаптивно установлено, между одним или более LEE в каждом из блоков LEE. Например, модуль управления может быть выполнен с возможностью определения и обеспечения сигналов управления включением блока в каждый из модулей включения, причем данные сигналы определяются независимым способом на основе, например, соответственных рабочих характеристик каждого из блоков LEE, таким образом обеспечивая средство для компенсации отклонений в таких рабочих характеристиках и/или обеспечивая средство для реализации требуемого баланса между их выходными сигналами на основе таких характеристик.

В одном варианте осуществления модуль управления выполнен с возможностью генерирования одного или более сигналов управления включением, причем конкретный сигнал управления включением используется для управления включением одного или более LEE в конкретном блоке LEE.

Модуль управления может быть выполнен в виде вычислительного устройства или микроконтроллера, имеющего центральный процессор (CPU - central processing unit). Модуль управления имеет один или более носителей информации, в совокупности называемых здесь памятью, оперативно подключенных для этой цели. Модуль управления может быть выполнен с возможностью включения в себя памяти. Памятью может быть энергозависимая и энергонезависимая память вычислительной машины, такая как RAM, PROM, EPROM и EEPROM или подобные, в которых управляющие программы (такие как программное обеспечение, микрокоды или встроенные программы) для контроля или управления устройствами подключены к модулю управления, хранятся и выполняются посредством CPU.

В одном варианте осуществления модуль управления дополнительно предусматривает средство преобразования рабочих условий, задаваемых пользователем, в сигналы управления для управления устройствами, подключенными к модулю управления. Модуль управления способен принимать команды, задаваемые пользователем, через интерфейс пользователя, например, клавиатуру, сенсорную панель, сенсорный экран, пульт управления, визуальное или акустическое устройство ввода или другой интерфейс пользователя, хорошо известный специалистам в данной области техники.

Модуль управления может быть выполнен таким образом, что он содержит данные, относящиеся к выходному световому потоку каждого из блоков LEE. В одном варианте осуществления настоящего изобретения модуль управления заранее загружается данными выходного светового потока во время изготовления, когда задается выходной световой поток блоков LEE. В другом варианте осуществления такие данные динамически обновляются, например, через один или более механизмов обратной связи.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения модуль управления выполнен с возможностью калибровки данных выходного светового потока после изготовления. Это может осуществляться, например, посредством калибровки устройства с использованием внешнего оптического воспринимающего устройства или может осуществляться с использованием оптического датчика, связанного с модулем управления. Внешнее оптическое воспринимающее устройство или оптический датчик может быть выполнен с возможностью независимого обнаружения выходного сигнала каждого из блоков LEE и таким образом обеспечивает средство для определения данных выходного светового потока в отношении каждого из блоков LEE.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения для вычисления отклонений выходного светового потока между блоками LEE система управления может определять сигналы управления включением на основе блока LEE, имеющего наименьший выходной световой поток. Модуль управления может быть выполнен с возможностью работы блока LEE с наименьшим выходным световым потоком при полном выходном сигнале и работы других блоков LEE при долях их выходного светового потока, при этом доля для конкретного блока LEE может определяться на основе отношения выходного светового потока рассматриваемого блока LEE к наименьшему выходному световому потоку блока LEE. Данный вид генерирования сигнала управления включением может обеспечить, например, средство для уменьшения отклонения выходного светового потока последовательности блоков LEE.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения модуль управления может быть выполнен с возможностью определения сигналов управления включением на основе требуемой светоотдачи осветительной системы, включающей в себя систему управления LEE, в соответствии с настоящим изобретением. Конкретный сигнал управления включением для каждого блока LEE может определяться независимым способом и может быть основан на требуемом цвете светоотдачи от осветительной системы и соответственного выходного светового потока самих блоков LEE.

Модуль управления может быть выполнен с возможностью генерирования сигналов управления включением, которые могут быть основаны на широтно-импульсной модуляции или импульсно-кодовой модуляции. Другие виды сигналов управления включением будут очевидны для специалиста в данной области техники.

Как будет описано ниже в связи с вариантом осуществления системы управления, содержащей необязательную систему обратной связи, модуль управления может содержать единый интегрированный модуль управления, содержащий, например, подкомпонент управления включением блока, подкомпонент управления током возбуждения, подкомпонент управления оптическим выходным сигналом и/или другие такие компоненты; отдельные модули управления; и/или их комбинации.

Преобразующий модуль

Система управления LEE дополнительно содержит преобразующий модуль, вход которого приспособлен для соединения с источником питания. Выход преобразующего модуля может быть соединен с последовательным соединением блоков LEE, в которые он может обеспечивать электроэнергию с определенным выходным напряжением.

В одном варианте осуществления модуль преобразователя может содержать преобразователь типа переменный ток-постоянный ток или преобразователь типа постоянный ток-переменный ток. Хотя модуль преобразователя может быть любого типа, он может хорошо работать при входных напряжениях переменного тока, а также постоянного тока.

В одном варианте осуществления модуль преобразователя может содержать, например, один или более обычных режимов переключателя, вольтодобавочного преобразователя, повышающего преобразователя, промежуточного вольтодобавочного преобразователя, обратноходового преобразователя и преобразователя Кука. Могут быть дополнительно использованы другие виды модулей преобразователя, например, комбинации трансформатора и выпрямителя, как будет очевидно для специалиста в данной области техники.

Выбор модуля преобразователя может быть основан, например, на требованиях к выходному напряжению, которые могут быть необходимы для быстрого изменения условий нагрузки при поддержании по существу постоянного выходного тока. Например, в варианте осуществления, в котором модуль включения блока каждого блока соединен параллельно с LEE блока, и в котором выключение данного блока осуществляется посредством шунтирования тока у LEE этого блока, изменения в суммарном напряжении цепочки для конкретного тока будут проявляться в зависимости от того, сколько блоков включено/выключено. Это обусловлено, в частности, тем, что модули включения блока в данном сценарии будут иметь низкое сопротивление, и таким образом при включении в них будет значительно меньшее падение напряжения по сравнению с тем, когда включаются один или более связанных с ними LEE. Поэтому модуль преобразователя должен быть способен компенсировать быстрое изменение напряжения, чтобы непрерывно обеспечивать относительно постоянный ток даже при выключении одного или более блоков с высокой частотой посредством соответствующих им модулей включения блока. Вообще в некоторых вариантах осуществления скорость, с которой модуль преобразователя может подстраиваться к изменениям в напряжении, ограничивает частоту, с которой могут выключаться блоки.

В одном варианте осуществления требования к модулю преобразователя для быстрой подстройки к значительным изменениям в напряжении могут быть снижены посредством включения элемента более высокого сопротивления в канал шунтирования, образованный конкретным модулем включения, чтобы примерно соответствовать падению напряжения в одном или более связанных с ним LEE. Однако данная конфигурация будет рассеивать большую мощность во время выключения данного блока и поэтому может считаться менее эффективной.

В другом варианте осуществления модуль включения блока может работать в линейном режиме, а не в режиме насыщения, так что он может иметь более высокое сопротивление, которое может также примерно соответствовать падению напряжения в блоке. Данная конфигурация также может рассеивать большую мощность во время выключения одного или более LEE и поэтому может считаться менее эффективной.

В другом варианте осуществления модуль преобразователя выбирается таким образом, что он может быстро регулировать свое выходное напряжение, таким образом позволяя ему по существу поддерживать постоянный ток, при этом обеспечивая приведение модулей включения в насыщение, обеспечивая по существу высокую эффективность при шунтировании тока у одного или более LEE каждого блока. Например, в качестве преобразующего модуля может использоваться гистерезисный вольтдобавочный преобразователь с малой выходной емкостью, который обычно способен быстро реагировать на резкие изменения в выходном напряжении нагрузки и способен быстро возвращаться и обеспечивать точную регулировку после такого изменения.

В одном варианте осуществления модуль преобразователя содержит вход управления, который может быть соединен с системой обратной связи. Например, в одном варианте осуществления модуль преобразователя соединен с выходом модуля управления током возбуждения или формирователем сигнала (например, предусмотренного посредством отдельного или интегрированного модуля управления). В данной конфигурации модуль преобразователя может регулировать выходное напряжение, в соответствии с интенсивностью сигнала тока возбуждения, обеспечиваемого на его входе управления при рабочих условиях, таким образом обеспечивая средство для поддержания требуемого тока возбуждения в последовательном соединении блоков LEE.

Необязательная система обратной связи

В одном варианте осуществления настоящего изобретения система управления LEE дополнительно содержит систему обратной связи, которая обеспечивает средство для управления одной или более рабочими характеристиками системы.

Например, в одном варианте осуществления система обратной связи обеспечивает по существу поддержание относительно постоянного тока возбуждения в последовательном соединении блоков LEE (например, см. фиг.2-4, 6 и 7). Система обратной связи может содержать модуль, воспринимающий ток возбуждения, который может быть оперативно соединен с последовательным соединением LEE. При рабочих условиях модуль, воспринимающий ток возбуждения, может воспринимать ток возбуждения в последовательном соединении LEE и обеспечивать сигнал тока возбуждения, обозначающий данный ток. Модуль, воспринимающий ток возбуждения, может быть выполнен с возможностью обеспечения сигнала тока возбуждения, который обозначает измерение тока возбуждения в последовательном соединении блоков LEE.

В одном варианте осуществления модулем, воспринимающим ток возбуждения, может быть, например, датчик тока возбуждения, выполненный в виде омического сопротивления, или датчик Холла, соединенный последовательно с одним или более блоков LEE. Для специалиста в данной области техники будут очевидны другие датчики тока возбуждения, которые могут обеспечить требуемое обнаружение тока возбуждения.

Система обратной связи может дополнительно содержать модуль управления током возбуждения, такой как механизм формирования сигнала или подобное устройство, выполненное как часть контура обратной связи и оперативно соединенное с устройством, воспринимающим ток возбуждения. Механизм формирования сигнала способен обрабатывать сигнал тока возбуждения и обеспечивать на его выходе сигнал управления током возбуждения, который может быть использован модулем преобразователя для управления выходным напряжением, генерируемым им.

В одном варианте осуществления механизмом формирования сигнала является формирователь сигнала, который содержит комбинацию пропорционального (Р), интегрального (I) и/или дифференциального (D) аналогового или цифрового фильтрующих элементов. Цифровая фильтрация может требовать дополнительных аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей, которые могут быть встроены в формирователь сигналов. Для специалиста в данной области техники будет понятно, что различные комбинации P, I и D фильтрующих элементов с соответствующими фильтрующими характеристиками могут быть использованы для значительного улучшения динамики контура обратной связи.

В одном варианте осуществления формирователь сигналов реализован в цифровой форме, конфигурация которой будет очевидна для специалиста в данной области техники. Формирователь сигнала в цифровой форме может обеспечить большую гибкость в расчете его входных-выходных характеристик или фильтрующих характеристик, как будет очевидно для специалиста в данной области техники.

В одном варианте осуществления система обратной связи может быть выполнена с возможностью реализации контура обратной связи, в котором ток возбуждения может поддерживаться в заданных пределах. Эти пределы могут зависеть от некоторых характеристик компонентов системы управления LEE, которые являются частью контура обратной связи, как будет очевидно для специалиста в данной области техники.

Система дополнительно или в качестве альтернативы может содержать систему оптической обратной связи для управления оптическим выходным сигналом осветительной системы для достижения и поддержания требуемого выходного сигнала. Например, требуемое уменьшение силы света и/или спектральные характеристики могут достигаться и поддерживаться с использованием механизма обратной связи, который может такие характеристики контролировать и подстраивать при необходимости.

Помимо применимости в источниках света одного или фиксированного цвета, настоящее изобретение может быть также реализовано в источниках света переменного цвета, например, ленточных источниках света изменяющегося цвета. Отмечается, что общая яркость может независимо управляться посредством управления током в последовательном соединении блоков LEE.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения система управления LEE может содержать фотодатчик для обнаружения количества света, излучаемого LEE. Данная конфигурация может обеспечить начальную или периодическую калибровку или управление необязательной оптической обратной связью выходного сигнала блоков LEE (например, см. фиг.3).

В еще одном варианте осуществления оптический воспринимающий модуль может быть выполнен с возможностью обнаружения окружающего света, либо в виде интегрированного или отдельного модуля, который может быть использован в качестве вида отрицательной обратной связи для управления включением LEE. Например, в таких вариантах осуществления измерения окружающего света могут использоваться таким образом, что, например, при более высоких уровнях окружающего света может требоваться меньший общий уровень выходного сигнала от осветительной системы, обеспечивая уменьшение сигналов включения в LEE. Кроме того, в варианте осуществления, в котором LEE осветительной системы содержит LEE разного цвета (например, в осветительной системе смешанного света), оптический воспринимающий модуль может выбираться таким образом, чтобы воспринимать информацию о длине волны окружающего света так, чтобы система могла функционировать с уменьшением выходного сигнала соответствующего цвета LEE, например, для поддержания не только установленной интенсивности, но и требуемого цветового баланса.

Другие примеры механизмов обратной связи и систем, такие как механизмы термической обратной связи, должны быть очевидны для специалиста в данной области техники, и поэтому они не означают отхода от общего объема и сущности настоящего изобретения.

Ниже будет описано настоящее изобретение со ссылкой на конкретные примеры. Необходимо понимать, что приведенные ниже примеры предназначены для описания вариантов осуществления изобретения и не должны никак ограничивать настоящее изобретение.

ПРИМЕР 1

Фиг.4 изображает блок-схему осветительной системы, содержащей систему 310 управления LEE, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Система управления LEE содержит источник 322 питания, модуль преобразования в виде преобразователя 320 напряжения постоянного тока в постоянный ток, модуль управления током возбуждения или формирователь 317 сигнала, модуль измерения тока, выполненный в виде резистора 324, и последовательное соединение из N блоков 311, 312 и 313 LEE. Каждый из N блоков 311, 312 и 313 LEE содержит модуль включения, выполненный в виде полевого транзистора, который находится в параллельном электрическом соединении с одним или более LEE в соответственных блоках LEE. Электроды затвора каждого полевого транзистора могут быть соединены с модулем 316 управления включением блока, который в данном варианте осуществления изображен как отдельный от модуля 317 управления током возбуждения, для обеспечения сигналов переключения или включения в каждый из блоков LEE, таким образом обеспечивая средство для индивидуального оперативного управления каждым из блоков LEE. На фиг.4 также проиллюстрированы разрешенные временные профили 391, 392 и 393 напряжений V_G1, V_G2-V_GN затвора для полевых транзисторов в блоках 311, 312, 313 LEE соответственно.

В данном варианте осуществления формирователь 317 сигнала регистрирует падение напряжения в резисторе 324, который функционирует как датчик тока. Формирователь 317 сигнала, как в основном описано выше, обеспечивает сигнал обратной связи для преобразователя 320 постоянного тока в постоянный ток. Ток через блок LEE протекает по существу либо через LEE, либо через полевой транзистор. Следовательно, LEE в блоке LEE могут возбуждаться соответствующим электрическим током или могут выключаться в зависимости от того, переключен полевой транзистор для принятия конфигурации с высоким или низким сопротивлением сток-исток.

Режимы работы

Модули включения, или в данном примере полевые транзисторы, могут работать несколькими различными способами. Например, если блоки LEE содержат одинаковое количество номинально равных LEE, один способ работы модулей включения заключается в том, чтобы оставить блок LEE, который излучает наименьшее количество света, в данном примере блок 313 LEE, постоянно включенным, при этом другие блоки 311 и 312 LEE соответственно работают в импульсном режиме для уменьшения их общего светового излучения до уровня наименее яркого блока 313 LEE. Это может быть полезно, если система управления используется, например, в приложении освещения, которое требует, чтобы все LEE излучали одинаковое количество света.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения, если система управления LEE должна быть реализована с более чем одним LEE на один блок LEE, номинально равные LEE могут группироваться или дополнительно отсортировываться во время изготовления посредством разделения их на группы равного количества LEE с примерно одинаковыми светоизлучающими характеристиками. Затем каждая такая группа может быть использована для обеспечения LEE, используемых для реализации одного блока LEE.

В одном варианте осуществления процесс калибровки после установки системы управления LEE может помочь, например, сконфигурировать систему управления и определить тот способ, которым она генерирует сигналы управления включением для блоков LEE в рабочих условиях. Отмечается, что электрический ток через последовательное соединение блоков LEE может управляться независимо от модулей включения, например, для изменения общего количества света, излучаемого LEE.

Количество света, излучаемого LEE в одном из блоков LEE, может управляться с использованием соответствующих модулей включения. Отмечается, что при надлежащем смешивании можно генерировать свет любого цвета посредством использования блоков LEE, которые содержат LEE, которые излучают свет подходящего цвета. Модули включения могут управляться в импульсном режиме. Например, они могут включаться и выключаться в соответствии со схемой PWM или PCM. Отмечается, что может потребоваться регулирование напряжения в последовательном соединении блоков LEE во время импульсной модуляции для обеспечения требуемого тока возбуждения в пределах узкого диапазона. Это может эффективно повысить стабильность выходного тока преобразующего модуля (например, преобразователя 320 напряжения) при рабочих условиях.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения преобразователь 320 напряжения требуется для обеспечения выходного напряжения в последовательном соединении блоков LEE, которое регулируется сигналами управления включением на входе управления соответствующих модулей включения.

В другом варианте осуществления преобразующий модуль 320 обеспечивает постоянный ток через последовательное соединение блоков LEE либо посредством модуля 324, воспринимающего ток, либо внутреннего (например, на стороне высокого напряжения) датчика тока в самом преобразующем модуле. В таком варианте осуществления, когда конкретный блок LEE включен, для поддержания постоянного тока через все последовательное соединение блоков LEE преобразующий модуль обычно должен повышать свое выходное напряжение на величину, примерно равную падению напряжения, требуемому LEE в данном включенном блоке, таким образом забирая больше мощности из источника питания 322. По аналогии, когда конкретный блок LEE выключен, например, посредством обходного или шунтирующего переключателя для отвода тока у LEE в данном блоке (например, через соответствующий модуль включения блока), для поддержания постоянного тока преобразующий модуль обычно должен снижать свое выходное напряжение, в противном случае избыточное напряжение возникнет в других включенных блоках LEE, вызывая резкий скачок их тока. Следовательно, меньшая мощность забирается из источника питания посредством снижения напряжения и поддержания постоянного тока.

В случае, если все блоки LEE выключены, модуль преобразователя мог бы продолжать подавать постоянный ток, но его выходное напряжение неизбежно будет падать почти до нуля, таким образом также уменьшая почти до нуля мощность, забираемую из источника питания. Единственными элементами, которые будут иметь любое подаваемое к ним напряжение, будут модули включения в каждом блоке LEE и элементе, воспринимающем ток (например, в резисторе, проиллюстрированном на фиг.4) в модуле 324, воспринимающем ток.

Следовательно, в одном варианте осуществления, для обеспечения высокой эффективности системы модули включения, изображенные здесь в виде шунтирующих переключателей, по желанию выбираются такими, которые имеют малое сопротивление при включении для минимизации мощности, забираемой при выключении блоков LEE. Например, для обеспечения такого усовершенствования вместо биполярных плоскостных транзисторов (BJT) могут выбираться переключатели на FET. Подобным образом сопротивление модуля, воспринимающего ток, может быть также по выбору уменьшено для обеспечения малого падения напряжения и, следовательно, малых потерь мощности при обеспечении достаточно точного измерения тока для обеспечения надежного сигнала управления обратно в модули управления и модули преобразователя.

ПРИМЕР 2

На фиг.6 проиллюстрирован пример модуля управления включением блока, пригодного для использования с системой, в которой каждый модуль включения блока содержит переключатель на FET. В данном варианте осуществления обращается внимание на надлежащее возбуждение переключателей на FET для поддержания соответствующих разностей напряжений между затвором и истоком и, таким образом, для уменьшения эффектов, которые может оказывать включение или выключение одного блока LEE на общие уровни напряжения, которые могут создавать помехи при включении или выключении переключателя на FET в расположенном рядом блоке LEE в последовательном соединении.

В данном примере система 410 содержит два блока LEE, т.е. блок LEE 1 (412) и блок LEE 2 (413), каждый содержащий 2 или более LEE, таких как LEE 418, в параллельном соединении с модулем включения блока, таким как MOSFET переключатели 414 (Q1) и 415 (Q2) с одним N-каналом соответственно блоков 412 и 413. Преобразователь 420 постоянного тока в постоянный ток обеспечивает постоянный ток и выходное напряжение, превышающее общее падение напряжения всех LEE в последовательном соединении в дополнение к падению в модуле 424, воспринимающем ток.

Модуль 416 управления включением обычно содержит устройство 450 (U1) сдвига уровня, которое принимает входные сигналы управления включением логического уровня, такие как Control 1 (452) и Control 2 (453), соответствующие блокам 412 и 413 соответственно. В данном примере выход LO устройства 450 сдвига уровня в переключатель 415 обеспечивает буферизированный опорный сигнал, способный прикладывать сигнал 0-10 вольт к затвору данного переключателя. Выход НО устройства 450 сдвига уровня обеспечивает повышенный и буферизированный сигнал на затвор переключателя 414. Конденсатор С1 вместе с внутренней схемой в устройстве 450 сдвига уровня обеспечивает повышенное опорное напряжение относительно истока переключателя 414, которое участвует в уменьшении резких изменений напряжения, зависящих от того, включен переключатель 415 или нет. Диоды D1 и D2 вместе с резисторами R1, R2, R3 и R4 по выбору включаются для изменения времени нарастания и/или времени спада сигналов затвора, как требуется для оптимальной работы системы.

Как будет очевидно для специалистов в данной области техники, конкретное устройство 450 сдвига уровня, изображенное на фиг.6, предусмотрено только в качестве примера и представляет собой только одно из множества таких устройств, таких как подобные интегрированные устройства сдвига уровня на ИС, схемы возбуждения FET и/или сравнимые устройства дискретных компонентов, которые могут быть использованы в настоящем изобретении для обеспечения соответствующих сигналов возбуждения в N-канальные MOSFET. Следовательно, использование этих и других таких устройств, таких, например, как операционные усилители, BJTs в двухтактных схемах и подобных устройствах, не означает отход от общей формулы и сущности настоящего изобретения.

ПРИМЕР 3

На фиг.7 предусмотрен другой пример модуля управления включением блока, пригодного для использования с системой, в которой каждый модуль включения блока содержит FET переключатель. В данном варианте осуществления также обращается внимание на надлежащее возбуждение FET переключателей для поддержания соответствующих разностей напряжений между затвором и истоком и, таким образом, для уменьшения эффектов, которые может оказывать включение или выключение блока LEE на общие уровни напряжения, которые могут создавать помехи при включении или выключении FET переключателя в расположенном рядом блоке LEE в последовательном соединении.

В данном примере система 510 также содержит два блока LEE, т.е. блок LEE 1 (512) и блок LEE 2 (513), каждый состоящий из 2 или более LEE, таких как LEE 518, в параллельном соединении с модулем включения блока, таким как MOSFET переключатели 514 (Q1) и 515 (Q2) с одним N-каналом соответственно блоков 512 и 513. Преобразователь 520 постоянного тока в постоянный ток обеспечивает постоянный ток и выходное напряжение, превышающее общее падение напряжения всех LEE в последовательном соединении в дополнение к падению в модуле 524, воспринимающем ток.

В данном примере модуль 516 управления включением обычно содержит соответствующие компараторы 550 (U1) и 551 (U2), выполненные с возможностью приема входных сигналов управления включением логического уровня, таких как Control 1 (552) и Control 2 (553), соответствующих блокам 512 и 513 соответственно. Опорное напряжение 554 приложено к отрицательным входам компараторов 552 и 553 для обеспечения стабильной опорной точки, которую для включения MOSFET должны превысить сигналы управления. Высокое напряжение (V++), которое обычно установлено выше, чем выходное напряжение преобразователя 520 постоянного тока в постоянный ток для всех применимых условий, также прикладывается к затворам MOSFET 514, 515 в ответ на входные сигналы 552 и 523 логического уровня. Включены также диоды Зенера D1 (556) и D2 (557), чтобы гарантировать, что напряжение пробоя затвор-исток MOSFET 514, 515 не будет превышено. И наконец, по выбору включены резисторы R1 и R2 для ограничения тока возбуждения затвора или изменения характеристик переключения MOSFET 514, 515, как требуется для оптимальной работы системы.

Другие интегрированные или дискретные компоненты, такие как операционные усилители, BJT в двухтактных конфигурациях и др., также могут быть использованы в различных сочетаниях для генерирования необходимых сигналов возбуждения при обеспечении защиты MOSFET 514, 515 от избыточных напряжений затвор-исток, которые могли бы их повредить, и таким образом не означают отхода от общей формулы и сущности настоящего изобретения.

ПРИМЕР 4

В соответствии с другим вариантом осуществления, содержащим два или более блоков LEE, как проиллюстрировано, например, в примерах вариантов осуществления на фиг.6 и 7, Р-канальный MOSFET может быть использован вместо N-канального MOSFET в первом блоке LEE (например, MOSFET 414 или MOSFET 514 на фиг.6 и 7, соответственно). В таких вариантах осуществления необходимость в сигналах повышенного напряжения или сигналах возбуждения затвора сдвинутого уровня, как описано в вышеприведенных примерах, может быть устранена, поскольку его исток может быть соединен с выходным напряжением высокого уровня преобразователя постоянного тока в постоянный ток, тем самым значительно снижая требования к возбуждению затвора и используемым для этого схемам возбуждения затвора. Однако необходимо понимать, что такие варианты осуществления также обычно требуют использования N-канальных MOSFET для последующих блоков с использованием решений возбуждения затвора, которые описаны выше со ссылкой на фиг.6 и 7.

ПРИМЕР 5

В другом примере осуществления осветительной системы, содержащей два или более блоков LEE, мощность, забираемая из источника питания преобразующим модулем системы, поддерживается в заданных пределах посредством соответствующего сдвига по фазе сигналов управления включением блоков друг относительно друга.

Фиг.5 иллюстрирует, в соответствии с одним вариантом осуществления, пример того, как изменяется напряжение в трех блоках LEE при применении сдвинутых по фазе сигналов управления включением блоков по сравнению с синхронизированными сигналами управления включением блока. Как проиллюстрировано на фиг.5, три сигнала V_G1 631, V_G2 632 и V_G3 633 управления включением сдвинуты по фазе друг относительно друга и при применении создают общее напряжение нагрузки V_LEE1+V_LEE2+V_LEE3 639 во времени. Как проиллюстрировано на фиг.5, сигналы управления включением блока, имеющие одинаковую форму и одинаковый период, но предусмотренные синхронными, проиллюстрированы как V'_G1 641, V'_G2 642 и V'_G3 643. Общее напряжение нагрузки, в зависимости от времени, соответствующее применению данных синхронных сигналов, составляет в сумме V'_LEE1+V'_LEE2+V'_LEE3 649. Как можно видеть в данном примере, общие напряжения нагрузки 639 и 649 в зависимости от времени показывают, каким образом посредством сдвига фаз сигналов управления включением блока можно уменьшить изменения в напряжении нагрузки и, соответственно, изменения мощности, забираемой из источника питания, в зависимости от времени. Следовательно, такие способы включения могут обеспечить выбор меньшего источника питания, поскольку требуемая пиковая мощность может быть меньше, если сигналы управления включением сдвинуты по фазе друг относительно друга, а не синхронизированы. Кроме того, поскольку относительные изменения напряжения малы, выходные требования преобразующего модуля снижаются, когда рассматриваются быстроизменяющиеся нагрузки, тем самым облегчая поддержание требуемого тока возбуждения для преобразующего модуля.

Понятно, что приведенные выше варианты осуществления изобретения являются примерными и могут изменяться различными способами. Такие настоящие или будущие изменения не должны рассматриваться как отход от сущности и объема настоящего изобретения, и все такие модификации, которые будут очевидны для специалиста в данной области техники, должны входить в объем приведенной ниже формулы изобретения.

Изобретение относится к светотехнике. Система управления светоизлучающими элементами содержит последовательное соединение одного или более блоков LEE, каждый содержащий один или более LEE и модуль включения блока. Модуль включения блока, связанный с блоком LEE, выполнен с возможностью управляемого включения, в ответ на сигнал управления включением блока, одного или более LEE в этом блоке. Модуль управления оперативно подключен к каждому из модулей включения блоков и выполнен с возможностью обеспечения сигналов управления включением блоков в них. Преобразующий модуль оперативно подключен к последовательному соединению блоков LEE, приспособлен для соединения с источником питания и выполнен с возможностью обеспечения тока возбуждения в блоки LEE. Технический результат - повышение эффективности системы, обеспечение требуемых характеристик выодного светового сигнала. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система управления светоизлучающим элементом, содержащая:
последовательное соединение двух или более блоков LEE (светоизлучающего элемента), каждый содержащий один или более LEE и модуль включения блока, выполненный с возможностью управления его включением в ответ на сигнал управления включением соответствующего блока;
модуль управления, оперативно подключенный к каждому упомянутому модулю включения блока и выполненный с возможностью генерирования сигнала управления включением каждого упомянутого соответствующего блока, причем упомянутый модуль управления выполнен с возможностью генерирования сигнала управления включением каждого упомянутого соответствующего блока на основании совместного взаимоотношения между упомянутыми блоками LEE, причем упомянутое совместное взаимоотношение содержит предварительно определенное взаимоотношение, хранимое в упомянутом модуле управления или адаптивное взаимоотношение, определенное из одной или более рабочих характеристик упомянутого одного или более LEE; и
преобразующий модуль, оперативно подключенный к упомянутому последовательному соединению блоков LEE, причем упомянутый преобразующий модуль приспособлен для соединения с источником питания и выполнен с возможностью обеспечения тока возбуждения в упомянутые блоки LEE.

2. Система управления светоизлучающим элементом по п.1, в которой упомянутое предварительно определенное взаимоотношение основано на одной или более рабочих характеристиках упомянутого одного или более LEE.

3. Система управления светоизлучающим элементом по п.1, дополнительно содержащая модуль, воспринимающий ток возбуждения, оперативно подключенный к упомянутому последовательному соединению блоков LEE и упомянутому модулю управления, причем упомянутый модуль управления оперативно подключен к упомянутому преобразующему модулю и выполнен с возможностью оценки упомянутого тока возбуждения и управления им.

4. Система управления светоизлучающим элементом по п.1, в которой упомянутый модуль управления содержит модуль управления включением блока, оперативно подключенный к каждому упомянутому модулю включения блока, и модуль управления током возбуждения, отделенный от него и оперативно подключенный между упомянутым модулем, воспринимающим ток возбуждения, и упомянутым преобразующим модулем.

5. Система управления светоизлучающим элементом по п.1, в которой упомянутый модуль, воспринимающий ток возбуждения, содержит одно или более омических сопротивлений и датчик Холла.

6. Система управления светоизлучающим элементом по п.1, дополнительно содержащая модуль, воспринимающий оптический выходной сигнал, оперативно подключенный к упомянутому модулю управления и выполненный с возможностью восприятия оптического выходного сигнала одного или более из упомянутых одного или более LEE, причем упомянутый модуль управления выполнен с возможностью оценки упомянутого оптического выходного сигнала и управления им.

7. Система управления светоизлучающим элементом по п.1, в которой один или более из упомянутых блоков LEE содержит два или более LEE, соединенных последовательно.

8. Система управления светоизлучающим элементом по п.1, в которой один или более из упомянутых блоков LEE содержит два или более LEE, соединенных параллельно.

9. Система управления светоизлучающим элементом по п.1, в которой для одного или более упомянутых блоков LEE упомянутый модуль включения блока соединен параллельно с упомянутым одним или более LEE, связанными с ним.

10. Система управления светоизлучающим элементом по п.4, в которой один или более упомянутых модулей включения блока содержат транзистор.

11. Система управления светоизлучающим элементом по п.10, в которой транзистором является полевой транзистор.

12. Система управления светоизлучающим элементом по п.1, в которой сигнал управления включением каждого упомянутого соответствующего блока содержит сигнал широтно-импульсной модуляции (PWM) или сигнал импульсно-кодовой модуляции (РСМ).

13. Система управления светоизлучающим элементом по п.1, в которой сигнал управления включением каждого упомянутого соответствующего блока сдвинут по фазе один относительно другого.

14. Система управления светоизлучающим элементом по п.1, в которой упомянутый один или более LEE данного одного из упомянутых блоков LEE содержит один или более номинально одинаковых LEE в качестве упомянутого одного или более LEE другого из упомянутых блоков LEE, и в которой упомянутая система управления выполнена с возможностью уменьшения отклонений рабочих характеристик в упомянутых номинально одинаковых одном или более LEE.

15. Осветительная система, содержащая:
два или более блоков LEE, соединенных последовательно, каждый содержащий один или более LEE и модуль включения блока, выполненный с возможностью управления его включением в ответ на сигнал управления включением соответствующего блока;
модуль управления, оперативно подключенный к каждому упомянутому модулю включения блока и выполненный с возможностью генерирования сигнала управления включением каждого упомянутого соответствующего блока, причем упомянутый модуль управления выполнен с возможностью генерирования сигнала управления включением каждого упомянутого соответствующего блока на основании совместного взаимоотношения между упомянутыми блоками LEE, и причем упомянутое совместное взаимоотношение содержит предварительно определенное взаимоотношение, хранимое в упомянутом модуле управления или адаптивное взаимоотношение, определенное из одной или более рабочих характеристик упомянутого одного или более LEE; и
преобразующий модуль, оперативно подключенный к упомянутым блокам LEE, причем упомянутый преобразующий модуль приспособлен для соединения с источником питания и выполнен с возможностью обеспечения тока возбуждения в упомянутые блоки LEE.

16. Система управления светоизлучающим элементом по п.15, в которой упомянутое совместное взаимоотношение основано на одной или более рабочих характеристик упомянутого одного или более LEE в каждом из упомянутых блоков LEE.

17. Система управления светоизлучающим элементом по п.15, в которой упомянутое предварительно определенное взаимоотношение основано на одной или более рабочих характеристик упомянутого одного или более LEE.