專利名稱：照明系統(tǒng)和用于控制多個(gè)光源的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明系統(tǒng)和用于控制多個(gè)光源的方法。在 一 個(gè)照明系統(tǒng)中存在多個(gè)光源，它們可以安排在不同的位置。 這些光源按照某種方式電連接，以便可以提供電源并且可控制這些光 源的操作。
背景技術(shù)：
US - A - 2 003 / 0057886描述了一種網(wǎng)絡(luò)連接的照明系統(tǒng)。將多個(gè) 基于發(fā)光二極管的照明單元例如安排成一個(gè)計(jì)算機(jī)可控的"光串"。 將它們連接到一個(gè)公共的電源上，或者是串聯(lián)連接，或者是并聯(lián)連接。 每個(gè)照明單元都包括一個(gè)控制器，用于單獨(dú)地控制發(fā)光二極管(或其 它)光源。在數(shù)據(jù)鏈路上傳送控制數(shù)據(jù)，照明單元控制器按照這些控 制數(shù)據(jù)操作光源，借此例如控制了每個(gè)發(fā)光二極管的光輸出。發(fā)光二 極管可以由脈沖寬度調(diào)制(PWM)驅(qū)動(dòng)以便控制強(qiáng)度。照明單元相對(duì)于 數(shù)據(jù)鏈路串行排列。在配置和操作期間，數(shù)據(jù)串，配置地址或操作參 數(shù)，有選擇性地從一個(gè)單元傳送到下一個(gè)單元。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種照明系統(tǒng)，它可以靈活地控制單獨(dú)的照 明單元同時(shí)保持很低的費(fèi)用。這個(gè)目的是通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)、根據(jù)權(quán)利要求6 所述的用在這樣一種系統(tǒng)中的照明單元以及根據(jù)權(quán)利要求7所述的用 于控制多個(gè)光源的方法實(shí)現(xiàn)的。從屬權(quán)利要求涉及的是本發(fā)明的優(yōu)選 實(shí)施例。才姿照本發(fā)明，照明系統(tǒng)包括電流源和系統(tǒng)控制單元。它們可以是 分立的單元，但最好集成在一個(gè)器件中。電流源和控制單元一起提供 具有調(diào)制的命令數(shù)據(jù)的電流。這個(gè)電流可以是交流電流，但最好是直 流電流。這個(gè)電流最好除調(diào)制之外基本上恒定。調(diào)制的命令數(shù)據(jù)是從系統(tǒng)控制單元引向照明單元的命令信息，命令信息是以調(diào)制的形式給 定的。在本說(shuō)明書(shū)的范圍內(nèi)，調(diào)制被理解為任何類型的載波(電源電 流)隨時(shí)間的變化，從而可以傳遞信息。在直流情況下，調(diào)制可以包括脈沖調(diào)制，即在不同電流幅度之間，例如標(biāo)稱值的100% /50%，電 流連續(xù)地或交替地接通或斷開(kāi)?？商鎿Q地，可以使用比較復(fù)雜的尤其 是電流幅度的調(diào)制方法，并且在交流的情況下，還可以使用頻率或相 位的調(diào)制方法。4安照本發(fā)明的照明系統(tǒng)進(jìn) 一 步包括多個(gè)照明單元，每個(gè)照明單元 都有至少一個(gè)光源，最好是發(fā)光二極管。照明單元串聯(lián)連接到電源。 在本說(shuō)明書(shū)的范圍內(nèi)，這應(yīng)該理解為這些單元并非全部直接連接到電 源，而是一個(gè)接一個(gè)地連接。電源電流在操作期間穿過(guò)每個(gè)照明單元， 因此每個(gè)照明單元中的電流基本上相同(除了 一個(gè)照明單元短接 (shortcut)其他照明單元的操作模式以外，下面將會(huì)說(shuō)明這種操作 模式)。在每個(gè)照明單元中，電源電流可以驅(qū)動(dòng)光源。為了控制光源的操 作，按照本發(fā)明要提供可控的旁路裝置，允許有選擇性地旁路光源。 通過(guò)在照明單元中的控制單元控制旁路裝置。控制單元接收調(diào)制的命 令數(shù)據(jù)，并因此控制旁路裝置。以此方式，系統(tǒng)控制單元可以提供命 令作為調(diào)制的命令數(shù)據(jù)，并且合適的照明單元(一個(gè)或多個(gè))的控制 單元將通過(guò)或者使光源由電源電流操作，或者使光源旁路來(lái)執(zhí)行命令。本發(fā)明的照明系統(tǒng)與已知的系統(tǒng)相比有一系列優(yōu)點(diǎn)。在串聯(lián)連接 的情況下，可保持連線最少化，因此可保持連線費(fèi)用異常地低。對(duì)于 電源和數(shù)據(jù)連接不需要任何專用的連線。再者，穿過(guò)每個(gè)照明單元的 電流都相等，如同串聯(lián)連接的情況，這尤其在發(fā)光二極管光源的優(yōu)選 情況下，可導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定的操作，具有恒定的光強(qiáng)度和色調(diào)。在每個(gè)照明單元中，代之以只有一個(gè)光源，還可以有多個(gè)光源。 這些光源可以有不同的顏色，并且可以通過(guò)選擇性地控制不同顏色的 光源來(lái)調(diào)節(jié)這種照明單元的光輸出的總體顏色。光源在空間的分布例如可以是排列成形成一條直線的 一維布局， 或者排列成例如形成一個(gè)矩陣的二維布局。在每種情況下的優(yōu)選排列 是一維的，因?yàn)檫@是串聯(lián)連接；盡管如此，可以容易地將一維排列映 射成二維結(jié)構(gòu)，例如通過(guò)將一條直線折疊成幾條直線進(jìn)行這樣的映射，由此可以產(chǎn)生矩陣結(jié)構(gòu)。如下面將變得明顯的那樣，可以有利地使用 串聯(lián)連接以便易于進(jìn)行系統(tǒng)的配置，從而可以按照每個(gè)照明單元的分 布位置來(lái)控制每個(gè)照明單元，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)安裝。按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，旁路裝置包括并聯(lián)連接到光源的 旁路開(kāi)關(guān)。在同一個(gè)照明單元上的多個(gè)光源可以包括一個(gè)共用的旁路 開(kāi)關(guān)，或者包括逐個(gè)分開(kāi)的旁路開(kāi)關(guān)。如果旁路開(kāi)關(guān)開(kāi)路，由于電流 流過(guò)光源使光源可以操作。在旁路開(kāi)關(guān)閉合的情況下，照明單元不工 作。按照另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，控制單元包括脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動(dòng)器單元 以控制旁路裝置。在這種情況下的旁路裝置按照脈沖寬度調(diào)制序列操 作，即旁路裝置連續(xù)地被激活和失活。例如，如果旁路裝置激活和失 活(對(duì)應(yīng)于光源的停止操作/操作)的周期相等，則光源的總強(qiáng)度約為50%。如果脈沖寬度調(diào)制序列有足夠高的頻率(如400赫茲)，則 所產(chǎn)生的光給人的感受是恒定不變的，但有些昏暗。按照照明系統(tǒng)的 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，每個(gè)照明單元包括至少三個(gè)終 端電流輸入端、正向電流輸出端、和短接電流輸出端。通過(guò)將第二 照明單元的電流輸入端連接到第 一照明單元的正向電流輸出端，可以 串聯(lián)連接各個(gè)照明單元。然而，在每個(gè)照明單元內(nèi)，正向電流輸出端并不是直接連接到電 流輸入端的。而是提供開(kāi)關(guān)裝置，所說(shuō)開(kāi)關(guān)裝置有選擇性地將電流輸 入端或者連接到正向電流輸出端，或者連接到短接輸出端。這將允許 串聯(lián)連接的每個(gè)照明單元能夠操作開(kāi)關(guān)裝置，從而可以或者將串聯(lián)連 接的后續(xù)照明單元連接到電源電流(通過(guò)激活正向電流輸出端)，或 者通過(guò)激活短接電流輸出端使串聯(lián)連接的所有后續(xù)照明單元失活。這可能有益地用來(lái)允許每個(gè)單元都能夠控制通過(guò)它的信息流動(dòng)。 通過(guò)激活短接電流輸出端，可使正向電流輸出端失活。在本說(shuō)明書(shū)的 范圍內(nèi)，這應(yīng)該理解為所有的后續(xù)單元不再接收全部的電流供給。它 們可以保持不通電，或者可替換地可以只接收全部的電源電流的 一部 分(如3/4，或1/2)。還有，如果激活正向電流輸出端，那么短接 電流輸出端仍舊可以接收 一 部分電流，當(dāng)然按照能量效率來(lái)說(shuō)這不是 優(yōu)選的。正向電流和短接電流的總和總是一個(gè)常數(shù)。調(diào)制指數(shù)即是減 小的正向電流和完整的正向電流之間的比例，可以按照意愿進(jìn)4亍選擇高的調(diào)制指數(shù)保證調(diào)制的良好的可檢測(cè)性，而低的調(diào)制指數(shù)可使隨后 的照明單元通電情況良好，并且可以避免在任何一個(gè)方向上的大的電流變4b, ^t人而可以將電壓感應(yīng)和輻射減至最小。如下面將要討論的，開(kāi)關(guān)裝置的操作可以有益地用于照明系統(tǒng)的 自動(dòng)配置。每個(gè)單元控制通過(guò)它的信息流動(dòng)的能力提供了一種檢測(cè)在 串聯(lián)連接中的照明單元的排列順序的簡(jiǎn)易方式。然而，在正常的操作 期間，優(yōu)選所有的照明單元(在串聯(lián)連接中的最后一個(gè)單元除外)都 能完全激活正向電流輸出端。按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，控制單元包括時(shí)鐘裝置。時(shí)鐘裝 置用于提供時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)可以用于解碼調(diào)制的命令數(shù)據(jù)。另一 方面，各個(gè)照明單元的時(shí)鐘裝置可由一部分調(diào)制的命令數(shù)據(jù)同步，使 得各個(gè)照明單元中的時(shí)鐘信號(hào)同步到期望的精度。按照權(quán)利要求7的用于控制多個(gè)光源的方法，如以上所述提供具 有調(diào)制的命令數(shù)據(jù)的電流。在串聯(lián)連接的多個(gè)照明單元中的每個(gè)照明 單元中，所述的可控旁路裝置按照命令數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。在如以上所述的具有電流輸入端、正向電流輸出端和短接電流輸 出端的照明單元的優(yōu)選情況下，配置步驟可以通過(guò)提供包括啟動(dòng)符號(hào) 在內(nèi)的調(diào)制的命令數(shù)據(jù)來(lái)開(kāi)始。這個(gè)啟動(dòng)符號(hào)可以是電流源中同樣地 可由各個(gè)照明單元的控制單元識(shí)別的任何信號(hào)序列。然后這些控制單 元操作開(kāi)關(guān)裝置以便連接電流輸入端與短接電流輸出端。因此，使正 向電流輸出端斷開(kāi)。要注意的是，術(shù)語(yǔ)"斷開(kāi)"在這里指的是不接收 任何電流，或者只接收全部電流的一部分，如以上所述。按照另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，配置步驟包括連續(xù)地關(guān)聯(lián)配置數(shù)據(jù)(例 如地址數(shù)據(jù))與每個(gè)照明單元，在這里，在接收配置數(shù)據(jù)以后，在每 個(gè)照明單元中都要操作開(kāi)關(guān)裝置以便激活正向電流輸出端。以此方式， 按照照明單元的連線順序自動(dòng)地配置照明單元。這極大地簡(jiǎn)化了照明 系統(tǒng)的安裝。在隨后的操作期間，可以容易地按照照明單元的順序控 制這些照明單元，乂人而可以顯示照明的才莫式。還有，可以以此方式自 動(dòng)地確定系統(tǒng)中照明單元的數(shù)目。將配置信息尤其是地址數(shù)據(jù)傳遞到照明單元有不同的可能性。在 一個(gè)實(shí)施例中，使用時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)允許在配置步驟將唯一的時(shí) 隙與每個(gè)照明單元關(guān)聯(lián)起來(lái)。使用在照明單元的控制單元中產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)對(duì)于輸入的電流波形進(jìn)行采樣，借此使控制單元能夠檢測(cè)用調(diào) 制電流傳遞的信息。在接收啟動(dòng)符號(hào)以后，針對(duì)時(shí)隙和時(shí)鐘信號(hào)來(lái)評(píng) 估輸入的電流信號(hào)，以便確定地址數(shù)據(jù)。由于在接收啟動(dòng)信號(hào)后每個(gè) 單元都使正向電流輸出端失活，因而只有第 一單元會(huì)在第 一 時(shí)隙期間 接收到電流信號(hào)，產(chǎn)生第一地址。在地址確定后，第一照明單元激活 正向電流輸出端，使得第二照明單元在第二時(shí)隙期間接收電流信號(hào)并 且確定第二地址。這種情況在整個(gè)系統(tǒng)中繼續(xù)進(jìn)行。于是，可以使用 優(yōu)選的等距時(shí)隙，按照每個(gè)照明單元在串聯(lián)連接中的順序來(lái)確定每個(gè) 照明單元的地址，其中的每個(gè)時(shí)隙都與串聯(lián)連接中的相應(yīng)位置相關(guān)聯(lián)。 就這種配置方法而論，每個(gè)照明單元的控制單元都要識(shí)別它在行 中照明單元連線順序中的位置。然后，按照一種簡(jiǎn)單的算法采用唯一的地址(例如，第一照明單元采用地址l,第二照明單元采用地址2， 等等)。另一方面，系統(tǒng)控制單元還要使用相同的算法來(lái)關(guān)聯(lián)第一照 明單元與這個(gè)地址(不過(guò)，這可以離線進(jìn)行，即為系統(tǒng)控制單元提供 有關(guān)行中的照明單元和相關(guān)的地址之間的關(guān)系的先驗(yàn)理解)。這樣， 系統(tǒng)控制單元和照明單元對(duì)于照明單元的地址就達(dá)成了共同的認(rèn)識(shí)， 不需要任何進(jìn)一步的溝通。然后將照明單元選擇的地址存儲(chǔ)在控制單 元中，從而使照明單元在隨后的操作期間能夠按照在相應(yīng)地址中指示 的命令進(jìn)行操作。地址數(shù)據(jù)可以是唯一的，因此每個(gè)單元具有不同的地址。此外，地址數(shù)據(jù)可以是由多個(gè)照明單元分享的群地址D按照另一個(gè)實(shí)施例，在多個(gè)配置周期內(nèi)逐個(gè)地向每個(gè)照明單元發(fā) 送地址數(shù)據(jù)，同時(shí)已經(jīng)配置好的照明單元保持凈皮動(dòng)狀態(tài)。這樣，系統(tǒng) 控制單元在所說(shuō)第一配置步驟期間(即當(dāng)所有其它照明單元都暫時(shí)斷 開(kāi)時(shí))與第一照明單元通信，借此向這個(gè)第一單元傳遞地址數(shù)據(jù)。對(duì) 于所有其它照明單元，這種情況繼續(xù)進(jìn)行， 一直到配置好整個(gè)系統(tǒng)為 止。在操作期間，可以使用地址向各個(gè)照明單元傳遞控制命令。


下面參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。在所有的附圖中，類似的標(biāo)i己對(duì)應(yīng)于類似的部件圖1表示一種照明系統(tǒng)的符號(hào)電路圖；圖2表示圖1的照明系統(tǒng)的電源和系統(tǒng)控制單元的符號(hào)電路圖； 圖3表示圖1系統(tǒng)的照明單元的符號(hào)電路圖； 圖4表示圖3的照明單元的脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動(dòng)器單元的符號(hào)圖； 圖5表示一種照明系統(tǒng)的拓樸布局的第一實(shí)例，其中的照明單元 安排成一個(gè)鏈；圖6表示一種照明系統(tǒng)的拓樸布局的第二實(shí)例，其中的照明單元 安排成一個(gè)矩陣；圖7表示一個(gè)符號(hào)時(shí)序圖，表示按照第一實(shí)施例在配置照明系統(tǒng) 期間電流隨時(shí)間的變化；圖8表示按照?qǐng)D7的符號(hào)時(shí)序圖，表示串聯(lián)連接的第四照明單元 遵循的電流隨時(shí)間的變化；圖9表示按照?qǐng)D7的符號(hào)時(shí)序圖，表示電流源遵循的電流I隨時(shí)間 的變化；圖IO表示一個(gè)符號(hào)時(shí)序圖，表示按照第二實(shí)施例在配置期間電流 隨時(shí)間的變化；圖ll表示一個(gè)符號(hào)時(shí)序圖，表示在一種照明系統(tǒng)的操作期間電流 隨時(shí)間的變化。
具體實(shí)施方式
圖1表示一種照明系統(tǒng)10,照明系統(tǒng)10包括一個(gè)電流源12和多 個(gè)照明單元4、 6、 8。電流源12的電流輸出端傳遞輸出電流I。在另一個(gè)終端，返回反向電流Ibaek,在一般情況下Iback=I。每個(gè)照明單元4、 6、 8都有三個(gè)終端，第一個(gè)終端接受輸入電流Iin,第二個(gè)終端傳遞正向輸出電流Ifwd,第三個(gè)終端傳遞短接輸出電流Isc。照明單元(4、 6、 8)都按串聯(lián)接線連接方式連接到電流源12上。 從電流源12為行4中的第一發(fā)光二極管單元提供電流I。為隨后的照 明單元6提供在前的照明單元4的正向輸出電流Ifwd，等等。所有的短接電流輸出終端都連接到電流源12的第二終端以便傳遞Iback 。行8中的最后一個(gè)照明單元的連接方式可以不同。顯然，最后一 個(gè)單元8的正向輸出電流終端在操作期間可以不連接。然而，為了進(jìn) 行下面將要描述的優(yōu)選的自動(dòng)調(diào)試(commissioning ),最后一個(gè)單元 8的正向輸出電流終端或者可以經(jīng)過(guò)一個(gè)專用的電纜連接13(如虛線所示)連接到電流源12,或者可以連接到短接電流輸出端。這就允許電流 I在下面將會(huì)清楚明白的調(diào)試階段進(jìn)行流動(dòng)。圖2更加詳細(xì)地描述了電流源12。電流源12包括傳遞恒定電流I 的恒流源14。在所示的實(shí)施例中，電流源14傳遞的是直流。電流源進(jìn) 一步還包括用作系統(tǒng)控制單元的電流源控制器16，用于訪問(wèn)讀/寫存 儲(chǔ)器18。電流源控制器16控制調(diào)制裝置，在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中將調(diào)制 裝置表示為調(diào)制開(kāi)關(guān)20。當(dāng)由電流源控制器16控制的調(diào)制開(kāi)關(guān)20連 續(xù)地打開(kāi)和閉合時(shí)，由電流源12傳遞的電流I就受到了調(diào)制。要說(shuō)明 的是，代替通/斷調(diào)制，存在其它可能的更加復(fù)雜的調(diào)制形式，這對(duì) 于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是公知的。在本說(shuō)明書(shū)的范圍內(nèi)將電流源12稱之為"智能"電流源，因?yàn)樗粌H傳遞基本上恒定的電流I (除調(diào)制外幅度恒定)，而且還傳遞調(diào)制 數(shù)據(jù)以便控制照明單元4、 6、 8，在下面的描述中這將變得清楚明白。圖3表示的是具有三個(gè)終端Iin、 Ifwd、 Isc的照明單元4、 6、 8當(dāng)中 的一個(gè)。每個(gè)照明單元包括發(fā)光二極管光源22，它連接到Iin。旁路開(kāi) 關(guān)24 (如晶體管)并聯(lián)連接到發(fā)光二極管22。如果旁路開(kāi)關(guān)24閉合， 則發(fā)光二極管22由輸入電流Iin旁路，因此發(fā)光二極管22不工作。如 果旁路開(kāi)關(guān)24打開(kāi)，那么發(fā)光二極管22通過(guò)流過(guò)它的電流Iin而工作。照明單元4、 6、 8進(jìn)一步包括控制單元26和電源變換器28。電源 變換器28串聯(lián)接線連接到輸入電流Iin，并且根據(jù)流過(guò)它的電流(如通 過(guò)低阻抗電阻器)產(chǎn)生用于控制單元26的操作電壓(用符號(hào)表示為相 對(duì)地的電壓)?？刂茊卧?6所需的能量比操作光源的功率小幾個(gè)數(shù)量 級(jí)。最好可以緩沖/存儲(chǔ)/積累所說(shuō)的操作電壓(例如用高容量的電 容器)，從而即使切斷電流I控制單元26也能操作某個(gè)時(shí)間?？刂茊卧?6包括主控制器30、脈沖寬度調(diào)制控制器32、和時(shí)鐘 發(fā)生器34。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，這些控制器可以是單個(gè)集成電路的 一部分。主控制器30接收并評(píng)估電流Ita的測(cè)量值。主控制器30還要操作正向/短接開(kāi)關(guān)36,開(kāi)關(guān)36可選擇性地連接Iin到Ifwd或Isc。脈沖寬度調(diào)制控制器32按照脈沖寬度調(diào)制序列控制旁路開(kāi)關(guān)24。 在圖4中用符號(hào)表示出脈沖寬度調(diào)制控制器32的操作。脈沖寬度調(diào)制 序列是作為移位寄存器36中的數(shù)字值給出的。移位寄存器36按照傳遞的時(shí)鐘脈沖連續(xù)地按位循環(huán)通過(guò)。旁路開(kāi)關(guān)24的操作例如是通過(guò)寄 存器36的最低有效位確定的(1 =斷開(kāi)，0 =接通)。開(kāi)關(guān)38可以由信號(hào)New—Rotate進(jìn)行切 換，以便選擇性地連接它的輸入端之一到它的輸出端。如果信號(hào) New-Rotate是低電平，那么脈沖寬度調(diào)制發(fā)生器32處在"轉(zhuǎn)動(dòng)脈沖寬 度調(diào)制，，模式，連續(xù)循環(huán)通過(guò)移位寄存器36的值。如果New—Rotate 是高電平，那么將一個(gè)新的數(shù)字值PWM—in裝入移位寄存器36。移位寄 存器36的數(shù)字值確定發(fā)光二極管22的操作。如杲例如移位寄存器36 保持一個(gè)4比特的序列，那么PWM—in的值1111會(huì)導(dǎo)致發(fā)光二極管連 續(xù)地操作(旁路開(kāi)關(guān)24連續(xù)打開(kāi))。按照同樣的方式，0000將導(dǎo)致發(fā) 光二極管22連續(xù)斷開(kāi)(旁路)，0101將導(dǎo)致發(fā)光二極管按照時(shí)鐘脈沖 連續(xù)地接通和斷開(kāi)，從而——在足夠高的時(shí)鐘頻率下——使人感覺(jué)到 發(fā)光二極管以大約50%的強(qiáng)度在操作。以此方式，由主控制器30控制 發(fā)光二極管22的有效強(qiáng)度。還可以有益地使用脈沖寬度調(diào)制控制器的 其它實(shí)施方案，例如使用計(jì)數(shù)器電路。圖5表示照明系統(tǒng)10a的拓樸布局的第一實(shí)例。在此例中，將四 個(gè)照明單元4a、 4b、 4c、 4d安排成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。要說(shuō)明的是，在這種情 況下的每個(gè)照明單元4a-d都有四個(gè)終端。但是，照明單元"-d仍舊 對(duì)應(yīng)于圖3的電路圖，只是所示的短接電流輸出端Isc位于底部?jī)蓚?cè)(通 過(guò)連接)。在圖5的照明系統(tǒng)10a中，第一照明單元4a直接連接到電流源l2。 然后，連續(xù)地連接另外的照明單元4b-4d，每個(gè)照明單元都連接到前一 個(gè)照明單元。這個(gè)例子說(shuō)明的是最小的連線費(fèi)用。從電流源U到每個(gè) 單個(gè)的照明單元沒(méi)有任何連線連接。以此方式，照明系統(tǒng)10a的安裝 可能是非常容易的。還有，這種結(jié)構(gòu)是容易改變的，例如通過(guò)在鏈的 任何位置增加另外的一些單元進(jìn)行這種改變。作為另一個(gè)例子，圖6表示具有9個(gè)照明單元的照明系統(tǒng)10b,這 些照明單元以與前一個(gè)例子相同的方式串聯(lián)/連續(xù)地連接。然而，在 第 一個(gè)例子中照明單元在空間上安排成一條直線，而第二照明系統(tǒng)10b 的照明單元安排成一個(gè)矩陣的形式。不過(guò)乂人電學(xué)上來(lái)i兌，矩陣10b中 的照明單元仍舊形成串聯(lián)連接，矩陣的各個(gè)行是連續(xù)安排的。當(dāng)然，還可能有另外許多特殊的安排，還可以有更高數(shù)目的照明單元，如10個(gè)、20個(gè)、50個(gè)或者更多。但在每一種情況下，照明單 元的安排都使得它們的光源在電學(xué)上形成串聯(lián)連接(只要短接/正向 開(kāi)關(guān)處在正向的位置就成，這在下面有關(guān)正常操作模式的描述中將變得清楚明白)。只有串聯(lián)連接中的最后一個(gè)照明單元通過(guò)連接Isc到Iin來(lái)閉合所說(shuō)的鏈。在操作階段，共用的、基本上恒定的電流I流過(guò)每一個(gè)模塊。各 個(gè)旁路開(kāi)關(guān)確定了每個(gè)發(fā)光二極管的操作狀態(tài)，即這個(gè)發(fā)光二極管是 發(fā)光/導(dǎo)通還是不發(fā)光/不導(dǎo)通。以此方式，在各個(gè)控制單元的控制下，通過(guò)照明系統(tǒng)10a、 10b的空間分布的照明單元，就可以顯示任何不變 的或者隨時(shí)間變化的照明模式。下面說(shuō)明照明系統(tǒng)10a、 10是如何操 作的以便在電流源12中的系統(tǒng)控制單元16的控制下顯示期望的照明模式或照明順序。如已經(jīng)說(shuō)明過(guò)的，電流源控制器16可以調(diào)制電流源提供的電流I。 使用這種調(diào)制來(lái)向照明單元4、 6、 8中的各個(gè)控制單元26發(fā)送配置和 控制數(shù)據(jù)，從而可以按照期望的模式或順序來(lái)操作發(fā)光二極管22。如 已經(jīng)說(shuō)過(guò)的，由于在所有的照明單元中的電流l都是相同的，所以，借 助在電流I上的調(diào)制發(fā)送的控制消息對(duì)應(yīng)于在共享介質(zhì)上進(jìn)行的通信。 因此，需要某種類型的尋址來(lái)保證期望的模式或順序能夠以合適的方 式得到任何特定的照明單元的支持。雖然有許多方法(例如在制造期 間的預(yù)編程)可將地址分配給照明單元，但是按照優(yōu)選實(shí)施例，地址 的調(diào)試，即地址的分配，是遵照單元在串聯(lián)連接中的順序自動(dòng)進(jìn)行的。 這種自動(dòng)分配地址過(guò)程的好處是，在制造期間不需要提供任何有關(guān)鏈 中照明單元的數(shù)目和順序的先驗(yàn)知識(shí)。如圖3所示，控制單元26(或者更加具體地說(shuō)，它的主控制器30) 接收電流Iin的測(cè)量值，以便能夠接收和解碼調(diào)制的數(shù)據(jù)。為了進(jìn)行自動(dòng)調(diào)試，要定義一系列符號(hào)，它們對(duì)應(yīng)于特征調(diào)制序 列。這些符號(hào)如果包含在電流Ita的調(diào)制中將由控制單元26識(shí)別。在本 實(shí)例中，我們定義兩個(gè)符號(hào)，即ID —start，表示識(shí)別周期的開(kāi)始，以及 ID —end,表示識(shí)別周期的結(jié)束。這些符號(hào)可以是在某種程度上任意選 擇的調(diào)制序列。應(yīng)該選擇這些符號(hào)，以使它們具有唯一可識(shí)別的模式， 尤其是要不同于在識(shí)別周期發(fā)送的地址序列。而且，最好使用這些符 號(hào)來(lái)同步所有照明單元4、 6、 8的控制模塊26的時(shí)鐘34，并且對(duì)于時(shí)隙的位置有共同的理解。對(duì)應(yīng)的序列相對(duì)于所需的定時(shí)精度應(yīng)該具有 良好的同步質(zhì)量，即在整個(gè)照明系統(tǒng)的所有配置步驟期間，這些時(shí)隙 必須是可識(shí)別的，具有高可信度。在下面的例子中，(按照?qǐng)D2所示的具有調(diào)制開(kāi)關(guān)20的實(shí)施例，) 通過(guò)中斷電流(1 = 0,對(duì)應(yīng)于數(shù)字值0)或者通過(guò)使電流為它的標(biāo)稱值 (I=IN,對(duì)應(yīng)于數(shù)字值1 )來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)制。如已經(jīng)說(shuō)過(guò)的，可能還有另外 的更加有益的調(diào)制類型；盡管如此，選擇通-斷類型的切換是為了簡(jiǎn) 化附圖和說(shuō)明。圖7是在調(diào)試階段由智能電流源提供的電流I隨時(shí)間變化的符號(hào)表 示。時(shí)間軸分割成等距離的時(shí)隙。符號(hào)ID—start和ID—end表示為方 塊，它們?cè)趫D中包括3個(gè)時(shí)隙。在實(shí)際的實(shí)施例中，這些符號(hào)最好是 較長(zhǎng)的，以保證它們的確是唯一可識(shí)別的。圖7-圖9說(shuō)明自動(dòng)調(diào)試方法的第一實(shí)施例。為了調(diào)試照明系統(tǒng) 10 (圖1 )的照明單元4、 6、 8,電流源控制器16 (圖2 )要如圖7所 示調(diào)制電流I, -使其包4舌符號(hào)ID—start和ID—end。在這些符號(hào)之間的 ID—period期間，由電流源14連續(xù)提供電流I (I=IN)。在調(diào)試階段開(kāi)始之前，要操作所有的照明單元4、 6、 8以使短接/正向開(kāi)關(guān)36處在上部的正向位置，即Iin連接到Ifwd,并且所有的照明單元都接收電流。電纜連接13如圖1所示就位。智能電流源將行8 中的最后一個(gè)照明單元的Ifwd連接到Iback，借此產(chǎn)生閉合的電流回路， 并且終止了照明單元4、 6、 8這行的電連接。于是，電流I在一開(kāi)始時(shí) 流過(guò)所有的照明單元4、 6、 8,并且通過(guò)各個(gè)照明單元的所有主控制器 30來(lái)測(cè)量電流I。電流源12 —旦流出電流，并且照明單元4、 6、 8的控制單元26 接收到符號(hào)ID-start，則單元4、 6、 8即進(jìn)入調(diào)試才莫式。照明單元從 符號(hào)ID_start導(dǎo)出時(shí)鐘同步信號(hào)(即時(shí)隙長(zhǎng)度和起始時(shí)刻)，并且開(kāi) 始時(shí)隙的計(jì)數(shù)。在調(diào)試^t式下，照明單元4、 6、 8的控制單元26將短接/正向開(kāi)關(guān)36設(shè)置到下面的短接位置，以連接Ita到Ise,借此斷開(kāi)正向終端Ifwd。智能電流源現(xiàn)在打開(kāi)行中的最后一個(gè)照明單元的Iback 和Ifwd之間的內(nèi)部連接；如下面將要明白的，為了允許智能電流源和照明單元通過(guò)觀察由最后一個(gè)照明單元從Ita切換到Ifwd引起的電流中斷能夠正確地檢測(cè)調(diào)試過(guò)程的結(jié)束和鏈中照明單元的數(shù)目，這樣做是必要的。這使除了該行中的第一個(gè)照明單元4以外的所有照明單元6、 8都 從電流I上斷開(kāi)。雖然這些單元都不通電，但控制單元26仍舊繼續(xù)操 作，這是由于如以上所述有足夠大的緩沖或者有部分(剩余)電流的緣故。第一照明單元4如圖7所示將保持輸入電流Iin,在ID—period期 間繼續(xù)"接通，，。尤其是可以看出，在第一時(shí)隙期間電流Iin接通。第 一照明單元4的控制單元26據(jù)此將推論出這是該行中的第 一照明單元 并因此確定了對(duì)應(yīng)的地址，例如是# 00012。將這個(gè)地址存儲(chǔ)在主控制 器30的存儲(chǔ)器中。在存儲(chǔ)這個(gè)地址后，對(duì)于第一照明單元4的調(diào)試完 成，并且時(shí)隙2開(kāi)始。在時(shí)隙2的開(kāi)始，控制單元26將短接/正向開(kāi) 關(guān)36設(shè)置到正向位置以連接Iin到Ifwd,由此將第二照明單元連接到電 源電流I。在第一時(shí)隙內(nèi)，足夠迅速地實(shí)現(xiàn)接收、解碼、處理、和存儲(chǔ)。 然后，在第二時(shí)隙的開(kāi)始，實(shí)現(xiàn)短接/正向開(kāi)關(guān)36的切換。于是，該行中的第二照明單元6將注意到，它在第一時(shí)隙并沒(méi)有 接收到電源電流。但是它將注意到，在第二時(shí)隙接收到電流I。這將使 第二照明單元6推論出它被連接在第二位置，于是接收地址# 0 0102 。 再一次地，在完成第二照明單元6的調(diào)試之后(在第二時(shí)隙結(jié)束時(shí))， 第二照明單元6還要允許Ifwd的輸出，由此照明單元6之后的再次連接。 對(duì)于所有的照明單元4、 6、 8繼續(xù)進(jìn)行這個(gè)過(guò)程。圖8是下一個(gè)實(shí)例，表示在包括20個(gè)照明單元的系統(tǒng)中第四個(gè)照 明單元接收的電流I隨時(shí)間的變化(因此表示出20個(gè)時(shí)隙)。頭三個(gè) 時(shí)隙期間的電流是0。在第四個(gè)時(shí)隙存在的電流導(dǎo)致地址# 01002。這種情況繼續(xù)進(jìn)行， 一直到配置該行中的最后一個(gè)照明單元8為 止。然后，這個(gè)照明單元8在它的時(shí)隙結(jié)束時(shí)^f吏它的正向短接開(kāi)關(guān)36 進(jìn)入正向位置。因?yàn)闆](méi)有后續(xù)的照明單元6，所以不再存在任何電流閉 合回路。于是，在時(shí)隙20之后，如在符號(hào)ID—end之前緊接著的那個(gè) 時(shí)隙中所表示的那樣，電流;故中斷；事實(shí)上，智能電流源可通過(guò)電流 中斷而觸發(fā)，從而可以產(chǎn)生符號(hào)ID-end。在一個(gè)可替換實(shí)施例中，不 4吏用符號(hào)ID_end，但 f又將在^f亍中的最后一個(gè)照明單元的調(diào)試之后電流 的中斷解釋為"結(jié)束符號(hào)"。圖9表示智能電流源12遵循的電流I隨時(shí)間的變化(再一次地參照包括20個(gè)照明單元的系統(tǒng)的實(shí)例)。電流源12注意到開(kāi)路電流回 路，并且從而確定ID—period的結(jié)束。才艮據(jù)其中電流流動(dòng)^皮中斷第一 時(shí)隙的數(shù)目計(jì)算在這一行中照明單元4、 6、 8的數(shù)目。所有的照明單 元4、 6、 8還要遵循電流的中斷。如果必要，所有的照明單元還可能 以相同的方式了解這一行中照明單元的總數(shù)。在本例中，假定存在20 個(gè)照明單元4、 6、 8。因此ID-period包括20個(gè)時(shí)隙。考察電流的中斷，在最后一個(gè)時(shí)隙(即沒(méi)有電流流動(dòng)的那個(gè)時(shí)隙) 結(jié)束時(shí)，在行8中的最后一個(gè)照明單元將它的正向短接開(kāi)關(guān)36切換到 短接模式，于是，再一次閉合電流回路，并且允許進(jìn)行進(jìn)一步的通信。在ID—period結(jié)束時(shí)，智能電源12發(fā)送符號(hào)ID_end。每個(gè)照明單 元4、 6 (除了最后一個(gè)照明單元8以外)都將它的正向短接開(kāi)關(guān)36切 換到正向模式，準(zhǔn)備進(jìn)行正常的操作。要說(shuō)明的是，在正常操作下不再需要電纜13。電流回路通過(guò)最后 一個(gè)單元8閉合，單元8將I連接到Isc。所述的自動(dòng)調(diào)試方法的第一實(shí)施例容易實(shí)施。調(diào)試只在一個(gè) ID—period內(nèi)快速地進(jìn)行。一旦需要進(jìn)行調(diào)試，即在初始設(shè)置期間、無(wú)論何時(shí)增加或去除了 照明單元4、 6、 8時(shí)或者某種重新排序已經(jīng)發(fā)生時(shí)，都要通過(guò)在智能 電流源12的控制器16上運(yùn)行的或者在與其相連的主控制器上運(yùn)行的 一個(gè)應(yīng)用程序來(lái)啟動(dòng)這個(gè)調(diào)試過(guò)程。圖IO表示自動(dòng)調(diào)試方法的第二實(shí)施例。與第一實(shí)施例相比，可以 預(yù)見(jiàn)多個(gè)配置間隔，將它們實(shí)施為專用的識(shí)別周期，在每個(gè)周期的前 面都有一個(gè)符號(hào)ID-start，并且由符號(hào)ID —end結(jié)束。再一次地，在收 到符號(hào)ID-start時(shí)，每個(gè)未經(jīng)調(diào)試的照明單元4、 6、 8進(jìn)入調(diào)試模式， 將短接/正向開(kāi)關(guān)36設(shè)置在短接模式(下面的位置)，借此切斷隨后 的照明單元6、 8。智能電流源12通過(guò)在多個(gè)識(shí)別周期ID—period發(fā)送例如圖10所 示的調(diào)制數(shù)據(jù)開(kāi)始調(diào)試照明單元4、 6、 8。然而，由于發(fā)生了多個(gè) ID—period,所以在ID —period序列的前后需要有一個(gè)"協(xié)議括號(hào)"， "協(xié)議括號(hào)，，的形式為COM—start (調(diào)試開(kāi)始)和C0M_end (調(diào)試結(jié)束)。 符號(hào)COM—start是在第一個(gè)符號(hào)ID—start之前發(fā)出的。作為調(diào)試模式的結(jié)果，在這一行中只有第一照明單元4在ID_period# 1期間是通電的，并且可以接收在ID_period# 1期間以調(diào) 制形式傳送的唯一識(shí)別符。智能電流源保持已經(jīng)配置好的照明單元的 數(shù)目，并且將該行中某個(gè)照明單元的位置和ID號(hào)碼一起向正在配置中 的照明單元發(fā)送。于是，第一照明單元4將自己指定為這一行內(nèi)的邏 輯上的第一照明單元，并且將接收的ID數(shù)據(jù)作為它自己的地址存儲(chǔ)起 來(lái)。在ID_period# 1結(jié)束時(shí)，剛剛配置好的照明單元4將它的正向/ 短接開(kāi)關(guān)36切換回到正向模式。這就可保證，所有配置好的照明單元 4、 6在配置完后立即可以操作所有配置好的照明單元使它們的開(kāi)關(guān) 36處在正向模式，而所有未配置好的照明單元使它們的開(kāi)關(guān)36都處在 短接模式。如果在第一個(gè)符號(hào)ID—end之后智能電流源還發(fā)出符號(hào)COM—end, 則所有的節(jié)點(diǎn)將它們的開(kāi)關(guān)36設(shè)置成正向模式，并且智能電流源保證 通過(guò)Iback輸入端與來(lái)自這一行的最后 一個(gè)照明單元的Isc進(jìn)行的內(nèi)部連 接閉合所說(shuō)的電流回路。在隨后的第二識(shí)別周期，已經(jīng)配置好的照明單元4忽略符號(hào) ID—start,并且使它的正向/短接開(kāi)關(guān)36處在正向模式(上面的位置)。 這些ID —period可以相互之間 一個(gè)接一個(gè)地緊跟著，或者可以在分開(kāi) 的調(diào)試階段發(fā)生，即由符號(hào)COM —start和C0M_end分隔開(kāi)。在第二識(shí) 別周期ID—period #2期間，所有未配置好的照明單元(即在這一行中 除第一照明單元以外的所有照明單元)仍舊使它們的正向/短接開(kāi)關(guān) 36處在短接模式(下面位置)，切斷這一行中隨后所有的照明單元。 由于第一照明單元4已經(jīng)配置好，所以它在隨后的所有的識(shí)別周期期 間是被動(dòng)的，只使電流通過(guò)。第二照明單元在ID-period弁2期間解碼 由智能電流源12傳遞的識(shí)別符，并且作為它的地址存儲(chǔ)它，并且還要 存儲(chǔ)由智能電流源傳遞的位置號(hào)，以此作為它的位置號(hào)。作為COM—start和C0M_end機(jī)制的替換，未配置好的照明單元還 可以在一個(gè)暫停周期過(guò)后返回到它們的初始狀態(tài)，即在某個(gè)時(shí)間周期 之后它們操作它們的開(kāi)關(guān)36進(jìn)入正向模式。這種過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行，這一行的每個(gè)照明單元4、 6、 8具有指定的 ID — per iod。當(dāng)最后一個(gè)照明單元8已經(jīng)配置好時(shí)，在下一個(gè)ID-period這個(gè) 最后的照明單元也使它的正向/短接開(kāi)關(guān)36進(jìn)入正向位置。因?yàn)楹竺鏇](méi)有照明單元，所以不再存在閉合電流回路，從而沒(méi)有電流流動(dòng)。在智能電流源12中，以及在照明單元4、 6、 8中，可以遵守這個(gè)狀態(tài)， 使得調(diào)試過(guò)程完成。智能電流源12在它的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)一個(gè)尋址表， 具有每個(gè)照明單元在這一行中的邏輯位置(和已經(jīng)分配的地址)。還 有，通過(guò)永久性地存儲(chǔ)在斷電前發(fā)送的最后一個(gè)地址并且存儲(chǔ)發(fā)送到 最后一個(gè)配置的照明單元的位置號(hào)，所有的照明單元都可以知道這一 行中照明單元的總數(shù)。自動(dòng)調(diào)試方法的第二實(shí)施例通常涉及從智能電流源12向照明單元 4、 6、 8發(fā)送的更多的數(shù)據(jù)。然而，它提供了調(diào)試期間的更大的靈活性， 因?yàn)槿我忾L(zhǎng)度的數(shù)據(jù)(在對(duì)應(yīng)的ID—period期間傳遞的數(shù)據(jù))的指定 部分都要發(fā)送到每個(gè)照明單元4、 6、 8。要注意的是，即使從電流源上斷開(kāi)的照明單元保持完全不通電(包 括它們的控制單元26在內(nèi))，調(diào)試方法的第二實(shí)施例還可以工作。只 有數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需要是非易失性的。在隨后的操作期間，可以使用分配的地址來(lái)控制照明系統(tǒng)和各個(gè) 照明單元4、 6、 8。對(duì)于操作階段，要定義另外的與脈沖序列對(duì)應(yīng)的符 號(hào)。符號(hào)IDo — start和IDo — end在才喿作階l殳為尋址周期IDo — period確 定界限。符號(hào)CTRL-start和CTRL —end在操作階段為控制周期 CTRL —period確定界限。要i兌明的是，IDo —end和CTRL_start可以是 等同的，即控制周期緊跟在尋址周期的后面。這種情況在圖11中進(jìn)行 了說(shuō)明?？梢园凑障旅娴姆绞綄?shí)現(xiàn)各個(gè)發(fā)光二極管單元的控制，例如控制 亮度水平1. 智能電流源12產(chǎn)生一個(gè)電流模式，它具有如以上所述的尋址周 期和控制周期。在一個(gè)簡(jiǎn)單的優(yōu)選實(shí)例中，在CTRL- period期間只有 一個(gè)跳變；這個(gè)才莫式在CTRL- period中的通/斷比(占空比)代表要用于控制發(fā)光二極管單元的脈沖寬度調(diào)制波形，這個(gè)發(fā)光二極管單元 已經(jīng)在ID —period中尋過(guò)址了 。2. 在每個(gè)照明單元4、 6、 8中主控制器30檢測(cè)符號(hào)IDo —start3. 接下去，主控制器30比較來(lái)自智能電流源12的輸入ID與發(fā)光 二極管模塊自己的ID。a.如杲這兩個(gè)ID匹配，那么制備CTRL —period的解釋200680027322. 9說(shuō)明書(shū)第15/17頁(yè)b.如果這兩個(gè)ID不匹配，則忽略CTRL —period4. 接下去，主控制器30等待符號(hào)IDo_end/CTRL_start5. 如果ID匹配，那么主控制器經(jīng)過(guò)輸入選擇器將脈沖寬度調(diào)制控 制器切換到"新的脈沖寬度調(diào)制"模式，并且在脈沖寬度調(diào)制控制器 的移位寄存器中存儲(chǔ)在CTRL —period期間內(nèi)傳遞的脈沖寬度調(diào)制模式。6. —旦檢測(cè)到符號(hào)CTRL_end,那么脈沖寬度調(diào)制控制器切換回到 "轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖寬度調(diào)制"模式，并且在時(shí)鐘發(fā)生器34的控制下，脈沖寬度調(diào)制控制器32使發(fā)光二極管周期性地導(dǎo)通和截止，由此可以得到 一定的亮度水平。照明單元4、 6、 8保持它的操作狀態(tài)(包括脈沖寬度調(diào)制波形)， 一直到解碼新的命令為止。符號(hào)IDo一start、 IDo —end/ CTRL —start和CTRL_end可以具有任 意長(zhǎng)度，并且應(yīng)該具有唯一識(shí)別模式。代替使用組合符號(hào)IDo-end/ CTRL_start,可以使用單獨(dú)的符號(hào)IDo —end和CTRL — start符號(hào)。上述的這個(gè)控制方案的第一實(shí)施例為具有單個(gè)光源22的照明單元 4、 6、 8提供了一個(gè)容易執(zhí)行的方案，所述照明單元即只有單個(gè)參數(shù)要 進(jìn)行控制的照明單元。下面將描述控制方案的第二實(shí)施例。按照下面的方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于具有不止一個(gè)參數(shù)(例如亮度水平 和顏色)的各個(gè)照明單元4、 6、 8的控制1. 智能電流源12產(chǎn)生一個(gè)電流模式，它具有如以上所述的尋址周 期和控制周期。在這種情況下，CTRL— period中的波形代表了要送到 在相關(guān)的IDo-period中尋址的發(fā)光二極管單元的命令。2. 在每個(gè)照明單元4、 6、 8中，主控制器30檢測(cè)符號(hào)IDo —start3. 接下去，主控制器30比較來(lái)自智能電流源的輸入ID與發(fā)光二極管模塊自己的ID。a. 如果這兩個(gè)ID匹配，那么制備CTRL —period的解釋b. 如果這兩個(gè)ID不匹配，則忽略CTRL —period4. 接下去，主控制器30等待符號(hào)IDo_end/CTRL_start。5. 如果ID匹配，那么控制器接收在CTRL —period內(nèi)傳遞的命令并 且存儲(chǔ)它(例如存儲(chǔ)到主控制器30內(nèi)的一個(gè)命令寄存器中)。6. —旦檢測(cè)到符號(hào)CTRL_end，那么主控制器執(zhí)行與在照明單元4、6、 8中的這個(gè)命令有關(guān)的動(dòng)作。這些動(dòng)作可以包括a. 通過(guò)編程脈沖寬度調(diào)制控制器設(shè)置亮度b. 在多彩色發(fā)光二極管單元的情況下設(shè)置顏色c. 在可變光束寬度或可變光束取向的發(fā)光二極管單元的情況 下設(shè)置光束參數(shù)d. 設(shè)置任何其它合適的發(fā)光單元參數(shù) 這個(gè)第二實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了對(duì)于具有不止一個(gè)參數(shù)需要控制的照明單元的控制?？煽貐?shù)的種類和數(shù)目取決于形成這一行的照明單元的類型，并 且假定可控參數(shù)的種類和數(shù)目對(duì)于控制應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)是已知的。在 CTRL —period中與參數(shù)有關(guān)的控制信號(hào)的順序和長(zhǎng)度最好對(duì)于每個(gè)應(yīng) 用程序是預(yù)先定義的。對(duì)于以上所述的優(yōu)選實(shí)施例可有 一 系列改進(jìn)和擴(kuò)展-可以使用群(多播或廣播)地址，以便例如尋址行中的多個(gè)(或 所有)照明單元；為此目的，可以使用一系列預(yù)先定義的廣播地址(如 使用地址# 00002 )。-系統(tǒng)可以包括具有多個(gè)發(fā)光二極管的照明單元。對(duì)于多色發(fā)光 二極管，基本上有兩種設(shè)計(jì)選擇方案或者，整個(gè)模塊作為一件進(jìn)行 調(diào)試，并且通過(guò)對(duì)于照明單元的適當(dāng)控制協(xié)議獲得顏色控制；或者， 在照明單元中的每種顏色當(dāng)作一個(gè)單獨(dú)的照明單元按照預(yù)先確定的順 序(如對(duì)于紅、綠、藍(lán)、琥珀色的RGBA)尋址。-可以擴(kuò)展正向/短接開(kāi)關(guān)，從而可以在短接模式通過(guò)一個(gè)高阻 抗電阻器使這個(gè)發(fā)光二極管行的未通電的其余發(fā)光二極管放電。這可 以減小由電流的突然切斷引起的過(guò)沖電壓。-能改進(jìn)調(diào)試階段，以使所有的照明單元4、 6、 8在整個(gè)調(diào)試當(dāng) 中都使它的正向短接開(kāi)關(guān)保持在正向位置。只有當(dāng)前正在調(diào)試的照明 單元切換到短接模式，其中正向短接開(kāi)關(guān)中的 一個(gè)高阻抗電阻器仍舊 向隨后的照明單元傳遞一部分電源電流，借此使隨后的單元中的控制 電路通電。但需要保證，這個(gè)剩余的小電源電流要明顯小于有效的電 源電流，以便可以允許照明單元能夠識(shí)別這個(gè)照明單元是在通電狀態(tài) 還是不通電狀態(tài)。-所說(shuō)系統(tǒng)可以包括某種反向通道，以使照明單元能夠向智能電流源12發(fā)送消息。例如，照明單元可使用與以上所述相同的電流調(diào)制 技術(shù)向智能電流源12發(fā)送它們的地址?？梢酝ㄟ^(guò)控制器16使這些照 明單元的地址與4亍中的各個(gè)照明單元位置匹配。還有，照明單元可以 以這種方式應(yīng)答來(lái)自智能電流源12的消息的接收。-除了要設(shè)置照明單元的靜態(tài)參數(shù)(如亮度、顏色等)夕卜，還可 能傳遞對(duì)應(yīng)于動(dòng)態(tài)的、隨時(shí)間變化的、只由控制單元26控制的特性的 命令數(shù)據(jù)，例如光源的閃爍，所述照明單元的靜態(tài)參數(shù)將定義光源的 特性，直到它們?cè)陔S后的控制周期內(nèi)發(fā)生變化。為了對(duì)于隨時(shí)間變化 的模式(如"螺旋光(chasing lights)")使用這種特性，最好使 共同的循環(huán)周期和持續(xù)時(shí)間對(duì)所有照明單元已知以便實(shí)現(xiàn)同步。例如， 可以使用IDo-period持續(xù)時(shí)間或CTRL-period或者二者之和作為參考定時(shí)時(shí)間。-從最后一個(gè)照明單元8返回到智能電流源12的電纜連接13可 以由最后一個(gè)照明單元8中連接I到Isc代替。這可能允許在調(diào)試期間 產(chǎn)生一個(gè)閉合的電流回路而不需要另外的連接費(fèi)用。然而，在調(diào)試階 段結(jié)束時(shí)可能沒(méi)有電流的中斷，因此會(huì)需要按照不同的方式來(lái)確定這 種結(jié)束，例如通過(guò)預(yù)先設(shè)置單元的數(shù)目來(lái)確定，或者通過(guò)提供特殊類 型的對(duì)于調(diào)試階段的結(jié)束發(fā)出信號(hào)的最后單元來(lái)確定。
權(quán)利要求
1、一種照明系統(tǒng)，至少包括-具有系統(tǒng)控制單元(16)的一種電流源(12)，用于提供帶有調(diào)制的命令數(shù)據(jù)的電流(I、Iout、Iin)；-串聯(lián)連接到所說(shuō)電源電流(I、Iout、Iin)的多個(gè)照明單元(4、6、8、4a-e)，每個(gè)所說(shuō)照明單元(4、6、8、4a-e)至少包括-光源(22)；-可控的旁路裝置(24)，用于選擇性地旁路所說(shuō)光源(22)；-控制單元(26)，用于接收所說(shuō)的調(diào)制的命令數(shù)據(jù)并且按照所說(shuō)命令數(shù)據(jù)控制所說(shuō)旁路裝置(24)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其中-所說(shuō)旁路裝置包括并聯(lián)連接到所說(shuō)光源(22 )的旁路開(kāi)關(guān)(22 )。
3、 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的照明系統(tǒng)，其中 -所說(shuō)控制單元(26)包括脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動(dòng)器單元(32),用于按照脈沖寬度調(diào)制序列控制所說(shuō)旁路裝置(24)。
4、 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的照明系統(tǒng)，其中 -每個(gè)所說(shuō)照明單元(4、 6、 8)至少包括-電法b輸入端(Iin) -正向電流輸出端(Ifwd)-4豆接電流輸出端(Isc);-開(kāi)關(guān)裝置(36)，選擇性地連接所說(shuō)的電流輸入端或者到 所i兌正向電流輸出端或者到所i兌短接電流輸出端； -并且其中第一照明單元(4a)的電流輸入端(Iin)連接到所 說(shuō)電流源(12),第二照明單元(4b)的電流輸入端(Iin)連接到所 說(shuō)第一照明單元(4a)的所說(shuō)正向電流輸出端(IfWd)。
5、 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的照明系統(tǒng)，其中-所說(shuō)控制單元(26 )包括時(shí)鐘裝置(34 ),用于提供時(shí)鐘信號(hào)； -其中所說(shuō)照明單元(4、 6、 8)的所說(shuō)時(shí)鐘裝置(34)通過(guò)所說(shuō)調(diào)制的命令數(shù)據(jù)同步。
6 、 一種用在根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的照明系統(tǒng)中的照明單 元，所i兌單元至少包4舌-電流輸入端(Iin)-電連接到所說(shuō)電流輸入端(Iin)的光源(22);-可控的旁路裝置(24),用于選擇性地旁路所說(shuō)光源(22);-連接到所說(shuō)電流輸入端(Iin)的控制單元(26),所說(shuō)控制單 元(26)適合于在所i兌的電流輸入端接收在電流Uin)上調(diào)制的調(diào)制 的命令數(shù)據(jù)，所說(shuō)控制單元(26)進(jìn)一步還適合于按照所說(shuō)命令數(shù)據(jù) 控制所說(shuō)旁路裝置(24)。
7、 一種用于控制多個(gè)光源的方法，所說(shuō)方法包括 -提供具有調(diào)制的命令數(shù)據(jù)的電流(1、 I。ut、 Iin);-提供串聯(lián)連接到所說(shuō)電流(1、 Inut、 Iin)的多個(gè)照明單元(4、 6、 8),每個(gè)所說(shuō)的照明單元(4、 6、 8)至少包括連接到所說(shuō)電流(1、I。u,、 Iin)的光源(22),允許所說(shuō)電流(1、 I。ut、 Iin)選擇性地旁路所 說(shuō)光源(22)的可控旁路裝置(24);-按照所說(shuō)命令數(shù)據(jù)控制所說(shuō)旁路裝置(24)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中-在所說(shuō)多個(gè)照明單元(4、 6、 8)中，每個(gè)單元進(jìn)一步包括 -電流輸入端(Iin); -正向電-危輸出端(IfWd); -4豆接電流輸出端(Isc);-開(kāi)關(guān)裝置(36),選擇性地連接所說(shuō)電流輸入端(Iin)或 者到所說(shuō)正向電流輸出端(Ifwd )或者到所說(shuō)短接電流輸出端(Isc); -連接所說(shuō)的照明單元(4、 6、 8),以使電流(1、 I。ut、 Iin)傳 遞到第 一照明單元(4a )的所說(shuō)電流輸入端，并且使第二照明單元(化) 的電流輸入端連接到所說(shuō)第一照明單元(4a)的所說(shuō)正向電流輸出端(Ifwd ) ，-所說(shuō)方法進(jìn)一步包括如下的一個(gè)步驟通過(guò)提供調(diào)制的命令數(shù) 據(jù)，至少使所說(shuō)第一照明單元進(jìn)入調(diào)試^t式，從而配置所說(shuō)多個(gè)光源 /單元(4、 6、 8),在所說(shuō)調(diào)試模式下，所說(shuō)電流輸入端(Iin)從所 i兌正向電流輸出端(lfwd)上斷開(kāi)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中-在所說(shuō)配置步驟，每個(gè)照明單元在進(jìn)入所說(shuō)調(diào)試模式后控制所 說(shuō)開(kāi)關(guān)裝置(36)以連接所i兌電流輸入端(Iin)與所i兌短接電流輸出 端(Isc)，借此斷開(kāi)所i兌正向電流輸出端(Ifwd);-并且其中每個(gè)照明單元(4、 6、 8)連續(xù)地接收包含配置數(shù)據(jù) 的輸入電流(lin)，在接收所說(shuō)配置數(shù)據(jù)后，操作所說(shuō)開(kāi)關(guān)裝置(36) 以^更連接所說(shuō)電流輸入端(Iin)到所說(shuō)正向電流輸出端(Ifwd)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中-在所說(shuō)調(diào)試模式下，向所說(shuō)照明單元(4、 6、 8)發(fā)送編碼成調(diào) 制的電流的地址數(shù)據(jù)；-在所說(shuō)照明單元(4、 6、 8)接收并存儲(chǔ)所說(shuō)地址數(shù)據(jù)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中-在所說(shuō)多個(gè)照明單元(4、 6、 8)中，每個(gè)單元(4、 6、 8)進(jìn) 一步包括時(shí)鐘裝置(34)，用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)；-在所說(shuō)調(diào)試模式期間，在接收到電流信號(hào)的每個(gè)照明單元(4、 6、 8)中，對(duì)于所說(shuō)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行評(píng)估以確定所說(shuō)地址數(shù)據(jù)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求7 _ 11之一所述的方法，其中-在每個(gè)所說(shuō)照明單元(4、 6、 8)中存儲(chǔ)相關(guān)的地址數(shù)據(jù)；-所說(shuō)調(diào)制命令數(shù)據(jù)包含一個(gè)或多個(gè)所說(shuō)照明單元(4、 6、 8)的地址數(shù)據(jù)和針對(duì)所說(shuō) 一 個(gè)或多個(gè)照明單元的照明操作數(shù)據(jù)；-所說(shuō)一個(gè)或多個(gè)照明單元(4、 6、 8)的所說(shuō)控制單元(26)識(shí)別所說(shuō)地址數(shù)據(jù)并且處理所說(shuō)的照明操作數(shù)據(jù)以操作所說(shuō)光源(22)。
全文摘要
描述了一種照明系統(tǒng)、照明單元和用于控制多個(gè)光源的方法。照明系統(tǒng)包括智能電流源12，用于提供帶有調(diào)制的命令數(shù)據(jù)的電流。多個(gè)照明單元4、6、8串聯(lián)連接到電流源12。每個(gè)照明單元包括光源22；可控旁路開(kāi)關(guān)24，用于選擇性地旁路光源；和控制單元26?？刂茊卧邮照{(diào)制的命令數(shù)據(jù)并且因此控制旁路開(kāi)關(guān)24。
文檔編號(hào)H05B37/02GK101233790SQ200680027322
公開(kāi)日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月27日
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