专利名称：从多个电源供电的智能照明拼贴系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及供电设备，并且更具体而言涉及包括多个可互联的多边形照明模块的模块化照明系统的供电设备。
背景技术：
模块化照明涉及这样一种模块，可以将该模块进行组装以便获得具有各种大小和形状的大型照明设备。每个照明模块具有若干光元件，例如RGB LED。除了为了例如适应要将该模块化照明应用安装在其中的可用空间或者由于其他原因改变这样的模块化照明应用的大小和形状的灵活性之外，这样的模块化照明还能够用于在大小和形状一般与标准的矩形液晶显示器(LCD)设备不同的屏幕上显现照明图案，包括静止的和运动的图像和光效果。具体而言，二维照明模块典型地被称为照明拼贴(tile)或者简称为拼贴。这样的照明拼贴可以具有各种多边形形状，例如正方形、三角形或五角形。照明拼贴不限于二维的形状并且可以具有三维的形状，例如立方形或金字塔形。可以通过增加、去除和重定位照明拼贴来改变照明系统的形状和大小。显然，通过改变系统中的拼贴的数量，功率需求也将改变。仅使用少量照明拼贴的用户很有可能不愿意购买为包括大量照明拼贴的系统设计尺度的、非常大功率并且昂贵的、用户可能从来不完全使用的功率单元。这样的单个功率单元技术方案的另一个问题在于需要将照明拼贴的内部连线的尺度全部设计为根据单个功率单元的最大容量的负载。对于该问题的最佳技术方案是在拼贴之间分配市电(mains)功率并且向每个拼贴提供满足该具体的拼贴的功率需求的其自身的功率转换器。这将具有许多优点，一个优点在于不需要外部功率单元，这将显著地简化系统。另一个优点将在于，在每个拼贴具有市电功率转换器的情况下，这样的分布式供电设备自身自动进行缩放，从而避免单个外部功率单元应该具有多大容量的问题。然而，在拼贴之间的市电功率分配由于安全规定而被禁止。因此，需要由多个功率单元对大型照明拼贴系统供电。在WO 2007/069130中公开了一个这种类型的照明系统。在该现有技术的系统中，照明拼贴具有这样一种内部连线，由于每个拼贴相对相邻的拼贴的转动定向是不重要的所以该内部连线使得拼贴易于安装。在该文献中，提及了这样一种照明系统，在该照明系统中一个功率单元能够为多达10个拼贴供电，这意味着对于更高级的布置，相当数量的功率单元是必要的。
发明内容
本发明基于这样一种观察结果当在具有例如WO 2007/069130中提及的类型的照明拼贴的系统中使用多于一个功率单元时，不能总是预先确定出现在该照明拼贴的功率端子处的、由已附接的功率单元施加的极性。通常，通过使用不对称适配器来避免极性问题。然而，如果预先不知道照明拼贴的每个功率端子的极性将是什么，那么该不对称适配器没有用，并且存在当将多个功率单元接通到该系统上时引起短路的严重风险。因此，本发明的一个目标在于提供这样一种功率单元，可以在包括多个这样的功率单元的系统中使用该功率单元而无引起由冲突的极性所导致的短路的风险。用根据本发明的如权利要求1所定义的功率单元来实现该目标。还用如权利要求9所述的照明系统和如权利要求10所述的用于为照明系统供电的方法来实现该目标。因此，根据本发明的一方面，提供了一种功率单元，包括市电功率输入、输出端子以及用于调整功率单元的供应电压的供电设备、用于测量在所述输出端子处的电压的伏特计、用于测量在所述输出端子处的电流的电流计以及极性检测器。功率单元还包括控制单元，其中，所述控制单元被布置为在已导通该功率单元之后开始随机长度的加电过程延迟， 并且其中，所述控制单元进一步被布置为处理来自该伏特计、该电流计和该极性检测器的信息，并且基于所述信息控制该功率单元的功率输出。根据功率单元的一个实施方式，提供了用于使极性对齐的交叉开关。根据功率单元的一个实施方式，实施了限流器以便保护该系统免受临时短路。根据功率单元的一个实施方式，提供了用于以时变的方式限制该输出电流的防浪涌电路，以避免恰恰在将该功率单元连接到该系统的时刻的突然的电流浪涌。根据功率单元的一个实施方式，提供了与该功率单元的输出端子串联的二极管或作用为二极管的电路，以避免该功率单元向彼此供电。根据本发明的另一个方面，如权利要求9所定义，提供了一种照明系统，包括多个可互连的多边形照明拼贴以及多个根据权利要求1到8中的任意一个所述的功率单元。根据本发明的另一个方案，如权利要求10所定义，提供了一种用于对包括多个功率单元的系统供电的方法，其中所述方法包括由每个功率单元在其启动之后执行的以下步骤。首先开始随机长度的加电过程延迟。此后，在加电过程延迟结束时测量该功率单元的输出端子处的电压并且还在加电过程延迟结束时测量该功率单元的所述输出端子处的电流， 并且确定是否存在极性冲突。然后，处理在前述步骤中收集的信息并且基于所述处理来控制该功率单元的功率输出。注意到，本发明涉及权利要求中所述的特征的全部可能的组合。
现在将参考附图，更详细地描述本发明的这些以及其他方面，其中附图显示了本发明的当前优选的实施方式。图1示出了具有与其附接的单个功率单元的照明拼贴的配置。图2示出了附接了具有部分冲突的极性的3个功率单元的照明拼贴的配置。图3示出了根据本发明的功率单元的一个实施方式的示意性连线布局。图4示出了具有与其附接的3个功率单元的照明拼贴系统的配置。
具体实施例方式图1示出了包括功率单元101和照明模块或照明拼贴103的阵列的照明系统，并且目前为止只连接了一个功率单元101。在图1中，展示了由功率单元101施加的极性分配。该分配是由于每个拼贴103内部的固定内部功率分配方案，这使得能够附接和去除拼贴而无需考虑每个拼贴相对于其他拼贴的定向以获得无短路系统。这意味着在该照明系统中的任意给定拼贴103的边缘的端子处出现的极性取决于它相对于功率单元101所附接到的拼贴的位置并且取决于由所述功率单元101施加的极性。如果照明系统的功率需求超过了单个功率单元101的功率，则需要将其他单元附接到照明拼贴的阵列。如果使用具有固定的极性的其他功率单元，则可能出现图2中所显示的情况。第一功率单元IOla是最初的功率单元，其也如图1所示对整个系统施加极性。 然后将与第一功率单元IOla相同的第二功率单元IOlb和第三功率单元IOlc附接到该阵列。如图2中所见，第二功率单元IOlb的极性与第一功率单元101的极性一致并且将不会引起任何短路。但是，由于拼贴103的功率互连方案，所以第三功率单元IOlc的极性将与第一功率单元IOla的极性冲突并且将在该系统中引起短路。当使用不对称适配器时，由于它们仅能够被安装在一个位置并且不能被反转，所以功率单元IOlc到该拼贴的连接的反转是不可能的。必须将功率单元IOlc移动到另一个拼贴侧以避免短路问题，这对用户不是特别友好。图3显示了根据本发明的功率单元1的实施方式。功率单元1包括市电功率输入2和两个输出端子3a、3b，功率单元1可以通过市电功率输入2连接到市电插座，功率单元1可以借助两个输出端子3a、!3b连接到例如照明拼贴。功率单元1还包括供电设备5， 供电设备5将功率单元1的供应电压Vl调整为要使用该功率单元1的实际系统中希望的值。可以通过电压选择器来调整该值或者可以将该值设置为固定的值以避免其被无意地设置为错误的值。功率单元1还包括加电检测器6、功率传递开关9和包括定时器8的控制单元7，定时器8的目的在于在导通功率单元1之后立即开始随机长度的加电过程延迟。加电检测器6检测从供电设备5输出的供应电压Vl的上升沿，其开始了定时器8。在该延迟期间，控制单元7断开功率传递开关9并且因此没有功率被传递到输出端子3a、3b。所施加的延迟可以是例如500毫秒的倍数。另外，功率单元1包括用于测量输出端子3a、!3b处的电压V2(又被称为第二电压)的伏特计11以及用于测量同样在输出端子3a、!3b处的电流 A的电流计12。控制单元7还包括极性检测器13，并且控制单元7控制交叉开关10，如果供应电压Vl和第二电压V2具有冲突的极性，则交叉开关10能够使所述极性对齐。极性检测器13例如可以由独立电路构成，该独立电路包括二极管或作用为二极管的电路。然而， 也可以通过由控制单元7估计功率单元1的输出端子3a、!3b处测量的第二电压V2和电流 A来完成极性检测。当电压保持或接近为零时电流的过度增加指示冲突的极性。还向功率单元1提供限流器14以保护系统免受临时短路，并且为了避免突然的电流浪涌(surge)出现在恰好将功率单元1连接到系统的时刻，功率单元1还包括防浪涌电路15。该防浪涌电路15 (有时候被称为热插拔控制器)作用为电子控制电阻器，以时变的方式处理供应电流从零到它的最终值的缓慢(grace)增加。二极管或者作用为这样的二极管的电路与供电设备5和交叉开关10之间的输出端子3a、3b串联，以避免该独立的功率单元向彼此供电。应该注意到，图3中的一些功能可以互换或组合。例如可以将交叉开关10和功率传递开关9 互换或者将它们组合成两个3位开关。并且，可以将限流器14和防浪涌电路15组合。此外，还可以通过电子装置如基于晶体管的开关来实现开关。现在将解释在包括并联的三个相同的功率单元的照明系统中根据本发明的功率单元的操作。但是应该注意到，下文所述的过程工作在具有任意数量的功率单元的系统中并且绝不限于仅仅3个功率单元。参考图4，将与图3中所述的功率单元相同的3个功率单元la、lb、Ic同时导通到
6市电，此后，每个功率单元la、lb、lc的供电设备立即将它的供应电压Vl调整成希望的值， 即适用于功率单元la、lb、lc所附接的照明拼贴阵列的值。然后，每个功率单元la、lb、lc 的控制单元开始在加电过程中的随机长度的延迟。在该时段期间，不向功率单元la、lb、lc 的输出端子分配任何功率。现在假设第一功率单元Ia的加电过程延迟是三个功率单元中最短的。在该延迟结束时，在所述第一功率单元Ia的输出端子处测量第二电压V2和电流 A。由于在第二功率单元Ib和第三功率单元Ic各自的加电过程延迟期间没有从它们传递功率，所以第二电压V2和电流A两者将是零。这导致第一功率单元Ia的供应电压Vl从供电设备传递到它的输出端子。这是经由防浪涌电路完成的，该防浪涌电路处理该电流从零向上的平滑并且连续的增长以避免恰好在连接时刻的突然的电流浪涌。为了避免不期望的干扰，这是在比最短加电过程延迟更短的时间跨度中完成的，因为该电流应该在执行下一个起始功率单元的测量之前达到它的最终值。这意味着，如果将加电过程延迟定义为500毫秒的倍数，那么由于500毫秒将是最短可能加电过程延迟，因此该电流的增加应该在500毫秒内完成。现在假设第二功率单元Ib的加电过程延迟接下来结束。当在所述第二功率单元 Ib的输出端子处测量第二电压V2时，由于第一功率单元Ia已经连接到该阵列，所以将发现非零电压，该非零电压的绝对值将等于目标电压。这导致第二功率单元Ib将供应电压同样经由防浪涌电路传递到它的输出端子。如果在所述第一功率单元Ia与第二功率单元Ib之间存在极性冲突，那么第二功率单元Ib中的控制单元的极性检测器将感测该极性冲突，并且控制单元将激活第二功率单元Ib的交叉开关以便在将电压传递到它的输出之前使极性与第一功率单元Ia的极性对齐，并且激活防浪涌电路。最后，第三功率单元Ic的加电过程延迟将结束，并且第三功率单元将以与第二功率单元Ib相同的方式连接到该系统。多于一个功率单元的随机长度的加电过程延迟有可能同时结束。再次假设系统包括3个功率单元la、lb、lc，并且第一功率单元Ia和第二功率单元Ib的加电过程延迟在第三功率单元Ic的加电过程延迟之前同时结束，则将发生以下情况第一功率单元Ia和第二功率单元Ib将在它们各自的输出端子同时测量第二电压 V2和电流A。由于此时没有功率单元向该系统分配任何功率，所以第一功率单元Ia和第二功率单元Ib的第二电压V2将是零。这导致功率单元la、lb中的每一个的已调整的供应电压Vl经由各自的防浪涌电路传递到各自的输出端子。如果同时加电的第一功率单元Ia和第二功率单元Ib的极性一致，那么第二电压V2和电流A两者将上升。这两个功率单元la、 Ib现在将作用为主单元并且第三功率单元Ic将在它的加电过程延迟的结束时将它的极性改变成适合上述那两个功率单元的极性，其中功率单元la、lb、Ic的加电过程延迟一个接一个地结束。然而，如果第一功率单元Ia和第二功率单元Ib的极性不一致，那么在加电过程延迟结束之后第二电压V2保持接近零而电流A显著增加。该条件开始功率单元la、Ib两者的新的加电过程延迟。重复该过程，直到功率单元la、lb、Ic适当地接通到系统为止。因此，如本文所述，获得了一种如何在系统中一起使用多个功率单元的对用户友好的并且安全的技术方案。本领域技术人员将认识到本发明绝不限于上述优选的实施方式。反之，在所附权利要求的范围内有可能有许多修改和变形。
权利要求
1.一种功率单元(1)，所述功率单元包括 市电功率输入⑵；输出端子(3a,3b)；用于调整所述功率单元(1)的供应电压(Vl)的供电设备(5)； 用于测量在所述输出端子(3a、!3b)处的电压(V2)的伏特计(11)； 用于测量在所述输出端子(3a、!3b)处的电流㈧的电流计(12)； 极性检测器(13)； 控制单元(7)；其中，所述控制单元(7)被布置为在已导通所述功率单元(1)之后开始随机长度的加电过程延迟，并且其中，所述控制单元(7)被布置为处理来自所述伏特计(11)、所述电流计 (12)和所述极性检测器(13)的信息，并且基于所述信息控制所述功率单元(1)的功率输出ο
2.如权利要求1所述的功率单元，其中，所述功率单元(1)包括用于使极性对齐的交叉开关(10)。
3.如权利要求1所述的功率单元，包括限流器(14)。
4.如权利要求1所述的功率单元，包括用于以时变的方式限制所述输出电流的防浪涌电路(15)。
5.如权利要求4所述的功率单元，其中，所述防浪涌电路(15)能够比最短可能随机长度加电过程延迟更快地执行电流从零到它的最终值的增长。
6.如权利要求1所述的功率单元，包括功率传递开关(9)。
7.如权利要求1所述的功率单元，包括与功率单元(1)的输出端子(3a、!3b)串联的二极管。
8.如权利要求1所述的功率单元，包括与功率单元⑴的输出端子(3a、3b)串联的作用为二极管的电路。
9.一种照明系统，包括多个可互连的多边形照明模块以及多个根据权利要求1到8中的任意一个所述的功率单元。
10.一种用于对包括多个功率单元的系统供电的方法，其中所述方法包括由每个功率单元在其启动之后执行的以下步骤a)开始随机长度的加电过程延迟；b)在所述随机长度的加电过程延迟结束时测量所述功率单元的输出端子处的电压 (V2)；c)在所述随机长度的加电过程延迟结束时测量所述功率单元的所述输出端子处的电流㈧；d)确定是否存在任何极性冲突；e)处理在步骤b-d中收集的信息；f)基于所述处理来控制所述功率单元的功率输出。
11.如权利要求10所述的用于对包括多个功率单元的系统供电的方法，其中，在步骤b 中所述电压(^)接近零意味着在步骤f中所述功率单元的所述功率输出的所述控制包括将所述功率输出从所述功率单元传递到所述输出端子。
12.如权利要求11所述的用于对包括多个功率单元的系统供电的方法，其中，测量到所述电压(^)保持接近零而所述电流(A)的快速升高意味着开始根据步骤a的新的随机长度的加电过程延迟。
13.如权利要求10所述的用于对包括多个功率单元的系统供电的方法，其中，在步骤b 中所述电压(^)接近目标电压导致在步骤d中的极性检查，并且如果发现极性冲突那么步骤f中的所述功率单元的所述功率输出的所述控制包括使极性对齐，在所述使极性对齐之后紧接着将所述功率输出传递到所述功率单元的所述输出端子，如果没有发现极性冲突， 那么无需这样的对齐就能够实现所述功率输出到所述功率单元的所述输出端子的传递。
14.如权利要求10到13中的任意一个所述的用于对包括多个功率单元的系统供电的方法，其中，步骤f中的所述控制包括通过防浪涌电路执行电流增长，在比最短加电过程延迟更短的时间内完成所述电流增长
15.如权利要求10到14中的任意一个所述的用于对包括多个功率单元的系统供电的方法，其中，所述随机长度的加电过程延迟是500毫秒的倍数。
全文摘要
本发明涉及一种用于照明系统的功率单元。所述功率单元包括市电功率输入(2)、输出端子(3a、3b)以及用于调整功率单元(1)的供应电压(V1)的供电设备(5)。功率单元还包括极性检测器(13)、用于测量在所述输出端子(3a、3b)处的电压(V2)的伏特计(11)以及用于测量在所述输出端子(3a、3b)处的电流(A)的电流计(12)。功率单元还包括控制单元(7)，其中，所述控制单元(7)被布置为在已导通该功率单元(1)之后开始随机长度的加电过程延迟，并且其中，所述控制单元(7)被布置为处理来自该伏特计(11)、该电流计(12)和该极性检测器(13)的信息，并且基于所述信息控制该功率单元(1)的功率输出。
文档编号H05B39/08GK102449684SQ201080023669
公开日2012年5月9日 申请日期2010年5月25日 优先权日2009年5月29日
发明者P·J·斯尼杰德 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司