CN107637177A - 照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种照明系统（1），包括具有第一USB‑PD连接器的照明设备（6）和电力提供单元，该电力提供单元优选地为电力提供设备（4）的组件且可在不同的操作模式中操作。第二USB‑PD连接器与电力提供单元电气连接并且适于与第一USB‑PD连接器连接以用于生成USB‑PD连接（5），经由该USB‑PD连接（5），电力和可选地还有数据可被照明设备接收。确定指示连接的特征的连接特征值，并且依据所确定的连接特征值，控制电力提供单元的操作模式。这允许对当前连接情形作出反应。例如，如果连接特征值指示相对低的热耦合，则电力提供单元可以提供较小电力。

Description

照明系统

技术领域

本发明涉及照明系统并且涉及用在照明系统内的电力提供设备。本发明进一步涉及用于控制照明系统的控制方法和计算机程序。

背景技术

WO2013/053862A1公开了一种用于固态灯泡组件的驱动电路的控制器，其中固态灯泡组件包括光源并且其中驱动电路包括电源转换器。控制器包括用于存储涉及灯泡组件的操作行为的数据项的数据存储单元，用于确定控制器的芯片温度的温度传感器，以及用于接收芯片温度、用于从数据存储单元中检索所存储的数据项且用于依据芯片温度和检索到的数据项生成控制信号的数据处理单元。数据处理单元进一步适于向电源转换器输出控制信号以用于操作光源。

一种照明系统一般包括用于提供电力的电力提供单元和若干照明设备，其中这样的照明系统可能是相对复杂的，特别是如果每个照明设备都需要连接到电力线缆以用于从电力提供单元接收电力且连接到数据线缆以用于与控制单元交换控制数据的话。而且，如果电力连接或数据连接出现故障，则相应的照明设备的性能的质量可能降低。例如，如果照明设备所生成的热量将经由连接被驱散并且如果该连接没有提供足够的热耦合，则该照明设备可能被加热到一定的温度，在此温度下它不能被恰当地操作或者在此温度下它将被毁坏。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种包括照明设备的照明系统，其允许照明设备的改进的操作。本发明的另外一个目的是提供一种用在照明系统内的电力提供设备。而且，本发明的一个目的是提供一种用于控制照明系统的控制方法和计算机程序。

在本发明的第一方面中，提出一种照明系统，其中该照明系统包括：

- 照明设备，其具有第一通用串行总线电力输送（USB-PD）连接器，

- 电力提供单元，其用于向照明设备提供电力，其中该电力提供单元可在不同的操作模式中操作，

- 第二USB-PD连接器，其与电力提供单元电气连接并且适于与第一USB-PD连接器连接以用于生成一种连接，经由这种连接，所提供的电力可由照明设备接收，

- 连接特征确定单元，其用于确定指示由第一USB-PD连接器和第二USB-PD连接器形成的所述连接的特征的连接特征值，以及

- 用于控制照明系统的控制系统，其中该控制系统适于依据所确定的连接特征值来控制电力提供单元在哪一种操作模式中操作。

由于第一和第二连接器是USB-PD连接器，所以照明设备可以接收电力并且如果需要，可以经由相同的单个USB-PD连接接收像控制信息那样的数据。而且，由于连接特征确定单元确定指示USB-PD连接的特征的特征值，并且由于控制系统依据所确定的连接特征值控制电力提供单元的操作模式并且因此控制到照明设备的电力供应，因此照明系统可以对所述特征以及因此对例如USB-PD连接的质量作出反应。这允许照明系统针对当前的USB-PD连接情形调适照明设备的操作，这可能导致照明设备的改进的操作。例如，如果连接特征值指示第一和第二USB-PD连接器之间的相对低的热耦合，则电力提供单元可以在它向照明设备提供相对低的电力的操作模式中操作，以便不将照明设备加热至这样的温度：在此温度下照明设备无法恰当地被操作或在此温度下照明设备可能甚至被破坏。

电力提供单元优选地适于在第一操作模式中提供第一电力并且在第二操作模式中提供第二电力，其中第一电力低于第二电力，其中提供给照明设备的电力的量依据指示像所述连接的热耦合的质量那样的所述连接的特征的连接特征值来选择。例如，控制系统可以适于控制照明系统，使得a）在电力提供单元处于第一操作模式中的同时，连接特征确定单元确定连接特征值，以及b）依据所确定的连接特征值，特别地只有在连接特征值指示第一和第二USB-PD连接器之间的足够好的耦合的情况下，电力提供单元从第一操作模式改变为第二操作模式。

在一个实施例中，电力提供单元适于通过使用具有占空比的脉宽调制（PWM）提供电力，其中电力提供单元适于可在第三操作模式中操作，在第三操作模式中电力提供单元以比用在第二操作模式中的占空比更小的占空比提供第二电力，其中控制系统适于控制照明系统，使得a）在电力提供单元处于第一操作模式中的同时，连接特征确定单元确定连接特征值，以及b）依据所确定连接特征值，电力提供单元从第一操作模式改变为第三操作模式。特别地，如果所确定连接特征值指示相对低的热耦合质量，则电力提供单元可以在第三操作模式中操作，并且如果连接特征值指示相对高的热耦合质量，则电力提供单元可以在第二操作模式中操作。因而，较高的电力也可以被提供，如果所确定的连接特征值指示例如相对低的热耦合质量的话，但是在此情况下较高电力的供应可能相应地使得照明设备没有通过选择占空比被过多加热。控制系统可以适于将连接特征值与阈值进行比较，并且控制电力提供单元，以使得在所述比较指示较大的耦合质量的情况下它在具有较大占空比的第二操作模式中操作，并且在所述比较指示较小耦合质量的情况下它在具有较小占空比的第三操作模式中操作。因而，如果连接特征值指示相对不良的耦合，则可以向照明设备提供较少能量，以便不将照明设备过多加热。

电力提供单元可以是电力提供设备的部分，电力提供设备还可以至少包括控制系统的组件，其中连接特征值可以是指示例如电力提供设备与照明设备关于例如散热或功能的兼容性的值。特别地，连接特征值可以是照明设备的温度，其中可以假定如果照明设备和电力提供设备关于散热功能不是兼容的，则照明设备的温度可能变得太高。连接特征确定单元也可以适于确定指示连接的电气状况、例如指示由电力提供单元提供的（特别是由电力提供单元分配的）电力是否对应于照明设备所需要的电力的连接特征值。连接特征确定单元也可以适于确定指示所述连接是否是机械紧固的连接特征值，例如，如果第一和第二USB-PD连接器通过使用锁定机构被机械紧固，所述连接是否已被充分锁定；或者如果第一和第二USB-PD连接器被插入到彼此中以用于生成所述连接，它们是否已被完全插入到彼此中。再者，在这些情况下，连接特征值可以是温度值，特别是照明设备的温度，因为不适当的机械连接可能导致从照明设备散热受干扰，使得照明设备的温度可能变得太高。连接特征确定单元也可以适于确定指示照明设备相对于电力提供设备的相对位置的连接特征值。例如，如果电力提供设备包括将会影响照明设备所生成的光的光学元件，如果照明设备已被连接到电力提供设备，则电力提供设备相对于照明设备的不适当的位置可能导致光学元件相对于照明设备的不适当的定位。在此情况下，不适当的相对定位可以通过使用检测已被光学元件影响之后的光的光学检测器或者通过布置在电力提供设备内的一定位置处的光学检测器来检测，在照明设备和电力提供设备相对于彼此正确地对准的情况下，在该位置处照明设备所生成的光不会存在。不正确的相对定位也可能与第一和第二USB-PD连接器之间的降低的热耦合相关，使得在此情况下连接特征值也可以是指示照明设备的温度的温度值。

因而，在一个实施例中，连接特征确定单元适于确定指示照明设备的和/或第一USB-PD连接器的和/或第二USB-PD连接器的和/或电力提供单元的温度的温度值，作为连接特征值。该温度值可以是温度，或者它可以是指示温度的另一个参数。在一个实施例中，连接特征确定单元包括用于直接测量温度的温度传感器。温度传感器可以嵌入在照明设备和/或第一USB-PD连接器和/或第二USB-PD连接器和/或电力提供单元中。

照明设备优选地包括LED，其中在此情况下连接特征确定单元可以适于确定温度值，使得它指示LED的结温。温度值可以直接为结温。而且，连接特征确定单元可以适于确定LED的正向电压，以便确定指示结温的温度值。特别地，正向电压自身、正向电压相对于在某时间点处的正向电压的改变或从正向电压和/或正向电压的改变导出的另一个值可以被用作温度值。

温度是用于连接质量的良好指示符，因为如果热耦合不好，其可能伴随有不良的电气和机械耦合，则热量将不会经由第一和第二USB-PD连接器被恰当地驱散到照明系统的其他部分并且在照明设备中聚集。因此，照明设备的相对高温度和/或照明系统的其他组件的相对低温度可能指示，连接质量不是非常好，导致从照明设备到照明系统的一个或多个其他组件的降低的散热。

照明系统优选地包括用于依据连接特征值输出信号的输出单元。例如，如果连接特征值指示电力提供设备和照明设备不是兼容的或者所述连接不是机械紧固的，其可能导致由于降低的散热所致的照明设备的太高温度，则照明设备的温度可以被测量，以便提供连接特征值，并且如果温度是比预定义的温度阈值更高的值，则输出信号。优选地，输出单元和照明设备形成集成单元，即照明设备所生成的光被用于输出信号。因而，它可以被指示，例如如果所确定的连接特征值对应于不足的散热的话，于是像安装者那样的用户可以例如改进连接。在用户已经改进连接之后，照明设备可以在第二操作模式中操作。

特别地，电力提供单元可以适于在第一操作模式中提供第一电力并且在第二操作模式中提供第二电力，其中第一电力低于第二电力，其中控制系统适于控制输出单元，以使得在电力提供单元在第一操作模式中操作的同时依据连接特征值输出信号。因而，可能已经在第一操作模式中表明，例如所述连接发生可能导致不足的散热的故障，其中在此情况下电力提供单元的操作优选地并未从第一操作模式改变为第二操作模式。用户通过输出信号被告知连接发生故障，于是用户可以改进连接。连接特征值然后可以被再次确定，并且如果连接质量现在是足够的，则电力提供单元可以被控制成在其第二操作模式中操作。在一个实施例中，照明系统可以因此被控制成使得照明设备仅在第一USB-PD连接器与第二USB-PD连接器之间的耦合足够的情况下接收较高电力，从而确保照明设备的恰当操作。

输出单元优选地适于依据连接特征值输出光学信号，例如闪光信号和/或具有某种颜色的信号。

如果输出单元和照明设备被集成以使得信号被作为光学信号经由照明设备输出，则不需要提供附加的输出单元，而是照明设备自身可以依据所确定的连接特征值输出信号。例如，如果连接特征值指示通过与阈值的比较而展示的相对低的质量，则照明设备可以输出某种信号，像闪光信号或具有像红颜色那样的某种颜色的信号。如果连接特征值指示相对高的连接质量，则指示连接质量的信号可以不被输出或者指示相对高的连接质量的信号可以被输出。

在一个实施例中，照明系统包括具有若干第一USB-PD连接器的若干照明设备、与一个或多个电力提供单元电气连接并且适于与第一USB-PD连接器连接以用于生成电气连接的若干第二USB-PD连接器，经由该电气连接，所提供的电力可由照明设备接收，其中输出单元与照明设备集成以使得：如果连接特征确定单元确定由某照明设备的第一USB-PD连接器和第二USB-PD连接器形成的连接的连接特征值，则所述信号依据连接特征值经由邻近照明设备被作为光学信号输出。因而，如果第一USB-PD连接器与第二USB-PD连接器之间的连接的相对低的连接质量已被确定，则此低质量连接可以通过经由连接到此连接的照明设备和/或经由邻近照明设备输出信号来指示。

优选地，控制系统适于将连接特征值与阈值进行比较并且基于此阈值比较（thresholding）确定连接特征值是否指示足够的耦合。例如，控制系统可以适于依据与阈值的比较将电力提供单元的操作从第一操作模式改变为第二操作模式。特别地，控制系统可以适于仅在连接特征值例如大于或小于阈值的情况下将电力提供单元的操作从第一操作模式改变为第二操作模式。

优选地，照明设备包括一个或多个LED。特别地，照明设备可以是包括若干LED的LED模块。电力提供单元可以适于将从像市电电源那样的中央电源接收的电力变换成相应的较低电力或较高电力。电力提供单元可以是电力提供设备的组件，电力提供设备可以是LED驱动器。特别地，照明系统可以包括LED模块和形成LED光引擎（LLE）的LED驱动器的组合。

第一USB-PD连接器和第二USB-PD连接器优选地适于提供符合USB-PD标准的USB-PD连接。相应地，至少照明设备和电力提供单元优选地符合USB-PD标准。

在一个实施例中，连接特征确定单元适于确定所述连接是否包括误接线并且适于提供连接特征值以使得它指示误接线是否已被确定。输出单元可以适于依据误接线确定输出信号。因而，如果存在误接线，这可以被指示给可以纠正误接线的用户，以便确保照明设备的恰当操作。优选地，控制系统适于控制照明系统，使得误接线的确定被执行，同时电力提供单元在第一操作模式中提供较低电力，其中仅在没有误接线被确定的情况下，电力供应从第一操作模式中的较低电力被改变为第二操作模式中的较高电力。

第一和第二USB-PD连接器中的一个优选地为阳性连接器，并且第一和第二USB-PD连接器中的另一个优选地为阴性连接器。在一个实施例中，第一和第二USB-PD连接器被调适成使得它们可通过将第一和第二USB-PD连接器塞入到彼此中、通过（特别地任意）将第一和第二USB-PD连接器相对于彼此旋转到相对旋转位置并且通过将第一和第二USB-PD连接器相对于彼此机械固定在相对旋转位置处连接到彼此。第一USB-PD连接器和/或第二USB-PD连接器可以包括可扩展的电气耦合元件，以便通过扩展电气耦合元件提供机械固定。因而，在第一和第二USB-PD连接器特别地通过将连接器中的一个滑动到连接器中的另一个中被塞入到彼此之后，照明设备可以被旋转到期望的旋转位置，从而相对于彼此旋转连接器，随后照明设备可以通过将连接器相对于彼此机械固定而被机械固定在期望的旋转位置。照明设备的旋转位置因此可以以技术上相对简单的方式被选择，特别地无需在照明设备与电力提供单元之间的技术上更复杂的接口以用于提供旋转调节特性。

在本发明的另外一个方面中，提出一种用在如权利要求1中所限定的照明系统中的电力提供设备，其中该电力提供设备包括：

- 电力提供单元，其用于向照明系统的照明设备提供电力，其中电力提供单元可在不同的操作模式中操作，

- 第二USB-PD连接器，其与电力提供单元电气连接并且适于与照明设备的第一USB-PD连接器连接以用于生成一种连接，经由这种连接，所提供的电力可由照明设备接收，

- 控制器，其用于依据由照明系统的连接特征确定单元确定的连接特征值控制电力提供单元在哪一种操作模式中操作。

在本发明的另外一个方面中，提出一种用于控制如权利要求1中所限定的照明系统的控制方法，该控制方法包括：

- 确定指示连接的特征的连接特征值，该连接由照明设备的第一USB-PD连接器和与电力提供单元电气连接的第二USB-PD连接器形成并且经由该连接，所提供的电力可由照明设备接收，以及

- 依据所确定的连接特征值控制电力提供单元在哪一种操作模式中操作。

在本发明的另一个方面中，提出一种用于控制如权利要求1中所限定的照明系统的计算机程序，其中该计算机程序包括用于当该计算机程序在照明系统的控制系统上运行时使该控制系统实施如权利要求13中所限定的控制方法的步骤的程序代码构件。

应当理解，权利要求1的照明系统、权利要求12的电力提供设备、权利要求13的控制方法和权利要求14的计算机程序具有类似的和/或完全相同的优选实施例，特别是如从属权利要求中所限定的优选实施例。

应当理解，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求或上述实施例与相应独立权利要求的任何组合。

本发明的这些和其他方面根据下文描述的实施例将是显然的并且参照这些实施例进行阐述。

附图说明

在下面的附图中：

图1示意性且示例性示出包括若干电力提供设备和若干照明设备的照明系统，

图2示意性且示例性示出照明系统的电力提供设备的一个实施例，

图3示意性且示例性示出照明系统的照明设备的一个实施例，

图4示意性且示例性示出照明设备的第一USB-PD连接器的和电力提供设备的第二USB-PD连接器的实施例，

图5示意性且示例性更详细地示出第二USB-PD连接器的实施例，

图6示意性且示例性示出第二USB-PD连接器的另外一个实施例，

图7示意性且示例性示出用于控制照明系统的控制方法的一个实施例，

图8-11示意性且示例性图示照明设备的第一USB-PD连接器的和电力提供设备的第二USB-PD连接器的另外的实施例，以及

图12示意性且示例性示出具有若干照明设备的房间。

具体实施方式

图1示意性且示例性示出照明系统的一个实施例。照明系统1包括连接到像市电电源那样的中央电源2的电力轨道3。中央电源2供应经由电力轨道3被分配给电力提供设备4的电力。电力提供设备4经由连接5连接到照明设备6。图2中更详细地示意性且示例性示出电力提供设备4中的一个。

电力提供设备4包括用于向相应照明设备6提供电力的电力提供单元8，其中电力提供单元8可在提供较低电力的第一操作模式和提供较高电力的第二操作模式中操作。电力提供单元8优选地适于将由中央电源2经由电力轨道供应的电力分别变换成较低电力或较高电力，以被提供给相应照明设备6。电力提供设备4进一步包括USB-PD连接器10，其适于连接到相应照明设备6的USB-PD连接器。在下文中，照明设备6的USB-PD连接器将被命名为第一USB-PD连接器，并且电力提供设备4的USB-PD连接器10将被命名为第二USB-PD连接器。

图3中更详细地示意性且示例性示出照明设备6中的一个。照明设备6包括第一USB-PD连接器7、连接到第一USB-PD连接器7的LED 11、以及用于确定指示由照明设备6的第一USB-PD连接器7和电力提供设备4的第二USB-PD连接器10形成的连接的质量的连接特征值的连接特征确定单元12。照明设备6进一步包括用于控制照明设备6的组件的控制器13。

第一和第二USB-PD连接器7、10形成USB-PD连接5。再者，电力提供设备4和照明设备6的其他组件是USB-PD设备，即符合USB-PD标准的设备。USB-PD连接器和USB-PD设备可以符合USB-PD标准的1.0版和/或符合此标准的另一个版本。电力提供设备4的控制器9和照明设备6的控制器12经由USB-PD连接相互通信，并且形成用于控制照明系统1的控制系统。特别地，控制系统、特别是控制器13适于控制照明设备6，以使得在相应的电力提供设备4的电力提供单元8处于第一操作模式中的同时，连接特征确定单元12确定连接特征值。而且，控制系统、特别是控制器9优选地适于控制电力提供单元8，以使得它依据所确定的连接特征值从第一操作模式改变为第二操作模式，所确定的连接特征值可以经由照明设备6的控制器13或直接地从连接特征确定单元12传送到电力提供设备4的控制器9。特别地，控制器9优选地适于将所确定的连接特征值与阈值进行比较，并且适于依据与阈值的比较，特别地仅在所述比较指示足够的连接质量的情况下，将电力提供单元8的操作从第一操作模式改变为第二操作模式。如果连接质量不足，则LED 11被控制以使得它输出指示不足的连接质量的信号。例如，LED 11可以闪光或可以提供具有像红颜色那样的某种颜色的光。照明设备6，特别是LED 11，因此也可以被认为是适于依据所确定连接特征值输出信号的输出单元。照明设备6因此不仅可以用于一般光照目的，而且也可以用于指示由第一USB-PD连接器7和第二USB-PD连接器10形成的连接的质量是否是不足的。特别地，控制器13可以适于控制LED11，以使得在由连接特征值确定单元12确定的连接特征值与阈值的比较指示不足的连接质量的情况下，它输出指示不足的连接质量的信号。如果与阈值的比较指示足够的连接质量，电力提供单元8将在第二操作模式中提供较高电力并且LED 11将以所提供的较高电力操作。

连接特征确定单元12适于确定指示照明设备6的温度的温度值，作为连接特征值。例如，连接特征确定单元12可以包括布置成靠近LED 11或者甚至与LED 11集成的温度传感器，以便测量LED 11的温度并提供所测量的温度作为指示照明设备6的温度的温度值。然而，连接特征确定单元12也可以适于以另一种方式确定指示照明设备6的温度的温度值。例如，连接特征确定单元12可以适于确定LED 11的正向电压并将该正向电压或正向电压的改变用作指示照明设备6的温度的温度值，即在此情况下，指示LED 11的结的温度的温度值。因而，正向电压自身或正向电压相对于在某时间点处正向电压的改变可以指示LED 11的结温，并且因此可以被用作温度值。再者，从正向电压和/或正向电压的改变导出的值可以被用作温度值。例如，在a）正向电压或正向电压改变与b）温度之间的已知指派（assignment）可以用于确定结温作为指示照明设备6的温度的温度值。

图4更详细地示意性且示例性示出第一USB-PD连接器7和第二USB-PD连接器10的实施例。如在图4中可以看出，在此实施例中，第一USB-PD连接器7为阴性连接器，而第二USB-PD连接器10为阳性连接器。如箭头14所指示，阳性连接器10可滑动到阴性连接器7中，并且包括可扩展的电气耦合元件15，其可以如图4中示意性且示例性示出那样在阳性连接器10内部，但是其也可以如图5中示意性且示例性指示那样被扩展成使得它们从阳性连接器15的外表面突出。阳性连接器10包括用于允许安装者从电气耦合元件15处于阳性连接器10内的配置和电气耦合元件15被扩展成使得它们从阳性连接器10的外表面突出的状态改变阳性连接器10的状态。状态改变元件16可以是如图4和5示意性且示例性示出的环形元件。然而，在另一个实施例中，状态改变元件也可以是像如图6中示意性且示例性示出的杠杆17那样的另一个元件。在一个实施例中，阳性连接器10包括用于使电气耦合元件15偏置以在阳性连接器10的外表面之上突出的弹簧构造，以及用于抵抗分别通过旋转环形元件16或推杠杆17进入到阳性连接器10中的弹簧力而拉拽电气耦合元件15的拉拽机构。

在阳性连接器10已被滑动到阴性连接器7中之后，这两个连接器7、10可以相对于彼此旋转，以便按照希望调节照明设备6的旋转位置，随后安装者可以通过致动环形元件16或杠杆17以使得电气耦合元件15被扩展并且与阴性连接器7内的对应耦合元件18接触来将阴性连接器7内的阳性连接器10机械固定在期望的旋转位置处。阴性连接器7内的耦合元件18由电气耦合元件15可以被按压在其中的环状凹口形成，以便将阳性连接器10机械固定在阴性连接器7内并且以便在两个连接器7、10之间建立电气、机械和热耦合。在此实施例中，阳性连接器10的一侧上的耦合元件15中的每一个与阳性连接器10的相对侧上的耦合元件15中对应的一个电气接触，即在此实施例中，阳性连接器10提供四个单独的电气接触件，其可以与阴性连接器7的对应的四个电气接触件（即所述四个电气耦合元件18）连接。在其他实施例中，阴性连接器10和阳性连接器7当然可以适于提供超过四个或少于四个电气接触件。

在下文中，将参照图7中所示的流程图示例性描述用于控制照明系统1的控制方法的实施例。

在照明设备6已经连接到电力提供设备4之后，控制系统控制电力提供设备4的电力提供单元8以使得它们在步骤101中提供较低电力。在较低电力被提供的同时，在步骤102中相应的连接特征确定单元12确定相应的连接特征值。特别地，相应的温度值被确定，其指示相应照明设备6的温度。在步骤103中，确定相应的连接特征值是指示相对良好的耦合还是相对不良的耦合。优选地，将所确定的相应连接特征值与阈值进行比较，以便确定相应的耦合质量可以被视为相对良好的还是相对不良的。例如，如果相应的连接特征值指示相应的照明设备6的温度，则可以确定相应的连接特征值指示大于温度阈值的温度，其中如果情况是这样，则所确定的相应连接特征值可以被视为指示相对不良的耦合质量。如果确定相应的连接特征值指示相应的电力提供设备4和相应照明设备6的连接器之间的相对良好的耦合，则在步骤104中，相应的电力提供单元8在第二操作模式中操作，以便向相应的照明设备6提供较高电力。如果确定相应的耦合质量相对不良，则在步骤105中，相应的电力提供单元8保持在其第一操作模式中并且相应的照明设备6输出指示相对不良质量的信号。例如，在步骤105中，相应的照明设备6的LED 11可以被控制以使得它提供闪光信号或具有像红颜色那样的某种颜色的信号，以便向安装者指示相应的耦合的质量不是足够的。

尽管在上述实施例中，每个照明设备6仅包括单个LED 11，但是在其他实施例中，照明设备当然可以包括超过一个LED。也可以被视为LED模块的照明设备在它们包括一个或多个LED的情况下可以针对室外或室内应用、特别是针对聚光灯应用进行调适。

特别地，对于LED模块，明确定义的热接口是重要的。特别地，如果若干LED以高密度配置被置于LED模块中，LED模块的良好冷却是重要的，以便保证指定性能，像指定强度、指定颜色温度等。如果LED模块未被良好连接到经由其向LED模块提供电力的第二USB-PD连接器，则LED模块可能变得过热并且性能水平可能下降。例如，如果像来自飞利浦公司的可拧扭（Twistable） Fortimo DLM模块那样的可可插接LED模块未被恰当地螺旋拧入到第二USB-PD连接器中，该第二USB-PD连接器可以是LED模块（特别地在它尚未到达其结束位置的情况下）应当被螺旋拧入到其中的照明器的连接器，则LED模块中所生成的热量可能不会经由第二USB-PD连接器被传递去到例如照明器并且可能发生LED模块的过热。

因此，上文参照图2至6描述的照明系统提供了一种用于告知安装者或另一个用户在照明设备的安装/装配之后热接口的质量的直接反馈。通过经由相应照明设备自身提供光学反馈，可以向用户告知装配的状况。

上文参照图1至6描述的照明系统提供了一种关于安装/装配的质量的直接光学反馈，从而告知或警告用户照明设备未被正确地安装。例如，如果照明设备尚未被以充分结合方式螺旋连接或者可插接的照明设备尚未完全被完全拧扭，则照明设备可以提供像闪光信号或在照明设备具有例如彩色LED的情况下的红色光信号那样的光学信号。所述安装的这种测试和光学信号的输出在所述安装具有不良质量的情况下优选地在切换到第二操作模式之前在第一操作模式中完成，第一操作模式也可以被视为安全的低电力模式。因此，如果较低电力被提供，而不仅仅在较高电力被提供的情况下，照明设备优选地也能够输出光。在第一操作模式中，电力提供单元可以提供5V和5A，并且在第二操作模式中，电力提供单元可以提供20V和5A。然而，电力提供单元也可以适于提供其他电力值。

照明系统可以适于通过监控LED结温来测量照明设备的操作温度，以便检测关于热接口的潜在问题。实际结温可以通过测量LED的相对正向电压，即与例如起步正向电压相比的正向电压，来导出。照明设备的操作温度也可以直接通过读出可以嵌入在照明设备中的嵌入式温度传感器来测量。所确定的操作温度可以被视为指示由照明设备的第一USB-PD连接器和第二USB-PD形成的连接的质量的连接特征值，照明设备经由该连接接收电力。为了将温度信息从照明设备传递到例如电力提供设备，可以使用USB-PD连接的电源线（Vbusline）上的电力调制信号，其中此功能可以作为USB-PD协议中的定制功能或命令被添加。再者，其他通信构件可以用于读出温度信息。例如，无线连接可以被提供以将温度信息或者在另一个实施例中的另一个连接特征值传递到例如电力提供设备或另一个单元，其使用该信息确定耦合质量是否足够并且如果情况不是这样，则输出信号。

通过确定并提供连接特征值，特别是通过测量并读出照明设备的温度（其也可以被视为模块温度），在切换到第二操作模式之前的第一操作模式中，可以避免对照明设备的潜在损害。优选地为信息光信号且应当被输出的信号在连接特征值指示不足的耦合质量的情况下优选地在第一操作模式中被生成。

照明系统可以被调适成使得：在连接特征确定单元已经确定指示由某个照明设备的第一USB-PD连接器和第二USB-PD连接器形成的连接的特征的连接特征值的情况下并且在所确定的连接特征值指示不足的耦合的情况下，相应的光学信号被邻近照明设备输出以及可选地也被实际上连接特征值已经针对其被确定的照明设备输出。因而，邻近照明设备可以告知用户照明设备的装配状况。在此情况下，所确定的连接特征值可以通过使用已知的通信技术被传递到邻近照明设备，该已知通信技术例如为USB-PD连接的电源线上的电力调制信号或像蓝牙、WiFi或Zigbee那样的无线通信技术。

尽管在上述实施例中在第一操作模式中确定连接特征值，其中如果连接特征值指示不足的耦合，则这通过输出信号被指示给用户，同时较低电力仍然在第一操作模式中被提供，其中电力供应未被切换到提供较高电力的第二操作模式中，但是在另一个实施例中，电力供应可以被切换到提供较高电力的第三操作模式，即使所确定的连接特征值指示不足的耦合，其中在此情况下，在第二操作模式和第三操作模式中操作电力提供单元的种类可能是不同的。例如，电力提供单元可以适于通过使用PWM被操作，其中PWM的占空比在第二操作模式中具有比第三操作模式中更大的值，并且其中如果连接特征值指示足够的耦合，电力提供单元可以在第二操作模式中操作并且如果连接特征值指示不足的耦合，电力提供单元可以在第三操作模式中操作。连接特征值是指示足够的还是不足的耦合可以通过对连接特征值进行阈值比较（thresholding）来确定。因而，如果连接特征值指示不足的耦合，则电力提供单元可以以较低占空比提供较高电力，其中照明设备可以提供指示在与较低占空比一起使用的第三操作模式中不足的耦合质量的光学信号。

特别地，在具有符合USB-PD标准的照明系统的情况下，可能存在例如在自制的自己动手的USB-PD连接器和线缆配件中接线被拧扭的风险。上文参照图1至6描述的照明系统因此也可以适于检测误接线并且经由照明设备指示误接线。特别地，连接特征确定单元可以适于确定是否存在误接线并且提供连接特征值以使得它指示误接线是否被确定。特别地，连接特征值确定单元可以适于测量从电力提供单元流到第二USB-PD连接器的电流并且依据此电流测量确定是否存在误接线。取代确定误接线的是或除了确定误接线之外，照明设备，特别是照明设备的连接器，可以包括整流器，特别是低损耗整流器，以便避免误接线问题。

尽管在上述实施例中连接特征确定单元集成在照明设备中，但是在其他实施例中它也可以集成在像电力提供设备那样的其他设备中，或者它可以是单独的设备。而且，连接特征确定单元可以是分布在若干设备上的分布式单元，其中接触特征确定单元的不同子单元可以确定不同种类的接触特征值。例如，集成在照明设备中的子单元可以确定指示照明设备的温度的温度值作为第一接触特征值，并且集成在电力提供设备中的另外的子单元可以确定指示误接线的接触特征值。如果若干接触特征值被确定，则控制单元可以通过使用依据所确定的接触特征值限定电力提供单元的操作模式的电力规则来控制电力提供单元的操作模式。例如，电力规则可以限定仅在所有确定的连接特征值指示可以通过阈值比较确定的足够的连接质量的情况下，电力提供单元提供较高的第二电力。

尽管在上述实施例中输出单元与照明设备集成，以使得照明设备也是输出单元并且照明设备的LED不仅用于光照目的，而且用于输出指示例如不足的耦合质量的信号，但是在其他实施例中输出单元可以是未集成在照明设备中的附加单元。与照明设备集成的或为单独的输出单元的输出单元可以依据故障的种类提供不同的故障信号。例如，如果所确定的连接特征值指示不足的热耦合，则可以提供第一光学信号，并且如果它指示误接线，则输出单元可以提供另一个第二光学信号。

第一和第二USB-PD连接器优选地适于提供例如100W的高电力传递以通过若干方式导向彼此，适于提供相对高的数据传递速率，并且适于处理相对高的热负荷。照明系统可以用在零售聚光灯应用中。在此情况下，照明设备可以被视为经由电力提供设备附接到电力轨道的零售聚光灯。电力提供设备可以被视为用于驱动零售聚光灯的聚光灯驱动单元。已知的聚光灯驱动单元通常是相对大的、突出的且技术上相对复杂的，以便允许零售聚光灯倾斜和旋转。相比之下，特别地参照图4至6，上文描述第一和第二USB-PD连接器的组合允许零售聚光灯或另一个照明设备到期望位置的技术上相对简单的旋转。而且，由于USB-PD连接，第一和第二USB-PD连接器允许通过使用USB-PD标准控制零售聚光灯。第一和第二USB-PD连接器可以通过致动例如环形元件或杠杆提供具有机械锁功能的鲁棒的机械可旋转连接，其中该连接允许相对高的电力传递并且允许良好的热耦合。

尽管上文参照例如图4至6描述的第一和第二USB-PD连接器具有某种构造，但是在其他实施例中，第一和第二USB-PD连接器可以以另一方式构造。例如，如图8至10中示意性且示例性所示，具有若干LED 211和外壳219的照明设备206可以包括第一USB-PD连接器207，其具有要与集成在例如房间的天花板230中的第二USB-PD连接器210连接的圆柱形套管状电气耦合元件215，其中第二USB-PD连接器210包括套管状电气耦合元件218和绝缘体元件231的交错布置232。这些电气耦合元件218之一和这些绝缘体元件231之一在图10中被示意性且示例性图示。套管状电气耦合元件218和绝缘体元件231是圆柱形的，即每个元件形成中空圆柱体或中空圆柱体的部分，如中空半圆柱体。

绝缘体元件231被布置在电气耦合元件218之间，以便使邻近的电气耦合元件218彼此电绝缘。优选地，绝缘体元件231被布置在相应套管状电气耦合元件218的相应外表面上，其中在布置在套管状电气耦合元件218的外表面（其面对邻近的套管状电气耦合元件218）上的绝缘体元件231与该邻近的套管状电气耦合元件218之间存在间隙。第一USB-PD连接器207的套管状电气耦合元件215可以插入到此间隙中。如图10中示意性且示例性图示的那样，绝缘体元件231可以相对于在第一USB-PD连接器207被引入到第二USB-PD 210中的引入侧处突出，以便降低短路的可能性。

当第一和第二USB-PD连接器207、210已经被引入到彼此中时，套管状电气耦合元件215、218提供相对大的接触接口。因而，套管状电气耦合元件215、218可以提供良好的散热。然而，在其他实施例中，第一USB-PD 连接器和/或第二USB-PD连接器也可以以另一种方式构造。例如，第一和第二USB-PD连接器中的一个仍然可以包括套管状电气耦合元件，并且第一和第二USB-PD连接器中的另一个可以包括嵌入在套管状绝缘体元件中的电气弹簧接触件。

图11示意性且示例性示出阴性第一USB-PD连接器407和阳性第二USB-PD连接器410的另外的实施例。在此实施例中，第一和第二USB-PD连接器407、410是成锥形形状的，以便降低阳性USB-PD连接器410不完全插入到阴性USB-PD连接器407中的可能性。阳性USB-PD连接器410包括可扩展的电气耦合元件415，其可以如图11中示意性且示例指示的那样在阳性USB-PD连接器410之外或者在阳性USB-PD连接器410的内部。优选地，在阳性USB-PD连接器410被插入到阴性USB-PD连接器407中的同时，可扩展的电气耦合元件415处于阳性USB-PD连接器410的内部，其中在阳性USB-PD连接器410已被完全插入到阴性USB-PD连接器407中之后，电气耦合元件415被扩展，以便提供与阴性USB-PD连接器407的对应元件418的电气接触。再者，在此实施例中，阴性连接器407的耦合元件418可以由环状凹口形成，电气耦合元件415可以被插入该环状凹口中，以便在这两个连接器407、410之间建立电气、机械和热耦合。阳性USB-PD连接器410可以包括像上述环形元件或杠杆那样的状态改变元件，其可以由像安装者那样的用户致动以用于将电气耦合元件415的状态从处于阳性USB-PD连接器410内部改变为处于阳性USB-PD连接器410外部或反之亦然。

在一个实施例中，旋转的USB-PD槽的网格，即上文参照例如图4和9至12描述的第二USB-PD连接器的网格，可以集成在天花板中以用于例如零售应用中的重点照明的灵活定位。在一个实施例中，照明设备可能不需要驱动器，因为它们可以经由USB-PD数据协议被控制。由于USB-PD可以递送高达100W，因此可以提供可以覆盖大范围零售光强度的电力。第一和第二USB-PD连接器的圆形形状允许相应的照明设备旋转。像铰链那样的另外的机械元件可以被添加，以便也允许照明设备倾斜。第二USB-PD连接器可以被用作用于消费型灯、专业灯、LED聚光灯、LED模块等的标准化插座连接器，以用于例如街道照明、零售照明或其他照明应用。

图12示意性且示例性示出为嵌入在房间300的天花板331中的圆形插座连接器的若干第二USB-PD连接器310，其中具有第一USB-PD连接器307的照明设备306可以与期望的插座连接器310连接。照明设备306进一步包括用于使像照明设备306的LED那样的光源311倾斜的机械元件330。为了旋转插座310内的照明设备306，附加的机械构造并不是所需要的，因为第一USB-PD连接器307可以在第二USB-PD连接器310内旋转。

上文参照图4至6和11描述的第一和第二USB-PD连接器提供可旋转USB-PD连接，其具有组合机械固定、电气连接和热传导的锁定功能。阳性和阴性部分通过将例如LED模块“塞入”插座中而被结合。一旦用户将LED模块旋转到正确位置，金属接触件、即耦合元件可以如上文参照图5、6和11描述的那样从插座（或LED模块）被扩展。与USB-PD连接器中的针脚可比较的这些接触件提供阳性和阴性部分之间的电气连接。优选地，电力和数据二者将遍历此连接。机械固定可以通过这些接触件或通过其他构件提供。优选地，相同的用户动作，例如拧扭和夹捏运动提供电气连接和机械固定二者。

由于LED模块将需要驱散热量，可旋转的USB-PD插件可以充当散热器，其中热量从LED模块传递到插座。电力提供单元，特别是电力提供设备的插座，可以装备有散热构件。这可以允许LED模块的“防呆法”安装。

尽管在上述实施例中照明设备包括LED，但是在其他实施例中照明设备可以包括其他光源。

而且，在一个实施例中，另外的电气组件也可以耦合至电力提供设备。特别地，电力提供设备可以包括用于连接到像传感器、接口模块、特别是网络接口模块等那样的其他电气组件的第一USB-PD连接器的另外的第二USB-PD连接器。连接特征确定单元可以适于确定指示电力提供设备与所述另外的电气组件之间的连接的特征的连接特征值，并且控制系统可以适于基于所确定的连接特征值控制到所述另外的电气组件的电力供应，并且可选地依据连接特征值控制输出单元输出信号，特别地类似于对电力提供单元和可选地上面参照电力提供设备与照明设备之间的连接描述的输出单元的控制。在可以被视为照明设备已被连接到的照明器的电力提供设备与网络接口模块之间的连接的情况下，连接特征确定单元可以适于确定指示网络接口的状况的连接特征值，其中到网络接口模块的电力供应，即电力提供单元的操作模式，可以依据网络接口的状况进行控制。

尽管在上述实施例中，第一和第二USB-PD连接器可以相对于彼此旋转，但是在它们被插入到彼此中之后，为了允许照明设备旋转到期望的旋转位置，在其他实施例中，第一和第二USB-PD连接器可以被机械地构造，以使得它们可以在仅一个或仅少量某些相对旋转位置中被插入到彼此中。例如，它们可以是非圆成形的，以使得它们可以在单个相对旋转位置中或在少量预定义的相对旋转位置之一中被插入到彼此中。特别地，第一和第二USB-PD连接器在横截面中可以具有矩形形状、三角形形状等。在一个实施例中，第一和第二USB-PD连接器中的一个可以具有元件，该元件被定尺寸和成形以使得它对应于第一和第二USB-PD连接器中的另一个的对应元件，其中这些元件被定位、成形和定尺寸以使得第一和第二USB-PD连接器可以在仅单个相对旋转位置中或在少量可能的相对旋转位置之一中被插入到彼此中，并且其中在单个相对旋转位置或所述少量可能的相对旋转位置中，第一和第二USB-PD连接器的对应元件彼此接合。第一和第二USB-PD连接器中的每一个可以具有这些元件中的一个或多个。因而，在一个实施例中，接合构造可以用来确保第一和第二USB-PD连接器在某个相对旋转位置被插入到彼此中。如果在一个实施例中电力提供设备是包括像透镜和/或反射器那样的光学元件的照明器，并且如果照明设备将以相对于光学元件的预定义方式取向，则这可以通过对照明器的第二USB-PD连接器和照明设备的第一USB-PD连接器相应地相对于彼此取向来确保，其中USB-PD连接器相对于彼此的正确取向可以通过机械构造USB-PD连接器以使得USB-PD连接器的仅此正确的相对旋转位置是可能的来确保，如果它们被插入到彼此中的话。

在实践要求保护的本发明时通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员可以理解并实现所公开的实施例的其他变形。

在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”不排除多个。

单个单元或设备可以实现权利要求中叙述的若干项目的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的仅有事实并不指示这些措施的组合不能用于获益。

由一个或多个单元或设备执行的像电力的供应、连接特征值的确定、阈值比较、照明系统的组件的控制等那样的过程可以通过任何其他数量的单元或设备执行。这些过程，尤其是依照控制方法的照明系统的控制，可以被实现为计算机程序的程序代码构件和/或实现为专用硬件。

计算机程序可以存储/分布在适当的介质上，比如与其他硬件一起供应或作为其他硬件的部分供应的光学存储介质或固态介质，但是也可以以其他形式分布，比如经由因特网或其他有线或无线电信系统。

权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制范围。

本发明涉及一种照明系统，包括具有第一USB-PD连接器的照明设备和电力提供单元，该电力提供单元优选地为电力提供设备的组件且可在不同的操作模式中操作。第二USB-PD连接器与电力提供单元电气连接并且适于与第一USB-PD连接器连接以用于生成USB-PD连接，经由该USB-PD连接，电力和可选地还有数据可被照明设备接收。确定指示所述连接的特征的连接特征值，并且依据所确定的连接特征值控制电力提供单元的操作模式。这允许对当前连接情形作出反应。例如，如果连接特征值指示相对低的热耦合，则电力提供单元可以提供较小电力。

Claims (14)

1.一种照明系统，包括：

- 照明设备（6），其具有第一USB-PD连接器（7），

- 电力提供单元（8），其用于向照明设备（6）提供电力，其中该电力提供单元（8）可在不同的操作模式中操作，

- 第二USB-PD连接器（10），其与电力提供单元（8）电气连接并且适于与第一USB-PD连接器（7）连接以用于生成连接（5），经由该连接（5），所提供的电力可由照明设备（6）接收，

- 连接特征确定单元（12），其用于确定指示由第一USB-PD连接器（7）和第二USB-PD连接器（10）形成的所述连接（5）的特征的连接特征值，以及

- 控制系统（9，13），其用于控制照明系统，其中该控制系统（9，13）适于依据所确定的连接特征值来控制电力提供单元（8）在哪一种操作模式中操作。

2.如权利要求1所限定的照明系统，其中电力提供单元（8）适于在第一操作模式中提供第一电力并且在第二操作模式中提供第二电力，其中第一电力低于第二电力。

3.如权利要求2所限定的照明系统，其中控制系统（9，13）适于控制照明系统，使得：a）在电力提供单元（8）处于第一操作模式中的同时，连接特征确定单元（12）确定连接特征值，并且b）依据所确定的连接特征值，电力提供单元（8）从第一操作模式改变为第二操作模式。

4.如权利要求2所限定的照明系统，其中电力提供单元（8）适于通过使用具有占空比的脉宽调制提供电力，其中电力提供单元（8）适于可在第三操作模式中操作，在第三操作模式中电力提供单元（8）以比用在第二操作模式中的占空比更小的占空比提供第二电力，其中控制系统（9，13）适于控制照明系统，使得：a）在电力提供单元（8）处于第一操作模式中的同时，连接特征确定单元（12）确定连接特征值，并且b）依据所确定连接特征值，电力提供单元（8）从第一操作模式改变为第三操作模式。

5.如权利要求1所限定的电力分配系统，其中连接特征确定单元（12）适于确定指示照明设备（6）的和/或第一USB-PD连接器（7）的和/或第二USB-PD连接器（10）的和/或电力提供单元（8）的温度的温度值，作为连接特征值。

6.如权利要求1所限定的照明系统，其中该照明系统进一步包括用于依据连接特征值输出信号的输出单元（6）。

7.如权利要求6所限定的照明系统，其中输出单元（6）和照明设备（6）被集成以使得所述信号被作为光学信号经由照明设备（6）输出。

8.如权利要求6所限定的照明系统，其中电力提供单元（8）适于在第一操作模式中提供第一电力并且在第二操作模式中提供第二电力，其中第一电力低于第二电力，其中控制系统（9，13）适于控制输出单元，以使得在电力提供单元（8）在第一操作模式中操作的同时，依据连接特征值输出信号。

9.如权利要求1所限定的照明系统，其中连接特征确定单元（12）适于确定所述连接（5）是否包括误接线并且适于提供连接特征值以使得它指示误接线是否已被确定。

10.如权利要求1所限定的照明系统，其中第一和第二USB-PD连接器（7，10）被调适成使得它们可通过将第一和第二USB-PD连接器（7，10）塞入到彼此中、通过将第一和第二USB-PD连接器（7，10）相对彼此旋转到相对旋转位置处并且通过将第一和第二USB-PD连接器（7，10）相对于彼此机械固定在所述相对旋转位置而连接到彼此。

11.如权利要求10所限定的照明系统，其中第一USB-PD连接器（7）和/或第二USB-PD连接器（10）包括可扩展的电气耦合元件（15），以便通过扩展电气耦合元件（15）提供机械固定。

12.一种用在如权利要求1所限定的照明系统内的电力提供设备，其中该电力提供设备（4）包括：

- 电力提供单元（8），其用于向照明系统（1）的照明设备（6）提供电力，其中电力提供单元（8）可在不同的操作模式中操作，

- 第二USB-PD连接器（10），其与电力提供单元（8）电气连接并且适于与照明设备（6）的第一USB-PD连接器（7）连接以用于生成连接（5），经过该连接（5），所提供的电力可由照明设备（6）接收，

- 控制器（9），其用于依据由照明系统（1）的连接特征确定单元（12）确定的连接特征值控制电力提供单元（8）在哪一种操作模式中操作。

13.一种用于控制如权利要求1所限定的照明系统的控制方法，该控制方法包括：

- 确定指示连接的特征的连接特征值，该连接由照明设备（6）的第一USB-PD连接器（7）和与电力提供单元（8）电气连接的第二USB-PD连接器（10）形成，并且经由该连接，所提供的电力可由照明设备（6）接收，以及

- 依据所确定的连接特征值控制电力提供单元（8）在哪一种操作模式中操作。

14.一种用于控制如权利要求1所限定的照明系统的计算机程序，该计算机程序包括用于当该计算机程序在照明系统的控制系统上运行时使该控制系统实施如权利要求13所限定的控制方法的步骤的程序代码构件。