光源模块，用于运行这种光源模块的电源设备以及照明设施

摘要

本发明涉及一种光源模块(LEM)，所述光源模块包括：至少一个LED级联结构(LK1；LK2a，LK2b，LK2c)；用于与电流源(GD，CG)耦合的供电线路(LED+)，其中LED级联结构(LK1；LK2a，LK2b，LK2c)在输入端侧与供电线路(LED+)耦合；以及用于与参考电势耦合的接地线路(LED‑)；其中光源模块(LEM)还包括：用于与用于要由电流源提供的电流的调节设备(Contr)耦合的通信线路(CL)；温度回调单元(TDU)，所述温度回调单元设计为，用于将温度相关的电流分量(ITDU)施加到通信线路上；至少一个电流测量电阻(RM1，RM2)，所述电流测量电阻串联地耦合在至少一个LED级联结构(LK1；LK2a，LK2b，LK2c)和参考电势之间以构成耦合点(N1；N2)，其中电流测量电阻(RM1，RM2)的电导与LED级联结构(LK1；LK2a，LK2b，LK2c)的电流需求成比例；以及至少一个耦合电阻(RC1；RC2)，所述耦合电阻耦合在耦合点(N1；N2)和通信线路(CL)之间。本发明还涉及一种用于运行至少一个这种光源模块(LEM)的电源设备(PSU)以及一种照明设施，所述照明设施具有电源设备(PSU)和至少一个这种光源模块(LEM)。

权利要求

1.一种光源模块(LEM)，所述光源模块包括：-具有多个串联连接的LED(D1，D2，Dn)的至少一个LED级联结构(LK1；LK2a，LK2b，LK2c)；

-用于与电流源(GD，CG)耦合的供电线路(LED+)，其中所述LED级联结构(LK1；LK2a，LK2b，LK2c)在输入端侧与所述供电线路(LED+)耦合；以及-用于与参考电势耦合的接地线路(LED-)；

其特征在于，

所述光源模块(LEM)还包括：

-用于与用于要由所述电流源提供的电流的调节设备耦合的通信线路(CL)；

-温度回调单元(TDU)，所述温度回调单元在第一电压源(V1)和所述通信线路(CL)之间耦合并且包括温度敏感的元件，其中所述温度回调单元(TDU)设计为：根据由所述温度敏感的元件检测到的温度将温度相关的电流分量(ITDU)施加到所述通信线路上；

-至少一个电流测量电阻(RM1，RM2)，所述电流测量电阻串联地耦合在至少一个所述LED级联结构(LK1；LK2a，LK2b，LK2c)和所述参考电势之间以构成耦合点(N1；N2)，其中所述电流测量电阻(RM1，RM2)的电导与所述LED级联结构(LK1；LK2a，LK2b，LK2c)的电流需求成比例；以及-至少一个耦合电阻(RC1；RC2)，所述耦合电阻耦合在所述耦合点(N1；N2)和所述通信线路(CL)之间。

2.根据权利要求1所述的光源模块(LEM)，其特征在于，

所述温度回调单元(TDU)在LED级联结构(LK1；LK2a，LK2b，LK2c)之内的分接头和所述通信线路(CL)之间耦合。

3.根据权利要求1所述的光源模块(LEM)，其特征在于，

所述光源模块(LEM)包括多个并联连接的LED级联结构(LK3a，LK3b，LK3c)，其中每个LED级联结构(LK3a，LK3b，LK3c)配属有电流测量电阻(RM3a，RM3b，RM3c)和耦合电阻(RC3a，RC3b，RC3c)。

4.根据权利要求2所述的光源模块(LEM)，其特征在于，

所述光源模块(LEM)包括多个并联连接的LED级联结构(LK3a，LK3b，LK3c)，其中每个LED级联结构(LK3a，LK3b，LK3c)配属有电流测量电阻(RM3a，RM3b，RM3c)和耦合电阻(RC3a，RC3b，RC3c)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光源模块(LEM)，其特征在于，

至少一个所述耦合电阻(RC1；RC2)的电导与所述LED级联结构(LK1；LK2a，LK2b，LK2c)的电流需求成比例。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的光源模块(LEM)，其特征在于，

用于每个LED级联结构(LK1；LK2a，LK2b，LK2c)的至少一个所述耦合电阻(RC1；RC2)的值是相同的。

7.一种用于运行至少一个根据上述权利要求中任一项所述的光源模块(LEM)的电源设备(PSU)，其特征在于，

所述电源设备(PSU)包括：

-具有第一输出端子(LED+)和第二输出端子(LED-)的输出端，其中所述第一输出端子(LED+)与至少一个所述光源模块(LEM)的所述供电线路(LED+)耦合，其中所述第二输出端子(LED-)与至少一个所述光源模块(LEM)的所述接地线路(LED-)耦合；

-通信端子，所述通信端子与至少一个所述光源模块(LEM)的所述通信线路(CL)耦合；

-能调节的电流源(GD，CG)，所述电流源在输出端侧与所述第一输出端子(LED+)并且与所述第二输出端子(LED-)耦合以提供输出电流(Iout)，其中所述电流源(GD，CG)在输入端侧具有控制端子；

-调节电路(Contr)，所述调节电路在输入端侧与所述通信端子耦合并且在输出端侧与所述电流源(GD，CG)的所述控制端子耦合，其中所述调节电路(Contr)包括调节回路，所述调节回路设计为，用于根据在所述通信端子上的电压信号，确定要由所述电流源(GD，CG)提供的电流的理论值并且通过在所述通信线路(CL)上的电平根据所述理论值调节由所述电流源(GD，CG)提供的电流的实际值，其中所述调节回路具有负反馈，所述负反馈设计为，使得所述调节回路不影响所述通信线路(CL)上的信号的直流电压值。

8.根据权利要求7所述的电源设备(PSU)，其特征在于，

所述调节回路设计为，用于根据在所述通信端子上的电压信号通过在闭合的调节环路中得出的动态，确定要由所述电流源(GD，CG)提供的电流的理论值。

9.根据权利要求7所述的电源设备(PSU)，其特征在于，

所述调节电路包括第二电压源(Vk)以及第一运算放大器，其中所述第二电压源(Vk)耦合在所述第一运算放大器的非反向的端子和所述第二输出端子(LED-)之间，其中所述第一运算放大器的反向的端子与所述通信端子耦合。

10.根据权利要求9所述的电源设备(PSU)，其特征在于，

在所述第一运算放大器的反向的输入端和所述输出端之间耦合有欧姆电阻(RPI)和电容(CPI)的串联电路。

11.根据权利要求9或10所述的电源设备(PSU)，其特征在于，

所述调节电路包括电流源(CCS)，所述电流源与所述第一运算放大器的反向的输入端耦合。

12.根据权利要求11所述的电源设备(PSU)，其特征在于，

所述调节电路的所述电流源(CCS)通过第三电压源(Vaux)形成，所述第三电压源经由欧姆电阻(Rfs)与所述第一运算放大器的反向的所述输入端耦合。

13.根据权利要求11所述的电源设备(PSU)，其特征在于，

所述调节电路(Contr)的电流源(CCS)设计为，使得其输出电流(Icss)与所述第一运算放大器的输出端上的电压成线性比例，其中适用：

其中ICL是所述调节电路的电流源的输出端上的电流，Iout是所述电源设备(PSU)的能控制的电流源的输出电流，RMx是所述光源模块x的电流测量电阻以及RCx是所述光源模块x的耦合电阻。

14.根据权利要求13所述的电源设备(PSU)，其特征在于，

所述调节电路的电流源(CCS)包括第二运算放大器(OpAmp)、第一欧姆电阻(Rff)、第二欧姆电阻(Rcc)、第三欧姆电阻(Rcs)、第四欧姆电阻(Rfb)和第五欧姆电阻(Radj)以及第四电压源(Voff)，其中所述第一欧姆电阻(Rff)耦合在所述第一运算放大器的输出端和所述第二运算放大器(OpAmp)的非反向的输入端之间，其中所述第二欧姆电阻(Rcc)耦合在所述第二运算放大器(OpAmp)的输出端和所述第一运算放大器的反向的输入端之间，其中所述第三欧姆电阻(Rcs)耦合在所述第二运算放大器(OpAmp)的非反向的输入端和所述第一运算放大器的反向的输入端之间，其中所述第四欧姆电阻(Rfb)耦合在所述第二运算放大器(OpAmp)的输出端和其反向的输入端之间；

其中所述第五欧姆电阻(Radj)耦合在所述第四电压源(Voff)和所述第二运算放大器(OpAmp)的反向的端子之间。

15.根据权利要求14所述的电源设备(PSU)，其特征在于，所述第四电压源(Voff)的负的输入端与共同的所述接地线路(LED-)连接。

16.根据权利要求14所述的电源设备(PSU)，其特征在于，所述第四电压源(Voff)的负的输入端与所述第二电压源(Vk)的正的输入端连接。

17.根据权利要求14所述的电源设备(PSU)，其特征在于，

与所述第四欧姆电阻(Rfb)并联连接有电容(Cfb)。

18.根据权利要求14所述的电源设备(PSU)，其特征在于，

所述第一欧姆电阻(Rff)的、所述第三欧姆电阻(Rcs)的和所述第四欧姆电阻(Rfb)的值是相同大的。

19.根据权利要求14所述的电源设备(PSU)，其特征在于，

所述第二欧姆电阻(Rcc)的电导与所有并联连接的耦合电阻(RC1，RC2，RC3a，RC3b，RC3c)的总电导相等。

20.根据权利要求18所述的电源设备(PSU)，其特征在于，

如下选择所述第五欧姆电阻(Radj)：

其中Radj是所述第五欧姆电阻，Rcs是所述第三欧姆电阻以及Rcc是所述第二欧姆电阻。

21.根据权利要求9所述的电源设备(PSU)，其特征在于，

所述第二电压源(Vk)能调制地构成。

22.根据权利要求9所述的电源设备(PSU)，其特征在于，

所述电源设备(PSU)还包括低通滤波器(Rk，Ck)，所述低通滤波器耦合在所述第二电压源(Vk)和所述第一运算放大器的非反向的输入端之间。

23.一种照明设施(BEL)，其具有根据权利要求7至22中任一项所述的电源设备(PSU)以及至少一个根据权利要求1至6中任一项所述的光源模块(LEM)，所述光源模块连接到所述电源设备(PSU)上。

说明书

光源模块，用于运行这种光源模块的电源设备以及照明设施

技术领域

[0001] 本发明涉及一种光源模块，其包括：具有多个串联连接的LED的至少一个LED级联结构；用于与电流源耦合的供电线路，其中LED级联结构在输入端侧与供电线路耦合；以及用于与参考电势耦合的接地线路。本发明还涉及一种相应的用于运行至少一个这种光源模块的电源设备以及具有这种电源以及至少一个这种光源模块的照明设施。

背景技术

[0002] 本发明涉及固态照明的领域，即涉及主要通过或仅通过LED进行的通用照明。具体地，本发明尤其涉及一种用于至少一个光源模块的供电的自调节的电源设备。

[0003] 基于半导体光源例如LED的照明部件在多种应用领域中提供对于传统的发光材料灯、高压放电灯或白炽灯的令人感兴趣的替选方案。因原理所决定，LED不仅具有高的转换效率、高的光学效率、长的可预期的使用寿命和小的运行成本，而且也具有多个其他优点。在一些应用中，基于LED的照明设施能够包括电源设备，所述电源设备为多个光源模块提供LED运行电流，每个光源模块又包含至少一个LED。例如，光源模块能够具有电路载体、尤其印刷电路或印刷电路板(PCB)，在所述电路载体上安装有至少一个LED。这种电路载体能够插入灯具的轨道中或插入主载体的插口中，在所述主载体上能够存在电源设备。

[0004] 在基于LED的照明设施的不同的应用或安装设备中，所需的LED的或光源模块的数量分别是不同的。例如，LED的或光源模块的数量匹配于特定的安装设备的所需的光放射效率。通常，由电源设备提供的LED运行电流的值匹配于要由所述电源设备供电的LED或光源模块的数量。当在具有不同数量的LED或光源模块的多个基于LED的照明设施中应使用单独的电源设备时，电源设备应包含用于调节LED运行电流的理论值的设备，所述设备根据所述光源模块所包含的光源的不同的数量或光源的类型将运行电流需求匹配于不同的光源模块。

[0005] 现在，在所述LED照明设施的制造时间点确定应包含在特定的基于LED的照明设施中的LED和光源模块的数量。如果应将相同的电源设备使用在具有不同数量的光源模块的不同的LED照明设施中，那么必须在制造时间点将电源设备针对所设置的LED照明设施编程，使得所提供的LED运行电流匹配于包含在所设置的LED照明设施中的特定数量的光源模块。

[0006] 一旦在基于LED的照明设施的较长的使用寿命期间必须替换具有较短使用寿命的光源模块，就产生本发明本来所基于的问题：在LED的构件级上的进步现在是重大的，使得如果发光模块例如比比较模块新三年，那么相同类型的光源模块明显放射出更多光或对于相同的放射出的光需要明显更小的电流。因此，在上文的分析中不仅在照明设施的制造时间点存在的规格是重要的，而且还有介入照明设施的时间点本身是重要的。

[0007] 借助于在电源设备和光源模块之间的数据交换的装置研究所述问题。在此数据交换意味着，光源模块将一些信息传递到电源设备上，所述信息涉及模块的电流需求以满足其光学规格或其工作温度以用于在超过一定的温度极限值时降低所提供的电流的值的目的。已知有不同的途径将所述信息在光源模块和电源设备之间交换。总线能够用于数据交换。在此已知的是，例如模拟总线如1……10V界面或数字总线如DALI(Digital Addressable Lighting Interface数字可寻址照明界面)。同样已知的技术是简单的电阻网络，所述电阻网络能够由电源设备测定并且刚好连接的光源模块的或刚好连接的光源模块的电流需求传达给所述电源设备。

[0008] DE 100 51 528 A1公开这种界面，其中在第三线路和负的供电线路之间连接有特殊的电阻、所谓的电流调节电阻。当多个光源模块连接到单独的电源设备上时，电阻串联或并联地彼此连接，并且以这种方式将总信号反馈到电源设备上，以便限定总电流需求。德国专利申请10 2011 087 658.8同样公开了用于限定每个单独的光源模块的电流需求的电阻，即模块专用的电流调节电阻。

[0009] 总线解决方案具有两个附加需要的连接线路的缺点。电阻解决方案需要仅一个附加的连接线路，然而电阻网络的评估和随之产生的电流值的调节能够变得非常复杂。

[0010] 从由电压设备和一个或多个光源模块构成的完整的照明系统在市场中出现起，不同公司尝试选取共同的途径来开始进行在上述系统的两个组成部分之间的通信；同样对于复杂的高端系统而言使用一些数字协议，然而数字协议技术不是本发明的背景技术并且必须分开地讨论。

[0011] 欧司朗公司例如已经提出一种界面，所述界面也能够将辅助功率提供给用于在光源模块上进行温度回调的有源电路。在所述界面类型中，在光源模块上的电流调节电阻结合电源设备中的上拉电阻形成具有形成中点电压的目的的分压器，所述中点电压限定电源设备的输出电流。一旦模块过热，在光源模块上的运算放大器就开始限制中点电压进而限制所提供的运行电流。

[0012] 飞利浦公司提出另一界面，在所述界面中具有电流设置电阻的信号线路和具有温度敏感的电阻的另一信号线路连接，并且其中由电源自身进行温度回调，而在此在光源模块上不需要任何有源组件。

[0013] 两个最后提到的界面需要用于共同的信号接地反馈的第三额外线路并且将由电流设置电阻在光源模块上产生的电压以下述方式用于调节运行电流理论值，即使得在一个或多个电流设置电阻上的电压越高，运行电流就调节得越高。

[0014] 最近，欧司朗公司提出一种略微改变的界面，所述界面基于上文已经提到的1……10V总线，然而所述总线通过电源设备中的精密电流源改变，所述精密电流源实现借助于每个光源模块仅一个简单的电流设置电阻达到精确的运行电流理论值调节。所述界面的另一改变还在于，由齐纳二极管替代光源模块上的电流设置电阻。

[0015] 现今，在市场上形成新的要求：不同模块的并联电路及其共同通过同一电源设备的供电的可行性。在此，由所述电源设备提供的运行电流必须对应于所有当前连接在其上的光源模块的标称电流值的总和，并且也必须在多模块装置中保留用于温度回调的能力。在数据线路上的热回调信号应最后甚至相对于总电流设置信号是占主导的。

[0016] 同样必需的是，简单地构造照明设施，这现在引起附加的数据线路的数量降低。基于总线的界面现在需要至少四个线路，两个用于光源模块运行电流以及至少两个用于总线。

[0017] 用于满足所述目的的新的特性被考虑：

[0018] -多个模块应能够并联连接并且能够由同一电源设备利用相同界面供电。在此，各个模块视作为彼此相同，或者至少视作为具有彼此相同的运行电流的这种模块。

[0019] -用于运行电流调节的界面应具有降低的数量的线路并且应由于成本问题而尤其在光源模块方面是尽可能简单的。

[0020] 所有至今为止提出的且已知的界面不能正确地支持光源模块的多重连接。也需要耗费地制造用于界面的评估电路。

[0021] 在本文中，申请人例如在尚未在先公开的、申请日期为2012年12月21日的DE 10 2012 224 348.8中提出一种电源和光源模块，其具有用于调节要施加到光源模块上的电流的简单的界面。因为所述文献还未在先公开，所以在下文中为了引出本发明的目的而首先参引在所述专利申请中描述的原理。在附录中示出的图1至7以及相关的描述来源于所述专利申请。为了清楚，相应的数字的实施方案仅通过参引包含在本申请的公开内容中。

[0022] 以在DE 10 2012 224 348.8中提出的发明为背景的设计一直是三线路界面或“模拟单线界面”，在所述界面上并联连接一个光源模块或多个光源模块并且能够与唯一的电源设备连接，并且实时地满足每个光源模块的瞬时要求。提出的电路装置在此使用设置电阻，以便限定电流值。为了测量所述设置电阻描述不同的示例的实施方式。

[0023] 图1示出用于运行电流额定值的设置电阻的通用的设计。示出三个光源模块LEM，所述光源模块连接在唯一的电源设备PSU上。连接由三个线路构成：供电线路LED+、共同的接地线路LED-和通信线路CL。每个光源模块LEM包含至少一个LED链。LED链包括多个LED。就本发明而言的多个意味着，至少两个LED串联连接。每个光源模块或每个LED链包含各自所属的、用于限定分别有效的运行电流额定值的设置电阻，所谓的电流设置电阻Rsetx。电流设置电阻Rset1或者电流设置电阻Rset1、Rset2、Rsetm将共同的接地线路LED-耦合到在电源设备PSU之外的通信线路CL上。这引起由所有在系统中存在的电流设置电阻Rset1、Rset2、Rsetm构成的并联电路，使得电源设备PSU测量所述并联电路的等效电阻Rset。所述设计说明，电源设备PSU不像在现有技术中那样读取电压，而是读取代表所述等效电阻的电导的电流。因此，将反比定律应用到等效电阻的值上，以便预设要由电源设备提供的LED运行电流的值。定律为：

[0024]

[0025] Kv具有电压的量纲。Rset是通过一个电流设置电阻Rset1形成的或通过多个电流设置电阻Rset1、Rset2、Rsetm的并联电路形成的值。由此，由电源设备提供的运行电流的值与至少一个光源模块的电流设置电阻Rset1或等效电阻Rset成反比，也就是说等效电阻的欧姆值越低，电源设备PSU的输出电流越高。对于运行电流的值最终对应于每个单独的光源模块的电流额定值的总和的要求本身通过已知的欧姆定律满足。

[0026] 图2示出具有热回调能力的界面的设计电路图。非常简单的热回调通过将PTC元件与Rset串联来实现。

[0027] 一旦光源模块LEM的温度升高，那么PTC的电阻值也增加并且引起用于所述模块的更小的电流额定值。这种布置的缺点是，其对于光源模块的多重连接是不适当的，因为加热的、单独的PTC的效果仅从并联连接的电流设置电阻Rset的电导中仅移除其所属的加热的模块的绝对值，这对于相关的光源模块的温度的有效降低不是足够的。并联连接的较冷的电流设置电阻因此反作用于唯一的电流设置电阻的温度引起的电阻提高。因此，不确保温度回调的主导特性。

[0028] 尽管如此，当在温度升高的情况下还可接受电流降低时，例如在几个由电源设备供电的光源模块中或在光源模块彼此间良好的热耦合时，能够使用用于成本非常低的应用的这种解决方案。此外，与电流设置电阻串联的简单的热敏元件具有下述缺点，其电导进而光源模块的电流的值连续地、准线性地或逐渐地降低，而不限定热回调的准确的初始点，即使一些PTC元件在其额定触发温度附近显示出极其大斜度的特性时也如此。因此，回调元件的“寄生”作用使“正常”电流设置变差。

[0029] 图3示出在光源模块上的具有热回调单元TDU的三线路界面的设计。所述设计基于另一途径：即在光源模块上设有用于热回调单元TDU的电流源。所述电流源借助于适当地连接的热敏元件控制温度，并且为了避免用于界面的附加的线路而或者直接由供电线路LED+供电或者由来自所观察的光源模块的至少一个LED链中的中间分接头供给有所需的辅助能量。电流源包括放大器和温度敏感的电阻，用于放大器的输入电流流动经过所述电阻，所述放大器将所述输入电流放大为电流源的电流ITDU。电流源具有响应阈值，只要未达到光源模块的一定的过温，所述响应阈值妨碍电流ITDU的每次产生。由此，放大的电流随着温度的增加(ITDU升高)是足够陡的，以便由电源设备和多个热无关的光源模块构成的总系统成功地实现限制单独的过热的光源模块的最大温度，而在此不由于传热延而缓触发不稳定性。

[0030] 电流ITDU的电流源能够完全使所有并联连接的电流设置电阻的等效电阻值Rset形成的信号失效：以这种方式所述电流源能够甚至在光源模块多重连接的情况下在强烈集中过热的同时可靠地保护整个系统和尤其光源模块，所述电流源集成在所述光源模块上。

[0031] 借助于上文所描述的温度相关的电流源得到另一问题。需要与模块x的实际温度无关地、因此与由电流源提供的电流无关地测量模块编号x的电阻Rset。必须被确定的是，如何测量电阻Rset，以便能预知电流源的作用。在根据本发明的电路装置中，使用固定的电压源Vk，以便由此测量电阻值，使得电路装置在电流设置电阻Rset(或多个电流设置电阻Rset的并联电路)上施加电流源的电流，并且读出由此引起的电流。因此，电压源的电压在用于通信线路CL的电源设备侧的连接器上输出。这还造成温度回调单元TDU与电流直接相互作用，所述电流借助于Vk/Rset定义，并且实现占主导的温度回调的最后提出的目的。

[0032] 图4a示出光源模块的第一变型形式，所述光源模块提供具有仅一个双极晶体管、NTC元件和一些添加的电阻的界面。电路包含电压源V1，所述电压源由光源模块的供电线路LED+导出。

[0033] LED具有非常稳定的正向电压，使得所述LED能够用作足够好的电压源替代物。根据对于温度回调单元TDU所需的馈送电压，电压源V1能够总是关于共同的接地线路LED-而能够连接到多个串联连接的LED的两个部段之间的分接头上。也就是说，电压V1能够以对应于各个LED的正向电压的多倍方式调节。并联于所述电压V1存在有由NTC和阈值电阻Rthr构成的串联电路。NPN双极晶体管(BJT)Q1的基极与在NTC和电阻Rthr之间的节点连接。Q1的集电极与电压V1连接。Q1的发射极与通信线路CL经由发射电阻Rtg耦合。图4a的所有这些至今为止所描述的组成部分形成热回调单元TDU。至少一个电流设置电阻Rset连接在通信线路CL和共同的接地线路LED-之间。

[0034] 在所述电路中，Q1的发射极电势提高到由电源设备PSU预设的电压(在此Vk)，由此实现阈值，低于所述阈值没有电流ITDU注入通信线路CL中。当温度升高时，NTC开始提高Q1的基极电势，直至NPN晶体管Q1达到有源区域中。从现在起，发射极电阻Rtg限定热回调单元TDU的放大进而限定经由温度的增加而引起的注入的电流ITDU的增加。

[0035] 关于电压V1和Vk，电阻Rthr和NTC的电阻值在作为TDU触发阈的专门的温度下确定温度回调的起始点。所述装置的另一优点是电流ITDU关于温度的能实现的良好的线性。

[0036] 除了在光源模块一侧上的实现的简单性以外，所述电路装置的令人感兴趣的优点中的一个是其通过调节期望的精度和特征能够仅通过电源设备侧的界面的相应的电路复杂性应用在不同的质量级别的系统中。换言之可行的是：根据所需的精度和/或其他需要的特征扩展电源设备侧的读取界面。

[0037] 图4b示出互补的实现方案作为在光源模块LEM的侧上的界面的第二实施方式。在此，与PTC共同地使用PNP双极晶体管Q2。PTC是具有正的温度系数的温度敏感的电阻。如在图4a中，电压V1或者由完整数量的串联连接的LED或由所述LED的一部分导出。与图4a的变型形式相反，Q2的集电极形成具有电流ITDU的电流源端子，所述电流源端子与CL连接。以这种方式，热回调阈不再与Vk相关，而是仅还与可容易复现的电压V1以及由分压器的值相关，该值通过PTC的温度敏感的电阻值和阈值电阻Rthr形成。如在图4a中，发射极电阻Rtg确定热回调单元TDU的放大。

[0038] 不需要更多的图以解释：在调换在限定使用阈温度的分压器中的元件的顺序时分别使用根据图4a或图4b互补的双极晶体管。特别令人感兴趣的是由耦合到V1上的PNP晶体管结合NTC的组合，NTC与晶体管的基极和共同的接地线路LED-连接。

[0039] 如能从5的示图中获知的，第一调节回路RK1用于提供电压Vout形式的电流值理论值。在此，为了调节电压Vout，评估电流ICL形式的电流信息，所述电流信息根据电阻Rset得出。用RK2表示的且未详细示出的第二调节回路用于调节实际电流值Iout，其中为了所述目的，在测量电阻Rmeβ上下降的电压Vmeβ与电压Vout比较。Iout的典型值例如是500mA，而测量电阻Rmeβ例如能够为2Ω。图5示出用于更简单的电源设备PSU的界面的电路装置的非常简单的变型形式，其中不需要高的精度。

[0040] 由于需要尽可能少的连接线路和共同的接地线路LED-的设计，得到通过至少一个光源模块的运行电流引起的在所述共同的接地线路上的压降的问题。该实施方案采用基于单独的运算放大器的非常简单的电路而不用每次补偿在共同的接地线路上的由于光源模块电流产生的电压偏差。电源设备界面的所述唯一的运算放大器OpAmp在其反向的输入端上与通信线路CL连接以及在其非反向的输入端上与已经已知的电压Vk连接，所述电压由于其直接参考共同的接地线路LED-而形成电源设备PSU的界面电路的基准。放大器输出端经由电流测量电阻Rfb与反向的输入端连接，由此实现运算放大器的强制的负反馈。所述运算放大器期望将其两个输入端的电势相互补偿的特性产生在通信线路CL上的基准电压Vk。因为其两个输入端是非常高欧姆的，所以在此实际上没有电流流过。因此，经过Rfb的电流与从用于通信线路CL的电源设备的端子中离开的电流ICL相同，并且所述电流仅能够经由Rset1或Rset2以及经由共同的接地线路LED-返回到电源设备。所述电流借助于Rfb测量并且产生内部的测量信号Vout，测量信号的值对应于电压Vk，其提高了测量电流ICL与电流测量电阻Rfb的乘积。因为Vk是已知的，借助于ICL，Rset1或Rset的值也是已知的。因此，在此为一种(简单的、成比例反向的)调节回路RK1，因为界面基准电压Vk不直接由同名的电压源产生，而是由调节放大器OpAmp的输出端产生。在此，近似“沿途”产生代表总电流需求理论值的输出端电源Vout。所述测量信号Vout用作第二调节回路RK2的输入信号，所述第二调节回路补偿线路部分CG的故障和动态并且设定和调节LED运行电流Iout，所述运行电流由线路部分CG提供给电源设备的输出端。电源设备的输出端与LED+和共同的接地线路LED-连接，即与至少一个光源模块LEM的供电线路连接。

[0041] 由于在LED-上的压降的、由至少一个光源模块的运行电流引起的测量误差能够通过Vk的合适的选择而降低到适合于各个应用的值。在一个实例的变型方案中，在接地线路上的最大测量误差确定为50mV。这对应于在50mΩ连接上的1A的电流。测量误差的该确定得出5V作为电压Vk的最小值，因此Vout具有低于1％的通过压降引起的误差。

[0042] 为了达到更好的精度，能够将其他的补偿技术应用克服在共同的接地线路上的压降。一个技术是在测定Rset之前断开至少一个光源模块的运行电流。在接通整个系统时能够通过运行电流的释放延迟而执行所述测定。

[0043] 要注意的是，在通过移除在供电线路LED+上的供电而断开光源模块的链时在通信线路CL上的当前的电流水平不受温度信号影响。这不是缺点，因为当光源模块完全地关闭时，不需要这些信息；更确切地说这是不仅以更高的精度，而且也以没有任何通过可能的过热引起的偏差的方式读取Rset的值的一种途径。

[0044] 纯的温度信息相反通过将比较电压Vk与运算放大器OpAmp的非反向的输入端简单地分离以及通过将所述输入端与共同的接地线路连接来提供。由此在通信线路CL上的电压近似为零，进而在CL中的电流与Rset的值无关。因此，在CL中的电流仅还是光源模块温度的函数。在多重连接、即多个连接的模块的情况下，电流是具有最高温度的模块的函数。这使运行光源模块的电源设备能够从一开始就降低给所述模块的运行电流并且确定光源模块的当前的工作温度，甚至当所述电源设备不过热时也如此。对于在光源模块的瞬态振荡的运行中的温度的高的测量精度有利的是，Rset是已知的。

[0045] 申请人在同样还未预先公开的、申请日期同样为2012年12月21日的DE 10 2012 224 349.6中解决了另一在此还未描述的问题。总的来说在此涉及的是，在根据在电源设备内部中的输出的电压处理电流信息时处理始终出现的电压偏差(＝偏移(offset)电压)或阻抗匹配。尤其成问题的是，从图5中可见的输出电流测量电压Umeβ，通过所述输出电流测量电压将参考接地分割为“较高的一半”和“较低的一半”。如果Vk的最下点如在图5中示出地结合有“较高的一半”，那么虽然第一调节回路RK1为了确定理论值而无错地工作，但是第二调节回路RK2为了调节LED运行电流Iout必须能够处理负的实际值信号或适合于处理两种参考电势。如果Vk相反(与图5不同)在Rmeβ的另一侧上，即连接在参考接地的“较低的一半“上，那么参考电势对于两个调节回路尽管是相同的，但是理论值形成通过LED输出电流的测量值Vmeβ而失真。因为在这里提出的解决方案中受原则决定而不出现这两个问题，所以在此能够弃用DE 10 2012 224 349.6中的详细的引用内容。

[0046] 图6示出电源设备的温度相关的特征曲线簇。曲线簇示出电源设备关于至少一个光源模块的温度的内部的控制电压Vout。各个曲线涉及当前连接的至少一个光源模块的电流需求。能清楚地识别，在大约93℃的温度下使用热回调，直至在大约100℃至104℃下用运行电流的供电完全被断开。

[0047] 在下文中根据实际的实例阐述界面的功能。如在图6中可见，10V的内部的测量信号Vout引起1A的输出电流。界面应以下述方式构成，使得Rset的1mS的电导得到1A的输出电流。根据图6，电压源Vk调节到5V。这意味着，将5V施加到Rset上(参见图5)。运算放大器以将在其两个输入端上的电平差最小化的方式工作，这通过其经由Rfb的负反馈实现。因此当电压Vk对应于5V时，这意味着，也在运算放大器的反向的输入端上施加5V。这在相应的电流设置电阻Rset上产生5V并且产生警告通信线路CL的电流为 经过通信线路CL的所述5mA同样流过电流测量电阻Rfb，因为运算放大器的输入端具有高的阻抗进而具有可忽略的电流消耗。因为内部的测量信号Vout的电压根据图6对于期望的运行电流应为10V，所以在电流测量电阻Rfb上的电压必须同样是5V，这对于Rfb得出1kΩ或1mS的电阻值。根据本实例，具有2A的电流需求的光源模块具有2mS或500Ω的电流设置电阻Rset。

[0048] 如已经提到的，三线路界面具有的缺点是，测量信号借助于通过至少一个光源模块的运行电流引起的、在共同的接地线路LED-上的压降失真。测量电流的确与LED运行电流共同地引导经过共同的接地线路LED-。

[0049] 图7示出电流测量装置CMU的特征曲线，所述特征曲线首先与电流测量电阻Rfb相关。特征曲线关于归一化的电流测量电阻 示出电流测量装置CMU的输出端的内部信号Vout。RsetMin是至少一个电流设置电阻的最小允许的值，所述值引起电源设备PSU的最大规定输出电流IoutMax。因此，电源设备在示出的值为1的情况下，当Rfb＝RsetMin时，提供其最大电流，因此在至少一个光源模块的电压给定时，在其输出端上也提供其最大功率。属于最大功率的内部的测量信号Vout是2*Vk，如在图6的实例中所描述。

发明内容

[0050] 以在图5中示出的电路装置为基础，本发明的目的在于提供一种光源模块、一种用于运行这种光源模块的电源设备以及一种具有这种电源设备和至少一个这种光源模块的照明设施，其特征在于改进的效率。

[0051] 所述目的通过一种光源模块来实现，其包括：-具有多个串联连接的LED的至少一个LED级联结构；-用于与电流源耦合的供电线路，其中所述LED级联结构在输入端侧与所述供电线路耦合；以及-用于与参考电势耦合的接地线路；其特征在于，所述光源模块还包括：用于与用于要由所述电流源提供的电流的调节设备耦合的通信线路；-温度回调单元，所述温度回调单元在第一电压源和所述通信线路之间耦合并且包括温度敏感的元件，其中所述温度回调单元设计为：根据由所述温度敏感的元件检测到的温度将温度相关的电流分量施加到所述通信线路上；-至少一个电流测量电阻，所述电流测量电阻串联地耦合在至少一个所述LED级联结构和所述参考电势之间以构成耦合点，其中所述电流测量电阻的电导与所述LED级联结构的电流需求成比例；以及至少一个耦合电阻，所述耦合电阻耦合在所述耦合点和所述通信线路之间；通过一种电源设备来实现，其用于运行至少一个根据上述权利要求中任一项所述的光源模块，该电源设备的特征在于，所述电源设备包括：-具有第一输出端子和第二输出端子的输出端，其中所述第一输出端子与至少一个所述光源模块的所述供电线路耦合，其中所述第二输出端子与至少一个所述光源模块的所述接地线路耦合；-通信端子，所述通信端子与至少一个所述光源模块的所述通信线路耦合；-能调节的电流源，所述电流源在输出端侧与所述第一输出端子并且与所述第二输出端子耦合以提供输出电流，其中所述电流源在输入端侧具有控制端子；-调节电路，所述调节电路在输入端侧与所述通信端子耦合并且在输出端侧与所述电流源的所述控制端子耦合，其中所述调节电路包括调节回路，所述调节回路设计为，用于根据在所述通信端子上的电压信号，确定要由所述电流源提供的电流的理论值并且通过在所述通信线路上的电平根据所述理论值调节由所述电流源提供的电流的实际值，其中所述调节回路具有负反馈，所述负反馈设计为，使得所述调节回路不影响所述通信线路上的信号的直流电压值；以及通过一种照明设施实现，其具有根据本发明的电源设备以及至少一个根据本发明的光源模块，所述光源模块连接到所述电源设备上。

[0052] 其他的有利的实施方式及其优点由本文中得出。

[0053] 本发明基于如下知识：在图5的电路装置中不仅在电流设置电阻Rset上产生损失，所述电流设置电阻(如上文所提到)通过一个电流设置电阻Rset1或通过多个电流设置电阻Rset1、Rset2、Rsetm的并联电路形成。此外，在电流测量电阻Rmeβ上产生损失。在上文提出的设计实例中，在测量电阻Rmeβ上例如产生0.5W的损失功率。

[0054] 本发明现在基于下述思想，代替电流信息利用在通信线路CL上的电压信息，更确切地说不仅用作总电流需求的尺度而且也用作用于电源设备PSU的实际电流Iout的调节的反馈变量。这通过下述方式实现，从现在起代替电流设置电阻而设有至少一个电流测量电阻，所述电流测量电阻串联地耦合在至少一个LED级联结构和参考电势之间以构成耦合点，其中电流测量电阻的电导是与LED级联结构的电流需求成比例的。此外，设有至少一个耦合电阻，所述耦合电阻耦合在耦合点和通信线路之间。

[0055] 以这种方式避免串联连接的两个电流测量电阻(在图5中这是电阻Rset和Rmeβ)。更确切地说，现在双重地利用设置在光源模块中的电流测量电阻。以这种方式避免在不再存在的第二电流测量电阻中的损失，由此得出效率的改进。

[0056] 此外，能够通过该措施实现一种自然的且光源模块专用的电流分布的、尤其在与唯一的电源设备连接的各个光源模块之间的不均匀的电流分布的重新引入。

[0057] 下面的实例可以说明这方面内容：如果提出在一个光源模块中将三个LED级联结构并联连接以实现RGB模块，那么要考虑的是，放射绿光的LED必须以比放射红光和蓝光的LED更高的电流运行。由于流过放射绿光的LED的更高的电流，在包括绿色的LED的支路中的温度提高。由于二极管特征曲线的温度相关性，其电压降低，使得流过放射绿光的LED的电流进一步提高。因此，包含放射绿光的LED的支路接收并联连接的支路的电流分量。由此不再确保最初设有的电流分布，即包含放射红光和蓝光的LED的支路变得更暗。由于根据本发明将电流测量电阻移动到光源模块中，从现在起为每个在实例中提到的并联的LED级联结构设有单独的电流测量电阻，以便设定且测量相应的级联结构的电流。由于在开始时说明的关系，包含放射绿光的LED的支路的测量电阻必须为欧姆值最低的。总的来说，选择如下设计：使得所有要并联连接的LED级联结构或支路本身的正向电压在其相应的额定电流下或在均匀的、对于瞬态振荡的状态确定的运行温度下是彼此相同的，并且在相应的额定电流下在所属的测量电阻上的压降同样是彼此相同的、尤其优选为1V。如果受温度影响地在并联连接的LED级联结构或LED支路中的一个中的电流升高，那么在所属的测量电阻上的压降也升高。因为完全存在所述测量电阻，所以用于光源模块的总供电电压大致保持恒定，相邻的LED支路几乎不变暗。相反，在支路中受温度影响出现电流提高时，也与相邻的LED支路串联连接的测量电阻引起总供电电压的小的干扰的一种“缓冲”，使得相邻的支路更小程度地变暗。由此可靠地避免变暗或不自然的电流分布。换言之，由于电流测量电阻移入相应的光源模块中，出现对称效应，由此能够避免从现有技术中得到的缺点。如果存在受温度影响的对称，那么如上文所阐述地在参与的测量电阻中的每一个上的压降不再精确相同地大。在此，耦合电阻起作用：为了补偿在各个电流测量电阻RMx上降下的电压之间的这种小的偏差，以及为了测量所有电压的平均值作为用于电源设备PSU的电流调节的反馈，在测量电阻和所属的LED级联结构之间的各个节点不与通信线路CL硬连接，而是经由欧姆值中等的耦合电阻RCx连接到所述线路上。否则，在光源模块LEM之间能够出现高的补偿电流，所述补偿电流使通信线路CL过载并且使整个测量失真。这在此在光源模块之内的用于并联连接的LED级联结构的实例中示出，相应地适用于并联连接的光源模块。所述优点根据本发明通过下述方式实现，即取消从现有技术中已知的用于确定LED运行电流理论值的第一调节回路RK1，并且将现有技术中的第二调节回路RK2的调节环路经由光源模块闭合(“环路闭合界面(loop-close-interface)”)，所述第二调节回路现在是唯一有效的调节回路。

[0058] 结果，本发明实现在同一电源设备上运行具有不同的额定电流的不同的LED级联结构。这通过如下方式是简单可行的，即调整相应的电流测量电阻的电导。因此，与更低欧姆的电流测量电阻的其他的LED级联结构相比，具有高的电流需求的LED级联结构串联连接并且反之亦然。

[0059] 本发明的另一优点在于，不能避免的损失从现在起被展开。即在现有技术中由于在测量电阻Rmeβ上的损失而存在热点。所述热点能够造成邻近设置的器件的过早的老化以及影响具有温度相关的电流和电压特征曲线的器件的、例如刚好在此感兴趣的发光二极管的运行。

[0060] 就此而言，根据本发明的光源模块的一个优选的实施方式包括多个并联连接的LED级联结构，其中每个LED级联结构配属有电流测量电阻和耦合电阻。由此，能够实现其中不产生如下危险的RGB模块，所述危险为相对于放射绿光的LED级联结构例如放射红光和蓝光的LED级联结构在运行中变得更暗。

[0061] 至少一个耦合电阻的电导确定为与相应的LED级联结构的电流需求成比例。

[0062] 然而，也能够提出，用于每个LED级联结构的至少一个耦合电阻的值确定为相同。

[0063] 从现有技术中已经已知的且在此采用的温度回调单元TDU将其输出电流ITDU在局部识别出过热温度的情况下直接输出到通信线路上，即输出到所有耦合电阻与用于通信线路CL的电源设备的端子的连接上，并且不分别输出到所涉及的LED级联结构和所属的测量电阻之间的节点上。由此，明显更小的电流足以对于有效的LED运行电流降低而能够足够地提高通信线路CL上的电压，因为所有耦合电阻的并联电路确定为比单独的测量电阻是更高欧姆的。

[0064] 根据本发明的用于运行至少一个这种光源模块的电源设备的特征在于，电源设备包括具有第一和第二输出端子的输出端，其中第一输出端子与至少一个光源模块的供电线路耦合，其中第二输出端子与至少一个光源模块的接地线路耦合。所述电源设备还包括通信端子，所述通信端子与至少一个光源模块的通信线路耦合，以及包括能调节的电流源，所述电流源在输出端侧与第一输出端子耦合并且与第二输出端子耦合以提供输出电流，其中电流源在输入端侧具有控制端子。

[0065] 所述电源设备设有调节电路，所述调节电路在输入端侧与通信端子耦合并且在输出端侧与电流源的控制端子耦合，其中调节电路包括调节回路，所述调节回路设计为，用于根据在通信端子上的电压信号，尤其通过在闭合的调节环路中得出的动态确定要由电流源提供的电流的理论值并且通过在通信线路上的电压电平根据所述理论值调节由电流源提供的电流的实际值，其中调节回路具有负反馈，所述负反馈设计为，使得调节回路不影响在通信线路上的信号的直流电压值。

[0066] 优选地，调节电路包括第二电压源以及第一运算放大器，其中第二电压源耦合在第一运算放大器的非反向的端子和第二输出端子之间，其中第一运算放大器的反向的端子与通信端子耦合。第一运算放大器的负反馈电路在此优选非常高欧姆值地相对于直流电流设计，由此在通信端子上的电压信号的测量不能够失真。

[0067] 优选地，在第一运算放大器的反向的输入端和输出端之间耦合有欧姆电阻和电容的串联电路。由此，实现在通信线路上的电压信号的评估，更确切地说一方面用于确定电流需求，这反映在输出电流Iout的理论值中，以及另一方面用于调节输出电流Iout的实际值。

[0068] 调节电路优选包括电流源，所述电流源与第一运算放大器的反向的输入端耦合。当光源模块不与电源设备的输出端子耦合时，这确保电源设备的故障安全特性。

[0069] 在本文中，调节电路的电流源优选由第三电压源形成，所述第三电压源经由欧姆电阻与第一运算放大器的反向的输入端耦合。

[0070] 证实为有利的是，调节电路的电流源设计为，使得其输出电流是相对于在第一运算放大器的输出端上的电压成线性比例的，其中尤其适用：

[0071]

[0072] 其中ICL表示在调节电路的电流源的输出端上的电流，Iout表示在电源设备的能调节的电流源的输出电流，RMx表示光源模块x的电流测量电阻以及RCx表示光源模块x的耦合电阻。

[0073] 通过这个措施能够将在通信线路上的电压信息从以1V大小的值提高到明显更高的值，例如2.5V或甚至3V或5V，以便改进精度和分辨率。由此，对于第二电压源能够使用更好的、即负载稳定且热稳定的基准电压源，并且由于在共同的接地线路上的直流电压降低而引起的误差能够被忽略。

[0074] 在一个特别优选的实施方式中，调节电路的电流源包括第二运算放大器、第一、第二、第三、第四和第五欧姆电阻以及第四电压源，其中第一欧姆电阻耦合在第一运算放大器的输出端和第二运算放大器的非反向的输入端之间，其中第二欧姆电阻耦合在第二运算放大器的输出端和第一运算放大器的反向的输入端之间，其中第三欧姆电阻耦合在第二运算放大器的非反向的输入端和第一运算放大器的反向的输入端之间，其中第四欧姆电阻耦合在第二运算放大器的输出端及其反向的输入端之间，其中第五欧姆电阻耦合在第四电压源和第二运算放大器的反向的端子之间。第四电压源的第二端子优选能够与电源设备的共同的接地线路连接或特别有利地与第二电压源的正的输入端连接。以这种方式实现模拟的能调节的电压电流放大器。

[0075] 优选地，与第四欧姆电阻并联地连接有电容，由此能够补偿在提供电流Iout的电流源之内的死时间。调节电路的电流源由此具有轻微的PT1特性，即一阶低通特性。

[0076] 特别优选地，第一、第三和第四欧姆电阻的值是相同大的。由此，第二运算放大器不过调的工作区域被最大化。

[0077] 此外优选的是，第二欧姆电阻的电导与所有并联连接的耦合电阻的总电导相等。这优化整个装置在宽的工作区域上的线性，包括另一非常有利的设计，即将上述三个相同大小的电阻选择为比第二欧姆电阻明显更高欧姆值的、尤其十倍至百倍更高欧姆值的。由此，与作用相关地，第二运算放大器成为图5中的“OpAmp”，第二电阻获得与图5中的“Rfb”相同的值和相同的功能。

[0078] 根据一个优选的实施方式，如下选择第五欧姆电阻：

[0079]

[0080] 其中Radj为第五欧姆电阻，Rcs为第三欧姆电阻以及Rcc为第二欧姆电阻。

[0081] 为了实现调暗，第二电压源以能调制的方式构成。所述第二电压源尤其与相应的调制设备耦合，所述调制设备就其而言具有用于输送调暗信息的界面。

[0082] 在本文中，电源设备还能够包括低通滤波器，所述低通滤波器耦合在第二电压源和第一运算放大器的非反向的输入端之间。所述低通滤波器用作斜度限制器进而有利于电源设备的初始接通，使得避免过调。

附图说明

[0083] 根据实施例的下文的说明以及根据附图得出本发明的其他优点、特征和细节，在附图中相同的或功能相同的元件能够设有相同的附图标记。在此示出：

[0084] 图1示出电流设置电阻的并联电路的设计的示意图；

[0085] 图2示出用于温度回调的非常简单的解决方案的示意图；

[0086] 图3示出具有温度回调单元TDU的总设计的示意图；

[0087] 图4示出用于实现温度回调单元TDU的两个简单的变型形式的示意图；

[0088] 图5示出电源设备侧的界面的示意图，其中Vout是电源设备内部的电压，所述电压通信线路CL中的电流产生并且作为用于第二调节回路RK2的理论值；

[0089] 图6示出用于根据图5的开关回路的特征曲线簇；

[0090] 图7示出用于根据图5的开关回路的电流测量装置的特征曲线簇；

[0091] 图8示出根据本发明的照明设施的方框电路图的示意图，所述照明设施具有三个根据本发明的光源模块以及根据本发明的电源设备；

[0092] 图9示出根据本发明的电源设备的第二实施例的示意图；

[0093] 图10对于100％运行的情况(图10a)以及对于如在此提出的调暗运行的情况(图10b)示出根据本发明的电源设备的第三实施例的示意图；

[0094] 图11示出在不调暗的运行中(图11a)的以及对于三个不同的调暗变型形式(图11b，11c，11d)的电压Vk的时间变化的示意图。

具体实施方式

[0095] 图8示出根据本发明的照明设施BEL的一个实施例的示意图，所述照明设施包括根据本发明的电源设备PSU，以及示例地包括三个光源模块LEM1、LEM2和LEM3。在光源模块LEM1中仅存在一个LED级联结构LK1，而光源模块LEM2包括三个并联连接的LED级联结构LK2a、LK2b和LK2c。光源模块LEM3同样包含三个LED级联结构LK3a、LK3b和LK3c，然而所述LED级联结构不直接并联连接，如在下面再进一步详细说明的那样。

[0096] 如图8中还能得出，为了构成耦合点N1、N2或N3a、N3b和N3c串联地在每个LED级联结构或并联连接的LED级联结构的组和参考电势之间耦合有电流测量电阻RMx，其中电流测量电阻的电导与相应的LED级联结构或LED级联结构的组的电流需求成比例。如果相应的LED级联结构的或LED级联结构的组的运行电流ILEMx处于额定运行点中，那么测量电阻RMx优选设计为，使得在其上在额定运行点中降下例如1V的电压。概括地说特性为下述关系：

[0097]

[0098] 为了补偿在各个电流测量电阻RMx上降下的电压之间的小的偏差以及为了测量所有电压的平均值作为用于电源设备PSU的电流调节的反馈，在所述电源设备和所属的LED级联结构之间的各个节点不与通信线路CL硬连接，而是经由中等欧姆值的耦合电阻RCx施加到所述线路上。

[0099] 在其他情况下，在光源模块LEM之间出现高的补偿电流，所述补偿电流使通信线路CL过载并且使整个测量失真。如图8中能得出的，只要在整个照明设备BEL上参与的、与电源设备PSU连接的并且由所述电源设备供应有所需的能量的每个光源模块LEM具有相同的额定工作电压，那么根据本发明，能够将不同类型的包含彼此不同的电流额定值的光源模块LEM同时施加到同一电源设备PSU上。

[0100] 如图8与图5的比较所得出，在本发明中在电源设备PSU中取消在共同的接地线路LED-中的在其他情况下常规的电流测量电阻Rmeβ。由此最终避免两个串联的电流测量电阻，参见图5。

[0101] 通信线路CL直接与比例积分补偿的调节器放大器Contr的反向的输入端连接。所述调节器放大器具有负反馈，所述负反馈包括电阻RPI和与其串联设置的电容CPI。运算放大器的非反向的输入端与对限制斜度的、加载至参考电压Vk的低通滤波器连接，所述低通滤波器包括电阻Rk和电容Ck。调节器放大器的其上存在调节变量Vout的输出端与栅极控制电路GD的输入端连接。

[0102] 从运算放大器规则“输入端电压的调配”中对于所述拓扑得出：在正常的工作条件下，在通信线路CL上的相对于共同的接地线路LED-测量的电压对应于基准电压Vk。因为栅极控制电路GD将时间控制的信号输出到能调节的电流源CG上，所以电源设备PSU的功率部件始于栅极控制电路GD。

[0103] 栅极控制电路GD优选包括PWM发生器(脉宽调制发生器)或能调节的频率发生器或包括上述两者，一些小的放大器，和只要需要的加就包括脉冲变压器或自益放大电路(Booststrapschaltung)用于控制具有跨步电势的功率开关。所述栅极控制电路为了清楚没有被示出，但是对于本领域技术人员而言是明确已知的。动态地且作为单元观察，栅极控制电路GD和电流源CG形成系统，所述系统显示出调节变量Vout和输出电流Iout之间的基本上线性的关联，也就是说即在上述两个变量之间的近似恒定的放大系数。

[0104] 在Vout和Iout之间能够存在偏移，输出电流Iout的一定的最大坡度，与其相关联的特征的时间常数和必要时相对小的死时间与栅极控制电路GD的内部的开关频率相关。所述偏移自动地通过将调节器放大器Contr接入作为PI调节器来补偿，因为由于阻挡直流电流的电容CPI，调节值Vout能够在所述调节器放大器的输出端上采用任意静态值，所述静态值是对于电源设备PSU的稳定的运行必需的。因此，Vout直接能够直接连接到栅极控制电路GD的输入端上。

[0105] 在图8中示出的电路装置基于：将通信线路CL上的电压信息双重地利用，一方面用作总电流需求反馈以及另一方面直接用作反馈电压以用于电源设备PSU的输出电流调节，换言之即一方面用于根据总电流需求反馈提供输出电流Iout的理论值以及另一方面用于电流Iout的实际值的调节。

[0106] 这通过下述方式实现：即根据图5在电源设备中集中的总电流测量电阻Rmeβ在所有同时连接到所观察的电源设备PSU上的光源模块LEM上根据图8分配为各个电流测量电阻RMx或分配成RM1、RM2、RM3a、RM3b和RM3c。因此，根据图8的电源设备PSU在其功率输出电流路径中，即在其能调节的电流源CG的电流路径中不包括电流测量电阻。

[0107] 相应的欧姆耦合电阻RCx能够对于每个光源模块或对于每个LED链相同地设计，例如RCx＝1kΩ或RCx＝10kΩ。因为由于PI调节器Contr的直接的连接连同其阻挡直流电流的负反馈，直流电流不流过所述耦合电阻，所以耦合电阻RCx的统一的设计能够与额定电流ILEMx无关。但是由此也存在下述问题：因为电源设备电流调节器Contr的调节放大通过负反馈电阻RPI与所有同时连接的RCx的并联电路的比限定，所以闭合的电流调节环路的动态特性与连接的LED链或光源模块的数量相关。

[0108] 所述问题通过下述方式解决：即耦合电阻RCx的值与光源模块额定电流以与上述电流测量电阻RMx的值类似的方式相关：

[0109]

[0110] 因此，闭合的电流调节环路的前述动态特性不再与同时连接的光源模块的数量相关，而是仅还与总电流需求相关，其中所述闭合的电流调节回路的动态特性通过根据本发明的电源设备本身和所有连接在其上的测量电阻RMx以及耦合电阻RCx限定。因此，上文提到的双重利用通过如下方式进行：LED运行电流实际值检测通过在通信线路上的电压本身实现，总电流需求反馈相反通过闭合的电流调节环路的从总系统中当前得出的动态实现：总电流需求越高，电源设备电流调节器Contr的调节放大就越高。

[0111] 为了使由电源设备PSU和至少一个光源模块LEM构成的系统固有地相对于与通信线路CL的故障的连接或相对于无效的电阻RMx或RCx故障安全，或者为了使电源设备PSU获得空闲安全，通信线路端子在电源设备一侧经由高欧姆值的故障安全电阻Rfs略微升高，所述故障安全电阻与电源设备PSU的内部的辅助电压供应装置Vaux连接。故障安全电阻Rfs的值能够在几兆欧的范围中。所述故障安全电阻提供来自电源设备PSU的CL端子中的非常小的电流ICL。

[0112] 如上文所描述，在电源设备PSU的通信线路CL的端子上的电压通常等于电压Vk。在模块一侧，在通信线路CL和共同的接地线路LED-之间的电压优选是1V，该电压通过电流测量电阻RMx的相应的设计确定。

[0113] 在根据图8的本发明的所述最简单的实施方式的上面的设计中，这引起1V值的基准电压Vk。

[0114] 通过使耦合电阻RCx与光源模块额定电流或LED链额定电流相关，在图9中示出的本发明的实现方案变得可行。通过高欧姆的耦合电阻RCx，例如根据下述设计：

[0115]

[0116] 在通信线路CL上的反馈电压能够提高至明显更高的值，例如2.5V或甚至3V或5V。在2.5V或5.0V的情况下，基准电压Vk例如由包含非常稳定的内部的参考电压源的模块TL431产生。由此实现更好的精度和分辨率。其特别令人满意的结果是：由此能忽略由于在共同的接地线路LED-上的直流电压降而引起的故障。

[0117] 为了在与通信线路连接的耦合电阻的值首先未知时也能够调节该更高的电压值，必须将上面的通过辅助电压源Vaux上的故障安全电阻Rfs实现的电流源通过更复杂的源替换，所述源在下文中称作调整电流源CCS并且在图9至10b中详细地示出。

[0118] 如在图9中示意示出，其输出电流ICL与PI调节器Contr的输出电压Vout成线性比例并且相对于LED链或光源模块的电阻RMx和RCx所具有与输出电流Iout成反比的值。典型地，源CCS的电流ICL为Iout的1‰和1％之间。

[0119] 优选地，如图10a和10b示出，调整电流源CCS能够实现为电压控制的电流源并且优选包括运算放大器OpAmp，其由五个电阻包围：通过添加输出串联电阻、所谓的调整电阻Rcc以及在非反向的输入端上的上文提到的电阻连接到调整电阻Rcc的自由端部上来代替连接到参考接地上的方式，标准的线性减法器能够转换为模拟的电压电流放大器，所述线性减法器在放大器的非反向的输入端及其参考接地之间具有电阻。因此，所述调整电阻形成电流源终端电阻并且在图10a和10b的示图中用Rcs表示。以这种方式测量放大器OpAmp的输出电流ICL，并且所述测量值自动地反馈到差分电压形成装置中。

[0120] 优选地，通过负反馈电阻Rfb确保，负反馈比每次正反馈更强。

[0121] 耦合电阻Rff将电压Vout引入电路中，其中借助于校准电阻Radj最后完成反馈。如其名称所表明，校准电阻在通过下述方式调节用于调整电流源CCS的电路使得所述调整电流源的在RCS和RCC之间的节点上的输出电流完全与在同一节点上的瞬时输出电压无关时起重要的作用。在文献中，校准电阻在其另一侧上与整个电路的参考接地连接(未示出)。在图10a中，所述校准电阻连接到第四电压源或偏移电压Voff上，其负极位于共同的接地线路LED-上；在图10b中在校准电阻的另一侧和LED-之间串联第二和第四电压源，使得其值正地相加。

[0122] 优选地，为Rff、RCS和Rfb选择相同大的值。RCC的值应位于所有并联连接的耦合电阻RCx的最小期望的电阻值的范围中或者准确地对应于该电阻值，并且其他三个电阻Rff、RCS和Rfb的值相应地选择为高十倍至百倍的。当Radj对应于公式

[0123]

[0124] 时，调整电流源CCS与在通信线路CL的端子上的瞬时电压无关地产生其输出电流ICL(电流源定义)，并且其在偏移电压Voff的期望的影响下的转换速率通过下式给出[0125]

[0126] 因此，ICL等于输入电压差除以由调整电阻Rcc和电流源终端电阻Rcs构成的并联电路。

[0127] 因此，从调整电流源CCS中得出电源设备PSU的功率部件的模型，所述电源设备包括能调节的功率电流源CG和连接在上游的栅极控制装置GD。调节电路的输出电压Vout并行地并且相等地作为调节变量提供给功率部件并且作为控制变量提供给电压控制的调整电流源CCS。功率部件对Vout的输入以产生Iout做出反应，调整电流源以输出ICL做出反应。在所有连接的光源模块的测量电阻RMx上，Iout降下电压，所述电压作为用于LED运行电流实际值的大小经由通信线路CL发回到调节电路上。出于光源模块的效率的原因，所述大小是非常低的，典型地大约为1V，对于在调节电路中的有意义的继续处理如上文所阐述的那样通常是过低的。在其他情况下(即偶尔)所述大小到调节电路中的反馈足以完全地解决所提出的任务：电源设备PSU完全不能详细地识别出存在何种总电流需求，而是仅识别出Iout是否正确；绝对的LED总运行电流和在一次近似中甚至在各个LED支路中的运行电流正确，电流测量电阻RMx由于上述设计独立地完成；电流测量电阻的全局出现的并联电路同样独立地完成对于总电流需求的所需的总和形成。由此，自动地以及以正确的方式得到部分负载，超负载由电源设备识别出并且被截住。总电流需求能够由电源设备根据当前闭合的调节回路的动态推导出。

[0128] 相反在较常见的情况下，ICL在耦合电阻RCx上产生另一电压，所述电压在节点N1、N2、N3、N3a、N3b、N3c上相加为LED运行电流的大小。因此，用于反馈到调节电路上的电压信号基于LED运行电流实际值的大小提高所述另一电压。纯量性地，如期望的那样，通过调节电路简化可评估性。上文对于偶尔的情况所描述的固有的总电流需求反馈由于其多余而当然失去。

[0129] 所述另一电压的值是调整电流源输出电流ICL所有刚好连接的耦合电阻RCx的并联电路的电阻值的乘积。如果其值都相同大并且已知，并且连接的LEM的数量已知，那么从中能够向回推断出实际值的真实大小。然而数量不仅不是已知的，而且由于可能的不同的LED额定运行电流甚至是不重要的。因此，引入改进的实施例，其中所述耦合电阻的电导也选择为与所属的LEM的额定运行电流成比例。因此，至少在模块侧再次建立总电流需求反馈的固有特性：如果在CL上的电压是正确的，那么LED总运行电流Iout是正确的，无论其绝对值是多少。在没有通过调整电流源提高在CL上的电压电平的情况下，如在上述偶尔的情况下，在测量电阻上的压降也能够与成比例设计的耦合电阻一起直接作为LED运行电流实际值的大小发送回调节电路。

[0130] 然而，随着提高产生下述困难，即在CL上的电压电平的一部分，典型为10％至40％的部分直接从运行电流测量中得出：在电压设备或调节电路侧还未再次建立固有性，除非电平提高另一电压近似与实际值的大小成比例。这刚好是模型所能够实现的：在根本未识别出实际的实际值的情况下，能够产生与实际值相同的、成比例的或至少平稳线性成比例的模型值。因为功率部件的平稳的传输特性曲线是近似线性的，所以已经已知的调节值Vout能够将实际的输出变量Iout在一定条件下作为输入变量替换到模型中：作为用于调整电流源的控制变量，所述调整电流源代表模型，因为其(如上文已经证实的)与所述路段、即原本的功率部件同样是线性的。建模的信号的绝对值匹配于总系统主要通过调整电流源的已经引入的转换速率进行。

[0131] 与路段不同，模型理想地工作。因此，在CL上的总电压电平由两个基本上成线性比例的电压组成部分组成，其中较小的部分是真实的，即由于例如时间常数或电平偏差而具有误差，以及较大的部分是理想的。闭合的调节环路总是关注误差。理想化的加法不妨碍误差的可识别性，所述加法甚至能够将其放大，由此在任何情况下保持总功能性。最常见的误差是电平偏差或偏移电压。最显著的这种偏差能从图6中可见：尽管LED运行电流Iout应能从零开始调节，但是仅调节变量Vout主要大于第二电压源Vk的值。栅极控制电路GD和功率电流源CG通常具有其组合的放大的偏移，换言之，功率部件形象地仅在调节变量Vout在栅极控制装置的输入端上从零开始达到一定的值时才开动。如果所述值随机地对应于这种上述偏差，那么调节电路立即干预并且不必再进行补偿。然而也能够使功率部件在Vout>7V时才开始工作。

[0132] 在接通电源设备时，调节电路产生等于第二电压源形式的基准的输出电压：Vout＝Vk。所述值对于使用功率部件是过小的，因此测量出的实际值是过小的进而放大器“Contr”输出电流，以便提高其输出电压。所述电流对电容CPI正地充电，由此提高Vout，直至功率部件开始通过其动作提高实际值进而平稳调节电路。但是相反，功率部件也能够在Vout＝3V时已经开始工作。初始的用5V的加载立即引起值得注意的Iout产生，其能够是过大的。因此，测量出的实际值是过大的，由此放大器“Contr”消耗电流，因此负地对电容CPI充电，降低Vout进而降低实际值并且最后也沿所述方向平稳调节电路。这是通过电源设备PSU的PI调节器Contr自动补偿电压偏差的原理。为了也在调整电流源CCS方面对所述补偿建模，必须设有并且相应地调节偏移电压Voff。因此，对于设计用于100％运行的照明系统BEL，根据图10a的调整电流源是足够的，其中Voff的值非常精确地调节为由第二电压源的电压和在瞬态振荡状态中在负反馈电容CPI上整合的电压构成的总和。

[0133] 由于总系统BEL的稳定性、精度和分辨率的原因而需要：由GD和CG构成的功率部件，即路段，和调整电流源CCS，即模型不仅在瞬态振荡的状态中，而且也在动态的过渡中尽可能彼此成比例地工作。栅极控制电路GD和功率电流源CG具有特征性的时间常数以及小的死时间，其同样必须在调整电流源侧上进行补偿：因此引入反馈电容Cfb，如在图10a和10b中同样地示出，所述反馈电容给调整电流源CCS提供轻微的PT1特性，即略微延迟的特性。

[0134] 因为形象地对于在此提出的照明系统BEL已经存在“调节输入过少”，所述调节输入必须从调整电流源中重建(即总电流需求反馈)，所以为了调暗采取下述途径，以为此调制代表基准的第二电压源的值Vk。

[0135] 如已经阐述，刚好所述第二电压源表示最显著的电压偏差，所述电压偏差通过调节Voff来补偿。当现在第二电压源Vk的值能够变化时，也必须能同时变化第四电压源或偏移电压Voff的调节。

[0136] 对此最简单的可能的解决方案在图10b中示出：第四电压源的最下点直接置于第二电压源上，调整电流源经由Radj的反馈自动地被告知第二电压源Vk的值的每次变化。因此对于调暗适合的是，也能够将第四电压源保持调节为恒定的值，更确切地说大致调节为在电源设备PSU的所有运行点上取平均作为负反馈电容CPI上的电压而得到的值。在调整电流源CCS中的已经提到的反馈电容Cfb必须在此设计为比在图10a中更大一些，因为所述反馈电容在此必须将附加的时间常数通过Rk和Ck再共同建模。

[0137] 图11示出用于对根据本发明的电源设备PSU调暗的不同的方法，更确切地说，通过变化电压Vk来调暗。在本文中，图11a在以示意图示出电压Vk在未调暗的状态中的时间变化，即Vk是与Vknom同样恒定的。用于调暗的第一变型形式，参见图11b，在于Vk恒定地被加载，然而在幅度中降低至Vkred。根据图11c也能够通过如下方式实现调暗，即对电压Vk进行脉冲宽度调制。图11d示出，脉冲宽度调制(PWM)与幅度降低至Vkred的组合同样是可行的。PWM的调制频率优选在400Hz和几kHz之间。

[0138] 所述处理方法通过最快速的调节环路辅助，由此在用于对所连接的模块PWM调暗和电源设备的空闲阶段的、电源设备PSU的输出端上的功率开关能够被省掉。然而，剩余的调节回路时间常数在对于PWM调暗决定性的系统阶跃响应中引起不能避免的过调。所述过调优选完全不被激发，因此包括电阻Rk和电容Ck的、具有类似于调节回路时间常数的时间常数的低通滤波器作为斜度限制器被添入到PI调节器的非反向的输入端和电压Vk之间。这也有利于电源设备PSU的初始的接通。

[0139] 电阻Rcc和Rcs的并联电路的已知的误差匹配，尤其略微沿朝电流ICL的比上述更小的值的方向进行误差匹配，能够有效地补偿在LED-线路上的压降。

[0140] 电容Cfb的沿朝调整电流源CCS的比功率部件更小的时间常数的方向的同样已知的误差匹配引起在总系统的光水平阶跃时的自然的衰减效果，其中所述功率部件包括栅极控制电路GD和功率电流源CG。

[0141] 由于在电源设备PSU和光源模块LEM之间的连接中断时的功率断开特性，根据本发明的电源设备PSU固有地是“热插拔保护”，即一旦最后的光源模块被分离，所述电源设备将其输出电流Iout节流为零，并且仅在第一光源模块再次被连接时才启动。由此，能够节约另一输出端功率开关，所述输出端功率开关通常附加地被保留以用于这种特殊要求。