基于led的照明模块的板上诊断的制作方法
基于led的照明模块的板上诊断的制作方法
【专利说明】基于LE叫勺照明模块的板上诊断
[0001 ] 杰勒德.哈伯斯
[0002] 相关申请的交叉引用
[0003] 本申请要求2010年6月18日递交的临时申请No. 61/356，525和2011年6月15日递交 的美国专利申请No. 13/161,341的优先权，将其全部合并在此作为参考。
技术领域
[0004] 所述实施例设及包括发光二极管(LED)的照明模块。
【背景技术】
[0005] Lm)在普通照明中的使用变得更加需要且更加流行。包括L邸的照明模块典型地要 求大量的热沉和特定的功率要求。甚至相对于热沉的部分故障、功率要求或其他系统故障， 例如憐光体的衰退，在标称操作条件之外操作、L抓故障等等，会严重地损害性能。然而，一 旦安装了传统的基于L邸的照明模块，就难W接近，因此通常无法诊断或解决与照明模块相 关联的问题，导致性能劣化和寿命减少。因此需要进行改进。
【发明内容】
[0006] 基于发光二极管(LED)的照明模块能够执行板上诊断。例如，诊断可W包括基于测 量的通量或溫度来估计已逝寿命、憐光体涂层的衰退、热故障、L邸故障或者确定L邸电流调 T。
[0007] 在一种实现中，基于操作条件的标称值和操作条件的实际值来确定针对基于LED 的照明模块的操作时间段的递增加速因子。至少部分地基于所述递增加速因子来确定累积 加速因子。基于用所述累积加速因子对所述基于Lm)的照明模块的累积已逝操作时间进行 缩放，来估计所述基于L邸的照明模块的已逝寿命。
[000引在另一种实现中，测量基于L邸的照明模块对于从所述模块的L抓发射的光脉冲的 通量强度响应，并且基于所述通量强度响应来估计所述模块内的憐光体涂层的衰退。
[0009]在另一种实现中，测量基于LED的照明模块对从启动条件起照亮所述模块的瞬态 响应，并且在实际热故障发生之前基于所述瞬态响应来估计所述模块的热故障。
[0010]在另一种实现中，ii量基于L抓的照明模块的多个串联连接的L抓的正向电压，其 中由所述基于Lm)的照明模块执行所述测量。基于所述正向电压来估计所述多个串联连接 的L邸中的至少一个的故障，其中由所述基于L邸的照明模块来执行所述估计。
[0011]在另一种实现中，针对利用第一电流值驱动的第一LED照射的基于LED的照明模 块，测量第一通量强度值，其中所述第一 Lm)发射具有第一颜色特性的光。针对利用第二电 流值驱动的第二L邸照射的基于Lm)的照明模块，测量第二通量强度值，其中所述第二Lm)发 射具有第二颜色特性的光。基于所述第一通量强度值和所述第一电流值来确定第=电流 值，并且基于所述第二通量强度值、所述第二电流值、和第一 L邸的通量强度与第二L邸的通 量强度的预定比率，来确定第四电流值。
[0012] 在又一种实现中，测量基于Lm)的照明模块的溫度。基于所述溫度确定电流缩放因 子，其中所述电流缩放因子将施加至具有第一颜色发射特性的第一 Lm)的第一电流值与施 加至具有第二颜色发射特性的第二Lm)的第二电流值关联。基于所述电流缩放因子和第一 标称电流值来确定第一目标电流值。
【附图说明】
[0013] 图1-2说明了包括照明设备、反射器和灯器具在内的两个示范性照明器。
[0014] 图3A示出了说明如图1所示的基于L邸的照明设备的部件的放大图。
[0015] 图3B示出了如图1所示的基于L邸的照明设备的透视截面图。
[0016] 图4说明了如图2所示的照明器的剖面视图，具有禪接在Lm)照明设备和灯器具之 间的电接口模块
[0017] 图5是示出了电接口模块的示意图。
[001引图6是电接口模块上的L邸选择模块的示意性说明。
[0019] 图7示出了可W如何接通或关断LEDW改变由上电的LED发射的通量的量。
[0020] 图8说明了包括至少一个传感器和至少一个电导体在内的反射器。
[0021] 图9示出了可W将颜色、通量和占用率传感器定位于反射器上的位置。
[0022] 图10示出了包括已逝时间计数器模块在内的电接口模块的示意图。
[0023] 图11说明了照明模块的示范性的随时间变化的操作溫度分布的示意图。
[0024] 图12说明了照明模块的随时间的示范性操作电流轮廓。
[0025] 图13说明了照明模块的随时间的示范性操作相对湿度轮廓。
[0026] 图14示出了基于实际操作条件估计基于L邸的照明模块的寿命的方法。
[0027] 图15示出了包括憐光体衰退检测模块在内的电接口模块的示意图。
[0028] 图16示出了包括安装到安装板上的蓝光L邸和通量传感器在内的主混合腔的剖面 视图。
[0029] 图17示出了通量传感器测量的对从L邸发射的光脉冲的示范性通量强度响应。
[0030] 图18示出了基于模块对从Lm)发射的光脉冲的通量强度响应来估计照明模块的腔 体中包括的憐光体的衰退的示范性方法。
[0031] 图19示出了包括热故障早期检测模块在内的电接口模块的示意图。
[0032] 图20示出了两个示范性的测量溫度轮廓。
[0033] 图21示出了两个示范性的测量通量轮廓。
[0034] 图22示出了启动时根据对溫度瞬变的分析在实际故障之前识别照明器故障的潜 在可能的方法。
[0035] 图23示出了启动时根据对通量瞬变的分析在实际故障之前识别照明器故障的潜 在可能的方法。
[0036] 图24示出了根据L邸串的正向电压测量来识别照明模块中的L邸的故障的方法。
[0037] 图25示出了包括颜色调谐模块在内的电接口模块的示意图。
[0038] 图26A-2她示出了具有安装的红光L邸和蓝光L邸的安装板。
[0039 ]图27示出了安装板上的多个通量传感器。
[0040]图28示出了光波导，所述光波导将来自安装板表面多个位置处的的光导引至通量 传感器。
[0041] 图29A-29B示出了在模块寿命上用于匹配红光和蓝光L邸之间的强度的方法。
[0042] 图30示出了包括溫度补偿模块在内的电接口模块的示意图。
[0043] 图31示出了在封装溫度的范围上红光LED(AlInGaP)和蓝光L抓的相对光通量输 出。
[0044] 图32示出了包括电流缩放因子的表，所述电流缩放因子设及操作溫度范围上供应 给红光L邸和蓝光L邸的电流。
[0045] 图33示出了调谐供应给照明模块的不同L邸串的电流W在模块的操作溫度范围上 实现一致的颜色特性的方法。
[0046] 图34示出了传送基于L邸的照明模块的累积已逝时间是否已经达到阔值的方法。
[0047] 图35示出了传送对基于L邸的照明模块的估计剩余寿命加 W指示的警报的示范性 方法。
[0048] 图36示出了系统的示范性实施例，所述系统包括基于Lm)的照明模块、与基于LED 的照明模块通信禪接的计算机、W及与计算机交互的实体。
【具体实施方式】
[0049] 现在对背景示例和本发明的一些实施例提供详细参考，其范例在附图中说明。
[0050] 图1-2说明了两个示范性照明器。图1所示的照明器包括具有矩形形式因子的照明 模块100。图2所示的照明器包括具有圆形形式因子的照明模块100。运些示例是为了说明性 的目的。也可W设想一般多边形和楠圆形形状的照明模块的示例。照明器150包括照明模块 100、反射器140和电灯器具130。如所示的，电灯器具130是热沉，并且因此有时称作热沉 130。然而，电灯器具130可W包括其他结构和装饰元件(未示出）。将反射器140安装到照明 模块100W对从照明模块100发射的光进行准直或偏斜。反射器140可W由导热材料制成，例 如包括侣或铜在内的材料，并且可W与照明模块100热禪接。热通过传导经过照明模块100 和导热的反射器140流动。热也经由反射器140上的热对流流动。反射器140可W是复合抛物 面聚光镜，其中所述聚光镜由高反射材料构成或者涂覆有高反射材料。诸如散射体或反射 器140之类的光学元件可W可拆卸地禪接至照明模块100,例如通过螺纹、夹具、扭锁机构或 其他合适的结构。包括照明模块100在内的照明器150也可W是翻新型灯。
[0051] 照明模块100安装到电灯器具130。如图1和图2所示，将照明模块100安装到热沉 130。热沉130可W由导热材料制成，例如包括侣和铜并且可W与照明模块100热禪接的材 料。热通过照明模块100和导热的热沉130的传导而流动。热也经由热沉130上的热对流流 动。照明模块100可W通过螺纹附着至热沉130, W将照明模块100夹到热沉130上。为了便于 照明模块100的容易拆卸和更换，可W将照明模块100可拆卸地禪接至热沉130,例如通过夹 持机构、扭锁机构或者其他合适的结构。照明模块100包括至少一个导热表面，所述导热表 面例如直接地或者使用热油脂、热带、热垫盘或热环氧树脂与热沉130热禪接。为了 L邸的充 分冷却，对于流入板上的L邸中的每一瓦特的电能，应该使用至少50平方毫米、优选地100平 方毫米的热接触面积。例如，在使用20个Lm)的情况下，应该使用1000至2000平方毫米的热 沉接触面积。使用较大的热沉130可W允许按照更高功率驱动LED 102,并且也允许不同的 热沉设计。例如，一些设计可W表现出对热沉取向的依赖性较小的冷却能力。此外，风扇或 者用于强制冷却的其他方案可w用于去除来自装置的热。底部热沉可w包括孔桐，使得可 W实现与照明模块100的电连接。
[0052] 图3A示出了说明如图1所示的基于Lm)的照明模块100的部件的放大图。应该理解 的是如运里所定义的，基于Lm)的照明模块不是LED,而是Lm)光源或器具或其部件。基于LED 的照明模块100包括一个或多个Lm)管忍或者封装的LED、W及附着了 Lm)管忍或者封装的 LED的安装板。图3B说明了如图1所示的基于L邸的照明模块100的透视截面图。基于LED的照 明模块100包括安装在安装板104上的一个或多个固态发光元件，例如发光二极管化抓） 102。通过安装板保持环103将安装板104附着到安装底座101上并且固定到适当位置。组装 了 LED 102和安装板保持环103的安装板104包括光源子组件115。光源子组件115操作为使 用LED 102将电能转换为光。将从光源子组件115发射的光导引至光转换子组件116,用于颜 色混合和颜色转换。光转换子组件116包括腔体105和输出窗口 108,并且可选地包括底部反 射器插入物106和侧壁插入物107中的任一个或者两者。输出窗口 108固定到腔体105的顶 部。腔体105包括内侧壁，使得当将腔体105安装到光源子组件115上时所述内侧壁将来自 LED 102的光导引至输出窗口 108。底部反射器插入物106可W可选地放置于安装板104上。 底部反射器插入物106包括孔，使得每一个LED 102的发光部分不受底部反射器插入物106 的阻挡。侧壁插入物107可W可选地放置于腔体105内部，使得当将腔体105安装在光源子组 件115上时侧壁插入物107的内表面将来自LED 102的光导引至输出窗口。尽管如所示地，从 照明模块100顶部观看时腔体105的内侧壁的形状是矩形，但是可W设想其他形状(例如Ξ 叶草形状或者多边形）。此外，腔体105的内侧壁可W从安装板104朝着输出窗口向外逐渐变 细，而不是如所示的与输出窗口 108垂直。
[0053] 在该实施例中，在安装板104上放置的侧壁插入物107、输出窗口 108和底部反射器 插入物106限定了所述基于Lm)的照明模块100中的光混合腔体109,在光混合腔体109中来 自LED 102的一部分光被反射，直到光通过输出窗口 108出射为止。在从输出窗口 108出射之 前在腔体109内反射光具有W下效果:对光进行混合，并且提供从基于L邸的照明模块100发 射的光的更均匀分布。侧壁插入物107的一些部分可W涂覆有波长转换材料。另外，输出窗 口 108的一些部分可W涂覆有相同或不同的波长转换材料。此外，底部反射器插入物106的 一些部分可W涂覆有相同或不同的波长转换材料。运些材料的光转换性质与腔体109内光 的混合相结合，得到由输出窗口 108输出的颜色经转换的光。通过调谐波长转换材料的化学 性质W及腔体109的内表面上涂层的几何性质（例如层厚度、憐光体颗粒尺寸、憐光体混合 物和颗粒密度），可W指定由输出窗口 108输出的光的特定颜色性质，例如色点、色溫和颜色 呈现指数(CRI)。
[0054] 出于该专利文件的目的，波长转换材料是执行颜色转换功能的任意单一化学化合 物或者不同化学化合物的混合物，颜色转换功能例如是吸收一个峰值波长的光并发射另一 个峰值波长的光。
[0055] 可W用诸如空气或惰性气体之类的非固体材料填充腔体109,使得LED 102将光发 射到非固体材料中。作为示例，可W气密地密封腔体，并且氣气用于填充腔体。替代地，可W 使用氮气。在其他实施例中，可W用固体密封材料填充腔体109。作为示例，娃树脂可W用于 填充腔体。
[0056] LED 102可W发射不同的颜色或者相同的颜色，通过直接发射或者通过憐光体转 换，例如在憐光体层涂覆到Lm)上作为Lm)封装的一部分的情况下。因此，照明模块100可W 使用彩色LED 102的任意组合，例如红色、绿色、蓝色、栋黄色或者蓝绿色，或者LED 102可W 都产生相同颜色的光或者可W都产生白光。例如，L抓102可W都发射蓝光或者紫外光。当 与憐光体(或者其他波长转换手段)组合地使用时(例如，憐光体可W在输出窗口 108中 或者 输出窗口 108上，涂覆到腔体105的侧壁，或者涂覆到在腔体内部放置的其他部件（未示 出）），可W使得照明模块100的输出光具有所需的颜色。
[0057]安装板104向所附着的LED 102提供与电源(未示出）的电连接。在一个实施例中， LED 102是封装LED,例如由Philips Lumileds Li曲ting制造的Luxeon Rebel。也可W使用 其他类型的封装LED,例如由0SRAM(0star package)、Luminus Device化SA)、Cree化SA)， 化。111曰(化9曰]1)或化1(1〇]1；[(3(4113化1曰）制造的封装0^0。如运里所定义的，封装]^^0是一个或 多个L邸管忍的组装件，包含例如引线接合连接或螺栓型隆起焊盘等电连接，并且可能地包 括光学元件、W及热、机械和电接口。LED 102可W包括Lm)忍片上的透镜。替代地，可W使用 无透镜的LED。无透镜的Lm)可W包括保护层，所述保护层可W包括憐光体。可W将所述憐光 体作为粘合剂中的分散体而应用，或者作为分离的层而应用。每一个LED 102包括可W安装 到子底座上的至少一个L抓忍片或管忍。L邸忍片典型地具有约5mm的尺寸，但是 运些尺寸可W变化。在一些实施例中，L抓102可W包括多个忍片。多个忍片可W发射类似 或不同颜色的光，例如红色、绿色和蓝色。LED 102可W发射偏振光或者非偏振光，并且基于 LED的照明模块100可W使用偏振LED或非偏振光LED的任意组合。在一些实施例中，LED 102 发射蓝光或者紫外光，运是由于Lm)在运些波长范围中发射的效率。此外，可W将不同的憐 光体层涂覆到相同子底座上的不同忍片上。子底座可W是陶瓷的或者其他合适的材料。子 底座典型地包括与安装板104上的触点禪接的、底部表面上的电接触焊盘。替代地，电接合 引线可W用于将忍片与安装板电连接。与电接触焊盘一起，LED 102可W包括子底座的底部 表面上的热接触区域，可W通过热接触区域提取由L邸忍片产生的热。热接触区域与安装板 104上的热扩散层禪接。可W将热扩散层设置在安装板104的顶部、底部或者中间层的任一 个上。热扩散层可W通过通孔连接，所述通孔连接顶部、底部和中间热扩散层中的任何层。 [0化引在一些实施例中，安装板104将由LED 102产生的热传导至板104的侧面和板104的 底部。在一个示例中，安装板104的底部可W经由安装底座101热禪接至热沉130(在图1和图 2中示出）。在其他示例中，安装板104可W直接禪接至热沉、照明器具和/或其他机构（例如 风扇）W散热。在一些实施例中，安装板104将热传导至与该板104的顶部热禪接的热沉。例 如，安装板保持环103和腔体105可W将热从安装板104的顶部表面传导出去。安装板104可 W是在用作热接触区域的顶部和底部表面上的具有相对较厚的铜层(例如，30μπι至100WI1) 的FR4板(例如0.5mm厚）。在其他示例中，板104可W是具有合适电连接的金属内核印刷电路 板(PCB)或者陶瓷子底座。可W使用其他类型的板，例如由抓±(陶瓷形式的氧化侣)或者氮 化侣（同样是陶瓷形式的）制成的板。
[0059]安装板104包括与LED 102上的电焊盘相连的电焊盘。电焊盘通过金属(例如铜)迹 线与触点电连接，引线、桥接件或者其他外部电气源与所述触点相连。在一些实施例中，电 焊盘可W是通过所述板104的通孔，并且在所述板的相对侧(例如底部)上实现电连接。如所 示的安装板104在维度上是矩形的。安装到安装板104上的LED 102可W在矩形安装板104上 布置成不同配置。在一个示例中，LED 102可W按照沿安装板104的长度维度延伸的行和沿 安装板104的宽度维度延伸的列来对齐。在另一个示例中，LED 102排列成六边形紧缩结构。 在运种结构中，每一个L邸与其紧邻邻居的每一个是等距的。运种排列对于提高从光源子组 件115发射的光的均匀性和效率而言是期望的。
[0060]图4说明了如图2所示的照明器150的剖面视图。反射器140可拆卸地禪接至照明模 块100。反射器140通过扭锁机构与照明模块100禪接。通过反射器保持环110中的开口使得 反射器140与照明模块100接触，将反射器140与照明模块100对齐。通过绕光轴(0A)将反射 器140旋转至晒合位置，将反射器140与照明模块100禪接。在晒合位置中，将反射器140捕获 在安装板保持环103和反射器保持环110之间。在晒合位置中，可W在反射器140和安装板保 持环103之间的配套热界面表面HOsurface之间产生界面压力。按照运种方式，由LED 102产 生的热可W经由安装板104、通过安装板保持环103、通过界面HOsurface传导进入反射器 140。此外，可W在反射器140和保持环103之间形成多个电连接。
[0061 ] 照明模块100包括电接口模块化LM) 120。如所示地，EIM 120可W通过固定夹137可 拆卸地附着至照明模块100。在其他实施例中，EIM 120可W通过将EIM 120禪接至安装板 104的电连接器，可拆卸地附着至照明模块IOOdEIM 120也可W通过其他紧固手段禪接至照 明模块100,例如螺钉紧固件、馴钉或者搭钩配合连接器。如所示地，EIM 120定位于照明模 块100的腔体内。按照运种方式，EIM 102被包含在照明模块100内部，并且可W从照明模块 100的底部侧接入。在其他实施例中，EIM 120可W至少部分地定位于电灯器具130内。EIM 120将电信号从电灯器具130传送至照明模块100。电导体132在电连接器133处与电灯器具 130相禪接。作为示例，电连接器133可W是在网络通信应用中常用的注册插座(RJ)连接器。 在其他示例中，电导体132可W通过螺钉或者夹具禪接至电灯器具130。在其他示例中，电导 体132可W通过可拆卸的滑动配合电连接器禪接至电灯器具130。连接器133禪接至导体 134。导体134可拆卸地禪接至安装到EIM 120的电连接器121。类似地，电连接器121可W是 RJ连接器或者任意合适的可拆卸电连接器。连接器121固定地禪接至EIM 120。电信号通过 电连接器133在导体132上、在导体134上、通过电连接器121传送至EIM 120。电信号135可W 包括功率信号和数据信号。EIM 120将电信号135从电连接器121路由至EIM 120上的适当的 电触点焊盘。例如，EIM 120内的导体139可W将连接器121禪接至EIM 120的顶部表面上的 电触点焊盘170。替代地，可W将连接器121安装到EIM 120的与电触点焊盘170相同一侧上， 并且因此表面导体可W将连接器121禪接至电触点焊盘170。如所示地，弹黃销122通过安装 底座101中的孔桐138可拆卸地将电触点焊盘170禪接至安装板104。弹黃销将在EIM 120的 顶部表面上放置的触点焊盘禪接至安装板104的触点焊盘。按照运种方式，将电信号从EIM 120传送至安装板104。安装板104包括导体W适当地将LED 102禪接至安装板104的触点焊 盘。按照运种方式，将电信号从安装板104传送至适当的LED 102W产生光。EIM 102可W由 印刷电路板(PCB)、金属内核PCB、陶瓷衬底或者半导体衬底来构建。可W使用其他类型的 板，例如由氧化侣（陶瓷形式的氧化侣)或者氮化侣(也是陶瓷形式的）构成的板。EIM 120可 W构造为包括多个插入模制金属导体的塑料部件。
[0062]安装底座101可更换地禪接至电灯器具130。在所示示例中，电灯器具130用作热 沉。安装底座101和电灯器具130在热界面136处禪接在一起。在热界面136处，当照明模块 100禪接至点灯器具130时，安装底座101的一部分和电灯器具130的一部分接触。按照运种 方式，由LED 102产生的热可W经由安装板104、通过安装底座104、通过接口 136传导至电灯 器具130中。
[0063] 为了拆卸和更换照明模块100,将照明模块100与电灯器具130分离，并且断开电连 接器121。在一个示例中，导体134包括足够的长度W允许照明模块100和电灯器具130之间 足够分离，允许操作者到达器具130和照明模块100之间W断开连接器121。在另一个示例 中，连接器121可W布置为使得将照明模块100与电灯器具130之间的位移用于断开连接器 121。在另一个示例中，将导体134缠绕到弹黃承载卷轴上。按照运种方式，可W通过从卷轴 上展开来延长导体134, W允许连接器121的连接或断开，然后可W通过弹黃承载卷轴的动 作将导体134缠绕到卷轴上来收回导体134。
[0064] 图5是更加详细的EIM 120的示意图说明。在所示实施例中，EIM 120包括总线21、 被供电装置接口控制器(PDI034、处理器22、已逝时间计数器模块巧TCM)27、非易失性存储 器26(例如EPROM)、非易失性存储器23(例如闪速存储器）、红外收发机25、RF收发机24、传感 器接口 28、功率转换器接口 29、功率转换器30和L抓选择模块40。L抓安装板104禪接至EIM 120dL邸安装板104包括通量传感器36、包括LED 102在内的L邸电路33、W及溫度传感器31、 电流传感器81和湿度传感器82"EIM 120也禪接至通量传感器32并禪接至安装到电灯器具 130上的占用率传感器35。在一些实施例中，通量传感器32和占用率传感器35可W安装到光 学器件上，例如相对于图8讨论的反射器140。在一些实施例中，也可W将占用率传感器安装 到安装板104上。在一些实施例中，可W将加速度计、压力传感器和湿度传感器中的任一个 安装到安装板104。例如，可W添加加速度计W检测照明模块100相对于重力场的取向。在另 一个示例中，加速度计可W提供对照明模块100的操作环境中存在的振动的量度。在另一个 示例中，可W添加湿度传感器W提供对照明模块100的操作环境的水分含量的量度。例如， 如果对照明模块100进行密封W在潮湿条件下可靠地操作，湿度传感器可W用于检测照明 模块的密封失灵和污染。在另一个示例中，压力传感器可W用于提供对照明模块100的操作 环境的压力的量度。例如，如果对照明模块100进行密封并且抽真空，或者替代地密封并且 加压，压力传感器可W用于检测密封失灵。
[00化]PDIC 34禪接至连接器121并且通过导体134接收电信号135。在一个示例中，PDIC 34是遵照IEEE 802.3协议的装置，用于在多导体缆线（例如5e类缆线)上传输功率和数据信 号。PDIC 34根据IE邸802.3协议将输入信号分离为传送至总线21的数据信号41和传送至 功率转换器30的功率信号42。在一些实施例中，模块100的功率来源可W是针对备用应用的 或太阳能应用的电池。功率转换器30操作W执行功率转换，来产生电信号W驱动电路系统 33的一个或多个Lm)电路。在一些实施例中，功率转换器30按照电流控制模式操作W在预定 的电压范围内向Lm)电路供应受控量的电流。在一些实施例中，功率转换器30是直流-直流 (DC-DC)功率转换器。在运些实施例中，功率信号42可W具有根据IE邸802.3标准的48伏的 额定电压。将功率信号42通过DC-DC功率转换器30在电压上降低为满足与DC-DC转换器30禪 接的每一个LED电路的电压要求的电压电平。
[0066]在一些其他实施例中，功率转换器30是交流-直流(AC-DC)功率转换器。在另一些 实施例中，功率转换器30是交流-交流(AC-AC)功率转换器。在采用AC-AC功率转换器30的实 施例中，安装到安装板104的LED 102根据AC电信号产生光。功率转换器30可W是单通道或 者多通道的。功率转换器30的每一个通道向串联连接的Lm)中的一个Lm)电路供应电能。在 一个实施例中，功率转换器30按照恒流模式操作。运在Lm)串联电连接的情况下特别有用。 在一些其他实施例中，功率转换器30可W作为恒压源操作。运在Lm)并联电连接的情况下特 别有用。
[0067] 如所示地，功率转换器30禪接至功率转换器接口 29。在该实施例中，功率转换器接 口 29包括数字-模拟(D/A)能力。可W通过处理器22的操作产生数字命令，并且通过总线21 将其传送至功率转换器接口 29。功率转换器接口 2則尋数字命令信号转换为模拟信号，并且 将所得到的模拟信号传送至功率转换器30。功率转换器30响应于接收到的模拟信号来调节 传送至禪接的L邸电路的电流。在一些示例中，功率转换器30可W响应于接收到的信号而关 闭。在其他示例中，功率转换器30可W响应于接收到的模拟信号来脉冲化或者调制传送至 禪接的Lm)电路的电流。在一些实施例中，功率转换器30操作用于直接接收数字命令信号。 在运些实施例中，不实施功率转换器接口 29。在一些实施例中，功率转换器30操作用于发送 信号。例如，功率转换器30可W通过功率转换器接口 29向总线21发送对功率故障状况或功 率不满足调整条件加 W指示的信号。
[0068] EIM 120包括用于从与照明模块100通信链接的装置接收数据或者向其发送数据 的若干机制。EIM 120可W通过PDIC 34、RF收发机24和I则欠发机25接收和发送数据。此外， EIM 120可W通过控制从照明模块100输出的光来广播数据。例如，处理器22可W命令由功 率转换器30供应的电流将Lm)电路33的光输出周期性地闪烁(flash)、或者频率或幅度调制 L邸电路33的光输出。脉冲是人类可察觉的，例如按照每分钟3个1秒脉冲的序列对由照明模 块100输出的光进行闪烁。脉冲也可W是人类不可察觉、但是通过通量检测器可检测的，例 如，按照1曲Z对照明模块100输出的光进行脉冲化。在运些实施例中，可W对照明模块100的 光输出进行调制W指示代码。通过上述手段的任一个由EIM 120发送的信息示例包括照明 模块100的累积已逝时间、L抓故障、序列号、由占用率传感器35感测的占用率、由板上通量 传感器36感测的通量、 由通量传感器32感测的通量、由溫度传感器31感测的溫度、模块100 的估计寿命、寿命警报、憐光体响应测量数据、憐光体衰退警报、照明器150的热故障W及功 率故障状况。此外，EIM 120可W通过对向照明模块100供电的电信号的调制或周期循环进 行感测来接收消息。例如，可W使得功率线路电压在一分钟循环Ξ次W指示要求照明模块 100传送其序列号的请求。
[0069] 图6是更加详细的Lm)选择模块40的示意性表示。如所示地，L邸电路33包括串联连 接并且禪接至Lm)选择模块140的LED 55-59。尽管Lm)电路33包括5个串联连接的LED,然而 可W设想更多或更少的LED。此外，Lm)板104可W包括多于一个的串联连接L邸电路。如所示 的，L抓选择模块40包括5个串联连接的开关元件44-48。开关元件的每一个导线禪接至LED 电路33的Lm)的相应导线。例如，开关元件44的第一导线在电压节点49处禪接至LED 55的阳 极。此外，开关元件44的第二导线在电压节点50处禪接至LED 55的阴极。按照类似的方式， 开关元件45-48分别禪接至LED 55-58。此外，功率转换器30的输出通道禪接在电压节点49 和54之间，形成了传导电流60的电流回路61。在一些实施例中，开关元件44-48可W是晶体 管(例如，双极结型晶体管或者场效应晶体管）。
[0070] L抓选择模块40选择性地向与功率转换器30的通道禪接的L抓电路33的L抓供电。 例如，在关断位置，开关元件44在电压节点49和50之间实质上不传导电流。按照运种方式， 从电压节点49流到电压节点50的电流60通过LED 55。在运种情况下，L抓55提供比开关元 件44实质上更低电阻的传导路径，从而电流通过LED 55并且产生光。按照运种方式，开关元 件44用于"接通"L抓55。作为示例，在接通位置，开关元件47实质上是导通的。电流60从电 压节点52通过开关元件47流到节点53。在运种情况下，开关元件47提供比LED 57实质上更 低电阻的传导路径，从而电流60通过开关元件47而不是LED 57,并且LED 57不产生光。按照 运种方式，开关元件47用于"关断"L抓58。按照所述的方式，开关元件44-48可W选择性地 向LED 55-59供电。
[0071] 在Lm)选择模块40上接收二元控制信号SEL[5:1 ]。控制信号SEL[5:1 ]控制开关元 件44-48的每一个的状态，从而确定将LED 55-59的每一个"接通"还是"关断"。在一个实施 例中，处理器22响应于EIM 120检测的条件（例如由通量传感器36感测的通量减小）来产生 控制信号SEL。在其他实施例中，处理器22响应于在EIM 120上接收到的命令信号(例如，由 RF收发机24、I则欠发机25或者PDIC 34接收的通信）来产生控制信号SEL。在另一个实施例 中，从基于L邸的照明模块的板上控制器传送控制信号SEL。
[0072] 图7示出了可W如何接通或者关断LEDW改变由Lm)电路33的被供电Lm)发射的通 量的量。相对于L邸电路33的被供电L抓发射的光通量来绘制电流60。由于LED 55-59的物理 限制，将电流60限制于最大电流值Imax，在最大电流值W上寿命将变得非常有限。在一个示 例中，Imax可W是0.7安培。通常，L邸55-59表现出在光通量和驱动电流之间的线性关系。图 7说明了四种情况下根据驱动电流而发射的光通量：当"接通"一个L抓时，当"接通"两个LED 时，当"接通'；个160时，W及当"接遇'四个LED时。在一个示例中，可W通过接通；个1^0并 且按照Imax驱动它们来实现光通量输出L3。替代地，可W通过接通四个L抓并且利用较少的 电流驱动它们来实现光通量输出L3。当要求在一时间段上减少光量时（例如，饭店照明调 暗），光选择模块40可W用于选择性地"关断"LED,而不是简单地缩小电流。通过在选定的时 段上不操作电灯器具中的LED,来增加运些"关断"L邸的寿命，运是令人期望的。可W对要选 择"关断"的LED进行调度，使得将每一个LED"关断"的时间量与其他LED的"关断"的时间量 近似相同。按照运种方式，可W通过将每一个L邸的寿命延长近似相同量的时间来延长照明 模块100的寿命。
[0073] 可W将LED 55-59选择性地接通或关断W对L抓故障做出响应。在一个实施例中， 照明模块100包括"关断的"额外LED。然而，当发生Lm)故障时，将额外Lm)中的一个或多个 "接通补偿发生故障的LED。在另一个示例中，可接通"额外的LEDW提供附加的光输 出。运对于如下情况是需要的：当在安装之前不知晓所要求的照明模块100照明输出时，或 者在安装之后照明要求改变时。
[0074] 图8示出了反射器140,包括至少一个传感器和至少一个电导体。图8示出了在反射 器140的内表面上安装的通量传感器32。传感器32被定位使得在传感器32的光感测表面和 照明模块100的输出窗口 108之间存在直接视线。在一个实施例中，传感器32是娃二极管传 感器。传感器32禪接至电导体62。导体62是模制到反射器140中的导电迹线。在其他实施例 中，可W将导电迹线印刷到反射器140上。当将反射器140安装到照明模块100时，导体62穿 过反射器140的底座并且禪接至安装板保持环103的导电通孔65。导电通孔65禪接至安装板 104的导体64。导体64经由弹黃销66禪接至EIM 120。按照运种方式，通量传感器32电禪接至 EIM 120。在其他实施例中，导体62直接禪接至安装板104的导体64。类似地，占用率检测器 35可W电禪接至EIM 120。在一些实施例中，传感器32和35可W通过连接器可拆卸地禪接至 反射器140。在其他实施例中，传感器32和35可W固定地禪接至反射器140。
[0075] 图8也示出了附着至照明模块100的安装板104的通量传感器36和溫度传感器31。 传感器31和36提供板级别上与照明模块100的操作条件有关的信息。传感器31、32、35、36、 81和82中的任一个可W是在安装板104、反射器140、电灯器具130和照明模块100上的多个 位置处放置的多个运些传感器之一。此外，可W采用颜色传感器。图9是为了示范性目的可 W将颜色、通量和占用率传感器定位于反射器140上的位置的表示。在一个示例中，传感器 可W位于位置A、B和C。位置A-C面朝外，使得在位置A-C设置的传感器可W感测由照明模块 100照射的场景的颜色、通量或者占用率。类似地，位置F、G和Η处的传感器也可W面朝外，并 且可W感测照明模块100照射的场景的颜色、通量或者占用率。也可W将传感器设置在位置 D和Ε处。位置D和Ε面朝内，并且可W检测照明模块100的照度的通量或者颜色。传感器位置D 和Ε在其对于照明模块100光输出的角度灵敏度方面存在差异，并且该差异可W用于对照明 模块100的光输出的性质加 W表征。通过分析在板级别位置和反射器140内的位置进行的测 量之间的差异，可W消除反射器性能与板级别性能的相互影响。可W利用外部面对通量传 感器来感测环境光，例如位于位置A-C和F-H的传感器。可W采用的传感器类型包括环境光 传感器、接近传感器、溫度传感器、电流传感器、声音传感器、通量传感器、C02传感器、C0传 感器和微粒传感器。运些传感器也可W经由ΕΙΜ 120与安全系统接口相互作用。对于室外应 用，传感器可W监测交通条件、天气条件和光级别。
[0076] 如图10所示，ΕΙΜ 120包括已逝时间计数器模块巧TCM)27。在照明模块100上电时， 将在存储器23中存储的累积已逝时间（AET)传送至ETCM 27,并且ETCM 27开始对时间计数 并且将已逝时间递增。周期性地，将已逝时间的副本传送且存储在存储器23中，使得始终将 当前AET存储在非易失性存储器中。按照运种方式，当照明模块100突然掉电时也不会丢失 当前AET。在一些实施例中，处理器22可W包括片上ETCM功能。在一些实施例中，EIM 120存 储目标寿命值(TLV)，对照明模块100的期望寿命进行标识。目标寿命值可W存储在EIM 120 的非易失性存储器26中。在制造期间将与具体照明模块100相关联的目标寿命值编程到 EPROM 26中。在一些示例中，可W将目标寿命值选择为是在预期照明模块100的光通量输出 要发生30%衰退之前照明模块100的预期工作小时数。在一个示例中，目标寿命值可W是 50,000 小时。
[0077] 图％说明了传送基于LED的照明模块100的AET是否达到阔值的方法270。在步骤 271，测量基于L抓的照明模块100的AET。在一些实施例中，ETCM 27测量所述AET。在步骤 272,从所述TLV值减去所述AETW确定AET和化V之间的差是否达到阔值。例如，可W将500小 时的阔值保存在存储器26。如果AET和TLV值之间的差没有达到阔值，重复步骤271和272。然 而，如果所述差已经达到阔值，传送警报(步骤273)。例如，如果利用500小时的阔值、并且确 定AET在与基于L抓的照明模块100相关联的化V的500小时内，传送警报。在一些实施例中， 所述警报表示照明性能的潜在降低(例如，模块关闭、小于可接受界限的性能衰退等）。在一 些其他实施例中所述警报表示应该采取行动来避免模块的故障或者关闭。例如，所述警报 可W触发向用户的通信W在模块100进入故障模式或者关闭模式之前授予附加的寿命。在 一些实施例中，通过EIM 120的元件执行方法270。在一些其他实施例中，可W通过与基于 L邸的照明模块100通信禪合的遥控设备执行方法270的一部分。在运些实施例中，将执行每 一个步骤所需要的信息从基于L邸的照明模块100传送至所述遥控设备。
[0078] 在一些实施例中，处理器22确定所述AET已经达到或者超过所述化V，并且通过RF 收发机、I则欠发机25或PDIC 34传送警报代码。在其他实施例中，ΕΙΜ 120可w通过控制从照 明模块100输出的光来广播所述警报。例如，处理器22可W命令由功率转换器30供应的电流 周期性地脉动W表示警报条件。脉冲是人类可察觉的，例如按照每分钟3个1秒脉冲的序列 对由照明设备100输出的光进行闪烁。脉冲也可W是人类不可察觉、但是通过通量检测器可 检测的，例如，按照化化对照明设备100输出的光进行脉冲化。在运些实施例中，可W对照明 设备100的光输出进行调制W指示警报代码。在其他实施例中，当AET达到TLV时，EIM 120关 闭向Lm)电路33的电流供应。在其他实施例中，EIM 120响应于接收到发射AET的请求，传送 所述AET。如图10所示，EIM 120也可W包括寿命估计模块(LEM)80。在一些实施例中，LEM 80 是包括存储器和处理能力的专用硬件模块。在一些其他实施例中，处理器22可W包括片上 LEM功能。在其他实施例中，可W通过处理器22执行在存储器(例如存储器23)中存储的软件 指令来实现LEM 80功能。LEM 80基于所述模块的操作的累积已逝时间（AET)和总累积加速 因子(CAFoverall)，估计照明模块100的已逝寿命。可W通过LEM 80将CAFoverall计算为多个操 作因素的函数，包括实际操作溫度、电流和湿度。作为示例，将CAFoverall的计算描述为包括 溫度、电流和湿度因素。然而，在计算中可W包括运些因素的任意子集或者附加的因素。总 累积加速因子可W用于对模块100的累积已逝时间进行缩放W得出模块10的已逝寿命的估 计。基于运种结果和目标寿命值，可W计算模块100的剩余寿命的估计。
[0079] 图11说明了照明模块100的随时间的示范性操作溫度轮廓83。同样说明了额定溫 度值Tn。在一个示例中，所述额定溫度是90摄氏度。所述额定溫度是对模块的预期寿命加 W 表征的模块100的操作溫度值。例如，如果照明模块100在90摄氏度的恒定操作溫度下操作， 照明模块100的操作寿命预期是50,000小时。预期在90摄氏度的操作溫度下操作50,000小 时之后，模块100的性能衰退到不可接受的水平。如图11所示，存在当照明模块100在超过Tn 的溫度下操作的时间段，并且存在当照明模块100在小于Tn的溫度下操作的时间段。因为照 明模块100的寿命依赖于操作溫度，预期的是当实际操作溫度小于Tn时可W延长照明模块 100的操作寿命。同样地，当实际操作溫度大于Tn时，会减少操作寿命。
[0080] 可W根据阿列纽斯方程(Arrhenius equation)通过LEM 80计算基于实际操作溫 度的加速因子的估计。
[0081] (1)
[0082] Ea是针对可应用故障机制的激活能量。K是等于8.617e-5eV/K的波尔兹曼常数。Tn 是W开氏溫度为单位的额定溫度，其对寿命加 W表征。可W将运些常数存储在EIM 120的存 储器23中。Τα是W开氏溫度为单位的实际操作溫度。基于所述实际操作溫度，可W通过LEM 80计算加速因子，所述加速因子可用于对模块的ΑΕΤ进行缩放。可W将照明模块100的ΑΕΤ细 分为多个时间片段，每一个具有持续时间AT。时间片段可W是任意合适长度的时间。在一 个示例中，所述时间片段的持续时间可W是1小时。对于每一个时间片段，可W计算实际操 作溫度的代表值。如所示的，可W在所述时间片段i上计算操作溫度的代表值Tai。在一个示 例中，可W将Tai计算为在所述时间片段上的平均溫度值。在另一个示例中，可W计算溫度中 值。在另一个示例中，可W将时间片段上的最小溫度值或者替代地最大溫度值用作所述时 间片段上的操作溫度的代表值。在再一个示例中，可W将所述时间片段的开始或者替代地 结束时的溫度值用作所述代表值。图11说明了将所述时间片段结束时的溫度值用作代表 值。基于代表值，LEM 80如下计算针对时间片段i的递增加速因子：
[0083] (2)
[0084] 由于时间片段i上的溫度导致的递增加速因子可用于对时间片段i的已逝时间ΔΤ 进行缩放W获得对由于时间片段i的溫 度条件导致的模块100寿命改变量的估计。
[0085] 为了估计模块100的操作寿命如何由于在累积操作寿命期间的溫度条件而改变， 通过LEM 80计算累积加速因子。可W将累积加速因子计算为是在累积的时间片段上计算的 加速因子的移动平均。例如，将已经过去时间片段i之后的累积加速因子计算为：
[0086] 0)
[0087] 在时间片段i上评估的由于溫度导致的累积加速因子可用于估计改变量，该改变 量是在时间片段i上对寿命期间由于溫度条件导致的模块100的累积操作寿命已改变的量。
[0088] 图12说明了照明模块100的随时间变化的示范性操作电流轮廓84。也说明了额定 电流值In。在一个示例中，所述额定电流是0.7安培。所述额定电流是对模块的预期寿命加 W表征的操作电流值。例如，如果照明模块100在0.7安培的恒定电流下操作，照明模块100 的操作寿命预期是50，000小时。预期在0.7安培下操作50，000小时之后，模块100的性能衰 退到不可接受的水平。如图12所示，存在当照明模块100在超过In的电流下操作的时间段W 及存在当照明模块100在小于In的电流下操作的时间段。因为照明模块100的寿命依赖于操 作电流，预期的是当实际操作电流小于IN时可W延长照明模块100的操作寿命。同样地，当 实际操作电流大于In时可W减少所述操作寿命。加速因子可W用于对照明模块的操作寿命 进行缩放W得出模块已逝寿命的估计。
[0089] 可W将基于实际操作溫度的加速因子的估计计算如下：
[0090]
(4)
[0091] β是实验得出的恒定参数。In是W安培为单位的额定操作电流，针对所述额定操作 电流所述寿命是已知的。可W将运些常数存储在EIM 120的存储器23中。Ια是W安培为单位 的实际操作电流。基于所述实际操作电流，LEM 80计算加速因子，所述加速因子可用于对模 块100的ΑΕΤ进行缩放。可W将照明模块100的ΑΕΤ细分为多个时间片段，每一个具有持续时 间Δ Τ。对于每一个时间片段i，可W计算针对实际操作电流的代表值。在一个示例中，可W 将lAi计算为在时间片段i上的平均电流值。在另一个示例中，可W计算电流中值。在另一个 示例中，可W将时间片段上的最小电流值或者替代地最大电流值用作所述时间片段上的操 作电流的代表值。在再一个示例中，可W将时间片段的开始或者替代地结束时的电流值用 作所述代表值。图12说明了将所述时间片段结束时的电流值用作所述代表值。基于所述代 表值，LEM 80如下计算针对所述时间片段i的递增加速因子： WW]
(5)
[0093] 由于所述时间片段i上的电流导致的递增加速因子可用于对时间片段i的已逝时 间A T进行缩放W获得对由于时间片段i的电流条件导致的模块100的寿命改变量的估计。
[0094] 为了估计模块100的操作寿命如何由于在累积操作寿命上的实际操作电流而改 变，LEM 80计算累积加速因子。可W将累积加速因子计算为是在累积时间片段上计算的加 速因子的移动平均。例如，将已经过去时间片段i之后的累积加速因子计算为：
[0095] (6)
[0096] 在时间片段i上评估的由于电流导致的累积加速因子可用于估计改变量，该改变 量是在时间片段i上对在寿命期间由于电流条件导致的模块100的累积操作寿命已改变的 量。
[0097] 图13说明了照明模块100的随时间的示范性操作相对湿度轮廓85。也说明了额定 相对湿度值R曲。在一个示例中，所述额定相对湿度是0.5。所述额定相对湿度是对模块的预 期寿命加 W表征的操作相对湿度值。例如，如果照明模块100在0.5的恒定相对湿度下操作， 照明模块100的操作寿命预期是50,000小时。预期在0.5的相对湿度指数下操作50,000小时 之后，模块100的性能衰退到不可接受的水平。如图13所示，存在当照明模块100在超过R曲 的相对湿度下操作的时间段W及存在当照明模块100在小于R化的相对湿度下操作的时间 段。因为照明模块100的寿命依赖于操作相对湿度，预期的是当实际相对湿度小于R化时可 W延长照明模块100的操作寿命。同样地，当实际相对湿度大于R化时可W减少所述操作寿 命。加速因子可W用于对照明模块的操作寿命进行缩放W得出模块已逝寿命的估计。
[0098] 可W将基于实际相对湿度的加速因子的估计计算如下：
[0099] 巧
[0100] RHa是实际相对湿度。R曲是额定相对湿度，针对所述额定相对湿度所述寿命是已知 的。可W将R曲存储在EIM 120的存储器23中。基于实际相对湿度，LEM 80计算针对相对湿度 的加速因子。按照与相对于溫度和电流如上所述的类似方式，LEM 80使用实际的相对湿度 来计算针对时间片段i的加速因子：
[0101] 巧）
[0102] 类似地如上所述，LEM 80可W将累积加速因子计算为：
[0103]
[0104] 在时间片段i上评估的由于相对湿度导致的累积加速因子可用于估计改变量，该 改变量是在时间段i上对在寿命期间由于相对湿度条件导致的模块100的累积操作寿命已 改变的量。
[0105] 可W将总加速因子计算为与每一个操作变量相关联的已计算的加速因子的乘积。 例如，将时间增量A Τι上考虑到实际操作溫度、电流和相对湿度的总加速因子表达为：
[0106] (AF〇verall)i= (AFtemp)i*(AF current )i*(AFhumidity)i (10)
[0107] 类似地，LEM 80可w将时间增量Δ Τι上的总累积加速因子计算为 [010 引(CAF0verall)i= (CAFtemp)i*(CAFcurrent)i*(CAFhimidity)i (11)
[0109] 可W通过将总累积加速因子与所述模块的累积已逝时间相乘来估计照明模块的 已逝寿命。
[0110] LE=(CAF〇verall)i*AET (12)
[0111] 因此，如果加速因子小于单位1，将模块的累积已逝时间缩小。如果加速因子大于 单位1，将所述模块的累积已逝时间放大。如果加速因子是单位1，估计的已逝寿命与所述模 块的累积已逝时间相同。
[0112] 可W采用所述模块的目标寿命值(TLV)和估计的已逝寿命之间的差来计算模块 100的剩余寿命的估计。
[0113] Lr = TLV-Le (13)
[0114] 将LEM 80计算的累积已逝时间和剩余寿命存储在EIM 120的存储器23中。在一个 实施例中，可W响应于EIM 120接收的请求将所述值传送至与EIM 120通信链接的设备。在 另一个实施例中，如果所述剩余寿命估计落到阔值W下，EIM 120传送警报。
[0115] 图14是基于实际操作条件来估计基于Lm)的照明模块的寿命的方法70的说明。在 第一步骤(步骤71)中，在时间增量上测量一个或多个操作条件(例如，溫度、电流和相对湿 度）。在第二步骤(步骤72)中，基于测量的操作条件，计算与每一个操作条件相关联的递增 加速因子。在第Ξ步骤(步骤73)中，基于所述递增加速因子，计算与每一个条件相关联的累 积加速因子。在第四步骤(步骤74)中，基于所述累积加速因子估计模块100的已逝寿命。在 第五步骤(步骤75)中，将模块100的估计剩余寿命和与模块100相关联的阔值进行比较。如 果估计的剩余寿命落到阔值W下，从模块100传送警报(步骤76)。
[0116] 图35是传送警报的示范性方法280的说明，所述警报指示了基于LED的照明设备 100的估计剩余寿命。根据所述方法280，确定基于L邸的照明模块100的AET(步骤271 )，并且 从化V值减去AET W确定AET和化V之间的差是否已经达到阔值。并行地，确定估计的剩余寿 命是否已经落到阔值W下，如相对于方法70讨论的（步骤71-75)。如果AET和化V之间的差已 经达到阔值或者估计的剩余寿命已经达到阔值，可W从模块100传送警报和估计的剩余寿 命两者(步骤281)。按照运种方式，接收运种信息的实体知晓为了解决基于Lm)的照明模块 100的未来照明性能而需要采取动作，并且也知晓对从模块100可获得多少附加的寿命的估 计。
[0117] 如图15所示，EIM 120也可W包括憐光体衰退检测模块(PDDM)90。在一些实施例 中，PDDM 90是包括存储器和处理能力在内的专用硬件模块。在一些其他实施例中，处理器 22可W包括片上PDDM功能。在其他实施例中，可W通过处理器22执行在存储器(例如存储器 23)中存储的软件指令来实现PDDM功能。P孤Μ 90根据模块100对于从LED 102发射的光脉冲 的通量强度响应，估计在照明模块100的腔体109中包括的憐光体的衰退。
[0118] 图16说明了包括安装到安装板104的蓝光LED 102B和通量传感器36的主混合腔 109的剖面图。在一个实施例中，通量传感器36是娃二极管。在其他实施例中，可W将通量传 感器36安装到适用于捕获从腔体109发射的光的任意位置(例如，在腔体109的壁上、在输出 窗口 108上W及在输出窗口 108上方）。LED 102B可W是随着时间段脉动的。例如，可W实现 50毫秒的脉冲。
[0119] 图17说明了通量传感器36测量的对于从LED 102B发射的光脉冲的示范性通量强 度响应。说明了 Ξ个时间段。第一时间段是从LED 102B发射的光脉冲的持续时间。在运一时 间段期间，当所述腔体充满光时，所述通量强度达到峰值。PDDM 90操作用于捕获第一时间 段期间的通量强度的峰值。所捕获的值是在操作期间LED 102的通量强度的量度，并且对于 诊断LED 102的条件有用。例如，如果捕获的值小于目标值，可W检测到LED 102的劣化。
[0120] 在来自LED 102B的光脉冲完成之后，第二时间段开始。所述第二时间段是对黄色 和红色憐光体响应于LED 102B之前发射的光而发射经转换的光时的响应时间段的近似。通 常，憐光体对于输入光的响应不是瞬时的。因此，在移除了入射光之后的时间段上，憐光体 材料继续发射经转换的光。不同憐光体材料在移除入射光源之后继续发巧光的程度随着材 料而变化。PDDM 90使用运种特性来分离地诊断腔体109内部的不同憐光体。在所示示例中， 从LED 102B发射的光脉冲之后的时间段包括腔体109的黄色和红色憐光体两者均进行发射 的时间段。因此在移除来自LED 102B的激励之后，PDDM 90测量红色和黄色憐光体材料两者 的残余发射的通量强度。因为移除了激励源，运一时间段期间发射的通量强度水平稳定地 下降。直到第二时间段结束时，来自黄色憐光体的发射已经衰退到可忽略的水平，并且所测 量的通量强度主要是由于来自红色憐光体材料的发射。在运一时刻，PDDM 90测量来自红色 憐光体材料的残余发射的通量强度。在第二时间段之后，经过第Ξ时间段。第Ξ时间段是对 红色憐光体响应于LED 102B先前发射的光而发射经转换的光时的响应时间段的近似。作为 示例，第二时间段小于10毫秒。
[0121] 图17说明了当PDDM 90测量峰值通量强度W对LED 102B加 W表征时的时间点、通 过黄色和红色憐光体两者的发射而产生的通量强度W及主要通过红色憐光体的发射而产 生的通量强度。例如，在TmeasB处进行LED 102B的通量强度测量。TmeasB的定时可W相对于LED 102的脉冲而固定。例如，可W在LED 102的脉冲开始之后的25毫秒时测量TmeasB。在另一个示 例中，可W在脉冲持续时间的中间处测量TmeasBDL邸102的脉冲期间的任意时间点可W适于 LED 102的通量强度的测量。在另一个示例中，可W选择TmeasB与当通量响应达到激励时间段 期间的峰值时的时间相对应。在该示例中，PDDM 90在激励时间段期间执行峰值检测算法， 并且标识激励时间段期间的通量强度的峰值。在TmeasYR处，进行黄色和红色憐光体的响应的 通量强度测量。TmeasYR的定时可W相对于LED 102的脉冲是固定的。例如，PDDM 90可W在LED 102B的脉冲结束之后的1微秒时测量黄色和红色憐光体的响应的通量强度。运可W是合适 值，允许通量传感器36有时间响应于LED 102B激励的突然消除，但是不是长到丢失黄色和 红色憐光体发射的实质性部分的那么长的时间段。
[0122] 在TmeasR处，进行红色憐光体响应的通量强度测量。TmeasR的定时可W是相对于LED 102的脉冲而固定的。例如，PDDM 90可W在LED 102B的脉冲结束之后的10微秒处测量红色 憐光体10的响应的通量强度。运可W是合适值，允许黄色憐光体发射的实质性部分有时间 发生，但是不是长到丢失红色憐光体发射的实质性部分的那么长的时间段。可W将在TmeasB、 TmeasYR和TmeasR处P孤Μ 90测量的通量强度值存储在EIM 120的存储器23。在一个实施例中，可 W响应于由ΕΙΜ 120接收的请求将所述值传送至与ΕΙΜ 120通信链接的设备。在另一个实施 例中，如果测量值的任一个下降到相应的阔值W下，ΕΙΜ 120传送警报。此外，可W随时间重 复地测量通量强度值，并且将结果存储在存储器23中。所得到的值可W用于作为在模块的 寿命期间判断模块100的性能的基准，并且建立可用于估计模块100的剩余寿命的趋势。
[0123] 图18说明了基于模块100对于从LED 102发射的光脉冲的通量强度响应对照明模 块100的腔体109中包括的憐光体的衰退进行估计的示范性方法160。在第一步骤(步骤161) 中，对模块100的蓝光L邸进行脉冲驱动一个时间段。在第二步骤(步骤162)中，在蓝光LED脉 冲期间检测和测量峰值通量强度。在第Ξ步骤(步骤165)，在蓝光Lm)脉冲完成之后的第一 时间点测量峰值通量强度。在第四步骤(步骤168)，在蓝光 脉冲完成之后的第二时间点测量 峰值通量强度。对于第二步骤(步骤162)、第Ξ步骤(步骤165)和第四步骤(步骤168)的每一 个，将测量的峰值通量值与目标值进行比较(分别是步骤163、166和169)。如果在任一种情 况下测量的峰值下降到目标值W下（分别是步骤164、167和170)，模块100传送警报(步骤 171)。
[0124] 如图19所示，EIM 120也可W包括热故障早期检测模块(TFEDH72。在一些实施例 中，TFED 172是包括存储器和处理能力在内的专用硬件。在一些其他实施例中，处理器22可 W包括片上TF抓功能。在其他实施例中，可W通过处理器22执行在存储器(例如存储器23) 中存储的软件指令来实现TF抓功能。在一个实施例中，TFED 172基于模块在模块100的启动 期间测量的溫度瞬变来估计照明器150的热故障的潜在可能。基于所测量的瞬变，TFED 172 估计模块100是否将达到超过额定操作溫度的稳态操作溫度。在所述模块实际达到过溫条 件之前进行所述估计，从而减小了对于模块的永久损坏的风险。在另一个实施例中，TFED 172基于在模块100的启动期间测量的通量瞬变来估计照明器150的热故障的潜在可能。基 于测量的瞬变，TFED 172估计模块100是否将达到超过额定操作溫度的稳态操作溫度。在所 述模块实际达到过溫度条件之前进行所述估计，从而减小对于模块的永久损坏的风险。
[0125] 图20说明了两个测量的溫度轮廓。溫度轮廓174是在安装底座101处对模块100的 溫度的测量，针对利用导热膏将模块100紧密地禪合至热沉130的情况。模块100在室溫下开 始启动，并且溫度上升至近似70摄氏度。运小于模块100的额定溫度界限90摄氏度。溫度轮 廓173是在安装底座101处对模块100的溫度测量，针对没有利用导热膏而将模块100松散地 禪合至热沉130的情况。模块100开始在室溫下启动，并且溫度迅速地上升至近似120摄氏 度。运远远超过了模块100的额定溫度界限。此外，模块100在大于90摄氏度下的操作导致对 模块永久损坏的风险。TFED 172操作用于在不需要模块100超过所述界限而实际操作的情 况下，估计模块100是否将达到超过所述额定界限的稳态溫度。
[01%]如图20所示，作为示例，TFED 172测量模块100在室溫条件下启动时W及在启动之 后200秒之后的溫度。尽管将200秒作为溫度评估的时间点，但是可W考虑其他时间段。例 如，可W在模块100发光的10秒之内评估溫度。运种时间段可W适用于工厂环境，其中最小 化测试时间是需要的，并且需要在将产品装运给消费者之前识别器具故障。在另一个示例 中，可W在安装照明器150W测试照明器在安装环境中的性能时进行测量。在第一种情况 下，TFED 172计算模块100在启动时的溫度和模块100在经历200秒之后的溫度之间的溫度 差Δ TEMPn。运种溫度差是近似21摄氏度。T阳D 172计算所述溫度差Δ TEM扣是否小于预定阔 值Δ TVhrs。例如，Δ T丽河W是25摄氏度。在运种情况下，Δ TEMPn没有超过Δ TVhrs，并且T阳D 172断定模块100在运种情况的条件下没有热故障风险。在第二种情况下，TFED 172计算模 块100在启动时的溫度和已经历200秒之后模块10的溫度之间的溫度差Δ TEMPf。运种溫度 差是近似55摄氏度。TFED 172计算所述溫度差Δ TEM扣是否小于预定阔值Δ Tthrs。在运种情 况下，ATEMPf超过了 ATthrs，并且T阳D 172断定模块100在运种情况的条件下存在热故障的 风险。可W将TF邸172测量的值(例如Δ TEMP)存储在EIM 120的存储器23中。在一个实施例 中，可W响应于EIM 120接收的请求将所述值传送至与EIM 120通信禪合的设备。在另一个 实施例中，如果任意测量值超过所述预定阔值，EIM 120传送警报。
[0127]因为模块100的溫度也影响模块100的通量输出，T阳D 172也可W基于在启动期间 测量的通量瞬变的量度，估计模块100是否将达到超过额定界限的稳态操作溫度。
[01%]图21说明了两个测量的通量轮廓。通量轮廓176是在安装底座101处对模块100的 通量的测量，针对利用导热膏将模块100紧密地禪合至热沉130的情况。模块100在室溫下按 照归一化的通量水平1开始启动，并且在200秒时通量衰退到近似0.93的归一化通量。通量 轮廓175是在安装底座101处对模块100的通量测量，针对没有利用导热膏而将模块100松散 地禪合至热沉130的情况。模块100在室溫下按照归一化的通量水平1开始启动，并且在200 秒时通量迅速地下降至0.88的归一化通量。TFED 172操作用于在不需要模块100超过所述 额定溫度界限而实际操作的情况下，使用通量瞬变作为指示来估计模块100是否将在超过 所述额定溫度界限下稳态操作。
[0129] 如图21所示，作为示例，TFED 172测量模块100在室溫条件下启动时W及在从室溫 条件启动之后200秒之后的通量。在第一种情况下，TFED 172计算模块100在启动时的通量 和模块100在经历200秒之后的通量之间的通量差Δ化UXn。运种通量差是近似0.07。TFED 172计算所述通量差Δ化U)(n是否小于预定阔值Δ Fthrs。例如，Δ Tthrs可W〇. 09。在运种情况 下，Δ FLUXn没有超过Δ Fthrs，并且T阳D 172断定模块100在运种情况的条件下没有热故障风 险。在第二种情况下，TFED 172计算模块100在启动时的通量和已经经历200秒之后模块10 的通量之间的通量差A化UXf。运种通量差是近似0.12dTF邸172计算所述通量差Δ FLUXf是 否小于预定阔值A内HRS。在运种情况下，Δ化1]化超过了 AFthrs，并且TF抓172断定模块100 在运种情况的条件下存在热故障的风险。可W将TFED 172测量的值（例如Δ化UX)存储在 EIM 120的存储器23中。在一个实施例中，可W响应于EIM 120接收的请求将所述值传送至 与EIM 120通信禪合的设备。在另一个实施例中，如果任意测量值超过所述预定阔值，EIM 120传送警报。
[0130] 图22说明了基于启动时对溫度瞬变的分析，在实际故障之前识别照明器150故障 的潜在可能的方法180。在第一步骤(步骤181)中，使基于L邸的模块发光。在第二步骤(步骤 182)中，测量发光时的模块溫度。在第Ξ步骤(步骤183)中，从模块100发光的时间点开始过 去第一时间段之后，测量模块的溫度。在第四步骤(步骤184)中，采用步骤182和183测量的 溫度之间的差来计算模块100的溫度变化。在第五步骤(步骤185)中，将步骤184中计算的溫 度变化与阔值进行比较。如果所述溫度变化超过阔值，模块10传送警报(步骤186)。
[0131] 图23说明了基于启动时对通量瞬变的分析，在实际故障之前识别照明器150故障 的潜在可能的方法190。在第一步骤(步骤191)中，使基于Lm)的照明模块发光。在第二步骤 (步骤192)中，测量发光时的模块通量输出。在第Ξ步骤(步骤193)中，从模块100发光的时 间点开始过去第一时间段之后，测量模块的通量输出。在第四步骤(步骤194)中，采用步骤 192和193测量的通量之间的差来计算模块100的通量变化。在第五步骤(步骤195)中，将步 骤194中计算的通量变化与阔值进行比较。如果所述通量变化超过阔值，模块10传送警报 (步骤196)。
[0132] 图24说明了基于LED 102串的正向电压测量来识别模块100的LED 102的故障的方 法。在第一步骤(步骤201)中，接收对正向电压的指示。在一个实施例中，可W从功率转换器 30接收所述指示。在另一个实施例中，可W经由传感器接口 28从安装板104的电压传感器 (未示出）接收所述指示。在第二步骤(步骤202)中，将正向电压的指示与阔值进行比较。在 第Ξ步骤(步骤203)中，将正向阔值与阔值进行比较。如果所述正向电压超过阔值，模块100 传送警报(步骤204)。
[0133] 如图25所示，EIM 120可W包括颜色调谐模块(CTM)220。在一些实施例中，CTM 220 是包括存储器和处理能力在内的专用硬件模块。在一些其他实施例中，处理器22可W包括 片上CTM功能。在其他实施例中，可W通过处理器22执行在存储器(例如存储器23)中存储的 软件指令来实现CTM功能。CTM 220调谐供应给不同L邸串的电流W在模块100的寿命期间实 现一致的颜色特性。
[0134] 图26A-26B说明了具有安装的红光LED 102R和蓝光LED 102B的安装板104,所述 L邸统称为LED 102dLED 102把光发射到腔体109中。在说明的实施例中，通量传感器36也安 装到安装板104中。在其他实施例中，可W将通量传感器36安装到腔体109内、腔体109的壁 上或者输出窗口 108上。在另外的其他实施例中，可W如相对于图9所讨论的，将通量传感器 36安装到反射器140上。
[0135] 图27是采用多个通量传感器(例如通量传感器36A-36D)的实施例的说明。可W对 通量传感器36A-36D的输出进行平均W获得腔体109中通量强度的平均值。在其他实施例 中，可W单独地考虑每一个传感器36A-36D的输出W获得与区域中由每一个单独传感器捕 获的通量强度有关的局部信息。运种局部信息可用于评估腔体109内的通量均匀性。因为每 一个传感器36A-36D对于最靠近每一个传感器的LED最灵敏，局部信息可用于对单独的LED 102加 W表征。
[0136] 图28是其中光波导37将在安装板104表面多个位置处的光导引至通量传感器36的 实施例的说明。在该实施例中，光波导37用于收集来自安装板104上的多个位置的光W用于 通量测量。按照运种方式，可W通过光波导37聚集来自安装板104上的多个位置的通量强度 值，并且通过通量传感器36进行测量。在一个示例中，可W将光波导37制造为注模部件。在 另一个实施例中，光波导37可W是光纤。
[0137] 图29A-29B说明了由CTM 220执行的方法，用于在模块100的寿命期间对红光和蓝 光L抓之间的强度进行匹配。在第一步骤（步骤231)中，用通过红光LED 102R的测试电流 itest_red使模块100的红光LED 102R发光。在一个示例中，itest_red可W是和0.700安培。对于 测试时间段，模块100的蓝光LED 102B保持关断。在第二步骤(步骤232)中，通量传感器36测 量从红光LED 102R发射的光的通量强度，W产生测试的红光强度值Itest_red。在第Ξ步骤(步 骤233)中，基于在步骤232中测量的红光强度的结果来计算新的红光电流值。在一个示例 中，假设在小的强度值范围上，红光LED 102R的发光输出与驱动电流线性相关。基于运种假 设，CTM 200计算新的红光电流值W将红光LED 102R驱动至目标通量强度值Itarget_red。
[013 引 (14)
[0139] 在第四步骤(步骤234)中，确定新的电流值itarget_red是否超过与红光LED 102R相 关联的最大允许驱动电流。如果新电流值没有超过最大允许驱动电流，实施所述新电流值 (步骤235)。然而，如果新电流值超过了最大允许驱动电流，则实施最大允许驱动电流(步骤 236) 。因为在运种情况下不会实施新电流值，所W将目标通量强度值重置为较低的值(步骤 237) 。
[0140]
[0141] 此外，因为将针对红光的目标通量强度值向下修改，所W将针对蓝光的目标通量 强度值也向下修改(步骤238)。计算修改的目标通量强度值，使得从红光LED 102R和蓝光 LED 102B发射的通量强度之比在模块100的寿命上保持恒定。
[0142] (16)
[0143] 在步骤239中，用通过蓝光LED 102B的测试电流itesoiue使模块100的蓝光LED 102B发光。在一个示例中，itesoiue可W是0.700安培。对于测试时间段，模块100的红光LED 102R保持关断。在下一个步骤(步骤240)中，通量传感器36测量从蓝光LED 102B发射的光的 通量强度，W产生测试的蓝光强度值ItesOlue。在步骤241中，基于在步骤240中测量的蓝光 强度的结果来计算新的蓝光电流值。在一个示例中，假设在小的强度值范围内，蓝光LED 102B的发光输出与驱动电流线性相关。基于运种假设，计算新的蓝光电流值W将蓝光LED 102B驱动至目标通量值Itarget_blue。
[0144] (17)
[0145] 在下一步骤(步骤242)中，确定新的电流值itargeOlue是否超过与蓝光LED 102B相 关联的最大允许驱动电流。如果新电流值没有超过最大允许驱动电流，实施所述新电流值 (步骤243)。然而，如果新电流值超过了最大允许驱动电流，则实施最大允许驱动电流(步骤 244)。因为在运种情况下不会实施新电流值，所W对目标通量强度值进行重置(步骤245)。
[0146] (1巧
[0147] 此外，因为将针对蓝光的目标通量强度值向下修改，将针对红光的目标通量强度 值也向下修改（步骤246)。计算修改的目标通量强度值，使得从红光LED 102R和蓝光LED 102B发射的通量强度之比在模块100的寿命上保持恒定。
[014 引 (19)
[0149]基于针对红光LED 102R的修改的目标通量强度值，计算新的红光电流值（步骤 247)并且实施。
[0150] (20)
[0151] 如图30所示，EIM 120也可W包括溫度补偿模块(TCM)250dTCM 250调谐供应给照 明模块100的不同Lm)串的电流，W在模块100的操作溫度范围上实现一致的 溫度特性。在一 个示例中，模块100可W包括红光Lm)串和蓝光Lm)串。随着操作溫度变化，红光Lm)的通量输 出变化与蓝光L邸的通量输出变化不同。
[0152] 图31说明了由LumiL抓公司（San Jose，CA)提供的红光LED(AlInGaP)和蓝光L抓在 封装溫度范围上的相对光通量输出。蓝光LED 251的光通量输出中的衰退和红光LED 252的 光通量输出中的衰退都是可见的。从图31中清楚的是，当溫度增加时蓝光Lm)和红光Lm)的 光通量输出的衰退可W是非常不同的。图32说明了包括电流缩放因子的表，所述电流缩放 因子设及在操作溫度范围上供应给红光L邸和蓝光L邸的电流。假设电流和通量之间的关系 在给定溫度和正常操作电流范围上是线性的，可W根据图31对于多个溫度，估计电流缩放 因子。电流缩放因子(ired/ibiue)可W用于对红光LED驱动电流或蓝光LED驱动电流进行缩放， W在操作溫度范围上保持红光L邸和蓝光L邸的光通量输出之间的固定关系。
[0153] 图33说明了对供应给照明模块100的不同Lm)串的电流进行调谐，W在模块100的 寿命期间实现一致的颜色特性的方法。在第一步骤(步骤253)中，测量模块100的溫度。在第 二步骤(步骤254)中，基于测量的溫度确定电流缩放因子。可W从EIM 120的非易失性存储 器23中存储的查找表中读取电流缩放因子。在一个示例中，可W从所述查找表中直接读取 所述电流缩放因子。在另一个示例中，所述电流缩放因子可W从对查找表中存储的值进行 插值来产生。在另一个示例中，可W基于在EIM 120的非易失性存储器23中存储的函数来计 算所述电流缩放因子。在第Ξ步骤(步骤255)中，可W基于电流缩放因子和在EIM 120的非 易失性存储器23中存储的标称电流来计算新的红光电流值。
[0154] (2Γ)
[01W]在第四步骤中，评估新的红光电流值是否超过针对红光LED 102R的最大允许电 流。如果没有超过，实施所述红光电流值(步骤257)。如果超过，则计算和实施新的蓝光电流 值(步骤258)。可W将新的蓝光电流值计算如下：
[0156] 脚
[0157] 可W计算在执行方法230之后设及红光和蓝光电流值的电流比。运种电流比可W 与执行所述方法期间模块100的溫度相关联。因为方法230导致对电流值进行调谐W实现红 光和蓝光Lm)之间的目标强度比，所W在该溫度下不需要电流的进一步缩放。因此在方法变 体260中，可W在执行方法260期间，在使用依赖于溫度的电流缩放因子之前相对于方法230 执行的溫度来归一化电流缩放因子。
[0158] 在一些实施例中，可W通过EIM 120的元件部分地或者完全地执行上述方法。然而 在一些其他实施例中，可W通过与基于L邸的照明模块100通信禪合的远程设备部分地或者 完全地执行上述方法。在运些实施例中，可W从基于Lm)的照明模块100解除与执行上述方 法相关联的计算负荷的一些或者全部。此外，希望使用远程设备(例如移动计算机、个人计 算机、专用手持设备等）将基于LED的照明模块100性能的各个方面传送至实体(例如消费 者、维护人员、用户等等）。另外，希望接收来自所述实体的信息W确定对于基于Lm)的照明 模块100的未来操作命令。
[0159] 图36说明了系统300的示范性实施例，所述系统包括基于Lm)的照明模块100、与基 于Lm)的照明模块100通信禪合的计算机291、W及与计算机291交互作用的实体293。在一些 实施例中，计算机291可W通过因特网292与基于Lm)的照明模块100通信禪合。然而在一些 其他实施例中，计算机291可W通过其他通信手段(例如LAN、RF、IR等)与基于Lm)的照明模 块100通信禪合。运是希望的，W避免在每一个基于L邸的照明模块100中结合因特网连接性 的代价。在另一个示例中，计算机291可W与基于Lm)的照明模块间接通信。例如，计算机(未 示出）可W与基于Lm)的照明模块100处于本地并通信地禪合。该计算机也可W配置为通过 因特网292与计算机291通信。按照运种方式，本地计算机位于计算机291和L邸照明模块100 之间。例如，计算机可W是本地的集中式照明管理服务器。计算机291可W通过因特网292与 实体293交互作用(例如实体293使用基于web的接口通过因特网与计算机291交互作用）。在 一些其他实施例中，计算机291可W与实体293在本地进行交互(例如通过本地应用程序接 口）。
[0160] 计算机291可W是由例如照明管理服务组织操作的专用计算机。在运些实施例中， 计算机291通过因特网与基于Lm)的照明模块100直接或者间接地通信，并且通过因特网与 消费者通信。在一些实施例中，计算机291从许多基于Lm)的照明模块100收集数据，并且执 行在该专利文献文档中描述的方法。例如，计算机291可W随时间收集与每一个模块的AET、 操作电流水平、操作溫度水平和流明衰退数据有关的数据。基于运种聚集的数据，计算机 291可W确定基于L邸的照明模块100的更精确的寿命估计。
[0161] 在图36说明的实施例中，计算机291执行"延长寿命供给"化L0)工具290。如图36所 示，EL0工具290是便于实体293与基于Lm)的照明模块100交互作用的应用。在一个示例中， 基于LED的照明模块10响计算机291传送消息，所述消息指示了基于LED的照明模块的AET 和化V之差W及基于L抓的照明模块100的估计剩余寿命。基于接收的消息294,化0工具290 产生延长寿命供给295。在基于L抓的照明模块100的估计剩余寿命超过模块的AET和化V之 差的情况下，预期可W将基于L抓的照明模块的可用操作寿命延长超过初始化V。在一个示 例中，可W产生供给295W将基于Lm)的照明模块100的操作寿命延长一时间量，W换取付 款，所述时间量是估计剩余寿命超过模块的AET和TLV之差的量。
[0162] 在另一个示例中，基于Lm)的照明模块100传送消息294,所述消息指示了基于LED 的照明模块100的AET和估计已逝寿命。基于接收的消息294,化0工具290产生延长寿命供给 295。在AET超过基于Lm)的照明模块的估计已逝寿命的情况下，预期可W将基于Lm)的照明 模块的有用操作寿命延长超过初始化V。在一个示例中，可W产生供给295W将基于L邸的照 明模块100的操作寿命延长一时间量，W换取付款，所述时间量是AET超过基于Lm)的照明模 块的估计已逝寿命的量。
[0163] 计算机291向实体293传送消息296,所述消息296包括延长寿命供给295。实体293 可W选择接受所述供给，并且向计算机291发送答复消息294,表示接受了延长寿命供给 295。作为响应，计算机291向基于Lm)的照明模块100传送消息298,指示授权所述基于Lm)的 照明模块100操作延长的寿命周期。例如，消息298可W包括更新的化V值，所述更新的化V值 超过了初始编程的化V值。在另一个示例中，消息298可W包括解锁代码，所述解锁代码使得 能够利用超过初始TLV值的不同TLV值。
[0164] 如上所述，EL0工具290根据与特定的基于L邸的照明模块100相关联的延长寿命估 计，产生延长寿命供给295。然而，EL0工具290也可W与许多基于Lm)的照明模块通信禪合 (例如，成千上万的模块）。在一些示例中，EL0工具290可W基于从许多模块收集的操作信息 来产生延长寿命供给。例如，基于从许多模块收集的操作信息，可W确定特定产品代码或家 族的模块的寿命预期可W具有比最初预期更长的可用寿命。在一些其他示例中，可W将从 许多模块收集的操作信息与基于Lm)的照明模块100的特定信息的组合用作产生延长寿命 供给295的基础。
[0165] 尽管为了说明性的目的描述了特定实施例，该专利文档的教导具有普遍适用性， 并且不局限于运里描述的特定实施例。在一个示例中，将EIM 120描述为包括总线21、被供 电装置接口控制器(PDI034、处理器22、已逝时间计数器模块化TCM)27、非易失性存储器26 (例如EPROM)、非易失性存储器23 (例如闪速存储器）、红外收发机25、RF收发机24、传感器接 口 28、功率转换器接口 29、功率转换器30和L邸选择模块40。然而在其他实施例中，可W排除 运些元件的任一个，如果不需要其功能。在另一个示例中，将PDIC 34描述为符合IEEE 802.3通信标准。然而，可W采用用于数据和功率接收和发射目的的任意方式的不同功率和 数据信号。在另一个示例中，已经作为对于各种条件的响应讨论了对警报的传送。然而，可 W预期其他的响应，包括关闭模块100、请求继续操作的代码，或者接通附加的LED(例如命 令Lm)选择模块40接通附加的LED)。在另一个示例中，上述方法可W参考单独的Lm)或LED 组。在另一个示例中，已经描述了参考特定颜色的LED(例如红光Lm)和蓝光LED)或者特定颜 色的憐光体发射(例如红光憐光体和黄光憐光体)的方法。然而，上述方法可W应用于任意 颜色的L邸或者任意颜色的憐光体发射。在另一个示例中，已经描述了具有在可见光范围上 的测量能力的检测器。然而，可W采用对于特定波长范围灵敏的检测器。在另一个示例中， 已经讨论了当Lm)劣化时缩小输出强度目标的方法。然而，可W包括附加的未使用Lm)作为 模块100的一部分，并且使用Lm)选择模块40选择性地接通所述附加的未使用Lm)来替换故 障LED、或者增加模块100的输出强度能力。
[0166] 因此，可W在不脱离权利要求中阐述的本发明范围的情况下，实现所述实施例的 各种特征的各种改进、适应和组合。
【主权项】
1. 一种方法，包括： 测量基于LED的照明模块对从启动条件起照射所述模块的瞬态响应；以及 在实际热故障发生之前基于所测量的瞬态响应来估计所述模块的热故障。2. 根据权利要求1所述的方法，其中所测量的瞬态响应取自包含如下的组:所述模块的 温度和所述模块的输出通量。3. 根据权利要求1所述的方法，其中由所述基于LED的照明模块执行所述测量和所述估 计。4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述测量涉及在所述模块的光混合腔体内安装的 温度传感器。5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述测量涉及在所述模块的输出窗口的视野内安 装的通量传感器。6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述估计涉及所述模块的处理器。7. 根据权利要求1所述的方法，其中所述测量包括:在照亮所述模块之后，在一段时间 上测量所述模块的温度。8. 根据权利要求7所述的方法，其中所述一段时间比一秒长。9. 根据权利要求1所述的方法，其中所述估计包括:将所测量的瞬态响应与预定阈值相 比较。10. 根据权利要求1所述的方法，还包括： 如果所述估计指示热故障，则传送警报。11. 根据权利要求1所述的方法，还包括： 如果所述估计指示热故障，则关闭所述基于LED的照明模块。12. -种方法，包括： 测量基于LED的照明模块的第一通量强度值，其中所述基于LED的照明模块由利用第一 电流值驱动的第一LED照射，所述第一LED发射具有第一颜色特性的光； 测量所述基于LED的照明模块的第二通量强度值，其中所述基于LED的照明模块由利用 第二电流值驱动的第二LED照射，所述第二LED发射具有第二颜色特性的光； 基于所述第一通量强度值和所述第一电流值来确定第三电流值；以及 基于所述第二通量强度值、所述第二电流值、和第一LED的通量强度与第二LED的通量 强度的预定比率，来确定第四电流值。13. 根据权利要求12所述的方法，其中所述第一LED由所述第三电流值驱动，并且所述 第二LED由所述第四电流值驱动。14. 根据权利要求12所述的方法，其中所述第一LED和所述第二LED安装到安装板上，并 且对第一和第二通量强度值的测量涉及安装到安装板上的通量传感器。15. 根据权利要求12所述的方法，其中第三和第四电流值的确定涉及所述基于LED的照 明模块的处理器。16. -种方法，包括： 测量基于LED的照明模块的温度； 基于所测量的温度确定电流缩放因子，其中所述电流缩放因子将施加至具有第一颜色 发射特性的第一LED的第一电流值与施加至具有第二颜色发射特性的第二LED的第二电流 值关联；以及 基于所述电流缩放因子和第一标称电流值来确定第一目标电流值。17. 根据权利要求16所述的方法，还包括： 如果第一目标电流值超过预定值，则基于所述电流缩放因子和第二标称电流值来确定 第二目标电流值。18. 根据权利要求16所述的方法，还包括： 如果第一目标电流值未超过预定值，则将第一目标电流值至少施加至第一LED。19. 根据权利要求16所述的方法，其中缩放因子的确定包括:读取所述基于LED的照明 模块的存储器中存储的值。20. 根据权利要求16所述的方法，其中缩放因子的确定包括:在所述基于LED的照明模 块的存储器中存储的两个值之间进行插值。
【专利摘要】基于发光二极管(LED)的照明模块执行板上诊断。例如，诊断可以包括根据测量的通量或温度估计已逝寿命、磷光体的衰退、热故障、LED故障或者LED电流调节。可以通过用根据实际操作条件得出的加速因子对累积已逝操作时间进行缩放来估计已逝寿命，加速因子例如是温度、电流和相对湿度。可以基于测量的磷光体对于来自LED的脉冲光的响应来估计磷光体的衰退。可以根据启动条件使用模块的瞬态响应来诊断热故障。可以基于测量的正向电压诊断LED故障。可以使用测量的通量值和电流值以及通量值的所需比率来调节LED的电流。此外，可以基于测量的温度来缩放LED电流。
【IPC分类】H05B37/02, H05B33/08, H05B37/03
【公开号】CN105491705
【申请号】CN201510809635
【发明人】杰勒德·哈伯斯
【申请人】吉可多公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2011年6月15日
【专利说明】基于LE叫勺照明模块的板上诊断
[0001 ] 杰勒德.哈伯斯
[0002] 相关申请的交叉引用
[0003] 本申请要求2010年6月18日递交的临时申请No. 61/356，525和2011年6月15日递交 的美国专利申请No. 13/161,341的优先权，将其全部合并在此作为参考。
技术领域
[0004] 所述实施例设及包括发光二极管(LED)的照明模块。
【背景技术】
[0005] Lm)在普通照明中的使用变得更加需要且更加流行。包括L邸的照明模块典型地要 求大量的热沉和特定的功率要求。甚至相对于热沉的部分故障、功率要求或其他系统故障， 例如憐光体的衰退，在标称操作条件之外操作、L抓故障等等，会严重地损害性能。然而，一 旦安装了传统的基于L邸的照明模块，就难W接近，因此通常无法诊断或解决与照明模块相 关联的问题，导致性能劣化和寿命减少。因此需要进行改进。
【发明内容】
[0006] 基于发光二极管(LED)的照明模块能够执行板上诊断。例如，诊断可W包括基于测 量的通量或溫度来估计已逝寿命、憐光体涂层的衰退、热故障、L邸故障或者确定L邸电流调 T。
[0007] 在一种实现中，基于操作条件的标称值和操作条件的实际值来确定针对基于LED 的照明模块的操作时间段的递增加速因子。至少部分地基于所述递增加速因子来确定累积 加速因子。基于用所述累积加速因子对所述基于Lm)的照明模块的累积已逝操作时间进行 缩放，来估计所述基于L邸的照明模块的已逝寿命。
[000引在另一种实现中，测量基于L邸的照明模块对于从所述模块的L抓发射的光脉冲的 通量强度响应，并且基于所述通量强度响应来估计所述模块内的憐光体涂层的衰退。
[0009]在另一种实现中，测量基于LED的照明模块对从启动条件起照亮所述模块的瞬态 响应，并且在实际热故障发生之前基于所述瞬态响应来估计所述模块的热故障。
[0010]在另一种实现中，ii量基于L抓的照明模块的多个串联连接的L抓的正向电压，其 中由所述基于Lm)的照明模块执行所述测量。基于所述正向电压来估计所述多个串联连接 的L邸中的至少一个的故障，其中由所述基于L邸的照明模块来执行所述估计。
[0011]在另一种实现中，针对利用第一电流值驱动的第一LED照射的基于LED的照明模 块，测量第一通量强度值，其中所述第一 Lm)发射具有第一颜色特性的光。针对利用第二电 流值驱动的第二L邸照射的基于Lm)的照明模块，测量第二通量强度值，其中所述第二Lm)发 射具有第二颜色特性的光。基于所述第一通量强度值和所述第一电流值来确定第=电流 值，并且基于所述第二通量强度值、所述第二电流值、和第一 L邸的通量强度与第二L邸的通 量强度的预定比率，来确定第四电流值。
[0012] 在又一种实现中，测量基于Lm)的照明模块的溫度。基于所述溫度确定电流缩放因 子，其中所述电流缩放因子将施加至具有第一颜色发射特性的第一 Lm)的第一电流值与施 加至具有第二颜色发射特性的第二Lm)的第二电流值关联。基于所述电流缩放因子和第一 标称电流值来确定第一目标电流值。
【附图说明】
[0013] 图1-2说明了包括照明设备、反射器和灯器具在内的两个示范性照明器。
[0014] 图3A示出了说明如图1所示的基于L邸的照明设备的部件的放大图。
[0015] 图3B示出了如图1所示的基于L邸的照明设备的透视截面图。
[0016] 图4说明了如图2所示的照明器的剖面视图，具有禪接在Lm)照明设备和灯器具之 间的电接口模块
[0017] 图5是示出了电接口模块的示意图。
[001引图6是电接口模块上的L邸选择模块的示意性说明。
[0019] 图7示出了可W如何接通或关断LEDW改变由上电的LED发射的通量的量。
[0020] 图8说明了包括至少一个传感器和至少一个电导体在内的反射器。
[0021] 图9示出了可W将颜色、通量和占用率传感器定位于反射器上的位置。
[0022] 图10示出了包括已逝时间计数器模块在内的电接口模块的示意图。
[0023] 图11说明了照明模块的示范性的随时间变化的操作溫度分布的示意图。
[0024] 图12说明了照明模块的随时间的示范性操作电流轮廓。
[0025] 图13说明了照明模块的随时间的示范性操作相对湿度轮廓。
[0026] 图14示出了基于实际操作条件估计基于L邸的照明模块的寿命的方法。
[0027] 图15示出了包括憐光体衰退检测模块在内的电接口模块的示意图。
[0028] 图16示出了包括安装到安装板上的蓝光L邸和通量传感器在内的主混合腔的剖面 视图。
[0029] 图17示出了通量传感器测量的对从L邸发射的光脉冲的示范性通量强度响应。
[0030] 图18示出了基于模块对从Lm)发射的光脉冲的通量强度响应来估计照明模块的腔 体中包括的憐光体的衰退的示范性方法。
[0031] 图19示出了包括热故障早期检测模块在内的电接口模块的示意图。
[0032] 图20示出了两个示范性的测量溫度轮廓。
[0033] 图21示出了两个示范性的测量通量轮廓。
[0034] 图22示出了启动时根据对溫度瞬变的分析在实际故障之前识别照明器故障的潜 在可能的方法。
[0035] 图23示出了启动时根据对通量瞬变的分析在实际故障之前识别照明器故障的潜 在可能的方法。
[0036] 图24示出了根据L邸串的正向电压测量来识别照明模块中的L邸的故障的方法。
[0037] 图25示出了包括颜色调谐模块在内的电接口模块的示意图。
[0038] 图26A-2她示出了具有安装的红光L邸和蓝光L邸的安装板。
[0039 ]图27示出了安装板上的多个通量传感器。
[0040]图28示出了光波导，所述光波导将来自安装板表面多个位置处的的光导引至通量 传感器。
[0041] 图29A-29B示出了在模块寿命上用于匹配红光和蓝光L邸之间的强度的方法。
[0042] 图30示出了包括溫度补偿模块在内的电接口模块的示意图。
[0043] 图31示出了在封装溫度的范围上红光LED(AlInGaP)和蓝光L抓的相对光通量输 出。
[0044] 图32示出了包括电流缩放因子的表，所述电流缩放因子设及操作溫度范围上供应 给红光L邸和蓝光L邸的电流。
[0045] 图33示出了调谐供应给照明模块的不同L邸串的电流W在模块的操作溫度范围上 实现一致的颜色特性的方法。
[0046] 图34示出了传送基于L邸的照明模块的累积已逝时间是否已经达到阔值的方法。
[0047] 图35示出了传送对基于L邸的照明模块的估计剩余寿命加 W指示的警报的示范性 方法。
[0048] 图36示出了系统的示范性实施例，所述系统包括基于Lm)的照明模块、与基于LED 的照明模块通信禪接的计算机、W及与计算机交互的实体。
【具体实施方式】
[0049] 现在对背景示例和本发明的一些实施例提供详细参考，其范例在附图中说明。
[0050] 图1-2说明了两个示范性照明器。图1所示的照明器包括具有矩形形式因子的照明 模块100。图2所示的照明器包括具有圆形形式因子的照明模块100。运些示例是为了说明性 的目的。也可W设想一般多边形和楠圆形形状的照明模块的示例。照明器150包括照明模块 100、反射器140和电灯器具130。如所示的，电灯器具130是热沉，并且因此有时称作热沉 130。然而，电灯器具130可W包括其他结构和装饰元件(未示出）。将反射器140安装到照明 模块100W对从照明模块100发射的光进行准直或偏斜。反射器140可W由导热材料制成，例 如包括侣或铜在内的材料，并且可W与照明模块100热禪接。热通过传导经过照明模块100 和导热的反射器140流动。热也经由反射器140上的热对流流动。反射器140可W是复合抛物 面聚光镜，其中所述聚光镜由高反射材料构成或者涂覆有高反射材料。诸如散射体或反射 器140之类的光学元件可W可拆卸地禪接至照明模块100,例如通过螺纹、夹具、扭锁机构或 其他合适的结构。包括照明模块100在内的照明器150也可W是翻新型灯。
[0051] 照明模块100安装到电灯器具130。如图1和图2所示，将照明模块100安装到热沉 130。热沉130可W由导热材料制成，例如包括侣和铜并且可W与照明模块100热禪接的材 料。热通过照明模块100和导热的热沉130的传导而流动。热也经由热沉130上的热对流流 动。照明模块100可W通过螺纹附着至热沉130, W将照明模块100夹到热沉130上。为了便于 照明模块100的容易拆卸和更换，可W将照明模块100可拆卸地禪接至热沉130,例如通过夹 持机构、扭锁机构或者其他合适的结构。照明模块100包括至少一个导热表面，所述导热表 面例如直接地或者使用热油脂、热带、热垫盘或热环氧树脂与热沉130热禪接。为了 L邸的充 分冷却，对于流入板上的L邸中的每一瓦特的电能，应该使用至少50平方毫米、优选地100平 方毫米的热接触面积。例如，在使用20个Lm)的情况下，应该使用1000至2000平方毫米的热 沉接触面积。使用较大的热沉130可W允许按照更高功率驱动LED 102,并且也允许不同的 热沉设计。例如，一些设计可W表现出对热沉取向的依赖性较小的冷却能力。此外，风扇或 者用于强制冷却的其他方案可w用于去除来自装置的热。底部热沉可w包括孔桐，使得可 W实现与照明模块100的电连接。
[0052] 图3A示出了说明如图1所示的基于Lm)的照明模块100的部件的放大图。应该理解 的是如运里所定义的，基于Lm)的照明模块不是LED,而是Lm)光源或器具或其部件。基于LED 的照明模块100包括一个或多个Lm)管忍或者封装的LED、W及附着了 Lm)管忍或者封装的 LED的安装板。图3B说明了如图1所示的基于L邸的照明模块100的透视截面图。基于LED的照 明模块100包括安装在安装板104上的一个或多个固态发光元件，例如发光二极管化抓） 102。通过安装板保持环103将安装板104附着到安装底座101上并且固定到适当位置。组装 了 LED 102和安装板保持环103的安装板104包括光源子组件115。光源子组件115操作为使 用LED 102将电能转换为光。将从光源子组件115发射的光导引至光转换子组件116,用于颜 色混合和颜色转换。光转换子组件116包括腔体105和输出窗口 108,并且可选地包括底部反 射器插入物106和侧壁插入物107中的任一个或者两者。输出窗口 108固定到腔体105的顶 部。腔体105包括内侧壁，使得当将腔体105安装到光源子组件115上时所述内侧壁将来自 LED 102的光导引至输出窗口 108。底部反射器插入物106可W可选地放置于安装板104上。 底部反射器插入物106包括孔，使得每一个LED 102的发光部分不受底部反射器插入物106 的阻挡。侧壁插入物107可W可选地放置于腔体105内部，使得当将腔体105安装在光源子组 件115上时侧壁插入物107的内表面将来自LED 102的光导引至输出窗口。尽管如所示地，从 照明模块100顶部观看时腔体105的内侧壁的形状是矩形，但是可W设想其他形状(例如Ξ 叶草形状或者多边形）。此外，腔体105的内侧壁可W从安装板104朝着输出窗口向外逐渐变 细，而不是如所示的与输出窗口 108垂直。
[0053] 在该实施例中，在安装板104上放置的侧壁插入物107、输出窗口 108和底部反射器 插入物106限定了所述基于Lm)的照明模块100中的光混合腔体109,在光混合腔体109中来 自LED 102的一部分光被反射，直到光通过输出窗口 108出射为止。在从输出窗口 108出射之 前在腔体109内反射光具有W下效果:对光进行混合，并且提供从基于L邸的照明模块100发 射的光的更均匀分布。侧壁插入物107的一些部分可W涂覆有波长转换材料。另外，输出窗 口 108的一些部分可W涂覆有相同或不同的波长转换材料。此外，底部反射器插入物106的 一些部分可W涂覆有相同或不同的波长转换材料。运些材料的光转换性质与腔体109内光 的混合相结合，得到由输出窗口 108输出的颜色经转换的光。通过调谐波长转换材料的化学 性质W及腔体109的内表面上涂层的几何性质（例如层厚度、憐光体颗粒尺寸、憐光体混合 物和颗粒密度），可W指定由输出窗口 108输出的光的特定颜色性质，例如色点、色溫和颜色 呈现指数(CRI)。
[0054] 出于该专利文件的目的，波长转换材料是执行颜色转换功能的任意单一化学化合 物或者不同化学化合物的混合物，颜色转换功能例如是吸收一个峰值波长的光并发射另一 个峰值波长的光。
[0055] 可W用诸如空气或惰性气体之类的非固体材料填充腔体109,使得LED 102将光发 射到非固体材料中。作为示例，可W气密地密封腔体，并且氣气用于填充腔体。替代地，可W 使用氮气。在其他实施例中，可W用固体密封材料填充腔体109。作为示例，娃树脂可W用于 填充腔体。
[0056] LED 102可W发射不同的颜色或者相同的颜色，通过直接发射或者通过憐光体转 换，例如在憐光体层涂覆到Lm)上作为Lm)封装的一部分的情况下。因此，照明模块100可W 使用彩色LED 102的任意组合，例如红色、绿色、蓝色、栋黄色或者蓝绿色，或者LED 102可W 都产生相同颜色的光或者可W都产生白光。例如，L抓102可W都发射蓝光或者紫外光。当 与憐光体(或者其他波长转换手段)组合地使用时(例如，憐光体可W在输出窗口 108中 或者 输出窗口 108上，涂覆到腔体105的侧壁，或者涂覆到在腔体内部放置的其他部件（未示 出）），可W使得照明模块100的输出光具有所需的颜色。
[0057]安装板104向所附着的LED 102提供与电源(未示出）的电连接。在一个实施例中， LED 102是封装LED,例如由Philips Lumileds Li曲ting制造的Luxeon Rebel。也可W使用 其他类型的封装LED,例如由0SRAM(0star package)、Luminus Device化SA)、Cree化SA)， 化。111曰(化9曰]1)或化1(1〇]1；[(3(4113化1曰）制造的封装0^0。如运里所定义的，封装]^^0是一个或 多个L邸管忍的组装件，包含例如引线接合连接或螺栓型隆起焊盘等电连接，并且可能地包 括光学元件、W及热、机械和电接口。LED 102可W包括Lm)忍片上的透镜。替代地，可W使用 无透镜的LED。无透镜的Lm)可W包括保护层，所述保护层可W包括憐光体。可W将所述憐光 体作为粘合剂中的分散体而应用，或者作为分离的层而应用。每一个LED 102包括可W安装 到子底座上的至少一个L抓忍片或管忍。L邸忍片典型地具有约5mm的尺寸，但是 运些尺寸可W变化。在一些实施例中，L抓102可W包括多个忍片。多个忍片可W发射类似 或不同颜色的光，例如红色、绿色和蓝色。LED 102可W发射偏振光或者非偏振光，并且基于 LED的照明模块100可W使用偏振LED或非偏振光LED的任意组合。在一些实施例中，LED 102 发射蓝光或者紫外光，运是由于Lm)在运些波长范围中发射的效率。此外，可W将不同的憐 光体层涂覆到相同子底座上的不同忍片上。子底座可W是陶瓷的或者其他合适的材料。子 底座典型地包括与安装板104上的触点禪接的、底部表面上的电接触焊盘。替代地，电接合 引线可W用于将忍片与安装板电连接。与电接触焊盘一起，LED 102可W包括子底座的底部 表面上的热接触区域，可W通过热接触区域提取由L邸忍片产生的热。热接触区域与安装板 104上的热扩散层禪接。可W将热扩散层设置在安装板104的顶部、底部或者中间层的任一 个上。热扩散层可W通过通孔连接，所述通孔连接顶部、底部和中间热扩散层中的任何层。 [0化引在一些实施例中，安装板104将由LED 102产生的热传导至板104的侧面和板104的 底部。在一个示例中，安装板104的底部可W经由安装底座101热禪接至热沉130(在图1和图 2中示出）。在其他示例中，安装板104可W直接禪接至热沉、照明器具和/或其他机构（例如 风扇）W散热。在一些实施例中，安装板104将热传导至与该板104的顶部热禪接的热沉。例 如，安装板保持环103和腔体105可W将热从安装板104的顶部表面传导出去。安装板104可 W是在用作热接触区域的顶部和底部表面上的具有相对较厚的铜层(例如，30μπι至100WI1) 的FR4板(例如0.5mm厚）。在其他示例中，板104可W是具有合适电连接的金属内核印刷电路 板(PCB)或者陶瓷子底座。可W使用其他类型的板，例如由抓±(陶瓷形式的氧化侣)或者氮 化侣（同样是陶瓷形式的）制成的板。
[0059]安装板104包括与LED 102上的电焊盘相连的电焊盘。电焊盘通过金属(例如铜)迹 线与触点电连接，引线、桥接件或者其他外部电气源与所述触点相连。在一些实施例中，电 焊盘可W是通过所述板104的通孔，并且在所述板的相对侧(例如底部)上实现电连接。如所 示的安装板104在维度上是矩形的。安装到安装板104上的LED 102可W在矩形安装板104上 布置成不同配置。在一个示例中，LED 102可W按照沿安装板104的长度维度延伸的行和沿 安装板104的宽度维度延伸的列来对齐。在另一个示例中，LED 102排列成六边形紧缩结构。 在运种结构中，每一个L邸与其紧邻邻居的每一个是等距的。运种排列对于提高从光源子组 件115发射的光的均匀性和效率而言是期望的。
[0060]图4说明了如图2所示的照明器150的剖面视图。反射器140可拆卸地禪接至照明模 块100。反射器140通过扭锁机构与照明模块100禪接。通过反射器保持环110中的开口使得 反射器140与照明模块100接触，将反射器140与照明模块100对齐。通过绕光轴(0A)将反射 器140旋转至晒合位置，将反射器140与照明模块100禪接。在晒合位置中，将反射器140捕获 在安装板保持环103和反射器保持环110之间。在晒合位置中，可W在反射器140和安装板保 持环103之间的配套热界面表面HOsurface之间产生界面压力。按照运种方式，由LED 102产 生的热可W经由安装板104、通过安装板保持环103、通过界面HOsurface传导进入反射器 140。此外，可W在反射器140和保持环103之间形成多个电连接。
[0061 ] 照明模块100包括电接口模块化LM) 120。如所示地，EIM 120可W通过固定夹137可 拆卸地附着至照明模块100。在其他实施例中，EIM 120可W通过将EIM 120禪接至安装板 104的电连接器，可拆卸地附着至照明模块IOOdEIM 120也可W通过其他紧固手段禪接至照 明模块100,例如螺钉紧固件、馴钉或者搭钩配合连接器。如所示地，EIM 120定位于照明模 块100的腔体内。按照运种方式，EIM 102被包含在照明模块100内部，并且可W从照明模块 100的底部侧接入。在其他实施例中，EIM 120可W至少部分地定位于电灯器具130内。EIM 120将电信号从电灯器具130传送至照明模块100。电导体132在电连接器133处与电灯器具 130相禪接。作为示例，电连接器133可W是在网络通信应用中常用的注册插座(RJ)连接器。 在其他示例中，电导体132可W通过螺钉或者夹具禪接至电灯器具130。在其他示例中，电导 体132可W通过可拆卸的滑动配合电连接器禪接至电灯器具130。连接器133禪接至导体 134。导体134可拆卸地禪接至安装到EIM 120的电连接器121。类似地，电连接器121可W是 RJ连接器或者任意合适的可拆卸电连接器。连接器121固定地禪接至EIM 120。电信号通过 电连接器133在导体132上、在导体134上、通过电连接器121传送至EIM 120。电信号135可W 包括功率信号和数据信号。EIM 120将电信号135从电连接器121路由至EIM 120上的适当的 电触点焊盘。例如，EIM 120内的导体139可W将连接器121禪接至EIM 120的顶部表面上的 电触点焊盘170。替代地，可W将连接器121安装到EIM 120的与电触点焊盘170相同一侧上， 并且因此表面导体可W将连接器121禪接至电触点焊盘170。如所示地，弹黃销122通过安装 底座101中的孔桐138可拆卸地将电触点焊盘170禪接至安装板104。弹黃销将在EIM 120的 顶部表面上放置的触点焊盘禪接至安装板104的触点焊盘。按照运种方式，将电信号从EIM 120传送至安装板104。安装板104包括导体W适当地将LED 102禪接至安装板104的触点焊 盘。按照运种方式，将电信号从安装板104传送至适当的LED 102W产生光。EIM 102可W由 印刷电路板(PCB)、金属内核PCB、陶瓷衬底或者半导体衬底来构建。可W使用其他类型的 板，例如由氧化侣（陶瓷形式的氧化侣)或者氮化侣(也是陶瓷形式的）构成的板。EIM 120可 W构造为包括多个插入模制金属导体的塑料部件。
[0062]安装底座101可更换地禪接至电灯器具130。在所示示例中，电灯器具130用作热 沉。安装底座101和电灯器具130在热界面136处禪接在一起。在热界面136处，当照明模块 100禪接至点灯器具130时，安装底座101的一部分和电灯器具130的一部分接触。按照运种 方式，由LED 102产生的热可W经由安装板104、通过安装底座104、通过接口 136传导至电灯 器具130中。
[0063] 为了拆卸和更换照明模块100,将照明模块100与电灯器具130分离，并且断开电连 接器121。在一个示例中，导体134包括足够的长度W允许照明模块100和电灯器具130之间 足够分离，允许操作者到达器具130和照明模块100之间W断开连接器121。在另一个示例 中，连接器121可W布置为使得将照明模块100与电灯器具130之间的位移用于断开连接器 121。在另一个示例中，将导体134缠绕到弹黃承载卷轴上。按照运种方式，可W通过从卷轴 上展开来延长导体134, W允许连接器121的连接或断开，然后可W通过弹黃承载卷轴的动 作将导体134缠绕到卷轴上来收回导体134。
[0064] 图5是更加详细的EIM 120的示意图说明。在所示实施例中，EIM 120包括总线21、 被供电装置接口控制器(PDI034、处理器22、已逝时间计数器模块巧TCM)27、非易失性存储 器26(例如EPROM)、非易失性存储器23(例如闪速存储器）、红外收发机25、RF收发机24、传感 器接口 28、功率转换器接口 29、功率转换器30和L抓选择模块40。L抓安装板104禪接至EIM 120dL邸安装板104包括通量传感器36、包括LED 102在内的L邸电路33、W及溫度传感器31、 电流传感器81和湿度传感器82"EIM 120也禪接至通量传感器32并禪接至安装到电灯器具 130上的占用率传感器35。在一些实施例中，通量传感器32和占用率传感器35可W安装到光 学器件上，例如相对于图8讨论的反射器140。在一些实施例中，也可W将占用率传感器安装 到安装板104上。在一些实施例中，可W将加速度计、压力传感器和湿度传感器中的任一个 安装到安装板104。例如，可W添加加速度计W检测照明模块100相对于重力场的取向。在另 一个示例中，加速度计可W提供对照明模块100的操作环境中存在的振动的量度。在另一个 示例中，可W添加湿度传感器W提供对照明模块100的操作环境的水分含量的量度。例如， 如果对照明模块100进行密封W在潮湿条件下可靠地操作，湿度传感器可W用于检测照明 模块的密封失灵和污染。在另一个示例中，压力传感器可W用于提供对照明模块100的操作 环境的压力的量度。例如，如果对照明模块100进行密封并且抽真空，或者替代地密封并且 加压，压力传感器可W用于检测密封失灵。
[00化]PDIC 34禪接至连接器121并且通过导体134接收电信号135。在一个示例中，PDIC 34是遵照IEEE 802.3协议的装置，用于在多导体缆线（例如5e类缆线)上传输功率和数据信 号。PDIC 34根据IE邸802.3协议将输入信号分离为传送至总线21的数据信号41和传送至 功率转换器30的功率信号42。在一些实施例中，模块100的功率来源可W是针对备用应用的 或太阳能应用的电池。功率转换器30操作W执行功率转换，来产生电信号W驱动电路系统 33的一个或多个Lm)电路。在一些实施例中，功率转换器30按照电流控制模式操作W在预定 的电压范围内向Lm)电路供应受控量的电流。在一些实施例中，功率转换器30是直流-直流 (DC-DC)功率转换器。在运些实施例中，功率信号42可W具有根据IE邸802.3标准的48伏的 额定电压。将功率信号42通过DC-DC功率转换器30在电压上降低为满足与DC-DC转换器30禪 接的每一个LED电路的电压要求的电压电平。
[0066]在一些其他实施例中，功率转换器30是交流-直流(AC-DC)功率转换器。在另一些 实施例中，功率转换器30是交流-交流(AC-AC)功率转换器。在采用AC-AC功率转换器30的实 施例中，安装到安装板104的LED 102根据AC电信号产生光。功率转换器30可W是单通道或 者多通道的。功率转换器30的每一个通道向串联连接的Lm)中的一个Lm)电路供应电能。在 一个实施例中，功率转换器30按照恒流模式操作。运在Lm)串联电连接的情况下特别有用。 在一些其他实施例中，功率转换器30可W作为恒压源操作。运在Lm)并联电连接的情况下特 别有用。
[0067] 如所示地，功率转换器30禪接至功率转换器接口 29。在该实施例中，功率转换器接 口 29包括数字-模拟(D/A)能力。可W通过处理器22的操作产生数字命令，并且通过总线21 将其传送至功率转换器接口 29。功率转换器接口 2則尋数字命令信号转换为模拟信号，并且 将所得到的模拟信号传送至功率转换器30。功率转换器30响应于接收到的模拟信号来调节 传送至禪接的L邸电路的电流。在一些示例中，功率转换器30可W响应于接收到的信号而关 闭。在其他示例中，功率转换器30可W响应于接收到的模拟信号来脉冲化或者调制传送至 禪接的Lm)电路的电流。在一些实施例中，功率转换器30操作用于直接接收数字命令信号。 在运些实施例中，不实施功率转换器接口 29。在一些实施例中，功率转换器30操作用于发送 信号。例如，功率转换器30可W通过功率转换器接口 29向总线21发送对功率故障状况或功 率不满足调整条件加 W指示的信号。
[0068] EIM 120包括用于从与照明模块100通信链接的装置接收数据或者向其发送数据 的若干机制。EIM 120可W通过PDIC 34、RF收发机24和I则欠发机25接收和发送数据。此外， EIM 120可W通过控制从照明模块100输出的光来广播数据。例如，处理器22可W命令由功 率转换器30供应的电流将Lm)电路33的光输出周期性地闪烁(flash)、或者频率或幅度调制 L邸电路33的光输出。脉冲是人类可察觉的，例如按照每分钟3个1秒脉冲的序列对由照明模 块100输出的光进行闪烁。脉冲也可W是人类不可察觉、但是通过通量检测器可检测的，例 如，按照1曲Z对照明模块100输出的光进行脉冲化。在运些实施例中，可W对照明模块100的 光输出进行调制W指示代码。通过上述手段的任一个由EIM 120发送的信息示例包括照明 模块100的累积已逝时间、L抓故障、序列号、由占用率传感器35感测的占用率、由板上通量 传感器36感测的通量、 由通量传感器32感测的通量、由溫度传感器31感测的溫度、模块100 的估计寿命、寿命警报、憐光体响应测量数据、憐光体衰退警报、照明器150的热故障W及功 率故障状况。此外，EIM 120可W通过对向照明模块100供电的电信号的调制或周期循环进 行感测来接收消息。例如，可W使得功率线路电压在一分钟循环Ξ次W指示要求照明模块 100传送其序列号的请求。
[0069] 图6是更加详细的Lm)选择模块40的示意性表示。如所示地，L邸电路33包括串联连 接并且禪接至Lm)选择模块140的LED 55-59。尽管Lm)电路33包括5个串联连接的LED,然而 可W设想更多或更少的LED。此外，Lm)板104可W包括多于一个的串联连接L邸电路。如所示 的，L抓选择模块40包括5个串联连接的开关元件44-48。开关元件的每一个导线禪接至LED 电路33的Lm)的相应导线。例如，开关元件44的第一导线在电压节点49处禪接至LED 55的阳 极。此外，开关元件44的第二导线在电压节点50处禪接至LED 55的阴极。按照类似的方式， 开关元件45-48分别禪接至LED 55-58。此外，功率转换器30的输出通道禪接在电压节点49 和54之间，形成了传导电流60的电流回路61。在一些实施例中，开关元件44-48可W是晶体 管(例如，双极结型晶体管或者场效应晶体管）。
[0070] L抓选择模块40选择性地向与功率转换器30的通道禪接的L抓电路33的L抓供电。 例如，在关断位置，开关元件44在电压节点49和50之间实质上不传导电流。按照运种方式， 从电压节点49流到电压节点50的电流60通过LED 55。在运种情况下，L抓55提供比开关元 件44实质上更低电阻的传导路径，从而电流通过LED 55并且产生光。按照运种方式，开关元 件44用于"接通"L抓55。作为示例，在接通位置，开关元件47实质上是导通的。电流60从电 压节点52通过开关元件47流到节点53。在运种情况下，开关元件47提供比LED 57实质上更 低电阻的传导路径，从而电流60通过开关元件47而不是LED 57,并且LED 57不产生光。按照 运种方式，开关元件47用于"关断"L抓58。按照所述的方式，开关元件44-48可W选择性地 向LED 55-59供电。
[0071] 在Lm)选择模块40上接收二元控制信号SEL[5:1 ]。控制信号SEL[5:1 ]控制开关元 件44-48的每一个的状态，从而确定将LED 55-59的每一个"接通"还是"关断"。在一个实施 例中，处理器22响应于EIM 120检测的条件（例如由通量传感器36感测的通量减小）来产生 控制信号SEL。在其他实施例中，处理器22响应于在EIM 120上接收到的命令信号(例如，由 RF收发机24、I则欠发机25或者PDIC 34接收的通信）来产生控制信号SEL。在另一个实施例 中，从基于L邸的照明模块的板上控制器传送控制信号SEL。
[0072] 图7示出了可W如何接通或者关断LEDW改变由Lm)电路33的被供电Lm)发射的通 量的量。相对于L邸电路33的被供电L抓发射的光通量来绘制电流60。由于LED 55-59的物理 限制，将电流60限制于最大电流值Imax，在最大电流值W上寿命将变得非常有限。在一个示 例中，Imax可W是0.7安培。通常，L邸55-59表现出在光通量和驱动电流之间的线性关系。图 7说明了四种情况下根据驱动电流而发射的光通量：当"接通"一个L抓时，当"接通"两个LED 时，当"接通'；个160时，W及当"接遇'四个LED时。在一个示例中，可W通过接通；个1^0并 且按照Imax驱动它们来实现光通量输出L3。替代地，可W通过接通四个L抓并且利用较少的 电流驱动它们来实现光通量输出L3。当要求在一时间段上减少光量时（例如，饭店照明调 暗），光选择模块40可W用于选择性地"关断"LED,而不是简单地缩小电流。通过在选定的时 段上不操作电灯器具中的LED,来增加运些"关断"L邸的寿命，运是令人期望的。可W对要选 择"关断"的LED进行调度，使得将每一个LED"关断"的时间量与其他LED的"关断"的时间量 近似相同。按照运种方式，可W通过将每一个L邸的寿命延长近似相同量的时间来延长照明 模块100的寿命。
[0073] 可W将LED 55-59选择性地接通或关断W对L抓故障做出响应。在一个实施例中， 照明模块100包括"关断的"额外LED。然而，当发生Lm)故障时，将额外Lm)中的一个或多个 "接通补偿发生故障的LED。在另一个示例中，可接通"额外的LEDW提供附加的光输 出。运对于如下情况是需要的：当在安装之前不知晓所要求的照明模块100照明输出时，或 者在安装之后照明要求改变时。
[0074] 图8示出了反射器140,包括至少一个传感器和至少一个电导体。图8示出了在反射 器140的内表面上安装的通量传感器32。传感器32被定位使得在传感器32的光感测表面和 照明模块100的输出窗口 108之间存在直接视线。在一个实施例中，传感器32是娃二极管传 感器。传感器32禪接至电导体62。导体62是模制到反射器140中的导电迹线。在其他实施例 中，可W将导电迹线印刷到反射器140上。当将反射器140安装到照明模块100时，导体62穿 过反射器140的底座并且禪接至安装板保持环103的导电通孔65。导电通孔65禪接至安装板 104的导体64。导体64经由弹黃销66禪接至EIM 120。按照运种方式，通量传感器32电禪接至 EIM 120。在其他实施例中，导体62直接禪接至安装板104的导体64。类似地，占用率检测器 35可W电禪接至EIM 120。在一些实施例中，传感器32和35可W通过连接器可拆卸地禪接至 反射器140。在其他实施例中，传感器32和35可W固定地禪接至反射器140。
[0075] 图8也示出了附着至照明模块100的安装板104的通量传感器36和溫度传感器31。 传感器31和36提供板级别上与照明模块100的操作条件有关的信息。传感器31、32、35、36、 81和82中的任一个可W是在安装板104、反射器140、电灯器具130和照明模块100上的多个 位置处放置的多个运些传感器之一。此外，可W采用颜色传感器。图9是为了示范性目的可 W将颜色、通量和占用率传感器定位于反射器140上的位置的表示。在一个示例中，传感器 可W位于位置A、B和C。位置A-C面朝外，使得在位置A-C设置的传感器可W感测由照明模块 100照射的场景的颜色、通量或者占用率。类似地，位置F、G和Η处的传感器也可W面朝外，并 且可W感测照明模块100照射的场景的颜色、通量或者占用率。也可W将传感器设置在位置 D和Ε处。位置D和Ε面朝内，并且可W检测照明模块100的照度的通量或者颜色。传感器位置D 和Ε在其对于照明模块100光输出的角度灵敏度方面存在差异，并且该差异可W用于对照明 模块100的光输出的性质加 W表征。通过分析在板级别位置和反射器140内的位置进行的测 量之间的差异，可W消除反射器性能与板级别性能的相互影响。可W利用外部面对通量传 感器来感测环境光，例如位于位置A-C和F-H的传感器。可W采用的传感器类型包括环境光 传感器、接近传感器、溫度传感器、电流传感器、声音传感器、通量传感器、C02传感器、C0传 感器和微粒传感器。运些传感器也可W经由ΕΙΜ 120与安全系统接口相互作用。对于室外应 用，传感器可W监测交通条件、天气条件和光级别。
[0076] 如图10所示，ΕΙΜ 120包括已逝时间计数器模块巧TCM)27。在照明模块100上电时， 将在存储器23中存储的累积已逝时间（AET)传送至ETCM 27,并且ETCM 27开始对时间计数 并且将已逝时间递增。周期性地，将已逝时间的副本传送且存储在存储器23中，使得始终将 当前AET存储在非易失性存储器中。按照运种方式，当照明模块100突然掉电时也不会丢失 当前AET。在一些实施例中，处理器22可W包括片上ETCM功能。在一些实施例中，EIM 120存 储目标寿命值(TLV)，对照明模块100的期望寿命进行标识。目标寿命值可W存储在EIM 120 的非易失性存储器26中。在制造期间将与具体照明模块100相关联的目标寿命值编程到 EPROM 26中。在一些示例中，可W将目标寿命值选择为是在预期照明模块100的光通量输出 要发生30%衰退之前照明模块100的预期工作小时数。在一个示例中，目标寿命值可W是 50,000 小时。
[0077] 图％说明了传送基于LED的照明模块100的AET是否达到阔值的方法270。在步骤 271，测量基于L抓的照明模块100的AET。在一些实施例中，ETCM 27测量所述AET。在步骤 272,从所述TLV值减去所述AETW确定AET和化V之间的差是否达到阔值。例如，可W将500小 时的阔值保存在存储器26。如果AET和TLV值之间的差没有达到阔值，重复步骤271和272。然 而，如果所述差已经达到阔值，传送警报(步骤273)。例如，如果利用500小时的阔值、并且确 定AET在与基于L抓的照明模块100相关联的化V的500小时内，传送警报。在一些实施例中， 所述警报表示照明性能的潜在降低(例如，模块关闭、小于可接受界限的性能衰退等）。在一 些其他实施例中所述警报表示应该采取行动来避免模块的故障或者关闭。例如，所述警报 可W触发向用户的通信W在模块100进入故障模式或者关闭模式之前授予附加的寿命。在 一些实施例中，通过EIM 120的元件执行方法270。在一些其他实施例中，可W通过与基于 L邸的照明模块100通信禪合的遥控设备执行方法270的一部分。在运些实施例中，将执行每 一个步骤所需要的信息从基于L邸的照明模块100传送至所述遥控设备。
[0078] 在一些实施例中，处理器22确定所述AET已经达到或者超过所述化V，并且通过RF 收发机、I则欠发机25或PDIC 34传送警报代码。在其他实施例中，ΕΙΜ 120可w通过控制从照 明模块100输出的光来广播所述警报。例如，处理器22可W命令由功率转换器30供应的电流 周期性地脉动W表示警报条件。脉冲是人类可察觉的，例如按照每分钟3个1秒脉冲的序列 对由照明设备100输出的光进行闪烁。脉冲也可W是人类不可察觉、但是通过通量检测器可 检测的，例如，按照化化对照明设备100输出的光进行脉冲化。在运些实施例中，可W对照明 设备100的光输出进行调制W指示警报代码。在其他实施例中，当AET达到TLV时，EIM 120关 闭向Lm)电路33的电流供应。在其他实施例中，EIM 120响应于接收到发射AET的请求，传送 所述AET。如图10所示，EIM 120也可W包括寿命估计模块(LEM)80。在一些实施例中，LEM 80 是包括存储器和处理能力的专用硬件模块。在一些其他实施例中，处理器22可W包括片上 LEM功能。在其他实施例中，可W通过处理器22执行在存储器(例如存储器23)中存储的软件 指令来实现LEM 80功能。LEM 80基于所述模块的操作的累积已逝时间（AET)和总累积加速 因子(CAFoverall)，估计照明模块100的已逝寿命。可W通过LEM 80将CAFoverall计算为多个操 作因素的函数，包括实际操作溫度、电流和湿度。作为示例，将CAFoverall的计算描述为包括 溫度、电流和湿度因素。然而，在计算中可W包括运些因素的任意子集或者附加的因素。总 累积加速因子可W用于对模块100的累积已逝时间进行缩放W得出模块10的已逝寿命的估 计。基于运种结果和目标寿命值，可W计算模块100的剩余寿命的估计。
[0079] 图11说明了照明模块100的随时间的示范性操作溫度轮廓83。同样说明了额定溫 度值Tn。在一个示例中，所述额定溫度是90摄氏度。所述额定溫度是对模块的预期寿命加 W 表征的模块100的操作溫度值。例如，如果照明模块100在90摄氏度的恒定操作溫度下操作， 照明模块100的操作寿命预期是50,000小时。预期在90摄氏度的操作溫度下操作50,000小 时之后，模块100的性能衰退到不可接受的水平。如图11所示，存在当照明模块100在超过Tn 的溫度下操作的时间段，并且存在当照明模块100在小于Tn的溫度下操作的时间段。因为照 明模块100的寿命依赖于操作溫度，预期的是当实际操作溫度小于Tn时可W延长照明模块 100的操作寿命。同样地，当实际操作溫度大于Tn时，会减少操作寿命。
[0080] 可W根据阿列纽斯方程(Arrhenius equation)通过LEM 80计算基于实际操作溫 度的加速因子的估计。
[0081] (1)
[0082] Ea是针对可应用故障机制的激活能量。K是等于8.617e-5eV/K的波尔兹曼常数。Tn 是W开氏溫度为单位的额定溫度，其对寿命加 W表征。可W将运些常数存储在EIM 120的存 储器23中。Τα是W开氏溫度为单位的实际操作溫度。基于所述实际操作溫度，可W通过LEM 80计算加速因子，所述加速因子可用于对模块的ΑΕΤ进行缩放。可W将照明模块100的ΑΕΤ细 分为多个时间片段，每一个具有持续时间AT。时间片段可W是任意合适长度的时间。在一 个示例中，所述时间片段的持续时间可W是1小时。对于每一个时间片段，可W计算实际操 作溫度的代表值。如所示的，可W在所述时间片段i上计算操作溫度的代表值Tai。在一个示 例中，可W将Tai计算为在所述时间片段上的平均溫度值。在另一个示例中，可W计算溫度中 值。在另一个示例中，可W将时间片段上的最小溫度值或者替代地最大溫度值用作所述时 间片段上的操作溫度的代表值。在再一个示例中，可W将所述时间片段的开始或者替代地 结束时的溫度值用作所述代表值。图11说明了将所述时间片段结束时的溫度值用作代表 值。基于代表值，LEM 80如下计算针对时间片段i的递增加速因子：
[0083] (2)
[0084] 由于时间片段i上的溫度导致的递增加速因子可用于对时间片段i的已逝时间ΔΤ 进行缩放W获得对由于时间片段i的溫 度条件导致的模块100寿命改变量的估计。
[0085] 为了估计模块100的操作寿命如何由于在累积操作寿命期间的溫度条件而改变， 通过LEM 80计算累积加速因子。可W将累积加速因子计算为是在累积的时间片段上计算的 加速因子的移动平均。例如，将已经过去时间片段i之后的累积加速因子计算为：
[0086] 0)
[0087] 在时间片段i上评估的由于溫度导致的累积加速因子可用于估计改变量，该改变 量是在时间片段i上对寿命期间由于溫度条件导致的模块100的累积操作寿命已改变的量。
[0088] 图12说明了照明模块100的随时间变化的示范性操作电流轮廓84。也说明了额定 电流值In。在一个示例中，所述额定电流是0.7安培。所述额定电流是对模块的预期寿命加 W表征的操作电流值。例如，如果照明模块100在0.7安培的恒定电流下操作，照明模块100 的操作寿命预期是50，000小时。预期在0.7安培下操作50，000小时之后，模块100的性能衰 退到不可接受的水平。如图12所示，存在当照明模块100在超过In的电流下操作的时间段W 及存在当照明模块100在小于In的电流下操作的时间段。因为照明模块100的寿命依赖于操 作电流，预期的是当实际操作电流小于IN时可W延长照明模块100的操作寿命。同样地，当 实际操作电流大于In时可W减少所述操作寿命。加速因子可W用于对照明模块的操作寿命 进行缩放W得出模块已逝寿命的估计。
[0089] 可W将基于实际操作溫度的加速因子的估计计算如下：
[0090]
(4)
[0091] β是实验得出的恒定参数。In是W安培为单位的额定操作电流，针对所述额定操作 电流所述寿命是已知的。可W将运些常数存储在EIM 120的存储器23中。Ια是W安培为单位 的实际操作电流。基于所述实际操作电流，LEM 80计算加速因子，所述加速因子可用于对模 块100的ΑΕΤ进行缩放。可W将照明模块100的ΑΕΤ细分为多个时间片段，每一个具有持续时 间Δ Τ。对于每一个时间片段i，可W计算针对实际操作电流的代表值。在一个示例中，可W 将lAi计算为在时间片段i上的平均电流值。在另一个示例中，可W计算电流中值。在另一个 示例中，可W将时间片段上的最小电流值或者替代地最大电流值用作所述时间片段上的操 作电流的代表值。在再一个示例中，可W将时间片段的开始或者替代地结束时的电流值用 作所述代表值。图12说明了将所述时间片段结束时的电流值用作所述代表值。基于所述代 表值，LEM 80如下计算针对所述时间片段i的递增加速因子： WW]
(5)
[0093] 由于所述时间片段i上的电流导致的递增加速因子可用于对时间片段i的已逝时 间A T进行缩放W获得对由于时间片段i的电流条件导致的模块100的寿命改变量的估计。
[0094] 为了估计模块100的操作寿命如何由于在累积操作寿命上的实际操作电流而改 变，LEM 80计算累积加速因子。可W将累积加速因子计算为是在累积时间片段上计算的加 速因子的移动平均。例如，将已经过去时间片段i之后的累积加速因子计算为：
[0095] (6)
[0096] 在时间片段i上评估的由于电流导致的累积加速因子可用于估计改变量，该改变 量是在时间片段i上对在寿命期间由于电流条件导致的模块100的累积操作寿命已改变的 量。
[0097] 图13说明了照明模块100的随时间的示范性操作相对湿度轮廓85。也说明了额定 相对湿度值R曲。在一个示例中，所述额定相对湿度是0.5。所述额定相对湿度是对模块的预 期寿命加 W表征的操作相对湿度值。例如，如果照明模块100在0.5的恒定相对湿度下操作， 照明模块100的操作寿命预期是50,000小时。预期在0.5的相对湿度指数下操作50,000小时 之后，模块100的性能衰退到不可接受的水平。如图13所示，存在当照明模块100在超过R曲 的相对湿度下操作的时间段W及存在当照明模块100在小于R化的相对湿度下操作的时间 段。因为照明模块100的寿命依赖于操作相对湿度，预期的是当实际相对湿度小于R化时可 W延长照明模块100的操作寿命。同样地，当实际相对湿度大于R化时可W减少所述操作寿 命。加速因子可W用于对照明模块的操作寿命进行缩放W得出模块已逝寿命的估计。
[0098] 可W将基于实际相对湿度的加速因子的估计计算如下：
[0099] 巧
[0100] RHa是实际相对湿度。R曲是额定相对湿度，针对所述额定相对湿度所述寿命是已知 的。可W将R曲存储在EIM 120的存储器23中。基于实际相对湿度，LEM 80计算针对相对湿度 的加速因子。按照与相对于溫度和电流如上所述的类似方式，LEM 80使用实际的相对湿度 来计算针对时间片段i的加速因子：
[0101] 巧）
[0102] 类似地如上所述，LEM 80可W将累积加速因子计算为：
[0103]
[0104] 在时间片段i上评估的由于相对湿度导致的累积加速因子可用于估计改变量，该 改变量是在时间段i上对在寿命期间由于相对湿度条件导致的模块100的累积操作寿命已 改变的量。
[0105] 可W将总加速因子计算为与每一个操作变量相关联的已计算的加速因子的乘积。 例如，将时间增量A Τι上考虑到实际操作溫度、电流和相对湿度的总加速因子表达为：
[0106] (AF〇verall)i= (AFtemp)i*(AF current )i*(AFhumidity)i (10)
[0107] 类似地，LEM 80可w将时间增量Δ Τι上的总累积加速因子计算为 [010 引(CAF0verall)i= (CAFtemp)i*(CAFcurrent)i*(CAFhimidity)i (11)
[0109] 可W通过将总累积加速因子与所述模块的累积已逝时间相乘来估计照明模块的 已逝寿命。
[0110] LE=(CAF〇verall)i*AET (12)
[0111] 因此，如果加速因子小于单位1，将模块的累积已逝时间缩小。如果加速因子大于 单位1，将所述模块的累积已逝时间放大。如果加速因子是单位1，估计的已逝寿命与所述模 块的累积已逝时间相同。
[0112] 可W采用所述模块的目标寿命值(TLV)和估计的已逝寿命之间的差来计算模块 100的剩余寿命的估计。
[0113] Lr = TLV-Le (13)
[0114] 将LEM 80计算的累积已逝时间和剩余寿命存储在EIM 120的存储器23中。在一个 实施例中，可W响应于EIM 120接收的请求将所述值传送至与EIM 120通信链接的设备。在 另一个实施例中，如果所述剩余寿命估计落到阔值W下，EIM 120传送警报。
[0115] 图14是基于实际操作条件来估计基于Lm)的照明模块的寿命的方法70的说明。在 第一步骤(步骤71)中，在时间增量上测量一个或多个操作条件(例如，溫度、电流和相对湿 度）。在第二步骤(步骤72)中，基于测量的操作条件，计算与每一个操作条件相关联的递增 加速因子。在第Ξ步骤(步骤73)中，基于所述递增加速因子，计算与每一个条件相关联的累 积加速因子。在第四步骤(步骤74)中，基于所述累积加速因子估计模块100的已逝寿命。在 第五步骤(步骤75)中，将模块100的估计剩余寿命和与模块100相关联的阔值进行比较。如 果估计的剩余寿命落到阔值W下，从模块100传送警报(步骤76)。
[0116] 图35是传送警报的示范性方法280的说明，所述警报指示了基于LED的照明设备 100的估计剩余寿命。根据所述方法280，确定基于L邸的照明模块100的AET(步骤271 )，并且 从化V值减去AET W确定AET和化V之间的差是否已经达到阔值。并行地，确定估计的剩余寿 命是否已经落到阔值W下，如相对于方法70讨论的（步骤71-75)。如果AET和化V之间的差已 经达到阔值或者估计的剩余寿命已经达到阔值，可W从模块100传送警报和估计的剩余寿 命两者(步骤281)。按照运种方式，接收运种信息的实体知晓为了解决基于Lm)的照明模块 100的未来照明性能而需要采取动作，并且也知晓对从模块100可获得多少附加的寿命的估 计。
[0117] 如图15所示，EIM 120也可W包括憐光体衰退检测模块(PDDM)90。在一些实施例 中，PDDM 90是包括存储器和处理能力在内的专用硬件模块。在一些其他实施例中，处理器 22可W包括片上PDDM功能。在其他实施例中，可W通过处理器22执行在存储器(例如存储器 23)中存储的软件指令来实现PDDM功能。P孤Μ 90根据模块100对于从LED 102发射的光脉冲 的通量强度响应，估计在照明模块100的腔体109中包括的憐光体的衰退。
[0118] 图16说明了包括安装到安装板104的蓝光LED 102B和通量传感器36的主混合腔 109的剖面图。在一个实施例中，通量传感器36是娃二极管。在其他实施例中，可W将通量传 感器36安装到适用于捕获从腔体109发射的光的任意位置(例如，在腔体109的壁上、在输出 窗口 108上W及在输出窗口 108上方）。LED 102B可W是随着时间段脉动的。例如，可W实现 50毫秒的脉冲。
[0119] 图17说明了通量传感器36测量的对于从LED 102B发射的光脉冲的示范性通量强 度响应。说明了 Ξ个时间段。第一时间段是从LED 102B发射的光脉冲的持续时间。在运一时 间段期间，当所述腔体充满光时，所述通量强度达到峰值。PDDM 90操作用于捕获第一时间 段期间的通量强度的峰值。所捕获的值是在操作期间LED 102的通量强度的量度，并且对于 诊断LED 102的条件有用。例如，如果捕获的值小于目标值，可W检测到LED 102的劣化。
[0120] 在来自LED 102B的光脉冲完成之后，第二时间段开始。所述第二时间段是对黄色 和红色憐光体响应于LED 102B之前发射的光而发射经转换的光时的响应时间段的近似。通 常，憐光体对于输入光的响应不是瞬时的。因此，在移除了入射光之后的时间段上，憐光体 材料继续发射经转换的光。不同憐光体材料在移除入射光源之后继续发巧光的程度随着材 料而变化。PDDM 90使用运种特性来分离地诊断腔体109内部的不同憐光体。在所示示例中， 从LED 102B发射的光脉冲之后的时间段包括腔体109的黄色和红色憐光体两者均进行发射 的时间段。因此在移除来自LED 102B的激励之后，PDDM 90测量红色和黄色憐光体材料两者 的残余发射的通量强度。因为移除了激励源，运一时间段期间发射的通量强度水平稳定地 下降。直到第二时间段结束时，来自黄色憐光体的发射已经衰退到可忽略的水平，并且所测 量的通量强度主要是由于来自红色憐光体材料的发射。在运一时刻，PDDM 90测量来自红色 憐光体材料的残余发射的通量强度。在第二时间段之后，经过第Ξ时间段。第Ξ时间段是对 红色憐光体响应于LED 102B先前发射的光而发射经转换的光时的响应时间段的近似。作为 示例，第二时间段小于10毫秒。
[0121] 图17说明了当PDDM 90测量峰值通量强度W对LED 102B加 W表征时的时间点、通 过黄色和红色憐光体两者的发射而产生的通量强度W及主要通过红色憐光体的发射而产 生的通量强度。例如，在TmeasB处进行LED 102B的通量强度测量。TmeasB的定时可W相对于LED 102的脉冲而固定。例如，可W在LED 102的脉冲开始之后的25毫秒时测量TmeasB。在另一个示 例中，可W在脉冲持续时间的中间处测量TmeasBDL邸102的脉冲期间的任意时间点可W适于 LED 102的通量强度的测量。在另一个示例中，可W选择TmeasB与当通量响应达到激励时间段 期间的峰值时的时间相对应。在该示例中，PDDM 90在激励时间段期间执行峰值检测算法， 并且标识激励时间段期间的通量强度的峰值。在TmeasYR处，进行黄色和红色憐光体的响应的 通量强度测量。TmeasYR的定时可W相对于LED 102的脉冲是固定的。例如，PDDM 90可W在LED 102B的脉冲结束之后的1微秒时测量黄色和红色憐光体的响应的通量强度。运可W是合适 值，允许通量传感器36有时间响应于LED 102B激励的突然消除，但是不是长到丢失黄色和 红色憐光体发射的实质性部分的那么长的时间段。
[0122] 在TmeasR处，进行红色憐光体响应的通量强度测量。TmeasR的定时可W是相对于LED 102的脉冲而固定的。例如，PDDM 90可W在LED 102B的脉冲结束之后的10微秒处测量红色 憐光体10的响应的通量强度。运可W是合适值，允许黄色憐光体发射的实质性部分有时间 发生，但是不是长到丢失红色憐光体发射的实质性部分的那么长的时间段。可W将在TmeasB、 TmeasYR和TmeasR处P孤Μ 90测量的通量强度值存储在EIM 120的存储器23。在一个实施例中，可 W响应于由ΕΙΜ 120接收的请求将所述值传送至与ΕΙΜ 120通信链接的设备。在另一个实施 例中，如果测量值的任一个下降到相应的阔值W下，ΕΙΜ 120传送警报。此外，可W随时间重 复地测量通量强度值，并且将结果存储在存储器23中。所得到的值可W用于作为在模块的 寿命期间判断模块100的性能的基准，并且建立可用于估计模块100的剩余寿命的趋势。
[0123] 图18说明了基于模块100对于从LED 102发射的光脉冲的通量强度响应对照明模 块100的腔体109中包括的憐光体的衰退进行估计的示范性方法160。在第一步骤(步骤161) 中，对模块100的蓝光L邸进行脉冲驱动一个时间段。在第二步骤(步骤162)中，在蓝光LED脉 冲期间检测和测量峰值通量强度。在第Ξ步骤(步骤165)，在蓝光Lm)脉冲完成之后的第一 时间点测量峰值通量强度。在第四步骤(步骤168)，在蓝光 脉冲完成之后的第二时间点测量 峰值通量强度。对于第二步骤(步骤162)、第Ξ步骤(步骤165)和第四步骤(步骤168)的每一 个，将测量的峰值通量值与目标值进行比较(分别是步骤163、166和169)。如果在任一种情 况下测量的峰值下降到目标值W下（分别是步骤164、167和170)，模块100传送警报(步骤 171)。
[0124] 如图19所示，EIM 120也可W包括热故障早期检测模块(TFEDH72。在一些实施例 中，TFED 172是包括存储器和处理能力在内的专用硬件。在一些其他实施例中，处理器22可 W包括片上TF抓功能。在其他实施例中，可W通过处理器22执行在存储器(例如存储器23) 中存储的软件指令来实现TF抓功能。在一个实施例中，TFED 172基于模块在模块100的启动 期间测量的溫度瞬变来估计照明器150的热故障的潜在可能。基于所测量的瞬变，TFED 172 估计模块100是否将达到超过额定操作溫度的稳态操作溫度。在所述模块实际达到过溫条 件之前进行所述估计，从而减小了对于模块的永久损坏的风险。在另一个实施例中，TFED 172基于在模块100的启动期间测量的通量瞬变来估计照明器150的热故障的潜在可能。基 于测量的瞬变，TFED 172估计模块100是否将达到超过额定操作溫度的稳态操作溫度。在所 述模块实际达到过溫度条件之前进行所述估计，从而减小对于模块的永久损坏的风险。
[0125] 图20说明了两个测量的溫度轮廓。溫度轮廓174是在安装底座101处对模块100的 溫度的测量，针对利用导热膏将模块100紧密地禪合至热沉130的情况。模块100在室溫下开 始启动，并且溫度上升至近似70摄氏度。运小于模块100的额定溫度界限90摄氏度。溫度轮 廓173是在安装底座101处对模块100的溫度测量，针对没有利用导热膏而将模块100松散地 禪合至热沉130的情况。模块100开始在室溫下启动，并且溫度迅速地上升至近似120摄氏 度。运远远超过了模块100的额定溫度界限。此外，模块100在大于90摄氏度下的操作导致对 模块永久损坏的风险。TFED 172操作用于在不需要模块100超过所述界限而实际操作的情 况下，估计模块100是否将达到超过所述额定界限的稳态溫度。
[01%]如图20所示，作为示例，TFED 172测量模块100在室溫条件下启动时W及在启动之 后200秒之后的溫度。尽管将200秒作为溫度评估的时间点，但是可W考虑其他时间段。例 如，可W在模块100发光的10秒之内评估溫度。运种时间段可W适用于工厂环境，其中最小 化测试时间是需要的，并且需要在将产品装运给消费者之前识别器具故障。在另一个示例 中，可W在安装照明器150W测试照明器在安装环境中的性能时进行测量。在第一种情况 下，TFED 172计算模块100在启动时的溫度和模块100在经历200秒之后的溫度之间的溫度 差Δ TEMPn。运种溫度差是近似21摄氏度。T阳D 172计算所述溫度差Δ TEM扣是否小于预定阔 值Δ TVhrs。例如，Δ T丽河W是25摄氏度。在运种情况下，Δ TEMPn没有超过Δ TVhrs，并且T阳D 172断定模块100在运种情况的条件下没有热故障风险。在第二种情况下，TFED 172计算模 块100在启动时的溫度和已经历200秒之后模块10的溫度之间的溫度差Δ TEMPf。运种溫度 差是近似55摄氏度。TFED 172计算所述溫度差Δ TEM扣是否小于预定阔值Δ Tthrs。在运种情 况下，ATEMPf超过了 ATthrs，并且T阳D 172断定模块100在运种情况的条件下存在热故障的 风险。可W将TF邸172测量的值(例如Δ TEMP)存储在EIM 120的存储器23中。在一个实施例 中，可W响应于EIM 120接收的请求将所述值传送至与EIM 120通信禪合的设备。在另一个 实施例中，如果任意测量值超过所述预定阔值，EIM 120传送警报。
[0127]因为模块100的溫度也影响模块100的通量输出，T阳D 172也可W基于在启动期间 测量的通量瞬变的量度，估计模块100是否将达到超过额定界限的稳态操作溫度。
[01%]图21说明了两个测量的通量轮廓。通量轮廓176是在安装底座101处对模块100的 通量的测量，针对利用导热膏将模块100紧密地禪合至热沉130的情况。模块100在室溫下按 照归一化的通量水平1开始启动，并且在200秒时通量衰退到近似0.93的归一化通量。通量 轮廓175是在安装底座101处对模块100的通量测量，针对没有利用导热膏而将模块100松散 地禪合至热沉130的情况。模块100在室溫下按照归一化的通量水平1开始启动，并且在200 秒时通量迅速地下降至0.88的归一化通量。TFED 172操作用于在不需要模块100超过所述 额定溫度界限而实际操作的情况下，使用通量瞬变作为指示来估计模块100是否将在超过 所述额定溫度界限下稳态操作。
[0129] 如图21所示，作为示例，TFED 172测量模块100在室溫条件下启动时W及在从室溫 条件启动之后200秒之后的通量。在第一种情况下，TFED 172计算模块100在启动时的通量 和模块100在经历200秒之后的通量之间的通量差Δ化UXn。运种通量差是近似0.07。TFED 172计算所述通量差Δ化U)(n是否小于预定阔值Δ Fthrs。例如，Δ Tthrs可W〇. 09。在运种情况 下，Δ FLUXn没有超过Δ Fthrs，并且T阳D 172断定模块100在运种情况的条件下没有热故障风 险。在第二种情况下，TFED 172计算模块100在启动时的通量和已经经历200秒之后模块10 的通量之间的通量差A化UXf。运种通量差是近似0.12dTF邸172计算所述通量差Δ FLUXf是 否小于预定阔值A内HRS。在运种情况下，Δ化1]化超过了 AFthrs，并且TF抓172断定模块100 在运种情况的条件下存在热故障的风险。可W将TFED 172测量的值（例如Δ化UX)存储在 EIM 120的存储器23中。在一个实施例中，可W响应于EIM 120接收的请求将所述值传送至 与EIM 120通信禪合的设备。在另一个实施例中，如果任意测量值超过所述预定阔值，EIM 120传送警报。
[0130] 图22说明了基于启动时对溫度瞬变的分析，在实际故障之前识别照明器150故障 的潜在可能的方法180。在第一步骤(步骤181)中，使基于L邸的模块发光。在第二步骤(步骤 182)中，测量发光时的模块溫度。在第Ξ步骤(步骤183)中，从模块100发光的时间点开始过 去第一时间段之后，测量模块的溫度。在第四步骤(步骤184)中，采用步骤182和183测量的 溫度之间的差来计算模块100的溫度变化。在第五步骤(步骤185)中，将步骤184中计算的溫 度变化与阔值进行比较。如果所述溫度变化超过阔值，模块10传送警报(步骤186)。
[0131] 图23说明了基于启动时对通量瞬变的分析，在实际故障之前识别照明器150故障 的潜在可能的方法190。在第一步骤(步骤191)中，使基于Lm)的照明模块发光。在第二步骤 (步骤192)中，测量发光时的模块通量输出。在第Ξ步骤(步骤193)中，从模块100发光的时 间点开始过去第一时间段之后，测量模块的通量输出。在第四步骤(步骤194)中，采用步骤 192和193测量的通量之间的差来计算模块100的通量变化。在第五步骤(步骤195)中，将步 骤194中计算的通量变化与阔值进行比较。如果所述通量变化超过阔值，模块10传送警报 (步骤196)。
[0132] 图24说明了基于LED 102串的正向电压测量来识别模块100的LED 102的故障的方 法。在第一步骤(步骤201)中，接收对正向电压的指示。在一个实施例中，可W从功率转换器 30接收所述指示。在另一个实施例中，可W经由传感器接口 28从安装板104的电压传感器 (未示出）接收所述指示。在第二步骤(步骤202)中，将正向电压的指示与阔值进行比较。在 第Ξ步骤(步骤203)中，将正向阔值与阔值进行比较。如果所述正向电压超过阔值，模块100 传送警报(步骤204)。
[0133] 如图25所示，EIM 120可W包括颜色调谐模块(CTM)220。在一些实施例中，CTM 220 是包括存储器和处理能力在内的专用硬件模块。在一些其他实施例中，处理器22可W包括 片上CTM功能。在其他实施例中，可W通过处理器22执行在存储器(例如存储器23)中存储的 软件指令来实现CTM功能。CTM 220调谐供应给不同L邸串的电流W在模块100的寿命期间实 现一致的颜色特性。
[0134] 图26A-26B说明了具有安装的红光LED 102R和蓝光LED 102B的安装板104,所述 L邸统称为LED 102dLED 102把光发射到腔体109中。在说明的实施例中，通量传感器36也安 装到安装板104中。在其他实施例中，可W将通量传感器36安装到腔体109内、腔体109的壁 上或者输出窗口 108上。在另外的其他实施例中，可W如相对于图9所讨论的，将通量传感器 36安装到反射器140上。
[0135] 图27是采用多个通量传感器(例如通量传感器36A-36D)的实施例的说明。可W对 通量传感器36A-36D的输出进行平均W获得腔体109中通量强度的平均值。在其他实施例 中，可W单独地考虑每一个传感器36A-36D的输出W获得与区域中由每一个单独传感器捕 获的通量强度有关的局部信息。运种局部信息可用于评估腔体109内的通量均匀性。因为每 一个传感器36A-36D对于最靠近每一个传感器的LED最灵敏，局部信息可用于对单独的LED 102加 W表征。
[0136] 图28是其中光波导37将在安装板104表面多个位置处的光导引至通量传感器36的 实施例的说明。在该实施例中，光波导37用于收集来自安装板104上的多个位置的光W用于 通量测量。按照运种方式，可W通过光波导37聚集来自安装板104上的多个位置的通量强度 值，并且通过通量传感器36进行测量。在一个示例中，可W将光波导37制造为注模部件。在 另一个实施例中，光波导37可W是光纤。
[0137] 图29A-29B说明了由CTM 220执行的方法，用于在模块100的寿命期间对红光和蓝 光L抓之间的强度进行匹配。在第一步骤（步骤231)中，用通过红光LED 102R的测试电流 itest_red使模块100的红光LED 102R发光。在一个示例中，itest_red可W是和0.700安培。对于 测试时间段，模块100的蓝光LED 102B保持关断。在第二步骤(步骤232)中，通量传感器36测 量从红光LED 102R发射的光的通量强度，W产生测试的红光强度值Itest_red。在第Ξ步骤(步 骤233)中，基于在步骤232中测量的红光强度的结果来计算新的红光电流值。在一个示例 中，假设在小的强度值范围上，红光LED 102R的发光输出与驱动电流线性相关。基于运种假 设，CTM 200计算新的红光电流值W将红光LED 102R驱动至目标通量强度值Itarget_red。
[013 引 (14)
[0139] 在第四步骤(步骤234)中，确定新的电流值itarget_red是否超过与红光LED 102R相 关联的最大允许驱动电流。如果新电流值没有超过最大允许驱动电流，实施所述新电流值 (步骤235)。然而，如果新电流值超过了最大允许驱动电流，则实施最大允许驱动电流(步骤 236) 。因为在运种情况下不会实施新电流值，所W将目标通量强度值重置为较低的值(步骤 237) 。
[0140]
[0141] 此外，因为将针对红光的目标通量强度值向下修改，所W将针对蓝光的目标通量 强度值也向下修改(步骤238)。计算修改的目标通量强度值，使得从红光LED 102R和蓝光 LED 102B发射的通量强度之比在模块100的寿命上保持恒定。
[0142] (16)
[0143] 在步骤239中，用通过蓝光LED 102B的测试电流itesoiue使模块100的蓝光LED 102B发光。在一个示例中，itesoiue可W是0.700安培。对于测试时间段，模块100的红光LED 102R保持关断。在下一个步骤(步骤240)中，通量传感器36测量从蓝光LED 102B发射的光的 通量强度，W产生测试的蓝光强度值ItesOlue。在步骤241中，基于在步骤240中测量的蓝光 强度的结果来计算新的蓝光电流值。在一个示例中，假设在小的强度值范围内，蓝光LED 102B的发光输出与驱动电流线性相关。基于运种假设，计算新的蓝光电流值W将蓝光LED 102B驱动至目标通量值Itarget_blue。
[0144] (17)
[0145] 在下一步骤(步骤242)中，确定新的电流值itargeOlue是否超过与蓝光LED 102B相 关联的最大允许驱动电流。如果新电流值没有超过最大允许驱动电流，实施所述新电流值 (步骤243)。然而，如果新电流值超过了最大允许驱动电流，则实施最大允许驱动电流(步骤 244)。因为在运种情况下不会实施新电流值，所W对目标通量强度值进行重置(步骤245)。
[0146] (1巧
[0147] 此外，因为将针对蓝光的目标通量强度值向下修改，将针对红光的目标通量强度 值也向下修改（步骤246)。计算修改的目标通量强度值，使得从红光LED 102R和蓝光LED 102B发射的通量强度之比在模块100的寿命上保持恒定。
[014 引 (19)
[0149]基于针对红光LED 102R的修改的目标通量强度值，计算新的红光电流值（步骤 247)并且实施。
[0150] (20)
[0151] 如图30所示，EIM 120也可W包括溫度补偿模块(TCM)250dTCM 250调谐供应给照 明模块100的不同Lm)串的电流，W在模块100的操作溫度范围上实现一致的 溫度特性。在一 个示例中，模块100可W包括红光Lm)串和蓝光Lm)串。随着操作溫度变化，红光Lm)的通量输 出变化与蓝光L邸的通量输出变化不同。
[0152] 图31说明了由LumiL抓公司（San Jose，CA)提供的红光LED(AlInGaP)和蓝光L抓在 封装溫度范围上的相对光通量输出。蓝光LED 251的光通量输出中的衰退和红光LED 252的 光通量输出中的衰退都是可见的。从图31中清楚的是，当溫度增加时蓝光Lm)和红光Lm)的 光通量输出的衰退可W是非常不同的。图32说明了包括电流缩放因子的表，所述电流缩放 因子设及在操作溫度范围上供应给红光L邸和蓝光L邸的电流。假设电流和通量之间的关系 在给定溫度和正常操作电流范围上是线性的，可W根据图31对于多个溫度，估计电流缩放 因子。电流缩放因子(ired/ibiue)可W用于对红光LED驱动电流或蓝光LED驱动电流进行缩放， W在操作溫度范围上保持红光L邸和蓝光L邸的光通量输出之间的固定关系。
[0153] 图33说明了对供应给照明模块100的不同Lm)串的电流进行调谐，W在模块100的 寿命期间实现一致的颜色特性的方法。在第一步骤(步骤253)中，测量模块100的溫度。在第 二步骤(步骤254)中，基于测量的溫度确定电流缩放因子。可W从EIM 120的非易失性存储 器23中存储的查找表中读取电流缩放因子。在一个示例中，可W从所述查找表中直接读取 所述电流缩放因子。在另一个示例中，所述电流缩放因子可W从对查找表中存储的值进行 插值来产生。在另一个示例中，可W基于在EIM 120的非易失性存储器23中存储的函数来计 算所述电流缩放因子。在第Ξ步骤(步骤255)中，可W基于电流缩放因子和在EIM 120的非 易失性存储器23中存储的标称电流来计算新的红光电流值。
[0154] (2Γ)
[01W]在第四步骤中，评估新的红光电流值是否超过针对红光LED 102R的最大允许电 流。如果没有超过，实施所述红光电流值(步骤257)。如果超过，则计算和实施新的蓝光电流 值(步骤258)。可W将新的蓝光电流值计算如下：
[0156] 脚
[0157] 可W计算在执行方法230之后设及红光和蓝光电流值的电流比。运种电流比可W 与执行所述方法期间模块100的溫度相关联。因为方法230导致对电流值进行调谐W实现红 光和蓝光Lm)之间的目标强度比，所W在该溫度下不需要电流的进一步缩放。因此在方法变 体260中，可W在执行方法260期间，在使用依赖于溫度的电流缩放因子之前相对于方法230 执行的溫度来归一化电流缩放因子。
[0158] 在一些实施例中，可W通过EIM 120的元件部分地或者完全地执行上述方法。然而 在一些其他实施例中，可W通过与基于L邸的照明模块100通信禪合的远程设备部分地或者 完全地执行上述方法。在运些实施例中，可W从基于Lm)的照明模块100解除与执行上述方 法相关联的计算负荷的一些或者全部。此外，希望使用远程设备(例如移动计算机、个人计 算机、专用手持设备等）将基于LED的照明模块100性能的各个方面传送至实体(例如消费 者、维护人员、用户等等）。另外，希望接收来自所述实体的信息W确定对于基于Lm)的照明 模块100的未来操作命令。
[0159] 图36说明了系统300的示范性实施例，所述系统包括基于Lm)的照明模块100、与基 于Lm)的照明模块100通信禪合的计算机291、W及与计算机291交互作用的实体293。在一些 实施例中，计算机291可W通过因特网292与基于Lm)的照明模块100通信禪合。然而在一些 其他实施例中，计算机291可W通过其他通信手段(例如LAN、RF、IR等)与基于Lm)的照明模 块100通信禪合。运是希望的，W避免在每一个基于L邸的照明模块100中结合因特网连接性 的代价。在另一个示例中，计算机291可W与基于Lm)的照明模块间接通信。例如，计算机(未 示出）可W与基于Lm)的照明模块100处于本地并通信地禪合。该计算机也可W配置为通过 因特网292与计算机291通信。按照运种方式，本地计算机位于计算机291和L邸照明模块100 之间。例如，计算机可W是本地的集中式照明管理服务器。计算机291可W通过因特网292与 实体293交互作用(例如实体293使用基于web的接口通过因特网与计算机291交互作用）。在 一些其他实施例中，计算机291可W与实体293在本地进行交互(例如通过本地应用程序接 口）。
[0160] 计算机291可W是由例如照明管理服务组织操作的专用计算机。在运些实施例中， 计算机291通过因特网与基于Lm)的照明模块100直接或者间接地通信，并且通过因特网与 消费者通信。在一些实施例中，计算机291从许多基于Lm)的照明模块100收集数据，并且执 行在该专利文献文档中描述的方法。例如，计算机291可W随时间收集与每一个模块的AET、 操作电流水平、操作溫度水平和流明衰退数据有关的数据。基于运种聚集的数据，计算机 291可W确定基于L邸的照明模块100的更精确的寿命估计。
[0161] 在图36说明的实施例中，计算机291执行"延长寿命供给"化L0)工具290。如图36所 示，EL0工具290是便于实体293与基于Lm)的照明模块100交互作用的应用。在一个示例中， 基于LED的照明模块10响计算机291传送消息，所述消息指示了基于LED的照明模块的AET 和化V之差W及基于L抓的照明模块100的估计剩余寿命。基于接收的消息294,化0工具290 产生延长寿命供给295。在基于L抓的照明模块100的估计剩余寿命超过模块的AET和化V之 差的情况下，预期可W将基于L抓的照明模块的可用操作寿命延长超过初始化V。在一个示 例中，可W产生供给295W将基于Lm)的照明模块100的操作寿命延长一时间量，W换取付 款，所述时间量是估计剩余寿命超过模块的AET和TLV之差的量。
[0162] 在另一个示例中，基于Lm)的照明模块100传送消息294,所述消息指示了基于LED 的照明模块100的AET和估计已逝寿命。基于接收的消息294,化0工具290产生延长寿命供给 295。在AET超过基于Lm)的照明模块的估计已逝寿命的情况下，预期可W将基于Lm)的照明 模块的有用操作寿命延长超过初始化V。在一个示例中，可W产生供给295W将基于L邸的照 明模块100的操作寿命延长一时间量，W换取付款，所述时间量是AET超过基于Lm)的照明模 块的估计已逝寿命的量。
[0163] 计算机291向实体293传送消息296,所述消息296包括延长寿命供给295。实体293 可W选择接受所述供给，并且向计算机291发送答复消息294,表示接受了延长寿命供给 295。作为响应，计算机291向基于Lm)的照明模块100传送消息298,指示授权所述基于Lm)的 照明模块100操作延长的寿命周期。例如，消息298可W包括更新的化V值，所述更新的化V值 超过了初始编程的化V值。在另一个示例中，消息298可W包括解锁代码，所述解锁代码使得 能够利用超过初始TLV值的不同TLV值。
[0164] 如上所述，EL0工具290根据与特定的基于L邸的照明模块100相关联的延长寿命估 计，产生延长寿命供给295。然而，EL0工具290也可W与许多基于Lm)的照明模块通信禪合 (例如，成千上万的模块）。在一些示例中，EL0工具290可W基于从许多模块收集的操作信息 来产生延长寿命供给。例如，基于从许多模块收集的操作信息，可W确定特定产品代码或家 族的模块的寿命预期可W具有比最初预期更长的可用寿命。在一些其他示例中，可W将从 许多模块收集的操作信息与基于Lm)的照明模块100的特定信息的组合用作产生延长寿命 供给295的基础。
[0165] 尽管为了说明性的目的描述了特定实施例，该专利文档的教导具有普遍适用性， 并且不局限于运里描述的特定实施例。在一个示例中，将EIM 120描述为包括总线21、被供 电装置接口控制器(PDI034、处理器22、已逝时间计数器模块化TCM)27、非易失性存储器26 (例如EPROM)、非易失性存储器23 (例如闪速存储器）、红外收发机25、RF收发机24、传感器接 口 28、功率转换器接口 29、功率转换器30和L邸选择模块40。然而在其他实施例中，可W排除 运些元件的任一个，如果不需要其功能。在另一个示例中，将PDIC 34描述为符合IEEE 802.3通信标准。然而，可W采用用于数据和功率接收和发射目的的任意方式的不同功率和 数据信号。在另一个示例中，已经作为对于各种条件的响应讨论了对警报的传送。然而，可 W预期其他的响应，包括关闭模块100、请求继续操作的代码，或者接通附加的LED(例如命 令Lm)选择模块40接通附加的LED)。在另一个示例中，上述方法可W参考单独的Lm)或LED 组。在另一个示例中，已经描述了参考特定颜色的LED(例如红光Lm)和蓝光LED)或者特定颜 色的憐光体发射(例如红光憐光体和黄光憐光体)的方法。然而，上述方法可W应用于任意 颜色的L邸或者任意颜色的憐光体发射。在另一个示例中，已经描述了具有在可见光范围上 的测量能力的检测器。然而，可W采用对于特定波长范围灵敏的检测器。在另一个示例中， 已经讨论了当Lm)劣化时缩小输出强度目标的方法。然而，可W包括附加的未使用Lm)作为 模块100的一部分，并且使用Lm)选择模块40选择性地接通所述附加的未使用Lm)来替换故 障LED、或者增加模块100的输出强度能力。
[0166] 因此，可W在不脱离权利要求中阐述的本发明范围的情况下，实现所述实施例的 各种特征的各种改进、适应和组合。
【主权项】
1. 一种方法，包括： 测量基于LED的照明模块对从启动条件起照射所述模块的瞬态响应；以及 在实际热故障发生之前基于所测量的瞬态响应来估计所述模块的热故障。2. 根据权利要求1所述的方法，其中所测量的瞬态响应取自包含如下的组:所述模块的 温度和所述模块的输出通量。3. 根据权利要求1所述的方法，其中由所述基于LED的照明模块执行所述测量和所述估 计。4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述测量涉及在所述模块的光混合腔体内安装的 温度传感器。5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述测量涉及在所述模块的输出窗口的视野内安 装的通量传感器。6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述估计涉及所述模块的处理器。7. 根据权利要求1所述的方法，其中所述测量包括:在照亮所述模块之后，在一段时间 上测量所述模块的温度。8. 根据权利要求7所述的方法，其中所述一段时间比一秒长。9. 根据权利要求1所述的方法，其中所述估计包括:将所测量的瞬态响应与预定阈值相 比较。10. 根据权利要求1所述的方法，还包括： 如果所述估计指示热故障，则传送警报。11. 根据权利要求1所述的方法，还包括： 如果所述估计指示热故障，则关闭所述基于LED的照明模块。12. -种方法，包括： 测量基于LED的照明模块的第一通量强度值，其中所述基于LED的照明模块由利用第一 电流值驱动的第一LED照射，所述第一LED发射具有第一颜色特性的光； 测量所述基于LED的照明模块的第二通量强度值，其中所述基于LED的照明模块由利用 第二电流值驱动的第二LED照射，所述第二LED发射具有第二颜色特性的光； 基于所述第一通量强度值和所述第一电流值来确定第三电流值；以及 基于所述第二通量强度值、所述第二电流值、和第一LED的通量强度与第二LED的通量 强度的预定比率，来确定第四电流值。13. 根据权利要求12所述的方法，其中所述第一LED由所述第三电流值驱动，并且所述 第二LED由所述第四电流值驱动。14. 根据权利要求12所述的方法，其中所述第一LED和所述第二LED安装到安装板上，并 且对第一和第二通量强度值的测量涉及安装到安装板上的通量传感器。15. 根据权利要求12所述的方法，其中第三和第四电流值的确定涉及所述基于LED的照 明模块的处理器。16. -种方法，包括： 测量基于LED的照明模块的温度； 基于所测量的温度确定电流缩放因子，其中所述电流缩放因子将施加至具有第一颜色 发射特性的第一LED的第一电流值与施加至具有第二颜色发射特性的第二LED的第二电流 值关联；以及 基于所述电流缩放因子和第一标称电流值来确定第一目标电流值。17. 根据权利要求16所述的方法，还包括： 如果第一目标电流值超过预定值，则基于所述电流缩放因子和第二标称电流值来确定 第二目标电流值。18. 根据权利要求16所述的方法，还包括： 如果第一目标电流值未超过预定值，则将第一目标电流值至少施加至第一LED。19. 根据权利要求16所述的方法，其中缩放因子的确定包括:读取所述基于LED的照明 模块的存储器中存储的值。20. 根据权利要求16所述的方法，其中缩放因子的确定包括:在所述基于LED的照明模 块的存储器中存储的两个值之间进行插值。
【专利摘要】基于发光二极管(LED)的照明模块执行板上诊断。例如，诊断可以包括根据测量的通量或温度估计已逝寿命、磷光体的衰退、热故障、LED故障或者LED电流调节。可以通过用根据实际操作条件得出的加速因子对累积已逝操作时间进行缩放来估计已逝寿命，加速因子例如是温度、电流和相对湿度。可以基于测量的磷光体对于来自LED的脉冲光的响应来估计磷光体的衰退。可以根据启动条件使用模块的瞬态响应来诊断热故障。可以基于测量的正向电压诊断LED故障。可以使用测量的通量值和电流值以及通量值的所需比率来调节LED的电流。此外，可以基于测量的温度来缩放LED电流。
【IPC分类】H05B37/02, H05B33/08, H05B37/03
【公开号】CN105491705
【申请号】CN201510809635
【发明人】杰勒德·哈伯斯
【申请人】吉可多公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2011年6月15日
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