專利名稱：具有匹配輸出電壓的供電的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)和所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的供電與控制方法。所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)可驅(qū)動活動件例如門、遮陽卷簾、鎖、通風(fēng)口、窗簾等。
背景技術(shù)：
供電與控制電路連接于交流電力網(wǎng)，除電動機(jī)之外，執(zhí)行機(jī)構(gòu)還具有多個控制裝置特別是控制單元例如微型控制器；指令接收機(jī)，例如射頻類型的指令接收機(jī)；以及用于操控電動機(jī)的供電的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，例如繼電器。另外，執(zhí)行機(jī)構(gòu)也可具有位置和/或移動傳感
器裝置。重要的是，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)不執(zhí)行運(yùn)動指令的時期內(nèi)，降低由這些裝置消耗的功率。實(shí)際上，這些運(yùn)動一般持續(xù)時間短(例如，對于遮陽卷簾每日不足2分鐘)并且與控制裝置可消耗的電能比較，電動機(jī)所消耗的功率占很少的電能。假定電動機(jī)在電力網(wǎng)上所消耗的功率等于90瓦，則一天的耗電量為90x2/60 = 3瓦特小時，因此，每年略多于1千瓦小時。如果假定控制裝置在其等待運(yùn)動指令時的平均耗電量等于1瓦，則每日消耗的正是M瓦特小時，因此，每年接近10千瓦小時。這個差距是不可接受的。另外，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)和未來的標(biāo)準(zhǔn)都同樣要求嚴(yán)格降低控制裝置在其處于待機(jī)模式中、例如處在等待運(yùn)動指令時的耗電量。專利申請F(tuán)R 2920060描述了用于裝備家電機(jī)器例如洗衣機(jī)或爐灶的節(jié)能裝置。 該裝置具有調(diào)節(jié)器，在調(diào)節(jié)器上游并聯(lián)布置有限制電路和大電流電路。根據(jù)作用模式(運(yùn)行或待機(jī))，控制電路啟動或不啟動大電流電路，以便在待機(jī)模式節(jié)能。專利申請EP 1837972描述用于電子裝置如電視機(jī)的供電電路，供電電路具有調(diào)諧器，調(diào)諧器需要比控制電視機(jī)的微型控制器更高的直流電壓。供電電路具有帶兩個輸出端的交流/直流變換器。在正常工作中，第一輸出端輸送足以給調(diào)諧器和調(diào)節(jié)器上游供電的電壓VI，而第二輸出端輸送電壓V2。這兩個電壓施加于具有公共陰極的兩個二極管的陽極，然后用于向微型控制器供電。電壓V2略高于調(diào)節(jié)器的輸出電壓，這樣使得閉鎖布置在調(diào)節(jié)器輸出端處的二極管因此，在正常工作中，是變換器的第二輸出端給微型控制器供電。在待機(jī)模式，微型控制器作用于與變換器連接并致使電壓Vl和V2降低的控制電路。這一次，電壓V2低于調(diào)節(jié)器的輸出電壓，因此，正是其向微型控制器供電。專利申請JP 2006-304569描述一種用于具有電動機(jī)的如打印機(jī)或復(fù)印機(jī)的裝置的供電電路。所述電路具有開關(guān)式調(diào)節(jié)器，借助于光耦合器調(diào)節(jié)開關(guān)式調(diào)節(jié)器的運(yùn)行，以便交替獲得在工作模式的第一輸出電壓(例如對伏)和在待機(jī)模式的第二輸出電壓(例如 8伏)。這樣，直流/直流變換器中的損耗降低。此外，電路具有負(fù)載自動斷開裝置，該裝置用于當(dāng)電壓為待機(jī)模式的電壓時自動斷開負(fù)載。通過作用于電壓參考集成電路，得到輸出電壓的降低。專利EP 0576370描述用于確保遮蔽件移動的電動機(jī)的供電裝置。該裝置具有電源，電源可向由直流-直流變換器供電的電動機(jī)提供可調(diào)電壓，以使電動機(jī)變速。在待機(jī)模式，電源提供低電壓，以避免電源超載(emballement)。
專利US 6182455描述冷卻室的控制儀器，其具有通風(fēng)式電動機(jī)，所述通風(fēng)式電動機(jī)可由來自變換器的不同的電壓電平供電。專利EP 16261M描述一種住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)，本發(fā)明可應(yīng)用于該執(zhí)行機(jī)構(gòu)。該住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有繼電器式或晶體管式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是降低住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)在待機(jī)時以及在某些工作階段中的耗電量，住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有供電變換器，其簡單地稱為“變換器”。變換器可向位于該變換器下游的多個元件供電，所述元件尤其是執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電子部件和/或轉(zhuǎn)換電子部件和/或無線電接收電子部件。所考慮的消耗功率不是由變換器本身消耗的功率，而是由位于該變換器下游的元件消耗的功率。特別是，待機(jī)模式中該功率的降低是通過變換器輸出電壓的降低獲得，其值乘以各種待機(jī)電流以確定待機(jī)模式時的消耗功率。同樣，通過使變換器的輸出電壓與位于變換器下游的元件的性質(zhì)或狀態(tài)動態(tài)地相匹配，本發(fā)明可減少在某些工作階段期間由執(zhí)行機(jī)構(gòu)消耗的功率。由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的原因，僅使用一個交流/直流變換器，來將交流電力網(wǎng)的交流電壓(AC)轉(zhuǎn)換為不同控制裝置可使用的低值的基本直流的電壓(DC)。但是，這些裝置不是全部都具有相同的工作電壓。例如，經(jīng)濟(jì)的繼電器需要等于12伏的線圈電壓(因此，需要比更低額定電壓繼電器更弱的電流)，而霍爾效應(yīng)位置傳感器在4伏至18伏之間工作，射頻接收機(jī)需要3伏，而微型控制器可在2伏以下仍工作。當(dāng)然，這些值按器件族系和技術(shù)發(fā)展而演變。此外，由開關(guān)式交流/直流變換器向射頻接收機(jī)直接供電經(jīng)常是有問題的這反應(yīng)為接收機(jī)靈敏度的損失。因此，有利的是在變換器和射頻接收機(jī)之間插入起緩沖器作用的線性調(diào)節(jié)器。因此，技術(shù)-經(jīng)濟(jì)最佳化通常促使在交流/直流變換器的輸出端布置電壓調(diào)節(jié)器。轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和傳感器在調(diào)節(jié)器的上游被供電，指令接收機(jī)和微型控制器在調(diào)節(jié)器的下游被供電。因此，往往是轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)決定變換器的輸出電壓，以及因此決定這樣的值該值乘以各種待機(jī)電流，以確定在待機(jī)模式的消耗功率。顯然，對于轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的高額定電壓對該功率造成很大損失，由于轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)本身在待機(jī)模式時不消耗任何功率，所以這更為可惜。本發(fā)明改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的裝置在于，本發(fā)明使用具有一個低電壓電平或具有兩個低電壓電平的供電與控制電路。通過在現(xiàn)有技術(shù)的變換器上增加僅一個器件或者增加兩個器件獲得該電路，這允許非常簡單地改變現(xiàn)有的執(zhí)行機(jī)構(gòu)范圍，以便于在待機(jī)模式時的最佳化運(yùn)行。根據(jù)本發(fā)明的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有用于操縱建筑物內(nèi)活動件的電動機(jī)；指令接收機(jī)；控制單元；具有單一輸出端的變換器；至少一個用于電動機(jī)供電的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特征在于，所述轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)器的輸入端直接連接于所述變換器的輸出端，而所述控制單元和所述指令接收機(jī)連接于所述調(diào)節(jié)器的輸出端；并且，所述住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有控制所述變換器輸出電壓的第一低電平用的操控部件，所述操控部件可由控制單元啟動，該第一低電平低于所述轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的最低啟動電壓。根據(jù)本發(fā)明的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)可具有控制所述變換器輸出電壓的第二低電平用的操控部件，該第二低電平低于第一低電平。
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根據(jù)本發(fā)明，控制低電平用的所述操控部件可使齊納二極管的陽極連接于所述變換器的電氣接地線，齊納二極管的陰極連接于所述變換器的控制輸入端。根據(jù)本發(fā)明的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)可具有使所述調(diào)節(jié)器在其輸入端和其輸出端之間短路的部件。根據(jù)本發(fā)明，所述第一低電平可等于或高于所述調(diào)節(jié)器的閾值電壓。
根據(jù)本發(fā)明，所述第二低電平可低于所述調(diào)節(jié)器的閾值電壓。根據(jù)本發(fā)明的所述控制單元可具有一計(jì)時器，所述計(jì)時器的工作電壓低于所述指令接收機(jī)的額定電壓。根據(jù)本發(fā)明，所述第二低電平可等于所述計(jì)時器的最低工作電壓。根據(jù)本發(fā)明，所述計(jì)時器的輸出端可構(gòu)成用于控制所述變換器輸出電壓的第二低電平的所述操控部件。根據(jù)本發(fā)明，所述變換器可以是降壓型交流-直流(AC-DC)變換器。根據(jù)本發(fā)明，所述變換器可以是直流-直流(DC-DC)式變換器。根據(jù)本發(fā)明，如果所述電動機(jī)是感應(yīng)式交流電動機(jī)，所述轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)可具有繼電器或三端雙向可控硅開關(guān)元件，如果所述電動機(jī)是永磁無刷式的電動機(jī)，所述轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)可具有逆變器。根據(jù)本發(fā)明，如上面定義的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)的供電和控制方法包括使所述變換器輸出電壓的電平與所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)動態(tài)匹配。根據(jù)本發(fā)明的供電和控制方法可相繼地包括睡眠步驟、監(jiān)聽步驟和工作步驟—— 如果在所述監(jiān)聽步驟期間檢測到控制信號，每個步驟確定所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一個狀態(tài)，以及其中，在所述工作步驟期間，所述變換器的輸出電壓可等于允許所述轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)啟動的電壓。在根據(jù)本發(fā)明的供電和控制方法中，在所述睡眠步驟期間，可進(jìn)行以下操作中的至少一個操作-所述控制單元的供電電壓低于所述指令接收機(jī)的最低供電電壓；以及-不向所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置傳感器供電。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的電動的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)。圖2示出執(zhí)行機(jī)構(gòu)中包含的調(diào)節(jié)器的一已知的實(shí)施方式。圖3用線圖表示出調(diào)節(jié)器的傳輸特征，其中示出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作模式、監(jiān)聽模式和待機(jī)模式。圖4示出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的供電和控制方法。圖5示出所述方法的第一變型。圖6示出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制單元的一變型。圖7示出所述方法的第二變型。圖8示出所述方法的第三變型。圖9示出所述方法的第四變型。圖10示出描述所述方法的單一步驟。
具體實(shí)施例方式圖1示出根據(jù)本發(fā)明的電動的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)100。執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有電動機(jī) 101，電動機(jī)的輸出軸102驅(qū)動減速器103。減速器的輸出端驅(qū)動未示出的住宅自動化負(fù)載， 例如建筑物中的活動件。電動機(jī)通過繼電器104的第一受控開關(guān)104a，連接于電源的第一導(dǎo)線105，例如交流電力網(wǎng)的相線，繼電器用作轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)?？蛇x擇地，三端雙向可控硅開關(guān)元件用作轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。電動機(jī)還連接于電源的第二導(dǎo)線106，例如交流電力網(wǎng)的中性線，其用作執(zhí)行機(jī)構(gòu)整體的電氣接地線107。電動機(jī)是感應(yīng)交流類型電動機(jī)?？蛇x擇地，電動機(jī)是整流子式及直流類型電動機(jī)， 或永磁無刷類型電動機(jī)。在這種情況下，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)是例如三相逆變器。本發(fā)明是在交流電源的情況下進(jìn)行描述的，但是，電源也可以是直流電源，例如由光電板供給的蓄電池。執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有指令接收機(jī)108，優(yōu)選為射頻類型指令接收機(jī)，指令接收機(jī)的信號輸出端109連接于控制單元110，例如配有邏輯和/或模擬的輸入端和輸出端的微型控制器。可選擇地，指令接收機(jī)是紅外類型的或“承載電流”類型的。第一控制線112使控制單元連接于第二受控開關(guān)113的操控器，第二受控開關(guān)連接在電氣接地線和繼電器104的線圈104b的一端之間，繼電器線圈的另一端連接于第一供電線111。第二控制線116使控制單元連接于第三受控開關(guān)117的操控器，第三受控開關(guān)連接在電氣接地線和位置傳感器114的一供電端之間，位置傳感器的另一端連接于第一供電線。傳感器輸出線115使位置傳感器114的一輸出端連接于控制單元。第二供電線118布置在調(diào)節(jié)器150的輸出端，調(diào)節(jié)器的輸入端連接于第一供電線 111。該第二供電線連接于指令接收機(jī)的電源輸入端VCC與控制單元的電源輸入端VCC。第三控制線119使控制單元連接于啟動指令接收機(jī)的操控器。根據(jù)該控制線的工作或非工作狀態(tài)，指令接收機(jī)處于其能接收外部信號的監(jiān)聽模式，或處于其不消耗或很少消耗電能的睡眠模式。執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有降壓型交流-直流(AC/DC)變換器120，其具有與交流電力網(wǎng)的第一導(dǎo)線連接的第一供電端子121、與交流電力網(wǎng)的第二導(dǎo)線以及與電氣接地線連接的第二供電端子122、連接第一供電線的輸出端子123、以及控制端子124。整流二極管125和濾波電容器126串聯(lián)布置在第一供電端子和第二供電端子之間。這兩個器件所公共的點(diǎn)連接于斬波器130的輸入端131，斬波器的輸出端132 —方面連接于與輸出電容器128串聯(lián)的電感器127，另一方面連接于續(xù)流二極管129的陰極，續(xù)流二極管的陽極連接到電氣接地線。電感器和輸出電容器之間的公共點(diǎn)連接于變換器的輸出端子。變換器還包含光耦合器134，光耦合器的晶體管135具有其連接于斬波器130的選通端子(borne de validation) 133的集電極，并且晶體管135具有其連接于斬波器的輸出端的發(fā)射極。當(dāng)晶體管135導(dǎo)通時，斬波器130變成開路。光耦合器的發(fā)光二極管(LED) 136 的陽極連接于輸出端子，而其陰極連接于第一齊納二極管137的陰極，第一齊納二極管的陽極連接電氣接地線。因此，一旦變換器的輸出電壓超過齊納二極管和發(fā)光二極管的導(dǎo)通閾值之和，電流就流經(jīng)過發(fā)光二極管。因此，斬波器的削波由輸出電壓加以調(diào)節(jié)。
這種交流-直流變換器結(jié)構(gòu)是如同在現(xiàn)有技術(shù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)中所使用的降壓型變換器所典型的。在直流電源的情況下，變換器是直流-直流(DC/DC)類型的，且不包括整流二極管。根據(jù)情況，其可以具有升壓器類型的類似結(jié)構(gòu)。第四控制線142使控制單元連接于第四受控開關(guān)139的操控器，第四受控開關(guān)連接在電氣接地線和第二齊納二極管138的陽極之間，第二齊納二極管的陰極通過控制端子 124連接于第一齊納二極管的陰極。同樣，第五控制線143使控制單元連接于第五受控開關(guān)141的操控器，第五受控開關(guān)連接在電氣接地線和第三齊納二極管140的陽極之間，第三齊納二極管的陰極通過控制端子連接于第一齊納二極管的陰極。用VZ1、VZ2和H代表三個齊納二極管137、138和140各自的齊納電壓。VZl > VZ2 > VZ3。如果多個齊納二極管并聯(lián)布置，則是齊納電壓較低的齊納二極管確定變換器的輸出電壓。變換器可向位于變換器下游的多個元件供電，所述元件尤其是執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制單元和指令接收機(jī)(通過調(diào)節(jié)器)以及轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(直接地)。控制單元包含內(nèi)部計(jì)時器151，內(nèi)部計(jì)時器的輸出端在時延的持續(xù)期間改變狀態(tài)。 耗電量非常少的該內(nèi)部計(jì)時器由控制單元的供電電壓VCC供電。但是，其可在小于控制單元額定供電電壓的供電電壓工作。這些方面將參照圖6在后面詳細(xì)說明。內(nèi)部計(jì)時器的輸出端連接于第五控制線143。因此，在內(nèi)部計(jì)時器的時延持續(xù)期間，該控制線變?yōu)楣ぷ鞯?(并閉合受控開關(guān)141)?？刂茊卧捎砂瑑?nèi)部計(jì)時器的微型控制器構(gòu)成。如果該微型控制器包含集電極開路式或漏極開路式的邏輯輸出端，那么，這些輸出端無需與每個控制線連接的受控開關(guān)。 特別地，第二齊納二極管138的陽極變成直接連接于第四控制線142，而第三齊納二極管 140的陽極變成直接連接于第五控制線143。第六控制線145使控制單元連接于第六受控開關(guān)144的操控器，第六受控開關(guān)布置在調(diào)節(jié)器150的輸出端和輸入端之間。圖2示出包含在執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)的調(diào)節(jié)器的一公知實(shí)施方式。調(diào)節(jié)器150采用線性調(diào)節(jié)器的這種簡單結(jié)構(gòu)，其具有NPN雙極型晶體管151、布置在晶體管基極和電氣接地線之間的調(diào)節(jié)器齊納二極管152、以及布置在晶體管集電極與其基極之間的偏壓電阻器153。調(diào)節(jié)器的輸入端接合在晶體管的集電極上，以及調(diào)節(jié)器的輸出端接合在其發(fā)射極上。可選擇地， 一集成調(diào)節(jié)器是適合的，只要其工作模式由其制造商完美地規(guī)定，包括輸入電壓低于正常運(yùn)行范圍的情況下。優(yōu)選地，調(diào)節(jié)器是“低壓降(Low Drop-out)”類型的，如下所述。圖3用線圖表示出調(diào)節(jié)器150的傳輸特征，即其輸出電壓Vout隨其輸入電壓Vin而變化。如果假定齊納二極管是理想的并且當(dāng)基極-發(fā)射極結(jié)導(dǎo)通時所述晶體管的基極-發(fā)射極電壓等于0. 6伏，只要齊納二極管不導(dǎo)通，該特征就相對于第一分角線(bissectrice)僅偏差0. 6伏(Vout = Vin-O. 6伏)。該偏差稱為壓降電壓Vdrop即 "Drop-out Voltage”。0. 6伏的數(shù)值被認(rèn)為是壓降電壓的低值(“低壓降”)，該壓降電壓的低值在某些調(diào)節(jié)器中可達(dá)到或超過2伏。一旦齊納二極管152導(dǎo)通，在其端子處保持電壓VZ，則輸出電壓保持恒定在
8VZ-0.6，稱為調(diào)節(jié)電壓Vreg?？梢哉f，調(diào)節(jié)器的輸入閾值電壓等于輸出調(diào)節(jié)電壓Vreg和壓降電壓Vdrop之和，壓降電壓在此等于0. 6伏。該圖上示出表示執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作模式(模式1)、監(jiān)聽模式(模式2)和睡眠模式 (模式3)的點(diǎn)。在工作模式中，第四和第五控制線(分別為142和14 不被控制單元激活。因此， 變換器的輸出電壓由第一齊納二極管予以確定并等于VZl，撇開在發(fā)光二極管 LED端子的電壓。該電壓足以向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)供電，該電壓通常等于轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的額定電壓值，例如12 伏。在監(jiān)聽模式中，第四控制線142被啟動，以及第二齊納二極管138將與第一齊納二極管并聯(lián)。是該第二齊納二極管確定輸出電壓，輸出電壓等于VZ2，撇開在發(fā)光二極管LED 端子的電壓。因此獲得當(dāng)變換器提供恒定電壓時，變換器的輸出電壓略高于調(diào)節(jié)器的最低工作電壓。如果射頻接收機(jī)具有3伏的額定供電電壓，那么調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)輸出電壓Vreg被取在3伏。于是，調(diào)節(jié)器的最低輸入電壓為3. 6伏。因此，在模式2，變換器的輸出電壓被取為略高于3. 6伏。優(yōu)選地，將在閾值電壓和閾值電壓加壓降電壓之間的范圍內(nèi)取該值。但是，更大的范圍可以是適合的，同時這相對于現(xiàn)有技術(shù)來說是很大的進(jìn)步。例如，將選用4.0 伏的電壓——如果該電壓對應(yīng)于位置傳感器的最低運(yùn)行。該工作范圍可根據(jù)調(diào)節(jié)電壓進(jìn)行表達(dá)例如，在模式2所述調(diào)節(jié)器的輸入電壓不應(yīng)超過最低電壓以調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電壓值的多于一倍，如由寬度Vreg的區(qū)域Z2所示出的，寬度Vreg的區(qū)域Z2指示出在模式2所述輸入電壓的可能偏移，例如，對于上面的數(shù)值，所述偏移介于3. 6伏至6. 6之間。在睡眠模式，第五控制線143被啟動并且第三齊納二極管140與第一齊納二極管相并聯(lián)。是第三齊納二極管確定輸出電壓，其等于VZ3，撇開在發(fā)光二極管LED端子的電壓。 該值W3使得調(diào)節(jié)器的輸入電壓低于其閾值電壓。因此，調(diào)節(jié)器的輸出電壓僅僅等于變換器的輸出電壓減去壓降電壓。該電壓不足以允許射頻接收機(jī)工作，但對于確?？刂茊卧诖龣C(jī)模式下的工作仍是足夠的。圖4示出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的供電和監(jiān)控的方法。在第一步驟E11，執(zhí)行機(jī)構(gòu)處于睡眠模式。在該睡眠模式中，在非常低的電壓例如 2伏的電壓下，所述控制單元被供給，并且控制單元僅能使其控制輸出端保持在一前面確定的狀態(tài)，而不執(zhí)行程序。第一、第二和第三控制線處于非工作狀態(tài)。唯有第四和第五控制線在進(jìn)入該模式之前已被置于工作狀態(tài)。供電電壓由第三齊納二極管140確定。同樣，內(nèi)部計(jì)時器151保持工作，以便能倒計(jì)時所述睡眠時延T3。由于第三控制線處于非工作狀態(tài)，因而射頻接收機(jī)不消耗任何電流。第二步驟E12通過睡眠時延的結(jié)束而啟動。內(nèi)部計(jì)時器實(shí)際上直接作用于與第五控制線連接的控制單元輸出端的狀態(tài)，而不激活第五控制線。供電電壓這一次變成由第二齊納二極管確定，例如為3. 6伏。因此，第二供電線上的電壓變成等于3伏，這相應(yīng)于射頻接收機(jī)的額定工作電壓，和相應(yīng)于控制單元的其余部分的額定工作電壓。在這一次由微型控制器的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)時器確定的時間T2期間，執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換到指令接收機(jī)的監(jiān)聽模式。在監(jiān)聽模式，或者在監(jiān)聽模式的整個時間期間，或者在允許指令接收機(jī)檢測信號存在、并根據(jù)信號幀結(jié)構(gòu)由預(yù)定時段分開的短暫時段期間，第三控制線被啟動。
在第三步驟E13時，在信號存在下啟動工作模式，即控制單元使第四控制線轉(zhuǎn)換到非工作狀態(tài)。變換器的輸出電壓這一次由第一齊納二極管確定，例如12伏，從而允許對轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的供電。在工作模式，執(zhí)行運(yùn)動指令。一旦執(zhí)行了該指令就循環(huán)到第一步驟。沒有無線電信號時，或者如果無線電信號不含有運(yùn)動指令，則直接再回返第一步
馬聚ο因此，指令接收機(jī)僅在由更長的睡眠時期T3分開的短暫監(jiān)聽時期T2的期間被供電。另外，在監(jiān)聽時期內(nèi)斷續(xù)地向接收機(jī)供電是可能的。因此，消耗的平均電能同時通過采用最低工作電壓的事實(shí)和通過這種斷續(xù)供電的事實(shí)而得以降低。另外，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)處于睡眠模式時，通過使用第二低電壓電平，消耗的平均電能大為降低，第二低電壓電平低于第一低電壓電平。圖5示出所述方法的第一變型，其中，第一輔助步驟E20插入第二步驟E12中。該第一輔助步驟在于在監(jiān)聽模式期間啟動第二控制線116。因此，利用監(jiān)聽模式以向位置傳感器供電并進(jìn)行位置信號的獲取。因此，位置傳感器本身在監(jiān)聽模式期間在由第二齊納二極管確定的最低電壓被供電。因此，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動階段之外，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動的活動件的運(yùn)動可以被檢測到。這樣的運(yùn)動可能是執(zhí)行機(jī)構(gòu)制動中的異常事件、可能是風(fēng)的作用、可能是使用者或兒童手動強(qiáng)迫作用的行為。此外，位置傳感器在工作模式期間被供電。在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一實(shí)施變型中，位置傳感器可布置在調(diào)節(jié)器的下游，因而由第二供電線供電。圖6示出控制單元110的一變型，其中，控制單元具有與低電壓計(jì)時器161區(qū)分開的微型控制器160。低電壓計(jì)時器161與內(nèi)部計(jì)時器151起相同的作用。低電壓計(jì)時器在第二供電線118和電氣接地線之間被供電，以及其輸出端連接于第五控制線143。低電壓計(jì)時器可在非常低的供電電壓例如1. 2伏下工作。微型控制器160具有控制單元110的輸入端和輸出端，其不同于圖1中與第五控制線連接的控制單元。微型控制器由一正的供電輸入端162連接于第二供電線118，正的供電輸入端162在控制單元110中標(biāo)示為VCC，并且微型控制器通常由一負(fù)的供電輸入端163連接到電氣接地線。但是，在此，這種與電氣接地線的連接由晶體管164操控，晶體管164的集電極連接于負(fù)的供電輸入端而其發(fā)射極連接于電氣接地線。晶體管的基極連接于第一二極管165的陰極，第一二極管與第二二極管 166串聯(lián)地布置，第二二極管的陽極連接于第二供電線。假定對于二極管或晶體管的PN結(jié)的導(dǎo)通具有等于0. 6伏的相同電壓值，因此對于高于或等于1. 8伏的電壓VCC，得到微型控制器到電氣接地線的連接。例如，對于1.2伏的電壓，計(jì)時器被供電，而微型控制器斷開并且其所有輸出端因此處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。如果不考慮在發(fā)光二極管136的端子的電壓，那么，齊納電壓的優(yōu)選值為VZl = 12 伏、VZ2 = 3. 6伏以及VZ3 = 1. 8伏，以在模式2和模式3在VCC上分別獲得3伏和1. 2伏。圖7示出所述方法的第二變型，其用于尤其關(guān)聯(lián)圖6使用。由于在模式3的期間微型控制器完全斷開，因而第四控制線在模式3的期間不被啟動。換言之，當(dāng)?shù)谖蹇刂凭€在模式3結(jié)束而未被啟動時，則直接進(jìn)入模式1。這就是喚醒步驟Elh所表示的，該步驟被插入在第一步驟Ell和第二步驟E12之間。微型控制器立即在調(diào)節(jié)電壓下被供電。因此，在喚醒步驟時被啟動的初始化程序的第一指令之一在于啟動第四控制線，從而允許在類似于第二步驟E12的第二監(jiān)聽步驟E12b期間進(jìn)入模式2。因此，喚醒步驟要盡可能短。當(dāng)然可以實(shí)際避免當(dāng)離開模式3時短暫通過模式1 例如由布置在基極和第一供電線111之間的一電阻器偏壓的晶體管取代受控開關(guān)139，該晶體管因而正常導(dǎo)通，但是其基極通過受控開關(guān)139接地?？蛇x擇地，如果由于位置傳感器需要過大電壓而不可能在模式2的期間對其供電，那么，就利用所述短暫通過模式1來對該位置傳感器供電。因此，短暫通過模式1成為優(yōu)點(diǎn)。圖8示出所述方法的第三變型，其中在第三步驟E13之后插入一減降工作步驟 E13b。減降工作步驟在于在轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)啟動之后啟動供電模式2。因此，在模式2使用的變換器輸出電壓被確定成遵循保持轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)處于其啟動狀態(tài)的最低保持電壓。 例如，如果一個12伏繼電器的保持電壓等于6伏，那么，正是這個數(shù)值被選擇作為在減降工作時的變換器輸出電壓。繼電器保持激活，因此，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電動機(jī)在該減降工作步驟期間被正常供電。由于轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和位置傳感器同時存在，因而在減降工作中的變換器輸出電壓將是轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的保持電壓和位置傳感器的最低工作電壓的數(shù)值中的最大值?？蛇x擇地，將減降工作步驟拆分為相交替的第一分步驟和第二分步驟，第一分步驟的輸出電壓由轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的保持電壓確定，第二分步驟的輸出電壓由位置傳感器的最低工作電壓確定——若該最低工作電壓顯著高于所述保持電壓。位置傳感器僅在該第二分步驟期間(由受控開關(guān)117)啟動。圖9示出所述方法的第四變型，其中，第二輔助步驟E30插入到第一步驟E13中。 該第二輔助步驟具有在以模式3工作的期間使調(diào)節(jié)器150置于短路。進(jìn)一步減少調(diào)節(jié)器中的損耗因而是可能的。如果使用的調(diào)節(jié)器具有很大的壓降電壓，該步驟則是特別合理的。通過最大限度地降低變換器的輸出電壓以及尤其通過兩個低電壓電平的使用，本發(fā)明可最大程度地降低電能消耗。圖10以一個單一步驟ElO完全概述地描述根據(jù)本發(fā)明的在其優(yōu)選的實(shí)施方式中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作方法。該單一步驟在于使供電模式動態(tài)地匹配于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的至少三個工作狀態(tài)。圖1中使用的齊納二極管已經(jīng)在并聯(lián)工作的情況下予以說明過。設(shè)置(具有其它電壓值的)串聯(lián)線布置或者結(jié)合串聯(lián)-并聯(lián)線布置對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是容易的。也可使用可調(diào)電壓參照線布置，如現(xiàn)有技術(shù)中所述的。動態(tài)匹配會具有大量閾值。這些閾值可由布置在控制單元的微型控制器中的數(shù)字模擬變換器確定，從而允許在每個應(yīng)用情況中在這些閾值的確定上有更大的靈活性。
權(quán)利要求
1.住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)(100)，其具有用于操縱建筑物中活動件的電動機(jī)(101)；指令接收機(jī)(108)；控制單元(110)；具有單一輸出端的變換器(120)；至少一個用于給所述電動機(jī)供電的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(104)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)器(150)的輸入端直接連接于所述變換器的輸出端，而所述控制單元和所述指令接收機(jī)連接于所述調(diào)節(jié)器的輸出端；并且，所述住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有控制所述變換器的輸出電壓的第一低電平的操控部件(139)，所述操控部件是能由所述控制單元啟動的，所述第一低電平低于所述轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的最低啟動電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有控制所述變換器的輸出電壓的第二低電平的操控部件(141)，所述第二低電平低于所述第一低電平。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，控制低電平的所述操控部件使齊納二極管(125)的陽極連接于所述變換器的電氣接地線，所述齊納二極管的陰極連接于所述變換器的控制輸入端。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有使所述調(diào)節(jié)器在其輸入端和其輸出端之間短路的部件(144)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一低電平等于或高于所述調(diào)節(jié)器的閾值電壓。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第二低電平低于所述調(diào)節(jié)器的閾值電壓。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述控制單元具有計(jì)時器(151)，所述計(jì)時器的工作電壓低于所述指令接收機(jī)的額定電壓。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第二低電平等于所述計(jì)時器的最低工作電壓。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述計(jì)時器的輸出端構(gòu)成控制所述變換器的輸出電壓的第二低電平的所述操控部件。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述變換器是降壓型交流-直流(AC-DC)變換器。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述變換器是直流-直流(DC-DC)式變換器。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，如果所述電動機(jī)是感應(yīng)交流式電動機(jī)，則所述轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(104)具有繼電器或三端雙向可控硅開關(guān)元件；如果所述電動機(jī)是永磁無刷式電動機(jī)，則所述轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)具有逆變器。
13.對根據(jù)權(quán)利要求1所述的住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行供電和控制的方法，其特征在于，所述供電和控制的方法包括使所述變換器的輸出電壓的電平與所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)動態(tài)匹配。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的供電和控制的方法，其特征在于，所述供電和控制的方法相繼地包括睡眠步驟、監(jiān)聽步驟和如果在所述監(jiān)聽步驟期間檢測到控制信號則有工作步驟，每個步驟確定所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一個狀態(tài)，并且其中，在所述工作步驟期間，所述變換器的輸出電壓等于允許所述轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)啟動的電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的供電和控制的方法，其特征在于，在所述睡眠步驟期間，進(jìn)行以下操作中的至少一個操作-以低于所述指令接收機(jī)的最低供電電壓的供電電壓給所述控制單元供電；以及 -不給所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置傳感器供電。
全文摘要
住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)(100)，其具有用于操縱建筑物中活動件的電動機(jī)(101)；指令接收機(jī)(108)；控制單元(110)；具有單一輸出端的變換器(120)；至少一個用于電動機(jī)供電的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(104)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)器(150)的輸入端直接連接于所述變換器的輸出端，而所述控制單元和所述指令接收機(jī)連接于所述調(diào)節(jié)器的輸出端；以及，所述住宅自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有所述變換器輸出電壓的第一低電平的操控部件(139)，所述操控部件可由所述控制單元啟動，該第一低電平低于所述轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的最低啟動電壓。
文檔編號G05F1/10GK102460953SQ201080024283
公開日2012年5月16日 申請日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者A·特朗尚, B·蘭伯桑德 申請人:Somfy兩合公司