本文所述的發(fā)明主題的實施例涉及保護裝置免受損壞或破壞的電路。
背景技術:
一些電氣系統(tǒng)包含控制其他裝置的操作的控制器。這些系統(tǒng)的一些能夠是照明系統(tǒng),其具有與光源進行通信用于控制激活或停用哪些光源的控制器。系統(tǒng)可包含單獨通路或導線,其用于向光源供應電流用于向光源供電并且與光源進行通信。
這種系統(tǒng)的一個示例是數(shù)字可尋址照明接口(dali)照明系統(tǒng)。光源采用兩個導線連線到控制器。一個導線是控制總線,用于把來自控制器的控制信號傳遞給光源用于控制光源的操作,并且用于把來自光源的反饋信號傳遞給控制器用于通知控制器光源的狀態(tài)。另一個導線是干線電壓線路,用于向光源供應功率以向光源供電。
光源的dali系統(tǒng)的導線能夠提供在相同電纜中。這能夠使光源誤連線到控制器,例如當干線電壓線路和控制總線不正確地與到預計用于控制總線或干線電壓線路的另一個的連接的控制器相連接。因此,控制器可經由控制總線接收過多電壓,并且被電壓損壞或破壞。這能夠顯著增加實現(xiàn)或建立dali照明系統(tǒng)的成本。
技術實現(xiàn)要素:
在一個實施例中,一種照明系統(tǒng)包含多個保護電路,其配置成與電源(其向多個光源供應電流以向光源供電)傳導地耦合。保護電路配置成接收來自電源的輸入電壓,并且將輸出電壓傳導到單獨控制總線,其與光源的驅動器傳導地耦合,以便將控制信號傳導到光源的驅動器用于控制光源的操作。該系統(tǒng)還包含:微控制器,配置成生成控制信號,以控制光源的操作;以及多個收發(fā)電路,配置成接收來自微控制器的控制信號,并且經由單獨控制總線將控制信號傳導到光源的不同編組。保護電路單獨連接到單獨控制總線,以把來自電源的輸出電壓傳導到光源。保護電路配置成防止控制總線的第一控制總線上的電壓的增加增加控制總線的不同的第二控制總線上的電壓。
在一個實施例中,一種方法包含:在與電源傳導地耦合的多個保護電路處接收來自電源的輸入電壓,以便向多個光源供應電流以向光源供電;把來自保護電路的輸出電壓傳導到單獨控制總線,其與光源的驅動器傳導地耦合;以及經由多個收發(fā)電路和控制總線把來自微控制器的控制信號傳遞給光源的驅動器,用于控制光源的操作??刂菩盘柲軌蚪浻蓡为毧刂瓶偩€單獨地傳遞給光源的不同編組,用于單獨控制光源的不同編組。該方法還能夠包含防止(采用保護電路)控制總線的第一控制總線上的電壓的增加增加控制總線的不同的第二控制總線上的電壓。
在一個實施例中,保護電路組合件包含:正和負電壓輸入連接,配置成與電源傳導地耦合;以及負電壓輸出連接,配置成與單獨控制總線(其與光源驅動器和光源相連接)傳導地耦合。控制總線配置成把來自微控制器的控制信號傳遞給光源驅動器,以控制光源的操作。該組合件還能夠包含:第一半導體開關,具有與正電壓輸入連接耦合的柵極、與負電壓輸入連接耦合的源極和與負輸出電壓連接耦合的漏極;以及可變電阻器,與第一半導體開關熱耦合,并且與正電壓輸入連接和第一半導體開關的柵極傳導地耦合??勺冸娮杵骶哂谢诳勺冸娮杵鞯臏囟戎械淖兓兓碾娮琛5谝话雽w開關的溫度響應于超過第二所指定的非零注入電壓閾值的電壓注入到負電壓輸出連接中而增加。第一半導體開關的增加溫度使可變電阻器的溫度增加??勺冸娮杵髦械脑黾訙囟仍黾涌勺冸娮杵鞯碾娮?,以保護控制器免受注入到輸出連接的至少一個中的電壓。
本發(fā)明提供一組技術方案,如下:
1.一種照明系統(tǒng),包括:
多個保護電路,配置成與向多個光源供應電流以向所述光源供電的電源傳導地耦合,所述保護電路配置成接收來自所述電源的輸入電壓,并且將輸出電壓傳導到與所述光源的驅動器傳導地耦合以便將控制信號傳導到所述光源的所述驅動器用于控制所述光源的操作的單獨控制總線;
微控制器,配置成生成所述控制信號,以控制所述光源的所述操作;以及
多個收發(fā)電路,配置成接收來自所述微控制器的所述控制信號,并且經由所述單獨控制總線向所述光源的不同編組傳導所述控制信號,
其中所述保護電路單獨連接到所述單獨控制總線,以便把來自所述電源的所述輸出電壓傳導到所述光源,并且其中所述保護電路配置成防止所述控制總線的第一控制總線上的電壓的增加增加所述控制總線的不同的第二控制總線上的電壓。
2.如技術方案1所述的照明系統(tǒng),其中,所述保護電路彼此電流隔離,所述收發(fā)電路彼此電流隔離,以及所述控制總線彼此電流隔離。
3.如技術方案1所述的照明系統(tǒng),其中,所述保護電路的至少一個包含:
第一半導體開關,配置成與接收來自所述電源的所述輸入電壓的輸入連接和在所述輸入連接與所述輸出連接之間的位置中向所述控制總線的至少一個傳導所述輸出電壓的輸出連接傳導地耦合;以及
可變電阻器,配置成與所述第一半導體開關熱耦合,并且與所述輸入連接和所述輸出連接傳導地耦合,所述可變電阻器具有基于所述可變電阻器的溫度中的變化而變化的電阻,其中所述第一半導體開關的溫度響應于超過第二所指定的非零注入電壓閾值的電壓注入到所述輸出連接的至少一個中而增加,其中所述第一半導體開關的所述溫度增加使所述可變電阻器的所述溫度增加,并且其中所述可變電阻器中的所述溫度增加增加所述可變電阻器的所述電阻,以保護所述控制器免受注入到所述輸出連接的至少一個中的所述電壓。
4.如技術方案3所述的照明系統(tǒng),其中,所述保護電路的至少一個還包含配置成在所述輸出連接的至少一個與所述第一半導體開關之間與所述輸出連接傳導地耦合的串聯(lián)保護二極管,所述串聯(lián)保護二極管配置成通過注入的所述電壓來反向偏置,以便在注入的所述電壓沒有超過第一所指定的非零注入電壓閾值時防止向所述控制器傳導所述電壓,所述第一所指定的非零注入電壓閾值小于所述第二所指定的非零注入電壓閾值。
5.如技術方案4所述的照明系統(tǒng),其中,所述第一半導體開關配置成耗散注入的所述電壓,以便在所述電壓超過所述第一所指定的非零注入電壓閾值但是不超過所述第二所指定的非零注入電壓閾值時保護所述微控制器。
6.如技術方案4所述的照明系統(tǒng),其中,所述輸出連接包含正電壓輸出連接和負電壓輸出連接,并且其中所述串聯(lián)保護二極管配置成與所述第一半導體開關和所述負電壓輸出連接傳導地耦合,其中所述串聯(lián)保護二極管的陽極配置成與所述負電壓輸出連接傳導地耦合,以及所述串聯(lián)保護二極管的陰極配置成與所述第一半導體開關傳導地耦合。
7.如技術方案2所述的照明系統(tǒng),其中,所述保護電路的所述至少一個包含具有與所述輸入連接和所述輸出連接傳導地耦合的電阻器或電容器的一個或多個以及第二半導體開關的過電壓保護級,其中所述第二半導體開關配置成響應于注入的所述電壓超過第三所指定的非零注入電壓閾值而被激活,所述電壓超過第三所指定的非零注入電壓閾值大于所述第二所指定的非零注入電壓閾值。
8.如技術方案7所述的照明系統(tǒng),其中,所述過電壓保護級包含雪崩二極管,其配置成在所述輸出連接的至少一個與所述電阻器或電容器的所述一個或多個之間的位置中與所述輸出連接至少一個以及所述電阻器或電容器的所述一個或多個的傳導地耦合,其中所述第三所指定的非零注入電壓閾值基于所述第二半導體開關的激活電壓和所述雪崩二極管的雪崩電壓。
9.如技術方案7所述的照明系統(tǒng),其中,所述第二半導體開關配置成被激活以傳導所述電壓,其注入到所述過電壓保護級的所述電阻器或電容器的一個或多個中,用于注入的所述電壓的耗散或存儲的一個或多個。
10.一種方法,包括:
在與電源傳導地耦合的多個保護電路處接收來自所述電源的輸入電壓,以便向多個光源供應電流以向所述光源供電;
把來自所述保護電路的輸出電壓傳導到與所述光源的驅動器傳導地耦合的單獨控制總線;
經由多個收發(fā)電路和所述控制總線把來自微控制器的控制信號傳遞給所述光源的所述驅動器用于控制所述光源的操作,其中所述控制信號經由所述單獨控制總線單獨傳遞給所述光源的不同編組,用于單獨控制所述光源的所述不同編組;以及
采用所述保護電路來防止所述控制總線的第一控制總線上的電壓的增加增加所述控制總線的不同的第二控制總線上的電壓。
11.如技術方案10所述的方法,其中,防止所述第一控制總線上的電壓的所述增加增加所述不同的第二控制總線上的所述電壓包含增加所述保護電路的至少一個中的第一半導體開關的溫度,所述保護電路具有:輸入連接,與所述電源傳導地耦合,以接收所述輸入電壓;輸出連接,配置成與所述控制總線的至少一個傳導地耦合;以及所述第一半導體開關,在所述輸入連接與所述輸出連接之間的位置中與所述輸入連接和所述輸出連接傳導地耦合,其中所述第一半導體開關的所述溫度響應于超過第二所指定的非零注入電壓閾值的電壓注入到所述輸出連接的至少一個中而增加,并且還包括:
增加與所述第一半導體開關熱耦合并且與所述輸入連接和所述輸出連接傳導地耦合的所述保護電路的所述至少一個中的可變電阻器的溫度;以及
基于所述可變電阻器的所述溫度增加來增加所述可變電阻器的電阻,其中所述可變電阻器的電阻增加,以保護所述控制器免受注入到所述輸出連接的所述至少一個中的電壓。
12.如技術方案11所述的方法,還包括反向偏置在所述輸出連接的至少一個與所述第一半導體開關之間與所述輸出連接的至少一個傳導地耦合的串聯(lián)保護二極管,其中反向偏置所述串聯(lián)保護二極管在注入的所述電壓沒有超過第一所指定的非零注入電壓閾值時防止向所述控制器傳導注入的所述電壓,所述第一所指定的非零注入電壓閾值其小于所述第二所指定的非零注入電壓閾值。
13.如技術方案12所述的方法,還包括采用所述第一半導體開關來耗散注入的所述電壓,以便在所述電壓超過所述第一所指定的非零注入電壓閾值但是不超過所述第二所指定的非零注入電壓閾值時保護所述微控制器。
14.如技術方案11所述的方法,還包括激活所述保護電路的所述至少一個中的過電壓保護級的第二半導體開關,所述過電壓保護級還包含與所述輸入連接和所述輸出連接傳導地耦合的電阻器或電容器的一個或多個,所述第二半導體開關響應于注入的所述電壓超過第三所指定的非零注入電壓閾值而被激活,所述電壓超過第三所指定的非零注入電壓閾值大于所述第二所指定的非零注入電壓閾值。
15.一種保護電路組合件,包括:
正和負電壓輸入連接,配置成與電源傳導地耦合;
正和負電壓輸出連接,配置成與單獨控制總線傳導地耦合,所述單獨控制總線與光源驅動器和光源連接,所述控制總線配置成把來自微控制器的控制信號傳遞給所述光源驅動器,以控制所述光源的操作;
第一半導體開關,具有與所述正電壓輸入連接所耦合的柵極、與所述負電壓輸入連接所耦合的源極以及與所述負輸出電壓連接所耦合的漏極;
可變電阻器,與所述第一半導體開關熱耦合并且與所述正電壓輸入連接和所述第一半導體開關的所述柵極傳導地耦合,所述可變電阻器具有基于所述可變電阻器的溫度中的變化而改變的電阻,
其中所述第一半導體開關的溫度響應于超過第二所指定的非零注入電壓閾值的電壓注入到所述負電壓輸出連接中而增加,其中所述第一半導體開關的溫度增加使所述可變電阻器的所述溫度增加,并且其中所述可變電阻器中的所述溫度增加增加所述可變電阻器的所述電阻,以保護所述控制器免受注入到所述輸出連接的至少一個中的所述電壓。
16.如技術方案15所述的保護電路組合件,還包括在所述負電壓輸出連接與所述第一半導體開關的所述漏極之間與所述負電壓輸出連接傳導地耦合的串聯(lián)保護二極管,所述串聯(lián)保護二極管配置成通過注入的所述電壓來反向偏置,以防止向所述控制器傳導所述電壓。
17.如技術方案16所述的保護電路組合件,其中,所述第一半導體開關配置成耗散注入的所述電壓,以便在所述電壓超過所述第一所指定的非零注入電壓閾值但是不超過更大的第二所指定的非零注入電壓閾值時保護所述控制器。
18.如技術方案16所述的保護電路組合件,其中,所述串聯(lián)保護二極管的陽極與所述負電壓輸出連接傳導地耦合,以及所述串聯(lián)保護二極管的陰極與所述第一半導體開關傳導地耦合。
19.如技術方案15所述的保護電路組合件,還包括具有與所述輸入連接和所述輸出連接傳導地耦合的電阻器或電容器的一個或多個以及第二半導體開關的過電壓保護級,其中所述第二半導體開關響應于注入的所述電壓超過第三所指定的非零注入電壓閾值而被激活,所述第三所指定的非零注入電壓閾值大于所述第二所指定的非零注入電壓閾值。
20.如技術方案19所述的保護電路組合件,其中,所述過電壓保護級包含雪崩二極管,其配置成在所述輸出連接的至少一個與所述電阻器或電容器的一個或多個之間的位置中與所述負電壓輸出連接以及所述電阻器或電容器的一個或多個傳導地耦合,其中所述第三所指定的非零注入電壓閾值基于所述第二半導體開關的激活電壓和所述雪崩二極管的雪崩電壓。
附圖說明
現(xiàn)在簡要參照附圖,附圖包括:
圖1圖示按照一個示例的照明控制系統(tǒng)800;
圖2圖示按照發(fā)明主題的一個實施例的照明控制系統(tǒng)100;
圖3圖示圖2所示的保護電路組合件的保護電路的一個實施例;
圖4圖示按照一個實施例在圖2所示的照明系統(tǒng)的正常操作模式期間進行操作的圖2所示的保護電路組合件的保護電路;
圖5圖示按照一個實施例在圖2所示的照明系統(tǒng)的正常操作模式期間進行操作的圖3所示的保護電路組合件的保護電路的另一方面;
圖6圖示在閉合電路模式期間進行操作的圖2所示的保護電路組合件的保護電路的一個實施例;
圖7圖示在閉合電路模式期間進行操作的圖2所示的保護電路組合件的保護電路的另一方面;以及
圖8a和圖8b圖示用于保護照明系統(tǒng)的方法的一個實施例的流程圖。
具體實施方式
圖1圖示按照一個示例的照明控制系統(tǒng)800。照明控制系統(tǒng)800包含照明控制器802(例如圖1中的“dali照明控制器”),其經由傳遞給對應照明驅動器806(例如圖1中的“dali照明驅動器1”、“dali照明驅動器2”、“dali照明驅動器3”和“dali照明驅動器64”)的控制信號來控制若干光源804(例如圖1中的“光源1”、“光源2”、“光源3”和“光源64”)的操作。電源808(圖1中的“dali電源”)通過將電流傳導到光源804向光源804供電。照明系統(tǒng)800能夠表示數(shù)字可尋址照明接口(dali)照明系統(tǒng)。照明系統(tǒng)800包含若干傳導總線,其用于把來自控制器802的控制信號傳導到驅動器806,并且用于把來自電源808的電流傳導到光源804。這些總線包含數(shù)字可尋址(da)控制線路810、812以及電源線路l、n、pe,如圖1所示。圖1中的交叉線表示傳導耦合的組件如果示出結點的話??刂破?02能夠經過控制器輸入/輸出接口814(其可包含wi-fi接口、以太網接口、藍牙接口和/或傳感器)來接收輸入和/或提供輸出。支配光源804的操作的控制信號經由控制線路810、812從控制器802傳導到驅動器806,而用來向光源804供電的電流經由電源線路來傳導到光源804。
驅動器806以及控制器802的內部邏輯和電路系統(tǒng)的功率需求通過公共電壓調節(jié)多通道離線電源808來饋送。這個電源808可能無法同時工作在恒定電壓和恒定電流模式(例如在從電源808供應恒定電壓和恒定電流的情況下)中。在光源804的一個或多個不正確地連線到電源線路和控制線路810、812的情況下,照明系統(tǒng)800可能無法保護控制器802或者照明系統(tǒng)800的其他組件免受過載條件。
在照明系統(tǒng)800的單個通道dali示例中,使用專用外部dali電源808,其設計成按照dali總線810、812的要求工作在恒定電壓/恒定電流模式中。在這個示例中,照明控制器802從dali數(shù)據(jù)總線線路810、812來供電,或者可因控制器802的內部電路系統(tǒng)的較高功率消耗而具有另一個電源。當希望將所有必要模塊集成在控制裝置中時,特別是當邏輯編組中的控制的裝置(例如光源)因大量光源而需要在兩個或多個物理編組(例如獨立串(string)、控制總線)之間劃分時,問題發(fā)生。光源的邏輯上關聯(lián)的編組的大小能夠在基于dali的系統(tǒng)64中被限制。
為了矯正關于照明系統(tǒng)800的這些問題,本文所述的發(fā)明主題的一個或多個實施例提供一種保護電路組合件。與圖1所示的照明系統(tǒng)800形成對照,本文所述的保護電路組合件的一個或多個實施例將控制通道(例如控制線路)彼此分離,由此確??刂仆ǖ赖闹辽僖粋€在諸如光源的誤連線、過載電流等的錯誤條件發(fā)生于另一控制通道上的情況下仍然是可操作的。
在本文所述的發(fā)明照明系統(tǒng)的一個實施例中,照明系統(tǒng)包含集成在緊湊裝置中包含多通道電源的其他控制和通信功能性以及兩個或多個控制(dali)總線。由于調節(jié)的多通道電源可被限制到工作在恒定電壓模式中而無法單獨處理通道過載,所以可能必需應用每控制(dali)通道的電路系統(tǒng)以提供這個特性和保護如果多通道電源用于以恒定電壓向控制器供電并且以單獨恒定電流向單獨控制(dali)總線供電的話。
按照本文所述的一個或多個實施例,提供保護電路組合件和方法,以幫助防止對照明系統(tǒng)的組件的損壞或破壞。在控制照明系統(tǒng)中的燈的操作的二線控制總線系統(tǒng)中,存在將導線誤連線到燈的可能性,特別是當控制總線(例如經過其傳導控制燈的操作的控制信號的傳導通路)和干線導線(例如經過其向燈供應電流以向燈供電的傳導通路)共用相同電纜時。這種照明系統(tǒng)的一個示例是圖1所示的dali照明系統(tǒng)。當將燈與照明系統(tǒng)的控制器相連接的控制總線和干線導線連接到控制器的錯誤連接器時,導線可能誤連線。在這種情形中向燈供電能夠使控制器被損壞或破壞。
本文所述的保護電路組合件和方法提供對其中控制總線和干線導線不正確地與控制器相連接的狀況是耐受的的電路系統(tǒng)。電路系統(tǒng)能夠防止控制器在不正確連線的狀況中被損壞,同時允許照明系統(tǒng)和照明系統(tǒng)中的燈保持為操作的。電路系統(tǒng)包含一個或多個可變跨導元件,以便采用耗散功率限制器來提供恒定電壓和恒定電流。跨導元件能夠包含可變電阻器。術語恒定可表示不相對時間而變化的值。例如,恒定電壓可以是一種電壓,其不發(fā)生變化或者不變化超過噪聲振蕩(例如變化小于值的均方根的1%、5%、10%等),除非或直到輸入電壓發(fā)生變化。
在正常工作條件內,例如當輸入到保護電路的電路系統(tǒng)中的電流不大于所指定傳輸電流閾值(例如250毫安或另一個值)時,保護電路把來自電源的電流供應給一個或多個燈的控制總線,以在正常恒定電壓(cv)操作情形中向燈供電。超出正常工作條件,例如當輸入到保護電路的電路系統(tǒng)中的電流達到所指定傳輸電流閾值時,保護電路改變操作模式以保持恒定電流(cc)模式。在這種模式內,如果控制總線的負載占空比超過所指定閾值(例如80%或另一個極限),則保護電路激活耗散保護,并且開始在該負載占空比期間耗散從電源所提供的電流的電能。如果從電源所供應的電壓超過上部所指定極限(例如直流的30伏特或另一個量),則保護電路組合件可停用以停止向一個或多個燈傳導電流,并且可消耗較小量的能量用于監(jiān)測總線(例如將保護電路連接到燈的一個或多個傳導通路)的條件。保護電路組合件然后可響應于供應給保護電路組合件的電能返回到正常工作條件而切換回到正常操作模式。
在一個實施例中,保護電路組合件進行操作以向與電路組合件所連接的一個或多個燈提供恒定電流,同時還使用例如n型金屬氧化物半導體場效應晶體管(nmosfet)的單固態(tài)半導體開關來提供免于過熱和過電壓(例如超過所指定閾值的電壓)的保護。該電路組合件能夠保護照明系統(tǒng)的控制器免受在電路組合件的輸出連接上接收的電壓應力,其例如當照明系統(tǒng)中的燈的功率干線導線連接到電路組合件的控制總線輸出時可能發(fā)生。在一個方面中,該電路組合件能夠保護控制器免受在250伏特(500電壓直流的均方根值)的這些輸出上接收的過電壓。由電路組合件防止從照明系統(tǒng)中的燈傳導到電路組合件的輸出連接的電子反饋被傳導到經由電路組合件將電流從電源傳導到燈以便向燈供電的電源連接上。電路組合件能夠在正常與保護的操作模式之間進行切換,其中正常操作模式使電路組合件將電流從電源傳導到燈,以及保護的操作模式耗散由電源所提供的電流的電能并且可選地可停用以停止將電流傳導到燈。保護電路組合件可在這些模式之間進行切換,而沒有瞬時電流被傳導到燈。在一個實施例中,電路組合件可以保持在保護的操作模式中而沒有任何時間約束。例如,電路組合件可切換并且無限地保持在保護的操作模式中或者直到校正一個或多個燈到電路組合件的不正確連線。電路組合件可響應于(一個或多個)燈的連線被校正而自主地從保護的操作模式切換到正常操作模式,而無需操作員干預。
圖2圖示按照發(fā)明主題的一個實施例的照明控制系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包含一個或多個光源102(圖2中的“燈1/1”、“燈1/2”、“燈1/n”、“燈2/1”、“燈2/2”和“燈2/n”),其與燈總線驅動器101(圖2中的“dalidrv1/1”、“dalidrv1/2”、“dalidrv1/n”)、“dalidrv2/1”、“dalidrv2/2”和“dalidrv2/n”)傳導地耦合。光源102表示生成光的一個或多個裝置,例如燈泡、發(fā)光二極管等。
驅動器101基于從多通道控制器104的控制電路系統(tǒng)103所接收的信號來控制光源102的操作。控制電路系統(tǒng)103包含或表示硬件電路系統(tǒng),其包含和/或一個或多個處理器(例如微控制器、微處理器、現(xiàn)場可編程門陣列、集成電路或其他基于電子邏輯的裝置)和/或與其連接,一個或多個處理器進行操作以控制燈102的激活和停用、向燈102傳遞信號、接收來自燈102的信號等。光源102通過從電源108(圖2中的“離線電源”)所接收的電流來供電。電源108可以不包含在照明系統(tǒng)100中。例如,電源108可以是公用事業(yè)電網、一個或多個電池、交流發(fā)電機、發(fā)電機等。備選地,電源108可包含在照明系統(tǒng)100中。電源108可包含不同段(圖2中的“sec1”、“sec2”和“sec3”),其向不同組件供應電流。例如,電源108的第一段可向連接到第一控制通道或線路da1的光源102供應電流,電源108的第二段可向連接到不同的第二控制通道或線路da2的光源102供應電流,以及電源108的第三段可作為控制器104的內部功率源進行操作。
控制電路系統(tǒng)103可經由一個或多個輸入/輸出連接105(例如wi-fi連接、以太網連接、藍牙連接、與一個或多個傳感器的連接等)從控制器104接收輸入和/或提供輸出??刂菩盘柨蓮目刂齐娐废到y(tǒng)103傳遞給驅動器101,以控制光源102的操作,和/或反饋信號可經過收發(fā)電路107、109從光源102傳遞給控制電路系統(tǒng)103。收發(fā)電路107(圖2中的“rx/txpr1sec”)可和與第一控制線路da1耦合的光源102和驅動器101傳遞信號,而收發(fā)電路系統(tǒng)109(圖2中的“rx/txpr2sec”)可和與第二控制線路da2耦合的光源102和驅動器101傳遞信號。控制線路da1、da2可稱作控制總線110。
電源108向光源102傳導電流,以便經由電源線路pe、v、l向光源102供電,以及經由電源線路vin-1、vin+1、vin-2、vin+2向保護電路組合件106供電。電源線路pe、v、l可稱作干線電壓線路112。保護電路組合件106可包含用于光源102的不同編組的不同電路106a、106b。例如,電路106a可將電源線路vin-1、vin+1與通過經由控制線路da1所接收的控制信號所控制的光源102和驅動器101相連接,以及電路106b可將電源線路vin-2,vin+2與通過經由控制線路da2所接收的控制信號所控制的光源102和驅動器101相連接。如圖2所示,保護電路106a、106b經由電源線路vin-1、vin+1、vin-2、vin+2接收來自電源108的輸入電壓,并且經由控制總線da1、da2向光源102的驅動器101傳導輸出電壓。
系統(tǒng)100可提供不同組件或者組件的編組之間的電流隔離,以便允許經由一個控制總線da1或da2與控制器104所連接的光源102相對于經由一個控制總線da2或da1與控制器104相連接的光源102單獨地并且獨立地控制。例如,收發(fā)電路107、109可彼此電流隔離,將電流傳導到不同保護電路106a、106b的電源108的部分或段可彼此電流隔離,以及控制總線da1、da2可彼此電流隔離。這些組件可通過連接系統(tǒng)100的各種組件使得沒有直接傳導通路存在于彼此電流隔離的組件之間來彼此電流隔離。
在一個實施例中,電路組合件106可與控制器104分離(例如在其外部),但是在電路組合件106與光源102之間的位置中與電路組合件106和光源102傳導地耦合。在一個實施例中,照明系統(tǒng)100是dali照明系統(tǒng),其中光源102是由控制器104數(shù)字可尋址和可控的。
因為從電源所供應的電流的幅值可比控制信號和/或反饋信號要大許多(例如,電源信號可比控制信號要大若干數(shù)量級),所以將導線連接到錯誤連接器能夠損壞控制器104。例如,將用于光源102的干線電壓線路112連接到用于那個光源102的控制總線110的連接器能夠損壞或破壞控制器104。本文所述的保護電路組合件104的至少一個實施例能夠允許用于光源102的控制總線110和干線電壓線路112的這種誤連線,同時防止對控制器104的損壞或破壞。
在一個實施例中,控制器104能夠進行操作以控制兩個獨立照明系統(tǒng)總線。一個系統(tǒng)總線包含經由驅動器101與控制總線da1所連接的光源102,以及另一個系統(tǒng)總線包含經由驅動器101與控制總線da2所連接的光源102。電源108能夠例如通過向每個總線提供18伏特的直流(或者另一個電流)來提供電流,以便向與獨立總線所連接的光源102供電。收發(fā)電路系統(tǒng)107可與收發(fā)電路系統(tǒng)109分離,以便允許控制電路系統(tǒng)103和與單獨總線連接的光源102單獨通信。另外,保護電路組合件106可包含單獨電路106a、106b,其用于單獨控制和驅動不同總線上的光源102。如果與一個總線所連接的一個或多個光源102不正確地連線或者存在另一種錯誤條件,則控制器104能夠單獨保護不同的總線,以便防止一個總線上的電壓中的增加損壞與另一總線所連接的組件或者允許錯誤條件影響另一總線。
圖3圖示保護電路組合件106的一個實施例。圖2所示的電路可表示圖2所示的電路106a、106b的至少一個。保護電路組合件106包含輸入連接或連接器200、202,其與圖2所示的電源108傳導地耦合,以接收來自電源108的電流。連接200可接收正輸入電壓信號(例如圖2中的“vin+1”或“vin+2”),以及連接202可接收負或零輸入電壓信號(圖2中的“vin-1”或“vin-2”)。在一個實施例中,正電壓信號為18伏特,以及負電壓信號為零伏特,但是備選地可以是其他電壓。
保護電路組合件106還包含與圖2所示的控制總線da1或da2傳導地耦合的輸出連接或連接器204、206。連接204是正電壓輸出信號(圖2中的“vout+1”或“vout+2”),以及連接206是負電壓輸出信號(圖2中的“vout-1”或“vout-2”)。正電壓輸出信號可選地可稱作“dali+”,以及負電壓輸出信號可選地可稱作“dali-”。
保護電路組合件106包含電阻器r1,其和與可變電阻器th1串聯(lián)的連接200連接??勺冸娮杵鱰h1可以是熱敏電阻,其隨變化溫度而改變電阻。可變電阻器th1的電阻可隨增加溫度而增加以及隨減小溫度而減小。例如,可變電阻器th1可以是正溫度系數(shù)(ptc)電阻器。可變電阻器th1例如通過將可變電阻器th1連接到在其上安裝mosfetq1的相同結構、襯底、板或其他主體與固態(tài)半導體開關例如n型mosfetq1熱耦合。例如,例如通過可變電阻器th1和mosfetq1彼此靠近,可變電阻器th1的溫度可與mosfetq1一致地變化或者變化與mosfetq1類似量。電阻器r2定位于可變電阻器th1與連接202之間以及電路組合件106中的可變電阻器th1與mosfetq1之間的結點之間。電流感測電阻器r3在連接204與mosfetq1之間的位置中與連接204和mosfetq1相連接。
多個電阻器r4、r5與電容器c1串聯(lián)連接。電阻器r4、r5和電容器c1的串聯(lián)在電流感測電阻器r3與mosfetq1的源極之間的位置中與電流感測電阻器r3和mosfetq1的源極相連接。電阻器r4、r5和電容器c1的串聯(lián)也在mosfetq1的柵極與切換二極管d2的陽極之間的位置中與mosfetq1的柵極和切換二極管d2的陽極相連接。分路調節(jié)器d1在電阻器r4、r5之間的位置中與電阻器r4、r5和電容器c1的串聯(lián)相連接。分路調節(jié)器d1還與連接202相連接并且在mosfetq1的柵極與切換二極管d2之間的位置中與二極管d2的陽極相連接。
第二mosfetq2的漏極與切換二極管d2的陰極相連接。第二mosfetq2的源極與連接202相連接。電阻器r6、r7、r8的串聯(lián)與連接202和雪崩二極管d4的陽極相連接。雪崩二極管d4又可稱作過電壓感測元件或二極管。
電阻器r6、r7、r8的串聯(lián)還與mosfetq2的柵極相連接,使得柵極與電阻器r6、r7之間的串聯(lián)相連接。電容器c2在電阻器r7、r8之間的位置中與電阻器r6、r7、r8相連接,使得電容器c2與電阻器r6并聯(lián)。另一個雪崩二極管d3與電阻器r6、r7、r8相連接并且在電阻器r7、r8之間的位置中與電容器c2相連接,使得雪崩二極管d3與電容器c2和電阻器r6并聯(lián)。
保護電路組合件106包含過電壓保護級208,其響應于保護電路組合件106接收控制總線110上的大正電壓而被激活(例如其可在負輸出電壓連接206上接收大正電壓時發(fā)生)。過電壓保護級208包含雪崩二極管d4、mosfetq2、電阻器r6、r7和r8、電容器c2以及雪崩二極管d3。這個過電壓保護級208在保護電路組合件106內可以不傳導電流,除非并且直到在控制總線110上接收的電壓相對于在正電壓輸出連接204上接收的電壓為正并且是較大的,如上所述。響應于在連接204上接收這種正電壓,過電壓保護級208可激活以耗散正電壓,同時保護mosfetq1免受損壞或破壞,以防止對控制器104的損壞或破壞。
可選地,發(fā)光裝置、例如發(fā)光二極管(led)d6可與電阻器r9串聯(lián)連接。ledd6和電阻器r9可連接在mosfetq2的漏極與連接202之間。串聯(lián)保護二極管d5的陽極與負電壓輸出連接206相連接,其中串聯(lián)保護二極管d5的陰極與二極管d4的陰極和mosfetq1的漏極相連接。
在操作中,電壓可相對于負電壓輸入連接202來施加到正電壓輸入連接200。這個電壓能夠是例如18與20伏特直流之間的預先調節(jié)恒定正數(shù)。電阻器r1、可變電阻器th1和電阻器r2的組合作為分壓器進行操作,以減少這個輸入電壓并且偏置mosfetq1。mosfet的這個偏置使電流經由輸出連接204、206從保護電路組合件106傳導到光源102。在一個實施例中,從保護電路組合件所傳導的電流是250毫安(或者另一個值)的標稱短路恒定電流,用于經由控制總線110(例如da1或da2)將控制信號從控制器104傳送給光源102。
圖4圖示按照一個實施例、在圖2所示的照明系統(tǒng)100的正常操作模式期間進行操作的保護電路組合件106。在圖4所示的操作模式中,圖2所示的一個或多個光源102可正確連線到圖2所示的控制總線da1、da2和電源線路pe、v、l,以及光源102的一個或多個可經由保護電路組合件106汲取控制總線da1或da2上的電流,以監(jiān)聽從控制器104所提供的控制信號。輸入電壓vin能夠通過跨輸入電壓連接200、202從(一個或多個)光源102被汲取到保護電路組合件106中由控制器104來提供。由光源102所汲取的輸出電流iout可低于或者完全低于所指定電流傳送閾值、例如250毫安或另一個值。
跨電流感測電阻器r3所傳導的反饋電壓vfb小于穩(wěn)定器元件(例如分路調節(jié)器d1)的參考電壓vref。這使經過電流感測電阻器r3所傳導的反饋電壓vfb沒有改變或顯著改變mosfetq1的偏置。mosfetq1則可保持在活動區(qū)中并且繼續(xù)在電路中傳導電流??巛敵鲭妷哼B接204、206經由控制總線110傳導到(一個或多個)光源102的輸出電壓vout基于輸入電壓vin、經過連接到負電壓輸出連接206的串聯(lián)保護二極管d5的正向電壓vfd、跨mosfetq1的漏極和源極的電壓(稱作vds)以及反饋電壓vfb。在一個方面中,輸出電壓vout可計算為:
其中,vout表示經過連接204、206從保護電路組合件106傳導到光源102的一個或多個的輸出電壓,vin表示由控制器104經由輸入電壓連接200、202供應到保護電路組合件106中的輸入電壓,vfd(d5)表示經過串聯(lián)保護二極管d5所傳導的電壓,vds(q1)表示跨mosfetq1的源區(qū)和漏區(qū)所傳導的電壓,以及vfb(r3)表示經過電阻器r3所傳導的電壓?;诒Wo電路組件106的這些組件的電阻和其他電氣特性,跨這些組件的電壓降的總和保持低于所指定閾值、例如三伏特或另一個值。因此,保持經由連接204、206在控制總線da1或da2上從保護電路組合件106供應給光源102的電壓,以提供恒定電壓功率源(例如小于三伏特的源)。
圖5圖示按照一個實施例、在圖2所示的照明系統(tǒng)100的正常操作模式期間進行操作的保護電路組合件106的另一方面。在圖5所示的操作模式中,圖2所示的一個或多個光源102可正確地連線到圖2所示的控制總線da1或da2和干線電壓線路pe、v、l。與圖4所示的操作模式(其中光源102的一個或多個汲取控制總線da1、da2上的電流,以監(jiān)聽來自控制器104的控制信號)形成對照,控制器104經由圖5中的控制總線da1或da2向光源102的一個或多個傳遞控制信號。
在這種情形中,控制器104以這種方式周期地和/或暫時地端接控制總線da1、da2,以致于輸出電壓連接204、206之間的電壓小于例如6.5伏特或另一個值的所指定電壓。mosfetq1在活動區(qū)中進行操作,以便在保護電路組合件中傳導電流,使得跨mosfetq1的漏極和源極的mosfetq1的電阻、電阻器r3和串聯(lián)保護二極管d5的正向電阻之和較小、例如幾歐姆(例如小于10歐姆)。采用這種小電阻,在保護電路組合件的這個回路(例如,保護電路組合件106經過電流感測電阻器r3、mosfetq1和串聯(lián)保護二極管d5從負輸出電壓連接206延伸到負輸入電壓連接202并且從正輸入電壓連接200延伸到正輸出電壓連接204的部分)中傳導的電流能夠變?yōu)檩^大、例如大于250毫安或另一個值的所指定電流閾值。
但是,當這個回路中流動的電流增加到感測電阻器r3的上部閾值極限時,跨感測電阻器的反饋電壓vfb與分路調節(jié)器d1的參考電壓vref相同。這個參考電壓使控制電流ic由分路調節(jié)器d1來生成,該電流經由電阻器r2反饋給mosfetq1的柵極??刂齐娏鱥c將mosfetq1設置成mosfetq1的活動區(qū)(例如,其中mosfetq1閉合以傳導電流)與飽和區(qū)之間的邊界操作模式。這使輸出電流iout以例如250毫安或另一個值的所指定電流傳送閾值被補償和穩(wěn)定。在控制器104傳送控制信號的時間之間,控制總線da1或da2上的負載下降低于所指定電流傳送閾值(例如250毫安),并且保護電路組合件106返回到上文結合圖4所述的操作模式。
圖6圖示在閉合電路模式期間進行操作的保護電路組合件106的一個實施例。保護電路組合件106能夠響應于光源102的一個或多個被誤連線而工作在閉合電路模式中。將光源102誤連線到控制總線da1、da2和干線電壓線路pe、v、l能夠使注入到負輸出電壓連接器206中的電壓vinj-相對于正電壓輸出連接204為負數(shù)。這能夠使串聯(lián)保護二極管d5被反向偏置。串聯(lián)保護二極管d5的反向偏置使二極管d5僅允許較小反向泄漏電流vr(d5)被傳導到保護電路組合件106中。這個泄漏電流可以為大約幾微安(例如小于10微安)。泄漏電流vr(d5)的值可計算為vin與vinj-之間的差:
這個較小泄漏電流對保護電路組合件106的其他組件的操作具有極少影響或者沒有影響。因此,保護電路組合件104的其余組件遭遇極少電流傳導,并且保護控制器104免于大的損壞電流被傳導到控制器104中,甚至在負輸出電壓連接206上接收大的負過電壓時。
圖7圖示在閉合電路模式期間進行操作的保護電路組合件106的另一方面。圖7中,正過電壓(vinj+)注入到負電壓輸出連接206上,使得負電壓輸出連接206上的vout-的值相對于正電壓輸出連接204上的vin+的值變?yōu)檎龜?shù)。這個正過電壓可稱作注入擾動電壓。
如果注入擾動電壓在控制總線da1或da2上傳導(例如,vout-相對于vout+變?yōu)檎龜?shù))并且是較小的(例如小于第一所指定注入電壓閾值、例如10伏特的直流或另一個值),則保護電路組合件106繼續(xù)將輸入電壓連接200、202與輸出電壓連接204、206之間的保護電路組合件106中傳導的電流電平保持為不大于所指定閾值(例如250毫安)。因為連接到輸入電壓連接200、202的電源108在一個實施例中提供恒定電壓,所以在正電壓輸入連接200上接收的正電壓的和擾動電壓vinj+的疊加值乘以250毫安回路電流的功率能夠在mosfetq1上耗散。因此,控制器104沒有接收過電壓并且被保護免受損壞。
在略微升高的擾動電壓,例如當擾動電壓大于第一注入電壓閾值但是不大于第二注入電壓閾值(例如,注入電壓為至少10伏特的直流或者10伏特的峰值交流或以上,但是小于過電壓感測二極管d4的雪崩電壓)時,保護電路組合件106的過電壓保護級208仍然不活動,因為過電壓感測二極管d4的雪崩電壓大于在正輸入電壓連接200上從電源108所接收的電壓。例如,二極管d4的雪崩電壓可以為27至32伏特(或者另一個值),而在正輸入電壓連接200上從電源108所接收的正電壓為18至20伏特(或者另一個值)。這防止二極管d4經過二極管d4將電流傳導到保護電路組合件100的過電壓保護級208。這個電流而是被傳導到mosfetq1用于耗散。
如上所述,mosfetq1可與可變電阻器th1熱耦合。由于mosfetq1耗散正過電壓,所以mosfetq1的溫度增加??勺冸娮杵鱰h1的溫度隨mosfetq1的增加溫度而增加。當可變電阻器th1達到可變電阻器th1的變量的居里溫度時,電阻器th1的電阻顯著增加??勺冸娮杵鱰h1可具有低于mosfetq1的上部操作溫度極限(其表示能夠由mosfetq1在被破壞之前所遭遇的對溫度的上限)的居里溫度。例如,響應于mosfetq1和可變電阻器th1的溫度增加20至30攝氏度,可變電阻器th1的電阻可增加2至3個數(shù)量級。這個增加電阻減少傳導到mosfetq1的柵極的電壓,以便逐漸降低施加到mosfetq1的偏置,并且減少在mosfetq1中或者由mosfetq1所耗散的電流量。因此,更小電流經由保護電路組合件100傳導到控制器104,以防止對控制器104的損壞或破壞。
如果在負電壓輸出連接206上接收的正過電壓vinj+變?yōu)楹艽?例如,大于第三所指定注入電壓閾值、例如雪崩二極管d4的雪崩電壓和mosfetq2的激活閾值之和),則過電壓保護級208的mosfetq2從不活動狀態(tài)被激活,以開始傳導電流。例如,響應于在負電壓輸出連接206上接收的正過電壓vinj+增加到大于雪崩二極管d4的雪崩電壓和mosfetq2的激活閾值(例如,閉合mosfetq2并且使mosfetq2開始傳導電流的柵極電壓)之和的值,mosfetq2可被激活并且開始傳導電流。mosfetq2的激活使過電壓電流iovp開始經過mosfetq2流到過電壓保護級208。切換二極管d2變成正向偏置,以及mosfetq1被迫使截止并且不再經過mosfetq1傳導電流(例如,停用mosfetq1)。
來自過電壓的電流可經過雪崩二極管d4來傳導,其中電壓vz(d4)和電流iz(d4)經過二極管d4傳導到保護級208。電壓vth(q2)可從mosfetq2傳導到電容器c2、二極管d3和電阻器r6,其作為瞬時保護和穩(wěn)定元件進行操作,以防止電流傳導到控制器104并且損壞或破壞控制器104。例如,電流可存儲在電容器c2、二極管d3和/或電阻器r6中和/或由其減小,以防止電流中的變化損壞控制器104。可選ledd6可通過這個電流來激活以生成光,并且指示過電壓保護級208是活動的,以防止對控制器104的損壞。響應于查看光,照明系統(tǒng)100的操作員可檢查和/或改變用于光源102的一個或多個的控制總線da1、da2和/或干線電壓線路pe、v、l的連線,以校正激活級208的連線,并且停用ledd6。
圖8a和圖8b圖示用于保護照明系統(tǒng)的方法700的一個實施例的流程圖。方法700可通過本文所述的保護電路組合件106的一個或多個實施例來執(zhí)行。在一個實施例中,雖然方法700描述結合各種操作作出確定或判定,但是這些確定或判定的一個或多個可無源地作出。例如,確定或判定可通過無源電子裝置改變操作狀態(tài)(例如,二極管變成正向或反向偏置、半導體開關改變區(qū)域等)作出,而不是有源電子裝置例如處理器作出確定或判定。
在702處(圖8a所示),在保護電路組合件的輸入連接處接收來自控制器的一個或多個信號。信號可從圖2所示的控制器104接收,以控制也在圖2所示的光源102。在704處(圖8a所示),作出關于光源的一個或多個是否從保護電路組合件和/或控制器按照不大于所指定電流傳送閾值的量來汲取電流的確定。例如,如果由光源所汲取的電流等于或小于250毫安,則光源可與保護電路組合件106和控制器104正確連線,并且可等待在圖2所示的控制總線da1、da2上來自控制器104的控制信號。因此,方法700的流程可向706繼續(xù)進行(圖8a所示)。另一方面,如果由光源的一個或多個所汲取的電流大于傳送閾值,則光源的一個或多個可在控制總線上傳遞或接收數(shù)據(jù)和/或不正確地連線到保護電路組合件和/或控制器。因此,方法700的流程能夠向708繼續(xù)進行(圖8a所示)。
在706處,第一半導體開關被偏置以保持在傳導狀態(tài)中并且向光源(例如裝置)傳導恒定電壓。例如,圖3至圖7所示的mosfetq1可被偏置到活動狀態(tài)或區(qū)域,以經過保護電路組合件106并且從保護電路組合件106向光源傳導電流。方法700的流程然后可返回到702或者可中止。
在708處,作出關于光源是否經由保護電路組合件的輸出連接以所指定傳送閾值從保護電路組合件汲取電流的確定。光源可在當控制器在控制總線上向(一個或多個)光源傳遞控制信號和/或光源經由保護電路組合件在控制總線上向控制器傳遞反饋信號的時間周期期間以傳送閾值汲取電流。當所汲取電流等于電流閾值時,由光源所汲取的電流可處于電流閾值??蛇x地,當所汲取電流等于傳送閾值或者處于諸如1%、3%、5%等的所指定范圍之內時,由光源所汲取的電流可處于傳送閾值。如果由光源所汲取的電流處于傳送閾值,則方法700的流程可向710繼續(xù)進行(圖8a所示)。但是,如果由光源所汲取的電流大于閾值,則方法700的流程可向712繼續(xù)進行(圖8a所示)。
在710處,控制電流采用保護電路組合件中的分路調節(jié)器來生成,以將第一開關置于(place)邊界狀態(tài)中。例如,控制電流ic可由分路調節(jié)器d1來生成。將這個電流ic反饋到mosfetq1的柵極,以將mosfetq1置于邊界狀態(tài)或區(qū)域中。這將保護電路組合件中傳導的電流穩(wěn)定到所指定傳送閾值或者這個閾值的所指定范圍之內。方法700的流程可返回到702或者中止。
在712處,作出關于負電壓是否注入到保護電路組合件的負輸出連接中的確定。如果光源的一個或多個不正確地連線到保護電路組合件,例如當用于光源102的控制總線da1、da2與保護電路組合件106的正電壓輸出連接204相連接和/或用于光源102的干線電壓線路pe、v、l與保護電路組合件106的負電壓輸出連接204相連接時,則可注入這種負電壓。如果負電壓經由負輸出連接接收到保護電路組合件中,則方法700的流程可向714繼續(xù)進行(圖8a所示)。否則,方法700的流程可向716繼續(xù)進行(圖8a所示)。
在714處,與保護電路組合件中的負輸出連接所連接的串聯(lián)保護二極管通過注入到保護電路組合件的負輸出連接中的負電壓來反向偏置。保護二極管d5的這個反向偏置防止負電壓經過保護電路組合件傳導到控制器,以保護控制器和保護電路組合件的組件免受損壞或破壞。雖然較小泄漏電壓或電流(例如小于注入負電壓的10%、5%、3%、1%等)可經過保護二極管d5,但是這個泄漏電壓或電流沒有損壞保護電路組合件或控制器。方法700的流程能夠返回到702或者可選地中止。
在716處,作出關于正電壓是否注入到保護電路組合件的負輸出連接中的確定。如果光源的一個或多個不正確地連線到保護電路組合件,例如當用于光源102的控制總線da1、da2與保護電路組合件106的正電壓輸出連接204相連接和/或用于光源102的干線電壓線路pe、v、l與保護電路組合件106的負電壓輸出連接204相連接時,則可注入這種正電壓。如果正電壓經由負輸出連接接收到保護電路組合件中,則方法700的流程可向718繼續(xù)進行(圖8b所示)。否則,方法700的流程可返回到702或者中止。
在718處,作出關于注入到保護電路組合件的負輸出連接中的正電壓是否大于第一所指定注入電壓閾值但是不大于不同的第二所指定注入電壓閾值的確定。例如,如果注入電壓足夠小以允許保護電路將電流的傳導保持在或者低于傳送電流閾值(例如小于10伏特或另一個值),則方法700的流程可向720繼續(xù)進行(圖8b所示)。在720處,保護電路可如上文結合702、704、706、708和/或710(圖8a所示)所述地那樣繼續(xù)操作,其中注入電壓和從電源所接收的電壓的任何疊加值與由第一開關(例如mosfetq1)所耗散的控制電流(ic)相乘。方法700的流程然后可向702繼續(xù)進行。但是,如果注入電壓大于第一注入電壓閾值(但是小于第二注入電壓閾值),則方法700的流程可從718向722繼續(xù)進行(圖8b所示)。
在722處,作出關于注入電壓是否大于第二注入電壓閾值但是不大于不同的第三所指定注入電壓閾值的確定。例如,作出關于注入電壓是否過大而不允許保護電路將電流的傳導保持在或者低于傳送電流閾值(例如至少10伏特或另一個值),但是小于過電壓感測二極管d4(圖3至圖7所示)的雪崩電壓。如果注入電壓落入這個范圍之內,則方法700的流程可向724繼續(xù)進行(圖8b所示)。但是,如果注入電壓沒有落入這個范圍(例如注入電壓大于第三注入電壓閾值、例如二極管d4的雪崩電壓),則方法700的流程可向726繼續(xù)進行(圖8b所示)。
在724處,第一開關的溫度增加(通過由第一開關的注入電壓的耗散所引起),這還使可變電阻器的溫度增加,因為第一開關和可變電阻器熱耦合??勺冸娮杵鞯臏囟戎械脑黾邮箍勺冸娮杵鞯碾娮柙黾???勺冸娮杵鞯碾娮柚械脑黾颖Wo控制器和保護電路免受通過注入電壓的損壞或破壞。方法700的流程然后可向726繼續(xù)進行。
在726處,作出關于注入電壓是否大于第三所指定注入電壓閾值的確定。例如,可作出關于注入電壓是否大于過電壓感測二極管d4的雪崩電壓的確定。如果注入電壓超過這個閾值,則方法700的流程可向728繼續(xù)進行(圖8b所示)。否則,方法700的流程可返回到702(圖8a所示)。可選地,方法700可保持在726處,直到第一開關和可變電阻器的溫度在返回到702之前降低。
在728處,激活第二開關,以激活保護電路組合件的過電壓保護級。例如,在注入電壓超過二極管d4的雪崩電壓之后,mosfetq2可通過經過過電壓感測二極管d4所傳導的電流來激活。激活的mosfetq2允許電流流入保護電路組合件的過電壓保護級的電阻器、電容器和雪崩二極管中。在730處(圖8b所示),注入電壓由保護電路組合件的過電壓保護級的組件來耗散和/或存儲,以防止對控制器的損壞或破壞。方法700的流程可保持在728處,直到去除或減小注入電壓,這可在校正光源的一個或多個的連線之后發(fā)生。方法700然后可返回到702(圖8a所示)或者中止。
在一個實施例中,一種照明系統(tǒng)包含多個保護電路,其配置成與電源(其向多個光源供應電流以向光源供電)傳導地耦合。保護電路配置成接收來自電源的輸入電壓,并且將輸出電壓傳導到單獨控制總線,其與光源的驅動器傳導地耦合,以便將控制信號傳導到光源的驅動器用于控制光源的操作。該系統(tǒng)還包含:微控制器,配置成生成控制信號,以控制光源的操作;以及多個收發(fā)電路,配置成接收來自微控制器的控制信號,并且經由單獨控制總線將控制信號傳導到光源的不同編組。保護電路單獨連接到單獨控制總線,以把來自電源的輸出電壓傳導到光源。保護電路配置成防止控制總線的第一控制總線上的電壓的增加增加控制總線的不同的第二控制總線上的電壓。
在一個方面中,保護電路彼此電流隔離,收發(fā)電路彼此電流隔離,以及控制總線彼此電流隔離。
在一個方面中,保護電路的至少一個包含:第一半導體開關,配置成與輸入連接(其接收來自電源的輸入電壓)和輸出連接(其在輸入連接與輸出連接之間的位置中向控制總線的至少一個傳導輸出電壓)傳導地耦合;以及可變電阻器,配置成與第一半導體開關熱耦合并且與輸入連接和輸出連接傳導地耦合??勺冸娮杵髂軌蚓哂谢诳勺冸娮杵鞯臏囟戎械淖兓兓碾娮琛5谝话雽w開關的溫度響應于超過第二所指定的非零注入電壓閾值的電壓注入到輸出連接的至少一個中而增加。第一半導體開關的增加溫度使可變電阻器的溫度增加??勺冸娮杵髦械脑黾訙囟仍黾涌勺冸娮杵鞯碾娮?,以保護控制器免受注入到輸出連接的至少一個中的電壓。
在一個方面中,保護電路的至少一個還包含串聯(lián)保護二極管,其配置成在輸出連接的至少一個與第一半導體開關之間與輸出連接傳導地耦合。串聯(lián)保護二極管配置成通過注入的電壓來反向偏置,以便在注入的電壓沒有超過第一所指定的非零注入電壓閾值(其小于第二所指定的非零注入電壓閾值)時防止向控制器傳導電壓。
在一個方面中,第一半導體開關配置成耗散注入的電壓,以便在電壓超過第一所指定的非零注入電壓閾值但是不超過第二所指定的非零注入電壓閾值時保護微控制器。
在一個方面中,輸出連接包含正電壓輸出連接和負電壓輸出連接。串聯(lián)保護二極管配置成與第一半導體開關和負電壓輸出連接傳導地耦合,其中串聯(lián)保護二極管的陽極配置成與負電壓輸出連接傳導地耦合以及串聯(lián)保護二極管的陰極配置成與第一半導體開關傳導地耦合。
在一個方面中,保護電路的至少一個包含具有與輸入連接和輸出連接傳導地耦合的電阻器或電容器的一個或多個以及第二半導體開關的過電壓保護級。第二半導體開關配置成響應于注入的電壓超過第三所指定的非零注入電壓閾值(其大于第二所指定的非零注入電壓閾值)而被激活。
在一個方面中,過電壓保護級包含配置成在輸出連接的至少一個與電阻器或電容器的一個或多個之間的位置中與輸出連接的至少一個以及電阻器或電容器的一個或多個傳導地耦合的雪崩二極管。第三所指定的非零注入電壓閾值基于第二半導體開關的激活電壓和雪崩二極管的雪崩電壓。
在一個方面中,第二半導體開關配置成被激活以傳導電壓,其注入到過電壓保護級的電阻器或電容器的一個或多個中,用于注入的電壓的耗散或存儲的一個或多個。
在一個實施例中,一種方法包含:在與電源傳導地耦合的多個保護電路處接收來自電源的輸入電壓,以便向多個光源供應電流以向光源供電;把來自保護電路的輸出電壓傳導到單獨控制總線,其與光源的驅動器傳導地耦合;以及經由多個收發(fā)電路和控制總線把來自微控制器的控制信號傳遞給光源的驅動器,用于控制光源的操作??刂菩盘柲軌蚪浻蓡为毧刂瓶偩€單獨地傳遞給光源的不同編組,用于單獨控制光源的不同編組。該方法還能夠包含防止(采用保護電路)控制總線的第一控制總線上的電壓的增加增加控制總線的不同的第二控制總線上的電壓。
在一個方面中,防止第一控制總線上的電壓的增加增加不同的第二控制總線上的電壓包含增加保護電路的至少一個中的第一半導體開關的溫度,保護電路具有:輸入連接,與電源傳導地耦合,以接收輸入電壓;輸出連接,配置成與控制總線的至少一個傳導地耦合;以及第一半導體開關,在輸入連接與輸出連接之間的位置中與輸入連接和輸出連接傳導地耦合。第一半導體開關的溫度響應于超過第二所指定的非零注入電壓閾值的電壓注入到輸出連接的至少一個中而增加。該方法還能夠包含增加與第一半導體開關熱耦合并且與輸入連接和輸出連接傳導地耦合的保護電路的至少一個中的可變電阻器的溫度,并且基于可變電阻器的溫度增加來增加可變電阻器的電阻,其中可變電阻器的電阻增加,以保護控制器免受注入到輸出連接的至少一個中的電壓。
在一個方面中,該方法還包含反向偏置在輸出連接的至少一個與第一半導體開關之間與輸出連接的至少一個傳導地耦合的串聯(lián)保護二極管。反向偏置串聯(lián)保護二極管在注入的電壓沒有超過第一所指定的非零注入電壓閾值(其小于第二所指定的非零注入電壓閾值)時防止向控制器傳導注入的電壓。
在一個方面中,該方法還包含采用第一半導體開關來耗散注入的電壓,以便在電壓超過第一所指定的非零注入電壓閾值但是不超過第二所指定的非零注入電壓閾值時保護微控制器。
在一個方面中,該方法還包含激活保護電路的至少一個中的過電壓保護級的第二半導體開關,該過電壓保護級還包含與輸入連接和輸出連接傳導地耦合的電阻器或電容器的一個或多個。第二半導體開關能夠響應于注入的電壓超過第三所指定的非零注入電壓閾值(其大于第二所指定的非零注入電壓閾值)而被激活。
在一個實施例中,保護電路組合件包含:正和負電壓輸入連接,配置成與電源傳導地耦合;以及正和負電壓輸出連接,配置成與單獨控制總線(其與光源驅動器和光源相連接)傳導地耦合??刂瓶偩€配置成把來自微控制器的控制信號傳遞給光源驅動器,以控制光源的操作。該組合件還能夠包含:第一半導體開關,具有與正電壓輸入連接耦合的柵極、與負電壓輸入連接耦合的源極和與負輸出電壓連接耦合的漏極;以及可變電阻器,與第一半導體開關熱耦合,并且與正電壓輸入連接和第一半導體開關的柵極傳導地耦合??勺冸娮杵骶哂谢诳勺冸娮杵鞯臏囟戎械淖兓兓碾娮?。第一半導體開關的溫度響應于超過第二所指定的非零注入電壓閾值的電壓注入到負電壓輸出連接中而增加。第一半導體開關的增加溫度使可變電阻器的溫度增加??勺冸娮杵鞯脑黾訙囟仍黾涌勺冸娮杵鞯碾娮?,以保護控制器免受注入到輸出連接的至少一個中的電壓。
在一個方面中,組合件還能夠包含串聯(lián)保護二極管,其在負電壓輸出連接與第一半導體開關的漏極之間與負電壓輸出連接傳導地耦合。串聯(lián)保護二極管能夠配置成通過注入的電壓來反向偏置,以防止向控制器傳導電壓。
在一個方面中,第一半導體開關能夠配置成耗散注入的電壓,以便在電壓超過第一所指定的非零注入電壓閾值但是不超過更大的第二所指定的非零注入電壓閾值時保護控制器。
在一個方面中,串聯(lián)保護二極管的陽極與負電壓輸出連接傳導地耦合,以及串聯(lián)保護二極管的陰極與第一半導體開關傳導地耦合。
在一個方面中,組合件還包含具有與輸入連接和輸出連接傳導地耦合的電阻器或電容器的一個或多個以及第二半導體開關的過電壓保護級。第二半導體開關響應于注入的電壓超過第三所指定的非零注入電壓閾值(其大于第二所指定的非零注入電壓閾值)而被激活。
在一個方面中,過電壓保護級包含在輸出連接的至少一個與電阻器或電容器的一個或多個之間的位置中與負電壓輸出連接以及電阻器或電容器的一個或多個傳導地耦合的雪崩二極管。第三所指定的非零注入電壓閾值基于第二半導體開關的激活電壓和雪崩二極管的雪崩電壓。
如本文所使用的、以單數(shù)所述并且以單詞“一”或“一個”進行的元件或步驟應當被理解為并不排除多個所述元件或步驟,除非明確規(guī)定這種排除。此外,本發(fā)明主題的“一個實施例”的提及并不是意圖解釋為排除也結合了所述特征的附加實施例的存在。此外,除非相反的明確規(guī)定,否則,“包括”、“包括”或“具有”具有特定性質的元件或者多個元件的實施例可包含沒有那種性質的附加的這類元件。
要理解,上面描述意圖是說明性的而不是限制性的。例如,上述實施例(和/或其方面)可彼此結合使用。另外,可進行多種修改以使特定情形或材料適合本發(fā)明主題的教導,而沒有背離其范圍。雖然本文所述的材料的尺寸和類型意圖定義本發(fā)明主題的參數(shù),但是它們決不是限制性的,而是示范性的實施例。在審查上面描述時,許多其他實施例對于本領域的技術人員將是顯而易見的。因此,應參考所附權利要求書連同這類權利要求書所被賦予的等同物的全部范圍來確定本發(fā)明主題的范圍。在所附權利要求書中,術語“包含”和“其中”用作相應術語“包括”和“其中”的易懂英語等同物。此外,在下面權利要求書中,術語“第一”、“第二”和“第三”等只用作標記,而不是意圖對其對象強加數(shù)字要求。此外,下面的權利要求書的限制沒有以方法加功能形式來書寫并且不意圖基于35u.s.c.§112第六段來解釋,除非并且直到這類權利要求限制確切地使用后面是缺乏進一步結構的功能陳述的短語“用于…的部件”。
在結合附圖進行閱讀時,本發(fā)明主題的某些實施例的前面描述將更好理解。在附圖圖示各個實施例的功能塊的簡圖的意義上,功能塊不一定指示硬件電路系統(tǒng)之間的劃分。因此,例如,功能塊的一個或多個(例如處理器或存儲器)可在單件硬件(例如,通用信號處理器、微控制器、隨機存取存儲器、硬盤等)中實現(xiàn)。類似地,程序可以是獨立程序,可結合為操作系統(tǒng)中的子例程,可以是所安裝軟件包中的功能,等等。各個實施例并不局限于附圖所示的布置和工具。
本書面描述使用示例來公開本發(fā)明主題的若干實施例,并且還使本領域的任何技術人員能夠實施本發(fā)明主題的實施例,包含制作和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何包含的方法。本發(fā)明主題的可取得專利的范圍由權利要求書限定,并且可包含本領域的技術人員想到的其他示例。如果這類其他示例具有沒有不同于權利要求書的文字語言的結構元件,或者如果它們包含具有與權利要求書的文字語言的無實質差異的等效結構元件,則它們意圖處于權利要求書的范圍之內。