用于經(jīng)由負(fù)載電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê脱b置以及照明系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】用于經(jīng)由負(fù)載電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê脱b置以及照明系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制發(fā)光機(jī)構(gòu)的操作設(shè)備的方法和裝置。本發(fā)明尤其涉及如下方法和裝置，即其中，具有多個(gè)數(shù)據(jù)比特的數(shù)據(jù)包可經(jīng)由負(fù)載電路被傳輸，通過(guò)該負(fù)載電路實(shí)現(xiàn)了能量的供應(yīng)。
[0002]為了對(duì)發(fā)光機(jī)構(gòu)進(jìn)行亮度控制，可以使用調(diào)光裝置。在例如燈泡的傳統(tǒng)的發(fā)光機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上工作的發(fā)光裝置中，亮度調(diào)節(jié)可以在調(diào)光裝置中通過(guò)發(fā)光裝置的供電電壓的相位切割或相位截?cái)鄟?lái)實(shí)現(xiàn)。其中發(fā)光裝置的功率被降低，同時(shí)，在供電電壓的過(guò)零之后或之前產(chǎn)生短暫的供電電壓的中斷，從而根據(jù)該中斷的持續(xù)時(shí)間來(lái)減小發(fā)光裝置的功率。
[0003]控制裝置可被用于亮度控制或者色彩控制以便向發(fā)光機(jī)構(gòu)的操作設(shè)備發(fā)送控制信號(hào)。設(shè)置在操作設(shè)備中的分析電路對(duì)這些控制信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，并相應(yīng)地調(diào)整亮度。這樣的控制也可被用于色彩控制。這種類型的控制技術(shù)尤其適用于基于氣體放電燈或者發(fā)光二極管(LED)形式的發(fā)光機(jī)構(gòu)的照明設(shè)備。
[0004]公知的應(yīng)被用在上述類型的控制裝置中的、用于調(diào)光裝置的凸進(jìn)式插座具有按雙導(dǎo)線系統(tǒng)方式的布線。相應(yīng)地，該控制裝置具有用于連接至電源的相導(dǎo)線的輸入端子以及用于連接至負(fù)載的輸出端子。但是，通常在現(xiàn)有的凸進(jìn)式插座中沒(méi)有用于零線的端子。當(dāng)經(jīng)由負(fù)載電路向非阻抗性負(fù)載供電時(shí)，在流經(jīng)負(fù)載電路的電流與供電電壓之間產(chǎn)生相移。為了實(shí)現(xiàn)在時(shí)間上與供電電壓協(xié)調(diào)的數(shù)據(jù)傳輸，必須對(duì)供電電壓的相位進(jìn)行檢測(cè)。
[0005]本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于經(jīng)由負(fù)載電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê脱b置，該方法和裝置適用于基于非傳統(tǒng)的發(fā)光機(jī)構(gòu)的發(fā)光裝置，并且使得經(jīng)由供電電壓的影響可靠地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0006]該任務(wù)通過(guò)具有在獨(dú)立的權(quán)利要求中所提供的技術(shù)特征的控制裝置、方法以及照明系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求限定了本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)。
[0007]根據(jù)實(shí)施方式提供一種用于由控制裝置經(jīng)由負(fù)載電路向負(fù)載進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，該方法尤其用于向發(fā)光機(jī)構(gòu)的操作設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在該方法中對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制以增大控制裝置的輸入端子與輸出端子之間的導(dǎo)通路徑的阻抗。在該控制裝置中對(duì)電壓進(jìn)行檢測(cè)以識(shí)別供電電壓的相位。隨后根據(jù)所識(shí)別的相位以及根據(jù)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有針對(duì)性地影響供電電壓以便進(jìn)行數(shù)據(jù)包的傳輸。
[0008]即使控制裝置被連接在雙導(dǎo)線系統(tǒng)中并且不具有用于供電電壓零線的輸入端，此種方法也能夠進(jìn)行相位的檢測(cè)，尤其是供電電壓的過(guò)零的檢測(cè)。由此可在供電電壓的半波序列上對(duì)例如相位切割或相位截?cái)嘞辔磺懈詈?或相位截?cái)嘤嗅槍?duì)性地進(jìn)行調(diào)制以便傳輸具有多個(gè)數(shù)據(jù)比特的數(shù)據(jù)包。
[0009]可在一定持續(xù)時(shí)間內(nèi)將控制裝置的輸入端子與輸出端子之間的導(dǎo)通路徑切換至高阻抗?fàn)顟B(tài)，該持續(xù)時(shí)間小于或者等于集成在發(fā)光機(jī)構(gòu)中的能量存儲(chǔ)設(shè)備(例如充電電容器)可一直維持發(fā)光機(jī)構(gòu)的運(yùn)行的持續(xù)時(shí)間。從而可在不中斷發(fā)光機(jī)構(gòu)的運(yùn)行的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)供電電壓的相位的識(shí)別?？稍谝欢ǔ掷m(xù)時(shí)間內(nèi)將控制裝置的輸入端子與輸出端子之間的導(dǎo)通路徑切換至高阻抗?fàn)顟B(tài)，該導(dǎo)通路徑大于或者等于操作設(shè)備的抑制電容器(也稱為X-電容器)放電的持續(xù)時(shí)間。以此方式可對(duì)供電電壓的過(guò)零可靠地進(jìn)行識(shí)別。
[0010]通過(guò)開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換將控制裝置切換至斷開(kāi)狀態(tài)，由此供電電壓與負(fù)載之間的電流通過(guò)控制裝置被大大的減小或者完全被中斷?？稍谳^短持續(xù)時(shí)間內(nèi)有針對(duì)性地將控制裝置切換至斷開(kāi)狀態(tài)以便對(duì)供電電壓的相位進(jìn)行識(shí)別。這可在長(zhǎng)度最多15毫秒的持續(xù)時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)?？稍诳刂蒲b置被切換至高阻抗的斷開(kāi)狀態(tài)的同時(shí)對(duì)該控制裝置中的電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0011]在該方法中可對(duì)經(jīng)由輸出端子流向負(fù)載的電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)。可在電流的過(guò)零處將開(kāi)關(guān)切換至斷開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)檢測(cè)到調(diào)節(jié)元件的操作并且通過(guò)控制裝置流向操作設(shè)備的電流具有過(guò)零時(shí)，則可有針對(duì)性地將開(kāi)關(guān)切換至斷開(kāi)狀態(tài)。對(duì)供電電壓的相位的檢測(cè)可包括在開(kāi)關(guān)被切換至斷開(kāi)狀態(tài)期間對(duì)在控制裝置中被檢測(cè)的電壓的過(guò)零的檢測(cè)。為了數(shù)據(jù)包的傳輸可在一定時(shí)間段內(nèi)影響供電電壓，該時(shí)間段依賴于所檢測(cè)的電壓的過(guò)零出現(xiàn)時(shí)間。為此可例如有針對(duì)性地并且在時(shí)間上與供電電壓的過(guò)零協(xié)調(diào)地降低供電電壓，以生成相位切割和/或相位截?cái)唷?br>[0012]可生成供電電壓的至少一個(gè)半波的相位切割和/或相位截?cái)?。為此可按照與供電電壓的過(guò)零出現(xiàn)時(shí)間點(diǎn)的預(yù)定時(shí)間關(guān)系對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。針對(duì)供電電壓的兩個(gè)具有不同符號(hào)的半波中的至少一個(gè)可分別生成相位切割和/或相位截?cái)?。供電電壓的每個(gè)全波可以傳輸兩個(gè)數(shù)據(jù)比特。針對(duì)供電電壓的半波序列的多個(gè)半波可選擇性地分別生成相位切割和/或相位截?cái)?，以便?duì)調(diào)光值和/或色彩值進(jìn)行編碼。數(shù)據(jù)比特串可具有至少一個(gè)起始位、用于調(diào)光值和/或色彩值的編碼的比特碼以及至少一個(gè)停止位。數(shù)據(jù)比特串可包括例如至少十個(gè)比特。在其它配置中數(shù)據(jù)比特串可包括至少一個(gè)起始位、指示調(diào)光值和/或色彩值的遞增或者遞減的比特碼以及至少一個(gè)停止位。為了生成相位切割和/或相位截?cái)?，可在時(shí)間上與所識(shí)別的相位協(xié)調(diào)地將開(kāi)關(guān)切換至斷開(kāi)狀態(tài)。這能夠?qū)蓚€(gè)開(kāi)關(guān)的(例如兩個(gè)功率半導(dǎo)體元件的)串聯(lián)電路連接在輸入端子與輸出端子之間，以便不但可以針對(duì)正的半波還可以針對(duì)負(fù)的半波生成相位截?cái)嗷蛳辔磺懈睢?br>[0013]可將控制裝置的輸入端子與電源(例如電網(wǎng)電壓源)的相導(dǎo)線相連接?？蓪⒖刂蒲b置的輸出端子與負(fù)載電路相連接?？刂蒲b置不必具有針對(duì)電源的零線的端子。
[0014]可對(duì)控制裝置的調(diào)節(jié)元件的操作進(jìn)行監(jiān)測(cè)。調(diào)節(jié)元件可包括例如一個(gè)按鈕或多個(gè)按鈕、可旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)元件或者其它可操作元件。當(dāng)識(shí)別到調(diào)節(jié)元件的操作時(shí)，可執(zhí)行對(duì)開(kāi)關(guān)的控制，通過(guò)該控制將控制裝置的輸入端子與輸出端子之間的導(dǎo)通路徑切換為高阻抗?？刂齐娐房捎稍诳刂蒲b置的輸入端子與輸出端子之間跌落的電壓生成用于控制電路運(yùn)行的供電電壓。控制裝置可被這樣設(shè)計(jì)，使得只有當(dāng)識(shí)別到調(diào)節(jié)元件的操作時(shí)才選擇性地為控制電路供電。
[0015]根據(jù)另一實(shí)施方式提供了一種被設(shè)置用于經(jīng)由負(fù)載電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂蒲b置。該控制裝置包括輸入端子，其被設(shè)置為與電源的相導(dǎo)線相連接。該控制裝置包括輸出端子，其被設(shè)置用于與用于向負(fù)載供電的負(fù)載電路相連接?？刂蒲b置包括控制電路，其被設(shè)置用于中斷負(fù)載的電流供應(yīng)?？刂齐娐繁辉O(shè)置用于在負(fù)載的電流供應(yīng)被中斷期間檢測(cè)控制裝置中的電壓，以便識(shí)別供電電壓的電位?？刂齐娐繁辉O(shè)置用于根據(jù)所識(shí)別的相位以及根據(jù)要傳輸用于數(shù)據(jù)包傳輸?shù)臄?shù)據(jù)來(lái)影響供電電壓。
[0016]控制裝置可包括輸入端子與輸出端子之間的開(kāi)關(guān)，控制電路連接到該開(kāi)關(guān)，以便將該開(kāi)關(guān)切換至斷開(kāi)狀態(tài)。這可將兩個(gè)開(kāi)關(guān)的(例如兩個(gè)功率半導(dǎo)體元件的)串聯(lián)電路插接在輸入端子與輸出端子之間?？蓪⒖刂齐娐放c兩個(gè)功率半導(dǎo)體元件的柵極相連接，以便通過(guò)對(duì)柵極處的電位的影響分別將兩個(gè)開(kāi)關(guān)中的至少一個(gè)切換至高阻抗?fàn)顟B(tài)。可將連接兩個(gè)功率半導(dǎo)體元件這樣電連接，以使得當(dāng)電源提供電壓時(shí)，兩個(gè)功率半導(dǎo)體元件持續(xù)以低阻抗?fàn)顟B(tài)運(yùn)行，并且只是由控制電路有針對(duì)性地切換至斷開(kāi)狀態(tài)。
[0017]控制裝置可以是調(diào)光裝置。
[0018]控制裝置的進(jìn)一步改進(jìn)以及由其改進(jìn)所實(shí)現(xiàn)的各種效果適應(yīng)于該方法的進(jìn)一步改進(jìn)。
[0019]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式將提供一種照明系統(tǒng)。該發(fā)光機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)用于發(fā)光機(jī)構(gòu)的操作設(shè)備以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的控制裝置。該控制裝置經(jīng)由負(fù)載電路與至少一個(gè)操作設(shè)備相連接。
[0020]該至少一個(gè)操作設(shè)備可包括充電電容器，這樣設(shè)置該充電電容器以使得，發(fā)光機(jī)構(gòu)在控制裝置為了識(shí)別供電電壓的相位而中斷電力供應(yīng)的時(shí)間段內(nèi)可持續(xù)運(yùn)行。至少一個(gè)控制裝置可進(jìn)一步包括抑制電容器，該抑制電容器與操作設(shè)備的輸入端子并聯(lián)連接。至少一個(gè)操作設(shè)備可包括分析電路，該分析電路檢測(cè)供電電壓的相位切割和/或相位截?cái)嗟拇嬖?。該分析電路可被設(shè)置用于既在正的供電電壓的半波也在負(fù)的供電電壓的半波檢測(cè)相位切割和/或相位截?cái)嗟拇嬖凇７治鲭娐房杀辉O(shè)置用于通過(guò)被調(diào)制的供電電壓的半波序列的相位切割和/或相位截?cái)嗟男蛄衼?lái)確定調(diào)光值和/或色彩值。操作設(shè)備的分析電路可被設(shè)置用于根據(jù)相位切割和/或相位截?cái)嗟男蛄羞M(jìn)行亮度改變和/或顏色改變。
[0021]至少一個(gè)操作設(shè)備可包括至少一個(gè)LED轉(zhuǎn)換器。