專利名稱：用于使用光源傳遞數(shù)據(jù)的方法和設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明通常涉及的領域是對光源(具體但不專門是高強度放電(HID)燈)進行驅(qū)動。
背景技術(shù)：
典型地，用于照明的光源可能位于難以接近的地方，例如在天花板上/中，或者在 燈具之內(nèi)。因此，難以檢查系統(tǒng)并且獲得將在確定照明系統(tǒng)的狀態(tài)方面有用的與系統(tǒng)有關 的信息，并且難以預測可能需要的維護和/或燈置換。此外，取決于燈的位置，身體接近甚 至可能是危險的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服或者至少減少上述問題。根據(jù)本發(fā)明重要方面，光照系統(tǒng)能夠通過對所生成的光進行調(diào)制來發(fā)送數(shù)據(jù)。注意，對光進行調(diào)制以發(fā)送數(shù)據(jù)的構(gòu)思對于熒光燈、白熾燈、LED的情況已經(jīng)是已 知的。然而，已知的調(diào)制技術(shù)(AM、FM、PWM)因HF(高頻)波動限制和光品質(zhì)約束而不適合 用于HID燈。因此，本發(fā)明的特定目的在于提供一種新的調(diào)制技術(shù)，其尤其適合用于HID燈。因此，在特定方面中，本發(fā)明提出的是，用換向DC電流來操作燈，其中，換向周期 是變化的，以對數(shù)據(jù)進行編碼。因此，燈將總是工作在恒定燈電流，并且頻譜仍然可與“普 通”HID燈的頻譜相比。在從屬權(quán)利要求中提及其它有利細節(jié)。


將通過以下結(jié)合附圖描述一個或多個優(yōu)選實施例來進一步解釋本發(fā)明的這些和 其它方面、特征以及優(yōu)點，在附圖中，相同標號表示相同或相似的部分，并且其中圖1示意性示出燈具；圖2示意性示出電子驅(qū)動器的框圖；圖3是示意性示出換向燈電流的圖線；圖4示意性示出接收機的框圖。
具體實施例方式圖1示意性示出靠著天花板101而安裝的燈具100。燈具100包含至少一個HI D 燈2。圖2示意性示出用于HID燈2的電子驅(qū)動器1的示例性實施例的框圖。驅(qū)動器1 包括輸入端子3，用于連接到市電電源(例如230V@50Hz)；整流部分4，用于對電源電壓進 行整流；以及轉(zhuǎn)換器部分5，用于將從整流部分4接收到的整流后的電壓轉(zhuǎn)換為基本恒定的電流。此外，驅(qū)動器1包括換向器部分10，用于對轉(zhuǎn)換器部分5所提供的輸出電流進行換 向。在所描述的實施例中，換向器部分10具有公知的H形橋配置，包括串聯(lián)布置的兩個開 關11、12，它們與串聯(lián)布置的兩個電容器13、14并聯(lián)。用于連接燈2的燈輸出端子15、16分 別耦合到兩個開關11、12之間的節(jié)點A以及兩個電容器13、14之間的節(jié)點B?？刂破?0具 有輸出端子21、22，其分別耦合到兩個開關11、12的控制輸入端子。這種通常的驅(qū)動器設計 本身是已知的，并且在此無需更詳細地解釋這種設計及其操作。
注意，對于實現(xiàn)燈電流供給，存在各種其它可能性。例如，換向器可以具有本身已知的全橋配置，而不是半橋配置。還注意，驅(qū)動器1還可以包括點火電路，但這未在圖中示出。在其輸出端子21、22處，控制器20生成分別用于兩個開關11，12的控制信號，從 而交替斷開和閉合這些開關。假設燈開啟(ON)，取決于哪個開關斷開以及哪個開關閉合，燈 電流要么從節(jié)點A流動到節(jié)點B，或者反之亦然。圖3是示意性示出作為時間函數(shù)的燈電流 的圖線。從節(jié)點A到節(jié)點B的電流流動方向表示為“正”電流，而從節(jié)點B到節(jié)點A的電流 流動方向表示為“負”電流。電流的量級(絕對值)保持基本上恒定。在圖3中，電流在時間t0從負變?yōu)檎?，在時間tl從正變?yōu)樨摚跁r間t2再次從 負變?yōu)檎?。整個電流循環(huán)具有循環(huán)持續(xù)時間T = t2-t0。這種循環(huán)也將表示為電流周期或 換向周期，并且包含兩次換向。電流在其期間為正的電流間隔將表示為正電流間隔31，其 具有正電流間隔持續(xù)時間T+ = tl-tO。電流在其期間為負的電流間隔將表示為負電流間隔 32，其具有負電流間隔持續(xù)時間T_ = t2-tl。顯然，T = T++T_占空比Δ將表示為Δ = Τ+/Τ_。典型地，tl = t2，從而Δ = 0. 5，使得平均電流 等于零；然而，這對于實踐本發(fā)明并非是必要的。此外，循環(huán)持續(xù)時間典型地處于大約IOms 的量級，但是循環(huán)持續(xù)時間的確切值典型地對于理解本發(fā)明并非是必要的。根據(jù)本發(fā)明重要方面，控制器20被設計為在保持占空比Δ的同時，改變循環(huán)持 續(xù)時間Τ，以發(fā)送數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)可以是控制器內(nèi)部的數(shù)據(jù)，或在數(shù)據(jù)輸入24處接收到的數(shù) 據(jù)。因此，控制器20能夠?qū)顟B(tài)信息傳遞到由維護人員在距燈具100 —段距離處握持的接 收機200 (見圖1)。在實施例中，循環(huán)持續(xù)時間T可以取兩個值Tl和Τ2，其中，Τ2 > Tl。圖3也示出 該情況。圖4是示意性示出適合于與控制器20的該實施例協(xié)作的接收機200的可能實施 例的框圖。光傳感器201從燈2接收光，并且生成包含換向信息的信號。該信號為基準時 鐘202所接收，并且為比較器210的第一輸入所接收。受來自光傳感器201的輸入信號所 觸發(fā)，基準時鐘202生成基準定時信號，其表示Tl與Τ2之間的基準持續(xù)時間。根據(jù)來自光 傳感器201的輸入信號，比較器210確定循環(huán)持續(xù)時間Τ，并且將其與從基準時鐘202接收 到的基準進行比較。如果循環(huán)持續(xù)時間T長于該基準，則比較器210判斷輸出具有第一值 (例如“1”)的信號，如果循環(huán)持續(xù)時間T短于該基準，則比較器210判斷輸出具有第二值 (例如“0”)的信號。因此，每一換向循環(huán)可以表示數(shù)字數(shù)據(jù)的一個比特。原則上，可以執(zhí)行上述操作，從而每一電流間隔31、32表示一個數(shù)據(jù)比特。在此情 況下，比較器210將考慮兩個連續(xù)換向時刻之間的時間。然而，這可能導致的不期望的效果 是平均燈電流不等于零。因此，優(yōu)選的是，一個數(shù)據(jù)比特由一個換向周期表示，從而比較器 210將考慮具有相同方向(要么從正到負，要么從負到正)的兩次連續(xù)換向之間的時間。
注意，只要持續(xù)時間不取極端值，燈就將不受改變換向周期的持續(xù)時間的影響。還有可能的是，一個數(shù)據(jù)比特由換向周期的整數(shù)倍(即2T、3T、4T等)表示，但這 將減少數(shù)據(jù)吞吐容量。
在上述示例中，換向周期的持續(xù)時間存在兩個可能值，用一個數(shù)據(jù)比特進行編碼。 然而，還有可能的是，換向周期的持續(xù)時間存在更多可能值，從而每一換向周期可以包含更 多信息。例如，如果換向周期的持續(xù)時間存在4個可能值，則每一換向周期可以編碼為0、1、 2或3，對應于兩個數(shù)據(jù)比特。通常，如果用于換向周期的持續(xù)時間的值的可能數(shù)量等于2m， 則每一換向周期可以編碼為m個數(shù)據(jù)比特。當然，接收機應該合適地適用于能夠檢測不同的持續(xù)時間值，這對于本領域技術(shù) 人員應該是清楚的。總之，本發(fā)明提供一種用于驅(qū)動光源——具體地是HID燈(2)——的方法。所述方 法包括以下步驟-提供用于給所述燈供電的換向DC電流；以及改變換向周期T，以發(fā)送數(shù)據(jù)。在實施例中，每一換向周期T的持續(xù)時間被設置為等于兩個可能值(T1，T2)之一， 從而對數(shù)字比特進行編碼。雖然已經(jīng)在附圖和前面的描述中示出并且描述了本發(fā)明，但本領域技術(shù)人員應理 解，這些說明和描述被認為是說明性或示例性的，而非限制性的。本發(fā)明不限于所公開的實 施例；此外，在所附權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的保護范圍內(nèi)若干變化和修改是可能的。通過研究附圖、說明書以及所附權(quán)利要求書，本領域技術(shù)人員通過實踐要求保護 的本發(fā)明可以理解并且實現(xiàn)所公開實施例的其它變化。在權(quán)利要求書中，詞語“包括”并不 排除其它元件或步驟，并且不定冠詞“一”并非排除多個。單個處理器或其它單元可以實現(xiàn) 權(quán)利要求中所陳述的若干項的功能。在相互不同的從屬權(quán)利要求中陳述特定措施的純粹事 實并非表示這些措施的組合不能被有利地使用。計算機程序可以被存儲/分布在合適的 介質(zhì)(例如連同其它硬件一起提供或者作為其它硬件一部分的光學存儲介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)) 上，但也可以按其它形式(例如經(jīng)由因特網(wǎng)或其它有線電信系統(tǒng)或無線電信系統(tǒng))來分布。 權(quán)利要求中的任意標號不應解釋為對范圍進行限制。在上面，已經(jīng)參照框圖解釋了本發(fā)明，框圖示出根據(jù)本發(fā)明的設備的功能塊。應理 解，可以通過硬件來實現(xiàn)這些功能塊中的一個或多個，其中，所述功能塊的功能由單獨硬件 組件來執(zhí)行，但也可能的是，以軟件來實現(xiàn)這些功能塊中的一個或多個，從而所述功能塊的 功能由計算機程序的一個或多個程序行或可編程設備(例如微處理器、微控制器、數(shù)字信 號處理器等)來執(zhí)行。
權(quán)利要求
一種用于驅(qū)動光源——尤其是HID燈(2)——的方法，所述方法包括以下步驟提供用于給所述燈供電的DC換向電流；以及改變換向周期(T)，以發(fā)送數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，每一換向周期(T)的持續(xù)時間被設置為等于兩個可能 值(T1，T2)之一，從而對數(shù)字比特進行編碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，還包括以下步驟 -接收數(shù)據(jù)比特；-確定所述數(shù)據(jù)比特是具有第一值(“O”)還是第二值(“1”)； -取決于所述確定操作的結(jié)果，將換向周期的持續(xù)時間(T)設置為等于所述兩個可能 值(Τ1，Τ2)中的第一個(Tl)，或者等于所述兩個可能值(Τ1，Τ2)中的的第二個(Τ2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，每一換向周期(T)的持續(xù)時間被設置為等于N個可能 值之一，N是正整數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中，N= 2m，m是正整數(shù)，從而每換向周期編碼為m比特。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，包括以下步驟 接收m個數(shù)據(jù)比特；-在從O到2m-l范圍中確定這m個比特的值；_取決于所述確定操作的結(jié)果，將換向周期(T)的持續(xù)時間設置為等于所述N個可能值之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括以下步驟 -確定多個M個連續(xù)換向周期，M是正整數(shù)；-將所述多個M個連續(xù)換向周期中的每一換向周期的持續(xù)時間設置為等于N個可能值 之一，N是正整數(shù)。_從而所述多個M個連續(xù)換向周期編碼為m個數(shù)據(jù)比特，其中，M = 2Iog(N)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，每一換向周期具有l(wèi)_25ms范圍中的持續(xù)時間。
9.用于光源——尤其是HID燈(2)的電子驅(qū)動器(1)，包括 _電流生成裝置(4，5)，用于生成DC電流；-換向器部分(10)，用于接收該DC電流，并且提供換向燈電流； -控制器(20)，控制換向時刻(T1，T2)的定時；其中，所述控制器(20)適用于改變換向周期(T)，以便經(jīng)由所述燈所發(fā)射的光來發(fā)送 數(shù)據(jù)。
10.照明系統(tǒng)(100)，包括至少一個光源一尤其是HID燈(2)，所述系統(tǒng)還包括根 據(jù)權(quán)利要求9的電子驅(qū)動器(1)。
11.接收機(200)，用于接收由根據(jù)權(quán)利要求10的照明系統(tǒng)(100)所發(fā)射的光，并且對 其進行解碼，所述接收機包括-光傳感器(201)，用于接收光，并且生成電輸出信號； -基準裝置(202)，用于生成定時基準；-比較器(210)，用于對光傳感器輸出信號中出現(xiàn)的換向定時與所述定時基準進行比 較，并且基于所述比較操作的結(jié)果，輸出數(shù)據(jù)信號，所述數(shù)據(jù)信號反映接收到的光信號的數(shù) 據(jù)內(nèi)容。
全文摘要
描述了一種用于驅(qū)動光源——尤其是HID燈(2)——的方法，所述方法包括以下步驟提供用于給所述燈供電的DC換向電流；以及改變換向周期(T)，以發(fā)送數(shù)據(jù)。在實施例中，每一換向周期(T)的持續(xù)時間被設置為等于兩個可能值(T1，T2)之一，從而對數(shù)字比特進行編碼。
文檔編號H05B37/02GK101810059SQ200880108904
公開日2010年8月18日 申請日期2008年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月26日
發(fā)明者J·P·沃納爾斯, V·梅爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司