專利名稱：用于將信息編碼在ac線路電壓上的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本公開內(nèi)容總體 上針對用于將信息編碼在AC線路電壓上的創(chuàng)造性方法和裝置。 更具體地，在此公開的各種創(chuàng)造性方法和裝置涉及經(jīng)由經(jīng)編碼的AC功率信號對照明設備 進行控制。
背景技術：
在各種照明應用中，常常期望對由一個或多個光源所產(chǎn)生的光的強度進行調(diào) 節(jié)。這通常是經(jīng)由用戶操作的設備而完成的，這類設備通常被稱為“調(diào)光器”，其對 輸送給光源的功率進行調(diào)節(jié)。已知多種類型的常規(guī)調(diào)光器允許用戶經(jīng)由某些類型的用戶 界面(例如，通過旋轉(zhuǎn)和移動常被安裝在接近期望對光級進行調(diào)節(jié)的區(qū)域的墻壁上的旋 鈕、滑塊，等等)對一個或多個光源的光輸出進行調(diào)節(jié)。某些調(diào)光器的用戶界面還可以 配備有開關/調(diào)節(jié)機構，其使一個或多個光源能夠被瞬間地關閉和開啟，并且在開啟時 使它們的光輸出逐漸地變化。許多用于一般室內(nèi)或室外照明的照明系統(tǒng)常由交流(“AC” )電源供電，這類 電源通常被稱為“線路電壓”(例如，120 (RMS，有效)伏60Hz、220 (RMS,有效)伏 50Hz)。AC調(diào)光器通常接收AC線路電壓作為輸入，并且某些常規(guī)調(diào)光器提供具有一個 或多個可變參數(shù)的AC信號輸出，這些參數(shù)具有響應于用戶對調(diào)光器的操作而對輸出信號 的平均電壓(并且因此對AC輸出信號輸送功率的能力)做出調(diào)節(jié)的效果。這一調(diào)光器 輸出信號一般應用于，例如，安裝在與調(diào)光器輸出端相耦合的常規(guī)插座或固定裝置(這 樣的插座或固定裝置有時被稱為在“調(diào)光器電路”上)中的一個或多個光源。常規(guī)AC調(diào)光器可被配置用于以多種不同的方式控制輸送到一個或多個光源的功 率。例如，用戶界面的調(diào)節(jié)可致使調(diào)光器增大或減小AC調(diào)光器輸出信號的電壓振幅。 在其他配置中，用戶界面的調(diào)節(jié)可致使調(diào)光器(例如，通過“削減”部分AC電壓周期) 對AC調(diào)光器輸出信號的占空比進行調(diào)節(jié)。這一技術有時被稱為(基于輸出信號的可調(diào) 相位角度的)“相位調(diào)制”。這種類型的最常用的調(diào)光器也許會采用TRIAC(雙向晶閘 管)設備，其被選擇性地操作，以通過斬掉AC電壓半周期的上升部分(即，在零交叉點 之后和峰值之前)對調(diào)光器輸出信號的占空比進行調(diào)節(jié)(即，對相位角度進行調(diào)節(jié))。其 他類型的調(diào)節(jié)占空比的調(diào)光器可采用柵極關斷晶閘管(gate turn-off(GTOhhyristor)或絕 緣柵雙極型晶體管(insulated-gate bipolar transistors (IGBT))，其被選擇性地操作，以斬掉 AC電壓半周期的下降部分(即，在峰值之后和零交叉點之前)。圖1概括地示例說明了一些常規(guī)的AC調(diào)光器實施。特別是，圖1示出了可以向 一個或多個常規(guī)光源提供功率的AC電壓波形302的范例(例如，代表標準線路電壓)。 圖1還示出了響應于用戶界面305的通用AC調(diào)光器304。在上面所討論的第一實施中， 調(diào)光器304被配置用以輸出波形308，其中調(diào)光器輸出信號的振幅307可經(jīng)由用戶界面 305進行調(diào)節(jié)。在上面所討論的第二實施中，調(diào)光器304被配置用以輸出波形309，其中 波形309的占空比306可經(jīng)由用戶界面305進行調(diào)節(jié)。
兩種前述技術都具有調(diào)節(jié)施加在光源上的平均功率的效果，其轉(zhuǎn)而對光源所產(chǎn) 生的光的強度進行調(diào)節(jié)。白熾光源特別適合于這種類型的操作，因為當有電流以任意方 向流經(jīng)燈絲時它們都產(chǎn)生光；伴隨著施加到光源上的AC信號的RMS電壓受到調(diào)節(jié)(例 如，無論是通過對電壓振幅還是占空比的調(diào)節(jié))，輸送到光源的功率也被改變，并且相 應的光輸出亦發(fā)生改變。對于占空比技術而言，白熾光源的燈絲具有熱惰性并且在短期 的電壓中斷中不會完全停止發(fā)光。相應地，由人眼所感覺到的所產(chǎn)生的光在電壓被“斬 斷”時看起來不會閃爍，而是看起來逐漸變化的。其他類型的常規(guī)調(diào)光器提供0-10伏的模 擬信號作為輸出，其中輸出信號的電壓 與所期望的調(diào)光程度成比例。在操作中，這樣的調(diào)光器通常在調(diào)光器輸出電壓為10伏時 提供0%的調(diào)光(即，光輸出“全開”)，而在調(diào)光器輸出電壓為0伏時提供100%的調(diào) 光(即，光輸出“關閉”)。一方面，這些調(diào)光器可被配置用以提供不同的線性或非線 性的輸出電壓曲線(即，輸出電壓與調(diào)光率之間的關系)。還有其他類型的常規(guī)調(diào)光器，例如那些采用了在其中數(shù)據(jù)分組可經(jīng)由一條或多 條數(shù)據(jù)電纜(例如，DMX512電纜)傳輸?shù)揭粋€或多個照明單元的DMX512控制協(xié)議的 調(diào)光器。DMX512數(shù)據(jù)使用RS-485電壓電平和“串級鏈”布線慣例進行發(fā)送。在典型 的DMX512協(xié)議中，數(shù)據(jù)以250kbit/s串行傳輸并且被分組為被稱為“幀”的上至513字 節(jié)的包。第一字節(jié)總是“起始碼”字節(jié)，其將正在發(fā)送的數(shù)據(jù)的類型告知所相連的照明 單元。例如，對于常規(guī)調(diào)光器而言，通常使用零起始碼。而其他類型的常規(guī)調(diào)光器則輸出對應于期望的調(diào)光程度的各種類型的數(shù)字信 號。例如，某些常規(guī)調(diào)光器可以實施數(shù)字信號接口(digitalsignalinterface，DSI)協(xié)議或 者數(shù)字可尋址照明接口(digitaladdressable lighting interface，DALI)協(xié)議。當被配置為 DALI控制器時，調(diào)光器可以尋址和設置DALI網(wǎng)絡中的每個照明單元的調(diào)光狀態(tài)。這可 以通過對網(wǎng)絡中的照明單元分別地進行尋址或者通過向多個照明單元廣播數(shù)字消息以調(diào) 節(jié)其照明屬性而完成。數(shù)字照明技術，S卩，基于半導體光源，例如發(fā)光二極管(“LED” )的照明， 提供對傳統(tǒng)熒光燈、HID燈，以及白熾燈的可行的替代選擇。LED的功能性優(yōu)勢和益 處包括高能量轉(zhuǎn)換和光學效率、耐用性、較低的操作成本以及其他許多。LED技術中 的最新進展提供出高效而耐用的全光譜光源，其使得多種照明效果在許多應用中得以實 現(xiàn)。實施這些光源的某些固定裝置的特征在于照明模塊，包括一個或多個能夠產(chǎn)生例如 紅色、綠色，和藍色之類的不同顏色的LED，以及用于獨立地控制LED的輸出以產(chǎn)生多 種顏色和顏色變化照明效果的處理器，例如，在以引用的方式并入本文中的美國專利第 6,016,038和第6,211,626中所詳述的那些。另外，在美國專利第7,038,399中公開的一些 用于經(jīng)由AC電源向設備供電、并且用于促進在AC電源電路上使用提供了與標準線路電 壓不同的信號的基于LED的光源的方法，在此也以引用的方式并入本文。因此，在本領域中，需要實現(xiàn)將與由例如基于LED的照明單元所產(chǎn)生的光的一 個或多個參數(shù)相關的信息有效地編碼在AC線路電壓上，從而提供經(jīng)編碼的功率信號以用 于控制照明單元并向其供能。

發(fā)明內(nèi)容
本公開涉及一 種利用信息對AC線路電壓進行編碼的創(chuàng)造性的方法和裝置。例 如，可使用控制信息對AC線路電壓進行編碼，例如來自常規(guī)調(diào)光器的輸出信號的調(diào)光信 息，從而提供經(jīng)編碼的AC功率信號。在各種實施方式中，一個或多個照明單元，包括基 于LED的照明單元，可以基于經(jīng)編碼的功率信號而被提供以操作功率并且同時受到控制 (例如，被調(diào)光)。在一種實施中，信息可通過反轉(zhuǎn)AC線路電壓的某些半周期而被編碼 在AC線路電壓上，以產(chǎn)生經(jīng)編碼的AC功率信號，而正半周期與負半周期的比率代表編 碼信息。經(jīng)編碼的信息可涉及由基于LED的照明單元所產(chǎn)生的光的一個或多個參數(shù)(例 如，強度、顏色、色溫等等)。本發(fā)明的一種實施方式針對一種方法，其包括從調(diào)光器的輸出信號得到調(diào)光信 息、利用調(diào)光信息對AC線路電壓進行編碼從而產(chǎn)生具有基本上與AC線路電壓相類似的 RMS值的經(jīng)編碼的AC功率信號，以及至少部分地基于經(jīng)編碼的AC功率信號對至少一個 光源進行控制并向其提供操作功率。另一實施方式涉及一種裝置，其包括用于接收AC線路電壓的第一輸入；用 于接收調(diào)光器的輸出信號的第二輸入；用于產(chǎn)生經(jīng)編碼的AC功率信號的輸出；以及與 第一輸入、第二輸入和輸出相耦合的控制器，用于從調(diào)光器的輸出信號得到調(diào)光信息并 且利用該調(diào)光信息對AC線路電壓進行編碼從而產(chǎn)生經(jīng)編碼的AC功率信號。又一實施方式涉及一種將信息編碼在AC線路電壓上的方法。該方法包括控制多 個與AC線路電壓相連的開關用以反轉(zhuǎn)AC線路電壓的至少一些半周期，從而產(chǎn)生經(jīng)編碼的 AC功率信號，其中經(jīng)編碼的AC功率信號的正半周期與負半周期的比率代表所述信息。另一實施方式涉及一種裝置，其包括多個與AC線路電壓相耦合的開關以及用于 接收信息并且基于所接收的信息對多個開關進行控制的控制器，以反轉(zhuǎn)AC線路電壓的至 少一些半周期，從而產(chǎn)生經(jīng)編碼的AC功率信號，其中經(jīng)編碼的AC功率信號的正半周期 與負半周期的比率代表所接收的信息。在此為了本公開而使用的術語“LED”應當被理解為包括任何電致發(fā)光二極管 或者其他類型的能夠?qū)﹄娦盘栕鞒鲰憫獜亩a(chǎn)生輻射的載流子注入/基于結(jié)的系統(tǒng)。因 此，術語“LED”包括但不限于各種對電流作出響應從而發(fā)光的基于半導體的結(jié)構、 發(fā)光聚合物、有機發(fā)光二極管(organic light emitting diode，OLED)、電致發(fā)光帶，等 等。特別地，術語“LED”指能夠被配置用以在紅外光譜、紫外光譜，以及可見光譜 (一般包括從大約400納米到大約700納米的輻射波長)的各個部分中的一個或多個中產(chǎn) 生輻射的所有類型的發(fā)光二極管(包括半導體和有機發(fā)光二極管)。LED的一些范例包 括但不限于各種類型的紅外LED、紫外LED、紅色LED、藍色LED、綠色LED、黃 色LED、琥珀色LED、橙色LED，以及白色LED (下文將進一步討論)。還應當明白， LED可被配置和/或被控制用以產(chǎn)生具有對于給定光譜的各種帶寬(例如，半高全寬(full widths at halfmaximum),或FWHM)(例如，窄帶、寬帶)，以及在給定的總體顏色分類 之內(nèi)的多種主波長的輻射。例如，被配置用以主要產(chǎn)生白光的LED(例如，白色LED)的一種實施可包括若 干管芯，這些管芯相應地發(fā)射不同的光致發(fā)光光譜，這些光譜結(jié)合起來，混合在一起形 成基本上為白色的光。在另一實施中，白光LED可以與將具有第一光譜的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換為不同的第二光譜的熒光劑材料相關。在這一實施的一個范例中，具有相對較短的波長 和較窄帶寬的光譜的電致發(fā)光會“激勵”熒光劑材料，其轉(zhuǎn)而輻射出具有稍微更寬的光 譜的、波長更長的輻射。還應當理解，術語“LED”不對LED的物理和/或電氣封裝類型作出限制。 例如，如上文所討論，LED可以指具有(能夠或不能夠被單獨控制的)多個被配置用以 相應地發(fā)出不同的光譜輻射的管芯的單個發(fā)光設備。另外，LED可以與被視為LED(例 如，某些類型的白色LED)的整體部分的熒光劑相關。一般而言，術語“LED”可以指 封裝LED、非封裝LED、表面安裝LED、板載芯片LED、T形 封裝安裝LED、徑向封裝 LED、功率封裝LED、包含某些類型的包裝和/或光學元件(例如，漫射透鏡)的LED，等等。術語“光源”應當被理解為指代多種輻射源中的任何一個或多個，輻射源包括 但不限于基于LED的光源(包括一個或多個如上文所定義的LED)、白熾光源(例如， 燈絲燈、鹵素燈)、熒光光源、熒光光源、高強度放電光源(例如，鈉蒸汽燈、汞蒸汽燈 以及金屬鹵化物燈)、激光、其他類型的電致發(fā)光光源、熱致發(fā)光光源(例如，火焰)、 燭光發(fā)光光源(例如，氣罩燈、碳弧輻射源)、光致發(fā)光光源(例如，氣體放電光源)、 使用電子飽和的陰極發(fā)光光源、電流發(fā)光光源、晶體發(fā)光光源、顯像管發(fā)光光源、熱發(fā) 光光源、摩擦發(fā)光光源、聲致發(fā)光光源、輻射發(fā)光光源，以及發(fā)光聚合物。給定的光源可被配置用以產(chǎn)生在可見光譜以內(nèi)、可見光譜以外或者兩者的組合 中產(chǎn)生電磁輻射。因此，術語“光”和“輻射”在此可以互換使用。此外，光源可以 包括一個或多個濾鏡(例如，濾色鏡)、透鏡或其他光學部件作為其整體部件。另外， 應當理解，光源可被配置用于多種應用，包括但不限于指示、顯示和/或照明。“照 明源”是被特別配置用以產(chǎn)生具有足夠的強度來有效地照亮室內(nèi)或室外空間的輻射的光 源。就此而論，“足夠的強度”指的是產(chǎn)生于空間或環(huán)境中用以提供環(huán)境照明(即，可 能被間接地感覺到并且可能在被整體地或部分地感覺到之前在多個介于中間的表面中的 一個或多個上反射的光)的在可見光譜內(nèi)的足夠的輻射功率(在輻射功率或“光通量”方 面，常常采用單位“流明”來代表在所有方向中來自光源的總光輸出)。術語“光譜”應當被理解為指由一個或多個光源所產(chǎn)生的輻射的任何一個或多 個頻率(或波長)。相應地，術語“光譜”不僅指在可見光范圍內(nèi)的頻率(或波長)， 而且還指在紅外、紫外以及整個電磁光譜的其他區(qū)域中的頻率(或波長)。另外，給定的 光譜可具有相對較窄的帶寬(例如，具有基本上很少的頻率或波長成分的FWHM)或者相 對較寬的帶寬(具有各種相對強度的幾個頻率或波長成分)。還應當明白，給定的光譜 可能是兩個或多個其他光譜相混合(例如，對分別從多個光源發(fā)出的輻射進行混合)的結(jié)^ ο就本公開而言，術語“顏色”可以與術語“光譜”互換使用。但是，術語“顏 色” 一般主要用于指輻射的可由觀察者所感知的屬性(盡管這種用法無意對這一術語的范 圍進行限制)。相應地，術語“不同的顏色”隱指具有不同波長成分和/或帶寬的多個 光譜。還應當明白，術語“顏色”可以與白光和非白光相關地使用。術語“色溫”在此一般與白光相關地使用，盡管這種用法無意對這一術語的范 圍進行限制。色溫主要指白光的特定色彩構成或色彩漸變(例如，泛紅、泛藍)。給定的輻射樣本的色溫常規(guī)上用根據(jù)基本上輻射出與所討論的輻射樣本相同的光譜的黑體 輻射體的以開氏度(CiegreesKelvin(K))進行度量的溫度來表征。黑體輻射體色溫一般在 從(通常被認為是人眼所首先可見的)大約700K度到IOOOOK度以上的范圍內(nèi)；一般在 1500K-2000K度的色溫上可以感覺到白光。較低的色溫一般表示白光具有更多的紅色成分或者“較暖的感覺”，而較高的 色溫一般表示白光具有更多的藍色成分或者“較冷的感覺”。舉例來說，火具有大約 1800K度的色溫，常規(guī)白熾燈泡具有大約2848K度的色溫，清晨的日光具有大約3000K 度的色溫，而陰沉的正午天空具有大約10000K度的色溫。彩色圖像在具有大約3000K 度色溫的白光下看時其具有相對泛紅的色調(diào)，而同一彩色圖像在具有大約10000K度色溫 的白光下看時其具有相對泛藍的色調(diào)。術語“照明固定 裝置”在此用來指一個或多個照明單元在特定的形式因子、裝 配或封裝中的實施或布置。術語“照明單元”在此用來指包含有一個或多個相同或不同 類型的光源的裝置。給定的照明單元可以具有多種用于光源的安裝布置、外殼/殼體布 置和形狀以及/或者電氣與機械連接配置中的任意一種。相應地，給定的照明單元可選 地可以與關系到光源的操作的各種其他部件(例如，控制電路)相關聯(lián)(例如，包括與其 相耦合和/或與其一同封裝)?！盎贚ED的照明單元”指的是包括獨立的或者與不基 于LED的光源相結(jié)合的如上文所討論的一個或多個基于LED的光源的照明單元?！岸?通道”照明單元指的是包括至少兩個被配置用以相應地產(chǎn)生不同的輻射光譜的光源的基 于LED或不基于LED的照明單元，其中每個不同的光源光譜可被稱為多通道照明單元的
“通道”。術語“控制器”在此一般用來描述與一個或多個光源的操作相關的各種裝置。 控制器能夠以多種方式來實施(例如使用專用硬件)，以執(zhí)行在此所討論的各種功能。
“處理器”是控制器的一個范例，其采用一個或多個可使用軟件(例如，微代碼)進行編 程的微處理器，用以執(zhí)行在此所討論的各種功能。控制器可以使用或不使用處理器來進 行實施，并且還可以實施為執(zhí)行某些功能的專用硬件與執(zhí)行其他功能的處理器(例如， 一個或多個編程的微處理器以及相關電路)的組合?？捎糜诒竟_內(nèi)容的各種實施方式 中的控制器部件的范例包括但不限于常規(guī)微處理器、專用集成電路(applicationspecific integrated circuit (ASIC))以及現(xiàn)場可編程門陣列(field-programmable gate array (FPGA))。在各種實施中，處理器或控制器可以與一個或多個存儲介質(zhì)(在此統(tǒng)稱為“存 儲器”，例如，如RAM、PROM、EPROM和EEPROM的易失性或非易失性的計算機 存儲器，軟盤，高密度磁盤，光盤，磁帶，等等)相關聯(lián)。在某些實施中，存儲介質(zhì)能 夠被編碼有一個或多個程序，當這些程序在一個或多個處理器和/或控制器上運行時， 執(zhí)行至少一些在此所討論的功能。各種存儲介質(zhì)可以固定在處理器或控制器內(nèi)，或者 是可移動式的，使得存儲于其上的一個或多個程序能夠被載入處理器或控制器中，從而 實施在此所討論的本發(fā)明的各個方面。術語“程序”或“計算機程序”在此以通用意 義使用，用來指任何類型的可用于對一個或多個處理器或控制器進行編程的計算機代碼 (即，軟件或微代碼)。術語“可尋址”在此用來指被配置用以接收用于包括其本身在內(nèi)的多個設備的 信息(例如，數(shù)據(jù))、并且選擇性地對用于其的特定信息作出響應的設備(例如，一般而言，光源、照明單元或固定裝置、與一個或多個光源或照明單元相關的控制器或處理 器、其他非照明相關設備，等等)。術語“可尋址”常常與網(wǎng)絡環(huán)境(或“網(wǎng)絡”，下 文將進一步討論)相關地使用，在其中多個設備經(jīng)由某些通信介質(zhì)或媒介相互耦合。在一種網(wǎng)絡實施中，與網(wǎng)絡相耦合的一個或多個設備可以為一個或多個與該網(wǎng) 絡相耦合的其他設備充當控制器(例如，以主/從關系)。在另一實施中，聯(lián)網(wǎng)環(huán)境可以 包括一個或多個被配置用以控制一個或多個與網(wǎng)絡相耦合的設備的專用控制器。一般而 言，與網(wǎng)絡相耦合的多個設備中的每一個可以訪問存在于通信介質(zhì)或媒介上的數(shù)據(jù)；然 而，給定的設備能夠為“可尋址的”，是由于其被配置用以基于例如一個或多個為其分 配的特定標識符(例如，“地址”)而選擇性地與網(wǎng)絡交換數(shù)據(jù)(即，從網(wǎng)絡接收數(shù)據(jù)和 /或向網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù))。在此所使用的術語“網(wǎng)絡”指的是促進與網(wǎng)絡相耦合的任意兩個或多個設備之 間以及/或者多個設備之間的信息傳輸(例如，用于設備控制、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)交換，等 等)的兩個或多個 設備(包括控制器或處理器)的任何互連。如應當很容易地明白的那 樣，適用于互連多個設備的各種網(wǎng)絡實施可以包括多種網(wǎng)絡拓撲中的任意一種并且采用 多種通信協(xié)議中的任意一種。此外，在根據(jù)本公開內(nèi)容的各種網(wǎng)絡中，兩個設備之間的 任何連接都可以代表兩個系統(tǒng)之間的專用連接，或者，備選地，非專用連接。除攜帶用 于所述兩個設備的信息以外，這樣的非專用連接可以攜帶不一定是用于所述兩個設備中 的任何一個的信息(例如，開放式網(wǎng)絡連接)。另外，應當很容易地明白，在此所討論的 設備的各種網(wǎng)絡可以采用一條或多條無線、有線/電纜。以及/或者光纖鏈路，以促進 貫穿整個網(wǎng)絡的信息傳輸。在此所使用的術語“用戶界面”指的是在人類用戶或操作者與一個或多個設備 之間的、使得用戶與所述設備之間能夠進行通信的界面?？捎糜诒竟_內(nèi)容的各種實施 中的用戶界面的范例包括但不限于開關、電位計、按鈕、轉(zhuǎn)盤、滑塊、鼠標、鍵盤、 小鍵盤、各種類型的游戲控制器(例如，操縱桿)、軌跡球、顯示屏、各種類型的圖形用 戶界面(graphical user interface，GUI)、觸摸屏、麥克風以及其他類型的能夠接收由人類 所產(chǎn)生的某些形式的刺激并對其作出響應從而產(chǎn)生信號的傳感器。應當明白，前述概念與在下文中更為詳細地討論的額外的概念的全部組合(只 要這樣的概念不是互不一致的)都被考慮為在此所公開的創(chuàng)造性主題的一部分。特別 是，出現(xiàn)在這一公開內(nèi)容的末尾的所提出的主題的全部組合都被考慮為在此所公開的創(chuàng) 造性主題的一部分。還應當明白，在此被明確地采用并且可能在以引用的方式并入本文 之中的任何公開內(nèi)容中出現(xiàn)的術語，應當被給予和在此所公開的特定概念最為相符的意 義。


在附圖中，相似參考符號一般涉及在各不同視角中的同一部件。另外，附圖不 一定是按比例的，其起強調(diào)作用而一般不是示例說明本發(fā)明的原理。圖1示例說明常規(guī)AC調(diào)光設備的示例性操作；圖2示例說明根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的信息編碼裝置；圖3為示出圖2的根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的信息編碼裝置的各種元件的框圖；圖4示例說明圖3的信息編碼裝置的一部分，其示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式 的采樣電路的細節(jié)；圖5示例說明圖3的信息編碼裝置的一部分，其示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式 的采樣電路的細節(jié)；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的編碼電路的示意圖；圖7A、圖7B、圖7C和圖7D示例說明根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式的、由圖6的 編碼電路所產(chǎn)生的范例信號；以及
圖8示例說明與本發(fā)明的各種實施方式一同使用的照明系統(tǒng)。
具體實施例方式基于LED的光源由于其相對于常規(guī)白熾光源或熒光光源而言相對較高的效率、 較高的強度、較低的成本以及較高水平的可控性，而受到歡迎。雖然有各種類型的常 規(guī)AC調(diào)光器常常被用來控制常規(guī)光源，例如使用AC電源的白熾燈，在某些情況下， 常規(guī)調(diào)光器還可以被用來控制特別配置的基于LED的照明單元，如在例如美國專利第 7,038,399中所討論的單元。如上文中聯(lián)系圖1所討論的，常見的廉價調(diào)光器不一定提供具有與可用AC線路 電壓相同或基本上相同的RMS值的AC功率信號。申請人意識到并且明白，在某些情況 下這可能使得同時向與同一調(diào)光電路相耦合的多個基于LED的照明單元/固定裝置提供 操作功率和調(diào)光信息具有挑戰(zhàn)性。申請人還意識到并且明白，由于市場上隨處可見的廉 價常規(guī)調(diào)光器的眾多種類，具有能夠促進各種類型的調(diào)光器與被配置用以從AC線路電壓 接收操作功率的一個或多個照明單元之間的兼容性的接口將會是有益的。更普遍地，申請人意識到并且明白，將各種類型的信息編碼在AC線路電壓上以 產(chǎn)生可用于向各種電氣裝置同時提供全操作功率和控制信息的經(jīng)編碼的AC功率信號將會 是有益的。鑒于上述情況，本發(fā)明的某些實施方式針對用來自常規(guī)調(diào)光器的輸出信號的調(diào) 光信息對AC線路電壓進行編碼從而產(chǎn)生編碼有調(diào)光信息的AC功率信號的方法和裝置， 其中經(jīng)編碼的AC功率信號具有與AC線路電壓基本上類似的RMS值。圖2示例說明了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的信息編碼裝置50。該裝置包括控 制器100、用于接收AC線路電壓105的第一輸入122以及用于接收產(chǎn)生自信息源110的 輸出信號112的第二輸入124。在一方面，可以通過將第一輸入122與標準墻壁插座相耦 合(例如，第一輸入122可被實施為標準墻壁插頭)而提供AC線路電壓105。裝置50 還包括用以提供經(jīng)編碼的AC輸出功率信號130的輸出126。在一方面，經(jīng)編碼的AC功 率信號130可具有與AC線路電壓105基本上類似的RMS值。在某些實施方式中，信息源110可以是如那些在以上(結(jié)合圖1)所述的常規(guī)調(diào) 光器。相應地，應當明白，在各種實施方式中，可能的輸出信號112的范例包括但不限 于振幅調(diào)制的AC信號、占空比(相位角)調(diào)制的AC信號、0伏-10伏的DC模擬信 號、根據(jù)DMX512協(xié)議的控制數(shù)據(jù)分組或者例如DSI或DALI信號之類的數(shù)字信號，用以 向控制器100提供調(diào)光信息。更普遍地，應當明白，根據(jù)其他實施方式的信息源110可以經(jīng)由輸出信號112向控制器100提供除調(diào)光信息以外的各種類型的信息(例如，光色或 色溫信息)，或者包括調(diào)光信息與其他信息的組合的信息。根據(jù)本發(fā)明的某些實施方式，控制器100可被配置用以與單一類型的輸出信號 112對接。在本發(fā)明的其他實施方式中，控制器100可被配置用以與一個或多個相同或不 同的信息源110對接，這些信息源可以提供各種類型/格式的輸出信號112，例如那些上 述的或其他的信號。在一種實施方式中，多個不同的信息源可以提供相應的基本上不同 的輸出信號，而控制器100可被配置用以在任意給定時刻中在幾個可能的輸出信號間選 擇任何一個用以促進特定類型的信息以及/或者特定類型/格式的輸出信號的編碼。例 如，控制器100可以與輸出占空比調(diào)制的AC信號的第一調(diào)光器以及/或者輸出基于DALI 協(xié)議的數(shù)字信號的第二調(diào)光器相連。在一種范例實施中，如圖2中所示，多個信息源/ 輸出信號間的選擇可經(jīng)由與控制器100相連的可選的用戶界面220而做出。如圖3中所示，根據(jù)一種實施方式，控制器100可包括被設計用以促進由輸出信 號112所提供的調(diào)光和/或其他信息在AC線路電壓105上的編碼的各種部件。例如， 控制器100可包括用于對輸出信號112進行采樣的采樣電路200以及用于將輸入AC線路 電壓105與輸出的經(jīng)編碼的AC功率信號130隔離并且用于將調(diào)光和/或其他信息編碼在 AC功率信號上的編碼電路210。在一種實施中，采樣電路200可包 括虛負載150。一般而言，虛負載150可以是 功率電阻器或者任何其他合適的電阻性設備，包括但不限于無源電阻性設備和有源電阻 性設備。在一種實施中，虛負載150可具有固定的電阻值并且可被選擇使得由負載150所 消耗的功率小于例如8瓦。在其他實施中，可以調(diào)節(jié)虛負載150的電阻值以降低由虛負載 150所消耗的功率量，同時仍維持信息源110的正常運行。例如，某些常規(guī)調(diào)光器需要至 少具有最低電阻值的負載與調(diào)光器輸出相耦合，以產(chǎn)生準確反映由調(diào)光器所提供的調(diào)光 信息的輸出信號。在這樣的實施中，可調(diào)電阻值通過調(diào)節(jié)提供在控制器100上的旋鈕、 開關或者任何其他合適的用戶界面(例如，用戶界面220)，可以由用戶進行配置。合適 的虛負載150的一個范例包括但不限于可從位于Coopersburg，PA的Lutron Electronics Company, Inc.購得的LUT-LBX合成最低負載設備。在本發(fā)明的某些實施方式中，控制器100可以額外包括與采樣電路200相耦合的 微處理器170，其向編碼電路210提供經(jīng)處理的信息信號175。在一種實施中，微處理 器170可被實施為集成電路的一部分，其中該集成電路還包括支持該微處理器的其他部 件，例如至少一個存儲器設備用以存儲一個或多個當在微處理器170上執(zhí)行時對控制器 100的各種部件的運作進行控制的計算機程序。在圖4中所示的另一實施中，采樣電路 200可包括帶有具有通用異步接收器/發(fā)送器(universal asynchronous receiver/transmitter, UART)510和處理模塊520的微處理器170的集成電路，用于向編碼電路210提供經(jīng)處理 的信息信號175。對于其中輸出信號112為模擬信號的實施，采樣電路可以額外地包括A/D轉(zhuǎn)換 器160用于對輸出信號(例如，跨過虛負載150兩端的電壓)進行采樣。例如，如圖5 中所示，虛負載150可以是有輸出信號112施加于其上的分壓器電路。分壓器電路可包 括至少兩個串行布置的電阻性部件，而A/D轉(zhuǎn)換器160可被布置用以對跨過一個或全部 兩個電阻性部件兩端的電壓進行采樣。在一種實施方式中，微處理器170與相關的存儲部件(未示出)可計算采樣的電壓的時間均值，以作為輸入提供給編碼電路210，其中時 間均值電壓代表要在AC線路電壓105上編碼的信息。在一種備選實施中，輸出信號112 本身的電壓波形可以直接由A/D轉(zhuǎn)換器160進行采樣(例如，無需介于中間的虛負載) 并且由微處理器170及相關的存儲部件進行處理。由微處理器170對電壓波形做出的分 析可以揭示電壓波形特性中的變化。在這一備選實施中，在特性中所檢測到的變化的一 個或多個方面可以代表要進行編碼的信息并且可由微處理器170提供給編碼電路210。應 當明白，電阻性元件與由A/D轉(zhuǎn)換器160所做出的測量的任何其他合適的組合都可被采 用，并且本發(fā)明的實施方式不限于這些方面。而在另一實施中，A/D轉(zhuǎn)換器160可不(直接地或間接地)對上述輸出信號112 進行采樣，但可以替代地包括閾值檢測電路。該閾值檢測電路可包括比較器電路以及/ 或者其他電路元件用以促進輸出信號112的閾值檢測。例如，輸出信號112可作為第一 輸入提供給比較器電路，其在輸出信號112電壓的絕對值大于作為第二輸入提供給比較 器電路的閾值電壓(例如，2伏)時輸出特定的邏輯狀態(tài)(例如，二進制值1)。用于閾 值檢測電路的期望的閾值電壓可基于AC線路電壓105的已知峰間電壓進行確定。由于 AC線路電壓的頻率也是已知的，基于來自閾值檢測電路的數(shù)字信號輸出的產(chǎn)生的定時信 息可作為經(jīng)處理的信息信號175提供給編碼電路210。例如，該定時信息可通過對閾值檢 測電路的數(shù)字輸出進行采樣而得出。備選地，閾值檢測電路的輸出可被用作微控制器上 的定時器的控制輸入，所述微控制器將經(jīng)處理的信息信號175提供給編碼電路210。應當 明白，任何合適的電路元件組合都可以被用于輸出信號112的閾值檢測以及用于定時信 息的產(chǎn)生，并且本發(fā)明的實施方式不限于這些方面。根據(jù)在其中輸出信號112為數(shù)字信號(例如，DSI或DALI信號)的其他實施方 式，參考圖4，UART 510可以對數(shù)字輸出信號112進行采樣并將采樣的數(shù)字輸出信號提 供給處理模塊520。處理模塊可在隨后對采樣的數(shù)字輸出信號進 行處理，以產(chǎn)生信息信號 175。采樣的數(shù)字輸出信號與信息信號175之間的映射可以是線性或非線性的，并且本發(fā) 明的實施方式不限于這一方面。在本發(fā)明的一種實施方式中，微處理器170可被配置用以執(zhí)行一個或多個計算 機程序。所述一個或多個計算機程序可包括一連串指令，當其在微處理器170上執(zhí)行時 對來自A/D轉(zhuǎn)換器160的采樣輸出或者對采樣的輸出信號112本身進行處理以提供信息 信號175，其轉(zhuǎn)而可由編碼電路210進行編碼。輸入到微處理器170的信號與由微處理器 170所輸出的信息信號175之間的關系可以是線性或非線性的，并且本發(fā)明的實施方式不 限于此方面。例如，常規(guī)白熾調(diào)光的一種典型特性是，從白熾光源產(chǎn)生的光隨著光源被 調(diào)暗而在色溫中變得更暖(即，更紅)。在一種實施中，輸入微處理器170的信號與信息 信號175之間的關系可被特別配置，因此通過基于由輸出信號112所提供的調(diào)光信息，將 強度和顏色/色溫信息提供在信息信號175中，從而在基于LED的照明單元中模擬這種 效果。在其他范例中，輸出信號112的采樣的參數(shù)與信息信號175之間的非線性關系可 被用以實現(xiàn)各種定制的照明條件/效果。在另一實施方式中，微處理器170可被配置用以執(zhí)行一個或多個計算機程序來 執(zhí)行校準方法，用以修正常規(guī)調(diào)光器在設置為“全開”或“全關”位置時的至少一些精 度誤差。例如，如果信息源110為常規(guī)調(diào)光器，并且輸出信號112為0伏-10伏DC模擬信號，那么調(diào)光器間的制造誤差可造成給定的調(diào)光器無法在設置為“全關”時提供精確 的O伏，或者在設置為“全開”時提供精確的10伏。通過對輸出信號112進行校準， 經(jīng)由經(jīng)編碼的AC輸出功率信號130而實現(xiàn)的實際調(diào)光的動態(tài)范圍可被擴大，并且調(diào)光器 的低端和/或高端準確度可以得到提高。而在又一實施方式中，微處理器170可被配置用以執(zhí)行一個或多個計算機程 序，這些程序促進采樣的調(diào)光程度之間的插值(即，平滑化)，并且特別是在來自輸出信 號112的調(diào)光信息指示著調(diào)光程度中的一個或多個較大跳變時。例如，信息信號175可以 至少部分地基于提供給微處理器170的之前的調(diào)光信息，從而在由編碼AC功率信號130 所規(guī)定的調(diào)光程度之間提供平滑的過渡。在其他實施方式中，可以通過并入一個或多個 額外的電路元件，例如與虛負載150相耦合的電容器，來提供調(diào)光程度之間的平滑化。
在如圖3所示的本發(fā)明的一種實施方式中，編碼電路210可包括隔離電路 180，用于將輸入AC線路電壓105與輸出的經(jīng)編碼的AC功率信號130隔離；以及編碼設 備140，用于接收來自微處理器170的信息信號175并且將信息編碼在線路電壓105上， 以提供經(jīng)編碼的功率信號130。在本發(fā)明的一種實施方式中，隔離電路180包括變壓器用 以在輸入線路電壓105與輸出的經(jīng)編碼的AC功率信號130之間提供電磁隔離。然而， 應當明白，雖然上述隔離電路180包括電磁隔離裝置，本發(fā)明的各種實施方式可以包括 任何合適的隔離裝置，包括但不限于光學和/或電容性隔離裝置，并且本發(fā)明不限于 此方面。可以使用任何合適的協(xié)議將信息編碼在線路電壓上。在本發(fā)明的某些實施方式 中，信息編碼可以使用基于電力線載波(power Iinecarrier，PLC)的協(xié)議來實施。PLC協(xié) 議常用于控制家用設備，并且通過將信息以20kHz到200kHz的載波調(diào)制進家用的現(xiàn)有電 氣接線(即，供應標準AC線路電壓的接線)中而操作。這樣的控制協(xié)議的一個范例由 XlO通信語言給出。在典型的XlO實施中，將受到控制的電器(例如，燈、恒溫器、浴池 /浴缸，等等)插入到XlO接收器中，該接收器轉(zhuǎn)而插入到與AC線路電壓相耦合的常規(guī) 墻壁插座之中。將受到控制的電器被分配以特定的地址。XlO發(fā)送器/控制器插入到與 所述線路電壓相耦合的另一墻壁插座，并且至少部分地基于所分配的地址，經(jīng)由提供線 路電壓的同一接線，向一個或多個XlO接收器傳送控制命令(例如，開啟或關閉電器)。在常規(guī)XlO協(xié)議中，尋址和控制命令信息被編碼為在120Hz載波上的數(shù)字數(shù) 據(jù)，其在AC線路電壓的零交叉點期間(或與其接近)作為脈沖串傳輸，在每個零交叉點 上傳遞一個比特。為了控制XlO兼容設備的操作，XlO發(fā)送器/控制器向設備傳輸尋址信 息，然后在隨后的傳輸中，發(fā)送對應當由設備所執(zhí)行的指令作出定義的控制命令信息。 在一個范例中，用戶可能希望打開被賦予地址A25的XlO兼容照明單元。為打開照明單 元，XlO控制器將傳輸一條消息，例如“選擇A25”，跟隨以一條消息“打開”。由于 數(shù)據(jù)只在零交叉點處傳輸，使用XlO協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸速率在20比特/秒左右。相應地， 設備地址和命令的傳輸可能需要大約0.75秒。另外，在XlO通信中所使用的相對較高的載波頻率不能夠有效地跨越(例如，在 隔離電路180中的)電力變壓器傳輸，這樣，連同隔離電路180，XlO編碼使得AC線路 電壓105得以有效地與經(jīng)編碼的AC功率信號130隔離。因此，根據(jù)一種實施方式，本 發(fā)明的方法和裝置有助于各種基于LED的光源以及與AC線路電壓相關地傳送控制信息的XlO和其他PLC通信協(xié)議的照明單元的兼容性。應當明白，作為用于將信息編碼在AC線路電壓上的基于PLC的協(xié)議的一個范 例，Xio的具體范例主要被提供用以示例說明一種類型的PLC編碼協(xié)議，并且本發(fā)明的 實施方式不限于這一方面。例如，其他PLC控制協(xié)議包括但不限于KNX、INSTEON、 BACnet,以及LonWorks，或者任何其它用于將信息編碼在AC線路電壓上的合適的協(xié)議 都可以被使用。在圖6中示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的編碼電路210的一種備選實施。 在這一實施方式中，輸入線路電壓與經(jīng)編碼的AC輸出功率信號之間的隔離以及信息的編 碼都是通過使用多個開關190、192、194和196完成的，這些開關的操作由微處理器170 進行控制。根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，所述開關形成如圖6中所示的H-橋接(亦稱為
“全橋接”)電路。常規(guī)輸入AC 線路電壓105的兩條線路向H橋接電路的頂部分支和 底部分支供應電流，而經(jīng)編碼的AC輸出功率信號130取決于開關190、開關192、開關 194以及開關196的狀態(tài)。為了使用輸入AC線路電壓105產(chǎn)生H橋接電路的經(jīng)編碼的AC輸出功率信號130 輸出，所述開關以交替對的形式受到控制。在任何一個時刻有哪一對開關是關閉的，以 及輸入AC線路電壓105的相位，決定了經(jīng)編碼的AC輸出功率信號130的極性。例如， 為了再現(xiàn)如圖7A中所示的(即，與AC線路電壓105相同的)正弦的經(jīng)編碼的AC輸出 功率信號，需要關閉開關對190-192或開關對194-196，同時需要打開另一開關對。備選 地，如果開關對190-192和開關對194-196在輸入AC線路電壓波形的每個零交叉點期間 (即，每個半周期)中被交替地切換，那么H橋接電路將基本上作為全波整流器操作，以 產(chǎn)生圖7B中所示的波形。在本發(fā)明的一種實施方式中，微處理器170至少部分地基于來自輸出信號112的 信息來控制開關對190-192和開關對194-196的切換定時。假設圖7C中所示的波形是期 望的經(jīng)編碼的AC輸出功率信號130。在T3時刻，微處理器170可以“翻轉(zhuǎn)”輸入線路 電壓105的半周期。為了做到這一點，微處理器170可以在T3時刻向H橋接電路發(fā)送控 制命令，以切換關閉的對(例如，從190-192切換到194-196)，并且隨后在T4時刻發(fā)送 控制命令以再次將對切換(即，從194-196切換到190-192)。類似地，為了提供對應于 圖7D中所示的波形的經(jīng)編碼的AC功率信號130，微處理器170可以在T3、T4、T5,和 T6時刻向H橋接電路發(fā)送控制命令，以切換關閉的對。在本發(fā)明的一種實施方式中，信息可在AC線路電壓上被編碼為與輸出AC功率 信號130的正半周與負半周在一段時期內(nèi)的比率成比例。例如，圖7Α中所示的經(jīng)編碼的 AC功率信號具有1 1的正半周與負半周比率。在其中編碼信息為調(diào)光信息的某些實施 方式中，這一比例可表示100%的調(diào)光程度。與此相反，圖7C中所示的經(jīng)編碼的AC功 率信號具有1 2的比率，并且因此，可對應于50%的調(diào)光程度。以類似方式，圖7D 中所示的經(jīng)編碼的AC功率信號具有1 5的比率，而這可以對應于20%的調(diào)光程度。圖7Α-圖7D中所示的范例波形只示出了正半周期與負半周期的比率在其上得以 確定的經(jīng)編碼的AC功率信號130的三個周期。應當明白，可于其上執(zhí)行編碼的任意數(shù) 量的周期都是可以的，并且較多的可于其上執(zhí)行編碼的周期使得經(jīng)編碼的信息能夠具有 較高的解析度(例如，可指定更多的調(diào)光程度)。然而，選擇較大數(shù)量的可于其上執(zhí)行編碼的周期也會造成較低的編碼速率。在本發(fā)明的某些范例實施方式中，在編碼的相對較 低的速率與為了向?qū)嶋H應用提供有用的調(diào)光而具有足夠數(shù)量的調(diào)光程度之間進行平衡是 可取的。因此，在某些示例性的實施方式中，編碼可在5-10個周期之間的范圍上執(zhí)行， 以對應地提供5-10個不同的調(diào)光程度。 應當明白，在本發(fā)明的各種實施方式中，圖6中所示的H橋接電路中的開關可 實施為任何合適類型的開關，包括但不限于雙極結(jié)晶體管(bipolar junction transistor， BJT)、金屬氧化物場效應晶體管(meta卜oxide field effect transistor，MOSFET)、IGBT 以 及可控硅整流器(silicon-controlled rectifier, SCR)。圖8示例說明了，根據(jù)本發(fā)明的某些實施方式，一個或多個基于LED的照明單 元/固定裝置800、810、820可以與控制器100相連，用以接收由經(jīng)編碼的AC輸出信 號130所提供的操作功率和信息，從而調(diào)節(jié)所述一個或多個照明單元/固定裝置的生光性 能。為了對其生光性能進行有效的調(diào)制，每個照明單元可包括至少一個解碼器(例如， 解碼器802、812和822)用以對經(jīng)編碼的AC輸出功率信號130進行解碼。根據(jù)用于對 功率信號130進行編碼的編碼方法/協(xié)議，解碼能夠以幾種方式中的任意一種完成，并且 本發(fā)明的實施方式不限于此方面。在某些實施方式中，如上文中所討論的，可以使用PLC協(xié)議，例如XlO協(xié)議， 將信息編碼在AC線路電壓上。與每個照明單元800、810和820相關聯(lián)的解碼器802、 812、822可被配置作為XlO接收器，用以對來自經(jīng)編碼的AC輸出功率信號130的XlO信 息進行解碼，以及用以向照明單元提供所述信息，以如所期待的那樣改變其生光性能。在其他實施方式中，信息可在AC線路電壓上編碼為正半周期與負半周期的比 率，如以上聯(lián)系圖6和圖7所述的，而照明單元可以通過計算在預定時間間隔中正半周期 與負半周期的比率來對經(jīng)編碼的AC輸出功率信號130上的信息進行解碼。在一種實施 方式中，解碼器(例如，解碼器802、解碼器812、解碼器822)可以監(jiān)測經(jīng)編碼的AC輸 出功率信號130中的零交叉點，以確定緊接著在每個零交叉點之前或緊隨其后的信號的 極性。通過在預定數(shù)量的周期上進行集成，照明單元可以確定期望的調(diào)光程度(即，如 果信息為調(diào)光信息)。在一種備選實施方式中，解碼器可以通過以比信號的頻率更快的采 樣率(例如，快于60Hz)對經(jīng)編碼的AC輸出功率信號130進行采樣來確定正與負半周的 比率，并且檢測所述AC信號的一個或多個特性中的變化。例如，典型的采樣率可以是 120Hz。實際上，編碼和解碼能夠以任意方式執(zhí)行，只要耦合到功率信號130的編碼電 路210與照明單元二者都知曉用于確定需要在幾個半周期上計算比率以向LED提供適當 的驅(qū)動信號的共同協(xié)議。應當明白，任何其他的用于確定經(jīng)編碼的AC輸出功率信號中 的正與負半周期比率的合適的方法都可被使用，并且前面所提及的具體范例僅為了示例 說明的目的而提供，而不是限制性的。在其他實施方式中，可以響應于接收編碼在AC線路電壓上的信息而改變一個或 多個基于LED的照明單元的多種生光性能。例如，在一種實施方式中，由于照明單元經(jīng) 由經(jīng)編碼的AC輸出功率信號130而被提供以調(diào)光信息，因此與控制器100相耦合的一個 或多個基于LED的照明單元可被配置用以基本上重現(xiàn)常規(guī)白熾燈的照明特性。在這一實 施方式的一個方面中，這可以通過同時改變由基于LED的照明單元所產(chǎn)生的光的強度和顏色/色溫而完成。 更具體地，在常規(guī)白熾光源中，隨著由光源所發(fā)散的功率的降低，所發(fā)出的 光的色溫一般會降低(例如，在較低的強度水平上，所產(chǎn)生的光的相關色溫可能接近 2000K,而光在較高強度上的相關色溫可能接近3200K)。這就是為什么隨著到光源的功 率的降低，白熾燈趨向于看起來更紅。相應地，在一種實施方式中，基于LED的照明單 元可被配置使得單一的調(diào)光器調(diào)節(jié)可被用以同時改變光源的強度和顏色，從而在較高強 度下(例如，當調(diào)光器提供基本上為“全開”的功率時)產(chǎn)生相對較高的相關色溫，并 且在較低強度下產(chǎn)生較低的相關色溫，從而模擬白熾光源。雖然在此描述和示例說明了幾種創(chuàng)造性實施方式，本領域中的技術人員將能夠 很容易地想象到用于執(zhí)行在此所描述的功能并且/或者獲得在此所描述的結(jié)果以及/或者 一種或多種優(yōu)點的多種其他途徑和/或結(jié)構，并且每個這樣的變型和/或修改均被視為在 此處所述的創(chuàng)造性實施方式的范圍內(nèi)。更普遍地，本領域中的技術人員將會很容易地明 白，在此所述的所有參數(shù)、尺寸、材料和配置都是范例性的，而實際的參數(shù)、尺寸、材 料和/或配置將取決于具體的應用或者創(chuàng)造性教義所適用的應用。本領域中的技術人員 將會意識到，或者使用不超出常規(guī)的試驗能夠探知到在此所述的具體的創(chuàng)造性實施方式 的許多等效實施方式。因此，應當理解，前述實施方式僅通過舉例的方式進行了展示， 并且在所附權利要求及其等效條款的范圍內(nèi)，創(chuàng)造性實施方式能夠以不同于具體描述和 提出的方式進行實踐。本公開內(nèi)容的創(chuàng)造性實施方式針對在此所述的各個單獨的特征、 系統(tǒng)、物品、材料、套件和/或方法。另外，兩個或多個這樣的特征、系統(tǒng)、物品、材 料、套件和/或方法的組合，在這樣的特征、系統(tǒng)、物品、材料、套件和/或方法不相互 矛盾的情況下，都包括在本公開內(nèi)容的創(chuàng)造性范圍內(nèi)。所有的定義，如在此所定義和使用的，都應當被理解為支配字典定義、通過引 用的方式并入的文件中的定義以及/或者所定義項目的普通意義。此處在說明書與權利要求中所使用的量詞“一個”、“一條”等，除非有相反 指示，否則應當理解為是指“至少一個”、“至少一條”等。此處在說明書與權利要求中所使用的短語“禾P/或”、“以及/或者”等，應 當理解為是指這樣結(jié)合的元件，即，在某些情況下結(jié)合地出現(xiàn)而在其他情況下分離地出 現(xiàn)的元件中“之一或全部兩者”。以“和/或”、“以及/或者”等列舉的多個元件 應以同樣的方式解釋，即，“一個或多個”這樣結(jié)合的元件。除了由“和/或”、“以 及/或者”等條款所具體指定的元件以外，可選地可以存在其他元件，無論其與這些具體 指定的元件相關與否。因此，作為非限制性范例，對“A和/或B”的參考，在與例如
“包括”之類的開放式語言一同使用時，在一種實施方式中可以僅指A(可選地包括除B 以外的元件)；在另一實施方式中可以僅指B(可選地包括除A以外的元件)；而在又一 實施方式中可以指A和B兩者(可選地包括其他元件)；等等。如此處在說明書與權利要求中所使用的，“或者”應當理解為具有與以上所定 義的“以及/或者”相同的意義。例如，當在列表中分離項目時，“或者”或“以 及/或者”應解釋為包含性，即，包括一些或一系列元件中的至少一個，但也包括一個 以上，并且，可選地，包括額外的未列出的項目。只有被明確地相反指示的項目，例如 “只有一個…”或者“確切地有一個…”，或者在權利要求中使用時，“由...構成”，將指確切地包括一些或一系列元件中的一個。一般而言，當在此所使用的術語“或者” 在其前面加有排他性術語，如“要么”、“…之一”、“…的唯一一個”，或者“確切 地一個…”時，應當僅解釋為表示排他性選擇(即，一個或另一個，但不是兩者)。當 用于權利要求中時，“基本上包括”應當具有其如在專利法領域中所使用的普通意義。 如此處在說明書與權利要求中所使用的，關于一系列一個或多個元件，短語 “至少一個”應理解為指從元件列表中的任意一個或多個元件中所選取的至少一個元
件，但不一定至少包括具體列舉于元件列表內(nèi)的每個元件的至少一個或者每個元件，并 且不排除元件列表中的元件的任何組合。這一定義還允許可選地在“至少一個”所涉及 的元件列表中所具體指定的元件以外的元件的存在，無論其與這些具體指定的元件相關 與否。因此，作為非限制性范例，“A和B中的至少一個”(或者，等效地，“A或B中 的至少一個”，或者，等效地，“A和/或B中的至少一個”)，在一種實施方式中，可 以指至少一個，可選地一個以上的A，而不存在B (并且可選地包括除B以外的元件)； 在另一實施方式中，可以指至少一個，可選地一個以上的B，而不存在A(并且可選地包 括除A以外的元件)；而在又一實施方式中，指至少一個，可選地包括一個以上的A，以 及至少一個，可選地包括一個以上的B(并且可選地包括其他元件)；等等。應當理解，除非明確地相反指示，在任何包括一個以上步驟或行動的在此所提 出的方法中，步驟或行動的順序不一定限定為方法的步驟或行動的所敘述的順序。在權利要求及以上的說明書中，所有過渡短語如“包括”、“包含”、“攜 帶”、“具有”、“含有”、“涉及”、“擁有”、“由...組成”等應理解為是開放式 的，即是指包括但不限于。只有過渡短語“由...構成”及“主要由...構成”應當相應 地為封閉性或半封閉性短語，如美國專利局專利審查程序手冊2111.03部分中所述。
權利要求
1.一種方法，其包括A)從調(diào)光器的輸出信號得到調(diào)光信息；B)利用所述調(diào)光信息對AC線路電壓進行編碼，從而產(chǎn)生具有與所述AC線路電壓基 本上類似的RMS值的經(jīng)編碼的AC功率信號；以及C)至少部分地基于所述經(jīng)編碼的AC功率信號對至少一個基于LED的照明單元進行 控制并向其提供操作功率。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中C)包括改變由所述至少一個基于LED的照明單元所 產(chǎn)生的光的強度、顏色和/或色溫中的至少一個。
3.根據(jù)權利要求1的方法，其中B)包括將所述AC線路電壓與所述經(jīng)編碼的AC功 率信號電隔離。
4.根據(jù)權利要求1的方法，其中A)包括對所述輸出信號進行數(shù)字地采樣，以獲取所 述調(diào)光信息。
5.根據(jù)權利要求4的方法，其中A)包括計算所述調(diào)光器的所述輸出信號的時間均值 電勢。
6.根據(jù)權利要求4的方法，其中A)包括使用電阻器分壓器電路對所述調(diào)光器的所述 輸出信號進行采樣。
7.根據(jù)權利要求1的方法，其中A)包括提供與所述輸出信號相連的虛負載，以促進 所述調(diào)光器的操作。
8.根據(jù)權利要求1的方法，其中B)包括周期性地對所述AC線路電壓進行頻率調(diào)制。
9.根據(jù)權利要求1的方法，其中B)包括使用XlO協(xié)議對所述AC線路電壓進行編碼。
10.根據(jù)權利要求1的方法，其中B)包括控制多個與所述AC線路電壓相連的開關， 以反轉(zhuǎn)所述AC線路電壓的至少某些半周期，從而產(chǎn)生所述經(jīng)編碼的AC功率信號，其中 所述經(jīng)編碼的AC功率信號的正半周期與負半周期的比率代表所述調(diào)光信息。
11.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述調(diào)光器的所述輸出信號為占空比調(diào)制的或振幅 調(diào)制的AC信號。
12.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述調(diào)光器的所述輸出信號為0伏-10伏的模擬DC信號。
13.—種裝置，其包括第一輸入，其用于接收AC線路電壓；第二輸入，其用于接收調(diào)光器的輸出信號；輸出，其用于產(chǎn)生經(jīng)編碼的AC功率信號；至少一個光源，其至少部分地基于所述經(jīng)編碼的AC功率信號而受到控制；以及控制器，其與所述第一輸入、所述第二輸入以及所述輸出相耦合，用于從所述調(diào)光 器的所述輸出信號得到調(diào)光信息并且利用所述調(diào)光信息對所述AC線路電壓進行編碼，從 而產(chǎn)生所述經(jīng)編碼的AC功率信號。
14.根據(jù)權利要求13的裝置，其中所述控制器還包括隔離電路，用于將所述AC線路 電壓與所述經(jīng)編碼的AC功率信號隔離。
15.根據(jù)權利要求13的裝置，其中所述控制器還包括微處理器，用于對所述調(diào)光器的 所述輸出信號進行采樣，以得到所述調(diào)光信息。
16.根據(jù)權利要求18的裝置，其中所述控制器還包括轉(zhuǎn)換電路，用于利用所述調(diào)光信 息對所述AC線路電壓進行編碼。
17.根據(jù)權利要求18的裝置，其還包括虛負載，所述調(diào)光器的所述輸出信號與所述虛 負載相連，用以保持所述調(diào)光器的連貫操作。
18.根據(jù)權利要求25的裝置，其中所述虛負載為功率電阻器。
19.一種將信息編碼在AC線路電壓上的方法，所述方法包括控制多個與所述AC線路電壓相連的開關，以反轉(zhuǎn)所述AC線路電壓的至少某些半周 期，從而產(chǎn)生經(jīng)編碼的AC功率信號，其中所述經(jīng)編碼的AC功率信號的正半周期與負半周期的比率代表所述信息。
20.根據(jù)權利要求19的方法，其中對所述多個開關的控制包括分對控制所述多個開關。
21.根據(jù)權利要求19的方法，其中所述多個開關形成H橋接電路。
22.根據(jù)權利要求19的方法，其中所述多個開關包括至少一個雙極結(jié)晶體管以及/或 者至少一個MOSFET。
23.根據(jù)權利要求19的方法，其中所述信息是由調(diào)光器裝置所提供的調(diào)光信息。
24.根據(jù)權利要求19的方法，還包括經(jīng)由與所述開關相耦合的微處理器對所述多個開 關進行控制。
25.根據(jù)權利要求28的方法，還包括至少部分地基于所述經(jīng)編碼的AC功率信號對至 少一個基于LED的照明單元進行控制。
全文摘要
可以使用控制信息，例如從常規(guī)調(diào)光器的輸出信號中得到的調(diào)光信息，對AC線路電壓進行編碼，從而提供經(jīng)編碼的AC功率信號。一個或多個照明單元，包括基于LED的照明單元，可以基于所述經(jīng)編碼的功率信號而被提供以操作功率并且受到控制(例如，被調(diào)光)。在一種實施中，信息可通過反轉(zhuǎn)所述AC線路電壓的某些半周期而被編碼在所述AC線路電壓上，以產(chǎn)生經(jīng)編碼的AC功率信號，并且正半周期與負半周期的比率代表所述被編碼的信息。在其他方面，所述被編碼的信息可以涉及由所述基于LED的照明單元所產(chǎn)生的光的一個或多個參數(shù)(例如，強度、顏色、色溫等)。
文檔編號H05B33/08GK102017795SQ200980115579
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月21日 優(yōu)先權日2008年4月30日
發(fā)明者M·K·布拉克韋爾, S·約翰斯頓 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司