CN101069139B - 用于电气设备的控制系统 - Google Patents

Abstract

用于发光控制系统的系统和技术包括控制电气设备的控制开关并在这里被公开。所述控制开关包括显示电气设备的状态信息的主显示器。另外，遥控开关耦合成将用户启动的命令提供给控制开关，以便控制电气设备。所述遥控开关包括显示器并接收来自控制开关的信号，以便显示相同的电气设备状态信息，使处于与电气设备分开的位置的用户能够准确地控制电气设备。控制系统的第二实施例可以包括单向开关，该单向开关生成发送到控制开关以便控制电气设备的附加控制信号。

Description

用于电气设备的控制系统

本申请要求2004年6月29日提出的序号为60/584,085的临时申请和2004年10月29日提出的序号为60/623,841的临时申请的提出日的权益。

技术领域

本发明涉及用于控制电气设备的设备和/或系统。

背景技术

诸如电气用具、光源或电风扇的电气设备可以通过包括三路和四路开关的多极电源开关来控制。这些开关可以用于接通和断开电气设备。此外，这些开关操作用于从不止一个位置接通和断开这些电气设备。切换这些开关的任何一个都可以使电气设备改变状态。也就是说，从接通变成断开或相反。

但是，在一些应用中，可能希望调整发光器的亮度或改变电风扇的风扇转速，而不是简单地将电气设备的状态从接通切换到断开。在这里，诸如调光器的控制设备可以用于影响发光器或风扇的状态。此外，进一步包括电视机、高保真设备和空调的这些电气设备的无线遥控器可以用于接通、断开、调光或调整这些设备的其它可变设置。尤其，可以将主控开关配置成通过使用调光器来控制室内的一个或多个光源，使得每个发光器具有可变发光。另外，遥控开关可以通过改变每个光源的强度来控制这些相同的光源。但是，存在从用户试图控制负载(即，发光器或风扇)的位置看不见受控负载的位置的情形。具体地说，用户可能想调整房屋中第一个房间中的发光器的调光器，而用户却处在第二个房间中。由于用户无法看见调光器对发光器强度的影响，这种手段不能使用户适当地控制发光器的亮度。

因此，需要一种具有向用户提供与之连接的电气设备的状态信息的控制面板的控制开关系统。

发明内容

为了解决用于电气负载或设备的开关控制系统的上述缺陷，本发明教导了包括控制电气设备的控制开关的控制系统。该控制开关可以包括显示电气设备的状态信息的主显示器。具有远程显示器的至少一个遥控开关与控制开关通信。所述遥控开关可以将信号提供给控制开关以便控制电气设备，以及从控制开关接收信号，以便在远程显示器上显示电气设备的状态信息。

在另一个实施例中，该系统还可以包括与控制开关通信的单向开关。所述单向开关可以将信号提供给控制开关，以便控制电气设备。

控制开关和至少一个遥控开关可以进一步包括用户可访问致动器，该用户可访问致动器可以用于生成允许控制开关控制电气设备的命令信息和生成电气设备的状态信息。主显示器和远程显示器可以同时或不同时显示状态信息。与命令信息由控制开关生成还是由遥控开关生成无关，主显示器和远程显示器均显示控制开关所生成的相应状态信息。

该系统具有使系统用户能够通过监视主显示器或远程显示器，来知道电气设备的状态的优点。这样，用户就具备了即使看不见设备，也可以用控制开关或遥控开关来控制电气设备的状态的能力。

通过研究本发明的如下详细描述和附图，可以了解本发明的这些和其它特征和优点。

附图说明

为了更全面地了解本发明和它的优点，现在结合附图给出如下描述，在附图中，相同的标号表示相同的特征，以及在附图中：

图1是按照本发明的控制系统的方块图；

图2例示了实现图1的控制系统的方块图的局部电路图；

图3是实现例示在图2中的控制开关的更详细电路图；

图4是按照本发明的控制系统的方法的流程图；

图5是按照本发明的控制开关操作的流程图；

图6是按照本发明的控制开关的编程实现的流程图；

图7是当电气设备断开时控制开关的操作实现的流程图；和

图8是当电气设备接通时控制开关的操作实现的流程图。

具体实施方式

从现在开始，参照示出本发明实施例的附图来更完整地描述本发明。但是，本发明可以以许多不同形式具体化，不应该理解为局限于这里所述的实施例。更确切地说，提供这些实施例是为了使本发明更详尽全面，和更完整地向本领域的普通技术人员传达本发明的范围。

图1例示了按照本发明的发光控制系统的实现。本发明包括与至少一个遥控开关150耦合的控制开关100，其中，控制开关100或至少一个遥控开关150的任何一个能够启动或控制电气设备108。每个开关100和150可以包括显示器124和168，以提供描述设备108的状态的信息。正如在根据本发明的控制开关的一个实施例中所讨论的那样，显示器124和168可以包括发光二极管布置。在可替代实施例中，显示器124和168可以包括，但不局限于，液晶显示器或等离子显示器。与电气设备的状态有关的状态信息可以包括，但不局限于，可听信号和可视图形，并可以是描述电气设备状态的任何类型信息或可以用于/被处理以确定电气设备状态的信息。具体地说，远程显示器和主显示器可以显示设备是接通的还是断开的。另外，当电气设备是电灯或一些其它光源时，远程显示器和主显示器可以显示光源的相应照度。更具体地说，远程显示器168使用户无需在电气设备的现场就能够看到电气设备的当前状态。同时，可以在主显示器124上显示相同的信息。开关100和150能够相互双向通信(即，发送和/或接收信息)，以控制和/或启动电气设备并显示相同电气设备状态信息。控制开关100可以与至少一个遥控开关150电耦合，并构成进一步具有与 控制开关和至少一个遥控开关耦合的至少一个单向控制开关160的控制系统。也可以远离控制开关100的至少一个单向控制开关160能够将信息发送到控制开关100和遥控开关150，其中，这样的信息用于控制和/或启动电气设备。控制开关100可以接收来自遥控开关150或单向控制开关160的信息，并使用那个信息来启动或控制电气设备108，显示有关电气设备状态的信息，以及使遥控开关显示相同或相似的电气设备状态信息。控制开关100、遥控开关150和单向控制开关160可以通过可以在这些开关之间实现通信的传播线130耦合。在可替代实施例中，开关100、150和160可以无线地或通过可替代装置来耦合。因此，开关100、150和160能够在一些通信媒体上相互通信。

并且，在图1中，控制开关100可以包括与显示面板124、发送器和接收器电路186和用户可访问致动器128耦合的微处理器126。遥控开关150也可以包括与显示面板168、发送器和接收器电路192和用户可访问致动器156耦合的微处理器158。微处理器126和158可以包括，但不局限于，复杂指令集计算机处理器和精简指令集计算机处理器。控制开关100的用户能够使用一个或多个致动器128，微处理器126可以将其解释为用于执行控制电气设备108的一个或多个动作的命令(或一组命令)。这些动作可以由控制开关100执行，以及受控电气设备的最后状态可以通过控制开关显示面板124传送给用户。控制开关还可以在传播线130上将电气设备状态信息发送到遥控开关150，以便允许那个开关也将相同的状态信息显示在显示面板168上；控制开关100，或更具体地说，微处理器126能够与显示器124和168通信。类似地，用户可以使用遥控开关的一个或多个致动器156，那个开关的微处理器158可以将其解释为执行控制电气设备108的一个或多个动作的命令(或一组命令)。遥控开关150可以在传播线130上将命令信息发送到控制开关100，控制开关100可以接收所述命令信息并解释所述信息。应该认识到，命令信息可以是作为用户使用三种开关100、150或160的任一个的一个或多个用户可访问致动器(128、156或180)的结果，或作为开关100、150或160的任一个在通信媒 体上接收到命令的结果，控制开关100、遥控开关150或单向控制开关160所生成的信息。响应接收的命令信息，控制开关100然后可以控制电气设备108并将电气设备的最后状态显示在显示面板124上。控制开关100然后可以将电气设备状态信息发送到遥控开关150，遥控开关150接着也可以将相同的状态信息显示在显示面板168上。可以利用可以是模拟或数字信号或两种信号的组合的状态信号来发送所述状态信息。

单向控制开关160可以包括用户可访问致动器180和发送电路182。用户可以使用单向控制开关160的致动器180，使单向控制开关的发送电路182将命令发送到控制开关100和遥控开关150。控制开关100可以执行所述命令所指示的动作，然后，显示面板124显示电气设备108的状态，并将电气设备状态信息发送到遥控开关150，遥控开关150接着也可以让显示面板168显示相同的状态信息。

开关100和150所使用的命令集在格式上可以与开关160所使用的命令集不同。但是，开关100和/或150被设计成相互通信并与开关160通信。

图2例示了图1的发光控制系统的电路，并包括控制开关100、遥控开关150和单向控制开关160，所有这些开关都与可以传送(即，发送和/或接收)来自任何开关的信息的传播线130耦合。该发光控制系统可以包括一个或多个遥控开关。该发光控制系统也可以包括一个或多个单向控制开关。为了便于说明，在下文中将控制开关100称为“调光器”，将遥控开关150称为“遥控器”，并将单向控制开关160称为“简单开关”。因此，调光器100直接控制在图1中被显示成具有诸如灯泡的发光元件的灯具的电气设备108。电气设备108可以是可以通过开关来控制的任何类型设备。例如，电气设备108可以是风扇、家用电器或其它电气设备。为了便于说明，将电气设备108称为发光器108。

调光器100可以通过适当启动三端双向可控硅开关元件116来控制例如流过发光器108的电流量。三端双向可控硅开关元件116是当 适当幅度的电信号施加于其“G”(或门极)端时允许双向电流流动的双向三端半导体器件。三端双向可控硅开关元件116还具有“C”(或阴极)端和“A”或阳极端。当电信号施加于门极G时，认为选通了三端双向可控硅开关元件116。当被适当选通时，电流(或其它电信号)可以从66C”端流到“A”端或从“A”端流到“C”端。当未选通或未适当选通三端双向可控硅开关元件时，相对来说，极小或几乎没有电流(或没有信号)可以在“A”和“B”端之间流动。总而言之，三端双向可控硅开关元件116用作电控开关，根据施加于其“G”端的电信号的幅度，可以允许一些电流流过或不允许电流流过。与三端双向可控硅开关元件116串联的是机械开关114。机械开关114可以是“气隙开关”，可被启动以停止电流流过相线104、负载线106、发光器108和中性线102。来自电源(未示出)的电能提供从相位端(φ)流过相线104、机械开关114、三端双向可控硅开关元件116、负载线106、发光器108、中性线102以及通过中性端N返回电源的电流。流过相线和中性线的电流量将决定发光器的强度。三端双向可控硅开关元件116可以被选通以便提供与发光器108的强度有关的电流量，或可以被选通以便基本上不提供电流，因此，本质上断开发光器108。

电能可以通过相位(φ)和中性(N)端提供给发光器108。随着机械开关114被合上，电能可由三端双向可控硅开关元件116来控制，以便接通发光器108、提高或降低发光器108的强度或断开发光器108。当机械开关114被打开时，没有电流流过发光器108。打开机械开关114被称为“硬断开”，它使用户可以没有任何电击风险地改变或替换发光器108中的电灯。

调光器100包括可以与过零检测电路112、显示电路124、信号转换和接收电路122和120、以及用户接口电路128耦合的微处理器126。微处理器126可以控制三端双向可控硅开关元件116和发送器118的操作。微处理器126可以是公知的市售处理器半导体集成电路(即，微处理器“芯片”)，或设计成根据其各种输入的状态来执行某些动作的控制电路，或微处理器和控制电路的组合。流过发光器108 的电能可以是120伏AC(交流电)、60Hz信号。AC信号(电流和/或电压)可以是围绕零伏参考点对称交变的正弦信号。流过相线104、气隙开关114、三端双向可控硅开关元件116和负载线106的AC信号施加于过零检测器112和发送器118的输入端。过零检测电路112检测每8.33毫秒出现的60Hz信号的过零点。微处理器126将过零检测器112的输出用于各种定时功能，诸如适当定时它为控制三端双向可控硅开关元件116和发送器118而生成的信号。电源110使用用于将AC信号转换成可以用于对电子电路加电的直流电(DC)(或电压)的公知电路。

除了发光器108之外，AC信号也可以施加于发送器118的输入端，并由利用来自过零检测器112的定时来控制发送器118的操作的微处理器半波整流；也就是说，当微处理器126只在出现正循环期间接通发送器118时，可以生成60Hz AC信号的正半个循环。类似地，当微处理器126在出现负循环期间接通发送器118时，可以生成负半个循环。发送器118的输出可以施加于传播线130。传播线130可以是用在家用开关和其它家用电气设备中的标准彩色编码线之一；例如，传播线130可以是遵从标准电线色码惯例的彩色编码线之一的黄线。传播线130也可以被染成带红色条纹的黄色。按照相同惯例，相线104可以是黑色的，负载线106可以是红色的，以及中性线102可以是白色的。

微处理器126可以通过控制线123来控制发送器118；也就是说，将以某个速率接通和断开发送器118的信号施加于控制线123。类似地，微处理器126通过控制线115来控制三端双向可控硅开关元件116。微处理器可以通过控制线115将某个信号施加于三端双向可控硅开关元件116的门极，来控制流过发光器108的电流量。例如，微处理器126可以通过以所需速率接通和断开三端双向可控硅开关元件116，使AC信号脉冲串经过三端双向可控硅开关元件116。接通时间周期可以等于、短于或长于断开时间周期。流过发光器108的电流量将取决于施加于三端双向可控硅开关元件116的门极的微处理器生成 信号的占空度(接通时间周期与断开时间周期之比)，因此，发光器108的强度也取决于这个信号。显示电路124是指示发光器108的亮度的相对强度的电路。在一种实现中，显示电路124包括一排LED(发光二极管)并可以排列成显示发光器108的相应亮度和/或强度。显示电路124还包括指示电气设备(例如，发光器108)是否被加电的状态LED。状态LED也被称为接通/断开指示器。在一种实现中，显示电路124包括排列在垂直或水平排中的指示强度水平的五(5)个LED，并且还包括与五个其它LED分离设置的ON状态LED。状态LED指示发光器108是接通还是断开。因此，根据微处理器126使得流过发光器108的电流量，对适当数量的LED供电以指示发光器108的相对强度。

接收电路120具有与传播线130耦合的输入端和与信号转换电路122耦合的输出端，信号转换电路122的输出端与微处理器126耦合。接收电路120可以接收AC信号(半个循环或整个循环)或其它信号，并将信号转换成数字信号，信号转换电路122将数字信号的幅度转换成提供给微处理器126的幅度。例如，如果微处理器126被设计成将5伏信号解释为逻辑“高”以及将0伏或-5伏解释为逻辑“低”，当处于逻辑“高”时，接收信号可以为大约120VAC。因此，微处理器126解释来自遥控器150或单向开关160或两者的接收信号，并将信号发送到遥控器150。

用户可以操作调光器100，通过使用被描绘成三个开关S1、S2和S3的用户可访问致动器128来控制发光器108。所述致动器可以是用户可控制的任何机械、机电和光电器件。例如，所述致动器可以是允许用户控制发光器108的强度或接通或断开发光器108的转轮机构。所述致动器可以使得用户能够控制发光器108的预定方面。例如，开关S1可以是发光器的接通/断开开关，开关S2可以是提高发光器108的强度的强度开关，以及开关S3可以是用于降低发光器108的强度的强度开关。这些开关可以是安装在位于调光器的电路外罩内的印刷电路板上的“微型开关”。

在正常操作期间，合上气隙开关114，当微处理器126接通三端双向可控硅开关元件116时，使电流流向发光器108。当用户使用开关S1来接通或断开发光器108时，微处理器126检测用户的这个动作并解释用户的命令，并且，作出响应，接通或断开发光器108。处理器126可以通过控制线115将适当信号提供给三端双向可控硅开关元件116的门极G，使发光器108接通或断开。类似地，当用户使用开关S2或开关S3来提高或降低发光器108的强度时，微处理器通过控制线115将信号施加于三端双向可控硅开关元件116的门极G，以达到所需强度。微处理器126还可以启动显示电路中的多个LED来指示发光器108的当前强度。当发光器108被断开时，接通状态LED，以便通知用户发光器108处于断开状态，以及使用户可以定位现在处于黑暗房间中的调光器。当发光器108被接通时，状态LED处于断开状态。因此，调光器100能够通过利用具有LED和分离的接通/断开指示器LED的显示电路124来指示电气设备(例如，发光器108)的状态。例如，对于风扇来说，LED可以指示风扇当前旋转的速度。调光器100在传播线130上将与电气设备的状态有关的状态信息发送到遥控开关150。遥控开关150可以利用接收器(RX)166和信号转换电路164来接收状态信息。处理器158可以用于解释接收的状态信息。微处理器158可以启动显示面板168显示与调光器100相同的状态信息。遥控器150的显示电路168基本上与调光器100的显示器124相同。

发光器108不仅可以由调光器100接通或断开，而且可以由简单开关160或遥控开关150接通或断开，以及它的强度不仅可以由调光器100来控制，而且可以由简单开关160或遥控开关150来控制。除了诸如三端双向可控硅开关元件116的三端双向可控硅开关元件和诸如气隙开关114的气隙开关之外，遥控开关150可以被设计成基本上与调光器100相同。遥控开关150不具有气隙开关或三端双向可控硅开关元件，因为它不直接控制发光器108的操作；它通过解释来自使用用户可访问致动器156的用户的命令来控制发光器108的 操作。微处理器158解释用户的命令并通过发送器162在传播线130上发送命令信息。遥控开关150具有可以用于定时或与调光器100同步目的的过零检测电路154。例如，过零检测器154可以用于发送半波(正的和负的)或整流AC信号。遥控开关150可以由来自中性线102的AC信号供电。遥控开关150可以包括如图所示从中性线和相线供电的电源152。用户可以通过使用用户可访问致动器156来执行命令，间接地控制发光器108的操作。致动器156包括分别用于接通或断开发光器108、提高发光器108的强度和降低发光器108的强度的开关S4、S5和S6。命令由利用发送器162在传播线130上发送命令的微处理器158来解释。微处理器158通过控制线160来控制发送器162。发送的命令由调光器100接收，调光器100解释接收的命令并按照接收的命令来控制发光器108。然后，调光器100显示发光器108的状态并在传播线130上发送状态信息，所述状态信息由遥控开关150接收，遥控开关150解释该信息，也显示该相同的信息。调光器100和遥控器150可以被制造成具有几乎相同的外表。因此，调光器100和遥控器150能够以相同方式显示相同信息，而与命令来自调光器100还是来自遥控器150无关。

关于简单开关160，用户可以使用三个开关170、168或166的任何一个，引起在传播线130上发送分别负半波或正半波的AC信号。电阻R可以限制施加于简单开关160的电流。单向控制开关160可以从中性线或负载线获得AC信号。遥控器150和调光器100都将接收来自简单开关160的信号，解释这样的信号所代表的命令，以及调光器100将执行用户请求的动作。调光器100可以显示发光器108的状态并将状态信息发送到遥控器150，遥控器150接着也可以显示相同的状态信息。

代表在本发明的各种控制开关之间交换的各种命令的信号可以是整流AC信号(120伏，60Hz)所生成的正半波和负半波。例如，所述命令可以是在L个半循环周期上发送的M个正半波和K个负半波的任意组合，其中，K和M是≥0的整数，L是≥1的整数，以及K +M≤L。彼此相关的M个正半波和K个负半波的每一个的定位将取决于本发明的系统所遵从的特定编码。可以使用L个半循环周期上的K+M个正负半波的任意组合。注意，对于60Hz信号，半循环周期是8.33毫秒；也就是说，L是等于60Hz信号的循环的一半的周期。上述有关命令的编码方案只是如何利用AC信号或其它信号来创建一组命令的一个例子；但是，本发明的系统不局限于上述编码方案。此外，简单开关130可以被设计成利用与遥控器150和调光器100相同的编码方案或不同的编码方案来发送命令。如果简单开关130使用用于命令的不同编码方案，则可以将遥控器150和调光器100编程成除了在它们之间使用的第一编码方案之外，还识别这种编码方案。

在调光器100和遥控器150两者中，用户可以操作接通/断开开关(S1和S4)和强度控制开关(S2、S3、S5和S6)来实现特定命令。调光器100和遥控器150可以以基本相同的方式工作。为了避免重复和为了清楚说明起见，现在只讨论调光器100的操作。

发光器108断开

当发光器108处在断开状态以及用户希望接通它时，用户可以驱动接通/断开开关S1一次(单次轻拍)，使一个开关闭合，微处理器126检测到开关闭合，使用三端双向可控硅开关元件116以特定渐变率接通发光器108或断开发光器108，以及光强将达到预定预置水平。单次轻拍是跟随有至少一秒钟的暂停的一次轻拍。渐变率是光强在定义的时间周期内从一个强度改变到另一个强度有多快(或多少次)的量度。渐变率可以是编程渐变率。预置水平是如下所述，在调光器处于编程模式下时由用户编程到调光器中的水平，或在发光器108被接通之前用户利用强度开关选择的水平。应该注意到，用户引起的一个开关闭合只有当在开关闭合之后存在至少一秒钟暂停时才被微处理器126解释成这样。在暂停期间，用户不进行开关闭合。对接通/断开开关的多次轻拍(每次轻拍之间小于一(1)秒的迅速序列中)将不会有任何反应。本发明的设备不对多次轻拍作出响应。调光器具有可以接通或断开的调光锁定部件。调光锁定部件是每当接通发光器108时调 光器就让发光器108进入相同预置水平的能力。也就是说，当调光锁定部件处于接通状态时，当接通发光器时，调光器使发光器108的强度(或亮度)升高到预置水平。下面描述调光锁定部件的设置，即，将发光器设置在某个预置水平上。在调光锁定部件处于接通状态时，用户可以通过操纵强度开关来暂时越过它，以便在发光器108处于断开状态时临时选择新的强度水平；然后，当发光器被接通时，它将立即或以编程渐变率达到新水平。但是，如果断开发光器，然后再接通发光器，则由于调光锁定部件，它将返回到编程预置水平。如果在编程预置水平(参见下文)时，用户选择了如果设置在那个水平上发光器将被有效断开的很低强度预置水平，则可以断开调光锁定部件。当调光锁定部件处于断开状态时，用户可以通过在发光器处于断开状态时操纵强度开关来选择预置水平，然后，当发光器被接通时，它将达到该预置水平。

用户也可以按住开关S1达一定时间周期(例如，三秒或更长)，微处理器126将通过适当选通三端双向可控硅开关元件116，使发光器108以用户不能改变的第一固定渐变率接通来接通发光器108；这个第一固定渐变率(例如，10秒)由调光器100的制造者设置，并且用户不能修改它。此外，当按住开关S1时，发光器108将达到与用户编程的预置水平不同的固定水平。固定水平不能被用户改变，它由调光器100的制造者设置。应该注意到，当在发光器108从断开状态逐渐变强的同时驱动强度开关或接通/断开开关的任一个时，将使发光器108返回到断开状态。

发光器108处于接通状态

当发光器108处于接通状态以及用户希望断开它时，用户可以驱动接通/断开开关S1一次(单次轻拍)，使一个开关闭合(跟随有至少1秒没有开关闭合)，微处理器126检测到开关闭合，适当使用三端双向可控硅开关元件116以特定渐变率接通发光器108或断开发光器108。渐变率如下所述，在调光器处于编程模式下时由用户编程到调光器中。

用户也可以按住开关S1达一定时间周期(例如，一秒或更长)，微处理器126将通过适当选通三端双向可控硅开关元件116来断开发光器108。在一定延迟(由制造者定义)之后断开发光器108，其中，这样的延迟与按住开关S1的时间长度无关。这个延迟是固定延迟，以及在经过了这样的延迟之后，发光器108突然断开；不存在渐变。当如上所述调光锁定部件处于断开状态，以及用户通过操纵强度开关将发光器108的强度降低到新的水平时，新的水平将变成新的预置水平。如果用户(1)在发光器处于接通状态时再次改变强度水平；(2)断开发光器并在发光器处于断开状态时改变强度水平；或(3)进入编程模式并接通调光锁定部件以建立与新水平不同的预置水平，则可以改变这个新的预置水平。并且，应该注意到，虽然由于用户操作强度开关或接通/断开开关使发光器渐变，但用户也可以通过按下通/断开开关或任何一个强度开关一次来停止渐变；发光器108将返回到正好在开始渐变之前的强度。

当在发光器108处于接通状态时操作强度开关时，根据操作哪个强度开关，用户每次驱动强度开关都被解释为提高或降低强度的命令。微处理器126被编程为在驱动强度开关之后将发光器108的强度提高或降低预定数量。不存在与“提高强度”的一次驱动或“降低强度”的一次驱动的命令相关的渐变率。也就是说，驱动强度开关的任一个不会使发光器108渐变。发光器108将立即变亮或变暗到下一个强度水平。微处理器126将在识别出S2或S3的一次驱动之后，使发光器108的强度增加或降低。因此，用户可以利用S2(或S3)的一系列单次驱动来提高强度(或降低强度)。下面讨论渐变率的编程。强度开关的任一个的一次驱动是跟随有至少一秒暂停的开关闭合。调光器不识别两次闭合之间小于一秒的暂停的多次开关闭合。因此，相对迅速序列中的多次开关闭合不会使调光器100执行任何操作。

除了如上所述，遥控器150不直接控制发光器108之外，遥控器150以与调光器100相同的方式进行工作。因此，每当用户操作强度开关S5和S6或接通/断开开关S4时，所述命令由微处理器158解释， 所述微处理器158利用一个或多个遥控器和调光器所遵从的协议或编码方案，通过传播线130将命令发送到调光器100。如上所述，调光器100接收来自遥控器150的命令信息以及微处理器126执行这些命令。

图3是实现与微处理器126耦合的各种电路的图2的调光器100。三端双向可控硅开关元件116可以用两个三端双向可控硅开关元件TR1和TR2来实现。三端双向可控硅开关元件TR1受微处理器126控制，微处理器126将“FIRE”信号施加于控制线115以接通三端双向可控硅开关元件TR2，三端双向可控硅开关元件TR2又选通三端双向可控硅开关元件TR1，在如图所示气隙开关114闭合的情况下，允许AC信号经过发光器108并通过中性线102返回到电源。过零检测器112是用二极管D1和D2以及电阻R9和R12实现的。负载线106上的AC信号施加于作为限流电阻的电阻R9。二极管D1和D2用于将AC信号限制到微处理器126可以管理的相对小电压。在AC信号的每个过零点上，二极管D1将跟着发生的正半个循环限制到+5伏，或将跟着发生的负半个循环限制到大约0伏。因此，最后信号在AC信号的每个过零点上从零伏切换到5伏或从5伏切换到零伏。

用户可访问致动器128被显示为带有利用下拉电阻R3的接通/断开开关S1的开关。显示电路124包括带有限流电阻R6、R1和R2的几个LED。发送电路118可以是三端双向可控硅开关元件TR3，由微处理器126通过由二极管D7和电阻R7组成的光耦电路来控制。微处理器126光学启动对三端双向可控硅开关元件TR3的门极供电的二极管D3，允许至少一部分AC信号从负载线106传送到传播线130。接收器120和信号转换电路122能够接收来自传播线130的AC信号，并将信号转换成微处理器126可以管理和处理的水平。微处理器126可以在REMOTE CNTL管脚输入端上施加5伏信号，并在标为REMOTE的输入端上适当地解释出现在传播线上的信号。

图4例示了控制诸如电灯的电气设备的方法的流程图400。在第1步骤S402中，将控制开关与电气设备耦合。在另一个步骤404中，还可以将控制开关与遥控开关耦合。控制开关直接与电气设备耦合并能够控制电气设备。遥控开关可以通过控制开关的操作来控制电气设备。在步骤406中，控制开关确定电气设备的状态。例如，如果电气设备是电灯，则电灯的状态可以是“接通”。在步骤408中，控制开关通过例如点亮所选发光二极管来显示电灯状态的指示。控制开关可以在另一个步骤410中将指示电气设备状态的信号提供给遥控开关，以及如步骤412所示，那个开关也可以显示电气设备的状态。

图5例示了用户可以将指令提供给图4的系统以变更电气设备的状态的流程图500。如步骤502所示，电气设备控制系统可以接收来自用户的命令。该命令可以由控制开关或遥控开关接收。当遥控开关接收到指令时，接着将指令传送给控制开关。在步骤504中，控制开关可以解释指令，并在步骤506中作出响应，变更电气设备的用户所需状态。例如，如果电气设备是电灯，则用户所需指令可以是改变电灯的亮度水平。正如上面所讨论的那样，控制开关可以确定电气设备的状态，并如步骤508所示，显示状态的指示。如步骤510所示，控制开关也可以将状态信号从控制开关提供给遥控开关。作出响应，遥控开关也可以在遥控开关上显示电气设备的状态。

图6是本发明编程例示在图2中的调光器100的方法的流程图600。如果调光器处于断开状态(602)，则在步骤606中通过按下或闭合气隙开关来接通它。如果如步骤606所示，调光器处于接通状态，则可以通过拉起(即，打开)气隙开关来断开它(602)。闭合气隙开关指的是闭合如图2所示的气隙开关114，以便控制单元100可以获得电力。在可替代实施例中，当打开气隙开关114时，除去到控制单元100的所有电力。

可以在调光器处于步骤602的断开位置的同时进入编程模式。如步骤604所示，用户可以通过按下气隙开关致动器并驱动接通/断开开关达第一时间周期(例如，长于5秒)，进入编程模式。如果未按住接通/断开开关达预定时间周期，则如步骤606所示，调光器将保持在供电模式下，并将不进入编程模式。状态LED可以用于向用户表示调光器已进入第一编程模式，即，编程模式1，其中，状态LED每秒闪烁一次。图3示出了与控制开关100的主显示器124相关的LED：LD1-LD5。尤其，LED LD5可以用于向用户表示调光器已进入编程模式1。在编程模式1下，可以调整较低强度水平(称为步骤608的“最低强度水平”)。如步骤610所指，当按下强度开关，即图2中的开关S3和开关S2时，通过驱动强度开关S2和S3来调整最低强度水平(610)。在驱动的强度开关被释放之后的例如一秒的给定预定时间周期内，将存储新的最低强度水平。一种可能安排包括点亮5个LED的一个或多个，以便在主显示器124上指示相对强度水平。具体地说，可以将LED(LD1-LD5)垂直安排成LED LD1处于垂直排的底部以及LED LD5处于垂直排的顶部。在这种安排下，当被点亮时，LED LD1代表可达到的最低强度水平，而LED LD5代表当使用开关S2和S3来调整相对强度水平时可以达到的最高可达强度水平。一旦发光器达到所需较低强度水平，在没有从用户接收到输入的诸如一秒的等待状态的预定时间周期之后，存储所需强度水平。如步骤612所示，用户接着可以驱动接通/断开开关一次，使调光器前进到第二编程模式，即，编程模式2，在编程模式2下，可以设置调光锁定值。一种可能实施例可以包括使用LED LD6(图2)每秒闪烁两次，以便指示调光器已进入第二编程模式。

在第二编程模式2下，用户可以设置预置强度水平(称为步骤612的“调光锁定编程”)。预置水平是调光器的默认水平。预置水平是调光器接通发光器时发光器将具有的强度水平。用户操纵变暗/变亮开关来设置默认强度。再次，如上所述，在强度开关被释放之后的某个预定时间周期存储预置水平。如上所述，可以点亮LED LD1-LD5以指示相对强度水平。如果在步骤614中未将强度设置在最低上，则如步骤620所示，将调光锁定值调整到用户所选强度。如果用户不想要预置水平(即，用户想要断开调光锁定部件)，则如步骤616和618所示，用户可以将强度降低到当被设置在那个水平上时发光器被有效断开的较低水平。然后，在接通或断开发光器时，将预置水平设置成利 用强度开关所选择的水平。按照本发明的控制开关100的一个可能实施例可以禁止用户能够越过这个预置水平，除非用户重新进入编程模式2并如上所述改变预置水平。

一旦预置水平被编程，用户就可以再次驱动接通/断开开关，使调光器前进到编程模式3，在编程模式3中，如步骤622所示，可以设置渐变率。作为指示器，状态LED每秒闪烁三次，通知用户调光器编程已进入编程模式3。用户具有设置用于提高强度的渐变率f_i和用于降低强度的渐变率f_d的选项。注意，用户可以为提高强度和降低强度设置不同的渐变率。设备的渐强速率f_i和渐弱速率f_d的组合被称为“渐变率对”。用户可以操纵变暗/变亮强度开关以便使强度状态LEDLD1-LD5之一接通。每个强度状态指示器可以与一个渐变率对相关。表1示出了可以在编程模式3期间编程的不同渐变率的例子。例如，当接通LD3时，诸如电灯的设备将从完全断开状态以1.5秒的渐变率接通，以及从完全接通状态以3秒的渐变率断开。完全接通状态是以可以编程到调光器中的最高强度水平接通电灯时的状态。完全断开状态是断开电灯，以便没有电流或基本上没有电流流过电灯的状态。一旦完成渐变率编程，用户就可以再次驱动接通/断开开关，使调光器从编程模式退出并返回到调光器加电状态606。

表1

调光器也可以具有如步骤626所示的超时特征，使调光器在指定的静止周期之后，从任何编程步骤返回到步骤606的接通状态。例如，如果用户在编程调光器时，在预定时间周期(例如，3分钟)内没有 采取任何行动，则调光器将返回到接通状态。

参照图7，流程图700示出了当发光器108处于断开状态时调光器的操作。在步骤702中，发光器(或负载)处于断开状态。用户可以在步骤704中，通过按下如图2所示的变暗/变亮开关S2和S3来预置发光器强度。尽管设置了预置发光器强度，但调光器仍然处于不将电力提供给发光器108的负载断开状态。用户可以按下图2中的接通/断开开关S1，使发光器如步骤706所指，渐变成预置接通强度。如果如过渡707所示，用户按住接通/断开开关达诸如3秒或更长的预定时间周期，则调光器在步骤708中越过预置强度并且渐变到固定水平。固定水平不同于预置水平，它可以处于最大亮度。如过渡703所示，在渐变到预置水平或渐变到固定水平期间按下任何按钮或开关S1、S2或S3将使发光器返回到步骤702中的断开状态。在可替代实施例中，发光器将转到步骤706中的处于预置水平的接通状态。如果在按下接通/断开开关之后，用户在小于预定时间周期内释放接通/断开开关(跟随有至少一秒暂停)，则微处理器将这个动作解释为单次开关闭合，并且发光器也将渐变到如步骤710所指的处于预置水平的接通状态。

图8给出了当在步骤802中对调光器供电并且发光器处于接通状态时操作调光器的流程图800。如步骤804所指，用户可以按下变暗/变亮开关，使发光器变暗或变亮。微处理器在步骤806中确定发光器是否处于最低强度以及用户是否按下调光开关。如果没有一个是肯定的，则发光器仍然处于较低强度的如步骤802所示的接通状态。在步骤806中，如果微处理器确定发光器处于最低强度，调光开关被按下以及调光锁定部件被启动，则在步骤808中，将调光锁定装入下面进一步描述的编程预置值。此后，在步骤810中，无论调光锁定部件是否被启动，发光器都进入断开状态。

当发光器处于步骤802的接通状态时，用户可以在步骤812中按下接通/断开开关来启动计时器。如果接通/断开开关在小于定义的时间周期(例如，2秒)内被释放，则如步骤814所示，发光器将渐变到断开状态。在渐变间隔内按下任何按钮都将发光器设置返回到步骤 802的接通状态。如果在大于预定时间间隔(例如，2秒)内释放接通/断开按钮，则如步骤816所示，在前进到将调光锁定装入编程预置值的步骤808之前，存在预定时间周期(例如，10秒)的延迟。

与本说明书同时提出并与本说明书一起公开接受公众审查的所有文件和文档都要引起读者注意，所有这样的文件和文档的内容都并入本文中以供参考。

除非另有特意阐明，本说明书(包括所附属权利要求书、摘要和附图)公开的所有特征都可以被为相同、等效或相似目的服务的可替代特征所取代。因此，除非另有特意阐明，公开的每个特征只是一系列通用等效或相似特征的一个例子。

应用在前面说明中的术语和措辞在这里只用作描述性术语，而不是限制性术语，我们无意使用排除所示和所述特征或它的一部分的等效物的术语和措辞，应该认识到，本发明的范围只由所附权利要求书来定义和限制。

Claims (16)

1.一种用于编程负载(108)的控制单元(100)的方法，所述控制单元(100)包括有选择地连接或断开到所述负载(108)的电力的气隙开关(114)和接通/断开开关(S1)，所述方法包括：

在所述控制单元(100)处于接通状态的情况下(606)，通过打开所述气隙开关(114)来断开它(602)；

在所述控制单元(100)处于断开状态的情况下(602)，通过闭合所述气隙开关(114)并驱动所述接通/断开开关(S1)达第一预定时间量(604)，进入第一编程模式(608)，

如果未按住所述接通/断开开关(S1)达到所述第一预定时间量(604)，则所述控制单元(100)将保持在供电模式下(606)，而不进入所述第一编程模式。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：使得状态LED指示所述控制单元(100)已进入所述第一编程模式。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述指示是所述状态LED闪烁。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：如果没有进行动作达第二预定时间量，则所述控制单元(100)从任何编程模式返回(626)到接通状态(606)。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接通/断开开关(S1)用于有选择地在开状态和关状态之间切换所述负载(108)。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接通/断开开关(S1)操作连接到至少一个强度开关(S2，S3)。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在控制单元(100)处于所述第一编程模式的情况下，通过进一步接合所述接通/断开开关(S1)来进入第二编程模式(612)。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一编程模式用来设置负载(108)的最低强度水平。

9.一种控制单元(100)，包括：

气隙开关(114)，有选择地连接或断开到负载(108)的电力；

接通/断开开关(S1)；以及

耦合至所述接通/断开开关(S1)的微处理器(126)，

其中，在所述控制单元(100)处于断开状态的情况下(602)，通过闭合所述气隙开关(114)并驱动所述接通/断开开关(S1)达第一预定时间量(604)，能够使得所述控制单元(100)进入第一编程模式(608)，而如果未按住所述接通/断开开关(S1)达到所述第一预定时间量(604)，则所述控制单元(100)将保持在供电模式下(606)而不进入所述第一编程模式。

10.根据权利要求9所述的控制单元(100)，进一步包括指示所述控制单元(100)已进入所述第一编程模式的状态LED。

11.根据权利要求10所述的控制单元(100)，其中，所述状态LED闪烁指示已经进入所述第一编程模式。

12.根据权利要求9所述的控制单元(100)，当没有进行动作达第二预定时间量时，所述控制单元(100)从任何编程模式返回(626)到接通状态(606)。

13.根据权利要求9所述的控制单元(100)，其中，所述接通/断开开关(S1)有选择地在开状态和关状态之间切换所述负载(108)。

14.根据权利要求9所述的控制单元(100)，进一步包括与所述接通/断开开关(S1)操作连接的至少一个强度开关(S2，S3)。

15.根据权利要求9所述的控制单元(100)，其中在控制单元(100)处于所述第一编程模式的情况下，通过进一步接合所述接通/断开开关(S1)而进入第二编程模式。

16.根据权利要求9所述的控制单元(100)，其中所述第一编程模式用来设置负载(108)的最低强度水平。

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