CN101164385B - 接口设备的发送支路的保护 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于针对照明装置的操作设备的接口电路。所述接口电路具有：至少一个用于总线线路的端子连接；发送支路，选择性地与所述至少一个端子连接电传导连接，用于使来自所述接口的信号传递到所述总线线路；和监控电路，检测施加在端子连接上的电压，并且仅当所检测的电压满足至少一个限定的标准时使能发送支路与所述端子连接的连接。

Description

接口设备的发送支路的保护

技术领域

本发明涉及接口设备，如例如能够用于将针对照明装置的操作设备，特别是用于气体放电灯的电子镇流器连接到至少一个总线线路。

背景技术

从该技术的进展状态可公知的是将针对照明装置的操作设备，如例如用于气体放电灯的电子镇流器，连接到模拟或数字总线系统。作为数字总线系统的实例，这里提及DALI标准。

这种数字总线系统提供例如最大值为15伏的电压电平，以使得该接口相应于电压阻抗来被确定尺寸。

然而，会出现更高的电压，如220伏AC的电源电压有意或无意地施加到该接口的情况。原则上，这种情况可以甚至是有意被设计，也就是如果从该技术的进展可公知的接口一方面配置成评估外部所传递的数字信号，但另一方面也评估来自与电源电压相连接的键或开关的信号。

然而，如果电源电压有意或无意地施加到接口电路的输入侧端子(总线连接)，则在各种情况下都必须确保在双向接口电路中不使能该状态下的发送支路发送，因为否则这个接口电路将在短时间内被所施加的高电压所毁坏。

这种接口电路具有公知的控制单元，如控制器，其当然在自身的校正机能中能够防止当在输入侧端子连接处施加电源电压时发送支路进入与接口电路的输入侧端子连接的传导连接。

然而，发送不能在其中控制器可能不明确地特别是无意地使能发送电路的导通过程之后立即保证控制器的校正机能。如果在这时要施加电源电压，则接口设备或至少是该接口设备的发送支路会在导通过程之后立即被毁坏。

其间，还会发生在正确工作的接口设备的控制器中耦入例如在发送电路中用于直流隔离的变压器的干扰，发送而且该耦入导致意外使能发送支路。

发明内容

本发明专注于这个问题，并且其目的是可靠地保护具有至少一个发送支路的接口设备免遭由于在连接端子处所施加的高电压导致的损坏(短路等)。从而，使“高电压”被更深地理解：这个电压能够潜在地毁坏组件，组件的电源电压通常最大为24伏。

更精确的说，通过独立权利要求的特征来达到这个目的。从属权利要求以特别有利的方式进一步发展本发明的中心构思。

根据本发明的第一方面，提供一种用于针对照明装置的操作设备的接口电路，其中接口设置具有至少一个用于总线线路的端子连接，特别地具有用于总线线路对的两个端子连接。接口设备具有选择性地可与至少一个端子连接电传导连接的发送支路，借助于这个连接，例如来自操作设备的信号能够经由该接口发送到总线线路。根据本发明，提供一种监控电路，所述监控电路检测施加到总线连接的电压并且使得发送支路与端子连接相连接成为可能，即只有在先前检测的电压满足至少一个限定的安全标准才使能发送支路。

这个安全标准可以例如是在至少一个端子连接处的电压最大允许值。可替选地，标准还可以是在使能发送支路之前所施加的电压在限定的时间周期内没有超过最大允许值。

限定的时间周期可以例如通过监控电路中的低通电路(low-pass circuit)的时间常数来被预先确定，在此低通电路仅仅代表时间控制的一个实例。

这个低通电路(或任何其它合适的时间控制)能够用它的输出电压来控制选择性地直接或间接使能发送支路的开关。

限定的周期可以被选择，例如在1ms到10ms的范围内，而且尤其能够被如此选择以使得它对应潜在施加的正弦电源电压的半波的时间周期。

监控电路特别能够独立于接口电路的控制器而被构成，以使得在控制器(还)没有处于正常的操作状态时能够确保监控电路的校正机能。

本发明还涉及用于具有这种电路的照明装置的操作设备，并且涉及具有这种操作设备的光源。

最后，本发明还提供一种用于保护用于针对照明装置的操作设备的接口电路的方法，其中接口电路具有至少一个用于总线线路的端子连接和选择性地可与这个端子连接相连接的发送支路。根据本发明，当检测的电压满足至少一个限定的标准时，监控施加到该端子连接的电压，于是发送支路仅与端子连接电传导地连接(即被使能)。

附图说明

现在参考附图和参考示例性实施例将进一步说明本发明的特征、优点和特点。

图1示出根据本发明的连接到EVG(电子镇流器)的接口电路的示意图。

图2进一步示出根据本发明的电路的线路特征。

图3示出在应用具有最大值、对于接口电路的发送支路没有危险的总线电压的情况下，根据本发明的接口电路中的信号的第一时间演化图。

图4示出在端子连接处施加具有最大值、能够引起接口设备的毁坏的电压(电源电压)的情况下，根据本发明的接口电路中的信号的最终时间演化图。

具体实施方式

本发明提供上面所提及的根据施加的总线电压类型来切断或导通接口电路的发送支路。通过这个，例如在将电源电压应用到总线端子的情况下，能够防止无意地导通发送支路而可能导致的接口毁坏。

在图1示出具有用于总线线路对的两个端子连接1、2的接口设备。通常，接口设备具有滤波器和保护单元6以及整流器7。接收器单元8表示接收支路，将经由端子连接1、2到达的信号传递到接口控制/评估单元3。在接口控制/评估单元3中，所接收的信号被准备、和被相应地处理、传递到连接的操作设备，如例如用于气体放电灯5的电子镇流器(EVG)4。

因为正如上面所提及的本发明专注于发送支路的保护，所以关于所提及的接收支路的细节在背景技术中进行了描述。另外，根据本发明，接收支路不是必需存在的。

如果现在操作设备4希望借助于端子连接1、2，经由例如可以具有控制器的接口控制3和发送支路11来将信号发送到所应用的总线，则它必须保证在使能发送支路之前可靠地辨识出没有不允许的高电压有意或无意地施加到端子连接1、2。

为此，根据本发明在这里提供监控电路9，所述监控电路检测在端子连接1、2处所施加的电压，评估它们并且由此确定是否所检测的端子电压满足预定的标准，借助于切断单元10来选择性地切断或使能发送支路11。

对于在端子连接1、2处施加“无害”电压的情况，因为是例如用根据DALI标准的高电平的电压的情况，所以必须保证在最大为几毫秒的延迟后使能发送支路11。因此在这个时间周期中，即使发送支路11已经由接口控制/评估电路3中的微控制器来控制，那么该发送支路11也应该在任何情况中保持切断。

另一方面，如果电源电压施加到端子连接1、2，则监控电路9的监控周期必须足够长直到电源电压通过半波为止，而且不使能发送支路11，因为在监控的时间点处，电源电压在过零区域中具有低幅值。此外，电源电压的施加也可以是允许状态，而不仅仅是布线误差的结果。即，接口还能够被配置成接收来自外部的信号，因为施加的电源电压被操纵，即，例如借助于键、开关等来导通或切断。在这种情况下，通过电源电路的操纵，可以借助于电源电压脉冲的数目和/或持续时间或电源电压的中断来影响信号发送。

此外，将参考图2说明电路的细节。

从这个图中可以看到，电路在输入侧提供有作为滤波器电路的LC构件L1、C1。然后跟随具有能够起到保护作用的电压依赖电阻器VDR的保护电路，然而，仅在一个时间周期之后，接口电路可能已经被毁坏。

提供开关S1以调制从控制器3到总线1、2上的信号，因为例如DALI总线的高电平通过开关的闭合被降低到低电平。在输入端子1、2处具有太高电压的情况下，至少这个开关S1处于通过短路导致而毁坏的危险中。

根据本发明的图2所述的电路，开关S3最初一直是闭合的。因为开关S3控制开关S4，开关S4因此最初也是闭合的。那么，只要电压在开关S1的输入处开始建立，就经由闭合的开关S4将其转移，以使得开关在这时可靠地保持闭合。

这时无意施加到开关S1的开关电压可能例如源于微控制器3的无意控制或扰动耦入。

现在如果在通用总线供应系统的范围中的总线电压，即例如最大为24伏的电压施加在端子连接1、2处，则RC低通经由二极管D5充电。在预定的时间周期后，依赖于低通的尺寸，例如2ms，低通的输出电压断开开关S3，于是以使得开关S4也被断开，因为在这个时间周期内总线电压没有超过例如24伏的Zener二极管Z3的开关阈值。因为在这种状态中，开关S4是断开的，能够由微控制器来控制开关S1，因此以使得发送支路断开，而且由控制器发送出的信号被调制到总线上。

相反，如果总线电压大于例如24伏的预定最大允许值，而且这个值在例如2ms的预定周期中被超过，则相反按照下面的内容所指示的，不使能发送支路。

例如2ms的时间周期适合于具有频率为50或60Hz的常用AC电源电压的周期。而且当应用这样的高电压时，RC低通首先再次被充电，由此在这个时间周期中，发送支路依次保持闭合。然而，所施加的电源电压将在例如2ms的相应时间周期中超过例如24伏的阈值，以使得经由Zener二极管ZD3开关S4保持导通。因此在本实施例中，阈值由Zener二极管ZD3的击穿电压来限定。因为在描述的场境中，开关S4保持导通，开关S1也保持闭合，而且这不依赖于开关S3的位置。

如果满足第一标准，即预定的时间周期期满，并且通过相应地充电低通电路来断开开关S3，因此当应用电源电压时，不满足第二标准，即不超过最大允许总线电压，则使得开关S4保持闭合。

接口在这种状态中可靠地被保护而免遭开关S1的无意导通导致的破坏。在任何情况下，开关S1的阻塞在应用电源电压的时间周期内保持未被改变。

虽然施加在端子连接1、2处的总线电压原则上没有超过最大允许值，但是却与大的扰动电平重叠，而且这些扰动电平被检测并且如同上面所描述的应用电源电压的情况导致开关S1的阻塞，因此使得发送支路保持阻塞于所检测的扰动电平之外直到所提及的、由低通电路的RC构件的尺寸所确定的那个时间周期期满为止。

在图3和图4的信号演化的基础上，将再次阐明上述场境。

图3示出将例如15伏的总线电压应用到端子连接1、2。而且，认为在根据图3的场境中微控制器已经将信号施加到通常将导致总线电压的切换的开关S1。此外，在图3中，说明了实际上施加到开关S1的电压以及低通的输出电压。

如上所述，在时间点T1处，由于低通的仍然不够高的输出电压，所以开关S1仍然不能将总线电压降低到“低”电平。时间点T1处大约为2ms。仅当时间周期到大约为5ms(时间T2)时，在低通处的输出电压如此高以使得微控制器信号导致开关S1的完全控制，从而在这个时间点T2时，达到大约为2伏的总线电压的正确低电平。在任何情况下可以接受5ms的延迟，因为它落入微控制器仍在启动但还没有执行任何常规功能的时间区域中。

在图4中，这里示出将具有220伏最大值的电源电压施加在端子连接1、2处的情形。正如在电源电压的演化中可以看到的，接口设置的发送支路(返回通道)保持完全阻塞。这独立于借助于脉冲串开关S1已经受微控制器控制的情况。

Claims (16)

1.一种用于针对照明装置(5)的操作设备(4)的双向接口电路，具有：

至少一个用于总线线路的端子连接(1、2)；

发送支路(11)，选择性地与所述至少一个端子连接(1、2)电传导连接，被配置用于将来自接口控制器(3)的数字信号传递到所述总线线路；以及

监控电路(9)，检测施加在所述端子连接(1、2)处的电压，并且仅当检测的电压满足至少一个限定的标准时使能所述发送支路(11)与所述端子连接(1、2)的连接。

2.根据权利要求1所述的双向接口电路，

其中所述限定的标准是在所述至少一个端子连接处的电压最大允许值。

3.根据权利要求1所述的双向接口电路，

其中所述限定的标准是在使能所述发送支路以前，所述检测的电压在限定时间周期内低于最大允许值。

4.根据权利要求3所述的双向接口电路，

其中监控电路(9)具有低通电路，低通电路的时间常数确定所述限定的时间周期。

5.根据权利要求4所述的双向接口电路，

其中低通电路的输出电压控制选择性地直接或间接使能所述发送支路的开关。

6.根据权利要求3至5任一所述的双向接口电路，

其中所述限定的时间周期在从1ms到10ms的范围中选择。

7.根据权利要求1至5任一所述的双向接口电路，

其中独立于所述双向接口电路的控制器来构成所述监控电路。

8.一种用于照明装置的操作设备，具有根据任一在前的权利要求所述的双向接口电路。

9.根据权利要求8所述的操作设备，其中，所述操作设备是针对荧光灯的电子镇流器。

10.一种光源，具有根据权利要求8或9所述的操作设备。

11.一种用于保护针对用于照明装置(5)的操作设备(4)的双向接口电路的方法，其中所述双向接口电路具有：

至少一个用于总线线路的端子连接(1、2)；

发送支路(11)，选择性地与所述至少一个端子连接电传导连接，用于将来自接口控制器(3)的数字信号传递到所述总线线路，

其特征在于包括步骤：

监控(9)施加在所述端子连接处的电压；以及

仅当检测的电压满足至少一个限定的标准时使能(10)发送支路(11)与所述端子连接(1、2)的连接。

12.根据权利要求11所述的方法，

其中所述限定的标准是在至少一个端子连接处的电压的上限阈值。

13.根据权利要求12所述的方法，

其中所述限定的标准是在使能所述发送支路以前，检测的电压在限定的时间周期内低于限定的阈值。

14.根据权利要求13所述的方法，

其中低通电路的时间常数确定所述限定的时间周期。

15.根据权利要求14所述的方法，

其中所述低通电路的输出电压控制选择性地直接或间接使能所述发送支路的开关。

16.根据权利要求13至15任一所述的方法，

其中所述限定的时间周期在从1ms到10ms的范围中选择。

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