CN101689771A - 具有局部接收器的电负载控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种灯控制电路被提供有多个无线控制器。无线控制器中的每一个从至少一个开关接收无线信号，并处理那些信号以控制至少多个房间中的部件。此外，这些控制器可操作为调节至少一个通过该控制器供电的部件的强度。

Description

具有局部接收器的电负载控制系统
背景技术
本申请涉及一种电负载控制系统，用于供应电功率给各种部件，如灯、插座、风扇等。无线多信道接收器从开关接收无线信号，并处理那些信号以控制各种部件。本地接收器被间隔放置在建筑中，并控制位于至少几个房间中的部件。
包括多信道接收器的功率控制系统是已知的。多信道接收器从多个无线开关接收信号，并处理那些信号以控制到各种部件(例如灯或电力插座)的电功率。这些系统相对于已有技术具有如下优点，即，在开关和控制器之间不需要布置线路，而在过去则是需要的。
在极大程度上，这些系统已经包括了用于整个建筑的单个主接收器。单个接收器从多个开关接收信号，并控制整个建筑中的各种部件。电力线必须从接收器延伸到每个部件。由于已经有一个接收器，因此电力线中的一些延伸了很长的距离。
在一个已经被用于大的复杂办公大楼的系统中，存在用于多个办公室中的每一个的单独的无线接收器。因此，每个办公室被提供有一个单独的接收器，其从开关接收无线信号，然后处理那些信号，以控制房间中的部件。尽管电力线必须从接收器延伸到部件的距离被缩小，但是每个接收器必须从电源接收电功率供应。因此，使用如此多的接收器在一定程度上削弱了具有多个接收器的目的。而且，所提出的系统没有被配置强度调节电路。
发明内容
在本发明公开的一个实施例中，多个接收器被间隔放置在一栋建筑中。每个接收器包括用于控制多个部件的多个信道。无线信号被从开关发送到接收器，接收器处理那些信号以控制各种部件，如灯、或电插座。此外，对于一些电插座，可恒定地提供电功率而无需控制。接收器控制多个房间中的部件。因此，需要提供的接收器和电力线更少。
此外，接收器能够调节部件的强度，例如灯。
本发明的这些和其它特征能从下面的说明和附图被最好地理解，下面是简要说明。
附图说明
图1是照明控制系统的示意图；
图2是强度调节电路，其可被结合在图1的系统中；
图3示出了间隔分布在建筑中的多个图1的系统的使用。
具体实施方式
图1示出了用于建筑的负载控制电路20。多个强度调节开关22A、22B通过无线连接与多信道接收器24通信。在一个实例中，接收器24包括可商业获得的部件。一个实例是可从Enocean获得的产品号为RCM130C。本发明不限制无线接收器和无线开关的类型，而是只作为一种可能的系统类型被提及。开关22和接收器24之间的无线连接使得开关能够位于远离接收器24的位置。例如，接收器24可被支撑在选择的房间中的电插座处或接近选择的房间中的电插座，并且开关可被定位在位于房间中或接近房间的其它任何便利的位置。
接收器24与微控制器26通信，微控制器26进而与强度调节电路28通信。强度调节电路28控制若干个灯30A、30B的强度。所说明的强度调节电路28包括定时电路40、强度调节部分42和功率传输部分44。所说明的实例还包括过载保护部分和热管理部分。
强度调节电路28的一个示例实施例示出在图2中。微控制器28提供定时控制信号输入给定时部分40。在一个实例中，定时控制包括脉冲宽度调制控制信号。定时控制信号控制强度调节部分42何时激活功率传输部分44的MOSFET开关46，以控制提供给负载50的功率量。微控制器26基于用户选择什么样的设置(如，希望怎样的强度调节等级)来确定如何设置定时控制信号。在一个实例中，微控制器26使用已知的技术来提供脉冲宽度调制输入，以获得期望的相应强度调节量。
一个实例负载50是灯泡。控制灯泡的光强度是使用说明的结构的一个实例。在这个实例中，负载50被插入到壁上插座中，其具有示意性地图示在52和54的端子。
根据已知的反相控制策略，MOSFET 46在每个栅极和源极连接有足够的电压以将MOSFET 46设置为运行状态(例如，将其导通)时操作，从而其使得来自源56(例如，AC线路)的电功率被提供至负载50。在反相控制示例中，MOSFET 46在0伏时导通，以及在高电压时截止。在另一示例中，使用前相控制策略，其中MOSFET 46在高电压时导通以及在0伏时截止。另一示例包括在非零电压时导通MOSFET 46，以及在另一非零电压时截止。
强度调节部42控制功率传输部分44何时启动，从而控制提供至负载50的功率量。例如，控制提供至灯泡的功率量就控制了该灯泡发光的强度。
在该示例中，单独的DC电压源60选择性地直接耦合到MOSFET 46的栅极和源极，用于将其设置为导通以传递功率至负载。单独的DC电压源60具有相关的浮动接地62。开关64响应于来自微控制器26的定时控制信号输入并进入操作状态(例如，导通)，从而将单独的DC电压源60耦合到MOSFET 46。在示出的示例中，开关64包括光耦合器部件。其他示例包括继电器开关或变压器部件，用于选择性地将单独的DC电压源60耦合到MOSFET 46。
在一个实例中，单独的DC电压源60提供12伏。在另一实例中，使用更低的电压。单独的DC电压源60的电压被选择为足以将MOSFET 46导通到饱和区。
一个示例包括使用独立的DC-DC转换器以实现单独的DC电压源60。另一示例包括二阶变压器。受益于本说明书的本领域的技术人员将会理解何种部件能够最佳地工作以将单独的DC电压源包括在其特定的实施例中。
示出的示例包括电压控制部件，用于控制到达MOSFET 46的栅极和源极的电压。示出的示例包括电阻器66和68以及齐纳二极管70。电阻器66设置导通速度或导通MOSFET 46所需的时间。电阻器66和68设置截止速度或截止MOSFET 46所需的时间。在一个示例中，电阻器68与电阻器66相比具有更高的电阻值，从而电阻器68有效地设置用于MOSFET 46的截止时间。选择截止速度和导通速度使得能够避免MOSFET 46的振荡以及避免在MOSFET 46停留在线性操作区太长时间的情况下产生热量。
齐纳二极管70例如提供过电压保护以保护MOSFET使之免于电压尖峰和噪声等。齐纳二极管70被配置为以已知的方式将提供至MOSFET栅极和源极输入的电压维持在二极管的反向击穿电压或低于二极管的反向击穿电压。一个示例不包括齐纳二极管。
所公开的示例的一个优点是MOSFET可以在整个AC周期被完全控制而不需要整流器。与依赖用于控制MOSFET的RC电路和整流器的其他示例相比，所公开的示例是更有效的电路结构。
图3示出了居住建筑100，其包括多个图1中说明的接收器/微处理器。如所示的，如电路断路器箱的电源102通过多条电力线104给多个接收器/微处理器106供应电功率。本质上，每个接收器/微处理器106可类似于权利要求1中说明的控制器。每个接收器/微处理器106被表示为具有与各种部件110连接的电力线108，其中所述部件110可能是电插座，灯，风扇，或其它部件。如果希望调节灯或插入插座的部件的强度，则可以将灯和插座与强度调节电路相关联。
如能够看到的，接收器/微处理器106控制多个房间中的部件110。这样，与每个房间具有各自的接收器/微处理器相比，需要更少的接收器/微处理器。这减少了必须传输至每个接收器/微处理器的电力线104的数量。
如所示的，接收器/微处理器106从开关112接收无线信号。再一次，从开关112向接收器/微处理器106提供无线信号的技术是通常公知的。然而，使用本地接收器/微处理器来控制多个房间中的部件是新颖的。而且，将强度调节电路用在例如图3所示的结构中也是新颖的，其中图3所示的结构中有本地接收器。
虽然接收器/微处理器106被示出为直接通过电力供应线连接到被控制的各种部件，但是包括给部件提供无线功率的更多最近的发展也将落在本发明的范围内。也就是说，接收器/微处理器106从开关接收无线信号，并具体公开为通过电力线传递功率给部件，但是电力供应也可以是无线的。
虽然已经公开了本发明的一个实施例，但是本领域普通技术人员将认识到，某些修改将落在本发明的范围内。出于那个原因，下面的权利要求应该试图确定本发明的真正范围和内容。

Claims (17)

1.用于建筑的负载控制电路，包括：
多个控制器，所述控制器的每一个接收来自至少一个无线开关的信号；以及
多个电气部件，其被提供有来自所述控制器的电功率，被至少一个所述控制器控制的所述多个部件位于建筑中的至少两个不同房间中。
2.如权利要求1中提出的负载控制电路，其中所述控制器可操作为调节从所述控制器接收功率的至少一个部件的强度。
3.如权利要求1中提出的负载控制电路，其中所述多个控制器中的每一个接收来自电源的电力线。
4.如权利要求1中提出的负载控制电路，其中该建筑是住宅楼。
5.如权利要求1中提出的负载控制电路，其中所述控制器包括多信道接收器和相关的微处理器。
6.如权利要求1中提出的负载控制电路，其中所述控制器用硬电力线给所述电气部件传送电力。
7.如权利要求1中提出的负载控制电路，其中所述控制器用无线连接给所述电气部件传送电功率。
8.一种用于建筑的负载控制电路，包括：
多个控制器，所述控制器接收来自至少一个无线开关的信号；
多个电气部件，其被提供有来自所述控制器的电功率；以及
所述控制器可操作为调节从所述无线控制器接收功率的至少一个部件的强度。
9.如权利要求8中提出的负载控制电路，其中所述多个控制器中的每一个接收来自电源的电力线。
10.如权利要求8中提出的负载控制电路，其中所述控制器用硬电力线给所述电气部件传送电功率。
11.如权利要求8中提出的负载控制电路，其中所述控制器用无线连接给所述电气部件传送电功率。
12.一种建筑，包括：
多个房间；
多个控制器，所述控制器可操作为接收来自至少一个开关的无线信号，所述控制器可操作为提供电功率给位于所述多个房间中的至少两个房间中的部件。
13.如权利要求12中提出的建筑，其中所述控制器可操作为调节从所述控制器接收功率的至少一个部件的强度。
14.如权利要求12中提出的建筑，其中所述多个控制器中的每一个接收来自电源的电力线。
15.如权利要求12中提出的建筑，其中该建筑是住宅楼。
16.如权利要求12中提出的建筑，其中所述控制器用硬电力线给所述电气部件传送电功率。
17.如权利要求12中提出的建筑，其中所述控制器用无线连接给所述电气部件传送电功率。
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