CN101690407B - 用于调光器电路的电感负载传感器 - Google Patents

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Abstract

一种照明控制电路，包括提供给插座的调光器电路。提供用于识别插座中电感负载的存在的电感负载检测电路。当电感负载被感测时，停止引导至插座的电力调节以传递全开电力以避免对负载的损害。电感负载检测电路通过感测电压尖峰来识别电感负载的存在。在一个实施例中，利用在较低电压下具有高阻抗而在较高电压下主要导电的二极管来实现这种控制。

Description

用于调光器电路的电感负载传感器
技术领域
本申请涉及一种用于感测电感负载存在的电感负载传感器，其中传感器寻找电压尖峰(voltage spike)。
背景技术
用于提供照明控制的电气系统是已知的。开关通常被提供用于激励灯在开和关位置之间转换。一种公知的开关是调光器开关(dimmer switch)。激励调光器开关以在无限数量的级别上改变光强。被照明空间中的用户因此能将光调整到期望的级别。
在某些应用中，调光器开关还与插座(electrical outlets)相关联。作为一个例子，施工人员有时会留出一个可调光插座作为一种提供屋内可调灯光的方法。这要比提供单独的照明电路和开关更便宜。由此，通过调光器开关控制插座是公知的。
这种插座的一个问题是无法保证用户仅把该插座用于灯。例如，用户可能会插入其它的负载，比如真空吸尘器、吹风机等。
当这些负载是电感的时，如果传递给所述负载的电力(power)是“调低的(dimmed)”或降低的，可能会有一些问题。因而，现有技术中公知的是照明控制电路提供传感器，以感测与调光器开关相关联的插座处的电感负载的存在。在现有技术中，电感负载的存在通过查看相差来检测。通过查看相差来识别电感负载的系统是相对复杂和昂贵的。
发明内容
在本发明所公开的实施例中，用于调光器电路的电感负载传感器通过电压尖峰来识别电感负载的存在。如果感测到电感负载，传感器就停止对负载的调节(dimming)，以使打开开关时传递至电感负载的电力为全“开”，而关闭开关时电力为全“关”。在所公开的实施例中，传递至所述负载的电压同样被加载在与负载并联的线路上。该并联通路在较低电压下具有高阻抗，但在较高电压下变为导电。因而在较低电压下，电力流至负载。一旦达到压限，所述并联通路就变为有效导电通路。
当电压尖峰出现时，该条通路的极限得到满足，并且所述通路将变为导电。在这种情况下，信号电路将沿该通路顺向(downstream)发送电感负载被感测的信号。该信号用于将调光器电路转变为不再调节电力，而是提供电力全开或全关。
在所公开的实施例中，所述通路中设置有至少一个二极管以实现阻抗/电导特性。可采用双向齐纳二极管(瞬态电压抑制器，或TVS)。一个实施例中有两个TVS，其中一个具有低压限，另一个具有高得多的压限。低压限的TVS是信号电路的一部分，使得当达到两压限之和时，来自较低电压TVS的电压顺向流过信号电路以生成将调光器电路移至全开或全关状态的信号。
本发明的这些或其它特性可通过以下的说明书和附图得到最佳的理解，接下来将对附图进行简要说明。
附图说明
图1是整个照明控制系统的框图。
图2是结合了本发明的调光器电路的示意图。
具体实施方式
图1示出了用于建筑物的照明控制电路20。如图所示，多个调光器开关22A、22B等经无线连接与多信道接收器和控制器24通信。该接收器可从Enocean购得，例如可以购买其产品型号RCM130C的接收器。无线接收器和无线开关的使用不对本发明产生限制，只是作为系统的一种可能类型而被提及。
接收器24与微控制器26通信，微控制器26又与调光器电路28通信。调光器电路28控制各灯30A、30B等的强度。如图所示，在所述调光器电路28内有过载保护(load protection)46。如上所述，该过载保护的一个目的是当电感负载连接到所述电路时避免对负载的损坏。
调光器电路28如图2所示。如图所示，微控制器在框40产生脉宽调制信号。接着该信号送至调光器部分(框42)、以及由一对MOSFET提供的反相控制部分(框44)。框40、42和44中的电路元件可被任何调光器电路替换。然而，在一个实施例中，它们如图2所示并且公开在2007年3月13日提交的题为“Dimming Circuit for Controlling Electrical Power”的待决专利申请11/684834中，该专利申请的发明人是本申请的共同发明人之一许健(Jian Xu)。
该调光器电路的输出47通向负载30。如图所示，所述负载30在此被插入插座31的端子(terminal)。
在与插座31并联的线路80上设置有一对二极管50和52。从图中可知，该插座的一个端子在48处连接中性(neutral)。TVS 50优选地具有高阻抗，直到达到低压限。该低压限可以是5伏的数量级，然而也可以利用任意其他电压。TVS 52具有高阻抗，直到达到一个高得多的压限，例如几百伏的数量级。同样，具体的电压值不应对本发明产生限制，然而在一个实施例中，针对120伏AC电源，该电压在200伏的范围。
只要没有逆向接收到来自负载30的电压尖峰，直接通过输出47的电力调节就会正常进行。
线路80有效箝位电力。如果将电感负载(诸如电动真空吸尘器)插入插座30，将会返回EMF脉冲，当所述负载被“调节”时，就会产生电压尖峰。
当电压尖峰值超过了TVS 50和TVS 52的压限之和时，TVS 50的电压值就会被顺向供给信号电路，并且通过光耦合器54和电阻器63。电容器56和电阻器58的目的是提供低通滤波。电阻器63、电阻器58和电容器56一起在输出端为输出指示器线路60提供时间常数控制(time constant control)。提供电阻器61用于限流。
来自TVS二极管50的电压耦合至电阻器63，并且在线路60上产生信号。
例如在框40中所示，线路60可以回送至电阻器65和67的交叉。这只是在将信号加载在输出线路60上时实现调光电路的关闭以将全部电力传递至输出47的一种方式。使用在线路60上的信号以停止调节的其它任意方法都可使用。
特别地，图2公开了会检测正电压尖峰的电路。而负载31可能会产生正尖峰和负尖峰两者。可以设计带有相似功能的电路用以检测负尖峰，或者检测正尖峰和负尖峰两者。在图2电路中，二极管100将阻止负尖峰流过。通过调转二极管100和光电二极管54的方向，电路将变为检测负尖峰而不是正尖峰。预料大多数的电感负载会产生正尖峰和负尖峰两者，因而检测其中的一个或另一个应该足够。
尽管本发明公开了附连至插座的电感负载，然而应该理解与其它负载的硬线连接也能从本发明中获益。此外，虽然本发明经由通常在AC电源下工作的建筑灯光系统所公开，然而同样可以理解本发明也可以在DC电源下工作。最终本发明的电感负载检测可应用于除调光器电路外的其它应用。
尽管所公开的元件50和52为特定类型的二极管，然而可以利用能够箝位电压升高直至达到压限的任何组件。其它合适组件的例子包括变阻器，诸如MOV(金属氧化物变阻器)。
虽然已经公开了本发明的优选实施例，但是本领域普通技术人员能够在本发明公开的范围之内作出改进。鉴于以上原因，应对所附权利要求进行研究以确定本发明的真正范围和内容。

Claims (21)

1.一种电路(20)，包括：
可调光电源插座(30)，
电感负载传感器(46)，通过识别电压尖峰来感测电源插座(30)处电感负载(30A，30B，31)的存在，并且在所述电感负载(30A，30B，31)被感测到时发送信号；以及
调光器电路(28)，用于提供调节所述电源插座(30)的电输出的能力，所述调光器电路(28)由调光器开关(22A，22B)控制，
其特征在于所述调光器电路(28)具有第一状态和第二状态，在第一状态下启用调节，在第二状态下，由所述信号禁止调节，使得所述电源插座(30)的电输出：
在所述调光器开关(22A，22B)接通时处于全开状态；或者
在所述调光器开关(22A，22B)断开时处于全关状态。
2.如权利要求1所述的电路(20)，其中提供有多个调光器开关(22A，22B)，所述多个调光器开关(22A，22B)用于将用户控制信号导向控制器(26)，所述控制器与所述调光器电路(28)通信，所述调光器电路(28)提供基于所述用户控制信号对调节所述电源插座(30)的电输出的请求而调节所述电源插座(30)的电输出的能力。
3.如权利要求1或2所述的电路(20)，其中提供有与所述电源插座(30)的电输出的两个端子并联的线路(80)，并且所述线路包括在低于压限时具有高阻抗而在高于所述压限时更为导电的元件(50，52)。
4.如权利要求3所述的电路(20)，其中所述元件(50，52)是二极管。
5.如权利要求4所述的电路(20)，其中在所述线路(80)上串联安装有两个二极管(50，52)。
6.如权利要求5所述的电路(20)，其中所述二极管中的第一二极管(52)的压限比所述二极管中的第二二极管(50)的压限高。
7.如权利要求6所述的电路(20)，其中当超过所述二极管(50，52)两者的总压限时，所述第二二极管(50)供给顺向流入信号电路的电压。
8.如权利要求5所述的电路(20)，其中所述二极管(50，52)是双向齐 纳二极管。
9.如权利要求1或2所述的电路(20)，其中所述调光器电路在AC电源下工作。
10.如权利要求2所述的电路(20)，其中所述多个调光器开关(22A，22B)提供无线信号给接收器(24)，所述接收器(24)与所述控制器(26)通信。
11.一种操作照明控制电路(20)的方法，包括以下步骤：
提供可调光电源插座(30)；
提供调光器电路(28)，用于调节提供给所述可调光电源插座(30)的电力，所述调光器电路(28)由调光器开关(22A，22B)控制；
提供电感负载传感器(46)，
利用所述电感负载传感器(46)，通过识别电压尖峰来感测所述可调光电源插座(30)的电输出中的电感负载(30A，30B，31)的存在，
在利用所述电感负载传感器感测到电感负载时发送信号，
其特征在于：
响应于在感测到电感负载时的所述信号而禁用调节，使得所述电源插座(30)的电输出：
在所述调光器开关(22A，22B)接通时处于全开状态；或者
在所述调光器开关(22A，22B)断开时处于全关状态。
12.如权利要求11所述的方法，其中提供与所述电源插座(30)的两个端子并联的线路(80)，并且所述线路(80)包括在低于压限时具有高阻抗而在高于所述压限时导电的元件(50，52)。
13.一种照明控制电路，包括：
多个输入件，用于将用户控制信号引导到控制器；
所述控制器，与调光器电路通信；
所述调光器电路，提供基于所述用户控制信号针对调节电输出的请求而调节电输出的能力；以及
电感负载传感器，通过识别电压尖峰感测电负载处电感负载的存在，并在电感负载被感测到时发送信号，所述信号导致调光器电路停止调节所述电输出。
14.如权利要求13所述的照明控制电路，其中所述电输出是插座。
15.如权利要求14所述的照明控制电路，其中提供有与所述电源插座并联 的线路，并且所述线路包括在低于压限时具有高阻抗而在高于所述压限时更为导电的元件。
16.如权利要求15所述的照明控制电路，其中所述元件是二极管。
17.如权利要求16所述的照明控制电路，其中在所述线路上串联安装有两个二极管。
18.如权利要求17所述的照明控制电路，其中所述二极管中的第一二极管具有高于第二二极管的压限。
19.如权利要求18所述的照明控制电路，其中当超出所述二极管两者的总压限时，所述第二二极管供给顺向流入信号电路的电压。
20.如权利要求17所述的照明控制电路，其中所述二极管是双向齐纳二极管。
21.如权利要求13所述的照明控制电路，其中在所述调节停止之后供给全开或者全关的电力。 
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