CN101919317B - 用于负载控制装置的电源 - Google Patents

用于负载控制装置的电源 Download PDF

Info

Publication number
CN101919317B
CN101919317B CN2008801219979A CN200880121997A CN101919317B CN 101919317 B CN101919317 B CN 101919317B CN 2008801219979 A CN2008801219979 A CN 2008801219979A CN 200880121997 A CN200880121997 A CN 200880121997A CN 101919317 B CN101919317 B CN 101919317B
Authority
CN
China
Prior art keywords
power supply
voltage
current
charging
semiperiod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008801219979A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101919317A (zh
Inventor
丹尼尔·F·卡门
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lutron Electronics Co Inc
Original Assignee
Lutron Electronics Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lutron Electronics Co Inc filed Critical Lutron Electronics Co Inc
Publication of CN101919317A publication Critical patent/CN101919317A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101919317B publication Critical patent/CN101919317B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/22—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/25—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/257—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B39/00—Circuit arrangements or apparatus for operating incandescent light sources
    • H05B39/04—Controlling
    • H05B39/041—Controlling the light-intensity of the source
    • H05B39/044—Controlling the light-intensity of the source continuously
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/185—Controlling the light source by remote control via power line carrier transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0006—Arrangements for supplying an adequate voltage to the control circuit of converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

一种用于负载控制装置的电源，生成DC电压并提供非对称输出电流，同时引出基本对称的输入电流。所述电源包括可控导通开关电路，用于可控制地为储能电容器充电，在储能电容器上产生DC电压。所述储能电容器在半周期的起始处开始充电，并在充电时间后、响应于DC电压的幅度和在当前半周期期间所述储能电容器已充电的时间总量而停止充电。每一次半周期的充电时间基本上维持相同。电源尤其有利于防止非对称电流在多位置负载控制系统中流通，该系统具有为多个远程负载控制装置供电的主负载控制装置，多个远程负载控制装置都设置在所述系统的线路侧或负载侧。

Description

用于负载控制装置的电源
相关申请
本申请要求于2007年12月21日提交的、标题为POWER SUPPLYFOR A LOAD CONTROL DEVICE(用于负载控制装置的电源)的、第61/015,965号美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于本文。
技术领域
本发明涉及用于负载控制装置的电源，更具体地，涉及用于多位置负载控制系统的负载控制装置的电源，其中该电源引出基本上对称电流，同时为引出非对称电流的电负载供电。
背景技术
现有的双线调光器具有两条连线：到交流(AC)电源的“火线”连线以及到照明负载的“经调光的火线”连线。标准的调光器使用一个或多个半导体开关，例如三端双向可控硅元件或场控晶体管(FET)，来控制传送至照明负载的电流，从而控制光的强度。半导体开关通常耦合在调光器的火线连线和经调光的火线之间。
智能壁装调光器可包括用户界面，用户界面通常具有接收用户输入的多个按钮以及为用户提供反馈的多个状态指示器。这些智能调光器通常包括微处理器或其他处理装置，用于进行控制特征以及对终端用户反馈选项的高级设置。共同转让的1993年9月28日授权的、标题为LIGHTING CONTROL DEVICE(照明控制装置)的、第5,248,919号美国专利公开了智能调光器的示例，其全部内容通过引用合并于本文。
为了提供直流(DC)电压VCC以便向微处理器或其他低电压电路供电，智能调光器通常包括猫耳电源。猫耳电源仅在AC电源电压的过零交点附近引出电流，并根据其从AC电压电源引出的电源波形的形状而得名。因为智能调光器仅具有两个端子，所以电源必须通过所连接的照明负载引出电流。为了使电源能够引出充足的电流，半导体开关必须非导通，以使得跨过电源可获得充足的电压。因此，即使在照明负载上期望最大电压时，半导体也不能开启持续整个半周期长度。
有时，需要智能调光器的电源为引出非对称电流的电负载供电，例如，为这样的电负载供电，其在正半周期期间引出的电流量大于负半周期期间引出的电流量。根据产生非对称电流的负载，现有技术的电源使相应的非对称电流流经所述电负载。如果电负载对非对称电流敏感，例如磁低压(MLV)照明负载，则该照明负载可生成声噪声，而这是不期望的。例如，如果通过MLV照明负载的电流具有大约0.3-0.4A的DC分量，则可能产生声噪声。
因此，需要一种用于负载控制装置的电源，其可操作以引出对称电流，同时为引出非对称电流的电负载供电。
发明内容
根据本发明的实施方式，电源可操作以生成DC电压，且包括储能元件、可控导通开关电路以及与可控导通开关电路连接的门闩电路。该电源用于负载控制装置，所述负载控制装置控制从AC电源输送至电负载的电力总量。所述电源的可控导通开关电路与所述储能元件串联，用于选择性地为所述储能元件充电以产生所述DC电压。在AC电压波形的半周期期间，在所述AC电压波形的幅度大致超出DC电压波形的幅度后，所述可控导通开关电路可操作以导通。门闩电路适于响应于所述DC电压的幅度和在所述半周期期间所述储能元件已充电的时间总量来使所述可控导通开关电路非导通。
根据本发明的另一实施方式，电源可操作以生成DC电压，且其特征在于非对称输出电流。该电源包括输出端、储能元件以及可控导通开关电路。所述输出端适于传导非对称输出电流并提供DC电压，DC电压在所述储能元件上生成。可控导通开关电路，与所述储能元件串联，用于选择性地为所述储能元件充电以产生所述DC电压，使所述电源从所述AC电源中引出输入电流。所述可控导通开关电路被控制从而使所述输入电流为基本对称的。
如本文所述，一种多位置负载控制系统，控制从AC电源输送至电负载的电力，所述系统包括主负载控制装置和远程负载控制装置，两者都包括电源。主负载控制装置的电源可操作以从AC电源引出输入电流以及生成链路电压的电源。主负载控制装置和所述远程负载控制装置适于串联在所述AC电源和所述电负载之间，从而使所述主负载控制装置和所述远程负载控制装置都可操作以将负载电流从所述AC电源传导至所述电负载，而不与所述AC电源零线侧的零线连接。所述远程负载控制装置适于通过附属电线进一步连接至所述主负载控制装置。所述主负载控制装置可操作以提供所述附属电线上的线电压，以允许所述远程装置的电源充电，从而使所述主负载控制装置的电源的输出电流为非对称的，且所述主负载控制装置的电源的输入电流为基本对称的。
本文还描述了一种生成DC电源电压的方法，所述DC电源电压用于负载控制装置，所述负载控制装置控制从AC电源输送至电负载的电力总量。所述方法包括步骤：(1)在所述AC电源的半周期期间，开始对储能元件充电，用于生成DC电源电压；(2)生成第一控制信号，所述第一控制信号表示所述DC电源电压的幅度；(3)生成第二控制信号，所述第二控制信号表示所述半周期期间所述储能元件已充电的时间总量；以及(4)响应于所述第一控制信号和第二控制信号来使所述储能元件停止充电。
通过下述参照附图的具体实施方式，本发明的其他特征和优点将更加清晰。
附图说明
为了说明本发明，以附图的形式示出优选实施方式，但应该理解为本发明并不限于所示的具体设置和功能。根据以下参照附图的对本发明的描述，本发明的特征和优点将更加清晰，其中：
图1是具有主调光器和两个远程调光器的多位置调光系统的简化方块图；
图2是图1系统的主调光器和远程调光器的用户界面的立体图；
图3是图1系统的主调光器的简化方块图；
图4是图3的主调光器的限流电路的简化示意图；
图5是图3的主调光器的收发器的简化示意图；
图6是图3的主调光器的开关电路的简化示意图
图7是图1系统的远程调光器的简化方块图；以及
图8是对图1系统的操作细化的AC电压波形的完整线周期的定时图；
图9A和图9B分别是图3的主调光器的控制器执行的负载侧多位置控制程序和线路侧多位置控制程序的简化流程图；
图10A是图3主调光器的电源的简化方块图；
图10B是具有与主调光器的线路侧耦合的两个远程调光器的多位置调光系统的简化方块图；
图11图10A电源的AD电源电压的电源的简化方块图；
图12是图11的AD电源电压的电源的简化方块图；以及
图13是示出示例波形的示意图，该示例波形示出图11的电源的操作。
具体实施方式
结合附图可以更好地理解上述的发明内容以及下面描述的优选实施方式。为了图示本发明，附图示出的优选实施方式中，相同附图标记表示全部附图中相似的部件。然而，应该理解的是，本发明不限于所公开的具体方法和手段。
图1是多位置调光系统100的简化方块图。如图1所示，主调光器102和两个远程调光器104(即附属调光器)串联在在AC电源106和照明负载108之间。主调光器102包括适于连接至系统100线路侧的火线端子H(即线路侧负载端子)、以及适于连接至系统100的负载侧的经调光的火线端子DH(即负载侧端子)。主调光器进一步包括连接在火线端子和经调光的火线端子之间的负载控制电路，用于控制传送至照明负载108的电力总量(将参照图3详细描述)。远程调光器104包括两个火线端子H1、H2，火线端子H1、H2将负载电流从AC电源106传导至照明负载108。主调光器102和远程调光器104都包括附属调光器端子AD，附属调光器端子AD经一根附属调光器(AD)线109(即附属电线)连接在一起。主调光器102和远程调光器104经由AD线109可操作以通信，即发送和接收数字信息。主调光器102和远程调光器104不需要到AC电源106的零线侧的连线。
主调光器102可线连接至多位置调光系统100的任何位置。例如，主调光器102可线连接至两个远程调光器104的中间，即第一远程调光器可线连接至系统100的线路侧，且第二远程调光器可线连接至系统100的负载侧(如图1所示)。可选地，主调光器102可线连接至系统100的线路侧或负载侧。而且，可在多位置调光系统100中设置多于两个的远程调光器104(例如设置多达四个远程调光器)。
主调光器102和远程调光器104都包括致动器和视频显示器，从而可根据照明负载的反馈来控制照明负载108，且在主调光器102和远程调光器104处都可提供照明负载的反馈。为了在远程调光器104处提供视屏显示，每个远程调光都包括控制器(例如微处理器)和为微处理器供电的电源。主调光器102在AD线109上提供AD电源电压VAD(例如大约80VDC)，以使远程调光器104的电源能够在AC电源106的每个半周期的第一部分(即远程调光器电源充电时间周期TCHRG)充电。在每个半周期的第二部分期间(即通信时间周期TCOMM)，主调光器102和远程调光器104可操作以经AD线109发送和接收数字信息。
图2是主调光器102和远程调光器104的用户界面200的立体图。用户界面200包括薄的触感致动器210，触感致动器210包括致动构件212，致动构件212具有第一部分212A和第二部分212B。致动构件212延伸穿过边框214以接触设置在主调光器102(以及远程调光器104)中的触感装置(图中未示出)。主调光器102可操作以响应主调光器102或远程调光器104的致动构件212的启动，以控制连接的照明负载108的强度。
用户界面200进一步包括面板216，面板216具有非标准的开口218并安装至接合器220上。边框214被容纳于面板216的后方并延伸穿过开口218。接合器220与轭架(图中未示出)连接，轭架适于将主调光器102和远程调光器104安装至标准的电器暗线箱。气隙式致动器222允许通过下拉气隙式致动器来启动内部的气隙式开关322(图3)。
边框214包括断裂部224，断裂部224将致动构件212下部212A和上部212B分开。当启动致动构件212的下部212B时，主调光器102使得所连接的照明负载108从开启切换至关闭(反之亦然)。启动致动构件212的上部212A(即断裂部224的上方)，使得照明负载108的强度改变为这样的级别，其基于启动沿驱动构件212长度的位置。
多个视觉指示器，例如多个发光二极管(LED)，以线性阵列设置在致动构件212的后方。致动构件212基本是透明的，从而使LED可操作以照明致动构件的部分。两种不同颜色的LED可设置在下部212B的后方，从而照亮下部，例如，当照明负载108开启时采用蓝色光而照明负载关闭时则采用橘色光。在上部212A后方的LED，例如是蓝色的，并且在照明负载开启时以条形图的形式照明，以显示照明负载108的强度。
共同未决的共同转让的、2006年6月20提交的标题为TOUCHSCREEN ASSEMBLY FOR A LIGHTING CONTROL(用于照明控制的接触屏幕组件)的第11/471,908号美国专利申请，和2007年4月23日提交的标题为LOAD CONTROL DEVICE HAVING A MODULARASSEMBLY(具有模块化组件的负载控制装置)的第60/925,821号美国临时专利申请，对用户界面200的触感致动器210进行了详细地描述。两个专利申请的全部公开内容通过引用合并于本文。
图3是多位置调光系统100的主调光器102的简化方块图。主调光器102使用在火线端子H和经调光的火线端子DH之间连接的双向半导体开关310，例如双向三极管开关，来控制通过照明负载108的电流，从而控制照明负载108的强度。半导体开关310可选地可为任何适合的双向半导体开关，例如，全波整流桥中的FET、反向串联(anti-seriesconnection)中的两个FET、或一个或多个绝缘栅双极结型晶体管(IGBT)。半导体开关310具有连接至门驱动电路312的控制输入(或控制栅极)。栅极的输入使半导体开关310选择性地导通或非导通，半导体开关310进而控制供应至照明负载108的电力。
控制器314可操作以通过向栅极驱动电路312提供控制信号来控制半导体开关310。控制器314可为任何适合的控制器，例如微控制器、微处理器、可编程逻辑器件(PLD)、或专用集成电路(ASIC)。控制器连接至过零交点检测电路316，过零交点检测电路316确定来自AC电源106的AC线电压的过零交点。控制器314生成栅极控制信号来操作半导体开关210，从而在相对于AC线电压的过零交点的预定次数，将来自AC电源106的电压提供至照明负载108。
用户界面600连接至控制器314，从而使控制器可操作以接收来自触感致动器210的输入，以及可操作以控制LED来提供当前输送至照明负载108的电力总量的反馈。共同未决的共同转让的、2006年6月20日提交的标题为“FORCE INVARIANT TOUCH SCREEN”(恒力触摸屏)的第11/471,914号美国专利申请，对用户界面600的电路进行了更为详细的描述，其全部公开内容通过引用合并于本文。
主调光器102进一步包括与控制器314连接的可听声生成器318。控制器314可操作以使音频生成器318响应于触感致动器210的启动来产生可听声。存储器320连接至控制器314并可操作以存储主调光器102的控制信息。
气隙式开关322串联在火线端子H和半导体开关310之间。气隙式开关322为常闭状态，气隙式开关322处于常闭状态时半导体开关310串联在AC电源106和照明负载108之间。当气隙式开关322被启动时(即处于打开状态)，气隙式开关提供AC电源106和照明负载108之间的实际气隙式断开。气隙式开关322允许用户没有触电风险地使用照明负载108。主调光器102进一步包括感应器324，即厄流器，用于过滤电磁干扰(EMI)。
主调光器102包括电源330，电源330可提供隔离的和非隔离的两种DC输出电压。电源330仅在每个半周期的起始处引出电流，同时双向半导体开关310是非导通的。当双向半导体开关310导通时，电源330停止引出电流。电源330提供第一隔离DC输出电压VCC1(例如3.4VDC)，用于为控制器314和主调光器102的其他低电压电路供电。电源330还生成第二非隔离DC输出电压VCC2(例如80VDC)，用于为AD线109供电，如将在下文中详细描述的那样。电源330还可提供第三非隔离DC输出电压VCC3(例如12VDC)和第四非隔离DC输出电压VCC4(例如5VDC)(图3中未示出)。第二、第三、第四非隔离电压VCC2，VCC3，VCC4均参考非隔离电路公共端。
限流电路332(经由输出连接CL_OUT)连接在电源330的第二DC输出电压VCC2和附属调光器端子AD之间，以向远程调光器104提供AD电源电压VAD。限流电路332对提供给远程调光器104的电流的幅度进行限制，以对内部电源充电。在每个半周期的远程调光器电源充电时间周期TCHRG期间，控制器314可操作以将限流电路332的限流值调节为第一限流级别(例如，约150mA)，来限制远程调光器104可引出的用来为远程调光器104内部电源充电的电流。在每个半周期的通信时间周期TCOMM期间，控制器314进一步可操作以将限流调节为第二限流级别(例如，10mA)。控制器314向限流电路332提供控制信号I_限制以在第一限流级别和第二限流级别之间调节限流。
收发器334允许在主调光器103和远程调光器104之间进行数字信息通信。收发器334(经连接TX/RX)连接至附属调光器端子AD。收发器334包括：用于在AD线109上发送数字信号的发送器500(图5)；和接收器520(图5)，接收器520用于接收来自与AD线连接的远程调光器104的数字信号。控制器314对接收自接收器510的数字信号RX_SIG进行处理，并将将要被传送的数字信息TX_SIG提供至发送器500。
主调光器330进一步包括第一开关电路336和第二开关电路338。开关电路336、338分别(通过气隙式开关322)连接至经调光的火线端子DH和火线端子H。控制器314向第一开关电路336提供第一控制信号SW1_CTL，并向第二开关电路338提供第二控制信号SW2_CTL。控制器314控制开关电路336、338互补地导通和非导通。在正半周期期间，控制器314控制第一开关电路336导通，使电源330、限流电路332和收发器334连接在附属调光器端子AD和经调光的火线端子DH之间。这使得系统100负载侧的远程调光器104在正半周期期间为内部电源充电，并发送和接收数字信息。在负半周期期间，控制器314控制第二开关电路338导通，使电源330、限流电路332和收发器334连接在附属调光器端子AD和火线端子H之间，以允许系统100线路侧的远程调光器104为其电源充电并在AD线109上通信。因此，可通过控制器314，使得第一和第二开关电路分别为负载侧和线路侧的远程调光器104的内部电源提供第一和第二充电路径。
主调光器102还可包括另一通信电路325(除收发器334之外)，用于经由通信链路发送和接收数字信息，例如有线串行控制链路、电力线载波(PLC)通信链路或无线通信链路，例如红外(IR)或射频(RF)通信链路。共同转让的于1999年5月18日授权的、标题为“METHODAND APPARATUS FOR CONTROLLING AND DETERMINING THESTATUS OF ELECTRICAL DEVICES FROM REMOTE LOCATIONS”(从远程控制和确定电子装置状态的方法和设备)的第5,905,442号美国专利，对RF通信链路的示例进行了描述，其全部公开内容通过引用合并于本文。
图4为限流电路332的简要示意图。限流电路332对传导通过附属调光器端子AD的电流进行限制。通过限流电路332的输出连接CL_OUT的电流从第二非隔离DC电压VCC2传导通过FET Q410和二极管D412。限流电路332可操作以将电流限制为两个离散的限流级别，即约150mA和10mA，这响应来自控制器314的控制信号I_限制来控制。在正常操作(即当通过输出连接CL_OUT的电流没有超过任何限流级别时)期间，FET Q410的栅极经由两个电阻R414、R416(例如分别具有约10kΩ和470kΩ的阻值)连接至第三非隔离DC电压VCC3。因此，FET Q410的栅极电压被设置为适合的级别，从而使FET导通。例如，FET Q440为英飞凌科技公司(Infineon Technologies)制造的第BSP317P号零件。
当控制信号I_限制为高(即约为第一隔离DC电压VCC1的幅度)时，通过限流电路332的输出连接CL_OUT的电流被限制为约10mA。此时，通过输出连接CL_OUT的电流被从第二非隔离DC电压VCC2通过第一限流电阻R418(例如具有220Ω的阻值)传导至FET Q410。当电流增加至约10mA时，施加于电阻R418的电压大致超过PNP双极结晶体管(BJT)Q420的基极-发射极电压与二极管D422前向电压之和。因此，晶体管420导通，从而将FET Q410的栅极向上拉向第二非隔离DC电压VCC2。这导致FET Q410非导通，从而将通过输出连接CL_OUT的电流限制为约10mA。例如，晶体管Q420为安森美半导体公司(On Semiconductor)制造的第MBT3906DW号零件。
当控制信号I_限制被向下拉至电路公共端(即约为0V时)，限流可选地设置为150mA。具体地，NPN双极结晶体管Q424导通以连接第二限流电阻R426，其中电阻R426与第一限流电阻并联。第二限流电阻R426具有例如3.01kΩ的阻值，从而使第二非隔离DC电压VCC2和FET Q410之间串联的所生成的等效电阻将限流级别增加至约150mA。例如，晶体管Q424是安森美半导体公司制造的第MPSA06号零件。
在第一隔离DC输出电压VCC1和控制信号I_限制之间，光耦合器U428的输入光电二极管与电阻R430(例如具有2.2kΩ的阻值)串联。光耦合器U428的输出光电二极管通过电阻R434与PNP双极结晶体管Q432(例如飞利浦半导体公司制造的第BC856BW号零件)的基极连接。当控制信号I_限制为高时，晶体管Q432的基极通过电阻R434和电阻R436(例如分别具有4.7kΩ和220kΩ的阻值)被向下拉向第三非隔离DC电压VCC3。例如，光耦合器U428为NEC电子集团(NEC ElectronicsCorporation)制造的第PS2811号零件。
当拉低控制信号I_限制时，晶体管Q432的基极电压被向上拉向第二非隔离DC电压VCC2，使得晶体管Q432非导通。因此，PNP双极结晶体管Q438的基极电压通过两个电阻R440、R442(例如分别具有4.7kΩ和470kΩ的阻值)被向下拉向第三非隔离DC电压VCC3。因此，晶体管Q438导通并将晶体管Q424的基极向上拉向第二非隔离DC电压VCC2，使得晶体管Q424导通且第二限流电阻R426与第二限流电阻R418并联。
图5是包括发送器500和接收器520的收发器334的简化示意图。发送器500和接收器420通过两个二极管D510、D530连接至连线RX/TX，从而使电流仅可操作以从附属调光器端AD流入发送器500和接收器520。发送器500包括NPN双极结晶体管Q512，晶体管Q512通过二极管D510连接至附属调光器端AD。例如，晶体管Q512为安森美半导体公司制造的第MMBT6517号零件。
通过控制晶体管Q512的导通和非导通，控制器314可操作以在AD线109上传输数字信息。将被传输的数字信息TX_SIG从控制器314经由电阻R514(例如具有10kΩ的阻值)被提供至晶体管Q512的基极。晶体管Q512的基极还通过电阻R516(例如具有56kΩ的阻值)连接至非隔离电路公共端。晶体管Q512的发射极通过电阻R518(例如具有220Ω的阻值)连接至非隔离电路公共端。当控制器314提供的数字信息TX_SIG为低时，晶体管Q512保持非导通。当控制器314提供的数字信息TX_SIG为高(即，约为第四非隔离DC电压VCC4)时，晶体管Q512导通，从而“短接”AD线109，即，将AD线上的电压减小至基本为0V。当晶体管512导通时，电阻R518限制流经附属调光器端AD的电流的幅度。
控制器314可操作以经由接收器520接收来自AD线109的数字信息。接收器520包括比较器U532，比较器U532的输出将接收的数字信息RX_SIG提供给控制器314。例如，比较器U532可以是美国国家半导体公司(National Semiconductor)制造的第LM2903号零件。例如，分别具有68.1kΩ和110kΩ阻值的两个电阻R534、R536串联在DC电压VCC4和电路公共端之间。参考电压VREF在电阻R534、R536的接点处生成，并被提供给比较器U532的同相输入。比较器U532的倒相输入通过电阻R538、R540、R542、R544、R546、R548的网络连接至附属调光器端子AD。例如，电阻R538、R540、R542、R544、R546、R548分别具有220kΩ、68.1kΩ、220kΩ、47.5kΩ、20kΩ和220kΩ的阻值。比较器U532的输出经由电阻R550(例如具有4.7kΩ的阻值)连接至DC电压VCC4。
比较器U532的输出还经由电阻R552连接至同相输入以提供延迟。例如，电阻R552具有820kΩ的阻值，使得当比较器U532的输出被拉高至DC电压VCC4时，在比较器U532的同相输入处的参考电压VREF具有约3.1V的幅度。当比较器U532的输出下降时，参考电压VREF具有约2.9V的幅度。
如果主调光器102和远程调光器104均未短接AD线109，则在主调光器102的附属调光器端AD处呈现第二非隔离DC输出电压VCC2(即80VDC)。因此，比较器U532的倒相输入被向上拉至约5V。由于比较器U532的倒相输入处的电压大于同相输入处的参考电压VREF，因此比较器的输出下降至电路公共端(即，约为0V)。当主调光器102或一个远程调光器104将AD线109短接时，比较器U532同相输入处的电压被拉低至参考电压VREF以下，例如约2.2V，从而使比较器的输出向上拉至约为DC电压VCC4。
图6为开关电路336、338的简化示意图。第一开关电路336连接在经调光的火线端子DH和非隔离电路公共端之间。第二开关电路338连接在火线端子H和非隔离电路公共端之间。在正半周期期间，控制器314经由第一控制信号SW1_CTL控制第一开关电路336导通和非导通。在负半周期期间，控制器314经由第二控制信号SW2_CTL控制第二开关电路339的导通和非导通。
第一开关电路336包括FET 610，FET 610将电流从非隔离电路公共端传导至经调光的火线端子。例如，FET 610可以是意法半导体公司(STMicroelectronics)制造的第STN1NK60号零件，并且具有600V的最大额定电压。第一控制信号SW1_CTL经由电阻R614(例如具有1kΩ的阻值)连接至NPN双极晶体管Q612的基极。例如，晶体管Q612可以为安森美半导体公司生产的第MBT3904DW号零件。当第一控制信号SW1_CTL为低(即，约0V)时，晶体管Q612为非导通，这允许FET 610的栅极经由两个电阻R616、R618被向上拉至约第二非隔离DC电压VCC2，从而使FET 610导通。例如，电阻R614、R616分别具有22kΩ、470kΩ的阻值。当第一控制信号SW1_CTL为高时，晶体管Q612的基极经由电阻R620(例如具有100kΩ的阻值)被向上拉至约第四隔离DC电压VCC4。因此，晶体管Q612导通且FET 610的栅极被向下拉向电路公共端，从而使FET 610非导通。
第二开关电路338包括FET 630，其可操作以将电流从非隔离电路公共端传导至火线端子。第二开关电路338包括与第一开关电路336相似的驱动电路，用于使FET 630导通和非导通。
当第一开关电路336的FET 610导通时，第二开关电路的FET 630为非导通。具体地，第一开关电路336包括NPN双极晶体管Q662，晶体管Q662的基极通过电阻R624(例如具有10kΩ的阻值)连接至非隔离的电路公共端。当FET 610将电流从非隔离的电路公共端传导至经调光的火线端子DH时，在电阻R626上产生电压，使得晶体管R622导通。因此，第二开关电路338的FET 630的栅极被拉离第二非隔离DC电压VCC2，以防止在FET 610导通时FET Q630导通。相似地，第二开关电路338包括NPN双极晶体管Q642，晶体管Q642使FET 610在FET 630导通时为非导通，并在电阻R646上产生适合的电压。
图7为一个远程调光器104的简要方块图。远程调光器104包括多个与主调光器102相同的功能块。远程调光器104包括控制器714，但是不包括任何负载控制电路(即，双向半导体开关310和栅极驱动电路312)。远程调光器104包括第一和第二火线端子H1、H2，第一和第二火线端子H1、H2与主调光器102的双向半导体开关310串联，并适于将负载电流从AC电源106传导至照明负载108。
电源730连接在附属调光器端子AD和第二火线端子H2之间，以在每个半周期的远程调光器电源充电时间周期TCHRG期间从主调光器102引出电力。电源730仅生成一个隔离的DC输出电压VCC1(例如3.4VDC)，用于为控制器714和远程调光器104的其他低压电路供电。
过零检测器716和收发器734连接在附属调光器端子AD和第二火线端子H2之间。在第一或第二开关电路336、338从非导通变为导通时，过零检测器716检测过零交点，从而将AD电源电压VAD施加于过零检测器上。控制器714在每个过零交点处开始计时，并在远程调光器电源充电时间周期TCHRG的末端后，可操作以经由收发器734发送和接收数字信息。远程调光器104的收发器734与主调光器102的收发器334并联，在正或负半周期中的通信时间周期TCOMM期间形成通信路径，这取决于系统100哪一侧与哪个远程调光器连接。因此，在主调光器102和远程调光器104之间的通信路径不通过AC电源106或照明负载108。
图8是AC电源106提供的AC电压波形800的完整线周期的简化定时图。该定时图图示出在AC电压波形800的每个半周期期间主调光器102的操作。主调光器102可操作以允许远程调光器104在每个半周期的远程调光器电源充电时间周期TCHRG期间，为远程调光器104的内部电源730充电。在每个半周期的通信时间周期期间，主调光器102和远程调光器104可操作以在AD线109上发送和接收信息。主调光器102的控制器314在开关时间周期Tsw期间激活第一开关电路336和第二开关电路338，开关时间周期Tsw等于远程调光器电源充电时间周期TCHRG与通信时间周期TCOMM之和。
图9A为AC电源106的正半周期中，主调光器102的控制器314执行的负载侧多位置控制程序900的简化流程图。图9B是AC电源106的负半周期中，主调光器102的控制器314执行的线路侧多位置控制程序900′的简化流程图。在步骤910，当主调光器102的过零检测器318向控制器314发出正向过零交点信号时，负载侧多位置控制程序900在每个正半周期的起始处开始。在步骤912，控制器314启动计时器，计时器用于确定远程调光器电源充电时间周期TCHRG和通信时间周期TCOMM何时开始和结束。然后在步骤914，控制器314等待了等待周期Tw(例如约正半周期的10％或833μsec)。
在步骤916，通过在远程调光器电源充电时间周期TCHRG的起始处将第一控制信号SW1_CTL拉低，控制器314使负载侧开关电路(即第一开关电路336)导通。然后在步骤918，通过将控制信号I_限制拉低，控制器314控制限流电路332具有150mA的限流。因此，第二DC输出电压VCC2(即AD电源电压VAD)被提供至系统100负载侧上的远程调光器104，并且在远程调光器电源充电时间周期TCHRG期间，远程调光器104的电源730进行充电。在远程调光器电源充电时间周期TCHRG的起始处，每个负载侧远程调光器104的过零检测器716检测过零交点。例如，远程电源充电时间周期TCHRG持续约2毫秒。
在步骤920的远程调光器电源充电时间周期TCHRG之后，在步骤922中，在通信时间周期TCOMM的起始处，控制器314将限流电路332的限流控制为约10mA。在通信时间周期TCOMM期间，第一开关电路336维持导通，使得如果主调光器102和远程调光器104目前未在AD线109上通信，则AD线109保持为AD电源电压VAD(即相对于经调光的火线端子DH为80V)。
主调光器102和远程调光器104在通信时间周期TCOMM期间可操作以发送和接收数字信息。具体地，控制器314执行负载侧通信程序924，该程序在与本发明同日提交的共同转让的、标题为“MULTIPLELOCATION LOAD CONTROL SYSTEM”(多位置负载控制系统)的、代理案卷号为07-13036-P2 PR2的美国临时申请中进行了更为详细的描述，其全部内容通过引用合并于本文。主调光器102和远程调光器104可使用曼彻斯特编码方法对所传输的数字信息进行编码。然而，也可采用本领域技术人员公知的其他编码技术。利用曼彻斯特编码方法，数字信息的位(即逻辑0值或逻辑1值)被编码为通信链路上信号的转换(即，边)。当在AD线109上没有传输信息时，AD线浮在空闲状态的高位。为了传输逻辑0值，收发器334可操作以将AD线109“短接”至经调光的火线端子DH，以便使AD线从空闲状态(即80VDC)变为短接状态(即“高至低”转换)。相反地，为了传输逻辑1值，收发器334可操作以使AD线从短接状态转换为空闲状态(即“低至高”转换)。在正半周期期间，当第一开关电路336导通时，控制器314使FET Q912导通，以将AD线109短接至经调光的火线端子DH。
例如，通信时间周期TCOMM持续约3.75毫秒。在每个半周期的通信时间周期TCOMM期间，可传输五位所传输的信息。在步骤925中，在通信时间周期TCOMM末端，在步骤926使第一开关电路为非导通，从而使电源330和主调光器104的收发器334不再连接在附属调光器端子AD和经调光的火线端子DH之间。
在负半周期期间，产生相似的定时周期。参照图9B，在步骤910′中，当主调光器102的过零检测器318向控制器314发出负向过零交点信号时，在每个负半周期的起始处开始线路侧多位置控制程序900′。在步骤916′中，主调光器102的控制器314使线路侧开关电路(即第二开关电路338)导通，从而向系统100线路侧上的远程调光器104提供第二DC输出电压VCC2。因此，在远程调光器电源充电时间周期TCHRG期间，线路侧的远程调光器104可操作以从AD电源电压VAD向其电源730充电，并在通信时间周期TCOMM期间利用线路侧通信程序924′传输和接收数字信息。在负半周期期间，当第二开关电路338导通时，控制器314使FETQ912导通以将AD线109与火线端子H短接。在步骤925′中的通信时间周期TCOMM的末端处，在步骤926′中，控制器314使第二开关电路338非导通。
在主调光器102和远程调光器104之间传输的数字信息包括，例如，四个字段：3位的同步(起始)符号、5位的信息说明、7位的信息数据段以及10位的校验和。同步(起始)符号用于使跨越传送整个包所需的多个线周期的传输同步。通常，信息说明包括“光级”指令或“延迟关闭”指令。每个数字信息的7位的信息数据段包括与本信息的信息说明有关的具体数据。例如，如果信息说明是光级指令，则信息数据可包括实际的光级信息。在主调光器102和远程调光器104之间可传送多达128个不同的光级。
因为每个半周期仅传输5位，所以控制器314使用多个缓存器来存储待传输和接收的数字信息。具体地，在正半周期和负半周期期间，对于传送的数字信息，主调光器102的控制器314分别使用负载侧TX缓存器和线路侧TX缓存器。而且，在正半周期和负半周期期间，对于所接收的数字信息，主调光器的控制器314也分别使用负载侧RX缓存器和线路侧的RX缓存器。
因此，主调光器102和远程调光器104可操作以响应于触感致动器150的启动来相互传输光级信息。主调光器102和远程调光器104全部可操作以使致动构件212后方的LED照明相同的级别，来指示照明负载108的强度。
当系统100线连接至位于除该系统线路侧或负载侧的外的其他位置上的主调光器104时，双向半导体开关310使得在AD线109上传输的数字信息不能从系统的负载侧传至系统的线路侧(反之亦然)。因此，如果用户接触主调光器102负载侧的远程调光器104的致动器210时，则负载侧的远程调光器104不会接收信息。为了提供整体系统的能力，主调光器102具有从系统一侧至另一侧延迟信息的额外的责任。在紧接着的半周期中，主调光器102向系统100的相对侧播送在先前半周期中接收的所有通信信号。共同未决的共同转让的、于2008年4月23日提交的、标题为“MULTIPLE LOCATION LOAD CONTROL SYSTEM”(多位置负载控制系统)的第12/106,614的美国专利申请，对多位置调光系统100的上述操作进行了更详细的描述，其全部公开内容通过引用合并于本文。
图10A为电源330的简化方块图。电源330包括全波整流桥1000，全波整流桥1000具有四个二极管D1010、D1012、D1014、D1016。例如，二极管D1014、D1016可包括第一和第二开关电路336、338的FET Q610、Q630的体二极管。全波整流器1000具有：连接至火线端子H和经调光的火线端子DH的AC输入端子；以及DC输出端子，DC输出端子连接在电源330的第一阶段上的例如AD电源电压(VAD)电源1100，电源1100生成输出端的第二非隔离DC输出电压VCC2。电源330进一步包括隔离的降压型变换器电源1020，电源1020接收第二非隔离DC输出电压VCC2，并生成第一隔离DC输出电压VCC1、第三非隔离DC输出电压VCC3以及第四非隔离DC输出电压VCC4。
如上所述，在AD线109上提供第二非隔离DC输出电压VCC2作为向远程调光器104供电的AD电源电压VAD。如果多个远程调光器104位于多位置调光系统100的负载侧(如图10B所示)或系统100的线路侧，则从AD电源电压电源1100引出的电流(即，电源的输出电流IOUT)可以是非对称的(即，对于多个连续线周期而言，在一个半周期中引出的电流总量大于随后半周期的电流总量)。即使输出电流IOUT可以为非对称的，电源1100也可操作以从AC电源引出基本上对称的输入电流IIN(即，在每个半周期产生的电流总量大致相同)。
图11为主调光器100的电源330的AD电源电压电源1100的简要方块图。输出电压VCC2生成于储能元件1110上，例如储能电容器C1210(图12)。电源1100包括可控导通开关电路1112，用于在AC电源的每个半周期的起始处传导充电电流I充电通过两个二极管D1114、D1116以及储能元件1110。储能元件1110每个半周期充电主调光器电源充电时间周期TPS。当在主调光器102上并因此在电源1100上的电压超过预定的电压(例如120V)时，关断门闩电路1118使可控导通开关电路1112对当前半周期剩余的时间为非导通。在发生通过可控导通开关电路的过流条件时，过流保护电路1120保护可控导通开关电路1112。输出电压VCC2具有小量的脉动，使得输出电压通常在约78-80V，但是可下降至约为70V。
电源1100还可操作以控制可控导通开关电路1112为储能元件1110充电，响应与输出电压VCC2的幅度和在当前半周期期间电源已为储能元件充电的时间总量。具体地，电源1100试图使每一次半周期的主调光器电源充电时间周期TPS基本恒定，而不是依赖于输出电压VCC2的瞬时幅度。为了实现该控制程度，电源1100包括第一电压响应电流源1122和第二时间响应电流源1124。第一电压响应电流源1122传导第一电流I1，第一电流I1的幅度依赖输出电压VCC2的幅度(即，电压响应电流源生成第一控制信号，该第一控制信号代表输出电压VCC2的幅度)。第二时间响应电流源1124传导第二电流I2，第二电流I2的幅度依赖在当前半周期期间储能元件1110已充电的时间总量(即，时间响应电流源生成第二控制信号，该第二控制信号代表在当前半周期期间储能元件110已充电的时间总量)。具体地，当二极管D1114、D1116在每个半周期的起始处开始导通时，响应于开关电路1126的导通，时间响应电流源1122开始传导第二电流I2。
第一电流I1和第二电流I2传导通过电流阈值检测电路1128，电流阈值检测电路1128确定何时总电流I总(即，第一电流和第二电流的和)超过预定电流阈值ITH。当总电流I总超过预定电流阈值ITH时，电流阈值检测电路1128触发关断门闩电路1118，关断门闩电路1118使可控导通开关电路1112和开关电路1126在当前半周期的剩余时间都非导通。因此，在可控导通开关电路1112非导通之后，储能元件1110停止充电。第一电压响应电流源1122和第二时间响应电流源1124一起工作以使每一次半周期的主调光器电源充电时间周期TPS保持基本恒定。
图12为主调光器100的电源330的电源1100的简化示意图。如上所述，储能元件1100包括电容器，即储能电容器C1210(例如具有27μF的电容量)。可控导通开关电路1112包括半导体开关，例如与电容器C1210串联的FET Q1212(例如意法半导体公司制造的第STN1NK60Z号零件)，用于控制通过电容器的充电电流I充电。FET Q1212的栅极通过电阻R1214、R1216、R1218(例如分别具有10Ω、15kΩ，和162kΩ，阻值)连接至整流器电桥1000的正DC输出端子。由于在每个半周期的起始处整流器电桥1000的正DC输出端子的电压增加，因此当FET Q1212的栅极被提供适合的电压(例如约15V)时(这通常在AC电压波形800的每个过零交点后约1毫秒发生)，FET Q1212导通。
关断门闩电路1118包括两个电阻R1220、R1222，电阻R1220、R1222串联在整流器电桥1000的正DC输出端子和输出电压VCC2之间，并分别具有例如470kΩ和22kΩ的阻值。当电阻R1220、R1222接点处的电压超过稳压二极管Z1224的击穿电压时，电阻1226上生成的电压使NPN双极结晶体管Q1228导通。晶体管Q1228通过电阻R1230连接至FET Q1212的栅极，使得当晶体管Q1228导通时该FET非导通。当晶体管Q1228导通时在电阻R1230上产生的电压使第二NPN双极结晶体管Q1232导通，从而将FET Q1212锁为非导通，直至当前周期结束。
过流保护电路1120包括NPN双极结晶体管Q1234、基极电阻R1236以及感应电阻1238。感应电阻R1238与电容器C1210串联，并和基极电阻R1236和Q1234的基极发射极接点的串联组合并联。当充电电流的幅度超过预定阈值时，感应电阻R1238上的电压具有适合的幅度，从而使晶体管Q1234导通。因此，FET Q1212的栅极被下拉且FET Q1212转为非导通。例如，基极电阻R1236和感应电阻R1238分别具有1kΩ和1Ω的阻值，从而当充电电流I充电超过约700mA时使晶体管Q1234导通。
电压响应电流源1122包括NPN双极结晶体管Q1240，晶体管Q1240可操作以响应于输出电压VCC2的幅度来传导第一电流I1。晶体管Q1240的发射极通过电阻R1242(例如具有100kΩ的阻值)连接至非隔离电路公共端。电压响应电流源1122进一步包括稳压二极管Z1244(例如具有约48V的击穿电压)和两个电阻R1246、R1248(例如分别具有215kΩ和100kΩ的阻值)。稳压二极管Z1244和电阻R1246、R1248的串联组合在储能电容器C1210上连接(即越过输出电压VCC2)。当输出电压VCC2超过稳压二极管Z1244的击穿电压时，稳压二极管传导通过电阻R1246、R1248的电流，该电流的幅度依赖输出电压VCC2的瞬时幅度。晶体管Q1240的基极连接至两个电阻R1246、R1248的接点，从而使通过电阻R1242的电流的幅度依赖输出电压VCC2的瞬时幅度，并因此使通过晶体管Q1240的第一电流I1的幅度依赖输出电压VCC2的瞬时幅度。例如，当输出电压VCC2具有70V的幅度时，第一电流I1具有约63μA的幅度，当输出电压VCC2具有80V的幅度时，第一电流I1具有约93μA的幅度，即，每当输出电压改变1V时，第一电流I1的幅度改变约3μA。
当二极管D1114、D1116导通时，开关电路1126导通，且时间响应电流源1124传导第二电流I2。开关电路1126包括PNP双极结晶体管Q1250和电阻R1252(例如具有1kΩ的阻值)。晶体管Q1250和电阻R1252连接，使得电阻R1252和晶体管Q1250的发射极基极的接点的串联组合与两个串联的二极管D1114、D1116并联。当二极管D1114、D1116传导充电电流I充电时，晶体管Q1250导通，从而使输出电压VCC2施加于时间响应电流源1124上。
时间响应电流源1124的NPN双极结晶体管Q1254可操作以通过发射极电阻R1256(例如具有470kΩ的阻值)传导第二电流I2。当开关电路1126导通时，第二电流的幅度(从约0A)相对于时间增加。当电容器C1210在每个半周期的起始处开始充电(使开关电路1126导通)时，输出电压VCC2被施加于定时电路，定时电路包括电容器C1258(例如具有0.01μF的电容量)和两个电阻R1260、R1262(例如分别具200kΩ和56kΩ的阻值)。晶体管Q1254的基极与电容器C1258和两个电阻R1260、R1262的接点连接，从而使在开关电路1126导通之后，晶体管基极的电压幅度和通过该晶体管的第二电流I2幅度关于时间增加。例如，在每个半周期的电容器C1210充电的时间周期期间，第二电流I2的幅度相对于时间基本上是线性的(即，与在当前半周期电容器C1210已充电的时间总量成比例)。例如，第二电流I2的幅度范围可从约0A至30μA。
在门闩电路1118控制可控导通开关电路1112为非导通(使开关电路1126为非导通)时，时间响应电流源1124的电容器C1258通过电阻R1262放电。在每个半周期的末端，将电容器C1258上的电压重置为约0V，从而使第二电流I2的幅度在下一个半周期的起始处约为0A。
电流阈值检测电路1128第一和第二电流I1、I2的总电流I总，并当总电流超过预定电流域值ITH时，例如约100-110μA，触发关断门闩电路1118。电流阈值检测电路1128包括NPN双极结晶体管Q1264、稳压二极管Z1266(例如具有约5.1V的击穿电压)以及电阻R1268(例如具有100kΩ的阻值)。电阻R1268连接在晶体管Q1264的基极发射极接点和稳压二极管Z1266的串联组合上，从而使得当通过电阻R1268的电流约为50-55μA时，晶体管Q1264导通。晶体管Q1264与关断门闩电路1118连接，从而使得当晶体管Q1264传导通过电阻R1230约为50-55μA的电流时，晶体管Q1232导通，从而使FET Q1212非导通。
图13为示出示例性波形的示意图，该示例性波形图示出如图10B所示当远程调光器504位于系统500的负载侧时电源1100的操作。如图13所示，电源1100将每一次半周期的主调光器电源充电时间周期TPS维持基本恒定，且电源1100的输入电流IIN为基本对称的。主调光器电源充电时间周期TPS的长度约1毫秒+/-0.2毫秒(即，每一次半周期仅改变20％或更少)，从而使得输出电流IOUT的DC成分小于约0.3V，以及例如在0.2V和0.3V之间。主调光器电源充电时间周期TPS开始的时间与对于远程调光器104的内部电源730的远程调光器电源充电时间周期TCHRG大致相同。
因为远程装置104连接至主调光器102的负载侧，所以AC电压波形800中仅正半周期的远程调光器电源充电时间周期TCHRG期间，电源1100的输出电流IOUT幅度增加，即，输出电流为非对称的。在正半周期期间，从电源1100引出更多电流，且在正半周期期间，输出电压VCC2的幅度更大的减少。因为每一个半周期主调光器电源充电时间周期TPS都维持基本恒定，但是输出电流IOUT为非对称的，所以在正半周期中输出电压VCC2的峰值大于负半周期中输出电压VCC2的峰值。然而，每一次线周期的输出电压VCC2的平均值保持基本恒定。
虽然通过特定的实施方式描述了本发明，但是对于本领域技术人员而言可进行很多不同的变动、改变和其他应用。因此，此处公开的具体实施方式不限定本发明。
图4、5、6和12所提供的部件的数值和零件号仅作为本发明优选实施方式的示例，并不限定本发明的范围。例如，本领域技术人员可改变图4、5、6和12中部件的数值并同样获得本发明的负载控制装置。

Claims (21)

1.一种用于负载控制装置的电源，所述负载控制装置控制从AC电源输送至电负载的电力总量，所述负载控制装置可操作以接收所述AC电源的AC电压波形，所述电源可操作以生成DC电压，所述电源包括：
储能元件；
可控导通开关电路，与所述储能元件串联，用于选择性地为所述储能元件充电以产生所述DC电压，在所述AC电压波形的半周期期间，在所述AC电压波形的幅度大致超出DC电压波形的幅度后，所述可控导通开关电路可操作以导通；
门闩电路，连接至所述可控导通开关电路，所述门闩电路适于响应于所述DC电压的幅度和在所述半周期期间所述储能元件已充电的时间总量来使所述可控导通开关电路非导通；
第一电压响应电流源，可操作以传导第一电流，所述第一电流的幅度表示所述DC电压的幅度；以及
第二时间响应电流源，可操作以传导第二电流，所述第二电流的幅度表示在所述半周期期间所述储能元件已充电的时间总量，
其中，在所述半周期期间，所述储能元件在充电时间周期的长度中进行充电，且所述第一电压响应电流源和所述第二电压响应电流源操作以使每一次半周期的充电时间周期的长度维持基本相同。
2.如权利要求1所述的电源，其中，每一次半周期中所述充电时间周期的长度改变约20％或更少。
3.如权利要求1所述的电源，其中，所述充电时间周期的长度约为1毫秒+/-0.2毫秒。
4.如权利要求1所述的电源，进一步包括：
电流阈值检测电路，可操作以将所述第一电流和第二电流相加以产生总电流。
5.如权利要求4所述的电源，其中，当所述总电流超出预定电流阈值时，所述门闩电路响应所述电流阈值检测电路，以使所述可控导通开关电路非导通。
6.如权利要求1所述的电源，其中，所述可控导通开关电路包括半导体开关。
7.如权利要求6所述的电源，其中，所述半导体开关包括场效应晶体管。
8.如权利要求1所述的电源，其中，所述储能元件包括电容器。
9.如权利要求1所述的电源，进一步包括：
输出端，用于提供DC电压并适于传导非对称输出电流；
其中，所述可控导通开关电路被控制为使得到所述电源的输入电流为基本对称的。
10.如权利要求9所述的电源，其中，在所述半周期期间，所述储能元件在充电时间周期的长度中进行充电，且每一次半周期的充电时间周期的长度维持基本相同。
11.如权利要求10所述的电源，其中，每一次半周期中所述充电时间周期的长度改变约20％或更少。
12.如权利要求10所述的电源，其中，所述充电时间周期的长度约为1毫秒+/-0.2毫秒。
13.如权利要求10所述的电源，其中，所述输入电流中的DC成分小于约0.3V。
14.如权利要求9所述的电源，其中，所述门闩电路可操作以使所述可控导通开关电路非导通，从而使所述储能元件在所述储能元件已充电了切换时间之后停止充电。
15.如权利要求9所述的电源，其中，所述储能元件包括电容器。
16.一种生成DC电源电压的方法，所述DC电源电压用于负载控制装置，所述负载控制装置控制从AC电源输送至电负载的电力总量，所述方法包括步骤：
在所述AC电源的半周期期间，开始对储能元件充电，用于生成DC电源电压；
生成第一控制信号，所述第一控制信号表示所述DC电源电压的幅度；
生成第二控制信号，所述第二控制信号表示所述半周期期间所述储能元件已充电的时间总量；以及
响应于所述第一控制信号和第二控制信号来使所述储能元件停止充电，
其中，所述生成第一控制信号的步骤包括传导第一电流，所述第一电流的幅度表示所述DC电源电压的幅度，且所述生成第二控制信号的步骤包括传导第二电流，所述第二电流的幅度表示在所述半周期期间所述储能元件已充电的时间总量。
17.如权利要求16所述的方法，进一步包括以下步骤：
对所述第一电流和第二电流求和以产生总电流；以及
确定所述总电流是否超出预定的电流阈值。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述使所述储能元件停止充电的步骤进一步包括：
如果所述总电流超出所述预定电流阈值，则使所述储能元件停止充电。
19.如权利要求16所述的方法，其中，在所述半周期期间，所述储能元件在充电时间周期的长度中进行充电，且每一次半周期的所述充电时间周期的长度基本相同。
20.如权利要求19所述的方法，其中，每一次半周期中所述充电时间周期的长度改变约20％或更少。
21.如权利要求19所述的方法，其中，所述充电时间周期的长度约为1毫秒+/-0.2毫秒。
CN2008801219979A 2007-12-21 2008-12-15 用于负载控制装置的电源 Expired - Fee Related CN101919317B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1596507P 2007-12-21 2007-12-21
US61/015,965 2007-12-21
US12/328,906 US8067926B2 (en) 2007-12-21 2008-12-05 Power supply for a load control device
US12/328,906 2008-12-05
PCT/US2008/013726 WO2009085139A2 (en) 2007-12-21 2008-12-15 Power supply for a load control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101919317A CN101919317A (zh) 2010-12-15
CN101919317B true CN101919317B (zh) 2013-05-29

Family

ID=40787791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801219979A Expired - Fee Related CN101919317B (zh) 2007-12-21 2008-12-15 用于负载控制装置的电源

Country Status (6)

Country Link
US (2) US8067926B2 (zh)
EP (1) EP2225919B1 (zh)
CN (1) CN101919317B (zh)
CA (1) CA2709066C (zh)
MX (1) MX2010006973A (zh)
WO (1) WO2009085139A2 (zh)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8067926B2 (en) 2007-12-21 2011-11-29 Lutron Electronics Co., Inc. Power supply for a load control device
US7889526B2 (en) * 2008-05-02 2011-02-15 Lutron Electronics Co., Inc. Cat-ear power supply having a latch reset circuit
US8866401B2 (en) * 2009-03-06 2014-10-21 Lutron Electronics Co., Inc. Multi-stage power supply for a load control device having a low-power mode
US8922133B2 (en) * 2009-04-24 2014-12-30 Lutron Electronics Co., Inc. Smart electronic switch for low-power loads
US8957662B2 (en) 2009-11-25 2015-02-17 Lutron Electronics Co., Inc. Load control device for high-efficiency loads
US11870334B2 (en) 2009-11-25 2024-01-09 Lutron Technology Company Llc Load control device for high-efficiency loads
US8988050B2 (en) 2009-11-25 2015-03-24 Lutron Electronics Co., Inc. Load control device for high-efficiency loads
US9160224B2 (en) 2009-11-25 2015-10-13 Lutron Electronics Co., Inc. Load control device for high-efficiency loads
US20120020130A1 (en) * 2010-07-20 2012-01-26 General Electric Company Series Power Module
US8334663B2 (en) 2010-07-30 2012-12-18 Lutron Electronics Co., Inc. Power supply for a load control device
US8773083B2 (en) 2011-01-24 2014-07-08 Sunrise Micro Devices, Inc. Detection of insufficient current sourcing capability of supplied power
US10007286B2 (en) 2011-01-24 2018-06-26 Sunrise Micro Devices, Inc. Switching regulator overload detector
US9124131B2 (en) * 2011-01-24 2015-09-01 Sunrise Micro Devices, Inc. Dynamic control of the power sourcing capability of a power source
DE202011002880U1 (de) * 2011-01-29 2012-05-02 Aizo Ag Halbleiter-Netzteil
US9065330B1 (en) 2011-11-15 2015-06-23 Marvell International Ltd. Method and apparatus for controlling TRIAC dimmable device
TWI434622B (zh) * 2011-12-30 2014-04-11 Macroblock Inc 轉換器之等效電阻值的控制方法與裝置
WO2013138634A1 (en) 2012-03-14 2013-09-19 Marvell World Trade Ltd Method and apparatus for starting up
US9698767B2 (en) * 2012-03-23 2017-07-04 Silicon Laboratories Inc. AC power controller
US20140368113A1 (en) * 2013-06-17 2014-12-18 B/E Aerospace, Inc. Twin Aisle Light Architecture
FR3019411B1 (fr) * 2014-03-31 2017-09-15 Rasoanarivo Francois Bertin Interrupteur programmable automatique intelligent pour charge lineaire avec un gradateur
EP3210273B1 (en) * 2014-10-24 2018-12-12 Philips Lighting Holding B.V. Controlling power usage in appliances
KR20170031396A (ko) * 2015-09-11 2017-03-21 주식회사 만도 전자식 브레이크 시스템
US9681513B2 (en) 2015-10-23 2017-06-13 Lutron Electronics Co., Inc. Multiple location load control system
US9967954B2 (en) * 2016-01-15 2018-05-08 The Watt Stopper, Inc. Hybrid dimming controller with multi-class outputs
CN108882704B (zh) 2016-01-25 2021-09-10 美国陶氏益农公司 具有杀虫效用的分子，以及与这些分子相关的中间体、组合物和方法
JP6830204B2 (ja) * 2016-12-27 2021-02-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 負荷制御装置
CN110892790B (zh) * 2017-06-09 2022-03-18 路创技术有限责任公司 具有过电流保护电路的负载控制装置
EP3735728A1 (en) * 2018-01-05 2020-11-11 Lutron Technology Company LLC Supplemental power supply for a battery-powered device
CN112015220B (zh) * 2019-05-29 2022-02-11 晶豪科技股份有限公司 限流器
US11870364B2 (en) * 2020-04-28 2024-01-09 Amber Solutions, Inc. Two-wire electronic switch and dimmer
JP2021191231A (ja) * 2020-06-04 2021-12-13 トランスポーテーション アイピー ホールディングス，エルエルシー 電気供給システム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4816982A (en) * 1987-11-23 1989-03-28 Viteq Corporation AC to DC power converter with integrated line current control for improving power factor

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3990000A (en) * 1975-07-10 1976-11-02 Rca Corporation Alternating current control system
US4270058A (en) * 1979-07-25 1981-05-26 Schornack Louis W Power supply and control circuit for series connected controller
US4439688A (en) * 1980-03-20 1984-03-27 Dynascan Corporation Electrical control apparatus
US4359681A (en) * 1980-05-01 1982-11-16 Westinghouse Electric Corp. Alternating current power controller with DC transistor switching and an internal DC power supply
US4563592A (en) * 1983-10-13 1986-01-07 Lutron Electronics Co. Inc. Wall box dimmer switch with plural remote control switches
US4745351A (en) * 1986-04-29 1988-05-17 Lutron Electronics Co., Inc. Multiple location dimming system
US4689547A (en) * 1986-04-29 1987-08-25 Lutron Electronics Co., Inc. Multiple location dimming system
US5017837A (en) * 1987-12-11 1991-05-21 Lutron Electronics Co., Inc. Indicator lamp system
US5248919A (en) * 1992-03-31 1993-09-28 Lutron Electronics Co., Inc. Lighting control device
US5469046A (en) 1993-04-30 1995-11-21 North American Philips Corporation Transformerless low voltage switching power supply
US5905442A (en) 1996-02-07 1999-05-18 Lutron Electronics Co., Inc. Method and apparatus for controlling and determining the status of electrical devices from remote locations
US5798581A (en) * 1996-12-17 1998-08-25 Lutron Electronics Co., Inc. Location independent dimmer switch for use in multiple location switch system, and switch system employing same
US6172883B1 (en) * 1999-01-22 2001-01-09 Dell Usa, L.P. Redirected sequential flyback regulator
US6160389A (en) * 1999-08-27 2000-12-12 Black & Decker Inc. Battery charger with low heat dissipation
US7285919B2 (en) * 2001-06-22 2007-10-23 Lutron Electronics Co., Inc. Electronic ballast having improved power factor and total harmonic distortion
US6674248B2 (en) * 2001-06-22 2004-01-06 Lutron Electronics Co., Inc. Electronic ballast
US6856098B2 (en) * 2001-07-02 2005-02-15 Éclairage Contraste Converter for converting an AC power main voltage to a voltage suitable for driving a lamp
US6969959B2 (en) 2001-07-06 2005-11-29 Lutron Electronics Co., Inc. Electronic control systems and methods
FR2828598B1 (fr) * 2001-08-10 2003-12-05 Somfy Convertisseur electrique non regule
US6987380B1 (en) * 2001-11-06 2006-01-17 Linear Technology Corporation Time-based current control in switching regulators
US6882551B2 (en) * 2001-11-29 2005-04-19 Sanken Electric Co., Ltd. Switching power supply device
US6975098B2 (en) * 2002-01-31 2005-12-13 Vlt, Inc. Factorized power architecture with point of load sine amplitude converters
US7005835B2 (en) * 2002-06-28 2006-02-28 Microsemi Corp. Method and apparatus for load sharing in a multiphase switching power converter
US6940261B1 (en) * 2003-03-19 2005-09-06 Linear Technology Corporation Circuits and methods for providing multiple phase switching regulators which employ the input capacitor voltage signal for current sensing
US7012518B2 (en) * 2003-04-18 2006-03-14 Cooper Wiring Devices, Inc. Dimmer control system with two-way master-remote communication
US6987449B2 (en) * 2003-04-18 2006-01-17 Cooper Wiring Devices, Inc. Dimmer control system with tandem power supplies
US6815625B1 (en) * 2003-04-18 2004-11-09 Cooper Wiring Devices, Inc. Dimmer control switch unit
US7091672B2 (en) * 2003-06-10 2006-08-15 Lutron Electronics Co., Inc. High efficiency off-line linear power supply
JP4271534B2 (ja) * 2003-09-01 2009-06-03 株式会社リコー 直流電源供給装置及びその駆動方法並びに直流電源供給回路を備える半導体集積回路装置
US7542258B2 (en) * 2004-01-16 2009-06-02 Lutron Electronics Co., Inc. DV/dt-detecting overcurrent protection circuit for power supply
US7279868B2 (en) * 2004-03-12 2007-10-09 Comarco Wireless Technologies, Inc. Power factor correction circuits
FR2870403B1 (fr) * 2004-05-11 2007-09-14 Thales Sa Convertisseur ac/dc a faibles courants anharmoniques
US7436123B2 (en) * 2004-12-03 2008-10-14 Matsushita Electric Works, Ltd. Discharge lamp ballast device and lighting appliance
US7394231B2 (en) * 2005-02-08 2008-07-01 Linear Technology Corporation Current-mode control for switched step up-step down regulators
JP2006251548A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Fuji Xerox Co Ltd 画像形成装置
US7432661B2 (en) * 2005-05-02 2008-10-07 Lutron Electronics Co., Inc. Electronic ballast having a flyback cat-ear power supply
US7242150B2 (en) * 2005-05-12 2007-07-10 Lutron Electronics Co., Inc. Dimmer having a power supply monitoring circuit
US7190124B2 (en) * 2005-05-16 2007-03-13 Lutron Electronics Co., Inc. Two-wire dimmer with power supply and load protection circuit in the event of switch failure
CA2611576C (en) * 2005-06-06 2013-08-06 Lutron Electronics Co., Inc. Method and apparatus for communicating message signals in a load control system
CN101218730B (zh) * 2005-06-06 2012-02-15 路创电子公司 负载控制设备的电源
JP4729617B2 (ja) * 2005-06-30 2011-07-20 ルートロン エレクトロニクス カンパニー インコーポレイテッド マイクロプロセッサで制御された電源を有する調光器
US7453709B2 (en) * 2005-07-08 2008-11-18 Power Integrations, Inc. Method and apparatus for increasing the power capability of a power supply
JP2007068368A (ja) * 2005-09-02 2007-03-15 Texas Instr Japan Ltd 充電回路
US7723925B2 (en) * 2006-06-22 2010-05-25 Lutron Electronics Co., Inc. Multiple location dimming system
EP2050183A4 (en) * 2006-07-19 2010-08-25 Sinewave Energy Technologies L SINUSOIDAL WAVE LAMP CONTROLLER WITH ACTIVE SWITCH SWITCHING AND ANTI-SCINTIBLE CORRECTION
US7518896B2 (en) * 2006-11-15 2009-04-14 Agilent Technologies, Inc. Phase control system for switching power supply pre-regulator allows increased power transformer leakage inductance
IL179579A0 (en) * 2006-11-26 2007-05-15 Tritonics Technologies Ltd A device that enables plc based smart dimmers to function with no new wires
US7872429B2 (en) * 2007-04-23 2011-01-18 Lutron Electronics Co., Inc. Multiple location load control system
US7868561B2 (en) * 2007-10-31 2011-01-11 Lutron Electronics Co., Inc. Two-wire dimmer circuit for a screw-in compact fluorescent lamp
US8067926B2 (en) 2007-12-21 2011-11-29 Lutron Electronics Co., Inc. Power supply for a load control device
EP2466738B1 (en) * 2010-12-20 2018-04-04 ams AG Voltage converter and method for voltage conversion
US10661408B2 (en) 2017-08-31 2020-05-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Platen stopper

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4816982A (en) * 1987-11-23 1989-03-28 Viteq Corporation AC to DC power converter with integrated line current control for improving power factor

Also Published As

Publication number Publication date
CA2709066A1 (en) 2009-07-09
MX2010006973A (es) 2010-08-12
WO2009085139A3 (en) 2009-09-17
CA2709066C (en) 2014-01-28
US20090160409A1 (en) 2009-06-25
US20120032649A1 (en) 2012-02-09
WO2009085139A2 (en) 2009-07-09
EP2225919B1 (en) 2012-08-01
CN101919317A (zh) 2010-12-15
US9035634B2 (en) 2015-05-19
US8067926B2 (en) 2011-11-29
EP2225919A2 (en) 2010-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101919317B (zh) 用于负载控制装置的电源
CN101785364B (zh) 多点负载控制系统
CN101069139B (zh) 用于电气设备的控制系统
EP2177090B1 (en) Load control device having a gate current sensing circuit
US7687940B2 (en) Dimmer switch for use with lighting circuits having three-way switches
US20080024074A1 (en) Load control device for use with lighting circuits having three-way switches
CN101218730A (zh) 负载控制设备的电源
CN101099415A (zh) 用于获得减小的噪声的负载控制电路及方法
AU2017314486B2 (en) A signalling method for dimmers controlling a load
CN107710101A (zh) 调光器系统
CN210629942U (zh) 一种照明灯同步控制系统
CN110168837A (zh) 包括电力备用装置的照明系统
CN101622909B (zh) 数字信号与供电电压信号的具有可切换恒流源的接口
EP3468307B1 (en) Two-wire load control system extension
CN102802310A (zh) 一种调光器、调光系统和调光方法
CN106981997A (zh) 电源设备
CN108848596B (zh) 一种兼容可控硅调光器的led应急电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1146864

Country of ref document: HK

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: WD

Ref document number: 1146864

Country of ref document: HK

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130529

Termination date: 20181215