CN103597781A - 具有可变输出电源的系统总线 - Google Patents

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Abstract

系统和方法给系统总线(140)提供可变输出电源(110)。多个设备(130)被耦合到所述系统总线(140)。所述多个设备(130)经由所述系统总线(140)与彼此及所述电源(110)进行通信。所述电源(110)被配置成检测第一改变事件和第二改变事件，并且作为响应，以与所述第一改变事件相对应的第二电流电平或与所述第二改变事件相对应的第一电流电平经由所述系统总线(140)交替地将电力供应给所述多个设备(130)。

Description

具有可变输出电源的系统总线
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年6月15日提交并且标题为“POWER SUPPLY”的美国专利申请序号13/161,314的优先权，并且要求2011年6月15日提交并且标题为“BUS NETWORK”以及作为'314申请的延续部分的美国专利申请序号13/161,340的优先权，其两者的整个内容从而通过引用结合。
背景技术
总线网络在各种领域和应用中被用来互连设备并且允许通信、电力输送以及其他功能性。一个这种总线网络被称为数字可寻址照明接口(DALI)，其是在控制建筑里的设备(诸如传感器、照明设备以及遮光物)中使用的总线架构标准。DALI提供允许电力被供应给总线上的设备以及总线上的设备之间的通信的双线总线。在DALI架构中，电压的存在指示第一状态(即，逻辑“1”)，然而两条线通过总线上的任何设备的短路指示第二状态(即，逻辑“0”)。以这种方式，设备能够使用双线DALI总线来与彼此进行通信。
在一些总线网络架构(包括DALI)中，能够被供应给总线上的设备的电力量可以被架构规范限制，这进而可以限制能够被连接到总线的设备的数目。在DALI架构中，例如，电力典型地以具有250mA的电流限制的16.5V (最大22.5V)被供应。根据DALI规范，多达64个设备理论上能够被耦合到DALI总线，但许多DALI兼容的设备能够各汲取例如多达每个40mA，从而有效地限制实际上能够被连接到总线的这种设备的数目。
类似地，总线布线的阻抗能够限制能够被连接到总线的设备的数目。例如，DALI总线网络被常常部署在大建筑中，从而需要长的布线长度以运行到建筑里的设备。当总线变得较长时常规DALI网络使用较低规格(即，较粗的)线，这不仅比较高规格线更昂贵，而且增加安装的总体复杂性。这种总线的安装者可能必须用多卷线工作，这能够增加安装总线网络的时间和成本。
发明内容
本公开中的实施例解决上面描述的问题和其他问题。除了别的以外，甚至在设备的总电力消耗通常将超过由总线架构所限定的最大值情况下，本公开中的实施例还帮助允许附加的设备被用在总线上。此外，各种实施例帮助允许单规格的线遍布总线网络被使用(甚至在长的布线长度是需要的情况下)，同时仍然将充足的电力提供给连接到总线的设备。
根据本公开的各种实施例的系统包括总线和耦合到所述总线的多个设备，所述设备被配置成经由所述总线与彼此进行通信。所述系统进一步包括耦合到所述总线的电源，所述电源用于经由所述总线将电力供应给所述多个设备。所述电源被配置成检测事件，并且响应于所述事件，交替地以第一电流电平或以第二电流电平经由所述总线将电力供应给所述多个设备，所述第二电流电平小于所述第一电流电平。
应当理解的是，前述通用描述和以下具体描述两者都仅仅是示例性的和解释性的，并且不限制如所要求保护的本公开。
附图说明
对本公开的实施例的更彻底的理解可以在连同以下说明性图相一起考虑时通过参考具体实施方式和权利要求来得到。
图1图示了示例性DALI总线网络。
图2和3描绘了依照各种实施例用于在电源中使用的示例性电路。
图4图示了常规DALI设备的输入级。
图5图示了依照各种实施例用于DALI设备的示例性输入级。
图6图示了根据各种实施例用于在DALI设备中使用的示例性电路。
图7描绘了依照各种实施例的示例性总线。
图8图示了用于DALI设备的典型通信定时图。
具体实施方式
虽然与DALI总线架构相结合地描述了本公开中的示例性实施例，但是本公开可以被与任何其他适合的总线架构相结合地使用。
示例性实施例的具体描述在本文中参考附图和图片，附图和图片通过图示的方式示出了示例性实施例及其最佳模式。虽然这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域的技术人员能够实践本公开，但是应该理解的是，在不背离本公开的精神和范围的情况下可以实现其他实施例并且可以作出逻辑上的和机械的改变。因此，具体描述在本文中被呈现用于仅图示而非限制的目的。例如，记载在方法或过程描述中的任一项中的步骤可以以任何顺序被执行并且不限于所呈现的顺序。此外，功能或步骤中的任一个可以被外包给一个或多个第三方或者由一个或多个第三方来执行。此外，对单数的任何参考包括复数的实施例，并且对一个以上的部件的任何参考可以包括单数实施例。
在本文中的具体描述中，对“实施例”、“一个实施例”、“示例实施例”等的参考指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但每个实施例可能未必包括特定特征、结构或特性。此外，这种短语未必指的是相同的实施例。进一步地，当特定特征、结构或特性连同实施例一起被描述时，建议在本领域的技术人员的知识内连同其他实施例一起实现这种特征、结构或特性，而无论是否被明确地描述。在阅读了本描述之后，如何在可替换的实施例中实现本公开对于(一个或多个)相关领域的技术人员而言将是显而易见的。
在各种实施例中，本文中所描述的方法使用本文中所描述的各种特定机器来实现。本文中所描述的方法可以使用以下特定机器以及其后开发的那些以任何适合的组合来实现，如将由本领域的技术人员立即领会的那样。进一步地，如从本公开明确的那样，本文中所描述的方法可以导致特定条款的各种变换。
示例性系统
图1图示了示例性DALI总线网络100。在这个示例中，总线网络100包括经由双线总线140连接的电源110、控制设备120以及多个设备130 (还被始终称为“节点”)。
电源110
DALI设备如果在通信期间他们试图使以高于在DALI标准中规定的250 mA限制的电流电平供应的电力短路则能够被损坏。在实施例中，电源110被配置成检测事件，并且响应于该事件，交替地经由总线140以较高的或较低的电流电平将电力供应给设备130。电源110可以被配置成交替地以任何数目不同电平的电压和/或电流供应电力。在一个示例性实施例中，电源110被配置成当设备/节点不在通信时以750mA的第一电流限制来提供电力，并且然后以250 mA的第二电流电平来供应电力以允许总线140上的设备130通信而没有损坏。
电源110可以被配置成响应于任何类型的事件以变化的电流和/或电压电平来供应电力。在这个上下文中，“事件”可以包括例如任何数目测量的电气特性(例如，电流、电压、阻抗)以及来自其他设备的信号。在实施例中，电源110可以检测包括设备130中的一个或多个的阻抗减少的事件。在DALI系统中，当设备130使总线140短路以通信时总线140上的设备130的阻抗减少。在这种情况下，电源110能够在设备130的阻抗下降时(指示它正在通信)减少供应给设备130的电力的电流电平，并且然后在阻抗增加时(指示设备130不再进行通信)增加供应给设备130的电力的电流电平。
除检测阻抗的改变之外，或者作为其替代方案，电源110可以被配置成检测由设备130所汲取的电流的改变。在实施例中，电源110被配置成响应于检测到由设备130中的一个或多个所汲取的电流的增加(例如，当设备130正在总线140上通信时)以减少的电流电平将电力供应给总线140上的设备130。电源110被进一步配置成在检测到由设备130所汲取的电流的减少时(例如，当设备130不再进行通信时)以增加的电平来供应电力。
电源110可以被配置成以任何适合的方式以变化的电流电平来供应电力。在一个示例性实施例中，电源110包括称为“通道元件”(诸如晶体管)的部件以增加和减少电源110的输出电压。通道元件根据电压降低的大小乘以它正在输送给总线140的电流的乘积使电力耗散，因此输出电压越低，则耗散越高。例如，如果16.5V电源必须下降至0.5V以将电流限制于250mA，则它耗散4W的电力。
电源110可以被配置成执行称作“折返”的技术以根据输出电压动态地改变电流限制。在实施例中，电源110被耦合到DALI总线网络140并且被配置成检测由试图通信的节点130所汲取的电流的增加(例如，通过使总线140“短路”)。电源110作为响应降低它的输出电压并且也降低它的电流限制。当节点130继续使总线140短路时，电源110进一步降低电压。例如，电源110可以被配置成以6.5V的电压(由DALI标准作为逻辑零所允许的最大电压)提供250mA的电流。
在一些情况下，当电源110检测到事件时节点130可以短暂地看见高于它们的设计限制的电流。然而，电源110能够被配置成迅速地(即，在一些情况下在微秒内)切换到以降低的电流电平来提供电力，从而防止由于持续过量电流而导致的部件损坏。电源110可以被配置成以增加的或减少的电流电平来供应电力持续任何适合的时间段(例如，持续节点之间的通信的持续时间以进一步降低频率，在该频率下节点看见高于它们的设计限制的短暂电流)。
电源110能够被配置成在任何适合的时间段期间改变电流电平。在一些实施例中，例如，电流电平可以在相对短的(例如，在微秒内或更少)时间段期间被切换。除了别的以外，这还帮助降低设备130正在使高电流电平短路的时间量，并且结果有助于避免对设备130的损坏。
在其他实施例中，可以在相对较长的时间段期间改变电流电平。在一个示例性实施例中，电源110被配置成提供动态电流限制。电源110被配置成慢慢地(例如，在约10ms期间)将其电流限制调整为正好高于即时电流。在实施例中，如果电流迅速地增加(例如，由于节点130使总线140短路)，则电源110将通过降低它的输出电压持续逻辑零的持续时间来限制电流。在实施例中，电源110将稳定的基电流提供给节点130但不允许由于节点130使总线短路而导致的突然增加。这有助于保护“短路”节点130免于经历超过其设计限制的过量电流以及结果被损坏。
在一些实施例中，电源110可以被配置成检测包括速率的改变的事件，以所述速率电流被设备130中的一个或多个汲取。能够针对突然增加监控由设备130所汲取的电流作为节点130正在试图通信的指示符。DALI标准规定节点不会即刻使电流短路但需要节点在定义明确的边界内使电流斜升以帮助降低电磁发射。典型地，由250mA的设备130在100μs内所汲取的电流的增加指示节点130正在试图通信。
由设备130所汲取的电流改变的速率能够通过电源110以任何适合的方式来检测。在实施例中，来自总线140的电流被馈送到高通滤波器(其去除电流波形的慢改变)中并且剩余信号(其测量快改变)对照阈值被比较。超过阈值指示电流增加的特定速率并且从而指示节点130试图通信。作为响应，电源110能够切换到以较低的电流电平来供应电力以避免在通信期间损坏设备130。
在实施例中，由电源110所检测到的事件可以包括接收指示符(例如，从控制设备120或从设备130中的一个或多个)来以特定电平供应电流。除了别的以外，这还允许电源110迅速地和/或抢先地在设备130为了通信使总线140短路之前从以一个电平向另一电平供应电流切换，并且以便当在设备130之间不存在通信时供应较高的电流电平。
图2图示了用于在电源110中使用的示例性电路。在实施例中，电路200包括被配置成经由数字输出端210在两个不同的电流限制之间切换的微控制器205。DC电压在电路200的输入端245处被接收并且通过电压调节器240，所述电压调节器240帮助使输出到微控制器205和电阻器网络215的电压维持在恒定电平。电阻器网络215将来自数字输出端210的信号转换成两个不同的电压电平中的一个，其被引导到运算放大器220的正输入端中。电流传感器225将信号提供给运算放大器220的负输入端。如果实际电流高于由微控制器205所编程的限制，则来自运算放大器220的输出下降，从而增加通道晶体管(pass transistor) 230的阻抗，并且进而在具有可编程电流的输出端235处将输出电流降低至编程限制。
图3描绘了根据本公开的各方面的另一示例性电路，所述另一示例性电路可以与诸如图1中所示出的电源110之类的电源相结合地使用。在实施例中，电路300包括与图2中示出的电路200相同的部件。附加地，通信检测器310 (包括耦合到比较器的高通滤波器)、电压反馈320以及电流反馈330将输入提供给微控制器205。除关于图2上面所描述的电路200的功能性之外，电路300被配置成检测连接到包括电路300的电源110 (图1中所示出的)的节点130之间的通信。因为节点130试图通信，所以节点130汲取的电流将突然增加。电流的这个增加被通信检测器310的高通滤波器/比较器检测到，并且被用信号发送到微控制器205。进而，微控制器205将改变数字输出端210，从而将电源从标称电流切换成例如相对低的电流模式(诸如50mA)。
除了别的以外，即使当由于总线140的长线长度而导致的总线阻抗是相对高的时电路300也帮助节点130通信。例如，当通信节点130使总线140短路时，电源110切换成低电流模式并且输出电压将下降到表示逻辑零的电平。当通信节点130释放短路时，输出电压将突然上升(尽管未必高到足以表示逻辑一)。电压的增加经由电压反馈320被用信号发送到微控制器205。作为响应，微控制器205将再次增加电流限制，从而使总线140返回到逻辑一状态。
控制设备120
在图1的示例性系统100中，控制设备120能够被配置成促进设备130之间的通信、与电源110接口对接以控制供应给总线140的电力的电流电平和/或执行其他功能性。在实施例中，控制设备120可以当作总线仲裁器以宣布总线自由对任何节点130开始通信(而不是命令特定节点响应)。任何节点130可以被配置成向任何其他节点发起命令。在实施例中，控制设备120被配置成监控节点130之间的通信，并且配置成向电源110指示以特定电流电平来供应电力。以这种方式，控制设备120能够在DALI设备130试图使总线140短路之前抢先地命令电源110切换到较低的电流限制。
在实施例中，控制设备120被耦合到电源110，并且解释电流波形(而不是电压)以便检索来自设备130的通信。控制设备120可以被配置成考虑定时要求(各个位的已知持续时间)来滤出在节点130之间的通信期间电流的错误波动。可替换地，电流汲取可以被数字化并且被进一步处理。电流的增加和减少可以被分配为正或负转变的概率，以及连续转变的概率共同地组成特定位序列的概率。可能的位序列可以被并行地处理并且最高概率通路将获胜。以这种方式，控制设备120可以与电源110相结合地操作以允许控制设备120从节点130接收响应而不管高布线阻抗。
设备130
设备130 (或“节点”)经由总线140接收电力并且通信。本公开的实施例可以与总线上任何数目和类型的不同设备相结合地操作。在图1中所描绘的DALI总线网络100的示例性实施例中，设备130可以包括任何类型的DALI兼容的设备，诸如照明设备、传感器和/或遮光物。常规DALI设备的典型已知现有技术输入级在图4中被示出。在这个配置中，输入级400提供图1中所示出的通信总线140与设备130的外围功能之间的光学隔离。特别地，给设备130的电力不是从通信总线140获得的。
图5描绘了依照本公开的各个方面的DALI节点500的示例性实施例。在实施例中，节点500含包括电容器505 (或其他能量存储设备)和整流器510。整流器510防止电流从存储设备505中往回流到总线140上，并且因此如果总线电压高于存储设备505中的电压时则节点将仅仅消耗电流。换句话说，电容器505能够在逻辑一的周期期间被充电直到总线140的标称电压，并且在逻辑零的周期期间有所耗尽。典型地，一旦总线电压下降低于典型总线电压几个伏特节点500就将不消耗电流。例如，总线电压可能通常是16.5V (也就是说，在逻辑一期间)。在15V以下，取决于电容器505的配置和其他因素，节点可能不消耗电流。电源515调节电容器505的电压以将恒定供应电压提供给节点500的微控制器和外围设备520。微控制器的外围设备与外围设备520可以并且在一些实施例中确实包括用来创建外部镇流器和/或电子驱动器的调光信号的电路。收发器525被耦合到在整流器510前面的通信总线，使得它不遭受由电容器505所引入的信号滤波。
在逻辑一期间，电源110可以输出具有例如750mA的电流限制的标称电压。抢先地，如由控制设备120促进的那样，或者响应于事件，如上面所说明的那样，电源110能够降低电流和/或电压。在实施例中，电源110被配置成抢先地将它的输出电流降低至约250mA。进而，输出电压下降直到节点130共同地消耗不超过所述250mA为止。在这个示例中，电源110将它的输出降低至约15V。这些电平仍然被节点130认为是逻辑一，然而希望通过使总线140短路进行通信的节点130仅需要短路250mA (用于DALI节点的安全电流电平)代替750mA (不安全的电流电平)。其他节点130可以被配置成检测这个低总线电压并且将它解释为逻辑零。以这种方式，在它们的输入级处具有整流器和电容器的节点130帮助电源110为DALI设备创建两个操作模式：高电流输送模式和较低较安全模式。
图6图示了依照各种实施例用于节点130的示例性电源电路600。在一些实施例中，电源电路600能够电子地降低节点130的电流汲取，并且在一些实施例中降低至零。
在操作中，电阻器R12使二级管D8偏置以在晶体管Q9的基极产生稳定电压。晶体管Q9用作发射极跟随器，并且将稳定供应电压+V提供给节点130的微控制器(未示出)，同时电容器C7对供应电压+V进行滤波。电阻器R9、晶体管Q14以及电阻器R16形成线性地对电容器C6充电的恒流源。当总线140处于逻辑零状态时，电容器C6经由二级管D1、电阻器R12、二级管D8、晶体管Q9以及电容器C7将稳定电压供应给微控制器(未示出)。
晶体管Q7允许电流源被接通和断开。电阻器R36使晶体管Q7偏置在其接通通态下。电阻器R16允许基极电流通过晶体管Q14B，从而使它接通，以便电容器C6能够充电。晶体管Q14A经由电阻器R9来监控充电电流并且将它限制于被电阻器R9的电阻分开的约0.7 V。一旦微控制器已经启动了，微控制器就能够经由“充电控制”输出端来控制电流源。将这个引脚降低至接地使晶体管Q7断开，这进而使晶体管Q14B断开以及从而去除到电容器C6中的充电电流。
在一些实施例中，电路600允许一组DALI节点130的电流消耗为这样的，即如果它们的供应电压低于特定电压则节点130共同地消耗不到250mA。节点130从而能够演示与具有如与图5相关地上面所描述的整流器/电容器输入级的节点类似的行为。电源110然后能够抢先地从较高的电流限制被切换到较低的电流限制(在这里250mA)，从而保护DALI节点130，所述DALI节点130仅能够安全地使250mA电流电平或更少短路。
在实施例中，不是基于节点130的供应电压来激活电路600，而是当其他节点130正试图通信时节点130能够激活电路600。类似地，当其他节点130正试图通信时控制设备120用信号通知电源110切换到较低的电流限制。因为节点130已经通过激活电路600同时地降低了它们的电流消耗，所以电源110的较低的电流限制临时地足以供应所需要的电流。希望通信的任何DALI节点130被保护并且被仅要求使250mA电流电平短路。附加地，这允许成组节点130共同地改变它们的电流汲取以帮助以安全的电流电平来促进节点130之间的通信，即使由于总线布线而存在相对高水平的阻抗。
克服由于总线长度而导致的问题
除有助于扩展总线网络的容量之外，实施例能够帮助克服与总线网络中布线的阻抗相关联的问题。在DALI总线网络中，例如，随着总线长度增加布线阻抗它本身将开始限制电流(而不是耦合到网络的电源)，这在通过节点130的通信尝试情况下能够导致其他节点不能识别所述通信尝试。常规DALI系统的设计者典型地降低总线长度、增加布线横截面和/或降低总线上设备的数目以防止与高布线阻抗相关联的效应。DALI标准需要节点监控总线电压以检测通信(也就是说，＜6.5V是逻辑零，>11.5V表示逻辑一)。然而，在具有过量布线阻抗的常规DALI系统中，当其他节点试图通信并且使总线短路时节点也许不能够检测那些电平。例如，长总线可以具有100欧姆的阻抗。即使设备使长总线短路，结果得到的电流也可能是使用典型DALI电源的165mA。因为未超过250mA的电流限制，所以没有电压降发生并且没有通信对其他节点130而言是可见的。
然而，如上面所描述的实施例能够帮助设备130检测一个或多个控制设备120与节点130之间以及节点130它本身之间的通信，从而允许各种特征在DALI网络(甚至具有相对长的总线长度的DALI网络)中被实现。例如，通过允许总线140上的所有节点130看见其他节点130与控制设备120之间的通信，能够检测并且避免通信冲突。例如，在节点A具有与总线上的节点B相同的地址情况下，它们可以都试图同时地对来自控制设备的通信作出响应。本公开的实施例允许控制设备和两个节点通过两个设备来检测试图的响应并且标识冲突的源。这在总线网络的初始设置(当将地址分配给总线上的所有节点时)以标识具有复制地址的节点期间可能是特别有利的。
本公开的实施例还能够帮助具有总线仲裁和/或多个控制设备的网络。在这种系统中，总线仲裁器可以宣布总线自由对异步(事件类型)消息。节点然后能够像在多主机情形中那样发起通信，但它们必须能够检测另一节点是否已经开始了传输。类似地，本公开的实施例能够帮助实现优先级通信方案。例如，DALI支持其中用于优先消息的窗口被打开的方案，其中消息的优先级越高，在窗口中它必须被发送越早。本公开的实施例帮助允许总线被监控，使得如果较高优先级传输已经在进行中则较低优先级消息不在窗口中被稍后传输。在其他实施例中，节点130可以被配置成与彼此同步地进行通信。
图7图示了其中总线具有相对高的布线阻抗的示例性情况。在这种情况下，由第一设备710所汲取的电流的增加能够导致其他设备720的电流的减少，而基本上不影响如由电源所检测到的总线上的电流汲取。在这个示例中，网络通过具有250mA电流限制的22V的标准DALI总线来供电。在50欧姆的布线阻抗之后，其他设备720共同地消耗220mA。另一49欧姆布线阻抗之后是第一设备710。忽略第一设备710的汲取，其他设备720具有约11V的供应电压(由跨越50欧姆阻抗的11V压降来反映)。在这个示例中，其他设备720将具有被充电到约10.5V (11V减去二极管压降)的它们相应的电容器，同时这个总线网络的总体电充汲取相当于约220mA稳态。
如果第一设备710试图通信，则第一设备710使总线短路，从而使电流流过50欧姆和49欧姆布线阻抗两者，并且跨越50欧姆布线阻抗引起附加的压降。在结点A处的电压将下降并且其他设备720将在它们的电容器中具有比供应电压更高的电压。因此，其他设备720将停止从总线汲取电流，并且所有电流将流过第一设备710，所述第一设备710正在使总线短路。电流汲取因此相当于22V / 99欧姆= 222mA，其非常接近于“预短路”条件以及因此使确定设备何时正在尝试通信变得困难。
本公开的实施例能够帮助解决上面所描述的问题。在实施例中，控制设备120能够被耦合到电源110以促进如上面所描述的外向（outgoing）通信。由电源110所供应的电流被分析以便检测节点130对控制设备120的电位响应。能够以任何适合的方式检测由设备130所汲取的电流。例如，如先前所描述的那样，电流可以被测量并且提供给高通滤波器，所述高通滤波器滤出慢慢地改变的稳态电流。可以对照正阈值和负阈值来比较高通滤波器的输出。现参考图8，图8描绘了DALI设备的典型通信定时图，由设备130所汲取的电流的快速增加将超过必须低于标准DALI电源的电流限制的正阈值，并且指示节点试图响应(图8中的点C)。当节点释放总线时(图8中的点E)，电流将迅速地下降，从而在高通滤波器后面创建负脉冲并且触发负阈值。
在实施例中，当设备130使总线140短路时，增量电流被电源110检测到，所述增量电流附加地使其输出电压下降，这能够通过总线140上的设备130作为设备130之间的通信的指示符被检测到。一旦设备130释放了它的短路，电压就将再次上升，从而对于总线140上的所有设备130而言表现为逻辑一。一旦整个响应已被设备130传送了，如可能由“总线空闲超时”所检测到的那样或者如可能因已被发送的命令而明显的那样，电源110能够恢复以原始的电流限制来提供电力。
这个方法能够被用来主动地控制电源110的电压以在对其他设备130可见的两个设备(120, 130)之间进行通信。如果电源实现了电流折返，则改变它的输出电压也能够自动地改变它的电流限制。在交替的实施例中，控制设备120未必需要被耦合到电源110。替代地，所述电源能够被配置成检测电流的增加，并且要么直接地降低电压要么通过降低电流限制间接地降低电压，从而允许通信可被所有节点看见。
在本公开的实施例中，电源110和一个或多个设备130可以协作以降低由总线140上的设备130所消耗的总体电流。在实施例中，电源110被配置成降低它的电流限制以与具有输入级的设备130协作，所述输入级包括整流器和电容器(或其他能量存储设备)，诸如图5中所示出的设备500。
在实施例中，当控制设备120期望来自节点130的响应时，它向电源110指示抢先地通过电源110来降低电流限制。可替换地，电源可以被配置成直接地(即，在不用从控制设备120接收指示符的情况下)通过检测由设备130所汲取的电流来降低它的输出电压。在任一情况下，电源110使总线电压降低至节点130的电容器中的电压以下并且它们将停止汲取电流，从而在电源110中满足新的电流限制。因为电容器被充电至总线标称“高电压”(逻辑一)，所以重新建立的总线电压仅仅在标称电压下面，以及因此电流限制的降低不会使总线电压显著地下降。本公开的实施例可以被配置成以任何适合的电压电平进行操作。在实施例中，电压电平通常是约22.5V，远高于9.5 V的DALI总线上逻辑一的最小电压。
在实施例中，总线140上的节点130可以被配置成监控总线140上的所有通信，并且每当响应被期望时主动地降低它们的电流消耗。执行这个功能性的节点130不需要具有图5中所描述的整流器/电容器输入级，但能够具有任何适合的设计。例如节点130可以包括通常在DALI节点中发现的光耦合器输入级(在图4中示出)。
设备130可以被配置成响应于命令(例如，从控制设备接收的)、测量的电气特性(例如，由电源经由总线供应的电力的电压电平)、总线上其他设备130之间的被检测通信或任何其他适合的事件来改变它的电流汲取。
在实施例的示例中，再次参考图7，其他设备720能够像上面所描述的那样共同地降低它们的电流消耗。耦合到电源110的控制设备(在图7中未示出)传送期望来自第一设备710的响应的命令。例如，预期命令，其他设备720共同地将它们的电流消耗从220mA降低至22mA。电源110检测电流消耗从220mA到22mA的降低，并且在第一设备710试图通信时，看见电流消耗到222mA的迅速增加。电流消耗从22mA到222mA的这个增加容易地可由电源110和控制设备(其被耦合到电源110)两者检测到，从而允许电流波形被解释并且允许第一设备710的响应被检索到。
在又一个示例中，再次参考图7，电源110能够在检测到传输尝试时降低它的电流限制。在这个示例中，在其他设备720将它们共同的电流消耗降低至22mA，并且第一设备710使总线短路以创建逻辑零之后，电流增加至222mA。电源110检测该增加并且将它的电流限制从250mA降低至50mA。电源110调整输出电压以便将电流限制到50mA，所述输出电压将稳定至约5V (50mA * 99欧姆)。即使在其中由于总线布线而存在显著阻抗的情况下，这也允许第一设备710和其他设备720看见所述电压并且将其解释为逻辑零。为了返回至逻辑一，第一设备710释放短路并且电流下降。检测到它不再限流的电源110恢复至250mA限制，使总线电压上升。
由于高布线阻抗对通信的影响，DALI标准规定了总线的最大布线阻抗，也就是说，总线运行越长，必须被使用的线横截面(线规格)越高。然而，这取决于总线的长度而需要不同类型的线，进而需要更仔细的安装、更多库存产品等并且还需要较昂贵的线。本公开的实施例能够提供优于常规系统的显著优点。例如，使用十八根AWG线的常规DALI总线网络仅有约五百七十英尺的最大长度的能力。在根据本公开的方面的实施例中，相比之下，DALI总线网络可以使用多达约1500英尺的长度的十八根AWG线(在DALI要求下的最小规格)来实现，并比常规五百七十英尺网络能够将充足的电力输送到更多设备。
可以以任何方式(诸如通过硬件、软件或两者的组合)来实现上面描述的实施例。通过软件所实现的功能性可以由任何适合的基于计算机的系统来执行。这样的软件程序可以被存储在任何计算机可读介质上，所述计算机可读介质诸如软盘、硬盘、CD-ROM、DVD、任何类型的光盘或磁光盘、易失性或非易失性存储器、和/或适于存储电子指令并且能够与计算设备接口对接的任何其他类型的媒体。根据本发明的实施例的方法可以与任何类型的计算机系统相结合地操作，所述计算机系统诸如个人计算机(PC)、服务器、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、便携式计算机(诸如笔记本电脑)、嵌入式计算系统和/或任何其他类型的计算设备。计算机系统可以包括以任何方式(诸如通过分布式网络)连接的任何数目的计算设备。计算机系统可以与任何数目的用户和/或其他计算设备进行通信和/或接口对接以便以任何方式发送和接收任何适合的信息，所述任何方式诸如经由局域网(LAN)、蜂窝通信、无线电、卫星传输、调制解调器、因特网和/或类似物。
上面所示出和所描述的特定实施方式说明了本发明及其最佳模式，并且不意图在任何方面来以其他的方式限制本发明的范围。事实上，为了简洁起见，可以不详细地描述系统的常规数据存储、数据传输以及其他功能方面。此外，在各种图中示出的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理耦合。许多可替换的或附加的功能关系或物理连接可以存在于实际的系统中。
术语“非暂时性”将被理解成仅从权利要求范围去除传播暂时性信号本身，并且不放弃对不仅仅传播暂时性信号本身的所有标准计算机可读媒体的权利。换句话说，术语“非暂时性计算机可读介质”的意义应该被解释成仅排除在In Re Nuijten中被发现为根据美国法典第35条101款落在可以取得专利主题的范围之外的那些类型的暂时性计算机可读媒体。
关于特定实施例，在本文中已经描述了有益效果、其他优点以及对问题的解决方案。然而，有益效果、优点、对问题的解决方案以及可以引起任何有益效果、优点或解决方案发生或者变得更显著的任何元素将不被解释为本公开的关键、必须或本质的特征或元素。本公开的范围因此将不由除所附权利要求以外的任何来限定，在所附权利要求中，除非明确地如此指出否则以单数对元素的参考不旨在意指“一个且仅一个”，而是“一个或多个”。此外，在其中与“A、B以及C中的至少一个”或“A、B或C中的至少一个”类似的短语被用在权利要求或说明书中情况下，意图是，该短语被解释成意味着A单独可以存在于实施例中，B单独可以存在于实施例中，C单独可以存在于实施例中，或者元素A、B以及C的任何组合可以存在于单个实施例中；例如，A和B、A和C、B和C或A和B和C。尽管本公开包括方法，但是预期它可以作为计算机程序指令被体现在有形计算机可读载体上，所述有形计算机可读载体诸如磁或光学存储器或磁盘或光盘。对于本领域的普通技术人员而言已知的上面描述的示例性实施例的元素的所有结构、化学以及功能等同物通过引用被特意结合在本文中并且旨在被本权利要求包含。此外，设备或方法没有必要解决寻求被本公开解决的各个及每个问题，以便它被本权利要求包含。此外，本公开中的元素、部件或方法步骤不旨在专用于公众，而不管元素、部件或方法步骤是否被明确地记载在权利要求中。本文中没有权利要求元素将根据美国法典第35条112款第六段的规定被解释，除非元素使用短词“用于...的装置”被明确地记载。如本文所用的那样，术语“包括”、“包括有”或其任何其他变化旨在涵盖非详尽的包括，使得包括元素的列表的过程、方法、物品或设备不仅包括那些元素，而且可以包括未明确地列举的或这种过程、方法、物品或设备固有的其他元素。 

Claims (20)

1.一种系统，其包括：
系统总线；
多个设备，其中所述多个设备中的每个设备都被连接到所述系统总线并且被配置成经由所述系统总线与所述多个设备中的其他设备进行通信；以及
连接到所述系统总线的电源，其中所述电源被配置成：以第一电流电平和以第二电流电平经由所述系统总线将电力供应给所述多个设备；检测与所述多个设备中的一个设备相关联的第一改变事件并且作为响应以所述第二电流电平将电力供应给所述多个设备；以及检测与所述多个设备中的所述设备相关联的第二改变事件并且作为响应以所述第一电流电平将电力供应给所述多个设备。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一改变事件是与所述多个设备中的一个设备相关联的阻抗的减少，并且其中所述第二改变事件是与所述多个设备中的所述设备相关联的阻抗的增加。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一改变事件是由所述多个设备中的一个设备所汲取的电流的增加，并且其中所述第二改变事件是由所述多个设备中的所述设备所汲取的电流的减少。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一改变事件是由所述多个设备中的一个设备所汲取的电流的增加的速率，并且其中所述第二改变事件是由所述多个设备中的所述设备所汲取的电流的减少的速率。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述电源被配置成在安静周期期间以所述第一电流电平以及在通信周期期间以所述第二电流电平经由所述系统总线将电力供应给所述多个设备，其中所述通信周期对应于所述第一改变事件并且所述安静周期对应于所述第二改变事件。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二电流电平小于所述第一电流电平。
7.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：
连接到所述系统总线的控制设备，其中所述控制设备被配置成监控以所述多个设备中的一个设备起源或者终止的所述系统总线上的通信，并且作为响应，将指示符指令提供给所述电源，其中所述指示符指令标识用于所述电源来供应电力的电流电平；并且
其中，所述电源被进一步配置成在接收到所述指示符指令时，以由所述指示符指令所标识的所述电流电平将电力供应给所述多个设备。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述控制设备被配置成在所述电源检测到改变事件之前将所述指示符指令提供给所述电源。
9.根据权利要求7所述的系统，其中所述控制设备经由所述电源被连接到所述系统总线，并且其中所述控制设备被配置成解释电流波形以监控以所述多个设备中的一个设备起源或者终止的所述系统总线上的通信，并且作为响应，将指示符指令提供给所述电源，其中所述指示符指令标识用于所述电源来供应电力的电流电平。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制设备被配置成数字处理电流波形以确定以所述多个设备中的一个设备起源或者终止的所述系统总线上的通信的可能的位序列，并且作为响应，将指示符指令提供给所述电源，其中所述指示符指令标识用于所述电源来供应电力的电流电平。
11.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制设备被配置成确定可能的位序列使得所述控制设备被配置成将概率分配给电流的每个增加和减少，其中所述概率对应于所述增加为所述电流的正转变或负转变的机会或者对应于所述减少为所述电流的正转变或负转变的机会，以便计算连续转变的共同概率以标识至少两个候选位序列，并且以便将具有最高计算的共同概率的所述候选位序列选择为所述可能的位序列。
12.根据权利要求17所述的系统，其中所述多个设备每个被配置成经由所述系统总线异步地通信，并且其中所述控制设备被进一步配置成经由所述系统总线来仲裁所述多个设备之间的通信。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个设备中的至少一个设备包括输入级，所述输入级包括有整流器和能量存储设备，其中所述能量存储设备被来自所述电源的电压充电并且所述整流器帮助防止所述能量存储设备通过所述系统总线放电。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个设备中的一个设备被配置成控制由所述设备所汲取的电流的量。
15.根据权利要求14所述的系统，其中由所述设备所汲取的电流的所述量基于由所述电源经由所述系统总线所供应的所述电流电平加以确定。
16.根据权利要求14所述的系统，其中所述设备被配置成检测与所述多个设备中的另一设备相关联的通信，并且由所述设备所汲取的电流的所述量基于所检测到的通信加以确定。
17.一种电源，其包括：
电源输入端，其被配置成接收输入电压；
电压调节器，其被连接到所述电源输入端；
电流传感器，被连接到所述电源输入端，其中所述电流传感器被配置成基于所述输入电压来提供感测的输出；
包括数字输出端的微控制器，其中所述微控制器经由所述电压调节器来接收所述输入端电压并且经由所述数字输出端来提供输出信号，其中所述微控制器存储第一电流电平和第二电流电平，并且其中所提供的输出信号是基于所述输入电压和所存储的第一电流电平的或者是基于所述输入电压和所存储的第二电流电平的；
电阻器网络，其被连接在所述电压调节器与所述微控制器之间，其中所述电阻器网络将所述微控制器的所述输出信号转换成不同的电压电平；
运算放大器，其中所述运算放大器具有正输入端、负输入端以及输出端，其中所述正输入端被配置成从所述电阻器网络接收所述不同的电压电平，其中所述负输入端被配置成从所述电流传感器接收所述感测的输出，并且其中所述输出端被配置成提供放大器输出；
通道晶体管，其被连接到所述运算放大器的所述输出端，其中所述通道晶体管基于来自所述运算放大器的所述输出端的所述放大器输出具有可变阻抗；以及
电源输出端，其被配置成以所述第一电流电平或所述第二电流电平来提供输出；
其中所述放大器输出在所述感测的输出大于所述第一电流电平时减少，从而增加所述通道晶体管的所述阻抗并且将所述输出降低至所述第二电流电平，并且其中所述放大器输出在所述感测的输出小于所述第二电流电平时增加，从而减少所述通道晶体管的所述阻抗并且将所述输出增加至所述第一电流电平。
18.根据权利要求17所述的电源，进一步包括：
通信检测器，其中所述通信检测器包括高通滤波器和比较器；
电压反馈；以及
电流反馈；
其中，所述通信检测器、所述电压反馈以及所述电流反馈分别将第一输入信号、第二输入信号以及第三输入信号提供给所述微控制器；
其中，所述通信检测器被配置成检测经由系统总线连接到所述电源的多个设备之间的通信，并且基于所检测到的通信将所述第一输入信号提供给所述微控制器；并且
其中，所述微控制器被配置成基于所述第一输入信号、所述第二输入信号以及所述第三输入信号经由所述数字输出端来提供所述输出信号。
19.一种方法，包括：
交替地以第一电流电平和第二电流电平经由系统总线将电力供应给多个设备；
检测与所述多个设备中的一个设备相关联的第一改变事件；
作为响应，以所述第二电流电平经由所述系统总线将电力供应给所述多个设备；
检测与所述多个设备中的所述设备相关联的第二改变事件；以及
作为响应，以所述第一电流电平经由所述系统总线将电力供应给所述多个设备。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：
监控以所述多个设备中的一个设备起源或者终止的所述系统总线上的通信；
作为响应，提供标识用来供应电力的电流电平的指示符指令；
接收所述指示符指令；以及
以由所述指示符指令所标识的所述电流电平经由所述系统总线将电力供应给所述多个设备。
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