CN104025717A - 调光器装置 - Google Patents
调光器装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104025717A CN104025717A CN201280065716.9A CN201280065716A CN104025717A CN 104025717 A CN104025717 A CN 104025717A CN 201280065716 A CN201280065716 A CN 201280065716A CN 104025717 A CN104025717 A CN 104025717A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- angle
- flow
- current impulse
- level
- dimmer
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- H05B39/08—Controlling by shifting phase of trigger voltage applied to gas-filled controlling tubes also in controlled semiconductor devices
- H05B39/083—Controlling by shifting phase of trigger voltage applied to gas-filled controlling tubes also in controlled semiconductor devices by the variation-rate of light intensity
- H05B39/085—Controlling by shifting phase of trigger voltage applied to gas-filled controlling tubes also in controlled semiconductor devices by the variation-rate of light intensity by touch control
- H05B39/086—Controlling by shifting phase of trigger voltage applied to gas-filled controlling tubes also in controlled semiconductor devices by the variation-rate of light intensity by touch control with possibility of remote control
-
- 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
-
- 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
Abstract
提供了一种相控调光系统,其用于通过在用于照明、风机或其他应用的双线相位调光器中使用LED指示器来实现调光水平的多路控制(开关)和指示。这可以通过使用调光器与远程调光开关之间的用于电力控制和双向发送信号二者的单个互连导线来实现。调光器和远程调光开关二者具有用于控制调光器水平的开关。远程调光器在非导通时间段经由电流脉冲被供电。电流脉冲具有开关操作部分和调光指示部分。用户可以改变在调光器或远程位置处的调光水平,由此生成中断脉冲的短的改变以允许调光器电路检测到该改变并且使其发挥作用,同时还向用户提供视觉的调光水平指示。
Description
优先权文件
本申请要求于2011年11月3日提交的题目为“DIMMERARRANGEMENT”的澳大利亚临时专利申请No.2011904564的优先权,该申请的全部内容通过引用合并到本文中。
通过引用并入本文的文件
在本申请中引用了下列公布文献:
题目为“Improved Dimmer Circuit Arrangement”的国际专利申请No.PCT/AU03/00365;
题目为“Dimmer Circuit with Improved Inductive Load”的国际专利申请No.PCT/AU03/00366;
题目为“Dimmer Circuit with Improved Ripple Control”的国际专利申请No.PCT/AU03/00364;
题目为“Current Zero Crossing Detector in A Dimmer Circuit”的国际专利申请No.PCT/AU2006/001883;
题目为“Load Detector For A Dimmer”的国际专利申请No.PCT/AU2006/001882;
题目为“A Universal Dimmer”的国际专利申请No.PCT/AU2006/001881;
题目为“Improved Start-Up Detection in a Dimmer Circuit”的国际专利申请No.PCT/AU2008/001398;
题目为“Dimmer Circuit With Overcurrent Detection”的国际专利申请No.PCT/AU2008/001399;以及
题目为“Overcurrent in a Dimmer Circuit”的国际专利申请No.PCT/AU2008/001400。
这些申请中的每个申请的整体内容通过引用合并到本文中。
技术领域
本发明涉及用于相控调光器电路的多路控制装置。
背景技术
相控调光器装置(还被称为调光器电路或简单称为调光器)用于控制从电源例如50-60HZ120或240V交流电网电源提供至负载例如灯或电动机的电力。这样的调光器装置通常使用被称为相控调光的技术。这允许通过改变在给定周期期间连接负载与电源的开关导通的时间量来将电力提供至要控制的负载。
例如,如果可以由正弦波表示由电源提供的电压,则当连接负载与电源的开关一直接通时将最大电力提供至负载。以这种方式,将电源的总能量传输至负载。如果对于每个周期的一部分(正和负二者),开关是断开的,则将正弦波的成比例的量与负载有效隔离,从而降低了提供至负载的平均能量。例如,如果开关在每个周期半途接通和断开,则仅一半的电力将传输至负载。例如在灯的情况下,总体效果为导致控制灯的发光度的平滑调光动作。
现代相控调光电路通常以两种方式,即前缘式(leading edge)或后缘式(trailing edge)中的一种进行操作。在前缘式技术中,调光器装置在每个半周期的前部分中“中断(chop out)”或阻碍通过负载传导电力(因此术语“前缘式”)。在后缘式技术中,调光器装置在每个半周期的后部分中“中断”或阻碍通过负载传导电力。图1A示出了前缘式调光器的函数的表示10,其图示了通过负载的电流IL,而图1B示出了后缘式调光器的函数的表示20。将半周期内的切换传导的点称为导通角或触发角(firing angle)1121。控制导通角从而控制调光器装置中相应的调光水平。可以将导通角指定为特定值(例如,45°),或指定为占限定的范围例如半周期(180°)的百分比(例如,30%)。
典型的现有技术的相控调光器装置包括开关(例如,固态开关例如三端双向可控硅开关元件),如本领域的技术人员将理解的,该开关根据由定时控制电路提供的定时信号切换针对负载的电流。定时控制电路确定开关触发导通的角度(导通角或者触发角),以允许电流流入负载中。通过作为控制电压的定时控制电路的输入来控制定时控制电路的输出。可以通过用户操作用户可设定的接口例如电位计或数字开关来改变该控制电压的值。
用户将用户可设定的接口开关设定得越高,则施加到定时电路的控制电压越高,驱动信号就越高,并且导通角就越高(或者越大)。更高的导通角导致了灯的更高的亮度。图1C示出了典型的用户控制(或者驱动)信号相对于导通角的传递函数的表示30。在这种情况下,传递函数是在从10%(18°)到100%(180°)的范围上的1:1线性映射。将小于10%的导通角排除在外。
图2A示出了包括连接至负载220的调光器电路210的典型的现有技术基于二导线的调光器装置200。该调光器装置包括线路端或者有源(A)端和负载端(LD),但是没有中性连接,这是因为中性连接通常在安装中不可用。线路212、214和222分别将调光器装置连接至有源线路,将调光器装置连接至负载,并且将负载连接至中性点。在操作中,这样的调光器装置将负载电流的幅度限制为略微在全负载水平以下的水平,从而允许少量的电流导出以对线路(LINE)端子和负载(LOAD)端子之间内部连接的调光器控制电子电路进行供电。例如,在具有10ms的半周期时间段的50Hz的系统中,80%(8ms)的最大调光器导通时间段是典型的,尽管可以基于调光器装置的电力需要来设定其他的最大值(例如,50%、70%、90%等)。调光器装置还包括:用户接口215,例如按钮、触摸传感器、刻度盘等以允许用户改变调光水平;以及用于指示调光水平的指示器216,例如发光二极管(LED)、一个或更多个照明元件、LCD显示器或者用于提供电流调光水平的音频指示的扬声器。
在具有多于一个通道入口点的房间中,期望具有用于控制灯的多个开关。双向切换功能的实际实现需要在每个控制开关位置处的转换类型开关之间使用两条互连导线。根据开关的普遍状态,使用互连导线中的任一个来承载负载电流。然而,提供调光的双向控制是较困难的,并且通常不可行或者不是成本有效的。可以通过将调光装置具体设计为具有用于连接至位于其他控制位置处的简单的远程开关单元的附加输入端来实现调光的双向控制。在这种情况下,远程开关单元仅包括简单的瞬时压力类型的机械开关并且没有并入电源。因此,尽管可以提供调光控制,但是没有负载状态指示能力并且实现起来需要额外的布线。
替选地,已经使用了如下控制系统,其使用具有独立电源的远程设备并且通过控制线路连接到控制单元。然而,所述控制系统的安装更复杂并且利用额外的布线,这增加了成本从而是不理想的。
因此,需要提供一种利用调光器装置和远程装置之间的单个导线的调光装置,以允许远程装置和调光器装置中的调光水平的共同控制和指示,或者至少提供一种有用的替选方案。
发明内容
根据第一方面,提供了一种用于在控制相控负载的系统中传送并控制导通角的方法,该系统包括:导通角控制器,该导通角控制器将相控负载的导通角控制在最小导通角与最大导通角之间以限定导通时间段和非导通时间段;第一导通角开关输入和第一导通角指示器;以及至少一个远程设备,至少一个远程设备经由导线与导通角控制器串联连接,至少一个远程设备包括远程导通角开关输入和远程导通角指示器,该方法包括:
在非导通时间段期间生成具有第一幅度水平和宽度的电流脉冲并且通过导线将所生成的电流脉冲发送到至少一个远程设备来对至少一个远程设备进行供电;
在电流脉冲内将导通角映射到映射时间;
在映射时间处通过导通角控制器来改变电流脉冲的水平;
在第一导通角指示器中指示导通角,其中,基于水平改变的时间来确定所指示的导通角;
监控导通角控制器中的电流脉冲的水平以检测通过至少一个远程设备的电流脉冲的水平的改变或者来自第一导通角输入的信号,并且响应于检测到的改变来产生针对导通角控制器的信号以改变导通角;
监控至少一个远程设备中的每个远程设备中的电流脉冲的水平以检测通过导通角控制器的电流脉冲的水平的改变;以及
通过至少一个远程设备中的每个远程设备中的导通角指示器指示导通角,其中,基于检测到的电流脉冲的水平改变的时间来确定所指示的导通角。
根据第二方面,提供了一种用在导通角控制器中的电流脉冲发生器和水平改变检测器设备,导通角控制器经由导线串联连接到至少一个远程导通角控制设备,其中,导通角控制器将相控负载的导通角控制在最小导通角与最大导通角之间以限定导通时间段和非导通时间段,并且导通角控制器还包括第一导通角开关输入和第一导通角指示器,以及至少一个远程导通角控制设备中的每个远程导通角控制设备包括远程导通角输入和远程导通角指示器,电流脉冲发生器和水平改变检测器设备包括:
电流脉冲发生器,该电流脉冲发生器用于在非导通时间段期间生成具有第一幅度和宽度的电流脉冲,用于提供给第一导通角指示器,以及用于将所生成的电流脉冲通过导线发送到至少一个远程设备以对至少一个远程设备进行供电;
导通角映射模块,该导通角映射模块用于在电流脉冲期间将导通角映射到映射时间并且在映射时间处生成信号;
幅度水平改变发生器,该幅度水平改变发生器接收来自导通角映射模块的信号并且生成第一幅度的水平的变化;以及
监控电路,该监控电路用于检测通过至少一个远程设备生成的电流脉冲的第一幅度的水平的改变或者来自第一导通角开关输入的信号,并且生成用于导通角控制器的信号以改变导通角。
根据第三方面,提供了一种远程导通角控制设备,该远程导通角控制设备用于经由导线与导通角控制器串联连接,导通角控制器将相控负载的导通角控制在最小导通角与最大导通角之间以限定导通时间段和非导通时间段,并且导通角控制器包括第一导通角开关输入和第一导通角指示器,远程导通角控制设备包括:
电源调节器,该电源调节器用于通过导线接收来自相控导通角控制器的电流脉冲,用于对远程导通角控制设备进行供电;
远程导通角输入;
开关操作模块,该开关操作模块用于接收来自远程导通角输入的信号并生成正在接收的电流脉冲的水平改变;以及
导通角指示器电路,导通角指示器电路包括远程导通角指示器和用于检测接收到的电流脉冲的水平的改变的水平改变检测器,以及其中,从电流脉冲启动直至检测到水平改变为止,导通角指示器通过电流脉冲来供电。
根据第四方面,提供了一种相控负载设备,该相控负载设备用于经由导线串联连接到至少一个第三方面的远程导通角控制设备,该相控负载设备包括:
过零检测器和低电压供电电路;
开关,该开关向负载供给电力;
导通角控制器,该导通角控制器将开关的导通角控制在最小导通角与最大导通角之间以限定导通时间段和非导通时间段;
第一导通角开关输入;
第一导通角指示器;以及
第二方面的电流脉冲发生器和水平改变检测器。
根据第五方面,提供了一种用于控制相控负载的系统,该系统包括经由导线串联连接到至少一个第三方面的远程导通角控制设备的第四方面的相控负载设备。
在另外的方面中,该系统是调光系统,相控负载设备是调光器以及导光角指示器是指示对应于导通角的调光水平的调光指示器。
在另外的方面中,将电流脉冲的在电流脉冲的水平改变之前的部分提供给每个导通角(调光)指示器以对每个导通角指示器进行供电,导通角指示器可以是发光二极管(LED)。在另一个方面中,从所生成的水平改变的时间到电流脉冲结束,使用分流电路将电流脉冲分流至第一导通角指示器。
电流脉冲的水平的改变(水平改变)可以是降低或增大。降低可以为下降至零、基准水平、降低百分比(10%、25%、50%、75%、90%)或低阈值,例如正常电流水平的百分比例如10%、25%、50%、75%、90%等。类似地,如果正常电流水平低于上限最大值(例如轨电压),则改变可以为增大例如指定的量(例如,10%、20%)或达到最大阈值例如最大水平。水平改变可以是脉冲持续时间中的永久改变(即阶跃改变),或电流脉冲的宽度的一些部分(例如,1%、5%、10%、20%或50%)或者限定的时间段(例如,500、100、50、10或1微秒)中的暂时的改变。在一个方面中,电流脉冲的水平的改变是中断脉冲(或信号),其在中断时间段中将电流脉冲的幅度水平降低至基准水平。在一个方面中,中断时间段低于电流脉冲的宽度的5%。可以将水平改变的时间理解为相对于参考例如电流脉冲的启动的时间(即该时间是关于脉冲的位置(position)或区位(location)的),或相对于非导通时间段的启动的时间,过零时间(即当前电网电力波形的启动)或一些其他参考点。
在另外的方面中,远程设备在电流脉冲的开关操作部分期间改变电流脉冲的水平,并且导通角控制器在电流脉冲的导通角指示部分期间改变电流脉冲的水平。在一个方面中,切换操作部分是电流脉冲的第一部分并且导通角指示部分是电流脉冲的在第一部分之后的第二部分。在一个方面中,最小导通角非零,并且将导通角的范围映射到电流脉冲的宽度。在另一个方面中,被映射到宽度的导通角的范围是从零到至少最大导通角,并且开关操作部分包括从启动到非零最小导通角的电流脉冲的部分。映射可以是导通角到例如从脉冲启动到结束的时间的线性映射。
附图说明
将参照附图讨论本发明的优选实施方式,在附图中:
图1A示出了前切式相控调光器的函数的表示;
图1B示出了后切式相控调光器的函数的表示;
图1C示出了相对于导通角传递函数的典型控制电压;
图2A示出了典型现有技术的相控调光器装置;
图2B示出了根据一个方面的包括相控调光器装置和远程装置的系统的一个示例;
图3示出了根据一个方面的用于相控调光器装置的电路装置的一个示例;
图4A示出了作为定时参考的正弦线电压波形的表示;
图4B示出了根据一个方面的调光器和包括远程装置供电电流脉冲的相关联的负载电流波形的表示;
图4C示出了根据一个方面的调光器的线路-负载电压波形的表示;
图4D示出了根据一个方面的具有tnc的脉冲宽度的来自调光器电压过零检测器的输出信号波形的表示;
图4E示出了根据一个方面的提供至远程装置的全波样式的电流波形的表示;
图4F示出了根据一个方面的提供至远程装置的半波样式的电流波形的表示;
图5A示出了不中断的远程装置的电流脉冲的表示,其中持续时间tp和幅度lpk以信号形式表示最大LED指示器亮度水平;
图5B示出了以信号形式表示最小LED指示器亮度水平的中断的远程装置的电流脉冲的表示;
图5C示出了以信号形式表示中间LED指示器亮度水平的中断的远程装置的电流脉冲的表示;
图5D示出了以信号形式表示远程装置中的开关的操作的中断的远程装置的电流脉冲的表示;
图6A至6D示出了根据一个方面的用于将中断的时间映射到调光水平的各种映射曲线;
图7A是来自图4D所示的调光器电压过零检测器的输出信号波形的放大表示;
图7B示出了针对远程装置的电流脉冲的启动用于建立合适的时间延迟的脉冲的表示;
图7C示出了用于建立远程装置的电流脉冲的期望持续时间的脉冲的表示;
图7D示出了用于在远程装置的电流脉冲的开始之后建立非常短的延迟的脉冲输出的表示,其后可能存在电流脉冲中断;
图7E示出了用于在发生中断的远程装置电流脉冲开始之后建立短的延迟的脉冲输出的表示;
图7F示出了用于创建远程装置的电流脉冲的瞬时中断的脉冲输出的表示;
图7G示出了用于在远程装置的电流脉冲的剩余时间段内对调光器指示器LED进行分流的脉冲输出的表示;
图7H示出了沿连结调光器装置与远程装置的单个导线发送的远程装置的电流脉冲的表示;
图8示出了根据一个方面的用于在调光器装置中生成远程装置电流脉冲的电路装置的一个示例;
图9示出了根据一个方面的用于在远程装置中接收和生成远程装置的电流脉冲中的中断的电路装置的一个示例;以及
图10是根据一个方面的用于在调光器装置中传送和控制调光水平的方法的流程图;
图11A至11C示出了根据一个方面的、在调光水平从50%增加到100%时的图2B中所示的系统的操作;以及
图12示出了根据一个方面的、包括相控调光器装置和通过单个导线串联连接的两个远程装置的调光器系统的一个示例。
在以下描述中,附图通篇中相同的附图标记表示相同或相应的部件。
具体实施方式
描述了如下实施方式:在相控负载例如调光器或电子开关的线路电压半周期非导通时间段中使用了电流脉冲,以建立功能性远程单元。所述实施方式提供了成本有效的方式以实现调光系统和相关相控系统的真正的多路控制和多路指示。
以下描述了相控调光器的说明性实施方式,其中导通角对应于调光水平,并且导通角输入和指示器对应于调光器控制输入和调光水平指示器。然而应当理解,方法、设备和系统可以用作控制其他相控负载例如风机的系统。在这些应用中,输入用于将导通角控制在最小导通角(其可以为零或非零)与最大导通角之间,并且其中,期望的是向在主控制器和远程控制器二者处的用户指示导通角的值。也就是说,上述调光输入和调光指示器更广泛地是导通角输入和导通角指示器。类似地,实施方式和方法也可以与相控电子开关应用一起使用,其中,开关的接通状态导通角与调光器的设定在其最大导通角处的导通角对应(或类似)。在这些应用中,在主控制器和远程控制器二者处,指示器将简单地具有同步的接通或关断状态。例如,除了调光器和风机以外,所述方法用于控制楼宇自动化系统(例如,百叶窗、其他灯、门闩等)的其他子系统。
现在将描述以单个互联导线的增强功能性为特点的多路调光器装置的说明性实施方式。该装置特别适合于压力开关型调光器或触摸开关型调光器,其中永久地施加线路电压,然而与现有系统的不同之处在于:除了将必要的电源电流传导至远程控制装置(为了简洁起见以下简称为远程装置)之外,链接调光器与远程装置控制位置的单个互连导线向/从远程控制单元传送双向信令信息。使用调光器与远程装置之间更精密的通信使得除了可以在调光器装置处存在视觉和/或可听的调光器负载状态指示之外,还可以在远程装置处存在视觉和/或可听的调光器负载状态指示。这样的调光装置有效地便利了真正的多路调光,其中可以从多个位置控制和指示负载状态/亮度。
还应指出,本文中所述的装置可以用于提供经由单个导线与调光器装置串联连接的多个远程装置。在这种情况下,“单个导线”可以包括在物理上分立的导线,所述导线以串联方式进行连结或连接以在调光器装置与每个远程装置之间在操作上形成单个导线或单个电气路径。
图2B示出了用于控制相控负载的系统202的实施方式,在这种情况下该系统为调光系统。系统包括根据一个实施方式的相控调光器设备210和远程导通角(调光水平)控制设备230(为了简洁起见分别被称为调光器设备和远程设备)。在该实施方式中,图2A中所示的调光器设备210具有用于连接至远程设备230的附加端子R。远程设备端子包括用于连接至有源线路232的有源端子A和用于经由单个导线236(互连链接)连接至调光器设备的远程端子R。单个导线236具有为远程设备供给少量电力以及便于与安装在与远程设备不同的位置处的调光器设备210进行通信的双重功能(即单个电力和通信线路)。在该实施方式中,仅调光器设备可以直接控制负载的亮度水平或接通/关断状态,远程设备通过一个导线的互联链接236与调光器设备进行通信,从而提供负载的间接控制。
远程设备还包括用户接口,该用户接口包括导通角或调光水平开关输入237,用于允许用户经由输入改变电流导通角并且从而改变调光水平。输入可以为瞬时接触按钮、刻度盘、触摸传感器等。用户接口还包括指示导通角从而指示调光水平的指示器238,用于指示调光水平。该指示器可以为LED、或者LED和导光管、一个或更多个照明元件、LCD显示器、或用于提供导通角从而通过调光水平的音频指示的扬声器或音调发生器。在一个实施方式中,为了降低制造和维护成本,相控调光器中的指示器216和远程设备中的指示器238是相同的。在其他实施方式中,指示器可以不同并且仅需要提供对共同的导通角/调光水平指示信号的基本上相同的响应(即,显示类似的调光指示)。调光器设备可包括执行本文中所述功能的一个或更多个板上的一个或更多个电路、模块、部件。调光器设备还可以包括壳体或面板,并且还可以执行本文所述的功能以外的功能。允许用户改变调光水平的调光输入开关可以为瞬时按钮式开关例如从Saturn的施耐德电气(Schneider Electric)的奇胜(Clipsal)、Impress和2000系列范围可获得的开关。替选地,可以使用可用来产生信号以指示改变调光的请求的其他调光输入(例如,连续旋转s电位计)。
图3示出了相控调光器设备的电路的一个实施方式300。调光器设备包括本地压力开关302,其用于接收打开灯并改变调光水平的输入请求以及用于指示调光水平或导通角的LED指示器信号322。调光器导通角控制电路320接收开关输出,以及来自调光器低电压电源和过零检测器310的电力和过零定时信号。导通角控制器(或设备或电路)包括用于在非导通时间段期间将导通角映射到映射时间的导通角映射模块326,并且在映射时间(这在以下讨论)处经由LED指示器322产生输出信号。导通角控制电路用于控制两个开关元件在该情况下开关元件是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)Q1332和Q2334(例如,SPB20N60C3)。如本领域技术人员理解的,开关元件响应于由导通角控制电路320提供的调光器栅极驱动信号324而接通和断开。开关元件Q1和Q2交替地操作/控制负载,每个开关元件在通过线路施加的电力的后续的半周期期间在不同的极性处进行操作。每个开关元件具有相关联的各自的反并联二极管D1和D2。
应当理解的是,各个方面可以应用于任何形式的调光器设备,例如在题目为“Improved Dimmer Circuit Arrangement”的PCT/AU03/00365、题目为“Dimmer Circuit with Improved Inductive Load”的PCT/AU03/00366、题目为“Dimmer Circuit with Improved RippleControl”的PCT/AU03/00364、题目为“Current Zero Crossing Detectorin A Dimmer Circuit”的PCT/AU2006/001883、题目为“Load Detector ForA Dimmer”的PCT/AU2006/001882、题目为“A Universal Dimmer”的PCT/AU2006/001881、题目为“Improved Start-Up Detection in a DimmerCircuit”的PCT/AU2008/001398、题目为“Dimmer Circuit WithOvercurrent Detection”的PCT/AU2008/001399以及题目为“OvercurrentProtection in a Dimmer Circuit”的PCT/AU2008/001400中所描述的调光设备,每个申请的全部内容通过引用合并到本文中。
远程设备为有源装置并且需要电源来操作。在该方案中电源是对通过单个导线236从调光器设备供给到远程端子的短持续时间(与线路电压的半周期时间段相比)的电流脉冲进行选通来实现的。图4A示出了具有用作调光器的定时参考的周期T的正弦线路电压波形的表示410。例如,在240V交流50Hz的系统中,T对应于20ms,每10ms发生过零。图4B示出了调光器和相关联的负载电流波形的表示420。调光器基于跟随有非导通时间段tnc=T/2-tc的导通角421,在持续时间tc中将电流传导至负载,在非导通时间段tnc=T/2-tc中插入远程设备供给电流脉冲422。在过零点423(T/2)处,调光器再次开始持续时间tc的传导,其后跟随有被插入另一个远程设备供给电流脉冲424的非导通时间段。然后该周期从下一个过零点425(T)重复,将下一个远程设备供给电流脉冲426插入到下一个非导通时间段中。图4C中示出了相应的调光器线路电压波形430。过零检测器310在点ZC312(见图3)产生输出信号波形440,该输出信号波形440在图4D中被表示为持续时间为tnc=T/2-tc的s方形脉冲。例如,在具有线路电压的半周期时间段的80%的最大导通角的50Hz的系统的背景下,非导通时间段(tnc)的持续时间为大约2ms。
如图4B中所示,在线路电压的半周期时间段的非导通时间段期间将电流脉冲发送至远程设备。可以在每个半周期(全波模式)或者仅在交替的半周期(半波模式)处供给这些电流脉冲。图4E示出了被供给至远程设备230的全波样式的电流波形的表示450,在该电流波形中每个半周期发送电流脉冲422、424和426,并且图4F示出了被供给至远程设备的半波样式的电流波形的表示460,其中在每个交替的半周期422、426发送电流脉冲。在每种情况下,电流脉冲具有宽度tp(其小于tnc)。后一种情况具有降低设计实现的复杂度的优点,然而它只向远程设备提供了一半的电流幅度,因此只提供了一半的可用电力。此外,由于远程设备电流通过调光器负载被同时引导,因此期望的是调光器允许电压半周期的相反极性的等效电流脉冲,以便避免由负载中的相关联的直流电流偏置导致的非对称调光器操作的可能性。
电流脉冲可以为方形脉冲,方形脉冲具有圆边或具有限定的或额定的幅度水平和宽度(这些可以在标准的或特定的操作条件例如25℃下限定)的一些其他脉冲形状例如高斯(Gaussian)脉冲。第一幅度水平可以为平均水平、最大水平、或最大水平或参考水平(例如5V、12V或上轨电压)的某个百分比(例如10%、25%、50%、75%、80%、90%、95%、99%)。宽度可以基于某个阈值(即上升沿上的时间点至下降沿上的时间点)以上的时间。该阈值可以为幅度水平的10%、50%或90%。
图5A示出了具有持续时间tp和幅度Ipk的远程设备电流脉冲的放大表示。对于上述50Hz的系统,合适的远程设备电流脉冲的一个示例具有1ms的持续时间(对应于T/20或者非导通时间段的50%)和10mA的幅度(Ipk),以向远程设备提供0.5mA(Ipk/20)平均供给电流。
除了经由常规的电流脉冲通过连结远程设备与调光器设备的单个导线向远程设备提供电源以外,可以通过电流脉冲的合适编码来向/从远程控制单元提供双向信令信息。除了在调光器设备处可能存在视觉和/或可听的调光器负载状态指示之外,使用调光器与远程设备之间的更精密的通信使得能够在远程设备处实现视觉和/或可听的调光器负载状态指示。这样的方案便利了真正的多路调光,因为可以通过使用仅单个导线来连结多个位置,从多个位置控制并指示负载状态/亮度,这简化并降低了实现成本。
在该实施方式中,在电流脉冲内,根据期望的亮度水平,在特定点处,调光器设备以信号形式向远程设备通知电流脉冲的水平的改变(还被称为电流水平改变或简单地称为水平改变)所需的调光水平(例如LED亮度),例如正常水平的瞬时中断。也就是说,使用脉冲内的电流水平改变的时间点(即,位置或区位)来指示期望的亮度水平。这允许远程设备以与调光器设备所执行的方式相同的方式来指示调光器负载状态。远程设备中的开关的类似操作可以用来以信号形式通知如下请求:通过使电流电平改变,例如在电流脉冲的特定点处或预先限定的时间段(或者范围或区位)内的瞬时中断,来改变电流调光水平。
可以增加或降低电流脉冲的正常水平或当前水平(电压幅度)的改变或调制。降低可以是降低至零、降低至基准水平(即,电流脉冲之前的水平)、低阈值(例如,从5mV降至1mV)或正常电流电平的百分比例如10%、25%、50%、75%以及90%等。类似地,如果正常电流水平小于上最大值(例如轨电压),则该改变可以是增加例如指定量(例如10%、20%)或增加至阈值例如增加至最大值(例如,从4mV到5mV)。
电流电平改变的幅度仅需要足以使检测电路可以可靠地检测电流脉冲的正常(或初始)水平的这种改变的发生即可,例如,使用用于检测电流脉冲的上升沿或下降沿的边缘检测电路。水平改变可以是针对脉冲的持续时间的永久性改变(即阶跃改变)。在其他实施方式中,水平改变为暂时改变,例如针对电流脉冲添加或减去(叠加)(水平改变指示)脉冲。可以使用边缘检测(上升或下降)并且检测前沿或后沿来检测脉冲内的水平改变的时间(或位置),或者所述检测可以基于电流脉冲的水平改变的检测,例如通过对电流脉冲积分并监控积分信号的水平的改变。
针对电流脉冲的瞬时或短的持续时间的中断脉冲或信号是提供电流脉冲的水平的可检测改变的便利方式。然而应当理解的是,这是便利的实现方案并且可以使用包括增加或减少的其他水平改变来指示当前亮度水平,或者远程开关输入已被推动或致动(即,请求调光水平的改变)。中断信号或脉冲将电流脉冲的幅度水平降低至预先限定的低阈值量(例如,25%、10%、5%、1%或更小)以下的水平,或者可以下降至零或基准水平。在中断脉冲之后幅度水平可以返回至第一幅度水平或另外的水平。当电流脉冲用来供电时,通常期望的是使中断的长度(即中断脉冲的宽度)与电流脉冲宽度相比是短的,因为在中断时间段期间很少或没有电力被递送至远程设备。例如,中断时间段可以小于电流脉冲的宽度的某个分数,例如10%、5%、2.5%、1%等。替选地,中断时间段可以是限定的时间段,例如500微秒、100微秒、50微秒、10微秒、1微秒等。
图5A到5D示出了用于以信号形式通知各种条件的远程设备的电流脉冲的各种表示。图5A示出了用于以信号形式通知最大指示器水平(即没有调光、最大导通角)的、不具有中断的持续时间tp和幅度Ipk的不中断的远程设备的电流脉冲的表示510。该电流脉冲启动于零水平512,并上升至额定幅度或脉冲水平514。图5B示出了其中中断脉冲522在点t2处瞬时下降至对应于最小指示器水平(例如,10%)的零水平524的中断的远程设备电流脉冲信号的表示520。图5C示出了其中中断脉冲532在时间点t2处下降至对应于中间(50%)指示器水平的零水平的中断的远程设备电流脉冲信号的表示530。最后,图5D示出了其中在中断延迟时间段tid期间出现了用来指示远程设备中的开关操作的开关中断脉冲542的中断的远程设备电流脉冲信号的表示540。开关中断脉冲td的持续时间小于中断延迟时间段tid。在一些实施方式中指示器为发光二极管(LED),在这种情况下,中断时间对应于指示器LED的亮度水平(即亮度水平与中断时间成比例)。
在该实施方式中,非导通时间段开始于时间t0,脉冲启动(上升)于时间t1以及中断开始于时间t2并且在随后的时间t3结束,使得电流中断的持续时间等于t3-t2(参见图5A至5D)。在一个实施方式中,为了使对平均电流水平的影响最小,电流脉冲中断的持续时间(t3-t2)或中断脉冲的持续时间(td)相对于远程设备电流脉冲的总持续时间优选地是短的,例如远程设备电流脉冲的总持续时间的1/10或1/20。例如,对于1ms的脉冲,1/20的持续时间中断对应于约50μs。
如图5D所示,通过在接收到电流脉冲的开始之后立即中断电流脉冲、通过单个导线来以信号形式通知远程设备中的开关操作。在一个实施方式中,用于以信号形式通知最小强度的最小启动时间t2等于用于以信号形式通知远程设备中的开关操作的中断延迟时间段tid。将中断延迟时间段tid限定为比开关中断脉冲td的长度更长。更一般地,电流脉冲可以划分成用于以信号形式通知远程设备中的开关操作的开关操作部分,以及用于以信号形式通知电流调光水平(例如,LED亮度)的调光指示部分。还可以插入附加的缓冲部分,在该缓冲部分中不允许中断,并且考虑到由于电路响应时间引起的延迟和传播延迟,可以使用该缓冲部分提供各部分之间的清晰的分隔,或者用于指定禁止的调光水平(例如,大于最大导通角的调光水平)。例如,如图5A中所示,可以在电流脉冲之前提供启动延迟时间段tsd,并且可以在电流脉冲之后提供结束缓冲时间段teb。在一些实施方式中,开关操作部分在调光指示部分之前,而在其他实施方式中,调光指示部分在开关操作部分之前。缓冲时间段可以在这两个部分之间进行限定。
电流脉冲的开关操作部分可以出现在脉冲启动处或接近脉冲启动处,出现在脉冲结束处或接近脉冲结束处(接近指示相对于脉冲宽度的短的延迟例如tp/40),或出现在脉冲中间的某个点处。例如,电流脉冲可以具有持续时间tp,并且可以期望的是将导通角限制在最小导通角例如10%与最大导通角例如80%之间,使得可用调光范围是10%-80%。在这种情况下,调光指示部分对应于电流脉冲的10%-80%的范围,并且开关操作部分可以在电流脉冲的前10%或最后20%中。最小导通角可以基于负载的稳定或有效操作(例如,在低导通角处可能出现的闪烁或其他问题)所需要的最小水平来确定。替选地,最小水平可以对应于最小可感知的(即基于生理的)强度水平,例如5%、10%或20%,在该强度水平以下用户对亮度水平改变不太可能敏感或轻微敏感,在这种情况下,更高效的是将开关保持在断开状态下以节省电力。替选地,可以设定最小导通角以限定保留用于开关操作部分的电流脉冲的初始部分。这可以基于开关中断脉冲td的持续时间。最大导通角如上面所讨论的那样,提供确保足够的电力的最大值以经由电流脉冲来对远程设备进行供电。最大值还可以基于允许检测到过零的结束缓冲时间段所需的大小。
调光指示部分的中断脉冲(或水平改变)的时间(或区位)用来表示电流调光水平(或更一般的电流导通角)。在电流脉冲期间导通角映射模块326可以用于将电流导通角/调光水平映射到映射时间。映射时间可以在调光指示部分期间并且可以是从最小导通角到最大导通角的连续范围。例如,调光水平可以由中断脉冲t2=d1*tp的启动时间来确定,其中d1是表述为0(0%)与1(100%)之间的值的所期望的调光水平。在另一个实施方式中,可以使用离散化的(或数字或量化)范围,将该部分划分(或选通)为一系列步长(step)、块或区域,每个步长、块或区域对应于特定调光水平。例如,步长可以具有分别生成100个、50个、40个、20个、10个、5个或4个块或范围的脉冲宽度的1%、2%、2.5%、5%、10%、20%或25%的宽度。每个块可以具有相关联的、存储的或预先限定的亮度水平。例如,如果将电流脉冲划分为10%的步长(10个块),那么在脉冲持续时间的40%-50%之间出现的脉冲可以被解释为45%的亮度水平。替选地,也可以使用映射函数将电流脉冲内的中断的时间/区位/位置(即t2)映射到调光水平(或导通角)。导通角映射模块可以由合适的电路或逻辑部件或微控制器来实现。
图6A至6D示出了用于将中断时间映射到调光水平(或等效地映射到导通角)的映射曲线的各种示例。在每个示例中,将最小导通角设定为10%并且将最大导通角设定为80%。开关操作部分占据了电流脉冲宽度的前10%(0,0.1tp),调光指示部分占据了(0.1tp,0.8tp)的范围,其跟随有最后20%的缓冲部分(0.8tp,tp)。替选地,调光指示部分占据了(0.1tp,tp)的范围。
图6A中示出了映射曲线610,在该映射曲线610中,在最小调光水平(10%)与最大调光水平(80%)之间,调光范围以一系列规则的或线性的步长增大。每个步长对应于关于前一步长的10%(即对于n=1,…,10,d1=n*0.1)的增大,使得n*0.1的调光水平将对应于[n*0.1,…,(n+1)*0.1),即包含n*0.1但排除(n+1)*0.1的范围的中断脉冲。图6B示出了映射曲线620,在该映射曲线620中,调光范围以一系列不规则的步长增大,这些步长将调光指示部分划分为用于指示80%的最大调光水平的5个区域,这5个区域对应于没有中断的(10%、20%、30%、40%、60%)调光水平。
如上文所讨论的,调光范围可以是连续范围。调光指示部分可以被表述为关于被函数f(t)映射到范围(最小调光水平,最大调光水平)中的调光水平的部分的小数范围(0,1)。替选地,可以将在电流脉冲的宽度上被调光部分占据的范围例如(0.1tp,tp)映射到调光水平范围(最小调光水平,最大调光水平)或更简洁地(mind,maxd)。图6C示出了使用如下线性映射函数f(t)的第一线性映射曲线630:对于范围(0.1,0.8)中的t,f(t)=t;对于t<0.1,t=0;并且对于t>0.8,t=0.8,该线性映射函数f(t)与调光部分上的具有调光强度的脉冲宽度中的中断脉冲的时间/区位之间的1:1映射对应。还示出了第二线性映射曲线632,在该曲线632中,强度从t2=0.1tp处的0强度线性地增加至t2=tp处的80%的强度,该第二线性映射曲线632对应于映射函数f(t)=(t-mind)*maxd/(1-mind)。
如图6D所示还可以使用非线性映射函数。适当的映射函数包括通常定义为如下f(t)=tk(maxd-mind)+mind的基于幂律的曲线,其中k是幂指数并且可以是范围(0.3,3)中以给出凹曲线和凸曲线的范围;或者基于三角法的函数例如f(t)=sin(πt/2)*(maxd-mind)+mind。第一曲线640使用如下正弦函数:对于从t=0.1tp到t=tp,使强度从0增加到80%,而第二曲线642使用如下正弦函数:对于从t=0.1tp到t=0.8tp,使强度从0增加到80%,在t=0.8tp之后强度保持为80%的常量。这样的映射函数可以用于考虑生理影响,例如眼睛对非线性的光强度的响应,并且可以基于人眼睛的光适应的状态而变化。例如,从室外或良好照明的房间进入房间的人未必能够区分大强度(即70%与80%之间)处的差异,但是他们能够区分在低强度(即40%与50%之间)处的差异,在这种情况下,期望的是相比于较高强度扩大较低强度的范围。另外,可以基于时间信息(天和/或年的时间)或基于例如从光传感器如光电二极管所获得的环境光的水平来修改所使用的映射函数。
在一个实施方式中,通过使用接通/断开可切换的恒定电流电路来创建预定占空比的电流脉冲,由电流脉冲发生器在调光器设备中生成远程设备电流脉冲。在线路电压的一个半周期极性中,建立的电流脉冲被引导首先通过与调光器设备210相关联的LED指示器216,然后经由远程端子和一个导线的连接,通过与远程设备230相关联的LED指示器238。以这种方式,经由半波电流脉冲以相同的亮度水平使各自的LED指示器(调光器和远程设备)发光。与线路电压的相反的半周期极性相关联的等效的电流脉冲经由调光器负载端子流动,但是等效的电流脉冲被分流穿过与调光器设备相关联的LED指示器。
图7A至7H示出了可以用于生成电流脉冲和中断脉冲电流脉冲的一系列信号。图8示出了用于生成远程设备电流脉冲的电流脉冲发生器和水平改变检测器电路800以及调光器设备的中断检测器的一个实施方式。图9示出了如下远程设备的电路900的一个实施方式:该远程设备通过远程设备电流脉冲进行供电并且能够中断远程设备脉冲用于以信号形式通知远程设备的开关操作。在这些实施方式中,中断下降至零电压,然而如以上讨论的,可以使用其他电流水平改变(例如,下降至正常水平的10%、25%等)。
电流脉冲发生器和水平改变检测器广泛地包括用于在非导通时间段期间生成电流脉冲的电流脉冲发生器。将电流脉冲提供给LED指示器并且通过导线传输至远程设备以向远程设备供电。电流脉冲发生器和水平改变检测器还包括用于在电流脉冲期间将导通角映射到映射时间并且在映射时间生成信号的导通角映射模块,以及接收来自导通角映射模块的信号并且生成第一幅度的水平的改变的幅度水平改变发生器。最后,包括用于检测由远程设备生成的电流脉冲的水平的改变或来自压力开关输入的信号的监控电路。这生成了用于导通角控制器的信号以改变导通角。
远程导通角控制设备包括用于通过导线接收所生成的电流脉冲的电源调节器,并且用于对远程设备进行供电。远程设备还包括远程导通角输入(即按钮)、用于接收来自远程导通角输入的信号并且生成正在接收的电流脉冲的水平改变的开关操作模块、以及包括远程导通角指示器和用于检测接收到的电流脉冲的水平的改变的水平改变检测器的导通角指示器电路。导通角指示器从电流脉冲启动开始通过电流脉冲进行供电直至检测到水平改变为止。
参照图8,电阻器R16根据普遍的线路电压半周期极性将来自负载214或远程设备236(用于连接至导线)的偏置电流提供给晶体管Q4。这允许Q4的集电极电流被引导至LED指示器802的阳极。然而仅当Q5已经经由电阻器R10驱动时,从LED的阴极802流出的电流才被引导通过晶体管Q5。然后来自Q5的发射极电流流经电流感测电阻器R11和R12至0V轨,然后根据普遍的线路电压半周期极性流出至调光器线路236或负载端子214。晶体管Q7经由限制对Q4可用的偏置电流来感测流经R12的电流脉冲幅度以执行所需的电流限制动作。
在需要没有电流脉冲的(即电流脉冲中断之后)时间段期间,必须去除对晶体管Q5的驱动,这导致任何剩余的LED电流被引导至晶体管Q6的基极端子中,这由于高电流增益因子而对分流至Q4可用的偏置电流的相当大的部分有效,并且因此所产生的LED电流幅度有效地为零。当需要调光器指示器LED表示负载的关断状态条件时,使用晶体管Q3通过LED对电流脉冲进行分流,晶体管Q3转而由晶体管Q2驱动。
使用与调光器相关联的现有线路-负载电压过零检测器310(见图3)来触发电流脉冲发生器,并且检测器310使用包括被设置成功能块或模块的一系列精密单稳态多谐振荡器集成电路(例如CD3458)的电路以产生输出电流脉冲并且控制LED功能。
如图7A所示,非导通时间段出现在t0到t6并且通过由过零检测器zc(图3中的312)生成的持续时间tnc的过零波形710来表示。当进入非导通部分时,电流脉冲发生器模块810在从非导通时间段启动开始的适当的启动延迟tsd之后生成宽度tp的远程设备电流脉冲。这可以通过生成由过零检测器生成的非导通脉冲的上升沿触发的启动延迟脉冲来实现。然后远程设备电流脉冲可以提供启动延迟脉冲的下降沿来触发。该设备在图7B和7C中示出,图7B和7C分别示出了启动延迟脉冲和远程设备电流脉冲的表示720、730。例如,如果最大导通时间段为周期T的80%,则电流脉冲的宽度可以被设定为半周期的10%(在50Hz的系统中为T/20或1ms),并且可以通过将启动延迟设定为从非导通时间段启动开始的半周期的5%(tsd=T/40)来将所述宽度集中在在所述非导通时间段中。然而,当需要时可以改变该启动延迟,只要延迟脉冲不被非导时间段的结束截短(即tp+tsd<tnc)。
参考图8,电流脉冲发生器模块810的实施方式包括单稳态的IC1A和IC1B以及相关联的RC电路R1、C1和R2、C2。单稳态的IC1A用来生成图7B中所示的启动延迟脉冲720。过零检测器输出zc(图3中的312)可以在操作上连接至非反相输入IN_A以接收过零波形710。RC电路R1C1用来生成如图7B所示的0.5ms的启动延迟脉冲。在单稳态的IC1B的反相输入上接收启动延迟脉冲,使得单稳态的IC1B将在启动延迟脉冲的下降沿被触发。RC电路R2C2用来生成图7C所示的1ms的电流脉冲730(IC1B的Q_B)的输出。输出电流脉冲用来驱动晶体管Q5的栅极以使电流流过LED并且对远程设备进行供电。
幅度水平改变发生器820(其可以被称为中断模块)用来产生中断脉冲(或电流电平改变),该中断脉冲将电流脉冲中断以指示(或以信号形式通知)调光水平或请求改变调光水平。中断脉冲的启动相对于电流脉冲的启动延迟了中断延迟tid(即至时间t2)。如上提及的,使用电流脉冲内的中断启动的区位(t2)来指示电流调光水平,并且因此经由调光器导通角控制电路320的LED的输出322来控制中断延迟tsd的长度。在一个实施方式中,由于在中断期间不向远程设备供给电力,因此中断脉冲760tint的宽度相对于电流脉冲的宽度保持是短的,例如5%(tint=tp/20=T/400)。图7E和7F示出了中断脉冲的生成。宽度tid的中断延迟脉冲750通过图7B所示的启动延迟脉冲720的下降沿触发。然后中断延迟脉冲的下降沿用来触发具有脉冲宽度tint的中断脉冲760,在脉冲宽度tint期间远程设备电流脉冲将中断。在图7E所示的示例中,将调光水平设置为10%并且从而在50Hz的系统中启动延迟为T/200或100微秒。
参照图8,中断模块820的实施方式包括:用于生成脉冲的单稳态的IC3A和IC3B;设定脉冲宽度的相关联的RC电路R5C5和C6R6;用于反转来自调光器导通角控制电路320的LED信号322的R19和Q9;以及用于分流Q5以便使得电流脉冲中断的R9和Q1。单稳态的IC3A用来生成图7E所示的启动延迟脉冲。将IC2A的输出(Q_A)连接至IC3B的反相输入使得在t1处的启动延迟脉冲的下降沿将基于R5和C5触发脉冲宽度100微秒的中断延迟脉冲750的生成。将输出脉冲连接至单稳态的IC3B的非反相输入,使得该脉冲的下降沿通过如图7F所示的IC3B提供对生成中断脉冲760的触发。中断脉冲760的长度由RC电路R6C6控制并且被设定为50微秒。该输出脉冲控制晶体管Q1的栅极以通过将晶体管Q5的栅极驱动器进行分流来创建远程设备电流脉冲的中断,这导致了所需的远程设备电流脉冲的幅度的大幅降低。
来自IC3B的中断脉冲760基于来自IC3B的启动延迟脉冲的下降沿,并且因此可以通过控制脉冲生成或启动延迟脉冲的宽度来控制中断脉冲的定时。在该实施方式中,导通角控制器320包括用于在非导通时间段期间将导通角映射到映射时间的导通角映射模块。在映射时间处,导通角控制器经由LED的输出322生成信号。将该输出信号引导(经由R19)至Q9的栅极以向IC3A的清零输入(CLR_A)提供反相信号。因此当调光器控制电路(其实现了导通角映射模块)提供了相应的逻辑低电平LED指示器状态信号时,仅使得IC3A能够发起电流脉冲中断。如前面所讨论的,导通角控制器320接收过零信号并且关闭处于电流导通角的值处的开关。导通角映射模块还被配置成电流脉冲宽度tp,并且因此可以使用如前所讨论的适当的电路或逻辑控制器将电流导通角映射到相对于电流脉冲宽度的时间。映射时间可以被延迟了启动延迟720,并且在适当的时间(即启动延迟+从非导通时间段启动开始的映射时间)在LED的输出322处生成信号。尽管在本实施方式中导通角控制电路提供导通角映射模块,但是可以使用适当的逻辑部件和电路部件来将导通角映射模块提供为分立的电路部件。
LED分流模块830用来产生在脉冲的持续时间内对调光器指示器LED进行分流的LED分流脉冲,使得没有(或最小的)电流流过LED并且因此LED的亮度下降至适当水平。图7G示出了LED分流脉冲770的生成。分流脉冲通过图7F所示的中断脉冲的上升沿(或中断延迟脉冲的下降沿)来触发并且生成具有延伸通过电流脉冲730的结束t4直到时间t5的宽度tsp的脉冲。这可以通过使该脉冲具有与图7C所示的远程设备电流脉冲730相同的宽度来实现,使得其还将延伸通过该脉冲的结束。替选地,可以生成电流脉冲使得在t4处的电流脉冲的下降沿触发分流脉冲以终止。
参照图8,LED分流模块830的实施方式包括单稳态的IC4B、RC电路C7R7和分流晶体管Q2和Q3以及相关联的电阻器R13、R14、R15。IC3B的反相输出连接至IC4B的反相输入,使得IC4B通过由IC3B生成的中断脉冲的上升沿来触发。生成1ms的分流脉冲并且该1ms的分流脉冲用来驱动晶体管Q2的栅极,该栅极转而驱动晶体管Q3的栅极,从而导致了在远程设备电流脉冲的剩余时间段中的调光器指示器LED的电流的分流。因此,LED亮度下降至基本上暗淡的水平以表示调光器负载关闭状态的条件。
图7H示出了整体电流脉冲以及相关定时。非导通时间段开始于t0并结束于时间t6(过零),使得tnc=t6-t0。电流脉冲开始于t1(即初始延迟之后)并结束于时间t4,使得tp=t4-t1。电流脉冲从时间t2到时间t3(即tint=t3-t2)中断,然后将LED进行分流直至时间t5为止。
还可以通过使远程设备电流脉冲在脉冲启动或接近脉冲启动处中断来以信号形式通知远程设备处的开关操作,并且因此调光器设备包括远程开关操作监控模块840或更简单地包括监控模块,以通过远程设备检测中断并且经由输入304将该中断提供给调光器导通角控制电路。监控模块还可以监控本地按钮开关SW1的致动。
该(远程开关操作)监控模块840包括如下中断脉冲延迟发生器:该中断脉冲延迟发生器用来在来自模块810的远程设备电流脉冲开始之后产生短的延迟,在该延迟期间指示调光水平的电流脉冲中断(即开关操作部分或远程设备电流脉冲)未必存在。所述短的延迟对于使远程设备适应几微秒的预期响应时间以检测电流脉冲并发起电流脉冲中断以指示开关操作而言是必要的。中断延迟脉冲740在图7D中示出以及在时间t1处引发电流脉冲的启动并且具有trd的持续时间。为了确保可以检测到远程设备电流中断,中断延迟脉冲的脉冲宽度应当小于如图7E所示的中断延迟脉冲的宽度(即trd<tid)。
可再触发脉冲发生器用于通过检测电流脉冲的中断来感测开关操作并且用于向调光器导通角控制电路320提供指示按压远程设备开关(见图3)的逻辑信号。中断脉冲延迟发生器的输出用来抑制在其他时间的任何中断的检测。因此,输出脉冲对应于如上所讨论的开关操作部分。
参照图8,远程开关操作监控模块840的实施方式包括:单稳态的IC2A和RC电路R3C3,用于生成中断脉冲延迟发生器;单稳态的IC2B、RC电路R4C4和晶体管Q8以及相关联的电阻器R17和R18,用作可再触发脉冲发生器模块。单稳态的IC2A由来自IC1A的延迟脉冲的下降沿触发,并且RC电路R3C3用来生成被提供给可再触发单稳态的IC2B的如图7D所示的27微秒的延迟脉冲。IC2B的非反相输入被连接至Q8的集电极,Q8的栅极由Q5的输出控制。因此当Q5导通时,Q8的栅极激活并且非反相被拉低,并且当电流脉冲被远程设备中断时,没有(或最小的)电流流过Q5,所以Q8的栅极禁用并且非反相输入被拉高。因此在远程设备电流脉冲期间,除了当远程设备电流脉冲被中断之外,IC2B将保持在低状态。
当IC2B的非反相输入为高(即电流脉冲中断)时,IC2A(其连接至IC2B的输入)的中断脉冲的下降沿将在IC2B的输出上生成27ms的脉冲,该27ms的脉冲经由电阻器R8被提供至调光器控制电路的开关输入304。IC2B被配置为可再触发脉冲发生器,其中触发脉冲持续时间(27ms)超过来自IC2A的触发脉冲之间的时间段(20ms)。
因此当相关联的反相输入引脚为高并且由远程设备生成的电流脉冲中断的脉冲宽度超过了中断延迟脉冲的脉冲宽度(trd)时,IC2B的触发才有效,使得可以使用下降沿触发IC2B。该设备允许IC2B的输出端状态指示并且从而反映远程设备的按钮的状态,使得可以将该逻辑输出提供给调光器控制电路320。
图9示出了用于远程设备的电路设备900的实施方式。远程设备通过由调光器设备产生的远程设备电流脉冲来供电,并且能够中断远程设备脉冲,用于以信号形式通知远程设备中的开关操作。远程设备的内部电流路径包括三个主要的串联元件,所述三个主要的串联元件包括限流器模块910、包括调光水平LED指示器902和用于LED指示器的分流电路920的导通角指示器模块、以及齐纳二极管电源调节器930。当在接收到的电流脉冲中检测到水平改变或中断时,导通角指示器被配置成激活分流电路。
限流器被设置为具有超过源于调光器设备的远程设备电流的幅度的阈值的限流阈值,因此在稳态条件下引起了很小的压降。然而,限流阈值可以瞬时地降低至幅度显著低于远程设备电流源的值,作为以信号形式向调光器设备通知信息例如按下按钮事件的手段。在电流的该短暂中断期间,大的压降出现在远程设备的限流器电路两端。
限流模块910的操作如下。二极管D1执行对半波操作方案必要的阻断功能。限流器晶体管Q6经由电阻器R13进行自偏置,其中导致的通过R11和晶体管Q4的发射极电流形成电压以驱动晶体管Q7的基极,晶体管Q7导通以减少Q6偏置,因此实现了限流功能。限流器使能晶体管Q4正常经由晶体管Q2和电阻器R6进行偏置,其中Q2正常通过电阻器R5进行偏置。当需要限流器来中断远程设备电流脉冲时,晶体管Q1发挥作用以旁通Q2的偏置电流。在这些情形下,来自Q6的发射极电流的较大部分可用以驱动Q7,因此总电流被限制为相对低的水平。
从限流器涌现的电流接着通过LED指示器或者在类似的设备中被引导至调光器设备,作为改变LED指示器的有效亮度水平的手段,可以经由分流电路920旁通远程LED指示器电流。这确保了仅在从电流脉冲的启动到检测到水平改变期间对指示器进行供电。分流电路包括晶体管Q3和Q5,分流晶体管Q5由晶体管Q3驱动,并且Q5被配置成当Q3被驱动时旁通LED电流。
最后,将远程设备电流脉冲引导通过用于建立本地电源轨的齐纳二极管电源调节器930。在每个远程设备的半波电流脉冲处,LED或相关联的旁通电流最初引导通过二极管D2以保持存储电容器C3中的充电电压水平以得到低电压直流轨。将过量的电流引导通过齐纳稳压二极管DZ1。在限流器中断远程设备电流脉冲并且还处于不存在电流脉冲的线路电压半周期的剩余部分中的条件下,电阻器R12发挥作用以将从Q7发射极涌现的剩余电流进行分流,从而限定针对IC1A和IC1B的低电压逻辑状态输入条件。
远程设备包括允许用户改变调光水平的开关SW2和远程设备开关操作模块940。如图5D所示,通过瞬时中断远程设备电流脉冲以信号形式向调光器设备通知远程设备中的开关操作。使用单稳态的IC1A定时器功能控制限流器来执行远程设备电流脉冲的中断,在开关SW1被按下时仅进行IC1A的使能。单稳态的IC1A由远程设备电流脉冲的初始上升沿触发以创建具有由RC电路R2C2限定的时间周期或脉冲宽度的即时中断脉冲,该时间周期或脉冲宽度在本实施方式中为50微秒。中断脉冲操作晶体管Q1的栅极以旁通Q2。开关SW1连接至IC1A的使能输入或清零输入(CLR_A),使得仅在按下(操作)SW1时出现半周期的远程设备电流脉冲的中断。在一些实施方式中,远程开关元件SW2与在调光器设备中所使用的开关元件SW1相同。
通过使用远程设备LED电流旁通模块950,以与调光器设备中所使用的方式的类似方式来控制LED亮度水平,使得在电流脉冲中断之前仅将电流供给LED。远程设备LED电流旁通模块包括与晶体管Q3和Q4结合的作为定时器操作的单稳态的IC1B。IC1B由在电阻器R12两端出现的与电流脉冲中断相关联的电压的下降沿触发,并且生成分流脉冲以激活Q3的栅极,导致Q5的激活以及LED的旁通。分流脉冲的脉冲宽度由RC电路R1C1确定,并且被选择以超过电流脉冲的剩余持续时间。在该实施方式中,分流脉冲是等于电流脉冲的长度的1ms,使得如果存在中断则总是满足该条件。然而,可以选择较短的长度,只要满足该条件即可。由于LED的分流,平均的LED亮度下降。例如,如果电流脉冲中断出现在电流脉冲宽度的10%处,则LED将指示最大调光水平的10%。
以便利匹配各个发光水平的串联方式电气操作与调光器设备和远程设备相关联的LED指示器。也就是说,每个LED指示器看到在任何中断之前的电流脉冲的相同部分,使得它们将指示相同的调光水平。可以通过插入相对于电流脉冲的结束的中断来指示相对于最大值的调光水平。另外,如果限定了最小中断水平(例如10%),则可以将电流脉冲的在该最小水平(即电流脉冲的前10%或开始的10%)之前的部分用作开关操作部分以允许远程设备指示在远程设备处的开关操作。另外,所指示的调光水平可以在最小调光水平与最大调光水平之间连续地变化。还因为通过调光器导通角控制电路(320)、电流脉冲发生电路和远程设备电路来执行开关操作的解释和中断定时的控制,这使成本下降。在其他实施方式中,并非仅使用电流脉冲的在中断之前的部分来对LED指示器进行供电,可以包括如下指示器电路设备:该指示器电路设备直接检测中断的区位或接收指示调光器水平的信号,并且生成用于以所指示的调光水平对调光指示器(例如,LED)进行供电的分立的电流脉冲。
图10中进一步示出了用于传送和控制本文中所述调光器设备中的调光水平的方法。流程图1000示出了一种用于传送和控制相控负载例如调光器的方法。该系统包括将相控负载的导通角控制在最小导通角与最大导通角之间以限定导通时间段和非导通时间段的导通角控制器(其可以是调光器的一部分)。导通角控制器还包括第一导通角开关输入(即用于调光器控制器的面板上的按钮)和第一导通角指示器(例如,指示调光水平的LED)。控制器(例如,调光器设备)连接到至少一个远程设备并且经由导线串联连接。与该控制器(调光器)类似,每个远程设备还包括远程导通角开关输入(即远程调光器面板上的按钮)和远程导通角指示器(例如,指示调光水平的LED)。
该方法包括:
在非导通时间段期间生成具有第一幅度水平和宽度的电流脉冲并且通过导线将所生成的电流脉冲发送到至少一个远程设备以对至少一个远程设备进行供电1002;
在电流脉冲内将导通角映射到映射时间1004;
在映射时间处通过导通角控制器来改变电流脉冲的水平1006;
在第一导通角指示器中指示导通角,其中,基于水平改变的时间来确定所指示的导通角1008;
监控导通角控制器中的电流脉冲的水平以检测通过至少一个远程设备的电流脉冲的水平的改变或者来自第一导通角输入的信号,并且响应于检测到的变化来产生针对导通角控制器的信号以改变导通角1010;
监控至少一个远程设备中的每个远程设备中的电流脉冲的水平以检测通过导通角控制器的电流脉冲的水平的改变1012;以及
通过至少一个远程设备中的每个远程设备中的导通角指示器来指示导通角,其中,基于检测到的水平变化的时间来确定所指示的导通角1012。
图11A至11C示出了根据一个方面的当调光水平从50%增加到100%时的图2B所示的系统(例如调光器)的操作。图11A示出了以一半(50%)电力1110操作的如图2C所示的系统。一半(50%)电力(或强度)信号1112(见图5C)在线路236上生成,并且示出了以一半电力(或一半强度)操作的调光器设备210中的LED指示器1114和远程设备230中的LED指示器1116二者。图11B示出了在请求将调光水平从50%增加到100%期间的如图11A所示的系统1120。操作(例如,按下按钮)远程设备210上的用户接口1127并且在线路236上生成中断信号1122(见图5D)。当按下按钮时调光器设备210中的LED指示器1124和远程设备230中的LED指示器1126停用(被旁通或零电力),并且调光水平从50%改变为100%。图11C示出了在图11B所示的调光水平改变操作之后以全强度1130操作的如图11A所示的系统。全(100%)电力(或强度)信号1132(见图5A)在线路236上生成,并且以全功率(或强度)操作调光器设备210中的LED指示器1134和远程设备230中的LED指示器1136二者。
图12示出了根据一个方面的包括相控调光器设备和通过单个导线串联连接的两个远程设备的调光器系统的一个示例。示出了如图2C所示的系统,但是第二远程设备250经由第一远程设备230内的内部电子电路与第一远程设备230串联连接,第一远程设备230转而经由单个导线236连接至调光器设备210。由于导线256和236串联连接,所有三个设备经由单个导线有效地(或者在操作上)连接。也就是说,单个导线可以由在操作上连接(接合、连结等)的多个单独的导线元件形成。远程单元250与远程单元230等效,并且包括有源端子252、用户接口257和指示器258。
已经描述了如下实施方式:所述实施方式使用了在相控调光器或电子开关的线路电压半周期的非导通时间段中的电流脉冲,以建立功能性远程单元。所述实施方式提供了成本有效的方式以实现调光系统和相关系统的真正的多路控制和多路指示。
尽管已经描述了涉及相控调光器的实施方式,但是应当理解的是该技术可以在其他相控负载例如风机中使用。在这些应用中,使用输入将导通角控制在最小导通角(其可以为零或非零)与最大导通角之间,并且在这些应用中期望的是在主控制器和远程控制器两者处向用户指示导通角的值。也就是说,上述调光输入和调光指示器是更广泛的导通角输入和导通角指示器。
类似地,所述实施方式和方法也可以与相控电子开关应用一起使用,在这些应用中开关的接通状态的导通角对应于(或类似于)设定在其最大导通角处的调光器的导通角。在这些应用中,指示器将简单地具有在主控制器和远程控制器二者处同步的接通或关断状态。例如,除了调光器和风机以外,所述方法用来控制楼宇自动化系统的其他子系统(例如百叶窗、其他灯、门闩等)。
如上文所讨论的,多个远程开关可以串联接线在一起以实现真正的多路控制和多路指示。在最终产品应用中,如用户所感知的,远程开关装置或设备可以在功能上和物理上呈现为与负载控制单元相同。也就是说,对于具有相同按钮的相同面板,调光开关和调光指示器可以用于调光器和远程开关二者(例如,在施耐德电气品牌奇胜下的Saturn、Impress或2000系列范围下制造的调光器和远程开关)。然而,远程调光器或开关单元不直接控制负载电流,而是与调光器或开关单元进行通信以影响或改变负载的亮度水平或状态。另外,尽管结合在调光器和远程设备之间使用单个导线的调光系统进行了描述,但是所描述的技术可以用于双线(或更多线)的应用中,在这些应用中在调光器和远程设备之间布设有两根导线。在这些情况下,远程单元的电流脉冲还将流过负载。然而,电流脉冲的幅度与正常负载电流相比是小的,从而将不会被觉察到或不利地影响系统。因此,尽管该电流脉冲技术能够用于单个导线应用中,但是应当理解的是,它也可以作为用于远程设备的控制和供电手段用于控制三线相控负载设备。
上述实施方式示出了用于使能用于负载例如照明负载或风机负载的相控应用中的调光水平的多路控制(开关)和指示的合适的电路。这通过使用调光器或开关与用于电力控制和双向信令的远程设备区位之间的单个互联导线来实现。经由在相控调光器或电子开关的线路电压半周期的非导通时间段中的远程设备电流脉冲向远程设备供电(从而建立功能性的远程设备)。对远程设备电流脉冲进行调制(即水平改变或中断)作为用于与远程设备传送信息例如LED亮度水平或状态的手段。在一些实施方式中,可以将脉冲的在中断之前部分提供给调光器指示器(在调光器和远程设备二者中)以实现电流调光水平的共同显示。此外,远程设备可以调制电流脉冲以将信息例如在远程设备处的开关操作传送给调光器或开关单元。可以将电流脉冲划分为开关操作部分和调光指示部分。开关操作部分期间的脉冲被解释为针对电流调光水平改变的请求,并且由调光电路进行处理(例如,使调光水平递增或递减预先限定的量)。调光指示部分期间的中断脉冲的定时可以用来指示电流调光水平(例如,在电流脉冲持续时间的50%的时间处的中断可以指示50%的调光水平)。为了简化讨论,使用中断脉冲指示电流脉冲的水平改变。然而应当理解的是,中断脉冲(或被称为中断)的使用是为了简化讨论并且意在更广泛地被解释为改变或调制电流脉冲的正常(即,初始或当前)水平(即电压幅度)的一种方式(或手段)。该改变可以是能够被检测到并且用来指示当前亮度水平的增加或降低,或已经驱使了请求调光水平的改变的用户输入(例如按下按钮)。
本领域技术人员将理解的是,可以使用多种科技和技术中的任一种来表示信息和信号。例如,在以上描述通篇中可以通过电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光学粒子或者它们的任意组合来表示被引用的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号以及码片。
本领域技术人员将进一步理解的是,结合本文中所公开的实施方式描述的各种说明性逻辑块、模块、电路以及算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件这种可互换性,以上已在其功能性方面总体描述了各种说明性部件、块、模块、电路以及步骤。将这样的功能体实现为硬件还是软件取决于施加给总体系统的特定应用和设计约束。本领域技术人员可以通过变化的方式针对每个特定应用来实现所述功能性,然而,这样的实现决策不应被解释为脱离本发明的范围。
结合本文中公开的实施方式描述的方法步骤或算法步骤可以直接以硬件、由处理器执行的软件模块或两者的结合的方式来实施。对于硬件实现,处理可以在一个或更多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器或设计成执行本文中所述功能的其他电子单元或者它们的组合内来实现。还被称为计算机程序、计算机代码或指令的软件模块可以包含许多源代码或目标代码段或者指令,并且可以驻留在任何计算机可读介质,例如RAM存储器、闪存存储器、ROM存储器、EPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、DVD-ROM或任何其他形式的计算机可读介质中。在替选方案中,计算机可读介质可以被集成到处理器中。处理器和计算机可读介质可以驻留在ASIC或相关设备中。软件代码可以存储在存储器单元中并由处理器执行。存储器单元可以在处理器内部或处理器外部实现,在这种情况下,该存储器单元可以在通信上经由如本领域已知的各种手段耦接至处理器。
本说明书中引用的任何现有技术不是并且不应被视为承认如下任何形式的建议:这样的现有技术构成公知常识的一部分。
本领域技术人员应当理解的是,本发明不将其使用限制于所描述的特定应用。本发明不限于针对本文所描述或所描绘的特定元件和/或特征的优选实施方式。应当理解的是,本发明并不限于所公开的实施方式,而是能够进行多种重新排列、修改和替换但不脱离如所附权利要求所阐述和限定的本发明的范围。
Claims (32)
1.一种用于在控制相控负载的系统中传送并控制导通角的方法,所述系统包括:导通角控制器,所述导通角控制器将所述相控负载的导通角控制在最小导通角与最大导通角之间,以限定导通时间段和非导通时间段;第一导通角开关输入和第一导通角指示器;以及至少一个远程设备,所述至少一个远程设备经由导线与所述导通角控制器串联连接,所述至少一个远程设备包括远程导通角开关输入和远程导通角指示器,所述方法包括:
在所述非导通时间段期间生成具有第一幅度水平和宽度的电流脉冲,并且通过所述导线将所生成的电流脉冲发送到所述至少一个远程设备来对所述至少一个远程设备进行供电;
在所述电流脉冲内将所述导通角映射到映射时间;
在所述映射时间处通过所述导通角控制器来改变所述电流脉冲的水平;
在所述第一导通角指示器中指示所述导通角,其中,基于所述水平改变的时间来确定所指示的导通角;
监控所述导通角控制器中的所述电流脉冲的水平以检测通过所述至少一个远程设备的所述电流脉冲的水平的改变或者来自所述第一导通角输入的信号,并且响应于检测到的改变来产生针对所述导通角控制器的信号以改变所述导通角;
监控所述至少一个远程设备中的每个远程设备中的所述电流脉冲的水平,以检测通过所述导通角控制器的所述电流脉冲的水平的改变;以及
通过所述至少一个远程设备中的每个远程设备中的所述导通角指示器指示所述导通角,其中,基于检测到的所述电流脉冲的水平改变的时间来确定所指示的导通角。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,将所述电流脉冲的在所述电流脉冲的水平改变之前的部分提供给每个导通角指示器以对每个导通角指示器进行供电。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述电流脉冲的水平的改变是中断信号,所述中断信号在中断时间段中将所述电流脉冲的所述第一幅度水平降低至基准水平。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述中断时间段小于所述电流脉冲的宽度的5%。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述电流脉冲的开关操作部分期间,所述远程设备改变所述电流脉冲的水平,以及在所述电流脉冲的导通角指示部分期间,所述导通角控制器改变所述电流脉冲的水平。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述开关操作部分是所述电流脉冲的第一部分,以及所述导通角指示部分是所述电流脉冲的在所述第一部分之后的第二部分。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述最小导通角非零,并且导通角被从由零导通角到所述最大导通角限定的范围映射到由所述电流脉冲的宽度限定的范围,以及所述开关指示部分包括由所述零导通角到非零最小导通角限定的映射时间段,并且所述导通角指示部分包括由所述非零最小导通角到所述最大导通角限定的映射时间段。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述导通角指示器为发光二极管(LED)。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,如果通过所述至少一个远程设备生成了所述电流脉冲的第一幅度的所述电流脉冲的水平的改变,或者接收到来自所述第一导通角开关输入的信号,则抑制在所述映射时间处通过所述导通角控制器对所述电流脉冲的水平进行改变。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,所述系统是调光系统,以及所述导通角指示器是指示对应于所述导通角的调光水平的调光指示器。
11.一种用在导通角控制器中的电流脉冲发生器和水平改变检测器设备,所述导通角控制器经由导线串联连接到至少一个远程导通角控制设备,其中,所述导通角控制器将相控负载的导通角控制在最小导通角与最大导通角之间以限定导通时间段和非导通时间段,并且所述导通角控制器还包括第一导通角开关输入和第一导通角指示器,以及所述至少一个远程导通角控制设备中的每个远程导通角控制设备包括远程导通角输入和远程导通角指示器,所述电流脉冲发生器和水平改变检测器设备包括:
电流脉冲发生器,所述电流脉冲发生器用于在所述非导通时间段期间生成具有第一幅度和宽度的电流脉冲,用于提供给所述第一导通角指示器,以及用于将所生成的电流脉冲通过导线发送到所述至少一个远程设备以对所述至少一个远程设备进行供电;
导通角映射模块,所述导通角映射模块用于在所述电流脉冲期间将所述导通角映射到映射时间并且在所述映射时间处生成信号;
幅度水平改变发生器,所述幅度水平改变发生器接收来自所述导通角映射模块的所述信号并且生成所述第一幅度的水平的改变;以及
监控电路,所述监控电路用于检测通过所述至少一个远程设备生成的所述电流脉冲的所述第一幅度的水平的改变或者来自所述第一导通角开关输入的信号,并且生成用于所述导通角控制器的信号以改变所述导通角。
12.根据权利要求11所述的设备,其中,所述电流脉冲的从启动到所生成的水平改变的部分被用于对所述第一导通角指示器进行供电。
13.根据权利要求11或12所述的设备,其中,所述幅度水平改变发生器生成中断脉冲以在中断时间段中将所述电流脉冲的所述第一幅度的水平降低至基准水平。
14.根据权利要求13所述的设备,其中,所述中断时间段小于所述电流脉冲的宽度的5%。
15.根据权利要求13所述的设备,其中,所述幅度水平改变发生器被配置成在所述电流脉冲的导通角指示部分期间生成所述电流脉冲的所述第一幅度的水平的改变。
16.根据权利要求15所述的设备,其中,所述监控电路被配置成在所述电流脉冲的开关操作部分期间检测由所述至少一个远程设备生成的所述电流脉冲的所述第一幅度的水平的改变。
17.根据权利要求16所述的设备,其中,所述开关操作部分是所述电流脉冲的第一部分,并且所述导通角指示部分是所述电流脉冲的在所述第一部分之后的第二部分。
18.根据权利要求17所述的设备,其中,所述最小导通角非零,并且所述导通角映射模块被配置成将导通角从由零导通角到所述最大导通角限定的范围映射到由所述电流脉冲的宽度限定的范围,其中,所述开关指示部分包括由所述零导通角到非零最小导通角限定的映射时间段,并且所述导通角指示部分包括由非零最小导通角到所述最大导通角限定的映射时间段。
19.根据权利要求12所述的设备,其中,从所生成的水平改变的时间到所述电流脉冲结束,使用分流电路将所述电流脉冲分流至所述第一导通角指示器。
20.根据权利要求11所述的设备,其中,所述导通角指示器为发光二极管(LED)。
21.根据权利要求13所述的设备,其中,所述监控电路还被配置成响应于检测到通过所述至少一个远程设备生成的所述电流脉冲的所述第一幅度的水平的改变或者来自所述第一导通角开关输入的信号,来生成信号以抑制所述幅度水平改变发生器生成所述第一幅度的水平的改变。
22.根据权利要求11所述的设备,其中,所述导通角控制器用在调光器中,以及所述导通角指示器是指示对应于所述导通角的调光水平的调光指示器。
23.一种远程导通角控制设备,所述远程导通角控制设备用于经由导线与导通角控制器串联连接,所述导通角控制器将相控负载的导通角控制在最小导通角与最大导通角之间以限定导通时间段和非导通时间段,并且所述导通角控制器包括第一导通角开关输入和第一导通角指示器,所述远程导通角控制设备包括:
电源调节器,所述电源调节器用于通过所述导线接收来自所述相控导通角控制器的电流脉冲,用于对所述远程导通角控制设备进行供电;
远程导通角输入;
开关操作模块,所述开关操作模块用于接收来自远程导通角输入的信号并且生成正在接收的所述电流脉冲的水平改变;以及
导通角指示器电路,所述导通角指示器电路包括远程导通角指示器和用于检测接收到的电流脉冲的水平的改变的水平改变检测器,以及其中,从所述电流脉冲启动直至检测到水平改变为止,所述导通角指示器通过所述电流脉冲来供电。
24.根据权利要求23所述的设备,其中,所述开关操作模块在所述电流脉冲的开关操作部分期间生成水平改变。
25.根据权利要求23所述的设备,其中,所述开关操作模块生成中断脉冲以在中断时间段中将所述电流脉冲的水平降低至基准水平。
26.根据权利要求23所述的设备,其中,所述中断时间段小于所述电流脉冲的宽度的5%。
27.根据权利要求23所述的设备,其中,从所生成的水平改变的时间到所述电流脉冲结束,使用分流电路将所述电流脉冲分流至所述第一导通角指示器。
28.根据权利要求23所述的设备,其中,所述导通角指示器为发光二极管(LED)。
29.根据权利要求23所述的设备,其中,所述导通角控制器用在调光器中,以及所述导通角指示器是指示对应于所述导通角的调光水平的调光指示器。
30.一种相控负载设备,所述相控负载设备用于经由导线串联连接到至少一个根据权利要求23至28中任一项所述的远程导通角控制设备,所述相控负载设备包括:
过零检测器和低电压供电电路;
开关,所述开关向负载供给电力;
导通角控制器,所述导通角控制器将所述开关的导通角控制在最小导通角与最大导通角之间以限定导通时间段和非导通时间段;
第一导通角开关输入;
第一导通角指示器;以及
根据权利要求11至22中任一项所述的电流脉冲发生器和水平改变检测器。
31.一种用于控制相控负载的系统,所述系统包括经由导线串联连接到至少一个根据权利要求23至28中任一项所述的远程导通角控制设备的根据权利要求30所述的相控负载设备。
32.根据权利要求32所述的系统,其中,所述相控负载设备是调光器,以及所述导通角指示器是指示对应于所述导通角的调光水平的调光指示器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AU2011904564A AU2011904564A0 (en) | 2011-11-03 | Dimmer arrangement | |
AU2011904564 | 2011-11-03 | ||
PCT/AU2012/001336 WO2013063646A1 (en) | 2011-11-03 | 2012-11-01 | Dimmer arrangement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104025717A true CN104025717A (zh) | 2014-09-03 |
CN104025717B CN104025717B (zh) | 2016-06-22 |
Family
ID=48191112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201280065716.9A Expired - Fee Related CN104025717B (zh) | 2011-11-03 | 2012-11-01 | 相控调光系统和方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20140092371A (zh) |
CN (1) | CN104025717B (zh) |
AU (3) | AU2012297588B2 (zh) |
SG (1) | SG11201401954UA (zh) |
TW (1) | TWI574580B (zh) |
WO (1) | WO2013063646A1 (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108370623A (zh) * | 2015-08-31 | 2018-08-03 | 万斯创新公司 | 可调光模拟ac电路 |
CN109845407A (zh) * | 2016-08-26 | 2019-06-04 | 奥祖诺控股有限公司 | 用于调光器控制负载的信号传输方法 |
CN111465141A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-07-28 | 深圳市时誉高精科技有限公司 | 一种交流多路互控调光器 |
CN111511077A (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-07 | 松下知识产权经营株式会社 | 调光曲线生成方法、调光曲线生成装置、led照明装置 |
CN111989131A (zh) * | 2018-03-29 | 2020-11-24 | 益首药物治疗股份公司 | 用于药物输送系统的状态指示器 |
CN112567890A (zh) * | 2018-08-17 | 2021-03-26 | 昕诺飞控股有限公司 | 与高频电子镇流器一起使用的led驱动器和led照明系统 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10328276B2 (en) * | 2014-02-14 | 2019-06-25 | Applied Biophotonics Ltd. | Sinusoidal drive system and method for phototherapy |
JP6546200B2 (ja) * | 2014-02-17 | 2019-07-17 | ソフトカーネル カンパニー リミテッドSoftkernel Co.,Ltd | 電力線を用いたled照明システム |
US10079551B2 (en) | 2014-05-22 | 2018-09-18 | Ozuno Holdings Limited | Symmetry control circuit of a trailing edge phase control dimmer circuit |
CN104035348B (zh) * | 2014-05-29 | 2017-01-04 | 东莞高仪电子科技有限公司 | 数位万用型调光器 |
CN104837251B (zh) * | 2015-05-08 | 2017-09-29 | 湖南工业大学 | 一种壁控led灯单火线调光电路 |
CN108432347B (zh) * | 2015-10-23 | 2020-03-10 | 路创技术有限责任公司 | 多位置负载控制系统 |
KR102253999B1 (ko) * | 2021-01-19 | 2021-05-18 | 이석현 | 위상 제어용 디밍 제어 기능을 구비한 led 조광기 |
KR102254002B1 (ko) * | 2021-01-19 | 2021-05-18 | 이석현 | Led 조명장치용 전원 스위치 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4689547A (en) * | 1986-04-29 | 1987-08-25 | Lutron Electronics Co., Inc. | Multiple location dimming system |
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 |
US20040207342A1 (en) * | 2003-04-18 | 2004-10-21 | Novikov Lenny M. | Dimmer control system with two-way master-remote communication |
CN2934639Y (zh) * | 2006-07-19 | 2007-08-15 | 天津斯巴克瑞汽车电子有限公司 | 点火线圈综合参数测试台 |
CN201797628U (zh) * | 2010-09-16 | 2011-04-13 | 重庆特光照明电器有限公司 | 一种智能照明控制系统 |
CN102036458A (zh) * | 2009-09-30 | 2011-04-27 | 塞瑞斯逻辑公司 | 相位控制调光兼容照明系统 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8193730B2 (en) * | 2008-06-12 | 2012-06-05 | 3M Innovative Properties Company | Dimmer and illumination apparatus with amplitude ordered illumination of multiple strings of multiple color light emitting devices |
TW201117643A (en) * | 2009-11-13 | 2011-05-16 | Delta Electronics Inc | LED lamp and LED lamp module |
-
2012
- 2012-11-01 WO PCT/AU2012/001336 patent/WO2013063646A1/en active Application Filing
- 2012-11-01 SG SG11201401954UA patent/SG11201401954UA/en unknown
- 2012-11-01 TW TW101140489A patent/TWI574580B/zh not_active IP Right Cessation
- 2012-11-01 AU AU2012297588A patent/AU2012297588B2/en not_active Ceased
- 2012-11-01 CN CN201280065716.9A patent/CN104025717B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2012-11-01 KR KR1020147014574A patent/KR20140092371A/ko not_active Application Discontinuation
-
2015
- 2015-05-08 AU AU2015202503A patent/AU2015202503A1/en not_active Abandoned
-
2016
- 2016-11-29 AU AU2016265988A patent/AU2016265988A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4689547A (en) * | 1986-04-29 | 1987-08-25 | Lutron Electronics Co., Inc. | Multiple location dimming system |
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 |
US20040207342A1 (en) * | 2003-04-18 | 2004-10-21 | Novikov Lenny M. | Dimmer control system with two-way master-remote communication |
CN2934639Y (zh) * | 2006-07-19 | 2007-08-15 | 天津斯巴克瑞汽车电子有限公司 | 点火线圈综合参数测试台 |
CN102036458A (zh) * | 2009-09-30 | 2011-04-27 | 塞瑞斯逻辑公司 | 相位控制调光兼容照明系统 |
CN201797628U (zh) * | 2010-09-16 | 2011-04-13 | 重庆特光照明电器有限公司 | 一种智能照明控制系统 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108370623A (zh) * | 2015-08-31 | 2018-08-03 | 万斯创新公司 | 可调光模拟ac电路 |
CN109845407A (zh) * | 2016-08-26 | 2019-06-04 | 奥祖诺控股有限公司 | 用于调光器控制负载的信号传输方法 |
CN111989131A (zh) * | 2018-03-29 | 2020-11-24 | 益首药物治疗股份公司 | 用于药物输送系统的状态指示器 |
CN111989131B (zh) * | 2018-03-29 | 2022-10-14 | 益首药物治疗股份公司 | 用于药物输送系统的状态指示器 |
CN112567890A (zh) * | 2018-08-17 | 2021-03-26 | 昕诺飞控股有限公司 | 与高频电子镇流器一起使用的led驱动器和led照明系统 |
CN112567890B (zh) * | 2018-08-17 | 2023-07-07 | 昕诺飞控股有限公司 | 与高频电子镇流器一起使用的led驱动器和led照明系统 |
CN111511077A (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-07 | 松下知识产权经营株式会社 | 调光曲线生成方法、调光曲线生成装置、led照明装置 |
CN111465141A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-07-28 | 深圳市时誉高精科技有限公司 | 一种交流多路互控调光器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20140092371A (ko) | 2014-07-23 |
AU2016265988A1 (en) | 2016-12-15 |
TW201332392A (zh) | 2013-08-01 |
AU2012297588A1 (en) | 2013-05-23 |
WO2013063646A1 (en) | 2013-05-10 |
AU2015202503A1 (en) | 2015-05-28 |
NZ624274A (en) | 2015-12-24 |
TWI574580B (zh) | 2017-03-11 |
AU2012297588B2 (en) | 2015-02-26 |
CN104025717B (zh) | 2016-06-22 |
SG11201401954UA (en) | 2014-05-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104025717A (zh) | 调光器装置 | |
EP2214458B1 (en) | Load control device having a gate current sensing circuit | |
US20150280782A1 (en) | Method and device for transmitting data via a load line and lighting system | |
CN101069139B (zh) | 用于电气设备的控制系统 | |
JP2819165B2 (ja) | 主電気負荷制御システム | |
US8818530B2 (en) | LED light controller system and method | |
CA2651282C (en) | Smart control device | |
CN101467494A (zh) | 具有可调高位状态的调光器开关 | |
WO2016036789A1 (en) | Systems and methods for remotely controlling a wall socket | |
CN103957636A (zh) | 两线制调光电路 | |
RU2003108557A (ru) | Устройство управления освещением | |
EP2695491B1 (en) | Trailing-edge-phase-controlled light modulating circuit | |
TWI604753B (zh) | 開關裝置及開關系統 | |
AU2013204215B2 (en) | Electronic lighting controller | |
CN204069410U (zh) | 两线制调光电路 | |
CN103068094B (zh) | 斩波调光器、斩波调光系统及其驱动器 | |
CN109804714B (zh) | 自动重新配置式发光电路 | |
US20150289348A1 (en) | Control device and method for data transmission via a load line | |
CN220711371U (zh) | 碎冰机控制电路 | |
CN204518188U (zh) | 一种智能化led灯控制系统 | |
JP6488053B1 (ja) | スイッチ装置およびコントロールシステム | |
CN203859905U (zh) | 两线制调光电路 | |
CN202918540U (zh) | 利用相位法在单个相线上实现两种以上开关信息的电路 | |
NZ624274B2 (en) | Dimmer arrangement | |
CN103596337B (zh) | 一种控制电路 |
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: 1197519 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: GR Ref document number: 1197519 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: 20160622 Termination date: 20201101 |