CN104938027B - 用于向线电压上插入信令跃迁的控制器 - Google Patents

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Abstract

连接到线电压的控制器包括在第一终端端子处提供标称线电压并在变压器抽头处提供信令电压的自耦变压器。第一开关具有连接到自耦变压器的第一终端端子的第一开关端子以及连接到控制器的输出接点的第二开关端子。第二开关具有被连接到自耦变压器的变压器抽头的第一开关端子以及被连接到输出节点的第二开关端子。开关控制器被配置成响应于控制信号而输出第一和第二开关信号，以通过选择性地将第一终端端子处的标称线电压和变压器抽头处的信令电压连接到输出节点而控制第一和第二开关向线电压上插入信令跃迁。

Description

用于向线电压上插入信令跃迁的控制器
技术领域
本发明一般地针对一种用于向线电压上插入信令跃迁的控制器。更特别地，本文公开的各种发明装置涉及用于向线电压上插入信令跃迁以控制照明源的调光水平的控制器和照明系统。
背景技术
许多照明应用利用调光器。可借助于诸如数字可寻址照明接口（DALI）、数字复用（DMX）接口或0-10V调光接口之类的标准控制接口或者通过诸如前沿和后沿调光方案和电力线通信方案之类的线侧控制方法来实现调光。虽然已很好地建立，但这些接口和方案中的每个都具有限制和不期望的特性。
例如，诸如DALI、DMX或0-10V之类的控制接口标准除了电力线之外，还要求安装控制线。大多数现有的照明基础设施、特别是室外照明基础设施被设计用于与常规的照明源一起使用，并且并不支持附加的控制接线。而且，此类控制接口迫使需要使用位于远处或位于每个照明源处的控制器。隔离和安全是顾虑。
线侧控制方法减轻了控制线的需要。然而，前沿调光（可控硅调光）或正相调光方案对电压信号波形的前沿部分进行斩波，以及后沿调光或反相调光方案对电压信号波形的后沿部分进行斩波。因此，用这些调光方案难以满足功率因数和总谐波失真（THD）要求。调光百分比是有限的，并且实施这些方案所需的硬件是复杂的。电力线通信方案向电力线添加噪声，导致电力线上的电磁干扰的传输。
因此，将期望提供一种照明驱动器和线侧调光方案，其在不使用或安装控制线和标准线侧调光方案的情况下调整照明源的调光水平，并且可在现有照明基础设置中容易地安装和实施。
发明内容
本公开内容是针对用于向线电压上插入信令跃迁以控制照明源的调光水平的发明装置。
一般地，在一个方面，本发明一般地涉及一种用于向线电压上插入信令跃迁的控制器，所述控制器包括：自耦变压器，具有第一和第二终端端子并被配置成包括连接在所述第一终端端子与变压器抽头之间的第一绕组部分以及连接在所述变压器抽头与所述第二终端端子之间的第二绕组部分，所述第一和第二终端端子连接到所述线电压；第一开关，具有连接到所述自耦变压器的第一终端端子的第一开关端子以及连接到所述控制器的输出接点的第二开关端子；第二开关，具有连接到所述自耦变压器的所述变压器抽头的第一开关端子以及连接到所述输出节点的第二开关端子；以及开关控制器，被配置成响应于控制信号而输出第一和第二开关信号，以通过选择性地将所述第一终端端子处的标称线电压和所述变压器抽头处的信令电压连接到所述输出节点而控制所述第一和第二开关向所述线电压上插入所述信令跃迁。
在另一方面，本发明一般地涉及照明系统，该照明系统包括：控制器，其可连接到线电压，并被配置成响应于控制信号而向线电压上插入在标称线电压与信令电压之间跃迁的信令跃迁；以及至少一个照明单元，其连接到具有信令跃迁的线电压并被配置成响应于信令跃迁而控制发射的光的调光水平。
在又一方面，用于向线电压中插入跃迁的控制器包括：自耦变压器，其连接到线电压，并被配置成分别地在第一终端端子和变压器抽头处提供标称线电压和信令电压；开关，其连接在自耦变压器与控制器的输出节点之间；以及开关控制器，其被配置成通过选择性地将第一终端端子处的标称线电压和变压器抽头处的信令电压连接到输出节点而控制开关向线电压上插入信令跃迁。所述信令跃迁包括设定信令模式的开始的相互之间具有预定的第一时间间隔的多个第一跃迁，以及在所述多个第一跃迁之后的第二跃迁，所述第二跃迁与所述多个第一跃迁中的最后一个之间的时间间隔响应于所述控制信号的值而被设定以控制连接到所述控制器的至少一个照明单元的调光水平。
正如本文出于本公开的目的所使用的，术语“LED”应当被理解成包括任何电致发光二极管或能够响应于电信号而生成辐射的其它类型的基于载流子注入/结的系统。因此，术语LED包括但不限于响应于电流而发射光的各种基于半导体的结构、发光聚合物、有机发光二极管（OLED）、电致发光条等。特别地，术语LED指代可被配置成在红外光谱、紫外光谱以及可见光谱的各种部分（一般地包括从约400纳米至约700纳米的辐射波长）中的一个或多个中生成辐射的所有类型的发光二极管（包括半导体和有机发光二极管）。
例如，被配置成生成基本上白光的LED（例如，白LED）的一个实施方式可包括许多管芯，它们分别地发射以组合方式混合而形成基本上白光的电致发光的不同光谱。在另一实施方式中，白LED可与将具有第一光谱的电致发光转换成不同的第二光谱的磷光体材料关联。在本实施方式的一个示例中，具有相对短的波长和窄的带宽光谱的电致发光“泵送”磷光体材料，而这又辐射具有稍微更宽的光谱的较长的波长辐射。
应将术语“光源”理解成指代各种辐射源中的任何一个或多个，包括括但不限于基于LED的源(包括如上文定义的一个或者多个LED)、白炽源(例如白炽灯、卤素灯)、荧光源、磷光源、高强度放电源(例如钠蒸气、汞蒸气和金属卤化物灯)、激光器、其它类型的电致发光源、火致发光源(例如，火焰)、烛致发光源(例如，气灯罩、碳弧辐射源)、光致发光源(例如，气态放电源)、使用电子饱和的阴发光源、电流发光源、晶体发光源、动致发光源、热致发光源、摩擦发光源、声纳发光源、放射发光源和发光聚合物。
术语“照明器材”在本文用来指代特定的形状因数、组装或封装的一个或多个照明单元的实施或布置。术语“照明单元”在本文中用来指代包括相同或不同类型的一个或多个光源的装置。给定的照明单元可具有针对一个或多个光源、外壳/壳体布置和形状，和/或电和机械连接配置的各种安装布置中的任何一个。另外，给定的照明单元可选地可与关于一个或多个光源的操作的各种其他部件（例如，控制电路）相关联（例如，包括、耦合到和/或与之一起封装）。“基于LED的照明单元”指代单独地或与其它非基于LED的光源组合地包括一个或多个基于LED的光源（诸如上文所讨论的一个或多个LED的串）的照明单元。“多通道”照明单元指代包括被配置成分别地生成不同光谱的辐射的至少两个光源的基于LED或非基于LED的照明单元，其中，可将每个不同的源光谱称为多通道照明单元的“通道”。
术语“控制器”在本文中一般地用来描述关于一个或多个光源的操作的各种装置可以以许多方式（例如，诸如用专用硬件）来实施控制器以执行本文所讨论的各种功能。“处理器”是控制器的一个示例，其可采用使用软件（例如，微代码）可以被编程以执行本文所讨论的各种功能的一个或多个微处理器。可在采用或不采用处理器的情况下实施控制器，并且控制器还可被实施为执行一些功能的专用硬件和执行其它功能的处理器（例如，一个或多个被编程的微处理器和关联电路）的组合。在本公开的各种实施例中可采用的控制器部件的示例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路（ ASIC）以及现场可编程门阵列（FPGA）。
在各种应用中，可使处理器或控制器与一个或多个存储介质相关联（在本文一般地称为“存储器”，例如，诸如RAM、PROM、EPROM以及EEPROM之类的易失性和非易失性计算机存储器、软盘、紧致磁盘、光盘、磁带等）。在一些实施方式中，可用一个或多个程序对存储介质进行编码，当在一个或多个处理器和/或控制器上运行时所述一个或多个程序执行本文所讨论的功能中的至少一些。可将各种存储介质固定在处理器或控制器内，或者其可以是可运输的，使得可以将存储在其上的一个或多个程序加载到处理器或控制器中，从而实施本文所讨论的本发明的各种方面。术语“程序”或“计算机程序”在本文用来在一般意义上指代可以被利用来对一个或多个处理器或控制器进行编程的任何类型的计算机代码（例如，软件或微代码）。
术语“可寻址”在本文被用来指代被配置成接收意图用于多个设备（包括其本身）的信息（例如，数据）并选择性地对意图用于其的特定信息进行响应的设备（例如，一般地光源、照明单元或器材、与一个或多个光源或照明单元相关联的控制器或处理器、其它的非照明相关的设备等）。术语“可寻址”常常与其中经由一个或一些通信介质将多个设备耦合在一起的联网环境（或者下面进一步讨论的“网络”）相结合地使用。
在一个网络实施方式中，被耦合到网络的一个或多个设备可充当用于被耦合到网络（例如，以主/从关系）的一个或多个其它设备的控制器。在另一实施方式中，联网环境可包括被配置成控制被耦合到网络的设备中的一个或多个的一个或多个专用控制器。一般地，可将多个设备耦合到某个网络，并且每个设备可以访问存在于一个或多个通信介质上的数据；然而，给定的设备可以是“可寻址的”，因为其被配置成基于例如为其分配的一个或多个特定标识符（例如，“地址”）而选择性地与网络交换数据（即，从其接收数据和/或向其发送数据）。
如本文所使用的术语“网络”指代两个或更多设备（包括控制器或处理器）的任何互连，其促进任何两个或更多设备之间和/或被耦合到网络的多个设备之中的信息传输（例如，用于设备控制、数据存储、数据交换等）。如应很容易领会到的，适合于将多个设备互连的网络的各种实施方式可包括各种网络拓扑中的任何一个并采用各种通信协议中的任何一个。另外，在根据本公开的各种网络中，两个设备之间的任何一个连接可表示两个系统之间的专用连接，或者替代性地非专用连接。除载送意图用于那两个设备的信息之外，此类非专用连接可载送不一定意图用于两个设备中的任一个的信息（例如，开放网络连接）。
应领会到的是，下面更详细地讨论的前述概念和附加概念的所有组合（假设此类概念并不是相互矛盾的）被设想为本文公开的发明主题的一部分。特别地，出现在本公开的结尾处的要求保护的主题的所有组合被设想为是本文公开的发明主题的一部分。还应领会到的是，也可出现在通过引用被并入的任何公开中的在本文被明确采用的术语应被赋予与本文公开的特定概念最一致的意义。
附图说明
在绘图中，贯穿不同的视图，相同的附图标记一般指代相同的部分。并且，绘图不一定是按比例的，而是一般地着重于图示出本发明的原理。
图1图示包括控制照明单元的调光水平的控制器的照明系统的示例性实施例。
图2图示照明系统的控制器的示例性实施例。
图3图示具有插入的信令跃迁的线电压的示例性实施例。
图4图示照明单元的示例性实施例。
图5图示控制电设备的甩负荷的系统的示例性实施例。
图6图示电设备的示例性实施例。
具体实施方式
在以下详细描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了公开具体的细节的代表性实施例以便提供本教导的透彻理解。然而，对于已受益于本公开内容的本领域技术人员而言将显而易见的是，偏离这里公开的具体细节的根据本教导的其它实施例仍在所附权利要求的范围内。此外，可省略众所周知的装置和方法的描述以免使代表性实施例的描述含糊难懂。此类方法和装置很明显在本教导的范围内。
图1图示包括控制照明单元的调光水平的控制器的照明系统的示例性实施例。照明系统10包括AC线路源100，其可通过由两条导线组成的电缆100连接到多个照明单元120-1和120-2以及连接至控制器130和150。可经由可由两条导线组成的电缆122将控制器130连接到多个照明单元120-3、120-4、...120-n。可通过可由两条导线组成的电缆114将控制器150连接到多个照明单元140-1、140-2、140-3、...140-n。AC线路源100可以是市电电压。在一些实施例中，AC线路源100可提供120伏AC、277伏AC或其它值的AC电压。照明单元120-1—120-n和140-1—140-n中的每个可包括一个或多个照明源。照明单元120-1—120-n和140-1—140-n中的每个还可包括用于驱动照明源的一个或多个对应的照明驱动器（镇流器）。
控制器130和150向经由电缆110从AC线路源100提供的线电压上插入信令跃迁的脉冲串（burst），以控制随后设置的照明器材的调光水平。信令跃迁在标称线电压与信令电压之间跃迁。控制器130沿着电缆112输出具有被插入到其上的信令跃迁的线电压，以控制照明单元120-3、120-4、...120-n的调光水平。控制器150沿着电缆114输出具有被插入到其上的信令跃迁的线电压，以控制照明单元140-1、140-2、140-3、...140-n的调光水平。如随后将描述的，相对于控制器130设置在下游的照明单元120-3、120-4、...120-n中的一个或多个和/或相对于控制器150设置在下游的照明单元140-1、140-2、140-3、...140-n中的一个或多个可包括照明驱动器，该照明驱动器被配置成检测插入的信令跃迁并响应于所鉴别的信令跃迁而控制对应的照明源的调光水平。也就是说，相对于控制器130设置在下游的照明单元120-3、120-4、…120-n中的一个或多个和/或相对于控制器150设置在下游的照明单元140-1、140-2、140-3、…140-n中的一个或多个可不包括被配置成检测插入的信令跃迁的照明驱动器，而照明单元中的其它的一些可包括被配置成检测信令跃迁的照明驱动器。不包括被配置成检测信令跃迁的照明驱动器的照明单元将不会受到插入的信令跃迁的影响，并且此类照明单元的调光水平将是不可控的。照明单元120-1和120-2可以被配置为或者可以不被配置为包括被配置成检测信令跃迁的照明驱动器。然而，由于照明单元120-1和120-2相对于控制器130和150被设置在上游，使得线电压直接从AC线路源100被提供，而没有被插入信令跃迁，所以在本实施例中不控制照明单元120-1和120-2的调光水平。
虽然仅示出了两个控制器130和150，但在其它实施例中，可在照明系统10中设置多个附加控制器以控制各种其它照明单元。并且，在其它实施例中，所有的照明单元可包括被配置成鉴别插入的信令跃迁的照明驱动器，并且可相对于被配置成插入信令跃迁以便控制调光水平的控制器将所有的照明单元设置在下游。在一些实施例中，可将包括被配置成检测用于控制调光水平的信令跃迁的照明驱动器的照明单元并联地连接到诸如控制器130之类的控制器，并且其因此将对由控制器130插入的信令跃迁进行响应。照明系统10的配置仅仅是示例性的。照明系统10可包括被设定成照亮街道或公路、在室外设施内提供一般照明、提供外部的安全照明和/或在室内设施内提供一般照明的照明单元。可在各种位置中提供诸如控制器130和150之类的多个控制器，包括在其上安装照明单元的室外结构或杆上和/或室内设施内的各种位置处（诸如在大型储存区的相对端处）和/或在各种控制位置处。
图2图示照明系统的控制器的示例性实施例。如图2中所示，控制器130可连接到由AC线路源100经由电缆110提供的线电压，并被配置成将信令跃迁插入到线电压上并经由电缆112将具有被插入到其上的信令跃迁的线电压提供给照明单元120-3、120-4、…120-n。控制器130包括自耦变压器132，该自耦变压器具有连接到电缆110的第一导线的第一终端端子n1、连接到电缆110的第二导线的第二终端端子n3、连接在第一终端端子n1与变压器抽头n2之间的第一绕组部分132a以及连接在变压器抽头n2与第二终端端子n3之间的第二绕组部分132b。开关SW1（第一开关）包括连接到第一终端端子n1的第一开关端子和连接到节点n9的第二开关端子。节点n9连接到电缆112的第一导线，并且可被表征为控制器130的输出节点。开关SW2（第二开关）包括连接到变压器抽头n2的第一开关端子以及连接到节点n9的第二开关端子。开关SW1和SW2可以是继电器、具有极快的响应时间的固态继电器、晶闸管或绝缘栅双极晶体管（IGBT）。如果高额定功率是必需的，则开关SW1和SW2可由按比例占用相应的功率继电器以处理适当的功率水平的固态继电器组成。电缆112的第二导线连接到自耦变压器132的第二终端端子n3。
开关控制器134连接到电缆110的第一导线并由线电压供电。开关控制器134提供用于接通/关断开关SW1的开关信号s1（第一开关信号）以及用于接通/关断开关SW2的开关信号s2（第二开关信号）。开关信号s1和s2由开关控制器134输出，使得开关SW1和SW2同时分别处于接通状态和断开状态，或者同时分别处于断开状态和接通状态。可将开关SW1和SW2一起表征为对开关信号s1和s2进行响应的开关，而该开关信号s1和s2又可一起被表征为开关信号。虽然开关SW1和SW2可同时地处于断开状态，从而切断到电缆112的线电压的供应，但是为了防止自偶变压器132的短路，开关控制器134控制开关信号s1和s2使得开关SW1和SW2并不同时处于接通状态。响应于控制信号cont_sig，开关控制器134控制开关SW1和SW2的接通/断开定时以将信令跃迁插入到输出至电缆112的线电压上。如将描述的，开关控制器134通过选择性地将第一终端端子n1处的标称线电压和变压器抽头n2处的信令电压连接到输出节点n9来控制开关SW1（第一开关）和SW2（第二开关）将信令跃迁插入到线电压上。开关控制器134可包括微控制器、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或能够生成开关信号s1和s2的任何电路。
在实施例中，控制器130还可包括接收器138，接收器138被配置成从服务器或中央控制单元接收在外部提供的无线信号，该无线信号指示由控制器130控制的照明单元120-3、120-4、...120-n的期望调光水平。外部提供的无线信号可以是诸如通用分组无线电服务（GPRS）信号的射频信号（RF）、光学信号或任何无线信号。在另外的实施例中，可将控制器130硬接线以直接地接收指示照明单元120-3、120-4、…120-n的期望调光水平的控制信号cont_sig。例如，控制信号cont_sig可由用户手动地提供作为从电位计、壁装式调光器或与控制器130分开设置的开关输入的电压水平。该电压水平可以直接地被输入到开关控制器134的模数转换器（ADC）输入端子。在此类另外的实施例中，接收器138可以是非必要的，并且因此从开关控制器134省略。
控制器130还可包括压敏电阻器（VDR）或变阻器136作为保护元件。VDR 136具有连接到电缆112的第一导线和开关SW1和SW2的第二开关端子的第一端子，并且还具有连接到电缆112的第二导线和自耦变压器132的第二终端端子n3的第二端子。可将控制器130配置成通过接通和关断开关SW1和SW2大约几毫秒（msecs）或几十毫秒的短时间而提供开关信号s1和s2以将信令跃迁插入到线电压上。VDR 136通过吸收起因于绕组部分132a和132b的切换所引入的电压尖峰的暂态能量来对提供给电缆112的线的峰值电压进行钳位，以防止对下游照明单元120-3、120-4、…120-n的损坏。在其它实施例中，可将VDR设置在照明单元120-3、120-4、…120-n的前端中而不是在控制器130中，或者可在照明单元120-3、120-4、…120-n的前端和控制器130二者中设置VDR。
虽然上文已相对于图2详细地描述了控制器130的配置，但可以类似方式配置控制器150。控制器150连接到由AC线路源100经由电缆110提供的线电压，并且可将其配置成将信令跃迁插入到线电压上，并经由电缆114将具有被插入到其上的信令跃迁的线电压提供给照明单元140-1、140-2、140-3、…140-n。
图3图示具有由控制器输出的插入的信令跃迁的线电压的实施例。将参考图1-3来描述信令跃迁和由控制器将它们插入到线电压上以控制照明单元120-3、120-4、…120-n的调光水平的方式。下面也描述具有由控制器150输出的插入的信令跃迁以控制照明单元140-1、140-2、140-3、…140-n的调光水平的线电压。
在图3中所示的某个时间t0，AC线路源100可操作用于经由电缆110向照明单元120-1和120-2且向控制器130和150提供120伏AC的线电压。直接被提供有来自于AC线路源的不具有信令跃迁的线电压的照明单元120-1和120-2响应于不具有调光控制的所提供的线电压将被保持接通。
在时间t0，不存在用以控制调光水平的信令，并且控制器130内的开关控制器134输出开关信号s1和s2以分别地闭合开关SW1并打开开关SW2，使得电缆112的第一和第二导线分别地被连接到自偶变压器132的第一和第二终端端子n1和n3。来自电缆110的120伏AC的线电压因此被输出到电缆112，并被提供至在没有调光的情况下保持接通的照明单元120-3、120-4、…120-n。随后在时间t1，响应于指示对应的照明单元120-3、120-4、…120-n的期望调光水平的控制信号cont_sig，开关控制器134输出开关信号s1和s2以分别地打开开关SW1并闭合开关SW2，使得电缆112的第一和第二导线分别地被连接到自耦变压器132的变压器抽头n2和第二终端端子n3。线电压因此在时间t1从标称线电压跃迁至信令电压。可将时间t1处的此跃迁表征为第一跃迁。
在实施例中，可设定信令电压，使得如图3中所示的标称线电压与信令电压之间的值ΔV足够大以随着标称线电压波动可以被容易地鉴别，但是也足够小以使得信令电压大于照明单元120-1—120-n和140-1—140-n内的照明驱动器的开断电压。在一些实施例中，可将信令电压设定成标称线电压的百分比。可将信令电压设定成在标称线电压的约90%-95%的范围内的固定百分比。对于120伏AC的标称线电压而言，相应地可将信令电压设定成在约114伏AC至108伏AC的范围内。在其它实施例中，可将信令电压设定为标称线电压的其它百分比，诸如例如80%。控制器130内的自耦变压器132被设计成使得绕组部分132a和132b具有相应的必需数目的绕组以在变压器抽头n2处提供所选择的信令电压。
返回图3，在时间t1之后已经历预定的第一时间间隔PT1之后，开关控制器134在时间t2输出开关信号s1和s2以分别地闭合开关SW1并打开开关SW2，使得电缆112的第一和第二导线分别地连接至自耦变压器132的第一和第二终端端子n1和n3，并且使得再次地向电缆112输出120伏AC的线电压。线电压因此在时间t2从信令电压跃迁至标称线电压。也可将时间t2处的此跃迁表征为第一跃迁。
在一些实施例中，可在设计系统时将该预定的第一时间间隔PT1设定为20毫秒。在其它实施例中，可在设计系统时设定不同的预定的第一时间间隔PT1。然而，预定的第一时间间隔PT1应当被设定为使得开关SW1和SW2的响应时间与预定的第一时间间隔PT1相比是可忽略的。
在时间t2之后已经历预定的第一时间间隔PT1之后，开关控制器134在时间t3输出开关信号s1和s2以分别地打开开关SW1并闭合开关SW2，使得电缆112的第一和第二导线分别地被连接到自偶变压器112的变压器抽头n2和第二终端端子n3。因而线电压在时间t3再次地从标称线电压跃迁至信令电压。可将时间t3处的此跃迁表征为另一第一跃迁。
如随后将描述的，可将控制器130之后的照明单元120-3、120-4、…120-n内的照明驱动器配置成在检测到以上所述的彼此之间具有预定的第一时间间隔的时间t1、t2和t3处的多个第一跃迁时进入信令模式。也就是说，信令模式在时间t3开始。使从时间t2至时间t3的时间PT1与从时间t1至时间t2的时间PT1相同的原因中的一个是使得照明驱动器可以将信令跃迁与处于与信令电压相同的电压范围内的随机线波动区别开。这防止信令模式的错误触发。如果在由照明单元处的照明驱动器检测到的电压跃迁之间计算到的时间并不与预定的时间间隔PT1匹配，则照明驱动器将把电压跃迁作为随机线波动而忽视。虽然将三个第一跃迁描述为指示信令模式的开始，但在其它实施例中，大于三的不同数目的第一跃迁和/或具有四次或更多次跃迁的跃迁可指示信令模式的开始，和/或预定的第一时间间隔PT1可比在系统设计期间设定的20毫秒更长或更短。
在进入信令模式时，控制器130的开关控制器134确定与如所接收的控制信号cont_sig所指示的照明单元120-3、120-4、…120-n的期望调光水平相对应的时间间隔Δt。在时间t3处的最后一个第一跃迁发生之后，已经历了与期望调光水平相对应的确定时间间隔Δt之后，开关控制器134在时间t4输出开关信号s1和s2以分别地闭合开关SW1并打开开关SW2。电缆112的第一和第二导线在时间t4分别地被连接到自耦变压器132的第一和第二终端端子n1和n3，使得再次地向电缆112输出120伏AC的线电压。线电压因此在时间t4从信令电压跃迁至标称线电压。可将时间t4处的此跃迁表征为第二跃迁。
如图3中所示，时间t4处的第二跃迁与时间t3处的最后一个第一跃迁之间的时间间隔Δt是Δt＝ t4 - t3。时间t4处的第二跃迁的定时由开关控制器134响应于控制信号cont_sig而确定，使得第二跃迁与所述多个第一跃迁中的最后一个之间的时间间隔Δt被设定成具有对应于期望调光水平的长度。在一些实施例中，可将时间间隔Δt的范围定义为200毫秒≤Δt≤ 400毫秒，其中，200毫秒的时间间隔Δt对应于最小调光水平（最暗），并且400毫秒的时间间隔Δt对应于最大调光水平（最亮）。可将时间间隔Δt的范围划分成离散步长，其中每个步长表示调光水平的某个百分比。开关控制器134可包括存储器，其存储或映射针对各种期望调光水平的离散时间间隔Δt，并且可将其配置成根据存储或映射的离散时间间隔Δt而在对应的时间t4提供开关信号s1和s2。在其它实施例中，可使用不同范围的时间间隔Δt。然而，时间间隔Δt的范围应为至少400毫秒。
如图3中进一步所示，在时间t4处的第二跃迁之后，在完成信令模式之后，线电压被控制器130的开关控制器134无限期地保持在标称电压水平，直到接收到指示新的期望调光水平的新控制信号cont_sig。在上述的示例性实施例中，在其中将第一预定的时间间隔PT1设定成20毫秒且时间间隔Δt为对应于最大调光水平的400毫秒的最大值的情况下，通过在小于一秒的非常短的时间段内在时间t1-t4插入的信令跃迁来改变线电压。在其中照明单元的调光水平将保持在稳态的时间段期间，并未由开关控制器134插入信令跃迁，并且线电压保持未改变的120伏AC。因此可以以最小的功率消耗使用单组信令跃迁来提供并维持调光控制。作为差错检测方法，可将信令跃迁的序列连续地重复一或两次，使得照明单元内的照明驱动器可确认相同的信令跃迁的序列被重复，并且因此推断出该信令跃迁的序列是可信的。在进一步的实施例中，时间间隔Δt可表示具体的字符，其中，可以将这样重现的字符串编码到线电压上以表示复杂的消息或命令。
在具有如上所述的定义范围的时间间隔Δt的实施例中，可将时间间隔Δt设定成对应于最大调光水平的400毫秒的最大时间间隔Δtmax。在进一步的实施例中，可将开关控制器134配置成响应于控制信号cont_sig而进入待机模式。在接收到指示待机模式的控制信号cont_sig时，作为在时间t4输出开关信号s1和s2以在将指示对应的调光水平的定义范围的时间间隔Δt内提供第二跃迁的替代，开关控制器134在在图3中所示的时间t3之后已经历预定的第二时间间隔PT2之后输出开关信号s1和s2。也就是说，替代地，在时间t5输出开关信号s1和s2。可将如图3中所示的预定的第二时间间隔PT2定义为PT2＝Δtmax＋PT3，其中，假定上述的定义范围的时间间隔Δt，Δtmax是 400毫秒，并且例如可将预定的第三时间间隔PT3设定为20毫秒。也就是说，将预定的第二时间间隔PT2设定成大于Δtmax。预定的第三时间间隔PT3可在长度方面可以与第一预定的时间间隔PT1相同或不同。
时间间隔Δt还可表示具体的“字符”，并且因此可以将这样的重现的“字符”串编码到线电压上以组成复杂消息或命令。因此，可以设计协议，其将利用我们正在通过本专利提供的“通道”。
可将控制器130之后的照明单元120-3、120-4、…120-n内的照明驱动器配置成在检测到由时间t5处的虚线描绘的第二跃迁时进入待机状态。在待机模式下，可控制照明单元中的至少一个内的照明驱动器不再向照明源输出驱动电流，使得照明源不再发射光，并且还使照明驱动器内的不重要电路掉电。在待机模式下，接收并检测下一组信令跃迁所需的最少电路仍通电。通过提供待机模式，可通过使照明驱动器掉电而不是机械地切换断路器或继电器来关掉照明源，因此防止过度的浪涌电流并显著地使断路器和继电器的磨损最小化。
图4图示照明单元的示例性实施例。如图4中所示的照明单元120-3可表示照明单元120-1、120-2、120-4、…120-n和140-1—140-n中的任何一个，并且包括照明驱动器200和照明源300。如前所述，诸如照明单元120-3之类的每个照明单元可包括一个或多个照明源300和一个或多个照明驱动器200。可如随后描述地那样将照明驱动器200配置成检测被插入到线电压上的信令跃迁。应理解的是照明驱动器200可包括在下文中未描述的附加电路和部件。照明源300可以是电致发光照明、e-HID（电子高强度放电）照明、LED照明或任何适当的照明。
如图4中所示的照明驱动器200包括具有连接到电缆112的第一导线的第一端子的电阻器202以及具有分别地连接到电阻器202的第二端子和电缆112的第二导线的第一和第二端子的电阻器204。电阻器202和204一起被配置为电阻分压器。全波桥式整流器206的节点n4和n5分别地被连接到电缆112的第一导线和电缆112的第二导线。全波桥式整流器206的节点n6和n7分别地被连接到功率转换器240和接地节点。二极管208具有连接到电阻器202和204之间的节点n8的阳极以及连接到电容器216的第一端子的阴极。电容器216具有连接到接地节点的第二端子。电阻器210具有连接到二极管208的阴极的第一端子。电阻器212具有分别地连接到电阻器210的第二端子和接地的第一和第二端子。电容器214具有连接到电阻器212的第一端子和波形鉴别器230的输入端子A/D的第一端子，并且具有连接至地的第二端子。电阻器210和212一起被配置为电阻分压器。
电阻器218具有连接到电容器216的第一端子的第一端子。电阻器220包括分别地连接到电阻器218的第二端子和接地节点的第一和第二端子。电阻器222具有连接到电阻器218的第二端子的第一端子。N沟道FET 224具有连接到波形鉴别器230的输出端子B的栅极端子、连接到电阻器222的第二端子的漏极端子以及连接到接地节点的源极端子。电阻器218和220一起被配置为电阻分压器，并且对由二极管208提供的检测的峰值电压进行分压。当响应于波形鉴别器230的输出而接通n沟道FET 224时，电阻器222被切换成与电阻器220并联连接。当响应于波形鉴别器230的输出而断开n沟道FET 224时，电阻器222从包括电阻器218和220的电阻分压器断开连接。N沟道FET（晶体管）226具有连接到晶体管218的第二端子的栅极（第一）端子和连接到波形鉴别器230的输入端子IN的漏极（第三）端子以及连接到接地节点的源极（第二）端子。
波形鉴别器230被配置成响应于连接到输入端子IN的n沟道FET 226的漏极端子处的电压水平而经由输出端子C向功率转换器240提供的调光控制信号。波形鉴别器230还被配置成响应于连接到输入端子A/D的电容器214的第一端子处的电压水平而经由输出端子B向n沟道FET 224的栅极端子提供切换信号s3。波形鉴别器230进一步连接到接地节点。功率转换器240通过响应于从波形鉴别器230输出的调光控制信号来调整被驱动到照明源300中的电流的量而调整照明源300的强度。
在操作中，图4中所示的照明单元120-3的照明驱动器200内的全波桥式整流器206对经由电缆112施加的线电压进行整流，并且向功率转换器240提供被整流的电压且对波形鉴别器230进行供电。还由二极管（峰值检测器）208对经由电缆112施加的线电压进行峰值检测，并且检测到的峰值电压被连接到电容器216的第一端子。电阻器218和电容器216一起被配置为具有时间常数的RC电路，该时间常数足够小确保跨电容器216的电压可以跟随被插入到线电压上的信令跃迁，但是也足够大以滤出噪声尖峰，使得可以将清洁的信号传递到包括电阻器218和220的电阻分压器上且随后至波形鉴别器230。包括电阻器218和220的电阻分压器的中点处的分压驱动n沟道FET 226接通和关断。设定电阻器218和220的比值，使得在正常操作期间，当沿着电缆112提供标称线电压时，电阻器218和220之间的中点处的分压维持n沟道FET 226接通，使得波形鉴别器230的输入端子IN被连接到接地节点。当线电压下降至信令电压的水平时，电阻器218和220的中点处的分压不能保持n沟道FET 226接通，使得波形鉴别器230的输入端子IN连接到相对于接地而言较高的第一电压。在其它实施例中，可在n沟道FET 226的漏极与波形鉴别器230的电源之间插入电阻器。此互连将把n沟道FET 226的漏极拉高。这样，可向波形鉴别器230的输入端子IN呈现作为电源电压的定义的“高”和作为接低电压的定义的“低”。
波形鉴别器230被配置成响应于输入端子IN处的电压水平变化而检测插入到线电压上的信令跃迁，计算并确定相继检测到的信令跃迁之间的时间间隔的长度，并响应于检测到的时间间隔而识别第一和第二跃迁的接收。波形鉴别器230响应于第一跃迁而进入信令模式。波形鉴别器230还被配置成响应于第二电压跃迁而检测指示期望调光水平的时间间隔Δt，以及生成调光控制信号并且经由输出端子C而将其输出至功率转换器240或者进入待机模式。
如先前相对于图1所描述的，照明系统10的AC线路源100可经由作为双导线电缆的电缆110来提供120伏AC的线电压。其它照明系统可由经由三导线电缆来提供480伏AC的线电压的三相线路源来供电。在此类其它照明系统中，一个相至接地的线电压是277伏AC。出于方便和成本有效的目的，图4中所示的照明驱动器200是可以可被配置成响应于120伏AC的标称线电压（预定的第一线电压）和277伏AC的标称线电压（预定的第二线电压）而操作。
更详细地，来自于图4中所示的照明驱动器200中的二极管208的检测到的峰值电压被连接到电阻器210的第一端子。包括电阻器210和212的电阻分压器的中点处的分压被连接到波形鉴别器230的输入端子A/D。波形鉴别器230被配置成响应于输入端子A/D处的电压而检测线电压是120伏AC还是277伏AC，并且提供指示检测结果的开关信号s3。当波形鉴别器230检测到标称线电压是277伏AC时，开关信号s3被设定成相对于接地的高电压水平以使n沟道FET 224维持在接通状态，使得电阻器222与电阻器220并联地连接到电阻分压器。当波形鉴别器230检测到标称线电压是120伏AC时，将开关信号s3设定成低电压水平以使n沟道FET 224维持在断开状态，使得电阻器222从电路断开连接。将电阻器222选择成具有电阻使得当其被并联地连接到电阻器220时，标称线电压为277伏AC时的电阻器218和220之间的分压器的中点处的分压将与标称线电压为120伏AC时的电阻器218和220之间的分压基本上相同。因此，可响应于无论标称线电压是120伏AC还是277伏AC都基本上相同的施加的电压水平而在适当的时间接通n沟道FET 226，使得照明驱动器200可兼容以与不同的标称线电压一起使用。在其它实施例中，可将电阻器222的值选择成与除277伏AC之外的标称线电压兼容。
图4中所示的照明驱动器200的波形鉴别器230可包括微控制器、ASIC、FPGA或能够响应于输入端子IN处的电压水平中的变化而检测到信令跃迁并检测到跃迁之间的时间间隔从而对应地进入信令模式、生成调光控制信号以及进入待机状态的任何电路。波形鉴别器230还可包括能够检测到输入端子A/D处的电压水平从而生成开关信号s3的电路。在一些实施例中，波形鉴别器230可以是可编程的，并且可包括用于存储软件编程的存储器。在其它实施例中，波形鉴别器230可以是基于微控制器的电路，其足够地快以检测到包括电阻器218和220的电阻分压器的中点处的分压的电压水平中的变化，使得可以将该分压直接地输入到波形鉴别器230的输入端子IN，并且可省略n沟道FET 226。
在进一步的实施例中，照明单元可响应于插入的跃迁而可寻址以选择性地调整调光水平。例如，照明单元120-3内的照明驱动器200可以可寻址以响应于图3中所示的t1、t2和t3处的三个第一跃迁而进入信令模式，并且照明单元120-4内的照明驱动器200可以可寻址以响应于五个第一跃迁而进入信令模式，其中，第一跃迁中的每个相互分隔预定的第一时间间隔PT1。在其它实施例中，照明单元120-3内的照明驱动器200可以可寻址以响应于相互分隔预定的第一时间间隔PT1的三个第一跃迁而进入信令模式，并且照明单元120-4内的照明驱动器200可以可寻址以响应于相互分隔不同于预定的第一时间间隔PT1的预定的时间间隔的三个第一跃迁而进入信令模式。可将照明单元聚集在一起成为响应于相应的不同组的第一跃迁而是可寻址的。可将图2中所示的开关控制器134配置或编程为在实现可寻址性所需的定时处提供开关信号s1和s2。
图5图示控制电设备的甩负荷的系统的示例性实施例。系统20包括AC线路源100，AC线路源100可通过由两条导线组成的电缆110而连接到多个电设备420-1和420-2及控制器430和450。可经由可由两条导线组成的电缆112将控制器430连接到多个电设备420-3、420-4、…420-n。可通过可由两条导线组成的电缆114将控制器450连接到多个电设备440-1、440-2、440-3…440-n。AC线路源100可以是市电电压。电设备可包括电负荷，诸如空调单元、制热单元、吹风机、风扇或任何其它电负荷，并且每个可包括用于驱动电负荷的负荷驱动器。以与图1中所示的照明系统10类似的方式，控制器430和450向经由电缆110从AC线路源100提供的线电压上插入在标称线电压与信令电压之间跃迁的信令跃迁的脉冲串，以控制之后设置的电设备中的负荷的甩负荷。虽然在图5中示出了仅两个控制器430和450，但可设置多个附加控制器以控制各种其它电设备并采取各种其它配置。可将电设备设置在各种房间或者室内设施的区域内，或者在室外设施的各种位置处。可将控制器430和450设置在设施内的各种位置处、各种控制位置处或者在中央控制位置处。
图6图示系统20的电设备的示例性实施例。图6中所示的电设备420-3可表示图5中所示的系统20中的电设备420-1—420-n和440-1—440-n中的任何一个，并且包括负荷驱动器500和电负荷600。可以与图4中所示的照明驱动器200类似的方式配置负荷驱动器500，以检测在线电压上插入的信令跃迁。插入的信令跃迁是相对于图3所描述的形式。在图6中，与在图4中相同的电路元件具有相同的各附图标记，并且可为了简洁起见而从下文省略此类相同电路元件的描述。
除以下之外，如图6中所示的负荷驱动器500是以与图4中所示的照明驱动器200类似的方式配置的。由于电负荷600可以是由AC线电压驱动的空调单元、制热单元、吹风机或风扇，所以负荷驱动器500不包括全波桥式整流器。可与如相对于图4所描述的类似地配置波形鉴别器230，以响应于输入端子IN处的电压水平而生成甩负荷信号并经由输出端子C向功率转换器550提供甩负荷信号。功率转换器550被连接到电缆112的第一导线，并响应于甩负荷信号而调整被驱动到电负荷600中的电流的量，以控制电负荷600的甩负荷。甩负荷信号可例如在非峰荷时间期间自动地控制空调单元的冷却速率、制热单元的制热速率和/或吹风机或风扇的速度以节约能量。可与如先前不同地描述的类似地来配置波形鉴别器230以进入信令模式、进入待机模式并对120伏AC的标称线电压或277伏AC的标称线电压进行响应。
在其它实施例中，可在改装应用中使用如相对于图1-4所描述的概念，以便为现有照明系统或装置提供成本有效的调光水平控制，而不需要敷设附加控制接线和/或大量的基础设施。例如，在其中现有照明系统包括安装在沿着一条或多条街道的各种位置处的灯杆上的照明单元的实施例中，可将诸如相对于图2所描述的一个或多个控制器130互连到向灯杆馈送线电压的现有双导线电缆，以向线电压上插入信令跃迁。可将控制器130配置为可连接到设置在线电压源与至少一个照明单元之间的现有电缆。现有照明单元中的一个或多个可被改装成用改装照明驱动器来替换遗留的照明驱动器，该改装驱动器例如是诸如相对于图4所描述的直接地连接到现有双导线电缆和现有照明单元内的光源以响应于插入的信令跃迁而控制照明单元的调光水平和/或能够实现提供待机模式的照明驱动器200。替代性地，现有照明单元中的一个或多个可被改装以用类似于相对于图6所描述的负荷驱动器500的改装照明驱动器来替换遗留的照明驱动器。在其它实施例中，现有照明单元中的一个或多个可被改装以分别地用诸如照明驱动器200之类的改装照明驱动器和诸如相对于图4所描述的照明源300之类的改装照明源来替换遗留的照明驱动器和遗留的照明源。以类似方式，可在改装应用中使用如相对于图5-6所描述的概念以便为现有空调和/或制热系统或装置提供甩负荷控制，也不需要敷设附加控制接线和/或添加大量的基础设置。
在更进一步的实施例中，可将图1中所示的照明系统10配置成提供具有被插入到其上的信令跃迁的DC线电压以控制照明器材的调光水平。例如，替代AC线路源，可将照明系统连接到提供250伏DC或480伏DC的线电压的DC线路源。在其它实施例，如图2中所示的控制器130可包括连接到沿着电缆110提供的AC线电压的AC-DC DC-DC转换器，而不是包括自偶变压器132及开关SW1和SW2。可将AC-DC DC-DC转换器配置成沿着电缆112输出480伏DC的线电压，并响应于由开关控制器134提供的定时信号而向输出线电压上插入处于信令电压的信令跃迁。在此将不需要VDR 136并在本实施例中将其省略。可使用诸如以图6中所示的负荷驱动器500配置的照明来检测信令跃迁，并向功率转换器550提供调光控制信号以调整提供给对应的照明源的电流的量。在进一步的实施例中，可使用此类照明系统来控制12伏或24伏DC照明系统的调光水平。
尽管在本文中已经描述并图示出若干个发明实施例，但是本领域的技术人员将容易设想，用于执行本文所述的功能和/或获取本文所述的结果和/或本文所述的优点中的一个或者多个优点的各种其它构件和/或结构、以及这样的变型和/或修改中的每个被视为在本文所述的发明实施例的范围内。更一般而言，本领域技术人员将容易领会，这里描述的所有参数、尺度、材料和配置意味着是示例性的，并且实际的参数、尺度、材料和/或配置将依赖于针对其运用本发明的教导的一个或者多个具体的应用。本领域技术人员将认识到或者只是使用例行实验能够确定本文描述的具体发明实施例的许多等效实施例。因此，将理解的是，仅通过例示例的方式呈现前述实施例，并且在所附权利要求及其等同物的范围内，可以与所具体地描述和要求保护的不同地来实践发明实施例。本公开内容的发明实施例是针对本文描述的各个特征、系统、物品、材料、工具包和/或方法。此外，如果这样的特征、系统、物品、材料、工具包和/或方法不是相互矛盾的，则两个或更多的这样的特征、系统、物品、材料、工具包和/或方法的任何组合被包括在本公开的发明范围内。
如本文所定义和使用的所有定义应当被理解成支配词典定义、通过引用而被并入的文献中的定义和/或所定义的术语的普通含义。
除非清楚地相反指明，否则应将如本文在说明书中和在权利要求中使用的不定冠词“一”和“一个”理解成意指“至少一个”。
应将如本文在说明书中和在权利要求中使用的短语“和/或”理解成意指这样连结的要素中的“任一者或者两者”，即在一些情况下联合存在而在其它情况下分开存在的要素。应以相同的方式解析用“和/或”列出的多个要素，即这样连结的要素中的“一个或多个”。除由“和/或”子句具体地识别的要素之外，可以可选地存在其他要素，无论是与具体地识别的那些要素相关还是无关。因此，作为非限制性示例，当与诸如“包括”之类的开放式语言相结合地使用时，对“A和/或B”的引用在一个实施例中可以仅指代A（可选地包括除B之外的要素）；在另一实施例中，仅指代B（可选地包括除A之外的要素）；在又一实施例中，指代A和B两者（可选地包括其它要素）等。
应将如本文在说明书中和在权利要求中使用的短语“至少一个”在参考一个或者多个要素的列表时理解成意指从要素列表中的要素中的任何一个或者多个要素中选择的至少一个要素、但是未必包括在要素列表内具体列举的每个和各个要素中的至少一个，并且未排除要素列表中的要素的任何组合。此定义还允许可以可选地存在除了短语“至少一个”所参考的要素列表内的具体识别的要素之外的要素，无论是与具体识别的那些要素有关还是无关的。因此，作为非限制性示例，“A和B中的至少一个”（或者等价地“A或B中的至少一个”或者等价地“A和/或B中的至少一个”）在一个实施例中可以指代至少一个、可选地包括多于一个A，其中B不存在（并且可选地包括除B之外的要素）；在另一实施例中，指代至少一个、可选地包括多于一个B，其中A不存在（并且可选地包括除A之外的要素）；在又一实施例中，指代至少一个、可选地包括多于一个A以及至少一个、可选地包括多于一个B（并且可选地包括其它要素）等。
还应当理解，除非清楚地相反指明，在本文要求保护的包括多于一个步骤或者动作的任何方法中，方法的步骤或者动作的次序未必限于以其来叙述该方法的步骤或者动作的次序。

Claims (15)

1.一种用于向线电压上插入信令跃迁的控制器（130），包括：
自耦变压器（132），具有第一（n1）和第二（n3）终端端子，并被配置成包括连接在所述第一终端端子与变压器抽头（n2）之间的第一绕组部分（132a）以及连接在所述变压器抽头与所述第二终端端子之间的第二绕组部分（132b），所述第一和第二终端端子连接到所述线电压；
第一开关（SW1），具有连接到所述自耦变压器（132）的第一终端端子的第一开关端子以及连接到所述控制器的输出节点（n9）的第二开关端子；
第二开关（SW2），具有连接到所述自耦变压器（132）的所述变压器抽头的第一开关端子以及连接到所述输出节点（n9）的第二开关端子；以及
开关控制器（134），被配置成响应于控制信号而输出第一（s1）和第二（s2）开关信号，通过选择性地将所述第一终端端子处的标称线电压和所述变压器抽头处的信令电压连接到所述输出节点而控制所述第一和第二开关向所述线电压上插入所述信令跃迁，其中所述开关控制器被进一步配置成输出所述第一和第二开关信号以控制所述第一和第二开关在多个第一信令跃迁之后插入第二信令跃迁，响应于所述控制信号的值而设定所述第二信令跃迁与所述第一信令跃迁中的最后一个之间的时间间隔。
2.如权利要求1所述的控制器，还包括被配置成接收无线信号并响应于该无线信号而输出所述控制信号的接收器（138）。
3.如权利要求2所述的控制器，其中，所述无线信号是射频（RF）信号、通用分组无线电服务（GPRS）信号或光学信号。
4.如权利要求1所述的控制器，还包括跨所述输出节点和所述自耦变压器的第二终端端子连接的压敏电阻器（VDR）。
5.如权利要求1所述的控制器，其中，所述第一和第二开关包括继电器、晶闸管或绝缘栅双极晶体管（IGBT）。
6.如权利要求1所述的控制器，其中，所述信令电压被固定在所述标称线电压的90%-95%的范围内。
7.如权利要求1所述的控制器，其中所述多个第一信令跃迁指示信令模式的开始，并且所述多个第一信令跃迁相互之间具有预定的第一时间间隔。
8.一种照明系统（10），包括：
控制器（130），可连接到线电压，所述控制器被配置成响应于外部的控制信号而向所述线电压上插入在标称线电压与信令电压之间跃迁的信令跃迁；以及
至少一个照明单元（120-3），其连接到具有所述被插入的信令跃迁的线电压并被配置成响应于所述信令跃迁而控制发射的光的调光水平，其中所述控制器被配置成在多个第一信令跃迁之后插入第二信令跃迁，响应于所述控制信号的值而设定所述第二信令跃迁与所述第一信令跃迁中的最后一个之间的时间间隔。
9.如权利要求8所述的照明系统，其中，所述多个第一信令跃迁指示信令模式的开始，所述多个第一信令跃迁相互之间具有预定的第一时间间隔。
10.如权利要求9所述的照明系统，其中，所述控制器被配置成在所述第一信令跃迁中的所述最后一个之后的预定的第二时间间隔处插入所述第二信令跃迁以设定待机模式，并且所述至少一个照明单元被配置成在所述待机模式期间不发光。
11.如权利要求8所述的照明系统，其中，所述信令电压被固定在所述标称线电压的90%-95%的范围内。
12.如权利要求8所述的照明系统，其中，所述控制器包括被配置成接收无线信号并且响应于所述无线信号而输出所述控制信号的接收器。
13.一种用于向线电压上插入信令跃迁的控制器（130），包括：
自耦变压器（132），其连接到所述线电压并被配置成分别地在第一终端端子和变压器抽头处提供标称线电压和信令电压；
开关（SW1），其连接在所述自耦变压器与所述控制器的输出节点（n9）之间；以及
开关控制器（134），其被配置成通过选择性地将所述第一终端端子处的标称线电压和所述变压器抽头处的信令电压连接到所述输出节点而控制所述开关向所述线电压上插入所述信令跃迁；
所述信令跃迁包括设定信令模式的开始的相互之间具有预定的第一时间间隔的多个第一信令跃迁，以及在所述多个第一信令跃迁之后的第二信令跃迁，所述第二信令跃迁与所述多个第一信令跃迁中的最后一个之间的时间间隔响应于控制信号的值而被设定以控制连接到所述控制器的至少一个照明单元的调光水平。
14.如权利要求13所述的控制器，其中，所述信令电压被固定在所述标称线电压的90%-95%的范围内。
15.如权利要求13所述的控制器，其中，所述开关控制器包括被配置成接收无线信号并响应于该无线信号而输出所述控制信号的接收器。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9510428B2 (en) * 2009-08-13 2016-11-29 The Watt Stopper, Inc. Zero power lighting control device and method
US9544972B2 (en) 2014-11-10 2017-01-10 General Electric Company Gate voltage threshold turn off for maintaining voltage supply during standby mode of a lighting system
CN104582142B (zh) * 2014-12-12 2017-06-23 骆武宁 照明系统的无级调光控制方法
KR102030721B1 (ko) * 2016-10-19 2019-10-10 주식회사 아모센스 자기유도 전원 공급 장치
AU2018326288B2 (en) * 2017-09-01 2020-02-06 Trestoto Pty Limited A lighting control circuit, lighting installation and method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5811939A (en) * 1996-12-24 1998-09-22 Herniak; Edward Bi-level control system for lighting and other applications
WO2004114726A1 (en) * 2003-06-20 2004-12-29 748038 Ontario Inc. O/A Ecopower Voltage control system
CN1701645A (zh) * 2002-08-26 2005-11-23 三星电子株式会社 提供电源的装置、背光组件和有背光组件的液晶显示装置
CN101171889A (zh) * 2005-05-10 2008-04-30 皇家飞利浦电子股份有限公司 通用的线电压调光方法和系统
KR20090122831A (ko) * 2008-05-26 2009-12-01 아이블테크놀로지 주식회사 발광 전구 제어 시스템
CN102598873A (zh) * 2009-09-18 2012-07-18 皇家飞利浦电子股份有限公司 带有调光电路的电子镇流器

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4197485A (en) * 1978-07-24 1980-04-08 Esquire, Inc. Optocoupler dimmer circuit for high intensity, gaseous discharge lamp
US5825164A (en) * 1995-12-21 1998-10-20 Adb-Alnaco, Inc. Inductance controller with load regulator
IT1296774B1 (it) 1997-05-21 1999-07-27 Elettronica Reverberi Di Rever Dispositivo riduttore centralizzato di potenza in particolare per impianti di illuminazione
US6078148A (en) 1998-10-09 2000-06-20 Relume Corporation Transformer tap switching power supply for LED traffic signal
CA2259055A1 (en) 1999-01-14 2000-07-14 Franco Poletti Load power reduction control and supply system
US6580230B2 (en) * 2001-01-22 2003-06-17 1513660 Ontario Inc. Energy conservation dimmer device for gaseous discharge devices
EP1449410A1 (en) * 2001-11-12 2004-08-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. Circuit arrangement
KR100481444B1 (ko) * 2002-03-18 2005-04-11 원 호 이 에너지 절약형 조도 조절기
US7436129B2 (en) * 2004-02-27 2008-10-14 Honeywell International Inc. Triple-loop fluorescent lamp driver
JP2006340469A (ja) * 2005-06-01 2006-12-14 Kawamura Electric Inc 節電装置
US20090295300A1 (en) * 2008-02-08 2009-12-03 Purespectrum, Inc Methods and apparatus for a dimmable ballast for use with led based light sources
DE102009011208A1 (de) 2008-03-05 2009-11-19 Vossloh-Schwabe Deutschland Gmbh Neues kostengünstiges PLC-Steuergerät und Gasentladungslampenvorschaltgerät mit hoher Rauschunempfindlichkeit
US8049430B2 (en) * 2008-09-05 2011-11-01 Lutron Electronics Co., Inc. Electronic ballast having a partially self-oscillating inverter circuit
US8049432B2 (en) * 2008-09-05 2011-11-01 Lutron Electronics Co., Inc. Measurement circuit for an electronic ballast
JP2010192267A (ja) * 2009-02-18 2010-09-02 Mitsubishi Electric Corp 調光装置及び点灯装置及び照明制御システム
JP5469486B2 (ja) 2009-03-05 2014-04-16 ユニバーサル ライティング テクノロジーズ， インコーポレイテッド 新しい、安価な電力線通信制御装置およびノイズへの耐性が高い放電照明安定器用の受信器
TWI412299B (zh) * 2009-06-12 2013-10-11 Qisda Corp 提供動態開路保護之背光模組和相關驅動方法
TW201130379A (en) * 2009-08-26 2011-09-01 Koninkl Philips Electronics Nv Method and apparatus for controlling dimming levels of LEDs
US20120139442A1 (en) * 2010-12-07 2012-06-07 Astec International Limited Mains Dimmable LED Driver Circuits

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5811939A (en) * 1996-12-24 1998-09-22 Herniak; Edward Bi-level control system for lighting and other applications
CN1701645A (zh) * 2002-08-26 2005-11-23 三星电子株式会社 提供电源的装置、背光组件和有背光组件的液晶显示装置
WO2004114726A1 (en) * 2003-06-20 2004-12-29 748038 Ontario Inc. O/A Ecopower Voltage control system
CN101171889A (zh) * 2005-05-10 2008-04-30 皇家飞利浦电子股份有限公司 通用的线电压调光方法和系统
KR20090122831A (ko) * 2008-05-26 2009-12-01 아이블테크놀로지 주식회사 발광 전구 제어 시스템
CN102598873A (zh) * 2009-09-18 2012-07-18 皇家飞利浦电子股份有限公司 带有调光电路的电子镇流器

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Publication number Publication date
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