CN106973456B - 保护电路组合件和方法 - Google Patents

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Abstract

单通道数字可寻址照明接口(DALI)系统能够包含专用外部电源，其工作在恒定电压/恒定电流模式中以满足DALI总线的要求。照明控制器从DALI总线来供电。在发明主题的一个实施例中，提供一种照明系统，其包含两个或多个控制(例如DALI)总线和多通道电源，其能够用于以恒定电压向系统的控制器供电，并且以单独和恒定电流向单独控制总线供电。为了保护控制器和总线免受由误连线或其他错误条件所引起的过载，提供一种保护电路组合件。

Description

保护电路组合件和方法
技术领域
本文所述的发明主题的实施例涉及保护装置免受损坏或破坏的电路。
背景技术
一些电气系统包含控制其他装置的操作的控制器。这些系统的一些能够是照明系统，其具有与光源进行通信用于控制激活或停用哪些光源的控制器。系统可包含单独通路或导线，其用于向光源供应电流用于向光源供电并且与光源进行通信。
这种系统的一个示例是数字可寻址照明接口(DALI)照明系统。光源采用两个导线连线到控制器。一个导线是控制总线，用于把来自控制器的控制信号传递给光源用于控制光源的操作，并且用于把来自光源的反馈信号传递给控制器用于通知控制器光源的状态。另一个导线是干线电压线路，用于向光源供应功率以向光源供电。
光源的DALI系统的导线能够提供在相同电缆中。这能够使光源误连线到控制器，例如当干线电压线路和控制总线不正确地与到预计用于控制总线或干线电压线路的另一个的连接的控制器相连接。因此，控制器可经由控制总线接收过多电压，并且被电压损坏或破坏。这能够显著增加实现或建立DALI照明系统的成本。
发明内容
在一个实施例中，一种照明系统包含多个保护电路，其配置成与电源(其向多个光源供应电流以向光源供电)传导地耦合。保护电路配置成接收来自电源的输入电压，并且将输出电压传导到单独控制总线，其与光源的驱动器传导地耦合，以便将控制信号传导到光源的驱动器用于控制光源的操作。该系统还包含：微控制器，配置成生成控制信号，以控制光源的操作；以及多个收发电路，配置成接收来自微控制器的控制信号，并且经由单独控制总线将控制信号传导到光源的不同编组。保护电路单独连接到单独控制总线，以把来自电源的输出电压传导到光源。保护电路配置成防止控制总线的第一控制总线上的电压的增加增加控制总线的不同的第二控制总线上的电压。
在一个实施例中，一种方法包含：在与电源传导地耦合的多个保护电路处接收来自电源的输入电压，以便向多个光源供应电流以向光源供电；把来自保护电路的输出电压传导到单独控制总线，其与光源的驱动器传导地耦合；以及经由多个收发电路和控制总线把来自微控制器的控制信号传递给光源的驱动器，用于控制光源的操作。控制信号能够经由单独控制总线单独地传递给光源的不同编组，用于单独控制光源的不同编组。该方法还能够包含防止(采用保护电路)控制总线的第一控制总线上的电压的增加增加控制总线的不同的第二控制总线上的电压。
在一个实施例中，保护电路组合件包含：正和负电压输入连接，配置成与电源传导地耦合；以及负电压输出连接，配置成与单独控制总线(其与光源驱动器和光源相连接)传导地耦合。控制总线配置成把来自微控制器的控制信号传递给光源驱动器，以控制光源的操作。该组合件还能够包含：第一半导体开关，具有与正电压输入连接耦合的栅极、与负电压输入连接耦合的源极和与负输出电压连接耦合的漏极；以及可变电阻器，与第一半导体开关热耦合，并且与正电压输入连接和第一半导体开关的栅极传导地耦合。可变电阻器具有基于可变电阻器的温度中的变化而变化的电阻。第一半导体开关的温度响应于超过第二所指定的非零注入电压阈值的电压注入到负电压输出连接中而增加。第一半导体开关的增加温度使可变电阻器的温度增加。可变电阻器中的增加温度增加可变电阻器的电阻，以保护控制器免受注入到输出连接的至少一个中的电压。
本发明提供一组技术方案,如下:
1. 一种照明系统，包括：
多个保护电路，配置成与向多个光源供应电流以向所述光源供电的电源传导地耦合，所述保护电路配置成接收来自所述电源的输入电压，并且将输出电压传导到与所述光源的驱动器传导地耦合以便将控制信号传导到所述光源的所述驱动器用于控制所述光源的操作的单独控制总线；
微控制器，配置成生成所述控制信号，以控制所述光源的所述操作；以及
多个收发电路，配置成接收来自所述微控制器的所述控制信号，并且经由所述单独控制总线向所述光源的不同编组传导所述控制信号，
其中所述保护电路单独连接到所述单独控制总线，以便把来自所述电源的所述输出电压传导到所述光源，并且其中所述保护电路配置成防止所述控制总线的第一控制总线上的电压的增加增加所述控制总线的不同的第二控制总线上的电压。
2.如技术方案1所述的照明系统，其中，所述保护电路彼此电流隔离，所述收发电路彼此电流隔离，以及所述控制总线彼此电流隔离。
3.如技术方案1所述的照明系统，其中，所述保护电路的至少一个包含：
第一半导体开关，配置成与接收来自所述电源的所述输入电压的输入连接和在所述输入连接与所述输出连接之间的位置中向所述控制总线的至少一个传导所述输出电压的输出连接传导地耦合；以及
可变电阻器，配置成与所述第一半导体开关热耦合，并且与所述输入连接和所述输出连接传导地耦合，所述可变电阻器具有基于所述可变电阻器的温度中的变化而变化的电阻，其中所述第一半导体开关的温度响应于超过第二所指定的非零注入电压阈值的电压注入到所述输出连接的至少一个中而增加，其中所述第一半导体开关的所述温度增加使所述可变电阻器的所述温度增加，并且其中所述可变电阻器中的所述温度增加增加所述可变电阻器的所述电阻，以保护所述控制器免受注入到所述输出连接的至少一个中的所述电压。
4.如技术方案3所述的照明系统，其中，所述保护电路的至少一个还包含配置成在所述输出连接的至少一个与所述第一半导体开关之间与所述输出连接传导地耦合的串联保护二极管，所述串联保护二极管配置成通过注入的所述电压来反向偏置，以便在注入的所述电压没有超过第一所指定的非零注入电压阈值时防止向所述控制器传导所述电压,所述第一所指定的非零注入电压阈值小于所述第二所指定的非零注入电压阈值。
5.如技术方案4所述的照明系统，其中，所述第一半导体开关配置成耗散注入的所述电压，以便在所述电压超过所述第一所指定的非零注入电压阈值但是不超过所述第二所指定的非零注入电压阈值时保护所述微控制器。
6.如技术方案4所述的照明系统，其中，所述输出连接包含正电压输出连接和负电压输出连接，并且其中所述串联保护二极管配置成与所述第一半导体开关和所述负电压输出连接传导地耦合，其中所述串联保护二极管的阳极配置成与所述负电压输出连接传导地耦合，以及所述串联保护二极管的阴极配置成与所述第一半导体开关传导地耦合。
7.如技术方案2所述的照明系统，其中，所述保护电路的所述至少一个包含具有与所述输入连接和所述输出连接传导地耦合的电阻器或电容器的一个或多个以及第二半导体开关的过电压保护级，其中所述第二半导体开关配置成响应于注入的所述电压超过第三所指定的非零注入电压阈值而被激活, 所述电压超过第三所指定的非零注入电压阈值大于所述第二所指定的非零注入电压阈值。
8.如技术方案7所述的照明系统，其中，所述过电压保护级包含雪崩二极管，其配置成在所述输出连接的至少一个与所述电阻器或电容器的所述一个或多个之间的位置中与所述输出连接至少一个以及所述电阻器或电容器的所述一个或多个的传导地耦合，其中所述第三所指定的非零注入电压阈值基于所述第二半导体开关的激活电压和所述雪崩二极管的雪崩电压。
9.如技术方案7所述的照明系统，其中，所述第二半导体开关配置成被激活以传导所述电压，其注入到所述过电压保护级的所述电阻器或电容器的一个或多个中，用于注入的所述电压的耗散或存储的一个或多个。
10.一种方法，包括：
在与电源传导地耦合的多个保护电路处接收来自所述电源的输入电压，以便向多个光源供应电流以向所述光源供电；
把来自所述保护电路的输出电压传导到与所述光源的驱动器传导地耦合的单独控制总线；
经由多个收发电路和所述控制总线把来自微控制器的控制信号传递给所述光源的所述驱动器用于控制所述光源的操作，其中所述控制信号经由所述单独控制总线单独传递给所述光源的不同编组，用于单独控制所述光源的所述不同编组；以及
采用所述保护电路来防止所述控制总线的第一控制总线上的电压的增加增加所述控制总线的不同的第二控制总线上的电压。
11.如技术方案10所述的方法，其中，防止所述第一控制总线上的电压的所述增加增加所述不同的第二控制总线上的所述电压包含增加所述保护电路的至少一个中的第一半导体开关的温度，所述保护电路具有：输入连接，与所述电源传导地耦合，以接收所述输入电压；输出连接，配置成与所述控制总线的至少一个传导地耦合；以及所述第一半导体开关，在所述输入连接与所述输出连接之间的位置中与所述输入连接和所述输出连接传导地耦合，其中所述第一半导体开关的所述温度响应于超过第二所指定的非零注入电压阈值的电压注入到所述输出连接的至少一个中而增加，并且还包括：
增加与所述第一半导体开关热耦合并且与所述输入连接和所述输出连接传导地耦合的所述保护电路的所述至少一个中的可变电阻器的温度；以及
基于所述可变电阻器的所述温度增加来增加所述可变电阻器的电阻，其中所述可变电阻器的电阻增加，以保护所述控制器免受注入到所述输出连接的所述至少一个中的电压。
12.如技术方案11所述的方法，还包括反向偏置在所述输出连接的至少一个与所述第一半导体开关之间与所述输出连接的至少一个传导地耦合的串联保护二极管，其中反向偏置所述串联保护二极管在注入的所述电压没有超过第一所指定的非零注入电压阈值时防止向所述控制器传导注入的所述电压,所述第一所指定的非零注入电压阈值其小于所述第二所指定的非零注入电压阈值。
13.如技术方案12所述的方法，还包括采用所述第一半导体开关来耗散注入的所述电压，以便在所述电压超过所述第一所指定的非零注入电压阈值但是不超过所述第二所指定的非零注入电压阈值时保护所述微控制器。
14.如技术方案11所述的方法，还包括激活所述保护电路的所述至少一个中的过电压保护级的第二半导体开关，所述过电压保护级还包含与所述输入连接和所述输出连接传导地耦合的电阻器或电容器的一个或多个,所述第二半导体开关响应于注入的所述电压超过第三所指定的非零注入电压阈值而被激活,所述电压超过第三所指定的非零注入电压阈值大于所述第二所指定的非零注入电压阈值。
15.一种保护电路组合件，包括：
正和负电压输入连接，配置成与电源传导地耦合；
正和负电压输出连接，配置成与单独控制总线传导地耦合，所述单独控制总线与光源驱动器和光源连接,所述控制总线配置成把来自微控制器的控制信号传递给所述光源驱动器，以控制所述光源的操作；
第一半导体开关，具有与所述正电压输入连接所耦合的栅极、与所述负电压输入连接所耦合的源极以及与所述负输出电压连接所耦合的漏极；
可变电阻器，与所述第一半导体开关热耦合并且与所述正电压输入连接和所述第一半导体开关的所述栅极传导地耦合，所述可变电阻器具有基于所述可变电阻器的温度中的变化而改变的电阻，
其中所述第一半导体开关的温度响应于超过第二所指定的非零注入电压阈值的电压注入到所述负电压输出连接中而增加，其中所述第一半导体开关的温度增加使所述可变电阻器的所述温度增加，并且其中所述可变电阻器中的所述温度增加增加所述可变电阻器的所述电阻，以保护所述控制器免受注入到所述输出连接的至少一个中的所述电压。
16.如技术方案15所述的保护电路组合件，还包括在所述负电压输出连接与所述第一半导体开关的所述漏极之间与所述负电压输出连接传导地耦合的串联保护二极管，所述串联保护二极管配置成通过注入的所述电压来反向偏置，以防止向所述控制器传导所述电压。
17.如技术方案16所述的保护电路组合件，其中，所述第一半导体开关配置成耗散注入的所述电压，以便在所述电压超过所述第一所指定的非零注入电压阈值但是不超过更大的第二所指定的非零注入电压阈值时保护所述控制器。
18.如技术方案16所述的保护电路组合件，其中，所述串联保护二极管的阳极与所述负电压输出连接传导地耦合，以及所述串联保护二极管的阴极与所述第一半导体开关传导地耦合。
19.如技术方案15所述的保护电路组合件，还包括具有与所述输入连接和所述输出连接传导地耦合的电阻器或电容器的一个或多个以及第二半导体开关的过电压保护级，其中所述第二半导体开关响应于注入的所述电压超过第三所指定的非零注入电压阈值而被激活,所述第三所指定的非零注入电压阈值大于所述第二所指定的非零注入电压阈值。
20.如技术方案19所述的保护电路组合件，其中，所述过电压保护级包含雪崩二极管，其配置成在所述输出连接的至少一个与所述电阻器或电容器的一个或多个之间的位置中与所述负电压输出连接以及所述电阻器或电容器的一个或多个传导地耦合，其中所述第三所指定的非零注入电压阈值基于所述第二半导体开关的激活电压和所述雪崩二极管的雪崩电压。
附图说明
现在简要参照附图，附图包括：
图1图示按照一个示例的照明控制系统800；
图2图示按照发明主题的一个实施例的照明控制系统100；
图3图示图2所示的保护电路组合件的保护电路的一个实施例；
图4图示按照一个实施例在图2所示的照明系统的正常操作模式期间进行操作的图2所示的保护电路组合件的保护电路；
图5图示按照一个实施例在图2所示的照明系统的正常操作模式期间进行操作的图3所示的保护电路组合件的保护电路的另一方面；
图6图示在闭合电路模式期间进行操作的图2所示的保护电路组合件的保护电路的一个实施例；
图7图示在闭合电路模式期间进行操作的图2所示的保护电路组合件的保护电路的另一方面；以及
图8A和图8B图示用于保护照明系统的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
图1图示按照一个示例的照明控制系统800。照明控制系统800包含照明控制器802(例如图1中的“DALI照明控制器”)，其经由传递给对应照明驱动器806(例如图1中的“DALI照明驱动器1”、“DALI照明驱动器2”、“DALI照明驱动器3”和“DALI照明驱动器64”)的控制信号来控制若干光源804(例如图1中的“光源1”、“光源2”、“光源3”和“光源64”)的操作。电源808(图1中的“DALI电源”)通过将电流传导到光源804向光源804供电。照明系统800能够表示数字可寻址照明接口(DALI)照明系统。照明系统800包含若干传导总线，其用于把来自控制器802的控制信号传导到驱动器806，并且用于把来自电源808的电流传导到光源804。这些总线包含数字可寻址(DA)控制线路810、812以及电源线路L、N、PE，如图1所示。图1中的交叉线表示传导耦合的组件如果示出结点的话。控制器802能够经过控制器输入/输出接口814(其可包含Wi-Fi接口、以太网接口、蓝牙接口和/或传感器)来接收输入和/或提供输出。支配光源804的操作的控制信号经由控制线路810、812从控制器802传导到驱动器806，而用来向光源804供电的电流经由电源线路来传导到光源804。
驱动器806以及控制器802的内部逻辑和电路系统的功率需求通过公共电压调节多通道离线电源808来馈送。这个电源808可能无法同时工作在恒定电压和恒定电流模式(例如在从电源808供应恒定电压和恒定电流的情况下)中。在光源804的一个或多个不正确地连线到电源线路和控制线路810、812的情况下，照明系统800可能无法保护控制器802或者照明系统800的其他组件免受过载条件。
在照明系统800的单个通道DALI示例中，使用专用外部DALI电源808，其设计成按照DALI总线810、812的要求工作在恒定电压/恒定电流模式中。在这个示例中，照明控制器802从DALI数据总线线路810、812来供电，或者可因控制器802的内部电路系统的较高功率消耗而具有另一个电源。当希望将所有必要模块集成在控制装置中时，特别是当逻辑编组中的控制的装置(例如光源)因大量光源而需要在两个或多个物理编组(例如独立串(string)、控制总线)之间划分时，问题发生。光源的逻辑上关联的编组的大小能够在基于DALI的系统64中被限制。
为了矫正关于照明系统800的这些问题，本文所述的发明主题的一个或多个实施例提供一种保护电路组合件。与图1所示的照明系统800形成对照，本文所述的保护电路组合件的一个或多个实施例将控制通道(例如控制线路)彼此分离，由此确保控制通道的至少一个在诸如光源的误连线、过载电流等的错误条件发生于另一控制通道上的情况下仍然是可操作的。
在本文所述的发明照明系统的一个实施例中，照明系统包含集成在紧凑装置中包含多通道电源的其他控制和通信功能性以及两个或多个控制(DALI)总线。由于调节的多通道电源可被限制到工作在恒定电压模式中而无法单独处理通道过载，所以可能必需应用每控制(DALI)通道的电路系统以提供这个特性和保护如果多通道电源用于以恒定电压向控制器供电并且以单独恒定电流向单独控制(DALI)总线供电的话。
按照本文所述的一个或多个实施例，提供保护电路组合件和方法，以帮助防止对照明系统的组件的损坏或破坏。在控制照明系统中的灯的操作的二线控制总线系统中，存在将导线误连线到灯的可能性，特别是当控制总线(例如经过其传导控制灯的操作的控制信号的传导通路)和干线导线(例如经过其向灯供应电流以向灯供电的传导通路)共用相同电缆时。这种照明系统的一个示例是图1所示的DALI照明系统。当将灯与照明系统的控制器相连接的控制总线和干线导线连接到控制器的错误连接器时，导线可能误连线。在这种情形中向灯供电能够使控制器被损坏或破坏。
本文所述的保护电路组合件和方法提供对其中控制总线和干线导线不正确地与控制器相连接的状况是耐受的的电路系统。电路系统能够防止控制器在不正确连线的状况中被损坏，同时允许照明系统和照明系统中的灯保持为操作的。电路系统包含一个或多个可变跨导元件，以便采用耗散功率限制器来提供恒定电压和恒定电流。跨导元件能够包含可变电阻器。术语恒定可表示不相对时间而变化的值。例如，恒定电压可以是一种电压，其不发生变化或者不变化超过噪声振荡(例如变化小于值的均方根的1%、5%、10%等)，除非或直到输入电压发生变化。
在正常工作条件内，例如当输入到保护电路的电路系统中的电流不大于所指定传输电流阈值(例如250毫安或另一个值)时，保护电路把来自电源的电流供应给一个或多个灯的控制总线，以在正常恒定电压(CV)操作情形中向灯供电。超出正常工作条件，例如当输入到保护电路的电路系统中的电流达到所指定传输电流阈值时，保护电路改变操作模式以保持恒定电流(CC)模式。在这种模式内，如果控制总线的负载占空比超过所指定阈值(例如80%或另一个极限)，则保护电路激活耗散保护，并且开始在该负载占空比期间耗散从电源所提供的电流的电能。如果从电源所供应的电压超过上部所指定极限(例如直流的30伏特或另一个量)，则保护电路组合件可停用以停止向一个或多个灯传导电流，并且可消耗较小量的能量用于监测总线(例如将保护电路连接到灯的一个或多个传导通路)的条件。保护电路组合件然后可响应于供应给保护电路组合件的电能返回到正常工作条件而切换回到正常操作模式。
在一个实施例中，保护电路组合件进行操作以向与电路组合件所连接的一个或多个灯提供恒定电流，同时还使用例如n型金属氧化物半导体场效应晶体管(nMOSFET)的单固态半导体开关来提供免于过热和过电压(例如超过所指定阈值的电压)的保护。该电路组合件能够保护照明系统的控制器免受在电路组合件的输出连接上接收的电压应力，其例如当照明系统中的灯的功率干线导线连接到电路组合件的控制总线输出时可能发生。在一个方面中，该电路组合件能够保护控制器免受在250伏特(500电压直流的均方根值)的这些输出上接收的过电压。由电路组合件防止从照明系统中的灯传导到电路组合件的输出连接的电子反馈被传导到经由电路组合件将电流从电源传导到灯以便向灯供电的电源连接上。电路组合件能够在正常与保护的操作模式之间进行切换，其中正常操作模式使电路组合件将电流从电源传导到灯，以及保护的操作模式耗散由电源所提供的电流的电能并且可选地可停用以停止将电流传导到灯。保护电路组合件可在这些模式之间进行切换，而没有瞬时电流被传导到灯。在一个实施例中，电路组合件可以保持在保护的操作模式中而没有任何时间约束。例如，电路组合件可切换并且无限地保持在保护的操作模式中或者直到校正一个或多个灯到电路组合件的不正确连线。电路组合件可响应于(一个或多个)灯的连线被校正而自主地从保护的操作模式切换到正常操作模式，而无需操作员干预。
图2图示按照发明主题的一个实施例的照明控制系统100。系统100包含一个或多个光源102(图2中的“灯1/1”、“灯1/2”、“灯1/n”、“灯2/1”、“灯2/2”和“灯2/n”)，其与灯总线驱动器101(图2中的“DALI DRV 1/1”、“DALI DRV 1/2”、“DALI DRV 1/n”)、“DALI DRV 2/1”、“DALI DRV 2/2”和“DALI DRV 2/n”)传导地耦合。光源102表示生成光的一个或多个装置，例如灯泡、发光二极管等。
驱动器101基于从多通道控制器104的控制电路系统103所接收的信号来控制光源102的操作。控制电路系统103包含或表示硬件电路系统，其包含和/或一个或多个处理器(例如微控制器、微处理器、现场可编程门阵列、集成电路或其他基于电子逻辑的装置)和/或与其连接，一个或多个处理器进行操作以控制灯102的激活和停用、向灯102传递信号、接收来自灯102的信号等。光源102通过从电源108(图2中的“离线电源”)所接收的电流来供电。电源108可以不包含在照明系统100中。例如，电源108可以是公用事业电网、一个或多个电池、交流发电机、发电机等。备选地，电源108可包含在照明系统100中。电源108可包含不同段(图2中的“Sec 1”、“Sec 2”和“Sec 3”)，其向不同组件供应电流。例如，电源108的第一段可向连接到第一控制通道或线路DA1的光源102供应电流，电源108的第二段可向连接到不同的第二控制通道或线路DA2的光源102供应电流，以及电源108的第三段可作为控制器104的内部功率源进行操作。
控制电路系统103可经由一个或多个输入/输出连接105(例如Wi-Fi连接、以太网连接、蓝牙连接、与一个或多个传感器的连接等)从控制器104接收输入和/或提供输出。控制信号可从控制电路系统103传递给驱动器101，以控制光源102的操作，和/或反馈信号可经过收发电路107、109从光源102传递给控制电路系统103。收发电路107(图2中的“Rx/TxPR1 SEC”)可和与第一控制线路DA1耦合的光源102和驱动器101传递信号，而收发电路系统109(图2中的“Rx/Tx PR2 SEC”)可和与第二控制线路DA2耦合的光源102和驱动器101传递信号。控制线路DA1、DA2可称作控制总线110。
电源108向光源102传导电流，以便经由电源线路PE、V、L向光源102供电，以及经由电源线路VIN-1、VIN+1、VIN-2、VIN+2向保护电路组合件106供电。电源线路PE、V、L可称作干线电压线路112。保护电路组合件106可包含用于光源102的不同编组的不同电路106A、106B。例如，电路106A可将电源线路VIN-1、VIN+1与通过经由控制线路DA1所接收的控制信号所控制的光源102和驱动器101相连接，以及电路106B可将电源线路VIN-2, VIN+2与通过经由控制线路DA2所接收的控制信号所控制的光源102和驱动器101相连接。如图2所示，保护电路106A、106B经由电源线路VIN-1、VIN+1、VIN-2、VIN+2接收来自电源108的输入电压，并且经由控制总线DA1、DA2向光源102的驱动器101传导输出电压。
系统100可提供不同组件或者组件的编组之间的电流隔离，以便允许经由一个控制总线DA1或DA2与控制器104所连接的光源102相对于经由一个控制总线DA2或DA1与控制器104相连接的光源102单独地并且独立地控制。例如，收发电路107、109可彼此电流隔离，将电流传导到不同保护电路106A、106B的电源108的部分或段可彼此电流隔离，以及控制总线DA1、DA2可彼此电流隔离。这些组件可通过连接系统100的各种组件使得没有直接传导通路存在于彼此电流隔离的组件之间来彼此电流隔离。
在一个实施例中，电路组合件106可与控制器104分离(例如在其外部)，但是在电路组合件106与光源102之间的位置中与电路组合件106和光源102传导地耦合。在一个实施例中，照明系统100是DALI照明系统，其中光源102是由控制器104数字可寻址和可控的。
因为从电源所供应的电流的幅值可比控制信号和/或反馈信号要大许多(例如，电源信号可比控制信号要大若干数量级)，所以将导线连接到错误连接器能够损坏控制器104。例如，将用于光源102的干线电压线路112连接到用于那个光源102的控制总线110的连接器能够损坏或破坏控制器104。本文所述的保护电路组合件104的至少一个实施例能够允许用于光源102的控制总线110和干线电压线路112的这种误连线，同时防止对控制器104的损坏或破坏。
在一个实施例中，控制器104能够进行操作以控制两个独立照明系统总线。一个系统总线包含经由驱动器101与控制总线DA1所连接的光源102，以及另一个系统总线包含经由驱动器101与控制总线DA2所连接的光源102。电源108能够例如通过向每个总线提供18伏特的直流(或者另一个电流)来提供电流，以便向与独立总线所连接的光源102供电。收发电路系统107可与收发电路系统109分离，以便允许控制电路系统103和与单独总线连接的光源102单独通信。另外，保护电路组合件106可包含单独电路106A、106B，其用于单独控制和驱动不同总线上的光源102。如果与一个总线所连接的一个或多个光源102不正确地连线或者存在另一种错误条件，则控制器104能够单独保护不同的总线，以便防止一个总线上的电压中的增加损坏与另一总线所连接的组件或者允许错误条件影响另一总线。
图3图示保护电路组合件106的一个实施例。图2所示的电路可表示图2所示的电路106A、106B的至少一个。保护电路组合件106包含输入连接或连接器200、202，其与图2所示的电源108传导地耦合，以接收来自电源108的电流。连接200可接收正输入电压信号(例如图2中的“VIN+1”或“VIN+2”)，以及连接202可接收负或零输入电压信号(图2中的“VIN-1”或“VIN-2”)。在一个实施例中，正电压信号为18伏特，以及负电压信号为零伏特，但是备选地可以是其他电压。
保护电路组合件106还包含与图2所示的控制总线DA1或DA2传导地耦合的输出连接或连接器204、206。连接204是正电压输出信号(图2中的“VOUT+1”或“VOUT+2”)，以及连接206是负电压输出信号(图2中的“VOUT-1”或“VOUT-2”)。正电压输出信号可选地可称作“DALI+”，以及负电压输出信号可选地可称作“DALI-”。
保护电路组合件106包含电阻器R1，其和与可变电阻器TH1串联的连接200连接。可变电阻器TH1可以是热敏电阻，其随变化温度而改变电阻。可变电阻器TH1的电阻可随增加温度而增加以及随减小温度而减小。例如，可变电阻器TH1可以是正温度系数(PTC)电阻器。可变电阻器TH1例如通过将可变电阻器TH1连接到在其上安装MOSFET Q1的相同结构、衬底、板或其他主体与固态半导体开关例如n型MOSFET Q1热耦合。例如，例如通过可变电阻器TH1和MOSFET Q1彼此靠近，可变电阻器TH1的温度可与MOSFET Q1一致地变化或者变化与MOSFET Q1类似量。电阻器R2定位于可变电阻器TH1与连接202之间以及电路组合件106中的可变电阻器TH1与MOSFET Q1之间的结点之间。电流感测电阻器R3在连接204与MOSFET Q1之间的位置中与连接204和MOSFET Q1相连接。
多个电阻器R4、R5与电容器C1串联连接。电阻器R4、R5和电容器C1的串联在电流感测电阻器R3与MOSFET Q1的源极之间的位置中与电流感测电阻器R3和MOSFET Q1的源极相连接。电阻器R4、R5和电容器C1的串联也在MOSFET Q1的栅极与切换二极管D2的阳极之间的位置中与MOSFET Q1的栅极和切换二极管D2的阳极相连接。分路调节器D1在电阻器R4、R5之间的位置中与电阻器R4、R5和电容器C1的串联相连接。分路调节器D1还与连接202相连接并且在MOSFET Q1的栅极与切换二极管D2之间的位置中与二极管D2的阳极相连接。
第二MOSFET Q2的漏极与切换二极管D2的阴极相连接。第二MOSFET Q2的源极与连接202相连接。电阻器R6、R7、R8的串联与连接202和雪崩二极管D4的阳极相连接。雪崩二极管D4又可称作过电压感测元件或二极管。
电阻器R6、R7、R8的串联还与MOSFET Q2的栅极相连接，使得栅极与电阻器R6、R7之间的串联相连接。电容器C2在电阻器R7、R8之间的位置中与电阻器R6、R7、R8相连接，使得电容器C2与电阻器R6并联。另一个雪崩二极管D3与电阻器R6、R7、R8相连接并且在电阻器R7、R8之间的位置中与电容器C2相连接，使得雪崩二极管D3与电容器C2和电阻器R6并联。
保护电路组合件106包含过电压保护级208，其响应于保护电路组合件106接收控制总线110上的大正电压而被激活(例如其可在负输出电压连接206上接收大正电压时发生)。过电压保护级208包含雪崩二极管D4、MOSFET Q2、电阻器R6、R7和R8、电容器C2以及雪崩二极管D3。这个过电压保护级208在保护电路组合件106内可以不传导电流，除非并且直到在控制总线110上接收的电压相对于在正电压输出连接204上接收的电压为正并且是较大的，如上所述。响应于在连接204上接收这种正电压，过电压保护级208可激活以耗散正电压，同时保护MOSFET Q1免受损坏或破坏，以防止对控制器104的损坏或破坏。
可选地，发光装置、例如发光二极管(LED)D6可与电阻器R9串联连接。LED D6和电阻器R9可连接在MOSFET Q2的漏极与连接202之间。串联保护二极管D5的阳极与负电压输出连接206相连接，其中串联保护二极管D5的阴极与二极管D4的阴极和MOSFET Q1的漏极相连接。
在操作中，电压可相对于负电压输入连接202来施加到正电压输入连接200。这个电压能够是例如18与20伏特直流之间的预先调节恒定正数。电阻器R1、可变电阻器Th1和电阻器R2的组合作为分压器进行操作，以减少这个输入电压并且偏置MOSFET Q1。MOSFET的这个偏置使电流经由输出连接204、206从保护电路组合件106传导到光源102。在一个实施例中，从保护电路组合件所传导的电流是250毫安(或者另一个值)的标称短路恒定电流，用于经由控制总线110(例如DA1或DA2)将控制信号从控制器104传送给光源102。
图4图示按照一个实施例、在图2所示的照明系统100的正常操作模式期间进行操作的保护电路组合件106。在图4所示的操作模式中，图2所示的一个或多个光源102可正确连线到图2所示的控制总线DA1、DA2和电源线路PE、V、L，以及光源102的一个或多个可经由保护电路组合件106汲取控制总线DA1或DA2上的电流，以监听从控制器104所提供的控制信号。输入电压Vin能够通过跨输入电压连接200、202从(一个或多个)光源102被汲取到保护电路组合件106中由控制器104来提供。由光源102所汲取的输出电流Iout可低于或者完全低于所指定电流传送阈值、例如250毫安或另一个值。
跨电流感测电阻器R3所传导的反馈电压Vfb小于稳定器元件(例如分路调节器D1)的参考电压Vref。这使经过电流感测电阻器R3所传导的反馈电压Vfb没有改变或显著改变MOSFET Q1的偏置。MOSFET Q1则可保持在活动区中并且继续在电路中传导电流。跨输出电压连接204、206经由控制总线110传导到(一个或多个)光源102的输出电压Vout基于输入电压Vin、经过连接到负电压输出连接206的串联保护二极管D5的正向电压Vfd、跨MOSFET Q1的漏极和源极的电压(称作Vds)以及反馈电压Vfb。在一个方面中，输出电压Vout可计算为：
Figure 676307DEST_PATH_IMAGE001
(等式1)
其中，Vout表示经过连接204、206从保护电路组合件106传导到光源102的一个或多个的输出电压，Vin表示由控制器104经由输入电压连接200、202供应到保护电路组合件106中的输入电压，VFD(D5)表示经过串联保护二极管D5所传导的电压，Vds(Q1)表示跨MOSFET Q1的源区和漏区所传导的电压，以及Vfb(R3)表示经过电阻器R3所传导的电压。基于保护电路组件106的这些组件的电阻和其他电气特性，跨这些组件的电压降的总和保持低于所指定阈值、例如三伏特或另一个值。因此，保持经由连接204、206在控制总线DA1或DA2上从保护电路组合件106供应给光源102的电压，以提供恒定电压功率源(例如小于三伏特的源)。
图5图示按照一个实施例、在图2所示的照明系统100的正常操作模式期间进行操作的保护电路组合件106的另一方面。在图5所示的操作模式中，图2所示的一个或多个光源102可正确地连线到图2所示的控制总线DA1或DA2和干线电压线路PE、V、L。与图4所示的操作模式(其中光源102的一个或多个汲取控制总线DA1、DA2上的电流，以监听来自控制器104的控制信号)形成对照，控制器104经由图5中的控制总线DA1或DA2向光源102的一个或多个传递控制信号。
在这种情形中，控制器104以这种方式周期地和/或暂时地端接控制总线DA1、DA2,以致于输出电压连接204、206之间的电压小于例如6.5伏特或另一个值的所指定电压。MOSFET Q1在活动区中进行操作，以便在保护电路组合件中传导电流，使得跨MOSFET Q1的漏极和源极的MOSFET Q1的电阻、电阻器R3和串联保护二极管D5的正向电阻之和较小、例如几欧姆(例如小于10欧姆)。采用这种小电阻，在保护电路组合件的这个回路(例如，保护电路组合件106经过电流感测电阻器R3、MOSFET Q1和串联保护二极管D5从负输出电压连接206延伸到负输入电压连接202并且从正输入电压连接200延伸到正输出电压连接204的部分)中传导的电流能够变为较大、例如大于250毫安或另一个值的所指定电流阈值。
但是，当这个回路中流动的电流增加到感测电阻器R3的上部阈值极限时，跨感测电阻器的反馈电压Vfb与分路调节器D1的参考电压Vref相同。这个参考电压使控制电流Ic由分路调节器D1来生成，该电流经由电阻器R2反馈给MOSFET Q1的栅极。控制电流Ic将MOSFETQ1设置成MOSFET Q1的活动区(例如，其中MOSFET Q1闭合以传导电流)与饱和区之间的边界操作模式。这使输出电流Iout以例如250毫安或另一个值的所指定电流传送阈值被补偿和稳定。在控制器104传送控制信号的时间之间，控制总线DA1或DA2上的负载下降低于所指定电流传送阈值(例如250毫安)，并且保护电路组合件106返回到上文结合图4所述的操作模式。
图6图示在闭合电路模式期间进行操作的保护电路组合件106的一个实施例。保护电路组合件106能够响应于光源102的一个或多个被误连线而工作在闭合电路模式中。将光源102误连线到控制总线DA1、DA2和干线电压线路PE、V、L能够使注入到负输出电压连接器206中的电压Vinj-相对于正电压输出连接204为负数。这能够使串联保护二极管D5被反向偏置。串联保护二极管D5的反向偏置使二极管D5仅允许较小反向泄漏电流VR(D5)被传导到保护电路组合件106中。这个泄漏电流可以为大约几微安(例如小于10微安)。泄漏电流VR(D5)的值可计算为Vin与Vinj-之间的差：
Figure 456044DEST_PATH_IMAGE002
(等式2)
这个较小泄漏电流对保护电路组合件106的其他组件的操作具有极少影响或者没有影响。因此，保护电路组合件104的其余组件遭遇极少电流传导，并且保护控制器104免于大的损坏电流被传导到控制器104中，甚至在负输出电压连接206上接收大的负过电压时。
图7图示在闭合电路模式期间进行操作的保护电路组合件106的另一方面。图7中，正过电压(Vinj+)注入到负电压输出连接206上，使得负电压输出连接206上的Vout-的值相对于正电压输出连接204上的Vin+的值变为正数。这个正过电压可称作注入扰动电压。
如果注入扰动电压在控制总线DA1或DA2上传导(例如，Vout-相对于Vout+变为正数)并且是较小的(例如小于第一所指定注入电压阈值、例如10伏特的直流或另一个值)，则保护电路组合件106继续将输入电压连接200、202与输出电压连接204、206之间的保护电路组合件106中传导的电流电平保持为不大于所指定阈值(例如250毫安)。因为连接到输入电压连接200、202的电源108在一个实施例中提供恒定电压，所以在正电压输入连接200上接收的正电压的和扰动电压Vinj+的叠加值乘以250毫安回路电流的功率能够在MOSFET Q1上耗散。因此，控制器104没有接收过电压并且被保护免受损坏。
在略微升高的扰动电压，例如当扰动电压大于第一注入电压阈值但是不大于第二注入电压阈值(例如，注入电压为至少10伏特的直流或者10伏特的峰值交流或以上，但是小于过电压感测二极管D4的雪崩电压)时，保护电路组合件106的过电压保护级208仍然不活动，因为过电压感测二极管D4的雪崩电压大于在正输入电压连接200上从电源108所接收的电压。例如，二极管D4的雪崩电压可以为27至32伏特(或者另一个值)，而在正输入电压连接200上从电源108所接收的正电压为18至20伏特(或者另一个值)。这防止二极管D4经过二极管D4将电流传导到保护电路组合件100的过电压保护级208。这个电流而是被传导到MOSFETQ1用于耗散。
如上所述，MOSFET Q1可与可变电阻器TH1热耦合。由于MOSFET Q1耗散正过电压，所以MOSFET Q1的温度增加。可变电阻器TH1的温度随MOSFET Q1的增加温度而增加。当可变电阻器TH1达到可变电阻器TH1的变量的居里温度时，电阻器TH1的电阻显著增加。可变电阻器TH1可具有低于MOSFET Q1的上部操作温度极限(其表示能够由MOSFET Q1在被破坏之前所遭遇的对温度的上限)的居里温度。例如，响应于MOSFET Q1和可变电阻器TH1的温度增加20至30摄氏度，可变电阻器TH1的电阻可增加2至3个数量级。这个增加电阻减少传导到MOSFET Q1的栅极的电压，以便逐渐降低施加到MOSFET Q1的偏置，并且减少在MOSFET Q1中或者由MOSFET Q1所耗散的电流量。因此，更小电流经由保护电路组合件100传导到控制器104，以防止对控制器104的损坏或破坏。
如果在负电压输出连接206上接收的正过电压Vinj+变为很大(例如，大于第三所指定注入电压阈值、例如雪崩二极管D4的雪崩电压和MOSFET Q2的激活阈值之和)，则过电压保护级208的MOSFET Q2从不活动状态被激活，以开始传导电流。例如，响应于在负电压输出连接206上接收的正过电压Vinj+增加到大于雪崩二极管D4的雪崩电压和MOSFET Q2的激活阈值(例如，闭合MOSFET Q2并且使MOSFET Q2开始传导电流的栅极电压)之和的值，MOSFETQ2可被激活并且开始传导电流。MOSFET Q2的激活使过电压电流IOVP开始经过MOSFET Q2流到过电压保护级208。切换二极管D2变成正向偏置，以及MOSFET Q1被迫使截止并且不再经过MOSFET Q1传导电流(例如，停用MOSFET Q1)。
来自过电压的电流可经过雪崩二极管D4来传导，其中电压VZ(D4)和电流IZ(D4)经过二极管D4传导到保护级208。电压Vth(Q2)可从MOSFET Q2传导到电容器C2、二极管D3和电阻器R6，其作为瞬时保护和稳定元件进行操作，以防止电流传导到控制器104并且损坏或破坏控制器104。例如，电流可存储在电容器C2、二极管D3和/或电阻器R6中和/或由其减小，以防止电流中的变化损坏控制器104。可选LED D6可通过这个电流来激活以生成光，并且指示过电压保护级208是活动的，以防止对控制器104的损坏。响应于查看光，照明系统100的操作员可检查和/或改变用于光源102的一个或多个的控制总线DA1、DA2和/或干线电压线路PE、V、L的连线，以校正激活级208的连线，并且停用LED D6。
图8A和图8B图示用于保护照明系统的方法700的一个实施例的流程图。方法700可通过本文所述的保护电路组合件106的一个或多个实施例来执行。在一个实施例中，虽然方法700描述结合各种操作作出确定或判定，但是这些确定或判定的一个或多个可无源地作出。例如，确定或判定可通过无源电子装置改变操作状态(例如，二极管变成正向或反向偏置、半导体开关改变区域等)作出，而不是有源电子装置例如处理器作出确定或判定。
在702处(图8A所示)，在保护电路组合件的输入连接处接收来自控制器的一个或多个信号。信号可从图2所示的控制器104接收，以控制也在图2所示的光源102。在704处(图8A所示)，作出关于光源的一个或多个是否从保护电路组合件和/或控制器按照不大于所指定电流传送阈值的量来汲取电流的确定。例如，如果由光源所汲取的电流等于或小于250毫安，则光源可与保护电路组合件106和控制器104正确连线，并且可等待在图2所示的控制总线DA1、DA2上来自控制器104的控制信号。因此，方法700的流程可向706继续进行(图8A所示)。另一方面，如果由光源的一个或多个所汲取的电流大于传送阈值，则光源的一个或多个可在控制总线上传递或接收数据和/或不正确地连线到保护电路组合件和/或控制器。因此，方法700的流程能够向708继续进行(图8A所示)。
在706处，第一半导体开关被偏置以保持在传导状态中并且向光源(例如装置)传导恒定电压。例如，图3至图7所示的MOSFET Q1可被偏置到活动状态或区域，以经过保护电路组合件106并且从保护电路组合件106向光源传导电流。方法700的流程然后可返回到702或者可中止。
在708处，作出关于光源是否经由保护电路组合件的输出连接以所指定传送阈值从保护电路组合件汲取电流的确定。光源可在当控制器在控制总线上向(一个或多个)光源传递控制信号和/或光源经由保护电路组合件在控制总线上向控制器传递反馈信号的时间周期期间以传送阈值汲取电流。当所汲取电流等于电流阈值时，由光源所汲取的电流可处于电流阈值。可选地，当所汲取电流等于传送阈值或者处于诸如1%、3%、5%等的所指定范围之内时，由光源所汲取的电流可处于传送阈值。如果由光源所汲取的电流处于传送阈值，则方法700的流程可向710继续进行(图8A所示)。但是，如果由光源所汲取的电流大于阈值，则方法700的流程可向712继续进行(图8A所示)。
在710处，控制电流采用保护电路组合件中的分路调节器来生成，以将第一开关置于(place)边界状态中。例如，控制电流Ic可由分路调节器D1来生成。将这个电流Ic反馈到MOSFET Q1的栅极，以将MOSFET Q1置于边界状态或区域中。这将保护电路组合件中传导的电流稳定到所指定传送阈值或者这个阈值的所指定范围之内。方法700的流程可返回到702或者中止。
在712处，作出关于负电压是否注入到保护电路组合件的负输出连接中的确定。如果光源的一个或多个不正确地连线到保护电路组合件，例如当用于光源102的控制总线DA1、DA2与保护电路组合件106的正电压输出连接204相连接和/或用于光源102的干线电压线路PE、V、L与保护电路组合件106的负电压输出连接204相连接时，则可注入这种负电压。如果负电压经由负输出连接接收到保护电路组合件中，则方法700的流程可向714继续进行(图8A所示)。否则，方法700的流程可向716继续进行(图8A所示)。
在714处，与保护电路组合件中的负输出连接所连接的串联保护二极管通过注入到保护电路组合件的负输出连接中的负电压来反向偏置。保护二极管D5的这个反向偏置防止负电压经过保护电路组合件传导到控制器，以保护控制器和保护电路组合件的组件免受损坏或破坏。虽然较小泄漏电压或电流(例如小于注入负电压的10%、5%、3%、1%等)可经过保护二极管D5，但是这个泄漏电压或电流没有损坏保护电路组合件或控制器。方法700的流程能够返回到702或者可选地中止。
在716处，作出关于正电压是否注入到保护电路组合件的负输出连接中的确定。如果光源的一个或多个不正确地连线到保护电路组合件，例如当用于光源102的控制总线DA1、DA2与保护电路组合件106的正电压输出连接204相连接和/或用于光源102的干线电压线路PE、V、L与保护电路组合件106的负电压输出连接204相连接时，则可注入这种正电压。如果正电压经由负输出连接接收到保护电路组合件中，则方法700的流程可向718继续进行(图8B所示)。否则，方法700的流程可返回到702或者中止。
在718处，作出关于注入到保护电路组合件的负输出连接中的正电压是否大于第一所指定注入电压阈值但是不大于不同的第二所指定注入电压阈值的确定。例如，如果注入电压足够小以允许保护电路将电流的传导保持在或者低于传送电流阈值(例如小于10伏特或另一个值)，则方法700的流程可向720继续进行(图8B所示)。在720处，保护电路可如上文结合702、704、706、708和/或710(图8A所示)所述地那样继续操作，其中注入电压和从电源所接收的电压的任何叠加值与由第一开关(例如MOSFET Q1)所耗散的控制电流(Ic)相乘。方法700的流程然后可向702继续进行。但是，如果注入电压大于第一注入电压阈值(但是小于第二注入电压阈值)，则方法700的流程可从718向722继续进行(图8B所示)。
在722处，作出关于注入电压是否大于第二注入电压阈值但是不大于不同的第三所指定注入电压阈值的确定。例如，作出关于注入电压是否过大而不允许保护电路将电流的传导保持在或者低于传送电流阈值(例如至少10伏特或另一个值)，但是小于过电压感测二极管D4(图3至图7所示)的雪崩电压。如果注入电压落入这个范围之内，则方法700的流程可向724继续进行(图8B所示)。但是，如果注入电压没有落入这个范围(例如注入电压大于第三注入电压阈值、例如二极管D4的雪崩电压)，则方法700的流程可向726继续进行(图8B所示)。
在724处，第一开关的温度增加(通过由第一开关的注入电压的耗散所引起)，这还使可变电阻器的温度增加，因为第一开关和可变电阻器热耦合。可变电阻器的温度中的增加使可变电阻器的电阻增加。可变电阻器的电阻中的增加保护控制器和保护电路免受通过注入电压的损坏或破坏。方法700的流程然后可向726继续进行。
在726处，作出关于注入电压是否大于第三所指定注入电压阈值的确定。例如，可作出关于注入电压是否大于过电压感测二极管D4的雪崩电压的确定。如果注入电压超过这个阈值，则方法700的流程可向728继续进行(图8B所示)。否则，方法700的流程可返回到702(图8A所示)。可选地，方法700可保持在726处，直到第一开关和可变电阻器的温度在返回到702之前降低。
在728处，激活第二开关，以激活保护电路组合件的过电压保护级。例如，在注入电压超过二极管D4的雪崩电压之后，MOSFET Q2可通过经过过电压感测二极管D4所传导的电流来激活。激活的MOSFET Q2允许电流流入保护电路组合件的过电压保护级的电阻器、电容器和雪崩二极管中。在730处(图8B所示)，注入电压由保护电路组合件的过电压保护级的组件来耗散和/或存储，以防止对控制器的损坏或破坏。方法700的流程可保持在728处，直到去除或减小注入电压，这可在校正光源的一个或多个的连线之后发生。方法700然后可返回到702(图8A所示)或者中止。
在一个实施例中，一种照明系统包含多个保护电路，其配置成与电源(其向多个光源供应电流以向光源供电)传导地耦合。保护电路配置成接收来自电源的输入电压，并且将输出电压传导到单独控制总线，其与光源的驱动器传导地耦合，以便将控制信号传导到光源的驱动器用于控制光源的操作。该系统还包含：微控制器，配置成生成控制信号，以控制光源的操作；以及多个收发电路，配置成接收来自微控制器的控制信号，并且经由单独控制总线将控制信号传导到光源的不同编组。保护电路单独连接到单独控制总线，以把来自电源的输出电压传导到光源。保护电路配置成防止控制总线的第一控制总线上的电压的增加增加控制总线的不同的第二控制总线上的电压。
在一个方面中，保护电路彼此电流隔离，收发电路彼此电流隔离，以及控制总线彼此电流隔离。
在一个方面中，保护电路的至少一个包含：第一半导体开关，配置成与输入连接(其接收来自电源的输入电压)和输出连接(其在输入连接与输出连接之间的位置中向控制总线的至少一个传导输出电压)传导地耦合；以及可变电阻器，配置成与第一半导体开关热耦合并且与输入连接和输出连接传导地耦合。可变电阻器能够具有基于可变电阻器的温度中的变化而变化的电阻。第一半导体开关的温度响应于超过第二所指定的非零注入电压阈值的电压注入到输出连接的至少一个中而增加。第一半导体开关的增加温度使可变电阻器的温度增加。可变电阻器中的增加温度增加可变电阻器的电阻，以保护控制器免受注入到输出连接的至少一个中的电压。
在一个方面中，保护电路的至少一个还包含串联保护二极管，其配置成在输出连接的至少一个与第一半导体开关之间与输出连接传导地耦合。串联保护二极管配置成通过注入的电压来反向偏置，以便在注入的电压没有超过第一所指定的非零注入电压阈值(其小于第二所指定的非零注入电压阈值)时防止向控制器传导电压。
在一个方面中，第一半导体开关配置成耗散注入的电压，以便在电压超过第一所指定的非零注入电压阈值但是不超过第二所指定的非零注入电压阈值时保护微控制器。
在一个方面中，输出连接包含正电压输出连接和负电压输出连接。串联保护二极管配置成与第一半导体开关和负电压输出连接传导地耦合，其中串联保护二极管的阳极配置成与负电压输出连接传导地耦合以及串联保护二极管的阴极配置成与第一半导体开关传导地耦合。
在一个方面中，保护电路的至少一个包含具有与输入连接和输出连接传导地耦合的电阻器或电容器的一个或多个以及第二半导体开关的过电压保护级。第二半导体开关配置成响应于注入的电压超过第三所指定的非零注入电压阈值(其大于第二所指定的非零注入电压阈值)而被激活。
在一个方面中，过电压保护级包含配置成在输出连接的至少一个与电阻器或电容器的一个或多个之间的位置中与输出连接的至少一个以及电阻器或电容器的一个或多个传导地耦合的雪崩二极管。第三所指定的非零注入电压阈值基于第二半导体开关的激活电压和雪崩二极管的雪崩电压。
在一个方面中，第二半导体开关配置成被激活以传导电压，其注入到过电压保护级的电阻器或电容器的一个或多个中，用于注入的电压的耗散或存储的一个或多个。
在一个实施例中，一种方法包含：在与电源传导地耦合的多个保护电路处接收来自电源的输入电压，以便向多个光源供应电流以向光源供电；把来自保护电路的输出电压传导到单独控制总线，其与光源的驱动器传导地耦合；以及经由多个收发电路和控制总线把来自微控制器的控制信号传递给光源的驱动器，用于控制光源的操作。控制信号能够经由单独控制总线单独地传递给光源的不同编组，用于单独控制光源的不同编组。该方法还能够包含防止(采用保护电路)控制总线的第一控制总线上的电压的增加增加控制总线的不同的第二控制总线上的电压。
在一个方面中，防止第一控制总线上的电压的增加增加不同的第二控制总线上的电压包含增加保护电路的至少一个中的第一半导体开关的温度，保护电路具有：输入连接，与电源传导地耦合，以接收输入电压；输出连接，配置成与控制总线的至少一个传导地耦合；以及第一半导体开关，在输入连接与输出连接之间的位置中与输入连接和输出连接传导地耦合。第一半导体开关的温度响应于超过第二所指定的非零注入电压阈值的电压注入到输出连接的至少一个中而增加。该方法还能够包含增加与第一半导体开关热耦合并且与输入连接和输出连接传导地耦合的保护电路的至少一个中的可变电阻器的温度，并且基于可变电阻器的温度增加来增加可变电阻器的电阻，其中可变电阻器的电阻增加，以保护控制器免受注入到输出连接的至少一个中的电压。
在一个方面中，该方法还包含反向偏置在输出连接的至少一个与第一半导体开关之间与输出连接的至少一个传导地耦合的串联保护二极管。反向偏置串联保护二极管在注入的电压没有超过第一所指定的非零注入电压阈值(其小于第二所指定的非零注入电压阈值)时防止向控制器传导注入的电压。
在一个方面中，该方法还包含采用第一半导体开关来耗散注入的电压，以便在电压超过第一所指定的非零注入电压阈值但是不超过第二所指定的非零注入电压阈值时保护微控制器。
在一个方面中，该方法还包含激活保护电路的至少一个中的过电压保护级的第二半导体开关,该过电压保护级还包含与输入连接和输出连接传导地耦合的电阻器或电容器的一个或多个。第二半导体开关能够响应于注入的电压超过第三所指定的非零注入电压阈值(其大于第二所指定的非零注入电压阈值)而被激活。
在一个实施例中，保护电路组合件包含：正和负电压输入连接，配置成与电源传导地耦合；以及正和负电压输出连接，配置成与单独控制总线(其与光源驱动器和光源相连接)传导地耦合。控制总线配置成把来自微控制器的控制信号传递给光源驱动器，以控制光源的操作。该组合件还能够包含：第一半导体开关，具有与正电压输入连接耦合的栅极、与负电压输入连接耦合的源极和与负输出电压连接耦合的漏极；以及可变电阻器，与第一半导体开关热耦合，并且与正电压输入连接和第一半导体开关的栅极传导地耦合。可变电阻器具有基于可变电阻器的温度中的变化而变化的电阻。第一半导体开关的温度响应于超过第二所指定的非零注入电压阈值的电压注入到负电压输出连接中而增加。第一半导体开关的增加温度使可变电阻器的温度增加。可变电阻器的增加温度增加可变电阻器的电阻，以保护控制器免受注入到输出连接的至少一个中的电压。
在一个方面中，组合件还能够包含串联保护二极管，其在负电压输出连接与第一半导体开关的漏极之间与负电压输出连接传导地耦合。串联保护二极管能够配置成通过注入的电压来反向偏置，以防止向控制器传导电压。
在一个方面中，第一半导体开关能够配置成耗散注入的电压，以便在电压超过第一所指定的非零注入电压阈值但是不超过更大的第二所指定的非零注入电压阈值时保护控制器。
在一个方面中，串联保护二极管的阳极与负电压输出连接传导地耦合，以及串联保护二极管的阴极与第一半导体开关传导地耦合。
在一个方面中，组合件还包含具有与输入连接和输出连接传导地耦合的电阻器或电容器的一个或多个以及第二半导体开关的过电压保护级。第二半导体开关响应于注入的电压超过第三所指定的非零注入电压阈值(其大于第二所指定的非零注入电压阈值)而被激活。
在一个方面中，过电压保护级包含在输出连接的至少一个与电阻器或电容器的一个或多个之间的位置中与负电压输出连接以及电阻器或电容器的一个或多个传导地耦合的雪崩二极管。第三所指定的非零注入电压阈值基于第二半导体开关的激活电压和雪崩二极管的雪崩电压。
如本文所使用的、以单数所述并且以单词“一”或“一个”进行的元件或步骤应当被理解为并不排除多个所述元件或步骤，除非明确规定这种排除。此外，本发明主题的“一个实施例”的提及并不是意图解释为排除也结合了所述特征的附加实施例的存在。此外，除非相反的明确规定，否则，“包括”、“包括”或“具有”具有特定性质的元件或者多个元件的实施例可包含没有那种性质的附加的这类元件。
要理解，上面描述意图是说明性的而不是限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可彼此结合使用。另外，可进行多种修改以使特定情形或材料适合本发明主题的教导，而没有背离其范围。虽然本文所述的材料的尺寸和类型意图定义本发明主题的参数，但是它们决不是限制性的，而是示范性的实施例。在审查上面描述时，许多其他实施例对于本领域的技术人员将是显而易见的。因此，应参考所附权利要求书连同这类权利要求书所被赋予的等同物的全部范围来确定本发明主题的范围。在所附权利要求书中，术语“包含”和“其中”用作相应术语“包括”和“其中”的易懂英语等同物。此外，在下面权利要求书中，术语“第一”、“第二”和“第三”等只用作标记，而不是意图对其对象强加数字要求。此外，下面的权利要求书的限制没有以方法加功能形式来书写并且不意图基于35 U.S.C.§ 112 第六段来解释，除非并且直到这类权利要求限制确切地使用后面是缺乏进一步结构的功能陈述的短语“用于…的部件”。
在结合附图进行阅读时，本发明主题的某些实施例的前面描述将更好理解。在附图图示各个实施例的功能块的简图的意义上，功能块不一定指示硬件电路系统之间的划分。因此，例如，功能块的一个或多个(例如处理器或存储器)可在单件硬件(例如，通用信号处理器、微控制器、随机存取存储器、硬盘等)中实现。类似地，程序可以是独立程序，可结合为操作系统中的子例程，可以是所安装软件包中的功能，等等。各个实施例并不局限于附图所示的布置和工具。
本书面描述使用示例来公开本发明主题的若干实施例，并且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明主题的实施例，包含制作和使用任何装置或系统以及执行任何包含的方法。本发明主题的可取得专利的范围由权利要求书限定，并且可包含本领域的技术人员想到的其他示例。如果这类其他示例具有没有不同于权利要求书的文字语言的结构元件，或者如果它们包含具有与权利要求书的文字语言的无实质差异的等效结构元件，则它们意图处于权利要求书的范围之内。

Claims (20)

1.一种照明系统，包括：
多个保护电路，配置成与向多个光源供应电流以向所述光源供电的电源传导地耦合，所述保护电路配置成接收来自所述电源的输入电压，并且将输出电压传导到与所述光源的驱动器传导地耦合以便将控制信号传导到所述光源的所述驱动器用于控制所述光源的操作的单独控制总线；
微控制器，配置成生成所述控制信号，以控制所述光源的所述操作；以及
多个收发电路，配置成接收来自所述微控制器的所述控制信号，并且经由所述单独控制总线向所述光源的不同编组传导所述控制信号，
其中所述保护电路单独连接到所述单独控制总线，以便把来自所述电源的所述输出电压传导到所述光源，并且其中所述保护电路配置成防止所述单独控制总线的第一控制总线上的电压的增加使所述单独控制总线的不同的第二控制总线上的电压增加。
2.如权利要求1所述的照明系统，其中，所述保护电路彼此电流隔离，所述收发电路彼此电流隔离，以及所述单独控制总线彼此电流隔离。
3.如权利要求1所述的照明系统，其中，所述保护电路的至少一个包含：
第一半导体开关，配置成与接收来自所述电源的所述输入电压的输入连接和在所述输入连接与输出连接之间的位置中向所述单独控制总线的至少一个传导所述输出电压的所述输出连接传导地耦合；以及
可变电阻器，配置成与所述第一半导体开关热耦合，并且与所述输入连接和所述输出连接传导地耦合，所述可变电阻器具有基于所述可变电阻器的温度中的变化而变化的电阻，其中所述第一半导体开关的温度响应于超过第二所指定的非零注入电压阈值的电压注入到所述输出连接的至少一个中而增加，其中所述第一半导体开关的所述温度增加使所述可变电阻器的所述温度增加，并且其中所述可变电阻器中的所述温度增加使所述可变电阻器的所述电阻增加，以保护所述微控制器免受注入到所述输出连接的至少一个中的所述电压。
4.如权利要求3所述的照明系统，其中，所述保护电路的所述至少一个还包含配置成在所述输出连接的至少一个与所述第一半导体开关之间与所述输出连接传导地耦合的串联保护二极管，所述串联保护二极管配置成通过注入的所述电压来反向偏置，以便在注入的所述电压没有超过第一所指定的非零注入电压阈值时防止向所述微控制器传导所述电压,所述第一所指定的非零注入电压阈值小于所述第二所指定的非零注入电压阈值。
5.如权利要求4所述的照明系统，其中，所述第一半导体开关配置成耗散注入的所述电压，以便在所述电压超过所述第一所指定的非零注入电压阈值但是不超过所述第二所指定的非零注入电压阈值时保护所述微控制器。
6.如权利要求4所述的照明系统，其中，所述输出连接包含正电压输出连接和负电压输出连接，并且其中所述串联保护二极管配置成与所述第一半导体开关和所述负电压输出连接传导地耦合，其中所述串联保护二极管的阳极配置成与所述负电压输出连接传导地耦合，以及所述串联保护二极管的阴极配置成与所述第一半导体开关传导地耦合。
7.如权利要求3所述的照明系统，其中，所述保护电路的所述至少一个包含具有与所述输入连接和所述输出连接传导地耦合的电阻器或电容器的一个或多个以及第二半导体开关的过电压保护级，其中所述第二半导体开关配置成响应于注入的所述电压超过第三所指定的非零注入电压阈值而被激活, 所述电压超过第三所指定的非零注入电压阈值大于所述第二所指定的非零注入电压阈值。
8.如权利要求7所述的照明系统，其中，所述过电压保护级包含雪崩二极管，其配置成在所述输出连接的至少一个与所述电阻器或电容器的所述一个或多个之间的位置中与所述输出连接至少一个以及所述电阻器或电容器的所述一个或多个的传导地耦合，其中所述第三所指定的非零注入电压阈值基于所述第二半导体开关的激活电压和所述雪崩二极管的雪崩电压。
9.如权利要求7所述的照明系统，其中，所述第二半导体开关配置成被激活以传导所述电压，其注入到所述过电压保护级的所述电阻器或电容器的一个或多个中，用于注入的所述电压的耗散或存储的一个或多个。
10.一种方法，包括：
在与电源传导地耦合的多个保护电路处接收来自所述电源的输入电压，以便向多个光源供应电流以向所述光源供电；
把来自所述保护电路的输出电压传导到与所述光源的驱动器传导地耦合的单独控制总线；
经由多个收发电路和所述单独控制总线把来自微控制器的控制信号传递给所述光源的所述驱动器用于控制所述光源的操作，其中所述控制信号经由所述单独控制总线单独传递给所述光源的不同编组，用于单独控制所述光源的所述不同编组；以及
采用所述保护电路来防止所述单独控制总线的第一控制总线上的电压的增加使所述单独控制总线的不同的第二控制总线上的电压增加。
11.如权利要求10所述的方法，其中，防止所述第一控制总线上的电压的所述增加使所述不同的第二控制总线上的所述电压增加包含增加所述保护电路的至少一个中的第一半导体开关的温度，所述保护电路具有：输入连接，与所述电源传导地耦合，以接收所述输入电压；输出连接，配置成与所述单独控制总线的至少一个传导地耦合；以及所述第一半导体开关，在所述输入连接与所述输出连接之间的位置中与所述输入连接和所述输出连接传导地耦合，其中所述第一半导体开关的所述温度响应于超过第二所指定的非零注入电压阈值的电压注入到所述输出连接的至少一个中而增加，并且还包括：
增加与所述第一半导体开关热耦合并且与所述输入连接和所述输出连接传导地耦合的所述保护电路的所述至少一个中的可变电阻器的温度；以及
基于所述可变电阻器的所述温度增加来增加所述可变电阻器的电阻，其中所述可变电阻器的电阻增加，以保护所述微控制器免受注入到所述输出连接的所述至少一个中的电压。
12.如权利要求11所述的方法，还包括反向偏置在所述输出连接的至少一个与所述第一半导体开关之间与所述输出连接的至少一个传导地耦合的串联保护二极管，其中反向偏置所述串联保护二极管在注入的所述电压没有超过第一所指定的非零注入电压阈值时防止向所述微控制器传导注入的所述电压,所述第一所指定的非零注入电压阈值其小于所述第二所指定的非零注入电压阈值。
13.如权利要求12所述的方法，还包括采用所述第一半导体开关来耗散注入的所述电压，以便在所述电压超过所述第一所指定的非零注入电压阈值但是不超过所述第二所指定的非零注入电压阈值时保护所述微控制器。
14.如权利要求11所述的方法，还包括激活所述保护电路的所述至少一个中的过电压保护级的第二半导体开关，所述过电压保护级还包含与所述输入连接和所述输出连接传导地耦合的电阻器或电容器的一个或多个,所述第二半导体开关响应于注入的所述电压超过第三所指定的非零注入电压阈值而被激活,所述电压超过第三所指定的非零注入电压阈值大于所述第二所指定的非零注入电压阈值。
15.一种保护电路组合件，包括：
正电压输入连接和负电压输入连接，配置成与电源传导地耦合；
正电压输出连接和负电压输出连接，配置成与单独控制总线传导地耦合，所述单独控制总线与光源驱动器和光源连接,所述单独控制总线配置成把来自微控制器的控制信号传递给所述光源驱动器，以控制所述光源的操作；
第一半导体开关，具有与所述正电压输入连接所耦合的栅极、与所述负电压输入连接所耦合的源极以及与所述负电压输出连接所耦合的漏极；
可变电阻器，与所述第一半导体开关热耦合并且与所述正电压输入连接和所述第一半导体开关的所述栅极传导地耦合，所述可变电阻器具有基于所述可变电阻器的温度中的变化而改变的电阻，
其中所述第一半导体开关的温度响应于超过第二所指定的非零注入电压阈值的电压注入到所述负电压输出连接中而增加，其中所述第一半导体开关的温度增加使所述可变电阻器的所述温度增加，并且其中所述可变电阻器中的所述温度增加使所述可变电阻器的所述电阻增加，以保护所述微控制器免受注入到所述输出连接的至少一个中的所述电压。
16.如权利要求15所述的保护电路组合件，还包括在所述负电压输出连接与所述第一半导体开关的所述漏极之间与所述负电压输出连接传导地耦合的串联保护二极管，所述串联保护二极管配置成通过注入的所述电压来反向偏置，以防止向所述微控制器传导所述电压。
17.如权利要求16所述的保护电路组合件，其中，所述第一半导体开关配置成耗散注入的所述电压，以便在所述电压超过第一所指定的非零注入电压阈值但是不超过更大的第二所指定的非零注入电压阈值时保护所述微控制器。
18.如权利要求16所述的保护电路组合件，其中，所述串联保护二极管的阳极与所述负电压输出连接传导地耦合，以及所述串联保护二极管的阴极与所述第一半导体开关传导地耦合。
19.如权利要求15所述的保护电路组合件，还包括具有与所述输入连接和所述输出连接传导地耦合的电阻器或电容器的一个或多个以及第二半导体开关的过电压保护级，其中所述第二半导体开关响应于注入的所述电压超过第三所指定的非零注入电压阈值而被激活,所述第三所指定的非零注入电压阈值大于所述第二所指定的非零注入电压阈值。
20.如权利要求19所述的保护电路组合件，其中，所述过电压保护级包含雪崩二极管，其配置成在所述输出连接的至少一个与所述电阻器或电容器的一个或多个之间的位置中与所述负电压输出连接以及所述电阻器或电容器的一个或多个传导地耦合，其中所述第三所指定的非零注入电压阈值基于所述第二半导体开关的激活电压和所述雪崩二极管的雪崩电压。
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