CN107408818B - 用于电器具的激活和解激活的切换系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于电器具(100)的激活和解激活的切换系统(6),所述切换系统(6)包括远程开关控制设备(9),所述远程开关控制设备(9)包括:电连接到第一电源线(8)的第一端子(90)、电连接到第二电源线(7)的第二端子(91)以及可连接到电器具的电端子的第三端子(92)。远程开关控制设备(9)被配置成响应于由被配置成可由用户人工地动作的机电开关(1)引起的第一和第二端子(90,91)之间的电参数的衰减的检测来修改第一和第三端子(90,92)之间的电连接。本发明进一步涉及远程开关控制设备(9)和用于安装使用远程开关控制设备(9)和机电开关的切换系统的方法。

Description

用于电器具的激活和解激活的切换系统和方法
本发明涉及用于包括远程开关可控的远程开关控制设备的电器具、特别是用于家庭照明器具的激活和解激活的切换系统。
相关技术的描述
EP0837537公开了采用用于电设备的激活和解激活的多个远程开关的控制设备。当由用户致动(actuate)时,每个远程开关在连接到专用于对接收的脉冲的数量进行计数的电路的电线上生成预定义数量的电脉冲。根据接收的脉冲的数量,然后由控制设备执行预选择的功能。预选择的功能的公开的集合包括电器具的激活和解激活。然而,设备需要用于控制电脉冲的生成的第一电线布置和用于激活和解激活电器具的第二电线布置。
US4465956公开了用于切换双功能电器具的控制电路,特别是供在控制具有安装在其中的灯具(light fixture)的多速电吊扇中使用。包括正脉冲或者负脉冲的两个独立信号由二按钮开关产生并且通过线缆的热线(hot line)传输到风扇和灯光控制电路。控制电路标识每个脉冲是正的还是负的并且对在正相位(phase)和负相位两者中的接收的脉冲的数量进行计数。根据计数的正脉冲和负脉冲,控制电路使能灯光的和风扇的各种应用。然而,控制电路需要具体地适于拦截(intercept)和停止AC电源(power)信号的正相位或者负相位而具有允许AC电源信号的正相位和负相位两者的通过的静止位置(rest position)的二按钮开关。而且,不得不设计并且实现控制电路的专用电路中的每个,以便能够以半波AC电源信号工作。
用于比如照明、采暖或电视的家庭电器具的远程激活和解激活的切换系统是已经知道的。此类系统包括远程开关控制设备,其可以是由诸如智能电话或平板之类的设备有线或无线可控制的。然而,被唯一无线控制的系统的安装需要对电源的无限制的本地访问。如果系统被配置用于被有线控制,例如通过壁装或表面装开关,则系统需要用于提供有线控制的附加线缆的安装。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于预定用于以减少的数量的电线来有线控制的电器具的激活和解激活的切换系统。
本发明的另一个目的是提供一种用于具有对常规电源的限制的访问的适合于被本地安装就位的电器具的激活和解激活的切换系统。
另一个目的是提供一种切换系统,其包括远程开关控制设备,所述远程开关控制设备被配置用于基本上永久地安装在建筑物的内部或外部墙壁或天花板上(或内部)的电器具的激活和解激活,特别地其中由被直接集成,例如胶合(cemented),在墙壁/天花板内的单个线来控制器具的供电。
根据本发明,通过权利要求1的切换系统、权利要求24的远程开关控制设备和权利要求35的用于安装用于激活和解激活电器具的切换系统的方法来实现这些目的。
特别地,通过用于电器具的激活和解激活的切换系统来实现该目的,所述切换系统包括
远程开关控制设备,其包括:
第一端子,其被电连接到电源线的第一线;
第二端子,其可电连接到电源线的第二线并且可连接到电器具的第一电源端子或者可连接到用于为电器具供电的电源插头插座的第一电端子;
第三端子,其可连接到电器具的第二电源端子或者可连接到电源插头插座的第二电端子;
可控制的切换电路,其被布置成修改第一端子和第三端子之间的电连接;以及
检测电路,其被布置成检测第一和第二端子之间的比如例如功率、电压、有效rms电压、电流或有效电流的电参数的衰减,并且被布置成控制所述可控制的切换电路;
所述切换系统进一步包括
第一机电开关,其在链接第一和第二电接触(electrical contact)的电连接上操作;第一机电开关被配置成可由用户人工地动作;
其中第一机电开关被配置用于在以此类方式链接的电连接上动作以在被致动时产生链接第一和第二接触的电连接的电参数的修改;
并且其中,将所述第一机电开关电连接在第一线和所述远程开关控制设备的第一端子之间或者连接在第二线和所述远程开关控制设备的第二端子之间。
根据本发明,电源线可以包括提供电源的多个电线或线缆或电传导元件,至少两个电不同的电线或线缆或电传导元件(或电不同的电线或线缆或电传导元件的组合)。根据本发明,第一、第二电源线可以分别是电源线的不同的电线或线缆或电传导元件。
有利地,第一机电开关被配置成在被致动时生成在被包括在从10
Figure DEST_PATH_IMAGE001
到2
Figure 267224DEST_PATH_IMAGE002
的范围中的时间段期间链接的电连接的电参数的修改。
有利地,检测电路被配置成当检测的衰减持续被包括在从10
Figure 653206DEST_PATH_IMAGE001
到2
Figure 291997DEST_PATH_IMAGE002
的范围中的时段时在可控制的切换电路上动作。
因此切换系统易于对在例如从10
Figure 156048DEST_PATH_IMAGE001
到2
Figure 704841DEST_PATH_IMAGE002
的预定义范围内持续的衰减来操作,因此引起影响电器具的可操作性的有限的、直至无电源故障(power trouble)。
而且,以在例如从10
Figure 367117DEST_PATH_IMAGE001
到2
Figure 102992DEST_PATH_IMAGE002
的预定义范围内持续的衰减来操作的切换系统,允许以此类方式有效(efficacy)配置远程开关控制设备以例如在没有电池组的情况下针对此类衰减是电容错的(electrically fault resistant)。
本发明的另一个目的是提供一种适于以被配置用于被人工致动的、通常壁装或表面装的诸如先断后合(break-before-made)开关之类的传统开关来操作的切换系统和远程开关控制设备。
本发明的另一个目的是提供或促进与家庭自动化技术方案的互操作性(interoperability)。
在实施例中,第一开关是具有可以被连接到第一开关的第二和第三接触两者之一的第一接触的先断后合开关;
其中将先断后合开关的所述第二和第三接触电连接在一起;
其中将所述第一先断后合开关电连接在第一线和远程开关控制设备的第一端子之间或者在第二线和远程开关控制设备的第二端子之间。优选地,将第一先断后合开关电连接在第一线和第一端子之间;并且第一线是电源线的相位线并且第二线是电源线的中性线(neutral line)。
在实施例中,切换系统进一步包括电板(electrical plate)或电线;其中电板或电线被布置成提供第一开关的第二和第三接触之间的电连接。有利地,将电连接定位在第一先断后合开关的壳内部或定位在距第一先断后合开关的位置30 cm的范围内。
在优选的实施例中,将第一先断后合开关电连接在电源线的相位线和远程开关控制设备的第一端子之间;其中,将远程开关控制设备的第二端子电连接到电源线的中性线。
在实施例中,切换系统进一步包括电连接在第一开关和远程开关控制设备的第一或第二端子之间的第二开关。第二开关可以是具有电连接在一起的其第二和第三接触的先合(make-before)开关。
在优选的实施例中,第一和/或第二开关是适于家庭照明应用的机电开关。
在一个实施例中,第一先断后合开关和/或第二先断后合开关包括整形电路(shaping circuit)。
在另一个实施例中,整形电路包括电路。有利地,整形电路可以包括微处理器,其被布置成在远程开关控制设备的第一、第二和/或第三端子上通过电源线通信进行通信。
在实施例中,切换系统包括通信接口或系统。
在一个实施例中,微处理器被布置成在由先断后合开关生成的功率衰减期间,生成在远程开关控制设备的第一、第二和/或第三端子上的预定义电压模式。
在一个实施例中,微处理器由独立的供电单元、特别是由电池组或单个电池供电。
在优选的实施例中,先断后合开关是适于家庭照明应用的机电开关。
相对于现有技术,本发明允许并且促进与至少包括机电先断后合开关的常规2向照明电路部分的互操作性,而无需用于提供有线控制的附加的线或电线,也无需修改先断后合开关的机电核心。
根据本发明,通过用于电器具的激活和解激活的远程开关控制设备来进一步实现该目的,远程开关控制设备包括:
第一端子;
第二端子;
第三端子,其可连接到电器具的电源端子;
可控制的切换电路,其被布置成修改第一端子和第三端子之间的电连接;以及
检测电路,其被布置成检测第一和第二端子之间的比如例如功率、电压、有效rms电压、电流或有效电流的电参数的衰减,并且被布置成控制所述可控制的切换电路。
优选地,远程开关控制设备进一步包括电源,其被布置成从第一和/或第二端子向可控制的切换电路和检测电路供电。优选地,远程开关控制设备进一步包括电能量存储元件,其被布置成在所述衰减期间、特别是在所述电源中断期间为所述可控制的切换电路和所述检测电路供电。
在一个实施例中,远程开关控制设备进一步包括通信接口或系统。通信接口或系统可以是电源线通信接口或单元。通信接口还可以是无线电接口。通信接口可以包括电路和/或微处理器。
在实施例中,第三端子可连接到电源插头插座,特别是可连接到墙壁电源插头插座。在实施例中,远程开关控制设备的第二端子可连接到电器具的第二电源端子。
在另一个实施例中,电器具是照明器具,特别是灯具、枝形吊灯(chandelier)。第三端子可连接到照明器具的、特别是灯具的或枝形吊灯的电源端子。在实施例中,远程开关控制设备的第二端子可连接到照明器具的、特别是灯具的或枝形吊灯的第二电源端子。
根据本发明,通过用于安装用于激活和解激活具有第一和第二电源端子的电器具的切换系统的方法来进一步实现该目的,包括以下步骤:
安装远程开关控制设备,所述远程开关控制设备包括:第一端子、第二端子、第三端子、可控制的切换电路,被布置成修改切换系统的第一端子和第三端子之间的电连接以及检测电路,被布置成检测第一和第二端子之间的比如例如功率、电压、有效rms电压、电流或有效电流的电参数的衰减并且被布置成控制所述可控制的切换电路;其中所述切换系统的安装的所述步骤包括以下步骤
将第一端子电电连接到电源线的第一线,将第二端子电连接到电源线的第二线并且将第三端子电连接到电器具的第一电源端子或者电连接到适用于为电器具供电的电源插头插座的电连接器;
安装用于被电连接在第一线和所述远程开关控制设备的第一端子之间或者在第二线和所述远程开关控制设备的第二端子之间的机电开关;机电开关被布置成在链接机电开关的第一和第二电接触的电连接上操作,并且被配置成可由用户人工地动作;其中安装机电开关的所述步骤包括以下步骤:
以此类方式来配置机电开关以在被致动时产生在预定义时间段期间链接第一和第二接触的电连接的电参数的修改。
机电开关可以是先断后合开关,所述先断后合开关被布置成将第一接触电连接到先断后合开关的第二和第三接触两者之一。因此,安装机电开关的步骤可以进一步包括将先断后合开关的第二和第三接触电连接在一起的步骤。
附图说明
以通过示例给出和由图图示的实施例的描述的帮助,本发明将被更好地理解,其中:
图1a、b示出了机电开关的视图,而图1b示出了在本发明中使用的先断后合开关10;
图2图示了图1b的先断后合开关布置的典型的切换行为;
图3示出了包括整形电路的机电先断后合开关布置的视图;
图4图示了图3的开关布置的切换行为;
图5示出了根据本发明的远程开关控制设备;
图6示出了根据本发明的切换系统的第一;
图7示出了根据本发明的切换系统的第二实施例;
图8a、b示出了根据本发明的切换系统的第三实施例的两个变型;
图9a、b示出了根据本发明的切换系统的第四实施例的两个变型;
图10示出了根据本发明的切换系统的第五实施例。
具体实施方式
本发明涉及用于由远程开关有线控制的电器具的激活和解激活的切换系统,特别地用于其供电由1向电线电源线控制、通常由例如2向电线的多向电线互相连接在一起的多个开关来控制的家庭器具和家庭照明的切换系统。
由图1a和1b示意性地图示了在本发明的切换系统内使用的开关。
图1a示出了在链接第一电接触12和第二电接触13的电连接上操作的机电开关1。
开关被配置成可由用户人工地动作。机电开关1被配置成在以此类方式链接的电连接上动作以在被致动时产生链接第一12和第二接触13的电连接的电参数的修改。
有利地,机电开关1可以被电地和/或机械地配置成生成衰减,所述衰减持续(基本上)预定义时间,即被包括在预定义范围内的时间段。
机电开关1可以被配置成独立于在开关1上的用户的致动手势来生成其持续时间在预定义最小/最大时段内的衰减,即持续时间基本上不可由手势(gesture)修改。开关1可以生成其持续时间可以在预定义范围内变化的连续的衰减。
替代地,机电开关1可以被机械地配置成以此类方式导致用户的手势生成其持续时间在预定义最小/最大时段内的衰减。
衰减的持续时间可以在从10
Figure 160946DEST_PATH_IMAGE001
到2
Figure 298667DEST_PATH_IMAGE002
的范围中,最终在从100
Figure 26451DEST_PATH_IMAGE001
到500
Figure DEST_PATH_IMAGE003
的范围中,有利地在从10
Figure 452884DEST_PATH_IMAGE003
到100
Figure 924317DEST_PATH_IMAGE003
的范围中。
在例如从10
Figure 916544DEST_PATH_IMAGE001
到2
Figure 189131DEST_PATH_IMAGE002
、从10
Figure 165177DEST_PATH_IMAGE001
到2
Figure 174722DEST_PATH_IMAGE002
、最终从1OO
Figure 411668DEST_PATH_IMAGE001
到500
Figure 215676DEST_PATH_IMAGE003
的这些范围内持续的此类衰减减少了可以以如下此类方式影响电器具的可操作性的电源故障,此类方式不存在可操作性的损失,或者,当引起了可操作性的损失时,这不值得或较不值得用户注意,因为如今的电器具通常是鲁棒的或对在这些范围内的电源故障较不敏感。
图1b的机电先断后合开关10在当今电设施中用于打开/关闭电器具而广泛使用的开关。先断后合开关10具有可以被连接到开关的第二13和第三接触14两者之一的第一接触12。通常地,开关是可以由用户人工地致动的机电开关。
先断后合开关10可以是单刀双掷(SPDT)开关,同样地被称为二向开关(英国电线名称)或三向(美国电线名称)。
先断后合开关10可以被包括在如双刀双掷(DPDT)的更复杂的开关中。
开关10在电源线其间的插入允许每次致动开关时在电源线上生成比如例如功率、电压、有效rms电压、电流或有效电流的至少一个电参数的衰减,直到电中断,其中先断后合开关的第二13和第三14接触被电连接在一起。衰减从第一端子12与第二13和第三14端子两者之一之间的稳定的电连接的断开持续直到第一端子12与第二13和第三14端子两者之一之间的另一个稳定的电连接的闭合(make)。
根据本发明,电源线是适于传导电功率的线。
在本发明的意义上,衰减可以是电参数的任何衰减,其量值包括在预定义时段期间应该被提供的电参数的值的从10%到100%的范围中,并且特别是在从50%到100%的范围中以及特别是在从75%到100%的范围中。
在本发明的意义上,电或电源中断可以是其量值包括在预定义时段期间应该被提供的功率的或电压的或有效rms电压的从95%到100%的范围中并且特别是100%的量值的任何衰减。
图2图示了先断后合开关1布置如在图1b中图示的那样插入DC电源线其间时的切换行为的示例。切换行为可以包括在稳定电连接的接触断开的相位期间并且在另一个稳定电连接的闭合期间的多个接触弹跳(bouncing),引起电衰减直到电中断。在这些相位其间,先断后合开关引起电源中断。
可以将先断后合开关10插入100-400V、AC单相位或三相位电源线其间。特别地,插入家庭AC 120/240伏特电路其间。
整形电路或元件5可以与图1a或图1b的开关1、10的第一端子12、第二和/或第三端子13、14串联和/或并联电连接。整形电路或元件5可以被布置成在切换操作期间改变开关的电行为,特别是进行更好地适合于检测的目的的衰减直到中断,或衰减在电源上的噪声生成。
可以使用整形电路或元件5来修改先断后合开关的接触弹跳的形状。
特别地,可以使用整形电路或元件5来对传入的电信号的一些分量进行过滤或衰减。
而且,整形电路或元件5可以被布置成在开关1、10的端子2、13、14之一上引入预定义信号模式,如在图3和4中图示的那样。
在本发明的意义上,预定义模式电压可以是不预定向电器具提供电源的任何模式电压。
在切换操作期间,整形电路或元件5可以修改AC电源信号,例如修改电幅度和/或电频率。例如,整形电路或元件5可以生成由预定义频率或幅度表征的衰减。
有利地,整形电路或元件5可以通过对传入的AC信号进行过滤或移位来引入预定义频率模式和/或预定义幅度模式。
因此可以将整形电路或元件5的第一端子50电连接到开关1的第一端子12,而可以将电路或元件5的第二端子51电连接到开关1、10的第二端子13(和第三端子14)。
排他性地包括无源电元件的并行整形电路既不需要附加的电源供应线,也不需要供电电路。因此可以将单个电容、二极管、电阻器或LC谐振器用作整形电路或元件5。例如,可以将正AC或负AC相位衰减从10%到100%的预定义衰减。
替代地,整形电路可以包括例如计算单元或微处理器的有源部件。计算单元可以因此被布置成在远程开关控制设备的第一、第二和/或第三端子上通过电源线通信来进行通信。
切换系统可以进一步包括通信接口或系统。通信接口或系统可以被布置成在远程开关控制设备的第一、第二和/或第三端子上通过电源线通信来进行通信。通信系统可以包括电路和/或微处理器。通信系统可以与配备先断后合开关的整形电路合作,例如通过共享电路和/或相同微处理器的至少部分来合作。通信系统可以收集并且发送关于先断后合开关的状态和/或关于用户对先断后合开关的切换的信息。该信息可以包括被存储在配备通信系统和/或整形电路的本地存储器中的附加信息,例如先断后合开关的电标识。通信系统可以收集并且发送由配备先断后合开关和/或整形电路的其他电路、例如传感器、人机接口和/或用户接口提供的信息。
有利地,微处理器可以被布置成在由先断后合开关生成的衰减期间在远程开关控制设备的第一、第二和/或第三端子上生成预定义电压模式。一方面,预定义模式电压可以电标记由开关1、10引起的衰减或中断,并且另一方面,预定义模式电压可以向电器具和/或向其他连接的设备或开关提供信息或命令,其他连接的设备或开关即家庭照明器具控制单元。
优选地,微处理器由独立的供电单元、特别是由电池组或单个电池来供电。独立的供电单元允许在不需要附加供电线的情况下为有源电路和微处理器供电。
图5示出了根据本发明的用于电器具的激活和解激活的远程开关控制设备9。
远程开关控制设备9包括可连接到电源线的第一线的第一端子90、可连接到电源线的第二线的第二端子91和可连接到电器具的电源端子的第三端子92。
可以将远程开关控制设备9集成在单个壳内。替代地,可以将远程开关控制设备9分布在电合作在一起的多个不同的元件或单元内。
可以将远程开关控制设备9直接安装在家庭的插头插座后面。
可以将远程开关控制设备9直接安装在电器具后面或电器具内。电器具可以是照明器具、电家庭器具、家庭自动化电器具或配备电动机的器具。
远程开关控制设备9包括适于修改直到断开第一端子90和第三端子92之间的电连接的可控制的切换电路93,以及适于检测第一和第二端子90、91之间的电参数的衰减并且经由命令电线98来控制可控制的切换电路93的检测电路96。特别地,检测电路96可以被布置成检测在连接到设备9的第一90或连接到第二端子91的电源线上的电中断。
可以将第一端子90连接到电源线的相位线8,而可以将第二端子91连接到电源线的中性线7或地。
替代地,可以将第一端子90连接到电源线的中性线7或地,而可以将第二端子91连接到电源线的相位线8。
有利地,电源线可以是100-400V、AC单相位电源线。
可以将第一端子90连接到DC电源线的第一线,而可以将第二端子91连接到DC电源线的第二线。可以将第一线电连接到DC电源的正极或连接到DC电源的负极,而将第二线连接到DC电源的拮抗极(antagonist pole)。
根据本发明,功率衰减可以是电源线上的例如功率、电压、有效rms电压、电流或有效电流的电参数的异常和突然的修改,即不可统计上归因于电源线的电固有特性或采用的修改。
特别地,衰减可以是由DC电源线提供的电压、功率和/或电流的实质的衰减,和/或由DC电源线提供的电压和/或电流的实质的中断。
特别地,衰减可以是由AC电源线提供的幅度电压和/或电流的衰减、由AC电源线提供的电压和/或电流的频率的基本上和异常的修改、由AC电源线提供的电压和/或电流的频率的相移和/或由AC电源线提供的电压和/或电流的实质的中断。
有利地,检测电路96可以通过调查和/或检查第一和第二端子90、91之间的电压降来检测在输入端子90处的衰减直到电中断。因此可以定义预定义衰减级别以便对衰减的和/或中断的检测进行信号化(signalize)。
检测电路96可以被布置成通过调查和/或检查第一和第二端子90、91之间的电压来检测衰减,以便检测在预定义频率范围内的频率的出现。因此可以如此定义该范围以覆盖统计上或基本上可归因于机电开关换向(commutation)的频率。
在配备有在AC电源线上操作的整形电路或元件5的开关1、10的存在的情况下,检测电路96可以被布置成通过调查和/或检查第一和第二端子90、91之间的电压来检测衰减,以便检测在预定义频率范围内的频率的出现。可以定义该范围以排除统计上或基本上可归因于经典的50Hz/60Hz AC频率保持器或正弦波的频率。
在配备有在AC电源线上操作的整形电路或元件5的先断后合开关的存在的情况下,检测电路96可以被布置成通过调查和/或检查第一和第二端子90、91之间的电压来检测衰减,以便检测在预定义频移范围内的电压频率的相移的出现。因此可以定义预定义范围以排除统计上或基本上可归因于电源或分布式设备或布置的电噪声的相移。
在配备有在AC/DC电源线上操作的整形电路或元件5的先断后合开关的存在的情况下,检测电路96可以通过调查和/或检查第一和第二端子90、91之间的电压或电压幅度来检测在输入端子90处的衰减直到电源中断,以便检测预定义降斜率(drop slope)或在预定义斜率范围内的降斜率。因此可以定义预定义下降斜率以便排除统计上或基本上可归因于电源或分布式设备或布置的电噪声的斜率。
可以定义多个范围以便识别或标识正在生成/已经生成检测的衰减的先断后合开关。
检测电路96可以被布置成检测被包括在从10
Figure 554385DEST_PATH_IMAGE001
到2
Figure 102041DEST_PATH_IMAGE002
的范围中的预定义时段中的在电源线上的衰减,特别是电中断。表达的单位是
Figure 334439DEST_PATH_IMAGE004
单位,即单位‘
Figure 699561DEST_PATH_IMAGE001
’表示微秒,即10-6秒,并且单位‘
Figure 964714DEST_PATH_IMAGE002
’表示秒。
在照明器具的情况下,测试已经显示检测电路96可以被布置成检测持续被包括在从100
Figure 581640DEST_PATH_IMAGE001
到500
Figure 527599DEST_PATH_IMAGE003
,并且特别是从10
Figure 204568DEST_PATH_IMAGE003
到100
Figure 111344DEST_PATH_IMAGE003
的范围中的时段的电源线的衰减,特别是电中断。根据
Figure 141748DEST_PATH_IMAGE004
单位标准,‘
Figure 83159DEST_PATH_IMAGE003
’单位表示毫秒,即10-3秒。
远程开关控制设备9允许使用开关1,开关1是被配置成只要开关被致动(按按钮)就断开电连接的简单单稳态(mono-stable)开关ON-OFF的。在此类情况中,为了激活/解激活电器具,用户不得不以此类方式短暂地致动该开关以生成其时段被包括在检测电路96的预定义范围(例如少于预定义最大持续时间)内的衰减,例如少于2
Figure 931030DEST_PATH_IMAGE002
,更好地少于500
Figure 184156DEST_PATH_IMAGE003
机电开关1可以被配置成独立于在开关1上的用户的致动手势来生成其持续时间在预定义最小/最大时段内的衰减,即该持续时间基本上不可由手势修改。开关1可以生成其持续时间可以在预定义范围内变化的连续的衰减。
在50-60Hz AC信号的情况下,检测电路96可以被布置成检测从从1/2000周期至100周期的AC信号的衰减,特别是中断。测试已经显示检测电路96可以被布置成检测从1/200周期至25周期、并且特别是从1/2周期至5周期持续的AC信号的衰减,特别是中断。
在本发明的意义上,单位‘周期’指的是AC周期,即指的是AC频率-1
检测电路96可以进一步被布置成检测由整形电路5生成的预定义电压模式,以便确认由开关1生成的电参数的衰减的检测。而且,预定义模式的检测可以提供关于具有生成的检测的衰减的开关的信息。
检测电路96可以进一步被布置成响应于预定义电压模式在其端子之一上生成预定义电信号。替代地,检测电路96可以包括专用端子,预定义电信号可以在其上被发送到电器具或发送到其他电设备的。
远程开关控制设备9可以进一步包括通信接口或系统。通信接口可以被布置成在远程开关控制设备的第一、第二和/或第三端子90、91、92上通过电源线通信来进行通信。
通信接口或系统可以是电源线通信接口或系统。
通信接口还可以是无线电接口。通信接口可以包括电路和/或微处理器。通信接口可以例如通过共享电路和/或微处理器的至少部分来与检测电路96合作。通信接口可以收集并且发送关于远程开关控制设备9的状态和/或关于检测电路96的状态和或关于可控制的切换电路93的状态的信息。该信息可以包括被存储在配备远程开关控制设备9和/或检测电路96的本地存储器中的附加信息,例如远程开关控制设备的电标识和或远程开关控制设备的部件的版本号码。通信接口可以收集并且发送由配备远程开关控制设备9的其他电路、例如环境(ambient)或人检测传感器、人机接口和/或用户接口提供的信息。
可以使用通信接口来发送开关已经被激活的信息。该通信接口还可以接收信息以打开或关闭或调暗(dim)负载。
检测电路可以具有初始的或默认的状态,其中第一端子90和第三端子92之间的电连接是中断的。该状态可以在电危险(electrical hazard)的情况下或在电过电压或停电(blackout)之后提供安全等级。
每次检测电路检测电参数的衰减和/或预定义电压模式时,检测电路可以通过命令可控制的切换电路93来导致第一端子90和第三端子92之间的电连接的状态在连接状态和中断状态之间的改变。
可控制的切换电路93可以包括电操作开关。例如,可以使用基于电磁的继电器或固态继电器来可控制地断开第一端子90和第三端子92之间的电连接。
可控制的切换电路93可以包括晶体管,所述晶体管被布置成可控制地修改直到断开第一端子90和第三端子92之间的电连接。晶体管可以进一步提供电衰减直到电连接的基本上断开,以便提供例如调光器(dimmer)功能。
可控制的切换电路93可以包括被布置成可控制地断开输入端子90和输出端子92之间的电连接的常常被称为TRIAC的双向三端可控硅(triode thyristor)。双向三端可控硅可以使能或停止应用于提供对在第一端子90和第三端子92之间流动电流的方向的控制的其门电极(gate electrode)的正和/或负电流。
可以定义多个预定义电压衰减级别、多个电压斜率范围、多个频率范围、多个相移范围和/或多个电压模式,使得检测电路可以激活可控制的切换电路93,以便生成第一和第三端子90、92之间的预定义电连接。此类预定义电连接可以使能电器具或家庭自动化设备的特定功能,例如调光器类的功能。
例如,可控制的切换电路可以被布置成对第一端子和第三端子之间的电连接进行从0%直到100%的电衰减。
例如,由检测电路96进行的对被包括在第一预定义范围中的衰减值的检测可以引导检测电路96以第一预定义方式驱动可控制的切换电路93,例如提供第一和第三端子90、92之间的电连接的第一预定义电衰减或通过停止第一和第三端子90、92之间的在预定义方向上流动的电流。对被包括在第二预定义范围中的衰减值的检测可以引导检测电路96以第二预定义方式驱动可控制的切换电路93,例如提供第一和第三端子90、92之间的电连接的第二预定义电衰减或通过停止第一和第三端子90、92之间的在预定义方向的相反方向上流动的电流。
最终,每次检测电路检测电参数的预定义衰减和/或预定义电压模式时,检测电路可以被布置成在远程开关控制设备9内或在电器具外部生成命令信号,这没有改变第一端子90和第三端子92之间的电连接的当前状态。
有利地,图5的远程开关控制设备9可以包括从第一90和/或第二端子91向可控制的切换电路93、检测电路94供电的电源96。远程开关控制因此特别地提供用于电器具的激活和解激活的远程开关控制,既不需要用于命令传输的附加电线也不需要用于电源的附加线。
远程开关控制设备9可以包括电能量存储元件95,以便至少在电源线的电参数的衰减期间或在电源线上的电中断期间向可控制的切换电路93和检测电路94提供电源。有利地,能量存储元件95可以是或可以包括由设备9的电源96供电的可再充电的能量存储元件。能量存储元件95可以存在于电容器中。
替代地,远程开关控制设备9可以被布置成在设备9的第一90处和/或在第二端子91处发生的实质的电源中断期间掉电(power down)。在该配置中,检测电路94可以被布置成在每次通过在设备9的第一90处和/或在第二端子91处的供电的重新建立来使远程开关控制设备9上电(power up)时,改变第一端子90和第三端子92之间的电连接的状态。
在设备9的第一90处和/或在第二端子91处发生并且持续多于预定义时段的实质的电源中断的情况下,远程开关控制设备9可以被进一步布置成当远程开关控制设备9被重新上电时维持第一端子90和第三端子92之间的电连接的状态,并且被布置成在远程开关控制设备9的线之一上发送预定义消息。
电器具可以是电设备的电负载。在此类情况中,远程开关控制设备9的部分可以有利地位于电设备的壳内,例如可控制的切换电路93可以是电设备本身的部分。有利地,远程开关控制设备9可以因此包括没有可控制的切换电路93的远程开关控制设备模块,因为该元件可以是电设备、电器具或远程开关控制设备9的辅助操作单元的部分。远程开关控制设备模块因此可以被配置用于对可以物理地位于电设备、电器具或辅助操作单元内的可控制的切换电路进行电控制。该远程开关控制设备模块可以因此包括由电源电路95并且最终由电能量存储单元95供电的检测电路94,这些电路具有此类方式的与第一和第二端子90、91的电连接以被供电并且能够提供这些端子之间的电参数的衰减的检测。主远程开关控制设备单元可以因此被布置成以此类方式利用检测电路96的命令电线98来提供到可控制的切换电路93的电连接以控制它。如所述的那样,辅助操作单元,即可控制的切换电路93,可以是此类方式的电设备的部分以控制电器具的激活和解激活。
图6示出了包括用于电器具100的激活和解激活的机电开关1和如上所述的远程开关控制设备9之一的切换系统6的第一实施例。
图6的电器具100通过被连接到其电端子101中的一个的电源线7、8的单向(one-way)部分4控制,而其他电端子102被电连接到电源线7、8的中性线。
图6的切换系统6包括远程开关控制设备9和开关1以及具有电源和中性端子101、102的电器具100。电源线包括相位线8和中性线7。电源线可以是例如100-400V、AC单相位电源线。
将开关1电连接在电源线的相位线8和远程开关控制设备9的第一端子90之间,即将开关端子12、13中的一个电连接到电源线而以此类方式将其他开关端子12、13电连接到远程开关控制设备9的第一端子90以在第一端子90和电源线源8之间的电连接上操作。
远程开关控制9可以被安装在到中性线7的访问是可能的任何地方因此以将其第二端子91电连接到电源线的中性线7。
通常在建筑物领域中,电源线7、8的第一和第二线可以遵循在建筑物墙壁和天花板部分内的物理分离的路径,该路径从电器具的电端子、或者从电源插头插座的电端子开始,并且结束于配电盘(switchboard)中。
在此类情况中,可以以此类方式将远程开关控制设备9定位在电器具(或电源插头插座,通常是壁装或表面装电源插头插座)附近以具有分别从电器具、或从电插头插座开始到中性线7的访问。因此通过初始被预定为向电器具100供电的单向部分4(或电源插头插座)将开关1电连接到远程开关控制设备9。
在电源插头插座的情况下,尤其是在壁装或表面装电源插头插座的情况下,可以以此类方式有利地将远程开关控制设备9安装在电源插头插座后面以致使其对用户而言不可见也不可访问。
切换系统6因此提供在如下此类条件中的全部可操作性,其中到电源线的访问被本地约束和/或限制并且其中附加线缆是不可能的或不便安装的,例如单向控制的照明或单向供电/接地插头插座。
特别地,切换系统6因此提供全部可操作性,其中电器具被永久地安装在建筑物的内壁或外壁或天花板上(或内),并且其中电器具由被直接集成、例如胶合在建筑物元件内的单向线来控制。
图7示出了将在电依赖远程开关控制设备9的单向线部分4上操作的多个开关1、1'互相连接的切换系统6。
切换系统6允许插入在电源线8和远程开关的第一端子90之间和/或在电源线7和远程开关的第二端子91之间操作的无限的数量的开关,这无需附加控制/电源电线的安装。
如公知的那样,在家庭照明系统中,通常通过至少一个多向电线将多个机电开关互相连接在一起,以便激活和解激活一个或多个照明器具。通常,在此类电路中采用先断后合开关,并且多向电线是二向电线。
图8a、b示出了切换系统6的第三实施例的两个变型。这些变型包括如上所述的适于激活和解激活具有电源和中性端子101、102的电器具100的远程开关控制设备9中的一个。将图1b的先断后合开关10电连接在相位线8(图8a)或者中性线7(图8b)和远程开关控制设备9的第一端子90之间。
开关10具有可以被连接到开关10的第二和第三接触13、14两者之一的第一接触12,其中将开关的所述第二和第三接触13、14电连接在一起。可以通过将端子13、14两者短路来将开关1的第二和第三接触13、14电连接在一起。
可以通过将开关1的第一端子12电连接到相位线8或者中性线7来将开关1电连接到电源线的相位线8或者中性线7,而将开关1的第二和第三端子13、14电连接到远程开关控制设备9的输入端子90。
替代地,可以通过将第二和第三端子13、14电连接到相位线8或者中性线7来将开关1电连接到电源线的相位线8或者中性线7,而将开关1的第一端子12电连接到远程开关控制设备9的输入端子90。
将远程开关控制设备9的第三端子92电连接到电器具100的电源端子101,其中将第二端子91电连接到电源线的中性线。
将电器具的中性端子102电连接到中性线或电线7。
器具100可以是家庭照明器具。
器具100可以是通过插入电源插头插座中的电插头电连接使得将端子101、102电连接到第三端子92和连接到中性线或地的电器具。
远程开关控制设备9可以被集成在电器具100中,例如集成在家庭照明器具或灯泡中。
替代对于图8a的布置或除了图8a的布置之外,可以将先断后合开关10电连接在电源线的中性线7和远程开关控制设备9的第二端子91之间,如在图9a中图示的那样。将设备9的第一端子90电连接到电源线的相位线8。将器具100的一个端子101、102电连接到设备9的第三端子92而将器具100的其他端子101、102电连接到设备9的第二端子91。
替代图8b的布置或除了图8b的布置之外,可以将先断后合开关10电连接在电源线的相位线8和远程开关控制设备9的第二端子91之间,如在图9b中图示的那样。将设备9的第一端子90电连接到电源线的中性线7或地线。将器具100的一个端子101、102电连接到设备9的第三端子92而将器具100的其他端子101、102电连接到设备9的第二端子91。
如公知的那样,在传统家庭照明系统中,通常通过至少一个多向电线将多个机电开关互相连接在一起,以便激活和解激活一个或多个照明器具。通常通过二向电线将此类开关连接在一起。
图10示出了包括在用于控制器具100的相同远程开关控制设备9上操作的多个开关的切换系统6。
切换系统6互相连接被布置成在电源线8的二向电线4、4'部分上操作的先断后合开关2、10、10'的组。切换系统6进一步包括在电源线8的单向部分上操作的附加开关10"。替代地,开关10"可以由图1a的开关替代。
切换系统6因此以此类方式提供在1向电路上操作的开关1、10和在电源线的2向电路上操作的开关2、10、10'之间的无限制的互操作性,使得所有的此类开关可以与其他开关合作用于激活和解激活相同的电器具100而无需附加控制/电源电线的安装。
将第一开关1的第一端子12电连接到电源线的相位线8而将第二开关1'的第一端子12'电连接到远程切换控制设备9的第一端子90。通过二向电线4将第一开关1的第二和第三接触13、14电连接到第二开关1'的第二和第三接触13'、14'。
可以将中间开关2电插入第一和第二开关10、10"其间,如在现有技术中已知的那样。
第一和第二开关之间的如上所述的电连接是通常在传统家庭照明电路中使用的普通的二向电线布置。
根据本发明,将第二13和第三端子14第一开关1电连接在一起。可以通过借助于电板或电线41将第一开关的第二和第三端子13、14短路来实现第二和第三端子13、14之间的电连接。可以将电连接41定位在开关壳内部或开关1的开关位置附近。
替代地,可以通过例如借助于电板或电线41将连接第一和第二开关10、10"的两向电线4短路来实现第一开关1的第二和第三端子13、14之间的电连接。
替代地,可以通过例如借助于电板或电线将第二开关的第二和第三端子13'、14'短路来实现第一开关10的第二和第三端子13、14之间的电连接。
替代地,可以通过将中间开关2的几个端子的短路来实现第一开关10的第二和第三端子13、14之间的电连接。
图10的切换系统6进一步包括将第二开关10'的第一端子12'电连接到第三先断后合开关10"的第一端子12"的1向电线。将第二端子13"和第三端子14"电连接在一起并且电连接到远程开关控制设备9的第一端子90。
本发明因此涉及一种用于安装用于激活和解激活具有第一和第二电源端子(101,102)的电器具(100)的切换系统的方法。
所述方法包括安装切换系统6的步骤。该步骤包括将第一端子90电连接到电源线7、8的第一线、将第二端子91电连接到电源线7、8的第二线以及将第三端子92电连接到电器具(100)的第一电源端子(102)或者连接到适用于为电器具100供电的电源插头插座的电连接器的步骤。
所述方法包括安装机电开关1、10的步骤,所述机电开关1、10用于被电连接
在第一线7、8和远程开关控制设备9的第一端子90之间或者
在第二线7、8和所述远程开关控制设备9的第二端子91之间。
在采用的机电开关是先断后合开关10的情况下,安装步骤包括将第二13和第三14接触电连接在一起的步骤。
可以执行的上述安装步骤是任何时间相关序列。
在附图中使用的元素的列表:
1、1' 开关
10、10'、10" 先断后合开关
12、13、14 接触
12'、13'、14' 接触
12"、13"、14" 接触
2 中间开关
21-24 端子
4、41 电连接
4' 二向电线
5 整形电路
50、51 端子
6 切换系统
7 中性线
8 相位线
9 控制设备
90 输入端子
91 中性端子
92 输出端子
93 切换电路
94 检测电路
95 电能量存储单元
96 电源电路
97 内部电源连接
98 命令电线
100 电器具
101、102 端子

Claims (6)

1.一种用于电器具的激活和解激活的切换系统,所述切换系统包括
远程开关控制设备,其包括:
第一端子,其电连接到电源线的第一线;
第二端子,其电连接到电源线的第二线并且可电连接到电器具的第一电源端子或者可电连接到用于为电器具供电的电源插头插座的第一电端子;
第三端子,其可连接到电器具的第二电源端子或者连接到电源插头插座的第二端子;
可控制的切换电路,其被布置成修改第一端子和第三端子之间的电连接;以及
检测电路,其被布置成检测电源中断或功率衰减以及控制其上的所述可控制的切换电路;
其特征在于:
第一机电开关,连接在第一线和所述远程开关控制设备的第一端子之间或者连接在第二线和所述远程开关控制设备的第二端子之间,第一机电开关具有第一接触、第二接触和第三接触,第一机电开关是先断后合开关,其被配置成将第一接触电连接到第二和第三接触两者之一;其中以在第一机电开关被致动时产生在被包括在从10
Figure DEST_PATH_IMAGE002
到2
Figure DEST_PATH_IMAGE004
的范围内的时间段期间的电源中断或功率衰减的此类方式将第二和第三接触电连接在一起。
2.如前述权利要求所述的切换系统,其中将第二机电开关电连接在第一机电开关和第一或第二端子之间;第二机电开关是先断后合开关,其中将第二机电开关电连接在所述第一机电开关和远程开关控制设备的第一或第二端子之间,并且其中将第一机电开关的第二和第三接触通过二向电线电连接到第二机电开关的第二和第三接触。
3.如前述权利要求中任一项所述的切换系统,其中所述第一机电开关和/或第二机电开关包括整形电路。
4.如权利要求3所述的切换系统,其中将整形电路的第一端子连接到第一机电开关或第二机电开关的第一端子;并且其中将整形电路的第二端子连接到相同开关的第二和/或第三端子,所述整形电路存在于电容器中、存在于电阻器中、存在于二极管中或存在于LC电路中或包括由电池供电的处理单元。
5.如权利要求1所述的切换系统,其中远程开关控制设备进一步被配置成从预定义设备接收有线和/或无线消息,并且在预定义无线消息的接收时修改第一端子和第三端子之间的电连接。
6.如权利要求1所述的切换系统,进一步包括通信接口或系统,其被配置成在第一线和所述远程开关控制设备的第一端子之间或在第二线和所述远程开关控制设备的第二端子之间的电连接上操作;通信接口或系统被配置成,响应于来自预定义设备的预定义有线或无线消息的接收,在预定义时间段期间修改所述电连接的电参数。
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