CN109691228A - 为灯开关供电 - Google Patents

为灯开关供电 Download PDF

Info

Publication number
CN109691228A
CN109691228A CN201780048408.8A CN201780048408A CN109691228A CN 109691228 A CN109691228 A CN 109691228A CN 201780048408 A CN201780048408 A CN 201780048408A CN 109691228 A CN109691228 A CN 109691228A
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch
controller
divider
lighting
lamp
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.)
Pending
Application number
CN201780048408.8A
Other languages
English (en)
Inventor
A.L.J.坎普
P.T.J.博南
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Signify Holding BV
Original Assignee
Signify Holding BV
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Signify Holding BV filed Critical Signify Holding BV
Publication of CN109691228A publication Critical patent/CN109691228A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/357Driver circuits specially adapted for retrofit LED light sources
    • H05B45/3574Emulating the electrical or functional characteristics of incandescent lamps
    • H05B45/3575Emulating the electrical or functional characteristics of incandescent lamps by means of dummy loads or bleeder circuits, e.g. for dimmers
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source
    • H05B47/175Controlling the light source by remote control
    • H05B47/19Controlling the light source by remote control via wireless transmission
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2300/00Orthogonal indexing scheme relating to electric switches, relays, selectors or emergency protective devices covered by H01H
    • H01H2300/03Application domotique, e.g. for house automation, bus connected switches, sensors, loads or intelligent wiring
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/12The local stationary network supplying a household or a building
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/12The local stationary network supplying a household or a building
    • H02J2310/14The load or loads being home appliances
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/20Smart grids as enabling technology in buildings sector
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/14Protecting elements, switches, relays or circuit breakers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/222Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/242Home appliances
    • Y04S20/246Home appliances the system involving the remote operation of lamps or lighting equipment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

一种双线照明系统,包括照明设备,其连接到第一线;和灯开关,其连接到第二线;以及连接线,其将灯开关连接到照明设备。第一和第二线跨市电系统连接。照明设备包括照明控制器和可由照明控制器控制的分压器。灯开关包括无线发射器、开关控制器和连接到开关控制器的机械开关。开关控制器被配置为,响应于用户对机械开关的致动,在连接线中生成分压器激活信号。照明控制器被配置为根据分压器激活信号激活分压器,以便在线中感生操作电流。开关控制器被配置为使用操作电流来从无线发射器发射消息。

Description

为灯开关供电
技术领域
本发明涉及本文所称的“智能”灯开关;即包括无线发射器的灯开关,该无线发射器允许灯开关基于无线联网技术与照明网络通信。本发明特别涉及在双线照明系统内为智能灯开关供电的手段。
背景技术
传统的市电供电的照明系统可以包括至少一个照明设备(例如灯具)和至少一个安装在照明系统的开关点处的传统灯开关,典型地是墙壁开关。灯开关和灯具通过电线彼此连接并连接到市电电压供应,并且灯开关通过调节从市电电压供应汲取的电功率的量来控制灯具。例如,简单的接通/断开开关通过分别将灯具从市电供应连接和切断来接通和断开灯具。调光开关可以用于改变由灯具从市电系统汲取的(平均)电流量,例如基于相切调光(phase cut-dimming)。
传统的市电供电的照明系统通常具有其自己的专用电气布线,该电气布线与为通用功率出口(诸如标准电功率插座)供电的任何布线分开。当建造新建筑物时,在内部墙壁被抹灰并且铺设地板之前,在建造的第一阶段(被不同地称为“第一固定”或“粗加工”)期间,电气布线被典型地相对早地铺设。开关点(即意图用于墙壁开关的内部墙壁上的位置)、照明点(即灯具将连接的内部天花板、墙壁或甚至地板上的位置)以及开关点和照明点之间的关系通常需要被选择并相应地铺设布线。
根据各种全球监管要求,灯开关通过所谓的相线(在一些上下文中称为“带电”线或“火”线)连接到AC市电电压供应,照明设备通过所谓的中性线连接到地(不要与保护性接地混淆),并且“开关相”线(在一些上下文中也称为“开关带电”线或“开关火”线)将灯开关连接到照明设备,该术语反映了这种线仅在开关闭合时才带电的事实。因此,每个开关点具有至少两个可用连接:一个连接到相线,并且另一个连接到相开关线。
尽管有这些全球监管要求,但技术上可能的是,对照明系统相反地布线,即开关连接到地并且照明设备连接到中性线。也就是说,相线和中性线有效地交换。在这种反向配置中,将照明点连接到开关点的线是否是火线取决于照明点而不是开关点处的连接。
在所谓的“三线”照明系统中,线被铺设成使得在开关点处第三连接(即到中性线并因此到地的直接连接)也是可用的。这在图1A中图示,图1A示出了三线安装中的开关点102和照明点104。相线、中性线和开关相线分别标记为P、N和SP,并且市电电压供应标记为106。此第三连接点允许安装在开关点102处的设备独立于安装在照明点104的任何设备来从市电106汲取电流。
相比之下,在所谓的“双线”照明系统中-其示例在图1B中图示-开关点112缺少到中性线N的此第三连接点,因此其仅有的到地路径是经由照明点104。因此,如果照明点104处的设备在开关相线SP和中性线N之间提供闭合连接,则安装在开关点112处的任何设备只能够从市电106汲取电流。在许多国家,双线照明系统比三线系统更常见,并且特别是在较旧建筑物中。
注意图1A和1B是高度示意性的电路图,表示经简化的示例照明系统的电气拓扑结构。真实照明系统可以具有更复杂的拓扑结构,具有多个开关点和/或多个照明点。还注意:术语“线”通常指的是有线连接,诸如在比如接线盒或其他连接节点等处连接的一段电线或多段电线。
通过铺设布线,可以完成“第二固定”或“修整”(如其不同的称呼),其中施加灰泥并铺设地板。除其他外,这隐藏了电气布线。虽然在此之后可能对系统重新布线,但这可能是高度破坏性且昂贵的过程,并且通常将仅例如作为大规模翻新的一部分进行。
发明内容
与上述类型的传统灯开关相比,所谓的智能灯开关能够使用诸如ZigBee、Wi-Fi、蓝牙等的无线联网技术对一个或多个智能照明设备(例如智能灯)施加控制。也就是说,智能灯和智能开关形成照明网络,并且智能开关在此网络内无线地发射消息,以便控制其绑定的一个或多个智能灯发射的光的一个或多个特性。消息可以直接发送到照明设备,或者它们可以经由一个或多个其他设备(诸如照明网络中的另一照明设备、网关(例如网桥)或无线路由器(例如))中继。
基本智能开关可以紧密地反映常规灯开关的操作以提供基本控制功能(例如接通/断开或可能调光)。然而,它在照明网络中的作用可以容易地重新配置以改变它所绑定的(多个)照明设备(即,它所控制的(多个)照明设备)。这是直接的过程,其中例如使用在用户设备(例如智能电话)上执行的用户友好的应用程序(app)或者(多个)设备本身的接口机制而调整灯开关和/或智能灯的一个或多个设置。相比之下,传统系统的等效重新配置将是复杂得多的任务,要求大量的重新布线。因此,智能开关能够提供比具有可比日常功能的传统市电开关显著更大的灵活性。
除了对用户更方便之外,智能照明系统可能出于兼容性原因需要智能开关:特别是,由于没有正在发射的智能灯可能需要能够在用户选择时接收无线指令以开始发射,如果使用传统开关从市电切断灯的功率,这可能不是可能的。也就是说,即使是非发射的智能灯也可能需要一些功率。
在相同开关点处更换传统墙壁开关的改装智能开关是有吸引力的选择,因为开关点经常处于良好选择的位置。此外,改装智能开关可以确保智能灯总是被供电以能够与系统交互(即使在非发射时),因为它能够配置为在中性线和在那个开关点处的相开关连接点之间提供恒定连接。
然而,出现了一问题,即为智能开关供电的问题,因为智能开关具有与传统开关完全不同的功率要求。
一种选择将是使用电池,但这对于用户来说是不方便的,因为更换电池对于用户来说是麻烦的。另一种选择将是使用能量收集,但这具有各种缺点,诸如价格、触觉反馈和限制其功能的能量预算。
第三种解决方案是使用传统开关位置处可用的市电功率。然而,如上所述,在双线照明系统中,中性线N不可用。因此,智能开关不能够在双向开关点处独立地汲取电流,并且因此需要与智能灯中所谓的“分压器(bleeder)”(它与该分压器经由开关相线SP电连接)相组合的特殊的双线功率供应,以便实际上为无线操作汲取足够的电流。
参考图1B,分压器是灯中的电路,其在照明点104处在开关相线SP和中性线N之间提供持久的电连接,以便允许从市电经由分压器汲取操作电流。操作电流具有足够高的幅度,以允许安装在开关点112处的智能开关经由其无线发射器发射无线消息。在PCT专利公开WO2016062574中公开了一种包括用于双线系统中使用的分压器电路的灯的示例。然而,在其最简单的形式的情况下,分压器可以简单地是在SP和N之间具有合适电阻的负载,其根据欧姆定律汲取连续电流。
虽然有效,但这种双线智能开关与分压器组合的解决方案具有以下缺点:功率供应具有恒定的待机功率损耗,即使开关经常仅间歇地需要相对大量的电功率(例如,以便发送无线消息)。也就是说,即使没有使用开关,智能开关的供应也将具有固有的功率损耗。
鉴于对待机功率消耗的愈发更严格规定,设想,未来的监管要求甚至可能禁止这种简单开关的这种高待机损耗。
本发明确实采用了分压器的这种第三解决方案,但是在智能灯中利用选择性激活的分压器来解决待机功率消耗的问题。通过仅在使用开关时激活分压器,防止了过多的待机功率损耗。
当由用户致动时,智能开关中的机械的用户可操作开关通过激活分压器来使否则完全停用的双线功率供应系统上电。通过由开关相线本身中的智能开关生成以由智能灯检测的分压器激活信号来激活分压器。
本发明的第一方面涉及一种双线照明系统,包括照明设备(“智能灯”),其连接到第一线;灯开关(“智能开关”),其连接到第二线;以及连接线,其将灯开关连接到照明设备。照明设备包括照明控制器和可由照明控制器控制的分压器。第一和第二线跨市电系统连接。灯开关包括无线发射器、开关控制器和连接到开关控制器的机械开关。开关控制器被配置为,响应于用户对机械开关的致动,在连接线中生成分压器激活信号。照明控制器被配置为根据分压器激活信号激活分压器,以便在线中感生操作电流。开关控制器被配置为使用操作电流来从无线发射器发射消息。
优选地,第一线是中性线,第二线是相线以符合全球监管要求。在此上下文中,连接线称为开关相线,如所述。
存在可以向开关控制器供应足够的功率以允许其生成此初始分压器激活信号的各种方式。这是因为生成分压器激活信号所需的功率显著小于发射无线消息所需的功率。
例如,开关控制器可以被配置为,当分压器不活动时,使用由照明设备在线中感生的漏电流来生成分压器激活信号,其中漏电流具有比操作电流更低的幅度。
作为另一示例,开关的致动可以导致经由连接线供应给照明设备的市电电压的丢失,并且照明控制器可以被配置为响应于市电丢失而激活分压器,以便在线中感生初始电流。开关控制器可以被配置为使用初始电流来生成分压器激活信号以保持分压器活动。换句话说,由致动机械开关导致的市电丢失激活分压器,并且分压器激活信号使其保持激活。
机械开关可以与开关控制器并联连接,并且机械开关的致动可以打开它,以便向开关控制器提供漏电流或初始电流。
优选地,分压器激活信号是经由连接线供应给照明设备的市电电压中的相切。
灯开关还可以包括与机械开关串联连接的控制开关,其可由开关控制器控制。
例如,开关控制器可以配置为使用控制开关来创建相切。
灯开关可以包括与开关控制器和串联连接的开关并联连接的第二控制开关。开关控制器可以被配置为使用第二控制开关来创建相切,并且打开控制开关以接收操作电流。
在用户在开关控制器完成其处理之前再次致动机械开关的情况下,使用此附加且并联连接的第二开关来创建相切的优点在于提供了附加的稳健性。这是因为只要与机械开关串联连接的控制开关保持打开以接收操作电流,机械开关的第二致动就没有效果。
照明控制器可以被配置为响应于经无线发射的消息控制照明设备的至少一个发光设备。
例如,照明控制器可以被配置为响应于经无线发射的消息改变由至少一个发光设备发射的光的发光强度和/或色度。
可替代地,照明控制器可以配置为响应于经无线发射的消息激活或停用至少一个发光设备。
可替代地或附加地,照明系统可以包括第二照明设备,该第二照明设备被配置为例如以等效的方式响应于该消息。
控制器中的每个可以例如包括一个或多个微控制器,一个或多个微控制器被配置为执行所叙述的操作。例如,可以通过在该微控制器的微处理器上执行的代码来实现操作。可替代地,此功能的至少一部分可以由相关控制器的专用电路实现。
本发明的第二方面涉及一种用于在双线照明系统中使用的灯开关,该灯开关包括:第一连接,用于连接到相线或中性线;第二连接,用于经由连接线连接到照明设备;开关控制器;机械开关,其连接到开关控制器;和无线发射器;其中,开关控制器被配置为,响应于用户对机械开关的致动,在连接线中生成分压器激活信号,并且使用由照明设备的分压器在线中感生的结果操作电流来从无线发射器发射消息。
优选地,第一连接是用于连接到相线的相连接,并且第二连接是开关相连接(其中连接线是开关相线)。
本发明的第三方面涉及一种控制用于在双线照明系统中使用的灯开关的方法,该方法包括,通过灯开关的开关控制器实现下列步骤:响应于用户对灯开关的机械开关的致动,在连接到灯开关和照明设备的连接线中生成分压器激活信号;并且使用由照明设备的分压器在连接线和连接到灯开关的相线或中性线中感生的结果操作电流,来从灯开关的无线发射器发射消息。
在第二或第三方面的实施例中,可以实现关于第一方面公开的功能中的任一个。
本发明的另一方面涉及一种计算机程序产品,包括存储在计算机可读存储介质(例如,磁、光或固态存储器、或其任何组合)上的代码,并且被配置为当在灯开关的开关控制器上执行时实现所公开的功能中的任一个。
附图说明
为了更好地理解本发明,并且为了示出本发明的实施例可以如何付诸实践,通过示例的方式参考下列附图,在附图中:
图1A示出了展示三线照明系统的某些原理的示意电路图;
图1B示出了展示双线照明系统的某些原理的示意电路图;
图2示出了包括第一示例智能开关的双线照明系统的高度示意框图;
图3示出了第二示例智能开关的高度示意框图。
具体实施方式
下面描述双线改装智能开关(2a、2b)的示例,其与具有可忽略的待机功率损耗的智能分压器组合操作。这是通过默认禁用的分压器以及智能开关中具有特殊的双线功率供应单元来实现的。当(并且仅当)用户按压智能开关的机械开关时,智能开关的功率供应单元被短时间激活,这转而激活智能开关的开关控制器。
在这方面,智能灯可以被配置为检测机械开关的按压并且响应地激活其分压器,这转而提供激活智能开关的功率供应单元和开关控制器所需的功率。可替代地,由智能灯(例如,经由其EMI滤波电容器)汲取的小的漏电流可能足以初始地激活智能开关的供应单元和开关单元,而不要求此时激活分压器。
无论哪种方式,只要开关控制器的微处理器受电,它就接管其自身功率供应的控制。微处理器可以执行任何需要的处理,例如通过发射合适的无线消息来通知灯、另一智能灯或更一般地通知照明系统已经按压机械开关,但是它还可以执行更复杂的操作,如下载和安装软件更新。当完成后,它再次禁用自身和整个双线功率供应系统,以防止消耗大量待机功率。注意,智能灯仍然经由智能开关使用市电电压而受电;但是开关本身的双线功率供应单元未受电,以防止它招致待机损耗。
图2示出了双线照明系统的示意框图,其包括智能开关2a和智能灯4。智能开关2a安装在图1B的开关点112处,并且智能灯4安装在图1B的照明点104处。
智能开关2a包括相连接PC、开关相连接SPC、双线供应单元202、开关控制器204、机械开关S1(第一开关)、控制开关S2(第二开关)和无线RF(射频)发射器Tx,其连接到开关控制器232。此发射器Tx例如可以是无线收发器的一部分,使得开关既可以无线地发射消息又可以无线地接收消息(尽管这不是必需的)。
相连接PC连接到相线P,并因此连接到市电电压供应106。开关相连接SPC连接到开关相线SP,智能灯4也连接到开关相线SP。
开关控制器204具有两个功率连接器,每个功率连接器连接到双线供应单元202的不同功率连接器。因此,开关控制器204与供应单元202串联连接,以用于接收由供应单元202提供的电流。供应单元202跨连接器PC和SPC连接,并且因此如果以及当开关相线SP连接到地时跨市电电压(即在市电电压供应106和地之间)连接。在这种状态下,供应单元202因此可以通过从市电汲取电流来向开关控制器204供应电功率。开关控制器204调节供应给开关控制器204的电功率的量,例如使用电流或电压调节。例如,使用相切电压调节。
如图2A中所示,开关控制器包括连接到供应单元202和无线发射器Tx的处理器(微处理器)232,以及连接到处理器232的存储器234。存储器234保持用于在处理器232上执行代码236。处理器232被配置成使得当其首次上电时(即,响应于来自开关控制器204的初始电流接收),它自动提取并执行代码236的一部分,导致其自动执行由代码236的部分定义、并在下面详细描述的某些操作。也就是说,使得,一旦处理器232上电,就自动执行这些操作。现在,足以说,这些操作包括在开关相线SP中生成分压器激活信号。
在此示例中,处理器232和存储器234体现在微控制器中。
返回图2,第一和第二开关S1、S2跨开关连接PC、SPC彼此串联连接,并与开关控制器204和供应单元202并联。第一开关S1可由用户8操作,即,它是手动操作的开关,并且在此示例中是机械开关。
相比之下,第二开关S2由开关控制器204自动控制。为此,开关控制器204具有连接到第二开关S2的控制输入的控制输出。第二开关S2可以例如是晶体管,并且控制输入可以是栅极端子(用于FET)或基极端子(用于双极晶体管)。因此,开关控制器204能够自动打开和关闭第二开关S2。
第一和第二开关S1、S2两者都被配置成使得它们默认闭合。也就是说,在没有用户8的致动的情况下,第一开关S1保持闭合;在控制输入处没有任何控制信号的情况下(例如,对于其控制输入处的零电压,对应于逻辑0),同样地,开关S2保持闭合。也就是说,开关S1的默认状态和微处理器控制开关S2的默认未受电状态是闭合的(这可以通过适当的部件选择和电子电路的设计来布置)。
因此,在开关S1、S2两者都闭合的默认状态下,形成开关连接PC、SPC之间的零电阻路径(即短路)。也就是说,具有可忽略的电阻,该电阻显著小于并联连接的供应单元202的电阻。因此,在此默认状态(称为默认待机模式)下,即使在开关相线SP连接到地时,跨供应单元202的电压也基本为零(即可忽略)。这样,在默认待机模式中,智能开关2a中的双线功率供应单元202被停用,而不管开关相线SP当前是否接地。
开关控制器204还连接到无线发射器Tx。因此,它可以控制无线发射器Tx来发射由RF信号携带的无线消息,如果有足够的可用功率来完成这个的话。发射器Tx也可以由供应单元202供电,并且在任何情况下最终由市电106供电。通过下面描述的操作的方式,开关控制器204与智能灯4协作以获得所需的功率,以用于当需要时的发射。
转向智能灯4,其包括驱动器212;照明控制器214,该照明控制器214连接到驱动器212;分压器216,该分压器216转而包括控制开关S3(第三开关)和与开关S3串联连接的负载L;至少一个发光设备218,该至少一个发光设备218优选为(多个)LED;另一控制开关S4(第四开关);和无线接收器Rx。此接收器Rx例如可以是无线收发器的一部分,使得灯4既可以无线地发射消息又可以无线地接收消息(尽管这不是必需的)。
发光设备218经由开关S4连接到驱动器212,使得当S4闭合时,光源218可以从驱动器212接收电功率,导致其发射光。照明控制器214还连接到驱动器212并由驱动器212供电,并且具有连接到开关S4的控制输入的控制输出,使得其可以选择性地打开和关闭开关S4,以导致发光设备218分别开始和停止发射光。照明控制器214还包括微控制器,其实现下面描述的功能。
照明控制器214还连接到无线接收器Rx,使得它可以接收从另一设备无线发射的消息。
照明控制器214还连接到分压器216。特别地,照明控制器214具有连接到分压器216的开关S3的控制输入的第二控制输出,使得它可以选择性地打开和关闭开关S3以分别停用和激活分压器216。
开关S2、S3例如可以是晶体管,以与开关S1类似的方式实现。
驱动器212连接在开关相线SP和中性线N之间。分压器216也并联连接在那些相同的线SP、N之间,即与驱动器212并联。
灯4被配置成使得分压器216默认不活动(即,开关S3打开)。照明控制器214还连接到开关相线SP,这使其能够检测由智能开关2a在开关相线SP中生成的分压器激活信号。分压器激活信号由智能开关2a的开关控制器204生成,以便当开关控制器204需要执行要求相对大量的电功率的操作(诸如发射无线消息)时激活分压器216。
分压器激活信号采用经由开关相线SP供应的AC市电电压中的相切形式。只要存在相切,照明控制器214就保持分压器216活动(即,开关S3闭合)。
注意,即使当分压器216停用(开关S3打开)并且LED 218没有正在发射(开关S4打开)时,智能灯4的驱动器212仍然例如通过其一个或多个EMI滤波器、经由智能开关2a的开关S1和S2(它们如所述默认闭合)来从市电106汲取少量电流。由智能灯4汲取的此电流称为漏电流。返回到智能开关2a,当用户8按压(或以其他方式致动)开关S1时,电压开始跨智能开关2a、并且跨双线供应单元202而上升,特别是导致其激活。打开开关S1去除连接PC、SPC之间的零电阻路径,从而将由智能灯4汲取的漏电流提供给供应单元202。这对功率供应单元202充电,这转而允许其供应用于照明控制器204被激活的足够的电功率。
机械开关S1被设计成使得它在几百毫秒内反弹回(或以其他方式自动关闭),而不管用户是否仍在按压它。这允许双线功率供应202启动,但是防止智能灯4与市电切断长时间而使得其开始丢失。丢失意味着它与市电切断了长时间使得它开始失去功能。可以使用常规机制直接地在智能灯4中缓冲与市电切断的这短暂的、少量的100ms,使得其功能不被不利地影响。
开关S1例如可以是机械按钮开关,其通常仅被短暂地按压以激活灯。
当双线功率供应202第一次充电时,在一些实施例中,开关控制器204的微控制器将启动,并且作为响应,它自动地使用开关S2来创建在经由开关相线SP供应给灯4的市电电压中的小的相切,从而生成上述的分压器激活信号,以便在机械开关S1已经反弹回时保障智能开关2a的功率供应生成。相切是指在市电电压的每次过零点的紧接之前或紧接之后的间隔对市电电压的剪切(至零)。然而,在此阶段对微控制器上电不是必需的。例如,相切可以由照明控制器204的其他电路创建,该其他电路与微控制器并联操作。
由智能灯4中的照明控制器214检测并识别此相切,该照明控制器214响应地激活分压器216。这导致分压器216经由负载L(工作电流)汲取电流,这转而在相切时间帧期间(即只要相切持续)提供足够的功率供开关控制器204的微处理器使用。
开关控制器204的微处理器可以使用操作电流来运行任何类型的程序,或者经由无线发射器Tx与照明系统的一个或多个(例如,多个)智能灯4、4'或照明系统的控制节点10(例如,网桥或无线路由器)通信。只要它要求,它就可以做到这样,因为开关控制器204现在正控制它自己的功率供应。
例如,开关控制器204可以使用无线发射器Tx向智能灯4发射消息。这可以被直接发射到它,以用于使用其无线接收器Rx接收,或者可替代地,它可以经由中央控制节点10、或者经由照明系统的一个或多个其他智能灯4'(例如,使用ZigBee)而被中继。然而,重要的是,注意,没有什么将此限制为智能开关2a和它碰巧电连接到的智能灯4之间的无线通信。例如,可以将消息发射到中央节点10,以用于在那里进行处理,或者发射到智能开关2a所绑定的(多个)不同智能灯4'。特别地,不要求开关控制它碰巧电连接到的智能灯,尽管在实践中对它而言可能方便于这样做。
消息可以例如导致智能灯4和/或另外的(多个)智能灯4'改变由其(多个)发光设备218发射的光的特性(诸如发光强度或色度),或者在更简单的情况中仅仅激活或停用其(多个)发光设备218。
注意,中央控制节点10不是必需的。替代地,开关可以直接与(多个)灯4/4'通信,例如使用蓝牙。
当开关控制器204的微处理器完成那些操作时,无论它们可以是什么,它都停用相切以便切断其功率供应。这由照明控制器214中的微处理器识别,该微处理器转而禁用分压器216,从而终止操作电流以防止过度的待机损耗。也就是说,开关控制器204在其工作完成时终止相切机制,并且每当检测到第一开关S1的打开时启动相切机制。
图3示出了智能开关2b的另一示例,其与智能开关2a大致相同,但具有下面列出的某些差异。在图2/2A和图3中使用相同的附图标记来表示对应的特征,并且关于与图2/2A的开关2a相关的那些特征的所有描述同样适用于图3的开关2b,并且反之亦然。
智能开关2b包括附加控制开关S5(第五开关),其也并联连接在开关连接PC和SPC之间,与开关S1和S2并联,并且与供应单元202并联。开关S5具有连接到开关控制器204的第二控制输出的控制输入,使得它可以由开关控制器204以相同的方式控制(打开和闭合)。此第五开关S5替代开关S2用于控制相切。
正如开关2a,在默认待机模式中,智能开关2b中的双线功率供应202被停用。对于智能开关2a,机械开关S1的默认状态和开关S2的默认未受电状态是闭合的,然而用于控制相切的开关S5默认是打开的(由电子电路的设计定义)。
当用户8按压开关S1时,电压开始跨智能开关单元而上升,并且如所述特定双线功率供应202将激活。当双线功率供应202第一次充电时,开关控制器204的微控制器启动并打开开关S2,使得通过用户释放(即关闭)开关S1,将不停用双线功率供应。也就是说,开关S2打开,以防止开关S1的关闭使双线功率供应短路。
在开关S2打开的同时,智能开关2b的微处理器以相同的方式创建小的相切,但是使用开关S5,以在机械开关S1反弹回时保障功率供应生成。
直接连接到PC和SPC的开关S5的附加的益处在于,用户8对开关S1的另一致动将不停用由先前致动发起的过程。这与开关2a的情况形成对比,其中在一些情况下,用户8可以能够通过在通信中的某一时刻再次按压开关S1而无意地中断操作。这样,附加开关S5改善了智能开关2b的稳健性。
此后,操作恰好如上所述,其中开关控制器204关闭开关S2,以在完成时切断其功率供应。
将理解,仅通过示例的方式描述了上面的实施例。通过研究附图、公开内容和所附权利要求,本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开实施例的其他变型。
例如,虽然在上面的示例中,开关控制器204和照明控制器214的相应功能以软件实现(通过在相应微控制器上执行的代码),但是此功能中的一些或全部可以替代地在专用硬件中实现,例如通过专用集成电路或所讨论的控制器的合适地配置的FPGA。
作为另一示例,虽然在上文中,机械开关S1是特殊的机械开关,其被偏置以便一旦被致动就自动返回到其初始状态,可替代地,这也可以是由开关控制器响应于来自用户的输入而控制的控制开关。例如,漏电流可能足以允许这种情况。
在权利要求中,词语“包括”不排除其他元件或步骤,并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中记载的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的仅有事实不指示这些措施的组合不能用于获益。计算机程序可以存储/分布在合适的介质上,诸如与其他硬件一起供应或作为其他硬件的一部分供应的光学存储介质或固态介质,但也可以以其他形式分布,诸如经由因特网或其他有线或无线电信系统。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

Claims (15)

1.一种双线照明系统,包括:
照明设备(4),其连接到第一线(N),所述照明设备包括照明控制器(214)和可由所述照明控制器控制的分压器(216);
灯开关(2a、2b),其连接到第二线(P),所述灯开关包括无线发射器(Tx)、开关控制器(204)和连接到所述开关控制器的机械开关(S1);以及
连接线(SP),其将所述灯开关连接到所述照明设备;
其中第一和第二线跨市电系统连接;
其中,所述开关控制器被配置为,响应于用户对所述机械开关的致动,在所述连接线中生成分压器激活信号;并且
其中,所述照明控制器被配置为根据所述分压器激活信号激活所述分压器,以便在线中感生操作电流,其中所述开关控制器被配置为使用所述操作电流来从所述无线发射器发射消息。
2.根据权利要求1所述的双线照明系统,其中,所述开关控制器被配置为,当所述分压器不活动时,由被所述照明设备在线中感生的漏电流来供电,以生成所述分压器激活信号,其中所述漏电流具有比所述操作电流更低的幅度。
3.根据权利要求1所述的双线照明系统,其中所述机械开关的致动导致经由所述连接线供应给所述照明设备的市电电压的丢失,并且所述照明控制器被配置为响应于所述市电丢失而激活所述分压器,以便在线中感生初始电流;
其中,所述开关控制器被配置为由所述初始电流供电,以生成所述分压器激活信号以保持所述分压器活动。
4.根据权利要求1、2或3所述的双线照明系统,其中,所述分压器激活信号是经由所述连接线供应给所述照明设备的市电电压中的相切。
5.根据权利要求2或3或从属于其的任何权利要求所述的双线照明系统,其中所述机械开关与所述开关控制器并联连接,并且所述机械开关的致动打开它,以便向所述开关控制器提供所述漏电流或所述初始电流。
6.根据权利要求4和5所述的双线照明系统,其中,所述灯开关还包括与所述机械开关串联连接的控制开关(S2),所述控制开关(S2)可由所述开关控制器控制。
7.根据权利要求6所述的双线照明系统,其中,所述开关控制器被配置为使用所述控制开关来创建相切。
8.根据权利要求6所述的双线照明系统,其中,所述灯开关包括与所述开关控制器和所述串联连接的开关并联连接的第二控制开关(S5),其中所述开关控制器被配置为使用所述第二控制开关来创建相切,并打开所述控制开关以接收所述操作电流。
9.根据前述权利要求中任一项所述的双线照明系统,其中,所述照明控制器被配置为响应于经无线发射的消息控制所述照明设备的至少一个发光设备(218)。
10.根据权利要求9所述的双线照明系统,其中,所述照明控制器被配置为响应于所述经无线发射的消息改变由所述至少一个发光设备发射的光的发光强度和/或色度。
11.根据权利要求9所述的双线照明系统,其中,所述照明控制器被配置为响应于所述经无线发射的消息激活或停用所述至少一个发光设备。
12.一种用于在双线照明系统中使用的灯开关(2a、2b),所述灯开关包括:
第一连接(PC),其用于连接到相线(P)或中性线(N);
第二连接(SPC),其用于经由连接线(SP)连接到照明设备(4);
开关控制器(204);
机械开关(S1),其连接到所述开关控制器;以及
无线发射器(Tx);
其中,所述开关控制器被配置为,响应于用户对所述机械开关的致动,在所述连接线中生成分压器激活信号,并且使用由所述照明设备的分压器(216)在线中感生的结果操作电流来从所述无线发射器发射消息。
13. 一种控制用于在双线照明系统中使用的灯开关(2a、2b)的方法,所述方法包括,通过所述灯开关的开关控制器(214)实现下列步骤:
响应于用户对所述灯开关的机械开关(S1)的致动,在连接到所述灯开关和照明设备(4)的连接线(SP)中生成分压器激活信号;并且
使用由所述照明设备的分压器(216)在所述连接线和连接到所述灯开关的相线(P)或中性线(N)中感生的结果操作电流,来从所述灯开关的无线发射器(Tx)发射消息。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,所述分压器激活信号是经由所述连接线供应给所述照明设备的市电电压中的相切。
15.一种计算机程序产品,存储在计算机可读存储介质上,并且被配置为当在灯开关的开关控制器上执行时实现权利要求14或15所述的方法。
CN201780048408.8A 2016-08-05 2017-07-24 为灯开关供电 Pending CN109691228A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16182913.0 2016-08-05
EP16182913 2016-08-05
PCT/EP2017/068568 WO2018024515A1 (en) 2016-08-05 2017-07-24 Powering a light switch.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109691228A true CN109691228A (zh) 2019-04-26

Family

ID=56609726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780048408.8A Pending CN109691228A (zh) 2016-08-05 2017-07-24 为灯开关供电

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20190182942A1 (zh)
EP (1) EP3494761A1 (zh)
JP (1) JP2019526890A (zh)
CN (1) CN109691228A (zh)
WO (1) WO2018024515A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111665764A (zh) * 2020-06-28 2020-09-15 北京小米移动软件有限公司 开关电路及其控制方法、智能开关和控制系统
WO2023227456A1 (en) * 2022-05-24 2023-11-30 Signify Holding B.V. Connected bulb rc latch optimized for low standby power

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6479477B2 (ja) * 2012-03-15 2019-03-06 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ 中性線を使用しない照明制御システム内の分流器デバイス
US9557043B2 (en) * 2013-09-16 2017-01-31 Echostar Technologies L.L.C. Easy-install home automation light switch
EP3120666A1 (en) * 2014-03-18 2017-01-25 Philips Lighting Holding B.V. Bleeder control arrangement
US10182488B2 (en) * 2014-03-24 2019-01-15 Philips Lighting Holding B.V. Radio frequency (RF) controlled lamp with dimmer compatibility
CN107079554B (zh) 2014-10-24 2019-05-14 飞利浦照明控股有限公司 控制电器中的功率使用

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018024515A1 (en) 2018-02-08
JP2019526890A (ja) 2019-09-19
US20190182942A1 (en) 2019-06-13
EP3494761A1 (en) 2019-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220237998A1 (en) Linkable led lighting system designed with an app based free setting method for adjusting operating parameters of at least one led security light
CN104412715B (zh) 提供用于管理照明网络元件的备选通信路径的系统和方法
CN102804927B (zh) 无线镇流器控制单元
CN103226347B (zh) 个性化开关装置及其控制方法
CN106664755B (zh) 具有调光器兼容性的射频(rf)受控灯
CN106165343B (zh) 具有低复杂度和低功耗的功率分配系统
US20090066266A1 (en) Integrated power and control unit for a solid-state lighting device
CN105379424A (zh) 无线控制led照明的系统和方法
TW201201630A (en) Remote control and adjustment apparatus disposed in an energy saving lighting apparatus and a control system of the same
US10802524B2 (en) Adjustable electronic control system
CN109691228A (zh) 为灯开关供电
US9668326B2 (en) Light fixture with multiple dimming capabilities
US20100237803A1 (en) Dimmable color selectable light emitting diodes
US20210084738A1 (en) Systems for a no-neutral switch and dimmer
US9287708B2 (en) Actuator and energy management system comprising such actuators
JP6785955B2 (ja) 電力バックアップ装置を含む照明システム
CN206024209U (zh) 照明控制系统
JP2020027785A (ja) 負荷制御システム
CN110326362A (zh) 用于连接到电子镇流器的改型发光二极管led照明设备
CN210517452U (zh) 一种自动识别输入电压的电气箱
JP6422609B1 (ja) 負荷制御システム及びその設置方法
TW201532478A (zh) 數位可定址發光介面的控制系統與方法
CN107135566B (zh) 一种基于多种通讯方式的led恒流调光控制器
EP3468307B1 (en) Two-wire load control system extension
US11596046B2 (en) Luminaire controller and method of controlling a luminaire

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190426

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication