CN112930712A - 用于驱动照明装置的转换器的通信适配器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种通信适配器，该通信适配器在一个壳体内包括：‑发射天线，‑连接到有线控制接口端子的有线控制接口，‑控制电路，该控制电路用于将无线地接收的无线通信信号转换成有线控制接口信号，以及用于相反的转换，其中‑该适配器被设计成使得它可与用于照明装置诸如例如LED的转换器的接收天线紧密接触，以便建立无线通信，其中该控制电路和该有线控制接口通过有线控制接口端子供电。

Description

用于驱动照明装置的转换器的通信适配器

本发明的领域是为用于驱动照明装置的转换器(诸如例如LED转换器)提供外部通信。

众所周知，此类转换器可设置有用于无线通信或有线通信的装置。有线通信的示例是设置有线控制接口端子，例如用于根据DALI标准协议连接有线控制接口。

无线通信的示例是近场通信(NFC)，在这种情况下，转换器设置有暴露于转换器壳体的外部的接收天线。此类转换器将在下文中被称为“启用无线通信的转换器”。

根据现有技术，存在这样的问题：显然，转换器可在技术上设置有所有可用的无线通信装置和有线通信装置。然而，这将导致转换器的成本和尺寸增加。成本方面和尺寸方面是更重要的，如在转换器的实际使用中那样，显然实际上并非所有的通信能力都将在使用过程中被利用。

因此，本发明的目的是提出用于启用无线通信的转换器的模块化通信方法。

根据本发明，通过独立权利要求达到了该目的。从属权利要求进一步发展了本发明的中心理念。

根据本发明的第一方面，提供了一种通信适配器。该通信适配器具有壳体或外壳，该壳体或外壳中设置有至少发射天线、连接到该通信适配器的有线控制接口端子的有线控制接口，和控制电路，该控制电路用于将无线地接收的无线通信(优选的是射频通信)信号转换成有线控制接口信号以及相反的转换(反向转换，即从有线控制接口信号转换成无线通信信号)。

本发明涉及一种通信适配器，该通信适配器在壳体内包括：用于无线通信的发射天线(优选的是射频通信天线，更优选的是近场通信NFC天线)；连接到有线控制接口端子的有线控制接口(优选的是DALI接口)，该有线控制接口端子形成该通信适配器的一部分；控制电路，该控制电路用于将在用于无线通信的发射天线处接收到的无线信号转换成将被提供给有线控制接口端子的有线控制接口信号以及任选地相反的转换，

其中该适配器被设计成使得它可与用于照明装置诸如例如LED的转换器的用于无线通信的接收天线紧密接触，以便建立无线通信，其中控制电路和有线控制接口通过有线控制接口端子处的DC电压供电。

可使用除DALI标准协议之外的其他标准，然而，DALI协议的使用是优选的，并且代表有线控制接口协议的一个示例，其中有线控制接口在静止状态下具有非零电压，使得有线控制接口电压可用作其他有线控制接口参与者的低压电源。

根据本发明的适配器被设计成使得它可与用于照明装置诸如例如LED的转换器的接收天线紧密接触。应当理解，“紧密接触”是指可在通信适配器的发射天线和转换器的接收天线之间建立无线通信。优选地，该通信适配器的控制电路和有线控制接口通过有线控制接口端子供电。在这种情况下，该通信适配器优选地不具有专用电源，而是优选地通过有线控制接口端子供电。

该适配器的壳体可设置有用于将该通信适配器机械地固定到用于照明装置的转换器的壳体的部件。该固定优选地被布置成使得组合的适配器/转换器套件的最大高度不超过单独转换器的最大高度。这可例如通过将该通信适配器固定在转换器壳体的纵向轴线上并且优选地不在适配器的壳体上“堆叠”来实现。

该适配器可被设计用于与转换器的接合装置机械地接合，该转换器的接合装置被设计用于将应变消除模块机械地附接到转换器。因此，转换器的这些接合装置有效地用于两种不同的目的，即，应变消除模块(转换器的电源接线的应变消除件)或根据本发明的通信适配器模块，其除了通信之外还可为环通电源接线提供应变消除。

该适配器的壳体可设置有用于按扣连接到用于照明装置的转换器的壳体的装置。

该通信适配器的有线控制接口可包括开关装置，该开关装置用于将有线控制接口端子选择性地短路以便将数据向外发送到所连接的有线控制接口上。因此，可通过将有线控制接口端子选择性地(和内部地)短路来实现数字编码。

该电路可被设计用于将所接收的有线控制接口信号块转换成具有有线控制接口块的大体持续时间的无线通信高频(HF)猝发。因此，优选地，根据有线控制接口标准的物理状态“低”或“高”在存在(低)或不存在(高)无线通信高频(HF)猝发的情况下转换。

该通信适配器的控制电路可被设计用于将所接收的无线通信高频(HF)猝发转换成有线控制接口端子的短路，其中该短路优选地具有大体上所接收的无线通信猝发的持续时间。换句话讲，有线控制接口的物理状态“低”对应于存在所接收的无线高频(HF)猝发，而不存在无线通信高频(HF)猝发(没有接收到无线通信高频(HF)猝发)被转换成有线控制接口物理“高”信号。

根据本发明的通信适配器的壳体可由塑料材料制成。任选地，该壳体可部分地由金属制成。发射天线被布置成使得它不被此类壳体屏蔽。在通信适配器的壳体由金属制成的情况下，发射天线可放置在该壳体外部，或者该壳体中可能存在靠近发射天线的开口。

此外，该通信适配器还可设置有输入端子和输出端子，并且被设计用于将在输入端子处所接收的干线电源环通到输出端子，以便为用于照明装置的转换器提供电源。

本发明的另一方面涉及一种套件，该套件包括用于照明装置的启用无线通信的转换器和根据上文所述的设计的通信适配器。

用于照明装置的转换器的壳体设置有被设计用于将应变消除模块机械地附接到该转换器上的接合装置。优选地，该转换器不具有有线控制接口端子，使得仅当该转换器与根据本发明的通信适配器无线通信时才实现其有线控制接口的启用。

本发明的另一方面涉及一种用于照明装置诸如例如LED的启用无线通信的转换器。该启用无线通信的转换器包括接收天线和微控制器。该微控制器被设计用于控制接收天线的发射模式，使得该接收天线发射具有有线控制接口信号块的持续时间的高频(HF)猝发，其中该有线控制接口的物理状态“低”由无线通信高频(HF)猝发的存在来编码。

本发明的另一方面涉及一种用于将有线控制接口信号转换成无线通信信号的方法，其中所接收的有线控制接口信号被转换成无线通信高频(HF)猝发，该无线通信高频猝发具有大体上有线控制接口信号块的持续时间。

本发明的又一方面涉及一种用于将无线通信信号转换成有线控制接口信号的方法，其中所接收的无线通信高频(HF)猝发被转换成有线控制接口的有线控制接口端子的短路，其中该短路大体上具有与所接收的无线通信猝发相同的持续时间。因此，有线控制接口信号的物理状态“低”优选地由无线通信高频(HF)猝发的存在来编码。

本发明的另一方面是对启用无线通信的转换器的扩展，该转换器被设计成由无线通信接口编程以由通信适配器增强成为用于照明装置的可调光而且完全可控的转换器。

对于熟练的读者而言，当结合附图中的图片时，根据以下对本发明实施方案的详细描述，本发明的其他方面、优点和目的将变得显而易见。

图1示意性地示出了根据本发明的用于照明装置的启用无线通信的转换器和通信适配器的电路，

图2示出了根据本发明的通信适配器的机械布置，尤其是外壳，其中该通信适配器在转换器的接合装置处连接，该接合装置被设计用于另选地连接应变消除模块。

图3示出了根据本发明的通信适配器的壳体，该壳体具有按扣连接以用于与转换器的壳体接合，使得当附接根据本发明的通信适配器时，转换器的最大高度不会增大。

图1示意性地示出了根据本发明的能够用于无线通信(优选地射频通信)的转换器12，例如启用近场通信(NFC)的转换器12。转换器12设置有干线输入端子6。如示意性地所示，转换器12被设计用于驱动照明装置13，诸如例如LED负载。

驱动照明装置(例如，LED)13所需的LED驱动器/转换器12的电路是技术人员熟知的，并且未在图1中示出。驱动照明装置(LED)13所需的LED驱动器/转换器12的电路可包括例如功率因数校正电路(PFC)，然后是被设计用于控制流过照明装置(LED)13的电流的开关转换器。

另一方面，图1示出了包括微控制器29的无线通信接收单元28，该微控制器与用于无线通信例如近场通信(NFC)的接收天线11功能性地连接。微控制器29被设计用于监测和评估接收天线11是否接收到信号以及接收到哪些信号。例如，微控制器29可被设计用于监测和评估感应到接收天线中的电压。无线通信接收单元28可例如类似于常规无源近场通信(NFC)标签接口的典型架构。接收天线11可包括导电线的一个或多个环，这些环被设计用于接收由无线通信发送单元施加的振荡磁场所承载的能量和调制信息，因为该振荡磁场可由通信适配器10的近场通信(NFC)编程器或无线通信发射天线2形成。接收天线11可连接到接收匹配电路(此处未示出)，该接收匹配电路将接收天线11的阻抗转换为合适的值。二极管15和电容器14形成解调器电路，该解调器电路将所接收的信号解调并且恢复原始信息。此外，存在开关7，该开关可形成负载调制器，该负载调制器被设计用于调制连接到接收天线11的负载的阻抗以发射信息。

此外，可存在整流器和稳压器电路(此处未示出)，该整流器和稳压器电路连接到接收天线11并且被设计用于将所接收的射频能量转换成可用于为系统部件(诸如例如微控制器29)供电的经调节的直流能量。

此外，根据本发明的启用无线通信的转换器12具有如下特征：微控制器29可控制接收天线11的猝发模式发射高频(HF)操作，如根据通往开关7的控制路径示意性地所示。

具有微控制器29和接收天线11的启用无线通信的转换器12可被设计用于由无线通信接收单元28编程或配置。例如，启用无线通信的转换器12可被设计成：流过照明装置13的标称电流可经由无线通信接收单元28被编程。

根据本发明，还示出了通信适配器10，该通信适配器具有端子4，该端子用于连接例如有线控制接口3(例如DALI)或在总线协议的静止状态下具有非电压电平的任何其他总线。

通信适配器10包括无线通信发射单元9，该无线通信发射单元可类似于近场通信(NFC)读取器接口的典型架构。无线通信发射天线2可包括导电线的一个或多个环，这些环可被设计用于产生振荡磁场，从而可被设计用于发射和接收无线通信信号。可存在发射天线匹配电路(未示出)，该发射天线匹配电路被设计用于将无线通信发射天线2的阻抗转换为合适值以提高效率。调制器25可被设计用于根据从有线控制接口接收的数据来调制用于生成振荡磁场的信号，并且这些信号将被发射。可存在天线驱动器(未示出)，该天线驱动器放大由调制器25生成的信号，并且经由发射天线匹配电路驱动无线通信发射天线2。为了提高电源效率，天线驱动器可具有低输出阻抗。发射解调器(未示出)可测量和跟踪流过无线通信发射天线2的电流的强度，并且将叠加的信号解调。可存在管理通信适配器10的操作的控制单元。无线通信可使用13.56MHz的载波频率。

因此，根据本发明的通信适配器10优选地仅由有线控制接口端子4供电，并且优选地不具有任何其他电源。示意性地示出的通信适配器10具有其自身的无线通信发射天线2和调制器8。在通过转换器12的天线11和通信适配器10的发射天线2之间的电磁无线通信接收到无线通信猝发时，调制器8接收此类无线通信信号，并且被设计用于使用开关25来选择性地使有线控制接口端子4短路。更详细地讲，优选地，有线控制接口3的总线端子4在通信适配器10接收无线通信猝发的时间段期间短路。换句话讲，对所接收的无线通信高频(HF)猝发的检测被通信适配器10的调制器8转换成有线控制接口3的短路的对应持续时间。

另一方面，当通信适配器10接收到有线控制接口信号时，调制器25被设计用于调制连接适配器10的发射天线2的发射模式。同样，在有线控制接口3的静态或高电平状态期间，调制器25将不会引起通信适配器的发射天线的任何高频(HF)猝发模式活动。另一方面，在通信适配器10在其有线控制接口端子4处接收到物理有线控制接口“低”状态的时间段期间，调制器8控制通信适配器10的发射天线2的发射模式来发射高频(HF)猝发。

由此，通信适配器10可经由发射天线2将有线控制接口信号传输到转换器12的无线通信接收单元28。本发明实现了对启用无线通信的转换器12的扩展，该转换器被设计用于由无线通信接口编程以由通信适配器10增强成为用于照明装置的可调光而且完全可控的转换器。

转换器12可根据由有线控制接口3接收和由通信适配器10发射的信号来改变其操作。例如，所设计的开关转换器可根据有线控制接口3的信号来控制流过照明装置(LED)13的电流。

图2示意性地示出了用于照明装置的转换器12的壳体/外壳，如已知的那样。用于照明装置的转换器12设置有用于转换器12的电源(干线连接)的接线端子。此外，转换器12以已知的方式具有接合装置，以便将具有应变消除功能的应变消除模块连接到用于转换器12的电源接线。

如图2所示，根据本发明的通信适配器10的壳体1可附接(代替应变消除模块或作为应变消除模块的一部分)到转换器12的接合装置(被设计用于附接应变消除模块)上。这有利地仅引起转换器12的尺寸在纵向上增大，而不会增大转换器外壳21的最大高度。通信适配器10的壳体1还可包括电缆保持装置以便提供应变消除功能。

图3示出了根据本发明的通信适配器10的壳体1的另一个示例。壳体1具有按扣(或也称卡扣配合)连接以便与转换器12(此处未示出)的壳体接合，使得当附接根据本发明的通信适配器10时，转换器12的最大高度不会增大。

根据本发明的通信适配器不一定需要其自身的电源或其自身与干线电压源的连接。然而，可有利地结合应变消除件的功能，使得根据本发明的通信适配器可被称为应变消除模块，它具有已知的应变消除模块的尺寸，还具有集成的无线/有线控制接口(例如NFC/DALI)适配功能。

附图标记列表

1 通信适配器10的壳体

2 通信适配器10的无线发射天线

3 有线控制接口，例如DALI

4 有线控制接口端子

5 控制电路

6 转换器12的干线电源端子

7 开关

8 调制器

9 .

10 通信适配器

11 用于无线通信例如NFC的接收天线

12 转换器

13 照明装置，例如LED

14 电容器

15 二极管

16 .

17 .

18 .

19 .

20 机械固定/连接装置

21 转换器的壳体

22 .

23 .

24 .

25 有线控制接口3的开关装置

26 .

27 .

28 无线通信接收单元

29 微控制器

30 接合装置。

Claims (15)

1.一种通信适配器，所述通信适配器在壳体(1)内包括：

-用于无线通信的发射天线(2)，优选地是近场通信天线，

-连接到有线控制接口端子(4)的有线控制接口(3)，优选地是DALI接口，

-所述有线控制接口端子(4)形成所述通信适配器的一部分，

-控制电路(5)，所述控制电路用于将在用于无线通信的所述发射天线(2)处接收到的无线信号转换成将被提供给所述有线控制接口端子(4)的有线控制接口信号，以及用于任选地相反的转换，

其中

-所述适配器(10)被设计成使得它能够与用于照明装置(13)诸如例如LED的转换器(12)的用于无线通信的接收天线(11)紧密接触，以便建立无线通信，

其中所述控制电路(5)和所述有线控制接口(3)通过所述有线控制接口端子(4)处的DC电压供电。

2.根据权利要求1所述的通信适配器，

其中所述适配器(10)的所述壳体(1)设置有用于将所述通信适配器(1)机械地固定到用于照明装置的转换器(12)的壳体(21)的装置(20)，

优选地使得不增大所述转换器(12)的所述壳体(21)的最大高度。

3.根据权利要求1或2所述的通信适配器，

其中所述适配器(10)被设计用于与所述转换器(12)的接合装置(30)机械地接合，所述接合装置被设计用于将应变消除模块机械地附接到所述转换器(12)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的通信适配器，

其中所述适配器(12)的所述壳体(1)设置有用于按扣连接到用于照明装置的转换器的壳体的装置。

5.根据前述权利要求中任一项所述的通信适配器，其中所述有线控制接口(3)包括开关装置(25)，所述开关装置用于将所述有线控制接口端子选择性地短路以便将数据发送到所连接的有线控制接口上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的通信适配器，

其中所述控制电路被设计用于将所接收的有线控制接口信号块转换成近场通信高频猝发，所述近场通信高频猝发具有大体上有线控制接口信号块的持续时间。

7.根据前述权利要求中任一项所述的通信适配器，

其中所述控制电路被设计用于将所接收的近场通信高频猝发转换成所述有线控制接口端子的短路，所述短路具有大体上所接收的近场通信猝发的持续时间。

8.根据前述权利要求中任一项所述的通信适配器，

其中所述适配器(10)的所述壳体(1)至少部分地由金属制成，并且所述发射天线(2)被布置成使得它不被所述壳体屏蔽。

9.根据前述权利要求中任一项所述的通信适配器，

还包括输入端子和输出端子，所述输入端子和输出端子用于将干线电源环通到用于照明装置的转换器。

10.一种套件，所述套件包括用于照明装置的启用无线通信的转换器和根据前述权利要求中任一项所述的通信适配器。

11.根据权利要求10所述的套件，其中用于照明装置的所述转换器的壳体设置有接合装置，所述接合装置被设计用于将应变消除模块机械地附接到所述转换器上，

其中优选地，所述转换器不具有有线控制接口端子。

12.一种用于照明装置诸如例如LED的启用无线通信的转换器，

包括接收天线(11)和微控制器(29)，其中所述微控制器(29)被设计用于控制所述接收天线(11)的发射模式，使得所述接收天线(11)发射具有有线控制接口信号块的持续时间的高频猝发，其中所述有线控制接口的物理状态“低”由无线通信高频猝发的存在来编码。

13.一种用于将有线控制接口信号转换成无线通信信号的方法，其中所接收的有线控制接口信号被转换成无线通信高频猝发，所述无线通信高频猝发具有大体上所述有线控制接口信号块的持续时间。

14.一种用于将无线通信信号转换成有线控制接口信号的方法，其中所接收的无线通信高频猝发被转换成有线控制接口的有线控制接口端子的短路，所述短路具有大体上所接收的无线通信猝发的持续时间。

15.根据权利要求13或14中任一项所述的方法，

其中所述有线控制接口信号的物理状态“低”由无线通信高频猝发的存在来编码。

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