用于經(jīng)由負載電路進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê脱b置以及照明系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】用于經(jīng)由負載電路進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê脱b置以及照明系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制發(fā)光機構的操作設備的方法和裝置。本發(fā)明尤其涉及如下方法和裝置，即其中，具有多個數(shù)據(jù)比特的數(shù)據(jù)包可經(jīng)由負載電路被傳輸，通過該負載電路實現(xiàn)了能量的供應。
[0002]為了對發(fā)光機構進行亮度控制，可以使用調光裝置。在例如燈泡的傳統(tǒng)的發(fā)光機構的基礎上工作的發(fā)光裝置中，亮度調節(jié)可以在調光裝置中通過發(fā)光裝置的供電電壓的相位切割或相位截斷來實現(xiàn)。其中發(fā)光裝置的功率被降低，同時，在供電電壓的過零之后或之前產(chǎn)生短暫的供電電壓的中斷，從而根據(jù)該中斷的持續(xù)時間來減小發(fā)光裝置的功率。
[0003]控制裝置可被用于亮度控制或者色彩控制以便向發(fā)光機構的操作設備發(fā)送控制信號。設置在操作設備中的分析電路對這些控制信號進行計算，并相應地調整亮度。這樣的控制也可被用于色彩控制。這種類型的控制技術尤其適用于基于氣體放電燈或者發(fā)光二極管(LED)形式的發(fā)光機構的照明設備。
[0004]公知的應被用在上述類型的控制裝置中的、用于調光裝置的凸進式插座具有按雙導線系統(tǒng)方式的布線。相應地，該控制裝置具有用于連接至電源的相導線的輸入端子以及用于連接至負載的輸出端子。但是，通常在現(xiàn)有的凸進式插座中沒有用于零線的端子。當經(jīng)由負載電路向非阻抗性負載供電時，在流經(jīng)負載電路的電流與供電電壓之間產(chǎn)生相移。為了實現(xiàn)在時間上與供電電壓協(xié)調的數(shù)據(jù)傳輸，必須對供電電壓的相位進行檢測。
[0005]本發(fā)明的任務在于，提供一種用于經(jīng)由負載電路進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê脱b置，該方法和裝置適用于基于非傳統(tǒng)的發(fā)光機構的發(fā)光裝置，并且使得經(jīng)由供電電壓的影響可靠地進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0006]該任務通過具有在獨立的權利要求中所提供的技術特征的控制裝置、方法以及照明系統(tǒng)來實現(xiàn)。從屬權利要求限定了本發(fā)明進一步的改進。
[0007]根據(jù)實施方式提供一種用于由控制裝置經(jīng)由負載電路向負載進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ摲椒ㄓ绕溆糜谙虬l(fā)光機構的操作設備進行數(shù)據(jù)傳輸。在該方法中對開關進行控制以增大控制裝置的輸入端子與輸出端子之間的導通路徑的阻抗。在該控制裝置中對電壓進行檢測以識別供電電壓的相位。隨后根據(jù)所識別的相位以及根據(jù)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有針對性地影響供電電壓以便進行數(shù)據(jù)包的傳輸。
[0008]即使控制裝置被連接在雙導線系統(tǒng)中并且不具有用于供電電壓零線的輸入端，此種方法也能夠進行相位的檢測，尤其是供電電壓的過零的檢測。由此可在供電電壓的半波序列上對例如相位切割或相位截斷相位切割和/或相位截斷有針對性地進行調制以便傳輸具有多個數(shù)據(jù)比特的數(shù)據(jù)包。
[0009]可在一定持續(xù)時間內(nèi)將控制裝置的輸入端子與輸出端子之間的導通路徑切換至高阻抗狀態(tài)，該持續(xù)時間小于或者等于集成在發(fā)光機構中的能量存儲設備(例如充電電容器)可一直維持發(fā)光機構的運行的持續(xù)時間。從而可在不中斷發(fā)光機構的運行的情況下實現(xiàn)對供電電壓的相位的識別?？稍谝欢ǔ掷m(xù)時間內(nèi)將控制裝置的輸入端子與輸出端子之間的導通路徑切換至高阻抗狀態(tài)，該導通路徑大于或者等于操作設備的抑制電容器(也稱為X-電容器)放電的持續(xù)時間。以此方式可對供電電壓的過零可靠地進行識別。
[0010]通過開關的轉換將控制裝置切換至斷開狀態(tài)，由此供電電壓與負載之間的電流通過控制裝置被大大的減小或者完全被中斷?？稍谳^短持續(xù)時間內(nèi)有針對性地將控制裝置切換至斷開狀態(tài)以便對供電電壓的相位進行識別。這可在長度最多15毫秒的持續(xù)時間內(nèi)實現(xiàn)?？稍诳刂蒲b置被切換至高阻抗的斷開狀態(tài)的同時對該控制裝置中的電壓進行監(jiān)測。
[0011]在該方法中可對經(jīng)由輸出端子流向負載的電流進行監(jiān)測?？稍陔娏鞯倪^零處將開關切換至斷開狀態(tài)。當檢測到調節(jié)元件的操作并且通過控制裝置流向操作設備的電流具有過零時，則可有針對性地將開關切換至斷開狀態(tài)。對供電電壓的相位的檢測可包括在開關被切換至斷開狀態(tài)期間對在控制裝置中被檢測的電壓的過零的檢測。為了數(shù)據(jù)包的傳輸可在一定時間段內(nèi)影響供電電壓，該時間段依賴于所檢測的電壓的過零出現(xiàn)時間。為此可例如有針對性地并且在時間上與供電電壓的過零協(xié)調地降低供電電壓，以生成相位切割和/或相位截斷。
[0012]可生成供電電壓的至少一個半波的相位切割和/或相位截斷。為此可按照與供電電壓的過零出現(xiàn)時間點的預定時間關系對開關進行控制。針對供電電壓的兩個具有不同符號的半波中的至少一個可分別生成相位切割和/或相位截斷。供電電壓的每個全波可以傳輸兩個數(shù)據(jù)比特。針對供電電壓的半波序列的多個半波可選擇性地分別生成相位切割和/或相位截斷，以便對調光值和/或色彩值進行編碼。數(shù)據(jù)比特串可具有至少一個起始位、用于調光值和/或色彩值的編碼的比特碼以及至少一個停止位。數(shù)據(jù)比特串可包括例如至少十個比特。在其它配置中數(shù)據(jù)比特串可包括至少一個起始位、指示調光值和/或色彩值的遞增或者遞減的比特碼以及至少一個停止位。為了生成相位切割和/或相位截斷，可在時間上與所識別的相位協(xié)調地將開關切換至斷開狀態(tài)。這能夠將兩個開關的(例如兩個功率半導體元件的)串聯(lián)電路連接在輸入端子與輸出端子之間，以便不但可以針對正的半波還可以針對負的半波生成相位截斷或相位切割。
[0013]可將控制裝置的輸入端子與電源(例如電網(wǎng)電壓源)的相導線相連接?？蓪⒖刂蒲b置的輸出端子與負載電路相連接?？刂蒲b置不必具有針對電源的零線的端子。
[0014]可對控制裝置的調節(jié)元件的操作進行監(jiān)測。調節(jié)元件可包括例如一個按鈕或多個按鈕、可旋轉調節(jié)元件或者其它可操作元件。當識別到調節(jié)元件的操作時，可執(zhí)行對開關的控制，通過該控制將控制裝置的輸入端子與輸出端子之間的導通路徑切換為高阻抗?？刂齐娐房捎稍诳刂蒲b置的輸入端子與輸出端子之間跌落的電壓生成用于控制電路運行的供電電壓。控制裝置可被這樣設計，使得只有當識別到調節(jié)元件的操作時才選擇性地為控制電路供電。
[0015]根據(jù)另一實施方式提供了一種被設置用于經(jīng)由負載電路進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂蒲b置。該控制裝置包括輸入端子，其被設置為與電源的相導線相連接。該控制裝置包括輸出端子，其被設置用于與用于向負載供電的負載電路相連接?？刂蒲b置包括控制電路，其被設置用于中斷負載的電流供應?？刂齐娐繁辉O置用于在負載的電流供應被中斷期間檢測控制裝置中的電壓，以便識別供電電壓的電位?？刂齐娐繁辉O置用于根據(jù)所識別的相位以及根據(jù)要傳輸用于數(shù)據(jù)包傳輸?shù)臄?shù)據(jù)來影響供電電壓。
[0016]控制裝置可包括輸入端子與輸出端子之間的開關，控制電路連接到該開關，以便將該開關切換至斷開狀態(tài)。這可將兩個開關的(例如兩個功率半導體元件的)串聯(lián)電路插接在輸入端子與輸出端子之間。可將控制電路與兩個功率半導體元件的柵極相連接，以便通過對柵極處的電位的影響分別將兩個開關中的至少一個切換至高阻抗狀態(tài)?？蓪⑦B接兩個功率半導體元件這樣電連接，以使得當電源提供電壓時，兩個功率半導體元件持續(xù)以低阻抗狀態(tài)運行，并且只是由控制電路有針對性地切換至斷開狀態(tài)。
[0017]控制裝置可以是調光裝置。
[0018]控制裝置的進一步改進以及由其改進所實現(xiàn)的各種效果適應于該方法的進一步改進。
[0019]根據(jù)另一個實施方式將提供一種照明系統(tǒng)。該發(fā)光機構包括至少一個用于發(fā)光機構的操作設備以及根據(jù)一個實施方式的控制裝置。該控制裝置經(jīng)由負載電路與至少一個操作設備相連接。
[0020]該至少一個操作設備可包括充電電容器，這樣設置該充電電容器以使得，發(fā)光機構在控制裝置為了識別供電電壓的相位而中斷電力供應的時間段內(nèi)可持續(xù)運行。至少一個控制裝置可進一步包括抑制電容器，該抑制電容器與操作設備的輸入端子并聯(lián)連接。至少一個操作設備可包括分析電路，該分析電路檢測供電電壓的相位切割和/或相位截斷的存在。該分析電路可被設置用于既在正的供電電壓的半波也在負的供電電壓的半波檢測相位切割和/或相位截斷的存在。分析電路可被設置用于通過被調制的供電電壓的半波序列的相位切割和/或相位截斷的序列來確定調光值和/或色彩值。操作設備的分析電路可被設置用于根據(jù)相位切割和/或相位截斷的序列進行亮度改變和/或顏色改變。
[0021]至少一個操作設備可包括至少一個LED轉換器。