本發(fā)明涉及其中電氣設(shè)備具有被布置成連接到阻抗裝置的控制線的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)可以用于所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的許多應(yīng)用，例如，用于室內(nèi)氣候控制安裝、無線能量轉(zhuǎn)移系統(tǒng)、電動汽車的充電系統(tǒng)以及通用通信設(shè)備。例如，可以使用控制系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)和/或優(yōu)化。

背景技術(shù)：

對于一般用戶，特別是對于全球社會來說，期望較少的能量消耗。在許多技術(shù)領(lǐng)域(諸如用于測試設(shè)備、用于設(shè)備的校準(zhǔn)、用于一般實(shí)驗(yàn)室目的和/或用于氣候控制系統(tǒng))，需要高效和可靠的功率調(diào)節(jié)和/或優(yōu)化。

例如，室內(nèi)氣候控制設(shè)施存在許多變化，并且這些室內(nèi)氣候控制設(shè)施代表著顯著的能量消耗。對于一般用戶，特別是對于全球社會來說，期望較少的能量消耗。雖然新系統(tǒng)可以在維持的氣候舒適度水平的情況下實(shí)現(xiàn)能量節(jié)約，但目前所使用的設(shè)施中只有小部分可能在不遠(yuǎn)的將來被替代。替代于接受新設(shè)施的成本，用戶可以選擇較少的舒適度以便降低能量消耗。對于在不損失氣候舒適度的情況下節(jié)約能量的適配器(控制系統(tǒng))，可以發(fā)現(xiàn)巨大的市場。根據(jù)wo2013070159中描述的這種解決方案，繼電器裝置被布置成在控制單元的輸出的影響下斷開受氣候影響的阻抗裝置與控制線的連接，并且替代地連接替代裝置，其中替代裝置提供了由控制單元的第二輸出控制的阻抗。

為了使適配器盡可能容易地安裝，控制單元設(shè)置有極性探測裝置，極性探測裝置被布置成獲得替代裝置到控制線的連接是否導(dǎo)致具有正極性或負(fù)極性的電壓的指示，替代裝置的連接使得依賴于該指示并且在控制單元的第三輸出的影響下進(jìn)行。

但是，替代受氣候影響的阻抗裝置存在問題，因?yàn)楸M管阻抗幅度和控制線電流特性有很大變化，但是期望以高準(zhǔn)確度確定阻抗。電磁繼電器觸點(diǎn)對于低電平電流具有老化效應(yīng)。尋找低成本的足夠好的半導(dǎo)體開關(guān)解決方案是一個挑戰(zhàn)。

此外，存在與建筑物中的氣候控制相關(guān)的類似問題，例如對于重型車輛中的氣候控制設(shè)備和采礦行業(yè)應(yīng)用中的氣候控制設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，替代裝置包括兩個等效阻抗網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)連接，每個等效阻抗網(wǎng)絡(luò)設(shè)置有用于多個阻抗裝置的旁路開關(guān)裝置，所述多個阻抗裝置具有布置在相反方向上的串聯(lián)連接的半導(dǎo)體開關(guān)裝置。兩個阻抗網(wǎng)絡(luò)由控制單元的第一輸出控制。旁路開關(guān)裝置被布置成由控制單元的第二輸出交替地激活。

附圖說明

將參考示出優(yōu)選實(shí)施例的原理圖的附圖(圖1)來描述根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

優(yōu)選實(shí)施例

附圖示出了室內(nèi)氣候控制系統(tǒng)的原理圖，其中電氣設(shè)備1(諸如，氣候控制設(shè)備)具有通常連接到受氣候影響的阻抗裝置3的控制線2。受氣候影響的阻抗裝置3可以包括例如溫度傳感器(諸如熱敏電阻)、空氣濕度(rh)傳感器(可以是電容式和/或電阻式的)以及二氧化碳(co2)傳感器中的一個或多個。開關(guān)裝置4被布置成在控制單元6的第三輸出5的影響下斷開受氣候影響的阻抗裝置3與控制線2的連接，以替代裝置7來代替。從而，如下所述，提供了由控制單元6的第一輸出8控制的阻抗。因此，通常，氣候控制設(shè)備1耦接到受氣候影響的阻抗裝置3，但是可以通過本發(fā)明斷開連接，由此，替代地，替代裝置7通過開關(guān)裝置4耦接到氣候控制設(shè)備1。替代裝置7是能夠提供可由控制單元6的第一輸出8控制的阻抗的電路。

根據(jù)示例實(shí)施例，控制單元6連接到處理器9，處理器9被布置成從多個受氣候影響的信息裝置10、11和12接收信息，這些信息裝置可以包括溫度傳感器、熱敏電阻、空氣濕度(rh)傳感器、太陽輻射傳感器、風(fēng)力傳感器、雨量傳感器和氣候預(yù)報器件中的一個或多個?？梢酝ㄟ^使用數(shù)學(xué)模型來處理信息，以便提供第一輸出8。然后可以經(jīng)由控制單元6的第一輸出8來控制替代裝置7的阻抗。例如，可以基于例如氣候數(shù)據(jù)并且也可以基于氣候控制方案和/或能源關(guān)稅由數(shù)學(xué)函數(shù)來確定輸出8。

如wo2013070159中所描述的，根據(jù)示例實(shí)施例，控制單元6可以設(shè)置有合適的測量裝置(圖中未示出)，用于確定在受氣候影響的阻抗裝置3的斷開模式下該裝置的特性，以便至少初始地控制替代裝置7的阻抗，并且或多或少地頻繁地驗(yàn)證受影響的阻抗裝置3的特性。因此，當(dāng)受影響的阻抗裝置3與氣候控制設(shè)備1斷開連接時，可以測量受影響的阻抗裝置3的特性。然后，可以至少基于受影響的阻抗裝置3的測得的特性通過輸出8來控制替代裝置7的阻抗。

控制單元6設(shè)置有極性探測裝置13，極性探測裝置13被布置成獲得替代裝置7到控制線2的連接是否導(dǎo)致控制線2上具有正極性或負(fù)極性的電壓的指示。這便于根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)容易地安裝。極性探測裝置13感測控制線2的兩個導(dǎo)體并檢測兩個導(dǎo)體之間的差分電壓。因此，來自極性探測裝置13的第二輸出14依賴于控制線2中的兩個導(dǎo)體中的哪個導(dǎo)體具有最高電位。

因此，使替代裝置7到電氣設(shè)備1的連接依賴于來自極性探測裝置13的極性指示并且在控制單元的第二輸出14的影響下進(jìn)行。第二輸出14控制應(yīng)該激活替代裝置7中的兩個旁路開關(guān)裝置17和18中的哪一個。布置在旁路開關(guān)裝置17和18之間的反相器23具有這些旁路開關(guān)裝置17和18中一次只有一個被激活的效果。

根據(jù)本發(fā)明，替代裝置7包括兩個等效阻抗網(wǎng)絡(luò)15和16的串聯(lián)連接，每個等效阻抗網(wǎng)絡(luò)15和16設(shè)置有一個旁路開關(guān)裝置17和18。

阻抗網(wǎng)絡(luò)15和16中的每一個包括多個阻抗裝置19和20，阻抗裝置19和20中的每一個分別與半導(dǎo)體開關(guān)裝置21和22串聯(lián)連接。阻抗網(wǎng)絡(luò)15和16相對于控制線2和信號地26被布置在相反方向上，即，鏡像反相(mirror-inverted)。換言之，阻抗網(wǎng)絡(luò)15和16中的每一個可以包括分別與半導(dǎo)體開關(guān)裝置21、22串聯(lián)連接的多個并聯(lián)耦接的阻抗裝置19、20。半導(dǎo)體開關(guān)裝置21、22中的每一個的一個端子彼此連接并且連接到信號地26。例如，如果半導(dǎo)體開關(guān)裝置21、22中的每一個包括場效應(yīng)晶體管(fet)，則兩個阻抗網(wǎng)絡(luò)15、16被布置成使得兩個fet21、22的源極端子彼此連接并且連接到信號地26。

阻抗網(wǎng)絡(luò)15和16由控制單元6的第一輸出8控制，并且可以具有例如根據(jù)對數(shù)標(biāo)度選擇的阻抗值，以便覆蓋寬的阻抗范圍。如上所述，旁路開關(guān)裝置17和18被布置成由控制單元6的第二輸出14和反相器23交替地激活。

旁路開關(guān)裝置17的激活消除了阻抗網(wǎng)絡(luò)15的非線性，因?yàn)橹蠡旧蠜]有電流通過阻抗網(wǎng)絡(luò)15及其晶體管21，因?yàn)殡娏饔鼗赝ㄟ^旁路開關(guān)裝置17。相應(yīng)地，旁路開關(guān)裝置18的激活消除了阻抗網(wǎng)絡(luò)16的非線性，因?yàn)橹蠡旧蠜]有電流通過阻抗網(wǎng)絡(luò)16及其晶體管22，因?yàn)殡娏饔鼗赝ㄟ^旁路開關(guān)裝置18。

阻抗裝置19和20包括多個電阻器，例如，依賴于氣候控制設(shè)備1的規(guī)格。選擇電阻器的數(shù)量及其電阻值以便實(shí)現(xiàn)導(dǎo)致具有合適的分辨率和精度的總電阻值的并聯(lián)耦接。

例如，如上所述，n-通道場效應(yīng)晶體管(fet)可以用于半導(dǎo)體開關(guān)裝置21和22以及旁路開關(guān)裝置17和18。

旁路開關(guān)裝置17、18設(shè)置有電阻器24和25，電阻器24和25相對于阻抗網(wǎng)絡(luò)15和16的最低生成電阻具有足夠低的電阻值，以便用作短路鏈接，用于將控制線2的負(fù)極(negativepole)(即，具有最低電位的導(dǎo)體)連接到控制單元6的信號地26。因此，此處，那個激活的旁路開關(guān)裝置17、18可以被認(rèn)為是控制線2的負(fù)極與信號地26之間的短路，從而導(dǎo)致以上所述的電流迂回通過那個激活的旁路開關(guān)裝置17、18。

阻抗裝置19和20可以包括如室內(nèi)氣候控制系統(tǒng)的所描述的示例性實(shí)施例中的電阻器，以提供可控的阻抗。根據(jù)其它實(shí)施例，阻抗裝置19和20還可以包括電容器和/或電感器。

如上所述，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)使用本發(fā)明的控制系統(tǒng)以用于其它應(yīng)用。

根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備1適于在大量系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。這樣的系統(tǒng)可以包括需要較高的電流和較高的電壓的系統(tǒng)，并且可以是無關(guān)于極性的。這樣的系統(tǒng)還可以包括被布置成用于較低電流和/或電壓的系統(tǒng)。本發(fā)明還適于在無線能量轉(zhuǎn)移系統(tǒng)中、在用于電動車輛充電的系統(tǒng)中和/或在通用通信設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明還適于在重型車輛中的氣候控制設(shè)備和/或采礦行業(yè)應(yīng)用中的氣候控制設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明還適于在測試設(shè)備中、在校準(zhǔn)系統(tǒng)中和/或在一般實(shí)驗(yàn)室設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。