用于經(jīng)由負(fù)載電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂蒲b置和方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于經(jīng)由負(fù)載電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂蒲b置和方法
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制發(fā)光機(jī)構(gòu)的操作設(shè)備的裝置和方法。本發(fā)明尤其涉及可經(jīng)由負(fù)載電路來(lái)傳輸數(shù)據(jù)包的方法和裝置，通過(guò)該負(fù)載電路實(shí)現(xiàn)了能量供應(yīng)。
[0002]為了對(duì)發(fā)光機(jī)構(gòu)進(jìn)行亮度控制，可以使用調(diào)光裝置。在例如燈泡的傳統(tǒng)照明裝置的基礎(chǔ)上工作的發(fā)光裝置中，亮度調(diào)節(jié)可以在調(diào)光裝置中通過(guò)發(fā)光裝置的供電電壓的相位切割或相位截?cái)鄟?lái)實(shí)現(xiàn)。其中發(fā)光裝置的功率被降低，同時(shí)在供電電壓過(guò)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(shí)間來(lái)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(jī)構(gòu)的操作設(shè)備發(fā)送控制信號(hào)。設(shè)置在操作設(shè)備中的分析電路對(duì)這些控制信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，并相應(yīng)地調(diào)整亮度。這樣的控制也可被用于色彩控制。這種類(lèi)型的控制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(jī)構(gòu)的照明設(shè)備。
[0004]可以將接通在電源與負(fù)載之間的控制裝置的輸入端子與輸出端子之間的導(dǎo)通路徑切換至高阻抗以便通過(guò)負(fù)載電路來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。由此可將控制信號(hào)調(diào)制到負(fù)載的供電電壓上。依照原理對(duì)功率開(kāi)關(guān)(諸如功率場(chǎng)效應(yīng)管(Power-MOSFET)的源極與漏極之間的集成二極管)進(jìn)行的限制可能會(huì)阻礙經(jīng)由負(fù)載電路的數(shù)據(jù)比特的有效傳輸。用于通過(guò)負(fù)載電路進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸?shù)难b置和方法是所期待的，其中在傳輸數(shù)據(jù)包的過(guò)程中，每一個(gè)供電電壓的全波多于一個(gè)數(shù)據(jù)比特基本上也是可行的。
[0005]本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于經(jīng)由負(fù)載電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)难b置和方法，該裝置或方法適用于基于非傳統(tǒng)的發(fā)光機(jī)構(gòu)的發(fā)光裝置，并且使得經(jīng)由負(fù)載電路進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)傳輸。
[0006]該任務(wù)通過(guò)具有在獨(dú)立的權(quán)利要求中所提供的技術(shù)特征的控制裝置、方法以及照明系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求限定了本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)。
[0007]根據(jù)實(shí)施方式提供了一種被設(shè)置用于經(jīng)由負(fù)載電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂蒲b置。該控制裝置具有用于與電源(例如電網(wǎng)電壓源)連接的輸入端子以及用于與負(fù)載功率連接的輸出端子。控制裝置包括在輸入端子與輸出端子之間的串聯(lián)電路中的第一開(kāi)關(guān)裝置和第二開(kāi)關(guān)裝置?？刂蒲b置包括控制電路，該控制電路與第一開(kāi)關(guān)裝置以及第二開(kāi)關(guān)裝置相連接，并且被設(shè)置為生成控制信號(hào)以便傳輸數(shù)據(jù)比特，該控制信號(hào)用于控制所述第一開(kāi)關(guān)裝置和/或所述第二開(kāi)關(guān)裝置。
[0008]通過(guò)兩個(gè)開(kāi)關(guān)裝置的使用能夠不但在具有正的供電電壓的半波中而且在具有負(fù)的供電電壓的半波中生成用于編碼數(shù)據(jù)比特的相位切割和/或相位截?cái)?。每個(gè)供電電壓的全波能夠傳輸兩個(gè)數(shù)據(jù)比特。利用供電電壓的半波序列能夠傳輸數(shù)據(jù)包。其中通過(guò)若干連續(xù)的半波的相位切割或相位截?cái)鄬?duì)操作設(shè)備的調(diào)節(jié)值(例如亮度或者色彩的目標(biāo)值)進(jìn)行編碼。
[0009]控制裝置尤其可用于向用于發(fā)光機(jī)構(gòu)的操作設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)包。該數(shù)據(jù)包可包括亮度值和/或色彩值。發(fā)光機(jī)構(gòu)的操作設(shè)備可根據(jù)數(shù)據(jù)包中所傳輸?shù)恼{(diào)節(jié)值執(zhí)行亮度控制或色彩控制或者亮度調(diào)節(jié)或色彩調(diào)節(jié)。在數(shù)據(jù)包的傳輸結(jié)束后，由數(shù)據(jù)包預(yù)預(yù)定的亮度或者色彩可由操作設(shè)備保持。不同于傳統(tǒng)的相位截?cái)嗾{(diào)光或者相位切割調(diào)光，在數(shù)據(jù)包傳輸結(jié)束后不必生成其它的相位切割或相位截?cái)嘁岳绫３譁p小的亮度。
[0010]當(dāng)在輸入端子處施加信號(hào)并且控制電路不生成控制信號(hào)時(shí)，可將第一開(kāi)關(guān)裝置和第二開(kāi)關(guān)裝置設(shè)置為使它們處于接通狀態(tài)，以便將輸入端子與輸出端子電連接。只有當(dāng)生成相位切割和/或相位截?cái)嘁员銈鬏敂?shù)據(jù)包時(shí)或者當(dāng)另一個(gè)操作(例如供電電壓的過(guò)零識(shí)別)要求切換至高阻抗?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制電路才必須選擇性地生成控制信號(hào)。
[0011]第一開(kāi)關(guān)裝置和第二開(kāi)關(guān)裝置可以是功率開(kāi)關(guān)。第一開(kāi)關(guān)裝置和第二開(kāi)關(guān)裝置可以是具有絕緣柵電極的功率半導(dǎo)體構(gòu)件，例如場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)。
[0012]控制電路可被設(shè)置用于僅當(dāng)控制裝置發(fā)出控制信號(hào)時(shí)，才對(duì)第一開(kāi)關(guān)裝置的柵極處的電位以及第二開(kāi)關(guān)裝置的柵極處的電位產(chǎn)生影響?？刂齐娐房赏ㄟ^(guò)生成控制信號(hào)引起第一開(kāi)關(guān)裝置的柵極處以及第二開(kāi)關(guān)裝置的柵極處的電位變化，借此提高串聯(lián)電路的阻抗。從而可以使提供給負(fù)載的供電電壓短暫地降低，以便生成相位切割或相位截?cái)唷?br>[0013]控制裝置可包括與輸入端子相連接以便對(duì)第一開(kāi)關(guān)裝置的柵極以及第二開(kāi)關(guān)裝置的柵極進(jìn)行充電的電路部件。這些電路部件可構(gòu)成充電電路，該充電電路可對(duì)第一開(kāi)關(guān)裝置的柵極以及第二開(kāi)關(guān)裝置的柵極進(jìn)行充電，使得兩個(gè)開(kāi)關(guān)裝置處于接通狀態(tài)并且允許在輸入端子與輸出端子之間有電流通過(guò)。
[0014]控制電路可被設(shè)置用于通過(guò)生成控制信號(hào)促使對(duì)第一開(kāi)關(guān)裝置的柵極以及第二開(kāi)關(guān)裝置的柵極進(jìn)行放電?？刂齐娐房梢钥刂葡吕娐?，通過(guò)該下拉電路，在第一開(kāi)關(guān)裝置的柵極處以及第二開(kāi)關(guān)裝置的柵極處的電位被改變。控制電路可被設(shè)置用于向與下拉電阻串聯(lián)連接的晶體管的柵極輸送控制信號(hào)。
[0015]控制裝置可包括至少一個(gè)儲(chǔ)能裝置，該儲(chǔ)能裝置被設(shè)置用于對(duì)第一開(kāi)關(guān)裝置的柵極以及第二開(kāi)關(guān)裝置的柵極進(jìn)行充電。儲(chǔ)能裝置可經(jīng)由第一二極管與輸入端子相連接，以及經(jīng)由第二二極管與輸出端子相連接。這種儲(chǔ)能裝置(其可包括例如一個(gè)電容器或者更多個(gè)電容器)有助于將第一開(kāi)關(guān)裝置與第二開(kāi)關(guān)裝置的串聯(lián)電路快速重新切換至接通狀態(tài)?？刂齐娐房杀辉O(shè)置用于控制另一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置，該開(kāi)關(guān)裝置被插接在儲(chǔ)能裝置與第一開(kāi)關(guān)裝置以及第二開(kāi)關(guān)裝置的柵極之間。由此，當(dāng)串聯(lián)電路應(yīng)被切換至高阻抗?fàn)顟B(tài)時(shí)，可阻止對(duì)第一開(kāi)關(guān)裝置以及第二開(kāi)關(guān)裝置的柵極的充電。
[0016]控制電路可被設(shè)置用于將第一開(kāi)關(guān)裝置與第二開(kāi)關(guān)裝置的串聯(lián)電路多次切換至高阻抗?fàn)顟B(tài)以便傳輸數(shù)據(jù)比特串?？刂齐娐房杀辉O(shè)置用于根據(jù)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)生成相位切割和/或相位截?cái)?，以傳輸?shù)據(jù)比特串。
[0017]控制電路可被設(shè)置用于識(shí)別電源的供電電壓的相位，以及用于在預(yù)定的時(shí)間窗口內(nèi)在供電電壓的過(guò)零之前或者之后生成控制信號(hào)?？刂齐娐房杀辉O(shè)置用于當(dāng)數(shù)據(jù)包將要被傳輸時(shí)，啟動(dòng)用于識(shí)別電源的供電電壓的過(guò)零的過(guò)程。控制電路可被設(shè)置用于將第一開(kāi)關(guān)裝置與第二開(kāi)關(guān)裝置的串聯(lián)電路切換至斷開(kāi)狀態(tài)，并且在串聯(lián)電路被切換至斷開(kāi)狀態(tài)期間監(jiān)測(cè)在控制裝置中所檢測(cè)到的電壓以識(shí)別供電電壓的過(guò)零?？刂齐娐房杀辉O(shè)置用于將某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的第一開(kāi)關(guān)裝置與第二開(kāi)關(guān)裝置的串聯(lián)電路切換至斷開(kāi)狀態(tài)，在該時(shí)間點(diǎn)從電源流經(jīng)控制裝置而流向負(fù)載的電流具有過(guò)零。
[0018]控制電路可被設(shè)置用于將第一開(kāi)關(guān)裝置與第二開(kāi)關(guān)裝置的串聯(lián)電路按供電電壓的每全波兩次切換至高阻抗?fàn)顟B(tài)?？刂齐娐繁辉O(shè)置用于既在具有正的供電電壓的半波時(shí)、而且在具有負(fù)的供電電壓的半波時(shí)將第一開(kāi)關(guān)裝置與第二開(kāi)關(guān)裝置的串聯(lián)電路切換至高阻抗?fàn)顟B(tài)。由此每個(gè)供電電壓的半波能夠編碼一個(gè)數(shù)據(jù)比特。
[0019]控制裝置可包括調(diào)節(jié)元件。控制電路可被設(shè)置用于監(jiān)控該控制裝置的調(diào)節(jié)元件的操作。調(diào)節(jié)元件可例如包括一個(gè)按鈕或更多個(gè)按鈕、可旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)元件或者其它可操作元件。當(dāng)識(shí)別到調(diào)節(jié)元件的操作時(shí)，控制電路可選擇性地啟動(dòng)用于數(shù)據(jù)包傳輸?shù)倪^(guò)程，該過(guò)程包括將第一開(kāi)關(guān)裝置與第二開(kāi)關(guān)裝置的串聯(lián)電路切換至高阻抗?fàn)顟B(tài)的過(guò)程。用于控制電路的運(yùn)行的內(nèi)部供電電壓可以由控制裝置的輸入端子與輸出端子之間的跌落電壓生成?？刂蒲b置可被如此設(shè)計(jì)為，使得只有當(dāng)識(shí)別到調(diào)節(jié)元件的操作時(shí)選擇性地實(shí)現(xiàn)控制電路的能量供應(yīng)。
[0020]該控制裝置可以是調(diào)光裝置，利用該調(diào)光裝置可調(diào)節(jié)亮度值。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式將提供一種用于從控制裝置向負(fù)載進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?。在該方法中利用根?jù)一個(gè)實(shí)施方式的控制裝置生成供電電壓的半波的相位切割和/或相位截?cái)啵员銓?duì)數(shù)據(jù)比特串進(jìn)行編碼。該方法可尤其被用于向發(fā)光機(jī)構(gòu)的操作設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)包。
[0022]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式將提供一種照明系統(tǒng)。該發(fā)光機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)用于發(fā)光機(jī)構(gòu)的操作設(shè)備以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的控制裝置。該控制裝置經(jīng)由負(fù)載電路與至少一個(gè)操作設(shè)備相連接。
[0023]該至少一個(gè)操作設(shè)備可包括分析電路，該分析電路檢測(cè)供電電壓的相位切割和/或相位截?cái)嗟拇嬖?。分析電路可被設(shè)置用于既在具有正的供電電壓的半波也在具有負(fù)的供電電壓的半波中檢查相位切割和/或相位截?cái)嗟拇嬖凇７治鲭娐房杀辉O(shè)置用于通過(guò)被調(diào)制的供電電壓的半波串的相位切割和/或相位截?cái)嗟男蛄写_定調(diào)光值和/或色彩值。分析電路可被設(shè)置用于針對(duì)半波序列的每個(gè)半波分別讀取數(shù)據(jù)包的一個(gè)數(shù)據(jù)比特。操作設(shè)備的分析電路可被設(shè)置用于在傳輸數(shù)據(jù)包之后，根據(jù)相位切割和/或相位截?cái)嗟男蛄袑?shí)現(xiàn)亮度的變化和/或色彩的變化。
[0024]所述至少一個(gè)操作設(shè)備可包括至少一個(gè)LED轉(zhuǎn)換器。
[0025]通過(guò)下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的實(shí)施方式的其它特征、優(yōu)點(diǎn)以及功能將變得顯而易見(jiàn)，其中相同或者相似的附圖標(biāo)記表示相同或者相似的功能。
[0026]圖1示出了具有根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的控制裝置的照明系統(tǒng)。
[0027]圖2是根據(jù)一