照明設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了一種照明設(shè)備，其具有一個或多個光源；主輸入電力連接部；和用于控制電力從主輸入電力連接部到一個或多個光源的輸送的電子電路。電子電路包括：用于確定在使用中與主輸入電力連接部耦合的主供電網(wǎng)絡(luò)上的外部電負(fù)載的指示的裝置；和用于根據(jù)所確定的主供電網(wǎng)絡(luò)上的外部電負(fù)載的指示，改變從主輸入電力連接部汲取的電力的裝置。以這種方式，在對主供電網(wǎng)絡(luò)有較高的需求期間，照明設(shè)備可以減小從主電源汲取的電力的量。
【專利說明】照明設(shè)備
[0001]本發(fā)明涉及一種照明設(shè)備，且特別涉及一種具有使照明設(shè)備能夠控制來自一個或多個電源的電力的消耗的附加組件和電路的照明設(shè)備。
[0002]本發(fā)明人先前已經(jīng)(在GB2447495中)提出了一種具有電路的電照明設(shè)備，如果檢測出市電電源發(fā)生了故障(斷電)，該電路可以從備用電池而不是市電電源向照明設(shè)備提供電力。本發(fā)明是緣于發(fā)明人設(shè)法改善或修改該較早的照明設(shè)備來增加功能而實現(xiàn)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)一個方面，本發(fā)明提供了一種照明控制設(shè)備，其包括:主輸入電力連接部、副輸入電力連接部、輸出電力連接部和用于控制電力從主輸入電力連接部和副輸入電力連接部輸送到輸出電力連接部的電子電路；其中電子電路包括:用于確定對在使用中與主輸入電力連接部耦合的主供電網(wǎng)絡(luò)上的外部電負(fù)載的指示的裝置；和用于根據(jù)所確定的主供電網(wǎng)絡(luò)上的外部電負(fù)載的指示，改變從副輸入電力連接部汲取的電力的裝置。
[0004]用于改變所汲取的電力的裝置也可以被設(shè)置成根據(jù)所確定的主輸入電力連接部上的電負(fù)載來改變從主電力連接部汲取的電力。在優(yōu)選的實施例中，用于改變從主輸入電力連接部和副輸入電力連接部汲取的電力的裝置可以被設(shè)置成向輸出電力連接部提供電力，以至于一個或多個光源的亮度保持實質(zhì)上相同，而不考慮主供電網(wǎng)絡(luò)上的電負(fù)載。
[0005]在一個實施例中，確定裝置被設(shè)置成接收來自外部設(shè)備的指示主供電網(wǎng)絡(luò)上的外部電負(fù)載的信號。該信號可以從主供電網(wǎng)絡(luò)中接收，在這種情況下，該信號可以調(diào)制到電力信號上，并且該確定裝置將會包括用于解調(diào)所接收到的信號的解調(diào)器。
[0006]確定裝置可以確定在主輸入電力連接部處接收到的電力信號的頻率的測量結(jié)果并基于這個頻率確定供電網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)載。這可以提供在進行測量時的供電網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的幾乎瞬時或?qū)崟r的指示。
[0007]在這種情況下，電子電路可以還包括:用于提供至少一個閾值的裝置、和用于將閾值與電力信號的頻率的測量結(jié)果比較的裝置。
[0008]當(dāng)確定裝置確定在主供電網(wǎng)絡(luò)上有高的電負(fù)載時，改變裝置可以減小從主輸入電力連接部汲取的電力。例如，改變裝置可以通過抑制用來給與照明設(shè)備相關(guān)聯(lián)的副電荷存儲設(shè)備充電的充電電路的操作來減小從主輸入電力連接部汲取的電力。此外或者另一方面，改變裝置可以通過降低由一個或多個光源產(chǎn)生的光的亮度來減小從主輸入電力連接部汲取的電力。
[0009]如果需要的話，該照明設(shè)備可以用從與照明設(shè)備相關(guān)聯(lián)的副電源汲取的電力替換從主輸入電力連接部汲取的電力。該副電源可以被提供主要用于給光源供電以提供持續(xù)照明的目的或用于一些其它的目的。
[0010]在一個實施例中，當(dāng)確定裝置確定在主供電網(wǎng)絡(luò)上有低的電負(fù)載時，該改變裝置增加從主輸入電力連接部汲取的電力。例如，這可以通過允許用來給與照明設(shè)備相關(guān)聯(lián)的副電荷存儲設(shè)備充電的充電電路的操作來完成。此外或者另一方面，這可以通過增加由一個或多個光源產(chǎn)生的光的亮度來完成。[0011 ] 該電子電路可以還包括用于確定副電源的剩余電荷的裝置，如果電荷確定裝置確定副電源的剩余電荷低于第一電荷值，那么該改變裝置可以被阻止增加從副電源汲取的電力。
[0012]在該副電源包括電荷存儲設(shè)備且該電子電路還包括用于確定電荷存儲設(shè)備的剩余電荷的裝置的情況下，該改變裝置可以被設(shè)置成根據(jù)電荷存儲設(shè)備的剩余電荷來改變從副電源汲取的電力。
[0013]在該副電源包括電荷存儲設(shè)備的情況下，該改變裝置可以被設(shè)置成根據(jù)電荷存儲設(shè)備的容量來改變從副電源汲取的電力。另外地或者另一方面，在較高的電網(wǎng)需求期間，該改變裝置可以被設(shè)置成從副電源汲取電力一預(yù)定時間段。在這種情況下，如果電子電路包括用于確定電荷存儲設(shè)備的剩余電量的裝置，那么該改變裝置可以被設(shè)置成如果電荷存儲設(shè)備的剩余電荷低于閾值或者如果副電源已經(jīng)用了第二時段，在所述時間段期間減小從副電源汲取的電力。從副電源汲取的電力的較小可以導(dǎo)致一個或多個光源的亮度的降低。
[0014]在一個實施例中，該改變裝置被設(shè)置成當(dāng)改變裝置減小了從副電源汲取的電力時，來增加從主電源汲取的電力。類似地，該改變裝置可以設(shè)置成當(dāng)改變裝置增加了從副電源汲取的電力時，減小從主電源汲取的電力。
[0015]用于確定在使用中與主輸入電力連接部耦合的主供電網(wǎng)絡(luò)上的外部電負(fù)載的指示的裝置可以被設(shè)置成測量主輸入電力信號(如其頻率和/或電壓)的一個或多個參數(shù)以確定供電網(wǎng)絡(luò)上的實時負(fù)載。
[0016]電子電路也可以包括用于測量在使用中耦合到主輸入電力連接部的外部阻抗的裝置，并且該改變裝置可以被設(shè)置成根據(jù)阻抗測量來控制從副電源汲取的電力。這可能用于給光源供電以提供持續(xù)照明的目的或用于一些其它的目的。
[0017]該改變裝置也可以被配置成當(dāng)電力信號沒有出現(xiàn)在主輸入電力連接部處和阻抗測量低于預(yù)定的閾值時，增加從副電源汲取的電力。
[0018]在一個實施例中，該確定裝置使用光學(xué)信號變換器、聲學(xué)信號變換器或電磁波信號變換器中的一個進行通信。
[0019]一個或多個系統(tǒng)元件可以部分或整個封閉在燈泡或細(xì)長管外殼或類似的透明或半透明的殼體內(nèi)?；蛘?，該控制電路可以安裝在內(nèi)聯(lián)適配器、改進的供電單元或掛線盒類型的適配器內(nèi)。
[0020]在較高的需求期間，通過自動地降低來自主電力連接的電力消耗，電網(wǎng)的故障可以減至最小。
[0021]照明設(shè)備可以重新安裝到任何現(xiàn)有的燈具或布線裝置，并且可以替換或增強從市電電源供電的任何傳統(tǒng)的照明設(shè)備。
[0022]本發(fā)明的這些和其它方面將從下文參照附圖描述的示例性實施例中變得明顯，其中:
[0023]圖1是用于連接到傳統(tǒng)的燈架和布線裝置的并且其可以控制功率從主電源到照明設(shè)備內(nèi)的光源的輸送的照明設(shè)備的示意圖；
[0024]圖2是示出了圖1所示的照明設(shè)備可以安裝在其中的典型的照明電路的示意圖；
[0025]圖3是示出了形成圖1所示的照明設(shè)備的一部分的電子電路的主要組件的方框圖；[0026]圖4是示出了形成圖3所示的電路的一部分的頻率感測電路的組件的方框圖；
[0027]圖5是示出了用于確定主供電網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)載的電路被遠(yuǎn)離照明設(shè)備設(shè)置的另一個實施例的示意圖；
[0028]圖6是示出了可以在不具有副電源的照明設(shè)備的第二實施例中提供的另一電路的方框圖；
[0029]圖7是用于連接到傳統(tǒng)的條形燈燈架并且其可以被設(shè)置有圖3或圖6所示的電路的條形照明設(shè)備的一個實施例的示意圖；
[0030]圖8a示意性地示出了可以設(shè)置有圖3或圖6所示的電路的內(nèi)聯(lián)適配器(in-lineadapter)；
[0031]圖Sb示意性地示出了可以設(shè)置有圖3或圖6所示的電路的掛線盒適配器；以及
[0032]圖9示意性地示出了控制到一個或多個光源的電力輸送并且具有圖3或圖6所示的電路的改進的供電單元。
[0033]綜述
[0034]圖1示出了體現(xiàn)本發(fā)明的照明設(shè)備I的實例。在該實例中，呈傳統(tǒng)的看起來像燈泡的形式的照明設(shè)備I具有機械地耦合至配件5上的光學(xué)透明/半透明的殼體3。配件5用于將照明設(shè)備I連接到傳統(tǒng)的燈架(在這種情況下作為傳統(tǒng)的螺紋型燈頭示出)上，其繼而將照明設(shè)備I連接到主電源上。
[0035]一個或多個光源7被設(shè)置在殼體3內(nèi)。在該實施例中，光源7包括排列成一個或多個陣列11以至于照明設(shè)備I具有廣角的照明的多個發(fā)光二極管9。為獲得最佳功效、效率和使用壽命，LED陣列11被機械地固定和熱連接到散熱器13上。在 申請人:的較早的GB申請(GB1014428.5)中描述了散熱器13的結(jié)構(gòu)和功能，該申請的內(nèi)容被引入本文以供參考。如圖1所示，散熱器13具有空腔15，電池17被安裝在該空腔15中。如下文將更具體地說明的，電池7用于在主電源出現(xiàn)故障的情況下給光源7供電。
[0036]電子電路19被設(shè)置在照明設(shè)備I的基座21內(nèi)。在該實施例中，電子電路19包括用于確定主供電網(wǎng)絡(luò)上的外部電負(fù)載的指示的電路，和根據(jù)所確定的指示控制從主供電網(wǎng)絡(luò)汲取的功率的電路。以這種方式，由照明設(shè)備I汲取的功率可以在對主供電網(wǎng)絡(luò)有較高的需求時被減小，和/或可以在對主供電網(wǎng)絡(luò)有較低的需求時被增加。因此，照明設(shè)備I以這種方式進行操作有助于減小市電電源發(fā)生故障(由于過大的用戶需求引起的)的可能性。雖然需求的減少在總瞬時需求中只占非常小的百分比，如果大量類似的照明設(shè)備I也以這種方式操作，需求的減少將會是顯著的一這有助于提供更穩(wěn)定的干線供電網(wǎng)絡(luò)。確定主供電網(wǎng)絡(luò)上的外部電負(fù)載的指示的方式將在后面更詳細(xì)地描述。
[0037]照明電路
[0038]圖2是示出了圖1所示的照明設(shè)備I可以安裝在其中的典型的主供電網(wǎng)絡(luò)12的部分的示意圖。如圖2所示，本地或國家電網(wǎng)供應(yīng)的交流電力典型地通過變壓器14被從通常為幾千伏的非常高的傳輸電勢D轉(zhuǎn)換為通常為低至數(shù)百伏的較低的“市電”電源。變壓器14的次級繞組將通過端子16 (在這里表示到建筑物18內(nèi)的外部連接)向一個或多個本地用戶提供電力。該輸入電源(作為電勢E示出)通常通過適當(dāng)?shù)南蘖鞅Ｗo設(shè)備22 (熔斷器、斷路器等)，該限流保護設(shè)備22典型地安裝在配電板、用戶單元等內(nèi)。如圖2所示，照明電路28內(nèi)的兩個燈架24-1和24-2通過用戶可操作的開關(guān)26_1和26_2連接到限流設(shè)備22上。在該圖示中，開關(guān)26以雙向配置的方式示出，盡管可以僅有將燈架24連接到限流設(shè)備22上的單個開關(guān)26或多個開關(guān)。因此，安裝在這種燈架24上的照明設(shè)備I將使用市電電源作為用于點亮光源7的主電源。
[0039]操作模式
[0040]在該實施例中，照明設(shè)備I具有多個不同的操作模式，并且基于照明設(shè)備I的主電源上的外部電負(fù)載確定適當(dāng)?shù)牟僮髂Ｊ?。在該實施例中，有三種負(fù)載類別，其定義了正常模式、經(jīng)濟模式和充電模式這三種不同的操作模式。當(dāng)然可以使用不同的分類(和操作模式)一具有更少或更多的類別。在這一點上，讀者可以參考 申請人:的共同未決的GB申請GBl 105485.5，其描述了照明設(shè)備I可以具有的大量的其它操作模式。
[0041]正常模式
[0042]正常操作模式被定義為在主供電網(wǎng)絡(luò)12上存在正常負(fù)載時發(fā)生。在正常操作模式中，電子電路19使用來自主電源的電力點亮光源7并根據(jù)需要為電路19供電。在正常模式期間，如果確定了電池17所具有的電荷特別低或正在進行診斷測試，電池17可以被充電(或部分充電)到某一最小容量水平。
[0043]經(jīng)濟模式
[0044]操作的經(jīng)濟模式被定義為在主供電網(wǎng)絡(luò)12上存在較高的負(fù)載時發(fā)生。在該模式期間，電子電路19確保照明設(shè)備I沒有從主電源汲取電功率或從主電源汲取極少的電功率(例如用于進行適當(dāng)?shù)臏y量)。如果需要的話，在該模式中，主電源可以任選地與照明設(shè)備I的功率消耗組件分離開或斷開連接，以確保沒有從主電源汲取功率。在該實施例中，電池17用來提供副電源，以至于電子電路19可以繼續(xù)運行并且使得照明設(shè)備I即使在經(jīng)濟操作模式也可以繼續(xù)發(fā)光。在該實施例中，照明設(shè)備I將來自電池17的功率輸送到光源7直到電池的電荷已經(jīng)下降到低于預(yù)定的低閾值水平-此時可以再次從主電源汲取功率。在該模式中，電池的充電被抑制。
[0045]充電模式
[0046]充電操作模式被定義為在主供電網(wǎng)絡(luò)12上存在較低的負(fù)載時發(fā)生。在該模式期間，通常通過降壓變壓器、開關(guān)模式電源或其它電壓降低和整流子系統(tǒng)，電池17根據(jù)需要使用來自主電源的能量被智能地充電(再充電)。電池17的充電由監(jiān)測充電速率和電池電壓以防止過充電的電子電路19來控制。
[0047]診斷和模式指示器
[0048]在該實施例中，照明設(shè)備I具有單獨地連接到電子電路19上的呈發(fā)光二極管的形式的診斷指示器23。電子電路19可以控制該診斷指示器23連續(xù)地或間斷地指示當(dāng)前的操作模式和/或指示其中的任何故障檢測。例如，這可以通過改變診斷指示器23的照明來實現(xiàn)，或者如果多個不同的LED具有不同的顏色，這些LED可以被點亮來指示不同的診斷狀態(tài)。
[0049]遠(yuǎn)程控制
[0050]如圖1所示，優(yōu)選的照明設(shè)備I還包括可以接收來自另一設(shè)備(未示出)的信號和發(fā)送信號到另一設(shè)備(未示出)的一個或多個通信變換器25，該另一設(shè)備(未示出)遠(yuǎn)離于照明設(shè)備I。例如，如果由遠(yuǎn)程操作者進行的診斷測試或配置被需要的話，可以使用這些外部信號來控制照明設(shè)備I的操作。例如，通信變換器25可以是使用相應(yīng)的無線信號可以與遠(yuǎn)程設(shè)備進行通信的光學(xué)變換器(如紅外線變換器)或聲學(xué)變換器或電磁變換器(如RF收發(fā)器)。遠(yuǎn)程設(shè)備可以是具有多個功能按鈕(或類似物)用于允許用戶向照明設(shè)備I輸入控制命令的簡單的電池供電或其它方式供電的手持控制器。
[0051]例如，可以使用該遠(yuǎn)程控制功能來改變由照明設(shè)備I產(chǎn)生的光的亮度。例如，這可以通過改變施加到光源7上的功率(電流和/或電壓)來實現(xiàn)?？商鎿Q地，如果光源7被排列在不同的組中，并且每組中的光源7都由電子電路19單獨地供電，那么亮度可以通過改變被同時供電的光源7的數(shù)目來改變。也可以使用遠(yuǎn)程控制功能來改變照明設(shè)備I的基本操作，例如，禁止用于高需求功率降低和/或低需求充電及其參數(shù)的頻率感測。
[0052]通信變換器25也可以用來向遠(yuǎn)程設(shè)備傳達(dá)狀態(tài)和/或診斷信息。例如，電子電路19可以被布置成監(jiān)測電池17的電荷狀態(tài)，并且該剩余電荷狀態(tài)可以通過通信變換器25發(fā)信號給遠(yuǎn)程設(shè)備。
[0053]通信變換器25也可以用來經(jīng)由外部設(shè)備接收用戶編程信息輸入用于存儲在電子電路19的存儲器內(nèi)。例如，該用戶編程可以定義在使用由主電源供應(yīng)的電力工作時的發(fā)射器亮度和在使用諸如電池17的副電源供應(yīng)的電力工作時的發(fā)射器亮度；或自診斷測試和結(jié)果被執(zhí)行并通過診斷指示器23發(fā)信號的速率或方式。遠(yuǎn)程控制信號也可以用來將照明設(shè)備I開啟或關(guān)閉，即使在沒有電源故障或斷電時，或在用戶可操作的開關(guān)26斷開時。例如，該功能可以在建筑物場景中使用，其中中央控制站指示在建筑物內(nèi)的多個照明設(shè)備I在預(yù)定的照明水平處關(guān)閉或開啟以用于夜間照明的目的、用于功能測試、用于緊急目的(例如，由從火警控制系統(tǒng)接收的信號所指示的)。
[0054]負(fù)載測定
[0055]當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)載變化時，向多個負(fù)載供應(yīng)來自機械發(fā)電機的交流電流的電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通常存在供應(yīng)和需求平衡的問題。隨著這些負(fù)載的功率需求的改變，對發(fā)電機的需求的變化將導(dǎo)致轉(zhuǎn)速的變化，因此交流頻率的變化，其導(dǎo)致在高負(fù)載期間(短期和長期間隔)可測量的低于平均值的頻率和在低負(fù)載期間的高于平均值的頻率。
[0056]測量主電力信號的輸入頻率(一種變量，其將具有幾乎恒定的瞬時值而不管AC電力網(wǎng)絡(luò)12中的測量點在哪，即使對于全國性的網(wǎng)絡(luò)而言)提供了主供電網(wǎng)絡(luò)12上的電負(fù)載的指示。因此，如將在后面更詳細(xì)地描述的，電子電路19測量主電力信號的頻率，并從該測量中確定在主供電網(wǎng)絡(luò)12上是否存在高的負(fù)載、正常的負(fù)載或低的負(fù)載；以及從該測量中確定其操作模式。
[0057]電子電路
[0058]圖3是示出了在該優(yōu)選實施例中使用的電子電路19的主要組件的方框圖。如圖所示，電路19包括連接到主電源端子33和副電源端子34上的供電單元31，所述主電源端子33被設(shè)置在配件5中用于連接到主電源電路12上；所述副電源端子34用于連接到電池17 (圖中未示出)的正和負(fù)端子上。電子電路19還包括控制電子電路19的操作的處理器35 ;感測在主電源端子33處接收的主電源信號的頻率的頻率感測電路37 ;感測跨過主電源端子33的阻抗的阻抗感測電路38 ;用于通過端子34給電池17充電的充電電路39 ;用于執(zhí)行各種診斷測試和用于通過端子43控制診斷指示器23的診斷模塊41 ；以及用于通過經(jīng)由端子47連接的通信變換器25與遠(yuǎn)程設(shè)備進行通信的通信模塊45。電子電路19本身由供電單元31供電，供電單元31將會從在主電源端子33處接收的主電力信號和/或從在副電源端子34處接收的副電力信號產(chǎn)生用于電子電路19的電力。
[0059]如圖3所示，在該實施例中，電子電路19還包括由處理器35控制的兩個輸出設(shè)備50-1和50-2，并且這兩個輸出設(shè)備通過輸出端子49和51提供用于驅(qū)動光源7的所需的驅(qū)動電流。在該實施例中，光源7被排列成兩組，每組中的光源7都由輸出驅(qū)動器50中的相應(yīng)的一個來驅(qū)動。因此，在該實施例中，處理器35可以同時接通兩組中的光源7或通過控制相應(yīng)的輸出驅(qū)動器電路50接通兩組的任意一組中的光源7。處理器35通過為每個輸出驅(qū)動電路50設(shè)置所需的驅(qū)動功率也可以改變每組中的光源7的亮度。
[0060]在圖3所示的方框圖中，不同的模塊被顯示為是與處理器35分離的模塊。實際上，圖3所示的許多模塊的功能將會是由處理器35運行的軟件模塊或軟件和硬件的混合。為了便于理解不同模塊的功能和操作，這些模塊已經(jīng)以圖3所示的形式示出了?，F(xiàn)將給出各個模塊的更詳細(xì)的描述。
[0061]供電單元
[0062]供電單元31被配置成例如通過降壓變壓器、開關(guān)模式電源或其它電壓降低和整流子系統(tǒng)來變換主電源電壓；并且用來向控制照明設(shè)備I的操作的處理器35提供從主電源(或者如果在電源端子33處沒有主電源，通過端子34供應(yīng)來自電池17的功率)獲得的功率。供電單元31提供電隔離和降壓變換以便提供在高壓端子33和包括頻率感測電路37的電子電路19的低壓模塊之間的接口。供電單元31還提供了用于點亮光源7所需的電力。
[0063]處理器
[0064]在該實施例中，處理器35處于電子電路19的核心位置并控制圖3所示的所有模塊的操作。處理器35可以基于ASIC設(shè)備，但優(yōu)選是具有存儲器和定義其操作的軟件的可編程處理器(例如PIC微控制器)。這種軟件控制的處理器在安裝之后更易于更新到改進的軟件或附加的功能。
[0065]輸出驅(qū)動器
[0066]輸出驅(qū)動器50由處理器35控制并產(chǎn)生驅(qū)動光源7所需的驅(qū)動電流(或電壓)。所使用的輸出驅(qū)動器50將取決于被驅(qū)動的光源7的技術(shù)和配置。在該實施例中，光源7是LED，輸出驅(qū)動器50可以是具有如LED的有效脈寬調(diào)制(PWM)電流反饋驅(qū)動的特征的商業(yè)上可得到的集成電路LED驅(qū)動器，無論是單獨地或呈一個或多個“串”的形式。每個輸出驅(qū)動器50都由處理器35來控制(獨立地或作為單個實體)并且可以在其輸出端子49/51處產(chǎn)生相應(yīng)不同的驅(qū)動電流(或電壓)。輸出驅(qū)動器50從由供電單元31產(chǎn)生的供給電壓獲得它們的用于產(chǎn)生驅(qū)動信號的電力。
[0067]通信模塊
[0068]通信模塊45可操作地控制照明設(shè)備I和外部設(shè)備之間的通信。通信模塊45負(fù)責(zé)執(zhí)行將被傳送到外部設(shè)備以及從其接收的數(shù)據(jù)的任何所需的調(diào)制、解調(diào)、編碼和解碼。例如，通信模塊45可以將從診斷模塊41獲得的診斷數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程設(shè)備用于遠(yuǎn)程監(jiān)測照明設(shè)備I的操作?？商鎿Q地，用戶配置數(shù)據(jù)可以由通信模塊45從遠(yuǎn)程設(shè)備接收并被編程到處理器35中。數(shù)據(jù)可以由通信模塊45使用通信變換器25經(jīng)由端子47接收和發(fā)送。可替換地，通信模塊使用主供電網(wǎng)絡(luò)12經(jīng)由電源端子33可以接收來自外部設(shè)備的數(shù)據(jù)和/或?qū)?shù)據(jù)傳送到外部設(shè)備。在這種情況下，數(shù)據(jù)信號優(yōu)選以比主電力信號本身的頻率更高的頻率被調(diào)制到載波信號上，以至于數(shù)據(jù)信號可以從電力信號分離。[0069]充電電路
[0070]在該實施例中，充電電路39被提供用來監(jiān)測電池17的電荷狀態(tài)和當(dāng)需要時且當(dāng)照明設(shè)備處于充電操作模式時，給電池17再充電。通過監(jiān)測電池17的電荷狀態(tài)，充電電路39可以確保電池17沒有被過充電。充電電路39還可以將當(dāng)前的電池電荷狀態(tài)發(fā)信號給診斷模塊41用于歷史記錄和分析和/或用于例如通過通信模塊45輸出給用戶。在該實施例中，充電電路39還管理電池的使用，從而電池的電量不完全耗盡，否則這可能導(dǎo)致潛在的電池?fù)p壞。因此，在該實施例中，當(dāng)電池電荷降至低于預(yù)定的閾值水平時，充電電路39通知處理器35以停止向輸出驅(qū)動器50提供來自電池的電力。較低的閾值水平也可以被定義為允許照明設(shè)備I在主電源已經(jīng)中斷時使用來自電池17的電力發(fā)光一預(yù)定的最小時間段而作為應(yīng)急照明設(shè)備。因此，如果在經(jīng)濟模式下操作時，其中光源7由電池17供電，如果充電電路39檢測出電池17的電荷狀態(tài)低于某一閾值電荷水平，那么充電電路39可以使照明設(shè)備I返回到其正常操作模式(以至于光源7從主電源供電)。
[0071]診斷模塊
[0072]診斷模塊41執(zhí)行各種診斷測試并通過診斷指示器23向用戶呈現(xiàn)診斷結(jié)果。診斷結(jié)果也可以存儲在處理器35的存儲器(未示出)內(nèi)以保存照明設(shè)備I的操作的歷史記錄。診斷模塊41可以與充電電路39進行交互以便獲得電池電荷狀態(tài)信息，并與感測電路37/38、通信模塊45和輸出驅(qū)動器50進行交互以確認(rèn)其正確的操作。診斷模塊41還可以通過診斷指示器23向用戶呈現(xiàn)在設(shè)備內(nèi)檢測出的任何故障。診斷模塊41的操作可以由用戶通過使用通信模塊45接收的信號或例如經(jīng)由端子33通過主電源傳送的其它信號來控制，或者通過處理器35作為其執(zhí)行的一部分來控制。
[0073]阻抗感測電路
[0074]阻抗感測電路38用于通過供電單元31來感測跨過主電源端子33的阻抗。在大多數(shù)的裝置中，照明電路28 (照明設(shè)備I將被安裝在其中)將包括用于允許用戶接通和切斷該照明設(shè)備I的一個或多個手動操作的開關(guān)26。因此，阻抗感測電路38用于區(qū)分其中主電源已經(jīng)被用戶通過斷開開關(guān)26而移除的情況和當(dāng)存在主電源故障且開關(guān)仍然閉合的情況。特別地，當(dāng)存在主電源故障且燈開關(guān)26接通時，感測的阻抗將相對較低，然而當(dāng)用戶在燈開關(guān)26處切斷燈時，感測的阻抗將相對較高。因此，當(dāng)感測的阻抗較高時，處理器35不允許從電池17供應(yīng)電力到光源7 ;并且當(dāng)感測的阻抗較低且不存在主電源時，它允許從電池17供應(yīng)電力到光源7?？蓤?zhí)行該阻抗感測的方式在本 申請人:的早期專利GB2447495和共同未決的GB專利申請?zhí)朑Bl 105485.5中描述。
[0075]頻率感測電路
[0076]如上所述，頻率感測電路37用于感測在端子33處接收的電源信號的頻率。進行該頻率感測以確定在進行測量時的實時電網(wǎng)需求。該主電源信號根據(jù)照明電路所在的地理區(qū)域通常是具有在88伏到265伏的范圍內(nèi)的RMS電壓和50Hz或60Hz的額定頻率的AC信號。由于在主供電網(wǎng)絡(luò)12上的負(fù)載導(dǎo)致的頻率變化盡管通常很小，但可高達(dá)±5%。
[0077]現(xiàn)將參考圖4來描述該實施例中頻率感測電路37執(zhí)行頻率感測的方式，其示出了頻率感測電路37的主要組件。如圖4所示，頻率感測電路37具有輸出指示主電源信號的所期望的正常頻率的值的參考頻率模塊61。在英國和歐洲這可以是相當(dāng)于50Hz的值，其中在美國這可以是相當(dāng)于60Hz的值。[0078]頻率感測電路37還包括測量輸入電源信號(或者由PSU31供應(yīng)的至少一種合適的電壓減小的形式)的頻率的頻率測量模塊63。存在頻率測量模塊63可以測量或確定主電源信號的頻率的多種方式。例如，電源信號的頻率可以由頻率測量模塊63通過對在一預(yù)定的時間段內(nèi)電力信號通過參考電壓(諸如地)的次數(shù)進行計數(shù)來確定。可替換地，該輸入信號可以被半波整流，然后轉(zhuǎn)換為脈沖寬度調(diào)制信號且其頻率通過測量PWM信號的上升沿之間的時間確定?？商鎿Q地，該輸入信號可以被半波整流，然后被積分以給出其幅度取決于輸入信號的頻率的電壓?？商鎿Q地，模塊63仍然可以執(zhí)行電源信號的頻率分析(使用頻率變換方法)以識別頻率軸上的對應(yīng)于電源信號的頻譜中的峰值的位置。更具體地，可以在所期望的電源頻率的周圍的多個頻率段上執(zhí)行FFT，然后具有最大的信號幅度的頻率段識別電源信號的頻率。作為另一個替代方案，電源信號可以通過一組平行帶通濾波器，每個帶通濾波器都具有不同的中心頻率，并且這些濾波器的中心頻率跨越了電源信號針對不同的負(fù)載所期望具有的頻率范圍。電源信號的頻率可以隨后通過識別具有最大的輸出信號電平的濾波器來確定。頻率測量模塊63當(dāng)然可以使用或采用各種其它的技術(shù)來測量、量化、計算、推斷、比較或以其它方式分析該輸入電源信號的頻率。
[0079]由頻率測量模塊63確定的頻率隨后使用比較器65與由參考頻率模塊61輸出的參考頻率進行比較，并且比較結(jié)果被傳送給處理器35用于分析。比較器65可以是差分運算放大器或其它類似的硬件或軟件組件。如果測得的頻率低于參考頻率第一閾值量，那么處理器35確定在主供電網(wǎng)絡(luò)12上具有較高的負(fù)載，并因此進入上述的經(jīng)濟操作模式。如果測得的頻率高于參考頻率第二閾值量(其可以與第一閾值量相同或與第一閾值量不同以提供滯后)，那么處理器35確定在主供電網(wǎng)絡(luò)12上具有較低的負(fù)載，并因此進入上述的充電操作模式。如果測得的頻率既不高于也不低于參考頻率這些閾值量，那么處理器35確定在電源網(wǎng)絡(luò)12上具有正常的負(fù)載，并因此進入上述的正常操作模式。根據(jù)所確定的頻率，處理器35還可以控制形成電路19的一部分的其它設(shè)備，例如，接通或斷開阻抗感測電路38。
[0080]在該實施例中，頻率測量模塊63被設(shè)置成間歇地確定電源信號的頻率，雖然它可以被連續(xù)地確定。該間歇的確定可以在規(guī)則的基礎(chǔ)上或在特設(shè)的基礎(chǔ)上進行。在該實施例中，頻率測量模塊63被設(shè)置成每秒確定電源信號的頻率一次。如果處理器35檢測出主供電網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載發(fā)生了變化，那么處理器35可指示頻率測量模塊63進行重復(fù)測量而無需等到下一次測量時間，以確保其變化不是由于測量誤差引起的。一旦已經(jīng)進行了確認(rèn)負(fù)載變化的多次測量，處理器35就會相應(yīng)地改變照明設(shè)備I的操作模式。
[0081]由于實際電源電壓頻率在正常負(fù)載情況下可能不是正常的50Hz，在該實施例中，參考頻率模塊61在正常使用期間通過使用由頻率測量模塊63確定的測量頻率的移動平均值被動態(tài)地校準(zhǔn)。以這種方式，操作頻率的緩慢改變的變化可以從計算中過濾掉。例如，由于電子電路19的老化效應(yīng)可能會出現(xiàn)這種緩慢變化。這種自校準(zhǔn)還允許該照明設(shè)備I能夠自動地確定其是連接到額定50Hz的主電路上還是連接到額定60Hz的主電路上以相應(yīng)地設(shè)置適當(dāng)?shù)膮⒖碱l率值。
[0082]另外，在該實施例中，處理器35還被編程以使用所測量的頻率來確定照明設(shè)備I是否實際上由市電電源供電或照明設(shè)備I是否由本地發(fā)電機供電，后者將遭受更大的頻率變化。特別地，如果照明設(shè)備I由50HZ市電電源信號供電，那么測量的頻率將會小于47Hz或大于53Hz是非常不太可能的。類似地，如果照明設(shè)備I由60Hz市電電源信號供電，那么測量的頻率將會小于57Hz或大于63Hz是非常不太可能的。因此，如果處理器35檢測出所測量的電源頻率低于47Hz、高于63Hz或在53Hz和57Hz之間，那么處理器35可以確定該照明設(shè)備I不是由市電電源供電，并且因此以正常操作模式進行操作而不管測量的頻率。然后其保持在該操作模式進行操作直到處理器35確定測量的頻率穩(wěn)定在通常針對市電電源信號的上述范圍內(nèi)。
[0083]第二實施例
[0084]圖5示出了用于確定主供電網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)載的電子電路19’被設(shè)置在設(shè)備131內(nèi)的第二實施例，該設(shè)備131位于遠(yuǎn)離照明設(shè)備I’的位置處，但在某些情況下連接到照明設(shè)備I’連接到其上的相同的主供電網(wǎng)絡(luò)12上。在該實施例中，遠(yuǎn)程設(shè)備131包括通過端子33’耦合到主電源上并通過端子34’可選地耦合到電池17’上的電子電路19’。電子電路19’包括上述的頻率感測電路37，其操作用來確定在端子33’處接收的主電源信號的頻率。遠(yuǎn)程設(shè)備131還包括用于與安裝在照明設(shè)備I’中的通信變換器25進行通信的通信變換器25’。在該實施例中，照明設(shè)備I’包括處理器135、照明陣列11-1和11-2、電池17和通信變換器25。
[0085]在該實施例中，電子電路19’被配置成測量在端子33’處的電力信號的頻率以便確定主供電網(wǎng)絡(luò)12上的負(fù)載。電子電路19’可選地由電池17’供電以允許遠(yuǎn)程設(shè)備131在耦合到端子33’上的主電源出現(xiàn)故障(如果檢測出，其也可以被發(fā)送到照明設(shè)備I’)的情況下繼續(xù)工作。
[0086]在該實施例中，遠(yuǎn)程設(shè)備131使用通信變換器25’通過形成照明設(shè)備I’的一部分的通信變換器25來將指示主供電網(wǎng)絡(luò)12上的電負(fù)載的信號傳送到照明設(shè)備I’。如前所述，例如，通信變換器25和25’可以是使用相應(yīng)的無線信號可以彼此進行通信的光學(xué)變換器(如紅外線變換器)或聲學(xué)變換器或電磁變換器(如RF收發(fā)器)。設(shè)置在照明設(shè)備I’中的通信變換器25將所接收的指示主供電網(wǎng)絡(luò)12上的負(fù)載的信號傳送到處理器135，其使用所接收的信號來選擇操作模式一正常操作模式、經(jīng)濟操作模式或充電操作模式。當(dāng)在經(jīng)濟操作模式中(或在斷電期間或在診斷測試程序期間)處理器135可以使用從電池17汲取的功率給照明陣列11供電。
[0087]在這個實施例的略微改動中，遠(yuǎn)程設(shè)備131可以被設(shè)置成經(jīng)由端子33’通過主電源電路28 (或者通過一些其它有線連接)傳送指示主供電網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載的數(shù)據(jù)信號。在這種情況下，該數(shù)據(jù)信號優(yōu)選在具有比主電源信號的頻率高得多的頻率的載波信號上傳送，以至于形成照明設(shè)備I’中的電路的一部分的通信模塊45可以將數(shù)據(jù)信號與主電源信號分離。
[0088]第三實施例
[0089]圖6是根據(jù)簡化的實施例的可以在照明設(shè)備I中使用的電子電路19的方框圖。在該簡化的實施例中，照明設(shè)備I不具有副電源(例如，電池17)。在該簡化的實施例中，照明設(shè)備I被設(shè)置成使用頻率感測電路37測量在端子33處接收的主電源信號的頻率；或被設(shè)置成使用通信模塊45接收指示外部負(fù)載的信號，該通信模塊45通過主電源連接接收信號或通過端子47從通信變換器接收信號。為進一步簡化電路，如果需要的話，可以省略頻率感測電路37或通信模塊45。
[0090]在該實施例中，在經(jīng)濟模式期間，處理器35確保照明設(shè)備I從主電源不汲取電力或汲取減少的電力，從而光發(fā)射器的光輸出將會減小。
[0091]修改和變型
[0092]在上述的第一實施例中，當(dāng)確定在主供電網(wǎng)絡(luò)上存在較高的負(fù)載時，從主電源汲取的電力是最小的。在另一實施例中，如果需要且可行的話，從主電源汲取的電力可以簡單地降低和增加從副電源汲取的電力(例如，如果需要保持恒定的照明電力的話)。類似地，當(dāng)確定在主供電網(wǎng)絡(luò)上存在較低的負(fù)載時，通過增加被點亮的光源的數(shù)目或通過增加供應(yīng)給光源的電力可以從主電源汲取更多的電力。在一些實施例中，充電過程可以不受測量的主電源負(fù)載的影響，而從主電源汲取的電力的變化可以通過改變傳送給光源的電力來實現(xiàn)。類似地，從主電源供應(yīng)給光源的電力可以不受測量的主電源負(fù)載的影響，而從主電源汲取的電力的變化可以通過改變充電電路的操作來實現(xiàn)。
[0093]在上述的第一實施例中，電池17被安裝在用來從光源提取熱量的散熱器的空腔內(nèi)。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的，電池的安裝和這種特殊的散熱器的使用不是必需的。電池可以安裝在任何方便的位置(如果需要的話可以全部或部分地安裝在照明設(shè)備的殼體的外部)，根據(jù)光源技術(shù)及其操作性能要求，散熱器可以具有任何所需的形式或者可以被完全省略。
[0094]在圖2中，燈架24被示出為通過用戶可操作的開關(guān)26連接到主電源上?？商鎿Q地，燈架24可以直接連接到主電源上，即，不通過用戶可操作的開關(guān)26。在這種實施例中，燈架24將會具有永久的電源連接，其中斷開的情況只會在主電源出現(xiàn)故障的情況下發(fā)生，例如，在限流保護設(shè)備22內(nèi)發(fā)生情況，如保險絲熔斷或主電源出現(xiàn)故障，例如本地配電系統(tǒng)電源切斷或中斷。在這種實施例中為提供用戶對照明的控制，照明設(shè)備I可以被設(shè)置成從外部設(shè)備(使用通信模塊45)接收控制信號以控制光源7的開啟和關(guān)閉?？商鎿Q地，照明設(shè)備可以具有安裝在照明設(shè)備本身的內(nèi)部、上部或附近的硬連線開關(guān)，其可以用來控制光源7的開啟和關(guān)閉。光源的開啟和關(guān)閉也可以通過接近傳感器、環(huán)境光傳感器或PIR傳感器來控制。在操作上，具有這種永久的主電源的一個優(yōu)點(當(dāng)從電網(wǎng)或其它供電網(wǎng)絡(luò)獲得時)在出現(xiàn)盈余電網(wǎng)電力(通過所測量的頻率、外部信號或以其它方式確定)期間較為明顯，其中可以對電池進行充電而不管照明設(shè)備I是否被用戶開啟。
[0095]在上述的實施例中，在照明設(shè)備I中使用的光源7是LED。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的，考慮到LED的易于驅(qū)動性和低功耗，優(yōu)選使用LED。然而，光源7可以由任何照明技術(shù)形成，如小型熒光管、白熾燈(如鹵素?zé)?等。另外，LED由兩個驅(qū)動電路50驅(qū)動。在可替換的實施例中，可以提供更少或更多的驅(qū)動電路50。
[0096]在上述的實施例中，主供電網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)載的測量是通過測量主電源信號的頻率獲得的。在可替換的實施例中，負(fù)載的測量可以通過測量主電源的電壓(無論是峰值還是其波動)或通過電壓和頻率測量的組合來確定。
[0097]在上述實施例中，包括照明控制設(shè)備的照明設(shè)備采取通常的看起來像燈泡的形式。然而，該照明設(shè)備也可以采取其它的形式，如類似于常見的熒光“條形燈”類型的細(xì)長管的形式。這種實施例的實例由圖7中的條形照明設(shè)備99示出，其特征是針對圖1所示的照明設(shè)備I所闡述的那些特征的重新排列。
[0098]圖7的條形照明設(shè)備99具有呈細(xì)長管形式的機械地耦合到端蓋配件5-1和5_2上的光學(xué)透明/半透明的殼體3。配件5用于將條形照明設(shè)備99連接到傳統(tǒng)的條形燈架上，其反過來通過端子55將條形照明設(shè)備99連接到主電源上。一個或多個光源7-1和7-2被設(shè)置在殼體3內(nèi)，其可以包括排列成一個或多個陣列11-1和11-2的多個發(fā)光二極管9，這些發(fā)光二極管9任選地機械地和熱連接到前面針對照明設(shè)備I所討論的一個或多個散熱器13-1和13-2上。同樣地，條形照明設(shè)備99包括上述的電池17和電子電路19。
[0099]在上面所討論的主要實施例中，照明設(shè)備I是單個的整體設(shè)備。在另一個實施例中，一些組件和一些功能可以被移到控制照明設(shè)備(例如，傳統(tǒng)的燈泡)的供電的另一個設(shè)備上。例如，這可以通過使用位于傳統(tǒng)的燈泡和燈架之間的內(nèi)聯(lián)適配器來實現(xiàn)。這種內(nèi)聯(lián)適配器的實施例在圖8中示出。如圖所示，該內(nèi)聯(lián)適配器101位于主電源103和傳統(tǒng)的照明設(shè)備(或多個照明設(shè)備)105之間。該內(nèi)聯(lián)適配器101可以是如圖8a所示的裝置的易于可互換的設(shè)備，或者是如圖8b所示的實例的更永久的裝置。
[0100]內(nèi)聯(lián)適配器101通常將具有與第一實施例中的電子電路相同的電子電路19，該電子電路19被封閉在合適的殼體或外殼107內(nèi)。這可以隨后通過將內(nèi)聯(lián)適配器101的配件5-1連接到提供到主電源103的可選的機械和電連接的合適的空燈架24中而裝配到現(xiàn)有的照明電路。在這里作為具有燈配件5-2的單個傳統(tǒng)的燈泡105示出的多個燈或照明設(shè)備機械地和電氣地與形成內(nèi)聯(lián)適配器101的一部分的燈架109相連接。
[0101]在正常操作期間，開關(guān)設(shè)備113，如可由電子電路19控制的機械或固態(tài)繼電器允許將來自主電源的電力從103發(fā)送到燈架109用于給燈泡105供電的目的。在電子電路19感測照明電路(以檢測停電情況，例如通過在 申請人:的共同未決的GB申請GB1105485.5中所描述的技術(shù))的阻抗的實施例中，該開關(guān)設(shè)備113可以由電子電路19來控制，并且是特定于該內(nèi)聯(lián)適配器實施例的一個重要要求，因為當(dāng)某些類型的傳統(tǒng)的燈泡(其具有低的內(nèi)部阻抗)被跨過主電源端子103連接時，用于檢測外部開關(guān)位置的阻抗感測技術(shù)不能可靠地執(zhí)行一由于這種傳統(tǒng)的低阻抗燈泡的存在可能會使得感測電路37確定手動可操作開關(guān)26是閉合電路，而事實上它們是開路。因此，當(dāng)進行阻抗測量時，開關(guān)設(shè)備113被激活，或以其它方式被利用以將傳統(tǒng)的燈泡111從電源103斷開連接。主電源信號的頻率感測和以前一樣進行，并且相應(yīng)地控制從副電源(例如電池17)汲取的電力。
[0102]在該實施例中(由于開關(guān)設(shè)備113的存在)可以由電子電路19執(zhí)行的另一個特征在于它可以允許內(nèi)聯(lián)適配器101上的光源91的照明而無需點亮傳統(tǒng)的燈泡105。這可以由使用此處所示的例如方便地集成在LED陣列91內(nèi)的通信變換器25從外部設(shè)備(例如從外部的用戶控制的遠(yuǎn)程控制器)接收到的信號觸發(fā)。
[0103]內(nèi)聯(lián)設(shè)備101’的另一種實施例在圖8b中示出，其中內(nèi)聯(lián)適配器101’靠近掛線盒被結(jié)合或結(jié)合在掛線盒內(nèi)，其形成用于吊燈111 (如圖所示)、多燈吊燈等的電連接和機械懸掛的通常的連接點。這種系統(tǒng)的操作仍然與關(guān)于圖8a的概述相同。
[0104]因此，由于其在吊燈燈泡111上的優(yōu)越的定位，照明陣列91可以提供更加顯目的照明。在此圖中，照明陣列91是由通過照明電纜121設(shè)置在多個環(huán)中以利用由分離燈架109創(chuàng)建的額外的空間的多個單獨的LED發(fā)射器9形成的。此外，這種內(nèi)聯(lián)設(shè)備101’的美學(xué)設(shè)計約束條件是統(tǒng)一的，因為它可以至少部分地容納在類似于現(xiàn)有硬件的外殼中和或方便地使用可用的空間空隙，此處所示出的部分地位于天花板接縫123內(nèi)。
[0105]如圖Sb所示的內(nèi)聯(lián)設(shè)備101’被設(shè)計成按固定方式安裝。因此，配件5-1已經(jīng)被能使電線或電纜連接到其上的合適的電接口替換。圖8b所示的實例示出了這樣的裝置，其具有安置于外殼127內(nèi)的多個接線盒125，該外殼127可以或可以不與內(nèi)聯(lián)適配器101’的主外殼殼體107成一個整體。如果外殼127與內(nèi)聯(lián)適配器101’的主殼體107分離,那么額外的可拆卸的接口可以被包括以便互連外殼127和107內(nèi)的組件。這產(chǎn)生了允許這種半永久性內(nèi)聯(lián)實施例的方便互換的優(yōu)點，包括內(nèi)聯(lián)適配器101’的可選地改造現(xiàn)有接口的能力，所述現(xiàn)有的接口如允許直接交換待使用的各種懸掛的照明設(shè)備而無需人工電氣安裝的的預(yù)先安裝的掛線盒。另外的優(yōu)點包括對主殼體107具有更大的可接近性，這允許更容易地更換電池17，并且自然的安全性和時間上的優(yōu)勢在于不必在內(nèi)聯(lián)設(shè)備101’和主電源103之間進行永久的電連接。
[0106]在上述的主要實施例中，用于控制照明設(shè)備的電子電路19被安裝在照明設(shè)備自身的殼體內(nèi)。在另一個實施例中，用于控制光源的電子電路19可以被設(shè)置在單獨的殼體中。這樣的實施例將允許本發(fā)明能夠與例如傳統(tǒng)的“低壓”燈一起操作。這種傳統(tǒng)的低壓燈通常包括形成多個燈具的多個低壓燈發(fā)射器。這些傳統(tǒng)特色的白熾燈，通常的鎢鹵素技術(shù)，盡管將LED重裝到傳統(tǒng)的燈架中，如GU系列的燈架，近年來一直是可用的。
[0107]這樣的低壓照明系統(tǒng)通常利用由供電單元(PSU)提供的低于50伏(AC或DC)的電源電勢差，其通常包括傳統(tǒng)的變壓器或開關(guān)模式電源電路。PSU通常由市電電源供電，然后將其轉(zhuǎn)換并為一個或多個照明設(shè)備供電。在轉(zhuǎn)換后的信號是DC信號的情況中，圖1所示的照明設(shè)備I不能夠易于隨后使用頻率感測電路37監(jiān)測AC頻率，因為沒有頻率感測電路37可以處理以確定電網(wǎng)需求的瞬時狀態(tài)的AC電源。此外，其中照明設(shè)備I也被設(shè)置成使用阻抗感測電路38來感測照明電路的阻抗，該實施例也出現(xiàn)了問題，因為PSU不允許在PSU的輸入側(cè)對阻抗直接進行測量。
[0108]然而，如果傳統(tǒng)的低壓PSU被含有圖3或圖6所示的電子電路19的至少主要組件的改進的PSU替換，那么這將會克服這些問題。這樣的實施例在圖9中示意性地示出。如圖所示，電子電路19被安裝在可以放置在照明電路28 (如圖2所示)的任何位置的單獨的殼體131內(nèi)，從而頻率感測電路37可以感測AC市電電源信號的頻率(并且如果存在阻抗感測電路38，可感測跨過市電電源端子33的阻抗)。在這種情況下，殼體131還包括呈電池17的形式的副電源。來自電子電路19的輸出端子49和/或51 (如圖3所示)被隨后直接連接到傳統(tǒng)的低壓燈架133上，從而低壓燈134將會被來源于主電源和/或來源于副電源(在該實施例中為電池17)的電力供電。在這樣的實施例中，副電源(如電池)可以與電子電路19安裝在同一殼體131內(nèi)，或者它也可以分開設(shè)置在，例如閣樓或天花板空間內(nèi)，并在端子34處連接到電子電路19上。副電源可以直接向低壓燈提供電力或通過電壓變換PSU或類似物(未示出)向低壓燈提供電力。
[0109]殼體131可以包括額外的輸出端子，以便多個燈架133可以由電路19控制。殼體
131還可以包括允許用戶輸入控制命令、用戶配置等的用于控制照明設(shè)備I的用戶接口(鍵盤，顯示開關(guān)等)，殼體131中的電路被設(shè)置成與照明設(shè)備I進行通信或以其他方式從一個或多個外部設(shè)備接收控制信號。
[0110]圖4所示的參考頻率模塊61可以使用其它的裝置來提供參考頻率值。例如，該參考頻率值可以使用通信模塊45從遠(yuǎn)程設(shè)備接收?？商鎿Q地，參考頻率模塊44通過使用振蕩器可以產(chǎn)生它自己的參考頻率，然后確定(測量)這樣產(chǎn)生的信號的頻率。這將允許例如由改變電子電路19的操作溫度引起的頻率測量誤差被移除(由于在測量的參考頻率和測量的電力信號頻率中將會出現(xiàn)相同的測量誤差，因此由于比較器65的差分操作其將被消除)。在另一個實施例中，處理器35可以被配置成執(zhí)行上述的參考頻率模塊61、頻率測量模塊63和比較器65的全部或部分功能。
[0111]處理器35可以直接控制如診斷指示器53和不具有光驅(qū)動器的光發(fā)射器7的輸出。光發(fā)射器7可以通過處理器35用來自主電源的主電力供電，或通過電池17用來自副電源的副電力供電，或可選地通過它們的組合進行供電。處理器35可以采用任何方法，通過充電電路39或其它方式另外地控制在照明設(shè)備的內(nèi)部或外部的電池17或其它的電存儲設(shè)備的再充電用于提供副電源的目的。
[0112]電池17可以被設(shè)置為與照明設(shè)備I分離并通過供電單元31的電池端子34連接到照明設(shè)備I上。在上述的實施例中，照明設(shè)備I包括用于在市電電源出現(xiàn)故障的情況下提供備用電源或副電源的電池17。電池的單電池可以采用任何技術(shù)，可替換的或不可替換的，且多個電池可以被設(shè)置為串聯(lián)和/或并聯(lián)的連接。另外，可以使用其它電荷存儲設(shè)備代替使用一個或多個電池17來提供副電源，如電容器。然而，電池是優(yōu)選的，因為它們可以在一段較長的時間提供副電力。在一個實施例中，電池可以與電子電路19隔離，以至于照明設(shè)備只能在其正常操作模式下操作。這可以通過響應(yīng)于接收到的用戶輸入或響應(yīng)于檢測到電池故障或另一個系統(tǒng)組件中的故障或其它情況(如當(dāng)照明設(shè)備是新的且開箱即用時，照明設(shè)備的第一次供電，或者如果照明設(shè)備已經(jīng)一些時間沒有運行(比如說幾個月))來完成。
[0113]在所有的附圖中，為簡化說明的目的，一些連接被示為單線，并且這些連接可以代表系統(tǒng)元件之間的多個電連接，其本身可以可選地以其它方式連接到其它系統(tǒng)元件上作為功能要求的一部分，為了清楚起見，這些接口已經(jīng)從圖中省略掉。
[0114]在上述的實施例中，該照明設(shè)備包括診斷和通信電路。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，該電路不是必要的，如果需要的話可以省略。此外，一個或多個用戶開關(guān)或輸入可以安裝在照明設(shè)備上。該用戶輸入可以用來使照明設(shè)備進入給定的操作模式，或進入用戶配置或啟動診斷或自測或?qū)㈦姵?7與電子電路19分離/連接。
[0115]上述的本發(fā)明也可以在傳統(tǒng)的應(yīng)急照明設(shè)備(其將不包括，例如，上述的阻抗感測電路，但它確實有一個通常呈內(nèi)置電池的形式的副電源)中實現(xiàn)。這種傳統(tǒng)的應(yīng)急燈通常一直給它們的電池慢慢充電，并且它們通常在市電電源出現(xiàn)故障的情況下要提供至少3小時的照明。因此，在燈是一種“保持”應(yīng)急燈或照明系統(tǒng)(總產(chǎn)生照明)的情況下，其僅在低電網(wǎng)需求情況期間在任意容量閾值以上進行可選的電池充電，在高電網(wǎng)需求期間，可以使用任何多余的電池容量(給應(yīng)急燈供電)。如果該燈是一種“非保持”應(yīng)急燈(僅在停電期間開啟)，那么在高電網(wǎng)需求期間可以禁止對電池進行充電。
[0116]在上述的一些實施例中，該照明設(shè)備包括使用通信變換器25能夠與外部設(shè)備進行通信的通信模塊45。在另一個實施例中，通信模塊45可以被設(shè)置成通過在照明設(shè)備I安裝在其中的照明電路28上接收和/或傳送信號與外部設(shè)備進行通信。這種通信信號將會以與市電電源信號不同的頻率傳送以便通信信號可以從市電電源信號分離。代替或者除了使用通信變換器25，電子電路19通過改變由光源7產(chǎn)生的光可以與一個或多個遠(yuǎn)程設(shè)備進行通信。例如，根據(jù)要傳送的數(shù)據(jù)將它們接通和斷開。遠(yuǎn)程設(shè)備中的接收機通過檢測由光源7產(chǎn)生的光的變化可以恢復(fù)數(shù)據(jù)。不管所采用的通信技術(shù)，各種不同的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議都可以用于照明設(shè)備和遠(yuǎn)程設(shè)備之間的通信。[0117]在上述實施例中，照明設(shè)備I具有一對用于連接到主電源如市電電源電路的主電源端子。此外，另外(單獨的)一對端子可以被設(shè)置在照明設(shè)備上用于將照明設(shè)備連接到另一個電源或其它電源上。這種其它的電源可以，例如，來源于諸如光伏電池或風(fēng)力渦輪機等的可再生能源。從這個額外的AC或DC電源接收到的電力通過照明設(shè)備的內(nèi)部或外部的可選的額外的電源控制和管理電路，可以用來點亮光源和/或給電池17充電。這也可能是繞過用戶可操作的開關(guān)26從圖2所示的部分主供電網(wǎng)絡(luò)到主電源的一個永久的連接。
【權(quán)利要求】
1.一種照明控制設(shè)備，包括: 殼體； 主輸入電力連接部，所述主輸入電力連接部在所述殼體中用于接收來自主供電網(wǎng)絡(luò)的電力； 副輸入電力連接部，所述副輸入電力連接部在所述殼體中用于接收來自副電源的電力； 輸出電力連接部，所述輸出電力連接部在所述殼體中用于將電力輸送到一個或多個光源；以及 電子電路，所述電子電路在所述殼體中用于控制電力從所述主輸入電力連接部和所述副輸入電力連接部輸送到所述輸出電力連接部以便控制電力到所述一個或多個光源的輸送； 其中所述電子電路包括: 確定裝置，其用于確定對在使用中與所述主輸入電力連接部耦合的主供電網(wǎng)絡(luò)上的外部電負(fù)載的指示；以及 改變裝置，其用于根據(jù)所確定的所述主供電網(wǎng)絡(luò)上的所述外部電負(fù)載的指示，來改變從所述主輸入電力連接部和所述副輸入電力連接部汲取的電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明控制設(shè)備，其中用于改變汲取的電力的所述改變裝置包括處理器，所述處理器被設(shè)置成接收所述外部電負(fù)載的指示，并且所述處理器被設(shè)置成根據(jù)所確定的所述主供電網(wǎng)絡(luò)上的所述外部電負(fù)載的指示來輸出用于控制從所述主電力連接部和所述副電力連接部汲取的電力的控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的照明控制設(shè)備，其中用于改變從所述主輸入電力連接部和所述副輸入電力連接部汲取的電力的所述改變裝置被設(shè)置成提供輸送到所述輸出電力連接部的電力，以獨立于所述主供電網(wǎng)絡(luò)上的所述電負(fù)載而保持所述一個或多個光源的亮度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的照明控制設(shè)備，其中所述確定裝置被設(shè)置成接收來自外部設(shè)備的指示所述主供電網(wǎng)絡(luò)上的所述外部電負(fù)載的信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明控制設(shè)備，其中所述確定裝置被設(shè)置成從所述主供電網(wǎng)絡(luò)接收所述信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的照明控制設(shè)備，其中所接收到的信號是被調(diào)制在電力信號上的，并且其中所述確定裝置包括用于解調(diào)所述接收到的信號的解調(diào)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的照明控制設(shè)備，其中所述確定裝置被設(shè)置成確定在所述主輸入電力連接部處接收到的電力信號的頻率的測量結(jié)果。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的照明控制設(shè)備，其中所述電子電路還包括: 用于提供至少一個閾值的裝置；以及 用于將所述閾值與所述電力信號的頻率的測量結(jié)果比較的裝置。
9.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的照明控制設(shè)備，其中當(dāng)所述確定裝置確定在所述主供電網(wǎng)絡(luò)上有高的電負(fù)載時，所述改變裝置被設(shè)置成將從所述主輸入電力連接部汲取的電力從第一非零電力水平減小至第二非零電力水平。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的照明控制設(shè)備，其中所述改變裝置可操作來通過抑制用來給與照明設(shè)備相關(guān)聯(lián)的副電荷存儲設(shè)備充電的充電電路的操作，來減小從所述主輸入電力連接部汲取的電力。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、9或10所述的照明控制設(shè)備，其中所述改變裝置可操作來通過降低由所述一個或多個光源產(chǎn)生的光的亮度，來減小從所述主輸入電力連接部汲取的電力。
12.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的照明控制設(shè)備，其中所述照明設(shè)備可操作以用從與所述照明設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所述副電源汲取的電力來替代從所述主輸入電力連接部汲取的電力。
13.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的照明控制設(shè)備，其中當(dāng)所述確定裝置確定在所述主供電網(wǎng)絡(luò)上有較低的電負(fù)載時，所述改變裝置被設(shè)置成將從所述主輸入電力連接部汲取的電力從第三非零電力水平增加至第四非零電力水平。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的照明控制設(shè)備，其中所述副電源是電荷存儲設(shè)備，并且其中所述改變裝置可操作來通過允許用來給與所述照明設(shè)備相關(guān)聯(lián)的副電荷存儲設(shè)備充電的充電電路的操作，來增加從所述主電源汲取的電力。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的照明控制設(shè)備，其中所述改變裝置可操作來通過增加由所述一個或多個光源產(chǎn)生的光的亮度，來增加從所述主輸入電力連接部汲取的電力。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的照明控制設(shè)備，其中所述照明設(shè)備可操作以用從與所述照明設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所述副電源汲取的電力來替代或補充從所述主輸入電力連接部汲取的電力。
17.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的照明控制設(shè)備，其中所述副電源包括電荷存儲設(shè)備，并且其中所述電子電路還包括用于確定所述電荷存儲設(shè)備的剩余電荷的裝置；以及 其中所述改變裝置被設(shè)置成根據(jù)所述電荷存儲設(shè)備的剩余電荷來改變從所述副電源汲取的電力。
18.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的照明控制設(shè)備，其中所述副電源包括電荷存儲設(shè)備；以及 其中所述改變裝置被設(shè)置成根據(jù)所述電荷存儲設(shè)備的容量來改變從所述副電源汲取的電力。
19.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的照明控制設(shè)備，其中所述副電源包括電荷存儲設(shè)備；以及 其中在高的電網(wǎng)需求期間，所述改變裝置被設(shè)置成從所述副電源汲取電力一預(yù)定的或推測的時間段。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的照明控制設(shè)備，其中所述電子電路還包括用于確定所述電荷存儲設(shè)備的剩余電荷的裝置；并且其中所述改變裝置被設(shè)置成如果所述電荷存儲設(shè)備的所述剩余電荷低于閾值或者如果所述副電源已經(jīng)用了第二時段，在所述時間段期間減小從所述副電源汲取的電力。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的照明控制設(shè)備， 其中減小從所述副電源汲取的電力導(dǎo)致所述一個或多個光源的亮度降低。
22.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的照明控制設(shè)備，其中所述改變裝置被設(shè)置成當(dāng)所述改變裝置減小了從所述副電源汲取的電力時，增加從所述主電源汲取的電力。
23.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的照明控制設(shè)備，其中所述改變裝置被設(shè)置成當(dāng)所述改變裝置增加了從所述副電源汲取的電力時，減小從所述主電源汲取的電力。
24.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的照明控制設(shè)備，其中用于確定在使用中與所述主輸入電力連接部耦合的主供電網(wǎng)絡(luò)上的外部電負(fù)載的指示的所述確定裝置被設(shè)置成測量所述主輸入電力信號的一個或多個參數(shù)以確定所述供電網(wǎng)絡(luò)上的瞬時負(fù)載。
25.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的照明控制設(shè)備，其中所述電子電路還包括用于測量在使用中耦合到所述主輸入電力連接部的外部阻抗的裝置，并且其中所述改變裝置被設(shè)置成根據(jù)阻抗測量結(jié)果來控制從所述副電源汲取的電力。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的照明控制設(shè)備，其中所述改變裝置還被配置成當(dāng)電力信號沒有出現(xiàn)在所述主輸入電力連接部處且所述阻抗測量結(jié)果低于預(yù)定的閾值時，增加從所述副電源汲取的電力。
27.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的照明控制設(shè)備，其中所述確定裝置被設(shè)置成使用光學(xué)信號變換器、聲學(xué)信號變換器或電磁波信號變換器中的一個進行通信。
28.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的照明控制設(shè)備，其中所述殼體形成燈泡外殼、細(xì)長管或類似的透明或半透明的殼體的至少一部分。
29.根據(jù)權(quán)利要求1到28中任一項所述的照明控制設(shè)備，其中所述殼體形成供電單元、掛線盒或內(nèi)聯(lián)適配器的至少一部分。
30.一種照明控制設(shè)備，包括: 殼體； 主輸入電力連接部，所述主輸入電力連接部在所述殼體中用于接收來自主供電網(wǎng)絡(luò)的電力； 副輸入電力連接部，所述副輸入電力連接部在所述殼體中用于接收來自副電源的電力； 輸出電力連接部，所述輸出電力連接部在所述殼體中用于將電力輸送到一個或多個光源；以及 電子電路，所述電子電路在所述殼體中用于控制電力從所述主輸入電力連接部和所述副輸入電力連接部輸送到所述輸出電力連接部以控制電力到所述一個或多個光源的輸送； 其中所述電子電路包括: 用于確定在使用中與所述主輸入電力連接部耦合的主供電網(wǎng)絡(luò)上的外部電負(fù)載的指示的電路；以及 用于根據(jù)所確定的所述主供電網(wǎng)絡(luò)上的所述外部電負(fù)載的指示，改變從所述主輸入電力連接部和所述副輸入電力連接部汲取的電力的電路。
31.一種使用具有殼體的照明控制設(shè)備的照明控制方法，所述方法包括: 在所述照明控制設(shè)備的所述殼體中的主輸入電力連接部處，接收來自主供電網(wǎng)絡(luò)的電力； 在所述照明控制設(shè)備的所述殼體中的副輸入電力連接部處，接收來自副電源的電力；經(jīng)由所述照明控制設(shè)備的所述殼體中的輸出電力連接部將電力輸送到一個或多個光源；以及 使用所述照明控制設(shè)備的所述殼體中的控制電路，控制電力從所述主輸入電力連接部和所述副輸入電力連接部輸送到所述輸出電力連接部，以控制電力到所述一個或多個光源的輸送； 其中所述控制包括: 確定所述主供電網(wǎng)絡(luò)上的外部電負(fù)載的指示；以及 根據(jù)所確定的所述主供電網(wǎng)絡(luò)上的所述外部電負(fù)載的指示，改變從所述主輸入電力連接部和所述副輸入電力連接部汲取的電力。
32.—種實質(zhì)上如本文所描述的或者如附圖所示的照明控制設(shè)備或照明設(shè)備。
【文檔編號】H05B37/02GK103621180SQ201280026898
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月31日
【發(fā)明者】尼古拉斯·威廉姆斯 申請人:麗托尼克斯有限公司