CN104871643B - 操作装置的电流隔离屏蔽(selv屏蔽)的次级侧的主从*** - Google Patents

操作装置的电流隔离屏蔽(selv屏蔽)的次级侧的主从*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种操作装置，其中调光信息可被输送至与电流隔离机构(4)相关的次级侧，其中该操作装置(1)在成本方面得以改进。尤其是，调光信息要么从外界通过传感器要么从初级侧通过无线信道(52)经由电流隔离机构(4)而被仅仅输送至第一模块(2)(主模块)。该第一模块(2)进一步被设计用于将调光信息转发到至少一个第二模块(3)(至少一个从模块)。调光信息的转发可以通过局部总线(6)、无线连接(9)、供电线或者经过灯模块(12)上的线路来实现。

Description

操作装置的电流隔离屏蔽(SELV屏蔽)的次级侧的主从***
本发明涉及一种用于发光机构的操作装置以及操作发光机构方法，该发光机构分别采用在电流隔离机构或分隔屏蔽(SELV屏蔽，其中SELV在英语中是“隔离超低电压”的缩写)的次级侧上的主从***来对该发光机构调光。该主从***尤其是由第一模块和至少一个第二模块构成。
在现有技术中已知带有SELV屏蔽(如SELV变换器)的操作装置，其在SELV屏蔽的次级侧具有多个平行布置的变换器级，例如一个或多个降压变流器，它们起动各自对应的发光机构，尤其是LED线路的调光。在这些已知的操作装置中，用于对发光机构调光的调光信息如待调节的调光级从该初级侧经SELV屏蔽被传输给次级侧上的每个变换器级。这例如通过DALI通讯连接来实现。还已知光电耦合器或变压器，以用于经由SELV屏蔽传输该调光信息。
图1示出了来自现有技术的操作装置100的一个实施例。操作装置100在初级侧上(关于SELV屏蔽104)具有功率因数修正电路105、ASIC 107和用于经SELV屏蔽104传输调光信息103的接口106。调光信息103此时在多个变换器级102的接口处被并行传输。变换器级102借助ASIC 108基于所接收的调光信息103分别控制对应的发光机构110。接口106如上所述借助DALI接口、光电耦合器或变压器来实现。
但如图1所示的、超出SELV屏蔽的调光信息或信号的传输在操作装置的生产成本方面是不利的。尤其是光电耦合器或变压器对用于跨接SELV屏蔽的部件提出了严格要求，这导致操作装置的生产的高昂成本。
本发明的任务是改进已知的现有技术。本发明的任务尤其在于实现在用于发光机构的操作装置中的从电流隔离机构的初级侧至次级侧的调光信息传输，在此应避免昂贵的部件，如光电耦合器。
本发明的任务将通过独立权利要求的特征来完成。从属权利要求有利改进了本方明的核心构思。
本发明尤其是涉及一种用于至少一个发光机构的操作装置且尤其是用于至少一个LED线路的变换器，其包括通过电流隔离机构彼此分隔的初级侧电路和次级侧电路，其中可在与该电流隔离机构相关的次级侧上为该发光机构能供电，并且该初级侧被设立用于连接至供电电压，尤其是电网电压，其中该次级侧电路包括第一模块和至少一个第二模块，以用于对各自对应的发光机构进行调光，其中所述初级侧电路和第一模块具有接口，以用于设立单向或双向的无线信道，其中该第一模块被设计成通过该无线信道接收调光信息并且将所接收的调光信息进一步发送至所述至少一个第二模块。
因为调光信息通过经由电流隔离机构(即SELV屏蔽)的无线信道来传输，所以在任何情况下都不需要昂贵的光电耦合器、变压器等。第一模块优选是主模块，所述一个或多个第二模块优选是从模块。所有的模块优选是变换器级。该至少一个第二模块能够比常见的变换器级更容易实现，因为第二模块不必从SELV屏蔽的初级侧接收该调光信息。因而总体上需要较少的部件来将调光信息经SELV屏蔽传输向次级侧。因此可成本有利生产本发明的操作装置。
在第一模块与至少一个第二模块之间设置用于使第一模块与所述至少一个第二模块进行通讯的局部总线。
该局部总线可被构造在该操作装置的印刷电路板上。通过该局部总线，该调光信息可被从第一模块转发至所述至少一个第二模块。局部总线将被简单成本有利地安装入该操作装置中。
优选第一模块被设计成对该总线施以调光信息。
通过对该总线施以调光信息，调光信息可以被快速传输给多个第二模块。这些第二模块能借助比调光信息须由SELV屏蔽的初级侧来接收时更简单的电路来识别该调光信息。
在第一模块与所述至少一个第二模块之间也可以设立无线连接，以用于使第一模块与所述至少一个第二模块进行通讯。
第一模块与所述至少一个第二模块之间的无线连接允许简单且成本有利地传输该调光信息。为了设立无线连接，可为这些模块配设天线。无线通讯用天线且尤其是无线电通讯用天线体积小且成本有利，所以有助于降低操作装置的成本并减小其尺寸。所述天线优选被构造在模块电路的印刷电路板上。所述总线或无线连接可以被设计用于从第一模块向所述至少一个第二模块的单向通讯。
因为在此情况下所述至少一个第二模块不必发送信息，而只需通过总线或无线连接来接收该调光信息，所以所述至少一个第二模块能比现有技术的变换器级更简单地实现。它可以尤其被生产为体积小且成本有利。
所述总线或无线连接也可以被设计用于在所述第一模块与所述至少一个第二模块之间的双向通讯。通过该双向通讯，对于至少一个第二模块可以将信息反馈给第一模块。
优选的是，所述第一模块和至少一个第二模块被设计用于交换调光信息和/或至少一个工作参数。
所述至少一个第二模块例如能够向第一模块发送工作参数。因而，该工作参数例如能通过该无线信道被反馈至操作装置的初级侧并且能在那里被用作用于调光信息调节的调节值。就是说，调光信息可以根据工作参数来调整并被再次传输。作为工作参数，例如可以反馈流过发光机构的电流、在发光机构处的电压、温度、发光亮度、电阻值等。由此，可以通过所传输的调光信息获得对发光机构调光级的更精确调节。
所述第一模块和至少一个第二模块也可以被设计用于功率捆绑通讯。功率捆绑通讯优选通过至所述第一模块和所述至少一个第二模块的供电电压的切换信息来进行。该供电电压优选是直流电压。切换信息例如可以是叠加在供电电压上的交流电压。例如可以采用AC/电力线概念。通过模块的供电电压的线路的功率捆绑通讯是低成本的替代方式，因为既不必有无线连接来连接该模块，也不必有总线来连接该模块。供电线本来就有，因而节约了附加成本。
所述第一模块和至少一个第二模块优选是变换器级。
这些变换器级尤其是降压变流器，其中该第一模块起到主变换器作用，该至少一个第二模块起到从变换器作用。
该无线信道优选是通过无线电接口所设立的无线电信道。
无线电信道简单地通过无线电接口例如天线来实现，其可被构造为体积小且成本有利。该无线电信道优选在该操作装置的优选金属壳体内。
因为该无线电信道被设置在优选金属壳体内，所以通过该无线电信道发生单纯的操作装置内部通讯。因为该壳体优选由金属制成，所以不会造成对外干扰。内部通讯是可靠的并且因为要跨接的作用范围短所以只需要低无线电功率(优选预定1mW至100mW、更好是在1mW至10mW的无线电功率范围)。
本发明还涉及一种用于至少一个发光机构的操作装置，尤其是用于至少一个LED线路的变换器，其包括通过电流隔离机构彼此分隔的初级侧电路和次级侧电路，其中可在与电流隔离机构相关的次级侧上为该发光机构供电并且该初级侧被设立用于连接至供电电压，尤其是电网电压，其中该次级侧电路包括第一模块和至少一个第二模块，以用于调光各自对应的发光机构，其中该第一模块包括至少一个传感器并被设计用于根据所获取的传感器信息来确定调光信息并将所确定的调光信息转发至所述至少一个第二模块。
该操作装置是在成本方面更高效的解决方案。传感器易于生产且构造简单。另外，它绝对不需要经由SELV屏蔽的通讯。由此，可省去其它部件，进而降低成本。
该至少一个传感器优选是日光传感器、存在传感器或红外传感器。
所述第一模块可以根据所测定的日光确定该调光信息，并且例如在测定日光弱时调节出较高的调光级并在测定日光强时调节出较低的调光级。存在传感器，其可以用于如测定例如有人或车辆存在，则第一模块能突然提高调光级。最后，可以利用红外传感器借助遥控器来控制第一模块。
所述第一模块和至少一个第二模块被集成在发光模块中，优选被集成在LED模块中，该LED模块优选包含发光机构，该发光机构优选是LED线路。由于这些模块能被集成在发光模块中，所以它们例如在发光模块的印制线路板、印刷电路板或PCB上形成。这是节省空间且成本有利的。
优选所述第一模块和至少一个第二模块被设计用于通过该发光模块的至少一个热管理线路或电阻读取线路来通讯。多个模块能相互串联布线或并联布线。所有的第二模块均能被调光至同一调光值即第一模块的调光值。这些第二模块也能根据存放的表或预定的换算比分别被调节至不同于第一模块的调光值的但预定的调光值。布线成本及安装成本此时是最低的。由此一来，可以简单且成本有利地生产该操作装置。
本发明还涉及一种LED灯，该LED灯具有可根据操作装置的次级侧如上所述被供电的LED线路。
本发明还涉及一种驱动发光机构，尤其是LED线路的方法，其中该方法包括以下步骤：借助通过电流隔离机构彼此分隔的初级侧电路和次级侧电路为该发光机构提供供电，根据调光信息调节该发光机构的调光级，其中所述次级侧电路包括第一模块和至少一个第二模块，以用于调光各自对应的发光机构，并且所述初级侧电路通过单向或双向的无线信道接收调光信息并将其转发至所述至少一个第二模块。
本发明还涉及一种驱动发光机构，尤其是LED线路的方法，其中该方法包括以下步骤：借助通过电流隔离机构彼此分隔的初级侧电路和次级侧电路为该发光机构提供供电，根据调光信息调节该发光机构的调光级，其中该次级侧电路包括第一模块和至少一个第二模块，以用于调光各自对应的发光机构，其中所述第一模块包括至少一个传感器并且基于所获得的传感器信息来确定调光信息并将所确定的调光信息转发至所述至少一个第二模块。所述LED灯和用于驱动发光机构的所述两种方法获得以上针对操作装置所描述的相同的优点。
现在，将结合附图来详细描述本发明。
图1示出了根据现有技术的一个操作装置。
图2示出了根据本发明的一个实施例的操作装置。
图3示出了根据本发明的一个实施例的操作装置。
图4示出了根据本发明的一个实施例的操作装置。
图2示出了用于至少一个发光机构10的根据本发明的操作装置1。操作装置1尤其可以是LED变换器，其驱动作为发光机构10的至少一个LED线路。每个LED线路此时可以具有一个或多个LED，它们发出波长不同或相同的光。LED线路的LED例如可以由红光LED、绿光LED和蓝光LED组成，以产生发出白光的LED线路。
操作装置1具有通过电流隔离机构4分隔的初级侧和次级侧。在初级侧优选设有至少一个初级侧电路。此时，在初级侧尤其有至少一个功率因数修正电路(PFC)5，其依赖于供电电压尤其是电网电压并且为操作装置1的次级侧供电。在初级侧优选设有至少一个智能电路例如ASIC、微控制器或集成开关电路。在次级侧优选也有至少一个这样的智能电路8。另外，在次级侧设置多个模块2和3。次级侧电路2、3优选包括至少一个第一模块2和至少一个第二模块3。在图2中举例示出了三个第二模块3。所有模块2、3可以是变换器级，它们分别配属于一个发光机构10，该模块能对该发光机构调光。在如图2所示的第一实施例中，优选包括至少一个PFC的初级侧电路5具有接口50。第一模块2具有接口20。这些接口用于设立经电流隔离机构4的单向或双向的无线信道52。接口20、50可以是相同的或不同的天线，其产生经过电流隔离机构4的无线电连接。通过无线信道52，初级侧电路5可以与初级侧的第一模块2通讯。尤其是第一模块2被设计用于通过无线信道52接收调光信息。在第一实施例中，调光信息只被供给第一模块2，即只被供给布置于次级侧的多个变换器级之一。因为该调光信息经电流隔离机构4的传输4优选借助天线且利用无线电来进行，所以肯定不需要光电耦合器或变压器来将调光信息供应给次级侧。由此一来，可以获得成本较低的解决方案。另外，避免了并行传输给次级侧模块2、3。由此一来，节省了部件。另外，能简单地构成第二模块3，因为它们不需要对应于接口20的接口。
在图2的实施例中，第一模块2通过局部总线6与所述至少一个第二模块3相连。局部总线6被这样设置在所述多个次级侧模块2、3之间，即所述多个次级侧模块能相互通讯。局部总线6要么单向构成，要么是双向构成。如果局部总线6是双向构成，则所述多个次级侧模块2、3能够相互交换调光信息，但也能例如交换工作参数以便经无线信道52反馈。如果局部总线6是单向构成的，则信息只能优选从第一模块2被传输至第二模块3。第一模块2能通过总线6将调光信息传输给第二模块3，在这里，总线6优选被供以对应于调光信息的信号。在此实施例中，所述多个第二模块3只须接收信息或者说测定在总线6上的供电，而不发送信息。因而，第二模块3能简单且成本有利地实现。
因此，第一模块2是主模块2，其作为次级侧的唯一模块接收来自初级侧的调光信息。这些第二模块3是从模块，它们自主模块获得所需要的调光信息。即，这些优选是变换器级的模块是一个主从***。图3示出了本发明的第二实施方式。在此，将第一模块2与所述至少一个第二模块3连接的次级侧局部总线6由用于在多个次级侧模块2、3下通讯的无线连接9代替。可以如图3所示由多个天线来设立无线连接9，其中每个模块2、3均具有一个天线。因此，无线连接9可以是无线电连接。这些模块2、3也能具有以其它方式设计的无线接口并且例如通过WLAN、蓝牙或类似的无线网络通讯。还可行的是，通过无线连接9的通讯被设立为是双向的或者是仅从第一模块2至第二模块3的单向的。
第一模块2的天线20不仅可以被设计用于设立经电流隔离机构4的无线电信道52，也可被设计用于设立无线连接9。但也可以如图3所示在第一模块2上设置用于设立无线连接9的单独天线。也可行的是，多个第二模块3相互连线连接，但具有同一个天线以用于设立至第一模块2的无线连接9。
在本发明的一个替代实施方式中，在次级侧的这些模块2、3功率捆绑通讯，其一个实施例是切换至模块2、3的DC直流供电电压的切换信息(如AC/电力线)。由此可以省去单独的通讯连接并且只采用与现有的相同的供电电压线用于在主从***内传输该调光信息。
图4示出了本发明的第三实施方式。第三实施方式在成本方面比上述实施方式更有效。尤其是发光机构10和模块2、3集成在一个发光模块12且优选是LED模块上。模块2、3可被构造在印刷电路板或PCB或者发光模块12的半导体材料上。此时，第一模块2以传感器模块形式构成，即该第一模块包括至少一个传感器11。所述至少一个传感器11可以是日光传感器、存在传感器或红外传感器。传感器11被设计用于接收传感器信息。该传感器信息例如是关于实际日光的信息，关于在传感器附近的人员或车辆的信息或者例如来自遥控器的红外信号。
在本发明的这个实施方式中，第一模块2被设计用于选择传感器11的所获取的传感器信息并由此确定调光信息。所述确定自动进行或借助智能电路8来进行，该智能电路可以是ASIC、微控制器或集成开关电路。为了获得调光信息，在本发明的这个实施方式中，第一模块不一定经过电流隔离机构4来通讯，而是通过外信号获得该调光信息。在模块2、3被集成到发光模块12中的实施方式中，通讯可以通过在发光模块12的印刷电路板上的连接线和/或热管理线或电阻选择线来进行。多个模块2、3可以在印刷电路板上串联布线或并联布线，为此只需要最低的布线成本及安装成本。这些模块2、3仍能以主从方式来构造。例如，可以如此设计所述一个或多个第二模块3，即其被自动调节至经由传感器信息11被供给第一模块2的调光值。本发明第三实施方式的解决方案非常成本有利且节省空间。
总体而言，本发明实现了为操作装置1关于电流隔离机构4的次级侧提供调光信息，其中操作装置1在成本方面得以改善。尤其是只为一个第一模块2(主模块)提供该调光信息，或是从外界，或是利用无线信道52经电流隔离机构4。第一模块2还被设计用于将调光信息或用于驱动发光机构10的其它工作参数，如额定电压或额定电流转发给至少一个第二模块3(至少一个从模块)。这可以通过局部总线6、无线连接9、供电线或是利用发光模块12上的导线来进行。本发明减少了经电流隔离机构4的所需通讯连接的数量。另外，无需光电耦合器或变压器。因而，根据本发明实施例的操作装置1可以比现有技术中的操作装置1在构造方面更加成本有利。

Claims (27)

1.一种用于至少一个发光机构(10)的操作装置(1)，所述操作装置(1)包括：
通过电流隔离机构(4)彼此分隔的初级侧电路(5)和次级侧电路(2,3)；
其中能相对于该电流隔离机构(4)在次级侧上为该发光机构(10)供电，并且初级侧被设置为连接至供电电压；
其中该次级侧电路(2,3)包括第一模块(2)和至少一个第二模块(3)，以用于各自所属的发光机构(10)的调光；
其中该初级侧电路(5)和该第一模块(2)具有接口(50,20)，以用于设立单向或双向的无线信道(52)，
其中该第一模块(2)被设计用于通过该无线信道(52)接收调光信息并将接收到的所述调光信息转发给该至少一个第二模块(3)。
2.根据权利要求1所述的操作装置(1)，其中，所述用于至少一个发光机构(10)的操作装置(1)是用于至少一个LED线路的变换器。
3.根据权利要求1所述的操作装置(1)，其中，所述初级侧被设置为连接至电网电压。
4.根据权利要求1所述的操作装置(1)，其中，在所述第一模块(2)与所述至少一个第二模块(3)之间设置用于使该第一模块(2)与所述至少一个第二模块(3)进行通讯的局部总线(6)。
5.根据权利要求4所述的操作装置(1)，其中，该第一模块(2)被设计用于为所述总线(6)提供所述调光信息。
6.根据权利要求1所述的操作装置(1)，其中，在所述第一模块(2)与所述至少一个第二模块(3)之间设立用于使该第一模块(2)与所述至少一个第二模块(3)进行通讯的无线连接(9)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的操作装置(1)，其中，总线(6)或无线连接(9)被设计用于从该第一模块(2)向所述至少一个第二模块(3)的单向通讯。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的操作装置(1)，其中，总线(6)或无线连接(9)被设计用于在所述第一模块(2)与所述至少一个第二模块(3)之间的双向通讯。
9.根据权利要求8所述的操作装置(1)，其中，该第一模块(2)和该至少一个第二模块(3)被设计用于交换该调光信息和/或至少一个工作参数。
10.根据权利要求1所述的操作装置(1)，其中，该第一模块(2)和该至少一个第二模块(3)被设计用于功率捆绑通讯。
11.根据权利要求10所述的操作装置(1)，其中，所述功率捆绑通讯通过所述第一模块(2)和所述至少一个第二模块(3)的供电电压上的切换信息来进行。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的操作装置(1)，其中，该第一模块(2)和该至少一个第二模块(3)是变换器级。
13.根据权利要求1至6中任一项所述的操作装置(1)，其中，该无线信道(52)是通过无线电接口(20,50)设立的无线电信道。
14.根据权利要求12所述的操作装置(1)，其中，该无线电信道(52)位于该操作装置(1)的金属的壳体内。
15.一种用于发光机构(10)的操作装置(1)，所述操作装置(1)包括：
通过电流隔离机构(4)彼此分隔的初级侧电路(5)和次级侧电路(2,3)，
其中能相对于该电流隔离机构(4)在次级侧上为该发光机构(10)供电，并且初级侧被设置为连接至供电电压，
其中该次级侧电路(2,3)包括第一模块(2)和至少一个第二模块(3)，以用于调光各自对应的发光机构(10)，
其中该第一模块(2)包括至少一个传感器(11)并被设计用于根据所获得的传感器信息来确定调光信息并将所确定的调光信息转发至所述至少一个第二模块(3)。
16.根据权利要求15所述的操作装置(1)，其中，所述用于发光机构(10)的操作装置(1)是用于至少一个LED线路的变换器。
17.根据权利要求15所述的操作装置(1)，其中，所述初级侧被设置为连接至电网电压。
18.根据权利要求15-17中任一项所述的操作装置(1)，其中，该至少一个传感器(11)是日光传感器、存在传感器或红外传感器。
19.根据权利要求15-17中任一项所述的操作装置(1)，其中，所述第一模块(2)和所述至少一个第二模块(3)被集成在发光模块(12)中。
20.根据权利要求15-17中任一项所述的操作装置(1)，其中，所述第一模块(2)和所述至少一个第二模块(3)被集成在LED模块中，该LED模块包括所述发光机构(10)。
21.根据权利要求20所述的操作装置(1)，其中，所述发光机构(10)为LED线路。
22.根据权利要求19所述的操作装置(1)，其中，所述第一模块(2)和所述至少一个第二模块(3)被设计用于通过该发光模块(12)的热管理线路或电阻读取线路(13)进行通讯。
23.一种LED灯，所述LED灯具有LED线路，该LED线路基于根据前述权利要求中任一项所述的操作装置(1)的次级侧被供电。
24.一种驱动发光机构(10)的方法，其中该方法包括以下步骤：
-利用通过电流隔离机构(4)彼此分隔的初级侧电路(5)和次级侧电路(2,3)为该发光机构(10)提供供电；
-根据调光信息调节该发光机构(10)的调光级；
其中该次级侧电路(2,3)包括第一模块(2)和至少一个第二模块(3)，以用于调光各自对应的发光机构(10)；并且
其中该第一模块(2)通过单向的或双向的无线信道(52)接收调光信息并且将该调光信息转发给所述至少一个第二模块(3)。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述发光机构(10)是LED线路。
26.一种驱动发光机构(10)的方法，其中该方法包括以下步骤：
-借助通过电流隔离机构(4)彼此分隔的初级侧电路(5)和次级侧电路(2,3)为该发光机构(10)提供供电；
-根据调光信息来调节该发光机构(10)的调光级；
其中该次级侧电路(2,3)包括第一模块(2)和至少一个第二模块(3)，以用于调光各自对应的发光机构(10)；
其中该第一模块(2)包括至少一个传感器(11)并且根据所获取的传感器信息来确定调光信息并将确定的所述调光信息转发给所述至少一个第二模块(3)。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述发光机构(10)是LED线路。
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