开关状态检测及控制电源制造技术

一种设备包括用于在正常情况下从主电源接收供电的主电源接头以及电路系统，该电路系统用于根据来自所述主电源接头的输入确定来自所述主电源的供电不可用的时间，在所述电源停电时在所述主电源接头输出测试信号，并根据作为所述测试信号输出的结果而产生的电流产生开关状态检测信号。其中所述开关状态检测信号指示将所述电路系统连接至所述接头的开关的位置，所产生的检测信号用于当所述电流大于阈值时指示所述开关已闭合。所述电路系统用于当来自所述主电源的供电不可用、所述开关闭合且多个设备连接在所述开关的供给侧时，在所述电供给侧的所述多个设备对所述测试信号来说表现为开路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种供电故障过程中的控制电源的装置及方法。
技术介绍
当电源的主电源对负载不可用时，各种装置可用来将电力传送给负载。例如，当电源停电期间可通过将照明电源转换至备用电池而提供紧急照明。为了提供可控制电池使用的开关，供电故障产品可包括在线路上使用阻抗测试的开关特性。阻抗测试是用来确定正常的上流开关是否是断开的或闭合的。其概念是在调制线路上发送一个信号，进而测试线路电路。通过比较开关闭合和开关断开(供电故障过程中)时电路的阻抗，从理论上可以确定开关的状态。
技术实现思路
提供照明用备用电池和其他设备的问题在于电池的寿命总是有限的。电池寿命的极限可能是由于尺寸制约、成本制约、环境和使用因素，以及其他制约。例如，最先进技术的小体积电池是相对较贵的。而且，使用其他较落后技术的便宜电池通常很重且体积大，在很多应用中都不适合。在任何情况下，备用电池都是一个有限资源，尤其是在一些紧急情况下，例如电源停电，对某些负责的供电是非常重要的。在电池受限的这一背景下，很需要创造一些列在电源故障且需要供电时仅使用电池供电的产品。一旦主电源从产品中移除，一些现有的供电故障照明产品可自动开启。这一方法的问题在于楼栋的居民可能不会立即需要备用光(即当供电故障时)。事实上，楼栋的居民可能不在。因此，有限的电池资源可能会被这些设备浪费掉。而且，如上所述，可使用阻抗测试来确定供电故障期间开关的位置。然而，实际的考虑会使得测量阻抗来确定开关的位置成为一个很困难的事情。第一，已经有关于当开关断开应呈现什么阻抗以及当开关闭合应呈现什么
阻抗方面的研究。开关断开时测量电路的阻抗可以在开关断开的任何时间执行，不论供电故障的条件，该测量结果可以存储起来作为后续参考。开关闭合时电路阻抗的测量只可以在供电故障时进行。而且，这些测量结果在每个申请中会发生变化，这就将实施复杂化了。这些测量结果会随着时间发生变化，取决于同一电路上是什么器件以及房间中其他开关的状态。第二，为了进行阻抗测试，需要相当多的电力。这些电力是在最不允许的时间——供电故障过程中消耗的。正是供电故障过程中，当电池的保护最重要时，这样的设备必须不断地发送电信号并计算阻抗。第三，开关被用户扔点的时间以及电路响应变化的时间之间存在时延。在阻抗测试执行的频率和时延之间存在一个直接的权衡。如果频繁地进行阻抗测试以使时延最小化，那么就会增加电池的消耗。最后，在该设计中，成本也是一个需要考虑的问题。例如，执行阻抗测试可能需要一个处理器或复杂电路系统。其他设计可开关的电路方面的尝试会遭遇一个共同的问题——单个开关电路上仅一个设备的限制。这是一个重要的限制因为绝大多数应用要求设备应持续与电路上的多个设备一起工作。以灯座为例，一个房屋通常有由一个开关控制的多个灯。在这种情况下，电路上的其他灯泡会分流，从而将供电故障的情况与开关断开之间的差别相混淆。本申请会解决这一问题。与在设备的主电源故障规程中由备用电池自动给设备供电不同，我们希望用同一开关来由电池备用的设备，该开关与当电力通过交流(AC)电源供电时控制设备的开关相同。另外，我们希望确定墙开关的位置状态以减少上述进行阻抗测试的设备的缺陷。此外，本申请描述了商业上可行的、可切换式的供电故障产品，在供电故障过程中当设备需要供电时，其允许用户通过开关给带有备用电池的电气负载供电，并且当设备不需要供电时，其允许用户通过开关断开给设备的供电。具体地，本申请描述了在供电故障过程中，用于确定电气开关的位置的电路系统。在正常工作过程中，当电力供给到楼栋时，墙壁开关控制从AC电源流向负载(如灯)的电流。在供电故障过程中，电源上没有电压。因此，通过确定开关的位置(即使电源不提供任何供电)，在供电故障过程中，楼栋的居民可控制由电池备用的灯。通过允许可选择性地控制备用设备的供电，电池的寿命可最大化，
而且即便电池容量有限，备用设备上商业上还是很有用。在一个实施例中，一种设备包括在正常情况下从主电源接收供电的主电源接头。该设备包括电路系统，用于根据来自所述主电源接头的输入确定来自所述主电源的供电不可用的时间。该电路系统用于在所述主电源停电时在所述主电源接头输出测试信号。该电路系统用于根据作为所述测试信号输出的结果而产生的电流产生开关状态检测信号；其中所述开关状态检测信号指示将所述主电源接头连接至所述主电源的开关的位置。所述电路系统用于产生所述开关状态检测信号以在所述电流大于阈值时指示所述开关已闭合。所述电路系统用于当来自所述主电源的供电不可用、所述开关闭合且多个设备连接在所述开关的供给侧时，连接在所述电路的所述供给侧的所述多个设备对所述测试信号来说表现为开路。上述对说明性实施例的大体描述及其下面的具体描述都只是本申请所教导的示例性方面，并不是限制性的。附图说明下面将给出本专利技术更详细的描述和许多随之而来的优点，这些只是为了参考以下细节描述并结合相应的附图来更好地理解本专利技术，附图中：图1是根据某些实施例提供的非限制性示例性的在供电故障过程中用于检测电气开关的位置和控制对负载的供电的电路系统；图2是根据某些实施例提供的非限制性示例性的在供电故障过程中用于检测电气开关的位置和控制对负载的供电的流程图；图3和图4是根据某些实施例提供的非限制性示例性的在供电故障过程中用于检测电气开关的位置和控制对负载的供电的电路系统；图5是根据某些实施例提供的非限制性示例性的用于开关状态检测的电路系统；图6是根据某些实施例提供的非限制性示例性的用于温度测量的电路系统；图7和图8是根据某些实施例提供的LED电力传送的可替换性实施方式；图9是根据某些实施例提供的示例性的用于温度控制、电流感应、兼容性设备检测和负载软启动的电路系统；图10和11是根据某些实施例提供的非限制性示例性的用于电流检测的电
路系统；图12是根据某些实施例提供的非限制性示例性的电池充电电路；图13A和图13B是根据某些实施例提供的非限制性示例性的电池充电电路；图14是根据某些实施例提供的非限制性示例性的用于备用负载供电控制和电池充电控制的流程图；图15是根据某些实施例提供的示例性的用于检测开关状态和控制电源的照明设备；图16是根据某些实施例提供的微控制器结构示意图。具体实施方式参见附图，在整个附图中，相同的标记表示相同或相应的部件。图1是根据某些实施例提供的非限制性示例性的在供电故障过程中用于检测电气开关的位置和控制对负载的供电的电路系统。本文描述的例子中，图1中的开关状态检测电路(及其他相关电路)可包括备用供电设备(如照明设备、灯泡、照明灯具、照明开关、计时器、运动感应设备等)，因此，为了简洁，本文提供的某些例子可参考该备用供电设备。然后，应理解，本文描述的特征可实施为单个电路，并且这些特征不应该被构造成被局限于任何特定的设备类型。而且，本文描述的例子可描述成在正常供电情况下(即主电源可用)给“主”负载供电，而当主电源停电(即主电源供电故障)时给另一个“备用”负载供电。然而，这种实施方式并不是限制性的，本领域技术人员应该理解，在本申请的范围内，一个单独的负载既可作为主负载又可作为备用负载。例如，在正常情况下灯可以由AC电源供电，并在主电源停电时切换至由备用电源(如电池)供电。实际上，可以满功率给本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，其特征在于，包括：主电源接头，用于在正常情况下从主电源接收供电；以及电路系统，用于根据来自所述主电源接头的输入确定来自所述主电源的供电不可用的时间，在所述主电源停电时在所述主电源接头输出测试信号，并根据作为所述测试信号输出的结果而产生的电流产生开关状态检测信号；其中所述开关状态检测信号指示将所述主电源接头连接至所述主电源的开关的位置；所述电路系统用于产生所述开关状态检测信号以在所述电流大于阈值时指示所述开关已闭合；以及所述电路系统用于当来自所述主电源的供电不可用、所述开关闭合且多个设备连接在所述开关的供给侧时，连接在所述电路的所述供给侧的所述多个设备对所述测试信号来说表现为开路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.03 US 14/147,3051.一种装置，其特征在于，包括：主电源接头，用于在正常情况下从主电源接收供电；以及电路系统，用于根据来自所述主电源接头的输入确定来自所述主电源的供电不可用的时间，在所述主电源停电时在所述主电源接头输出测试信号，并根据作为所述测试信号输出的结果而产生的电流产生开关状态检测信号；其中所述开关状态检测信号指示将所述主电源接头连接至所述主电源的开关的位置；所述电路系统用于产生所述开关状态检测信号以在所述电流大于阈值时指示所述开关已闭合；以及所述电路系统用于当来自所述主电源的供电不可用、所述开关闭合且多个设备连接在所述开关的供给侧时，连接在所述电路的所述供给侧的所述多个设备对所述测试信号来说表现为开路。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测试信号设置在一定的强度，从而当来自所述主电源的供电不可用且所述开关闭合时，在所述开关的需求侧的所述多个设备对所述测试信号来说表现为开路，并且在所述开关的供给侧的多个设备对所述测试信号来说表现为闭路。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述测试信号设置为小于3V的直流(DC)电压。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电路系统用于确定非兼容负载连接至包括开关状态检测设备的负载电路的时间。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电路系统用于输出故障信号以响应检测到非兼容负载。6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电路系统用于根据从所述主电源接头检测到的电流确定所述非兼容负载连接至所述负载电路的时间。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：连接在所述主电源接头和所述电路系统之间的一个或多个二极管；其中所述一个或多个二极管上的压降是根据所述测试信号设置的。8.一种在主电源故障时检测开关的位置的方法，其特征在于，所述方法包括：通过连接至所述开关的电路系统确定来自所述主电源的供电不可用的时间；当所述主电源停电时通过所述电路系统从主电源接头输出测试信号至所述主电源；根据作为所述测试信号输出的结果而产生的电流，通过所述电路系统产生开关状态检测信号；其中当所述电流大于预设阈值时，所产生的开关状态检测信号指示所述开关已闭合。9.一种装置，其特征在于，包括：主电源接头，用于在正常情况下从主电源接收供电；电池；包括多个灯的照明电路，其中，当来自所述主电源的供电可用时所述照明电路由所述主电源供电，当来自所述主电源的供电不可用且将所述主电源接头连接至所述照明电路的开关闭合时所述照明电路由所述电池供电；以及电路系统，用于根据来自所述开关的输入确定来自所述主电源的供电不可用的时间，当所述主电源停电时从所述主电源接头输出测试信号，根据作为所述测试信号输出的结果而产生的电流产生开关状态检测信号，并根据所述开关状态检测信号以及所述主电源是否断电的决定控制所述电池提供的供电；其中所述电路系统用于产生所述开关状态检测信号，用于当所述电流大于预设阈值时指示所述开关已闭合；以及所述电路系统用于当来自所述主电源的供电不可用且所述开关状态检测信号指示所述开关已闭合时点亮至少一盏灯。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，将所述测试信号设置在一强度，从而当来自所述主电源的供电不可用且所述开关闭合时，在所述开关的需求侧的多个设备对所述测试信号来说表现为开路，并且在所述开关的供给侧的设备的组合对所述测试信号来说表现为闭路。11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述多个灯为发光二极管(LED)灯泡或紧凑型荧光灯泡(CFL)中的一个或多个。12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述电路系统用于确定非兼容负载连接至包括灯泡的负载电路的时间。13...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔·森格，约翰·安东尼·格拉纳塔，肯尼思·艾伦·帕什，斯图尔特·瓦拉赫，
申请(专利权)人：顶点照明科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US