用于为多个固定设施供电以及与其通信的系统和方法技术方案

一种系统（和系统控制器），其使用AC线缆来为一组固定设施供电并与该组固定设施通信，该AC线缆具有电力线（例如市电带电导线）、参考线（例如市电中性导线）和数据线。固定设施沿着线缆位于不同位置处，每个固定设施由电力线和参考线之间的本地电压差供电。系统控制器经由数据线提供数据信号，其中，用于固定设施的数据信号由数据线上的数据信号与参考线（或电力线）之间的本地电压差限定。为了补偿电压降，补偿电路将电压偏移波形加至取决于固定设施的位置的总体设置的数据信号。这使得连接到系统控制器的固定设施的增大数量和/或所述固定设置的增大的达到范围成为可能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于为多个固定设施供电以及与其通信的系统和方法
本专利技术涉及一种用于为多个固定设施供电以及与其通信的系统和方法。通过示例的方式，它涉及用于为一组灯具供电并控制该组灯具的照明系统。
技术介绍
照明控制系统是已知的，其使用单端数据信号来提供到照明固定设施的数据通信，单端数据信号被称为中性导线，其用作向照明固定设施传递AC电力的参考导体。照明固定设施可以被以串联或并联连接来连接。不管安装中的导线的下游配置如何，数据信号以并联方式被连接到所有下游固定设施。图1示出了这种照明系统10的示例。该系统具有中央控制器12和中央控制器用户输入装置14，诸如键盘。在示出的示例中，然后连接到以太网交换机16，以太网交换机16向本地控制器18a、18b（这些有时已知为“数据使能器”）输送控制数据。当然，可以使用其他连接机制。每个本地控制器18a、18b作为市电线和中性线接收AC电力。本地控制器经由包括市电（或“干线”）导线和充当参考的中性导线的线缆而向相关联的一组照明固定设施20提供AC电力。本地控制器还经由分离的数据线提供数据通信。线缆还可以包括保护性地线。本地控制器18a被示出为连接到照明固定设施20（即灯具）的串联链，并且本地控制器18b被示出为利用接线盒22来连接到照明固定设施21的星形布置。不管用于连接固定设施的导线配置如何，信号质量可能受到许多因素的影响，这些因素包括阻抗变化（其影响信号质量和支持带宽）、噪声和电压降。通过在安装中限制从本地控制器到最远固定设施的导线的最长长度，来解决阻抗变化问题。这是所使用的线缆的类型和电信号在线缆介质中行进的方式的物理现实的函数。通过使用电压摆幅来最小化噪声问题，其中电压摆幅是足够大的，以确保高的信噪比。通过控制信号边沿速率来最小化电磁兼容性问题。通过径直向单独的固定设施提供市电电压，这种已知布置最小化了电力线中的电压降。然而，电压降仍然存在，并且在系统设计中必须加以考虑。存在限制固定设施的数量和固定设施的布设的最大长度的四个主要考虑因素。第一个考虑因素是总电路电流具有限制。该限制必须不超过以下限制因素中的任一个：由电路的安装限制导致的电流限制，例如取决于建筑物导线；本地控制器的最大电流（例如16amp）；线缆最大电流；和连接器最大电流。第二个考虑因素是线缆中的电压降必须不导致针对固定设施的不足的操作电压。大多数固定设施在通用市电上操作（从100VAC到277VAC），所以，除非系统以100VAC的市电供应来操作，否则这通常不是一个限制因素。第三个考虑因素是线缆中的电压降不应导致信号衰减，信号衰减阻止固定设施响应于数据信号命令的正确操作。第四个考虑因素是，如果系统中需要的单独编址的固定设施的数量超过复用系统（例如DMX512）中的槽的数量，那么它可能是一个限制。这通常不是一个限制因素，但是如果每个固定设施的信道数量是高的，或者如果固定设施需要以高带宽（例如16位）模式运行，或者如果固定设施的电力消耗是低的，那么它可能变成一个限制因素。本专利技术特别针对涉及数据信号方面的上文的第三个考虑因素。这通常是确定系统布设长度中的限制因素。US2014/0225436公开了一种由两个或更多个电发射装置组成的电控制系统，每个电传输装置能够在典型的三相电力系统中向连接到AC电力线的三相中的一个或多个的装置传输由电脉冲组成的同步消息。在典型的三相电力系统中，同步发射机均被连接到中性端并且连接到不同的电路断路器面板的A、B和C三相中的一个或多个、或者跨接这些相中的两个，并且能够向三相中的一个或多个传输消息。来自两个或多个发射机的传输是同步的，使得来自每个发射机的被传输脉冲被同时传输，以产生能够在连接到所连接的电路断路器面板中的任何电路断路器面板的任何接收装置处被正确接收的消息。US2002/0109585公开了一种使用高压线缆和中性导体作为通信信道来延伸RF通信信号的到达范围的重调系统。重调系统的重调器是中继器或者再生器，并且使用新颖的高压耦合器来被耦合到高压线缆。该系统具有用于对高压线进行分段的隔离滤波器，以便限制RP信号在高压线缆的不同部分上的干扰。
技术实现思路
本专利技术由权利要求书限定。依照根据本专利技术的一个方面的示例，提供了一种系统控制器，其使用包括电力线、参考线和数据线的AC线缆来为一组固定设施供电以及与该组固定设施通信，并且被适配成与沿着线缆位于不同位置处的固定设施通信，并且每个固定设施由电力线和参考线之间的本地电压差供电，其中，系统控制器包括：控制单元，其用于通过经由数据线提供数据信号来与一组固定设施通信，其中，用于固定设施的数据信号是由数据线上的数据信号与参考线或电力线之间的本地电压差限定的；和补偿电路，用于将电压偏移波形加至取决于固定设施的位置的总体设置的数据信号。此上下文中的术语“本地”意指在固定设施的位置处。该系统控制器用于其中数据信号相对于参考线或电力线进行参考（例如，相对于市电中性线进行参考）的系统。沿着中性线的电压降，例如由到固定设施的大的驱动电流（而非小的数据信号电流）导致的，对数据信号具有影响。通过提供电压偏移波形（即时变偏移电压），提供了一种预补偿系统，使得当数据信号在固定设施处被接收并且相对于本地参考线（或电力线）进行参考时，其可以被正确地接收和解释。这使系统对可能被系统中的共模电压加剧的噪声的影响更包容。所述补偿将固定设施的总体位置考虑在内，例如固定设施沿着线缆的距离的范围。以此方式，可以提供对在整组固定设施处的数据信号接收加以改善的补偿。它还意味着，对可以连接到单个数据供应的固定设施的数量的限制可以被增大。这通过最小化给定安装中的数据供应（本地控制器）的数量来降低安装成本，并且可以简化系统数据导线，因为更少的数据供应将导致更少的数据通信线缆。在现有系统中，当通过顺序编号被单独识别的灯具以线性方式安装时，它们的顺序不能被容易地确定，并且系统调试变成手动过程。这是因为数据信号并行运行至灯具中的每一个。通过检测每个灯具处的线路电压降，使得能够实现在系统调试期间确定AC线缆上的相对位置的自动化方法。电压偏移波形例如与被提供至电力线的AC电力供应电流同相。以此方式，电压偏移响应于沿着电力线流动（并且沿着参考线返回）的增大的电流而增大。电压偏移波形因此补偿固定设施处的电压的AC变化，该AC变化是由沿着数据信号相对其进行参考的线流动的电流导致的。电压偏移波形还可以补偿数据信号相对其进行参考的线上的DC电压降。以此方式，数据信号被相对于接收固定设施处的阈值电平来正确定位。电压偏移波形的幅值例如是与在数据信号相对其进行参考的线上流动的电流成比例的。以此方式，电压偏移波形对由固定设施引出并且随后沿着数据信号相对其进行参考的线传递的不同电流作出反应。通过“幅值”意为AC信号幅值，即信号的峰到峰偏移的一半。电压偏移波形的幅值可以等于在整组固定设施处的在数据信号相对其进行参考的线上的最低期望系统电压降和最高期望系统电压降的平均值。这些措施提供了一种补偿波形，其仍可以获得可以在固定设施中的所有固定设施处被可靠地解释的数据信号。在一个示例中，控制器可以被适配为，基于期望负载和输入电力线信号的相位来得到电压偏移波形。此途径避免了对负载（即固定设施）进行测量的需要，并且因此提供了一种简单的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统控制器（50），所述系统控制器（50）用于使用包括电力线（L）、参考线（N）和数据线（D）的AC线缆来为一组固定设施供电以及与所述一组固定设施通信，并且被适配为与沿着所述线缆位于不同位置处的固定设施（20）通信，每个固定设施（20）由所述电力线和所述参考线之间的本地电压差供电，其中，所述系统控制器包括：控制单元（52），其用于通过经由所述数据线提供数据信号来与所述一组固定设施通信，其中，用于固定设施的数据信号由所述数据线上的数据信号与所述参考线或电力线之间的本地电压差限定；和补偿电路（64；72），其用于将电压偏移波形加至取决于所述固定设施的位置的总体设置的所述数据信号，其中，所述系统控制器（50）还包括用于测量在所述数据信号相对其进行参考的线上流动的电流的反馈系统（62），增益取决于所测量的电流的增益受控放大器（64），和用于基于所述增益受控放大器（64）的输出来调制所述数据信号的调制布置（56、58）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.29 EP 16186124.0;2016.07.26 US 62/3670171.一种系统控制器（50），所述系统控制器（50）用于使用包括电力线（L）、参考线（N）和数据线（D）的AC线缆来为一组固定设施供电以及与所述一组固定设施通信，并且被适配为与沿着所述线缆位于不同位置处的固定设施（20）通信，每个固定设施（20）由所述电力线和所述参考线之间的本地电压差供电，其中，所述系统控制器包括：控制单元（52），其用于通过经由所述数据线提供数据信号来与所述一组固定设施通信，其中，用于固定设施的数据信号由所述数据线上的数据信号与所述参考线或电力线之间的本地电压差限定；和补偿电路（64；72），其用于将电压偏移波形加至取决于所述固定设施的位置的总体设置的所述数据信号，其中，所述系统控制器（50）还包括用于测量在所述数据信号相对其进行参考的线上流动的电流的反馈系统（62），增益取决于所测量的电流的增益受控放大器（64），和用于基于所述增益受控放大器（64）的输出来调制所述数据信号的调制布置（56、58）。2.根据权利要求1所述的系统控制器，其中，所述电压偏移波形与提供至所述电力线的AC电力供应电压同相。3.根据权利要求1或2所述的系统控制器，其中，所述电压偏移波形用于对所述数据信号相对其进行参考的线上的DC电压降进行补偿。4.根据任一前述权利要求所述的系统控制器，其中，所述电压偏移波形的幅值是：与在所述数据信号相对其进行参考的线上流动的电流成比例；和/或取决于在所述一组固定设施处所述数据信号相对其进行参考的线上的最低和最高的期望系统电压降的平均值。5.根据任一前述权利要求所述的系统控制器，其中，所述控制单元（52）被适配为基于期望负载和输入电力线信号的相位来得到所述电压偏移波形。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：GB米尔斯，
申请(专利权)人：飞利浦照明控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL