接口电路和外部电路制造技术

提出了一种将与外部镇流器一起使用的接口电路。接口电路包括：输入端，被适配为耦合到外部镇流器；初级功率绕组，电耦合到输入端；和数据收发器电路。数据收发器包括：初级数据绕组；初级负载调制电路，电耦合到初级数据绕组，并且被适配为响应于要经由初级数据绕组传输的第一数据信号而对跨初级数据绕组的初级负载进行调制；和初级数据检测电路，电耦合到初级数据绕组，并且被适配为从在初级数据绕组上感应的信号中检测第二数据信号。初级功率绕组和初级数据绕组磁耦合在一起，并且被适配为磁耦合到外部电路的次级数据绕组。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】接口电路和外部电路
本专利技术总体上涉及无线功率传递领域，并且更特别地涉及重新使用现有镇流器的无线功率传递。
技术介绍
可以使用驱动器来向负载（诸如例如照明装置）提供电压供应。已经提出了对使用无线通信的照明装置的远程管理，其中，代替对到照明装置的功率（例如230V供应）的控制，通过向照明装置发送无线控制信号来直接控制光源或照明装置（即可更换照明元件的照明装置）。由于引入了成本有效且小形状因子的传感器的无线控制/传感器模块来集成到智能灯具/灯中（这使得更丰富的交互和控制成为可能），对这种控制构思的兴趣和需求上已经存在大幅增长。已知将控制/传感器模块包括在照明装置中的若干途径。最普遍的途径是将控制或传感器模块集成在照明装置内部。然而，另一途径是提供“即插即用”的解决方案，其满足将控制或传感器模块连接（例如“插入”）到照明装置的需要。通过使得照明装置的功能性能够根据连接的控制模块而被改变、改进或扩展，此途径为消费者提供了更多的灵活性。然而，此途径的缺点在于，它需要照明装置的控制模块和驱动器电路之间的功率和控制数据的无线传输。市面上存在若干无线功率传递的解决方案。然而，Qi标准是最普遍的标准，其提供了用于无线功率和数据交换的方法。其通过改变接收器Rx（即控制模块）线圈/绕组上的负载特性以及感测传输器Tx（即驱动器电路）线圈/绕组上的电压变化来提供数据交换。感测到的电压变化随后被变换为数字消息。US20150229224A1公开了一种基于开关模式功率转换器的变压器通信系统。对于商业和专业应用，管状照明装置是最常采用的照明装置，并且因此，管状LED（TLED）已经被设计为改装适用的照明装置，其可以在不需要修改照明设施的情况下替换常规管状照明装置。图11示出了用于无线/感应功率传递的重新使用镇流器的高频率（HF）AC输出的常规结构。必要部分是与镇流器14和LED驱动器25串联的初级功率绕组16，并且此初级功率绕组16能够将高频率（HF）信号传输到要被外部/传感器模块11中的次级绕组30（其磁耦合到初级功率绕组16）获取的磁通量中。考虑用于“即插即用”的智能TLED的无线功率和数据交换，存在以下问题，TX（即驱动器电路）线圈/绕组16与TLED驱动器/镇流器14串联，并且随TLED内部的控制电路浮动，因此使得难以监控用于数据信号传递的初级功率绕组信号（其必须是镇流器的HFAC输出）（以及使得难以将信息调制到此初级功率绕组信号上）。对于使得在即插即用的智能TLED中无线数据传递成为可能的此问题的现有解决方案是，在TLED和传感器/控制模块两者中添加附加的RF通信（例如ZigBee）模块27。然而，这具有增加系统成本和复杂度的缺点。
技术实现思路
将有优势的是，具有一种低成本的驱动器电路，其提供与控制电路（例如控制或传感器模块）的无线功率和数据交换两者。具体而言，将有优势的是，具有一种具有隔离屏障的驱动器电路，关于输入功率供应的信息可以在不需要附加的昂贵或重复通信部件的情况下跨该隔离屏障传输。所提出的实施例的基本想法是，采用用于数据信号传递的附加绕组（即除初级功率绕组之外的数据绕组），该附加绕组将数据编码/解码从镇流器、初级功率绕组和LED驱动器的功率线隔离。数据信号提取/解码电路然后可以连接到附加（即数据）绕组，例如以监控外部侧上（例如，磁耦合到附加绕组的控制电路的次级数据绕组上）的负载变化并提取数据信号。数据编码也可以以相反的方式来做。因此，提出了一种构思，其用于通过磁耦合线圈使得镇流器结构和附加（例如即插即用）的传感器/控制模块之间的数据通信成为可能，其也可以用于功率获取。初级功率绕组、附加数据绕组、数据信号解码电路和数据信号编码电路可以被集成为镇流器和外部电路之间的接口电路。这种接口电路还可以集成用于驱动负载（诸如TLED）的驱动单元，并且相应地，这种接口电路也可以被视为驱动器电路。根据依照本专利技术的一方面的示例，提供了一种将与镇流器一起使用的接口电路，其包括：输入端，被适配为耦合到外部镇流器；初级功率绕组，电耦合到输入端；和数据收发器电路，包括：初级数据绕组；跨初级数据绕组的初级负载；初级负载调制电路，电耦合到初级数据绕组，并且被适配为响应于要经由初级数据绕组传输的第一数据信号而对跨初级数据绕组的初级负载进行调制；和数据检测电路，电耦合到初级数据绕组，并且被适配为从在初级数据绕组上感应的信号中检测第二数据信号，其中，初级功率绕组和初级数据绕组磁耦合在一起，并且被适配为磁耦合到外部电路的次级数据绕组，并且其中，输入端被适配为耦合到外部电子镇流器，该外部电子镇流器被适配用于荧光灯或卤素灯。所提出的是，在不采用附加的RF通信模块/部件（诸如例如ZigBee通信模块）的情况下，在接口电路和外部（控制）电路之间经由磁耦合（例如隔离屏障）传递信息/数据的构思。特别地，提出了在接口电路中采用除初级功率绕组之外的附加绕组来用于数据信号传递，其中，附加绕组将数据传递从连接到初级（即功率传递）绕组的功率线隔离。此解决方案背后的原理在于，使用一个线圈/绕组来用于无线功率传输，以及另一个线圈/绕组来用于数据通信。因此可以提出双绕组接口电路线圈（即初级线圈）。通过将用于数据通信的线圈/绕组（即“初级数据绕组”）从用于功率传输的线圈/绕组（即“初级功率绕组”）隔离，可以使对用于数据信号传递的初级数据绕组的监控更容易（例如，因为不需要监控镇流器-TLED功率线的高频率AC电压/电流，该高频率AC电压/电流可能浮动并且难以监控）。实施例还可以包括控制单元，其电耦合到数据检测电路，并且被适配为从第二数据信号中提取数据。控制单元还可以电耦合到初级负载调制电路，并且被适配为生成要被传输的第一数据信号。因此，实施例可以通过改变初级数据绕组上的负载特性以及感测控制电路的接收器Rx（即次级）线圈/绕组上的电压变化来使用初级数据绕组提供数据交换；反之亦然。因此，实施例可以通过控制负载调制和检测来使用初级数据绕组提供数据交换。控制单元可以包括微控制器。可以使用便宜的部件和相对简单的电路布置，由此降低跨隔离屏障获得信息（例如数据）的相关联的复杂度和/或成本。在实施例中，初级负载调制电路被适配为在相对于由所述外部电子镇流器输出的AC功率的相对高频率而言的相对低频率下调制初级负载。此实施例提供了一种低成本通信解决方案，因为在低频率下调制是相对容易的。在一些实施例中，在初级数据绕组上感应的所述信号包括由初级功率绕组（16）上的HFAC功率感应的相对高频率分量和该高频率分量的相对低频率包络，数据检测电路可以包括滤波电路，其被适配为，通过去除与由初级功率绕组感应的AC信号相对应的频率分量，来对在初级数据绕组上感应的信号进行滤波，以便生成经滤波的信号，作为第二数据信号。以此方式，实施例可以被布置为对由镇流器感应的高频率AC分量进行滤波，从而可以在干扰被去除的情况下获取来自外部电路的第二数据信号。因此可以采用简单的电路布置，从而降低实施例的相关联的复杂度和/或成本。例如，滤波电路可以被适配为生成脉冲宽度调制信号，作为经滤波的第二数据信号。并且，接口电路还可以包括：驱动单元，被适配为从来自输入端的功率向光源提供功率供应；和切换布置，被适配为由脉冲宽度调制信号控制来以脉冲宽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将与镇流器一起使用的接口电路（10），包括：输入端（12），被适配为耦合到外部镇流器（14）；初级功率绕组（16），电耦合到所述输入端；和数据收发器电路，包括：初级数据绕组（18）；跨所述初级数据绕组（18）的初级负载；初级负载调制电路（22），电耦合到所述初级数据绕组，并且被适配为响应于要经由所述初级数据绕组传输的第一数据信号而对跨所述初级数据绕组的所述初级负载进行调制；和初级数据检测电路（22），电耦合到所述初级数据绕组，并且被适配为从在所述初级数据绕组上感应的信号中检测第二数据信号，其中，所述初级功率绕组和所述初级数据绕组磁耦合在一起，并且被适配为磁耦合到外部电路（11）的次级数据绕组（30），并且其中，所述输入端（12）被适配为耦合到外部电子镇流器（14），所述外部电子镇流器（14）被适配用于荧光灯或卤素灯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.19 EP 16194628.0;2016.08.22 CN PCT/CN2016/1.一种将与镇流器一起使用的接口电路（10），包括：输入端（12），被适配为耦合到外部镇流器（14）；初级功率绕组（16），电耦合到所述输入端；和数据收发器电路，包括：初级数据绕组（18）；跨所述初级数据绕组（18）的初级负载；初级负载调制电路（22），电耦合到所述初级数据绕组，并且被适配为响应于要经由所述初级数据绕组传输的第一数据信号而对跨所述初级数据绕组的所述初级负载进行调制；和初级数据检测电路（22），电耦合到所述初级数据绕组，并且被适配为从在所述初级数据绕组上感应的信号中检测第二数据信号，其中，所述初级功率绕组和所述初级数据绕组磁耦合在一起，并且被适配为磁耦合到外部电路（11）的次级数据绕组（30），并且其中，所述输入端（12）被适配为耦合到外部电子镇流器（14），所述外部电子镇流器（14）被适配用于荧光灯或卤素灯。2.根据权利要求1所述的接口电路，还包括控制单元（24），所述控制单元（24）电耦合到所述初级数据检测电路（22），并且被适配为从所述第二数据信号中提取数据，其中，所述控制单元还电耦合到所述初级负载调制（20）电路，并且还被适配为生成要被传输的所述第一数据信号，并且优选地，其中，所述控制单元（24）包括微控制器；并且，所述初级负载调制电路（22）被适配为在相对于由所述外部电子镇流器输出的AC功率的相对高频率而言的相对低频率下调制所述初级负载。3.根据前述权利要求中任一项所述的接口电路，其中，在所述初级数据绕组上感应的所述信号包括由所述初级功率绕组（16）上的HFAC功率感应的相对高频率分量和所述高频率分量的相对低频率包络，并且所述初级数据检测电路（22）包括：滤波电路，被适配为，通过去除与由所述初级功率绕组感应的所述AC信号相对应的频率分量，来对在所述初级数据绕组（18）上感应的信号进行滤波，以便生成经滤波的信号，作为所述第二数据信号，所述经滤波的信号是所述高频率分量的低频率包络。4.根据权利要求3所述的接口电路，其中，所述滤波电路被适配为生成作为经滤波的第二数据信号的脉冲宽度调制信号，并且其中，所述接口电路还包括：驱动单元（20），被适配为从来自所述输入端（12）的功率向外部光源（26）提供功率供应；和切换布置，被适配为由所述脉冲宽度调制信号控制，来以脉冲宽度调制方式启用和禁用所述驱动单元（20）。5.根据权利要求2所述的接口电路，其中，所述初级负载调制电路（22）被适配为，在由所述外部电子镇流器输出的所述AC功率的频率的最多二十分之一的频率下调制所述初级负载。6.根据前述权利要求中任一项所述的接口电路，其中，所述初级负载调制电路（22）包括调制器，所述调制器被适配为响应于要被传输的所述第一数据信号而生成经调制的信号，并且其中，所述初级负载调制电路（22）包括：开关，所述开关跨所述初级数据绕组，并且被适配为根据所述经调制的信号来加载或不加载所述初级数据绕组（18）。7.根据前述权利要求中任一项所述的接口电路，还包括：感测单元，被适配为感测所述外部电路，并且响应于所述外部电路的存在而生成感测信号；和短路电路（50），电耦合到所述初级数据绕组（18），其中，所述短路电路被适配为响应于所述感测信号的不存在而将所述初级数据绕组短路；其中，所述初级功率绕组（16）和所述初级数据绕组（18）之间的耦合因子高于0.95。8.一种外部电路（11），被适配为磁耦合到前述权利要求中任一项所述的接口电路（10），其中，所述外部电路包括：次级数据绕组（30），被适配为磁耦合到所述接口电路（10）的所述初级功率绕组（16）和所述初级数据绕组（18）；跨所述次级数据绕组（30）的第二负载；次级负载调制电路（34），被适配为响应于要经由所述次级数据绕组传输的第二数据信号而...

【专利技术属性】
技术研发人员：石亮，杨春，王刚，李康，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL