磁性线圈/变压器调制制造技术

本申请文件是关于固态照明（SSL）灯泡装置。特别地，本申请文件是关于与这种灯泡装置的通讯。描述了一种包括第一及第二收发器的通讯系统。该第一收发器包括磁体（311），该第二收发器包括开关模式功率转换器（222），该开关模式功率转换器（222）包括具有感应芯材料的（302）的感应元件（207），该感应芯材料（302）具有取决于磁导率的磁场。该磁体（311）与该感应元件（207）的感应芯材料（302）磁耦合。该第一收发器用于调制由磁体（311）产生的磁场，以产生表示下行数据的调制下行磁场，该第二收发器用于从来自功率转换器（222）的测量信号（423，424）中提取下行数据。该测量信号（423，424）取决于感应元件（207）的感应值。

【技术实现步骤摘要】
与固态照明灯泡装置通讯的方法及系统
本申请文件涉及固态照明(SSL)灯泡装置，尤其涉及与这种SSL灯泡装置的通讯。
技术介绍
SSL灯泡装置通常包括一驱动电路，该驱动电路用于将电源电压转换为驱动一SSL装置的驱动电压，该SSL装置包括在该SSL灯泡装置中。在制造过程中，为了提高SSL灯泡装置的性能和/或提供产量，最好对SSL灯泡装置的电子器件(尤其是驱动电路)进行校准。对SSL灯泡装置的校准可能需要从外部校准单元到需要校准的SSL灯泡装置的通讯单元。举例来说，在校准过程中，该驱动电路的不同的设置可能需要从校准单元传输至SSL灯泡装置。鉴于SSL灯泡装置的总成本的考虑，这些通讯单元不需要额外的硬件。另外，为了缩短校准过程(任何影响成本的缩短)，这也可以快速的建立校准单元到SSL灯泡装置的通讯连接。本专利技术主要针对上述技术问题，尤其描述了能使校准单元与SSL灯泡装置通讯的方法及系统。更上位的来说，该方法及系统能使包括SSL灯泡装置的功率转换器通讯。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，描述了一种包括第一及第二收发器的通讯系统。该第一收发器可以包括磁体，例如电磁体。该电磁体可以包括磁芯材料及线圈。该线圈缠绕在该磁芯材料上，如此，当线圈电流通过该线圈时，即在磁芯材料内产生一感应磁场。该磁芯材料可以是铁氧体材料(例如铁)。该第二收发器可以包括开关模式功率转换器，例如降压转换器、逆向转换器、升压转换器、升降压转换器、和/或单端初级电感转换器。该功率转换器包括具有感应芯材料的感应元件，该感应芯材料具有取决于磁导率的磁场(例如铁氧体材料)。该感应元件可以包括一个或者多个线圈。举例说明，该感应元件可以包括变压器。另外，功率转换器可以包括功率开关(例如晶体管)。可以控制该功率开关以换向周期率(也可以是功率开关的开关频率)在开启状态与关闭状态之间转换。一般的换向周期率在100kHz的范围。功率转换器也可以设置为：在功率开关处于开启状态时，电流可以流过感应元件的第一线圈，如此在功率开关处于关闭状态时，流过感应元件的第一线圈电流就会中断。磁体(尤其是磁芯材料)及感应元件的感应芯材料可以被磁耦合。由磁体和/或感应元件产生的磁场强度取决于磁体与感应元件之间的耦合强度。第一收发器用于调制由磁体产生的磁场。这可以通过调制电磁体的线圈电流实现。可选地或者另外可以用永久性磁体。磁场的调制可以通过相对于感应芯材料转动/移动永久性磁体来实现(例如，通过改变相对于感应芯材料北/南方向和/或通过改变与感应线圈材料之间的距离)。另外一个由磁体调制磁场的可能的方式为修改磁场的屏蔽(例如，使用金属罩)。可以插入或者移动该罩以调制所述磁场，如此，有多种方法来调制磁体产生的磁场。这些方法可以以不同的方式组合。这些磁场可以是振幅和/或频率调制，如此，磁场可以用于产生表示下行数据的调制下行磁场。举例来说，磁场可以具有第一振幅及第二振幅。该第一振幅与位值“1”关联，该第二振幅与位值“0”关联。可以以预设的波特率(或者符号率)来修改磁场的振幅。该符号率可以例如对应功率转换器的功率开关的换向周期率。如此，调制磁场可以用于在每个符号内传输一位数据，如此则提供了与该符号率对应的比特率。需要注意的是，通过使用更多数量的振幅和/或通过使用其他调制方案(例如频率调制)实现更高的比特率。第二收发器可以用于从来自功率转换器的测量信号中提取下行数据。该测量信号源自功率转换器的其中一个元件处的电流或者电压。该测量信号可以取决于感应元件的感应值。特别地，测量信号可以表示通过功率转换器的功率开关的电流。可选地或者另外，测量信号表示通过感应元件的第一线圈的电流。可选地或者另外，测量信号表示感应元件的辅助线圈的自由转动。通过功率开关和/或通过感应元件的第一线圈的电流的该峰值电流和/或压摆率(slewrate)可以表示感应元件的感应值。由于感应芯材料具有取决于磁导率的磁场，所以感应值取决于磁场强度。如此，该调制下行磁场转化成相应的调制感应值。该调制感应值产生电流的修改的峰值电流和/或修改的压摆率，如此，可以使第二收发器从测量信号中提取下行数据。在一类似的方法中，调制感应值影响感应元件的辅助线圈的自由转动的时间间隔。如此，自由转动的时间间隔的变化可以使第二收发器从该测量信号中提取下行数据。第二收发器可以包括用于控制功率转换器的控制器。特别地，该控制器可以用于为功率转换器的功率开关生成控制信号。该控制信号通过控制器的控制引脚提供给功率开关(的一个门)。受控制信号的控制，功率开关可以以换向周期率或者占空比在开启状态与关闭状态之间转换。另外，该控制器可以用于通过控制器的感应引脚接收测量信号。如此，该控制器可以根据该测量信号提取下行数据。该控制器可以作为一个集成电路来实现。总之，所述转换系统可以将以无线方式传输的下行数据从外部发送器传输至开关模式功率转换器(的控制器)。这有利于从外部发送器控制功率转换器的操作状态。这样，下行数据可以包括修改功率转换器的操作模式的数据。这有利于校准功率转换器的操作模式。特别地，使用本申请文件中所描述的通讯系统可以校准包括功率转换器的灯泡。可选地或者另外，该第二收发器可以用来调制感应元件产生的磁场，以产生表示上行数据的调制上行磁场。另外，该第一收发器可以用于从调制上行磁场中提取上行数据。特别地，该第一收发器可以用于从电磁体的线圈电流中提取上行数据，该电磁体的线圈电流根据调制上行磁场进行调制。如此，该通讯系统可以用于建立从功率转换器(的控制器)到外部接收器的上行通讯路径。如上所述，所述下行和/或上行磁场可以是振幅调制和/或频率调制。换言之，磁场的振幅可以调制，和/或磁场的变更的频率也可以被调制。特别地，调制下行磁场包括受感应芯材料饱和影响的高态。另外，该调制下行磁场还包括受感应芯材料没有饱和影响的低态。如此，感应芯材料以波特率在饱和与非饱和之间变化。感应芯材料的饱和会导致感应元件的感应值减少。使感应芯材料进行饱和的磁场的使用是有益的，因为这样则建立了磁体与感应元件之间的磁耦合，该感应元件独立于磁体相对于感应元件的方向，这简化了第一收发器与第二收发器之间的通讯连接的设置。磁场变更的频率可以比功率转换器的功率开关的换向周期律高。通过这样做，感应元件的感应值可以在功率开关处于开启状态时被变更多次。感应值在功率开关的开启状态的这些变更可以根据测量信号(例如，根据通过感应元件的第一线圈的电流)被侦测到。特别地，功率开关在开启状态时的感应值的变更会影响通过感应元件的第一线圈的电流的转换速度。第二收发器可以侦测到不同的转换速速度。根据另一方面，描述了开关模式功率转换器的控制器。该开关模式功率转换器可以包括具有感应芯材料的的感应元件，该感应芯材料具有取决于磁导率的磁场。该控制器用于从功率转换器接收测量信号。如上所述，该测量信号取决于感应元件的感应值。该感应值已经过调制以表示下行数据(例如，用外部磁体产生的调制下行磁场)。该控制器用于从测量信号中提取下行数据。根据一方面，描述了一种驱动电路或者电源，如灯泡。该驱动电路用于在驱动电路的输出处提供驱动电压处的电能。该驱动电压对应灯泡装置的光源(例如基于SSL的光源)的开启电压。驱动电压处的电能源自驱动电路的输入端的输入电压处的电能。输入电压处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通讯系统，包括第一收发器，其包括磁体（311），及第二收发器，其包括开关模式功率转换器（222），该开关模式功率转换器（222）包括具有感应芯材料（302）的感应元件（207），该感应芯材料（302）具有取决于磁导率的磁场；其中，该磁体（311）与该感应元件（207）的感应芯材料（302）磁性耦合；其中，该第一收发器用于调制磁体（311）产生的磁场，以产生表示下行数据的调制下行磁场，其中，第二收发器用于从来自功率转换器（222）的测量信号（423，424）提取下行数据；其中，该测量信号（423,424）取决于感应元件（207）的感应值；和/或该第二收发器用于调制感应元件（207）产生的磁场，以产生表示上行数据的调制上行磁场，且其中，该第一收发器用于从调制上行磁场中提取上行数据。

【技术特征摘要】
2013.03.25 EP 13160815.01.一种通讯系统，包括第一收发器，其包括磁体，及第二收发器，其包括开关模式功率转换器(222)，该开关模式功率转换器(222)包括功率开关(212)和具有感应芯材料(302)的感应元件(207)，该感应芯材料(302)具有取决于磁导率的磁场，从而感应元件(207)的感应值取决于感应芯材料(302)的磁场强度，功率开关(212)被控制以换向周期率在开启状态及关闭状态之间转换；其中，该磁体与该感应元件(207)的感应芯材料(302)磁性耦合；其中，该第一收发器用于调制磁体产生的磁场，以产生表示下行数据的调制下行磁场，该下行数据包括用于变更功率转换器(222)的操作模式的数据；其中，第二收发器用于从来自功率转换器(222)的测量信号(423，424)提取下行数据；其中，该测量信号(423,424)取决于感应元件(207)的感应值。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，磁体包括电磁体(311)，该电磁体(311)包括磁芯材料及线圈；该磁芯材料与感应芯材料磁性耦合；该电磁体(311)用于通过改变电磁体(311)的线圈电流产生所述调制下行磁场；和/或从线圈电流中提取上行数据，该线圈电流已经根据该调制上行磁场进行调制。3.根据上述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，第二收发器包括控制器(206)，该控制器(206)用于：通过控制器(206)的感应引脚(216,242)接收该测量信号(423,424)；及通过控制器(206)的控制引脚(241)给功率转换器(222)的功率开关(212)提供控制信号(421)，以致于该功率开关(212)以换向周期率在开启状态及关闭状态之间转换。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该功率转换器(222)包括降压转换器、逆向转换器、升压转换器、升降压转换器、单端初级电感转换器中的一个或者多个；和/或该感应元件(207)包括一个或者多个线圈。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该测量信号(216,242)由下列一个或者多个来表示：通过功率转换器(222)的功率开关(212)的电流；通过感应元件(207)的线圈的电流；及感应元件(207)的辅助线圈(213)的自由转动次数。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述磁场的振幅被调制；和/或所述磁场的变更的频率被调制。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，调制的下行磁场包括受感应芯材料(302)饱和影响的高态及受感应芯材料(302)没有饱和影响的低态。8.根据权利要求6或者7所述的系统，其特征在于，该磁场的变更的频率比功率转换器(222)的功率开关(212)的换向周期率高。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该第二收发器用于调制感应元件(207)产生的磁场，以产生表示上行数据的调制上行磁场，且其中，该第一收发器用于从调制上行磁场中提取上行数据。10.一种用于开关模式功率转换器(222)的控制器(206)，其中，该开关模式功率转换器(222)包括功率开关(212)和具有感应芯材料(302)的感应元件(207)，该感应芯材料(302)具有取决于磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍斯特·克劳德吉恩，朱利安·泰瑞尔，
申请(专利权)人：DIALOG半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE