多位置负载控制系统技术方案

多位置负载控制系统包括主装置和远程装置，其不需要中性连接，但允许在主装置和远程装置处进行视觉和听觉反馈。主装置和远程装置适于经由辅助线耦合在一起。主装置能够被接线在负载控制系统的线路侧和负载侧。主装置被配置为使能充电路径以允许远程装置在AC电源的半周期的第一时间段期间通过辅助线对电源充电。主装置和远程装置被配置为在半周期的第二时间段期间经由辅助线彼此进行通信，例如通过有源上拉和优选下拉辅助线以使用三态逻辑进行通信。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多位置负载控制系统相关申请的交叉引用本申请要求于2015年10月23日提交的美国临时申请No.62/245,763的优先权。
技术介绍
用于控制诸如照明负载之类的电负载中使用的三路和四路开关系统在本领域中是已知的。典型地，开关在交流(AC)电源和照明负载之间以串联方式电连接耦合在一起。与在低电压和低电流下工作的低电压开关系统相对，该开关受到交流电源电压并承载AC电源和照明负载之间的满负载电流，并且向远程控制器传送数字命令(通常为低电压逻辑电平)，该远程控制器响应于该命令而控制递送到负载的AC电力的电平。因此，如本文所使用的，术语“三路开关”、“三路系统”、“四路开关”、和“四路系统”意旨受到AC电源电压且承载满负载电流的这种开关和系统。三路开关的名称来源于其具有三个端子并且更一般被称为单刀双掷(SPDT)开关的事实，但本文将其称为“三路开关”。注意的是，在一些国家中，如上所述的三路开关称为“双路开关”。四路开关是双极双掷(DPDT)开关，其在内部接线用于极性反转应用。四路开关通常被称为中间开关，但本文将其称为“四路开关”。在典型的现有技术的三路开关系统中，两个三路开关控制单个照明负载，并且每个开关完全可操作以独立地控制负载，而不管另一个开关的状态如何。在这种三路开关系统中，必须在系统的AC电源侧(有时称为“线路侧”)接线一个三路开关，而另一个三路开关必须在系统的照明负载侧接线。图1A示出了标准三路开关系统100，其包括两个三路开关102、104。开关102、104连接在AC电源106和照明负载108之间。三路开关102、104各自包括分别电连接到AC电源106和照明负载108的“可移动”(或公共)触点。三路开关102、104也各自包括两个固定触点。当可移动触点与上部固定触点接触时，三路开关102、104处于图1A中的位置A。当可移动触点与下部固定触点接触时，三路开关102、104处于位置B。当三路开关102，104都处于位置A(或两者均处于位置B)时，系统100的电路完成并且照明负载108通电。当开关102处于位置A并且开关104处于位置B时(反之亦然)，电路未完成并且照明负载108未通电。替代三路开关的三路调光器开关在本领域中是已知的。在图1B中示出了包括一个现有技术的三路调光器开关152和一个三路开关104的三路调光器开关系统150的示例。三路调光器开关152包括调光器电路152A和三路开关152B。典型的AC相位控制调光器电路152A通过对AC波形的每个半周期的某些部分进行导通并且在该半周期的剩余部分不导通，来调控提供给照明负载108的能量的量。因为调光器电路152A与照明负载108串联，所以调光器电路传导的时间越长，将递送给照明负载108的能量越多。在照明负载108是灯的情况下，递送给照明负载108的能量越多，灯的光强度水平越高。在典型的调光操作中，用户可以调节控制以将灯的光强度水平设置为期望的光强水平。用于那个调光器传导的每个半周期的部分是基于选择的光强度水平。用户能够从三路调光器开关152调暗和切换照明负载108，并且仅能够切换来自三路开关104的照明负载。由于两个调光器电路不能够串联接线，因此三路调光器开关系统150只能包括一个三路调光器开关152，其能够位于系统的线路侧或负载侧。当存在多于两个开关位置来控制负载时，需要四路开关系统。例如，四路系统需要两个三路开关和一个四路开关，以众所周知的方式接线，以便使得每个开关完全可操作以独立控制负载，而不管系统中的任何其他开关的状态如何。在四路系统中，四路开关需要在两个三路开关之间接线，以使所有开关独立操作，即一个三路开关必须接线在系统的AC电源侧处，另一个三路开关必须接线在系统的负载侧处，以及四路开关必须电气地位于两个三路开关之间。图1C示出了现有技术的四路开关系统180。系统180包括两个三路开关102、104和四路开关185。四路开关185具有两个状态。在第一种状态下，节点A1连接到节点A2并且节点B1连接到节点B2。当四路开关185切换时，开关改变到其中路径现在交叉的第二状态(即，节点A1连接到节点B2并且节点B1连接到节点A2)。注意的是，如果一个端子简单地没有连接，则四路开关能够用作三路开关。图1D示出了含有多个四路开关185的另一现有技术开关系统190。如图所示，能够在三路开关102、104之间包括任意数量的四路开关，以实现照明负载108的多路位置控制。已经开发了采用智能调光器和一个或多个专门设计的远程(或“辅助”)调光器的多位置调光系统。远程调光器允许从多个位置调节照明负载的强度水平。智能调光器是一种包含微控制器或其他处理装置的智能调光器，用于向端点用户提供一组高级控制特征和反馈选项。例如，智能调光器的高级特征可以包括受保护或锁定的照明预设，变暗和双点触(double-tap)至全强度。微控制器控制半导体开关的操作，以因此控制照明负载的强度。为了给微控制器供电，智能调光器包括电源，当半导体开关在每半周期不导通时，电源通过照明负载汲取少量电流。电源通常使用这个少量的电流为存储电容器充电并产生直流(DC)电压来为微控制器供电。多位置照明控制系统的一个示例在1993年9月28日授权的名称为LIGHTINGCONTROLDEVICE的共同转让的美国专利No.5,248,919中公开，其包括用于在多位置调光系统的所有位置接线的可壁挂安装的智能调光器开关和可壁挂安装的远程开关，其全部内容通过引用并入本文。再次参照图1B的系统150，因为当交流电源106和照明负载108之间的电路被三路开关152B或104中断时，没有负载电流流过三路调光器开关152的调光器电路152A，因此调光器开关152不能够包括电源和微控制器。因此，调光器开关152不能够向端点用户提供智能调光器的该组高级特征。图2示出了包括一个可壁挂安装的智能调光器202和一个可壁挂安装的远程调光器204的多位置照明控制系统200的示例。调光器202具有用于接收通过AC电源206提供的AC电源电压的热(H)端子和用于向照明负载208提供调光的热(或相位控制的)电压的调光的热(DH)端子。远程调光器204与调光器202和照明负载208的DH端子以串联的方式连接，并将调光的热电压递送给照明负载208。调光器202和远程调光器204二者具有致动器以允许升高、降低、和切换开/关照明负载208的光强度水平。调光器202响应于这些致动器中的任一个的致动来改变强度水平或相应地开启/关闭照明负载208。特别地，远程调光器204处的致动器的致动导致AC控制信号或部分整流的AC控制信号从远程调光器204通过远程调光器204的辅助调光器(AD)端子(即辅助端子)和调光器202的AD端子之间接线与调光器202通信。调光器202响应于接收到控制信号而改变调光水平或切换开/管负载208。因此，负载能够完全由远程调光器204控制。图3中示出了多位置照明控制系统200的调光器202的用户界面。如图所示，调光器202可以包括面板310、边框312、用于选择由调光器202控制的照明负载208的光强度的期望的水平的强度选择致动器314、以及控制开关致动器316。致动器314的上部314A的致动增加或提高照明负载20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于负载控制系统中使用的负载控制装置，所述负载控制装置用于控制从AC电源递送到电负载的电力的量，所述负载控制系统包括适于经由电线耦合到所述负载控制装置的远程控制装置，所述负载控制装置包括：可控传导装置，所述可控传导装置适于串联地电耦合在所述AC电源和所述电负载之间；控制电路，所述控制电路被配置为控制所述可控传导装置以控制递送到所述电负载的电力的量，所述控制电路被配置为在所述AC电源的半周期期间在转变时间处使得所述可控传导装置导通或不导通；和通信电路，所述通信电路适于耦合到所述电线，所述通信电路被配置为通过所述电线传导用于所述远程控制装置的电源的充电电流，所述通信电路响应于所述控制电路以在有源上拉状态和有源下拉状态之间控制所述电线，以经由所述电线向所述远程控制装置发送数字消息；其中，所述控制电路被配置为当所述通信电路没有正在向所述远程控制装置发送数字消息时，控制所述通信电路以在所述电线上生成高阻抗状态，所述控制电路还被配置为当所述通信电路没有正在向所述远程控制装置发送数字消息时，控制所述通信电路以在可控传导装置的所述转变时间周围的时间段期间在所述电线上提供所述有源下拉状态或所述有源上拉状态。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.23 US 62/245,7631.一种用于负载控制系统中使用的负载控制装置，所述负载控制装置用于控制从AC电源递送到电负载的电力的量，所述负载控制系统包括适于经由电线耦合到所述负载控制装置的远程控制装置，所述负载控制装置包括：可控传导装置，所述可控传导装置适于串联地电耦合在所述AC电源和所述电负载之间；控制电路，所述控制电路被配置为控制所述可控传导装置以控制递送到所述电负载的电力的量，所述控制电路被配置为在所述AC电源的半周期期间在转变时间处使得所述可控传导装置导通或不导通；和通信电路，所述通信电路适于耦合到所述电线，所述通信电路被配置为通过所述电线传导用于所述远程控制装置的电源的充电电流，所述通信电路响应于所述控制电路以在有源上拉状态和有源下拉状态之间控制所述电线，以经由所述电线向所述远程控制装置发送数字消息；其中，所述控制电路被配置为当所述通信电路没有正在向所述远程控制装置发送数字消息时，控制所述通信电路以在所述电线上生成高阻抗状态，所述控制电路还被配置为当所述通信电路没有正在向所述远程控制装置发送数字消息时，控制所述通信电路以在可控传导装置的所述转变时间周围的时间段期间在所述电线上提供所述有源下拉状态或所述有源上拉状态。2.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中，所述通信电路包括适于在所述AC电源与所述电线之间耦合的第一开关电路，所述第一开关电路被配置为在所述！#电源的所述半周期的充电时间段期间通过所述电线来传导用于所述远程控制装置的所述电源的所述充电电流。3.根据权利要求2所述的负载控制装置，其中，所述通信电路包括适于耦合在所述电线与电路公共端之间的第二开关电路，所述控制电路被配置为使得所述第一开关电路导通并且所述第二开关电路不导通以生成所述有源上拉状态，以及使得所述第一开关电路不导通并且所述第二开关电路导通以生成所述有源下拉状态，所述控制电路被配置为在互补的基础上使得所述第一开关电路和所述第二开关电路导通和不导通，以在所述！#电源的所述半周期的第二时间段期间经由所述电线向所述远程控制装置发送所述数字消息。4.根据权利要求3所述的负载控制装置，其中，所述控制电路被配置为使得所述第一开关电路和所述第二开关电路不导通，以在所述电线上生成所述高阻抗状态。5.根据权利要求4所述的负载控制装置，其中，所述控制电路被配置为在所述AC电源的所述半周期的第一时段和第二时段之外，在所述电线上生成所述高阻抗状态。6.根据权利要求3所述的负载控制装置，其中，第一时间段和第二时间段发生在所述AC电源的正半周期期间。7.根据权利要求6所述的负载控制装置，其中，所述控制电路被配置为当所述通信电路在所述！#电源的所述正半周期期间没有正在向所述远程控制装置发送数字消息时，控制所述通信电路以在所述可控传导装置的所述转变时间周围的所述时间段期间，在所述电线上提供所述有源下拉状态或所述有源上拉状态。8.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中，所述控制电路被配置为使用反向相位控制技术控制所述可控传导装置，以控制递送到所述电负载的电力的量，所述控制电路被配置为使得所述可控传导装置在所述AC电源的所述半周期的大约开始处导通，并且使得所述可控传导装置在所述半周期期间在所述转变时间处不导通。9.根据权利要求8所述的负载控制装置，其中，当所述控制电路使用所述反向相位控制技术正在控制所述可控传导装置时，所述控制电路被配置为控制所述通信电路，以在所述可控传导装置的所述转变时间周围的所述时间段期间在所述电线上提供所述有源下拉状态。10.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中，所述控制电路被配置为使用正向相位控制技术控制所述可控传导装置，以控制递送到所述电负载的电力的量，所述控制电路被配置为使得所述可控传导装置在所述半周期期间在大约所述转变时间处导通。11.根据权利要求10所述的负载控制装置，其中，当所述控制电路使用所述正向相位控制技术正在控制所述可控传导装置时，所述控制电路被配置为控制所述通信电路，以在所述可控传导装置的所述转变时间周围的所述时间段期间在所述电线上提供所述有源上拉状态。12.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中，所述时间段在所述可控传导装置的大约所述转变时间处开始。13.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中，所述时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊赫桑·达达什尼亚莱希，小罗伯特·C·纽曼，丹尼尔·柯蒂斯·兰内里，杰克里希纳·A·舒克拉，
申请(专利权)人：卢特龙电子公司，
类型：发明
国别省市：美国,US