用于提供高功率因数有线灯控制的系统和方法技术方案

一种用于提供高功率因数有线灯控制的系统和方法，其包括通过开关接收照明控制输入，所述照明控制输入与以下中的至少一者相关联：至少一个灯的操作和功能。所述系统和方法还包括处理数字数据分组，所述数据分组包括与所述照明控制输入相关联的至少一个电子数据命令。所述系统和方法还包括实现至少一个电力线中断，所述至少一个电力线中断与AC功率周期相关联，以将所述数字数据分组传递到所述至少一个灯。所述系统和方法还包括基于对通过所述AC功率周期传递的所述数字数据分组的所述接收，基于所述照明控制输入控制所述至少一个灯操作。于所述照明控制输入控制所述至少一个灯操作。于所述照明控制输入控制所述至少一个灯操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于提供高功率因数有线灯控制的系统和方法
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2019年8月15日提交的美国临时申请序列第62/887,406号的优先权，其通过引用明确并入本文。本申请还要求于2020年4月8日提交的美国临时申请序列第63/006,814号的优先权，其通过引用明确并入本文。

技术介绍

[0002]用于控制与光源(例如，一个或多个灯泡/灯管)的输出相关联的亮度的照明调光器通常被配置为相位控制开关。这些开关的功能主要集中在控制照明的调光水平，并且不延伸到光颜色变化和/或提供另外的照明特征。相位控制开关被限制为通过使用用于交流电三极管(TRIAC)晶体管来控制照明的调光水平，以在对应于期望调光水平的AC周期的一部分中在开状态和关状态之间切换电源到光源。电源在开状态和关状态之间的此切换导致电力线在AC周期的大部分期间被切换到关状态，从而切断流向光源的电力。这导致流向照明源的电力质量下降。此电力质量的下降是基于降低的功率因数(例如，小于“1”的功率因数)和电力流的AC周期中存在的总谐波失真增加而表现出来的。
[0003]功率因数的降低还可能对操作照明源的成本产生不利影响。具体地，在可能有许多照明源可以操作的商业环境中，相位控制调光器开关的使用可能导致需要更高的电流量来实现所需的操作功率水平。例如，相位控制调光器开关的使用可以导致关于流向光源的电力的功率因数降低(例如，0.5)，这可能需要两倍的伏安来实现操作光源所需的功率量。因此，可以测量更高的能量成本。此外，使用此类调光器导致的总谐波失真可能非常大(20％
‑
40％)，这可能会损害电力线的完整性。因此，调光器的使用在许多商业环境中并不普遍，并且不容易利用光调光能力。

技术实现思路

[0004]在常规方法中，在改造情况下添加调光和颜色调谐常规上需要添加昂贵且复杂的电力线调制、控制线和/或向灯和灯控制添加射频收发器。根据一方面，本公开公开了一种系统，所述系统通过对灯的AC功率周期供电电压引入一个或多个短暂中断，来提供在照明控制开关与可以包括在一组灯内的灯之间传递一个或多个命令的功能。一个或多个命令可以包括启用命令、禁用命令、亮度设置的修改、色温设置的修改和/或灯的警报设置的修改。
[0005]具体地，照明控制开关可以被配置为通过在从照明控制开关到灯的供电电压的短暂中断期间传递包括一个或多个命令的一个或多个数字数据分组来提供通过AC功率周期的灯控制。灯可以依次将中断解译为启用灯、禁用灯和/或改变与灯相关联的一个或多个设置的命令。由于基于通过照明控制开关接收到的输入，中断会短暂发生以发出一个或多个期望变化的信号，因此电力线的完整性不会受到损害，例如，传统的相位控制调光方法就是这种情况。
[0006]因此，通过AC功率周期在照明控制开关与灯之间传递命令和相关联数据的功能与通过为功率因数校正的负载维持基本上正弦的电压来实现高功率因数是一致的，这确保关
于电力线具有低的总谐波失真。此功能可以节省定制照明解决方案的成本，特别是在商业环境方面。由于数据通信是通过照明控制开关和灯之间的硬连线电力线完成的，因此所述系统提供一种安全的有线通信手段，所述安全的有线通信手段不容易受到某些无线通信协议可能出现的常见网络安全问题的影响。
附图说明
[0007]被认为是本公开特征的新颖特征在所附权利要求中阐述。在下面的描述中，在整个说明书和附图中，相同的部分相应地用相同的数字标记。附图不一定是按比例绘制的，并且为了清楚和简明起见，某些附图可能以夸大或概括的形式示出。然而，当结合附图阅读时，通过参考以下说明性实施方式的详细描述，将最好地理解本公开本身以及优选的使用模式、其他目的及其进步，在附图中：
[0008]图1是根据本公开的示例性实施方式的用于提供高功率因数有线灯控制的示例性系统的示意图；
[0009]图2A是根据本公开的示例性实施方式的包括现代电气配置的环境的说明性示例，所述现代电气配置包括中性线和开关之间的连接；
[0010]图2B是根据本公开的示例性实施方式的包括传统电气配置的环境的说明性示例，所述传统电气配置不包括中性线和开关之间的连接；
[0011]图3是根据本公开的示例性实施方式的数字数据分组的说明性示例，所述数字数据分组包括与通过开关接收到的输入相关联的二进制代码；
[0012]图4是根据本公开的示例性实施方式的开关的负载控制专用集成电路的多个模块的示意图，所述开关的负载控制专用集成电路的多个模块可以执行用于提供高功率因数有线灯控制的计算机实现的指令；
[0013]图5是根据本公开的示例性实施方式的用于确定基于开关的输入命令并且处理一个或多个数字数据分组以通过AC功率周期的中断进一步传递到灯的方法的过程流程图；
[0014]图6是根据本公开的示例性实施方式的用于在包括中性线和开关之间的连接的现代电气配置中通过AC功率周期在开关和灯之间传递命令和相关联数据的方法的过程流程图；
[0015]图7A是根据本公开的示例性实施方式的AC功率周期的AC正弦波形的正常周期的说明性示例；
[0016]图7B是根据本公开的示例性实施方式的关于现代电气配置中断AC正弦波形的上升沿的一个或多个部分短暂预定时间段的说明性示例；
[0017]图7C是根据本公开的示例性实施方式的关于现代电气配置中断AC正弦波形的下降沿的一个或多个部分短暂预定时间段的说明性示例；
[0018]图8是根据本公开的示例性实施方式的用于在不包括中性线和开关之间的连接的传统电气配置中通过AC功率周期在开关和灯之间传递命令和相关联数据的方法的过程流程图；
[0019]图9是根据本公开的示例性实施方式的关于传统电气配置禁用开关并且中断AC正弦波形的一个或多个部分短暂预定时间段的说明性示例；以及
[0020]图10是根据本公开的示例性实施方式的用于提供高功率因数有线灯控制的方法
的过程流程图。
具体实施方式
[0021]以下包括本文采用的选定术语的定义。所述定义包括落入术语范围内并且可以用于实现的各种示例和/或部件形式。这些示例不旨在进行限制。
[0022]如本文所用，“总线”是指互连架构，所述互连架构可操作地连接以在单个系统或多个系统内的计算机部件之间传送数据。总线可以是存储器总线、存储器控制器、外围总线、外部总线、纵横开关和/或本地总线等。
[0023]如本文所用，“计算机通信”是指两个或多个计算装置(例如，计算机、个人数字助理、蜂窝电话、网络装置)之间的通信，并且可以是例如网络传送、文件传送、小程序传送、电子邮件、超文本传递协议(HTTP)传送等。计算机通信可以例如跨无线系统(例如，IEEE 802.11)、以太网系统(例如，IEEE 802.3)、令牌环系统(例如，IEEE 802.5)、局域网(LAN)、广域网(WAN)、点对点系统、电路交换系统、分组交换系统等发生。
[0024]如本文所用的“输入装置”可以包括用于控制不同部件、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于提供高功率因数有线灯控制的计算机实现的方法，包括：通过开关接收照明控制输入，所述照明控制输入与以下中的至少一者相关联：至少一个灯的操作和功能；处理数字数据分组，所述数字数据分组包括与所述照明控制输入相关联的至少一个电子数据命令；实现与AC功率周期相关联的至少一个电力线中断以将所述数字数据分组传递到所述至少一个灯，其中所述至少一个电力线中断包括中断所述AC功率周期的AC正弦波形，以通过所述AC功率周期输入所述数字数据分组；以及基于对通过所述AC功率周期传递的所述数字数据分组的所述接收，基于所述照明控制输入来控制所述至少一个灯操作。2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中接收所述照明控制输入包括接收与以下中的至少一者相关联的照明控制输入：所述至少一个灯的启用、所述至少一个灯的禁用、所述至少一个灯的亮度设置、所述至少一个灯的色温设置和所述至少一个灯的警报设置。3.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中处理所述数字数据分组包括检索涉及与所述照明控制输入相关联的所述至少一个电子数据命令的二进制代码，其中与至少一个灯的所述操作和所述功能中的至少一者相关联的所述数字数据分组的至少一部分基于所述照明控制输入用所述二进制代码加密。4.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中实现与所述AC功率周期相关联的所述至少一个电力线中断包括确定所述AC功率周期的所述AC正弦波形的至少一个过零部分，其中当AC负载电压正越过零伏时检测所述至少一个过零部分。5.根据权利要求4所述的计算机实现的方法，其中实现与所述AC功率周期相关联的所述至少一个电力线中断包括中断以下中的至少一者：所述AC正弦波形的上升部分和所述AC正弦波形的下降部分，其中所述AC正弦波形在所述AC正弦波形的所述至少一个过零部分附近被中断，以最小化关于所述至少一个灯的功率干扰量。6.根据权利要求4所述的计算机实现的方法，还包括确定所述至少一个灯的环境是否包括缺少中性线和所述开关之间的连接的传统电气配置，其中在所述AC正弦波形的所述至少一个过零部分之前，在所述AC正弦波形的上升沿和下降沿中的至少一者的部分处禁用所述开关预定时间段，以允许所述开关在禁用期间通过跨所述开关出现的电压被供电。7.根据权利要求6所述的计算机实现的方法，其中当所述至少一个灯的所述环境包括所述传统电气配置时，实现与所述AC功率周期相关联的所述至少一个电力线中断包括以下中的至少一者：在所述AC正弦波形的前一下降部分处禁用所述开关时中断所述AC正弦波形的后一上升部分；以及在所述AC正弦波形的前一上升部分处禁用所述开关时中断所述AC正弦波形的后一下降部分。8.根据权利要求7所述的计算机实现的方法，还包括在禁用所述开关期间，将线路阻抗降低到特定值，以确定所述AC功率周期的所述AC正弦波形的所述至少一个过零部分，其中通过所述灯限定路径，用于在所述中性线和所述开关之间没有所述连接的情况下为所述开关供电。9.根据权利要求7所述的计算机实现的方法，其中基于所述照明控制输入来控制所述
至少一个灯操作包括所述至少一个灯将所述至少一个电力线中断解译为来自所述开关的所述照明控制输入的通信，并且分析通过所述AC功率周期传递的所述数字数据分组，以基于所述照明控制输入来可操作地控制所述灯的至少一个照明源。10.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括实现与所述AC功率周期相关联的至少一个电力线中断，以将包括至少一个电子状态消息的至少一个数字数据分组从所述至少一个灯传递到所述开关。11.根据权利要求10所述的计算机实现的方法，其中将包括所述至少一个电子状态消息的所述至少一个数字数据分组从所述至少一个灯传递到所述开关包括基于所述灯的能量存储来调制线路阻抗，以利用所述AC功率周期来进行所述开关和所述灯之间的双向通信。12.一种用于提供高功率因数有线灯控制的系统，包括照明控制开关，所述照明控制开关被配置为电子控制至少一个灯的操作，其中所述照明控制开关包括存储器，所述存储器存储指令，所述指令由所述照明控制开关的处理器执行，并且使得所述处理器执行以下操作：通过所述照明控制开关接收照明控制输入，所述照明控制输入与以下中的至少一者相关联：所述至少一个灯的操作和功能；处理数字数据分组，所述数字数据分组包括与所述照明控制输入相关联的至少一个电子数据命令；实现与AC功率周期相关联的至少一个电力线中断，以将所述数字数据分组传递到所述至少一个灯，其中所述至少一个电力线中断包括所述AC功率周期的AC正弦波形的中断，以通过所述AC功率周期输入所述数字数据分组；以及基于通过所述AC功率周期传递的所述数字数据分组的所述接收，基于所述照明控制输入控...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉斯洛，
申请(专利权)人：能源焦点公司，
类型：发明
国别省市：