用于為照明設(shè)備提供電力和數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明所提供的系統(tǒng)和方法用于照明系統(tǒng)，其包括用于各種環(huán)境的高輸出照明系統(tǒng)。所述照明系統(tǒng)包括用于驅(qū)動照明模塊和傳送數(shù)據(jù)信號到照明模塊的照明控制器。數(shù)據(jù)信號在邏輯狀態(tài)之間變化。照明控制器提供一種低損耗的整流電力信號。通過使用基本無損耗電路形成對應(yīng)于第一狀態(tài)中的數(shù)據(jù)的正極性整流電力波形和對應(yīng)于第二狀態(tài)中的數(shù)據(jù)的負(fù)極性整流波形信號，照明控制器還提供電力信號內(nèi)的數(shù)據(jù)。
【專利說明】用于為照明設(shè)備提供電力和數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請是2011 年 9 月 12 日提交的名為 “SYSTEMS AND METHODS FOR PROVIDINGPOWER AND DATA TO LIGHTING DEVICES”的美國申請第13/230，665號的延續(xù)申請，根據(jù)35U.S.C.§ 119(e),要求于 2011 年 7 月 26 日提交的名為 “SYSTEMS AND METHODS FORPROVIDING POWER AND DATA TO LIGHTING DEVICES”的美國臨時專利申請第61/511，934號的優(yōu)先權(quán)。
[0003]本申請涉及于2009年9月22日提交的名為“LOW VOLTAGE OUTDOOR LIGHTINGPOWER SOURCE AND CONTROL SYSTEM”的美國申請第12/564，840號，所述申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文。
【背景技術(shù)】
[0004]傳統(tǒng)上，戶外照明系統(tǒng)包括多個連接到變壓器的燈。變壓器上可能伸出一個或多個“腿”或多組導(dǎo)線，每個都連接到至少一盞燈。計時器箱連接至變壓器。使用者為開/關(guān)時間編程且所有的燈一齊通電，使得所有連接到特定變壓器的燈，無論它們是在哪個腿上，一起打開或關(guān)閉。
[0005]一些制造商提供具有可尋址照明模塊的照明系統(tǒng)。傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的計時器箱被替換為照明控制器，所述照明控制器為照明模塊供應(yīng)單獨的電力和數(shù)據(jù)信號。每個照明模塊具有一個地址且可由照明控制器經(jīng)由數(shù)據(jù)信號獨立尋址。這些聯(lián)網(wǎng)的照明系統(tǒng)為照明模塊提供兩組導(dǎo)線而不是一個或更多個腿。一組導(dǎo)線提供電力信號以點亮這些燈或LED，而第二組為照明模塊提供數(shù)據(jù)信號。使用者為照明控制器編程以在各個地址處打開和關(guān)閉各燈，例如，當(dāng)數(shù)據(jù)信號攜帶特定燈的地址時，使得單個燈可以獨立于網(wǎng)絡(luò)中的其它燈而打開或關(guān)閉。
[0006]在某些情況下，電力信號是低壓電力變壓器的輸出，所述低壓電力變壓器直接連接到照明模塊以向各燈或LED供電。例如，初級AC至12VAC的變壓器接受120VAC并輸出12VAC，其中所述12VAC電力信號直接電耦合到照明模塊并向各燈/LED供電。
[0007]在其它情況下，電力信號是DC開關(guān)電源的輸出。例如，DC開關(guān)電源接受120VAC并輸出12VDC，其中所述12VDC電力信號直接電耦合到照明模塊并向各燈/LED供電。
[0008]可尋址照明系統(tǒng)的其它制造商發(fā)送電力和數(shù)據(jù)給主電源線上的照明模塊。使用者為照明控制器編程，以在各獨立地址處打開和關(guān)閉各燈，使得單個燈可以獨立于網(wǎng)絡(luò)中的其它燈而打開或關(guān)閉。在某些情況下，這些照明系統(tǒng)使用如125KHZ的高頻載波，并將此信號疊加到電力線上。此方法需要相當(dāng)大的電感器，或復(fù)雜的數(shù)字信號處理器(DSP)來解碼包含在載波中的數(shù)據(jù)。這樣一個市售系統(tǒng)是最初由位于蘇格蘭格蘭羅塞斯的微微電子(PicoElectronics)開發(fā)出來的XlO控制系統(tǒng)。
[0009]在其它情況下，這些照明系統(tǒng)將數(shù)據(jù)信號放大到可用于向照明模塊供電的水平。例如，PWM步進(jìn)電機驅(qū)動芯片可以將O伏到5伏的晶體管-晶體管邏輯電路(TTL)數(shù)據(jù)信號放大成正24伏以反映邏輯一及放大到負(fù)24伏以反映邏輯零。放大的數(shù)據(jù)信號電耦合到照明模塊，其中電壓足以向各燈/LED供電，同時保持?jǐn)?shù)據(jù)流的邏輯數(shù)據(jù)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]基于上述內(nèi)容，本發(fā)明的制造解決方案的每一種都有各種缺點。在可獨立尋址的照明網(wǎng)絡(luò)具有低電壓電力變壓器的情況下，它們通常采用專門的線路或電纜。特別是，對電力而言，需要一根導(dǎo)線及其回路導(dǎo)線，而對數(shù)據(jù)而言，則需要包含兩根或更多根導(dǎo)線的第二導(dǎo)線路徑。例如，使用直接耦合到各燈/LED以提供電力的低電壓電力變壓器來防止數(shù)據(jù)在相同的電力線上運載，因此需要兩組導(dǎo)線。因此，現(xiàn)有的一組燈的所有者必須努力來重新接線，才能擁有數(shù)字控制的照明環(huán)境。
[0011]在對電力和數(shù)據(jù)信號使用單根導(dǎo)線的照明網(wǎng)絡(luò)情況下，當(dāng)使用開關(guān)電源向照明模塊提供電力時可能會出現(xiàn)問題。當(dāng)與精心設(shè)計的鐵心和線圈電力變壓器相比時，開關(guān)電源效率較低。初級AC電力對照明模塊可用的電力波形的低效轉(zhuǎn)換產(chǎn)生熱量。所述熱量進(jìn)而會造成需要大封閉罩以防止照明控制器電路過熱的情況。例如，300瓦的開關(guān)電源的效率為85%，在熱量上浪費45瓦。
[0012]與之相反，在本公開的一個實施例中，耦合到橋接電路的全波整流器提供受極性控制的正弦電力信號以向多個照明模塊供電。所述整流器和橋接電路包括M0SFET，且每個MOSFET具有整體式體二極管。當(dāng)在適當(dāng)?shù)臅r間點啟用全波整流器M0SFET，諸如，當(dāng)體二極管將導(dǎo)通時，它們會產(chǎn)生損耗非常低的轉(zhuǎn)換。例如，對于電阻約I毫歐的MOSFET而言，當(dāng)其啟用時，需要傳導(dǎo)25安培來向所述多個照明模塊供電，這將損失約25毫伏的信號。與熱量相對應(yīng)的電力損失約為0.625瓦。相比之下，標(biāo)準(zhǔn)的整流器將下降約0.7伏并散失約17.5瓦。
[0013]在使用初級AC至12VAC300瓦的變壓器的輸出來向電路饋電的本公開的實施例中，優(yōu)選地，電路中熱量損失的電力小于大約2.0%。更優(yōu)選地，熱量損失的電力在大約1%到大約2%之間。甚至更優(yōu)選地，熱量損失的電力在大約0.2%到大約1%之間，且最優(yōu)選地，熱量損失的電力小于大約0.2%。
[0014]在另一個實施例中，本公開的整流器和橋接建立的極低開關(guān)損失的優(yōu)點從整個整流器的壓降中可見。全波整流器的變壓器接收初級AC信號，并將初級AC信號轉(zhuǎn)換成次級AC電力波形。耦接至橋接電路的全波整流器提供受極性控制的正弦電力信號以為多個照明模塊供電。優(yōu)選地，電力波形電流大于約4安培，且整流器上的電力波形電壓降小于約0.2伏，在滿載荷下，整個整流器從變壓器輸出到整流器輸出的壓降為大約25毫伏。在另一個實施例中，整流器的電壓降更優(yōu)選地是在約0.1伏和約0.2伏之間，仍更優(yōu)選地是在約O伏和約0.1伏之間，且最優(yōu)選地是在約5毫伏到約30毫伏之間。在又一個實施例中，電力波形電流更優(yōu)選地是大于10安培,仍更優(yōu)選地是大于50安培,且最優(yōu)選地是大于75安培。上述評級的一個基礎(chǔ)是戶外照明系統(tǒng)所用的瓦數(shù)。典型的系統(tǒng)為大約60瓦或更高。如果由于技術(shù)的進(jìn)步而要降低這種電力要求，例如，照明源的電力要求等，那么本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從本文公開的內(nèi)容將了解到上述范圍也可相應(yīng)地改變。
[0015]來自全波整流器的低損耗全波整流的電力波形被傳送到橋接電路的輸入。橋接電路輸出具有正極性或者負(fù)極性的全波整流波形，因此能夠重建變壓器的原始正弦輸出，或改變其極性來發(fā)送數(shù)據(jù)。來自照明控制器中的處理器的控制信號耦合到橋接電路的MOSFET驅(qū)動器?？刂菩盘栐谀承r間點啟用橋接電路中的某些柵極，以通過改變電力波形的極性對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行編碼。
[0016]在一個實施例中，當(dāng)數(shù)據(jù)是邏輯I位時，控制信號啟用橋接電路中的某些柵極，且當(dāng)數(shù)據(jù)是邏輯O位時，控制信號啟用橋接電路中的其他柵極。這進(jìn)而會導(dǎo)致橋接電路在數(shù)據(jù)流為I位時輸出正極性整流波形，并導(dǎo)致橋接電路在數(shù)據(jù)流為O位時輸出負(fù)極性整流波形。在其它實施例中，當(dāng)數(shù)據(jù)為I位時，橋接電路輸出負(fù)極性整流電力信號，而當(dāng)數(shù)據(jù)為O位時輸出正極性整流電力信號。
[0017]在一個實施例中，所述照明系統(tǒng)包括具有包括數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)信號的控制器。數(shù)據(jù)位具有第一狀態(tài)和第二狀態(tài)，用于將命令和地址發(fā)送到至少一個照明模塊。
[0018]所述照明系統(tǒng)還包括MOSFET全波整流電路，其用于接收具有第一和第二電力波形的12VAC RMS電力信號和將所述12VAC RMS電力信號整流。MOSFET全波整流器包括與第二MOSFET串聯(lián)耦合的第一MOSFET和與第四MOSFET串聯(lián)耦合的第三M0SFET，其中所述第一和第二 MOSFET的串聯(lián)組合與所述第三和第四MOSFET的串聯(lián)組合并聯(lián)電耦合。每個MOSFET與柵極信號相關(guān)聯(lián)，且所述柵極信號經(jīng)由驅(qū)動器電路電耦合到比較器的輸出，所述比較器將第一電力波形和第二電力波形進(jìn)行比較。當(dāng)?shù)谝浑娏Σㄐ未笥诘诙娏Σㄐ螘r，啟用與第二和第三MOSFET相關(guān)聯(lián)的柵極，且當(dāng)?shù)诙娏Σㄐ未笥诘谝浑娏Σㄐ螘r，啟用與第一和第四MOSFET相關(guān)聯(lián)的柵極。
[0019]所述照明系統(tǒng)還包括MOSFET橋接電路，所述MOSFET橋接電路用于接收全波整流波形，并將雙線數(shù)據(jù)/電力信號提供給所述至少一個照明模塊。MOSFET橋接電路包括與第六MOSFET串聯(lián)耦合的第五MOSFET和串聯(lián)耦合到第八MOSFET的第七M(jìn)0SFET，其中所述第五和第六MOSFET的串聯(lián)組合與所述第七和第八MOSFET的串聯(lián)組合并聯(lián)耦合。每個MOSFET與柵極信號相關(guān)聯(lián)，且柵極信號電耦合到控制信號。當(dāng)控制信號處于第一狀態(tài)時，啟用與第六和第七M(jìn)OSFET相關(guān)聯(lián)的柵極，且當(dāng)控制信號處于第二狀態(tài)時，啟用與第五和第八MOSFET相關(guān)聯(lián)的柵極，使得MOSFET橋接電路在控制信號處于第一狀態(tài)時輸出具有正極性的整流波形，且在控制信號處于第二狀態(tài)時輸出具有負(fù)極性的整流波形。雙線數(shù)據(jù)/電力信號包括與控制信號的狀態(tài)相對應(yīng)的正極性整流波形和負(fù)極性整流波形。
[0020]在另一個實施例中，一種照明系統(tǒng)包括控制器，所述控制器具有包括數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)位具有第一狀態(tài)和第二狀態(tài)，用于將命令和地址發(fā)送到至少一個照明模塊。[0021 ] 所述照明系統(tǒng)還包括MOSFET全波/橋接電路，所述MOSFET全波/橋接電路用于接收具有第一波形和第二波形的12VAC RMS電力信號，將所述12VACRMS電力信號整流并將雙線數(shù)據(jù)/電力信號提供給所述至少一個照明模塊。由變壓器提供的第一和第二電力波形具有中心抽頭。MOSFET全波/橋接電路包括與第二 MOSFET串聯(lián)耦合的第一 MOSFET和與第四MOSFET串聯(lián)電耦合的第三M0SFET，其中所述第一和第二 MOSFET的串聯(lián)組合與所述第三和第四MOSFET的串聯(lián)組合并聯(lián)電耦合。每個MOSFET與柵極信號相關(guān)聯(lián)，且柵極信號電耦合到控制信號。當(dāng)控制信號處于第一狀態(tài)時，啟用與第三和第四MOSFET相關(guān)聯(lián)的柵極，且當(dāng)控制信號處于第二狀態(tài)時，啟用與第一和第四MOSFET相關(guān)聯(lián)的柵極，使得MOSFET全波/橋接電路在控制信號處于第一狀態(tài)時輸出具有正極性的整流波形，且在控制信號處于第二狀態(tài)時輸出具有負(fù)極性的整流波形。雙線數(shù)據(jù)/電力信號包括與控制信號的狀態(tài)相對應(yīng)的正極性整流波形和負(fù)極性整流波形。[0022]在另一方面，公開了針對使用者接口面板的系統(tǒng)和方法。在一個實施例中，照明控制器包括操作員接口面板，所述操作員接口面板允許操作員輸入以對照明系統(tǒng)的時序、暗度/亮度、顏色和區(qū)域進(jìn)行編程。在一個實施例中，使用者輸入按時間順序安排的時間表，包括照明組、時間、強度、顏色等。所述程序使使用者輸入的事件排隊并在預(yù)定的時間傳送命令。
[0023]關(guān)于顏色，在一個實施例中，顏色被分配一個號碼，且使用者輸入與期望顏色相關(guān)聯(lián)的號碼。在另一個實施例中，使用者通過輸入紅色、綠色和藍(lán)色的百分比設(shè)計出自定義顏色。在一些情況下，一定百分比的白色也可以與紅色、綠色和藍(lán)色混合。其他使用者接口可以包括帶有指針部分的色輪、可滾動列表或調(diào)色板等。照明控制器接著將命令發(fā)送到具有使用者指定的顏色百分比的照明模塊，以創(chuàng)建自定義顏色。在另一個實施例中，照明控制器包括薄膜晶體管液晶顯示器(TFT LCD)等，以顯示與顏色號碼或自定義顏色相關(guān)聯(lián)的顏色。在另一個實施例中，燈控制器可能具有與顯示器分離的小型紅/綠/藍(lán)LED，使用適當(dāng)?shù)陌俜直瓤梢则?qū)動所述小型紅/綠/藍(lán)LED來模擬照明固定裝置所發(fā)出的顏色。
[0024]在一個實施例中，使用者能通過照明控制器來設(shè)置圍繞事件的打開或關(guān)閉時間，如，創(chuàng)建圍繞日出或日落的照明事件。例如，使用者可以使用黃昏作為參考時間，并且讓一個區(qū)域的燈在黃昏減去兩個小時或黃昏加上兩個小時的時刻打開。在一個實施例中，照明控制器包括光電池，并通過來自所述光電池的輸入來確定，如黃昏或黎明的事件。在另一個實施例中，使用者輸入其所在位置的緯度和經(jīng)度信息。照明控制器基于所輸入的位置值來查找或計算天文事件。在又一個實施例中，照明控制器顯示地圖，且使用者在地圖上指出其所在的位置。照明控制器自動顯示緯度和經(jīng)度，并基于所顯示的位置值來確定天文事件。
[0025]在另一個方面，公開了涉及通過遠(yuǎn)程設(shè)備來命令照明模塊的系統(tǒng)和方法。在另一個實施例中，照明系統(tǒng)還包括遠(yuǎn)程設(shè)備和無線接收器。遠(yuǎn)程設(shè)備允許使用者在照明區(qū)域中時調(diào)整所述照明，作為使用照明控制器中的使用者接口面板的一種替代選擇。所述遙控器經(jīng)由光鏈路或者其它鏈路與照明模塊相互作用，并經(jīng)由接收器與所述照明控制器相互作用，以允許使用者將顏色系數(shù)混合、將燈分配給各區(qū)域、控制亮度、控制開/關(guān)等。照明控制器通過有線連接或其它連接將使用者請求接收到接收器，并通過雙線數(shù)據(jù)/電力路徑將命令發(fā)送到照明模塊。例如，從使用者的視角來看，其將遙控器指向所需照明模塊并選擇改變區(qū)域命令。在一小段時間之后，所選照明模塊屬于不同照明區(qū)域。
[0026]某些實施例涉及一種照明系統(tǒng)，所述照明系統(tǒng)包括照明控制器和至少一個具有地址且包括發(fā)光二極管(LED)的照明模塊。LED被配置成通過在傳送地址中的I位時打開且在傳送O位時關(guān)閉，以光學(xué)方式傳送照明模塊的地址或其它狀態(tài)信息。照明控制器通過運載電力/數(shù)據(jù)信號的雙線路徑電耦合到所述照明模塊。
[0027]所述照明系統(tǒng)還包括一種遠(yuǎn)程設(shè)備，其包括光學(xué)傳感器和RF發(fā)射器。光學(xué)傳感器被配置成接收來自照明模塊的地址，及來自遠(yuǎn)程設(shè)備的使用者接口的使用者請求。RF發(fā)射器被配置成傳送與所述地址和所述請求相對應(yīng)的RF信號。
[0028]所述照明系統(tǒng)還包括電耦合到照明控制器的無線接收器，且被配置成從遠(yuǎn)程設(shè)備接收RF傳輸。無線接收器將RF傳輸下變頻成與所述地址和請求相對應(yīng)的基帶信號。無線接收器進(jìn)一步被配置成將與所述地址和請求相對應(yīng)的基帶信號電發(fā)送至照明控制器。
[0029]照明控制器將與關(guān)于與地址相關(guān)聯(lián)的所述至少一個照明模塊的使用者請求相對應(yīng)的命令編碼到電力/數(shù)據(jù)信號上。
[0030]某些實施例涉及一種控制器，其被配置成向燈系統(tǒng)供電并控制所述燈系統(tǒng)的行為。所述燈中的一個或多個燈與多個照明模塊中的每一個相關(guān)聯(lián)，且照明模塊中的每一個在雙線通信網(wǎng)絡(luò)上是可串行尋址的?？刂破靼辉O(shè)置成輸出能夠?qū)γ總€燈進(jìn)行唯一尋址的命令和地址數(shù)據(jù)的處理器，與處理器通信并被配置成接受使用者輸入并且輸出信息給處理器的使用者輸入設(shè)備，與電力信號通信并被配置成形成整流的正弦電力波形的整流電路，以及與整流電路和處理器通信并被配置成接收整流的正弦電力波形及命令和地址數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)編碼的電力信號以控制燈的行為的橋接電路。橋接電路包括多個晶體管，所述多個晶體管與處理器通信以接收具有第一狀態(tài)和第二狀態(tài)的控制信號，其中當(dāng)控制信號處于第一狀態(tài)時，啟用所述多個晶體管中的至少一個，且當(dāng)控制信號處于第二狀態(tài)時，啟用所述多個晶體管中其它晶體管中的至少一個。當(dāng)控制信號處于第一狀態(tài)時，橋接電路響應(yīng)于具有第一極性的整流的正弦電力波形輸出數(shù)據(jù)編碼電力信號，當(dāng)控制信號處于第二狀態(tài)時，響應(yīng)于具有第二極性的整流的正弦電力波形輸出數(shù)據(jù)編碼電力信號。在一些實施例中，第一極性包含正極性，且第二極性包含負(fù)極性。
[0031]在一個實施例中，整流電路與電力信號通信，并被配置成形成整流的電力波形，所述整流的電力波形形成在過零點之間的正弦波形。在一個實施例中，橋接電路與整流電路和處理器通信，并被配置成接收整流的電力波形及命令和地址數(shù)據(jù)，并輸出數(shù)據(jù)編碼的電力信號以控制燈的行為，其中所述數(shù)據(jù)編碼的電力信號形成在過零點之間的正弦波形。
[0032]在一個實施例中，橋接電路被配置成輸出數(shù)據(jù)編碼的電力信號作為受極性控制的正弦電力信號，其中其極性響應(yīng)于命令和地址數(shù)據(jù)，且其中模塊解讀極性以實現(xiàn)對燈的行為的控制。在一個實施例中，橋接電路的多個晶體管中的至少一個包含具有整體式體二極管的金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。在另一個實施例中，橋接電路的多個晶體管中的至少一個包含雙極結(jié)型晶體管(BJT)。在又一個實施例中，橋接電路的多個晶體管中的至少一個包含絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。
[0033]在另一個實施例中，整流器包含多個晶體管，其中當(dāng)電力信號的相位為正時，啟用所述整流器的多個晶體管中的至少一個，且當(dāng)電力信號的相位為負(fù)時，啟用所述整流器的多個晶體管中的其它晶體管中的至少一個，以形成整流的正弦電力波形。在一個實施例中，整流器的多個晶體管中的至少一個包含具有整體式體二極管的金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。在另一個實施例中，整流器的多個晶體管中的至少一個包含雙極結(jié)型晶體管(BJT)。在又一個實施例中，整流器的多個晶體管中的至少一個包含絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。
[0034]在某些實施例中，控制器還包含第二控制器，其中第一控制器作用為主控制器，而第二控制器作用為主控制器的從屬控制器。從屬控制器從主控制器存取使用者輸入。
[0035]根據(jù)其它實施例，使用者操作的遠(yuǎn)程設(shè)備與控制器通信?？刂破魍ㄟ^雙線路徑電連接到至少一個照明模塊，且控制器創(chuàng)建數(shù)據(jù)編碼的電力信號并通過雙線路徑將其提供給至少一個照明模塊。所述至少一個照明模塊被分配給第一照明區(qū)域，其中每個照明模塊和每個照明區(qū)域是可尋址的。使用者操作的遠(yuǎn)程設(shè)備還與至少一個照明模塊中的所選照明模塊通信，且遠(yuǎn)程設(shè)備被配置成在不從雙線路徑上斷開所選照明模塊的情況下將所選照明模塊重新分配給第二照明區(qū)域。[0036]根據(jù)許多其它實施例，控制器被配置成通過在線互動與使用者進(jìn)行互動?？刂破髋c多個照明模塊進(jìn)行串聯(lián)電通信，且控制器將數(shù)據(jù)編碼的電力信號輸出到多個照明模塊。當(dāng)數(shù)據(jù)被尋址到照明模塊時，每個照明模塊響應(yīng)于在數(shù)據(jù)編碼的電力信號中編碼的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器為與使用者互動的數(shù)字設(shè)備提供網(wǎng)頁服務(wù)。數(shù)字設(shè)備接收與照明模塊中的一個或多個的所需行為相關(guān)的使用者輸入。控制器接收使用者輸入，并輸出數(shù)據(jù)編碼的電力信號，使照明模塊中的一個或多個響應(yīng)于使用者輸入。
[0037]某些實施例涉及一種將電力和數(shù)據(jù)分配給照明系統(tǒng)中的至少一個照明模塊的方法。所述方法包含基于具有用于將命令和地址發(fā)送到至少一個照明模塊的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)的數(shù)據(jù)位來產(chǎn)生控制信號，接收初級AC信號，將所述初級AC信號轉(zhuǎn)換為次級電力信號，及將所述次級電力信號整流。所述整流包括確定次級電力信號的相位，當(dāng)相位為正時啟用至少第一晶體管，及當(dāng)相位為負(fù)時啟用至少第二晶體管，其中所述至少第一晶體管和第二晶體管的輸出形成整流的正弦電力信號。所述方法進(jìn)一步包含將數(shù)據(jù)流編碼到整流的正弦電力信號上，其中所述編碼包括當(dāng)控制信號處于第一狀態(tài)時，啟用至少第三晶體管，當(dāng)控制信號處于第一狀態(tài)時輸出具有第一極性的整流的正弦電力信號，當(dāng)控制信號處于第二狀態(tài)時啟用至少第四晶體管，及當(dāng)控制信號處于所述第二狀態(tài)時輸出具有第二極性的整流的正弦電力信號，以形成數(shù)據(jù)編碼的電力波形，以及將數(shù)據(jù)編碼的電力波形傳送到所述至少一個照明模塊。
[0038]在一個實施例中，第一極性包含正極性，且第二極性包含負(fù)極性。在另一個實施例中，數(shù)據(jù)響應(yīng)于來自使用者的在線互動，并且所述方法進(jìn)一步包含向使用者操作的數(shù)字設(shè)備提供在線信息，從數(shù)字設(shè)備接收與照明系統(tǒng)的照明模塊的預(yù)期行為相關(guān)的使用者輸入，將所接收的使用者輸入傳送到控制器，及響應(yīng)于使用者輸入將數(shù)據(jù)編碼的電力信號輸出到照明模塊。數(shù)據(jù)編碼的電力信號將模塊配置成根據(jù)使用者輸入作出行動。
[0039]在又一個實施例中，所述至少一個照明模塊被分配給第一照明區(qū)域，其中每個照明模塊和每個照明區(qū)域是可尋址的，且所述方法進(jìn)一步包含與使用者操作的遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行通信。使用者操作的遠(yuǎn)程設(shè)備與至少一個照明模塊中所選照明模塊及控制器進(jìn)行通信，其中遠(yuǎn)程設(shè)備被配置成在不從雙線路徑上斷開所選照明模塊的情況下將所選照明模塊重新分配給第二照明區(qū)域。
[0040]根據(jù)各種其他實施例，用于將電力和數(shù)據(jù)分配給照明系統(tǒng)中的至少一個照明模塊的照明控制器包含基于具有用于將命令和地址發(fā)送到至少一個照明模塊的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)的數(shù)據(jù)位來產(chǎn)生控制信號的裝置，用于將所接收的初級AC信號轉(zhuǎn)換為次級電力信號的裝置，用于將次級電力信號整流的裝置，用于將數(shù)據(jù)流編碼到整流的正弦電力信號上的裝置，以及用于將數(shù)據(jù)編碼的電力波形傳送到所述至少一個照明模塊的裝置。所述整流包括用于確定次級電力信號的相位的裝置，用于當(dāng)相位為正時啟用至少第一晶體管的裝置，以及用于當(dāng)相位為負(fù)時啟用至少第二晶體管的裝置。所述至少第一和第二晶體管的輸出形成整流的正弦電力信號。所述編碼包括用于當(dāng)控制信號處于第一狀態(tài)時啟用至少第三晶體管的裝置，用于當(dāng)控制信號處于第一狀態(tài)時輸出具有第一極性的整流的正弦電力信號的裝置，用于當(dāng)控制信號處于第二狀態(tài)時啟用至少第四晶體管的裝置，以及用于當(dāng)控制信號處于第二狀態(tài)時輸出具有第二極性的整流的正弦電力信號，以形成數(shù)據(jù)編碼的電力波形的裝置。在一個實施例中，第一極性包含正極性，且第二極性包含負(fù)極性。[0041]根據(jù)一些實施例，公開了一種用于控制至少一個照明模塊并向所述至少一個照明模塊供電的照明系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包含照明控制器，所述照明控制器通過雙線路徑電連接到至少一個照明模塊。照明控制器創(chuàng)建數(shù)據(jù)編碼的電力信號并通過雙線路徑將數(shù)據(jù)編碼的電力信號提供給所述至少一個照明模塊，且所述至少一個照明模塊被分配給第一照明區(qū)域。每個照明模塊和每個照明區(qū)域是可尋址的。所述系統(tǒng)還包含使用者操作的遠(yuǎn)程設(shè)備，所述使用者操作的遠(yuǎn)程設(shè)備與至少一個照明模塊中所選照明模塊和照明控制器通信。遠(yuǎn)程設(shè)備被配置成在不從雙線路徑上斷開所選照明模塊的情況下將所選照明模塊重新分配給第二照明區(qū)域。
[0042]根據(jù)多個實施例，一種用于控制至少一個照明模塊并向所述至少一個照明模塊供電的方法包含將照明系統(tǒng)中的照明模塊連接至雙線路徑，通過所述雙線路徑將數(shù)據(jù)編碼的電力信號提供給至少一個照明模塊，及將所述至少一個照明模塊分配給第一照明區(qū)域。每個照明模塊和每個照明區(qū)域是可尋址的。所述方法進(jìn)一步包含使用使用者操作的遠(yuǎn)程設(shè)備與至少一個照明模塊中所選照明模塊進(jìn)行通信，并在不從雙線路徑上斷開所選照明模塊的情況下使用使用者操作的遠(yuǎn)程設(shè)備將所選照明模塊重新分配給第二照明區(qū)域。
[0043]在一個實施例中，遠(yuǎn)程設(shè)備通過光學(xué)通信路徑與所選照明模塊進(jìn)行通信。在另一個實施例中，遠(yuǎn)程設(shè)備通過射頻(RF)通信路徑與照明控制器進(jìn)行通信。
[0044]在另一個實施例中，遠(yuǎn)程設(shè)備包含數(shù)字設(shè)備。在又一個實施例中，遠(yuǎn)程設(shè)備包含執(zhí)行一個或多個合適應(yīng)用程序的智能手機。在其他實施例中，所選照明模塊包括至少一個發(fā)光二極管(LED)，且智能手機包括照相機，其中所述至少一個LED閃現(xiàn)所選照明模塊的地址，而照相機從閃爍的至少一個LED讀取所選照明模塊的地址。在某些實施例中，所選照明模塊包括條形碼，且智能手機包括照相機，其中條形碼是用所選照明模塊的唯一地址進(jìn)行編碼的，且照相機讀取所述條形碼以確定所選照明模塊的唯一地址。
[0045]在一個實施例中，所選照明模塊包括至少一個發(fā)光二極管(LED)，且遠(yuǎn)程設(shè)備包括光學(xué)接收器。所述至少一個LED閃現(xiàn)所選照明模塊的地址，且光學(xué)接收器由閃爍的至少一個LED檢測所選照明模塊的地址。在另一個實施例中，所選照明模塊包括光學(xué)接收器，且遠(yuǎn)程設(shè)備包括LED。遠(yuǎn)程設(shè)備通過使LED頻閃將命令和數(shù)據(jù)光學(xué)地發(fā)送到所選照明模塊，且所選照明模塊的光學(xué)接收器接收來自所述遙控器的命令和數(shù)據(jù)。
[0046]某些其它實施例涉及用于為照明系統(tǒng)編程的遠(yuǎn)程編程設(shè)備，所述照明系統(tǒng)包括電連接到至少一個照明模塊的照明控制器。照明控制器創(chuàng)建電力信號并將所述電力信號提供給所述至少一個照明模塊。所述至少一個照明模塊被分配給第一照明區(qū)域，且每個照明模塊和每個照明區(qū)域是可尋址的。遠(yuǎn)程編程設(shè)備包含便攜式殼體，安置在便攜式殼體內(nèi)的使用者接口，以及安置在便攜式殼體內(nèi)并響應(yīng)于使用者接口的處理器。處理器被配置成與所述至少一個照明模塊中所選照明模塊和照明控制器進(jìn)行無線通信，并且被配置成在不從照明控制器上斷開所選照明模塊的情況下將所選照明模塊重新分配給第二照明區(qū)域。
[0047]在各種其它實施例中，照明系統(tǒng)被配置成由使用者通過在線互動進(jìn)行控制。所述系統(tǒng)包含照明控制器，所述照明控制器與多個照明模塊進(jìn)行串聯(lián)電通信。照明控制器將數(shù)據(jù)編碼的電力信號輸出到所述多個照明模塊。當(dāng)數(shù)據(jù)被尋址到照明模塊時，每個照明模塊響應(yīng)于數(shù)據(jù)編碼的電力信號中所編碼的數(shù)據(jù)。所述系統(tǒng)還包含為與使用者互動的數(shù)字設(shè)備提供網(wǎng)頁服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。數(shù)字設(shè)備接收與照明模塊中的一個或多個的預(yù)期行為相關(guān)的使用者輸入，其中照明控制器接收使用者輸入，并輸出數(shù)據(jù)編碼的電力信號，使照明模塊中的一個或多個響應(yīng)于所述使用者輸入。
[0048]在一個實施例中，照明控制器包含網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。在另一個實施例中，照明系統(tǒng)包含與照明控制器通信的模塊，其中所述模塊包含網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。
[0049]某些實施例涉及一種將數(shù)據(jù)編碼到照明系統(tǒng)的電力信號上的方法，其中所述數(shù)據(jù)響應(yīng)于來自使用者的在線互動。所述方法包含將在線信息提供給使用者操作的數(shù)字設(shè)備，從數(shù)字設(shè)備接收與照明系統(tǒng)的照明模塊的預(yù)期行為相關(guān)的使用者輸入，將所接收的使用者輸入傳送到照明控制器；以及響應(yīng)于所述使用者輸入將數(shù)據(jù)編碼的電力信號輸出到照明模塊。電力信號將模塊配置成根據(jù)使用者輸入作出行動。
[0050]在一個實施例中，照明控制器提供在線信息服務(wù)。在另一個實施例中，與照明控制器通信的模塊提供在線信息服務(wù)。
[0051 ] 在多個其它實施例中，控制器被配置成向燈系統(tǒng)供電并控制所述燈系統(tǒng)的行為。所述燈中的一個或多個與多個模塊中的每一個相關(guān)聯(lián)，其中模塊中的每一個在雙線通信網(wǎng)絡(luò)上是可串行尋址的?？刂破靼慌渲贸奢敵瞿軌?qū)糁械拿恳粋€進(jìn)行唯一尋址的命令和地址數(shù)據(jù)的處理器，與處理器通信并被配置成接受使用者輸入并且將信息輸出至處理器的使用者輸入設(shè)備，與電力信號通信并被配置成形成整流的電力波形的整流電路，以及與整流電路和處理器通信并被配置成接收整流的電力波形及命令和地址數(shù)據(jù)且被配置成輸出數(shù)據(jù)編碼的電力信號以控制燈的行為的橋接電路。
[0052]某些實施例公開了一種照明系統(tǒng)，其被配置成向以可配置的方式散布在一個區(qū)域中的多個燈供電。該系統(tǒng)包含多個照明模塊，其中，所述多個燈中的至少一個是由照明模塊中的每一個來供電的，該系統(tǒng)還包括響應(yīng)于所述多個燈的預(yù)期使用者配置的控制器，以及在該控制器和照明模塊之間提供通信的雙線接口。照明模塊中的每一個可以由該控制器通過該雙線接口來尋址。該控制器接收輸入初級電力波形，并且將該初級電力波形轉(zhuǎn)換為次級電力波形。該控制器向響應(yīng)于該預(yù)期使用者配置和次級電力波形的所述多個照明模塊輸出電力信號。次級電力波形和電力信號之間的電壓降小于約0.2伏。在其它實施例中，電壓降在約0.1伏至約0.2伏之間，小于約0.1伏，小于約30毫伏，或小于約5毫伏。
[0053]在一個實施例中，該控制器包含整流電路，該整流電路包括初級AC到次級AC變壓器以及第一多個晶體管，用于創(chuàng)建次級電力波形，該控制器還包括橋接電路，該橋接電路包括第二多個晶體管，以用于接收次級電力波形，并且產(chǎn)生利用響應(yīng)于該預(yù)期的使用者配置的命令來編碼的電力信號。該電力信號包含受極性控制的正弦電力信號，其中，該電力信號的極性響應(yīng)于預(yù)期的使用者配置，并且其中該照明模塊解讀該極性以便于以可配置的方式來實現(xiàn)對所述多個燈的尋址和供電。
[0054]根據(jù)一些實施例，一種通過將數(shù)據(jù)編碼到電力信號上來對照明系統(tǒng)中串聯(lián)連接的照明模塊進(jìn)行控制和供電的方法包含:將電力信號整流以形成整流的電力波形，通過控制整流的電力波形的極性來將數(shù)據(jù)編碼以創(chuàng)建數(shù)據(jù)增強的電力信號，其中，該數(shù)據(jù)響應(yīng)于使用者輸入與模塊尋址，該方法還包含輸出該數(shù)據(jù)增強的電力信號。所述照明模塊響應(yīng)于該數(shù)據(jù)增強的電力信號以根據(jù)該使用者輸入單獨地控制所述模塊并且向所述模塊供電。將電力信號整流以形成整流的電力波形包含:接收初級AC電力信號，將該初級AC電力信號轉(zhuǎn)換為次級AC電力信號，確定次級AC電力信號的相位，以及當(dāng)該相位為正時,傳送次級AC電力信號，以及當(dāng)該相位為負(fù)時使次級AC電力信號反相以形成整流的電力波形。
[0055]在一個實施例中，一種將電力和數(shù)據(jù)分配給照明系統(tǒng)中的至少一個照明模塊的方法包含:根據(jù)具有用于將命令和地址發(fā)送到至少一個照明模塊的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)的數(shù)據(jù)位來產(chǎn)生控制信號，將次級電力信號整流，將數(shù)據(jù)流編碼到整流的電力信號上，以及將該數(shù)據(jù)/電力波形發(fā)送到所述至少一個照明模塊。所述整流包括確定次級電力信號的相位，當(dāng)該相位為正時，啟用至少第一晶體管，并且當(dāng)該相位為負(fù)時，啟用至少第二晶體管。所述至少第一和第二晶體管的輸出形成整流的電力信號。所述編碼包括:當(dāng)該控制信號處于第一狀態(tài)時，啟用至少第三晶體管，當(dāng)該控制信號處于第一狀態(tài)時，輸出帶有正極性的整流的電力信號，當(dāng)該控制信號處于第二狀態(tài)時，啟用至少第四晶體管，以及當(dāng)該控制信號處于第二狀態(tài)時輸出帶有負(fù)極性的整流的電力信號，以形成數(shù)據(jù)/電力波形。
[0056]某些其它實施例涉及一種照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包含:控制器，其具有基于數(shù)據(jù)位的控制信號，所述數(shù)據(jù)位具有用于將命令和地址發(fā)送到至少一個照明模塊的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)；M0SFET全波整流電路，用于接收具有第一電力波形和第二電力波形的12VAC RMS電力信號，以及將12VAC RMS電力信號整流；以及MOSFET橋接電路，用于接收整流的波形并且將雙線數(shù)據(jù)/電力信號提供給所述至少一個照明模塊。該雙線數(shù)據(jù)/電力信號包含對應(yīng)于該控制信號的狀態(tài)的正負(fù)極性整流波形。
[0057]在一個實施例中，MOSFET全波整流器包括與第二 MOSFET串聯(lián)連接的第一 MOSFET以及與第四MOSFET串聯(lián)連接的第三MOSFET。第一和第二 MOSFET的串聯(lián)連接與第三和第四MOSFET的串聯(lián)連接并聯(lián)電耦合。每個MOSFET與柵極信號相關(guān)聯(lián)。柵極信號電耦合到比較器的輸出，該比較器將第一電力波形和第二電力波形進(jìn)行比較。當(dāng)?shù)谝浑娏Σㄐ未笥诘诙娏Σㄐ螘r，啟用與第二和第三MOSFET相關(guān)聯(lián)的柵極，并且當(dāng)?shù)诙娏Σㄐ未笥谠摰谝浑娏Σㄐ螘r，啟用與第一和第四MOSFET相關(guān)聯(lián)的柵極。
[0058]在一個實施例中，MOSFET橋接電路包括與第六MOSFET串聯(lián)連接的第五M0SFET，以及串聯(lián)連接到第八MOSFET的第七M(jìn)OSFET。第五和第六MOSFET的串聯(lián)連接與第七和第八MOSFET的串聯(lián)連接并聯(lián)耦合。每個MOSFET與柵極信號相關(guān)聯(lián)。柵極信號電耦合到控制信號。當(dāng)該控制信號處于第一狀態(tài)時，啟用與第六和第七M(jìn)OSFET相關(guān)聯(lián)的柵極，并且當(dāng)該控制信號處于第二狀態(tài)時，啟用與第五和第八MOSFET相關(guān)聯(lián)的柵極，使得當(dāng)該控制信號處于第一狀態(tài)時，MOSFET橋接電路輸出具有正極性的整流波形，并且當(dāng)該控制信號處于第二狀態(tài)時，輸出具有負(fù)極性的整流波形。
[0059]為了概述本公開，本文已描述了實施例的某些方面、優(yōu)點和新穎特征。應(yīng)該理解，根據(jù)本發(fā)明的任一個特定實施例，不一定所有這樣的優(yōu)點都可以實現(xiàn)。因此，本發(fā)明可以以實現(xiàn)或者優(yōu)化本文中所教示的一個優(yōu)點或者一組優(yōu)點的方式來體現(xiàn)或者執(zhí)行，而不一定實現(xiàn)本文中所教示或者建議的其它優(yōu)點。
[0060]附圖的簡要說明
[0061]在整個附圖中，重復(fù)使用標(biāo)號來指示所引用元件之間的對應(yīng)關(guān)系。提供附圖、相關(guān)描述和特定實施方式是為了說明實施例而不是限制本公開的范圍。
[0062]圖1示出了根據(jù)某些實施例的一種示范性照明系統(tǒng)。
[0063]圖2是根據(jù)某些實施例的一種示范性照明系統(tǒng)的方框圖。
[0064]圖3是根據(jù)某些實施例的一種示范性照明控制器的方框圖。[0065]圖4是根據(jù)某些實施例的一種整流電路的示范性示意圖。
[0066]圖5示出了根據(jù)某些實施例的一種示范性電力波形。
[0067]圖6示出了根據(jù)某些實施例的關(guān)于整流電路的晶體管柵極信號的示范性波形。
[0068]圖7示出了根據(jù)某些實施例的關(guān)于整流電路的另一個晶體管柵極信號的示范性波形。
[0069]圖8示出了根據(jù)某些實施例的示范性整流電力波形。
[0070]圖9是根據(jù)某些實施例的橋接電路的示范性示意圖。
[0071]圖10示出了根據(jù)某些實施例的關(guān)于橋接電路的晶體管柵極信號的示范性波形。
[0072]圖11示出了根據(jù)某些實施例的關(guān)于橋接電路的另一個晶體管柵極信號的示范性波形。
[0073]圖12示出了根據(jù)某些實施例的無數(shù)據(jù)的示范性電力/數(shù)據(jù)波形。
[0074]圖13示出了根據(jù)某些實施例的帶有數(shù)據(jù)的示范性電力/數(shù)據(jù)波形。
[0075]圖14是根據(jù)某些實施例的整流/橋接電路的示范性示意圖。
[0076]圖15是根據(jù)某些實施例，用于相位檢測、時序生成和驅(qū)動器的電路的示范性示意圖。
[0077]圖16是根據(jù)某些實施例的偏置電路的示范性示意圖。
[0078]圖17A包含17A1-17A4，圖17B包含17B1-17B4，它們是根據(jù)一個實施例，關(guān)于照明控制器的示范性電路圖。
[0079]圖18示出了根據(jù)某些實施例，用于使用遠(yuǎn)程設(shè)備來控制和重新分配照明區(qū)域的示范性照明系統(tǒng)。
[0080]圖19示出了根據(jù)某些實施例的遠(yuǎn)程設(shè)備。
[0081]圖20是根據(jù)某些實施例的示范性遠(yuǎn)程設(shè)備的方框圖。
[0082]圖21示出了根據(jù)某些實施例的被遠(yuǎn)程控制的示范性照明系統(tǒng)。
[0083]圖22是根據(jù)某些實施例的帶有主/從配置的示范性照明系統(tǒng)的方框圖。
[0084]圖23是用于將數(shù)據(jù)位編碼到用于照明模塊的電力信號上的示范性程序的流程圖。
[0085]圖24是根據(jù)某些實施例，用于將區(qū)域分配給聯(lián)網(wǎng)的照明系統(tǒng)中的可尋址照明模塊的示范性程序的流程圖。
[0086]圖25是根據(jù)某些實施例，用于使用遙控器來修改照明系統(tǒng)中的分配區(qū)域的示范性程序的流程圖。
[0087]圖26是根據(jù)某些實施例的一種示范性單信道照明模塊的方框圖。
[0088]圖27是根據(jù)某些實施例的一種單信道照明模塊的示范性示意圖。
[0089]圖28是根據(jù)某些實施例的一種示范性多信道照明模塊的方框圖。
[0090]圖29是根據(jù)某些實施例的一種多信道照明模塊的示范性示意圖。
[0091]優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明
[0092]現(xiàn)在將參照以上概述的附圖來描述本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的特征。
[0093]圖1示出了一種示范性照明系統(tǒng)100。照明系統(tǒng)100包含照明控制器殼體102，其通過雙線接口連接到多個照明固定裝置或模塊104。照明控制器殼體102容納有照明控制器，該照明控制器包括電源和使用者接口面板，這將在下文中更詳細(xì)地進(jìn)行描述。照明固定裝置104被分組到區(qū)域106中。
[0094]在圖1中所示的實例中，區(qū)域1106a包含照明固定裝置1104a，其向房屋外部的一部分提供照明。區(qū)域2106b分別包含照射道路的照明固定裝置2，3，4104b，104c, 104d,而區(qū)域3106c分別包含為樹提供重點照明的照明固定裝置5，6，7，104e, 104f, 104g。在其它實施例中，照明系統(tǒng)100可被配置成具有更多或更少的區(qū)域106和/或在每個區(qū)域106中被配置成具有更多或更少的照明固定裝置104。
[0095]通常，每個區(qū)域106內(nèi)的照明固定裝置104—起打開或關(guān)閉，但是與一些傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)不同，每個區(qū)域106可以獨立于其它區(qū)域106而被控制。在一個實例中，對于圖1中所示的照明系統(tǒng)100來說，區(qū)域1106a在黃昏時打開而在黎明時關(guān)閉，以照亮房屋的前門。區(qū)域2106b在黃昏時打開而在晚上9點關(guān)閉以照亮道路。最后，區(qū)域3在晚上7點打開而在晚上10點關(guān)閉以在院子中提供重點照明。
[0096]在一個實施例中，照明系統(tǒng)200是住宅的戶外照明系統(tǒng)。在其它實施例中，照明系統(tǒng)200用于戶外商業(yè)用途，以照亮旅館、高爾夫球場、游樂園等等的外部，且用于室內(nèi)商業(yè)用途，以照亮旅館內(nèi)部、辦公樓內(nèi)部、機場航站樓等等。在另外的實施例中，照明系統(tǒng)200用于照亮住宅區(qū)。在另一些實施例中，照明系統(tǒng)200用于照亮居所、博物館等等內(nèi)部的藝術(shù)作品。根據(jù)本文所公開的內(nèi)容，照明系統(tǒng)200對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，存在許多可能性。照明功能0N/0FF (打開/關(guān)閉)包括多個照明功能，諸如，舉例而言，時序控制、調(diào)光、亮度、顏色、色調(diào)、區(qū)域分配、強度等等。
[0097]圖2是一種示范性照明系統(tǒng)200的方框圖，示范性照明系統(tǒng)200包含照明控制器202和多個照明模塊204。照明控制器202包含電源208和操作員接口 210，操作員接口 210包括固定裝置編程端口 212。照明控制器殼體中容納有電源208和操作員接口 210。照明控制器殼體的尺寸取決于包含在其中的電源208和操作員接口 210的尺寸。在一個實施例中，照明控制器殼體的高度在11英寸左右到15英寸左右之間變化，寬度在7英寸左右到9英寸左右之間變化，并且厚度在5英寸左右到7英寸左右之間變化。照明控制器202通過攜帶電力/數(shù)據(jù)信號的雙線路徑電耦合到照明模塊204。照明模塊204并聯(lián)電連接到雙線路徑，并且被分組到M個區(qū)域206中。在所示實施例中，區(qū)域I包含三個照明模塊204，區(qū)域2包含單個照明模塊204，且區(qū)域3包含兩個照明模塊204。另外，照明控制器202控制多達(dá)M個區(qū)域206，其中，在所示實施例中，區(qū)域M包括N個照明模塊204。每個區(qū)域206可以被獨立地通電，使得每個區(qū)域206中的照明模塊204可以獨立于其它區(qū)域206中的照明模塊204而打開或關(guān)閉。
[0098]如圖所示，控制器202裝有電源208、操作員接口 210以及固定裝置編程端口 212。在其它實施例中，電源208、操作員接口 210以及固定裝置編程端口 212可以是獨立的設(shè)備，或者電源208、操作員接口 210以及固定裝置編程端口 212三者中的任意兩個可以容納在同
一殼體中。
[0099]圖3是包含電源302和操作員接口面板308的一種示范性照明控制器300的方框圖。電源302從初級AC電源306接收AC電力，從操作員接口面板308接收地址/數(shù)據(jù)/命令，并且通過雙線路徑336將控制信號提供給多個照明固定裝置304。
[0100]操作員接口面板308包含操作員控制器310，諸如，選擇按鈕、旋鈕等等，使用者使用它們來向照明系統(tǒng)200輸入所期望的照明效果，并且使用顯示器和指示器312來向使用者提供反饋。操作員接口面板308還包含計算機314及其相關(guān)聯(lián)的存儲器316。微處理器314與操作員控制器310接口連接以將地址/數(shù)據(jù)/命令發(fā)送給電源302，并與顯示器和指示器312接口連接以顯示從電源302接收到的信息。操作員接口 308可以是按鈕、觸摸屏上的虛擬圖標(biāo)或按鈕、聲控的或者是技術(shù)人員根據(jù)本文所公開的內(nèi)容可以識別出的任何使用者接口。
[0101]舉例來說，計算機314中包含處理器、程序邏輯或表示數(shù)據(jù)和指令的其它基板配置，其如本文中所述的那樣進(jìn)行操作。在其它實施例中，處理器可包含控制器電路、處理器電路、處理器、通用單芯片或多芯片微處理器、數(shù)字信號處理器、嵌入式微處理器、微控制器等等。存儲器316可包含一個或多個邏輯和/或物理數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，以用于存儲計算機314所使用的數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序。例如，存儲器316包含RAM、ROM、EPROM、EEPROM等等。
[0102]操作員接口面板308還包含固定裝置編程端口 318，其用于向所述多個照明固定裝置304中的每一個提供唯一地址、照明組和/或區(qū)域編號，操作員接口面板308還包含邏輯電源320，例如，用于向操作員接口面板308的數(shù)字邏輯組件提供如5伏的低電壓。
[0103]電源302包含初級AC變壓器322、電流感測電路324、相位檢測和定時電路326、驅(qū)動電路328、同步全波整流器332和橋接器334。電源302還包含低電力變壓器336，例如，用于向邏輯電源提供如9VAC的低電壓，該邏輯電源產(chǎn)生調(diào)控的DC電壓以用于電源302的數(shù)字邏輯組件，電源302還包含偏置電路330，用于提供適當(dāng)?shù)碾妷弘娖揭圆僮髡髌?32和橋接器334中的晶體管。
[0104]初級AC變壓器322從初級AC電源306接收初級AC電力信號，并且將初級AC信號轉(zhuǎn)換成較低電壓的AC信號。在一個實施例中，初級AC信號大約是120伏特60Hz的電力波形。在其它實施例中，初級AC信號可以是大約110伏60Hz，220伏50Hz，220伏60Hz，230伏60Hz，240伏50Hz，或諸如此類的電力波形。在一個實施例中，初級AC變壓器322是初級AC到12VAC變壓器322，并且將該初級AC信號轉(zhuǎn)換為大約12VAC RMS的電力信號。在其它實施例中，變壓器322是具有幾個抽頭的初級AC變壓器。在一個實施例中，該變壓器在大約IlVAC直到約14VAC處具有抽頭。在其它實施例中，變壓器322將AC信號轉(zhuǎn)換成24VAC左右。
[0105]在一個實施例中，變壓器322是高瓦數(shù)變壓器，諸如，舉例而言，300瓦特的變壓器等等，以便提供足夠的電力來照亮所述多個照明模塊304。變壓器322的輸出電連接到電流感測電路324。電流感測電路324感測變壓器322的輸出中的電流量。相位檢測和定時電路326接收與電流感測電路324中感測到的電流成比例的信號，并且當(dāng)所感測的電流超過閾值時切斷電源302。例如，如果雙線路徑336的導(dǎo)線之間存在短路，那么300瓦的變壓器可以在很短的時間內(nèi)以熱量的形式提供大量的電力。當(dāng)所感測的電流超過閾值時，在所產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致照明系統(tǒng)200受損之前，照明控制器300切斷供電。
[0106]相位檢測和定時電路326還接收來自處理器314的數(shù)據(jù)和命令，和來自變壓器322的電力波形，并且將定時信號提供給驅(qū)動電路328。定時信號通過改變電力波形的極性來控制驅(qū)動電路328以將數(shù)據(jù)信號編碼到電力信號上，這將在本文中進(jìn)一步討論。
[0107]另外，變壓器322的輸出電連接到同步全波整流器332，其將該電力信號整流。全波整流器332電連接到橋接器334，并且全波整流器332和橋接器334電連接到驅(qū)動電路328。全波整流器332和橋接器334 二者都從驅(qū)動電路328接收驅(qū)動信號。橋接器334接收整流的電力信號并且向照明固定裝置304輸出控制信號。該控制信號包含數(shù)據(jù)編碼的電力波形，其提供電力以照亮照明固定裝置304以及提供地址/數(shù)據(jù)/命令以單獨地控制照明固定裝置。
[0108]圖4是根據(jù)一個實施例的一種同步整流器電路400的示范性示意圖。整流器電路400包含初級AC到12VAC變壓器402、第一晶體管Q1404、第二晶體管Q2406、第三晶體管Q3408和第四晶體管Q4410。初級AC到12VAC變壓器402接收初級AC電力信號并且輸出大約12VAC RMS的電力波形，該電力波形具有第一電力波形ACl和第二電力波形AC2。圖5示出了示范性12VACRMS電力波形500，其峰間電壓在+16.97伏左右到-16.97伏左右之間。
[0109]在一個實施例中，晶體管Q1404、Q2406、Q3408、Q4410是帶有整體式體二極管的金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。帶有整體式體二極管的MOSFET在其二極管導(dǎo)通而使其柵極在適當(dāng)?shù)臅r間點上啟用時，有利地起到基本上無損耗開關(guān)的作用。例如，具有傳導(dǎo)25安培電流的I毫歐電阻的MOSFET會使其上的信號衰減25毫伏左右。當(dāng)MOSFET的體二極管將導(dǎo)通以創(chuàng)建高效率電源302時，同步整流器400選擇性地導(dǎo)通MOSFET。
[0110]在其它實施例中，晶體管Q1404、Q2406、Q3408、Q4410是帶有或者不帶有整體式體二極管的P溝道或N溝道MOSFET。在其它實施例中，可以使用諸如雙極結(jié)型晶體管(BJT)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等等之類的晶體管。
[0111]在另一個實施例中，每個晶體管Q1404、Q2406、Q3408、Q4410包含不止一個并聯(lián)連接的晶體管。在另一個實施例中，多個MOSFET可以被封裝在單個模塊中。
[0112]第一晶體管Q1404與第二晶體管Q2406串聯(lián)耦合在ACl和AC2兩端，使得第一晶體管Q1404的漏極連接到第一電力波形AC1，并且第二晶體管Q2406的漏極連接到第二電力波形AC2。另外，第一晶體管Q1404的源極連接到第二晶體管Q2406的源極并且形成了第三電力波形接地(GROUND)。
[0113]第三晶體管Q3408與第四晶體管Q4410串聯(lián)耦合在ACl和AC2兩端，使得第三晶體管Q3408的源極連接到第一電力波形ACl，并且第四晶體管Q2410的源極連接到第二電力波形AC2。另外，第三晶體管Q3408的漏極連接到第四晶體管Q4410的漏極并且形成了第四電力波形V-全波(V-FULLWAVE)。
[0114]第一晶體管Q1404和第二晶體管Q2406的串聯(lián)組合與第三晶體管Q3408和第四晶體管Q4410的串聯(lián)組合并聯(lián)電耦合，使得第一晶體管Q1404的漏極電耦合到第三晶體管Q3408的源極，并且第二晶體管Q2406的漏極電耦合到第四晶體管Q4410的源極。
[0115]每個晶體管與柵極信號相關(guān)聯(lián)，并且所述柵極信號經(jīng)由驅(qū)動電路電耦合到比較器的輸出，該比較器將第一電力波形和第二電力波形ACl和AC2進(jìn)行比較。當(dāng)?shù)谝浑娏Σㄐ蜛Cl大于第二電力波形AC2時，第二晶體管Q2406和第三晶體管Q3408的柵極被啟用。圖6示出了根據(jù)一個實施例，關(guān)于第二晶體管Q2406和第三晶體管Q3408的柵極的晶體管柵極信號的示范性波形600。參見圖5和6，當(dāng)ACl大于AC2時，柵極信號Vgs (Q2，Q3)被啟用。
[0116]另外，當(dāng)?shù)诙娏Σㄐ蜛C2大于第一電力波形ACl時，第一晶體管Q1404與第四晶體管Q4410的柵極被啟用。圖7示出了根據(jù)一個實施例，關(guān)于第一晶體管Q1404與第四晶體管Q4410的柵極的示范性波形700。參見圖5和7，當(dāng)AC2大于ACl時，柵極信號Vgs (Q1，Q4)被啟用。
[0117]整流器400將創(chuàng)建第三電力波形接地(GROUND)和第四電力波形V-全波(V-FULLffAVE)的12VAC RSM信號進(jìn)行全波整流。整流的12VAC RMS信號，V-全波(V-FULLffAVE)具有約為16.97伏的峰值電壓，其與變壓器402的輸出處的電力波形的峰值電壓近似相同。信號的小損耗是由于晶體管Q1404、Q2406、Q3408、Q4410在其柵極被啟用時的示范性的但有限的導(dǎo)通。圖8示出了根據(jù)一個實施例的示范性的整流的12VAC RMS信號800。如圖8中所示，當(dāng)ACl大于AC2時，整流器400輸出非反相的12VAC RMS電力波形800，并且當(dāng)AC2大于ACl時，輸出反相的12VAC RMS波形800。
[0118]參見圖4，電流感測元件412，諸如，電流變壓器磁耦合到攜帶12VAC RMS電力波形的導(dǎo)線/跡線。在一個實施例中，電流變壓器412磁耦合到攜帶電力波形AC2的導(dǎo)線/跡線。在另一個實施例中，電流變壓器412磁耦合到攜帶電力波形ACl的導(dǎo)線/跡線。在所示實施例中，流經(jīng)攜帶AC2的導(dǎo)線/跡線的電流在電流變壓器412的芯中產(chǎn)生磁場，進(jìn)而使纏繞在電流變壓器412的芯上的繞組中感生出電流。在所示實施例中，感生出的電流與電力波形AC2的電流成比例，或在另一個實施例中，其與電力波形ACl的電流成比例。電流變壓器412輸出信號，電流感應(yīng)I (Current Sensel)和電流感應(yīng)2 (Current Sense2),其與流經(jīng)電力波形ACl或AC2的電流成比例。信號電流感應(yīng)I和電流感應(yīng)2用于確定何時電力波形ACl或AC2中流動的電流大于閾值，使得電源302可以在使電路受損之前被禁用。因此，圖4中的整流器400有利地產(chǎn)生圖8中所示的V-全波波形800，其具有最小的電力損耗并且相應(yīng)地具有最少熱量生成。
[0119]圖9是根據(jù)一個實施例的橋接電路900的不范性不意圖。橋接器900包含第五晶體管Q5904、第六晶體管Q6906、第七晶體管Q7908，以及第八晶體管Q8910。橋接器900從整流器400接收整流的電力波形V-全波和接地。在所示實施例中，V-全波是如圖8中所示的示范性的整流的12VAC RMS信號。有利地是，在公開的實施例中，橋接器900選擇性地輸出帶有正極性或者負(fù)極性的整流的電力波形V-全波、接地。由此，可以將數(shù)據(jù)或消息添加到當(dāng)前所述的電力信號中。因此，將整流器400和橋接器900組合以便于產(chǎn)生帶有嵌入數(shù)據(jù)或邏輯的電力信號。
[0120]例如，V-全波的正極性或負(fù)極性是連接到照明模塊304的雙線路徑上的控制信號，照明控制I (LIGHTING C0NTR0L1)，照明控制2 (LIGHTING C0NTR0L2)。照明控制I和照明控制2包含在電力波形V-全波內(nèi)部編碼的地址/數(shù)據(jù)/命令，以用于將地址/數(shù)據(jù)/命令和電力提供給照明模塊304。
[0121]在一個實施例中，晶體管Q5904、Q6906、Q7908、Q8910是具有整體式體二極管的金
屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。如上所述，具有整體式體二極管的MOSFET在其二極管將導(dǎo)通時，其柵極在適當(dāng)?shù)臅r間點被啟用時，有利地起幾乎或基本上無損開關(guān)的作用。
[0122]在其它實施例中，晶體管Q5904、Q6906、Q7908、Q8910是帶有或者不帶有整體式
體二極管的P溝道或N溝道的MOSFET。在其它實施例中，可以使用諸如雙極結(jié)型晶體管(BJT)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等等之類的晶體管。
[0123]在另一個實施例中，每個晶體管Q5904、Q6906、Q7908、Q8910包含不止一個并聯(lián)連
接的晶體管。在另一個實施例中，多個MOSFET可以被封裝在單個模塊中。
[0124]第五晶體管Q5904與第六晶體管Q6906串聯(lián)耦合在V-全波和接地兩端，使得第五晶體管Q5904的漏極連接到電力波形V-全波，并且第六晶體管Q6906的源極連接到電力波形接地。另外，第五晶體管Q5904的源極連接到第六晶體管Q6906的漏極并且形成了第一控制信號，照明電源/控制I (LIGHTING P0WER/C0NTR0L1 )。
[0125]第七晶體管Q7908與第八晶體管Q8910串聯(lián)耦合在V-全波和接地兩端，使得第七晶體管Q7908的漏極連接到電力波形V-全波，并且第八晶體管Q8910的源極連接到電力波形接地。另外，第七晶體管Q7908的源極連接到第八晶體管Q8910的漏極并且形成了第二控制信號，照明電源/控制(LIGHTING P0WER/C0NTR0L2 )。
[0126]第五晶體管Q5904和第六晶體管Q6906的串聯(lián)組合并聯(lián)與第七晶體管Q7908和第八晶體管Q8910的串聯(lián)組合并聯(lián)電耦合，使得第五晶體管Q5904的漏極電耦合到第七晶體管Q7908的漏極，并且第六晶體管Q6906的源極電耦合到第八晶體管Q8910的源極。
[0127]每個晶體管Q5904、Q6906、Q7908、Q8910都與柵極信號相關(guān)聯(lián)。柵極信號經(jīng)由驅(qū)動電路電耦合到控制信號，該控制信號包含來自與操作員接口面板308相關(guān)聯(lián)的處理器314的數(shù)據(jù)并且包含將電力波形ACl、AC2進(jìn)行比較的比較器的輸出。當(dāng)該控制信號處于第一狀態(tài)時，第五晶體管Q5904的柵極和第八晶體管Q8910的柵極被啟用。當(dāng)?shù)谖寰w管Q5904的柵極和第八晶體管Q8910的柵極被啟用時，橋接器900輸出電力波形V-全波和接地，所述電力波形在雙線路徑上具有第一極性以作為信號照明電源/控制I和照明電源/控制2。當(dāng)該控制信號處于第二狀態(tài)時，第六晶體管Q6906和第七晶體管Q7908的柵極被啟用。當(dāng)?shù)诹w管Q6906和第七晶體管Q7908的柵極被啟用時，橋接器900輸出電力波形V-全波和接地，所述電力波形在雙線路徑上具有第二極性以作為信號照明電源/控制I和照明電源/控制2。
[0128]例如，在一個實施例中，當(dāng)?shù)谖寰w管Q5904和第八晶體管Q8910的柵極被啟用時，信號照明電源/控制I和照明電源/控制2包含具有正極性的電力波形V-全波和接地。另外，當(dāng)?shù)诹w管Q6906和第七晶體管Q7908的柵極被啟用時，信號照明電源/控制I和照明電源/控制2包含具有負(fù)極性的電力波形V-全波和接地。
[0129]在另一個實施例中，極性可以被反轉(zhuǎn)，使得當(dāng)?shù)谖寰w管Q5904和第八晶體管Q8910的柵極被啟用時，信號照明電源/控制I和照明電源/控制2包含具有負(fù)極性的電力波形V-全波和接地，并且在第六晶體管Q6906和第七晶體管Q7908的柵極被啟用時，包含具有正極性的電力波形V-全波和接地。
[0130]如上所述，柵極信號經(jīng)由驅(qū)動電路電耦合到控制信號，該控制信號包含來自與操作員接口面板308相關(guān)聯(lián)的處理器314的數(shù)據(jù)并且包含將電力波形AC1、AC2進(jìn)行比較的比較器的輸出。當(dāng)數(shù)據(jù)不存在時，該控制信號遵從將電力波形AC1、AC2進(jìn)行比較的比較器的輸出。
[0131]圖10示出了在不存在數(shù)據(jù)的情況下關(guān)于第五晶體管Q5904和第八晶體管Q8910的柵極的晶體管柵極信號的示范性波形1000。如圖5和10中所示，當(dāng)ACl大于AC2時，柵極信號Vgs(Q5，Q8)被啟用。
[0132]圖11示出了在不存在數(shù)據(jù)的情況下關(guān)于第六晶體管Q6906和第七晶體管Q7908的柵極的晶體管柵極信號的示范性波形1100。如圖5和11中所示，當(dāng)AC2大于ACl時，柵極信號Vgs(Q5，Q8)被啟用。
[0133]圖12示出了在一個實施例中，當(dāng)處理器314中不存在數(shù)據(jù)時的示范性橋接器輸出波形1200。如圖10、11和12中所示，當(dāng)?shù)谖寰w管Q5904的柵極和第八晶體管Q8910的柵極被啟用時，橋接器900輸出帶有正極性的V-全波并且當(dāng)?shù)诹w管Q6906和第七晶體管Q7908的柵極被啟用時，橋接器900輸出帶有負(fù)極性的V-全波，產(chǎn)生近似正弦波。如圖所示，在沒有電力信號上的數(shù)據(jù)用于燈的情況下，整流器400和橋接器900采用變壓器402的12VAC RMS輸出，這在圖5中顯示為其16.97VAC峰間波形ACl和AC2，并且整流器400和橋接器900對其進(jìn)行全波整流，然后使用基本上或幾乎無損電路將其改回到其原始形式。然而，如本文所述，相同的整流器400和橋接器900根據(jù)使用者編程接受來自處理器314的控制信號以選擇性地控制一個或多個區(qū)域106、206中的一個或多個固定裝置104、204。所述控制信號以在圖12中所示的將邏輯或數(shù)據(jù)嵌入到電力信號1200中的方式，使用相同的或基本類似的幾乎無損程序來啟動?xùn)艠O。
[0134]例如，當(dāng)控制晶體管柵極的控制信號包含來自與操作員接口面板308相關(guān)聯(lián)的處理器314的數(shù)據(jù)時，橋接器900將數(shù)據(jù)編碼到信號照明電源/控制I和照明電源/控制2上，使得當(dāng)控制信號處于第一狀態(tài)時，橋接器900輸出具有一種極性的V-全波并且當(dāng)控制信號處于第二狀態(tài)時，橋接器900輸出具有相反極性的V-全波。圖13示出了一種根據(jù)一個實施例，帶有數(shù)據(jù)的示范性電力/數(shù)據(jù)波形1300。圖13示出了起始位，其包含1，1，其后跟有數(shù)據(jù)位0，1，0，1，1。在其它實施例中，可以使用其它起始位配置，并且相反極性可用于表示O和I數(shù)據(jù)位。例如，控制信號可以改變峰值的狀態(tài)或與點V-全波相反的V-全波的任何點為零?？偠灾?，橋接器900與來自變壓器302的VAC電力波形同步使用，以選擇電力波形的正或負(fù)峰值或半周期，并將選定的半周期應(yīng)用于輸出信號，照明電源/控制I和照明電源/控制2，以將數(shù)據(jù)編碼到電力波形內(nèi)部以傳輸?shù)秸彰髂K304。
[0135]在變壓器402產(chǎn)生約12VAC60赫茲電力波形的一個實施例中，數(shù)據(jù)速率約為每秒120位。在另一個實施例中，照明模塊304包含比較器，其將信號照明電源/控制I和照明電源/控制2進(jìn)行比較以檢測數(shù)據(jù)，照明模塊304還包含全波整流器，其用以將信號照明電源/控制I和照明電源/控制2進(jìn)行整流，以將電力提供給照明元件。
[0136]在一個實施例中，晶體管Q5904、Q6906、Q7908、Q8910在控制信號的過零點上被導(dǎo)通，這是因為有利地是，照明模塊304提取的電力較少。此時，有較少的電壓或電流流動并且產(chǎn)生較少的EMI噪聲。在其它實施例中，晶體管Q5904、Q6906、Q7908、Q8910在除了控制信號的過零點處之外被導(dǎo)通和截止。
[0137]將數(shù)據(jù)作為正極性或者負(fù)極性的整流電力波形來發(fā)送的另一個優(yōu)點是在雙線數(shù)據(jù)/電力路徑上不存在DC偏壓。如果存在DC偏壓，那么水分通過導(dǎo)線滲出可能會產(chǎn)生不希望的電化腐蝕。
[0138]圖14是根據(jù)一個實施例的整流/橋接電路1400的示范性示意圖，其也能夠產(chǎn)生與上文所公開的那些相同或相似的帶有嵌入數(shù)據(jù)的電力信號。整流/橋接電路1400包含初級AC到24VAC中心抽頭變壓器1402、電流變壓器1412、第五晶體管Q51404、第六晶體管Q61406、第七晶體管Q71408以及第八晶體管Q81410。如上文關(guān)于圖4所描述的那樣，電流變壓器1412感測變壓器1402的中心抽頭中的電流。
[0139]初級AC到24VAC變壓器1402接收初級AC電力信號，并且在每個端部抽頭(tap)和中心抽頭之間輸出大約12VAC RMS。該波形是具有第一電力波形ACl和第二電力波形AC2的電力波形。參見圖5，示范性12VAC RMS電力波形500具有在+16.97伏左右到-16.97伏左右之間的峰間電壓。此外，變壓器1402的中心抽頭電耦合到雙線路徑中的一根導(dǎo)線并且形成了信號照明電源/控制2。
[0140]在一個實施例中，晶體管Q51404、Q61406、Q71408、Q81410是帶有整體式體二極管的金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。在其它實施例中，晶體管Q5904、Q6906、Q7908、Q8910是帶有或者不帶有整體式體二極管的P溝道或N溝道MOSFET。在另一個實施例中，每個晶體管Q5904、Q6906、Q7908、Q8910包含不止一個并聯(lián)連接的晶體管。在另一個實施例中，多個MOSFET可被封裝在單個模塊中。
[0141]晶體管Q5904、Q6906、Q7908、Q8910串聯(lián)耦合，使得第五晶體管Q51404的源極連接到第八晶體管Q81410的源極，第八晶體管Q81410的漏極連接到第六晶體管Q61406的漏極，并且耦合到雙線路徑的另一條導(dǎo)線，并且形成信號照明電源/控制1，并且第六晶體管Q61406的源極連接到第七晶體管Q71408的源極。晶體管Q51404、Q81410、Q61406、Q71408的串聯(lián)組合連接到電力波形AC1、AC2，使得第五晶體管Q5的漏極電連接到AC1，并且第七晶體管Q71408的漏極電連接到AC2。
[0142]每個晶體管Q51404、Q61406、Q71408、Q81410與柵極信號相關(guān)聯(lián)。如上文關(guān)于圖9所描述的那樣，柵極信號經(jīng)由驅(qū)動電路電耦合到控制信號，該控制信號包含來自與操作員接口面板308相關(guān)聯(lián)的處理器314的數(shù)據(jù)和將電力波形ACl、AC2進(jìn)行比較的比較器的輸出。
[0143]如圖14中所示，雙線路徑中連接到照明模塊的一根導(dǎo)線是變壓器1402的中心抽頭。依晶體管Q51404和Q81410或Q61406和Q71408的柵極是否被啟用而定，正半周期或負(fù)半周期的電力波形AC1、AC2通過所述雙線路徑中的另一條導(dǎo)線被發(fā)送到照明模塊304。這樣，來自控制器314的數(shù)據(jù)可以被編碼到被發(fā)送到照明模塊304的電力波形的內(nèi)部。整流器/橋接器1400可以將與整流器400與橋接器900的組合相同的數(shù)據(jù)和電力傳送到照明模塊304，但是有利地是，其具有較少的MOSFET。
[0144]圖15是根據(jù)某些實施例，包含相位檢測電路、時序產(chǎn)生電路、驅(qū)動電路和過電流保護(hù)電路的電路1500的示范性示意圖。電路1500包含比較器1502、M0SFET驅(qū)動器1504、1506、1508、1510、計算機1512、調(diào)制器1514、差分放大器1518和鎖存比較器1516。
[0145]比較器1502接收電力波形ACl、AC2并經(jīng)由驅(qū)動器1504、1506將輸出電耦合至整流器400中的晶體管Q1404、Q2406、Q3408、Q4410的柵極。正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知，比較器1502接收到的電力波形AC1、AC2已經(jīng)過預(yù)處理而在比較器1502可接受的輸入電壓范圍內(nèi)。比較器1502將ACl和AC2進(jìn)行比較，且在一個實施例中，在ACl大于AC2時輸出正脈沖，且在AC2大于ACl時輸出地面脈沖或負(fù)脈沖。雖然比較器的輸入是正弦波，如圖5中所示，但是輸出是方波。比較器1502的輸出耦合至反相驅(qū)動器1504的輸入，和非反相驅(qū)動器1506的輸入。
[0146]非反相驅(qū)動器1506的輸出耦合至整流器400中的晶體管Q2406和Q3408的柵極。圖6中的波形600示出第二晶體管Q2406和第三晶體管Q3408的柵極的晶體管柵極信號的實例。參照圖5和6，比較器的輸出，即驅(qū)動器1506的輸入，是正的，且當(dāng)ACl大于AC2時，柵極信號Vgs(Q2，Q3)被啟用。而且，驅(qū)動器1504的輸出為低電平，且當(dāng)ACl大于AC2時，晶體管Q1404和Q4410是截止的。
[0147]反相驅(qū)動器1504的輸出耦合至整流器400中的晶體管Q1404和Q4410的柵極。圖7中的波形700示出第一晶體管Q1404和第四晶體管Q4410的柵極的晶體管柵極信號的實例。參照圖5和7，比較器1502的輸出，即反相驅(qū)動器1504的輸入，是負(fù)的或接地，且當(dāng)AC2大于ACl時，柵極信號Vgs(Ql，Q4)被啟用。而且，驅(qū)動器1506的輸出為低電平，且當(dāng)AC2大于ACl時，晶體管Q2406和Q3408是截止的。
[0148]調(diào)制器1514接收比較器1502的輸出，并接收來自計算機1512的數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)信號包含來自操作員接口面板308的地址/數(shù)據(jù)/命令。在實施例中，計算機1512是計算機314。在另一個實施例中，計算機314和計算機1512是不同的計算機。舉例而言，計算機1512包含類似于計算機314的那些設(shè)備或結(jié)構(gòu)。
[0149]調(diào)制器1514的輸出連接到反相驅(qū)動器1508的輸入和非反相驅(qū)動器1510的輸入。當(dāng)數(shù)據(jù)不存在時，調(diào)制器1514將比較器1502的輸出傳給驅(qū)動器1508、1510。當(dāng)數(shù)據(jù)不存在時，連接到照明模塊304的雙線路徑上的信號是正弦波1200，如圖12中所示。
[0150]非反相驅(qū)動器1510的輸出耦合至橋接器900或整流器/橋接器1400中的晶體管Q5904、1404和Q8910、1410的柵極。圖10中的波形1000示出第五晶體管Q5904、1404和第八晶體管Q8910U410的柵極的晶體管柵極信號的實例。參照圖5和10，當(dāng)ACl大于AC2且數(shù)據(jù)不存在時，柵極信號Vgs(Q5，Q8)被啟用。
[0151]反相驅(qū)動器1508的輸出耦合至橋接器900或整流器/橋接器1400中的晶體管Q6906, 1406和Q7908, 1408的柵極。圖11中的波形1100示出第六晶體管Q6906U406和第七晶體管Q7908U408的柵極的晶體管柵極信號的實例。參照圖5和11，當(dāng)AC2大于ACl且數(shù)據(jù)不存在時，柵極信號Vgs(Q6，Q7)被啟用。
[0152]如圖所示，在燈的電力信號上沒有數(shù)據(jù)的情況下，整流器/橋接器1400將變壓器1402的中心抽頭當(dāng)作到達(dá)照明器材104、204的雙線路徑中的一線。視Q51404和Q81410或Q61406和Q71408是否被啟用而定，整流器/橋接器1400發(fā)送變壓器1402的12VAC RMS輸出的正半周期或負(fù)半周期，在圖5中，其被繪示為雙線路徑中的另一線上的其16.97VAC峰-峰值波形ACl和AC2，使用基本上或幾乎無損電路。然而，如本文中所述，相同的整流器/橋接器1400根據(jù)用戶程序，接受來自處理器314的控制信號，以選擇性地控制一個或多個區(qū)域106、206中的一個或多個燈具104、204?？刂菩盘栍孟嗤蚧旧项愃频膸缀鯚o損程序來激活柵極，激活的方式為將邏輯或數(shù)據(jù)嵌入到圖12的電力信號1200中。
[0153]在一個實施例中，當(dāng)數(shù)據(jù)存在時，調(diào)制器作用為選擇性反相器。數(shù)據(jù)信號使比較器1502與驅(qū)動器1508、1510之間的信號反相。例如，當(dāng)數(shù)據(jù)為高時，調(diào)制器充當(dāng)反相器并使來自比較器1502的信號在被驅(qū)動器1508、1510接收之前反相。當(dāng)數(shù)據(jù)為低時，調(diào)制器將比較器1502的輸出傳給驅(qū)動器1508、1510。這允許從雙線路徑上的橋接器900或整流器/橋接器1400輸出到照明模塊304的信號照明電源/控制1，照明電源/控制2的相位以半個周期為基礎(chǔ)來調(diào)整，以將電力波形內(nèi)的數(shù)據(jù)編碼。參照圖13，波形1300繪示數(shù)據(jù)編碼電力波形的實例，其包含起始序列1，I，后接數(shù)據(jù)位0，1,0, I, 10
[0154]參照圖15，差分放大器1518接收來自電流變壓器412、1412的信號電流感測1，電流感測2，它們與從變壓器402流出的電流成比例。差分放大器1518減去電流感測1，電流感測2，以產(chǎn)生單端電流保護(hù)信號。鎖存比較器1516接收差分放大器1518的輸出，并將電流保護(hù)信號與參考電壓或閾值進(jìn)行比較。鎖存比較器1516的輸出耦合至為驅(qū)動器1504、1506、1508、1510所共用的啟動信號。當(dāng)電流保護(hù)信號的峰值電壓超過閾值時，鎖存比較器1516的輸出禁用驅(qū)動器1504、1506、1508、1510，以防止過電流事件損壞電路。[0155]而且，處理器1512接收鎖存比較器1516的鎖存輸出，且鎖存比較器1516接收來自處理器1512的復(fù)位信號。在一個實施例中，處理器1512可使鎖存比較器1516復(fù)位。在另一個實施例中，處理器1512可通過與處理器314通信而警示用戶過電流事件。然后，處理器314可在顯不器312上顯不信息。
[0156]圖16是根據(jù)一個實施例的偏置電路1600的示范性示意圖。在整流器400的實施例中，橋接器900和整流器/橋接器1400、晶體管Q1-Q8中的一些晶體管的源極電連接到變壓器402、1402的兩個AC輸出AC1、AC2其中之一或連接到整流后的電力波形V-全波。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員從本公開所知，當(dāng)晶體管或MOSFET導(dǎo)通時，名義上柵極電壓應(yīng)該約為5伏特+/_約4伏特到約10伏特+/-約5伏特，比源級電壓更正，用于正常運作。然而，此電壓高于變壓器402、1402的輸出處存在的電壓。偏置電路1600所起的作用是為整流器400、橋接器900和整流器/橋接器1400中的晶體管Q1-Q8提供較高的柵極電壓。
[0157]偏置電路1600分別從變壓器402、1402接收電力波形AC1、AC2，并產(chǎn)生電力波形AC1++，AC2++，它們的DC電平高于AC1、AC2，但是跟隨AC1、AC2波形。例如，ACl++和AC2++可能具有高于ACl、AC2約10伏特到約20伏特的DC偏移，因為它們隨著ACl、AC2上下移動。ACl++, AC2++向MOSFET驅(qū)動器集成電路1508、1510供電，MOSFET驅(qū)動器集成電路1508、1510為橋接器900中的MOSFET Q5904、Q6406、Q7908、Q8910和整流器/橋接器1400中的MOSFET Q51404、Q61406、Q71408、Q81410 提供柵極信號。
[0158]偏置電路1600包含電容器C11602、C21604、電阻器R11606、R21608,和二極管D11610、D21612、D31614、D41616。AC2 電耦合至二極管 D11610 的陽極和二極管 D11610 和電阻器R11602的串聯(lián)組合相對于ACl半波整流AC2，且電容器C11602儲存電壓。二極管D21612的陽極耦合至電容器C11602的一端。二極管D21612是齊納或箝位二極管，并將所述電壓箝位于箝位值。在一個實施例中，二極管D21616是+18伏特的齊納二極管。二極管D21612的陰極提供電力波形AC1++。
[0159]同樣地，ACl電耦合至二極管D41616的陽極和二極管D41616和電阻器R21608的串聯(lián)組合，相對于AC2半波整流AC1，且電容器C21604儲存電壓。二極管D31614的陽極耦合至電容器C21604的一端。二極管D31614是齊納或箝位二極管，并將所述電壓箝位于箝位值。在一個實施例中，二極管D31614是+18伏特的齊納二極管。二極管D31614的陰極提供電力波形AC2++。在其他實施例中，二極管D21612、D31614的箝位值可能是+18伏特以外的其他值。
[0160]偏置電路1600進(jìn)一步從變壓器402接收電力波形ACl，并從整流器400接收V-全波，并產(chǎn)生電力波形V-全波++。V-全波++大約是ACl半波整流后的，且在不低于V-全波以下的約一個二極管壓降的DC電平。V-全波向MOSFET驅(qū)動器集成電路1504、1506供電，MOSFET驅(qū)動器集成電路1504、1506為同步整流器400中的MOSFET Q1404、Q2406、Q3408、Q4410提供柵極信號。
[0161]偏置電路進(jìn)一步包含電容器C31618、C41620、C51622、電阻器R31624，以及二極管D51626、D61628、D71630、D81632。ACl 電耦合至電容器 C31618 的第一端和二極管 D51626的陰極。電容器C31618的第二端連接到電容器C41620的第一端、二極管D51626的陽極和二極管D61628的陽極。電容器C41620的第二端和二極管D61628的陰極耦合至二極管D71630的陽極和二極管D81632的陰極。使用電力波形AC1，電容器C31618、C41620、二極管D51626，和二極管D61628形成電荷泵電路。二極管D81632的陽極電耦合至V-全波，并將穿過電容器C31618、C41620的AC信號箝位于V-全波以下的約一個二極管壓降，在二極管D81632的陰極。二極管D71630和電阻器R31624的串聯(lián)組合相對于V-全波對箝位V-全波信號進(jìn)行半波整流，且電容器C51622儲存電壓。電容器C51622的一端耦合至電阻器R31624的一端，并提供電力波形V-全波++。
[0162]圖17A1-17A4和17B1-17B4是關(guān)于根據(jù)一個實施例的照明控制器1700的示范性電路圖。圖17A1和17A3是整流電路1710的實例，其中圖17A1的M0SFET1712、1714、1716、1718與具有圖17A3的對應(yīng)柵極信號柵極5、柵極6、柵極7、柵極8的M0SFET1713U715、1717、1719平行電耦合，以增強電流驅(qū)動。圖17A2和17A4是橋接電路1720的實例，其中圖17A2的M0SFET1722, 1724，1726，1728與具有圖17A4的對應(yīng)柵極信號柵極I,柵極2，柵極3，柵極4的M0SFET1723、1725、1727、1729 平行電耦合，以增強電流驅(qū)動。圖17B1-17B4是偏置電路1730、驅(qū)動器電路1740、相位檢測電路1750、時序產(chǎn)生電路1760和電流保護(hù)電路1770的實例。
[0163]圖18示出示范性照明系統(tǒng)1800。照明系統(tǒng)1800包含通過雙線接口連接到多個照明模塊1804的照明控制器1802。照明控制器1802包含電源302和使用者接口面板308，與上述接口面板相同或類似。照明固定裝置1804被分組到區(qū)域1806中。
[0164]在圖18中所示的實例中，區(qū)域11806a包含照明固定裝置1804a，區(qū)域21806b包含照明固定裝置1804b、1804c、1804d，區(qū)域31806c包含照明固定裝置1804e、1804f、1804g，且區(qū)域41806d包含照明固定裝置1804h。在其他實施例中，照明系統(tǒng)1800可被配置成具有更多或更少的區(qū)域1806和/或在每一個區(qū)域1806中具有更多或更少的照明固定裝置1804。額外的固定裝置無需用導(dǎo)線連接到線的一端。反之，使用者可選擇沿雙線路徑的任何地方以“分線”或“ T ”連接燈的另一個腿。
[0165]照明系統(tǒng)1800進(jìn)一步包含遠(yuǎn)程設(shè)備1808和無線接收器1810，用以發(fā)送地址/數(shù)據(jù)/命令給照明模塊1804。在一個實施例中，遙控器1808可以是數(shù)字設(shè)備、智能手機、iPhone、智能手機的應(yīng)用、iPhone的應(yīng)用程序等。無線接收器1810通過射頻(RF)傳輸無線連接到遙控器1808，且通過導(dǎo)線電連接到照明控制器1802。
[0166]在一個實施例中，遙控器1808使用標(biāo)準(zhǔn)的無線協(xié)議發(fā)送地址/數(shù)據(jù)/命令給接收器1810,例如，Zigbee或藍(lán)牙(Bluetooth)。在一個實施例中，接收器1810在許可或無需許可的頻帶中運作。在美國，無需許可的頻帶的實例為270MHz到460MHz ;且工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療頻段，為902MHz到928MHz，以及2.4GHz。如本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本公開所知，接收器1810可以是參考無線技術(shù)所公開的單變頻或雙變頻接收器。其他通信可能性，例如，蜂窩電話、蜂窩電話或個人數(shù)字助理(PDA)或其他個人計算設(shè)備的應(yīng)用、光纖、有線、衛(wèi)星等可用于與遙控器1808進(jìn)行通信。
[0167]接收器1810經(jīng)由有線或其他通信媒介從遙控器1808接收地址/數(shù)據(jù)/命令，并將它們傳送給照明控制器300。照明控制器300從接收器1810接收地址/數(shù)據(jù)/命令，處理命令并將數(shù)據(jù)和命令通過雙線路徑發(fā)送給編址的照明模塊1804，其中命令被編址的照明模塊1804解碼并執(zhí)行。
[0168]例如，操作員可站在照明模塊1804前方，或區(qū)域1806可將照明模塊1804打開(0N)或關(guān)閉(OFF)，調(diào)整亮度，確定燈發(fā)出的哪個色調(diào)看起來最好等。在操作員輸入命令時，命令被轉(zhuǎn)譯，以允許照明控制器1802的程序作出響應(yīng)。然后，照明控制器1802發(fā)送嵌入到電力信號中的數(shù)據(jù)給固定裝置1804或區(qū)域1806。因此，遙控器1808，例如，經(jīng)由接收器1810與電源302互動式地協(xié)作，以將任一個特定的照明模塊1804或成組的照明模塊1806的紅色、綠色和藍(lán)色系數(shù)混合。
[0169]在另一個實施例中，房主和通過已知的因特網(wǎng)或其他通信協(xié)議將信息輸入到計算設(shè)備，諸如，瀏覽器或應(yīng)用中的遠(yuǎn)程程序員打電話，更新照明模塊的特性。盡管參考了若干實施例來公開，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將從本公開得知許多可能的使用遠(yuǎn)程計算設(shè)備來將模塊特性編程的互動方法。
[0170]圖19描繪遠(yuǎn)程設(shè)備1808的實施例。在一個實施例中，遙控器1808是密鑰卡型設(shè)備。在另一個實施例中，遙控器1808是較大型手持設(shè)備。遙控器1808包含用于提供操作員反饋的顯示器1902和用于接收操作員輸入的輸入按鈕1904。
[0171]圖20是根據(jù)一個實施例的示范性遠(yuǎn)程裝置1808的方框圖。遙控器1808包含光電二極管2002、RF發(fā)射器2004、電池2006、穩(wěn)壓器2008、操作員接口 2010、顯示器2012，和具有相關(guān)存儲器(圖未示)的計算機2014。在一個實施例中，操作員接口 2010包含按鈕、旋鈕等，但是也可實現(xiàn)觸摸屏、語音或其他使用者互動。光電二極管2002光耦合至照明模塊1802，并與處理器2014電通信。處理器2014還與操作員接口 2010、顯示器2012和RF發(fā)射器2004電通信。
[0172]在一個實施例中，光電二極管是可向Advanced Photonix公司購買的H)B-C134等。還可使用光電晶體管，但是響應(yīng)時間較慢。RF發(fā)射器2004是可向Texas Instruments公司購買的CC1050等。
[0173]計算機2014包含與前文所公開的那些設(shè)備類似的設(shè)備。
[0174]如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，電池2006提供電力信號給穩(wěn)壓器2008，穩(wěn)壓器2008提供適當(dāng)?shù)碾娏Σㄐ?，以向遙控器1808內(nèi)的電路供電。
[0175]通常，照明固定裝置1804在被放置到位之前，被分配地址或照明區(qū)域1806。操作員接口面板308上的固定裝置編程端口 318可用于將地址和/或區(qū)域1806編程到照明模塊1804中。一旦固定裝置被定位，諸如，在地面上，安裝在墻壁上等，斷開或拆卸固定裝置1804以使其接近固定裝置編程端口 318以實現(xiàn)區(qū)域重新分配的過程可能比較繁瑣。在一個實施例中，照明模塊1804與遙控器1808之間的光學(xué)接口可有利地用于通過斷開或拆卸來改變固定裝置1804的照明組1806。
[0176]在一個實施例中，照明模塊1804包含至少一個發(fā)光二極管(LED)。通過選擇遠(yuǎn)程操作員接口 2010上適當(dāng)?shù)陌粹o或旋鈕，使用者發(fā)送命令給照明控制器300，以指示每個照明模塊1804使用其至少一個LED閃爍或頻閃其地址。
[0177]除了組號或區(qū)域號以外，每一個照明模塊1804還包含唯一的地址。在一個實施例中，照明模塊地址包含16位地址，約65，000個唯一值。照明模塊地址的其他實施例可能具有更多或更少位。來自遙控器1808的命令可使用唯一地址來將特定的照明模塊1804定為目標(biāo)，或使用區(qū)域地址將一組照明模塊1804定為目標(biāo)，以將模塊1804打開(ON) /關(guān)閉(OFF)、轉(zhuǎn)暗、變亮、調(diào)整顏色、調(diào)整色調(diào)、調(diào)整強度等。
[0178]如上文所述，遙控器1808使用無線協(xié)議傳送命令給無線接收器1810。無線接收器1810接收所述命令，并轉(zhuǎn)換信號，所述信號之后電發(fā)送給電源302。在一個實施例中，接收器1810將RF信號轉(zhuǎn)換成基帶信號。電源302接收并解譯所述命令，且通過雙線路徑電發(fā)送命令給照明模塊1804，以使其閃爍其地址。例如，LED可開啟(ON)以表示I地址位，且關(guān)閉(OFF)以表示O地址位。
[0179]使用者通過使遙控器1808指向所選的照明模塊1804來選擇照明模塊1804來分配給不同的區(qū)域1806，使得光電二極管2002從閃爍的LED接收光地址。光電二極管將光地址轉(zhuǎn)換成電信號，并將地址發(fā)送給處理器2014。
[0180]在一個實施例中，在遙控器1808是包含照相機的智能手機、包含照相機的iPhone、包含照相機的智能手機的應(yīng)用程序、包含照相機的iPhone的應(yīng)用程序等的情況下，照相機從閃爍的LED接收光地址。本領(lǐng)域技術(shù)人員從本公開所知的智能手機或iPhone和相關(guān)電路將光地址轉(zhuǎn)換成電信號，并將地址發(fā)送給處理器2014。
[0181]處理器發(fā)送地址給RF發(fā)射器2004，其中其經(jīng)由遙控器1808上的天線2016上變頻并傳送給無線接收器1810。無線接收器1810接收RF傳輸，將其下變頻并傳送地址給照明控制器300。照明控制器300中的電源302接收地址并傳送命令給所選的照明模塊1804，以改變其區(qū)域1806。當(dāng)所選的照明模塊1804接收并執(zhí)行命令時，照明模塊1804停止閃爍其地址。
[0182]可選地，在另一個實施例中，模塊1804被編號，且操作員將編號手動輸入到遙控器1808中。在又一個實施例中，在遙控器1808是包含照相機的智能手機、包含照相機的iPhone、包含照相機的智能手機的應(yīng)用程序、包含照相機的iPhone的應(yīng)用程序等的情況下，模塊1804的地址是條形碼，且智能手機或iPhone照相機從模塊1804讀取條形碼。
[0183]在另一個實施例中，照明模塊1804包含光電二極管，且除了 RF發(fā)射器2004、操作員接口 2010、顯示器2012、處理器2014、穩(wěn)壓器2008和電池2006，遙控器1808還包含LED。遙控器1808通過閃爍或頻閃其LED來光發(fā)送命令和數(shù)據(jù)，命令和數(shù)據(jù)由照明模塊中的光電二極管來接收，類似于TV從手持式TV遙控器接收信號的方式。閃爍通常十分迅速，以至于人眼感知不到。遙控器1808還使用無線協(xié)議傳送數(shù)據(jù)和命令給RF接收器1810，進(jìn)而經(jīng)由導(dǎo)線發(fā)送消息給照明控制器300，如上所述。
[0184]圖21示出根據(jù)一個實施例的一種遠(yuǎn)程控制的示范性照明系統(tǒng)2100。照明系統(tǒng)2100包含照明控制器2102，和被配置到多個區(qū)域2106中的多個照明模塊2104。在所示實施例中，區(qū)域12106a包含一個照明固定裝置2104a ;區(qū)域22106b包含三個照明固定裝置2104b、2104c、2104d，且區(qū)域32106c包含三個照明固定裝置2104f、2104g、2104h。照明控制器2102包含電源302和操作員接口 308。照明控制器2102發(fā)送數(shù)據(jù)編碼電力波形給雙線路徑上的所述多個照明模塊2104，如上所述。
[0185]照明系統(tǒng)2100進(jìn)一步包含無線模塊2110，其經(jīng)由導(dǎo)線或其他媒介電耦合到照明控制器2102。無線模塊2110使用自組織通信模式以無線方式與設(shè)備，諸如，智能手機2114、筆記本電腦2116，和具有WiFi?連接能力的其他裝置通信。在自組織通信模式中，定制軟件、固件、應(yīng)用程序、程序等被寫入無線模塊2010和通信設(shè)備2114、2116。在一個實施例中，這種專有的通信方法不受傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，例如，802.11標(biāo)準(zhǔn)及其各版本的限制。
[0186]使用者可通過智能手機2114、筆記本電腦2116，或無線模塊2110范圍內(nèi)的其他通信設(shè)備來發(fā)送命令，以控制遠(yuǎn)程照明系統(tǒng)2100。例如，使用者可發(fā)送命令以使照明系統(tǒng)2100、區(qū)域2106或遠(yuǎn)程設(shè)備2114、2116中的特定照明模塊2104開啟(ON) /關(guān)閉(0FF)，調(diào)整亮度，調(diào)整顏色，調(diào)整色調(diào)等。在一個實施例中，使用者通過，例如，打開智能手機2114或
筆記本電腦2116上的丨丨uem IixpiuiViMi來查看由無線模塊2110提供的網(wǎng)頁。然后，使
用者與網(wǎng)頁進(jìn)行互動，以控制照明系統(tǒng)2100。在另一個實施例中，網(wǎng)頁由照明控制器中的計算機提供，且無線模塊2110提供RF連接性。
[0187]無線模塊2110使用自組織協(xié)議以無線方式接收命令，電轉(zhuǎn)換信號，并發(fā)送照明命令，經(jīng)由導(dǎo)線，至照明控制器2102。在一個實施例中，模塊2110將信號轉(zhuǎn)換到基帶。照明控制器2102經(jīng)由雙線路徑接收命令，并發(fā)送消息給編址的照明模塊2104或指定區(qū)域2106中的照明模塊2104。
[0188]在另一個實施例中，照明系統(tǒng)進(jìn)一步包含無線路由器2108，且無線模塊2110是WiFi?啟用設(shè)備。WiFi?啟用無線設(shè)備，諸如，筆記本電腦或計算機2116、2120、智能手機2114、WiFi?啟用汽車2122等，使用標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，諸如，802.11與路由器2108通信。在其他實施例中，設(shè)備，諸如，計算機2118經(jīng)由導(dǎo)線或電纜連接到路由器2108。使用者使用設(shè)備 2114、2116、2118、2120、2122 來發(fā)送命令給照明系統(tǒng) 2100。設(shè)備 2114、2116、2118、2120、2122使用標(biāo)準(zhǔn)路由協(xié)議通過路由器2108發(fā)送命令。路由器2108使用因特網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)和因特網(wǎng)連接連接到2112。在另一個實施例中，智能手機2114使用通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS )協(xié)議通過因特網(wǎng)通信。
[0189]在一個實施例中，無線模塊2110包含路由器2108。在另一個實施例中，照明控制器2102包含路由器2108。
[0190]設(shè)備2114、2116、2118、2120、2122通過其因特網(wǎng)協(xié)議(IP)地址來存取WiFi?啟用無線模塊2110。模塊2110發(fā)送命令給照明控制器2102，其中照明控制器通過雙線路徑發(fā)送命令給照明模塊2104。以這種方式，使用者可從有因特網(wǎng)連接的任何地方存取照明系統(tǒng)2100。
[0191]圖22是根據(jù)一個實施例的具有主從配置的示范性照明系統(tǒng)2200的方框圖。照明系統(tǒng)2200包含第一照明控制器2202和至少一個第二照明控制器2252。照明控制器2202作為主控制器來運作，且包含電源2208、操作員接口 2210，和固定裝置編程端口 2212。照明控制器2252作為主控制器2202的從動裝置來運作，且包含電源2258和從屬控制面板2260。從屬控制面板2260包含處理器314和支援電路，諸如，存儲器316、邏輯電源320，以及顯示器和指示器312。在一個實施例中，從屬控制面板2260可能沒有固定裝置編程端口2212和操作員接口設(shè)備，例如按鈕和旋鈕310。在其他實施例中，從屬控制器2252在電氣上與主控制器2202相同或類似。
[0192]每一個照明控制器2202、2252分別電連接到多個照明模塊2204，且連接到WiFi?啟用模塊2214、2264。在所示實施例中，主控制器2202電連接到照明模塊2204a、2204b、2204c，直到2204η，且電連接到模塊2214。從屬控制器2252電連接到照明模塊2204d、2204e、2204f，直到2204m，且電連接到模塊2264。
[0193]在一個實施例中，WiFi?啟用模塊2214、2264通過自組織協(xié)議彼此通信，如上文參照圖21所述。在另一個實施例中，WiFi?啟用模塊2214、2264可通過路由器2108彼此通信，也如上文關(guān)于圖21所述。
[0194]例如，使用者可能擁有使用一個以上照明控制器2202來控制照明模塊2204的照明系統(tǒng)2200。這可能是由變壓器322、402不能供應(yīng)足夠電力以照亮所述多個照明模塊2204而引起的。在這種情況下，使用者將把某些照明模塊和第一控制器2202連接到一起，并把其他照明模塊和第二控制器2252連接到一起。在一個實施例中，第一和第二控制器2202、2252各控制與其相關(guān)聯(lián)的照明模塊2204，與另一個控制器2202、2252無關(guān)。
[0195]然而，在另一個實施例中，用于控制所有照明模塊2204的程序在一個照明控制器2202中執(zhí)行，其充當(dāng)主控制器并與從屬控制器2252通信。主控制器2202發(fā)送關(guān)于從屬控制器2252的命令給模塊2214。模塊2214以無線方式與模塊2264通信，且模塊2264從模塊2214接收命令并發(fā)送命令給從屬控制器2252。從屬控制器2252接收命令并發(fā)送命令給與其相關(guān)聯(lián)的編址的照明模塊2204。有利的是，使用者可通過從主控制器2202上的操作員接口 2210輸入命令或通過傳輸給唯一的主控制器2202的IP地址來存取所有照明模塊2204，而非存取兩個照明控制器2202、2252。另一個優(yōu)勢是從屬控制器2252的成本減少，其不包括按鈕和旋鈕310、固定裝置編程端口 2212，和從屬控制器2252中未使用的其他零件。
[0196]在另一個實施例中，照明系統(tǒng)1800、2100、2200進(jìn)一步包含運動檢測器。所述運動檢測器可以是由電池供電的，且與接收器/模塊1810、2110、2214通信。當(dāng)運動檢測器感測到運動時，其可發(fā)送消息給照明控制器1802、2102、2202，然后它們打開適當(dāng)?shù)恼彰髂K1804、2104、2204，如使用者所編程的那樣。在一個實施例中，運動檢測器通過連接所述多個照明模塊1804、2104、2204的雙線路徑接收電力。
[0197]在另一個實施例中，發(fā)送給照明控制器300、1802、2102、2202的數(shù)據(jù)被加密。在一個實施例中，使用的是專有的加密方案。在另一個實施例中，標(biāo)準(zhǔn)的加密協(xié)議，諸如，TCP/IP、IPX/SPX, OSI, DLC, SNAP，不同或類似物，用于對數(shù)據(jù)和命令進(jìn)行編碼。
[0198]圖23是用于將數(shù)據(jù)編碼到照明模塊304、1804、2104、2204的電力信號中的示范性程序2300的流程圖。從方框2310開始，程序2300對AC電力信號進(jìn)行整流，以形成次級VAC電力波形。
[0199]在方框2320，程序2300通過控制所述多個整流后的電力信號，將數(shù)據(jù)編碼到整流后的電力信號中，使得具有第一極性的整流后的電力波形的至少一部分表示I數(shù)據(jù)位，且具有第二極性的整流后的電力波形的至少一部分表示O數(shù)據(jù)位。
[0200]在方框2330，程序2300通過雙線路徑發(fā)送數(shù)據(jù)編碼電力波形給照明模塊304、1804、2104、2204。編址的照明模塊304、1804、2104、2204將命令解碼，并執(zhí)行照明功能，諸
如，打開/關(guān)閉，調(diào)暗/調(diào)売，改變顏色/色調(diào)等。
[0201]更加詳細(xì)地查看程序2300，在方框2311，照明控制器300、1802、2102、2202接收初級AC電力信號。在方框2312，程序2300將初級AC電力信號轉(zhuǎn)換成次級VAC電力信號。在一個實施例中，次級VAC電力信號在約IlVAC與14VAC之間。在方框2313，程序2300確定次級AC電力信號的相位。在方框2314和2415，當(dāng)相位為正時，程序2300發(fā)送次級AC電力波形到V-全波上，且當(dāng)相位為負(fù)時，發(fā)送反相的次級AC電力波形到V-全波上，以產(chǎn)生整流后的次級VAC電力波形。
[0202]在方框2321，程序傳送數(shù)據(jù)流以及相位信息給編碼器/調(diào)制器。數(shù)據(jù)流包含地址、數(shù)據(jù)和命令。當(dāng)數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)位處于第一狀態(tài)時，橋接電路900通過雙線路徑將整流后的次級電力波形傳給照明模塊304、1804、2104、2204。而且，當(dāng)數(shù)據(jù)位處于第二種狀態(tài)時，橋接電路使整流后的次級波形反相。當(dāng)數(shù)據(jù)不存在時，橋接電路由整流后的次級波形重建次級VAC電力波形的正弦波，并發(fā)送重建后的次級VAC電力波形。[0203]在方框2331，程序2300通過雙線路徑從照明控制器300、1802、2102、2202傳送數(shù)據(jù)編碼電力信號給所述多個照明固定裝置304、1804、2104、2204。編址的照明模塊304、1804、2104、2204接收數(shù)據(jù)編碼電力波形。圖13-22中公開了照明模塊304、1804、2104、2204，其功能，及其操作的實施例，且所附的于2009年9月22日提出申請的名為“Low Voltage Outdoor Lighting Power Source and Control System” 的美國申請第12/564，840號案的公開內(nèi)容通過弓I用方式并入本文。在下文中，圖26-29描述其他實施例。
[0204]該波形首先進(jìn)行縮放和濾波，然后通過比較器以確定輸入信號的相位，該信號用于解碼數(shù)據(jù)位和執(zhí)行所請求的命令。該數(shù)據(jù)編碼電力波形也被整流并且用于向照明模塊供電。應(yīng)當(dāng)指出，可以將能量儲存在照明模塊中，使得當(dāng)接收到數(shù)據(jù)的實際位時，在這些時刻不會供電。
[0205]圖24是根據(jù)一個實施例的示范性程序2400的流程圖，示范性程序2400用于在聯(lián)網(wǎng)的照明系統(tǒng)100、200、1800、2100、2200中將區(qū)域106、206、1806、2106、2206分配給可尋址照明模塊104、204、1804、2104、2204。在一個實施例中，使用者將區(qū)域號碼通過固定裝置編程端口 212、318、2212分配給每個照明固定裝置300、1802、2102、2202。在一個實施例中，區(qū)域號碼包含8位，而且可能存在多達(dá)256個區(qū)域106、206、1806、2106、2206。在其它實施例中，區(qū)域號碼包含8位以上或者8位以下，并且可能存在多于或少于256個區(qū)域106、206、1806、2106、2206。
[0206]在方框2402和2404，照明控制器周期性地查詢編程端口，其試圖檢測已經(jīng)連接的照明固定裝置。在方框2406，照明控制器已經(jīng)檢測到編程端口上的燈具，并且經(jīng)由照明控制器300、1802、2102、2202上的操作員接口面板210、308、2210將照明固定裝置編程屏幕呈現(xiàn)給使用者。下一步，在方框2408，使用者輸入照明固定裝置104、204、1804、2104、2204的區(qū)域號碼，將它們添加到輸入的區(qū)域106、206、1806、2106中。
[0207]在方框2410，程序2400發(fā)送命令以將照明固定裝置104、204、1804、2104、2204分配給輸入的區(qū)域 106、206、1806、2106、2206。
[0208]在方框2412，通知使用者編程已經(jīng)完成，并且其將固定裝置從編程端口上移除。
[0209]圖25是根據(jù)一個實施例，用于使用遠(yuǎn)程控制器1808在照明系統(tǒng)1800中修改所分配區(qū)域1806的示范性程序2500的流程圖。在方框2502，且參見圖18，使用者通過遙控器1808選擇改變區(qū)域選項，并輸入新的區(qū)域號碼。
[0210]在方框2504，遙控器1808將區(qū)域改變請求經(jīng)由RF傳送到接收器1810。在方框2506，接收器1810經(jīng)由導(dǎo)線或者其它介質(zhì)將區(qū)域改變請求發(fā)送到照明控制器1802。在方框2508，照明控制器1802將命令經(jīng)由雙線路徑發(fā)送到照明模塊1804，開始閃現(xiàn)其地址。命令被編碼到電力波形上，向照明模塊1804供電。接收到命令之后，每個照明模塊1804使用照明固定裝置1804上的LED閃現(xiàn)其地址。
[0211]在方框2510，使用者將遙控器1808指向所選照明固定裝置1804。所選照明固定裝置1804是使用者想要重新分區(qū)的照明固定裝置。在方框2512，遙控器1808經(jīng)由光學(xué)路徑接收所選照明固定裝置的地址。在方框2514，遙控器1808將所選照明模塊1804的地址經(jīng)由RF發(fā)送到接收器1810。
[0212]在方框2516，接收器1810經(jīng)由有線路徑將所選地址發(fā)送到照明控制器1802。照明控制器1802接收所選地址，并經(jīng)由雙線路徑將命令發(fā)送到所選照明固定裝置1804。命令被編碼到經(jīng)由雙線路徑發(fā)送的電力波形上。
[0213]在方框2520，照明固定裝置1804將命令解碼并將其所屬區(qū)域1806變換到新區(qū)域地址。
[0214]在一個實施例中，照明固定裝置104、204、1804、2104、2204有利地在單個印刷電路板上的固定裝置104、204、1804、2104、2204內(nèi)構(gòu)造成具有驅(qū)動電路、監(jiān)控功能、通信接收，等等，以減少水密拼接、密封，以及其它可靠性問題的需要。
[0215]在另一個實施例中，命令協(xié)議支持排隊命令以及立即命令。排隊命令允許多個照明組或區(qū)域106、206、1806、2106、2206同步變化。可以將幾種不同的排隊命令發(fā)送到不同的照明區(qū)域106、206、1806、2106、2206。照明模塊104、204、1804、2104、2204記住命令但并不作用于它，直到接收到“應(yīng)用排隊”命令為止。
[0216]在又一個實施例中，當(dāng)固定裝置閃現(xiàn)或頻閃其地址時，具有光學(xué)傳感器的附屬設(shè)備監(jiān)測照明固定裝置。該附屬設(shè)備讀取地址并將該地址顯示給使用者。這是有用的，因為雖然固定裝置上會有其地址標(biāo)記，但標(biāo)記可能會磨掉或安裝后看不到。
[0217]在另一個實施例中，照明控制器盤點照明模塊，這些照明模塊式是通過發(fā)送命令以打開照明模塊來附接的，其命令的發(fā)送是針對可能的65，000個唯一地址中的每一個或者針對特定范圍的地址逐個發(fā)送的。然后照明控制器在發(fā)送命令之后監(jiān)控電流以確定是否有固定裝置響應(yīng)于該命令。最后，控制器編譯檢測到的要呈現(xiàn)給使用者的固定裝置地址列表。
[0218]在另一個實施例中，電源具有可拆卸的前面板，其上設(shè)有被設(shè)計成容納附屬設(shè)備的槽。當(dāng)安裝附屬設(shè)備時，使用者拆卸掉現(xiàn)在供電并與附屬設(shè)備通信的前面板，并且繞院子走。使用前面板的較大的顯示器和操作者接口，使用者可以執(zhí)行更復(fù)雜的遠(yuǎn)程操作。這些操作經(jīng)由附屬設(shè)備的RF發(fā)射器傳回電源。在本實施例中，電源包含第二微控制器以接收RF命令并作用于所述命令。
[0219]在另一個實施例中，照明控制器包含兩個微控制器，其中第一微控制器位于電源箱中，且第二微控制器位于操作員面板中。這兩個微控制器經(jīng)由有線鏈路通信，而操作員面板安裝在電源中。當(dāng)操作員面板從電源箱中取出時，這兩個微控制器經(jīng)由無線鏈路通信。在一個實施例中，操作員面板由電池供電并且是便攜的。在另一個實施例中，小插頭式電源為操作員面板供電。在這種情況下，面板可以安裝在更加方便使用者接近的這樣一個位置上，例如房屋的內(nèi)壁，而不是通常的但不太方便的外壁。
[0220]多年來，景觀照明系統(tǒng)由接線到12VAC白熾燈泡的大而笨重的變壓器組成。通常，變壓器還具有或者置入其殼體中或者緊挨著它的定時器。該定時器用于打開和關(guān)閉變壓器的供電，以同時控制所有的燈。最近，LED已經(jīng)開始用于景觀燈，但是僅僅作為歷來使用的白熾燈泡的長壽命的替代品。
[0221]相比之下，在本公開內(nèi)容的實施例中，一種照明固定裝置接收來自照明控制器202、300、1802、2102、2202、2252的受極性控制的正弦電力信號，將編碼命令解碼并執(zhí)行，并使用信號來供電。在另一個實施例中，過去的景觀燈可以裝配有專門的電路，以便接收該通信信號并且使用信息來控制燈的一些方面。
[0222]在又一個實施例中，照明固定裝置包含并控制白色、紅色、綠色和藍(lán)色或任何子集的LED。為了控制單個LED的亮度水平，控制器接收目標(biāo)亮度水平。亮度水平在幾個糾正因子之后應(yīng)用于特定的LED。首先，照明控制器應(yīng)用溫度修正因子。隨著照明模塊的印刷線路板的溫度增加，LED的光輸出發(fā)生改變。相對顏色改變?nèi)Q于LED的顏色。如果進(jìn)行混色，那么將單個顏色溫度校正因子應(yīng)用于每種顏色的LED，或整體色調(diào)將隨溫度變化而變化。其次，照明控制器應(yīng)用老化校正因子。照明模塊確定每一個LED使用的總小時數(shù)和在何種類型的驅(qū)動條件下。隨著LED老化，其光輸出降低。如果進(jìn)行混色，那么將單個老化校正因子應(yīng)用于每一個LED，或整體色調(diào)將會隨LED老化而改變。第三修正因子是溫度節(jié)流因子，當(dāng)印刷電路板的溫度超過預(yù)定閾值時，溫度節(jié)流因子減少提供給所有LED的電力。
[0223]在又一個實施例中，照明固定裝置使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號使LED變暗，其中PWM信號與輸入AC電力信號同步。所述同步對于防止高PWM頻率對調(diào)光線性所造成的有害影響，同時保持足夠高的頻率以避免PWM引起的LED可見閃爍很重要。
[0224]圖26是示范性單信道照明模塊2600的方框圖，該照明模塊可以與能夠?qū)旊娋€上的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的照明控制器202、300、1802、2102、2202、2252—起使用。照明模塊2600包含橋式整流器2602、調(diào)理電路2604、穩(wěn)壓器2606、微控制器2608、溫度傳感器2610、LED驅(qū)動器2612以及一個或多個燈2620。在所示實施例中，燈2620包含LED2620。在其它實施例中，燈2620可以是其它發(fā)光設(shè)備，諸如，白熾燈、熒光燈等等。
[0225]橋式整流器2602從橋接器900或橋接器/整流器1400接收編碼電力波形，照明控制I和照明控制2。橋式整流器2602包含多個二極管，例如，購自Diodes公司的部件號碼為SBR2A40P1的肖特基整流器等等。橋式整流器2602將任意極性的輸入信號轉(zhuǎn)換為DC信號以向照明板上的其它電路供電。該DC信號被饋入LED驅(qū)動器2612中，其可以是購自Diodes公司的部件號碼為AL8805的驅(qū)動器集成電路，或者等效物。驅(qū)動器集成電路使用一種高效降壓開關(guān)拓?fù)?Buck Switching topology)來產(chǎn)生調(diào)控的輸出電流,該電流用來向LED2620供電。在一個實施例中，LED2620可以是大功率的LED，諸如，舉例而言，CREE XP-E或等效物。
[0226]來自橋式整流器2602的DC電壓輸出還用于使穩(wěn)壓器2606中產(chǎn)生調(diào)控的邏輯電源電壓。在一個實施例中，穩(wěn)壓器2606可以是,諸如,舉例而言,購自Texas Instruments公司的部件號碼為TPS71530的3伏調(diào)節(jié)器，等等。穩(wěn)壓器2606向微控制器2608，例如，購自微芯科技的部件號碼為PIC16F1824等微控制器供電。微控制器2608以及駐留在其內(nèi)的固件包含接收器，其用于接收由照明控制器202、300、1802、2102、2202、2252發(fā)送的數(shù)據(jù)。包含多個電阻器和電容器的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)將來自電源302的數(shù)據(jù)耦合到微控制器的比較器輸入，同時限制電流輸入微控制器2608。比較器(在微控制器2608內(nèi))的輸出用于確定數(shù)據(jù)的性質(zhì)。微控制器2608隨后產(chǎn)生的信號2630耦合到LED驅(qū)動器2612。信號2630用來基于從電源302接收到的數(shù)據(jù)來改變燈2620的強度。
[0227]在一個實施例中，接收的數(shù)據(jù)的一部分是地址，其用來確定所發(fā)送的信息是否用于燈2620，因為每個燈將具有唯一地址。在其它實施例中，某些命令也可以用于照明“組”。一組可以定義為某種類型的燈，例如，庭園路燈，或一組可以是在某個位置的所有燈。在其它實施例中，命令可以用于所有的燈2620。因此，使用這種尋址技術(shù)，命令可能會影響一個單獨的燈、一組燈或所有燈。在另一個實施例中，電源302將強度圖樣傳送給燈2620。例如，這可以是不同強度的預(yù)先編排的圖樣。在一個實施例中，圖案可以是“罐裝”或預(yù)設(shè)在照明固定裝置內(nèi)部，或者有關(guān)細(xì)節(jié)從照明控制器202、300、1802、2102、2202、2252傳送出去。這種特征可能是有益的，例如，對于可以與音樂同步的照明“效果”而言。
[0228]比較器(在微控制器2608內(nèi))的輸出還包含輸入電力信號，照明控制1、照明控制2的相位信息。在一個實施例中，這很重要，因為LED2620的亮度是通過來自微控制器2608的脈沖寬度調(diào)制(PWM)波形來確定的。除非此PWM波形與輸入電力同步，否則可見“閃爍”可以看作是這兩種信號(電力和PWM)“混合”。因此，對微控制器2608而言重要的是知道輸入電力的相位，并且周期性地重置PWM計數(shù)器，以使PWM信號的PWM和電力信號同步。
[0229]在另一個實施例中，微控制器2608避免燈2600過熱。一般來說，大功率LED2620產(chǎn)生熱量。在一個實施例中，照明固定裝置2600包含在照明固定裝置2600的印刷電路板上的溫度傳感器2610。溫度傳感器2610可以是，例如，購自微芯科技的部件號碼為MCP9700的溫度傳感器，等等。溫度傳感器的輸出是由微控制器2608中的A/D轉(zhuǎn)換器讀取的模擬電壓。微控制器2608在溫度升至閾值溫度以上時使用此信息來“節(jié)流”提供給LED2620的電力。在一個實施例中，選擇閾值溫度以將LED2620的內(nèi)部結(jié)溫保持在其額定規(guī)范內(nèi)。如上所述，按照實現(xiàn)強度變化相同的方式來實現(xiàn)節(jié)流。
[0230]雖然本實施例示出了單個LED，但照明固定裝置2600的其它實施例驅(qū)動多個LED2620。
[0231]圖27是根據(jù)一個實施例的單信道照明模塊2700的示范性示意圖。
[0232]圖28是示范性多信道照明模塊2800的框圖，其接收來自照明控制器202、300、1802、2102、2202、2252的受極性控制的正弦電力信號，將編碼的命令進(jìn)行解碼并執(zhí)行，并使用信號來供電。照明模塊2800包含橋式整流器2802、調(diào)理電路2804、穩(wěn)壓器2806、微控制器2808、溫度傳感器2810、多個LED驅(qū)動器2812、2814、2816、2818，以及一個或多個LED2820、2822、2824、2826。每一個LED2820、2822、2824、2826可以包含一個或多個LED。所示實施例是四信道照明模塊2800，但是其它實施例可能具有多于或少于四個信道。
[0233]如上所述，橋式整流器2802、調(diào)理電路2804和穩(wěn)壓器2806在構(gòu)造和操作上分別類似于單信道照明固定裝置2600的橋式整流器2602、調(diào)理電路2604和穩(wěn)壓器2606。
[0234]相對于四信道照明固定裝置2800的LED2820、2822、2824、2826和LED驅(qū)動器2812、2814、2816、2818，四信道實施例2800大約是單信道實施例2600上的LED2620和LED驅(qū)動器2612的四倍。因此，如上所述，每一個LED2820、2822、2824、2826和每一個LED驅(qū)動器2812、2814、2816、2818在構(gòu)造和操作上分別類似于單信道照明固定裝置2600的LED2620和LED驅(qū)動器2612。同樣地，如上所述，微控制器2808在構(gòu)造和操作上類似于單信道照明固定裝置2600的微控制器2608，只是微控制器2808控制多個信道而不是單一信道。結(jié)合微控制器2808，LED驅(qū)動器2812、2814、2816、2818允許對LED的四個獨立信道進(jìn)行獨立亮度控制。以微控制器2608產(chǎn)生信號2630來控制LED2620的強度的類似方式，微控制器2806產(chǎn)生信號2830,2832,2834和2836來分別控制LED2820、2822、2824和2826的強度。每個LED串2820、2822、2824、2826可以包含一個或多個LED。在其它實施例中，這種方法可用來增加更多的信道，或用來改變每串中的LED數(shù)目。在其它實施例中，每一個LED2820、2822、2824、2826可以包含在具有單個透鏡的單個封裝中的幾個LED管芯，例如，LED的CREE MC系歹1J 7等等。
[0235]像單信道實施例2600 —樣，照明固定裝置2800使用微控制器2808來從照明控制器202、300、1802、2102、2202、2252接收信息并且根據(jù)該信息來改變LED強度。由于可以獨立地控制四個信道中的每一個，輸入到四信道照明固定裝置2800的命令包含四個信道中的每一個的強度等級信息。
[0236]有利地，在多信道實施例2800中，每個信道可以包含不同顏色的LED2820、2822、2824,28260例如，如果第一信道包含一個或多個白色LED，第二信道包含一個或多個紅色LED,第三信道包含綠色LED且第四信道包括藍(lán)色LED，則多個照明顏色可以通過以正確比例混合強度而產(chǎn)生。例如，白色信道可產(chǎn)生更亮的白光滿足普通照明的需要，或稍微“洗掉”紅色、藍(lán)色、和綠色LED所產(chǎn)生的顏色。這使使用者能夠制定任何所需顏色的光，以及或者突然地或者通過逐步混合技術(shù)來改變顏色。還可以改造戶外燈以使其匹配特定的季節(jié)或節(jié)日。例如，紅色、白色、藍(lán)色的燈可以用在7月4日；紅色和綠色燈可以用在圣誕節(jié)前后；以及橙色燈可以用于萬圣節(jié)和感恩節(jié)。
[0237]在另一個實施例中，多信道照明固定裝置2800允許使用者調(diào)整白色光的色度。或許，例如，使用者更傾向于“純的”且只是更喜歡白色光。術(shù)語“白色”包括各種色度，從多個“藍(lán)色”冷白色到多個“黃色”暖白色。白光LED其本性是冷白色。這是因為白光LED實際上是具用發(fā)白光的熒光粉涂層的藍(lán)光LED。對于大多數(shù)人來說這是可接受的，但是對于某些人，可能需要更暖的白色。如果三個信道中的一個裝有紅色或黃色LED，那么通過改變該信道的強度，使用者可以改變光的溫度或技術(shù)上稱之為色溫。這也很重要，因為不同色溫能夠更好地照亮某些主題色調(diào)。
[0238]控制單個燈或單個燈中的LED的單個信道是有利的。甚至更有利的是能夠使用向燈供電的相同的一組導(dǎo)線實現(xiàn)這種控制。最后，在照明固定裝置2800中的單個印刷電路板上整合所有的解碼器電路2802、2804、2806、2808，驅(qū)動器電路2812、2814、2816、2818和溫度節(jié)流2810，產(chǎn)生一種高度集成、獨立的智能照明固定裝置2800，其安裝沒有傳統(tǒng)景觀燈難。
[0239]圖29是根據(jù)一個實施例的多信道照明模塊2900的示范性示意圖。
[0240]依所述實施例而定，本文所述的某些動作、事件、或任何算法的功能可以按不同順序執(zhí)行，可以一起添加、合并、或省去(例如，并非所有所描述的動作或事件都是算法實踐所必需的)。此外，在某些實施例中，動作或事件可以同時進(jìn)行，例如，通過多線程處理、中斷處理、或多個處理器或處理器核心或在其它并行體系結(jié)構(gòu)上，而不是順序執(zhí)行。
[0241]結(jié)合本文公開的實施例所描述的各種說明性的邏輯塊、模塊和算法步驟可以實現(xiàn)為電子硬件、計算機軟件或兩者的組合。為了清楚地說明硬件和軟件的這種可互換性，在上文中已大體描述了各種說明性組件、塊、模塊和步驟的功能。這種功能是實現(xiàn)為硬件還是軟件取決于在整個系統(tǒng)上施加的特定應(yīng)用和設(shè)計約束。可以以不同的方式來實現(xiàn)針對每個特定應(yīng)用所描述的功能，但這種實現(xiàn)決定不應(yīng)該被解讀為導(dǎo)致背離本公開的范圍。
[0242]結(jié)合本文公開的實施例所述的各種說明性的邏輯框圖和模塊可以由機器來實現(xiàn)或執(zhí)行，諸如，通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯設(shè)備、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或為執(zhí)行本文所述功能而設(shè)計的任意組合。通用處理器可以是微處理器，但在替代方案中，處理器可以是控制器、微控制器或狀態(tài)機、其組合，等等。處理器也可以實現(xiàn)為計算設(shè)備的組合，例如，下列的組合:DSP和微處理器、多個微處理器、一個或多個微處理器與DSP核心的聯(lián)合,或任何其它此類配置。[0243]結(jié)合本文所公開的實施例所描述的方法、程序或算法的步驟可以直接體現(xiàn)為硬件、由處理器執(zhí)行的軟件模塊或兩者的組合。軟件模塊可駐留在RAM存儲器、快閃存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM或本領(lǐng)域所知的任何其它形式的計算機可讀存儲介質(zhì)。一種示范性存儲介質(zhì)可以耦合到處理器，使得處理器可從中讀取信息并將信息寫入到存儲介質(zhì)中。在替代方案中，存儲介質(zhì)可以集成到處理器中。處理器和存儲介質(zhì)可駐留在ASIC中。
[0244]本文中使用的條件性語言，諸如，尤其是“可能”、“也許”、“可以”、“例如”等，除非在上下文中明確陳述，或在使用的上下文中另外理解，否則通常旨在傳達(dá)某些實施例包括，而其它實施例則不包括某些特征、元件和/或狀態(tài)。由此，這種條件性語言一般并非旨在暗示特征、元素和/或狀態(tài)在任何情況下都是一個或多個實施例所需的，或者一個或多個實施例必定包括用于決定這些特征、元素和/或狀態(tài)是否包括在任何特定實施例中或?qū)⒃谌魏翁囟▽嵤├袌?zhí)行的邏輯。術(shù)語“包含”、“包括”、“具有”等是同義的且以開放式的形式包含性地使用，且并不排除另外的元素、特征、動作、操作等。同樣，術(shù)語“或者”是用于包含含義(而不是排除性意義)，使得在使用時，例如，用于連接元素列表時，術(shù)語“或者”意指列表中的一個、一些或全部元素。
[0245]盡管以上詳細(xì)描述已展示、描述并指出應(yīng)用于各種實施例的新穎特征，但是將會明白的是，在所示設(shè)備或算法的形式和細(xì)節(jié)上的各種省略、替換和改變可以在不偏離本公開的精神的情況下做出。將認(rèn)識到，本文描述的本發(fā)明的某些實施例可以以并未提供本文陳述的所有特征和益處的形式來實現(xiàn)，因為一些特征可獨立于其它特征來使用或?qū)嵺`。本文公開的某些發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求指出而不是由前面的描述指出。在與權(quán)利要求相等同的含義和范圍內(nèi)的所有改變都包括在其范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種控制器，其被配置成向燈系統(tǒng)供電并控制所述燈系統(tǒng)的行為，所述燈中的一個或多個與多個照明模塊中的每一個相關(guān)聯(lián)，所述照明模塊中的每一個在雙線通信網(wǎng)絡(luò)上是可串行尋址的，所述控制器包含: 處理器，其被配置成輸出能夠?qū)λ鰺糁械拿恳粋€進(jìn)行唯一尋址的命令和地址數(shù)據(jù)； 使用者輸入設(shè)備，其與所述處理器通信并且被配置成接受使用者輸入并輸出信息給所述處理器； 整流電路，其與電力信號通信并且被配置成形成整流的正弦電力波形；以及 橋接電路，其與所述整流電路和所述處理器通信，并且被配置成接收所述整流的正弦電力波形以及所述命令和地址數(shù)據(jù)，以及輸出數(shù)據(jù)編碼電力信號來控制所述燈的所述行為； 其中，所述橋接電路包括多個晶體管，所述多個晶體管與所述處理器通信以接收具有第一狀態(tài)和第二狀態(tài)的控制信號，當(dāng)所述控制信號處于所述第一狀態(tài)時，啟用所述多個晶體管中的至少一個，且當(dāng)所述控制信號處于第二狀態(tài)時，啟用所述多個晶體管中其它晶體管中的至少一個，當(dāng)所述控制信號處于所述第一狀態(tài)時，所述橋接電路響應(yīng)于具有第一極性的所述整流的正弦電力波形輸出 所述數(shù)據(jù)編碼電力信號，并且當(dāng)所述控制信號處于所述第二狀態(tài)時，所述橋接電路響應(yīng)于具有第二極性的所述整流的正弦電力波形輸出所述數(shù)據(jù)編碼電力信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其中所述橋接電路被配置成輸出所述數(shù)據(jù)編碼電力信號作為受極性控制的正弦電力信號，其中其極性響應(yīng)于所述命令和地址數(shù)據(jù)，且其中所述模塊解讀所述極性以實現(xiàn)對所述燈的所述行為的所述控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其中所述整流器包含多個晶體管，當(dāng)所述電力信號的相位為正時，啟用所述整流器的所述多個晶體管中的至少一個，且當(dāng)所述電力信號的相位為負(fù)時，啟用所述整流器的所述多個晶體管中其它晶體管中的至少一個，以形成所述整流的正弦電力波形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制器，其中所述整流器的所述多個晶體管中的至少一個包含具有整體式體二極管的金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制器，其中所述整流器的所述多個晶體管中的至少一個包含雙極結(jié)型晶體管(BJT)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制器，其中所述整流器的所述多個晶體管中的至少一個包含絕緣柵雙極型晶體管(IGBT )。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其中所述多個晶體管中的至少一個包含具有整體式體二極管的金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其中所述多個晶體管中的至少一個包含雙極結(jié)型晶體管(BJT)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其中所述多個晶體管中的至少一個包含絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其還包含第二控制器，所述第一控制器作用為主控制器，而所述第二控制器作用為所述主控制器的從屬控制器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制器，其中所述從屬控制器從所述主控制器存取所述使用者輸入。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其中所述第一極性包含正極性，而所述第二極性包含負(fù)極性。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其中使用者操作的遠(yuǎn)程設(shè)備與所述控制器通信，所述控制器通過雙線路徑電連接到至少一個照明模塊，所述控制器創(chuàng)建所述數(shù)據(jù)編碼電力信號并通過所述雙線路徑將所述數(shù)據(jù)編碼電力信號提供給所述至少一個照明模塊，所述至少一個照明模塊被分配給第一照明區(qū)域，每個照明模塊和每個照明區(qū)域是可尋址的；且 其中，所述使用者操作的遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)一步與所述至少一個照明模塊中所選的照明模塊通信，所述遠(yuǎn)程設(shè)備被配置成在不從所述雙線路徑上斷開所選照明模塊的情況下將所選的照明模塊重新分配給第二照明區(qū)域。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其中所述控制器被配置成通過在線互動與使用者進(jìn)行互動，所述控制器與所述多個照明模塊進(jìn)行串聯(lián)電通信，所述控制器將所述數(shù)據(jù)編碼電力信號輸出至所述多個照明模塊，當(dāng)所述數(shù)據(jù)尋址到所述照明模塊時，每個照明模塊響應(yīng)于所述數(shù)據(jù)編碼電力信號中編碼的數(shù)據(jù)；且 其中網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器為與所述使用者互動的數(shù)字設(shè)備提供網(wǎng)頁服務(wù)，所述數(shù)字設(shè)備接收與所述照明模塊中的一個或多個的預(yù)期行為相關(guān)的使用者輸入，所述控制器接收所述使用者輸入并輸出所述數(shù)據(jù)編碼電力信號，使所述照明模塊中的所述一個或多個響應(yīng)于所述使用者輸入。
15.—種將電力和數(shù)據(jù)分配給照明系統(tǒng)中的至少一個照明模塊的方法，所述方法包含: 基于具有用于將命令和地址發(fā)送到至少一個照明模塊的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)的數(shù)據(jù)位產(chǎn)生控制信號；` 接收初級AC信號； 將所述初級AC信號轉(zhuǎn)換為次級電力信號； 將所述次級電力信號整流，所述整流包括: 確定所述次級電力信號的相位； 當(dāng)所述相位為正時，啟用至少第一晶體管；且 當(dāng)所述相位為負(fù)時，啟用至少第二晶體管，所述至少第一和第二晶體管的輸出形成整流的正弦電力信號； 將數(shù)據(jù)流編碼到所述整流的正弦電力信號上，所述編碼包括: 當(dāng)所述控制信號處于所述第一狀態(tài)時，啟用至少第三晶體管； 當(dāng)所述控制信號處于所述第一狀態(tài)時，輸出具有第一極性的所述整流的正弦電力信號; 當(dāng)所述控制信號處于所述第二狀態(tài)時，啟用至少第四晶體管；且當(dāng)所述控制信號處于所述第二狀態(tài)時，輸出具有第二極性的所述整流的正弦電力信號，以形成數(shù)據(jù)編碼電力波形；以及 將所述數(shù)據(jù)編碼電力波形傳送到所述至少一個照明模塊。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一極性包含正極性，而第二極性包含負(fù)極性。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)響應(yīng)于來自使用者的在線互動，所述方法還包含: 向使用者操作的數(shù)字設(shè)備提供在線信息； 從所述數(shù)字設(shè)備接收使用者輸入，所述使用者輸入與照明系統(tǒng)的照明模塊的預(yù)期行為相關(guān)； 將接收到的使用者輸入傳送至所述控制器；以及 響應(yīng)于所述使用者輸入將所述數(shù)據(jù)編碼電力信號輸出到所述照明模塊，所述數(shù)據(jù)編碼電力信號將所述模塊配置成根據(jù)所述使用者輸入來作出行動。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述至少一個照明模塊被分配給第一照明區(qū)域，每個照明模塊和每個照明區(qū)域是可尋址的，所述方法還包含與使用者操作的遠(yuǎn)程設(shè)備通信，所述使用者操作的遠(yuǎn)程設(shè)備與所述至少一個照明模塊中所選的照明模塊和所述控制器通信，其中所述遠(yuǎn)程設(shè)備被配置成在不從所述雙線路徑上斷開所選照明模塊的情況下將所選的照明模塊重新分配 給第二照明區(qū)域。
19.一種用于將電力和數(shù)據(jù)分配給照明系統(tǒng)中的至少一個照明模塊的照明控制器，所述控制器包含: 用于基于具有用于將命令和地址發(fā)送到至少一個照明模塊的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)的數(shù)據(jù)位產(chǎn)生控制信號的裝置； 用于將所接收的初級AC信號轉(zhuǎn)換為次級電力信號的裝置； 用于將所述次級電力信號整流的裝置，所述整流包括: 用于確定所述次級電力信號的相位的裝置； 用于在所述相位為正時啟用至少第一晶體管的裝置；以及 用于在所述相位為負(fù)時啟用至少第二晶體管的裝置，所述至少第一和第二晶體管的輸出形成整流的正弦電力信號； 用于將數(shù)據(jù)流編碼到所述整流的正弦電力信號上的裝置，所述編碼包括: 用于在所述控制信號處于所述第一狀態(tài)時啟用至少第三晶體管的裝置； 用于在所述控制信號處于所述第一狀態(tài)時輸出具有第一極性的所述整流的正弦電力信號的裝置； 用于在所述控制信號處于所述第二狀態(tài)時啟用至少第四晶體管的裝置；以及用于在所述控制信號處于所述第二狀態(tài)時輸出具有第二極性的所述整流的正弦電力信號以形成數(shù)據(jù)編碼電力波形的裝置；以及 用于將所述數(shù)據(jù)編碼電力波形傳送到所述至少一個照明模塊的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的照明控制器，其中所述第一極性包含正極性，而所述第二極性包含負(fù)極性。
【文檔編號】H05B37/02GK103733731SQ201280034717
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月26日
【發(fā)明者】彼得·J·沃伊特維茨 申請人:獵人工業(yè)股份有限公司