Dali通信电路和包括这种电路的照明设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种DALI通信电路和包括这种电路的照明设备。该DALI通信电路包括：传感器供电电源，具有不同于DALI总线的电压输入和电压输出，所述电压输出耦接到所述DALI总线，用于向所述DALI总线供应电压以向所述DALI总线上连接的传感器设备供电；DALI接收机，耦接到所述DALI总线，用于检测所述DALI总线上传输的DALI输入信号；DALI发射机，耦接到所述DALI总线，用于将DALI输出信号在所述总线上发送；其特征在于，所述传感器供电电源耦接到且供电给所述DALI接收机和/或所述DALI发射机。该实用新型的优点在于，节省了从DALI总线取电的辅助电源，有利于微型化。
【专利说明】
DAL I通信电路和包括这种电路的照明设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及通信电路，尤其涉及基于DALI协议的通信电路。
【背景技术】
[0002]DALI协议一般用于照明系统中的通信。DALI协议是基于总线的，通信的方式是通过将DALI总线置低(例如通过短路)或者置高(不短路)来表示发送的符号。照明设备安装有连接到DALI总线的DALI收发机，从而收发信号。DALI SR(Sensor Ready，传感器支持)协议是基于DALI协议的一种较新的协议，它的一般作用是在DALI总线上提供功率，用于驱动连接到DALI总线的额外设备，例如传感器等。SR电源作为一种传感器供电电源，一般设计为提供16V-55mA的电力。带有传感器供电电源的DALI收发机设计一般称为DALI SR设计，而不带有传感器供电电源的DALI收发机设计一般称为DALI设计。
[0003]图1示出了一种现有的DALISR设计，其中包括传感器供电电源，它连接到DALI总线的连接端子;整流桥;DALI接收机以及DALI发射机，其中，DALI接收机中整合了一个辅助电源，该辅助电源从DALI总线上的电信号中获得电能并经过转换后提供给DALI接收机本身以及DALI发射机。传感器供电电源是可关闭/开启的，出于安全因素，这个开关信号通常通过光耦等隔离装置从外部提供给该传感器供电电源。并且，处于安全因素，DALI接收机和DALI发射机也通过光耦等隔离装置与外部联系，即提供Rx信号(接收信号)和获得Tx信号(发射信号)。
[0004]现有技术的缺点在于器件比较多，不利于DALI通信电路和照明设备的微型化。一些应用，例如嵌入式的照明模块对于尺寸比较敏感。而现有的DALI通信电路则不适合这些应用。
【实用新型内容】
[0005]鉴于以上缺点，本公开的目的之一在于提供器件更少、尺寸更小的DALI通信电路。
[0006]本实用新型的实施方式的基本之处在于，整合传感器供电电源和为DALI接收机和DALI发射机供电的辅助电源，减少了一套电源，因此器件更少，利于产品微型化。
[0007]因此，根据本公开的第一方面，提供了一种DALI通信电路，包括:传感器供电电源，具有不同于DALI总线的电压输入和电压输出，所述电压输出耦接到所述DALI总线，用于向所述DALI总线供应电压以向所述DALI总线上连接的传感器设备供电;DALI接收机，耦接到所述DALI总线，用于检测所述DALI总线上传输的DALI输入信号;DALI发射机，耦接到所述DALI总线，用于将DALI输出信号在所述总线上发送;其特征在于，所述传感器供电电源耦接到且供电给所述DALI接收机和所述DALI发射机。
[0008]该实施方式的优点在于，传感器供电电源也为DALI接收机和DALI发射机供电，节省了从DALI总线上取电的电路，有利于产品微型化。
[0009]在一个优选的实施方式中，所述传感器供电电源具有一个释能线圈，所述释能线圈上感应产生的电压作为所述传感器供电电源的供电，所述释能线圈也连接到所述DALI接收机和所述DALI发射机。该实施方式提供了传感器供电电源的具体结构，这例如是一种隔离式的、具有功率因素校正功能的电源。
[0010]在一个优选的实施方式中，所述传感器供电电源的所述释能线圈连接到所述DALI总线的正极以及参考电位，且所述传感器供电电源还包括一个开关，连接到所述DALI总线的负极和参考电位。该实施方式提供了传感器供电电源的一个实施方式，该开关可以允许传感器供电电源的释能线圈在DALI总线的正极和负极之间提供能量。
[0011]在一个优选的实施方式中，所述传感器供电电源具有一个光耦输入，所述光耦输入耦接到所述开关的控制端，用于接收控制所述传感器供电电源是否输出的控制信号，并根据所述控制信号来决定所述传感器供电电源是否输出。该实施方式提供了利用光隔离装置来控制传感器供电电源的实施方式。
[0012]在一个优选的实施方式中，所述传感器供电电源还包括电压阈值电路，所述电压阈值电路耦合在所述释能线圈和所述开关的控制端之间，用于根据所述释能线圈上感应的电压来决定所述传感器供电电源是否输出。该实施方式中，不需要使用光耦，而是可以通过调整输入到传感器供电电源的功率来改变在释能线圈上感应出的电压，以指示是否需要传感器供电电源工作，省去了额外的控制接口 /光耦接口，有利于微型化。
[0013]在一个优选的实施方式中，当决定所述传感器供电电源不输出时，所述开关被控制完全断开。在这种情况下，来自传感器供电电源的释能线圈的能量不在DALI总线上形成回路，所以不提供输出。
[0014]当决定所述传感器供电电源输出时，所述开关被控制根据所述DALI总线上的电压而具有可变阻抗，以控制所述传感器供电电源提供到所述DALI总线上的电流。在这种情况下，开关控制由传感器供电电源提供的电流。例如在总线正极上已存在高电平从而总线上不具有传感器所需的电流时，传感器供电电源的开关可以被调整阻抗以提供足够的电流；而总线正极被短路并因此总线上具有提供足够电流时，传感器供电电源的开关可以被调整阻抗以不提供过多电流。出于通信的目的，DALI总线上的电平以IKHz为频率而变化，则传感器供电电源的开关需要以这种高频进行切换，从而避免总线上的过电流或者欠电流。
[0015]在一个实施方式中，所述释能线圈和所述DALI总线的正极之间具有正向偏置的二极管，且所述DALI接收机包括串联的齐纳二极管和光耦元件，且所述串联的齐纳二极管和光耦元件连接到所述正向偏置的二极管的阳极。在该实施方式中，正向偏置的二极管将接收机与DALI总线进行隔离，防止了高压冲击影响接收机，并且能够直接使用总线电压来驱动光耦元件，有利于微型化。
[0016]在一个实施方式中，所述传感器供电电源用于根据所述释能线圈上感应的电压来在所述DALI总线上提供幅值不同但极性相同的电流。在该实施方式中，在DALI总线上提供极性相同的电流，使得DALI总线的极性固定下来。
[0017]在一个实施方式中，为了提供幅值不同的电流，所述开关具有电流反馈回路，所述电流反馈回路检测流过所述开关的电流，将检测电流与电流阈值进行比较，并根据所述比较结果控制所述开关的阻抗，且，所述释能线圈与所述反馈回路通过阈值电路相连，在所述释能线圈上的电压高时，所述阈值电路将额外的电流信号输入所述反馈回路;在所述释能线圈上的电压低时，所述阈值电路将所述反馈回路与所述释能线圈隔离。在该实施方式中，电流幅值由释能线圈上的电压来确定，换句话说，可以通过提供给DALI通信电路的功率大小来控制提供的电流大小。
[0018]在一个优选的实施方式中，由于DALI总线上的极性固定，所以所述DALI接收机和所述DALI总线之间直接电连接，而不再需要整流桥器件，有利于微型化。
[0019]在一个实施方式中，该DALI通信电路还包括极性保护电路，连接到所述DALI总线的负极以及所述开关的控制端，所述极性保护电路包括电压检测电路，用于检测所述DALI总线的负极的电压并且在所述DALI总线的负极的电压为正时将所述开关断开。该实施方式用于防止DALI总线上误接错误极性的其他传感器供电电源，当这种误接出现时，开关将会断开，不再将本传感器供电电源接入DALI总线，避免损坏。
[0020]相应地，本实用新型还提供了一种照明设备，包括照明器件和控制器件，还包括根据前述DALI通信电路，与所述控制器件相连。
[0021]本实用新型的以上以及其他特点将会在下文的【具体实施方式】中参照附图更加详细地描述或被本领域的一般技术人员所理解。
【附图说明】
[0022]在附图中，相似/相同的附图标记通常贯穿不同视图而指代相似/相同的部分。附图并不必按比例绘制，而是通常强调对本实用新型的原理的图示。在附图中:
[0023]图1示出了现有的包括传感器供电电源的DALI通信电路的框图；
[0024]图2示出了根据本实用新型的第一个实施方式的DALI通信电路的框图；
[0025]图3示出了根据本实用新型的第二个实施方式的DALI通信电路的框图；
[0026]图4示出了根据本实用新型的第三个实施方式的DALI通信电路的框图；
[0027]图5不出了根据图4的DALI通彳目电路的框图的电路不意图；
[0028]图6示出了图5中的DALI通信电路中的传感器供电电源部分的电路示意图；
[0029]图7示出了根据本实用新型的第四个实施方式的DALI通信电路的框图；
[0030]图8示出了图6中的传感器供电电源部分并带有附图标记以更好说明DALI接收机如何感测DALI总线上的电压，以及电压波形图。
【具体实施方式】
[0031]以下将参考附图对本公开的各个实施例进行详细描述。实施例的一个或多个示例由附图所示出。实施例通过本公开的阐述所提供，并且不旨在作为对本公开的限制。例如，作为一个实施例的一部分所示出或描述的特征可能在另一个实施例中被使用以生成又一进一步的实施例。本公开旨在包括属于本公开范围和精神的这些和其他修改和变化。
[0032]图2示出了根据本实用新型的一个基本实施方式的DALI通信电路，其中部分模块与现有技术中的DALI通信电路类似的，例如，包括:
[0033]-传感器供电电源，具有不同于DALI总线的电压输入和电压输出，所述电压输出耦接到所述DALI总线，用于向所述DALI总线供应电压以向所述DALI总线上连接的传感器设备供电；
[0034]-DALI接收机，耦接到所述DALI总线，用于检测所述DALI总线上传输的DALI输入信号；
[0035]-DALI发射机，親接到所述DALI总线，用于将DALI输出信号在所述总线上发送。
[0036]和现有的DALI通信电路的主要的区别在于:所述传感器供电电源耦接到且供电给所述DALI接收机和所述DALI发射机，例如图2中由传感器供电电源提供Vaux供电信号给DALI接收机和DALI发射机。
[0037]由传感器供电电源来向DALI接收机和发射机提供供电，节省了额外的、从DALI总线上取电的辅助电源，因此减小了 DALI通信电路的尺寸。并且，也不再受限于从DALI总线取电的最大2毫安(mA)的限制。
[0038]另一个优点在于，由于不再需要DALI接收机来供电，所以DALI接收机可以不再是电流源式的，而可以是电压检测式的(高输入阻抗)。这也简化了接收机的设计，特别是在市电连接到DALI总线的应用中。
[0039]在图2中，控制传感器供电电源是否工作的控制信号可以通过光耦从外部传输到传感器供电电源。
[0040]图3示出了一个替代的实施方式，其中控制传感器供电电源是否工作的控制信号可以通过释能线圈上所感应的电压大小来控制，而这通常可由输入功率所控制。例如在供给电压较高时，释能线圈上感应到的电压也会相应较高。在这个实施方式中，传感器供电电源包括一个电压阈值电路，该电压阈值电路根据感应电压来控制传感器供电电源是否工作。
[0041]图4示出了另一个替代的实施方式，其中传感器供电电源用于根据释能线圈上感应的电压来在DALI总线上提供幅值不同但极性相同的电流。
[0042]图5示出了根据图4所示的实施方式的电路示意图。图6示出了图5中的DALI通信电路中的传感器供电电源的电路示意图。
[0043]在图5中，重要的改进点可以从右上角体现出来，其中，释能线圈经过整流和滤波之后所提供的电压Vsupp作为供应给DALI接收机和DALI发射机的电力。可选地，该电压Vsupp再次经过整流和滤波，产生电压Vaux提供给DALI接收机和DALI发射机。
[0044]如图5和图6所示，传感器供电电源具有一个释能线圈，所述释能线圈上感应产生的电压为所述传感器供电电源提供输入，具体来说，释能线圈经过一组整流滤波部件之后，产生电压Vsupp连接到DALI总线的正极DALI +(或DA+)，且释能线圈也参考电位地。传感器供电电源还包括一个开关，例如图中的MOS管，该MOS管连接到DALI总线的负极DAL1-(或DA-)和参考电位地。在这种情况下，通过控制该开关被完全断开，那么传感器供电电源的释能线圈将不会在DALI总线上形成回路，因此传感器供电电源不工作。而当决定所述传感器供电电源输出时，所述开关可以导通，以将释能线圈上的能量传输到DALI总线上。
[0045]出于隔离的原因，释能线圈的能量是通过电磁感应产生，它可以是一个电感型能量传输/变换设备的次级，例如是一个变压器的副边，或者是一个反激型变流器的副边。通过改变提供给原边的能量，就可以改变释能线圈上感应产生的能量，并改变释能线圈的输出电压，参照上文的描述，这个输出电压可以经过电压阈值电路来进行检测并控制MOS开关的开通和关闭。例如当释能线圈上的感应电压在MOS开关的栅极上形成的电压小于MOS开关的开通电压时，MOS开关将不会导通。
[0046]当MOS开关恒定关闭时，传感器供电电源被关闭。当MOS开关可控地导通时，如图5和图6所示，传感器供电电源的作用是保证DALI总线上具有足够的功率被提供给传感器设备。在图5和图6的实施方式中，MOS开关被控制根据所述DALI总线上电压/电流而具有可变阻抗，以控制所述传感器供电电源提供到所述DALI总线上的电流。具体的，在MOS开关的源极连接有检测电阻，这个检测电阻用于检测流过检测电阻的电流，在检测电阻上产生电压，这个电压是与DALI总线上的正负极的电压相关的。这个检测电阻连接到作为电流阈值检测元件的可控硅。当检测电阻上的电压足够高，标志着DALI总线上已有足够电流(此时DALI正极应该是被短路到DALI负极)，可控硅被激发导通并将MOS开关的栅极电压拉低，从而减少由传感器供电网络提供给DALI总线的功率。相反，当检测电阻上的电压较低，标志着DALI总线上已有没有电流(此时DALI正极应该是被从DALI负极断开)，可控硅被关断，将MOS开关的栅极电压拉高，使得MOS开关导通，增加传感器供电网络提供给DALI总线的功率。
[0047]在图5和图6的实施方式中，传感器供电电源用于根据释能线圈上感应的电压来在DALI总线上提供幅值不同但极性相同的电流。如图所示，有一个击穿电压为15V的齐纳二极管连接在释能线圈和前述的可控硅之间。当释能线圈提供的电压是高于该击穿电压，例如是如图所示的19V时，齐纳二极管被击穿，额外的电流被提供到前述检测电阻，相当于降低了可控硅的激发阈值，或者说在DALI总线上的电流较低时可控硅也能够激发，因此传感器供电电源所控制的在总线上提供的电流较小。当释能线圈提供的电压低于该击穿电压，例如仅仅是13V时，齐纳二极管不击穿，因此没有额外的电流注入到检测电阻，所以传感器供电电源所控制的在总线上的电流相对较大。
[0048]在图5和图6中，还示出了极性保护电路，它连接到DALI总线的负极以及MOS开关的栅极VC。该极性保护电路包括电压检测电路，用于检测DALI总线的负极的电压，并且在DALI总线的负极的电压为正时将MOS开关断开。更具体地来说，其包括:三极管的基极通过分压电路连接到DALI总线的负极，三极管的发射极连接到地，集电极连接到MOS开关的栅极。如果DALI总线上误接了正电压，那么三极管将会导通，将MOS开关的栅极电压拉低，使得MOS开关关闭O
[0049]在图5和图6中，由于传感器供电电源提供的功率在DALI总线上的极性是恒定的，因此DALI接收机和DALI总线之间可以直接电连接，而不需要整流桥。省去了整流桥的DALI通信电路的框图如图7所示。
[0050]在图5中，所述释能线圈和所述DALI总线的正极之间具有正向偏置的二极管。且DALI接收机包括串联的齐纳二极管和光耦元件，且串联的齐纳二极管和光耦元件连接到正向偏置的二极管的阳极。该实施方式的原理将参照图8进行描述。如图8所示，设DALI总线电压是Vbus，M0S开关的漏极至源极电压是Vds，根据前述的传感器供电电源用于控制DALI总线上的电流的原理，当Vbus高时，MOS开关应开通以在DALI总线上提供功率，因此Vds应该是低电压；相反，当Vbus低时，DALI总线被短路，MOS开关应关断，因此Vds应该是高电压。所以，与DALI总线上的电压Vbus是反向的。并且，设DALI接收机所接收的电压是Vx，Vx和Vds应满足以下关系
[0051]Vsupp = VX+Vds
[0052]所以，Vx与Vbus是同向的，因此DAL I接收机能够正确检测出DAL I总线上的电压电平，从而接收DALI信号。
[0053]这个实施方式简化了DALI接收机的结构，不需要使用阻值很大的保护电阻，且可以直接使用DALI总线上的电压来驱动光耦。
[0054]虽然已经在附图和前述描述中详细说明和描述了本实用新型，但这些说明和描述应被认为是说明性的或示例性的而不是限制性的；本实用新型不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实践所请求保护的实用新型中，通过研究附图、公开和所附权利要求可以理解并且实践所公开的实施例的其它变体。
[0055]在权利要求中，词语“包括”并不排除其它元件，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其它单元可以满足在权利要求中阐述的多个项目的功能。仅在互不相同的实施例或从属权利要求中记载某些特征的仅有事实，并不意味着不能有利地使用这些特征的组合。在不脱离本申请的精神和范围的情况下，本申请的保护范围涵盖在各个实施例或从属权利要求中记载的各个特征任何可能组合。
[0056]在权利要求中的任何参考标记不应被理解为限制本实用新型的范围。
【主权项】
1.一种DALI通信电路，包括: -传感器供电电源，具有不同于DALI总线的电压输入和电压输出，所述电压输出耦接到所述DALI总线，用于向所述DALI总线供应电压以向所述DALI总线上连接的传感器设备供电； -DALI接收机，親接到所述DALI总线，用于检测所述DALI总线上传输的DALI输入信号； -DALI发射机，親接到所述DALI总线，用于将DALI输出信号在所述总线上发送； 其特征在于，所述传感器供电电源耦接到且供电给所述DALI接收机和/或所述DALI发射机。2.根据权利要求1所述的DALI通信电路，其特征在于，所述传感器供电电源具有一个释能线圈，所述释能线圈上感应产生的电压作为所述传感器供电电源的供电，且所述释能线圈也连接到所述DALI接收机和所述DALI发射机。3.根据权利要求2所述的DALI通信电路，其特征在于，所述传感器供电电源的所述释能线圈连接到所述DALI总线的正极以及参考电位，且 所述传感器供电电源还包括一个开关，连接到所述DALI总线的负极和所述参考电位。4.根据权利要求3所述的DALI通信电路，其特征在于，所述传感器供电电源具有一个光耦输入，所述光耦输入耦接到所述开关的控制端， 所述光耦输入用于接收控制所述传感器供电电源是否输出的控制信号，并根据所述控制信号来决定所述传感器供电电源是否输出。5.根据权利要求3所述的DALI通信电路，其特征在于，所述传感器供电电源还包括电压阈值电路，所述电压阈值电路耦合在所述释能线圈和所述开关的控制端之间，用于根据所述释能线圈上感应的电压来决定所述传感器供电电源是否输出。6.根据权利要求3至5中任一项所述的DALI通信电路，其特征在于，当决定所述传感器供电电源不输出时，所述开关被控制完全断开； 当决定所述传感器供电电源输出时，所述开关被控制根据所述DALI总线上的电压而具有可变阻抗，以控制所述传感器供电电源提供到所述DALI总线上的电流。7.根据权利要求3至5中任一项所述的DALI通信电路，其特征在于，所述释能线圈和所述DALI总线的正极之间具有正向偏置的二极管， 所述DALI接收机包括串联的齐纳二极管和光耦元件，且所述串联的齐纳二极管和光耦元件连接到所述正向偏置的二极管的阳极。8.根据权利要求6所述的DALI通信电路，其特征在于，所述传感器供电电源用于根据所述释能线圈上感应的电压来在所述DALI总线上提供幅值不同但极性相同的电流。9.根据权利要求8所述的DALI通信电路，其特征在于，所述开关具有电流反馈回路，所述电流反馈回路检测流过所述开关的电流，将检测电流与电流阈值进行比较，并根据所述比较结果控制所述开关的阻抗，且， 所述释能线圈与所述反馈回路通过阈值电路相连，在所述释能线圈上的电压高时，所述阈值电路将额外的电流信号注入所述反馈回路;在所述释能线圈上的电压低时，所述阈值电路将所述反馈回路与所述释能线圈隔离。10.根据权利要求8所述的DALI通信电路，其特征在于，所述DALI接收机和所述DALI总线之间直接电连接。11.根据权利要求3至5中任一项所述的DALI通信电路，其特征在于，还包括: -极性保护电路，连接到所述DALI总线的负极以及所述开关的控制端，所述极性保护电路包括电压检测电路，用于检测所述DALI总线的负极的电压，并且在所述DALI总线的负极的电压为正时将所述开关断开。12.—种照明设备，包括照明器件和控制器件，其特征在于，还包括根据权利要求1至11中任一项所述的DALI通信电路，与所述控制器件相连。
【文档编号】H05B37/02GK205622952SQ201620237183
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】D·科沃里克, J·A·C·密斯多姆, E·J·德默尔, D·J·A·克莱森斯
【申请人】飞利浦照明（中国）投资有限公司