专利名称：针对无线接口应用的市电线路天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及灯的无线控制，并且具体涉及灯的控制接口的天线的体系结构。
背景技术：
办公室或商业建筑内的照明控制已经经历了数个阶段，从单独一个灯或一组灯的“开/关”控制开始，经历了单独一个灯或一组灯的明暗控制，直到整个建筑内照明的高级控制。在普通的照明系统中，是对照明设备的单个灯启动器进行控制的。传统的灯驱动器系统是有线控制接口系统(比如标准1-10V明暗控制接口)和比较新的数字系统(比如数字可寻址照明接口(DALI))。这些接口系统现在正在向无线接口转化，比如实现ZigBee标准的系统，使用2.4GHz左右的无线电频率的系统。
使用电磁信号的无线接口需要天线来发射和接收控制信号。不过，对于灯驱动器来说，情况比较复杂，因为这种应用系统是有金属外壳的。这个外壳将会把内部天线与外部环境隔绝开来，从而大大阻碍了电磁信号的发射和接收。而且灯驱动器本身可能是封装在金属外壳内的，这进一步减弱了电磁信号。在某些技术领域中，这并不是个问题。例如，蜂窝电话具有塑料外壳，并且天线可以完全位于这种应用系统内部。
在美国专利申请2003/0090889中，公开了一种带有集成RF无线接口的镇流器。针对带有内置天线的镇流器，它公开了这样一种方案为了得到镇流器外部的辐射，可以使用塑料壳作为镇流器的盖子，或者在镇流器用金属做外壳的情况下，可以使用半波长缝隙天线作为盖子。
发明内容
本发明力求提供一种得到改进的用于灯驱动器的无线控制接口。最好，本发明单一地或以任何组合形式减轻或缓解一个或多个上述缺点。
因此，按照第一方面，给出了一种用于灯的无线控制的设备，该设备包括-控制接口，和-发光体其中控制接口与包括至少两根市电线路的市电网络相连，并且其中市电线路中的至少一根用作用于灯的无线控制的第一天线。
在采用无线方式加以控制的灯中，控制接口能够经由到天线的连接线路接收和发射控制信号。在本发明中，通过将与灯相连的市电线路中的至少一根用作天线，可以避免使用单独的天线，从而促进了灯控制系统的简化设计。这可以引起系统成本降低、系统更加小型化等。一个很重要的结果是，天线的存在不会对灯驱动器外壳的设计、灯驱动器外壳的材料或者灯驱动器的周围环境造成约束。
不管灯的类型如何，也不管灯驱动器是否封装在金属外壳内，都可以以这样一种方式将市电线路与灯相连市电线路中的至少一根的至少一段以电磁方式与周围环境相通。灯内部的线路，即，存在于照明设备内的线路，可能几乎表现不出天线的性能，因为可能会将它们封装在金属屏蔽中或者其它类型的电磁屏蔽内部。市电线路必须在某个地方穿出照明设备。因此本发明可以在与市电网络相连的任何类型的现有灯系统中实施。这一实施可以不使用额外的接头和/或不改变灯驱动器外科和/或照明设备而实现。所述灯可以是荧光灯，并且更加具体地，它可以是TL型、PL型或HID型荧光灯。
为了安全或其它原因起见，市电线路可能处于金属套管内。在这种情况下，可以在市电网络与照明设备之间插入小的连接器段。该连接器段可以是嵌入在电磁透明材料(比如塑料)内的市电线路。该连接器段例如也可以是没有用金属管包围的一段市电线路。
本发明的无线控制接口是灯驱动器的一部分或者被可通信地连接到灯驱动器电路。术语“可通信地连接”应当从广义上加以理解。至少应当将该术语理解为包括灯驱动器和控制接口是同一电子电路的整体部分，以及灯驱动器和无线控制接口是在借助任何适当的连接两个电子电路的装置彼此电连接的分开的电路中实现的。
控制接口可以是可个别寻址的，并且能够实现控制接口与照明系统内适用于控制照明的用户控制设备(比如墙上开关)或控制系统(比如计算机控制系统)之间的双向通信。电源或馈源与照明设备正常连接，并且照明设备可以包括可通信地与控制接口连接的级，该级用于掌管电源，以便维持灯发出的光。灯驱动器和/或控制接口可以包括处理装置，该处理装置可以是任何类型的能够控制灯的处理装置。例如，该处理装置可以是包括一个或多个微处理器的电子电路或集成电路。该处理装置可以与存储装置相连，比如与闪存或EEPROM相连，以便读取和存储数字数据。
控制接口可以适用于使用专用的频率进行接收和发射，即，进行操作。不过，该系统也可以适用于在特定的频率范围内工作，或者在多个不同的频率上工作。该控制接口可以适用于在无线电频率范围内工作，例如在ZigBee标准中采用的无线电频率范围内工作，使用2.4GHz左右的无线电频率的系统。该控制接口也可以适用于在红外频率范围或适合于无线控制的灯系统的任何其它频率范围内工作。
该控制接口可以经由容性电路与市电线路中的至少一根相连。该控制接口的接收器输入端和发射器输出端可以经由容性电路与一根或多根市电线路相连。该容性电路可以是单独一个电容器，不过，该容性电路也可以是两个或更多个电容器的电子电路，并且还可以是其它类型的电子组件，比如一个或多个电阻器。
直到在电极之间施加某一阈值电压差或起辉电压之前，荧光灯都不会启动。容性电路可以适用于能够耐受住启动荧光灯所需的起辉电压。该容性电路可以适用于能够耐受住至少几千伏的电压，比如介于500伏到5千伏之间的电压、比如介于1千伏到4千伏之间的电压，比如介于2千伏到3千伏之间的电压。可能要求该容性电路能够耐受住市电电压和电涌，并且具有与标准市电滤波器电容器相同的安全技术规格。
作为对容性电路的一种替代方案，可以借助Lecher线变压器将通过市电线路中的至少一根接收或施加到市电线路中的至少一根的信号耦接到控制接口。理论上讲，可以使用任何感性耦接电路来将市电线路中的至少一根与控制接口连接起来。
该设备可以此外还包括用户控制器，该用户控制器包括第二天线，从而使得信号可以发射到第一天线和/或由第一天线接收。用户控制器可以是墙上开关，即，安装在墙上的开关或模块，可以通过这个用户控制器控制一个或多个灯。该用户控制器也可以是遥控器，或者是安装在除了传统的墙上位置之外的其它地方的用户控制器。
按照第二个方面，通过使用与灯相连的市电线路中的至少一根作为用于灯的无线控制的天线，在灯驱动器与用于控制灯驱动器的控制接口之间建立无线通信。
按照第三个方面，借助在包括第一天线的灯与包括第二天线的用户单元之间发射和/或接收信号的方法，在灯驱动器与控制接口之间建立无线通信，其中市电线路中与灯相连的一根线路的至少一段是第一天线。
通过参照下文中介绍的实施方式，本发明的这些和其它方面、特征和/或优点将会显而易见，并且本发明的这些和其它方面、特征和/或优点是参照下文中介绍的实施方式来进行阐释说明的。
现在将参照附图详细介绍本发明的优选实施方式，其中附图1图解说明按照本发明的设备的第一实施方式，附图2图解说明按照本发明的设备的第二实施方式，和附图3图解说明墙上单元与荧光灯之间的无线通信。
在这些附图中，在不同的附图中对类似的特征使用类似的附图标记。
具体实施例方式
在附图1中图示出了按照本发明的设备10的第一实施方式。所图示的实施方式中的灯是荧光灯。该图示出了存在于灯驱动器内的主要组成部分。该灯驱动器与市电线路1相连，例如，通过连接到市电网络的火线(L)、零线(N)和可能存在的保护地线(PE)的直接电缆连接与市电线路相连。该灯驱动器包括与灯的电极3(这里只示出了一个电极)相连的驱动器电路2。该驱动器电路能够控制光发射，故而能够至少起动荧光灯的发光过程并且维持基本上恒定的从灯发出的光发射水平。该灯驱动器电路可通信地与控制接口4连接。控制接口4能够通过使用容性耦接头5从或向市电线路1中的至少一根中提取或施加交流信号。
控制接口4通过使用市电线路1中的至少一根作为天线来从或向外部单元接收或发射数据。在接收模式下，控制接口可以经由该天线接收调制数据，然后可以由作为控制接口一部分的电子电路对该数据进行解调和处理。将该数据进一步处理成用于控制灯驱动器2的控制信号。在发射模式下，可以对数据进行调制并且经由天线发射到外部单元。本实施方式中的耦接电容器与市电线路的火线连接。也可以使用另一个耦接电容器，可以将这个耦接电容器与零线相连，这样可以带来使天线效率得到一定提高的好处，但是要以增加额外的组件为代价。
在附图2中，图示了一种不同的实施方式20。在这种实施方式中，控制接口6能够借助感性耦接头7从或向市电线路1中的至少一根中提取或施加交流信号。作为感性耦接头的例子，可以使用Lecher线变压器。在该图中，该变压器建立了到市电线路零线的RF耦接。
附图3中示出了墙上单元40与荧光灯30之间的无线通信。该墙上单元起到向灯传送控制信号的用户接口的作用，比如开灯或关灯、调暗荧光灯的镇流器等。该墙上单元包括无线通信电路8，该无线通信电路8包含天线9。通过使用适当的材料制造墙上单元，比如使用对电磁辐射透明的材料(例如塑料)，可以将该天线完全包含在墙上单元内。
墙上单元可以发射电磁信号12，该电磁信号12可以由所述灯通过使用市电线路1中的一根作为天线来接收。该天线是按照结合附图1和2介绍的那样与灯驱动器相连接的。在附图3中，信号是从墙上单元发射到灯的，但是反过来也是可以的，即，将信号从灯发射到墙上单元。
墙上单元可以借助电池供电，也可以与市电网络相连，等等。另外，该墙上单元可以是采用机械方式供电的，比如借助通过按压该单元的按钮而获得的能量来供电。
用户控制器在本图中是借助墙上单元来举例说明的。但是用户控制器可以是用于控制灯的任何类型的单元。用户控制器可以例如是与灯控制系统相连(例如，与建筑物的灯控制系统相连)的收发器盒。
在前述内容中，将会意识到，采用单数形式进行的说明同样也可用于涵盖复数形式，并且反之亦然，并且采用具体数量的特征或设备进行的说明不应理解为将本发明局限于这一具体数量的特征或设备。而且，诸如“包括”、“包含”、“有”、“具有”、“装有”、“含有”和“涵盖”之类的表达应理解为是非穷尽的，即，这些表达要理解为不排除还有其它项目的存在。
虽然本发明是结合具体实施方式
加以介绍的，但是并不是想要将其局限于本文提出的具体形式。而是，本发明的范围仅仅是由所附的权利要求限定的。
权利要求中包含有附图标记，不过包含这些附图标记仅仅是为了清楚明了的原因，不应理解为限制了本发明的范围。
权利要求
1.一种用于灯(30)的无线控制的设备(10)，该设备包括-控制接口(4，6)，和-发光体其中控制接口与包括至少两根市电线路的市电网络(1)相连，并且其中市电线路中的至少一根用作用于灯的无线控制的第一天线。
2.按照权利要求1所述的设备，其中控制接口(4)经由容性电路(5)与市电线路(1)中的至少一根相连。
3.按照权利要求2所述的设备，其中灯是荧光灯(30)，并且其中容性电路(5)能够耐受住启动荧光灯所需的起辉电压。
4.按照权利要求1所述的设备，其中控制接口(6)经由感性耦接头(7)与市电线路(1)中的至少一根相耦接。
5.按照权利要求1所述的设备，其中控制接口(4，6)能够经由第一天线接收和/或发射射频(RF)信号。
6.按照权利要求1所述的设备，此外还包括用户控制器(40)，并且其中用户控制器包括第二天线(9)，从而可以向第一天线发射信号。
7.按照权利要求1所述的设备，此外还包括用户控制器(40)，并且其中用户控制器包括第二天线(9)，从而可以从第一天线接收信号。
8.将与灯(30)相连的市电线路(1)中的至少一根用作用于灯的无线控制的天线。
9.一种在包括第一天线的灯(30)与包括第二天线(9)的用户单元之间发射和/或接收信号的方法，其中市电线路(1)中与灯相连的一根线路的至少一段是第一天线。
全文摘要
本发明涉及具有用于RF通信的无线控制接口的诸如由镇流器控制的荧光灯这样的灯的无线控制。控制接口模块的接收器输入端和发射器输出端借助一个(多个)耦接电容器或Lecher线变压器与市电线路中的一根或多根相连。在工作期间，所述一根或多根市电线路用作灯的天线。
文档编号H04B3/54GK1943282SQ200580011293
公开日2007年4月4日 申请日期2005年4月12日 优先权日2004年4月15日
发明者A·W·布伊杰, M·贝杰, J·H·维塞尔斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司