供电电缆、具有无线控制功能的驱动器装置和控制方法与流程

本发明涉及包含用于接收和/或发射无线命令的天线的设备。特别涉及该设备具有需要被封闭(例如防风雨)的壳体的应用，以及这种壳体将阻挡天线信号的应用。

背景技术：

感兴趣的一个应用是无线可配置的led驱动器。

随着led技术的快速应用，对可编程电子驱动器的需求不断增长，这些驱动器可以按需配置以满足最终应用的需求。这有助于灯具制造商通过减少存货保存单元的数目来更好地管理库存。作为示例，led驱动器可以被设计为支持一系列电流水平和调光选项，诸如0-10v、dali等。

然后，灯具制造商可以在制造过程的后期将led驱动器编程到特定的当前级别。这种可编程led驱动器是可商购的，并且通常使用诸如rs-232或dali之类的有线通信接口来配置。也存在如wifi或zigbee之类的无线解决方案，但由于成本高而受到限制。

为了提供无线通信功能，无线通信系统需要专用天线。对于诸如ip65及以上的高入侵保护(“ip”)应用，天线必须满足ip等级以及led驱动器外壳。这可能存在困难，特别是因为希望将天线放置在led驱动器的保护外壳之外。

同样的问题也适用于其中将设备安装在外壳内的其他应用，并且该设备包括需要相关天线的无线接收器(和/或发射器)电路，并且天线需要在外壳外部。

因此，通常需要用于这种应用的天线装置。

已知将无线电天线集成到电缆中，例如用于移动电话的耳机电缆，如us7417592中所公开的。目的是找到用于长uhf和vhf天线的空间。

ep2629363a1公开了电缆的天线集成线束。

技术实现要素：

具有能够以天线不被壳体影响/阻挡的方式使天线与壳体集成的解决方案/结构将是有利的。即使天线被集成，保持壳体的入侵保护也是有利的。

为了解决至少上述问题，本发明由权利要求限定。

根据本发明的一个方面，提供一种用于与连接到位于壳体内的设备的供电电缆一起使用的连接头，包括：

用于安装在所述设备的所述壳体的外部的第一端；

用于安装在所述设备的所述壳体的内部的第二端；以及

具有至少一个线圈和一对馈线的闭环天线，其中馈线从第一端延伸到第二端，并且至少一个线圈位于第一端内。

这种布置利用针对电缆的连接头来为天线提供保护。以这种方式，将保护的开口的数目保持在最少。例如，用于将供电电缆布线到外壳内部的连接头将已经满足了期望的密封要求(例如ip65)。结果，通过天线装置满足了相同的密封要求，而不需要壳体中附加的保护性护套或开口。当期望将天线安装在壳体外部时，连接头可以应用于具有外壳体的任何设备。此外，天线不被壳体阻挡，因此无线通信性能得以维持。

该至少一个线圈可以围绕连接头的细长轴线定向，并且供电电缆还可以包括不同于所述闭环天线的、用于传递功率的电力线。

这提供了电力线和天线两者的紧凑布置，其也可以容易地组装。

天线可以例如包括6至10个线圈，每个线圈的直径为8至12mm。一个特殊的示例可以使用直径10mm的8个线圈。作为示例，天线设计为针对13.56mhz的rf频率。这是在近场通信(nfc)协议中使用的频率的一个示例。线圈可以例如具有4.3μh的电感。

此外，连接头由无线电无阻挡材料制成。因此，天线不会被连接头阻挡，并且可以维持无线通信性能。

为了在连接头与壳体之间容易且牢固地接合，连接头包括用于与壳体中的开口接合的环形凹部，其中天线的至少一个线圈在环形凹部的外侧被封装在连接头的第一端内，并且所述第二端(用于安装在壳体内)位于环形凹部的内侧处。该实施例提供了将连接头固定到壳体的固定结构，并且这种固定结构也可应用于封装和保护天线。

扩大的连接头可以是橡胶材料，使得在凹部与壳体中的开口之间存在水密封。通过将一个或多个天线线圈配合在扩大的头部中，可以很好地利用空间，并且天线与壳体内的接收器靠近。在接收器与天线之间可以有例如20到30mm的距离。

该设备可以是用于经由闭环天线接收无线控制信号的接收器电路，并且闭环天线可以是近场通信(“nfc”)天线，该近场通信天线还适于向接收器电路提供功率。这意味着nfc通信可以用于控制或配置该设备，并且这也可以为配置提供所需的功率，而不需要使供电电力线激活。以该方式，在设备被电源供电之前，该配置可以在生产过程中作为最后阶段进行。

在一个实施例中，连接头用于封闭供电电缆的外护套。可替代地，连接头与供电电缆的外护套成一体。这两个实施例提供连接头的替代结构，或者作为独立部件与供电电缆分离，或者作为单个部件与供电电缆成一体。

本发明的示例还提供了一种用于驱动照明装置的驱动器装置，包括：

壳体；

如以上限定的连接头；

用于供电的供电电缆，用于从壳体的外部通过连接头(40)到壳体的内部；

壳体内的接收器电路，经由一对馈线耦合到天线以用于接收无线控制信号；以及

在壳体内的驱动器电路，用于从供电电缆获得功率并且使用所获得的功率驱动照明装置，其中驱动器电路耦合到接收器电路并且能够基于由天线接收到并由接收器电路转发的无线控制信号而被配置。

该布置利用电缆连接头到驱动器装置以提供对天线的保护。连接头例如允许电力线通过，以使用驱动器装置向照明装置供电。

连接头适于提供供电电缆到壳体中的水密封通路。该单个的水密封通路允许天线和供电电缆穿过外壳开口。

还可以提供功率电缆以用于驱动器装置与照明装置之间的连接、用于将功率传递到照明装置，该功率电缆还具有穿过壳体的水密封通路。然后，壳体用于驱动器装置，具有用于供电电缆的入口通道和通向照明装置的用于驱动电缆的出口通道。

驱动器装置可以例如满足ip65的要求。

在一个示例中，天线包括nfc天线，并且接收器电路包括nfc集成电路，其中nfc集成电路适于由nfc天线供电，并且接收器电路适于在驱动器电路开始驱动照明装置时被禁用。以该方式，无线功能仅用作生产过程/重新配置过程的一部分，并且在设备的正常用户操作中不起作用。然而，无线功能可以反而有助于设备的用户功能。

例如，nfc通信用于从远程控制设备向驱动器发送控制或配置命令。这些可以在最终用户使用驱动器装置之前被使用，并且可以是最终生产阶段的一部分。配置不需要设备被供电，因为可以使用天线上的功率传输实现配置。

例如，驱动器电路可以被配置为根据无线控制信号来设置当前输出水平和/或设置当前调光水平。

接收器电路还可以适于作为用于发射无线控制信号的收发器。驱动器电路然后可配置成经由收发器电路和闭环天线发射无线控制信号。

这使得驱动器电路与外部控制器之间能够进行双向通信。

根据另一方面的示例提供一种照明系统，包括：

如上限定的驱动器装置；以及

由驱动器装置驱动的照明装置。

根据另一方面的实施例提供一种控制容纳在壳体内的设备的方法，包括：

提供无线控制信号；

使用安装在设备的壳体的外部的天线和安装在设备的壳体的内部的接收器电路来接收无线控制信号；以及

基于无线控制信号来控制或配置该设备，

其中天线包括具有至少一个线圈和一对馈线的闭环天线，其中馈线从壳体的内部延伸到壳体的外部并且在到该设备的供电电缆的外护套内延伸，并且其中至少一个线圈位于壳体的外部的连接头内，用于与向该设备供电的供电电缆一起使用。

该方法通常适用于控制壳体中的设备，其中期望将天线安装在壳体的外部。天线安装在供电电缆护套中。

该设备可以包括用于经由闭环天线接收无线控制信号的接收器电路，并且闭环天线是近场通信天线，该近场通信天线还适于向接收器电路提供功率。该设备然后例如还包括用于驱动照明装置的驱动器装置，该设备的控制包括基于无线控制信号来配置驱动器装置。

所配置的驱动器装置然后可以用于使用经配置的驱动器装置来驱动照明装置。

因此，该方法可以应用到用于照明的驱动器装置。配置该驱动器装置可以包括设置当前输出水平和/或设置当前的调光能力。

通过参照附图研究本发明的以下具体实施例，本领域技术人员将会了解上述和其他未提及的效果和有利之处。

附图说明

现在将参考附图详细描述本发明的示例，其中：

图1示出了照明装置；

图2示出了用于向壳体的内部供电并且并入天线的供电电缆；

图3示出了穿过壳体中的开口的供电电缆；

图4显示了透明视图中的供电电缆，以显示天线线圈；

图5更清晰地显示了天线装置；以及

图6显示了电缆的横截面。

具体实施方式

本发明提供了一种用于向设备供电的供电电缆，该设备在壳体内。第一部分用于安装在该设备的壳体的外部，该第一部分具有外护套。第二部分用于安装在该设备的壳体的内部。闭环天线具有至少一个线圈和一对馈线，其中馈线从第一部分的外护套以内延伸到第二部分，并且至少一个线圈位于第一部分的外护套内。供电电缆的外护套为天线提供保护，并使天线能够安装在外壳的外部。

图1示出了根据本发明的示例的可以修改为使用天线配置的照明装置。照明装置使用近场通信(nfc)协议来与led驱动器进行通信，特别是用于在驱动器制造的后期设置驱动器配置，或者在驱动器被用户使用/部署之后重新配置该驱动器。

led驱动器具有外壳体10，主电路元件容纳在该外壳体10内。nfc天线12在壳体10的外部，并且它连接到nfc集成电路(其可以是接收器电路或收发器电路)和存储器。集成电路和存储器一起显示为单元14。存在数据和功率传输到微控制器16，该为控制器16控制功率输出级18。功率输出级18和微控制器16一起用作驱动器电路。驱动器电路以led装置的形式控制输出负载20。

驱动器电路从输入电源电缆22接收功率。

可以使用具有主机设备26的nfc接口24来建立驱动器电路的配置，该主机设备26可以包括移动电话或其他计算机设备。输出电缆28将功率从驱动器电路传输到led装置20。

nfc接口可以用于数据传输也用于功率传输，例如在13.56mhz的频率，使用iso/iec16593协议。当然，也可以使用其他无线传输协议和频率。

这意味着可以配置led驱动器，而无需电源电力激活。当驱动器最终被供电时，可以从存储器检索配置信息，例如用于检索当前设置级别或调光选项。然后配置驱动器，并且可以禁用nfc接口，使其不在led驱动器的正常使用中起任何作用。

图1示出了在主壳体10外部的天线12，并且这有助于减少电磁屏蔽。

当外壳10需要一定程度的入侵保护以使得它可以在室外使用时，本发明的这些实施例是特别有意义的。在该情况下，外部部件与内部部件之间的每个连接需要用于穿过壳体壁的合适的连接器。

本发明的该实施例特别地利用壳体中用于天线馈线和用于供电电缆22的单个开口。

图2示出了用于此目的的供电电缆，用于向壳体10的内部供电。

电缆30具有用于安装在壳体10外部的第一部分32，该第一部分具有外护套34。第二部分36用于安装在壳体10的内部。闭环天线具有至少一个线圈和一对馈线38。馈线从第一部分32的外护套内延伸到第二部分36(即，它们从壳体的外部穿过到壳体的内部)，并且至少一个线圈位于第一部分32的外护套内。

这种装置使用外护套34来为天线提供保护。电缆穿过外壳开口的布线将例如满足期望的密封要求，如ip65。结果，通过天线装置满足了相同的密封要求，而不需要壳体中附加的保护性护套或开口。

供电电缆具有扩大的连接头40，该连接头40包括用于与壳体10中的开口接合的环形凹部42。可以认为该连接头封闭电缆的外护套34，使得被限定为“在外护套内”的部件包括放大的连接头40内的部件。天线的至少一个线圈在环形凹部42的外侧处被封装在放大的连接头的第一端内。然后，电缆的第二部分36包括在环形凹部42的内侧处的扩大连接头40的第二端。

图3示出了穿过壳体10中的开口的供电电缆。壳体例如是用于安装在户外的表面上的金属盒。

图4示出了透明视图中的供电电缆以示出天线线圈50。天线12具有围绕供电电缆30的细长轴线定向的一系列线圈50，并且供电电缆包括不同于闭环天线的用于传输功率的电力线52。扩大头部在凹部42的外侧上具有第一部分41，在凹部42的内侧上具有第二部分43。

图5更清晰地示出了天线装置。

天线可以例如包括6至10个线圈(图5中示出10个)，每个线圈的直径为8至12mm。一个特殊的示例可以使用直径10mm的8个线圈。作为示例，天线设计为针对13.56mhz的rf频率。线圈可以例如具有4.3μh的电感。

扩大的连接头40是橡胶材料，其在凹部42与壳体中的开口之间提供水密封。通过将一个或多个天线线圈配合在扩大的头部中，可以很好地利用空间，并且天线与壳体内的接收器靠近。在接收器与天线之间可以有例如20到30mm的距离。

图6示出了电缆的横截面，示出了在横截面的平面之后的一个电源电缆52和一个天线馈线38。外护套34可以与扩大的头部40成一体，并且它们可以形成为单个模制部件，被模制在供电电缆52和天线周围。在该情况下，扩大的头部的材料与电缆护套的材料相同，但是它们也可以是不同的材料。

电缆可用于替代与图1所示的天线和电源的单独的外部连接，但是可以采用图1的照明系统的所有其他特征。

因此，提供驱动器装置以用于驱动照明装置，其包括壳体10、从壳体的外部通到壳体的内部的供电电缆30、以及壳体内的接收器电路14，该接收器电路14经由一对馈线38耦合到天线。驱动器电路16、18也在壳体10内，用于从供电电缆22获得功率并且使用所获得的功率来驱动照明装置20。单独的功率电缆28连接在驱动器装置与照明装置20之间，用于将功率传输到照明装置。这具有穿过壳体的另一水密封通道。

接收器电路14还可以适于作为用于发射无线控制信号的收发器。驱动器电路16、18然后可配置成经由收发器电路和闭环天线发射无线控制信号。

这使得驱动电路与外部控制器之间能够进行双向通信。

如上所述，天线可以为配置功能提供功率。nfc集成电路和存储器可以是通过无线nfc链路被动供电的部件，其中主机设备26用作功率源。

本发明不限于照明系统。类似的nfc控制或配置可以应用于各种应用，包括在传输网络中使用的无线支付终端、电子钱包和其他便携式电子设备。

在上面的具体示例中，nfc通信链路仅用于配置。然而，在其他应用中，nfc无线通信也可以被用作设备的正常功能的一部分，使得用户可以使用nfc链路与外壳中的设备进行交互。

本发明也不限于任何特定的nfc协议。实际上，可以使用任何无线通信标准，只要合适的天线可以基于线圈供电电缆的可能尺寸的范围来设计。

如上所述，已知将无线电天线整合到与移动电话一起使用的耳机电缆中，例如us7417592所公开的。本发明的实施例与该已知的集成无线电天线之间存在显着差异。

首先，在本发明的实施例中，供电电缆用于向壳体内供电。对于耳机的情况，耳机电缆用于传输音频信号。

通过将天线放在供电电缆中，避免了从驱动器壳体的金属外壳阻挡无线电，同时还维持驱动器壳体的外壳的高入侵保护能力。对于耳机的情况，要解决的问题是没有足够的空间用于通常非常长的uhf无线电天线和vhf无线电天线。智能电话的外壳通常不阻挡无线电信号(否则，电话天线也将被阻挡)，所以不会出现壳体屏蔽的问题。

此外，对于目前包括nfc功能的智能电话，诸如iphone(商标)系列，通常将nfc天线也放置在手机壳体中(诸如背板下方)而不是壳体的外部。

外围电路也存在差异。在本发明的实施例中，由于nfc天线、相关联的nfc集成电路和存储器不由驱动器供电，而是由外部主机nfc收发器供电，nfc电路不需要驱动器被通电。在耳机的情况下，智能电话中的vhf和uhf无线电的接收和检测电路需要通过电话开启，以从天线接收无线电信号。因此，除非经过适配，在耳机的情况下使用的电路不能在上述实施例中使用。

实现要求保护的本发明的本领域技术人员通过学习附图、说明书以及所附权利要求书可以理解和施行所公开的实施例的其它变化。在权利要求中，词语“包括”不排除其他要素或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。在权利要求书中的任何附图标记不应当被理解为限制其范围。