用于总线的供电单元的制作方法

文档序号:14422547阅读:225来源:国知局
用于总线的供电单元的制作方法

本发明涉及用于优选在照明系统中操作电压供应系统的方法、用于在静止状态下输送电压的总线的且具有至少两个并联的供电单元的电压供应系统、以及用于在静止状态下输送电压的总线的供电单元,其中,该供电单元被设计用于借助总线向总线用户供应直流(dc)电压。

所述照明系统在此优选具有总线,该总线被设计用于在静止状态下输送电压,并因此用作用于照明系统中的致动器和传感器的电压供应装置。这种总线的一个示例是在iec62386中被标准化的数字可寻址照明接口,缩写为dali。

在建筑物自动化中,dali是用于控制光技术操作装置(例如开关网络部件、电子镇流器或电功率调光器)的协议,以便控制发光机构、监测其工作状态和/或向其供应电流。

每个具有dali接口的操作装置都可以通过相应的dali地址被单独控制并且可以改变照明系统中的发光机构或传感器装置的强度。另外还设有致动器。dali控制器与dali装置之间的双向数据交换例如确定单独照明机构或一组照明机构或操作装置本身的状态并且还可以控制它。dali采用串行异步数据协议,其在16伏电压级的情况下借助双线通信的传输速率为1200位/秒。

照明系统的供电通过单独的总线实现。在此,两条通信导线da+和da-优选与电网供电装置电绝缘且不具有极性。这两条通信导线da+和da-同时用作电压供应导线。所述导线可以按照任何拓扑(即星形、线性或树状结构)铺设。不需要在电流供应导线的端部上的终端电阻。这两条也用作供电导线的通信导线以下被称为电压输送总线。

从dali标准iec62386推导出每条总线最多能控制64个致动器。总线的最大电流消耗此时被限制到预定值且优选是250毫安,这在下文中被称为最大电流消耗。

为了确保不超过250毫安的总线最大电流消耗,设有专用的dali供电单元。该dali供电单元在照明系统的休眠模式下在16伏电压供应时产生名义200毫安至250毫安的恒定输出电流。

针对高于最大电流消耗预定值的当前电流消耗,连至总线的总线用户未被设计成使得总线用户被保护免于高出最大电流消耗的电流消耗。尤其是,因此无法实现多个dali供电单元的并联,因为在并联时在总线上将产生高于最大电流消耗的输出电流。

此外,根据dali标准iec62389规定,照明系统的单个元件(以下也称为总线用户)之间的通信在启动过程等待时间未过去之前无法通过总线实现。只有在经过了该启动过程等待时间之后,dali总线才算作稳定并允许总线用户之间的通信。所述启动过程等待时间优选为600毫秒。

也就是说,如果多个dali供电单元将被并行操作,则流过总线的电流可能在所述启动过程等待时间内超出最大电流消耗,由此,总线用户将有可能过载,并因而将受损或毁坏。

此外,在dali照明系统总线中无法实现与dali供电单元无关地操作dali照明元件,例如发光机构或功率调光器或电子镇流器。

在规划建筑或建筑的一部分中的照明系统时,有时希望提供尽量灵活的照明系统。因此值得期待的是,安装例如带有少量发光机构、致动器和传感器的多个小型照明系统。在这样的少量元件的情况下将永远不会达到250毫安最大电流消耗。

另选地或附加地,值得期待的是将总线灵活分组,即,总线用户在总线中被尽量灵活地连接成第一照明子系统或第二照明子系统,或者灵活扩展现有的照明系统。因为未提供根据dali标准的多个dali供电单元的并联连接,因此必须针对每个可想到的组群设置自己的dali供电单元。

在所有这些设计变型中要采用成本较高的多个dali供电单元。在采用这样的dali供电单元时,照明系统总线的供电装置一方面不利地具有超大规格,另一方面只能昂贵地制造。

因此,本发明的任务是提供一种电压供应系统以及一种供电单元,该电压供应系统可专门用于小型照明应用,例如用于操作个位数量的致动器和传感器,并且可消除上述缺点。尤其是,应极其灵活地给照明系统供电,其中,为此所使用的供电单元不应超规格,但还要遵守dali标准。

该任务利用并列独立权利要求中所描述的措施来完成。有利的实施方式在各自从属权利要求中被描述。

在本发明的第一方面,提出了一种用于在静止状态下输送电压的总线的供电单元。总线用户借助总线被供应直流电压,其中由总线用户产生的来自总线的最大电流消耗被限制到预定值。供电单元为此设有电路,该电路被配置成通过使总线短路来检测来自总线的当前电流消耗。

因此,通过所述电路来检测当前测得的总线电流消耗,从而可探测到超出最大电流消耗预定值。因此,可以启动措施来限制电流消耗或确定该供电单元是否能提供附加电流至总线,而不会超出所述值。

静止状态是指这样的总线状态,其中只在总线上输送电压或电流,尤其不进行数据通信。

预定值例如是根据dali标准的最大容许电流。该值例如被存储在供电单元的存储单元中,并且也可以针对当时改变的照明系统进行调整。

供电单元的电路优选具有适用于总线短路的短路开关。此外在供电单元的电路中设有控制单元,其中,该控制单元被配置成将短路开关切换到第一开关状态以及将短路开关切换到第二开关状态,在所述第一开关状态下总线被短路,在所述第二开关状态下总线短路被取消。控制单元还被配置成在短路开关的第一开关状态下检测来自总线的当前电流消耗。

所述总线优选是照明系统的dali标准化总线。至少一个总线用户此时是照明系统中的元件。该照明系统优选按照dali标准iec62389来操作。

照明系统中的元件例如是指发光机构、用于发光机构的操作装置、功率调光器、致动器和/或用于照明系统的传感器。

因此,总线包括两条供电导线da+和da-,它们将所有相连的总线用户与供电单元并联连接。所述供电导线按照不同的拓扑与照明系统的每个元件并联连接。

根据本发明现在规定,在供电单元的电路中设有短路开关,用于将总线的供电导线相连或者断开现有连接。在所述供电导线之间的连接中例如存在测量元件,优选是电流测量电阻。该电路的控制单元被配置用于借助测量元件来检测电流,例如通过检测在电流测量电阻上的电压降(该电压降在控制单元中被换算成所检测到的当前电流消耗)。

因此,总线的供电单元可以识别出来自总线的电流消耗是否对应于最大电流消耗,或者甚至已经超过最大电流消耗。供电单元在达到或已经超过最大电流消耗时将不提供附加能量给总线。

通过这种方式,获得一种用于总线的模块化供电系统。供电单元优选具有最大输出电流,该最大输出电流相当于总线的最大电流消耗的一小部分。例如供电单元的输出电流是最大电流消耗的十分之一或十五分之一。通过这种方式,可以使用更低成本的供电单元。

因此,电压供应系统中的多个供电单元可以被并联连接,此时总是确保不超出最大电流消耗。并联电路因此提供以下可能性,可以任意扩展/扩大总线供电,以及照明系统中的其它元件可以通过在电压供应系统中接入其它供电单元进行供电。因此实现建筑或建筑的一部分中的照明系统的灵活分组。

在优选实施方式中,供电单元可以以主模式操作,在该主模式中,供电单元是总线的主供电装置。此外,供电单元可以以从模式操作,在该从模式中,供电单元根据需要是总线的辅助供电装置,其中,根据所检测到的来自总线的当前电流消耗,该供电单元可以以主模式或从模式进行操作。

如果多个供电单元位于一个电压供应系统中,则借此可以通过第一供电单元保证主供电,其中可根据需要接入至少一个另外的供电单元,只要未超出总线的最大电流消耗。主供电此时由主模式下的供电单元提供。针对每个照明系统,只有一个供电单元以主模式操作。

在优选实施方式中,当短路开关被切换至第二开关状态时,直流电压或输出电流被提供给总线。因此确保了只要未检测到来自总线的当前电流消耗,供电单元就先不给总线供电。只有当确定了供电未超出最大电流消耗时,供电单元才提供附加输出电流至总线。因此,短路开关的切换与供电装置的提供无关地进行。

在优选实施方式中,供电单元能以供应交流电压进行操作。因此,供电单元包括电压降低以及必要时的整流。作为供应交流电压,例如是指50赫兹下的高达230伏的电网电压。发明构思未排除其它的名义电网供电值。

在优选实施方式中,控制单元被配置成在检测到当前电流消耗之后检测总线上的当前电压值。借助电压值检测来确定其它供电单元是否被连接至总线。

在优选实施方式中,控制单元被配置用于将当前电流消耗与最大电流消耗的预定值进行比较,其中,在高于预定值时以主模式操作该供电单元。

控制单元优选被配置用于仅在经过了单独的随机等待时间之后检测当前电流消耗。这导致所述检测在总线上针对不同的时间进行。

在本发明的另一方面,提供了一种用于在静止状态下输送电压的总线的电压供应系统,该电压供应系统优选用于照明系统。由总线用户产生的来自总线的最大电流消耗被限制到预定值。该电压供应系统包括至少两个并联连接至总线的根据前述类型的供电单元,其中,所述供电单元中的每一个被设计用于借助总线向总线用户供应直流电压,其中,所述供电单元中的每一个都具有电路,该电路被配置成通过使总线短路来检测来自总线的当前电流消耗。在此,供电单元选择性短路总线以检测当前电流消耗。

通过选择性短路,电压供应系统中的每个供电单元自动检测来自总线的当前电流消耗并且自动判断是否允许在总线上的继续供电。

优选地,在电路检测到总线的当前电流消耗之前,供电单元中的每一个在初始化阶段等待单独的随机等待时间。

优选依据在每个供电单元中检测到的当前电流消耗与由总线用户产生的来自总线的最大电流消耗预定值之间的比较判断其中的哪个供电单元作为主供电装置或辅助供电装置在电压供应系统中操作。

根据本发明,仅在经过了启动阶段中的预设启动延迟时间之后,供电单元才作为主供电单元或辅助供电单元操作。通过这种方式确保不会由同一照明系统中的两个供电单元同时执行电流消耗检测。由此防止测量结果失真。

在本发明的另一方面,描述了一种用于操作根据前述类型的电压供应系统的方法。该方法包括以下方法步骤:初始化电压供应系统,其中为此在电压供应系统的每个供电单元中等待单独的随机等待时间;通过选择性短路每个供电单元的总线来检测由总线用户产生的来自总线的当前电流消耗;以主模式或从模式操作各供电单元,其中所述模式根据当前所检测到的来自总线的电流消耗来选择;以及检查总线短路的持续时间,其中在超出最大短路持续时间时,该方法被重启。

因此,本发明涉及一种用于优选在照明系统中的总线的电压供应的智能启动方法。该方法尤其在启动延迟期满之前进行,所述启动延迟是使所述总线稳定化以用于数据通信所必需的。此时无需在经过600毫秒启动时间后发生在dali元件之间的实际通信就可以保证多个供电单元的并联。

供电单元在此被形成为最小供电单元,使得其恒定输出电流相当于总线最大电流消耗的十分之一的值,例如20毫安。通过这种方式,多个供电单元可以并联,而不会超出dali照明系统中的最大电流消耗。通过这种方式,照明系统中的所有元件在启动过程中也被过载保护。

在所述方法中,随机等待时间用于将总线的其中一个供电单元评定为主供电单元。所有其余的供电单元在经过随机等待时间之后被配置成检测来自总线的电流消耗,其中,为此由供电单元的控制单元能够实现短路开关。

所述检测优选在检测电流消耗的供电单元为总线提供直流电压之后进行,其中当超出最大电流消耗的预定值时,检测的供电单元停止其针对总线的dc电压供应。所述停止用于连接至总线的总线用户的保护。

在检测电流消耗的供电单元已经停止用于总线的直流电压之后,优选再次进行检测。如果在再次检测之后所述电流消耗总是还高于最大电流消耗,则该供电单元被切换成以主模式操作。此时然后等待主模式等待时间并且一直执行电流消耗检测,直到当前检测到的电流消耗低于最大电流消耗为止。

用于以从模式操作供电单元的方法优选包括以下的其它方法步骤:通过供电单元检测总线上的电压值;仅针对所检测到的电压值高于参考电压值的情况,再次检测来自总线的当前电流消耗;以及针对再次检测表明当前所检测到的电流消耗高于由总线用户产生的来自总线的最大电流消耗的预定值的情况,以主模式操作该供电单元。此时,以主模式操作一直执行电流消耗检测,直到当前检测到的电流消耗低于最大电流消耗为止。

通过这种方式,在供电单元的从模式下确定其它供电单元是否被连接至总线。

在优选实施方式中,所述从模式还包括其它方法步骤:针对再次检测表明当前所检测到的电流消耗低于由总线用户产生的来自总线的最大电流消耗的预定值的情况,等待主模式等待时间;以及再次检测总线上的电压值,其中当电压值的再次检测表明再次检测到的电压值低于参考电压值时,该供电单元被断开。通过这种方式检测已有一个主供电单元被连接至总线。

在优选实施方式中,供电单元通过以下方法步骤以主模式操作:等待主模式等待时间;再次检测来自总线的当前电流消耗;针对再次检测表明所检测到的当前电流消耗低于由总线用户产生的来自总线的最大电流消耗的预定值的情况取消总线短路。

通过这种方式实现了,首先等待主模式等待时间,以便不与电压供应系统的已处于主模式的供电单元竞争。如果检测到的来自总线的电流消耗高于最大电流消耗(例如250毫安),则在该等待时间中,每个在从模式下的单个供电单元被停用。通过这种方式来排除电流过载。

主模式操作优选还包括其它的方法步骤:检测总线上的电压值;针对所述检测表明所检测到的电压值高于参考电压值的情况等待随机等待时间;短路总线;以及再次检测来自总线的当前电流消耗。

利用所述方法,能够实现电压供应系统中并联连接的供电单元之间的准通信,而不用实际上等待启动过程时间直到获得稳定的数据总线。

在另一方面,提供了一种可连接至建筑物服务总线的总线用户,该总线用户具有供电单元和控制单元,其中供电单元被配置用于将测量电流输出至建筑物服务总线,并且其中,控制单元被配置用于检测并评估该建筑物服务总线上的总线电流,并且基于所述评估来确定操作电流是否通过供电单元被输出至建筑物服务总线。

控制单元可以根据所述评估控制供电单元输出操作电流或停止电流输出。

控制单元可以在基于所检测到的总线电流的评估时确定被连接至建筑物服务总线的总线用户的数量,并且确定可由所确定数量的总线用户输出的总体总线电流是否在总线规范内。

控制单元可以尤其在测试阶段中控制供电单元将测量电流输出至建筑物服务总线。

当可由所确定数量的总线用户输出的总体总线电流在总线规范内时,控制单元可以尤其在测试阶段之后控制供电单元将操作电流输出至建筑物服务总线。

当可由所确定数量的总线用户输出的总体总线电流在总线规范外时,控制单元可停用供电单元和/或停止通过供电单元至建筑物服务总线的电流输出。

控制单元可以确定可由所确定数量的总线用户输出的总体总线电流是否超出阈值,尤其是150-300毫安且优选是250毫安,其中,所述总线规范尤其包含该阈值。

控制单元可以通过建筑物服务总线接收并评估特定的总线信号,测试阶段在接收到该特定的总线信号之后启动,并且尤其控制供电单元输出测量电流。

供电单元可以产生测量电流和/或操作电流并输出至建筑物服务总线。

控制单元可以在优选在测试阶段内的随机时间点检测总线电流。

在又一方面,提供了一种具有如前所述的总线用户的灯。

在还一方面,提供了一种用于建筑物服务设备的总线系统,尤其是dali-总线系统,该总线系统具有建筑物服务总线(尤其是dali总线)以及优选如前所述的至少两个总线用户,所述总线用户被连接至建筑物服务总线并且分别具有供电单元,其中,所述供电单元可以彼此无关地进行操作,其中,所述总线用户中的每一个被配置用于将由各自供电单元产生的测量电流输出至建筑物服务总线,并且其中,所述至少两个总线用户与建筑物服务总线如此连接,以使得所施加的测量电流叠加,尤其是相加。

总线用户可以各自具有控制单元,该控制单元尤其在测试阶段内检测并评估存在于建筑物服务总线上的总线电流。优选地,控制单元可以基于所检测到的总线电流确定连接至建筑物服务总线的总线用户的数量。所确定的总线用户可以优选是有助于总线电流的总线用户。可以存在其它总线用户。

每个控制单元可以被配置用于基于所确定数量的总线用户来确定,当所确定数量的总线用户分别代替测量电流地输出操作电流至建筑物服务总线时,是否超出针对总体总线电流的阈值。

每个控制单元可以在超出阈值时停用供电单元和/或停止通过供电单元至建筑物服务总线的电流输出。

所述总线系统可以不具有中央电流供应装置。

针对容许总体总线电流的阈值可限定为150-300毫安,尤其是250毫安。

所述至少两个总线用户的可独立操作的分散供电单元可提供总体总线电流。

在又一方面,提供了一种用于建筑物服务设备的总线系统,尤其是dali总线系统,该总线系统具有:建筑物服务总线,尤其是dali总线;优选如前所述的至少两个总线用户;用于建筑物服务总线的分散电流供应装置,其通过至少两个总线用户的至少两个供电单元提供,其中所述分散电流供应装置被配置用于将每个总线用户分摊的至少一个总体总线电流输出至建筑物服务总线,并且其中,所述至少两个总线用户中的每一个具有控制单元,该控制单元测试可由这些供电单元输出的总体总线电流是否在总线规范内。

所述控制单元可以被设计用于当测试表明包含分摊的输出在内的总体总线电流在总线规范之外时停止所述至少两个总线用户中的一个总线用户的总体总线电流的分摊输出。

所述至少一个控制单元可以测试容许总体总线电流是否超出150-300ma,尤其是250毫安的总线规范。

在又一方面,提供了一种用于操作总线用户的方法,该总线用户被连接至建筑物服务总线,其中,供电单元输出测量电流至建筑物服务总线,并且其中,控制单元检测并评估该建筑物服务总线上的总线电流,并且根据所述评估来确定是否通过该供电单元输出操作电流至建筑物服务总线。

在又一方面,提供了一种用于操作建筑物服务设备(尤其是dali总线系统)的方法,其中,优选如前所述的至少两个总线用户被连接至建筑物服务总线并且分别具有供电单元,其中,这些供电单元彼此相互独立地操作,其中,所述总线用户中的每一个输出由各供电单元产生的测量电流至建筑物服务总线,并且其中,所述至少两个总线用户如此与建筑物服务总线相连接,以使得所施加的测量电流叠加,尤其是相加。

在还一方面,提供了一种用于操作建筑物服务设备的方法,其中,通过优选根据权利要求1所述的至少两个总线用户的至少两个供电单元来提供用于建筑物服务总线的分散电流供应装置,其中,所述分散电流供应装置将每个总线用户分摊的至少一个总体总线电流输出至建筑物服务总线,并且其中,所述至少两个总线用户中的每一个具有控制单元,该控制单元测试可由供电单元输出的总体总线电流是否在总线规范内。

在下文中结合附图来详述本发明或其它实施方式以及发明的优点,在这里,附图只描述本发明的实施例。附图中的相同的零部件带有相同的附图标记。附图不应视为完全按照比例,附图中的某些零部件可能被放大或者说放大简化示出,其中:

图1示出了根据现有技术的供电单元,

图2示出了根据本发明的供电单元的实施例,

图3示出了具有根据本发明的电压供应系统的照明系统的实施例,

图4示出了用于操作电压供应系统的根据本发明的方法的示例性流程图,

图5示出了根据图4的根据本发明的方法的初始化阶段的示例性流程图,

图6示出了根据图4的根据本发明的方法的第一电流消耗检测阶段的示例性流程图,

图7示出了根据图4的根据本发明的方法的从模式操作的示例性流程图,

图8示出了根据图4的根据本发明的方法的主模式操作的示例性流程图,

图9示出了具有根据本发明的电压供应系统的照明系统的另一实施例,

图10a和图10b示出了另一实施例相对于现有技术的示例性设计,

图11示意性地示出了如在另一实施例中使用的供电单元的一部分,

图12示出了如参照图9所描述的方法,

图13以流程图示意性地例示了根据另一实施例的方法过程。

在图1中示出了根据现有技术的供电单元1。该供电单元1包括示出为电源线l和零线n的输入接线端2。根据本发明并不排除使用附加地具有地线pe的供电单元1。该供电单元1还具有dali接口,该dali接口在此被示出为具有导线da+和da-的总线3。这种dali供电单元用于向总线3供应直流电压,dali操作装置、电子镇流器或功率调光器、致动器或传感器作为总线用户被连接至总线3上。根据图1的供电单元被配置成向总线3供应240毫安的电流。该供电单元是根据现有技术的照明系统中的唯一的供电装置。在此,220伏至240伏的电网供应电压被施加至输入接线端2。电网供应电压一般具有50赫兹或60赫兹的电网频率。该供电单元因此被设计成输出5瓦功率。输出电压为+/-5%容差下的16伏。dali信号不是selv。

尤其是,这样的dali供电单元符合dali标准iec62386。

现有的dali系统的缺点是,无法实现这种dali供电单元1的并联,因为输出电流不允许超过来自总线3的250毫安最大电流消耗。尤其无法实现单独的dali供电单元之间的通信,除非建立稳定化的dali数据通信总线,因此随后的dali供电单元调整也无法防止位于照明系统a内的元件或许以很大的电流被操作,这将意味着其受损或甚至毁坏。

根据现有技术的dali供电单元1对于照明技术中的许多应用而言是超尺寸的。用于极小型照明系统的总线3的较低成本的模块化灵活供电因此是值得期待的。

因此,本发明提出了一种用于向总线提供直流电压的替代方案。在这种情况下应能够实现并联的供电单元1之间的准通信。dali标准化的最大240ma的最大电流消耗在根据本发明提出的供电单元的情况下也未被超出。借此可对现有的dali照明系统进行个别调整,从而使照明系统的个别组群成为可能。

在图2中示出了根据本发明的供电单元1。除了图1所示的接线端2、3外,根据本发明还在供电单元1中设有控制单元4。该控制单元4例如被形成为微控制器、asic、fpga或cpld。控制单元4与总线3相连接。在供电单元1内还设有短路开关5。设置该短路开关5用于使总线3短路。为此,短路开关5具有第一开关状态i,用于将导线da+和da-相互连接。在第二开关状态ii下,短路开关5解除电流供应导线da+和da-之间的连接。短路开关5的开关状态的变换通过控制单元4来促成。为此,由控制单元4产生开关信号。借助短路开关5,现在可以检测流过供电导线da+和da-的来自总线3的电流消耗。对此,在供电导线da+和da-之间的连接中设有测量元件6。控制单元4被设置用于检测在短路开关5短路时在例如被形成为电流测量电阻的测量元件6上的电压降。另选地,借助测量元件6(例如借助耦合线圈,或者另选地借助光电耦合器)来进行电流耦合。所检测到的来自总线3的电流消耗在控制单元4中被评估。根据电流值的大小并与例如根据dali标准iec62389的240毫安的最大电流消耗预定值ix进行比较,随后进行通过供电单元1对总线3的供电的准备以及开关5的打开,或者不准备供电和打开开关5。

根据本发明,在供电单元1中设有存储元件7。在该存储元件7中例如存有dali地址、dali照明组、dali照明场景和/或调光值,其针对照明系统a的具体调节情况来设定。当更换照明系统a中的操作装置8时,现在可以借助存储器7确保照明系统a的调节。连接至照明系统a的元件8的所有相关数据因此可以被存储在存储器7里。因此,存储器7中的这些数据针对照明系统a中的操作装置要被更换的情况用作备用数据。

通过这种方式,也可以在存储器7中存储基本功能性,例如固件设置或规定。如果要更换操作装置,则从存储器7加载这些数据并且无需复杂的初始化或安装就可以马上在照明系统中准备待用。如调光、分组照明和紧急照明场景的附加功能也可以被包含在存储器7中。

在图3中示出了根据本发明的照明系统a。该照明系统a包括电压供应系统c,该电压供应系统c由如图2所例示的第一供电单元1和第二供电单元1‘组成。总线3用于由供电单元1、1‘向元件8、8‘、8“和8“‘供应直流电压。元件8、8‘、8“和8“‘在此例如是用于发光机构的操作装置或者功率调光器或电子镇流器或者传感器元件或用于照明系统a中的致动器的操作装置。

根据图3的照明系统a被dali标准化。该照明系统a是一个相对较小的照明系统a,因为只操作四个元件。这四个照明元件8、8‘、8“和8“‘现在可以被不同地连接在一起,如同在不同的组群中被操作。例如组群b可由两个元件8、8‘构成。这样的小组群b可以借助两个供电单元1、1‘中的一个来操作。另一组群b‘可以由元件8“和8“‘构成并且也可以通过供电单元1或1‘中的一个被供应电流。例如也可以形成第三组群b“,在该第三组群中,所有四个照明元件8、8‘、8“和8“‘在照明系统a中被同时操作。在这样的组群b“里,设有至少两个供电单元1、1‘以产生为此所需的电流。

所述分组例如在照明系统a的安装或规划时实现。为了不必在如此早的阶段就固定下来,现在可以借助可并联连接的供电单元1、1‘来获得一种灵活的、模块化的可变结构。

供电单元1、元件8和组群b的数量只是示例性的,本发明并不局限于所述数量。

为了能够按照dali标准来操作该照明系统a,必须保证在任何时间点的当前电流消耗都不会超出最大电流消耗的预定值ix,而所有元件8都被充分供电。还要保证供电在600毫秒等待时间内就准备好。这通过例如如图4至图8所示的一种用于操作电压供应系统c的方法来实现。

在图9中示出了具有并联的供电单元1“‘、1““的照明系统的另一实施例。供电单元1“‘、1““在此优选布置在各自的一个总线用户bt1、bt2内。同样还示出了可不同于总线用户bt1、bt2且尤其不必具有供电单元的其它总线用户btx、bty、btz。

供电单元1“‘、1““也通过输入接线端2“‘、2““被供电并且与总线3“‘相连。如图所示,在每个总线用户bt1、bt2中设有控制单元4“‘、4““,所述控制单元可以分别控制供电单元1“‘、1““。为此,可以通过各自的控制单元4“‘、4““例如输出控制信号至供电单元1“‘、1““的控制输入端se1或se2。

根据图9的实施例,现在由所述至少两个总线用户bt1、bt2的至少两个供电单元1“‘、1““承担对总线3“‘的供电,所述供电单元起到独立分散的电流供应装置的作用。此时要理解的是,也可以与总线用户bt1、bt2类似地设计其它总线用户btx、bty、btz,使得独立分散的电流供应装置包括比供电单元1“‘、1““更多的供电单元。所述至少两个总线用户bt1、bt2的供电单元1“‘、1““于是共同用作用于总线3“‘的电流供应装置,使得电流供应不必再在中央通过相应设定尺寸的中央总线供电单元来实现。

因此,供电单元1“‘、1““的尺寸可被设定为小于中央总线供电单元。供电单元1“‘、1““也可以通过其它方式配属于总线用户。因此,一个总线用户可以不具有供电单元1“‘、1““,而另一个总线用户可以具有超过一个的供电单元1“‘、1““。

促成分散电流供应装置反过来又是由于中央总线电流供应装置造成相对较高的成本,这只有在相应多的总线用户情况下才值得。在一定少量总线用户情况下,如之前所述地,采用相应较小且廉价的电流供应装置是合适的。

因此,图9中所示出的总线系统配备有至少两个供电单元1“‘、1““,它们提供分散电流供应。总线用户bt1、bt2和/或供电单元1“‘、1““优选如此布置,使得所提供的电流在总线3“‘上可以叠加成总体总线电流。

向优选是建筑物服务总线的总线3“‘提供分散电流供应的总线用户bt1、bt2可以具有呈控制单元4“‘、4““(优选是ic、asic或微控制器(称为μc))形式的智能。这样,总线用户bt1、bt2可以各自测试在总线3“‘上出现的总体总线电流且尤其是预期的总体总线电流是否在总线规范(尤其是dali总线规范)内。这意味着,当所述至少两个供电单元1“‘、1““附加地或代替测量电流地输出操作电流至总线3“‘时,例如通过控制单元4“‘、4““来检测是否超出电流阈值,例如150至350毫安、优选250毫安的最大容许总体总线电流阈值。

如果识别出达到或超过阈值(即超出容许总体总线电流),则总线用户bt1、bt2中的所述智能(即控制单元4“‘、4““)采取措施以减小最终出现的总体总线电流。

在特定实施方式中,所述智能在训练阶段或测试阶段测试存在于总线3“‘上的总线电流。这意味着所述控制单元4“‘、4““中的至少一个在规定的时间段内检测并评估存在于总线3“‘上的电流,所述时间段的开始例如通过由控制单元4“‘、4““接收到信号来确定并且其持续时间是给定的(例如在可由控制单元4“‘、4““存取的存储器中)。每个总线用户bt1、bt2此时确定,考虑到最大容许总体总线电流,其各自的分散供电单元1“‘、1““的贡献是否是必需的。

过程优选如下:

具有分散电流供应装置的每个总线用户bt1、bt2具有至少一个电流源,例如在供电单元1“‘、1““中,所述至少一个电流源可以以至少两个不同的电流电平提供恒定电流。

由供电单元1“‘、1““输出的第一电流电平此时是测量电流im。该测量电流im由供电单元1“‘、1““在测试阶段输出。该测量电流im可以相对较小,例如是10-25毫安。

每个总线用户bt1、bt2例如通过(本地)伪随机发生器被分配一个时间点,它在该时间点测试/测量在总线3“‘上当前可供使用的总电流容量有多大。为此,总线用户bt1、bt2可以对总线3“‘施以最大负荷。总线用户bt1、bt2或者控制单元4“‘、4““然后可以检测在总线3“‘上出现了哪个电流。在测试阶段中有意义的是,各自的总线用户bt1、bt2或供电单元1“‘、1““分别只主动接到输出测量电流im的电流源,因此电流源提供较低的恒定电流(相比于在例如250ma的总电流最大负荷时的50ma,此时例如是10ma)。

当一个总线用户bt1、bt2测试出现哪个总体总线电流时,其可以在知晓测量电流im的电平的情况下确定有多少的分散电流供应装置或总线用户bt1、bt2在输出测量电流im至总线3“‘。因此,总线用户bt1、bt2可以推断出在接到较大的和/或附加的提供操作电流ib的第二电流源时在总线3“‘上是否出现在总线规范尤其是dali规范之内或之外的总线电流。此时,该总线用户已经知道每个总线用户bt1、bt2输出什么样的操作电流。较大的电流源替代地或附加地提供操作电流ib,其值优选可以是10-70毫安,优选是15、25、40、50、65、75、90、105、125或140毫安。

因此可以推断出具有分散电流供应装置的刚刚所评估的/测量的/测试的总线用户bt1、bt2是否实际上必须作出贡献。当不是这种情况时,所测试的总线用户bs1、bs2断开或者说停止由供电单元1“‘、1““提供的电流输出至总线3“‘。

在所有的总线用户bt1、bt2已经通过该测试阶段后,总线系统被配置并且或许只有具有分散电流供应装置的总线用户bt1、bt2的一个子集在测试阶段之后的实际操作情况下输出其操作电流ib。

因此,在经过了训练阶段后,已经认识到它们应做出贡献的所有总线用户bt1、bt2分别激活操作电流ib,并且调节出在总容许电流范围内的总电流。操作电流ib可以作为测量电流im的替代或补充被输出。

还有可能的是重复执行测试阶段,例如当测量所需的某些总线参数不存在时。测试阶段的开始尤其可以在总线用户bt1、bt2的外部预先设定,例如通过来自总线主控的总线信号。然而,测试阶段也可以通过总线用户bt1、bt2自动开始,例如从一个预定时间点起或在一个预定时间段内,从该预定时间点起向所述总线用户bt1、bt2供应电压。

参见图10a,为了便于比较,示出了根据现有技术提供的照明系统100。此时从供电电压源101起供应尤其是交流电压或ac电压给总线供电单元102。设置总线供电单元102用于向总线103供应总线电压或总线电流ibus。总线供电单元102此时专门设计用于总线103的供电,尤其设计成dali总线供电单元。

此外还示出了总线用户104、105、106,它们同样分别从电压供应装置107、108、109被供电。因此,电压供电装置107、108、109尤其用于操作总线用户104、105、106并且用于总线用户操作,例如用于操作操作机构110,诸如发光机构、传感器、致动器等等。总线用户104、105、106中的每一个都具有操作装置bg1、bg2、bg3,其尤其将由电压供应装置107、108、109提供的供电电压转用于相应的操作机构110,并且还可以与总线103通信,以便接收尤其通过总线103所传输的指令并相应地控制操作机构110。

而图10b示出了根据图9的本发明另一实施例的一个设计,在此,总线用户bt1、bt2和另一总线用户bt3还是由电压供应装置107、108、109供电,但其中现在总线用户bt1、bt2、bt3除了操作装置bg1‘、bg2‘、bg3‘外还各自具有一个供电单元1“‘、1““、1““‘,这些供电单元现在承担向总线3“‘供电。因此不需要中央总线供电单元102来向总线3“‘供电。这种设计的主要理由是,如前所述,如果总线系统只是小型的总线系统,那么其成本因为总线供电单元102而明显增加。此外,中央总线供电单元102也必须被相应布线。此时中央总线供电单元102通常提供具有250ma的最大输出功率的电流源。

在图10b所示的实施例中,每个总线用户bt1、bt2、bt3现在具有其自己的供电单元1“‘、1““、1““‘,它们可以各自输出操作电流ib至总线3“‘。因此,当具有这种供电单元1“‘、1““、1““‘的多个总线用户bt1、bt2、bt3被添加至系统并且被连接至总线3“‘时,它们一方面可以将其操作电流ib共同输出至总线3“‘,另一方面可以检测总线3“‘上的总线电流ibus并且调节其自身对总体总线电流的贡献。

因此,基础构想是,在测试或训练阶段内识别在总线3“‘上哪个电流可用。总线用户bt1、bt2、bt3或者其控制单元4“‘、4““因此在测试阶段内识别施加到总线3“‘上的电流并且随后能够判断它们是否借助其自身的供电单元1“‘、1““、1““‘输出操作电流ib并因此提供至总线3“‘的电流供应。

由总线用户bt1、bt2、bt3(仅)在测试阶段内输出的测量电流im具有预定电平。因此,例如当测量电流为10ma并且有10个总线用户被连接至总线3“‘时,总共100ma的总线电流被输出至总线3“‘并且被总线用户bt1、bt2、bt3检测到。如果总线用户bt1、bt2、bt3现在检测到在总线上施加有100ma总线电流,则该总线用户bt1、bt2、bt3的控制单元4“‘、4““可以识别出因而在来自各自10ma的测量电流im的情况下有10个总线用户bt1、bt2、bt3参与了分散电流供应。

总线用户bt1、bt2、bt3此时在测试阶段内在随机时间点检测总线3“‘上的总线电流ibus。尤其是总线用户bt1、bt2、bt3可以具有(未示出)随机发生器,该随机发生器确定在测试阶段或训练阶段内的随机时间点。此外还可能的是,随机生成的数字被存储在总线用户bt1、bt2、bt3中,这些数字限定测试阶段内的时间点。尤其是,每个总线用户bt1、bt2、bt3可以如此识别测试阶段的开始,即,例如通过总线3“‘接收表明测试阶段的开始的特定信号。该信号尤其可以由总线主控发出。

因此,如果现在总线用户bt1、bt2、bt3检测到存在于总线3“‘上的电流,则其会发现当所有总线用户要对总线输出例如50ma操作电流ib时将会违反总线规范。这例如规定在总线3“‘上根据dali标准只应有250ma。就此而言,总线规范具有至少一个针对最大容许总体总线电流的阈值。如果每个总线用户bt1、bt2、bt3输出50ma操作电流ib至总线,则获得500ma总线电流。为了避免这种情况,总线用户bt1、bt2、bt3因此调节其对总线3“‘的电流输出。

因此,另一个总线用户bt1、bt2、bt3(例如总线用户bt2)可以在另一个随机时间点识别出当前总线上的仅90毫安的总线电流,因此也确定在新的总线用户的情况下,总线规范在测试阶段之后的操作电流输出至总线期间未被违反。

现在一直进行该方法,直到例如一个总线用户btx确定在总线上只有例如50ma或更小的总线电流。如果是这种情况,则总线用户btx确定在测试阶段之后输出操作电流ib时所有余下的总线用户未违反总线规范,因为在各自50ma操作电流的情况下未违反针对250ma最大总体总线电流的阈值。

还应注意,总线用户的供电单元也可以被集成到总线用户的操作装置中。这针对总线用户bt3被示出。

所述方法也在图11中被示出。在这里清楚看到,在测试阶段中首先所有具有供电单元的总线用户输出测量电流im至总线,从而首先在总线3“‘上的电流ibus,该电流相当于测量电流im乘以总线用户数量n。如上所述,现在在随机时刻通过总线用户检查它们是否应在测试阶段结束后提供操作电流。如果不是这种情况,则它们不再输出测量电流im至总线3“‘。这导致总线电流ibus下降。

因此,在另一个时间点进行测试的总线用户将确定有所改变的总线电流ibus,并且总线用户的控制单元将基于该改变的总线电流ibus进行相应的评估。最后,至少一个总线用户将确定剩余数量的(例如n-3个)总线用户是否能分别输出操作电流ib至总线3“‘,而不会违反针对总线规范或最大总体总线电流的阈值。在经过了测试阶段后,剩余的总线用户于是分别在总线3“‘上提供其操作电流ib,使得总线电流ibus总体提升至叠加的且尤其是相加的操作电流(例如n-3*ib)的高度。

参见图12,现在示意性地示出了供电单元1“‘、1““的一个具体实施例。尤其是,供电单元1“‘具有第一电流源i1和第二电流源i2。第一电流源i1此时可以例如提供测量电流im,而第二电流源i2可以提供操作电流ib。也示出了开关s1、s2、s3,它们例如通过控制单元4“‘来控制。与开关s3串联有测量电阻rshunt,控制单元4“‘可以在测量电阻上检测电压vshunt。

在测试阶段开始时,开关s2闭合,并且开关s1被接至电流源i1,使得电流源i1输出测量电流im至总线3“‘。在如上所述可以通过随机发生器确定的随机时间后,开关s3闭合并且在测量电阻rshunt上测量代表总线电流的电压或电流。因为所有的总线用户输出相同的测量电流im至总线,因此所检测到的总线电流相当于测量电流im的许多倍,并且因此可以确定总线用户的数量。如果超过最大总线用户数量,即超过未违反总线规范地可输出操作电流ib至总线的总线用户的数量,则开关s2被打开并且电流源i1、i2被停用。

否则,开关s2保持闭合,并且在预定时间后(即在测试阶段之后)将开关s1接至电流源i2,并因此操作电流ib被输出至总线。

当然,该测试阶段也可以自动进行,例如在总线用户的电流供应开始之后的预定时间后。

参见图13,以流程图示出了由根据本发明的总线用户执行的方法。

首先,测试阶段在步骤s130中开始。测试阶段的开始可以如上所述通过总线信号来设定或者在从总线用户的电压供应起一定时间后开始,该时间存储在总线用户中。测试阶段的长度尤其也被存在总线用户中。

首先,供电单元1“‘、1““在步骤s131中输出测量电流im至总线3“‘。

然后,控制单元在步骤s132中在优选测试阶段开始后的0至65.5ms之间的随机时间点trend测量总线3“‘上的总线电流ibus。

在步骤s133中,控制单元4“‘基于所检测到的总线电流ibus确定连接至总线3“‘的总线用户的数量。根据所确定的数量或所检测到的总线电流ibus,总线用户的控制单元4“‘然后在步骤s134中确定当确定数量的所有总线用户输出操作电流ib时是否将达到针对总体总线电流的阈值。因此该阈值是据此确定总线规范是否被违反的标准。

如果表明违反了总线规范或将会违反总线规范,则总线用户在步骤s135中停止在总线3“‘上的电流输出。

否则,总线用户在测试阶段结束后在步骤s136中切换至输出操作电流ib。

图4中描述用于操作电压供应系统c的根据本发明方法的方法流程图的实施例。电压供应系统c例如如图3所示构成并包括至少两个供电单元1、1‘。

在步骤s1中,启动根据本发明的方法的初始化阶段。图5详细说明了该初始化阶段。在该阶段s1中尤其防止两个供电单元1、1‘同时将短路开关5切换到第一开关状态i。

在初始化阶段之后进行第一电流消耗检测阶段s2。电流消耗检测阶段s2在图6中被详细说明。

电流消耗检测阶段s2的结果是比较结果,即,当前检测到的来自总线3的电流消耗比最大电流消耗的预定值ix(例如根据dali标准照明系统a运行时的240毫安最大容许电流)高出多少的比较结果。如果电流消耗大于照明系统中的预定值ix(是的情况),则启动主模式操作s4。如果是否的情况,则针对各自供电单元1启动从模式操作s3。在从模式操作s3或主模式操作s4之后进行持续时间检查s5,在该持续时间检查中检查所述供电单元1、1‘中的一个的短路开关5是否在开关状态i下被接通超出最大容许时间tx。如果是这种情况,则重新开始该过程。如果不是这种情况,则保持如其所调节出的操作状态。

根据图4的方法优选在经过了600毫秒的启动过程等待时间后结束。因此,在dali总线3的稳定化结束之前已经产生供电单元1之间的准通信并保证照明系统a的稳定操作。

图5详细地示出了根据图4的根据本发明的方法的初始化阶段s1。为此,首先在步骤s11中接通电压供应系统a。接着在步骤s12中实现将短路开关5切换至第一开关状态i。通过这种方式,总线供电导线da+与总线供电导线da–相连接。接着在步骤s13中等待接通等待时间teinschalt。这是保证供电单元1稳定操作以通过控制单元4有序检测当前电流消耗所必需的。在随后的步骤s14中,供电单元1经历必须等待的随机等待时间tzufall。该随机等待时间tzufall对于电压供应系统c中的每个供电单元是单独的,因此防止不同的供电单元1同时检测电流消耗。通过这种方式,防止因其它供电单元1而失真的电流消耗的检测。

图6示出了根据图4的第一电流消耗检测阶段s2。为此,在步骤s21中检测来自总线3的当前电流消耗。短路开关5为此仍然闭合,参见初始化阶段s1。控制单元4通过测量元件6检测当前的电流消耗。在随后的步骤s22中,由控制单元4进行当前电流消耗与最大电流消耗的预定值ix的比较。如果当前检测到的电流消耗i小于或等于预定值ix,则第一电流消耗检测阶段s2结束。

如果当前检测到的电流消耗i大于预定值ix,则在步骤s23中停用供电单元1。接着在步骤s24中再次进行来自总线3的电流消耗的检测。随后再次进行比较s25,其对应于比较s22。如果当前检测到的电流消耗i小于或等于预定值ix,则供电单元1按照从模式操作s3操作并且检测阶段s2结束。如果当前检测到的电流消耗i大于预定值ix,则第一电流消耗检测阶段s2结束,但供电单元1按照主模式操作s4操作。

图7详细描述了根据图4的从模式操作s3。当在步骤s25或者步骤s22中检测到的电流消耗小于预定值ix时切换到从模式操作s3。然后在步骤s31中打开短路开关5,做法是切换到开关状态ii。因此,总线3的导线da+与总线3的导线da-分离。然后在步骤s32中进行总线3的电压值u的检测。如果比较s33表明该电压小于参考电压值ux(例如9伏),则假定电压供应系统c中不存在其它供电单元1。如果比较表明电压大于例如9伏,则在步骤s34中再次等待随机时间tzufall。然后,短路开关5又被切换至闭合状态i,参见步骤s35。根据步骤s36和s37再次检测来自总线6的当前电流消耗。在此,将当前检测到的电流消耗再次与值ix进行比较,其中,当超出值ix时根据s4切换至的主模式。

如果当前电流消耗小于值ix,则假定电压供应系统c中没有其它供电单元1被激活,并且短路开关5可根据s38被再次置于状态ii。在步骤s39中等待主模式等待时间tmaster过去之后,供电单元1被断开,参见步骤s40。从模式s3随即结束。

现在在图8中详细示出了根据图4的主模式操作s4。首先,在步骤s41中等待主模式等待时间tmaster。随后在步骤s42和s43中再次进行当前电流消耗的检测。通过这种方式来检测当前电流消耗是否低于值ix。此外,在此阶段中,断开从模式操作s3的每个供电单元1,因为检测到当前电流消耗高于值ix,并因此来自总线3的当前电流消耗被减小。

一旦当前电流消耗低于值ix,则根据步骤s44将短路开关5切换到打开状态i。现在,类似于步骤s33和s32,根据步骤s45和s46检测总线3上的电压。如果该电压大于参考电压值ux,则假定在照明系统a中只有一个主供电单元1,并且其担负起主供电任务。如果在步骤s46中确定该电压小于参考电压值ux,则在照明系统a中存在处于主模式的其它供电单元1、1‘。然后,等待随机等待时间tzufall(s47),并且短路开关8在步骤s48中被再次切换到开关状态i。在步骤s49中再次进行电流消耗检测。如果当前电流消耗大于值ix,则再次执行根据步骤s4的主模式。

通过图4至图8中所述的方法过程保证了最大电流消耗不会高于值ix并且照明系统a可适应其相应的组群b、b‘、b“。

所有示出的、说明的或要求保护的特征可以任意相互组合。

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