对用于传感器就绪LED驱动器的隔离的辅助电源和DALI电源的控制的制作方法

本发明一般涉及用于照明单元的照明驱动器。更特别地，本文公开的各种创造性方法和装置涉及用于控制从传感器就绪发光二极管(led)驱动器到外部设备(诸如，传感器或照明控制单元(诸如，室外照明控制器))的功率供应的方法和系统。

背景技术：

最近，所谓的智能照明驱动器被用在连接的发光二极管(led)照明系统中。这种智能驱动器通常被称为传感器就绪(sr)，因为它们包括自供电的dali接口。该自供电的dali接口(即sr接口)可以用于与诸如无线传感器或室外照明控制器(olc)的外部设备通信并且向其供电。智能驱动器通过sr接口以及连接到它的外部设备来与照明网络通信。

在一些连接的系统中，简单的无线传感器可以由sr总线完全供电。然而，对于诸如olc的更复杂的控制单元，通常需要更高的功率或与sr总线电压不同的dc电压。在该情况下，智能驱动器还提供辅助低电压电源以满足该要求。

sr总线使用用于通信的dali协议来连接到设备，即在dali命令的传输期间sr总线被周期性地拉低。当sr总线被拉低时，相当于使sr总线短路。为了限制该短路电流，需要从sr电源到sr总线的电流限制器。此外，对于特定应用中的不同应用或不同工作状况，位于照明驱动器的低电压次级侧的sr电源和辅助电源需要具有由照明驱动器中的主控制器启用或禁用的能力，主控制器通常在高电压初级侧，因为大多数的控制位于那里。

因此，期望提供一种照明驱动器和操作照明驱动器的相关联的方法，其可以以简单的方式将功率或电压启用和禁用命令从在“初级侧”上的控制单元通信到在传感器就绪led驱动器的“次级侧”上的dali电源和辅助电源两者。

技术实现要素：

本公开涉及用于照明驱动器的创造性方法和装置，该照明驱动器可以将功率或电压启用和禁用命令从在“初级侧”上的控制单元通信到在传感器就绪led驱动器的“次级侧”上的dali电源和辅助电源两者，并且该照明驱动器提供从dali电源到dali总线的电流限制。

通常，在一方面，提供了一种用于驱动至少一个照明设备的照明驱动器。照明驱动器包括：控制单元，其被设置在电隔离屏障的第一侧上；变压器，该变压器用于向至少一个照明设备供电，并且该变压器包括用于向隔离屏障的第二侧供电的辅助绕组；以及电源单元，其被设置在电隔离屏障的第二侧上，以便与控制单元电隔离，控制单元跨电隔离屏障向电源单元提供单个使能信号，其中电源单元包括开关电路，该开关电路被配置成响应于单个使能信号而选择性地启用和禁用两个输出电压，该两个输出电压用于向与照明驱动器通信数据的外部设备供电。

在一些实施例中，控制单元被配置成提供具有至少三种状态中的所选择的一种状态的单个使能信号，并且电源单元被配置成根据至少三种状态中的所选择的一种状态来开关两个输出电压，使得两个输出电压中的一个、两个或没有一个输出电压被提供给外部设备。

在这些实施例的一些版本中，单个使能信号中的至少三种状态包括稳定的高电压电平、稳定的低电压电平和脉冲宽度调制(pwm)信号，并且电源单元被配置成根据单个使能信号是具有稳定的低电压电平、具有稳定的高电压电平，或者是pwm信号来开关两个输出电压，使得两个输出电压中的一个、没有一个、或两个输出电压被提供给外部设备。

在这些实施例的一些版本中，第一输出电压是辅助电压，第二输出电压是用于dali总线的数字可寻址照明接口(dali)电压，数字可寻址照明接口(dali)电压小于辅助电压，并且电源单元包括dali电源电压电路，其被配置成从辅助电压产生并调节dali电源电压，并且其中照明驱动器包括dali接口以用于经由dali总线与外部设备通信。

在这些实施例的一些版本中，用于辅助电压的返回连接和dali电源电压的负极端子共享连接到外部设备的公共线，并且电源单元还包括高侧电流限制器，该高侧电流限制器被连接到dali电源电压的正极端子，并且该高侧电流限制器被配置成限制由dali总线从dali电源电压汲取的电流。

在这些实施例的一些版本中，开关电路包括第一开关和第二开关，其中第一开关被连接在辅助电压和dali总线的正电压侧之间，其中第二开关与连接到外部设备的公共线串联连接，并且电源单元还包括：滤波器，其被配置成响应于单个选择信号来将控制信号提供给第二开关的控制端子，以当单个使能信号具有稳定的低电压电平时以及当单个使能信号是pwm信号时，接通第二开关并将辅助电压提供给外部设备，并且当单个使能信号具有稳定的高电压电平时，关断第二开关并禁用向外部设备的辅助电压和dali电源电压的供应；检测器，其被配置成检测单个使能信号是否是pwm信号；以及，倍压器，其将pwm信号的峰值电压加倍，并将加倍的峰值电压提供给第一开关的控制端子，以当单个使能信号是pwm信号时，接通第一开关，并将dali电源电压提供给外部设备，并且当单个使能信号具有稳定的低电压电平时，关断第一开关并禁用向外部设备的dali电源电压的供应。

在这些实施例的一些版本中，外部设备是与照明网络无线通信的室外照明控制器，其中照明驱动器被配置成向室外照明控制器提供辅助电压和dali电源电压以对室外照明控制器供电，并且其中照明驱动器被配置成经由dali接口在dali总线上与室外照明控制器通信数据。

在这些实施例的一些版本中：响应于具有至少三种状态中的第一状态的单个使能信号，两个输出电压中没有一个输出电压被启用以提供给外部设备；响应于具有至少三种状态中的第二状态的单个使能信号，两个输出电压中的第一个输出电压被启用以提供给外部设备，并且两个输出电压中的第二个输出电压被禁用并且不被提供给外部设备；并且响应于具有至少三种状态中的第三状态的单个使能信号，两个输出电压中的两个输出电压被启用并且被提供给外部设备。

在本发明的另一方面，一种方法包括：从控制单元向电源单元提供单个使能信号和辅助电源，控制单元被设置在照明驱动器的电隔离屏障的第一侧上，电源单元被设置在电隔离屏障的第二侧上以与控制单元电隔离；以及响应于单个使能信号和辅助电源，电源单元选择性地启用和禁用用于向外部设备供电的两个输出电压，该外部设备与照明驱动器通信数据。

在一些实施例中，方法还包括：控制单元选择至少三种状态中的一种状态，并提供具有所选择的状态的单个使能信号；以及根据所选择的状态开关两个输出电压，使得两个输出电压中的一个、两个或没有一个输出电压被提供给外部设备。

在这些实施例的一些版本中，单个使能信号的至少三种状态包括稳定的高电压电平、稳定的低电压电平和脉冲宽度调制(pwm)信号，方法还包括根据单个使能信号是具有稳定的低电压电平、具有稳定的高电压电平或者是pwm信号来开关两个输出，使得两个输出电压中的一个、没有一个、或两个输出电压被提供给外部设备。

在这些实施例的一些版本中，第一输出电压是辅助电压，其中第二输出电压是用于dali总线的数字可寻址照明接口(dali)电压，数字可寻址照明接口(dali)电压小于辅助电压，方法还包括：从辅助电压产生并调节dali电源电压；以及经由dali总线与外部设备通信。

在这些实施例的一些版本中，方法还包括：用于辅助电压的返回连接和dali电源电压的负极端子共享连接到外部设备的公共线；以及通过连接到dali电源电压的正极端子的高侧电流限制器来限制由dali总线从dali电源电压汲取的电流。

在这些实施例的一些版本中，权利要求13的方法还包括：当单个使能信号具有稳定的低电压电平时以及当单个使能信号是pwm信号时，将辅助电压提供给外部设备；当单个使能信号具有稳定的低电压电平时，禁用向外部设备的辅助电压和dali电源电压的供应；当单个使能信号是pwm信号时，将dali电源电压提供给外部设备；以及当单个使能信号具有稳定的低电压电平时，禁用向外部设备的dali电源电压的供应。

在这些实施例的一些版本中，外部设备是与照明网络无线通信的室外照明控制器，方法包括：将辅助电压和dali电源电压提供给室外照明控制器以对室外照明控制器供电；以及照明驱动器经由dali接口来与室外照明控制器通信数据。

在这些实施例的一些版本中，方法还包括：响应于具有至少三种状态中的第一状态的单个使能信号，禁用向外部设备的两个输出电压中的两个输出电压的供应；响应于具有至少三种状态中的第二状态的单个使能信号，启用两个输出电压中的第一个输出电压以提供给外部设备，并且禁用两个输出电压中的第二个输出电压以禁止向外部设备的两个输出电压中的第二个输出电压的供应；以及响应于具有至少三种状态中的第三状态的单个使能信号，启用两个输出电压中的两个输出电压以提供给外部设备。

在本发明的又一方面，一种用于照明设备的驱动器包括：控制部件；以及用于将控制部件与至少一个传感器连接的电隔离接口，其中电隔离接口包括供电电路，该供电电路被配置成将从控制部件接收的输入电压从一个电压变换为至少两个电压以提供给传感器。

在一些实施例中，控制部件通过电隔离接口的电隔离信号路径来开关对远程设备的至少两个电压的供应。

在这些实施例的一些版本中，控制部件响应于从控制部件接收的一个电压，而独立地开关对远程设备的至少两个电压的供应。

在这些实施例的一些版本中，控制部件被配置成将该一个电压控制为稳定的高电压、稳定的低电压和脉冲宽度调制(pwm)电压中的一个电压，并且电隔离接口被配置成根据该一个电压是稳定的高电压、稳定的低电压或者是pwm电压来独立地开关两个电压，使得两个电压中的一个、两个或没有一个输出电压被提供给传感器。

如出于本公开的目的而在本文中使用的，术语“led”应当理解为包括任何电致发光二极管或其他类型的载流子注入/基于结的系统，其能够响应于电信号而生成辐射。因此，术语led包括但不限于响应于电流而发射光的各种半导体基结构、发光聚合物、有机发光二极管(oled)、电致发光条等。特别地，术语led指代所有类型的发光二极管(包括半导体和有机发光二极管)，其可以被配置成生成处于红外光谱、紫外光谱和可见光谱(通常包括从大约400纳米到大约700纳米的辐射波长)的各部分的一个或多个光谱中的辐射。led的一些示例包括但不限于各种类型的红外led、紫外led、红色led、蓝色led、绿色led、黄色led、琥珀色led、橙色led和白色led(下面进一步讨论)。还应当明白，led可以被配置和/或控制以生成具有针对给定光谱的各种带宽(例如，半高全宽或fwhm)(例如窄带宽、宽带宽)和在给定通用颜色分类内的各种主波长的辐射。

例如，被配置成生成大体白光的led(例如，白色led)的一种实施方式可以包括若干裸片，这些裸片分别发射不同电致发光光谱，其组合地混合以形成大体白光。在另一实施方式中，白光led可以与磷光体材料相关联，该磷光体材料将具有第一光谱的电致发光转换成不同的第二光谱。在该实施方式的一个示例中，具有相对短波长和窄带宽光谱的电致发光“泵浦”磷光体材料，该磷光体材料进而辐射出具有较宽一些光谱的较长波长的辐射。

还应当理解，术语led不限制led的物理和/或电学封装类型。例如，如上所讨论的，led可以指代具有被配置成分别发射不同辐射光谱的多个裸片(例如其可以是或可以不是单独可控制的)的单个发光设备。而且，led可以与被认为是led(例如，某些类型的白色led)的组成部分的磷光体相关联。一般而言，术语led可以指代封装led、未封装led、表面安装led、板上芯片led、t-封装安装led、径向封装led、功率封装led、包括某种类型的封装的led和/或光学元件(例如，漫射透镜)等。

术语“光源”应当被理解为指代各种辐射源中的任何一种或多种，包括但不限于：led光源(包括如上定义的一个或多个led)、白炽光源(例如，灯丝灯、卤素灯)、荧光光源、磷光源、高强度放电光源(例如，钠蒸气、汞蒸气和金属卤化物灯)、激光、其他类型的电致发光源、热释光源(例如，火焰)、蜡烛发光源(例如，气体罩、碳弧辐射源)、光致发光源(例如，气体放电光源)、使用电子饱和的阴极发光源、电流发光源、晶体发光源、显像管发光源、热发光源、摩擦发光源、声致发光源、辐射发光源和发光聚合物。

给定的光源可以被配置成生成可见光光谱之内、可见光光谱之外或者这两者的组合的电磁辐射。因此，术语“光”和“辐射”在本文中可被互换地使用。另外，光源可以包括作为组成部件的一个或多个滤波器(例如滤色器)、透镜或其他光学部件。而且，应当理解，光源可以被配置用于各种应用，包括但不限于指示、显示和/或照明。“照明源”是具体被配置成生成具有足够强度以有效照亮内部或外部空间的辐射的光源。在该上下文中，“足够强度”指的是在空间或环境中生成的处于可见光光谱内的足够辐射功率(单位“流明”往往被用来以辐射功率或“光通量”的方式表示在所有方向上来自光源的总光输出)以提供环境照明(即，可以被间接感知并且可以例如在被整体或部分地感知之前被多种居间表面中的一种或多种所反射的光)。

术语“照明单元”在本文中用于指代包括相同或不同类型的一个或多个光源的装置。给定的照明单元可以具有用于(多个)光源的各种安装布置、外壳/壳体布置和形状和/或电气和机械连接配置中的任何一种。另外，给定的照明单元可选地可以与涉及(多个)光源的操作的各种其他部件(例如，控制电路系统)相关联(例如，包括、被耦合到和/或与其一起封装)。“led照明单元”指代包括如上所述的一个或多个led光源(单独地或与其他非led光源组合)的照明单元。

术语“控制器”在本文中通常用来描述与一个或多个光源的操作有关的各种装置。控制器可以以众多方式(例如，诸如利用专用硬件)来实现以执行本文所讨论的各种功能。“处理器”是采用一个或多个微处理器的控制器的一个示例，该一个或多个微处理器可以利用软件(例如，微代码)进行编程以执行本文所讨论的各种功能。控制器可以采用或不采用处理器来实现，并且还可以被实现成用于执行一些功能的专用硬件和用于执行其他功能的处理器(例如，一个或多个编程微处理器和关联电路系统)的组合。在本公开的各种实施例中可以采用的控制器部件的示例包括但不限于常规的微处理器、专用集成电路(asic)以及现场可编程门阵列(fpga)。

在各种实施方式中，处理器或控制器可以与一个或多个存储介质(在本文中通称为“存储器”，例如易失性和非易失性计算机存储器，诸如ram、prom、eprom、eeprom和闪速存储器、软盘、压缩盘、光盘、磁带等)相关联。在一些实施方式中，存储介质可以用一个或多个程序进行编码，当该一个或多个程序在一个或多个处理器和/或控制器上执行时，执行本文所讨论的功能中的至少一些功能。各种存储介质可以被固定在处理器或控制器内或者可以是可移动的，使得存储在其上的一个或多个程序可以被载入到处理器或控制器内，以便实施本文所讨论的本公开的各个方面。术语“程序”或“计算机程序”在本文中以一般的意义用来指代可以被采用以对一个或多个处理器或控制器进行编程的任何类型的计算机代码(例如，软件或微代码)。

应当理解，以下更详细讨论的前述概念和附加的概念的所有组合(假设这些概念不相互矛盾)被认为是本文公开的创造性主题内容的一部分。具体地，出现在本公开结尾的所要求保护的主题内容的所有组合都被认为是本文公开的创造性主题内容的一部分。还应当理解，还可以出现在通过引用并入的任何公开内容中的本文中明确采用的术语应当被赋予与本文公开的特定概念最一致的含义。

附图说明

在附图中，贯穿不同视图，相同的附图标记通常指代相同的部分。而且，附图不一定按比例绘制，而是通常将重点放在说明本发明的原理上。

图1图示了该连接的照明系统的高层级框图。

图2图示了传感器就绪发光二极管(led)照明驱动器的一个示例的功能框图。

图3图示了传感器就绪发光二极管(led)照明驱动器的示例实施例的功能框图，该传感器就绪led照明驱动器可以使用单个隔离信号路径将功率或电压启用和禁用命令从照明驱动器的“初级侧”通信到“次级侧”。

图4示出了传感器就绪led照明驱动器的示例实施例的示意图，该传感器就绪led照明驱动器可以使用单个隔离信号路径将功率或电压启用和禁用命令从照明驱动器的“初级侧”通信到“次级侧”。

图5示出了响应于在照明驱动器的“初级侧”上生成的启用和禁用命令来启用和禁用从传感器就绪led照明驱动器的“次级侧”提供给外部设备的功率的方法的流程图。

具体实施方式

图1图示了该连接照明系统100的高层级框图。照明系统100包括照明驱动器110、照明单元120、照明控制单元130和无线通信收发器和天线140。

这里，照明驱动器100可以被连接以接收来自电源(诸如ac干线电源)的功率，并且可以配置和格式化用于驱动照明单元120(其可以是发光二极管(led)照明单元)的功率。照明控制单元130可以经由具有内置电源的数字可寻址照明接口(dali)总线(这里被称为传感器就绪(sr)接口)来与照明驱动器110通信。照明控制单元130可以从照明驱动器110接收其功率作为辅助电压和支持dali总线的sr电压，照明控制单元130可以通过该dali总线来与照明驱动器110通信。在这种情况下，照明驱动器110可以是传感器就绪(sr)led照明驱动器。

在一些实施例中，照明控制单元130可以是室外照明控制器(olc)，其可以经由无线通信收发器和天线140来与照明网络中的其他控制器和设备通信。例如，在一些实施例中，照明控制单元130可以是路灯系统或室外照明网络的一部分，并且可以与传感器、其他照明控制单元和/或主控制终端进行无线通信，以确定用于通过照明驱动器110来控制照明单元120的照明的信息。在一些实施例中，照明控制单元130可以包括一个或多个传感器，诸如环境光传感器。在一些实施例中，照明控制单元130可以产生表示一个或多个传感器信号和/或一个或多个控制信号的数据，其经由dali总线来与照明驱动器110通信。类似地，照明驱动器110可以经由dali总线将数据通信到照明控制单元130。即，通常，照明控制单元130可以经由dali总线来与照明驱动器110通信数据，如本文所使用的，这旨在表示数据从照明驱动器110被发送到照明控制单元130，或者数据从照明控制单元130被发送到照明驱动器110，或两者。以这种方式，照明驱动器110可以通过sr接口以及连接到它的照明控制单元130来与照明网络通信。

图2图示了可以是照明驱动器110的一个实施例的传感器就绪(sr)发光二极管(led)照明驱动器200的一个示例的功能框图。

照明驱动器200包括控制单元210和电源单元250，它们通过隔离屏障220彼此电隔离。控制单元210位于隔离屏障220的“初级侧”或高电压侧上，在一些实施例中，照明驱动器200可以在这里接收来自ac干线的输入功率。电源单元250位于隔离屏障220的“次级侧”或低电压侧上，并且可以响应于sr使能信号和辅助功率使能信号(其跨隔离屏障220而被通信)来向外部设备(例如，照明控制单元)提供辅助电压和sr(即，dali)电压。为此目的，电源单元250包括第一变压器绕组232、辅助功率使能控制234、第一开关236、第二变压器绕组242、sr(即，dali)功率使能控制244、第二开关246和电流限制器248。照明驱动器200还包括dali接口260。照明驱动器200可以包括在图2中未示出的其他元件，特别是用于向照明单元(特别是led照明单元)供电的元件，在各种实施例中，这些元件可以包括功率变压器、降压变换器、升压变换器、降压-升压变换器、pwm调制器等。

照明驱动器200从由诸如反激变换器的板上低电压电源的变压器绕组242获得的专用低电压电源中提供sr电压vsr，并且响应于跨隔离屏障220从控制单元210接收的sr使能信号，照明驱动器200由开关246选择性地禁用或启用以由电源单元250提供给外部设备(例如，照明控制单元)。辅助电源电压vaux从相同的变压器的分离绕组232或从独立变换器获得，并且响应于跨隔离屏障220从控制单元210接收的辅助功率使能信号，辅助电源电压vaux由开关236选择性地禁用或启用以由电源单元250提供给外部设备(例如，照明控制单元)。在一些实施例中，外部设备可以不具有除由电源单元250提供给它的功率源之外的其他功率源。

反过来，sr总线可以被连接到外部设备(以及可选地一个或多个其他外部设备)，借助于该sr总线，外部设备可以使用用于通信的dali协议来与照明驱动器200通信数据，即，在dali命令的传输期间，sr总线被周期性地拉低。当sr总线被拉低时，相当于使sr总线短路。为了限制该短路电流，提供电流限制器248，其从sr电源电压的负极端子或低侧sr-连接到sr总线。对于特定应用中的不同应用或不同工作状况，sr电源和辅助电源需要具有由控制单元210启用或禁用的能力，控制单元210位于隔离屏障220的高电压初级侧，因为大多数的控制位于那里。在照明驱动器200中，这些启用和禁用命令通过两个独立的信号或通道被传递到低电压次级侧。因为电流限制器248是sr电源电压的负极端子或低侧sr-，所以可以从sr电源电压直接控制用于sr总线的电流限制器249和使能开关246。

然而，图2中图示的布置具有一些缺点。一个缺点是跨隔离屏障220从初级侧到低电压次级侧传输多个控制信号(即，sr使能信号和辅助功率使能信号)的复杂性和高成本。在一些实施例中，针对隔离屏障220，这可能涉及使用两个光耦合器。另一个缺点是针对低电压辅助功率和sr电源电压使用不同电压电源的复杂性和高成本(例如，更复杂和/或附加的变压器绕组)。另一个缺点是来自sr使能信号的驱动电压通常不足以用于sr电流限制器控制。

更一般地，发明人已经认识并理解，提供可以以简单的方式将功率或电压启用和禁用命令从在“初级侧”上的控制单元通信到在传感器就绪led驱动器的“次级侧”上的dali电源和辅助电源两者的照明驱动器和操作照明驱动器的相关联的方法将是有益的。更具体地，发明人已经认识到本领域中需要使用单个隔离信号路径将功率或电压启用和禁用命令从在“初级侧”上的控制单元通信到在传感器就绪led驱动器的“次级侧”上的dali电源和辅助电源的照明驱动器和操作照明驱动器的相关联的方法。

鉴于前述内容，本发明的各种实施例和实施方式涉及用于照明驱动器的创造性方法和装置，其可以使用单个隔离信号路径经由单个使能信号将功率或电压启用和禁用命令从在“初级侧”上的控制单元通信到在传感器就绪led驱动器的“次级侧”上的dali电源和辅助电源。

图3图示了传感器就绪发光二极管(led)照明驱动器300的示例实施例的功能框图，其可以使用单个隔离信号路径经由单个使能信号302将功率或电压启用和禁用命令从照明驱动器300的“初级侧”通信到“次级侧”。这里，应当理解，“单个使能信号”意指正好一个使能信号以排除附加的使能信号，并且“单个隔离信号路径”意指正好一个隔离信号路径以排除附加的使能信号隔离信号路径。

照明驱动器300包括通过隔离屏障320彼此电隔离的控制单元310和电源单元350。控制单元310位于隔离屏障320的“初级侧”或高电压侧上，在一些实施例中，照明驱动器300可以在这里接收来自ac干线的输入功率。电源单元350位于隔离屏障320的“次级侧”或低电压侧上，并且可以响应于跨隔离屏障320通信的单个使能信号302(这里，被称为“sr和辅助功率使能信号”)而将辅助电压和sr(即，dali)电压两者提供给外部设备(例如，照明控制单元，诸如室外照明控制器)。为此目的，电源单元350包括第一变压器绕组332、辅助功率使能控制334、电压倍增器-启用/禁用控制-电流限制器-电压限制器电路344以及第一开关s1和第二开关s2。照明驱动器300还包括dali接口360。照明驱动器300可以包括图3中未示出的其他元件，特别是用于向照明单元(特别是led照明单元)供电的元件，在各种实施例中，这些元件可以包括功率变压器、降压变换器、升压变换器、降压-升压变换器、pwm调制器等。

照明驱动器300产生来自绕组322或者来自照明驱动器300中的独立变换器的辅助电压(例如，24vdc)，绕组322可以是变压器的分离的绕组，该变压器可以由照明驱动器300使用以提供功率以使由照明驱动器300驱动的照明单元(例如，照明单元120)的一个或多个照明设备(例如，led)照明。响应于跨隔离屏障320从控制单元310接收的单个使能信号302，通过第二开关s2的操作，辅助电压被启用以由电源单元350提供给外部设备(例如，照明控制单元)。

在照明驱动器300中，辅助电源与sr电压共享相同的电源。特别地，照明驱动器300从辅助电压产生sr电压，并且响应于跨隔离屏障220从控制单元210接收的sr使能信号，sr电压被启用以由电源单元350提供给外部设备(例如，照明控制单元)。响应于跨隔离屏障320从控制单元310接收的单个使能信号302，通过第一开关s1和第二开关s2的操作的组合(如下面将更详细地解释的)，sr电压被启用以由电源单元350提供给外部设备(例如，照明控制单元)。在一些实施例中，外部设备可以不具有除由电源单元350提供给它的功率源之外的其他功率源。

sr总线可以被连接到外部设备(以及可选地一个或多个其他外部设备)，借助于该sr总线，外部设备可以使用用于通信的dali协议来与照明驱动器300通信数据，即，在dali命令的传输期间，sr总线被周期性地拉低。如上所述，当sr总线被拉低时，相当于使sr总线短路。为了限制该短路电流，电路344包括电流限制器，其从sr电源电压的正极端子或高侧sr+连接到sr总线。这里，rs是电流感测电阻器，其经由电路344向s1的栅极控制电路提供电流反馈。s1和电流限制器位于sr电源电压的高侧或正极端子上，因此sr电源电压的负极端子侧sr-和用于辅助电压的从外部设备到照明驱动器300的返回连接(com)共享连接到外部设备的公共引线或电线。

在一个实施例中，控制单元310被配置成提供具有至少三种状态中的所选择的一种状态的单个使能信号302，并且电源单元350被配置成根据选择至少三种状态中的哪一种状态来开关两个输出电压(辅助电压和sr电源电压)，使得两个输出电压中的一个、两个或没有一个输出电压被提供给外部设备。

在特定实施例中，单个使能信号的至少三种状态包括稳定的高电压电平、稳定的低电压电平和脉冲宽度调制(pwm)信号，并且电源单元350被配置成根据单个使能信号是具有稳定的低电压电平、具有稳定的高电平电压电平，或者是pwm信号来开关两个输出电压(辅助电压和sr电源电压)，使得两个输出电压中的一个、没有一个、或两个输出电压被提供给外部设备。

下面将关于图4描述这些实施例的另外的细节，图4示出了传感器就绪led照明驱动器400(其可以是照明驱动器300的一个实施例)的示例实施例的示意图。如下面更详细描述的，照明驱动器400可以使用单个隔离信号路径经由单个使能信号将功率或电压启用和禁用命令从照明驱动器400的“初级侧”通信到“次级侧”。

照明驱动器400包括控制单元410和电源单元450，控制单元410和电源单元450通过由光耦合器u1提供的隔离屏障420彼此电隔离。控制单元410位于隔离屏障420的“初级侧”或高电压侧上，在一些实施例中，照明驱动器400可以在这里接收来自ac干线的输入功率。电源单元450位于隔离屏障420的“次级侧”或低电压侧上，并且可以响应于通过光耦合器u1跨隔离屏障420通信的单个使能信号402(这里，被称为“sr和辅助功率使能信号”)，将辅助电压和sr(即，dali)电压两者提供给外部设备(例如，照明控制单元，诸如室外照明控制器)。这里，应当注意，通过光耦合器u1的操作，由电压v1表示的单个使能信号402的极性在照明驱动器的次级侧上被反转或反相为电压v2。为此目的，电源单元450包括推挽驱动器434、滤波器436、pwm信号检测器442、倍压器444、sr电源电压调节器446、sr电源电压电流限制器448、第一开关s1和第二开关s2以及下面将描述的其他部件。照明驱动器400还包括dali接口460。照明驱动器400可以包括图4中未示出的其他元件，特别是用于向照明单元(特别是led照明单元)供电的元件，在各种实施例中，这些元件可以包括功率变压器、降压变换器、升压变换器、降压-升压变换器、pwm调制器等。

在操作中，控制单元410生成单个使能信号402，其被选择为具有至少三种状态或电压中的一种，这取决于期望如何使能或控制电压(辅助电压和sr电源电压)以被禁用，或被启用以由电源单元450输出并提供给外部设备用于为外部设备供电。在一些实施例中，外部设备可以不具有除由电源单元450提供给它的功率源以外的其他功率源。特别地，单个使能信号402的至少三种状态包括稳定的高电压电平、稳定的低电压电平和脉冲宽度调制(pwm)信号。电源单元450被配置成根据单个使能信号是具有稳定的低电压电平、稳定的高电压电平或者是pwm信号来开关两个输出电压(辅助电压和sr电源电压)，使得两个输出电压中的一个、没有一个、或两个输出电压被提供给外部设备。更具体地，当希望禁用辅助电压和sr电源电压两者时，则控制单元410输出具有稳定的高电压电平的单个使能信号402(即，v1)。另一方面，当希望启用辅助电压并禁用sr电源电压时，则控制单元410输出具有稳定的低电压电平的单个使能信号402(即v1)。最后，当希望启用辅助电压和sr电源电压两者时，则控制单元410输出作为pwm信号的单个使能信号402(即v1)。

u1提供从初级到次级的隔离屏障，并且输出具有相对于由控制单元410输出的电压v1相反逻辑电平的电压v2。u1的输出驱动包括q1、q2和r2的推挽驱动器434，推挽驱动器434增强驱动能力并且输出推挽输出电压v3，推挽输出电压v3保持与电压v2相同的逻辑电平。包括r3和c3的滤波器436接收推挽输出电压v3作为输入，并且在单个使能信号402是pwm信号的情况下滤除ac分量。滤波器436的输出是电压vg2，电压vg2被施加到第二开关s2的栅极，从而控制第二开关s2的导通/关断开关操作，用于启用要提供给外部设备的辅助电压和功率。第二开关s2的栅极驱动电压由齐纳z3钳位。

在另一个分支中，推挽输出电压v3用于馈电由c4、d3、d4和c5形成的倍压器444。当单个使能信号402(v1)是pwm信号时，倍压器444是活跃的，并且提供输出电压v5用于驱动第一开关s1的栅极。v5的电压电平大于辅助输出电压vaux，并且可以高达2*vaux，这取决于电路设计(例如，部件值的选择)。电压v5用于驱动sr电源电压电流限制器448，并且通过栅极电阻器r4启用第一开关s1。在电压v5大于vaux的情况下，在sr电源电压(例如，20.5v)的正极端子(sr+)处的电压可以被调节在vaux(例如，24v)附近，并且跨第一开关s1和rs的电压可以被最小化。这不仅提供足够的sr电源电压以满足dali要求，而且还提供了使第一开关s1中的功耗最小化的益处。电压调节器446包括晶体管q10和齐纳二极管z5，并且用于将sr电源电压调节在vsr＝v(z5)+vbe的电平，其中v(z5)是z5的齐纳电压，并且vbe是q10的b-e结电压。该电压反馈环路确保sr电源电压vsr落在指定的dali总线电压范围内。u3是分流电压调节器，它根据跨rs的电压(其与sr电源电压输出电流成比例)来调节栅极电压vg1。这形成了电流反馈环路，以便在sr总线被短路或连接到导致sr电源电压小于经调节的电压vsr的负载的情况下，调节sr电源电压输出电流。

推挽输出电压v3的第三分支用于检测单个使能信号402(v1)是pwm信号或者是纯dc信号(稳定的低电压或稳定的高电压)。该检测由pwm信号检测器442(包括d5、r5、c6、z4、r6和q9)完成，pwm信号检测器442对推挽输出电压v3执行负峰值检测。特别地，单个使能信号402(v1)的三种不同状态生成了q9的不同的操作模式，如下所述。

在第一状态中，单个使能信号402(v1)具有稳定的高电压(其恒定为高)，因此推挽输出电压v3在v(be)处恒定为低，其中v(be)为q2的b-e结电压。电压v4在vbe+vfd处也为低，其中vfd是二极管d5的正向电压降。齐纳二极管z4的齐纳电压(v(z4))被选择为大于电压v4的该低电平，并且通过z4的任何可能的漏电流都被r6旁路，因此没有基极电流来驱动q9。在这种情况下，q9关断或打开。

在第二状态中，单个使能信号402(v1)具有稳定的低电压(其恒定为低)，因此推挽输出电压v3在vaux-vbe处恒定为高，其中vaux是辅助电源电压而vbe是q1的b-e结电压。在这种情况下，电压v4可以被r5充电至与vaux-vbe+vfd一样高，其大于齐纳电压v(z4)。在这种情况下，该高电压v4接通q9，并且q9传导电流，这将vg1拉低并且将第一开关s1关断。

在第三状态中，单个使能信号402(v1)是占空比为δ的pwm信号，因此推挽输出电压v3是占空比为1-δ的pwm信号。在这种情况下，c6在推挽输出电压v3的pwm低周期期间完全放电。r5被选择成具有足够大的值，使得在推挽输出电压v3的pwm信号的高周期期间，c5仅能被充电至比齐纳电压v(z4)小的电压。因此，电压v4小于齐纳电压v(z4)，并且q9关断或打开。

基于上述三种操作模式，现在将描述针对单个使能信号402(v1)的每个不同状态的sr电源电压和辅助电压的启用和禁用。

在第一状态中，单个使能信号402(v1)具有稳定的高电压(其恒定为高)。在这种状态下，第二开关s2关断或被禁用，因为推挽输出电压v3为低。因此，辅助电压被禁用并且没有由照明驱动器400提供给外部设备。即使s1被启用，sr电源电压也被禁用，并且没有由照明驱动器400提供给外部设备，因为sr电源电压的正极端子是从被禁用的相同的辅助电压导出的，并且因此在这种情况下，第二开关s2在该供电路径中。

在第二状态中，单个使能信号402(v1)具有稳定的低电压(其恒定为低)。在这种状态下，第二开关s2导通或被启用，因为推挽输出电压v3为高。因此，辅助电压被启用并且可以由照明驱动器400提供给外部设备。然而，第一开关s1关断或被禁用，因为q9传导电流并且导通，这将vg1拉低，如上面所解释的。因此，sr电源电压被禁用并且没有由照明驱动器400提供给外部设备。

在第二状态中，单个使能信号402(v1)是pwm信号。在这种情况下，第二开关s2的栅极电压vg2是从推挽输出电压v3滤波的dc电压，并且等于推挽输出电压v3的平均电压。该dc电压被设计为大于第二开关s2的栅极阈值电压，因此第二开关s2被接通，并且因此辅助电源被启用并且可以由照明驱动器400提供给外部设备。在这种情况下，q9被关断或打开，因此第一开关s1也通过电压v5(电压倍增器444的输出)接通。因此，在第三状态中利用单个使能信号402(v1)，sr电源电压也被启用并且可以由照明驱动器400提供给外部设备。

在下面的表1中给出了逻辑电平和启用状态的总结。

表1

从表1可以清楚地看出，使用单个隔离信号路径，利用单个使能信号402实现了针对辅助电压/功率和sr电源电压/功率的四种可能的启用/禁用状态组合中的三种。第四种组合(其中sr电源电压/功率被启用并且辅助功率被禁用)不包括在内，因为在工作状况下，通常不需要sr照明驱动器。

图5示出了如上所述的方法500的流程图，该方法用于响应于在照明驱动器的“初级侧”上生成的启用和禁用命令，启用和禁用从传感器就绪led照明驱动器的“次级侧”供应到外部设备的功率。

在第一操作510中，设置在照明驱动器的电隔离屏障的第一侧上的控制单元将单个使能信号提供给设置在电隔离屏障的第二侧上的电源单元。

在第二操作520中，响应于单个使能信号，电源单元选择性地启用和禁用用于向外部设备供电的两个输出电压，该外部设备与照明驱动器通信数据。

尽管本文已经描述和说明了若干创造性实施例，但是本领域技术人员将容易想到用于执行功能和/或获得结果和/或本文中所描述的优点中的一个或多个优点的各种其他装置和/或结构，并且每个这样的变化和/或修改被视为在本文所描述的创造性实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易明白，本文所描述的所有参数、尺寸、材料和配置意指是示例性的，并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于一个或多个创造性教导所用于的具体的一个或多个应用。本领域技术人员将意识到或仅仅利用常规性的实验能够确定针对本文所描述的具体创造性实施例的许多等价物。因此，应当理解，前面的实施例仅通过示例的方式提出，并且在所附权利要求及其等同方案的范围内，创造性实施例可以以不同于具体描述和要求保护的其他方式进行实践。本公开的创造性实施例涉及本文描述的每个个体特征、系统、制品、材料、套件和/或方法。另外，如果这样的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法不是相互不一致的，则两个或更多这样的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法的任意组合被包含在本公开的创造性范围内。

如本文中定义和使用的所有定义应当被理解为控制字典定义、通过引用而并入文献中的定义和/或所定义术语的普通含义。

除非明确相反指出，否则在本说明书和权利要求中使用的不定冠词“一”和“一个”应当被理解为意指“至少一个”。

如本文在本说明书和权利要求中所使用的短语“和/或”应当被理解为意指如此结合的元件中的“任一个或两者”，即元件在一些情况下结合地存在而在其他情况下分离地存在。利用“和/或”列举的多个元件应当以相同的方式进行解释，即如此结合的元件中的“一个或多个”。除了由“和/或”小句具体标识的元件之外，其他元件可以可选地存在，不管与具体标识的那些元件相关还是不相关。因而，作为非限制的示例，当与开放式语言(诸如“包括”)结合使用时，对“a和/或b”的引用在一个实施例中可以仅指代a(可选地包括除b之外的元件)；在另一实施例中可以仅指代b(可选地包括除a之外的元件)；在又一个实施例中可以指代a和b两者(可选地包括其他元件)；等。

如本文中在本说明书和权利要求中所使用的，“或”应当被理解为与如上面定义的“和/或”具有相同的意义。例如，当在列表中分隔项时，“或”或者“和/或”应当被解释为包括性的，即包括多个元件或元件列表中的至少一个元件而且包括多于一个元件以及可选地包括附加的未列举项。只有明确表示相反的术语，诸如“...中的仅一个”或“...中的正好一个”，或者用在权利要求中的“由...组成”，将指代包括多个元件或元件列表中的正好一个元件。一般而言，如本文所使用的术语“或”在放在排他性术语(诸如“任一”、“...中的一个”、“...中的仅一个”或“...中的正好一个”)之后时应当仅被解释为指示排他的备选方案(即“一个或另一个但不是两者”)。在权利要求中所使用的“基本由...组成”应当具有如专利法领域中所使用的一般含义。

如本文中在本说明书和权利要求中所使用的，引用一个或多个元件的列表的短语“至少一个”应当被理解为意指从该元件列表中的任一或多个元件中选择的至少一个元件，但不必包括在该元件列表内具体列举的每个元件中的至少一个元件，并且不排除在元件列表中的元件的任何组合。该定义还允许除了在短语“至少一个”所指代的元件列表中具体标识的元件之外的元件可以可选地存在，而不管与具体标识的那些元件相关还是不相关。因此，作为非限制性示例，“a和b中的至少一个”(或者等价地“a或b中的至少一个”，或者等价地“a和/或b中的至少一个”)在一个实施例中可以指代至少一个a(可选地包括不止一个a)，其中不存在b(并且可选地包括除b之外的元件)；在另一个实施例中可以指代至少一个b(可选地包括不止一个b)，其中不存在a(并且可选地包括除a之外的元件)；在又一个实施例中可以指代至少一个a(可选地包括不止一个a)和至少一个b(可选地包括不止一个b)(并且可选地包括其他元件)；等。

还应当理解，除非明确相反地指示，否则在本文中要求保护的包括不止一个步骤或动作的任何方法中，方法的步骤或动作的顺序不必限于记载方法的步骤或动作的顺序。

在权利要求以及上面的说明书中，诸如“包括”、“包含”、“承载”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“由...组成”等的所有过渡短语被理解为开放式的，即意指包括但不限于。仅过渡短语“由...组成”和“基本由...组成”应当分别是封闭式或半封闭式的过渡短语，如在美国专利局专利审查程序手册第2111.03节所述。