開關(guān)狀態(tài)檢測及控制電源的制作方法
【專利摘要】一種設(shè)備包括用于在正常情況下從主電源接收供電的主電源接頭以及電路系統(tǒng)，該電路系統(tǒng)用于根據(jù)來自所述主電源接頭的輸入確定來自所述主電源的供電不可用的時(shí)間，在所述電源停電時(shí)在所述主電源接頭輸出測試信號，并根據(jù)作為所述測試信號輸出的結(jié)果而產(chǎn)生的電流產(chǎn)生開關(guān)狀態(tài)檢測信號。其中所述開關(guān)狀態(tài)檢測信號指示將所述電路系統(tǒng)連接至所述接頭的開關(guān)的位置，所產(chǎn)生的檢測信號用于當(dāng)所述電流大于閾值時(shí)指示所述開關(guān)已閉合。所述電路系統(tǒng)用于當(dāng)來自所述主電源的供電不可用、所述開關(guān)閉合且多個(gè)設(shè)備連接在所述開關(guān)的供給側(cè)時(shí)，在所述電供給側(cè)的所述多個(gè)設(shè)備對所述測試信號來說表現(xiàn)為開路。
【專利說明】
開關(guān)狀態(tài)檢測及控制電源
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種供電故障過程中的控制電源的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)電源的主電源對負(fù)載不可用時(shí)，各種裝置可用來將電力傳送給負(fù)載。例如，當(dāng)電源停電期間可通過將照明電源轉(zhuǎn)換至備用電池而提供緊急照明。
[0003]為了提供可控制電池使用的開關(guān)，供電故障產(chǎn)品可包括在線路上使用阻抗測試的開關(guān)特性。阻抗測試是用來確定正常的上流開關(guān)是否是斷開的或閉合的。其概念是在調(diào)制線路上發(fā)送一個(gè)信號，進(jìn)而測試線路電路。通過比較開關(guān)閉合和開關(guān)斷開(供電故障過程中)時(shí)電路的阻抗，從理論上可以確定開關(guān)的狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]提供照明用備用電池和其他設(shè)備的問題在于電池的壽命總是有限的。電池壽命的極限可能是由于尺寸制約、成本制約、環(huán)境和使用因素，以及其他制約。例如，最先進(jìn)技術(shù)的小體積電池是相對較貴的。而且，使用其他較落后技術(shù)的便宜電池通常很重且體積大，在很多應(yīng)用中都不適合。在任何情況下，備用電池都是一個(gè)有限資源，尤其是在一些緊急情況下，例如電源停電，對某些負(fù)責(zé)的供電是非常重要的。
[0005]在電池受限的這一背景下，很需要?jiǎng)?chuàng)造一些列在電源故障且需要供電時(shí)僅使用電池供電的產(chǎn)品。一旦主電源從產(chǎn)品中移除，一些現(xiàn)有的供電故障照明產(chǎn)品可自動(dòng)開啟。這一方法的問題在于樓棟的居民可能不會(huì)立即需要備用光(即當(dāng)供電故障時(shí))。事實(shí)上，樓棟的居民可能不在。因此，有限的電池資源可能會(huì)被這些設(shè)備浪費(fèi)掉。
[0006]而且，如上所述，可使用阻抗測試來確定供電故障期間開關(guān)的位置。然而，實(shí)際的考慮會(huì)使得測量阻抗來確定開關(guān)的位置成為一個(gè)很困難的事情。
[0007]第一，已經(jīng)有關(guān)于當(dāng)開關(guān)斷開應(yīng)呈現(xiàn)什么阻抗以及當(dāng)開關(guān)閉合應(yīng)呈現(xiàn)什么阻抗方面的研究。開關(guān)斷開時(shí)測量電路的阻抗可以在開關(guān)斷開的任何時(shí)間執(zhí)行，不論供電故障的條件，該測量結(jié)果可以存儲起來作為后續(xù)參考。開關(guān)閉合時(shí)電路阻抗的測量只可以在供電故障時(shí)進(jìn)行。而且，這些測量結(jié)果在每個(gè)申請中會(huì)發(fā)生變化，這就將實(shí)施復(fù)雜化了。這些測量結(jié)果會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生變化，取決于同一電路上是什么器件以及房間中其他開關(guān)的狀態(tài)。
[0008]第二，為了進(jìn)行阻抗測試，需要相當(dāng)多的電力。這些電力是在最不允許的時(shí)間一一供電故障過程中消耗的。正是供電故障過程中，當(dāng)電池的保護(hù)最重要時(shí)，這樣的設(shè)備必須不斷地發(fā)送電信號并計(jì)算阻抗。
[0009]第三，開關(guān)被用戶扔點(diǎn)的時(shí)間以及電路響應(yīng)變化的時(shí)間之間存在時(shí)延。在阻抗測試執(zhí)行的頻率和時(shí)延之間存在一個(gè)直接的權(quán)衡。如果頻繁地進(jìn)行阻抗測試以使時(shí)延最小化，那么就會(huì)增加電池的消耗。
[0010]最后，在該設(shè)計(jì)中，成本也是一個(gè)需要考慮的問題。例如，執(zhí)行阻抗測試可能需要一個(gè)處理器或復(fù)雜電路系統(tǒng)。
[0011]其他設(shè)計(jì)可開關(guān)的電路方面的嘗試會(huì)遭遇一個(gè)共同的問題一一單個(gè)開關(guān)電路上僅一個(gè)設(shè)備的限制。這是一個(gè)重要的限制因?yàn)榻^大多數(shù)應(yīng)用要求設(shè)備應(yīng)持續(xù)與電路上的多個(gè)設(shè)備一起工作。以燈座為例，一個(gè)房屋通常有由一個(gè)開關(guān)控制的多個(gè)燈。在這種情況下，電路上的其他燈泡會(huì)分流，從而將供電故障的情況與開關(guān)斷開之間的差別相混淆。本申請會(huì)解決這一問題。
[0012]與在設(shè)備的主電源故障規(guī)程中由備用電池自動(dòng)給設(shè)備供電不同，我們希望用同一開關(guān)來由電池備用的設(shè)備，該開關(guān)與當(dāng)電力通過交流(AC)電源供電時(shí)控制設(shè)備的開關(guān)相同。另外，我們希望確定墻開關(guān)的位置狀態(tài)以減少上述進(jìn)行阻抗測試的設(shè)備的缺陷。
[0013]此外，本申請描述了商業(yè)上可行的、可切換式的供電故障產(chǎn)品，在供電故障過程中當(dāng)設(shè)備需要供電時(shí)，其允許用戶通過開關(guān)給帶有備用電池的電氣負(fù)載供電，并且當(dāng)設(shè)備不需要供電時(shí)，其允許用戶通過開關(guān)斷開給設(shè)備的供電。具體地，本申請描述了在供電故障過程中，用于確定電氣開關(guān)的位置的電路系統(tǒng)。在正常工作過程中，當(dāng)電力供給到樓棟時(shí)，墻壁開關(guān)控制從AC電源流向負(fù)載(如燈)的電流。在供電故障過程中，電源上沒有電壓。因此，通過確定開關(guān)的位置(即使電源不提供任何供電)，在供電故障過程中，樓棟的居民可控制由電池備用的燈。通過允許可選擇性地控制備用設(shè)備的供電，電池的壽命可最大化，而且即便電池容量有限，備用設(shè)備上商業(yè)上還是很有用。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，一種設(shè)備包括在正常情況下從主電源接收供電的主電源接頭。該設(shè)備包括電路系統(tǒng)，用于根據(jù)來自所述主電源接頭的輸入確定來自所述主電源的供電不可用的時(shí)間。該電路系統(tǒng)用于在所述主電源停電時(shí)在所述主電源接頭輸出測試信號。該電路系統(tǒng)用于根據(jù)作為所述測試信號輸出的結(jié)果而產(chǎn)生的電流產(chǎn)生開關(guān)狀態(tài)檢測信號;其中所述開關(guān)狀態(tài)檢測信號指示將所述主電源接頭連接至所述主電源的開關(guān)的位置。所述電路系統(tǒng)用于產(chǎn)生所述開關(guān)狀態(tài)檢測信號以在所述電流大于閾值時(shí)指示所述開關(guān)已閉合。所述電路系統(tǒng)用于當(dāng)來自所述主電源的供電不可用、所述開關(guān)閉合且多個(gè)設(shè)備連接在所述開關(guān)的供給側(cè)時(shí)，連接在所述電路的所述供給側(cè)的所述多個(gè)設(shè)備對所述測試信號來說表現(xiàn)為開路。
[0015]上述對說明性實(shí)施例的大體描述及其下面的具體描述都只是本申請所教導(dǎo)的示例性方面，并不是限制性的。
【附圖說明】
[0016]下面將給出本發(fā)明更詳細(xì)的描述和許多隨之而來的優(yōu)點(diǎn)，這些只是為了參考以下細(xì)節(jié)描述并結(jié)合相應(yīng)的附圖來更好地理解本發(fā)明，附圖中:
[0017]圖1是根據(jù)某些實(shí)施例提供的非限制性示例性的在供電故障過程中用于檢測電氣開關(guān)的位置和控制對負(fù)載的供電的電路系統(tǒng)；
[0018]圖2是根據(jù)某些實(shí)施例提供的非限制性示例性的在供電故障過程中用于檢測電氣開關(guān)的位置和控制對負(fù)載的供電的流程圖；
[0019]圖3和圖4是根據(jù)某些實(shí)施例提供的非限制性示例性的在供電故障過程中用于檢測電氣開關(guān)的位置和控制對負(fù)載的供電的電路系統(tǒng)；
[0020]圖5是根據(jù)某些實(shí)施例提供的非限制性示例性的用于開關(guān)狀態(tài)檢測的電路系統(tǒng)；
[0021]圖6是根據(jù)某些實(shí)施例提供的非限制性示例性的用于溫度測量的電路系統(tǒng)；
[0022]圖7和圖8是根據(jù)某些實(shí)施例提供的LED電力傳送的可替換性實(shí)施方式；
[0023]圖9是根據(jù)某些實(shí)施例提供的示例性的用于溫度控制、電流感應(yīng)、兼容性設(shè)備檢測和負(fù)載軟啟動(dòng)的電路系統(tǒng)；
[0024]圖10和11是根據(jù)某些實(shí)施例提供的非限制性示例性的用于電流檢測的電路系統(tǒng)；
[0025]圖12是根據(jù)某些實(shí)施例提供的非限制性示例性的電池充電電路；
[0026]圖13A和圖13B是根據(jù)某些實(shí)施例提供的非限制性示例性的電池充電電路；
[0027]圖14是根據(jù)某些實(shí)施例提供的非限制性示例性的用于備用負(fù)載供電控制和電池充電控制的流程圖；
[0028]圖15是根據(jù)某些實(shí)施例提供的示例性的用于檢測開關(guān)狀態(tài)和控制電源的照明設(shè)備;
[0029]圖16是根據(jù)某些實(shí)施例提供的微控制器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]參見附圖，在整個(gè)附圖中，相同的標(biāo)記表示相同或相應(yīng)的部件。
[0031]圖1是根據(jù)某些實(shí)施例提供的非限制性示例性的在供電故障過程中用于檢測電氣開關(guān)的位置和控制對負(fù)載的供電的電路系統(tǒng)。本文描述的例子中，圖1中的開關(guān)狀態(tài)檢測電路(及其他相關(guān)電路)可包括備用供電設(shè)備(如照明設(shè)備、燈泡、照明燈具、照明開關(guān)、計(jì)時(shí)器、運(yùn)動(dòng)感應(yīng)設(shè)備等)，因此，為了簡潔，本文提供的某些例子可參考該備用供電設(shè)備。然后，應(yīng)理解，本文描述的特征可實(shí)施為單個(gè)電路，并且這些特征不應(yīng)該被構(gòu)造成被局限于任何特定的設(shè)備類型。而且，本文描述的例子可描述成在正常供電情況下(即主電源可用)給“主”負(fù)載供電，而當(dāng)主電源停電(即主電源供電故障)時(shí)給另一個(gè)“備用”負(fù)載供電。然而，這種實(shí)施方式并不是限制性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在本申請的范圍內(nèi)，一個(gè)單獨(dú)的負(fù)載既可作為主負(fù)載又可作為備用負(fù)載。例如，在正常情況下燈可以由AC電源供電，并在主電源停電時(shí)切換至由備用電源(如電池)供電。實(shí)際上，可以滿功率給主負(fù)載供電，部分功率(“調(diào)暗的”一一在照明情景中)給主負(fù)載供電，或給部分負(fù)載供電。給部分負(fù)載供電意味著，在這種情景下給一部分主負(fù)載供電(滿功率或部分功率)，而其他部分主負(fù)載不供電或部分功率供電。作為照明情景中的非限制性例子，這意味著當(dāng)電源可用時(shí)給一些或全部LED供電作為主光源，并且在備用條件下給部分LED供電。另外，作為另一個(gè)非限制性例子，在兩種情況下的LED的亮度可通過各種方式變化。
[0032]如圖1所示，根據(jù)某些實(shí)施例，圖1的開關(guān)狀態(tài)檢測電路在供電故障情況下給照明電路105供電。在某些實(shí)施例中，照明電路105包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)元件。圖1示出的示例性照明電路1 5包括1個(gè)LED元件(LEDI至LED1)。然而，在本例子中示出的LED元件的數(shù)量并不是限制性的。另外，可以對本申請進(jìn)行修改，從而照明電路105可用一個(gè)不同的電氣負(fù)載來替代。而且，替代照明電路105的電氣負(fù)載不限于照明設(shè)備。LEDl到LEDlO中的每一個(gè)元件具有內(nèi)部串聯(lián)電阻(如15 Ω )，有利于LED間的分流。
[0033]在某些實(shí)施例中，提供給照明電路105的備用供電可由電池110提供，電池110可為鋰離子(Li離子)型電池。除了給照明電路105供電外，可控制電池110的輸出從而為發(fā)送至AC電源的測試信號(例如小直流(DC)信號)供電，作為由開關(guān)狀態(tài)檢測電路110執(zhí)行的開關(guān)狀態(tài)檢測特性的一部分。在某些實(shí)施例中，通過主燈泡的電源接頭，測試信號可提供至AC電源。例如，在照明情況下，可將插座型接口連接至開關(guān)狀態(tài)檢測電路100，從而主燈泡115在正常情況下(即供電未故障)可通過AC電源供電，并且測試信號可提供給AC電源用于供電故障條件下(或正常情況下)的開關(guān)狀態(tài)檢測。
[0034]來自電池110的電流可根據(jù)開關(guān)120的位置/狀態(tài)而受控，開關(guān)120可為墻壁開關(guān)，用于控制對包括主燈泡115的局部電路供電。就本申請而言，局部電路可為房間的照明電路，其可包括在照明電路上的在電路斷路器面板之前任何負(fù)載?；跈z測到的開關(guān)120的位置控制開關(guān)狀態(tài)檢測電路100的元件的實(shí)施例將會(huì)在后續(xù)段落中描述，至少會(huì)結(jié)合圖2進(jìn)行討論。
[0035]就本申請而言，假設(shè)主燈泡115是具有二極管的照明設(shè)備，二極管在其電子整流器(如LED或緊湊型熒光燈(CFL))的橋式整流器中。然而，在某些實(shí)施例中，具有可防止測試信號超越其固有壓降的控制電路/開關(guān)電源的其他電氣設(shè)備也可連接至負(fù)載電路。在上述關(guān)于主燈跑115(或負(fù)載電路上的其他設(shè)備)的假設(shè)下，當(dāng)施加測試信號時(shí)，主燈跑115上的分流基本上為零。因此，當(dāng)開關(guān)120閉合并且施加了測試信號時(shí)，開關(guān)狀態(tài)檢測電路110只會(huì)產(chǎn)生一個(gè)非零輸入信號，因?yàn)橹挥斜疚闹缶钟蛘彰麟娐凡胚B接至由主電路斷路器控制的一相電壓上(如兩相分離電壓其中一相)。主電路斷路器連接至室內(nèi)所有開啟了的設(shè)備、電源變壓器、以及當(dāng)開關(guān)120閉合時(shí)會(huì)從施加的測試信號上分流的其他房子。
[0036]正如后面將會(huì)討論的，在某些實(shí)施例中，開關(guān)狀態(tài)檢測電路100可包括用于檢測非兼容設(shè)備(即不滿足上述假設(shè)條件的設(shè)備)的電路系統(tǒng)。例如，檢測到主燈泡115的電流大于預(yù)設(shè)閾值，就意味著安裝了非兼容設(shè)備。
[0037]在某些實(shí)施例中，開關(guān)120狀態(tài)的檢測可通過使用放大器125來完成。舉一個(gè)非限制性的例子，在某些實(shí)施例中，開關(guān)狀態(tài)檢測電路100可包括CMOS MCP6002低功耗運(yùn)算放大器。該雙封裝芯片具有如下優(yōu)點(diǎn):軌到軌輸出、低靜態(tài)電流(因此低功耗)以及對輸入的200V靜態(tài)放電(ESD)保護(hù)。MCP6002的Vdd是電池100的單電池電壓。在某些實(shí)施例中，電池110的單電池電壓變化范圍為3V到4.2V。在MCP6002中工作的一個(gè)可工作的放大器可用作放大器125，疊加在放大器125的反向輸入端。在某些實(shí)施例中，在MCP6002中的第二可工作放大器可充當(dāng)比較器(例如圖1中的比較器130)，比較器產(chǎn)生的輸出電壓(Vss或Vdd )施加在NPN三極管140的具有合適尺寸的基極電阻R9上。當(dāng)Vss施加在電阻R9上時(shí)，NPN三極管140處于導(dǎo)通狀態(tài)，這導(dǎo)致照明電路105的一端接地，因此LEDI至LED1被點(diǎn)亮。相反，當(dāng)從比較器130輸出Vdd時(shí)，NPN三極管140處于斷開狀態(tài)，這阻止了電流流向照明電路105。
[0038]三個(gè)二極管Dl至D3串聯(lián)在開關(guān)狀態(tài)檢測電路100的AC電源輸入和電容Cl之間。二極管Dl至D3提供足夠數(shù)量級的壓降以防止任何其他照明電路或連接至圖1的局域電路的其他設(shè)備對測試信號可見。因此，可以防止開關(guān)狀態(tài)檢測電路100在檢測特性中出現(xiàn)錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤可能是因?yàn)槠渌O(shè)備和照明電路的存在導(dǎo)致的，包括與本申請一致的其他電路系統(tǒng)的例子。應(yīng)注意，本申請并沒有限制AC電源輸入上二極管的具體數(shù)量，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白二極管(或其他相似的電路元件)的數(shù)量和型號可根據(jù)本文描述的例子而修改，但是依然具有二極管Dl至D3的上述功能。例如，根據(jù)本發(fā)明的特征，在開關(guān)狀態(tài)檢測電路中可包括兩個(gè)二極管，其中這兩個(gè)二極管可與包含在CFL整流器中的二極管相對應(yīng)，CFL整流器可包含在負(fù)載電路中。而且，二極管數(shù)量及相關(guān)性能參數(shù)的選擇可基于施加在電路系統(tǒng)上的測試信號進(jìn)行。
[0039]在圖1的電路的例子中，在AC電源電壓和放大器125反向輸入之間以及在AC電源電壓和比較器130非反向輸入之間可采用電阻。這種結(jié)構(gòu)可導(dǎo)致電阻上的壓降很大。在某些用微控制器代替比較器130的實(shí)施例中，為了根據(jù)部件的容忍度(例如，為了當(dāng)器件在電源上過壓傳送時(shí)發(fā)生飛弧)降低每個(gè)電阻上的壓降，可采用兩個(gè)串聯(lián)的電阻(每個(gè)相當(dāng)于相應(yīng)模擬實(shí)施例中的原始電阻的一半)。
[0040]在某些實(shí)施例中，放大器125的非反向輸入端的電壓等于電池110的單電池電壓的一半。該輸入電壓可由包括電阻R5和R6的分壓器來產(chǎn)生。在某些實(shí)施例中，電阻R5和R6可為270k Ω的電阻。放大器12的反向輸入端的多個(gè)輸入通過電阻R1、R3和R4以及反饋電阻R2進(jìn)行疊加。在某些實(shí)施例中，電阻Rl、R2和R4也可為270k Ω電阻。正如后面段落中將討論的，電阻R3的值可能會(huì)比電阻Rl、R2和R4的值都低，這樣因給電容充電而產(chǎn)生的電壓會(huì)控制放大器125的其他輸入。
[0041 ] 在某些實(shí)施例中，比較器130運(yùn)放的反向輸入端的電壓可略小于電池100電壓的一半以確保來自放大器125的輸出電壓Vdd可導(dǎo)致當(dāng)開關(guān)120斷開時(shí)比較器130的輸出保持為低。在某些實(shí)施例中，輸入比較器130的電壓可使用包括電阻R7和R8的分壓器來設(shè)置，電阻R7和R8可分別為300kΩ電阻和270kΩ電阻。
[0042]在某些實(shí)施例中，可對電容Cl進(jìn)行選擇以使LEDl至LEDlO在供電故障過程中被迅速點(diǎn)亮。換句話說，可對電容Cl的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)以使電容放電的時(shí)間不是太長，不會(huì)導(dǎo)致在點(diǎn)亮照明電路105上存在不必要的延時(shí)。圖1所示的例子假定使用0.1yF電容，但是電容值并不是限制性的。
[0043]開關(guān)狀態(tài)檢測電路100的一個(gè)獨(dú)特性能是即便在供電故障情況下也能根據(jù)開關(guān)120的狀態(tài)檢測結(jié)果控制照明電路105的點(diǎn)亮。圖2是根據(jù)某些實(shí)施例提供的非限制性示例性的在供電故障過程中用于檢測電氣開關(guān)的位置和控制對負(fù)載的供電的流程圖。圖2的流程是結(jié)合圖1所示的示例性電路系統(tǒng)來闡述的。然而，應(yīng)理解，圖2的流程可應(yīng)用于與本文描述的特性相一致的其他硬件和/或軟件實(shí)施例。而且，如上所述，為了簡潔，圖2所示的例子假設(shè)當(dāng)主電源停電時(shí)給一個(gè)分離的負(fù)載(即照明電路105)供電。但是，圖2所示的流程可適當(dāng)修改以使AC電源和電池(例如通過將AC電源輸入轉(zhuǎn)換從而給電池供電的負(fù)載供電，反之亦然)給同一個(gè)負(fù)載供電。
[0044]首先參見步驟S200，開關(guān)狀態(tài)檢測電路100執(zhí)行負(fù)載兼容性檢查以確定連接至與開關(guān)狀態(tài)檢測電路100并聯(lián)的負(fù)載電路的電氣負(fù)載(如主燈泡115)是否與開關(guān)狀態(tài)檢測電路100相兼容。如果確定電路上的條件表明一個(gè)或多個(gè)非兼容負(fù)載連接在負(fù)載電路上，那么步驟S205繼續(xù)執(zhí)行兼容性檢查，直到電路上的條件足以繼續(xù)為止。在某些實(shí)施例中，在步驟S200中還輸出故障指示信號。可包含在開關(guān)狀態(tài)檢測電路100中的負(fù)載兼容電路的示例性例子將會(huì)結(jié)合圖9在后面闡述。
[0045]在步驟S210中，檢測AC電源上的電壓。如果開關(guān)狀態(tài)檢測電路100在步驟S215中檢測到AC電源電壓正常(例如110-120VAC)，那么確定開關(guān)120已關(guān)閉并且沒有發(fā)生供電故障。因此，在照明電路105上的LEDl至LEDl O不會(huì)被打開，并且返回步驟S200。
[0046]作為步驟S210的一個(gè)非限制性例子，參照圖1的示例性電路系統(tǒng)，如果AC電源電壓出現(xiàn)在開關(guān)狀態(tài)檢測電路100的輸入端，電容Cl會(huì)通過二極管Dl至D3而被充電，并且該電壓會(huì)施加在電阻R3上，電阻R3的阻值比電阻Rl和R4的阻值(如150k Ω對270k Ω )要小，從而使該信號在通往放大器125的反向輸入端的路徑上控制其他信號(如果存在)。在這種情況下輸入放大器125的輸入信號會(huì)迅速導(dǎo)致放大器125的輸出達(dá)到Vss，這會(huì)將Vss施加到基極電阻R9(可為270kΩ電阻)上，進(jìn)而防止NPN三極管150導(dǎo)通。作為NPN三極管截至的結(jié)果，在照明電路中通到地的路徑是斷開的，進(jìn)而防止LEDl至LEDlO點(diǎn)亮。
[0047]在上述照明電路105中的LED由于AC電源電壓存在而斷開的例子中，在某些實(shí)施例中，主燈泡115可通過控制從電源到主燈泡115的電流的調(diào)光電路來接收供電，以使電池110的溫度控制在預(yù)設(shè)溫度閾值(如60°C )以下。這一特性的實(shí)施例將會(huì)結(jié)合圖9在后面段落中進(jìn)一步闡述。
[0048]再參考圖2，如果在步驟S215中正常AC電源電壓停電，那么在步驟S220中開關(guān)狀態(tài)檢測電路100將測試信號施加到AC電源輸入線。在某些實(shí)施例中，測試信號小于3V。然而，測試信號電壓的值并不受限，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白測試電壓可選擇，從而當(dāng)測試電壓施加時(shí)在負(fù)載電路上的可兼容設(shè)備不會(huì)分流了(或分流可忽略不計(jì))，進(jìn)而當(dāng)開關(guān)120閉合時(shí)開關(guān)狀態(tài)檢測電路100只會(huì)產(chǎn)生一個(gè)非零輸出信號(或大于合適的最小閾值的輸出)。也就是說，上述測試信號的電壓值從來都不受限制，并且測試信號是可選擇的，從而當(dāng)測試信號施加到AC電源上時(shí)，連接至帶有開關(guān)狀態(tài)檢測電路的負(fù)載電路的負(fù)載基本上表現(xiàn)為開路。另外，請注意測試信號是可基于電池110的電壓的。在某些實(shí)施例中，測試信號與連接至負(fù)載電路的設(shè)備的橋式整流器中的一個(gè)或多個(gè)二極管上的壓降相對應(yīng)，其中開關(guān)狀態(tài)檢測電路100連接(或?qū)⑦B接)在該負(fù)載電路上。
[0049]接下來，在步驟S225中，開關(guān)狀態(tài)檢測電路100檢測開關(guān)120的位置(即開或關(guān))。在圖1所示的示例性電路系統(tǒng)的非限制性例子中，當(dāng)開關(guān)120閉合時(shí)，在步驟S225中的測試信號會(huì)施加到任何連接至相同電源電路斷路器相的負(fù)載上(即在AC電源上的開關(guān)狀態(tài)檢測電路100上流的任何其他負(fù)載，且這些負(fù)載對測試信號來說表現(xiàn)為閉路)。這導(dǎo)致電流流入放大器125的反向輸入端，進(jìn)而產(chǎn)生輸入到比較器130的非反向輸入端(請注意在某些實(shí)施例中，比較器130可用微處理器代替，這將會(huì)在后面段落中詳細(xì)闡述)的電壓輸入(介于Vss和Vdd之間的信號)。當(dāng)放大器125的輸出超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，比較器130輸出施加在NPN三極管140的基極電阻R9上的電壓，這導(dǎo)致NPN三極管140導(dǎo)通并允許電流流過LEDl至LED10。換句話說，當(dāng)電源上沒有AC電壓存在并且開關(guān)120閉合時(shí)，放大器125的電壓輸出會(huì)高于比較器130運(yùn)放的反向輸入端的參考電壓。這將會(huì)導(dǎo)致比較器130的輸出電壓為高，施加電壓在連接至NPN三極管140的基極的電阻R9上，該電壓足夠觸發(fā)NPN三極管140導(dǎo)通。這就產(chǎn)生了一條通過照明電路105從電源到地的通路，從而導(dǎo)致LEDl至LEDlO發(fā)光。
[0050]在比較器130的特性由微控制器來執(zhí)行的實(shí)施例中，放大器125的輸出端可連接至微控制器的數(shù)字輸入端，微控制器會(huì)輪詢管腳的狀態(tài)。當(dāng)微控制器檢測到晶體管-晶體管邏輯(TTL) “高”狀態(tài)時(shí)，微控制器會(huì)產(chǎn)生占空比可調(diào)的脈沖寬度調(diào)制(PffM)信號(如在120Hz)，并輸入與照明電路105中的十個(gè)LED的基極(這是一個(gè)結(jié)點(diǎn)因?yàn)樵谠摾又蠰ED是并聯(lián)的)串聯(lián)的低閾值MOSFET的柵極。在某些實(shí)施例中，當(dāng)電池110的電壓下降時(shí)，LEDI至LED1的亮度是維持不變的因?yàn)闇y量的電池電壓是用來計(jì)算輸入到MOSFET的柵極上的占空比。
[0051 ] 在參考圖2的步驟S230，如果AC電源電壓不存在且開關(guān)120斷開，放大器125的電壓輸出(Vdd)會(huì)小于比較器130運(yùn)放的反向輸入端的參考電壓。這會(huì)導(dǎo)致比較器130的輸出變?yōu)榈蜖顟B(tài)，從而導(dǎo)致NPN三極管140的基極輸入低于使NPN三極管轉(zhuǎn)換到“導(dǎo)通”狀態(tài)的閾值。因此，通過照明電路105到地的通路斷開，因此LEDl至LEDlO不亮。
[0052]在某些實(shí)施例中，上述模擬電路可與一個(gè)不貴的Li離子電池充電解決方案和兩個(gè)溫度斷路器(TCO)配對使用。在這種情況下，一個(gè)溫度斷路器可在預(yù)設(shè)溫度閾值(如40°C)中斷電池充電，另一個(gè)溫度斷路器可在另一預(yù)設(shè)溫度閾值(如60°C)切斷給主燈泡115的供電。
[0053]接下來，在某些實(shí)施例中，本文描述的特征的數(shù)字實(shí)施方式可使用微控制器(MCU)來執(zhí)行，例如微芯片PIC16F1937增強(qiáng)型中檔微控制器，它是一個(gè)8比特CMOS MCU，帶有執(zhí)行開關(guān)狀態(tài)檢測的數(shù)字實(shí)施方式的外設(shè)并具有本文所述描述的供電控制特征。
[0054]另外，實(shí)施與數(shù)字實(shí)施方式相關(guān)的特征的實(shí)施例可包括“熱伺服系統(tǒng)”機(jī)構(gòu)，用于將電池的溫度維持在一個(gè)具體的工作范圍內(nèi)(例如小于60°C )。在某些實(shí)施例中，當(dāng)電池溫度高于預(yù)設(shè)溫度閾值(如45°C)時(shí)，可通過熱伺服系統(tǒng)中止電池110的充電。與熱伺服系統(tǒng)相關(guān)的特征將會(huì)結(jié)合圖9在后面段落中闡述。
[0055]在某些實(shí)施例中，當(dāng)開關(guān)120斷開時(shí)微控制器可休眠以使靜態(tài)功耗最小化。另外，微控制器可用于實(shí)施與線過零檢測、開關(guān)位置檢測、高溫測量、主負(fù)載電流測量、電池電壓電流和電壓測量、主負(fù)載供電傳送和調(diào)光、以及LED供電傳送相關(guān)的特性。
[0056]在某些實(shí)施例中，使用MCU，圖3-12所示的示例性電路系統(tǒng)可用于執(zhí)行本文描述的關(guān)于數(shù)字實(shí)施方式的特征。圖3-12討論的例子假設(shè)一個(gè)或多個(gè)處理單元(MCU)用于執(zhí)行各種流程，應(yīng)理解，本申請并不限制于使用處理單元(如MCU)來執(zhí)行本文所描述的流程。相反，本文描述的特征可被修改以使其可在一個(gè)或多個(gè)硬件電路上執(zhí)行，這些硬件電路可為模擬或數(shù)字電路。
[0057]根據(jù)某些實(shí)施例，圖3示出了線電壓過零檢測的示例性方法。過零檢測電路300的功能是產(chǎn)生邏輯信號去觸發(fā)MCU上的中斷，這會(huì)同步一個(gè)控制給主負(fù)載的供電的功能。例如，電路300的輸出可實(shí)施反相調(diào)光技術(shù)，當(dāng)熱伺服系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)用于限制給主燈泡115的供電。產(chǎn)生的邏輯信號可連接至MCU上的比較器，進(jìn)而當(dāng)信號邏輯強(qiáng)度掉到由MCU內(nèi)的固定電壓參考設(shè)置的某一閾值以下時(shí)產(chǎn)生比較器中斷。
[0058]示例性的過零檢測電路300使用兩個(gè)二極管(D9和D10)對線電壓半波整流從而執(zhí)行上述特征，整流后的電壓施加在兩個(gè)電阻RlO和Rll上，進(jìn)入在微控制器供電電壓處或附近的齊納箝位。在某些實(shí)施例中，5.1V齊納箝位可包含在過零檢測電路300內(nèi)，但是這可能被降低到Li離子單電池電壓(3V到4.2V)附近的值。
[0059]為了處理上述在過零檢測電路300中的上述限制，可采用第二種過零檢測方法。作為一個(gè)非限制性例子，圖4示出了示例性的過零檢測電路400，包括一對電阻(R13和R14)和串聯(lián)的肖特基二極管對(D23和D24) ο該方法可能在MCU中的比較器內(nèi)使用ESD保護(hù)以防止任何短路發(fā)生。在某些實(shí)施例中，串聯(lián)電阻對(R13和R14)可設(shè)計(jì)成(例如33k Ω)流過它們的電流大約為比較器內(nèi)的偏置電流的100倍。
[0060]接下來，圖5是根據(jù)某些實(shí)施例提供的非限制性示例性的用于開關(guān)狀態(tài)檢測的電路系統(tǒng)。圖5所示的示例性開關(guān)狀態(tài)檢測電路500是圖1所述的開關(guān)狀態(tài)檢測電路100的高效率版本。圖5示出了具有放大器125的示例性MCU連接。在該例子中，比較器130的上述在圖1所示的模擬實(shí)施方式中的特征可由MCU以數(shù)字實(shí)施方式來執(zhí)行，因此，在使用MCP6002低功耗運(yùn)算放大器的情況下，比較器130運(yùn)放將不會(huì)被使用(或從整個(gè)電路系統(tǒng)中移除)。在開關(guān)狀態(tài)檢測電路500中執(zhí)行的開關(guān)狀態(tài)檢測與圖2所示出及描述的過程類似，因此本文將不再重復(fù)描述開關(guān)狀態(tài)檢測特征。在某些實(shí)施例中，開關(guān)狀態(tài)檢測電路500可接收半波整流AC線電壓輸入(如通過二極管和連接至AC線電壓輸入的平滑電容器)。
[0061]在包括微控制器的數(shù)字實(shí)施方式中，開關(guān)狀態(tài)檢測電路500可用作兩個(gè)目的。第一，電路的輸出可連接至MCU以用作叫醒信號(當(dāng)AC電源線電壓返回至電路或當(dāng)開關(guān)120閉合并且AC電源線電壓不存在時(shí)AC電源線電壓為高時(shí)，輸出為方波)。第二，開關(guān)狀態(tài)檢測電路500的輸出可用作開關(guān)狀態(tài)的指示信號，其為輸入MCU的數(shù)字輸入。在某些實(shí)施例中，叫醒信號和數(shù)字輸入開關(guān)狀態(tài)指示信號可連接在MCU的同一管腳。當(dāng)開關(guān)狀態(tài)指示信號被MCU從開關(guān)狀態(tài)檢測電路500處接收到時(shí)，MCU會(huì)執(zhí)行在圖2中所描述的那些控制特征，從而控制給負(fù)載(如照明電路105)的供電。
[0062]接下來，圖6是根據(jù)某些實(shí)施例提供的非限制性示例性的用于溫度測量的電路系統(tǒng)。在圖6所示的示例性溫度測量電路600中，首先電容C3通過電阻R20放電。電容C3和電阻R20可分別為0.1yF和120 Ω。然后，電容C3通過電阻R22充電，電阻R22可為5k Ω的PTC熱敏電阻，并且通過MCU測量上升時(shí)間。然后電容C3又通過電阻R20放電，并且接著又通過電阻R22充電。充電時(shí)間的比例通過M⑶來計(jì)算并可用于計(jì)算溫度。這些溫度測量值的平均值或過濾后的版本會(huì)存儲在可被MCU訪問的內(nèi)存中。
[0063]接下來，圖7和圖8是根據(jù)某些實(shí)施例提供的LED電力傳送的可替換性實(shí)施方式。在這些示例性電路中，LEDll至LED30在120Hz處是脈沖寬度調(diào)制的，具有依賴于電池電壓的占空比，在每個(gè)控制回路中都會(huì)計(jì)算占空比以使流過LED的電流維持為預(yù)設(shè)電流值。在某些實(shí)施例中，LEDl I至LED30是脈沖寬度調(diào)制的以使流過LED的電流維持一個(gè)預(yù)設(shè)平均電流值。依賴于電池電壓的占空比為LEDll至LED30提供一個(gè)恒定的預(yù)設(shè)亮度值，即便是在放電過程中電池110的電壓發(fā)生變化。LEDl I至LED30中的每一個(gè)均具有內(nèi)部串聯(lián)電阻(如15 Ω )，該電阻有利于分流LED間的電流。圖7所示的照明電路105a包括連接至用于將供電切換至LEDll至LED20的BJT的基極電阻R23，圖8所示的照明電路105b包括用于由ESD保護(hù)的瞬態(tài)電壓抑制(TVS)二極管D25分流的M0SFET(以避免基極電阻消耗功率并節(jié)約器件成本)。
[0064]接下來，圖9是根據(jù)某些實(shí)施例提供的示例性的用于溫度控制、電流感應(yīng)、兼容性設(shè)備檢測和負(fù)載軟啟動(dòng)的電路系統(tǒng)。在選擇的實(shí)施方式中，圖9所示的電路系統(tǒng)可用于將供電傳送給主燈泡115，或另外的設(shè)備(本例子所指的“主負(fù)載”)。圖9所示的示例性電路900充當(dāng)接地參考雙向開關(guān)，其采用了調(diào)光技術(shù)(如反相調(diào)光)。使用連接至光隔離三極管905的漏極的齊納箝位產(chǎn)生偏置電壓(如15V偏置電壓)。光隔離三極管905切換低閾值高電壓MOSFET(通過用于ESD保護(hù)的TVS 二極管分流)，該MOSFET通過全橋整流器將供電傳送至主負(fù)載(如主燈泡115)。電流感應(yīng)電阻R28和R29(如每個(gè)均0.1kQ )放置在在每個(gè)電流通路上以在正弦線電壓周期的正負(fù)部分均測量電流。這可實(shí)現(xiàn)快的開關(guān)速度(正如達(dá)令頓對所示的沒有慢開或慢關(guān)時(shí)間)、低成本、低功耗(因?yàn)槭褂昧?MOSFET因此不存在三極管基極電阻)、降低的熱耗散和隔離。電路900中的隔離特征會(huì)阻擋不流向主負(fù)載的電流回流路徑。
[0065]如圖9所示，在某些實(shí)施例中，MCU接收包括電池110的溫度的信號。根據(jù)電池溫度，M⑶產(chǎn)生P麗信號，并發(fā)送至電路900。該P(yáng)麗信號由圖9中的光隔離三極管905接收。因此，電路900可根據(jù)電池110的溫度以給定的占空比控制提供給主負(fù)載的供電。例如，當(dāng)電池110的溫度達(dá)到預(yù)設(shè)閾值時(shí)，電路900可調(diào)暗主負(fù)載(在燈泡的情況下)。在電池110包含在照明設(shè)備內(nèi)的實(shí)施方式中，燈泡所產(chǎn)生的熱量會(huì)對電池加熱。因此，通過根據(jù)電池的溫度來控制給主負(fù)載的供電，可調(diào)節(jié)電池的溫度以使其維持在規(guī)定的工作范圍內(nèi)。在某些實(shí)施例中，不同于直接控制主負(fù)載的輸出來調(diào)節(jié)電池110的溫度，電路可根據(jù)測量的電池溫度控制其他冷卻設(shè)備(如風(fēng)扇)。
[0066]在某些實(shí)施例中，可確定流過電流感應(yīng)電阻R28和R29的平均電流。根據(jù)流過電流感應(yīng)電阻R28和R29上的平均電流，M⑶可確定流過主負(fù)載(如主燈泡115)的電流，這可用于確定非兼容負(fù)載連接的時(shí)間。在某些實(shí)施例中，當(dāng)測量的流過電流感應(yīng)電阻R28和R29上的平均電流大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，MCU可確定負(fù)載電路上出現(xiàn)了非兼容負(fù)載，進(jìn)而產(chǎn)生一個(gè)故障指示信號。例如，當(dāng)白熾燈用作主負(fù)載時(shí)，可測到流過電流感應(yīng)電阻R28和R29上的電流大于預(yù)設(shè)閾值，這將導(dǎo)致MCU進(jìn)入故障狀態(tài)。
[0067]另外，在某些實(shí)施例中，電流感應(yīng)電阻R28和R29可使主負(fù)載軟啟動(dòng)。作為可有電路900執(zhí)行的軟啟動(dòng)特征的非限制性例子，MCU可控制電路900內(nèi)的電路系統(tǒng)，從而提供給主負(fù)載的電壓緩慢上升。隨著提供給主負(fù)載的電壓的上升，就可確定流過電流感應(yīng)電阻R28和R29上的平均電流。在某些實(shí)施例中，可在預(yù)設(shè)頻率處確定平均電流，這對應(yīng)于主負(fù)載電壓的逐步增加。如果流過電流感應(yīng)電阻R28和R29的平均電流大于預(yù)設(shè)閾值，則會(huì)產(chǎn)生故障。在任何情況下，主負(fù)載電壓的上升會(huì)阻止大的浪涌電流流向主燈泡115，這提高了主負(fù)載的壽命O
[0068]接下來，圖10和11是根據(jù)某些實(shí)施例提供的非限制性示例性的用于電流檢測的電路系統(tǒng)。
[0069]具體地，圖10示出了示例性的用于檢測主負(fù)載(如主燈泡)電流的電流感應(yīng)電路1000，圖11示出了用于檢測電池100電流的電流感應(yīng)電爐1100。示例性的電流感應(yīng)電路1000是差分放大器，用于將來自正負(fù)回路的電流平均，該正負(fù)回路出現(xiàn)在反相調(diào)光機(jī)構(gòu)中。在某些實(shí)施例中，在電流感應(yīng)電爐1000和1100中的放大器的增益固定為5，因?yàn)锳/D是與1.024V固定電壓參考比較，并且2安培通過0.1 Ω的電流感應(yīng)電阻所產(chǎn)生的電壓為0.2V。因此，如果信號的給定增益為5，2安培將會(huì)是最大的可讀電流。在某些實(shí)施例中，可在電流感應(yīng)電爐1000和1100的輸出端添加5Hz低通濾波器。
[0070]接下來，圖12是根據(jù)某些實(shí)施例提供的非限制性示例性的電池充電電路。在圖12所示的示例性電池充電電路1200中，M⑶脈沖寬度調(diào)制一個(gè)NPN三極管(如在10kHz)，其驅(qū)動(dòng)用于切換降壓型轉(zhuǎn)換器的PNP三極管。在某些實(shí)施例中，降壓型轉(zhuǎn)換器的輸入可為由整流器和降壓變壓器產(chǎn)生的5.5VDC。根據(jù)某些實(shí)施例，降壓型變換器可設(shè)計(jì)成提供+/-50mA的電流波紋，其為快速充電速率的10 %。
[0071]接下來，圖13A和圖13B是根據(jù)某些實(shí)施例提供的非限制性示例性的電池充電電路。為了簡潔，參考備用供電設(shè)備來闡述示例性流程。該備用供電設(shè)備可包括電路系統(tǒng)以及用于執(zhí)行上述特征的一個(gè)或多個(gè)處理單元(MCU)。但是，應(yīng)理解，圖13A和13B中示出的示例性流程還可修改以在其他設(shè)備執(zhí)行并作為獨(dú)立電路。
[0072]首先參考圖13A，該流程始于步驟S1300，其中電池110向備用供電設(shè)備供電。
[0073]在步驟S1302中，MCU初始化用供電設(shè)備的非照明備外設(shè)。在某些實(shí)施例中，在步驟S1302中使用的時(shí)鐘信號可為62.5kHz。
[0074]在步驟S1302中，測量電池110的電壓，并且在步驟S1306中M⑶確定所測量的電壓是否在正常工作中范圍內(nèi)(如>3V)。如果電池電壓小于正常工作范圍，在步驟S1308中確定電池電壓是否足夠備用供電設(shè)備運(yùn)行(如>1.8V)。如果電壓不足夠，流程在步驟S1312中終止。
[0075]相反，如果在步驟S1306中確定電池110的電壓在正常工作范圍內(nèi)，在步驟S1314中MCU讀取與AC電源電壓對應(yīng)的數(shù)字輸入，并確定是否出現(xiàn)了正常AC線(即是否發(fā)生了供電故障)。
[0076]如果在步驟S1316中確定AC線電壓出現(xiàn)了，在步驟S1320中MCU讀取用于開關(guān)狀態(tài)檢測的數(shù)字輸入，以確定開關(guān)120是否斷開或閉合。產(chǎn)生開關(guān)檢測信號的實(shí)施例在上面已經(jīng)闡述了，因此本文將不再重復(fù)開關(guān)狀態(tài)檢測特征。
[0077]如果在步驟S1322中確定開關(guān)120是斷開的，M⑶進(jìn)入睡眠狀態(tài)并使能外部中斷。相反，如果在步驟S1322中確定開關(guān)120是閉合的，則點(diǎn)亮照明電路105中的LED。在某些實(shí)施例中，照明電路105中的LED在120Hz處脈沖寬度調(diào)制，具有依賴于電池電壓的占空比，在每個(gè)控制回路中都會(huì)計(jì)算占空比以使流過LED的平均電流維持為預(yù)設(shè)值，這可使LED維持恒定的預(yù)設(shè)亮度，即使在放電過程中電池110的電壓發(fā)生了變化。在照明電路105點(diǎn)亮后，流程回到步驟SI 304。
[0078]返回參照步驟S1316，如果在步驟S1316中確定AC線電壓已出現(xiàn)，在步驟S1318中MCU重新初始化主燈泡115的備用供電設(shè)備的非照明外設(shè)。在某些實(shí)施例中，在步驟SI318中的時(shí)鐘信號為16MHz。
[0079]緊接著步驟S1318的重新初始化，在步驟S1328中測量電池110的溫度。在某些實(shí)施例中，如圖6所示的溫度測量電路600可用于在步驟S1328中測量電池110的溫度。
[0080]在步驟S1330中，M⑶確定測量的電池溫度是否在預(yù)設(shè)充電范圍內(nèi)。電池110的預(yù)設(shè)充電范圍可根據(jù)在備用供電設(shè)備中提供備用供電的電池的型號來選擇。在某些實(shí)施例中，電池110是L i離子電池，預(yù)設(shè)充電范圍可小于40 °C。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，溫度范圍可根據(jù)電池的型號變化，因此應(yīng)該選擇合適的溫度范圍以確保電池溫度維持在所選電池的安全工作溫度以下。
[0081 ] 如果在步驟S1330中確定電池110的溫度大于預(yù)設(shè)充電范圍，在步驟S1336中M⑶確定電池110是否正在充電。如果在步驟S1336中確定電池正在充電，MCU控制電池充電電路從而使電池110停止充電。
[0082]相反，如果在步驟S1330中確定電池110的溫度小于預(yù)設(shè)充電范圍，在步驟S1332中MCU確定電池110是否正在充電。如果確定電池110不在充電，在步驟S1334中MCU控制電池充電電路從而啟動(dòng)充電。用于在步驟S1334中執(zhí)行充電功能的示例性電路可為圖12所示的電池充電電路1200。
[0083]在步驟S1340中，確定電池的充電狀態(tài)(如充電過程中的電壓和電流情況)并根據(jù)確定的充電情況更新充電狀態(tài)。用于測量電池100的充電情況的示例性電路可包括電流感應(yīng)電路1100。
[0084]在步驟S1342中，M⑶確定包含在備用供電設(shè)備電路系統(tǒng)中的熱伺服系統(tǒng)是否正在運(yùn)行。如上所述，在某些實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的供電切換設(shè)備可包括一個(gè)或多個(gè)熱伺服系統(tǒng)，用于控制電池溫度。熱伺服系統(tǒng)可用于降低負(fù)載功率(如通過調(diào)光技術(shù))以使電池110的溫度保持在預(yù)設(shè)閾值以下。例如，某些Li離子電池的安全工作溫度極限為60°C，在這種情況下本發(fā)明的熱伺服系統(tǒng)特征會(huì)通過控制提供給熱耗散負(fù)載(如燈泡)的功率將電池溫度維持在該極限以下。在某些實(shí)施例中，熱伺服系統(tǒng)可用于軟啟動(dòng)負(fù)載并檢測與前述假設(shè)不一致的非兼容負(fù)載(如CFL和LED燈泡以及具有導(dǎo)致負(fù)載對測試信號來說表現(xiàn)為開路的電路元件的電氣設(shè)備)。
[0085]如果在步驟S1342中檢測到熱伺服系統(tǒng)正在運(yùn)行，在步驟S1348中熱伺服系統(tǒng)繼續(xù)正常工作。相反，在步驟S1344中MCU控制與熱伺服系統(tǒng)相關(guān)的電路系統(tǒng)，從而軟啟動(dòng)熱伺服系統(tǒng)。如果軟啟動(dòng)成功(S1346)，流程轉(zhuǎn)至步驟S1348。如果在步驟S1346中軟啟動(dòng)不成功，在步驟S1350中M⑶重新初始化主燈泡115的非照明外設(shè)。在某些實(shí)施例中，在步驟SI 350中使用62.6kHz的時(shí)鐘信號。
[0086]在步驟S1352中，M⑶可控制照明電路105中的LED的供電(或其他照明燈)，從而指示發(fā)生了錯(cuò)誤。例如，可控制LED閃爍。
[0087]在步驟S1354中，電池110充電，并無效備用供電設(shè)備的所有其他功能。在某些實(shí)施例中，MCU可等待AC供電重啟信號。
[0088]接下來，圖14是根據(jù)某些實(shí)施例提供的非限制性示例性的用于備用負(fù)載供電控制和電池充電控制的流程圖。
[0089]圖14所示的流程始于步驟S1400，其中MCU接通電源。在某些實(shí)施例中，在步驟是1400 中，MCU以 1.8V 供電。
[0090]在步驟S1402中，M⑶測量電池110的溫度。在某些實(shí)施例中，M⑶可使用圖6所示的示例性溫度測量電路600測量電池110的溫度。
[0091]在步驟S1404中，M⑶確定所測量的電池溫度是否在預(yù)設(shè)充電溫度范圍內(nèi)。在某些實(shí)施例中，在步驟S1404中M⑶可確定電池110的溫度是否小于45°C。如果在步驟S1404中電池110的溫度不在預(yù)設(shè)溫度范圍內(nèi)，MCU繼續(xù)測量電池110的溫度。
[0092]相反，如果在步驟S1404中電池110的溫度在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，在步驟S1406中MCU測量電池110的電壓。
[0093]在步驟S1408中，M⑶將所測量的電池110的電壓與第一閾值電壓(如2.5V)比較。如果在步驟S1408中所測量的電池110的電壓小于第一閾值，在步驟S1410中電池110使用預(yù)充電操作充電。在某些實(shí)施例中，在預(yù)充電操作中電池110可以0.1C的充電速率(對于500mAh，此處為50mA)充電。在某些實(shí)施例中，圖12所示的示例性電池充電電路1200可用于在步驟S1408中執(zhí)行預(yù)充電操作。
[0094]如果在步驟S1408中電池110的電壓大于第一閾值，在步驟S1412中M⑶確定電池110的電壓是否大于第二閾值(如4.2V)。如果在步驟S1412中電池110的電壓小于第二閾值，在步驟S1414中電池110使用快速充電操作充電。在某些實(shí)施例中，在快速充電操作中，電池110可以1.0C的充電速率(對于500mAh，此處為500mA)充電。在某些實(shí)施例中，圖12所示的示例性電池充電電路1200可用于在步驟S1414中執(zhí)行快速充電操作。
[0095]相反，如果在步驟S1412中電池110的電壓大于第二閾值，在步驟S1416中電池110以與第二閾值(4.2V)相對應(yīng)的恒定電壓充電。在某些實(shí)施例中，圖12所示的示例性電池充電電路1200可用于在步驟S1416中執(zhí)行充電操作。
[0096]在步驟S1418中，M⑶確定電池110的電流。在某些實(shí)施例中，圖11所示的示例性電流感應(yīng)電路1100可用于在步驟S1418中測量電池110的電流。如果測量的電流導(dǎo)致充電速率低于0.1C(或其他任意值)，在步驟S1420中停止充電，流程返回步驟S1402。相反，則繼續(xù)充電，并且流程返回步驟S1402。
[0097]接下來，在某些實(shí)施例中，本發(fā)明所說明和描述的電路系統(tǒng)可在一個(gè)照明設(shè)備中。作為一個(gè)非限制性例子，圖15是根據(jù)某些實(shí)施例提供的示例性的用于檢測開關(guān)狀態(tài)和控制電源的照明設(shè)備。
[0098]如圖15所示，圖15示出了示例性的照明設(shè)備1500，其可包括上蓋1505，電路板1510以及基座1515。在某些實(shí)施例中，照明設(shè)備1500可包括插座接頭1520，用于螺紋連接至照明燈具內(nèi)。另外，上蓋1505可包括插座接口，用于接收在開關(guān)狀態(tài)檢測電路100中作用主燈泡的CFL或LED燈泡。在這種情況下，主燈泡115包裹在插座接口 1525內(nèi)(即插入到上蓋1505的上開口，從而固定安裝在插座接口 1525內(nèi))，并且可在插座接頭1520處接收AC電源輸入電壓從而通過插座接頭1520和插座接口 1525之間的電氣連接為主燈泡115供電。另外，開關(guān)狀態(tài)檢測電路100產(chǎn)生的測試信號可通過插座接口 1525將測試信號發(fā)送至插座接頭，從而輸出至AC電源。
[0099]在某些實(shí)施例中，作為一個(gè)安全特征，當(dāng)沒有供電故障時(shí)如果主燈故障，照明設(shè)備1500可點(diǎn)亮備用燈。電路板1510可包括開關(guān)狀態(tài)檢測電路100及其他相關(guān)電路。例如，本文描述的各種電路元件可表面安裝在電路板1510上。另外，照明電路105的LEDI至LED1可安裝在電路板1510上。電路板1510可包裹在基座1515內(nèi)，從而可使各種電路元件免于外部環(huán)境的損耗。當(dāng)組裝照明設(shè)備1500時(shí)，上蓋1505可用于將電路板1510圍合在基座1515內(nèi)。另夕卜，上蓋1505可包括多個(gè)孔1530，孔之間的間隔與電路板1510上的LEDl至LEDlO之間的間隔相對應(yīng)。因此，當(dāng)圖15中所示的元件組合在一起形成完整的照明設(shè)備1500時(shí)，在供電故障情況下，LEDl至LEDlO可通過孔1530提供外部照明。
[0100]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白本發(fā)明的實(shí)施例可以修改以在圖15中所述的示例性照明設(shè)備以外的其他電氣設(shè)備中實(shí)施。另外，關(guān)于照明的應(yīng)用，本發(fā)明可修改，從而使本文描述的元件實(shí)施在一個(gè)或多個(gè)燈泡內(nèi)、一個(gè)或多個(gè)照明燈具內(nèi)、一個(gè)或多個(gè)插座內(nèi)、一個(gè)或多個(gè)開關(guān)設(shè)備內(nèi)、或他們的結(jié)合。例如，燈泡(如照明設(shè)備1500)可包括電路系統(tǒng)以及包圍在單個(gè)殼體內(nèi)的相關(guān)處理元件，從而通過簡單地安裝在住戶的照明燈具內(nèi)，照明設(shè)備1500可執(zhí)行本文描述的流程。電路系統(tǒng)可電路一些或所有LED作為主照明并且點(diǎn)亮一些或所有LED作為備用照明(以不同的亮度)?？商鎿Q地，照明燈具可被修改以包括本文描述的任何電路系統(tǒng)和處理元件，從而通過將傳統(tǒng)的LED或CFL燈泡安裝到燈具內(nèi)即可執(zhí)行本公開文本描述的特征。相似地，開關(guān)設(shè)備可被修改以包括本文描述的所有的電路系統(tǒng)和處理元件。而且，本文描述的元件和流程本分布在連接在負(fù)載電路上的多個(gè)設(shè)備上。在較大設(shè)備(如照明燈具)中實(shí)施本申請的開關(guān)狀態(tài)檢測和備用供電控制特征的好處包括提供較大電池的能力，這可使提供用于更長時(shí)間周期的更大備用供電成為可能。另外，在較大設(shè)備和分立部件中實(shí)施本申請的開關(guān)狀態(tài)檢測和備用供電控制特征的好處包括提供增強(qiáng)的熱管理能力，這源于部件之間間距的增加。
[0101]圖16是根據(jù)某些實(shí)施例提供的微控制器結(jié)構(gòu)示意圖。該微控制器可包括在本文描述的電路系統(tǒng)中，用于執(zhí)行全文描述的處理和控制特征。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，圖16的微控制器可實(shí)施為傳統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過編程對該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行修改以執(zhí)行本文描述的算法。在另一個(gè)實(shí)施方式中，圖16的微控制器可實(shí)施在包括照明電路的照明設(shè)備中。在另一個(gè)實(shí)施方式中，圖16的微控制器可實(shí)施在包括開關(guān)電路和與開關(guān)狀態(tài)檢測相關(guān)的其他電路的開關(guān)設(shè)備中。在另一個(gè)實(shí)施方式中，圖16的微控制器可實(shí)施為獨(dú)立的電路，可對該電路進(jìn)行修改以連接其他電路元件，例如本文描述的各種電路系統(tǒng)和照明元件。在某些實(shí)施例中，圖16的微控制器可包括來自AC電壓的中性點(diǎn)，連接至微控制器的地。另外，正極供電軌VDD可為微控制器供電。
[0102]在圖16中，微控制器包括可執(zhí)行本文描述的流程的CPU。該CPU可為美國英特爾公司的Xenon處理器或核(Core)處理器，或者是美國AMD公司的Opteron處理器，或者是本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識的其他處理器類型?？商鎿Q地，主要本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識，該CPU可實(shí)施在FPGA、ASIC、PLD上，或使用離散邏輯電路。另外，該CPU可實(shí)施為協(xié)同并行工作的多處理器，以執(zhí)行本文描述的流程指令。通過通信總線，數(shù)據(jù)可從該處理器發(fā)出并可由該處理器接收。
[0103]流程數(shù)據(jù)和指令可存儲在內(nèi)存中。這些流程和指令還可存儲在磁盤存儲介質(zhì)(如硬盤HDD)或可移動(dòng)存儲介質(zhì)或者遠(yuǎn)程存儲。另外，所聲明的有點(diǎn)并不受限于該創(chuàng)造性流程的指令所存儲的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的形式。例如，指令可存儲在CD、DVD上、閃存、RAM、R0M、EPR0M、EEPR0M、硬盤或與微控制器通信的其他信息處理設(shè)備(如服務(wù)器或計(jì)算機(jī))中。
[0104]另外，1/0(輸入/輸出)接口用來輸入本文描述的流程所產(chǎn)生的模擬和數(shù)字信號。而且，微控制器可從外部電路(如照明或開關(guān)電路)接收控制信號和/或數(shù)據(jù)，該外部電路可連接至I/O接口作為外設(shè)。
[0105]圖16的微控制器包括用于與網(wǎng)絡(luò)連接的通信接口。應(yīng)理解，該網(wǎng)絡(luò)可為公共網(wǎng)絡(luò)(如因特網(wǎng))或私人網(wǎng)絡(luò)(如局域網(wǎng)或廣域網(wǎng))，或者是它們的任意組合，該網(wǎng)絡(luò)可包括PSTN或ISDN子網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)可為有線網(wǎng)(如以太網(wǎng))或無線網(wǎng)(如蜂窩式網(wǎng)絡(luò)，包括EDGE、3G和4G無線蜂窩式系統(tǒng))。無線網(wǎng)絡(luò)還可為W1-F1、藍(lán)牙、或其他已知的無線通信形式。在某些實(shí)施例方式中，還可在電氣回路上使用電力線通信(PLC)以實(shí)現(xiàn)與微控制器的通信以及來自微控制器的通信。在某些實(shí)施方式中，通信接口可與其他照明或開關(guān)電路通信，從而可實(shí)現(xiàn)多照明或開關(guān)相互通信。例如，在一個(gè)工作模式中，在供電故障過程中，一個(gè)照明電路可發(fā)送信號至其他局部照明電路以維持非照明狀態(tài)，而僅僅提供照明電源直到照明電路電池的充電狀態(tài)跌落至閾值以下。一旦充電狀態(tài)達(dá)到閾值，照明電路可發(fā)送信號至另一個(gè)照明電路以執(zhí)行照明。該通信可用于任何類型的協(xié)同動(dòng)作。
[0106]顯然，在上述教導(dǎo)下，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)多種修改和變化。因此，應(yīng)理解在附件權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本發(fā)明可實(shí)施成除了本文具體描述的那些實(shí)施例。例如，如果本文所公開的技術(shù)的步驟以不同的順序執(zhí)行、如果公開的部件以不同的方式組合、或者如果部件用其他部件來代替或替代，則可能得到一些有益效果。例如，本文描述的示例性電路元件可用其他元件代替并且可設(shè)計(jì)成與本文所提供的例子不同的結(jié)構(gòu)。而且，用于執(zhí)行本文描述的特征的電路系統(tǒng)可實(shí)施在多個(gè)電路單元(如芯片)中，或者這些特征可在一個(gè)芯片上的電路中組入口 ο
[0107]再則，本文描述的功能、流程和算法可在硬件中執(zhí)行或由硬件執(zhí)行的軟件執(zhí)行，包括用于執(zhí)行軟件代碼和計(jì)算機(jī)指令的計(jì)算機(jī)處理器和可編程處理電路，用于執(zhí)行本文描述的功能、流程和算法。處理電路包括可編程處理器，正如處理器包括電路系統(tǒng)。處理器電路還包括設(shè)備，如專用集成電路(ASIC)和用于執(zhí)行相關(guān)功能的傳統(tǒng)電路部件。
[0108]另外，本申請并不限于本文描述的具體電路元件，并且本申請也不限于這些元件的具體尺寸和分類。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解本文描述的電路系統(tǒng)可根據(jù)電池的尺寸和化學(xué)特性而相應(yīng)修改，或者是根據(jù)特定的需要供電的備用負(fù)載的要求而相應(yīng)修改。
[0109]本文描述的功能和特征還可用各種分布式系統(tǒng)部件來執(zhí)行。例如，一個(gè)或多個(gè)處理器可執(zhí)行這些系統(tǒng)功能，其中，這些處理器分布在網(wǎng)絡(luò)中通信在多個(gè)部件。分布式部件可包括一個(gè)或多個(gè)客戶端和服務(wù)器，以及各種人機(jī)接口和通信設(shè)備(如顯示監(jiān)視器、智能手機(jī)、平板電腦、個(gè)人數(shù)字助理(PDA))。該網(wǎng)絡(luò)可為私人網(wǎng)絡(luò)，如LAN或WAN，或可為公共網(wǎng)絡(luò)，如因特網(wǎng)。在實(shí)時(shí)過程或分批過程中，系統(tǒng)的輸入可通過用戶輸入端直接接收并且可遠(yuǎn)程接收。另外，一些實(shí)施方式可在與本文描述的不同的模塊或硬件上執(zhí)行。因此，還存在所聲明的范圍內(nèi)的其他實(shí)施方式。
[0110]必須注意，正如在本說明書和權(quán)利要求書中所使用的，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“所述”包括復(fù)數(shù)概念，除非本文明確指出。
[0111]除了其他事物意外，上述公開文本還包括以下實(shí)施例。
[0112](I) —種裝置，包括:主電源接頭，用于在正常情況下從主電源接收供電；以及電路系統(tǒng)，用于根據(jù)來自所述主電源接頭的輸入確定來自所述主電源的供電不可用的時(shí)間，在所述主電源停電時(shí)在所述主電源接頭輸出測試信號，并根據(jù)作為所述測試信號輸出的結(jié)果而產(chǎn)生的電流產(chǎn)生開關(guān)狀態(tài)檢測信號;其中所述開關(guān)狀態(tài)檢測信號指示將所述主電源接頭連接至所述主電源的開關(guān)的位置;所述電路系統(tǒng)用于產(chǎn)生所述開關(guān)狀態(tài)檢測信號，從而當(dāng)所述電流大于閾值時(shí)指示所述開關(guān)已閉合；以及所述電路系統(tǒng)用于當(dāng)來自所述主電源的供電不可用、所述開關(guān)閉合且多個(gè)設(shè)備連接在所述開關(guān)的供給側(cè)時(shí)，連接在所述電路的所述供給側(cè)的所述多個(gè)設(shè)備對所述測試信號來說表現(xiàn)為開路。
[0113](2)如(I)所述的裝置，所述測試信號設(shè)置在一定的強(qiáng)度，從而當(dāng)來自所述主電源的供電不可用且所述開關(guān)閉合時(shí)，在所述開關(guān)的需求側(cè)的所述多個(gè)設(shè)備對所述測試信號來說表現(xiàn)為開路，并且在所述開關(guān)的供給側(cè)的多個(gè)設(shè)備對所述測試信號來說表現(xiàn)為閉路。
[0114](3)如(I)或(2)所述的裝置，所述測試信號設(shè)置為小于3V的直流(DC)電壓。
[0115](4)如(I)至(3)任意一項(xiàng)所述的裝置，所述電路系統(tǒng)用于確定非兼容負(fù)載連接至包括開關(guān)狀態(tài)檢測設(shè)備的負(fù)載電路的時(shí)間。
[0116](5)如(I)至(4)任意一項(xiàng)所述的裝置，所述電路系統(tǒng)用于輸出故障信號以響應(yīng)檢測到非兼容負(fù)載。
[0117](6)如(I)至(5)任意一項(xiàng)所述的裝置，所述電路系統(tǒng)用于根據(jù)從所述主電源接頭檢測到的電流確定所述非兼容負(fù)載連接至所述負(fù)載電路的時(shí)間。
[0118](7)如(I)至(6)任意一項(xiàng)所述的裝置，還包括:連接在所述主電源接頭和所述電路系統(tǒng)之間的一個(gè)或多個(gè)二極管，其中所述一個(gè)或多個(gè)二極管上的壓降是根據(jù)所述測試信號設(shè)置的。
[0119](8) —種在主電源故障時(shí)檢測開關(guān)的位置的方法，所述方法包括:通過連接至所述開關(guān)的電路系統(tǒng)確定來自所述主電源的供電不可用的時(shí)間；當(dāng)所述主電源停電時(shí)通過所述電路系統(tǒng)從主電源接頭輸出測試信號至所述主電源;根據(jù)作為所述測試信號輸出的結(jié)果而產(chǎn)生的電流，通過所述電路系統(tǒng)產(chǎn)生開關(guān)狀態(tài)檢測信號;其中當(dāng)所述電流大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所產(chǎn)生的開關(guān)狀態(tài)檢測信號指示所述開關(guān)已閉合。
[0120](9) —種裝置，包括:主電源接頭，用于在正常情況下從主電源接收供電；電池;包括多個(gè)燈的照明電路，其中，當(dāng)來自所述主電源的供電可用時(shí)所述照明電路由所述主電源供電，當(dāng)來自所述主電源的供電不可用且將所述主電源接頭連接至所述照明電路的開關(guān)閉合時(shí)所述照明電路由所述電池供電；以及電路系統(tǒng)，用于根據(jù)來自所述開關(guān)的輸入確定來自所述主電源的供電不可用的時(shí)間，當(dāng)所述主電源停電時(shí)從所述主電源接頭輸出測試信號，根據(jù)作為所述測試信號輸出的結(jié)果而產(chǎn)生的電流產(chǎn)生開關(guān)狀態(tài)檢測信號，并根據(jù)所述開關(guān)狀態(tài)檢測信號以及所述主電源是否斷電的決定控制所述電池提供的供電；其中所述電路系統(tǒng)用于產(chǎn)生所述開關(guān)狀態(tài)檢測信號，用于當(dāng)所述電流大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)指示所述開關(guān)已閉合；以及所述電路系統(tǒng)用于當(dāng)來自所述主電源的供電不可用且所述開關(guān)狀態(tài)檢測信號指示所述開關(guān)已閉合時(shí)點(diǎn)亮至少一盞燈。
[0121](10)如(9)所述的裝置，將所述測試信號設(shè)置在一強(qiáng)度，從而當(dāng)來自所述主電源的供電不可用且所述開關(guān)閉合時(shí)，在所述開關(guān)的需求側(cè)的多個(gè)設(shè)備對所述測試信號來說表現(xiàn)為開路，并且在所述開關(guān)的供給側(cè)的設(shè)備的組合對所述測試信號來說表現(xiàn)為閉路。
[0122](11)如(9)或(10)所述的裝置，所述多個(gè)燈為發(fā)光二極管(LED)燈泡或緊湊型熒光燈泡(CFL)中的一個(gè)或多個(gè)。
[0123](12)如(9)至(11)任意一項(xiàng)所述的裝置，所述電路系統(tǒng)用于確定非兼容負(fù)載連接至包括燈泡的負(fù)載電路的時(shí)間。
[0124](13)如(9)至(12)任意一項(xiàng)所述的裝置，所述電路系統(tǒng)用于輸出故障信號以響應(yīng)檢測到非兼容負(fù)載。
[0125](14)如(9)至(13)任意一項(xiàng)所述的裝置，所述電路系統(tǒng)用于根據(jù)從所述主電源接頭測量的電流確定所述非兼容負(fù)載連接至所述負(fù)載電路的時(shí)間。
[0126](15)如(9)至(14)任意一項(xiàng)所述的裝置，還包括:連接在所述主電源接頭和所述電路系統(tǒng)之間的一個(gè)或多個(gè)二極管;其中所述一個(gè)或多個(gè)二極管上的壓降是根據(jù)所述測試信號設(shè)置的。
[0127](16)如(9)至(15)任意一項(xiàng)所述的裝置，所述電路系統(tǒng)用于測量所述電池的溫度，并且所述電路系統(tǒng)用于當(dāng)來自所述主電源的供電可用且所述開關(guān)閉合時(shí)根據(jù)所測量的電池溫度控制對所述照明電路的供電。
[0128](17)如(9)至(16)任意一項(xiàng)所述的裝置，所述電路系統(tǒng)包括熱伺服系統(tǒng)，所述熱伺服系統(tǒng)用于減少對所述照明電路的供電以使所述電池的溫度保持在預(yù)設(shè)閾值以下。
[0129](18)如(9)至(17)任意一項(xiàng)所述的裝置，所述電路系統(tǒng)包括接地參考的雙向開關(guān)，所述接地參考的雙向開關(guān)采用調(diào)光技術(shù)從而使所述電池的溫度保持在所述預(yù)設(shè)閾值以下。
[0130](19)如(9)至(18)任意一項(xiàng)所述的裝置，所述電路系統(tǒng)用于確定所述電池電壓并根據(jù)所述電池電壓產(chǎn)生控制信號，當(dāng)所述電池電壓變化時(shí)所述控制信號將所述燈泡維持恒定亮度。
[0131](20)如(9)至(19)任意一項(xiàng)所述的裝置，所述電路系統(tǒng)產(chǎn)生具有依賴于電池電壓的占空比的所述控制信號，從而所述多個(gè)燈是脈沖寬度調(diào)制的以使流過所述多個(gè)燈的電流保持為預(yù)設(shè)平均電流值。
[0132](21)如(9)至(20)任意一項(xiàng)所述的裝置，所述電路系統(tǒng)用于測量所述電池的溫度，并且所述電路系統(tǒng)用于根據(jù)所測量的電池溫度控制所述電池的充電操作。
[0133](22)如(9)至(21)任意一項(xiàng)所述的裝置，將所述照明電路設(shè)置成可滿功率供電所述多個(gè)燈、部分功率供電所述多個(gè)燈或供電部分燈泡。
[0134](23)如(9)至(22)任意一項(xiàng)所述的裝置，還包括:插座，用于從所述主電源接頭接收供電，其中所述插座收容所述電路系統(tǒng)。
[0135](24)—種照明裝置，包括:主電源接頭，用于在正常情況下從主電源接收供電；電池;包括多個(gè)燈的照明電路，其中，在正常情況下所述照明電路由所述主電源供電，當(dāng)來自所述主電源的供電不可用時(shí)所述照明電路由所述電池供電；以及電路系統(tǒng)，用于測量電池的溫度，并且當(dāng)所述溫度大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)產(chǎn)生控制信號從而將所述電池的溫度保持在所述預(yù)設(shè)閾值以下。
[0136](25)如(24)所述的照明裝置，所述控制信號減少對所述照明電路的供電以使所述電池的所述溫度保持在所述預(yù)設(shè)閾值以下。
[0137](26)如(24)或(25)所述的照明裝置，通過調(diào)光技術(shù)減少對所述照明電路的供電。
[0138](27)如(24)至(26)任意一項(xiàng)所述的照明裝置，所述電路系統(tǒng)用于確定來自所述主電源的供電可用的時(shí)間，并且當(dāng)來自所述主電源的供電可用時(shí)，所述電路系統(tǒng)用于根據(jù)所測量的電池溫度控制所述電池的充電。
[0139](28) —種熱伺服裝置，包括:電路系統(tǒng)，用于接收包括與電池的溫度相對應(yīng)的數(shù)據(jù)的溫度信號，其中當(dāng)來自所述照明電路的主電源的供電不可用時(shí)，所述電池給照明電路供電；根據(jù)所述溫度信號確定所述電池溫度是否大于預(yù)設(shè)閾值；以及當(dāng)所述溫度大于所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)產(chǎn)生控制信號以使所述電池的所述溫度保持在預(yù)設(shè)閾值以下。
[0140](29) —種燈座，包括:插座接口，用于與燈泡電連接；電池；以及電路系統(tǒng)，用于通過連接至所述插座接口、電池、第二照明電路和主電源的開關(guān)控制對所述插座接口的供電；其中當(dāng)來自所述主電源的供電可用時(shí)，所述電路系統(tǒng)控制所述供電以使所述開關(guān)選擇性地將電流從所述主電源流向所述燈泡，以及當(dāng)來自所述主電源的供電不可用時(shí)，所述電路系統(tǒng)控制所述供電以使所述電路系統(tǒng)根據(jù)所述開關(guān)的位置選擇性地將電流從所述電池流向所述燈泡或所述第二照明電路。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種裝置，其特征在于，包括: 主電源接頭，用于在正常情況下從主電源接收供電；以及 電路系統(tǒng)，用于根據(jù)來自所述主電源接頭的輸入確定來自所述主電源的供電不可用的時(shí)間，在所述主電源停電時(shí)在所述主電源接頭輸出測試信號，并根據(jù)作為所述測試信號輸出的結(jié)果而產(chǎn)生的電流產(chǎn)生開關(guān)狀態(tài)檢測信號;其中 所述開關(guān)狀態(tài)檢測信號指示將所述主電源接頭連接至所述主電源的開關(guān)的位置；所述電路系統(tǒng)用于產(chǎn)生所述開關(guān)狀態(tài)檢測信號以在所述電流大于閾值時(shí)指示所述開關(guān)已閉合；以及 所述電路系統(tǒng)用于當(dāng)來自所述主電源的供電不可用、所述開關(guān)閉合且多個(gè)設(shè)備連接在所述開關(guān)的供給側(cè)時(shí)，連接在所述電路的所述供給側(cè)的所述多個(gè)設(shè)備對所述測試信號來說表現(xiàn)為開路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述測試信號設(shè)置在一定的強(qiáng)度，從而當(dāng)來自所述主電源的供電不可用且所述開關(guān)閉合時(shí)，在所述開關(guān)的需求側(cè)的所述多個(gè)設(shè)備對所述測試信號來說表現(xiàn)為開路，并且在所述開關(guān)的供給側(cè)的多個(gè)設(shè)備對所述測試信號來說表現(xiàn)為閉路。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述測試信號設(shè)置為小于3V的直流(DC)電壓。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電路系統(tǒng)用于確定非兼容負(fù)載連接至包括開關(guān)狀態(tài)檢測設(shè)備的負(fù)載電路的時(shí)間。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述電路系統(tǒng)用于輸出故障信號以響應(yīng)檢測到非兼容負(fù)載。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述電路系統(tǒng)用于根據(jù)從所述主電源接頭檢測到的電流確定所述非兼容負(fù)載連接至所述負(fù)載電路的時(shí)間。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括: 連接在所述主電源接頭和所述電路系統(tǒng)之間的一個(gè)或多個(gè)二極管;其中 所述一個(gè)或多個(gè)二極管上的壓降是根據(jù)所述測試信號設(shè)置的。8.一種在主電源故障時(shí)檢測開關(guān)的位置的方法，其特征在于，所述方法包括: 通過連接至所述開關(guān)的電路系統(tǒng)確定來自所述主電源的供電不可用的時(shí)間； 當(dāng)所述主電源停電時(shí)通過所述電路系統(tǒng)從主電源接頭輸出測試信號至所述主電源； 根據(jù)作為所述測試信號輸出的結(jié)果而產(chǎn)生的電流，通過所述電路系統(tǒng)產(chǎn)生開關(guān)狀態(tài)檢測信號;其中 當(dāng)所述電流大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所產(chǎn)生的開關(guān)狀態(tài)檢測信號指示所述開關(guān)已閉合。9.一種裝置，其特征在于，包括: 主電源接頭，用于在正常情況下從主電源接收供電； 電池； 包括多個(gè)燈的照明電路，其中，當(dāng)來自所述主電源的供電可用時(shí)所述照明電路由所述主電源供電，當(dāng)來自所述主電源的供電不可用且將所述主電源接頭連接至所述照明電路的開關(guān)閉合時(shí)所述照明電路由所述電池供電；以及 電路系統(tǒng)，用于根據(jù)來自所述開關(guān)的輸入確定來自所述主電源的供電不可用的時(shí)間，當(dāng)所述主電源停電時(shí)從所述主電源接頭輸出測試信號，根據(jù)作為所述測試信號輸出的結(jié)果而產(chǎn)生的電流產(chǎn)生開關(guān)狀態(tài)檢測信號，并根據(jù)所述開關(guān)狀態(tài)檢測信號以及所述主電源是否斷電的決定控制所述電池提供的供電；其中 所述電路系統(tǒng)用于產(chǎn)生所述開關(guān)狀態(tài)檢測信號，用于當(dāng)所述電流大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)指示所述開關(guān)已閉合；以及 所述電路系統(tǒng)用于當(dāng)來自所述主電源的供電不可用且所述開關(guān)狀態(tài)檢測信號指示所述開關(guān)已閉合時(shí)點(diǎn)亮至少一盞燈。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，將所述測試信號設(shè)置在一強(qiáng)度，從而當(dāng)來自所述主電源的供電不可用且所述開關(guān)閉合時(shí)，在所述開關(guān)的需求側(cè)的多個(gè)設(shè)備對所述測試信號來說表現(xiàn)為開路，并且在所述開關(guān)的供給側(cè)的設(shè)備的組合對所述測試信號來說表現(xiàn)為閉路。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)燈為發(fā)光二極管(LED)燈泡或緊湊型熒光燈泡(CFL)中的一個(gè)或多個(gè)。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述電路系統(tǒng)用于確定非兼容負(fù)載連接至包括燈泡的負(fù)載電路的時(shí)間。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述電路系統(tǒng)用于輸出故障信號以響應(yīng)檢測到非兼容負(fù)載。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述電路系統(tǒng)用于根據(jù)從所述主電源接頭測量的電流確定所述非兼容負(fù)載連接至所述負(fù)載電路的時(shí)間。15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括: 連接在所述主電源接頭和所述電路系統(tǒng)之間的一個(gè)或多個(gè)二極管;其中 所述一個(gè)或多個(gè)二極管上的壓降是根據(jù)所述測試信號設(shè)置的。16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述電路系統(tǒng)用于測量所述電池的溫度，并且 所述電路系統(tǒng)用于當(dāng)來自所述主電源的供電可用且所述開關(guān)閉合時(shí)根據(jù)所測量的電池溫度控制對所述照明電路的供電。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述電路系統(tǒng)包括熱伺服系統(tǒng)，所述熱伺服系統(tǒng)用于減少對所述照明電路的供電以使所述電池的溫度保持在預(yù)設(shè)閾值以下。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述電路系統(tǒng)包括接地參考的雙向開關(guān)，所述接地參考的雙向開關(guān)采用調(diào)光技術(shù)從而使所述電池的溫度保持在所述預(yù)設(shè)閾值以下。19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述電路系統(tǒng)用于確定所述電池電壓并根據(jù)所述電池電壓產(chǎn)生控制信號，當(dāng)所述電池電壓變化時(shí)所述控制信號將所述燈泡維持恒定亮度。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述電路系統(tǒng)產(chǎn)生具有依賴于電池電壓的占空比的所述控制信號，從而所述多個(gè)燈是脈沖寬度調(diào)制的以使流過所述多個(gè)燈的電流保持為預(yù)設(shè)平均電流值。21.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述電路系統(tǒng)用于測量所述電池的溫度，并且 所述電路系統(tǒng)用于根據(jù)所測量的電池溫度控制所述電池的充電操作。22.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，將所述照明電路設(shè)置成可滿功率供電所述多個(gè)燈、部分功率供電所述多個(gè)燈或供電部分燈泡。23.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括: 插座，用于從所述主電源接頭接收供電，其中 所述插座收容所述電路系統(tǒng)。24.—種照明裝置，其特征在于，包括: 主電源接頭，用于在正常情況下從主電源接收供電； 電池； 包括多個(gè)燈的照明電路，其中，在正常情況下所述照明電路由所述主電源供電，當(dāng)來自所述主電源的供電不可用時(shí)所述照明電路由所述電池供電；以及 電路系統(tǒng)，用于測量電池的溫度，并且當(dāng)所述溫度大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)產(chǎn)生控制信號從而將所述電池的溫度保持在所述預(yù)設(shè)閾值以下。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的照明裝置，其特征在于，所述控制信號減少對所述照明電路的供電以使所述電池的所述溫度保持在所述預(yù)設(shè)閾值以下。26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的照明裝置，其特征在于，通過調(diào)光技術(shù)減少對所述照明電路的供電。27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的照明裝置，其特征在于，所述電路系統(tǒng)用于確定來自所述主電源的供電可用的時(shí)間，并且當(dāng)來自所述主電源的供電可用時(shí)，所述電路系統(tǒng)用于根據(jù)所測量的電池溫度控制所述電池的充電。28.一種熱伺服裝置，其特征在于，包括: 電路系統(tǒng)，用于 接收包括與電池的溫度相對應(yīng)的數(shù)據(jù)的溫度信號，其中當(dāng)來自所述照明電路的主電源的供電不可用時(shí)，所述電池給照明電路供電； 根據(jù)所述溫度信號確定所述電池溫度是否大于預(yù)設(shè)閾值；以及當(dāng)所述溫度大于所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)產(chǎn)生控制信號以使所述電池的所述溫度保持在預(yù)設(shè)閾值以下。29.一種燈座，其特征在于，包括: 插座接口，用于與燈泡電連接； 電池;以及 電路系統(tǒng)，用于通過連接至所述插座接口、電池、第二照明電路和主電源的開關(guān)控制對所述插座接口的供電；其中 當(dāng)來自所述主電源的供電可用時(shí)，所述電路系統(tǒng)控制所述供電以使所述開關(guān)選擇性地將電流從所述主電源流向所述燈泡，以及 當(dāng)來自所述主電源的供電不可用時(shí)，所述電路系統(tǒng)控制所述供電以使所述電路系統(tǒng)根據(jù)所述開關(guān)的位置選擇性地將電流從所述電池流向所述燈泡或所述第二照明電路。
【文檔編號】H02J9/06GK105981259SQ201480075549
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2014年12月17日
【發(fā)明人】尼爾·森格, 約翰·安東尼·格拉納塔, 肯尼思·艾倫·帕什, 斯圖爾特·瓦拉赫
【申請人】頂點(diǎn)照明科技有限公司