具有改善的發(fā)送分支的接口的制作方法
【專利說明】具有改善的發(fā)送分支的接口
[0001]本發(fā)明涉及一種用于具有用于至少一個照明設(shè)備的電子操作裝置的雙向通信的接口和具有這種接口的鎮(zhèn)流器。
[0002]由DE102009016904B4公開一種用于DALI控制信號的接口，其具有發(fā)送通道和接收通道，兩者可以利用共同的電流源來操作。圖1中示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電路。
[0003 ]針對DALI信號的接收以及針對DALI信號的發(fā)送，在已知電路中都設(shè)有相應(yīng)的光電耦合器U2、U1，它們分別構(gòu)成用于發(fā)送或接收的分支的一部分。兩個分支由共同的電流源Q2、Q3、R3、R4供電。該電路還具有在圖1中作為電容器C2被示出的蓄能器。
[0004]已知的接口被設(shè)計用于根據(jù)DALI標準的通信，其中，在無源總線的情況下對線路施加預(yù)定的直流電壓。該預(yù)定的直流電壓分別只在信號傳輸?shù)那闆r下被降低，而當沒有傳輸信號時重新施加恒定的直流電壓。
[0005]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，電容器C2通過施加在總線上的直流電壓被充電。這在此是有意義的，因為當發(fā)生根據(jù)DALI標準的信號傳輸時，施加在總線上的電壓恰好降至(邏輯)零或針對低電平電壓所限定的電壓。這可以在電路的返回通道(發(fā)送分支)中直接看出。
[0006]“返回通道”是指離開接口的通道，作為用于接口的發(fā)送操作的通道。“發(fā)送分支”相應(yīng)地是接口的發(fā)送信號所使用的信號路徑。
[0007]但如果要代替DALI信號，由接口接收根據(jù)一協(xié)議的信號，在該協(xié)議中在總線的閑置狀態(tài)下電壓為零(或相比于DALI標準很低)，則證明了已知的接口對此并不適用。這樣的標準的示例是所謂的DSI標準。
[0008]其原因是，不同于DALI標準，根據(jù)DSI標準，在無源總線的情況下不施加電壓或施加低電壓(“低電平”，即用于傳輸?shù)谝贿壿嫚顟B(tài)(例如O)的較低的值，被指定為〈6.5伏)。只有在傳輸DSI信號時才提高總線上的電壓。
[0009]因此，如果DSI信號抵達用于已知接口的操作裝置(即次級側(cè))的接線端，則電壓從針對第一邏輯狀態(tài)的值(例如〈6.5伏)突增至預(yù)定的直流電壓，例如10-15伏(高電平，即被解釋為第二邏輯值(例如I)的電壓值)。現(xiàn)在需要的是，馬上識別到來的信號以確保可靠地識別DSI信號。在DSI情況下，傳輸以曼徹斯特編碼實現(xiàn)，即數(shù)據(jù)比特通過從低電平轉(zhuǎn)至高電平(邏輯O)或從高電平轉(zhuǎn)至低電平(邏輯I)來傳輸。
[0010]但已知電路中的電容器C2此時起到干擾作用，因為下降沿(邏輯I)或DSI信號的第一比特無法通過已知的接口來可靠地識別。
[0011]其原因在于，電容器C2在呈現(xiàn)高電平(約833ys)之后因2mA輸入電流源而部分充電。在總線電壓降低至小于6.5伏時，電容器C2被繼續(xù)充電。這導(dǎo)致了在接收分支的光電耦合器U2中也有電流流動，并因此無法在低于6.5伏后馬上識別在光電耦合器U2的光電耦合器輸出端處的第一邏輯狀態(tài)(例如I)。即，電容器C2本身在低于低電平之后仍然被部分充電并且在未充電或部分充電的狀態(tài)下橋接齊納二極管Zl，否則，該齊納二極管Zl在低于齊納電壓(低電平)時馬上中斷光電耦合器U2內(nèi)的電流流動。
[0012]因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種接口，其在發(fā)送操作中在數(shù)字信號的邊沿陡度方面得到改善。
[0013]本發(fā)明通過提供一種如用權(quán)利要求1所要求保護的接口來解決該問題。本發(fā)明的有利改進方案是從屬權(quán)利要求的主題。
[0014]—種用于照明設(shè)備的操作裝置的數(shù)字總線接口，該數(shù)字總線接口具有:
[0015]-發(fā)送分支和接收分支，其中，接收分支具有電流源，該電流源能由在閑置狀態(tài)下導(dǎo)通電壓的總線來供電，其中，該電流源至少給發(fā)送分支供應(yīng)能量并且該發(fā)送分支具有光電耦合器，其中，接收分支中設(shè)有電能存儲器(例如一個或更多個電容器)，其通過電流源充電并且經(jīng)由與發(fā)送分支的光電耦合器的次級側(cè)串聯(lián)的至少一個電阻放電。
[0016]該電阻可以連接在能量存儲器和光電耦合器之間。
[0017]該能量存儲器和電阻可以如此設(shè)定尺寸，使得在數(shù)字比特發(fā)送持續(xù)時間(期間可連接的總線被短路)內(nèi)放電電流流動。
[0018]使可連接的總線短路的數(shù)字比特的邊沿持續(xù)時間可以小于25ms，優(yōu)選小于15ys。
[0019]能量存儲器可以無需充電電流-控制元件或者通過充電電流-控制晶體管由電流源充電。
[0020]現(xiàn)在，參照附圖來描述本發(fā)明的基本方面。
[0021]其中:
[0022]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的接口，
[0023]圖2是電路布置的示意圖，
[0024]圖3是電路布置的另一示意圖，
[0025 ]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式，
[0026]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式。
[0027]圖2示出電路布置，其中，尤其是，場效應(yīng)晶體管(FET、JFET)JI和電阻R7構(gòu)成電流源J1、R7，該電流源向以下例如被稱為電容器Cl的能量存儲器提供預(yù)定大小的充電電流。
[0028]由此，一方面保證了光電耦合器Q5最終被恒定電流(輸入電流減去充電電流)流過。另一方面，非線性組件且尤其是齊納二極管D9的作用未通過電容器Cl被消除。因此，以下將使用術(shù)語“齊納二極管”代表非線性組件。優(yōu)選地如此選擇電流的分配，使得電容器的充電電流小于流過光電耦合器的電流，優(yōu)選地，在光電耦合器電流的30%至70%的范圍內(nèi)。
[0029]現(xiàn)在，電容器Cl的充電電流在接收分支的光電親合器Q3的輸入端被量取(參見在二極管D6和光電耦合器Q3之間的測量點I)。即，該電容器是與具有接收-光電耦合器Q3的初級側(cè)的路徑并聯(lián)的路徑的一部分。
[0030]通過使用所述的電流源J1、R7保證了快速且可靠地識別DSI信號的下降沿，即尤其是DSI指令的第一比特(起始比特，邏輯1，用下降沿編碼)。由于電容器Cl并非僅在加上高電平后放電，故要直接檢測何時電壓降至低電平。但也還是可以在根據(jù)本發(fā)明的電路中將共同的電流源用于返回通道和前行通道(接收分支/發(fā)送分支)。
[0031]該接口除了用于根據(jù)DSI標準的信號接收外也可被用于根據(jù)DALI標準的信號接收。重要的是，根據(jù)本發(fā)明的布置即便當總線電壓的閑置狀態(tài)接近O伏或是O伏時也能夠(尤其是)很快速地察覺到來的信號。
[0032]如此設(shè)計圖2中示出的電路布置，使得其通過使用大尺寸的電容器(具有例如1_6μF的電容)來抵消電流源的不利影響，該電容器由包括FET Jl和電阻R7的電流源充電至約5.5伏或更高。此時，只存在FETJl的漏極-源極電容的寄生影響，但其可以通過位于柵極處的電容的合適的尺寸設(shè)定來減小。
[0033]圖2在此以示意圖示出該接口，其具有第一初級側(cè)控制端子和第二初級側(cè)控制端子。一方面DALI控制裝置SDALI且另一方面電網(wǎng)按鈕(未示出)與初級側(cè)控制輸入端相聯(lián)接。
[0034]當前，設(shè)置電阻Rl與第一初級側(cè)控制端子串聯(lián)。在該電阻Rl和第二初級側(cè)控制端子之間聯(lián)接包括四個二極管Dl至D4的整流器。
[0035]在第一和第二整流器輸出端子之間聯(lián)接開關(guān)XI，尤其是其工作電極-參比電極段。包括兩個雙極晶體管Q1、Q2以及兩個歐姆電阻R2、R3的電流源通過該開關(guān)Xl與整流器輸出端子相聯(lián)接。第一光電親合器Q3與電流源的輸出端相聯(lián)接，該第一光電親合器Q3與齊納二極管D9串聯(lián)。由二極管D6、FET Jl和電阻R7所構(gòu)成的電流源J1、R7以及電容Cl構(gòu)成的串聯(lián)電路與齊納二極管D9并聯(lián)。通過電流源R7、J1給第二光電耦合器Q5供電。
[0036]接收分支內(nèi)的光電親合器Q3可以通過具有第一和第二輸出端子的接口的輸出端傳遞信號，而發(fā)送分支內(nèi)的第二光電耦合器Q5被設(shè)置用于通過具有第一和第二信號端口的信號輸入端發(fā)送信號。
[0037]光電耦合器Q5的輸出端與開關(guān)XI的控制電極相連接，其中在該線路上串聯(lián)有二極管D13和電阻R9。起到噪聲濾波器作用的、電容器C3和電阻Rll的并聯(lián)電路與開關(guān)Xl的控制電極并聯(lián)。在電容器C3和電阻Rll之間聯(lián)接有另一個雙極晶體管Q4，其基極與電阻Rll的電位較高側(cè)相聯(lián)接。因為在下降沿時不再進行電容器Cl的充電，但還根據(jù)DALI標準，因此在傳輸根據(jù)DSI標準的信號時通過使用用于電容器Cl的充電的電流源J1、R7(其基本對應(yīng)于已知電路的電容器C2)也給出全部的功能性。因此，電容器Cl被一直充電，由此，省掉了在下降沿時通過未充電或部分充電狀態(tài)橋接齊納二極管D9。
[0038]在接通電源電壓并進而根據(jù)DALI標準將直流電壓施加到預(yù)定的級別/水平之后(DALIein),電容器Cl在約400毫秒內(nèi)被充電至約5.5伏或更高，以使得確保在接通時刻之后的600毫秒后(對應(yīng)于DALI標準)可以發(fā)出對DALI信號的應(yīng)答。
[0039]此時，充電電流被由FET Jl和電阻R7所構(gòu)成的電流源限制到例如100μ A。但該值也可以根據(jù)所使用的組件而或高或低。
[0040]由此，光電耦合器Q5始終以所限定的電流來控制，其中，通過FETJl如此選擇該電流，使得在傳輸DSI信號的情況下，對比特-時間(即從發(fā)送器到接收器可以發(fā)送一個比特的時間)的影響不大。
[0041]所示電路可以如下進行改動。例如如果要增大用于FET Xl的控制電壓(S卩Cl處的電壓)，