ОСВЕТИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА Российский патент 2018 года по МПК H05B37/02 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к осветительной системе, к переключателю для его использования в осветительной системе и к устройству усовершенствования для усовершенствования переключателя осветительной системы.

УРОВЕНЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Известные осветительные системы содержат источник электропитания, такой как источник электропитания сети, лампы, такие как лампы накаливания, и переключатель, электрически подключенный между источником электропитания и лампами, причем переключатель адаптирован таким образом, чтобы он мог работать в состоянии «ВКЛЮЧЕНО» и в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО». В состоянии «ВКЛЮЧЕНО» мощность, подаваемая источником электропитания, обеспечивается для ламп, а в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» мощность не подается на лампы. В такой осветительной системе лампа, которая обеспечивает только функцию испускания света и не имеет дополнительных функций, для которых требуется электроэнергия, может быть заменена другой лампой, которая обеспечивает функцию излучения сета, а также дополнительную функцию, такую как функция обнаружения, которая должна быть также активной, если свет не излучается. Если после этой замены переключатель находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО», то оказывается отключенной не только функция излучения света для новой лампы, но также и дополнительная функция, которая должна быть еще активной. Следовательно, осветительная система не позволяет новой лампе обеспечивать ее полную функциональность.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является обеспечение осветительной системы, которая позволяет осветительному устройству обеспечивать свою полную функциональность. Дополнительной задачей настоящего изобретения является обеспечение переключателя для использования в осветительной системе и устройство усовершенствования для усовершенствования переключателя осветительной системы, которое позволяет осветительному устройству осветительной системы обеспечивать свою полную функциональность.

В первом аспекте настоящего изобретения представлена осветительная система, причем осветительная система содержит:

- осветительное устройство, снабжаемое энергией от источника электропитания, причем осветительное устройство адаптировано для испускания света в режиме высокой мощности и обеспечения дополнительной функции в режиме низкой мощности,

- источник электропитания для энергоснабжения осветительного устройства, и

- переключатель, электрически соединяющий осветительное устройство с источником электропитания, причем переключатель переключается между состоянием высокой мощности, в котором более высокая мощность подается на осветительное устройство через переключатель, который позволяет осветительному устройству испускать свет в режиме высокой мощности, и состоянием низкой мощности, в котором более низкая мощность подается на осветительное устройство через переключатель, который позволяет осветительному устройству обеспечивать дополнительную функцию.

Поскольку переключатель в состоянии низкой мощности адаптирован для подачи более низкой мощности на осветительное устройство, что позволяет осветительному устройству обеспечивать дополнительную функцию, осветительное устройство может обеспечивать дополнительную функцию, даже если переключатель приводят в действие для отключения излучения света. Это позволяет осветительному устройству обеспечивать свою полную функциональность.

Состояние высокой мощности можно рассматривать как состояние «ВКЛЮЧЕНО», в котором осветительное устройство испускает свет, а состояние низкой мощности можно рассматривать как состояние «ОТКЛЮЧЕНО», в котором излучение света осветительного устройства отключено, но в котором осветительное устройство может обеспечивать свою дополнительную функцию.

Дополнительная функция может представлять собой функцию обнаружения, функцию обработки, функцию связи или любую другую функцию. Более того, осветительное устройство может быть адаптировано для обеспечения дополнительной функции также в режиме высокой мощности.

Является предпочтительным, чтобы источник электропитания и переключатель были адаптированы таким образом, что если переключатель находится в состоянии низкой мощности, то максимальный текущий ток составляет 0,5 мА. Это обеспечивает то, что если переключатель находится в состоянии низкой мощности, то ток является максимальным, что не наносит вреда людям, обеспечивая, таким образом, то, что осветительная система становится безопасной, если переключатель находится в своем состоянии низкой мощности. Например, если осветительное устройство адаптировано для подключения к розетке осветительной системы, для приема мощности, подаваемой источником электропитания через переключатель, розетка будет безопасной для оператора, если переключатель находится в своем состоянии низкой мощности. В частности, если оператор заменяет осветительное устройство, когда переключатель находится в своем состоянии низкой мощности, прикосновение к розетке будет безопасным для оператора.

Является предпочтительным, чтобы источник электропитания был адаптирован для подачи более высокой мощности, причем переключатель адаптирован для обеспечения более высокой мощности в состоянии высокой мощности. Является предпочтительным, чтобы более высокая мощность, подаваемая источником электропитания, была мощностью переменного тока. В частности, источник электропитания может представлять собой источник электропитания сети, который может обеспечивать 230 В переменного тока. В состоянии высокой мощности переключатель может обеспечивать мощность от сети, причем в состоянии низкой мощности переключатель может обеспечивать более низкую мощность. Обеспеченная более низкая мощность может представлять собой мощность переменного тока или мощность постоянного тока. Для обеспечения мощности постоянного тока как более низкой мощности переключатель может содержать преобразователь переменного тока в постоянный ток для преобразования мощности переменного тока, подаваемой источником электропитания, в мощность постоянного тока. Преобразователь переменного тока в постоянный ток может содержать выпрямитель и понижающий преобразователь для обеспечения относительно низкой мощности постоянного тока. Таким образом, для обеспечения функции излучения света, мощность переменного тока от сети может быть использована в состоянии высокой мощности, тогда как в состоянии низкой мощности может быть использована относительно низкая мощность постоянного тока, для обеспечения осветительного устройства дополнительной функцией.

В состоянии низкой мощности переключатель может быть адаптирован для снижения более высокой мощности, подаваемой источником электропитания, для обеспечения сниженной более высокой мощности в качестве более низкой мощности, для осветительного устройства. Например, переключатель может содержать переключающий элемент и резистор, установленный параллельно переключающему элементу, причем переключатель адаптирован таким образом, что в состоянии высокой мощности переключающий элемент является токопроводящим, для обеспечения более высокой мощности для осветительного устройства через переключающий элемент, а в состоянии низкой мощности переключающий элемент не является токопроводящим, для обеспечения мощности для осветительного устройства через резистор, причем резистор адаптирован таким образом, что в состоянии низкой мощности более высокая мощность, подаваемая источником электропитания, снижена до более низкой мощности. Это позволяет обеспечивать более низкую мощность, путем использования относительно простой цепи.

В варианте воплощения источник электропитания адаптирован для подачи мощности переменного тока как более высокой мощности, причем переключатель содержит переключающий элемент и конденсатор, установленный параллельно переключающему элементу, причем переключатель адаптирован таким образом, что в состоянии высокой мощности переключающий элемент является токопроводящим, - для обеспечения более высокой мощности для осветительного устройства через переключающий элемент, а в состоянии низкой мощности переключающий элемент не является токопроводящим, для обеспечения мощности для осветительного устройства через конденсатор, причем конденсатор адаптирован таким образом, что в состоянии низкой мощности более высокая мощность снижена до более низкой мощности. Также это позволяет обеспечивать более низкую мощность, путем использования относительно простой цепи.

Переключатель, содержащий конденсатор, может дополнительно содержать резистор, установленный последовательно с конденсатором. Резистор, установленный последовательно с конденсатором, может снизить ток разрядки, когда параллельный переключающий элемент замкнут. Этот резистор может иметь значение в пределах 100 Ом. В качестве альтернативы или в дополнение, переключатель может содержать резистор, установленный параллельно к конденсатору. Резистор, установленный параллельно к конденсатору, предусматривает разрядку конденсатора, когда вся цепь не снабжается электроэнергией. Этот параллельный резистор может иметь значение в пределах до значения, в десять раз большего, чем сопротивление конденсатора. Например, если конденсатор имеет сопротивление примерно 1,5 МОм, параллельный резистор может иметь сопротивление 15 МОм. Этот резистор будет затем не только разряжен, но также будет проводить примерно 10 процентов от всегда отключенного тока питания. Следовательно, в этом случае конденсатор и этот резистор оба могут быть адаптированы таким образом, что в состоянии низкой мощности обеспечена более низкая мощность.

В другом предпочтительном варианте воплощения источник электропитания представляет собой источник высокой мощности, адаптированный для подачи более высокой мощности, в которой осветительная система дополнительно содержит источник низкой мощности для подачи более низкой мощности, в которой переключатель адаптирован таким образом, что в состоянии высокой мощности мощность от источника высокой мощности подается на осветительное устройство, а в состоянии низкой мощности обеспечена мощность от источника низкой мощности. Является предпочтительным, чтобы источник низкой мощности был адаптирован для приема более высокой мощности от источника высокой мощности и для преобразования более высокой мощности в более низкую мощность, для обеспечения более низкой мощности в состоянии низкой мощности. Однако, источник низкой мощности также может представлять собой отдельный источник электропитания, такой как батарея.

В варианте воплощения переключатель адаптирован для выявления того, что a) осветительное устройство адаптировано для обеспечения дополнительной функции в режиме низкой мощности или b) другое осветительное устройство, не адаптированное для обеспечения дополнительной функции в режиме низкой мощности, подключено к переключателю, причем переключатель может быть дополнительно адаптирован для отключения подачи более низкой мощности в состоянии низкой мощности, если было выявлено, что к переключателю было подключено другое осветительное устройство. Это может снизить потери, потому что в состоянии низкой мощности более низкая мощность обеспечена, только если для осветительного устройства, электрически соединенного с переключателем, действительно требуется более низкая мощность.

В дополнительном аспекте настоящего изобретения представлен переключатель для использования в осветительной системе по п. 1, в которой переключатель адаптирован для электрического соединения осветительного устройства с источником электропитания, в которой переключатель переключается между состоянием высокой мощности, в котором более высокая мощность подается на осветительное устройство через переключатель, который позволяет осветительному устройству испускать свет в режиме высокой мощности, и состоянием низкой мощности, в котором более низкая мощность подается на осветительное устройство через переключатель, который позволяет осветительному устройству обеспечивать дополнительную функцию.

В дополнительном аспекте настоящего изобретения представлено устройство усовершенствования для усовершенствования переключателя осветительной системы. Этот переключатель можно рассматривать как обычный переключатель. Он адаптирован для электрического соединения осветительного устройства осветительной системы с источником электропитания осветительной системы, причем переключатель содержит переключающий элемент, функционирующий в состоянии «ВКЛЮЧЕНО», в котором осветительное устройство принимает мощность, подаваемую источником электропитания через переключатель, и в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО», в котором осветительное устройство не принимает мощность, подаваемую источником электропитания через переключатель. Устройство усовершенствования содержит a) резистивный элемент, установленный параллельно переключающему элементу и b) крепежный элемент для прикрепления устройства усовершенствования к переключателю таким образом, чтобы резистивный элемент был параллельно электрически подключен к переключающему элементу. Является предпочтительным, чтобы крепежный элемент был адаптирован для обеспечения нажимного прикрепления к переключателю, причем крепежный элемент сконфигурирован таким образом, чтобы резистивный элемент был электрически подключен параллельно к переключающему элементу, когда устройство усовершенствования нажимает на переключатель. Это позволяет использовать простой обычный переключатель, который может функционировать именно в состоянии «ВКЛЮЧЕНО», при котором подается мощность, и в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО», при котором исходно мощность не подается, также для переключения осветительного устройства, которое должно еще обеспечивать дополнительную функцию, такую как функция обнаружения, если испускание света было отключено. Поэтому, не является обязательным заменять полностью обычный переключатель, но лишь требуется снабдить обычный переключатель устройством усовершенствования.

Следует понимать, что осветительная система по п. 1 формулы изобретения, переключатель по п. 14 формулы изобретения и устройство усовершенствования по п. 15 формулы изобретения имеют сходные и/или идентичные предпочтительные варианты воплощения, в частности, как определено в зависимых пунктах формулы изобретения.

Следует понимать, что предпочтительный вариант воплощения изобретения также может представлять собой любое сочетание зависимых пунктов формулы изобретения или приведенных выше вариантов воплощения с соответствующим независимым пунктом формулы изобретения.

Эти и другие аспекты изобретения станут ясными и будут освещены применительно к вариантам воплощения, описанным ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

НА СЛЕДУЮЩИХ ЧЕРТЕЖАХ:

ФИГ. 1 схематически и примерно показывает вариант воплощения осветительной системы,

ФИГ. 2 схематически и примерно показывает вариант воплощения осветительного устройства осветительной системы,

ФИГ. 3 и 4 схематически и примерно показывают дополнительные варианты воплощения осветительной системы,

ФИГ. 5 схематически и примерно показывает устройство усовершенствования для усовершенствования обычного переключателя, и

ФИГ. 6 схематически и примерно показывает дополнительный вариант воплощения осветительной системы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

ФИГ. 1 схематически и примерно иллюстрирует вариант воплощения осветительной системы. Осветительная система 1 содержит осветительное устройство 3, снабжаемое энергией от источника 2 электропитания. Осветительное устройство 3 адаптировано для испускания света в режиме высокой мощности и обеспечения дополнительной функции, такой как функция обнаружения, функция связи, функция обработки, и так далее, в режиме низкой мощности. Осветительное устройство 3 и источник 2 электропитания электрически соединены через переключатель 4. В этом варианте воплощения источник 2 электропитания и осветительное устройство 3 электрически соединены друг с другом через подводящий провод 30 и нейтральный провод 31, причем переключатель 4 установлен вдоль подводящего провода 30.

Осветительное устройство 3 содержит светоизлучающий блок 32, такой как светоизлучающий блок, содержащий один или несколько светоизлучающих диодов (СИД) и блок 33 обнаружения для обнаружения, например, присутствия людей близко к осветительному устройству 3, интенсивности окружающего света, и так далее. В других вариантах воплощения, в качестве альтернативы или в дополнение, осветительное устройство может содержать другие блоки, для обеспечения функции в дополнение к функции излучения света, такие как блок связи, блок обработки, и так далее.

Переключатель 4 можно переключать между состоянием «ВКЛЮЧЕНО» и состоянием «ОТКЛЮЧЕНО», причем в состоянии «ВКЛЮЧЕНО» более высокая мощность подается на осветительное устройство 3 через переключатель 4, который позволяет светоизлучающему блоку 32 испускать свет в его режиме высокой мощности, и при этом в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» более низкая мощность подается на осветительное устройство 3 через переключатель 4, который позволяет блоку 33 обнаружения обеспечивать функцию обнаружения. Поскольку в состоянии «ВКЛЮЧЕНО» подается более высокая мощность, и поскольку в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» подается более низкая мощность, состояние «ВКЛЮЧЕНО» можно рассматривать как состояние высокой мощности, а состояние «ОТКЛЮЧЕНО» можно рассматривать как состояние низкой мощности.

В этом варианте воплощения источник электропитания 2 представляет собой источник электропитания сети, подающий напряжение 230 В переменного тока, в котором переключатель 4 адаптирован для обеспечения этой мощность от сети для осветительного устройства 3 в его состоянии «ВКЛЮЧЕНО». Переключатель 4 в его состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» дополнительно адаптирован для снижения мощности от сети, подаваемой источником 2 электропитания, для подачи более низкой мощности на осветительное устройство 3, если испускание света было отключено путем использования переключателя 4. В частности, переключатель 4 содержит переключающий элемент 5 и резистор 6, установленный параллельно переключающему элементу 5, причем переключатель 4 адаптирован таким образом, что в состоянии «ВКЛЮЧЕНО» переключающий элемент 5 является токопроводящим, - для обеспечения мощности от сети для осветительного устройства 3 через переключающий элемент 5, а в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» переключающий элемент 5 не является токопроводящим, - для обеспечения мощности для осветительного устройства 3 только через резистор 6, причем резистор 6 адаптирован таким образом, что в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» на осветительное устройство 3 подается более низкая мощность, которая требуется для блока 33 обнаружения, для выполнения функции обнаружения. Таким образом, используется резистивная балластировка, для допущения некоторой утечки тока для осветительного устройства 3, если переключатель 4 находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО».

Резистор 6 может обладать сопротивлением в диапазоне 820 кОм–1 МОм. Если, например, сопротивление резистора 6 составляет 820 кОм, и если источник 2 электропитания обеспечивает напряжение 230 В переменного тока, в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» переключателя присутствует небольшой ток 4, составляющий примерно 0,3 мА. Этот ток достаточно мал, чтобы выполнять требования по безопасности, т.е., такой маленький ток не будет вреден для людей.

Пример осветительного устройства 3 более подробно показан на ФИГ. 2. Светоизлучающий блок 32 может содержать три СИД 38 мощностью 1 Вт, установленных последовательно, и контроллер 37, работающий в режиме переключателя, или другой привод СИД, предназначенный для приведения в действие трех СИД 38. Три СИД 38 могут иметь напряжение поддержания разряда, в три раза превышающее 3,5 В, а контроллер 37, работающий в режиме переключателя, может работать при 100 В и более. Блок 33 обнаружения может содержать 800 мкВт при вспомогательном питании 39, составляющем 3,3 В, или при другом питании датчика, и он может быть воплощен в виде линейного регулятора, и который может забирать на себя 0,25 мА, что может приводить к напряжению 25 В. Осветительное устройство 3 может дополнительно содержать выпрямитель 34 по мостиковой схеме на его входе, с конденсатором 35 для сглаживания, в котором дополнительный резистор 36 может быть установлен параллельно к конденсатору 35. Этот дополнительный резистор 36 может обладать сопротивлением, например, 200 кОм, для обеспечения вспомогательного делителя напряжения, наряду с резистором 6 переключателя 4 таким образом, чтобы если резистор 6 переключателя 4 обладает сопротивлением 820 кОм, максимальное входное напряжение в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» составляло бы 45 В. Это обеспечивает то, чтобы контроллер 37, работающий в режиме переключателя, не запускался, даже если никакая дополнительная мощность не отбирается, т.е., даже если блок 33 обнаружения не забирает мощность на себя. Линейный регулятор 39 блока 33 обнаружения может быть адаптирован для работы с входным напряжением 5-25 В и может генерировать напряжение 3,3 В мощностью 800 мкВт для блока обнаружения.

В примере, показанном на ФИГ. 2, питание датчика 39 может принимать входную мощность от привода 37 LED через соединение 42, если переключатель 4 находится в его состоянии «ВКЛЮЧЕНО». Если привод 37 СИД отключен, т.е., если переключатель 4 находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО», и если выпрямленное входное напряжение находится ниже, - в данном примере, 100 В, то питание датчика 39 принимает выпрямленное входное напряжение через соединение 41. В другом примере осветительное устройство 3 может быть отличным.

ФИГ. 3 схематически и примерно показывает дополнительный вариант воплощения осветительной системы. В этом варианте воплощения осветительная система 101 также содержит источник 2 электропитания и осветительное устройство 3 со светоизлучающим блоком 32 и блоком 33 обнаружения. Однако, в этом варианте воплощения переключатель 104 содержит конденсатор 106, установленный параллельно к переключающему элементу 5, для обеспечения более низкой мощности для осветительного устройства 3, которое позволяет блоку 33 обнаружения обеспечивать функцию обнаружения, даже если переключатель 104 находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО», в котором переключающий элемент 5 не является токопроводящим. Таким образом, переключатель 104 адаптирован таким образом, чтобы конденсатор 106 допускал некий поток переменного тока, если переключатель 104 находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО».

Конденсатор 106 не снижает ток так, чтобы допустить потери, но падение напряжения через конденсатор 106 видно лишь как кажущаяся мощность. Импеданс конденсатора 106 непосредственно зависит от частоты сети, в соответствии со следующим уравнением:

(1),

в котором означает кажущееся сопротивление, которое также может представлять собой номинальный импеданс или реактивное сопротивление конденсатора 106, означает частоту мощности от сети, подаваемой источником 2 электропитания, и означает емкость конденсатора 106. Таким образом, если в варианте воплощения емкость конденсатора 106 составляет 2,2 нФ, а частота составляет 50 Гц, то сопротивление конденсатора представляется равным примерно 1447 кОм. Поскольку в этом варианте воплощения источник электропитания 2 подает напряжение 230 В переменного тока, утечка тока в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» переключателя 104 составляет примерно 0,16 мА, т.е., ток достаточно мал, чтобы гарантировать отсутствие вреда для людей. Для этого примерного расчета зависимостью падения напряжения от осветительного устройства в его режиме низкой мощности можно пренебречь.

Переключатель 104 дополнительно содержит резистор 109, установленный последовательно с конденсатором 106, для снижения тока разрядки, когда параллельный переключающий элемент 5 замкнут, и обеспечен дополнительный резистор 108, установленный параллельно конденсатору 106 для его разрядки, всякий раз, когда вся цепь не снабжается электроэнергией. Установленный последовательно резистор 109 может обладать сопротивлением в пределах 100 Ом, а установленный параллельно резистор 108 может обладать сопротивлением в пределах до значения, в десять раз превышающего сопротивление конденсатора 106, т.е., в данном примере, выше 15 МОм. Этот резистор 108 будет не только разряжать, но также и проводить затем примерно 10 процентов от всегда отключенного тока питания. В этом варианте воплощения резисторы 108, 109 являются необязательными, т.е., переключатель 104 может не содержать резистор 108 и/или резистор 109.

ФИГ. 4 схематически и примерно показывает дополнительный вариант воплощения осветительной системы. Осветительная система 201 также содержит источник 2 электропитания, подающий мощность от сети, и осветительное устройство 3, содержащее светоизлучающий блок 32 и блок 33 обнаружения. В этом варианте воплощения переключатель 204 содержит источник 207 низкой мощности для подачи более низкой мощности, когда переключающий элемент 5 не является токопроводящим применительно к мощности от сети, подаваемой источником 2 электропитания. Источник 207 низкой мощности содержит преобразователь мощности для приема мощности от сети от источника 2 электропитания и для преобразования мощности от сети в более низкую мощность, подаваемую на осветительное устройство 3, когда переключающий элемент 5 не является токопроводящим применительно к источнику электропитания сети, т.е., если переключатель 204 находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО». В состоянии «ВКЛЮЧЕНО» переключающий элемент 5 является токопроводящим применительно к источнику электропитания сети, вследствие чего испускание света осветительного устройства 3 включается. На ФИГ. 4 переключатель 204 показан в его состоянии «ОТКЛЮЧЕНО».

Переключающий элемент 5 имеет дополнительный контакт 240, который замкнут всякий раз, когда переключатель 204 находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО». Источник низкой мощности 204, представляющий собой в данном варианте воплощения источником низкого напряжения, соединен с этим дополнительным контактом 240. Поэтому, когда пользователь отключает источник электропитания сети, вспомогательное напряжение для снабжения блока 33 обнаружения автоматически переключается на подводящий провод 30.

Источник 207 низкой мощности соединен с подводящим проводом 30 и с нейтральным проводом 31 и может быть воплощен в виде источника переменного тока посредством трансформатора на 50 Гц или источника электропитания, работающего в переключательном режиме. Такой источник может приводить в действие значительную мощность для выполнения вспомогательных функций, таких как функция обнаружения, потому что он может быть соединен с объектом с более низким импедансом, чем с объектами, предназначенными для балластировки, описанными выше применительно к ФИГ. 1, 3, 5 и 6.

Источник низкой мощности может быть адаптирован для обеспечения мощности переменного тока или мощности постоянного тока в виде более низкой мощности. Также, вышеописанные варианты воплощения с использованием резистора или конденсатора для обеспечения более низкой мощности могут быть адаптированы для обеспечения мощности переменного тока или мощности постоянного тока в виде более низкой мощности в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО», причем в последнем случае переключатель может дополнительно содержать выпрямитель для выпрямления более низкой мощности, если соответствующий переключатель находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО».

Является предпочтительным, чтобы вышеописанные переключатели были адаптированы таким образом, чтобы если вместо вышеописанного осветительного устройства 3 к соответствующему переключателю подключен обычное осветительное устройство, такое как обычная лампа накаливания, обычная энергосберегающая лампа или обычная СИД-лампа, обычное осветительное устройство не вызывало бы значительного потребления мощности. Для обеспечения этого, напряжение, прикладываемое в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» через соответствующий переключатель, может составлять 5 В или меньше, в частности, может находиться в диапазоне 3,3-5 В.

Для предотвращения потерь, когда обычное осветительное устройство, т.е., осветительное устройство, уже обладающее функциональностью излучения света, но не дополнительной функциональностью, такой как функциональность обнаружения, электрически подключено к соответствующему переключателю, и когда соответствующий переключатель находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО», соответствующий переключатель может быть адаптирован для выявления того, что электрически подключенное осветительное устройство представляет собой такое обычное осветительное устройство или осветительное устройство, содержащее функцию излучения света и дополнительную функцию. Например, источник 207 низкой мощности может быть адаптирован для выявления импеданса электрически подключенного осветительного устройства и для определения того, является ли осветительное устройство обычным осветительным устройством или осветительным устройством, содержащим функцию излучения света и дополнительную функцию на основе выявленного импеданса нагрузки. Если источник 207 низкой мощности определяет, что электрически подключенное осветительное устройство представляет собой обычное осветительное устройство, оно может быть отключено, если переключатель 204 находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО», для снижения потерь. Также переключатели, описанные выше применительно к ФИГ. 1, 3, 5 и 6, могут содержать блоки выявления импеданса для выявления импеданса электрически подключенного осветительного устройства, и могут содержать цепь для размыкания дополнительного переключающего элемента, который может быть установлен последовательно, соответственно, с резистором 6 или конденсатором 106, для недопущения более низкой мощности, если соответствующий переключатель находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО», а обычное осветительное устройство было электрически подключено к соответствующему переключателю.

Таким образом, цепь выявления может быть использована для определения того, подключен ли соответствующий переключатель к обычному осветительному устройству, такому как нагрузка накаливания, обладающая относительно низким сопротивлением, или того, подключен ли он электрически к осветительному устройству, обеспечивающему функцию излучения света и дополнительную функцию, которое обладает относительно высоким сопротивлением в отключенном состоянии, что будет приводить к выявляемому фиксированному падению напряжения, т.е., например, того, является ли электрически подключенное осветительное устройство лампой накаливания или лампой электронного балласта.

Например, если обычное осветительное устройство представляет собой лампу накаливания с вольфрамовой нитью, сопротивление в холодном состоянии может составлять примерно 1/15 от сопротивления горячей нити накала, когда лампа работает, т.е., когда лампа испускает свет. Например, лампа накаливания с вольфрамовой нитью на 100 Вт и 120 В может обладать сопротивлением 144 Ом, когда она светит, тогда как сопротивление в холодном состоянии может быть намного ниже, например, примерно 10 Ом. Для лампы на 100 Вт и 230 В сопротивление в горячем состоянии может составлять 529 Ом, а сопротивление в холодном состоянии может составлять 35 Ом. Таким образом, падение напряжения на холодной лампе на 100 Вт и 230 В в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» вышеописанного переключателя 4, содержащего резистор 6, обладающий сопротивлением 820 кОм, может составлять примерно 0,01 В. Это небольшое напряжение очень хорошо отличаемо от падения напряжения на осветительном устройстве, обладающем функцией излучения света и дополнительной функцией, такой как функция обнаружения. Такое осветительное устройство может вызвать, например, падение напряжения 25 В. Таким образом, соответствующий переключатель может легко выявить, является ли электрически подключенное осветительное устройство обычным осветительным устройством или осветительным устройством, содержащим функцию излучения света и дополнительную функцию, такую как функция обнаружения путем измерения соответствующего падения напряжения, причем, если электрически подключенное осветительное устройство представляет собой обычное осветительное устройство, балласт переключателя, т.е., например, резистор 6 или конденсатор 106 может быть отключен, когда соответствующий переключатель находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО», - для снижения потерь.

ФИГ. 5 схематически и примерно иллюстрирует дополнительный переключатель 304, образованный путем сочетания обычного переключателя 309 и устройства усовершенствования 313. Обычный переключатель 309 представляет собой простой переключатель, который по существу содержит только переключающий элемент 310, который может быть аналогичен вышеописанным переключающим элементам 5, причем переключающий элемент 310 может быть замкнут, для обеспечения того, чтобы мощность, подаваемая источником электропитания, достигала осветительного устройства, или разомкнут, для обеспечения того, чтобы мощность, подаваемая источником электропитания, не достигала осветительного устройства. Таким образом, если может быть использован только обычный переключатель 309, в его состоянии «ВКЛЮЧЕНО» осветительное устройство может принимать мощность, а в его состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» осветительное устройство не может принимать никакую мощность. Обычный переключатель 309 содержит первый контакт 311, приводимый в контакт с источником электропитания, в частности, с подводящим проводом источника электропитания, и дополнительный контакт 312, приводимый в контакт с осветительным устройством, в частности, с подводящим проводом к осветительному устройству.

Устройство усовершенствования 313 содержит резистивный элемент 315, представляющий собой в данном варианте воплощения резистор, устанавливаемый параллельно к переключающему элементу 310 и крепежному элементу 314 для прикрепления устройства усовершенствования 313 к обычному переключателю 309 таким образом, чтобы резистивный элемент 315 был электрически подключен параллельно к переключающему элементу 310. В другом варианте воплощения резистивный элемент 315 может представлять собой другой элемент, обеспечивающий сопротивление, такой как конденсатор. В этом варианте воплощения устройство усовершенствования 313 адаптировано таким образом, чтобы если крепежный элемент 314 нажимает на контакты 317 обычного переключателя 309, эти контакты 317 приводятся в контакт с резистивным элементом 315 через контакты 316, для электрического подключение резистивного элемента 315 параллельно к переключающему элементу 310. В другом варианте воплощения вместо резистора 315 может быть использован конденсатор.

ФИГ. 6 схематически и примерно показывает дополнительный вариант воплощения осветительной системы. Осветительная система 401 также содержит источник электропитания 2, подающий мощность от сети, и осветительное устройство 3, содержащее светоизлучающий блок 32 и блок обнаружения 33. В этом варианте воплощения переключатель 404 содержит переключающий элемент 5 и параллельный резистор 6. Переключающий элемент 5 и параллельный резистор 6 могут быть аналогичными переключающему элементу 5 и резистору 6, описанному выше применительно к ФИГ. 1. Переключатель 404 содержит дополнительный резистор 406 для гарантии того, что в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» это напряжение на входе осветительного устройства 3 не превысит предварительно заданный уровень напряжения, например, 50 В или 45 В. Этот дополнительный резистор 406 может обладать сопротивлением, например, 200 кОм. Поэтому, этот дополнительный резистор 406 может гарантировать то, что если переключатель находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО», то светоизлучающий блок 32 не будет пытаться приводить в действие испускание света, потому что напряжение электропитания поддерживается ниже заданного уровня напряжения, например, 100 В, задающего минимальное напряжение, требуемое для светоизлучающего блока 32 для приведения в действие испускания света. Более того, если переключатель 404 используется наряду с осветительным устройством, примерно описанным выше применительно к ФИГ. 2, которое позволяет питанию датчика 39 принимать входное напряжение через соединение 41, если привод 37 СИД отключен, потери внутри осветительного устройства могут быть снижены.

Осветительное устройство, содержащее дополнительную функцию, такую как дополнительная функция обнаружения, может быть адаптировано таким образом, чтобы дополнительная функция обеспечивалась только в его режиме низкой мощности, или таким образом, чтобы она обеспечивалась также в режиме высокой мощности.

Является предпочтительным, чтобы уровни тока, напряжения и мощности осветительного устройства и переключателя были сконфигурированы таким образом, чтобы была обеспечена безопасность, потери были минимизированы, а обычные осветительные устройства были защищены от включения, если переключатель находится в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО», т.е., лампа накаливания, компактная флуоресцентная лампа (compact fluorescent lamp, CFL) или другое обычное осветительное устройство не должны испускать свет или демонстрировать другие нежелательные эффекты, если переключатель находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО», при котором прикладывается ограниченное напряжение.

В частности, является предпочтительным, чтобы переключатель был сконфигурирован таким образом, чтобы, при прикосновении людей к переключателю, когда переключатель находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО», это было безопасным, хотя небольшое количество мощности еще подается в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО». Поэтому, является предпочтительным, чтобы переключатель был адаптирован таким образом, чтобы в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» был обеспечен ток, безусловно находящийся ниже пределов безопасности для человека, например, ниже 0,5 мА. Для обеспечения таких маленьких токов, переключатель может содержать переключающий элемент с параллельным резистором, обладающим сопротивлением, например, 820 кОм-1 МОм. В другом пассивном объекте ток может быть ограничен посредством емкостного балласта. С использование конденсатора, установленного параллельно к переключающему элементу, можно применить падение кажущейся мощности, т.е., ток не может быть снижен без потерь. Однако, при более высоких частотах, которые могут возникнуть, например, из-за всплесков сетевого напряжения, конденсатор может переносить значительные токи. Поэтому, в варианте воплощения переключатель может содержать комбинированное решение.

Является предпочтительным, чтобы переключатель был адаптирован таким образом, чтобы обычное осветительное устройство оставалось отключенным, если переключатель находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО», хотя в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» обеспечивается еще некоторая низкая мощность. Более того, является предпочтительным, чтобы переключатель был адаптирован таким образом, чтобы в его состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» можно было с небольшими усилиями обеспечить подачу небольшой мощности, т.е., например, без использования сложной электроники, в которой, например, для обеспечения низкой мощность в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» может быть использован лишь резистор и/или конденсатор.

Хотя в вышеописанных вариантах воплощения осветительное устройство содержит блок обнаружения, в других вариантах воплощения в качестве альтернативы или в дополнение осветительное устройство может содержать другие блоки, обеспечивающие другие функции, такие как функции приемника ZigBee или приемопередатчика с маршрутизацией. Дополнительная функция может использовать, например, 1 мВт.

Является предпочтительным, чтобы переключатель был адаптирован для использования для модернизации воплощения интеллектуальных осветительных устройств, т.е., осветительных устройств, адаптированных для испускания света в режиме высокой мощности и обеспечения дополнительной функции, такой как функция обнаружения в режиме низкой мощности, причем эти интеллектуальные осветительные устройства могут быть использованы наряду с переключателем, который обеспечивает относительно низкую мощность, даже если переключатель находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО», т.е., в своем состоянии низкой мощности. В своем состоянии «ВКЛЮЧЕНО» переключатель может обеспечивать, например, 220 В, а в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» переключатель может обеспечивать относительно низкое напряжение, в частности, напряжение, меньшее или равное сверхнизкому напряжению (ELV, extra-low voltage). Низкое напряжение может быть напряжением переменного или постоянного тока. Является предпочтительным, чтобы в своем режиме высокой мощности, который можно рассматривать как режим «ВКЛЮЧЕНО», осветительное устройство работало как обычно, т.е., чтобы оно излучало свет, причем, чтобы в его режиме низкой мощности, когда свет не излучается, могли еще работать датчики, устройства управления или другие средства, которые являются частью осветительного устройства.

Обычный двух или трехпроводные переключатели, в которых использованы, например, тумблерные или кулисные переключатели, обеспечивают мощность для осветительного устройства при их позиции «ВКЛЮЧЕНО» и не обеспечивают никакой мощности в их позиции «ОТКЛЮЧЕНО». Для обычных осветительных устройств это прекрасно, когда они только дают свет, но это создает проблему для осветительных устройств, которые включают в себя дополнительные датчики, и т.п. Поэтому, переключатели, описанные выше применительно к ФИГ. 1, 3 и 4, и обычный переключатель с устройством усовершенствования, описанный выше применительно к ФИГ. 5 демонстрируют сценарий «всегда включено», когда мощность всегда доступна. Переключатели демонстрируют простое решение для поддержки модернизации осветительных устройств, которые включают в себя датчики и/или другие средства, обеспечивающие дополнительные функции. В частности, переключатели, которые также могут представлять собой тумблерные или кулисные переключатели, могут работать как обычный сетевой переключатель в их положении «ВКЛЮЧЕНО», но они не могут полностью выключать мощность в их положении «ОТКЛЮЧЕНО». Переключатель может содержать высокоомный резистор, который охватывает переключающий элемент переключателя, для обеспечения очень низкой и безопасной мощности в положении «ОТКЛЮЧЕНО». Переключатель может дополнительно содержать выпрямитель или понижающий преобразователь, для облегчения для переключателя возможности обеспечивать низкое напряжение постоянного тока в его положении «ОТКЛЮЧЕНО». Для усовершенствования осветительной системы обычный переключатель может быть заменен на переключатель, обеспечивающий относительно низкую мощность, если переключатель находится в своем положении «ОТКЛЮЧЕНО». Пользователь может поддерживать существующие планшайбы, а также поддерживать существующие устройства, в частности, существующие осветительные устройства, которые будут продолжать работать как обычные. Вместо замены обычного переключателя, резистор, который может быть встроен в модуль нажатия, может быть прикреплен к обычному переключателю таким образом, чтобы резистор был подключен параллельно к переключающему элементу обычного переключателя. Например, соответствующий модуль нажатия, такой как устройство усовершенствования, описанное выше применительно к ФИГ. 5, может скользить по соответствующим контактам обычного переключателя.

Осветительное устройство, имеющее дополнительную функцию, может быть адаптировано для использования в стандартной розетке, которая, как правило, также может быть использована для обычного осветительного устройства, такого как лампа накаливания, не обладающая дополнительной функциональностью. Осветительное устройство, обладающее дополнительной функциональностью, может быть адаптировано для выполнения выявления движения или для обеспечения сигнальной функции, причем эта дополнительная функциональность требует, чтобы осветительное устройство всегда имело электрическую энергию в некоторой форме. Поэтому, переключатель, который может представлять собой настенный выключатель, может содержать элемент высокого сопротивления для мостового переключающего элемента переключателя таким образом, чтобы в его состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» максимальный ток, который может быть выведен, был существенно ниже уровня безопасность, но чтобы был достаточным для обеспечения непрерывной работы в некоторых применениях с низкой мощностью, таких как выявление движения. Добавление такого элемента высокого сопротивления к мостовому переключающему элементу будет обеспечивать, что в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО» будет гарантирован заданный минимальный ток утечки.

Описанные переключатели и описанное устройство усовершенствования может облегчить модернизацию настоящих электрических осветительных систем, имеющих обычные настенные переключатели вкл/выкл, вследствие чего они могут обеспечивать дополнительные функциональности, такие как выявление движения, предусматривающие, например, охранную сигнализацию, даже когда переключатель случайно оказывается в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО».

Другие видоизменения к раскрытым вариантам воплощения могут быть поняты и осуществлены специалистами в данной области техники при реализации заявленного изобретения, исходя из изучения чертежей, раскрытия и прилагаемой формулы изобретения.

В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает наличия других элементов или этапов, а единственное число не исключает множественности.

Одиночный блок или устройство может выполнять функции нескольких объектов, перечисленных в формуле изобретения. Сам факт, что определенные меры перечислены в отличных друг от друга зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что нельзя успешно использовать сочетание этих мер.

Никакие ссылочные обозначения в формуле изобретения не следует рассматривать как ограничивающие объем.

Изобретение относится к осветительной системе, содержащей осветительное устройство для испускания света в режиме высокой мощности, и для обеспечения дополнительной функции, такой как функция обнаружения в режиме низкой мощности, и переключатель, соединяющий осветительное устройство с источником электропитания. Переключатель переключается между состоянием высокой мощности, в котором более высокая мощность подается на осветительное устройство через переключатель, который позволяет осветительному устройству испускать свет в режиме высокой мощности, и который можно рассматривать как находящийся в состоянии «ВКЛЮЧЕНО», и состоянием низкой мощности, в котором более низкая мощность подается на осветительное устройство через переключатель, который позволяет осветительному устройству обеспечивать дополнительную функцию, и который можно рассматривать как находящийся в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО». Таким образом, может быть обеспечена, например, функция обнаружения, даже если переключатель находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО».

Изобретение относится к осветительной системе, к переключателю для его использования в осветительной системе. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей осветительных систем. Результат достигается тем, что осветительная система (1) содержит осветительное устройство (3) для испускания света в режиме высокой мощности и для обеспечения дополнительной функции, такой как функция обнаружения в режиме низкой мощности, и переключатель (4), соединяющий осветительное устройство с источником (2) электропитания. Переключатель переключается между состоянием высокой мощности, в котором более высокая мощность подается на осветительное устройство через переключатель, который позволяет осветительному устройству испускать свет в режиме высокой мощности и который можно рассматривать как находящийся в состоянии «ВКЛЮЧЕНО», и состоянием низкой мощности, в котором более низкая мощность подается на осветительное устройство через переключатель, который позволяет осветительному устройству обеспечивать дополнительную функцию и который можно рассматривать как находящийся в состоянии «ОТКЛЮЧЕНО». Таким образом, может быть обеспечена, например, функция обнаружения, даже если переключатель находится в своем состоянии «ОТКЛЮЧЕНО». 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Осветительная система, содержащая:

- осветительное устройство (3), снабжаемое энергией от источника (2) электропитания, причем осветительное устройство (3) адаптировано для испускания света в режиме высокой мощности и для обеспечения дополнительной функции в режиме низкой мощности,

- источник (2) электропитания для энергоснабжения осветительного устройства (3) и

- переключатель (4; 104; 204), электрически соединяющий осветительное устройство (3) с источником (2) электропитания, причем переключатель (4; 104; 204) выполнен с возможностью переключения между состоянием высокой мощности, в которой более высокая мощность подается на осветительное устройство (3) через переключатель (4; 104; 204), что позволяет осветительному устройству (3) испускать свет в режиме высокой мощности, и состоянием низкой мощности, в котором более низкая мощность подается на осветительное устройство (3) через переключатель (4; 104; 204), что позволяет осветительному устройству (3) обеспечивать дополнительную функцию,

причем источник (2) электропитания адаптирован для подачи более высокой мощности и при этом переключатель (4; 104; 204) адаптирован для обеспечения более высокой мощности в состоянии высокой мощности,

причем источник (2) электропитания адаптирован для подачи мощности переменного тока как более высокой мощности,

причем переключатель (204) адаптирован для обеспечения мощности постоянного тока как более низкой мощности в состоянии низкой мощности, и

при этом дополнительная функция представляет собой функцию обнаружения и/или функцию обработки и/или функцию связи.

2. Осветительная система по п. 1, в которой переключатель (4; 104; 204) в состоянии низкой мощности адаптирован для снижения более высокой мощности, подаваемой источником (2) электропитания, для обеспечения сниженной более высокой мощности как более низкой мощности для осветительного устройства.

3. Осветительная система по п. 2, в которой переключатель (4) содержит переключающий элемент (5) и резистор (6), установленный параллельно переключающему элементу (5), причем переключатель (4) адаптирован таким образом, что в состоянии высокой мощности переключающий элемент (5) является токопроводящим, для обеспечения более высокой мощности для осветительного устройства (3) через переключающий элемент (5), а в состоянии низкой мощности переключающий элемент (5) не является токопроводящим, для обеспечения мощности для осветительного устройства (3) через резистор (6), причем резистор (6) адаптирован таким образом, что в состоянии низкой мощности более высокая мощность, подаваемая источником (2) электропитания, снижена до более низкой мощности.

4. Осветительная система по п. 2, в которой переключатель (104) содержит переключающий элемент (5) и конденсатор (106), установленный параллельно переключающему элементу (5), причем переключатель (104) адаптирован таким образом, что в состоянии высокой мощности переключающий элемент (5) является токопроводящим, для обеспечения более высокой мощности для осветительного устройства (3) через переключающий элемент (5), а в состоянии низкой мощности переключающий элемент (5) не является токопроводящим, для обеспечения мощности для осветительного устройства (3) через конденсатор (106), причем конденсатор (106) адаптирован таким образом, что в состоянии низкой мощности более высокая мощность снижена до более низкой мощности.

5. Осветительная система по п. 4, в которой переключатель (104) дополнительно содержит резистор (109), установленный последовательно с конденсатором (106).

6. Осветительная система по п. 4, в которой переключатель (104) дополнительно содержит резистор (108), установленный параллельно к конденсатору (106).

7. Осветительная система по п. 1, в которой источник электропитания представляет собой источник (2) высокой мощности, адаптированный для подачи более высокой мощности, причем осветительная система (201) дополнительно содержит источник (207) низкой мощности для подачи более низкой мощности, причем переключатель (204) адаптирован таким образом, что в состоянии высокой мощности мощность от источника (2) высокой мощности подается на осветительное устройство (3), а в состоянии низкой мощности мощность подается от источника (207) низкой мощности.

8. Осветительная система по п. 1, в которой переключатель (204) адаптирован для

- выявления: a) адаптировано ли осветительное устройство (3) для обеспечения дополнительной функции в режиме низкой мощности или b) соединено ли другое осветительное устройство, не адаптированное для обеспечения дополнительной функции в режиме низкой мощности, с переключателем (204),

- отключения подачи более низкой мощности в состоянии низкой мощности, если было выявлено, что к переключателю (204) было подключено другое осветительное устройство.

9. Осветительная система по п. 1, в которой осветительное устройство (3) адаптировано для обеспечения дополнительной функции также в режиме высокой мощности.

10. Переключатель для использования в осветительной системе по п. 1, причем переключатель (4; 104; 204) адаптирован для электрического соединения осветительного устройства (3) с источником (2) электропитания, причем переключатель (4; 104; 204) выполнен с возможностью переключения между состоянием высокой мощности, в котором более высокая мощность подается на осветительное устройство (3) через переключатель (4; 104; 204), что позволяет осветительному устройству (3) испускать свет в режиме высокой мощности, и состоянием низкой мощности, в котором более низкая мощность подается на осветительное устройство (3) через переключатель (4; 104; 204), что позволяет осветительному устройству (3) обеспечивать дополнительную функцию,

причем источник (2) электропитания адаптирован для подачи более высокой мощности и при этом переключатель (4; 104; 204) адаптирован для обеспечения более высокой мощности в состоянии высокой мощности,

причем источник (2) электропитания адаптирован для подачи мощности переменного тока как более высокой мощности,

причем переключатель (204) адаптирован для обеспечения мощности постоянного тока как более низкой мощности в состоянии низкой мощности, и

при этом дополнительная функция представляет собой функцию обнаружения, и/или функцию обработки, и/или функцию связи.