具有省電功能性的dc配電系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于分配DC電力到電設備的直流(DC)配電系統以及DC配電方法。本發明進一步涉及用于在DC配電系統中使用的電設備和電力供應設備。
【背景技術】
[0002]通過例如EMerge標準來定義DC配電系統。當前，在根據EMerge標準的DC配電系統中，即使與標稱負載條件相比僅存在非常小部分的負載，總是以標稱電壓對電力條進行供電。因此即使連接到電力條的電設備能夠管理待機模式(其中由電設備消耗僅非常小的電力)，DC配電系統的電力供應設備供應標稱電壓，使得電力供應設備以不利的工作點工作，在該不利的工作點下，供電的效率非常低，例如低于百分之十。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供用于將DC電力分配到電設備的DC配電系統和DC配電方法，其中可改進供應電力到電設備的效率。本發明的另一目的是提供電設備和電力供應設備，其可用于DC配電系統中使得可改進供應電力的效率。
[0004]在本發明的第一方面中，提出一種用于將DC電力分配到一個或多個電設備的DC配電系統，其中DC配電系統包括:
-用于將DC電力從電力供應設備引導到電設備的電導體，
-用于從電導體接收DC電力并且將信號傳輸到電力供應控制單元以請求較低電力或較高電力的電設備，
-用于經由電導體供應DC電力給電設備的電力供應設備，其中電力供應設備可工作在高電力模式和低電力模式中，在高電力模式中，經由電導體供應較高電力給電設備，并且在低電力模式中，供應較低電力給電設備，其中電力供應設備包括用于接收來自電設備的信號并且用于根據接收的信號控制電力供應設備的電力模式的電力供應控制單元。
[0005]因為電力供應控制單元根據接收的信號來控制電力供應設備的電力模式，所以電力供應可適應于在DC配電系統中實際真實需要的電力。例如，如果電設備通過使用信號請求較高電力，則電力供應控制單元可控制電力供應設備使得將較高電力供應給電導體，并且如果電設備不請求較高電力，則電力供應控制單元可控制電力供應設備使得將較低電力供應給電導體。所供應的電力對DC配電系統中實際需要的電力的這一適應可改進供應電力的效率。
[0006]電設備和電力供應控制單元優選適合于經由電導體從電負載傳輸作為信號的電信號到電力供應控制單元，該電信號還用于供應電力。這允許以技術上相對簡單的方式提供DC配電系統的適應性。
[0007]電導體可被認為是DC配電系統的電力條。電導體可包括用于分配提供的電力并且用于傳輸電信號的兩條線。
[0008]DC配電系統可包括一個或多個電設備。電設備可例如是如燈的照明設備、如用于檢測房間中的人的存在傳感器的傳感器、擴音器等。電力供應設備優選包括用于將交流(AC)電力轉換為相應的DC電力的電力轉換器。DC配電系統可被安裝在例如建筑物中，如果電設備中的至少一些是燈，則DC配電系統可被特別安裝在房間的天花板處以用于例如照明房間。DC配電系統可因此是建筑物的照明系統。
[0009]優選的是，較高電力是DC配電系統的標稱電力，并且較低電力是DC配電系統的待機電力。電力供應設備可以是輸出電壓受控的，其中可提供例如24V的標稱電壓以用于供應標稱電力，并且可提供例如5V的待機電力以用于供應待機電力。如果DC配電系統處于待機狀況中，則待機電壓是足夠的，其中基本上不消耗電力。DC配電系統可因此適合于以改進的電力供應效率處置其中可不存在實質的負載的待機狀況。
[0010]電力供應設備優選包括用于供應較高電力到電導體的高電力供應器和用于供應較低電力到電導體的低電力供應器，其中電力供應控制單元適合于根據接收的電信號來控制高電力供應器和低電力供應器。因此，在實施例中，供應的電力的可切換性可通過使用不同的電力供應器來提供。
[0011]電設備優選適合于通過傳輸信號到電力供應控制單元來請求電力供應設備供應較高電力，其中如果電力供應控制單元接收到該信號，則電力供應控制單元適合于控制電力供應設備工作在高電力模式中。對應地，如果電力供應控制單元未接收到用于請求較高電力的信號，特別是如果電力供應控制單元在預定接收時間內未接收到用于請求較高電力的信號，則電力供應控制單元可適合于控制電力供應設備工作在低電力模式中。而且，DC配電系統優選包括用于接收來自電導體的DC電力的多個電設備，該多個電設備適合于通過傳輸信號到電力供應控制單元來請求電力供應設備供應較高電力，其中如果電力供應控制單元接收到來自電設備的請求較高電力的任何信號，則電力供應控制單元適合于控制電力供應設備工作在高電力模式中。此外，如果電力供應控制單元未接收到來自電設備的請求較高電力的任何信號，則電力供應控制單元可適合于控制電力供應設備工作在低電力模式中。因此，可以以技術上相對簡單的方式控制電力供應，其中如果至少一個電設備傳輸請求較高電力的信號(其可被認為是心跳信號)，則供應較高電力，并且其中如果電力供應控制單元在某時或在預定接收時間間隔內未接收到任何電信號，則供應較低電力。
[0012]電設備優選可工作在低電力模式和高電力模式中，在低電力模式中，電設備消耗較少電力，并且在高電力模式中，電設備消耗較多電力，其中電設備適合于在信號已經傳輸到電力供應控制單元之后，當電力供應設備供應較高電力時，從低電力模式切換到高電力模式。特別是，電設備可適合于在信號已傳輸到電力供應控制單元之后感測電力供應設備是否供應較高電力，并且如果已感測到電力供應設備供應較高電力則從低電力模式切換到高電力模式。電設備還可適合于在信號已傳輸到電力供應控制單元之后，在從低電力模式切換到高電力模式之前等待預定等待時間。因此，可從電力供應設備基本上自主地操作電設備，其中例如，電設備可提供請求較高電力的信號到電導體并且在已感測到高電力供應之后和/或在電設備已等待例如30秒的預定等待時間之后切換到高電力模式。
[0013]電設備的低電力模式優選是電設備的待機模式，并且電設備的高電力模式優選是電設備的活動模式，其中電設備可以是完全工作的。
[0014]電力供應設備可包括用于供應較高電力到電導體的高電力供應器和用于將較低電力供應到電導體的低電力供應器，其中電力供應控制單元可適合于根據接收的信號來控制高電力供應器和低電力供應器，使得高電力供應器供應較高電力或者低電力供應器供應較低電力。因此，例如，在待機狀況中，高電力供應器可被關斷，而低電力供應器可供應待機電壓給電導體。可因此通過僅允許高電力供應器或低電力供應器供應相應的電壓到電導體來以相對簡單的方式有效地控制電力供應。
[0015]在優選的實施例中，電設備包括電設備控制單元，電設備控制單元用于控制電設備的工作狀態并且用于根據電設備的實際工作狀態和/或電設備應當被切換到的電設備的期望工作狀態來控制信號經由電導體到電力供應控制單元的傳輸。電設備控制單元可包括兩個開關，一個用于接通和關斷電設備并且另一個用于在電導體上施加(superponating)電信號以請求將要供應的期望電力，其中開關可以由例如電設備控制單元的微控制器來控制。電信號優選不用于DC配電，而是僅用于發信號目的。其可以是射頻(RF)信號、正弦波信號、正交頻分多路復用(OFDM)信號或另一電信號。
[0016]DC配電系統可包括多個電設備，多個電設備適應為使得不同電設備提供取決于相應電設備的工作狀態并且指示相應電信號的身份的不同信號，其中電力供應控制單元適合于根據從多個電設備接收的信號控制電力供應設備的電力模式。特別地，每個電設備可傳輸其自己獨有的信號，其中電力供應控制單元優選適合于基于不同的接收信號在不同電設備之間區分，使得電力供應控制單元可從信號確定不同電設備的工作狀態，其中電力供應控制單元可以基于該工作狀態信息控制高電力供應器和低電力供應器。因為這允許電力供應控制單元非常精確地可靠確定DC配電系統中的總體電力消耗狀況，所以由DC配電系統提供的電力供應可以進一步改進的效率適合于實際電力消耗狀況。電力供應控制單元可裝備有頻率選擇器、混合器和帶通濾波器，其被應用到所接收的信號以用于在不同電設備之間區分。
[0017]高電力供應器和低電力供應器優選集成在電力供應設備中。這允許以相對簡單的方式提供DC配電系統的適應功能，因為安裝者僅需要將電力供應設備電連接到電導體，以便使DC配電系統裝備有高電力供應器、低電力供應器和電力供應控制單元。
[0018]在本發明的另外方