確定環(huán)境控制系統(tǒng)控制器的竊電能力的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開基本上涉及環(huán)境控制系統(tǒng)中的竊電(power stealing),更具體地(但并不排他性地)涉及確定諸如恒溫器的環(huán)境控制系統(tǒng)控制器的竊電能力。
【背景技術(shù)】
[0002]本部分提供了涉及本公開的背景信息，其不一定是現(xiàn)有技術(shù)。
[0003]數(shù)字恒溫器和其他環(huán)境控制系統(tǒng)控制器通常具有微型計(jì)算機(jī)和其他持續(xù)用電的組件。各種恒溫器可以利用“離線模式”的竊電以獲取操作電能。也就是說，當(dāng)環(huán)境控制系統(tǒng)中的負(fù)載(例如，壓縮機(jī)、風(fēng)扇或者氣閥)已經(jīng)離線時(shí)，電能可以從“離線模式”的負(fù)載電路中竊取來驅(qū)動(dòng)恒溫器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本部分提供本公開的一般概要，并且不是其全部范圍或者其全部特征的全面公開。
[0005]根據(jù)不同方面，示例性實(shí)施例公開了用于確定環(huán)境控制系統(tǒng)控制器的竊電能力的系統(tǒng)和方法。在示例性實(shí)施例，用于在環(huán)境控制系統(tǒng)中使用的控制器一般包括電容器，該電容器可由流過環(huán)境控制系統(tǒng)的離線模式負(fù)載的電流充電。電壓檢測電路檢測所述電容器兩端的電壓?？刂破靼ㄓ?jì)時(shí)器，該計(jì)時(shí)器用于基于來自電壓檢測電路的輸入來確定將電容器從第一特定電壓充電到第二特定電壓的充電時(shí)間?？刂破骰诔潆姇r(shí)間并基于確定的電阻來確定離線模式負(fù)載的電阻，以確定通過離線模式負(fù)載進(jìn)行的竊電的電流的水平。
[0006]在另一個(gè)示例性實(shí)施例，用于在環(huán)境控制系統(tǒng)中使用的控制器包括竊電電路，該竊電電路用于從環(huán)境控制系統(tǒng)的離線模式負(fù)載竊取電能。控制器的電容器可由流過離線模式負(fù)載的電流充電。提供電壓檢測電路，以用于檢測跨電容器的電壓，該電壓包括第一和第二特定電壓。計(jì)時(shí)器配置成確定將電容器從第一特定電壓充電到第二特定電壓的充電時(shí)間，該第一特定電壓和第二特定電壓由電壓檢測電路檢測到。控制器基于充電時(shí)間確定離線模式負(fù)載的電阻，基于確定的電阻確定竊電電路的竊電能力；以及基于確定的竊電能力調(diào)節(jié)控制器的工作周期。
[0007]還公開了以下方法，這些方法通常包括確定環(huán)境控制系統(tǒng)的控制器的竊電能力的方法。確定將控制器的電容器從第一特定電壓充電到第二特定電壓的持續(xù)時(shí)間，其中該電容器接收流過環(huán)境控制系統(tǒng)的離線模式負(fù)載的充電電流?；谠摮掷m(xù)時(shí)間確定離線模式負(fù)載的電阻。利用確定的電阻來確定控制器通過離線模式負(fù)載進(jìn)行的電流竊取的水平。
[0008]更多可適用的范圍將從本文中提供的描述而變得顯而易見。該概述中的描述和特定示例僅用于說明的目的，而不意圖限定本公開的范圍。
【附圖說明】
[0009]在此所描述的附圖僅用于對所選實(shí)施例而非所有可能的實(shí)施方式的說明目的，并且不意圖限制本公開的范圍。
[0010]圖1是根據(jù)本公開的一個(gè)示例性實(shí)施例的環(huán)境控制系統(tǒng)的圖，其中控制器配置成確定竊電能力；
[0011]圖2是根據(jù)本公開的一個(gè)示例性實(shí)施例的環(huán)境控制系統(tǒng)的圖，其中控制器配置成確定竊電能力；
[0012]圖3是根據(jù)本公開的一個(gè)示例性實(shí)施例的環(huán)境控制系統(tǒng)控制器的工作周期的圖；和
[0013]圖4是根據(jù)本公開的一個(gè)示例性實(shí)施例的環(huán)境控制系統(tǒng)的圖，其中控制器配置成確定竊電能力。
【具體實(shí)施方式】
[0014]現(xiàn)在將參考附圖對示例性實(shí)施例進(jìn)行更充分的描述。
[0015]發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到由環(huán)境控制系統(tǒng)的恒溫器或其它控制器的竊電電路竊取的電能的量可能隨該環(huán)境控制系統(tǒng)設(shè)備的負(fù)載電阻而變。因此，發(fā)明人在本文中提出和公開了控制器和控制器執(zhí)行的方法的示例性實(shí)施例，通過該控制器和控制器執(zhí)行的方法可以確定HVAC設(shè)備的負(fù)載電阻，并且該負(fù)載電阻可用于控制在負(fù)載處于“離線”模式時(shí)有多少電流通過(pull through)那個(gè)負(fù)載。通過使用該電阻，恒溫器或其它控制器能夠調(diào)節(jié)，例如，使處于“離線”模式的設(shè)備中所通過的電流的量最大化，而不會(huì)導(dǎo)致電流達(dá)到激活繼電器或其它開關(guān)從而意外地導(dǎo)致設(shè)備工作的水平。
[0016]應(yīng)注意，基本上，盡管不同示例性實(shí)施例是參考恒溫器描述的，但本公開并不受此限制。不同實(shí)施例具體地涉及與環(huán)境控制系統(tǒng)中能夠確定竊電能力和/或執(zhí)行竊電的其它控制器。
[0017]現(xiàn)在參考附圖，圖1示出了體現(xiàn)本公開的一個(gè)或多個(gè)方面的環(huán)境控制系統(tǒng)20的示例性實(shí)施例。如圖1所示，環(huán)境控制系統(tǒng)20包括從AC變壓器28接收操作電能的加熱、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)設(shè)備24。但是，應(yīng)注意，其它環(huán)境控制系統(tǒng)實(shí)施例可包括用于分別向加熱和致冷子系統(tǒng)提供電能的兩個(gè)變壓器。
[0018]變壓器28具有高壓側(cè)(hot side)32 (典型地為24伏特)和公共(B卩，中立)側(cè)36。HVAC設(shè)備24連接到變壓器28的公共側(cè)36，并可以包括致冷設(shè)備，例如，風(fēng)扇和壓縮機(jī)。附加地或可選地，HVAC設(shè)備24可包括加熱設(shè)備,例如，高爐氣閥(furnace gas valve)。在不同環(huán)境控制系統(tǒng)實(shí)施例中可設(shè)置其它類型或附加類型的設(shè)備。
[0019]恒溫器40被提供來用于控制環(huán)境控制系統(tǒng)20。恒溫器40包括控制器44，其被配置成控制不同恒溫器部件48，包括例如恒溫器顯示器52、無線收發(fā)器56和溫度傳感器60的操作。其它的或附加的部件64可包括濕度傳感器、其它或附加的傳感器、恒溫器背光等。
[0020]恒溫器40可激活一個(gè)或多個(gè)繼電器68和/或其它開關(guān)裝置，以激活HVAC設(shè)備24的全部或一部分。在圖1的示例性實(shí)施例中，示出單個(gè)繼電器68可由恒溫器40來操作，以打開或關(guān)斷HVAC設(shè)備24。然而，應(yīng)理解，在不同環(huán)境控制系統(tǒng)實(shí)施例中可提供多于一個(gè)的繼電器，以用于不同HVAC部件的恒溫控制。在這樣的實(shí)施例中，系統(tǒng)負(fù)載可取決于哪些部件在工作而變化。因此，在實(shí)施例中，竊電可以，例如，可選地，通過處于“離線”模式的多于一個(gè)的環(huán)境控制系統(tǒng)負(fù)載來執(zhí)行，并且如本公開中描述的，可為每個(gè)負(fù)載確定竊電能力。
[0021]再次參考圖1中的示例性實(shí)施例，恒溫器40利用“離線模式”的竊電。當(dāng)，例如，繼電器68斷開并且HVAC設(shè)備24關(guān)斷時(shí)，竊電電路(未示出)可從變壓器28獲得電能，以便由恒溫器40，例如，在控制不同恒溫器部件48時(shí)使用。在竊電過程中，流過HVAC設(shè)備24的電流的水平非常低，低到足以避免閉合繼電器68。竊取的電能可存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)電池(未示出)中和/或可用于，例如，為恒溫器部件48供電。
[0022]在當(dāng)前示例性實(shí)施例中，恒溫器40配置成確定HVAC設(shè)備24的負(fù)載電阻。因此，恒溫器40配備了電容器72，該電容器可通過在HVAC設(shè)備24處于“離線”模式時(shí)流過設(shè)備24的電流來充電。在當(dāng)前實(shí)例中，流到電容器72的電流被電流限制電路76限定和整流。電壓檢測電路80被設(shè)置成跨接電容器72兩端。計(jì)時(shí)器84連接在電壓檢測電路80與計(jì)算模塊88之間。計(jì)算模塊88可與控制器44通信，并且可用于，例如，計(jì)算HVAC設(shè)備24的負(fù)載電阻，如以下進(jìn)一步描述的。
[0023]圖2中示出了環(huán)境控制系統(tǒng)的另一個(gè)示例性實(shí)施例，其一般性地用附圖標(biāo)記120指示。環(huán)境控制系統(tǒng)120包括從變壓器128接收操作電能的加熱、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)設(shè)備124。變壓器128具有高壓(典型地為24伏特)“R”側(cè)和公共(B卩，中立)“C，，側(cè)。HVAC設(shè)備124連接到變壓器128的公共“C”側(cè)，并具有被表示為電阻器R2的負(fù)載電阻。恒溫器140被提供來用于控制環(huán)境控制系統(tǒng)120。恒溫器140激活繼電器168，以在“接通”和“切斷”模式之間切換HVAC設(shè)備124。
[0024]在本公開的一個(gè)示例性實(shí)施例中，恒溫器140采用“離線模式”竊電。例如，當(dāng)繼電器168斷開并且HVAC設(shè)備124關(guān)斷時(shí)，竊電電路(未示出)可從變壓器128獲得電能，以便由恒溫器140在控制不同恒溫器部件48時(shí)使用，例如，如之前參考圖1所討論的。在竊電過程中，流過HVAC設(shè)備124的電流的水平非常低，低到足以避免閉合繼電器168。竊取的電能可存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)電池(未示出