电力控制电路、监测设备、监测系统

技术领域

本发明涉及一种电力控制电路、一种监测设备和一种监测系统。本发明的电力控制电路可以是能够逐渐控制从诸如电网的源向诸如照明装置的负载的电力供应的调光器或其它类型的电力控制电路。

背景技术

电力控制电路适于插到耗电装置或负载的电源线中，以控制从电源到所述耗电装置的电力供应。在此假设控制优选地不仅为导通/截止，而且还包括0％和100％之间的渐进值。受控电力可以是AC电压，并且可以是在大型电源电网中使用的电压，例如50Hz下的230V电压或60Hz下的110V电压。

为了在导通和截止之间控制对负载的电力供应，众所周知的方法是相位角控制，其用于仅将相应半波的部分转发到耗电装置并切断相应的剩余部分。对于电容式负载，相位角控制可以包括：在半波的某一部分之后截止半波中的电流，即：呈现由电流截止引起的后沿；和/或，对于电感式负载，可以包括：在半波的某一部分已经过去之后导通半波中的电流，即：呈现由电流导通引起的前沿。对于欧姆式负载，相位角控制可以是两种方式中的任何一种。该模式可以是手动可选择的，例如在安装调光器时；或者可以是自设置的，因为调光器具有用于确定负载类型(电容式或欧姆式或电感式)的自动检测机构，然后适当地设置开关模式。但是在所有情况下，电力控制电路位于其中一条电源线中，并且在总时间的一部分时间内将该电源线断开，从而随着时间平均地向所述负载提供最大可能功率的一部分。这里应指出的是，负载可以是单个耗电装置，比如用于LED照明的灯泡或可调光AC电源。但是负载也可以包括多个耗电装置，多个耗电装置优选地彼此并联连接。

调光器可以是双线布局或三线布局的。在双线布局中，调光器仅连接到用户的其中一条电源线的断开端。在三线布局中，调光器额外连接到朝向两条电源线中另一条电源线的分接线路。后一种布局有助于内部电力供应和同步化，并且允许更大范围的电力控制，特别是朝向高功率传输的电力控制。

在负载/耗电装置的电源设施中，可能发生故障。可能仅仅是漏接或忘记正确连接耗电装置(例如灯)，例如当没有正确地将灯拧入其灯座中时，或者与其的连接可能出现故障，比如其已经完全从电路中的某处掉落或者其是具有穿过其的某种电弧功率传输的接触不良。后者不仅是装置的故障问题，还构成火灾危险源。因此，可能期望在不需要人工报告此类故障的情况下自动检测此类故障。例如，在大型旅馆或大型办公楼中可能存在这种情况。

图7示出了从WO 98/35237已知的电路。其是一种电弧故障检测系统。其感应地感测连接到负载的电源线上的电弧电流，并且在满足特定条件时操作线路断续器。在该系统中，电力控制不是主要目的。当检测到故障时，断开线路是一种应急减灾措施。此外，其仅能够检测很少的一些错误状态。当没有电流流动时，其检测不到任何状态。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够检测并报告各种类型的故障负载连接的电力控制电路、监测设备和监测系统。

该目的通过独立权利要求的特征来实现。

本发明公开了一种用于控制对经由两条电源线从电源接收电力的电气负载的电力供应的电力控制电路。负载可以是照明负载或其他类型的欧姆式或电容式或电感式负载。该电路包括用于连接到所述电源线之一的两个端子和具有连接在两个端子之间的一个或多个半导体开关的开关电路，开关电路用于在所述两个端子之间、在高欧姆状态和低欧姆状态之间切换。控制组件用于根据目标值来控制开关电路的开关。监测组件用于监测开关电路两端的电压或从其导出的电压，并且当监测电压满足预定条件时生成通知信息。提供通信组件，其能够保存用于所述电力控制电路的识别信息，并且能够在出现所述通知信息时将至少所述识别信息传送离开所述电力控制电路。

上述特征组合提供了一种用于电源的开关结构。监测其两端的电压是否存在某些状态。在通常的操作中，开关电路用于控制对耗电装置/负载的电力供应。这可以像常规且众所周知的调光器控制一样发生。电力控制电路可以是调光器。不管在开关电路两端的电压中检测到的状态如何，都可以进行电力控制。监测组件优选地监测从开关电路两端的电压导出的电压。所生成的通知信息可以包含诸如“没问题(ok)”或“故障”的状态信息，并且可以包含ID(标识信息)。

电力控制电路的通信组件被配置用于保存所述标识信息并将其添加到用于报告电力控制电路的状态的送出消息中。ID可以在合适的时间点(例如在制造时或在安装电力控制电路时)被刻写到电力控制电路中。刻写可以通过硬件进行，例如通过一系列DIP开关，或者可以通过某种软件支持的例程进行。因此，电力控制电路能够向远程报告其身份及其状态，使得其可以在那里被抓取并被进一步处理。

电力控制电路的监测组件包括一个或多个用于检测所述监测电压中的高频分量的高通滤波器、用于检测所述监测电压中的电压峰值的阈值检测器以及用于检测所述监测电压中是否存在预定模式的模式分析器。

以这种方式，该电路能够检测在电力控制电路处可识别的电量，因为可以从沿着开关电路的电压识别它们。可以从通常不具有高频分量的开关电路两端的电压中的高频电压分量中识别电弧放电条件。在该情况下，高频率可以意指高于切换功率的频率，即：至少高于50Hz或60Hz，例如高于100Hz或200Hz。

电力控制电路可以包括用于将所述电源线中的另一条连接到电力控制电路的第三端子，并且可以包括连接到第三端子的电源电路，用于为所述电力控制电路的组件生成内部电源。

提供第三端子有助于内部电力供应，因为在没有第三端子的情况下，电路内的内部电力收集只能沿着开关电路的压降进行，该压降在对应于相对较高的受控功率的高调光角下趋于变低。特别是当要进行一系列内部处理时，优选具有相当强的内部电源。

电力控制电路可以在其通信组件中包括用于传送所述标识信息的接口。电力控制电路还可以包括第四端子，用于输入针对所述电力控制目标值的指示和/或其它控制信息。

接口可以或多或少是复杂的，并且可以根据标准构建。接口可以适于遵循已建立的协议，并且适于报告状态信息和可能的ID信息。

电力控制电路还可以具有用于输入信息的第四端子。特别地，将输入关于期望的电力控制的信息。就此而言，其可以是机械输入，例如将转动角度转换为电气值的电位计。但其可以替代地或附加地是从外部组件接收相关控制信号的信号输入。其可以是标准化接口，比如USART、KNX、EIB等。如有需要，也可以通过第四端子输入和/或输出其他信息。就此而言，术语“第四端子”可能概括为多条线路和多个输入/输出可能性。

就调光器而言，“调光角”被用作指定给或供应给负载的电量的目标值或实际值的命名。AC半波对应于横坐标上的角度π。AC电压的每个半波(全波对应于2π)中的调光角π被寻址为100％，因为它允许每个半波的100％通过。调光角0被寻址为0％，因为它完全阻挡每个半波。以百分比计的相对值优选指代时间＝角度百分比值，但也可以指代功率百分比值。因此，调光角DA和调光目标值在性质上是彼此对应的。

优选地，电力控制电路及其组件被配置用于通过相位角控制来切换AC电压。AC电压可以是AC供电电网的电压，例如230V、50Hz或110V、60Hz。其可以是前沿控制或后沿控制。

控制组件可以包括第一同步信号发生器，第一同步信号发生器被配置为根据用于常规电力控制的开关电路两端的电压来生成第一同步信号。这里应注意的是，该电压极大地取决于调光角。第一同步信号发生器可以包括两个反向并联、串联连接的二极管，优选为阴极与阴极串联连接，所述串联连接是连接在开关电路的端子之间或第一端子和第二端子之间。此外，信号整形电路可以连接到二极管的连接点，用于根据所述连接点处的电压整形第一同步信号，特别是用于使其达到合适的幅值范围。信号整形电路可以是或可包括分压器，比如电阻排。监测组件被配置用于监测第一同步信号，特别是阈值监测。

以这种方式，由监测组件监测的信号从开关电路两端的信号适当地整形，使得生成有意义的信号，以用于监测目的。进行信号整形以将导出的信号带到用于信号处理的电路内使用的幅值。

当处于三线连接时，电力控制电路可以具有第二同步信号发生器，该第二同步信号发生器被配置为也根据第三端子处的电位生成第二同步信号。第二信号可以用于同步该受控AC电压中波形上的常规调光控制的常规切换操作。第二同步信号也可以被集成到连接状态的监测中。

开关电路可以包括串联连接的两个晶体管，优选为MOSFET，优选为n沟道，优选为相同类型，优选为反向连接，即：漏极连接漏极或源极连接源极，例如两者都是STF11NM80或两者都是STFU23N80K5，其中，该串联连接可以包括可能连接在两个晶体管之间的测量电阻。

提供串联连接的两个晶体管，因为MOSFET的内部体二极管与另外两个反向连接的二极管一起构成全波整流器。这种整流器可以用于内部电压供应。串联连接的两个MOSFET的另一功能出现在电感式负载的控制中，称为“RL模式”。由于体二极管的存在，关断是电流控制的。

内部电源的第一端子可以连接到该两个晶体管的连接点或该电阻的其中一个连接点，其中，二极管通过其一个二极管端子连接到该第三端子，并且由其另一个二极管端子形成该内部电源的第二端子。

因此，内部电源可以包括由所述二极管引起的半波整流。第一端子可以被视为“虚拟接地”。第二端子从通过所述二极管的半波整流接收其电位。电压可以再次被整形为合适的电平，并且可以包括一个电平或两个电平或三个或更多个电平。优选地，其可以包括用于驱动调光开关/晶体管的、10V和20V之间的较高DC电平，并且可以包括用于操作内部逻辑电路的较低电平，优选为2V和5V之间的电平。

电力控制电路可以包括数字控制器和A/D转换器，该数字控制器实施所述监测组件的至少一部分，并且优选地还实施所述控制组件和/或所述通信组件的至少一部分，该A/D转换器用于将第一同步信号转换为数字格式，并且优选地还用于将第二同步信号转换为数字格式。数字控制器可以包括具有适当接口(比如USART、KNX、EIB、WIFI、IoT等)的微控制器或微计算机。

数字信号处理器可以包括RAM、ROM、寄存器、处理单元、PROM和连接这些组件的线路总线。可以提供输入侧的模拟/数字转换器和输出侧的数字/模拟转换器。ROM可以保存程序数据，程序数据用于实施提及的各种功能所需的程序。可以提供RAM以用于保存临时数据。可以提供PROM(可能是EPROM)以用于在其中刻写标识信息。数字控制器可以在数字侧尽可能地既实施常规调光控制、又实施可用信号的监测。只要在数字侧可行，其也可以有助于通信和接口。数字控制器可以被配置用于多任务，使得其可以以交替和时间交错的方式执行各种任务(调光控制、信号监测、通信)。

为了检测故障负载连接，监测组件可以被配置为在还考虑以下情况中的一个或多个的情况下监测开关电路两端的电压或从其导出的所述电压：

开关电路的“接通”或“断开”，由其开关控制信号表示，

电力控制目标值是高还是低，其是目标值的用户输入，应注意的是，这里的用户也可以是某种自动化装置，该目标值可能作为已经高电平处理的信号而输入，例如通过USART、KNX、EIB接口输入，可能为数字编码的形式，

RL模式，其中“R”代表电阻并且“L”代表电阻性或电感式负载的电感，或者RC模式，其中“R”代表电阻并且“C”代表电阻性或电容式负载的电容，并且分别对应于作为设置信息或以某种已知方式自动检测的信息的前沿控制或后沿控制。

监测组件可以监测与一个或多个电压阈值有关的第一同步信号，以找到故障负载连接。

以这种方式，可以实现不同的监测模式。优选的第一模式可以是截止模式，即：在开关电路的晶体管截止(即：在漏极和源极之间具有高电阻)时监测被监测的信号。另一种模式可以是导通模式，即：在开关晶体管导通(即：在漏极和源极之间具有低电阻)时评估可用信号。

截止模式可以用于较低的功率值，其中，“低”在这里可以表示指定给负载的“不高的”调光角，而导通模式可以用于较高的功率值，其中，“高”在这里可以表示指定给所连接的负载的“不低的”调光角。指定给所连接的负载的调光功率理论上可以在可能值的0％和100％之间的范围内。“低”＝“不高”和“高”＝“不低”这两个范围可以重叠。

监测组件可以被配置为：在电力控制目标值低于第一阈值而晶体管截止以检测故障负载连接时，针对第一电压阈值监测同步信号。

一般而言，根据是在导通模式下还是在截止模式下进行监测，可以在半波中及时地与晶体管切换相关地进行一次或多次阈值监测。

对于截止模式下的监测，可以在监测时间窗口中进行一次或多次监测，该监测时间窗口可以包括：

对于后沿控制(也称为“RC模式”，德语为“Phasenabschnitt”，用于欧姆式和电容式负载)，在截止到高欧姆状态之后提早启动，例如在半波持续时间流逝1％或2％到4％或6％之后。其可以在此之后适当地结束，例如在启动之后，大于半波持续时间的5％或10％并且可能小于半波持续时间的20％的持续时间以后，并且

对于前沿控制(也称为“RL模式”，德语为“Phasenanschnitt”，用于欧姆式和电感式负载)，在晶体管导通到低欧姆状态之前不久结束，例如半波持续时间的1％或2％到4％或6％。其可以在此之前适当地开始，例如在结束之前，大于半波持续时间的5％或10％并且可能小于半波持续时间的20％。

其细节将在后面解释。要指出的是，就此而言，调光晶体管的开关定时是内部已知的量，因此，监测定时可以由内部控制器调整。然后，可以在后沿控制中的截止之后不久、或在前沿控制中的导通之前不久、在所述监测时间窗口中进行至少一次阈值比较。例如，在后沿控制中，时间窗口可以在截止之后以至少或高于半波持续时间的2％或高于半波持续时间的4％的时间延迟开始，并且可以在半波持续时间的至多或低于15％或低于8％处结束。在50Hz系统(半波持续时间为10ms)中，可以在截止之后例如500μs处进行，对应于半波持续时间的5％。监测时间窗口可以在切换之后200μs或400μs处开始，并且可以在切换之后1500μs或800μs处结束。

对于导通模式下的监测，可以与切换边沿相关地(即：在后沿控制中的截止之前或在前沿控制中的导通之后)相应设置监测时间。

同样地，监测组件可被配置为：在晶体管导通时，当电力控制目标值高于与第一阈值相同或低于第一阈值的第二阈值时，针对该第二电压阈值监测同步信号。监测或阈值比较的定时可以如上所定义。当晶体管导通时，禁用截止模式检测，并且可以启用和进行导通模式检测。导通模式可以检测调光器的输出上的电弧。

在两种模式中均可以评估同步信号以检测故障负载连接。在两种模式中，均可以关于电压阈值和/或针对高频分量来进行监测。

通信组件可以包括并且被配置为使用基于有线的接口，优选为USART、KNX或EIB接口或者I2C接口或者用于电源线的调制器；或者，通信组件可以包括并且被配置为使用无线接口，优选为WiFi、蓝牙、RFID、IoT，并且优选地被配置为周期性地或在发生内部或外部事件时隐式或显式地传送所述标识信息并且优选地传送状态信息。

当提供数字控制器时，通信组件的一部分可以驻留在数字侧。这可以包括组装待发出的消息并执行整体通信控制。通信本身很可能或多或少需要某种模拟信号处理，然后将在数字控制器外部进行通信。

可能优选的是，出于通信目的，电力控制电路使用现有拓扑，例如用于IP协议的WiFi、物联网(IoT)结构等。接口发送信息，使得信息可以由适当配置的接收器接收。通信可以包括无线通信或者可以依赖于有线通信路径。

通信组件可以被配置用于接收针对所述电力控制目标值的指示。电力控制电路还可以包括输入装置，用于手动输入针对所述电力控制目标值的指示。这样的输入指示可以在内部转换成目标值，在本领域中也称为“调光角”，用于通过以前馈或反馈方式控制开关的切换来控制电源。

通信组件还可以包括用于本地输出由所述监测组件生成的状态信息的输出装置。本地输出装置可以是小型LCD或简单的LED，除了远程报告之外还用于提供由该监测组件生成的状态信息的本地输出。然后，所监测的状态也是本地可识别的。通常，可以例如仅在发现临界状态时提供本地和/或通信输出，而在发现常规状态时不提供本地和/或通信输出。

对于AC电力控制，电力控制电路可以包括接管常规开关控制、监测控制和通信控制的重要部分的数字控制器。

所描述的电力控制电路可以是调光器。其可以具有适于埋入式安装的壳体。其可以具有用于输入针对所述电力控制目标值或调光角的指示的机械输入。

壳体可以形成为被插入标准化的埋入式安装盒中，或者可能被插入插在建筑物墙壁中的双埋入式安装盒中。机械输入可以是电位计，该电位计通过其可变电阻器呈现可变电气值/电压，作为期望的电力控制目标值的指示。然后可以将该电压数字化，例如数字化为所述调光角指示，并且可以进一步使用该电压。

监测设备被配置为从如上文和/或下文所述的与所述监测设备通信连接的一个或多个电力控制电路的一个或多个通信组件接收消息，特别是标识信息和/或状态信息。其可以具有用于输出信息的输出装置。

监测设备是到目前为止描述的电力控制电路的对应设备。在其通信能力方面，监测设备被构建用于匹配电力控制电路的通信能力。监测设备可能能够管理多个通信标准。监测设备可以包括将电力控制电路的ID相对于在安装各装置时已经设置的它们各自的安装位置进行列表的表格。然后，参考该表格，可以从其ID推断消息传送装置的位置。

监测设备还可以具有周期性地轮询逻辑连接的电力控制电路并响应于轮询请求接收响应的管理功能。输出可以是屏幕上的显示，或者可以是例如作为电子邮件或作为数据库条目发送到其他某处的摘要报告，并且包括例如检测到的故障电源结构的ID、位置和日期/时间。

一种监测系统，包括如本说明书中要求保护或描述的监测设备，以及要求保护并连接到所述监测设备的一个或多个电力控制电路。

附图说明

在下文中，将参考附图描述本发明的特征，在附图中：

图1是电力控制电路的电路框图，

图2是电力控制电路的详细电路，

图3是可能的监测模式的可视化，

图4示出了整个系统，

图5a至图5f示出了在AC电力控制中可能出现的波形，

图6a-6b是时序说明，以及

图7是现有技术。

具体实施方式

图1是电力控制电路1的电路框图。电力控制电路1控制对负载或耗电装置2(可视化为灯)的电力供应。电力由电源5供应，电源5可以是常规的AC电源，比如50Hz下的230V电源或60Hz下的110V电源。从电源5到负载2的电力供应通过两条电源线3和4进行。其中一条电源线3被切开以具有两个开口端3a和3b。它们连接到电力控制电路1，在电力控制电路1内，这两个开口端3a和3b之间的导通状态由其开关电路控制。

电力控制电路1包括开关电路14，开关电路14被可视化为简单的开关并且通常由至少一个晶体管(优选地为FET，优选地为MOSFET)实现。开关电路14连接在电力控制电路1的两个端子11和12之间，电源5和负载2之间的电源线3的两个开口端3a和3b连接到电力控制电路1的两个端子11和12。因此，通过切换该开关电路14，可以控制从电源5到负载2的电力供应。

电力控制电路1包括用于控制开关电路14的控制组件15。这用于常规电力控制操作，例如调光操作，并且可以包括相位角控制以用于控制AC电力。电力控制电路1可以设置有用于接收常规电力控制的目标值的端子10。它可以是模拟或数字电子输入，或者它可以是通过电位计的机械输入。控制电路15适于将通过端子10输入的目标值指示转换成用于开关电路14的合适的控制命令，例如用于执行期望的相位角控制，并且它可以包括在AC电力的半波期间接通或关断开关电路。

电力控制电路1还包括用于监测该开关电路14两端的电压以检测故障负载连接的监测组件16，该电压可以与电力控制电路1的两个端子11和12之间的电压相同。

图1在右侧用箭头F1、F2、F3和F4示出了可能发生错误或不期望的情况的位置。实际上，由于可以识别三个单独的导体部分，即：未断开的线路4以及断开为3a和3b的线路3，故障F1、F2和F4指示这些线路部分之一中的相应故障。例如，该故障可以是导致电弧放电条件的线路一端处的松动连接，或者是所谓的“松股(loose wire)”，或德语中的“Wackelkontakt”。但是同样地，负载本身可能有故障或被误接，由错误F3表示。例如，可能仅仅是漏接，或者可能具有类似于线路断开或类似于松股连接的内部故障。

图1中符号化的故障F1、F2、F3和F4可理解为端子11和12之间的电压或开关电路14两端的电压中的某些模式，并且因此可从所述电压检测到。

监测电路监测该端子11和12之间的电压或开关电路14两端的电压以检测故障负载连接，并且被配置为生成状态指示。例如，状态指示可以是类似“正常”或“不正常”的指示，或者可以根据预定义条件更复杂地为“正常”或“不正常1”或“不正常2”。

监测组件16本身生成所述状态指示。提供通信组件17以用于组装消息并且显式地或隐式地将所述状态指示传送出电力控制电路1。通信组件17还能够保存用于所述电力控制电路1的标识信息，并且可以将所述标识信息与状态信息一起发送出电力控制电路；或者当已经接收到包括自己的标识信息的轮询请求时，其可以发送具有或不具有所述标识信息的状态信息。还可以仅在检测到故障时发送系统布局，使得发送这样的消息本身就是故障的隐式标志。

通信组件17可以响应于某个事件(例如，接收到的轮询请求包括其自己的ID)或者周期性地或响应于获得指示故障的状态信息来传送消息，例如该状态信息。

如从图1可识别的，电力控制电路1具有内部组件，比如开关电路14、控制组件15、监测组件16和通信组件17。为了操作这些组件，提供了内部电源18。只要端子11和12不是通过开关电路14连接的低欧姆，就可以从端子11和12之间的压降“收获”电力，并且可以具有自己的电力存储装置，例如电容器。但是同样地，电力控制电路1可以具有连接到朝向另一电源线4的凸片4a的第三端子13。然后，电源5的全部供应电压在电力控制电路1中是可用的，并且可以用于内部电力供应。当是常规AC供电电网并且具有三线连接方案时，半波整流通常足以通过所述内部电源电路18提供内部电力。

所描述的电力控制电路可以是自己的壳体中的独立电路。其可以是调光器。其可以适于埋入式安装在墙壁中，并且可以具有适于埋入式安装的壳体。其可以具有用于输入针对所述电力控制目标值的指示的机械输入，比如准备好供人使用的调光器旋钮或旋轮。但是同样地，对于远程应用，其可以是适于安装在安装控制柜等中的某种壳体。然后，该壳体可以成形为整体长方体，以便可能有效地并置多个壳体。

图2示出了电力控制电路1的整体电路。尽管图2中的电路被示出为单元，但是并不旨在由此教导整个电路需要具有示出的所有元件。相反，所述电路图中的功能组的组件，特别是主要组件，可以在没有其他组件的情况下单独使用。与本申请的其他附图中相同的附图标记应表示相同的特征。在此不再赘述。

14a和14b实际上是串联连接的两个晶体管，用于优选地通过相位角控制的通断切换来执行常规调光控制。对于硬件短路检测，用作分流器的非常小的电阻器201可以连接在14a和14b之间。其值可以低于1Ω或低于0.1Ω。端子202形成用于电力控制电路内的电源的虚拟接地。

标记203a和203b是连接在端子11和12之间的两个对置二极管，就像晶体管14a和14b一样。二极管203a和203b用于产生所述同步信号。其在节点203c处被分接并且被引导到信号整形电路203d，以用于调整并且可能地限制同步信号的幅值，并且还可能提供一些滤波。信号整形电路203d可包括分压结构，例如由连接到虚拟接地202的串联电阻形成的分压电阻排。在端子203e处出现同步信号。可以提供合适大小的平滑电容器。

高欧姆变阻器或电阻器204设置在端子11和12之间，用于将端子11处的电位拉到端子12的电位上，以在11处的电位应该浮动时建立定义的状态。

18a是用于为内部电源提供半波整流的二极管。其阴极从第三端子13连接到平滑电容器，并且被引导到IC 18b中以用于电力形成。形成针对虚拟接地202的稳定DC电力。其可以具有15V±2V的电压。其在端子18c处是可用的。所述端子18c再次示出在电路的右下角。其约15V的电位被引导到另一IC 18d中，所述另一IC 18d产生相对于虚拟接地202的例如3.3V±1V的较低电压，该较低电压在端子18E处可用且适合于逻辑电路。

205是集成电路(IC)，其可以包括数字组件并且可能还包括模拟组件，并且构成用于各种目的的控制器。IC 205可以一体地包括CPU、RAM、ROM、寄存器、(E)PROM、总线、一个或多个模拟/数字转换器、一个或多个数字/模拟转换器、可能用于各种信号的多路复用操作的转换器、模拟侧的阈值检测器以及可能的其他模拟电路。其可以是ASIC。

所述IC 205主要提供常规调光控制，用于通过控制朝向开关电路14(晶体管14a、14b)的栅极信号的形成来控制朝向负载/耗电装置的电力供应。因此，IC 205在其输出端生成一个或多个开关控制信号，用于生成晶体管14a和14b的栅极的驱动信号。IC 205可以接收反馈值。

在其输入之一处，IC 205接收期望的电力控制比或调光角DA的目标值指示。该输入可以是已知比例的简单模拟值，其被转换成用于表示调光目标值的数字格式。但同样地，IC 205可具有用于接收经处理或经预处理的信息的标准化接口。IC 205可具有UART接口，通过该UART接口从另一外部电子组件接收调光角信息。这可以周期性地发生，例如每100ms，对应于50Hz处的五个全波。根据接收到的并且可能更新的调光角信息，IC 205可以计算相对于同步信号的开关定时并且可以指定它们的实施。

IC 205还从端子203e接收用于监测的同步信号，如上文和下文所述。

图2的整个电路还可以包括优选地连接在第三端子13和虚拟接地202之间的第二同步信号发生器206。在此上下文中指出，虚拟接地202在图2中仅在某些情况下提供有标记202，而不是在所有情况下都如此。因此，缺少标记202并不意味着相应接地符号不是虚拟接地。第二同步信号发生器206同样可以包括分压电阻排、平滑电容器以及最后的端子206a，该第二同步信号在端子206a处可用。该第二同步信号可用于常规切换/调光控制，但也可用于监测目的。

IC 205还从端子206a接收第二同步信号。到达IC 205的模拟信号可以在其输入端进行A/D转换，可能通过单个A/D转换器或通过多个A/D转换器以多路复用方式进行。此外，用于电力/调光控制的目标值指示被输入到IC 205中。

IC 205是上述执行分配给其的各个任务的控制器。IC 205还可以包括用于执行通信任务的电路。这可以包括形成待朝向外部装置输出的模拟信号。这些信号构成由已经描述的通信组件17生成的那些信号。

IC 205或电路中的其它结构也可以保存用于识别电力控制电路(IC 205位于其中)的标识数据(ID数据)。可以在安装时设置所述ID数据，或者可以在电力控制电路或IC205的制造期间唯一地预置所述ID数据。ID数据205可用于添加到从电力控制电路发出的消息中，以作为发送方标识。附加地或替代地，当由电力控制电路接收的轮询消息中具有标识数据时，它可以用于将这种轮询消息识别为与自己的电力控制电路相关或不相关。电路205还可以确定是否和/或何时发出消息。它可以检查为发出消息而设置的事件。

IC 205中还可包含用于监测开关电路14两端的电压、特别是串联连接的晶体管14a和14b两端的电压、并且特别是用于监测馈送到其输入端的端子203e处的同步信号以检测故障负载连接所需的结构。所述监测结构可以是针对IC 205也连接的虚拟接地202的阈值判定。可以对同步信号的峰值或在与晶体管切换有关的某个时间处的瞬时值进行阈值判定。然后可以在截止模式监测中、在截止之后不久进行一次或多次阈值比较，例如在以晶体管截止之后长于半波持续时间的2％或4％并且优选地短于半波持续时间的15％或10％的时间延迟开始的监测时间窗口内。在50Hz系统(半波持续时间为10ms)中，可以在截止之后例如500μs(对应于半波持续时间的5％)处进行阈值比较。当进行多次比较并且可能具有不同结果时，可以进行适当的评估，例如多数决定法。

只要作出阈值判定，当在集成电路205的输入端对端子203e处的第一同步信号进行A/D转换时，就可以在数字领域中进行监测。根据信号设计，可以监测是否超过阈值或是否未超过阈值，或者信号是否低于或不低于阈值。但是同样地，可以针对高频分量等的出现来监测信号。在这种监测过程中获得的结果可以形成触发经由通信组件17发出消息的事件。其他事件可以是某个周期或从外部接收的请求。

如上所述，可以在截止模式或导通模式下进行故障负载连接的检测，也称为“松股检测”。截止模式可以是在晶体管的截止状态(高欧姆状态)下监测第一同步信号，并且可以从0％的调光角(电源完全切断)达到第一阈值DAth1，该第一阈值DAth1可以是50％的调光角或85％的调光角。导通模式可以是晶体管的导通状态(即，低欧姆状态)的监测，并且可以从100％的调光角下降到第二阈值DAth2，该第二阈值DAth2可以与第一阈值相同或更低，例如15％的调光角。在这两种模式中均评估同步信号。

图3在作为横坐标的调光角DA上可视化了可能的检测模式：模式1和模式2的范围。它们可以分别对应于针对模式1的截止模式监测和针对模式2的导通模式监测。在例如50％或60％或70％或80％或90％的第一调光角阈值DAth1以下时使用模式1。在例如50％或40％或30％或20％或10％的第二调光角阈值DAth2以上时使用模式2。示出了当第二阈值DAth2低于第一阈值DAth1时两个模式范围可以重叠，这对应于可在半波的导通部分中以及在截止部分中进行相位角控制的半波监测的事实。将在本说明书的下文中进一步参考图5a至5f描述预期的监测的细节。在此，为了决定通断并且相应地决定监测定时，还要考虑的是：是否具有电感式负载＝RL模式，通常对应于前沿控制或德语中的“Phasenanschnitt”，或者是否具有电容式负载＝RC模式，通常对应于后沿控制或德语中的“Phasenabschnitt”。这里的电容式负载是在其阻抗Z中具有电容分量的负载，即：具有Z＝R+1/(jωc)。这里的电感式负载是在其阻抗Z中具有电感分量的负载，即：具有Z＝R+jωL。

该电路可以被配置为在开关电路14(例如晶体管14a、14b)的可能的通断状态中的仅一个状态期间、使用所述模式中的仅一个模式；或者，如有需要，可以在不同的通断状态下使用两种模式，在这些不同的通断状态之间进行合适的结果仲裁。在每种模式中，控制电路可以监测其仅在调光角上其各自的范围内使用。

假设50％的调光角对应于半波传递的时间或功率的一半，另一半被切断，则在所述半波内，可以既执行模式1、又执行模式2；当开关电路14(例如，晶体管14a、14b)在所述半波中截止时，执行模式1，并且当开关电路14(例如，晶体管14a、14b)在所述半波中导通时，执行模式2。

图4示出了整个系统及其组件。可视化的是较大的房屋，其例如由两个单独的多层建筑物构成，这两个单独的多层建筑物可以在各种建筑物的各种楼层上的各种房间中总共具有数十或数百个所描述的电力控制电路。酒店或大型办公楼可以被视为现实的使用领域。在其每个建筑物和每个楼层中，可以使用如所描述的许多电力控制电路1。它们可以与监测设备40通信连接。监测设备将很可能远离大多数或所有电力控制电路，使得通信连接43必须桥接一定距离。如前所述，所述通信可以使用至少部分无线或通过有线连接建立的基础设施。它们可以遵循已建立的标准，诸如IoT技术、互联网协议、WiFi、USART、KNX、EIB、I2C等。监测设备40适于处理并且可能地管理与所述电力控制电路1的通信。系统布局可以是主从布局，其中监测设备40可能是主设备，或者，系统布局可以是具有用于处理通信访问等的适当例程的对等布局。

以非此即彼的方式，监测设备40可以以可区分的方式从电力控制电路中的各个电力控制电路获得通信，使得监测设备接收关于从许多电力控制电路中的哪个特定电力控制电路接收到相应消息的信息。

监测设备14可以保存表格，在该表格中，集成到系统中的各种电力控制电路1的各种互不相同的ID作为输入并且它们的位置作为输出，以此方式制表。该位置可以是建筑物标识符、楼层标识符、房间标识符以及根据需要可能的其他标识符。因此，监测设备40能够通过使用所述表格从所识别的ID中检索受影响的位置，使得可以输出相关信息，并且可以将维护直接发送到正确的位置，而不需要查找故障。

监测设备可以包括适当配置的计算机41和输出装置42。图4中的输出装置42被可视化为屏幕。这是现实的可能性。其可以是看门人办公室中的PC的屏幕，使得在此看门人知道需要在哪里做什么。作为屏幕的替代或补充，输出装置可以是或包括发送适当通知的通信装置。可以是其上具有相关列表信息的电子邮件，或者可以是数据库条目等。

图5a至5f示出了可能出现的各种信号。所有波形都取自后沿控制，后沿控制也称为“RC模式”或德语中的“Phasenabschnittssteuerung”，并用于电容式或欧姆式负载。在参照附图之前，下方表格示出了根据调光角DA并且根据晶体管14a、14b或开关电路14的导通＝低欧姆或截止＝高欧姆的通断状态的监测模式。如前所述，在开关电路14或晶体管14a、14b截止并且调光角DA低于第一阈值DAth1期间可使用模式1，而在晶体管导通并且调光角DA高于第二阈值DAth2时可使用模式2。可以根据相应开关电路或晶体管通断控制信号(其作为所述晶体管通断控制的输出)来获得开关电路14(例如晶体管14a、14b)的通断状态，例如通过IC 205。可以替代地使用其他合适的信号。

表格1：根据通断状态和DA的同步信号中的检测模式

上方表格既适用于前沿控制、又适用于后沿控制。两种方式之间的差异在于监测窗口关于切换定时的放置。这由下方表格表示：

表格2：根据通断状态RC/RL模式的监测时间窗口

在模式1中，监测条件C1作为用于检测松股的标准。

在模式2中，监测条件C2作为用于松股检测的标准。

在更复杂的系统中，两种条件都可以是针对监测到的同步信号中的高频分量的频谱评估监测，因为这样的分量是松股连接的标志。

另外或替代地，可以对同步信号电压Vsync进行针对一个或多个电压阈值Vth的阈值判定。在模式1中，可以在晶体管14的截止状态下监测所监测的同步信号电压是否在半周期内下降到低于给定的第一DC电压阈值Vth3，该给定的第一DC电压阈值Vth3例如是集成电路的内部DC电源电压的50％或70％或90％。如前所述，可以在关于截止命令定义的时间窗口中进行该监测。如果发现这种下降，则将认为是松股的指示。在模式2中，可以在晶体管14的导通状态下监测同步信号电压是否超过给定的第二DC电压阈值Vth4，该第二DC电压阈值Vth4例如是集成电路的内部DC电源电压的50％或30％或10％，这也将是松股连接的指示。监测定时可以如上所述。这两个阈值可以具有相同的值，例如所述电源电压的50％。

上述监测方法的细节将从下述图5a至5f的说明中显现。

图5a示出了无故障情况，其中负载被正确连接，但是整体电力控制是关断的，即：调光角DA为0％，晶体管14始终截止。假设曲线51是相对于中性线N4测得的端子12处的以及所述端子12与电源5之间的线路3b处的相电压。曲线5a2同样是相对于中性线4测得的端子11和线路3a处的电压。曲线5a3是相对于虚拟接地测得的第一同步信号电压。在图5a中，假设开关14断开，即：晶体管14截止，使得线路3a被正确连接的负载2拉到线路4处的电位。曲线5a3是如先前描述的出现在节点203e处的同步信号，与图2中所示的对置二极管的连接点保持断开。在晶体管的截止状态下(总是参照图5a)，Vsync为高，并且在上述监测窗口中高于适当设置的阈值Vth3。

当图5a中的调光角为0时，将适用模式1。监测同步信号是否下降到阈值(例如内部DC电源电压的60％)以下。如果电压在监测时间窗口中下降到阈值以下，则是松股连接的迹象，并且因此是故障的迹象。这种检测将使控制器将状态指示设置为“故障”，可能具有在“模式1”中检测到的附加信息，并且可能补充有在其中检测到错误的电力控制电路的ID。然后可以在适当的时间点发出这样的消息。

关于模式，要指出的是，当负载并联连接到电力控制电路时，模式1不适于松股检测。即：当在晶体管截止期间使用模式1时，可能在并联负载的一个负载中发生的故障信号将被处于截止状态的其他并联负载的正确布线和行为掩蔽，这些正确布线和行为最有可能是正确的。

图5b示出了具有50％的调光角的另一无故障状态，即：晶体管14在50％的时间导通，否则截止。在导通状态下，端子11处的电压5b2遵循与图5a中相同的信号51，因为电压沿着负载而不是沿着开关14下降。反之亦然，在晶体管14的截止状态期间，信号5b2为0，因为电压沿着晶体管14而不是沿着负载下降，使得负载将端子11拉到N电位。5b3是同步信号。

当调光角为50％时，是可以使用两种模式的情况。两种模式都不会产生错误指示，因为在晶体管的导通状态下，同步信号实际上为0，因此低于合适的电压阈值Vth4(在模式2中监测到)，而在晶体管14的截止状态下，同步信号高于阈值Vth3(在模式1中监测到)。

通常，可以想到，当并行使用两种模式时，可能呈现矛盾的检测结果。然后可以根据期望的策略来选择来自两种模式的结果是“与”还是“或”，这取决于检测安全性的偏好，从而避免错误警报等。如在一些故障情况下，可能系统地存在：一种模式显示故障，而另一种模式则不显示故障，优选的是对来自两种模式的信号进行“或”处理。

图5c示出了负载通过松股连接到调光器的输出端11的情况，即：在箭头F1处沿线路3a的某处出现的松股。曲线5c2示出了端子12处的对应信号。假设调光角度为0％，即：晶体管14始终截止。在模式1中监测同步信号5c3以使其下降到低于阈值电压Vth3，优选地在上述监测时间窗口中。其根据松股的出现以不规则的图案发生，因此被检测为故障。

图5d示出了当负载断开并且输出关闭(即：调光角度为0％)时的情况。变阻器/电阻器204将浮置的线路3a和端子11处的电位拉到线路3b和端子12的电位。同步信号由曲线5d3示出。其类似于全波整流，但在晶体管截止状态下不超过阈值Vth3，因此可检测为故障。

图5e示出了松股处于对应于图1中箭头F1、F2、F3的模式1(截止状态)的情况。假设调光角为50％。同样，由于50％的调光角，两种评估模式都是可能的。在晶体管14的截止状态下，同步信号5e3在其中一个半周期中不超过阈值Vth3，因此显示故障。在晶体管14的导通状态下，同步信号在其中一个周期中超过阈值Vth4，因此再次允许故障检测。

图5f再次示出了在线路3a上具有松股的情况下的50％的调光角DA。在晶体管的导通状态下，同步信号在半波的高压部分表现出电弧放电，因此仅逐渐连接电力。同步信号5f3超过阈值Vth4，因此表现出故障。要指出的是，图5f示出了并联连接的负载可能发生的情况。

在晶体管的截止状态期间，存在于其中一个负载回路中的松股将是不可检测的，因为此时故障负载回路的故障状况将在截止状态下被并联的其他负载的正确状况掩蔽。在图5f中，监测同步信号。

监测定时可以如本说明书上进一步描述的。图6a和6b示出了监测定时的其他可能性。两幅图都示出了在50Hz系统中的半波61，其具有10ms的持续时间T/2。两个半波都具有导通时间63和截止时间62。图6a示出了用于电阻式或电感式负载的具有前沿64的前沿控制。调光角低于50％，因为导通边沿在半波的最大值之后。图6b示出了用于电阻式或电容式负载的具有后沿65的后沿控制。调光角为大于50％的某值，因为截止边沿在最大值之后。

通常，监测时间窗口可以被选择为与指定的晶体管通断和半波过零点适当地间隔开。此外，它们可以被放置在半波具有相对较高值的时间区域中。

定时tm和tc可以是监测定时。定时指示tm是大致在相应的导通时间或截止时间的中间的定时。定时指示tc是更靠近相应边沿64、65的定时。定时指示tc是边沿64、65本身的定时。控制器知道周期长度T/2和边沿定时ts，并且一般而言，可以在导通或截止期间以合适的方式设置监测定时和监测时间窗口，这取决于期望何种监测。例如，监测定时可以在所提到的定时tm或tc处，或者在所述定时tm或tc附近的监测时间窗口中。

在半波中，可以在导通和截止期间均进行监测。不需要针对每个半波进行监测。可以仅每第n个半波进行一次监测，其中n大于5或10或100或1000。

只要不同的监测模式是可用的，就可以根据定义的策略自动选择监测模式或者指定监测模式。可以以某种回转方式使用这些监测模式，例如交替使用上述监测模式。

尽管上述说明书描述了取决于调光角的两种模式，但是不必同时使用这两种模式，或者不必使电力控制电路适于实现这两种模式。可以实现或适于仅使用它们中的一个，例如仅模式1或仅模式2，这取决于环境和使用领域。

在本说明书和/或权利要求书中描述的和/或在附图中示出的特征应当被认为可在技术上可行的范围内彼此组合，如果它们的组合没有被明确描述。在特定上下文、实施例、附图或权利要求中描述的特征应被视为可与该权利要求、上下文、实施例或附图分离，并且应被视为可在技术上可行的范围内与每个其他附图、权利要求、上下文或实施例组合。各实施例和附图不应被理解为必然意味着彼此排他。方法或过程或方法步骤或过程步骤的描述还应被理解为是可能被理解为保存适于实现该方法或过程或方法步骤或过程步骤的可执行代码的程序指令的装置和/或数据载体的描述，反之亦然。