CN105281918A - 通信电源 - Google Patents

Abstract

通信电源发送器(100)中的MOSFET经由通信与电源线(400)向通信电源接收器(500)发送的通信信号也是电源供电信号。通信电源接收器根据从通信与电源线上接收到的通信信号控制负载；通信电源接收器使用从通信与电源线上接收到的通信信号给负载供电还给其他元件供电。通信电源接收器使用开关调制的方式调制通信与电源线上的信号实现与通信电源发送器通信。在通信电源接收器中，一根通信与电源线(G)连接公共端；另一根通信与电源线(W)连接正电源端，还经由分压电阻连接微处理器的一个通信输入口。应用于各种照明灯、LED照明灯、LED装饰灯。应用于信号采集控制器和传感器。

Description

通信电源

技术领域

各种照明灯、发光二极管灯(LED)、LED装饰灯。

传感器技术领域，信号采集技术领域。

背景技术

传统方式传输电源功率信号和通信信号是用不同的线路分别传输的：两根电源线传输电源功率信号，例如市电电网220V电源线；另外两根通信线传输通信信号，例如RS-485串行通信线。

还有，电力线载波通信是使用电力线传输电源功率信号和通信信号，电力线载波通信在电力线上传输三种信号，有两种电压和三种频率：电源功率信号的电压和频率，例如市电电网220V，50Hz；叠加在电源信号上面的载波信号的电压和频率，例如9V，450kHz；叠加在载波信号上面的通信信号的频率，例如4.5kHz。

发明内容

本发明的目的是，通信信号同时用于通信和供电，通信信号和电源功率信号是同一种信号，在同一条线路上传输，更方便布线，更节省成本。

为了解决上述任务，本发明采用的技术方案是：

在通信电源发送器(100)中：一块微处理器(120)的至少一个输出口(P10)连接MOSFET驱动模块(130)的对应的输入端，MOSFET驱动模块(130)的一个输出端连接一只MOSFET(Q1)的控制极，一只MOSFET(Q1)的漏极连接一根通信与电源线(G)，一只MOSFET(Q1)的源极连接直流电源(110)的负极，另一根通信与电源线(W)连接直流电源(110)的正极；一块微处理器(120)控制一只MOSFET(Q1)向通信与电源线(400)输出通信信号；控制信号输入装置(140)与一块微处理器(120)的一个控制信号输入口(P5)连接；至少一个通信电源接收器(500)通过通信与电源线(400)连接通信电源发送器(100)；在通信电源接收器(500)中：一根通信与电源线(W)连接储能和滤波电容(C1)的另一端还连接负电源端(N)；另一根通信与电源线(W)连接隔离二极管(D6)的正极，隔离二极管(D6)的负极连接储能和滤波电容(C1)的一端还连接正电源端(VP)；一个分压电阻(R1)的一端连接另一根通信与电源线(W)，一个分压电阻(R1)的另一端连接另一个分压电阻(R2)的一端，另一个分压电阻(R2)的另一端连接一根通信与电源线(G)，另一个分压电阻(R2)的一端还连接另一块微处理器(510)的一个输入口(P30)；另一块微处理器(510)的一个输出口(P31)连接负载驱动模块(520)的一个输入口，负载驱动模块(520)的输出口连接负载(RL)；从通信与电源线(400)传输来的通信信号经由另一块微处理器(510)控制负载(RL)；从通信与电源线(400)来的通信信号给负载(RL)供电，还给本通信电源接收器(500)中的元件供电。所述通信电源发送器(100)中的所述一块微处理器(120)的一个串行数据输出口(TXD)连接该微处理器(120)的一个输入口(P11)，该微处理器把一种编码格式的串行数据通信信号转换成所述通信信号后从该微处理器(120)的一个输出口(P10)输出。所述一块微处理器(120)通过一组通信线(600)与所述通信电源发送器(100)外部的设备连接。所述通信信号是二进制数字信号。所述通信信号是二进制数字调频信号。所述通信信号是任何一种编码格式的二进制数字信号。所述通信信号是调频信号。所述负载(RL)是灯或LED灯，所述通信电源接收器(500)是灯光控制器。所述负载(RL)是传感器，所述通信电源接收器(500)是采样控制器。在所述通信电源发送器(100)中，通信电阻(R1)的一端连接所述一块微处理器(120)的一个通信数据输入口(P20)还连接所述另一根通信与电源线(W)，通信电阻(R1)的另一端连接所述直流电源(110)的正极；在所述通信电源接收器(500)中，所述另一块微处理器(510)的开关调制输出口(P33)连接开关调制MOSFET(Q5)的控制极，开关调制MOSFET(Q5)的源极接负电源端(N)，开关调制MOSFET(Q5)的漏极连接所述另一根通信与电源线(W)；所述一块微处理器(120)从一个通信数据输入口(P20)接收由所述另一块微处理器(510)产生的开关调制通信信号。

在通信电源发送器(100)中：一块微处理器(120)的第一个输出口(P10)连接一块MOSFET驱动模块(130)的一个输入端(HIN)，一块微处理器(120)的第二个输出口(P11)连接一块MOSFET驱动模块(130)的另一个输入端(LIN)，一块微处理器(120)的第三个输出口(P12)连接另一块MOSFET驱动模块(140)的一个输入端(HIN)，一块微处理器(120)的第四个输出口(P13)连接另一块MOSFET驱动模块(140)的另一个输入端(LIN)；一块MOSFET驱动模块(130)的一个输出端(HO)连接第一只MOSFET(Q1)的控制极，一块MOSFET驱动模块(130)的另一个输出端(LO)连接第二只MOSFET(Q2)的控制极；另一块MOSFET驱动模块(140)的一个输出端(HO)连接第三只MOSFET(Q3)的控制极，另一块MOSFET驱动模块(140)的另一个输出端(LO)连接第四只MOSFET(Q4)的控制极；第一只MOSFET(Q1)的漏极连接直流电源(110)的正极，第一只MOSFET(Q1)的源极连接另一根通信与电源线(W)还连接第二只MOSFET(Q2)的漏极，第二只MOSFET(Q2)的源极连接直流电源(110)的负极；第三只MOSFET(Q3)的漏极连接通信电阻(R1)的一端，通信电阻(R1)的另一端连接直流电源(110)的正极，第三只MOSFET(Q3)的源极连接一根通信与电源线(G)还连接第四只MOSFET(Q4)的漏极，第四只MOSFET(Q4)的源极连接直流电源(110)的负极；通信电阻(R1)的一端还连接一块微处理器(120)的一个通信数据输入口(P20)；在发送数据期间，一块微处理器(120)通过一块MOSFET驱动模块(130)和另一块MOSFET驱动模块(140)控制第二个MOSFET(Q2)和第三个MOSFET(Q3)截止，根据要发送的通信信号控制第一个MOSFET(Q1)和第四个MOSFET(Q4)同时导通或同时截止实现向通信与电源线(400)输出通信信号；在接收数据期间，一块微处理器(120)通过一块MOSFET驱动模块(130)和另一块MOSFET驱动模块(140)控制第一个MOSFET(Q1)和第四个MOSFET(Q4)截止，控制第二个MOSFET(Q2)和第三个MOSFET(Q3)导通向通信与电源线(400)输出反向通信信号电压；一块微处理器(120)从一个通信数据输入口(P20)接收由通信电源接收器(500)发送来的开关调制的通信信号；控制信号输入装置(140)与一块微处理器(120)的一个控制信号输入口(P5)连接；至少一个通信电源接收器(500)通过通信与电源线(400)连接通信电源发送器(100)，在通信电源接收器(500)中：第一个整流二极管(D1)的正极连接另一根通信与电源线(W)，第一个整流二极管(D1)的负极连接正电源端(VP)，第二个整流二极管(D2)的负极连接另一根通信与电源线(W)，第二个整流二极管(D2)的正极连接负电源端(N)，第三个整流二极管(D3)的负极连接一根通信与电源线(G)，第三个整流二极管(D3)的正极连接负电源端(N)，第四个整流二极管(D4)的正极连接一根通信与电源线(G)，第四个整流二极管(D4)的负极连接开关调制MOSFET(Q5)的漏极；储能和滤波电容(C1)的一端连接正电源端(VP)，储能和滤波电容(C1)的另一端连接负电源端(N)；通信二极管(D5)的正极连接另一根通信与电源线(W)，通信二极管(D5)的负极连接一个分压电阻(R2)的一端，一个分压电阻(R2)的另一端连接另一个分压电阻(R3)的一端，另一个分压电阻(R3)的另一端连接负电源端(N)，另一个分压电阻(R3)的一端还连接另一块微处理器(510)的一个输入口(P30)；另一块微处理器(510)的一个输出口(P31)连接负载驱动模块(520)的一个输入口，负载驱动模块(520)的输出口连接负载(RL)；从通信与电源线(400)传输来的通信信号经由另一块微处理器(510)控制负载(RL)；从通信与电源线(400)传输来的通信信号给负载(RL)供电，还给本通信电源接收器(500)中的元件供电；另一块微处理器(510)的开关调制输出口(P33)连接开关调制MOSFET(Q5)的控制极，开关调制MOSFET(Q5)的源极连接负电源端(N)；在通信与电源线(400)是反向通信信号电压期间，通信电源接收器(500)以开关调制方式发送开关调制通信信号，另一块微处理器(510)按照要发送的数据控制开关调制MOSFET(Q5)使得在通信电源发送器(100)中的通信电阻(R1)的两端产生开关调制通信信号电压。所述一块微处理器(120)通过一组通信线(600)与所述通信电源发送器(100)外部的设备连接。所述通信信号是二进制数字信号。所述通信信号是任何一种编码格式的二进制数字信号。所述通信信号是二进制数字调频信号。所述通信信号是调频信号。所述负载(RL)是灯或LED灯，所述通信电源接收器(500)是灯光控制器。所述负载(RL)是传感器，所述通信电源接收器(500)是采样控制器。

附图说明

图1，通信电源发送器示意图；

图2，微处理器与MOSFET驱动模块连接示意图；

图3，由两种频率信号合成二进制调频信号示意图；

图4，微处理器的异步串行通信输出口连接通信信号输入口电路图；

图5，有硬件解码器的通信电源接收器示意图；

图6，通信电源接收器示意图；

图7，通信电源发送器连接通信电源接收器示意图；

图8，桥式输出电路的通信电源发送器示意图；

图9，反向通信信号电压供电和发送开关调制通信信号的通信电源接收器示意图；

图10，反向通信信号电压时发送开关调制通信信号的通信电源接收器示意图；

图11，能接收开关调制通信信号的通信电源发送器示意图；

图12，能发送开关调制通信信号的通信电源接收器示意图；

图13，LED驱动电路LM3410电路图；

图14，开关电源LED驱动电路图。

具体实施方式

本发明的实施例1：

通信电源发送器(100，图1，图4，图8，图11)发送给通信电源接收器(500，图5，图6，图9，图10，图12)的通信信号和电源功率信号的编码格式相同，频率相同，相位相同，电压相同，是同一信号，使用同一线路传输，称作通信信号。例如36V，4.5kHz。

本发明的技术方案是使用通信信号供电，或使用电源功率信号通信。

通信信号可以使用任何一种编码格式。通信信号是任何一种编码格式的二进制数字信号。例如，通信信号使用红外光通信编码格式(infraredlightpulse)。例如，在通信信号中一种频率表示二进制数字0，另一种频率表示二进制数字1，如图3中的D图所示。再例如，使用RC5编码。

通信信号是二进制数信号(由0或1组成)。

通信信号是调频脉冲信号。

图1所示。直流电源(110)是市电电网经整流后的电源。或是太阳能电池供电的电源。或是电池供电的电源。例如，直流电源(110)输出的电压是24V，或36V。

图1所示。微处理器(120)的一个输出口(P10)连接MOSFET驱动模块(130)的一个输入端。MOSFET驱动模块(130)的一个输出端连接MOSFET(Q1)的控制极。MOSFET(Q1)的漏极连接一根通信与电源线(400-G)。另一根通信与电源线(400-W)连接直流电源(110)的正极。一只MOSFET(Q1)的源极连接直流电源(110)的负极。微处理器是单片机。MOSFET是场效应三极管。

图1所示。微处理器(120)通过MOSFET驱动模块(130)控制MOSFET(Q1)把直流电源(110)的电压调制成通信信号电压。微处理器(120)控制MOSFET(Q1)把直流电源(110)的电压调制成通信信号电压。微处理器(120)控制一只MOSFET(Q1)向通信与电源线(400)输出通信信号。微处理器(120)控制一只MOSFET(Q1)导通或截止(即开关状态)向通信与电源线(400)输出通信信号。例如，向通信与电源线(400)输出图3中的C图，或图3中的D图所示的通信信号。

图1所示。直流电源(110)通过MOSFET(Q1)通过通信与电源线(400)与通信电源接收器(500，图5、图6、图9、图10)构成电流回路。

图1所示。微处理器(120)通过一个控制信号输入口(P5)通过数据线(150)与控制信号输入装置(140)连接。控制信号输入装置(140)是按键或键盘。控制信号输入装置(140)是可变电阻，向微处理器(120)输出模拟量信号(电阻值或电压值)。控制信号输入装置(140)向微处理器(120)输出控制信号。

图1所示。微处理器(120)通过一组通信线(600)与通信电源发送器(100)外部的设备(未示出)连接。一组通信线(600)是并行数据双向通信线或串行数据双向通信线。微处理器(120)通过一组通信线(600)接收外部的设备的控制信号。微处理器(120)通过一组通信线(600)向外部的设备输出数据。一组通信线(600)还可以是模拟信号通信线。

图1所示。微处理器(120)通过一组通信线(600)连接的外部的设备(未示出)是灯光亮度控制器。微处理器(120)通过一组通信线(600)连接的外部的设备是信号采样控制器。微处理器(120)通过一组通信线(600)连接的外部的设备是可变电阻。

图2所示。微处理器(120)通过多个输出口(P10、P11、P12和P13)与MOSFET驱动模块(130)的对应的多个输入端(IN1、IN2、IN3、IN4)连接。微处理器(120)通过至少一个输出口与MOSFET驱动模块(130)的对应输入端连接。

图2所示。MOSFET驱动模块(130)把一种编码格式的串行数据通信信号转换成通信信号。通信信号是另一种编码格式的串行数据通信信号。MOSFET驱动模块(130)是通信信号的编码格式的转换电路。很多种逻辑电路都可以实现预定的逻辑功能。单片机也可以实现预定的逻辑功能。

图2所示。MOSFET驱动模块(130)是逻辑电路或门电路。MOSFET驱动模块(130)是单片机。

图2和图3所示。微处理器(120)在输出口(P10)输出频率较低的脉冲信号(图3中的B图)，微处理器(120)在输出口(P13)输出频率较高的脉冲信号(图3中的A图)，当微处理器(120)要发送二进制数据1时在输出口(P11)输出高电平(图3中的C图)并且在输出口(P12)输出低电平(图3中的C图)，则在MOSFET驱动模块(130)的输出端输出频率较低的脉冲信号(图3中的D图中的低频段)；当微处理器(120)要发送二进制数据0时在输出口(P11)输出低电平(图3中的C图)并且在输出口(P12)输出高电平(图3中的C图)，则在MOSFET驱动模块(130)的输出端输出频率较高的脉冲信号(图3中D图中的高频段)。图3中的D图是含有二进制数字的调频通信信号。MOSFET驱动模块(130)能够把微处理器(120)输出的串行数据信号和频率信号合成为通信信号。

图4所示。微处理器(120)的一个串行数据输出口(TXD)连接一个输入口(P11)。微处理器(120)从一个输入口(P11)输入一个串行数据输出口(TXD)传输来的一种编码格式的串行数据通信信号(USART或UART)，微处理器(120)把一种编码格式的串行数据通信信号转换成通信信号后从一个输出口(P10)输出(通信信号)。微处理器(120)从一个输出口(P10)输出通信信号给MOSFET驱动模块(130)。

图5所示。通信电源接收器(500)从通信与电源线(400)接收通信电源发送器(100)发送来的通信信号。通信信号给通信电源接收器(500)中的元件供电，给负载(RL)供电。负载(RL)安装在通信电源接收器(500)内部或外部。

图5或图6中。通信电源接收器(500)从通信与电源线(400)接收通信电源发送器(100)发送来的通信信号(VP、N)。通信信号(VP、N)经由电压转换电路(未示出)转换成预定的电压后给通信电源接收器(500)中的元件供电。通信信号(VP、N)给通信电源接收器(500)中的元件供电。

图5、图6、图9或图10所示。负载(RL)是灯或LED灯。通信电源接收器(500)是灯光控制器。

图5、图6、图9或图10所示。负载(RL)是传感器。负载驱动模块(520)是放大器。通信电源接收器(500)是信号采样控制器。

灯是各种发光材料做成的灯。固态照明灯(SSL)、蓝光磷光灯(OLED)。半导体发光二极管(LED)灯。或由三种基色LED组成的彩色LED灯。

图5所示。从通信与电源线(400)接收到的通信信号经分压电阻(R1和R2)分压成预定的电平(TTL电平或CMOS电平)后传输到解码器(530)。从通信与电源线(400)接收到的通信信号传输到解码器(530)。解码器(530)把通信信号转换成一种编码格式的串行数据通信信号(USART或UART)后传输到微处理器(510)的一个串行数据输入口(RXD)。微处理器(510)根据接收到的串行数据通信信号中的指令从其一个输出口(P31)输出控制信号通过负载驱动模块(520)控制负载(RL)。微处理器(510)根据接收到的串行数据通信信号中的指令控制负载(RL)工作。

图5所示。另一根通信与电源线(400-W)连接一个分压电阻(R1)的一端，一个分压电阻(R1)的另一端连接另一个分压电阻(R2)的一端，另一个分压电阻(R2)的另一端连接一根通信与电源线(400-G)。另一个分压电阻(R2)的一端还连接解码器(530)的输入端。解码器(530)的输出端连接微处理器(510)的一个串行数据输入口(RXD)。

解码器(530)把输入的通信信号转换成一种编码格式的串行通信信号(USART或UART)。

图5所示。另一根通信与电源线(400-W)还连接储能和滤波电容(C1)的一端，还连接正电源端(VP)。储能和滤波电容(C1)的另一端连接一根通信与电源线(400-G)。一根通信与电源线(400-G)连接负电源端(N)。负电源端(N)是公共端(地线)。微处理器(510)的一个输出口(P31)连接负载驱动模块(520)的输入端。负载驱动模块(520)的输出端连接负载(RL)的一端。负载(RL)的另一端连接负电源端(N)。负载驱动模块(520)的正电源端(VP)连接正电源端(VP)。

负载驱动模块(520)的两个输出口连接负载(RL)的两端。负载驱动模块(520)的输出口连接负载(RL)。

流经负载(RL)的电流为：从正电源端(VP)流经负载驱动模块(520)再流经负载(RL)再流到负电源端(N)。

图5所示。微处理器(510)从一个输出口(P31)输出的控制信号是脉冲宽度调制信号(PWM)，由脉冲的占空比控制负载(RL)工作。或从一个输出口(P31)输出的控制信号是调频信号，由频率控制负载(RL)工作。或从一个输出口(P31)输出的控制信号是电压模拟量信号，由电压值控制负载(RL)工作。

图6所示。另一根通信与电源线(W)连接隔离二极管(D6)的正极。隔离二极管(D6)的负极连接储能和滤波电容(C1)的一端还连接正电源端(VP)。储能和滤波电容(C1)的另一端连接接负电源端(N)还连接一根通信与电源线(G)。隔离二极管(D6)的作用是隔离储能和滤波电容(C1)旁路从通信与电源线(400)传送来的通信信号。

图6所示。从通信与电源线(400)传送来的通信信号经分压电阻(R1和R2)分压成预定的电平(TTL电平或CMOS电平)后传输到微处理器(510)的一个输入口(P30)。微处理器(510)根据接收到的通信信号中的指令从一个输出口(P31)输出控制信号通过负载驱动模块(520)控制负载(RL)。

从另一根通信与电源线(400-W)传送来的通信信号传输到微处理器(510)的一个输入口(P30)。微处理器(510)根据接收到的通信信号中的指令从一个输出口(P31)输出控制信号控制负载(RL)工作。

图7。至少一个通信电源接收器(500)连接在通信与电源线(400)上。通信电源发送器(100)经由通信与电源线(400)连接第一个通信电源接收器(500)、连接第二个通信电源接收器(500)、连接第n个通信电源接收器(500)。每个通信电源接收器(500)有自己唯一的地址。通信电源发送器(100)能够与指定地址的通信电源接收器(500)通信。

本发明的实施例2：

本说明书中的内容是一个整体，本实施例不再重复其他实施例中的内容。

图8所示。四个MOSFET(Q1、Q2、Q3和Q4)组成全桥式输出电路。当一对MOSFET(Q1和Q4)导通，另一对MOSFET(Q2和Q3)截止时，向通信与电源线(400)输出正向通信信号。直流电源(110)正极电压(VD)通过第一个MOSFET(Q1)施加到另一根通信与电源线(W)。直流电源(110)负极电压(E)通过第四个MOSFET(Q4)施加到一根通信与电源线(G)。微处理器(120)根据要发送的通信信号控制第一个MOSFET(Q1)和第四个MOSFET(Q4)同时导通或同时截止，向通信与电源线(400)输出通信信号。例如，向通信与电源线(400)输出图3中的C图，或图3中的D图所示的通信信号。

图8所示。当一对MOSFET(Q1和Q4)截止，另一对MOSFET(Q2和Q3)导通时，向通信与电源线(400)输出反向(负)电源电压。直流电源(110)的正极电压(VD)通过通信电阻(R1)再通过第三个MOSFET(Q3)施加到一根通信与电源线(G)。直流电源(110)的负极电压(E)通过第二个MOSFET(Q2)施加到另一根通信与电源线(W)。

通信电源接收器(500，图9、图10)使用开关调制的方式在通信电阻(R1)的两端产生二进制数据电压信号。通信电源接收器(500)使用开关调制的方式在通信电阻(R1)的两端产生调频脉冲信号。通信电源接收器(500)使用开关调制的方式在通信电阻(R1)的两端产生开关调制通信信号。

图8所示。微处理器(120)通过一个通信数据输入口(P20)检测通信电阻(R1)两端的电压获取由通信电源接收器(500，图9、图10)发送来的开关调制通信信号。微处理器(120)通过一个通信数据输入口(P20)检测一根通信与电源线(G)上的电压获取由通信电源接收器(500，图9、图10)发送来的开关调制通信信号。

图8所示。通信电阻(R1)一端的电压经由分压电阻(未示出)分压成预定的电平(TTL电平或CMOS电平)后连接微处理器(120)的一个通信数据输入口(P20)。

图8所示。微处理器(120)通过两个输出口(P10，P11)经由一块MOSFET驱动模块(130)控制第一个MOSFET(Q1)和第二个MOSFET(Q2)工作。微处理器(120)通过另两个输出口(P12，P13)经由另一块MOSFET驱动模块(140)控制第三个MOSFET(Q3)和第四个MOSFET(Q4)工作。微处理器(120)通过至少一个输出口与MOSFET驱动模块(130或140)对应的输入口连接。

图8所示。微处理器(120)的第一个输出口(P10)连接第一块MOSFET驱动模块(130)的第一个输入口(HIN)。微处理器(120)的第二个输出口(P11)连接第一块MOSFET驱动模块(130)的第二个输入口(LIN)。第一块MOSFET驱动模块(130)的第一个输出口(HO)连接第一个MOSFET(Q1)的控制极。第一块MOSFET驱动模块(130)的第二个输出口(LO)连接第二个MOSFET(Q2)的控制极。

图8所示。微处理器(120)的第三个输出口(P12)连接第二块MOSFET驱动模块(140)的第一个输入口(HIN)。微处理器(120)的第四个输出口(P13)连接第二块MOSFET驱动模块(140)的第二个输入口(LIN)。第二块MOSFET驱动模块(140)的第一个输出口(HO)连接第三个MOSFET(Q3)的控制极。第二块MOSFET驱动模块(140)的第二个输出口(LO)连接第四个MOSFET(Q4)的控制极。

图8所示。MOSFET驱动模块(130)或MOSFET驱动模块(140)是高端和低端驱动模块。或是半桥式驱动模块。或是全桥驱动模块。

图8所示。第一个MOSFET(Q1)的漏极连接直流电源(110)的正电源端(VD)，源极连接另一根通信与电源线(W)。第二个MOSFET(Q2)的漏极连接另一根通信与电源线(W)，源极连接直流电源(110)的负电源端(E)。

图8所示。第三个MOSFET(Q3)的漏极经由通信电阻(R1)连接直流电源(110)的正电源端(VD)，源极连接一根通信与电源线(G)。第四个MOSFET(Q4)的漏极连接一根通信与电源线(G)，源极连接直流电源(110)的负电源端(E)。

图8所示。当第一个MOSFET(Q1)和第四个MOSFET(Q4)导通时，第二个MOSFET(Q2)和第三个MOSFET(Q3)截止。当第二个MOSFET(Q2)和第三个MOSFET(Q3)导通时，第一个MOSFET(Q1)和第四个MOSFET(Q4)截止。

图9所示。另一根通信与电源线(W)连接第一个整流二极管(D1)的正极，第一个整流二极管(D1)的负极连接正电源端(VP)。另一根通信与电源线(W)连接第二个整流二极管(D2)的负极，第二个整流二极管(D2)的正极连接负电源端(N)。一根通信与电源线(G)连接第三个整流二极管(D3)的负极，第三个整流二极管(D3)的正极连接负电源端(N)。一根通信与电源线(G)连接第四个整流二极管(D4)的正极，第四个整流二极管(D4)的负极连接隔离二极管(D6)的正极，隔离二极管(D6)的负极连接正电源端(VP)。从一根通信与电源线(G)传输来的正电压经由第四个整流二极管(D4)和隔离二极管(D6)传输到正电源端(VP)。储能和滤波电容(C1)的一端连接正电源端(VP)，储能和滤波电容(C1)的另一端连接负电源端(N)。

图9所示。微处理器(510)的一个电平输入口(P32)连接第四个整流管(D4)的负极。微处理器(510)的一个电平输入口(P32)还可以经由分压电阻(未示出)连接第四个整流管(D4)的负极，使得微处理器(510)的一个电平输入口(P32)输入预定的电平(TTL电平或CMOS电平)。

图9所示。当微处理器(510)的一个电平输入口(P32)检测到一根通信与电源线(G)是正电压时，在其开关调制输出口(P33)输出数据控制开关调制MOSFET(Q5)向通信电源发送器(100)发送数据(发送开关调制通信信号)。微处理器(510)的开关调制输出口(P33)连接开关调制MOSFET(Q5)的控制极，开关调制MOSFET(Q5)的漏极连接第四个整流管(D4)的负极。开关调制MOSFET(Q5)的源极连接负电源端(N)。

图9所示。另一根通信与电源线(W)连接通信二极管(D5)的正极，通信二极管(D5)的负极极连接一个分压电阻(R2)的一端，一个分压电阻(R2)的另一端连接另一个分压电阻的一端，另一个分压电阻的另一端连接负电源端(N)。另一个分压电阻(R2)的一端还连接解码器(530)的输入端。解码器(530)的输出端连接微处理器(510)的一个串行数据输入口(RXD)。微处理器(510)的一个输出口(P31)连接负载驱动模块(520)的一个输入口(1)。负载驱动模块(520)的一个输出口(2)连接负载(RL)的一端。负载(RL)的另一端连接负电源端(N)。微处理器(510)根据接收到的串行数据(USART或UART)中的指令从其一个输出口(P31)输出控制信号通过负载驱动模块(520)控制负载(RL)。

负载驱动模块(520)的两个输出口连接负载(RL)的两端。负载驱动模块(520)的输出口连接负载(RL)。

图9所示。隔离二极管(D6)的作用是，隔离开关调制MOSFET(Q5)的漏极产生的开关调制通信信号干扰正电源端(VP)。

图9所示。储能和滤波电容(C1)的作用是维持正电源端(VP)的电压稳定。储能和滤波电容(C1)两端的电压(VP、N)给微处理器(510)供电，给负载驱动模块(520)供电、给解码器(530)供电。储能和滤波电容(C1)两端的电压给负载(RL)供电。

图10所示。通信与电源线(400)传输来的通信信号经第一个整流二极管(D1)和第三个整流二极管(D3)整流后给储能和滤波电容(C1)充电。储能和滤波电容(C1)的电压(VP、N)给微处理器(510)供电，还给负载驱动模块(520)供电。储能和滤波电容(C1)的电压(VP、N)给负载(RL)供电。

图10所示。另一根通信与电源线(W)传输来的通信信号经通信二极管(D5)整流，经分压电阻(D2和D3)分压后传输到微处理器(510)的一个输入口(P30)。微处理器(510)根据接收到的通信信号中的命令从一个输出口(P31)输出控制信号通过负载驱动模块(520)控制负载(RL)工作。另一根通信与电源线(W)传输来的通信信号经通信二极管(D5)整流后传输到微处理器(510)的一个输入口(P30)。微处理器(510)根据接收到的通信信号的命令从一个输出口(P31)控制负载(RL)工作。

图10所示。当通信电源发送器(100)允许通信电源接收器(500)发送数据时，从一根通信与电源线(G)传输来的正电压经第四个整流二极管(D4)施加在开关调制MOSFET(Q5)的漏极。另一根通信与电源线(W)传输来的负电压经第二个二极管(D2)整流后施加在负电源端(N)。当通信电源接收器(500)接收到通信电源发送器(100)发送来的预定指令后向通信电源发送器(100)发送数据。

图10所示。当通信电源接收器(500)向通信电源发送器(100)发送数据时，微处理器(510)在开关调制输出口(P33)输出数据控制开关调制MOSFET(Q5)输出开关调制通信信号。储能和滤波电容(C1)储存的电能维持通信电源接收器(500)工作。储能和滤波电容(C1)还有滤波作用。

通信电源接收器(500)以开关调制方式发送的通信信号可以使用任何一种编码格式。例如，开关调制通信信号是红外光通信编码格式(infraredlightpulse)。

图8、图9、图10所示。开关调制的原理是：微处理器(510)按照要发送的数据控制开关调制MOSFET(Q5)工作在开关状态，使得流经开关调制MOSFET(Q5)漏极的电流在通信电源发送器(100)中的通信电阻(R1)的两端产生开关调制通信信号电压。开关调制通信信号是数字信号。开关调制通信信号是调频信号。

本发明的实施例3：

图11所示。在通信电源发送器(100)中，通信电阻(R1)的一端连接一块微处理器(120)的一个通信数据输入口(P20)还连接另一根通信与电源线(W)。通信电阻(R1)的另一端连接直流电源(110)的正电源端。一块微处理器(120)从一个通信数据输入口(P20)接收由另一块微处理器(510，图12)在通信电阻(R1)两端产生的开关调制通信信号。一块微处理器(120)从一个通信数据输入口(P20)接收由另一块微处理器(510，图12)产生的开关调制通信信号。

图12所示。在通信电源接收器(500)中，另一块微处理器(510)的开关调制输出口(P33)连接开关调制MOSFET(Q5)的控制极。开关调制MOSFET(Q5)的源极接负电源端(N)。开关调制MOSFET(Q5)的漏极连接另一根通信与电源线(W)。隔离二极管(D6)的正极连接另一根通信与电源线(W)。隔离二极管(D6)的负极连接储能和滤波电容(C1)的一端还连接正电源端(VP)。储能和滤波电容(C1)的另一端连接接负电源端(N)还连接一根通信与电源线(G)。隔离二极管(D6)的作用是，隔离开关调制MOSFET(Q5)在另一根通信与电源线(W)上产生的开关调制通信信号干扰正电源端(VP)，防止开关调制通信信号通过正电源端(VP)干扰另一块微处理器(510)。当通信电源接收器(500)要向通信电源发送器(100)发送数据时，微处理器(510)从开关调制输出口(P33)输出通信数据控制开关调制MOSFET(Q5)产生开关调制通信信号电压。

图12所示。另一根通信与电源线(W)连接一个分压电阻(R1)的一端，一个分压电阻(R1)的另一端连接另一个分压电阻(R2)的一端，另一个分压电阻(R2)的一端还连接另一块微处理器(510)的一个输入口(P30)。

本发明的实施例4：

如图13中的方框520是LED驱动模块(520)，相当于图5、图6、图9、图10、图12中的负载驱动模块(520)。LED驱动模块(520)的输入端(DIM)是调光信号(PWM)输入端，相当于负载驱动模块(520)的输入端。微处理器(510)的一个输出口(P31，图5、图6、图9、图10、图12)连接LED驱动模块(520)的输入端(DIM)。图13中的LEDs相当于图5、图6、图9、图10、图12中的负载(RL)。LED驱动模块(520)的输出端(T1)连接LEDs的一端(+)。LEDs的另一端(-)通过电流采样电阻连接负电源端(N)。微处理器(510)的一个输出口(P31)输出脉冲宽度调制信号(PWM)到LED驱动模块(520)的输入端(DIM)。LED驱动模块(520)根据输入的脉冲宽度调制信号(PWM)调节LEDs的亮度。

如图14所示。方框520是LED驱动模块(520)，相当于图5、图6、图9、图10、图12中的负载驱动模块(520)。LED驱动模块(520)的输入端(DIM)是调光信号(PWM)输入端，相当于负载驱动模块(520)的输入端。LED驱动模块(520)中的芯片(521)是开关电源芯片，或是LED驱动芯片。微处理器(510)的一个输出口(P31，图5、图6、图9、图10、图12)连接LED驱动模块(520)的输入端(DIM)。图14中的LEDs相当于图5、图6、图9、图10、图12中的负载(RL)。LED驱动模块(520)的一个输出端(T1)连接LEDs的一端。LED驱动模块(520)的另一个输出端(T2)连接LEDs的另一端。微处理器(510)的一个输出口(P31)向LED驱动模块(520)的输入端(DIM)输出脉冲宽度调制信号(PWM)。LED驱动模块(520)根据输入的脉冲宽度调制信号(PWM)控制LEDs的亮度。

图13、图14。LED驱动模块(520)的正电源端(VP)连接通信电源接收器(500)的正电源端(VP)。LED驱动模块(520)的负电源端(N)连接通信电源接收器(500)的负电源端(N)。

Claims (10)

1.一种通信电源，其特征在于，在通信电源发送器(100)中：

一块微处理器(120)的至少一个输出口(P10)连接MOSFET驱动模块(130)的对应的输入端，MOSFET驱动模块(130)的一个输出端连接一只MOSFET(Q1)的控制极，一只MOSFET(Q1)的漏极连接一根通信与电源线(G)，一只MOSFET(Q1)的源极连接直流电源(110)的负极，另一根通信与电源线(W)连接直流电源(110)的正极；

一块微处理器(120)控制一只MOSFET(Q1)向通信与电源线(400)输出通信信号；

控制信号输入装置(140)与一块微处理器(120)的一个控制信号输入口(P5)连接；

至少一个通信电源接收器(500)通过通信与电源线(400)连接通信电源发送器(100)；

在通信电源接收器(500)中：

一根通信与电源线(W)连接储能和滤波电容(C1)的另一端还连接负电源端(N)；

另一根通信与电源线(W)连接隔离二极管(D6)的正极，隔离二极管(D6)的负极连接储能和滤波电容(C1)的一端还连接正电源端(VP)；

一个分压电阻(R1)的一端连接另一根通信与电源线(W)，一个分压电阻(R1)的另一端连接另一个分压电阻(R2)的一端，另一个分压电阻(R2)的另一端连接一根通信与电源线(G)，另一个分压电阻(R2)的一端还连接另一块微处理器(510)的一个输入口(P30)；

另一块微处理器(510)的一个输出口(P31)连接负载驱动模块(520)的一个输入口，负载驱动模块(520)的输出口连接负载(RL)；

从通信与电源线(400)传输来的通信信号经由另一块微处理器(510)控制负载(RL)；

从通信与电源线(400)来的通信信号给负载(RL)供电，还给本通信电源接收器(500)中的元件供电。

2.如权利要求1所述的通信电源，其特征在于，所述通信信号是任何一种编码格式的二进制数字信号。

3.如权利要求1所述的通信电源，其特征在于，所述通信信号是调频信号。

4.如权利要求1所述的通信电源，其特征在于，所述负载(RL)是灯或LED灯，所述通信电源接收器(500)是灯光控制器。

5.如权利要求1所述的通信电源，其特征在于，所述负载(RL)是传感器，所述通信电源接收器(500)是采样控制器。

6.如权利要求1所述的通信电源，其特征在于，在所述通信电源发送器(100)中，通信电阻(R1)的一端连接所述一块微处理器(120)的一个通信数据输入口(P20)还连接所述另一根通信与电源线(W)，通信电阻(R1)的另一端连接所述直流电源(110)的正极；在所述通信电源接收器(500)中，所述另一块微处理器(510)的开关调制输出口(P33)连接开关调制MOSFET(Q5)的控制极，开关调制MOSFET(Q5)的源极连接负电源端(N)，开关调制MOSFET(Q5)的漏极连接所述另一根通信与电源线(W)；所述一块微处理器(120)从一个通信数据输入口(P20)接收由所述另一块微处理器(510)产生的开关调制通信信号。

7.如权利要求1所述的通信电源，其特征在于，所述一块微处理器(120)通过一组通信线(600)与所述通信电源发送器(100)外部的设备连接。

8.一种通信电源，其特征在于，在通信电源发送器(100)中：

一块微处理器(120)的第一个输出口(P10)连接一块MOSFET驱动模块(130)的一个输入端(HIN)，一块微处理器(120)的第二个输出口(P11)连接一块MOSFET驱动模块(130)的另一个输入端(LIN)，一块微处理器(120)的第三个输出口(P12)连接另一块MOSFET驱动模块(140)的一个输入端(HIN)，一块微处理器(120)的第四个输出口(P13)连接另一块MOSFET驱动模块(140)的另一个输入端(LIN)；

一块MOSFET驱动模块(130)的一个输出端(HO)连接第一只MOSFET(Q1)的控制极，一块MOSFET驱动模块(130)的另一个输出端(LO)连接第二只MOSFET(Q2)的控制极；

另一块MOSFET驱动模块(140)的一个输出端(HO)连接第三只MOSFET(Q3)的控制极，另一块MOSFET驱动模块(140)的另一个输出端(LO)连接第四只MOSFET(Q4)的控制极；

第一只MOSFET(Q1)的漏极连接直流电源(110)的正极，第一只MOSFET(Q1)的源极连接另一根通信与电源线(W)还连接第二只MOSFET(Q2)的漏极，第二只MOSFET(Q2)的源极连接直流电源(110)的负极；

第三只MOSFET(Q3)的漏极连接通信电阻(R1)的一端，通信电阻(R1)的另一端连接直流电源(110)的正极，第三只MOSFET(Q3)的源极连接一根通信与电源线(G)还连接第四只MOSFET(Q4)的漏极，第四只MOSFET(Q4)的源极连接直流电源(110)的负极；

通信电阻(R1)的一端还连接一块微处理器(120)的一个通信数据输入口(P20)；

在发送数据期间，一块微处理器(120)通过一块MOSFET驱动模块(130)和另一块MOSFET驱动模块(140)控制第二个MOSFET(Q2)和第三个MOSFET(Q3)截止，根据要发送的通信信号控制第一个MOSFET(Q1)和第四个MOSFET(Q4)同时导通或同时截止实现向通信与电源线(400)输出通信信号；

在接收数据期间，一块微处理器(120)通过一块MOSFET驱动模块(130)和另一块MOSFET驱动模块(140)控制第一个MOSFET(Q1)和第四个MOSFET(Q4)截止，控制第二个MOSFET(Q2)和第三个MOSFET(Q3)导通向通信与电源线(400)输出反向通信信号电压；

一块微处理器(120)从一个通信数据输入口(P20)接收由通信电源接收器(500)发送来的开关调制的通信信号；

控制信号输入装置(140)与一块微处理器(120)的一个控制信号输入口(P5)连接；

至少一个通信电源接收器(500)通过通信与电源线(400)连接通信电源发送器(100)，在通信电源接收器(500)中：

第一个整流二极管(D1)的正极连接另一根通信与电源线(W)，第一个整流二极管(D1)的负极连接正电源端(VP)，第二个整流二极管(D2)的负极连接另一根通信与电源线(W)，第二个整流二极管(D2)的正极连接负电源端(N)，第三个整流二极管(D3)的负极连接一根通信与电源线(G)，第三个整流二极管(D3)的正极连接负电源端(N)，第四个整流二极管(D4)的正极连接一根通信与电源线(G)，第四个整流二极管(D4)的负极连接开关调制MOSFET(Q5)的漏极；

储能和滤波电容(C1)的一端连接正电源端(VP)，储能和滤波电容(C1)的另一端连接负电源端(N)；

通信二极管(D5)的正极连接另一根通信与电源线(W)，通信二极管(D5)的负极连接一个分压电阻(R2)的一端，一个分压电阻(R2)的另一端连接另一个分压电阻(R3)的一端，另一个分压电阻(R3)的另一端连接负电源端(N)，另一个分压电阻(R3)的一端还连接另一块微处理器(510)的一个输入口(P30)；

另一块微处理器(510)的一个输出口(P31)连接负载驱动模块(520)的一个输入口，负载驱动模块(520)的输出口连接负载(RL)；

从通信与电源线(400)传输来的通信信号经由另一块微处理器(510)控制负载(RL)；

从通信与电源线(400)传输来的通信信号给负载(RL)供电，还给本通信电源接收器(500)中的元件供电；

另一块微处理器(510)的开关调制输出口(P33)连接开关调制MOSFET(Q5)的控制极，开关调制MOSFET(Q5)的源极连接负电源端(N)；

在通信与电源线(400)是反向通信信号电压期间，另一块微处理器(510)按照要发送的数据控制开关调制MOSFET(Q5)使得在通信电源发送器(100)中的通信电阻(R1)的两端产生开关调制通信信号电压。

9.如权利要求1所述的通信电源，其特征在于，所述负载(RL)是灯或LED灯，所述通信电源接收器(500)是灯光控制器。

10.如权利要求1所述的通信电源，其特征在于，所述负载(RL)是传感器，所述通信电源接收器(500)是采样控制器。