CN106664121A - 基于电力线的通信装置 - Google Patents

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金正律
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Abstract

本发明涉及一种基于电力线的通信装置，可通过电力线收发控制信息数据，还提供了一种通过该通信装置控制的LED照明系统。LED照明装置包括：通过电力线接入商业电源的一个以上的控制装置、通过电力线接入各控制装置的一个以上的LED照明装置、与控制装置通信的管理装置；控制装置和LED照明装置通过电力线实现数据的收发，由控制装置至LED照明装置的数据通信通过广播方法实现，由LED照明装置至控制装置的数据通信通过轮询方法实现。

Description

基于电力线的通信装置
技术领域
本发明涉及基于电力线的可用于数据收发的通信装置，主要适用于控制LED（发光二极管）照明系统。
背景技术
近年来，LED（发光二极管）广泛应用于照明设备或照明系统中。与传统的日光灯、白炽灯或卤钨灯相比，LED照明设备最显著的优点是能耗低、使用寿命长。现阶段，几乎所有家庭或建筑物均采用了照明设备，通常由高压交流电源驱动。而LED照明设备则通常由PN结构构成，并由直流低压电源驱动。
关于照明设备的适用性问题，由于LED照明设施需要在现有的布线条件下使用，即直接在交流电电源上使用，为此通常需要为LED照明设备配备整流装置或其他的驱动装置。为解决在交流电源中使用LED的问题而采用了LED驱动装置。但是，由于LED驱动装置价格昂贵，导致LED照明装置单价高，致使其无法被推广使用。
LED照明设备具有易于调光（或称调光控制）的显著优势。LED照明设备可通过调光控制多种不同的照明环境，从而进一步降低了能耗。调光控制是通过调节LED或者LED模块电源的供电量实现的。LED的驱动通常采用驱动构件驱动LED模块或LED照明装置。LED和LED模块的驱动可采用PWM（脉宽调制器)调光控制驱动电源的负载（duty）。驱动构件采用有线或无线的方式接收由外部其他通信构件提供控制数据，并根据该控制数据进行调光。
通常，实现无线通信需采用多个价格高昂的部件，进而导致LED照明设备的制造、使用及维护成本升高；而有线通信需要另外的通信线路，从而增加了照明装置的安装难度。而在既有的布线基础上安装LED照明装置尤为困难。
韩国专利KR10-1142106（专利名称：可组调光的恒定电流转换器），公开了一种采用LED组调光装置改变LED照明装置输入电压的方法。其中，LED模块的供电电源为220V、210V、200V或190V等。LED端的转换器可根据外部电源电压适当地调整接入LED电源的数量，即控制调光。
但在驱动构件中，控制构件与转换器之间不进行通信，而是通过外部的驱动电源的电压进行调光控制。因此，无法保证LED照明设备稳定地运行，无法实现多样的驱动控制，即无法实现多样的调光控制。
此外，韩国专利KR10-0261512（专利名称：双向电力通信的远程控制方法）以及韩国专利KR10-0473526（专利名称：基于电力线的远程控制装置），公开了采用电力线进行双向通信的方法以及可远程控制电源装置的结构。但是，该控制装置存在结构过于复杂、制造成本高等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题
本发明的其中一个目的是提供一种结构简单、便于管理的基于电力线的双向通信装置，从根本上解决了上述问题。
本发明的另一个目的是提供一种采用上述通信装置的LED照明系统。
解决技术问题所采用的技术手段
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
该基于电力线的通信装置，其技术要点是，包括：
设置在电力线上的第一控制构件，设置在负载上的第二控制构件；
第一控制构件和第二控制构件之间通过电力线收发数据；
第一控制构件基于传送至第二控制构件的数据，通过电力线改变负载电源一个周期的有效电压值；
第二控制构件基于传送至第一控制构件的数据，通过电力线改变负载电源的电流电平至一个周期内第一区间的对应值。
作为优选的，所述第一区间为电源电流的零交叉点之前的0.5ms区间。
作为优选的，所述第一区间为电源电流从零交叉点开始上升的0.5ms区间。
另一方面，本发明还提供了另外一种基于电力线的通信装置，其技术要点是，包括：
设置在电力线上的第一控制构件，设置在负载上的第二控制构件；
第一控制构件和第二控制构件之间通过电力线收发数据；
第一控制构件基于传送至第二控制构件的数据，通过电力线改变负载电源的电压电平至一个周期内第一区间的对应值。
作为优选的，所述第二控制构件基于传送至第一控制构件的数据，通过电力线改变负载电源的电流电平至一个周期内第二区间的对应值。
作为优选的，所述第一区间为电源电压从零交叉点开始上升的0.5ms区间。
作为优选的，所述第一区间为电源电压从零交叉点开始下降的0.5ms区间。
作为优选的，所述第一区间为电源电流的零交叉点之前的0.5ms区间。
作为优选的，所述第一区间为电源电流的零交叉点之后的0.5ms区间。
又一方面，本发明还提供了又一种基于电力线的通信装置，其技术要点是，包括：
设置在电力线上的控制装置，设置在负载上的负载控制装置；
控制装置和负载控制装置之间通过电力线收发数据；
控制装置包括设置在电力线上的用于检测电压变化的第一电压检测构件、设置在电力线上的用于改变负载电源电压的实际电压的电压设定构件、用于控制电压设定构件动作的第一控制构件；
第一控制构件基于传送至负载控制装置的数据值，驱动电压设定构件改变负载电源电压的有效电压；
负载控制装置包括设置在电力线上的用于检测电源电压变化的第二电压检测构件、以控制装置传送来的检出电压数据为基础判断电源电压的有效值的第二电压检测构件。
作为优选的，所述控制装置每个周期传送一位数据。
作为优选的，所述第一控制构件根据第一电压检测构件检出电压判断电源电压的零交叉点，在电源电压零交叉点，通过电压设定构件改变电源电压的有效电压。
作为优选的，所述负载控制装置包括用于驱动负载的输入电源的电源构件；
电源构件通过电力线在负载电源一个周期的第一区间切断负载电源的电源电流；
负载控制装置还包括在第一区间内产生电流脉冲的脉冲发生构件；
第二控制构件基于传送至控制装置的数据值驱动驱动脉冲发生构件；
控制装置还包括用于检测电源电流的电流检测构件，在第一区间内，第一控制构件通过检测电流脉冲接收负载控制装置所发送的数据。
作为优选的，所述第一区间为电源电流零交叉点前的0.5ms区间。
作为优选的，所述第一区间为电源电流零交叉点后的0.5ms区间。
作为优选的，所述控制装置包括与外部通信的通信构件。
再一方面，本发明还提供了一种基于电力线的通信装置，其技术要点是，包括：设置在电力线上的控制装置，设置在负载上的负载控制装置；
控制装置和负载控制装置之间通过电力线收发数据；
控制装置包括设置在电力线上的用于检测电压变化的第一电压检测构件、设置在电力线上的用于切断负载电压的电压切断构件、用于控制电压切断构件动作的第一控制构件；
第一控制构件基于传送至负载控制构件的数据值选择性地驱动电压切断构件；
负载控制装置包括设置在电力线上的用于检测电压变化的第二电压检测构件、用于接收控制装置基于第二电压检测构件检出电压所发数据的第二控制构件。
作为优选的，所述控制装置在电源电压一个周期的第一区间选择性地驱动电压切断构件。
作为优选的，所述第一区间为电源电压从零交叉点开始上升的0.5ms区间。
作为优选的，所述第一区间为电源电流从零交叉点开始下降的0.5ms区间。
作为优选的，所述控制装置选择性地驱动电源切断构件，在第一区间内电源电压从零交叉点开始上升，在第二区间内电源电流零交叉点开始下降。
作为优选的，所述负载控制装置包括用于驱动负载的输入电源的电源构件；
电源构件通过电力线在负载电源一个周期的第三或第四区间切断负载电源的电源电流；
负载控制装置还包括在第三或第四区间内产生电流脉冲的脉冲发生构件；
第二控制构件基于传送至控制装置的数据值驱动驱动脉冲发生构件；
控制装置还包括用于检测电源电流的电流检测构件，在第三或第四区间内，第一控制构件通过检测电流脉冲接收负载控制装置所发送的数据。
作为优选的，所述第三区间为电源电流零交叉点后的0.5ms区间。
作为优选的，所述第四区间为电源电流零交叉点前的0.5ms区间。
作为优选的，所述控制装置包括与外部通信的通信构件。
此外，本发明还提供了一种LED照明系统，其技术要点是，包括：
通过电力线接入商业电源的一个以上的控制装置、通过电力线接入各控制装置的一个以上的LED照明装置、与控制装置通信的管理装置；
控制装置和LED照明装置通过电力线收发数据；
由控制装置至LED照明装置的数据通信通过广播方法实现，由LED照明装置至控制装置的数据通信通过轮询方法实现。
作为优选的，所述LED照明装置包括一个以上的组ID，控制装置通过组ID向LED照明装置传送调光数据。
本发明的有益效果
LED照明系统包括设置在电力线500上的由控制装置200与LED照明装置300构成的照明系统。因此，采用现有的照明系统的布线即可实现本发明的技术方案。此外，该照明系统中，用户可通过管理装置400对全部的LED照明装置300实现非常稳定地调光控制，极大简化了管理过程。综上所述、本发明具有极高的市场应用前景。
附图说明
图1为本发明基本概念原理示意图；
图2和图3为下行链路数据传送方法的原理示意图；
图4为上行链路数据传送方法的原理示意图；
图5为图1中控制装置10的第一种结构示意图；
图6为图5中电压设定构件15的电路结构示意图；
图7为图1中控制装置10的第二种结构示意图；
图8为图7中电源切断构件71的电路结构示意图；
图9为图1中负载控制构件20的结构示意图；
图10为本发明其中一种LED照明装置的结构示意图；
图11为本发明LED照明装置的系统结构示意图；
图12为图11中控制装置20与LED照明装置300之间其中一种数据传送与接收方法的原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过具体实施例详细说明本发明的内容。但是，以下实施例仅为本发明的最优实施方式而并非穷举，并不限制权利要求保护范围。本领域普通技术人员在本发明构思启示下进行的不具有创造性的修改方式仍属于本发明的保护范围内。
图1为本发明基本概念原理示意图。如图1所示，负载2通过电力线3与商业电源1电性连接。若具有多个负载2，则各负载2并联在电力线3上。控制装置10设置在商业电源1的其中一端。负载2上设有用于控制负载2动作的控制构件20。控制构件20通过电力线与控制装置10相连。
控制装置10可包括供管理者使用的用户界面或其他管理装置，通过有线或无线通信构件实现通信。控制装置10生成用于控制负载2动作的控制数据，随后通过电力线3将该控制数据传送至负载控制构件20。当负载控制构件20收到来自电力线3的控制数据时，驱动负载2动作。
此外，负载控制构件20生成合适的相应数据（如确认数据等），随后通过电力线将其传送至控制装置10。其中，传送数据的上行链路并非必要，而是可选择地应用在其中。
对于由控制装置10至负载控制装置20的下行链路数据的传送方法，可采用以下两种方法：
第一种方法：根据传送至负载2的数据为“0”还是为“1”，一个周期内负载电源电压的最大电压值或有效电压值被设定为不同值。
第二种方法：将负载电源2一个周期内的一定区间作为数据区间，根据传送至负载2的数据为“0”或“1”，而选择性地将该数据区间的电源电压设为低电平（Level），如设为“0”。
图2为采用第一种方法时，负载2电源电压的波形示意图。图2b为第一电源电压D1和第二电源电压D2的示意图。
在第一电源电压D1和第二电源电压D2的周期与相位均相同情况下，最大值或有效电压值被设定为不同值。第一电源电压D1的最大值设为220V，第二电源电压D2设为200V，即第一电源电压D1与第二电源电压D2最大值的差值V0为20V。（约为第一电源电压D1最大值的10%）当然实际应用中，第一电源电压D1和第二电源电压D2的最大值并不限于特定值。另外，考虑到有效电压值，由于第一电压D1为交流电220V，第二电压D2为交流电200V，第一电源电压D1的电压有效值约为311V，第二电源电压D2的有效值约为283V。
如图1所示，该方法中，如果在无数据传送的状态即闲置状态时（以下称空闲状态），控制装置10提供给负载2第一电源电压D1，则在控制装置10向负载2发送数据时，以第二电源电压D2为数据“1”，以第一电源电压D1为数据“0”；如果在空闲状态下，控制装置10提供给负载2第二电源电压D2，则在控制装置10向负载2发送数据时，以第一电源电压为数据“1”，第二电源电压D2为数据“0”。
图2b为控制装置10供给负载2的电源电压波形的示意图，当第一电源电压D1为数据“1”，第二电源电压D2为数据“0”时，控制装置10向负载2发送控制数据“10110”。
通常情况下，在上述方法中，电源在每个周期传送一位（bit）数据。如果在电源的一个周期内存在多个最大值或电压有效值时，则电源在每个周期可发送多个数据。上述的第二种方法，即，设定电源一个周期内的一定区间为数据区间的方法。优先选择用于传送数据的合适的数据区间，数据区间可在如图3a中所示的区间内任意设定，如以电源电压从零交叉点开始上升段作为A区间，以电源电压从零交叉点开始下降端作为Ｂ区间。
图3b为采用A区间传送一位数据，即传送数据“0”或“1”的情况下，负载2的供电电源的电压波形示意图。图3b为第三电源电压D3与第四电源电压D4的示意图。第三电源电压D3与通常的电源电压相同。对此，在时间周期和相位上，第四电源电压D4与第三电源电压D3相同，而在一个电源周期的一定区间内电源电压从零交叉点开始上升，即数据区间T1为低电平，如设定为“0”电平。此时，将零交叉点后的0.5ms设定为数据区间T1。数据区间T1的长度也可根据实际情况进行适当的变化。
在数据区间T1中，根据传送至负载2的数据为“0”或“1”，将电压电平选择性地设为“0”电平。如果空闲状态下，图1中的控制装置10提供给负载2第三电源电压D3，则在控制装置10向负载2发送数据时，以第四电源电压D4为数据“1”，以第三电源电压D3为数据“0”。
与图2b同理，图3c为控制装置10向负载2发送控制数据“10110”时，电源电压波形的示意图。
图3d为采用B区间传送一位数据，即传送数据“0”或“1”的情况下，负载2的供电电源的电压波形示意图。即电源电压零交叉点下降的区间。图3d为第五电源电压D5与第六电源电压D6的示意图。第五电源电压D5与通常的电源电压相同。对此，在时间周期和相位上，第六电源电压D6与第五电源电压D5相同，而在一个电源周期的一定区间内电源电压从零交叉点开始下降，即数据区间T2为低电平，如设定为“0”电平。此时，将零交叉点后的0.5ms设定为数据区间T2。数据区间T2的长度也可根据实际情况进行适当的变化。
在数据区间T2中，根据传送至负载2的数据为“0”或“1”， 将电压电平选择性地设为“0”电平。如果空闲状态下，图1中的控制装置10提供给负载2第五电源电压D5，则在控制装置10向负载2发送数据时，以第六电源电压D6为数据“1”，以第五电源电压D5为数据“0”。
图3c根据本发明的一个实施例，为控制装置10向负载2发送控制数据“10110”时，电源电压波形的示意图。
在本发明的另一个实施例中，数据“1”和“0”通过图3a中的A区间和B区间分别传送。例如，如果在闲置状态控制装置10供给负载2正常电源电压，则在向负载2发送数据时，当传送数据“1”时，电源电压的A区间作为数据“1”，当传送数据“0”时，电源电压的B区间作为数据“0”。
图3f，根据本发明的一个实施例，为控制装置10向负载2发送控制数据“10110”时，电源电压波形的示意图。
在该情况下，可采用如下方法：当传送数据“1”时，B区间设为“0”电平，当传送数据“0”时，A区间设为“0”电平。
在如上所述图3的方法中，已经说明了电源电压每个周期传送一位数据的情况。也可采用下述方法在电源电压的每个周期通过向A区间和B区间分别传送一位数据的方法传送两位数据。
以下，将对负载2端的负载控制构件20至控制装置10上行链路的数据传送方法作进一步描述。
图1中，由连接至负载2端的商用电源1作为驱动电源。此时，为了将驱动电流供给负载2，负载2需与商业电源1电性结合。如果负载2驱动电力线开放，则商业电源1与负载2之间的电性电性结合接触，则由商业电源1供给至负载2的驱动电流切断。
本发明中，负载控制构件20通过通断控制装置10与负载控制构件20之间的驱动电流的方法向控制装置10传送数据。此时，驱动电流通断的区间在控制装置10与负载控制构件20之间预先确定。在下述实施例中，由负载控制构件20传递至控制装置10数据的上行链路数据区间被设定为电源电压一个周期内的特定区间。作为优选的，可选用由电源电压零交叉点开始下降的0.5ms区间。
这样，上行链路数据区间被设定为电源电压从零交叉点开始下降的区间，以避免控制装置10以第二种方法向负载控制构件20同时传送下行链路数据与上行链路数据时，下行链路数据区间T1、T2与上行链路数据区间重叠。如果基于第一种方法，通过控制装置10向负载控制构件20传送控制数据，则图3中的数据区间T1和T2可被用作上行链路数据区间。
并且，在这种情况下，下行链路数据传送与上行链路数据传送设为不同的电源电压，图3中数据区间T1和T2可用作上行链路数据的区间。
优先使用上行链路数据区间的数据传送方法，下行链路数据传送方法相同，基于负载控制构件20至控制装置10传送的数据为“0”或“1”，上行链路数据区间的电流值可选的设为低电平，如“0”电平。
并且，如图4a所示的优选方案中，在上行链路数据区间T3中，负载2驱动电流的电流值设定为“0”电平，如图4b所示，根据负载控制构件20传送至控制装置10的数据为“0”或“1”，在上行链路数据区间T3插入电流脉冲P。
图4c为，当把上行链路数据区间T3插入脉冲P定义数据“1”，负载控制构件20向控制装置时10响应数据“10110”时，由商业电源1至负载2的驱动电流波形示意图。
另外，在本发明的其他实施例中，如图4d所示上行链路区间T4为1ms区间，包括从电源电压从零交叉点第一方向下降的0.5ms区间以及从零交叉点第二个方向上升的0.5ms区间。由控制装置10稳定地识别负载控制构件20传送的数据。
如图4a~图4d所示的实施例中，从电源电压零交叉点开始下降的区间设为上行链路数据区间。因此，电源一周期的数据传送量为一位。在本发明的另一个实施例中，如图4e所示的上行链路数据区间包括电源电流从零交叉点第一方向开始下降的区间T3以及电源电压从零交叉点第一方向上升的T5区间。在本实施例中，电源电流每周期通过两个区间传送数据，因此每周期数据传送量为两位。
以下对数据收发装置的数据收发方法作进一步说明。为方便说明，采用图2中的第一种方法以及图3b和图3c中的第二种方法，实现下行链路数据的传送；采用图4b和图4c中的方法，实现上行链路数据的传送。
图5为本发明第一个实施例中控制装置10的结构示意图。根据图2a和2b的第一种方法，每个周期供给负载2的电源有效电压值设为不同值，即“0”or“1”。
控制装置10可选择的设置通信构件11，通信构件11为可供管理者使用的用户界面或通过有线、无线的通信构件与其他的管理装置通信。当收到来自通信构件11的控制指令，通过控制构件12与负载2数据通信，并由负载控制构件20驱动负载2。控制构件12可采用微处理器。
如图5所示，电压检测构件13、电流检测构件14以及电压设定构件15与电力线3相连。电压检测构件13检测负载2的电源电压，并供给至控制构件12。负载2的电源电压最大值为220V，而控制构件12无法直接检测电源电压的变化。电压检测构件13（图中未详细描述）包括电阻分压器电路，可将商业电源1的5V分压输入至控制构件12。根据电压检测构件13所检测输入电压的变化，控制构件12可判定零交叉点、下行链路的数据区间与上行链路的数据区间。
电流检测构件14用于接收由负载控制构件20传送至控制装置10的上行链路数据。电流检测构件14包括设置在电力线3上的变流器、变流器输出电流的整流电路（如桥式整流电路）、与整流电路输出端相连的电阻分压器电路。电流检测构件14通过电力线3向负载2输入与电流值对应的电压电平。由于电流检测构件14无需采用特定的结构，图略。
电压设定构件15用于向负载控制构件20传送数据。根据控制构件12的闸控信号，电压设定构件15改变负载2的电源电压。
图6为电压设定构件15其中一种结构的电路图。如图6所示，电压设定构件15包括设置在电力线3一端的一次线圈151，设置在电力线3一端的二次线圈152，二次线圈152可通过开关构件15与电力线3的其他端。优选的，开关构件53包括双向可控硅。
在图6的结构中，当双向可控硅153关闭时，二次线圈152对电力线3呈开放状态，V1和V2设为相同的数值。同理，当双向可控硅153开启时，二次线圈152与电力线3电性结合。在这种情况下，当一次线圈151的圈数为N1，二次线圈的圈数为N2，V2可通过公式（1）得到。
公式（1）：V2=V1*N1/N2。
该实施例中，当双向可控硅153开启时，通过设定合适的N2和N1，如将V2设为小于10%的V1。
图5中，当基于通信构件11向负载2传送控制数据时，控制构件12根据数据值输出适当的闸控信号G1，使电压设定构件15的双向可控硅153开启/关闭。作为优选的，双向可控硅153的开启/关闭在电源电压零交叉时刻进行。And, 控制构件12检测与图4中的上行链路数据区间T3相对应的来自于电流检测构件14的输入电压，并判定该上行链路数据是否来自于负载2。控制装置10通过上述过程实现负载2的数据收发。
图7为本发明实施例2中控制装置10的结构框图。以下结合图7详细说明图3a和图3b所示的第二种方法中的控制装置10的构成。以负载2电源一个周期内的特定区间作为数据区间，根据传送至负载2的数据“0”或“1”，数据区间的电源电压可设为低电平“0”。图7与图5的结构基本相同，不再进行详细说明。
图7的控制装置10包括用于替代电压设定构件15的电源切断构件71。设置在电力线3上的电源切断构件71根据控制构件72的闸控信号G2和G3，切断负载2电源电压。当向负载2传送数据时，控制构件72向电源切断构件71发送与图3中下行链路T1数据区间相对应的闸控信号G2和G3。
图8为电源切断构件71的其中一种电路结构示意图。用于切断电力线3的第一开关构件，可采用串联在电力线3一端的双向可控硅711，第二开关构件，可采用并联在电力线3一端的继电器开关712。并且，双向可控硅711及继电器开关712由闸控信号G2和G3控制开启/关闭。
上述结构中，当无数据传送至负载2时（空闲状态下），控制构件72将继电器开关712设定为开启（ON）状态，将双向可控硅711设定为关闭（OFF）状态。在这种情况下，作为驱动电源的商业电源1通过继电器开关712为负载2供电。
另一方面，当向负载2传送数据时，控制构件72发送闸控信号G3，双向可控硅711设定为开启（ON）状态，继电器开关712设定为关闭（OFF）状态。在这种情况下，作为驱动电源的商业电源1通过双向可控硅711为负载2供电。
并且， 控制构件72通过电力线3向负载2传送控制数据，实现与图3中下行链路数据区间T1相对应的双向可控硅711的开启/关闭。当数据传送完成时，控制构件72控制继电器开关712开启，控制双向可控硅711关闭， 使电源切断构件71处于空闲状态。其他动作，如负载2的数据接收等动作与图5中的动作实质相同。
图9为负载2的其中一种负载控制构件20的结构示意图。通常情况下，整流构件21、开关电源(SMPS)22设置在负载2上。仅在开关电源22采用如图4a所示的结构时，切断在上行链路数据区间T3内一次线圈（图中未示出）的电流，从而将商业电源1至负载2的驱动电流设为“0”。
图9中，作为优选的，整流构件21的前端通过电力线3与电压检测构件23相连。电压检测构件23包括设置在电力线3上的电阻R1和电阻R2、设置在电阻R1和R2耦合节点之间的电阻R3、信号地线。电阻R1和电阻R2耦合节点，可与控制构件25的模拟输入端相连。电压检测构件23（与图5中的电压检测构件13结构相似）将来源于电力线的商业电源1，转换至5V以下的分压，并向控制构件25供电。电压检测构件23设置在整流构件21的前端的目的为：负载2在使用状态下，使电压检测构件23所检出的电压变化最小。
并且，电力线3上设有脉冲发生构件24。脉冲发生构件24，可采用包括电阻R4、串联在电力线3和信号地线之间的MOS晶体管241。
控制构件25可采用微处理器。基于电压检测构件23检测到的检出电压的变化，控制构件25能够识别出商业电源的零交叉点、下行链路数据区间和上行链路数据区间。进一步的，基于电压检测构件23的输入电压，控制构件25能够识别来自控制装置10的控制数据。
控制构件25由程序控制，控制构件25根据控制装置10的构成编译合适的控制软件。当图5所示的控制构件25与控制装置10协同动作时，控制构件25辨别电力线3所输入的电压为图2a中的第一电源电压D1，还是第二电源电压D2。在这种情况下，控制构件25通过检测一个周期内电源电压最大值的方法或者通过计算一个周期内电源电压有效值的方法辨别电源电压的大小。如上所述， 当第一电源电压D1为交流电220V，第二电源电压D2为交流电200V时，第一电源电压D1的有效电压约为311V，第二电压D2的有效电压约为283V。
当图7所示的控制构件25与控制装置10协同动作时，控制构件25辨别电力线3所输入的电压为图3a中的第三电源电压D3，还是第四电源电压D4。在这种情况下，控制构件25对来自电压检测构件23的输入电压取样，如可在下行链路数据区间T1内间隔100微秒(μs) 取样，以辨别此时的电源电压为第三电源电压D3还是第四电源电压D4。
并且，当传送数据至控制装置10时，在图4中的上行链路数据区间T3，控制构件25通过控制脉冲发生构件24的MOS晶体管241产生电流脉冲P，如产生0.2ms的脉冲。当电流检测构件14检测到图5和图7所示的电流脉冲P后，将其输入到控制装置10的控制构件12中。
图10为图9中用于LED照明装置的负载控制构件20其中一种结构的示意图。图10与图9的内容基本相同，故不再详细说明。
图10中，LED模块26的其中一端与开关电源22的电压输出端子Vout端子相连，LED模块26的另一端通过用于切断LED模块26驱动电流的晶体管28、用于检测LED模块26驱动电流的电阻R5与信号地线相连。
图10中的附图标记29为LED模块26的LED驱动装置。LED驱动装置29的GD端子与栅晶体管28相连，LED驱动装置29的CS端子与晶体管28、电阻R5的连接节点相连。
当收到来自控制装置10用于调光控制LED照明装置的控制数据时，控制构件通过电压检测单元23接收控制数据，随后生成用于LED驱动装置29调光控制的脉宽调制信号（以下称PWM信号）。LED驱动装置29数-模转换（以下称D/A转换）的方式通过调光控制DIM端子改变PWM信号，然后产生与PWM信号相对应的基准电压。LED驱动装置29通过控制晶体管28的开启/关闭，使通过CS端子输入的电压与参考电压相同，从而有效控制LED模块26的驱动电流。LED驱动装置29为开关电源22设定合适的反馈电压（以下称VF），从而控制开关电源22的输出，使其与当时的调光水平相匹配。
此外，控制构件25驱动脉冲发生构件24向控制装置10发送响应信号。
图11为本发明LED照明装置的系统结构框图。多个控制装置200-1~200-n通过电力线500与商业电源100相连。多个LED照明装置3001-1~3001-n ， 300N-1~300N-n通过电力线500与控制装置200-1~200-n相连。
控制装置200与图5或图7中的控制装置10结构实质相同。LED照明装置300与图10中所示的结构相同。
管理装置400主要用于管理者。 管理装置400与控制装置200之间进行数据通信。管理者可通过管理装置400控制照明装置300。
LED照明装置300 分为固有ID和组ID。如果存在多个ID，则LED照明装置300的调光控制通过组ID实现。在这种情况下，采用组ID（Group ID）的LED照明装置300可实现不同的照明效果。
当管理者通过管理装置400进行调光控制时，相应的控制指令被传送至控制装置200，则控制装置200生成与控制指令相应的控制数据，随后通过电力线500传送控制数据。控制数据的传送可通过广播的方法实现，若采用该方法，则需要引入个人或组ID，以定义相应数据的传递地址。
图12为控制装置200与LED照明装置300之间收发数据的其中一种数据格式示意图。如图12所示，收发的数据格式可采用：一位的起始位、四位的数据位以及一位的格式帧位，四位的数据位为重复位。
LED照明装置300通过电力线500需要向控制装置100返回响应数据的情况下。如上所述，响应数据返回通过切断由控制装置200至LED照明装置300的电源电压的方式实现。而当多个ED照明装置300同时回传响应数据时，为避免发生数据冲突，由LED照明装置300至控制装置200的上行链路数据的传送以轮询的方式实现。
当所有LED照明装置300收到被传送的控制数据，并返回响应数据时，控制装置100完成对管理装置400控制指令的相应。在必要的情况下，控制装置200可向管理装置400传送响应数据，以报告控制指令执行完成。
通过设置在电力线500上的控制装置200与LED照明装置300即可构成上述的LED照明系统。因此，即使采用现有的照明用布线，LED照明系统也很容易实现。并且，在上述系统中，可通过管理装置400实现对地整个LED照明装置300稳定地调光控制，极大方便了管理者的日常工作。
本文仅通过可预料到的最佳实施方式阐明了本发明的内容，但是，本领域普通技术人员可在本发明构思的基础上，在无需创造性劳动的前提下进行修改，这种修改仍应包含在本发明权利要求的保护范围内。
工业上应用的可能性
通过设置在电力线上的控制装置与LED照明装置即可构成上述的LED照明系统。因此，即使采用现有的照明用布线，LED照明系统也很容易实现。另外，在上述系统中，可通过管理装置实现对地整个照明装置稳定地调光控制，极大方便了管理者的日常工作。

Claims (27)

1.一种基于电力线的通信装置，其特征在于，包括：
设置在电力线上的第一控制构件，设置在负载上的第二控制构件；
第一控制构件和第二控制构件之间通过电力线收发数据；
第一控制构件基于传送至第二控制构件的数据，通过电力线改变负载电源一个周期的有效电压值；
第二控制构件基于传送至第一控制构件的数据，通过电力线改变负载电源的电流电平至一个周期内第一区间的对应值。
2.根据权利要求1所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述第一区间为电源电流的零交叉点之前的0.5ms区间。
3.根据权利要求1所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述第一区间为电源电流从零交叉点开始上升的0.5ms区间。
4.一种基于电力线的通信装置，其特征在于，包括：
设置在电力线上的第一控制构件，设置在负载上的第二控制构件；
第一控制构件和第二控制构件之间通过电力线收发数据；
第一控制构件基于传送至第二控制构件的数据，通过电力线改变负载电源的电压电平至一个周期内第一区间的对应值。
5.根据权利要求4所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述第二控制构件基于传送至第一控制构件的数据，通过电力线改变负载电源的电流电平至一个周期内第二区间的对应值。
6.根据权利要求4所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述第一区间为电源电压从零交叉点开始上升的0.5ms区间。
7.根据权利要求4所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述第一区间为电源电压从零交叉点开始下降的0.5ms区间。
8.根据权利要求5所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述第一区间为电源电流的零交叉点之前的0.5ms区间。
9.根据权利要求5所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述第一区间为电源电流的零交叉点之后的0.5ms区间。
10.一种基于电力线的通信装置，其特征在于，包括：
设置在电力线上的控制装置，设置在负载上的负载控制装置；
控制装置和负载控制装置之间通过电力线收发数据；
控制装置包括设置在电力线上的用于检测电压变化的第一电压检测构件、设置在电力线上的用于改变负载电源电压的实际电压的电压设定构件、用于控制电压设定构件动作的第一控制构件；
第一控制构件基于传送至负载控制装置的数据值，驱动电压设定构件改变负载电源电压的有效电压；
负载控制装置包括设置在电力线上的用于检测电源电压变化的第二电压检测构件、以控制装置传送来的检出电压数据为基础判断电源电压的有效值的第二电压检测构件。
11.根据权利要求10所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述控制装置每个周期传送一位数据。
12.根据权利要求10所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述第一控制构件根据第一电压检测构件检出电压判断电源电压的零交叉点，在电源电压零交叉点，通过电压设定构件改变电源电压的有效电压。
13.根据权利要求10所述基于电力线的通信装置，其特征在于：
所述负载控制装置包括用于驱动负载的输入电源的电源构件；
电源构件通过电力线在负载电源一个周期的第一区间切断负载电源的电源电流；
负载控制装置还包括在第一区间内产生电流脉冲的脉冲发生构件；
第二控制构件基于传送至控制装置的数据值驱动驱动脉冲发生构件；
控制装置还包括用于检测电源电流的电流检测构件，在第一区间内，第一控制构件通过检测电流脉冲接收负载控制装置所发送的数据。
14.根据权利要求13所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述第一区间为电源电流零交叉点前的0.5ms区间。
15.根据权利要求13所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述第一区间为电源电流零交叉点后的0.5ms区间。
16.根据权利要求10所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述控制装置包括与外部通信的通信构件。
17.一种基于电力线的通信装置，其特征在于，包括：
设置在电力线上的控制装置，设置在负载上的负载控制装置；
控制装置和负载控制装置之间通过电力线收发数据；
控制装置包括设置在电力线上的用于检测电压变化的第一电压检测构件、设置在电力线上的用于切断负载电压的电压切断构件、用于控制电压切断构件动作的第一控制构件；
第一控制构件基于传送至负载控制构件的数据值选择性地驱动电压切断构件；
负载控制装置包括设置在电力线上的用于检测电压变化的第二电压检测构件、用于接收控制装置基于第二电压检测构件检出电压所发数据的第二控制构件。
18.根据权利要求17所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述控制装置在电源电压一个周期的第一区间选择性地驱动电压切断构件。
19.根据权利要求18所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述第一区间为电源电压从零交叉点开始上升的0.5ms区间。
20.根据权利要求18所述所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述第一区间为电源电流从零交叉点开始下降的0.5ms区间。
21.根据权利要求17所述所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述控制装置选择性地驱动电源切断构件，在第一区间内电源电压从零交叉点开始上升，在第二区间内电源电流零交叉点开始下降。
22.根据权利要求17所述所述基于电力线的通信装置，其特征在于：
所述负载控制装置包括用于驱动负载的输入电源的电源构件；
电源构件通过电力线在负载电源一个周期的第三或第四区间切断负载电源的电源电流；
负载控制装置还包括在第三或第四区间内产生电流脉冲的脉冲发生构件；
第二控制构件基于传送至控制装置的数据值驱动驱动脉冲发生构件；
控制装置还包括用于检测电源电流的电流检测构件，在第三或第四区间内，第一控制构件通过检测电流脉冲接收负载控制装置所发送的数据。
23.根据权利要求22所述所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述第三区间为电源电流零交叉点后的0.5ms区间。
24.根据权利要求22所述所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述第四区间为电源电流零交叉点前的0.5ms区间。
25.根据权利要求17所述所述基于电力线的通信装置，其特征在于：所述控制装置包括与外部通信的通信构件。
26.一种LED照明系统，其特征在于，包括：
通过电力线接入商业电源的一个以上的控制装置、通过电力线接入各控制装置的一个以上的LED照明装置、与控制装置通信的管理装置；
控制装置和LED照明装置通过电力线收发数据；
由控制装置至LED照明装置的数据通信通过广播方法实现，由LED照明装置至控制装置的数据通信通过轮询方法实现。
27.根据权利要求20所述LED照明系统，其特征在于：所述LED照明装置包括一个以上的组ID，控制装置通过组ID向LED照明装置传送调光数据。
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