CN220440967U - 电力载波电路及照明设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电力载波电路及照明设备，涉及电路技术领域，载波器将载波信号调制到第一电源线的交流电中，得到交流电载波控制信号，整流器将第一电源线传输的交流电载波控制信号转换为直流电，得到第一直流电信号；其中，第一耦合器用于滤除交流电载波控制信号中的直流信号和低频信号，保留交流电载波控制信号中的高频信号，得到目标载波信号；目标载波信号和第一直流电信号在第二电源线中进行调制，得到直流电源载波信号；第二耦合器用于从直流电源载波信号中耦合得到目标载波信号，并将目标载波信号传输给照明模块；其中，照明模块通过直流电源载波信号取电，并根据目标载波信号运行。无需四线制传输，能有效减少线材的使用。

Description

电力载波电路及照明设备

技术领域

本实用新型涉及电路技术领域，尤其涉及一种电力载波电路及照明设备。

背景技术

随着技术的不断发展，照明装置在人们生活中已经不可或缺，而除了通过开关简单的控制照明装置的开关之外，现在还可以通过具体的特定信号来控制照明设备的明暗情况，或者定时开关等功能。

而相关技术中，通过此时通过四线制来实现供电及信号传输的功能，四线制包含四根独立的信号线，分别为正极、负极、数据线和地线。在四线制中，正极提供电源或信号的正电压，负极提供电源或信号的负电压，数据线用于传输具体的音频、视频或数据信号，地线用于提供共地参考点以确保信号的准确性和稳定性。而四线制所耗费线材较多，且由于线路过多，发生故障的几率也相对更大，因此，如何更好的实现对于照明装置的控制，已经成为业界亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种电力载波电路及照明设备，用以解决现有技术中四线制所耗费线材较多，且由于线路过多，发生故障的几率也相对更大的缺陷。

本实用新型提供一种电力载波电路，包括：

载波器，所述载波器的输出端与第一电源线连接，所述载波器用于将载波信号调制到所述第一电源线的交流电中，得到交流电载波控制信号；

整流器，所述整流器的输入端连接所述第一电源线，所述整流器用于将所述第一电源线传输的所述交流电载波控制信号转换为直流电，得到第一直流电信号；

第一耦合器，所述第一耦合器的第一端口连接所述第一电源线，所述第一耦合器用于滤除所述交流电载波控制信号中的直流信号和低频信号，保留所述交流电载波控制信号中的高频信号，得到目标载波信号，所述目标载波信号和所述第一直流电信号在第二电源线中进行调制，得到直流电源载波信号；

N个解码照明单元，所述解码照明单元包括通信连接的第二耦合器和照明模块，N为正整数，所述整流器的输出端和所述第一耦合器的第二端口通过所述第二电源线与各所述解码照明单元中的第二耦合器和照明模块连接，其中，所述第二耦合器用于从所述直流电源载波信号中耦合得所述目标载波信号，并将所述目标载波信号传输给所述照明模块，所述照明模块基于所述直流电源载波信号取电，并根据所述目标载波信号运行。

根据本实用新型提供的一种电力载波电路，所述电路还包括：功率放大器，所述功率放大器分别与所述第一耦合器的第二端口和所述第二电源线连接，所述功率放大器用于对所述目标载波信号进行功率放大，然后将功率放大后的所述目标载波信号传输到所述第二电源线。

根据本实用新型提供的一种电力载波电路，所述第一电源线包括：零线和火线，所述第二电源线包括：正线和负线，所述第一耦合器包括：

第一电容、第二电容和第一变压器，所述第一电容分别与所述火线和所述第一变压器的第一端口连接，所述第二电容分别与所述零线和所述第一变压器的第二端口连接；所述第一电容和所述第二电容用于滤除所述交流电载波控制信号中的直流信号，得到第一载波信号，所述第一变压器用于将滤除所述第一载波信号中的低频信号，得到第二载波信号；

第三电容，所述第三电容分别与所述第一变压器的第三端口和所述正线连接，所述第一变压器的第四端口与所述负线连接，所述第三电容用于滤除所述第二载波信号中的直流信号，得到目标载波信号，将所述目标载波信号传输到所述第二电源线。

根据本实用新型提供的一种电力载波电路，所述第二耦合器包括：第四电容和第二变压器，所述第四电容分别与所述正线和所述第二变压器的第一端口连接，所述第二变压器的第二端口与所述负线连接，所述第二变压器的第三端口和第四端口与所述照明模块连接，所述第四电容用于滤除所述直流电源载波信号中的低频信号，所述第二变压器用于从所述直流电源载波信号中耦合得到所述目标载波信号，并将所述目标载波信号传输给所述照明模块。

根据本实用新型提供的一种电力载波电路，所述电路还包括：解码器，所述解码器的第一端口与所述第二变压器的第三端口和第四端口连接，所述解码器的第二端口和所述照明模块通信连接，所述解码器用于将所述目标载波信号解码为脉宽调制信号，并将所述脉宽调制信号传输给所述照明模块。

据本实用新型提供的一种电力载波电路，所述电路还包括：微控制器，所述微控制器分别与所述解码器和所述照明模块通信连接，所述微控制器用于通过所述脉宽调制信号控制所述照明模块的运行。

据本实用新型提供的一种电力载波电路，所述电路还包括：滤波器；所述滤波器分别与所述整流器的输出端和所述第二电源线连接；所述滤波器用于滤除所述第一直流电信号中的高频差模信号。

据本实用新型提供的一种电力载波电路，所述照明模块包括：调光模块和发光单元；所述调光模块分别与所述第二电源线和所述第二耦合器连接，所述调光模块用于根据所述目标载波信号控制所述发光单元的明暗情况。

据本实用新型提供的一种电力载波电路，所述发光单元包括以下至少一项：发光二极管、激光二极管、有机发光二极管等发光单元。

本实用新型还提供一种照明设备，包括上述任一种所述的电力载波电路。

本实用新型提供的电力载波电路及照明设备，通过将载波信号调制到交流电中，得到交流电载波控制信号，该交流电载波控制信号只需要用到仅包括两根线材的第一电源线进行信号传输，后续可以通过第一耦合器对滤除所述交流电载波控制信号中的直流信号和低频信号，保留所述交流电载波控制信号中的高频信号，得到目标载波信号，并且在整流器将交流电载波控制信号转换为直流电后，在仅有两个线材的第二电源线处将第一直流电信号在第二电源线中进行调制，得到直流电源载波信号，该直流电源载波信号能够在实现为照明模块供电的同时，第二耦合器还可以从该直流电源载波信号中耦合得到目标载波信号，从而实现根据该目标载波信号控制照明模块的运行，本实用新型中的电力载波电路能够通过两根线材即可实现供电及信号传输，能够有效减少线材的使用率，并且减少因为线材过多导致的故障风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电力载波电路结构示意图之一；

图2为本实用新型实施例提供的电力载波电路结构示意图之二；

图3为本实用新型实施例提供的电力载波电路结构示意图之三；

图4为本实用新型实施例提供的电力载波电路结构示意图之四；

图5为本实用新型实施例提供的照明设备结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例提供的电力载波电路结构示意图之一，如图1所示，包括：载波器11、第一耦合器12、整流器13、和N个解码照明单元18，解码照明单元18包括第二耦合器14和照明模块15；

所述载波器11的输出端与第一电源线16连接，所述载波器11将载波信号调制到所述第一电源线16的交流电中，得到交流电载波控制信号；

所述第一耦合器12的第一端口和所述整流器13的输入端均与所述第一电源线16连接；

其中，所述整流器13将所述第一电源线16传输的所述交流电载波控制信号转换为直流电，得到第一直流电信号；

其中，所述第一耦合器12用于滤除所述交流电载波控制信号中的直流信号和低频信号，保留所述交流电载波控制信号中的高频信号，得到目标载波信号；

所述第一耦合器12的第二端口和所述整流器13的输出端通过第二电源线17与各个解码照明单元18中的所述第二耦合器14和所述照明模块15连接，所述第二耦合器14与所述照明模块15通信连接；

其中，所述目标载波信号和所述第一直流电信号在所述第二电源线17中进行调制，得到直流电源载波信号；

其中，所述第二耦合器14用于从所述直流电源载波信号中耦合得到所述目标载波信号，并将所述目标载波信号传输给所述照明模块15；

其中，所述照明模块15通过所述直流电源载波信号取电，并根据所述目标载波信号运行。

在本实用新型实施例中，第一电源线具体可以是与交流电源连接，由交流电源为该第一电源线提供交流电，例如交流电源为第一电源线提供220V的交流电，或者110V的交流电。

本实用新型实施例中的载波器可以将用于控制照明设备的载波信号调制到第一电源线的交流电中，此时得到的交流电载波控制信号仍然在第一电源线中传输，但是该交流电载波控制信号即具备交流电的特性，又可以携带载波信号的信息。

在本实用新型实施例中，该交流电载波控制信号会分别被传输到第一耦合器和整流器中，该整流器用于将交流电信号转换为直流电信号。它的主要作用是将交流电源的变动电压转换为稳定的直流电压，以供给电子设备和电路使用。因此，本实用新型中的整流器会将该交流电载波控制信号转换为直流电，得到第一直流电信号。

本实用新型实施例中的第一耦合器具体会滤除交流电载波控制信号中的直流部分，保留交流信号成分，并且还可以进一步滤除信号中的低频成分，将高频信号耦合下来传递下去，得到目标载波信号，然后将目标载波信号传输到第二电源线中。

在本实用新型实施例中，整流器在将第一直流电信号传输到第二电源线，且第一耦合器将目标载波信号传输到第二电源线之后，目标载波信号和第一直流电信号会加载在一起，得到直流电源载波信号，该直流电源载波信号能够进行电源供电，并且也承载了用于控制照明模块的目标载波信号。

本实用新型实施例中，第二电源线可以直接将直流电源载波信号传输给照明模块，从而实现为照明模块进行供电，另一方面，第二耦合器可以有效从直流电源载波信号中耦合得到用于控制照明模块运行的目标载波信号，并将该目标载波信号传输给照明模块，从而实现对于照明模块的运行控制。

在本实用新型实施例中，通过将载波信号调制到交流电中，得到交流电载波控制信号，该交流电载波控制信号只需要用到仅包括两根线材的第一电源线进行信号传输，后续可以通过第一耦合器对滤除所述交流电载波控制信号中的直流信号和低频信号，保留所述交流电载波控制信号中的高频信号，得到目标载波信号，并且在整流器将交流电载波控制信号转换为直流电后，在仅有两个线材的第二电源线处将第一直流电信号在第二电源线中进行调制，得到直流电源载波信号，该直流电源载波信号能够在实现为照明模块供电的同时，第二耦合器还可以从该直流电源载波信号中耦合得到目标载波信号，从而实现根据该目标载波信号控制照明模块的运行，本实用新型中的电力载波电路能够通过两根线材即可实现供电及信号传输，能够有效减少线材的使用率，并且减少因为线材过多导致的故障风险。

可选地，图2为本实用新型实施例提供的电力载波电路结构示意图之二，包括：所述第一电源线16包括：零线161和火线162，所述第二电源线17包括：正线171和负线172，所述第一耦合器12包括：第一电容121、第二电容122、第一变压器123和第三电容124；

其中，所述第一电容121分别与所述火线162和所述第一变压器123的第一端口连接，所述第二电容122分别与所述零线161和所述第一变压器123的第二端口连接；

其中，所述第一电容121和所述第二电容122用于滤除所述交流电载波控制信号中的直流信号，得到第一载波信号，所述第一变压器123用于将滤除所述第一载波信号中的低频信号，得到第二载波信号；

其中，所述第三电容124分别与所述第一变压器123的第三端口和所述正线171连接，所述第一变压器123的第四端口与所述负线172连接；

所述第三电容124用于滤除所述第二载波信号中的直流信号，得到目标载波信号，将所述目标载波信号传输到所述第二电源线17。

具体地，本实用新型实施例中，第一电容和第二电容分别设置在第一电源线的零线和火线上，从而通过第一电容和第二电容滤除的滤除所述交流电载波控制信号中的直流信号，得到第一载波信号，然后第一载波信号会被传输到第一变压器处，第一变压器具体将第一载波信号中的低频成分滤除，然后将高频信号耦合下来，传递下去，并且该第一变压器还可以实现信号的安全隔离，得到第二载波信号。

在一个可选地实施例中，该第一变压器可以为隔离变压器。

本本实用新型实施例中，第一变压器在得到第二载波信号后，可以传输到第三电容中，此时第三电容可以进一步滤除所述第二载波信号中的直流信号，最终得到目标载波信号，并将该目标载波信号传输到第二电源线中。

在本实用新型实施例中，通过该第一耦合器可以有效实现对于滤除所述交流电载波控制信号中的直流信号、低频信号，并保留高频信号，最终得到目标载波信号，同时通过第一耦合器中的第一变压器还能有效实现信号的隔离，有效保证信号的稳定传输。

可选地，所述电路还包括：功率放大器，所述功率放大器分别与所述第一耦合器的第二端口和所述第二电源线连接；

其中，所述功率放大器用于对所述目标载波信号进行功率放大，然后将功率放大后的所述目标载波信号传输到所述第二电源线。

在本实用新型实施例中，由于很多第一电源线中可能还会接入其它设备，导致第一耦合器耦合到的目标载波信号已经在一定程度上存在衰减，不利于后续的信号传输，因此本实用新型实施例中可以进一步设置一个与第一耦合器连接的功率放大器。

本实用新型实施例中，第一耦合器在输出目标载波信号后，首先经过该功率放大器进行放大后，才会输入到第二电源线中。

在本实用新型实施例中，通过功率放大器，有效避免了目标载波信号衰减的问题，保证信号的有效传输。

可选地，所述电路还包括：滤波器；所述滤波器分别与所述整流器的输出端和所述第二电源线连接；

其中，所述滤波器用于滤除所述第一直流电信号中的高频差模信号。

在本实用新型实施例中，在整流器将交流电载波控制信号转换为直流电，得到第一直流电信号后，为了提升直流电信号的质量，可以进一步通过滤波器将第一直流电信号中的高频差模信号进行滤除，从而能够有效避免直流电中的高频信号干扰目标载波信号中的控制信号成分，使得直流电源载波信号满足后续解码过程中的无串扰和低衰减要求。

在本实用新型实施例中，通过滤波器能够有效滤除所述第一直流电信号中的高频差模信号，从而有效保证避免直流电信号中的高频信号对于目标载波信号的干扰。

可选地，图3为本实用新型实施例提供的电力载波电路结构示意图之三，如图3所示，所述第二耦合器14包括：第四电容141和第二变压器142；

其中，所述第四电容141分别与所述正线171和所述第二变压器142的第一端口连接，所述第二变压器142的第二端口与所述负线172连接，所述第二变压器142的第三端口和第四端口与所述照明模块15连接；

其中，所述第四电容141用于滤除所述直流电源载波信号中的低频信号，所述第二变压器142用于从所述直流电源载波信号中耦合得到所述目标载波信号，并将所述目标载波信号传输给所述照明模块15。

在本实用新型实施例中，该第四电容可以用于滤除目标载波信号中的低频成分，保留目标载波信号中的高频成分，并且将过滤后的目标载波信号传输给第二变压器进行处理。

在另一方面，该第四电容也可以有效避免第一变压器的第一端口和第二端口直接与正线和负线连接的情况下导致的短路。

在本实用新型实施例中，第二变压器可以直流电源载波信号中耦合得到目标载波信号，然后在将目标载波信号传输给照明模块，从而使得照明模块能够通过第二电源线实现供电的情况下，还能同时获取用于控制照明的目标载波信号。

可选地，所述电路还包括：解码器，所述解码器的第一端口与所述第二变压器的第三端口和第四端口连接，所述解码器的第二端口和所述照明模块通信连接；

所述解码器用于将所述目标载波信号解码为脉宽调制信号，并将所述脉宽调制信号传输给所述照明模块。

在本实用新型实施例中，解码器具体可以是指将第二变压器传输的目标载波信号解码为脉宽调制信号，通过脉宽调制信号可以更便捷的实现对于照明模块的控制。

可选地，所述电路还包括：微控制器，所述微控制器分别与所述解码器和所述照明模块通信连接；

其中，所述微控制器用于通过所述脉宽调制信号控制所述照明模块的运行。

在本实用新型实施例中，该微控制器与解码器之间存在接收通讯和发送通讯，解码器可以将解码后的脉宽调制信号发送到微处理器中，该微处理器可以根据执行命令，通过该脉冲调制信号控制照明模块的运行，例如控制照明模块的亮度调制等等。

在一个可选地实施例中，该微控制器所执行的控制功能均是已有的控制功能，本实用新型实施例并不对此进行限定。

在本实用新型实施例中，通过解码器和控制器，能够有效将目标载波信号转换为便于处理的脉宽调制信号，并且通过微控制器可以有效根据该脉宽调制信号实现对于照明模块的照明控制。

可选地，所述照明模块包括：调光模块和发光单元；所述调光模块分别与所述第二电源线和所述第二耦合器连接；

其中，所述调光模块用于根据所述目标载波信号控制所述发光单元的明暗情况。

本实用新型实施例中，调光模块具体可以是用于根据目标载波信号控制所述发光单元的明暗情况的模块，其具体可以是控制发光单元变亮或者变暗，还可以是控制发光单元定时开启，或者定时关闭。

在一个可选地实施例中，调光模块还会将第二电源线传输的直流电源载波信号传输给发光单元，从而为该发光单元供电。

在一个可选地实施例中，该发光单元具体可以是发光二极管、激光二极管、有机发光二极管等发光单元。

在一个可选地实施例中，图4为本实用新型实施例提供的电力载波电路结构示意图之四，如图4所示，控制信号的耦合路径，具体可以是通过总线取样耦合到总线之后，由各个支路进行控制信息的耦合取样。

在一些可选地实施例中，图5为本实用新型实施例提供的照明设备结构示意图，如图5所示，该照明设备中包括上述实施例中所描述的电力载波电路，关于电力载波电路的具体内容可以参照上述实施例，此处不再赘述。

可选地，在一个可选地实施例中，电力载波电路中的第一电源线和第二电源线具体可以是安装在磁吸轨道中，从而实现磁吸供电的电源线，该电子载波电路的具体内容可以参照上述实施例，此处不再赘述。

进一步，在本实用新型提供的照明设备中，由于具备如上所述电力载波电路，因此同样具备如上所述的各种优势

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电力载波电路，其特征在于，包括：

载波器，所述载波器的输出端与第一电源线连接，所述载波器用于将载波信号调制到所述第一电源线的交流电中，得到交流电载波控制信号；

整流器，所述整流器的输入端连接所述第一电源线，所述整流器用于将所述第一电源线传输的所述交流电载波控制信号转换为直流电，得到第一直流电信号；

第一耦合器，所述第一耦合器的第一端口连接所述第一电源线，所述第一耦合器用于滤除所述交流电载波控制信号中的直流信号和低频信号，保留所述交流电载波控制信号中的高频信号，得到目标载波信号，所述目标载波信号和所述第一直流电信号在第二电源线中进行调制，得到直流电源载波信号；

N个解码照明单元，所述解码照明单元包括通信连接的第二耦合器和照明模块，N为正整数，所述整流器的输出端和所述第一耦合器的第二端口通过所述第二电源线与各所述解码照明单元中的第二耦合器和照明模块连接，其中，所述第二耦合器用于从所述直流电源载波信号中耦合得所述目标载波信号，并将所述目标载波信号传输给所述照明模块，所述照明模块基于所述直流电源载波信号取电，并根据所述目标载波信号运行。

2.根据权利要求1所述的电力载波电路，其特征在于，所述电路还包括：功率放大器，所述功率放大器分别与所述第一耦合器的第二端口和所述第二电源线连接，所述功率放大器用于对所述目标载波信号进行功率放大，然后将功率放大后的所述目标载波信号传输到所述第二电源线。

3.根据权利要求1或2所述的电力载波电路，其特征在于，所述第一电源线包括：零线和火线，所述第二电源线包括：正线和负线，所述第一耦合器包括：

第一电容、第二电容和第一变压器，所述第一电容分别与所述火线和所述第一变压器的第一端口连接，所述第二电容分别与所述零线和所述第一变压器的第二端口连接；所述第一电容和所述第二电容用于滤除所述交流电载波控制信号中的直流信号，得到第一载波信号，所述第一变压器用于将滤除所述第一载波信号中的低频信号，得到第二载波信号；

第三电容，所述第三电容分别与所述第一变压器的第三端口和所述正线连接，所述第一变压器的第四端口与所述负线连接，所述第三电容用于滤除所述第二载波信号中的直流信号，得到目标载波信号，将所述目标载波信号传输到所述第二电源线。

4.根据权利要求3所述的电力载波电路，其特征在于，所述第二耦合器包括：第四电容和第二变压器，所述第四电容分别与所述正线和所述第二变压器的第一端口连接，所述第二变压器的第二端口与所述负线连接，所述第二变压器的第三端口和第四端口与所述照明模块连接，所述第四电容用于滤除所述直流电源载波信号中的低频信号，所述第二变压器用于从所述直流电源载波信号中耦合得到所述目标载波信号，并将所述目标载波信号传输给所述照明模块。

5.根据权利要求4所述的电力载波电路，其特征在于，所述电路还包括：解码器，所述解码器的第一端口与所述第二变压器的第三端口和第四端口连接，所述解码器的第二端口和所述照明模块通信连接，所述解码器用于将所述目标载波信号解码为脉宽调制信号，并将所述脉宽调制信号传输给所述照明模块。

6.根据权利要求5所述的电力载波电路，其特征在于，所述电路还包括：微控制器，所述微控制器分别与所述解码器和所述照明模块通信连接，所述微控制器用于通过所述脉宽调制信号控制所述照明模块的运行。

7.根据权利要求1或2所述的电力载波电路，其特征在于，所述电路还包括：滤波器；所述滤波器分别与所述整流器的输出端和所述第二电源线连接；所述滤波器用于滤除所述第一直流电信号中的高频差模信号。

8.根据权利要求1或2所述的电力载波电路，其特征在于，所述照明模块包括：调光模块和发光单元；所述调光模块分别与所述第二电源线和所述第二耦合器连接，所述调光模块用于根据所述目标载波信号控制所述发光单元的明暗情况。

9.根据权利要求8所述的电力载波电路，其特征在于，所述发光单元包括以下至少一项：发光二极管、激光二极管、有机发光二极管。

10.一种照明设备，其特征在于，包括上述权利要求1至9任一项所述的电力载波电路。