JP2016534502A - 照明システムのための電力線通信 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、「照明システムのための電力線通信」と題され、2013年10月24日に出願された米国特許出願No.14/062,496(アトニー管理No.2013P01780US)に関連する、「照明システムのための電力線通信」と題され、2013年10月24日に出願された米国特許出願No.14/062,425の国際出願であり、またそこへの優先権を主張する。これら両出願が、その全体において参照により本明細書に組み込まれる。
先に説明のように、光エンジンと個別の電源又はドライバの間の通信は、専用通信リンクを介して実行され得る。光エンジンとドライバ間の通信を持つことには多数の理由がある。例えば、通信リンクは、輝度及び色設定といった様々なパラメーター設定をドライバから光エンジンへ通信するために用いられ得る。専用通信チャネルは、一般的に追加の制御線で実施され、典型的には双方向ではなく、ドライバから光エンジンへの片道通信が提供される。幾つかの場合、光エンジンは、様々なセンサー出力(例えば、生成光のスペクトル分布を測定するための専用色センサー)を用い、これが光エンジンからドライバへ通信され得る。そのような場合、センサーは、一対のワイヤで電力を受け、1以上の追加のワイヤを通じてドライバにセンサーデータを返信する(communicate back)。専用通信チャネルの使用はドライバと光エンジンの間の通信を実施する適切な方法であるが、追加のワイヤが、追加のワイヤを扱うコネクターの使用を必要とし、組み込み作業のコスト/複雑さを増加する傾向がある。
図1aは、本発明の実施形態に係る双方向電力線通信のために構成された照明システムを概略的に図示する。見て分かるように、この例の構成では、システムは、概して、電源又はドライバ及び光エンジンを含む。ドライバは、定電流源とマイクロコントローラA(μC A)を含み、また光エンジンは、LED列(D11−D1n)、マイクロコントローラB(μC B)、スイッチS、及び変調素子Mを含む。ドライバ及び光エンジンの他の典型的な部品は図示しないが、明らかであろう。
図6aは、本発明の実施形態に係る双方向電力線通信のために構成された照明システムのブロック図を図示する。見て分かるように、システムは、3つの並列な光エンジンとセンサーに動作可能に結合されたドライバを含み、また、ドライバ、光エンジン1〜3、及びセンサーに動作可能に結合した電力線は、本明細書で様々に記述の電力及び通信路の両方を提供する。この例の形態は、例えば、全室又はエリアの照明器具又は設備であり得る。
表1: ドライバ/マスターコマンドの例
表2: スレーブ装置応答の例
開示の電力線通信技術は、更に、ドライバ効率又は光エンジン効率に不利に影響することなく、アナログ及びパルス幅変調(PWM)減光といった複数の減光モードの関連で使用可能である。例えば、アナログ減光の場合、時間連続のLED電流の大きさ(潜在的に幾つかのリップル、例えば、電流の10%のピーク間リップルを有するDC電流)が、この特定の場合、LEDの輝度を変えるために変更される。PWM減光の場合、LED電流は、デューティーサイクルに依存して断続的に流れる。そのような場合、PWM周波数が、看者の目が平均化する、もしくは、パルス化した光束を知覚しないように十分高く設定され、従って、デューティーサイクルが、知覚される輝度を決定する。この開示に照らして理解されるように、減光スキームは、同様に、LED電流、又は他の照明システム部品電流に代えて、モーター電流に影響し得る。より詳細には、ドライバは、有効な減光モードに基づいて変調スキームを変えるようにプログラム、又は構成可能である。そのため、例えば、変調スキームは、ドライバが、アナログ減光(輝度を変えるため、LED電流の大きさが変えられる)からPWM減光に切り替えられる時、周波数変調から位相シフトキーイング(phase shift keying)に変化可能である。そのような場合、光エンジン(又は、電力線に動作可能に結合した他の照明システム部品)は、更に、減光モードの変化を検出し、電力線を介して受け取った変調信号を復号する対応の方法を自動的に用いるように構成可能である。
高電圧インターフェイス
Claims (25)
- 第1光源;
前記第1光源に動作可能に結合した第1変調素子;及び
前記第1変調素子を用いて前記第1変調素子に流れる電流又は前記第1光源に亘る電圧降下の一つを変調するように構成され、第1電力線通信信号を提供する、第1プロセッサーを備える照明システム。 - 前記第1変調素子に流れる電流又は前記第1光源に亘る電圧降下の一つを変調し、前記第1電力線通信信号を提供するように、前記第1プロセッサーにより提供される第1変調制御信号に応答して前記第1変調素子の回路内の存在を制御するように構成された第1スイッチを更に備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1変調素子が前記第1光源に電気的に直列に接続され、前記第1スイッチが前記第1変調素子に電気的に並列に接続され、前記第1光源に亘る電圧降下が、前記第1変調制御信号に応答して変調される、請求項2に記載のシステム。
- 前記第1変調素子が前記第1光源に電気的に並列に接続され、前記第1スイッチが前記第1変調素子に電気的に直列に接続され、前記第1変調素子に流れる電流が前記第1変調制御信号に応答して変調される、請求項2に記載のシステム。
- 前記第1光源に電気的に直列に接続された電流源を更に備える、請求項3に記載のシステム。
- 前記第1変調素子が電流源を備える、請求項3に記載のシステム。
- 前記プロセッサーは、到来する電力線通信信号の受信及び解釈を許容するように、前記第1光源に流れる電流の量又は前記第1光源に亘る電圧降下の量の一つを検出するように更に構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1電力線通信信号が伝送される電力線を介して前記第1光源に電力を供給するように構成された第1電源を更に備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1電源は、前記第1電源により出力される電流又は電圧の一つを変調するように構成された第2プロセッサーを含み、第2電力線通信信号を提供する、請求項8に記載のシステム。
- 前記第2プロセッサーは、第1電力線通信信号の受信及び解釈を許容するように、前記第1光源に亘る電圧降下の量又は前記第1光源及び前記第1変調素子に流れる電流を含む電流の全電流量の一つを検出するように更に構成される、請求項9に記載のシステム。
- 前記第1電源が電圧源を備える、請求項9に記載のシステムであって、
前記電圧源に電気的に直列に接続される第2変調素子;及び
前記電圧源により出力される電圧を変調し、第2電力線通信信号を提供するように、前記第2プロセッサーからの第2変調制御信号に応答して前記第2変調素子の回路内の存在を制御するように構成された第2スイッチを更に備える、システム。 - 前記第1電源が電圧源を備える、請求項9に記載のシステムであって、
前記電圧源に電気的に直列に接続され、前記第2プロセッサーにより提供される第2変調制御信号に応答する第2スイッチを更に備え、前記電圧源により出力される電圧が、前記第2変調制御信号に応答して有効にオン及びオフになる、システム。 - 前記第1プロセッサーは、前記第1電力線通信信号が伝送される電力線から得られる電圧源により電力が供給される、請求項1に記載のシステム。
- 前記電力線上に電力が提供されない時間の間に前記第1プロセッサーに電力を供給するキャパシタを更に備える、請求項13に記載のシステム。
- センサー、第2光源、及び/又は第2電源の少なくとも一つを更に備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1変調素子は、前記第1光源に直列に接続され、前記第1プロセッサーにより提供される第1変調制御信号に応答する電圧源を備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1変調素子は、前記第1光源に並列に接続され、前記第1プロセッサーにより提供される第1変調制御信号に応答する電流源を備える、請求項1に記載のシステム。
- 第1LED列;
第1変調制御信号を提供し、到来する電力線通信信号の受信及び解釈を許容するように、前記第1LED列に流れる電流の量又は前記第1LED列に亘る電圧の量の一つを検出するように構成された第1プロセッサー;
前記第1LED列に動作可能に結合し、前記第1変調制御信号に応答して第1変調素子に流れる電流又は前記第1LED列に亘る電圧降下の一つの変調を生じさせ、外に向かう電力線通信信号を提供するように構成された第1変調素子;
到来する及び外に向かう電力線通信信号が伝送される電力線を介して前記第1LED列への電力を受け取るように構成された第1電源コネクターを備える、照明システム。 - 前記第1LED列に亘る電圧降下を変調し、前記外に向かう電力線通信信号を提供するように、前記第1変調制御信号に応答して前記第1変調素子の回路内の存在を制御するように構成された第1スイッチを更に備え、
前記第1変調素子は、前記第1LED列に電気的に直列に接続され、前記第1スイッチは、前記第1変調素子に電気的に並列に接続される、請求項18に記載のシステム。 - 前記第1変調素子に流れる電流を変調し、前記外に向かう電力線通信信号を提供するように、前記第1変調制御信号に応答して前記第1変調素子の回路内の存在を制御するように構成された第1スイッチを更に備え、
前記第1変調素子は、前記第1LED列に電気的に並列に接続され、前記第1スイッチは、前記第1変調素子に電気的に直列に接続される、請求項18に記載のシステム。 - 前記第1LED列に電気的に直列に接続された電流源を更に備える、請求項20に記載のシステム。
- 前記第1変調素子が電流源を備える、請求項20に記載のシステム。
- 第1電源と第2プロセッサーを更に備え、当該プロセッサーは、第2変調制御信号を用いて前記第1電源により出力された電流又は電圧の一つを変調するように構成され、到来する電力線通信信号を提供し、
前記第2プロセッサーは、前記外に向かう電力線通信信号の受信及び解釈を許容するように、前記第1LED列に亘る電圧降下の量又は前記第1LED列及び前記第1変調素子に流れる電流を含む電流の全量の一つを検出するように更に構成される、請求項18に記載のシステム。 - 前記第1変調素子は、前記第1LED列に直列に接続され、前記第1プロセッサーにより提供される前記第1変調制御信号に応答する電圧源;及び/又は前記第1LED列に並列に接続され、前記第1プロセッサーにより提供される前記第1変調制御信号に応答する電流源の少なくとも一つを備える、請求項18に記載のシステム。
- 1以上のプロセッサーで実行される時、光システムにおいて電力線通信工程の実行を生じさせる指令で符号化された非一時的コンピュータープログラム製品であって、
前記工程は、
変調素子に流れるDC電流又は光源に亘るDC電圧降下の一つを変調し、外に向かう電力線通信信号を提供するように、プロセッサーを介して、光源に動作可能に結合した変調素子を制御するための変調制御信号を提供すること;及び
到来する電力線通信信号の受信及び解釈を許容するように、前記光源に流れるDC電流の量又は前記光源に亘るDC電圧降下の量の一つを、前記プロセッサーを介して検出することを含む、非一時的コンピュータープログラム製品。
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