JP6178858B2 - 通信プロトコルを用いた三相電力システムを介する通信のための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般的には、三相電力システムに接続された装置の制御を対象とする。より具体的には、本明細書が開示する様々な発明的方法及び装置は、照明器具等の装置に給電する三相電力システムを介して伝送される通信プロトコルを用いて照明器具を制御することに関する。

照明器具の１つ以上の側面を制御するための制御信号を受信可能な照明器具が設計されている。例えば、一部の照明器具は、このような照明器具の調光レベルを少なくとも選択的に指示し得る制御信号を受信する。

このような制御信号を伝送するための１つの既存のソリューションは、コントローラから照明器具に延びる１つ以上のスタンドアローン制御線を使用する。この場合、データパケットは制御線を介して送信され、照明器具を制御する。データパケット及び通信は、ＤＭＸ又はＤＡＬＩ等の通信プロトコルに従い得る。このようなソリューションの実施は、１つ以上の欠点を有し得る。例えば、このようなソリューションは１つ以上の別々の導線の設置を要求し、街灯等の特定の用途には適さないおそれがある配線長及び／又は配線方法に関する制限を伴う。

他の既存のソリューションは、新たな導線を設置することなくかかる制御信号の伝送を可能にする。例えば、一部のソリューションは、無線制御信号又は電力線を介する通信（ＰＬＣ）を使用する。しかし、このようなソリューションの実施は１つ以上の欠点を有し得る。例えば、このようなソリューションは、各照明器具に特定のハードウェアモデム及び／又は無線機が設けられることを要求する。このような特定の機器は、しばしば非常に高コストであり、且つ／又は、既存の照明器具又は照明器具を支持する街灯柱に容易に取り付けられない場合がある。また、例えば、新たな導線を設置することなくかかる制御信号の伝送を可能にする他のソリューションは、三相電力システム設備に適合不能である等の１つ以上の欠点を有し得る。

したがって、当該技術分野には、照明器具に給電する三相電力システムを介して伝送される通信プロトコルを用いて三相電力システムに接続された装置を制御するための方法及び装置を提供するニーズが存在する。

本開示は、照明器具等の装置に給電する電力線を介して伝送される通信プロトコルを用いて照明器具を制御することに関する発明的方法及び装置を対象とする。一部の実施形態では、このような通信のために商用ＡＣ電力の振幅変調が使用される。例えば、一部の実施形態では、データは、三相電力システムに電気接続されたトランスの切り替えにより、三相電力システムを介して伝送される。任意で、単一のトランスを使用して、三相電力システムの第１の位相線に結合された少なくとも１つの装置に、三相電力システムの第２の位相線に結合された少なくとも１つの装置に、及び／又は三相電力システムの第３の位相線に結合された少なくとも１つの装置にデータを伝送してもよい。また、例えば一部の実施形態では、データは照明器具において、符号化電圧を受け取り、電圧の複数の部分的な又は完全な正弦サイクルの電圧レベルを比較して入力データパケットを決定することにより、受け取られる。照明器具の１つ以上の側面が受け取られたデータに基づき制御され得る。任意で、一部の実施形態では、通信プロトコルは一方向通信プロトコルであり得る。また、任意で、一部の実施形態では、通信プロトコルは追加で又は代替的に、照明器具ではないデバイスを制御するために使用され得る。

一般的に、一側面では、三相電力システムに結合された単一のトランスの操作により、三相電力システムを介して照明器具ネットワークにデータパケットを伝送する方法であって、照明器具ネットワークの１つ以上の照明器具の適切な照明器具設定を示すデータに基づく照明器具データパケットを特定するステップと、複数のサイクル期間の間、三相電力システムに電気接続された単一のトランスを切り替えるステップであって、三相電力システムは第１の位相線、第２の位相線、第３の位相線、及び中性線を含む、ステップとを含む方法が提供される。単一のトランスを切り替えるステップは、第１の位相線と中性線との間、第２の位相線と中性線との間、及び第３の位相線と中性線との間のそれぞれで測定可能な電圧降下及び電圧上昇のうちの１つを引き起こす。単一のトランスを切り替えるステップは、電圧降下及び電圧上昇のうちの少なくとも１つがデータパケットに対応するよう、データパケットに対応して実行される。

一部の実施形態では、トランスを切り替えるステップは、サイクル期間の第１のセットの間は第１の位相で起こり、サイクル期間の第２のセットの間は第２の位相で起こる。これらの実施形態の一部のバージョンでは、第１の位相及び第２の位相は、約１２０°の位相差を有する。一部の実施形態では、トランスを切り替えるステップは、サイクル期間の第３のセットの間は第３の位相で起こり、第２の位相及び第３の位相は、約１２０°の位相差を有する。

一部の実施形態では、トランスは、三相電力システムの中性線と直列接続する。

一部の実施形態では、トランスは、第１の位相線と直列接続する第１の二次巻線と、第２の位相線と直列接続する第２の二次巻線と、第３の位相線と直列接続する第３の二次巻線とを含む。

一部の実施形態では、トランスを流れる電流の和は実質的にゼロであり、三相電力システムは実質的に平衡する。

一部の実施形態では、適切な照明器具設定を示すデータは、メモリ内に記憶される。

一部の実施形態では、適切な照明器具設定を示すデータは、少なくとも１つのセンサから受け取られたデータに基づく。

一部の実施形態では、電圧降下及び電圧上昇のうちの少なくとも１つは４ボルト未満である。

一部の実施形態では、サイクル期間は半正弦サイクル期間からなる。

一般的に、他の側面において、三相電力システムを介して伝送されるデータパケット情報を決定し、データパケット情報に基づき照明器具を制御する方法であって、第１のコントローラにおいて、三相電力システムの第１の位相線及び中性線を介して第１の入力電力波形を受け取るステップと、第１のコントローラにおいて、第１の入力電力波形の複数の第１の正弦サイクル期間の電圧レベルを比較するステップと、第１のコントローラにおいて、第１の正弦サイクル期間のうちいずれが減少した電圧レベルを有し、いずれが減少していない電圧レベルを有するかに基づき、入力データパケットを決定するステップと、第１のコントローラにより、第１の入力電力波形を介して受け取られた入力データパケットに基づき第１の照明器具の少なくとも１つの側面を制御するステップであって、第１の照明器具は第１の入力電力波形によって給電される、ステップと、第２のコントローラにおいて、三相電力システムの第２の位相線及び中性線を介して第２の入力電力波形を受け取るステップと、第２のコントローラにおいて、第２の入力電力波形の複数の第２の正弦サイクル期間の電圧レベルを比較するステップであって、第２の入力電力波形の第２の正弦サイクル期間を受け取るステップは、第１の入力電力波形の第１の正弦サイクル期間を受け取るステップと時間において重なる、ステップとを含み、第２の正弦サイクル期間内の減少した電圧レベルと減少していない電圧レベルとの間の差は、第１の正弦サイクル期間内の減少した電圧レベルと減少していない電圧レベルとの間の差の約半分である、方法が提供される。

一部の実施形態では、第２の正弦サイクル期間内の減少した電圧レベルと減少していない電圧レベルとの間の差は、２ボルト未満である。

一部の実施形態では、第１の照明器具及び第２の照明器具の調光レベルが入力データパケットに基づいて制御される。

一部の実施形態では、正弦サイクル期間は半正弦サイクルを含む。

一部の実施形態では、方法は更に、第１のコントローラにおいて、第１の入力電力波形の複数の追加第１の正弦サイクル期間の電圧レベルを比較するステップと、第２のコントローラにおいて、第２の入力電力波形の複数の追加第２の正弦サイクル期間の電圧レベルを比較するステップであって、第２の入力電力波形の追加第２の正弦サイクル期間を受け取るステップは、時間において第１の入力電力波形の追加第１の正弦サイクル期間を受け取るステップと重なる、ステップと、第２のコントローラにおいて、追加第２の正弦サイクル期間のうちいずれが減少した電圧レベルを有し、いずれが減少していない電圧レベルを有するかに基づき、入力データパケットを決定するステップと、第２のコントローラにより、第２の入力電力波形を介して受け取られた入力データパケットに基づき第２の照明器具の少なくとも１つの側面を制御するステップであって、第２の照明器具は第２の入力電力波形によって給電される、ステップとを含み、追加第１の正弦サイクル期間内の減少した電圧レベルと減少していない電圧レベルとの間の差は、追加第２の正弦サイクル期間内の減少した電圧レベルと減少していない電圧レベルとの間の差の約半分である。

一部の実施形態では、方法は、第２のコントローラにおいて、第２の正弦サイクル期間のうちいずれが減少した電圧レベルを有し、いずれが減少していない電圧レベルを有するかに基づき入力データパケットを決定するステップと、第２のコントローラにより、第２の入力電力波形を介して受け取られた入力データパケットに基づき、第２の照明器具の少なくとも１つの側面を制御するステップとを更に含み、第２の照明器具は第２の入力電力波形によって給電される。

一般的に、他の側面において、単一のトランスを三相電力システムの少なくとも１つのラインに電気接続するステップを含む、三相電力システム内に通信システムを実装する方法であって、三相電力システムは中性線及び３本の位相線を含み、３本の位相線のうちの少なくとも１つの位相線は照明器具ネットワークに給電し、単一のトランスは、情報データパケットに対応して、複数の正弦サイクル期間の間、三相電力システムの３本の位相線のそれぞれに関して認識可能な電圧変化を選択的に引き起こす、方法が提供される。

一部の実施形態では、方法は、照明器具ネットワークの少なくとも１つの照明器具内の安定器のコントローラ内にソフトウェアを実装するステップであって、安定器は１つの位相線及び中性線に結合される、ステップを更に含み、コントローラは、１つの位相線及び中性線を介して電圧を監視し、ソフトウェアは、正弦サイクル期間のうちいずれが電圧変化を有するかに基づき入力データパケットを決定し、コントローラは、入力データパケットに基づき、照明器具の１つ以上の側面を制御する。

一部の実施形態では、単一のトランスは、三相電力システムの中性線と直列接続する。

一部の実施形態では、単一のトランスは、第１の位相線と直列接続する第１の二次巻線と、第２の位相線と直列接続する第２の二次巻線と、第３の位相線と直列接続する第３の二次巻線とを含む。

本開示の目的で本明細書において使用される場合、「発光ダイオード」又は「ＬＥＤ」との用語は、任意のエレクトロルミネセンスダイオード、又は、電気信号に呼応して放射を発生できる、その他のタイプのキャリア注入／接合ベースシステム（carrier injection/junction-based system）を含むものと理解すべきである。

「光源」との用語は、次に限定されないが、ＬＥＤベース光源（上記に定義した１つ以上のＬＥＤを含む）、白熱光源（例えばフィラメント電灯、ハロゲン電灯）、蛍光光源、りん光性光源、高輝度放電光源（例えばナトリウム蒸気ランプ、水銀蒸気ランプ及びメタルハライドランプ）、レーザー、その他のタイプのエレクトロルミネセンス源、パイロルミネセンス源（例えば火炎）、キャンドルルミネセンス源（例えばガスマントル光源、カーボンアーク放射光源）、フォトルミネセンス源（例えばガス状放電光源）、電子飽和（electronic satiation）を使用する陰極発光源（cathode luminescent source）、ガルバノルミネセンス源、結晶発光（crystallo-luminescent）源、キネルミネセンス（kine-luminescent）源、熱ルミネセンス源、摩擦ルミネセンス（triboluminescent）源、音ルミネセンス（sonoluminescent）源、放射ルミネセンス（radioluminescent）源、及び発光ポリマー（luminescent polymers）を含む、様々な放射源のうちの任意の１つ以上を指すと理解すべきである。

「照明器具」との用語は、本明細書では、特定の形状因子、アセンブリ又はパッケージの１つ以上の照明ユニットの実施態様又は配置を指すために使用される。「照明ユニット」との用語は、本明細書では、同じ又は異なるタイプの１つ以上の光源を含む装置を指して使用される。所与の照明ユニットは、様々な光源の取付け配置、筐体／ハウジング配置及び形状、並びに／又は、電気及び機械的接続構成の何れか１つを有してもよい。更に、所与の照明ユニットは、光源の動作に関連する様々な他の構成要素（例えば制御回路）に任意選択的に関連付けられてもよい（例えば含む、結合される、及び／又は一緒にパッケージされる）。

本明細書において、用語「コントローラ」は、概して、１つ以上の光源の動作に関連する様々な装置を表すために使用される。本明細書で論じられる様々な機能を実行するために、コントローラは多数の方法で実装され得る（例えば、専用ハードウェアによって等）。「プロセッサ」は、本明細書で論じられる様々な機能を実行するためにソフトウェア（例えば、マイクロコード）を使用してプログラミンされ得る１つ以上のマイクロプロセッサを使用するコントローラの一例である。コントローラは、プロセッサを使用して又は使用せずに実装され、また、一部の機能を実行するための専用ハードウェアと他の機能を実行するためのプロセッサとの組み合わせ（例えば、１つ以上のプログラミングされたマイクロプロセッサ及び付随する回路）として実装されてもよい。本開示の多様な実施形態において使用され得るコントローラ部品の例は、限定はされないが、従来のマイクロプロセッサ、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）、及びＦＰＧＡ（field-programmable gate array）を含む。

多様な実装形態において、プロセッサ又はコントローラは１つ以上の記憶媒体（本明細書では通常「メモリ」と呼ばれ、例えばＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク、光学ディスク、磁気テープ等の揮発性及び非揮発性コンピュータメモリ）に関連付けられ得る。一部の実装形態において、記憶媒体は、１つ以上のプロセッサ及び／又はコントローラ上で実行されると、本明細書で説明される機能のうちの少なくとも一部を実行する１つ以上のプログラムによって符号化され得る。様々な記憶媒体がプロセッサ若しくはコントローラ内に固定され、又は移動可能でもよく、記憶媒体上に記憶された１つ以上のプログラムがプロセッサ若しくはコントローラにロードされて、本明細書に説明される本発明の多様な側面を実行してもよい。本明細書において、用語「プログラム」又は「コンピュータプログラム」は広義の意味で使用され、１つ以上のプロセッサ又はコントローラをプログラミングするために用いることができるあらゆる種類のコンピュータコード（例えば、ソフトウェア又はマイクロコード）を指す。

「アドレス指定可能」という用語は、本明細書では、自身を含む複数の装置に宛てられた情報（例えばデータ）を受信し、自らを対象とする特定の情報に選択的に応答するように構成される装置（例えば全般的な光源、照明ユニットや照明器具、１つ又は複数の光源若しくは照明ユニットに関連するコントローラやプロセッサ、他の照明に関係しない装置等）を指すために使われる。「アドレス指定可能」という用語は、複数の装置が何らかの通信媒体によって共に結合されるネットワーク化された環境（又は以下で更に論じられる「ネットワーク」）に関してしばしば使われる。

あるネットワークの実装形態では、ネットワークに結合される１つ又は複数の装置が、そのネットワークに結合される１つ又は複数の他の装置用のコントローラの役割を（例えばマスタ／スレーブの関係で）果たし得る。別の実装形態では、ネットワーク化された環境が、ネットワークに結合される装置の１つ又は複数を制御するように構成される１つ又は複数の専用コントローラを含み得る。概して、ネットワークに結合される複数の装置は通信媒体上にあるデータにそれぞれアクセスすることができるが、例えば割り当てられる１つ又は複数の特定の識別子（例えば「アドレス」）に基づきネットワークと選択的にデータをやり取りする（すなわちデータを送受信する）ように構成されるという点で、所与の装置を「アドレス指定可能」としても良い。

本明細書で使用するとき、「ネットワーク」という用語は、ネットワークに結合される２台以上の任意の装置間及び／又は複数の装置間の（例えば装置制御、データ記憶、データ交換等のための）情報の搬送を助ける、２台以上の装置（コントローラやプロセッサを含む）の任意の相互接続を指す。容易に理解されるように、複数の装置を相互接続するのに適したネットワークの様々な実装形態は、多岐にわたるネットワークトポロジの何れかを含むことができ、多岐にわたる通信プロトコルの何れを使用しても良い。更に、本開示による様々なネットワークでは、２台の装置間の任意の１つの接続が２つのシステム間の専用接続、又は非専用接続に相当し得る。２台の装置を対象とした情報を運ぶことに加え、かかる非専用接続は必ずしも２台の装置の何れも対象としない情報を運ぶこともある（例えばオープンネットワーク接続）。

上記概念、及び下記において詳細に説明される他の概念の組み合わせの全てが（かかる概念が互いに矛盾しないことを前提として）、本明細書が開示する発明的主題の一部として考えられることを理解されたい。特に、本開示の末尾に示す特許請求の主題のあらゆる組み合わせが、本開示の主題の一部として考えられる。また、本明細書で明確に使用され、また参照によって組み込まれる開示内にも現れ得る用語は、本開示が開示する特定の概念と最も調和する意味を与えられるべきであると理解されたい。

図中、同様な参照符号は通常、異なる図を通して同じ部分又は部品を指す。また、図面は必ずしも縮尺通りではなく、通常、本発明の原理を説明することに重点が置かれる。

図１は、三相電力システムの中性線と直列して配置された単一の通信トランスの概略図を示す。通信トランス及び三相電力システムは、３つの異なる照明器具グループに給電する。 図２は、３つの別々の二次巻線を有し、各二次巻線が三相電力システムの１本の位相線と直列に配置される単一の通信トランスの概略図を示す。通信トランス及び三相電力システムは、３つの異なる照明器具グループに給電する。 図３は、三相電力システムの１つのサイクルの電圧及び電流対時間を示す。 図４は、サイクルの一部にわたる三相電力システムの単一の位相線の第１及び第２の電圧正弦波形を示す。 図５は、トランスの操作によるデータパケット伝送の一実施形態を示す。 図６は、三相電力システムに電気接続された単一のトランスの切り替えの位相シフトの一実施形態を示す。 図７は、入力電力波形を分析し、入力電力波形の分析に基づいてデータパケット情報を決定することの一実施形態を示す。 図８は、図１又は図２の照明器具グループの照明器具のうちの１つ以上に含まれ得る照明器具の一実施形態を示す。

照明器具の１つ以上の特徴を制御するための制御信号を使用する照明器具制御システムが設計されている。例えば、一部の照明器具は、コントローラから照明器具に延びる１つ以上のスタンドアローン制御線を介して伝送される生成されたデータパケットを受信可能である。この場合、照明器具を制御するためにデータパケットは制御線を介して送信される。データパケット及び通信は、ＤＭＸ又はＤＡＬＩ等の通信プロトコルに従い得る。しかし、このようなソリューションは別々の導線の設置を要求し、街灯等の特定の用途には適さないおそれがある配線構成に関する制限を伴う。他の既存のソリューションは、新たな導線を設置することなくかかる制御信号の伝送を可能にする。しかし、このようなソリューションは１つ以上の欠点を有し、例えば、各照明器具に特定のハードウェアモデム及び／又は無線機が設けられることを要求する等し、これはしばしばあまりに高コストで、且つ／又は、既存の照明器具に適さない可能性がある。

したがって、出願人は、照明器具に給電し、任意で複数のトランスを設けることを要さない三相電力システムを介して伝送される通信プロトコルを用いて三相電力システムに接続された装置を制御するための方法及び装置を提供するニーズを認識した。

より一般的には、出願人は、照明器具等の装置に給電する三相電力システムを介して伝送される通信プロトコルを用いて装置を制御するための方法及び装置を提供することが有益であろうことを認識及び理解した。

上記に照らして、本発明の様々な実施形態及び実装形態は、三相電力システムに接続される照明器具及び／又は他の装置の制御を対象とする。

以下の詳細な説明では、限定ではなく説明を目的として、特許請求の発明の完全な理解を提供するために、具体的な詳細を開示する代表的な実施形態が記載される。しかし、本開示の利益を享受した当業者にとって、本明細書に開示される具体的な詳細から逸脱する本教示に係る他の実施形態も、特許請求の範囲内に留まることは明らかであろう。更に、代表的な実施形態の説明を不明瞭にしないために、良く知られた装置及び方法の説明は省かれ得る。このような方法及び装置は、明らかに特許請求の発明の範囲内に含まれる。例えば、本明細書が開示するアプローチの様々な実施形態は、街灯ネットワーク内の街灯照明器具の調光レベルを調整するのに特に適する。したがって、説明のために、特許請求の発明は、かかる街灯ネットワークに関して論じられ得る。しかし、特許請求の発明の範囲又は趣旨から逸脱することなく、このアプローチの他の構成及びアプリケーションが考慮される。例えば、一部のアプリケーションでは、アプローチは例えばオフィス環境内の複数の室内照明器具の制御等、室内照明環境において実施され得る。

図１を参照して、一実施形態では、通信トランス２０が三相商用電源１の中性線に直列に配置されている。三相商用電源１は、更に、第１の位相線６、第２の位相線７、及び第３の位相線８を含む。通信トランス２０は、配電盤に給電する商用電源１のトランスの下流にあり得る。提供される任意の商用電源トランス及び配電盤は、位相線６、７、８、及び中性線５を介して各照明器具グループ４６、４７、４８に供給される出力の保護、ルーティング、及び／又はスイッチングを提供し得る。

通信トランス２０は、中性線５に直列接続する二次巻線２４と、第１の位相線６に結合し、二次巻線２４に誘導結合する一次巻線２２とを含む。一部の実施形態では、一次巻線２２は代替的に、第２の位相線７又は第３の位相線８に結合され得る。一次巻線２２は、通信トランス２０の状態を変更するために選択的に作動され得る複数の電子的に作動可能なスイッチ２５ａ、２５ｂを含む。スイッチ２５ｂが閉じられ、スイッチ２５ａが開いているとき、トランス２０はＯＮになり、中性線５に電圧が加えられる。一部の実施形態では、加えられる電圧は約１ボルトであり得る。中性線５に電圧が加えられると、各位相線６、７、８と中性線５との間の電位差が減少するため、中性線５への電圧の印加は、各照明器具グループ４６、４７、４８に供給される電圧を低下させる。一部の実施形態では、トランス２０は、追加で又は代替的に、中性線５上の電圧を低下させるよう構成され得る（例えば、一次巻線及び二次巻線の巻線比を変更することにより、トランス２０の接続の極性を変更することにより）。スイッチ２５ａも閉じている場合、トランス２０はショートし、中性線には電圧は加えられず、スイッチ２５ｂが閉じている場合、電圧が加えられる。一部の実施形態では、スイッチ２５ａは省かれ得る。このような実施形態では、スイッチ２５ｂが開いているとき、中性線５には電圧が加えられない。また、スイッチ２５ａが省かれる実施形態の一部では、スイッチ２５ｂが開いているとき、トランス２０は飽和し、非線形直列インピーダンスを形成し得る。

図１には、更に、スイッチ２５ａ、２５ｂに電気接続し、また第１の位相線６及び中性線５に電気接続するコントローラ２８が示されている。図１では、コントローラ２８のスイッチ２５ａ及び２５ｂへの電気接続は点線によって示されている。一部の実施形態では、コントローラ２８は代替的に中性線５及び第２の位相線７又は第３の位相線８に結合され得る。コントローラ２８は、本明細書に記載されるようにスイッチ２５ａ、２５ｂの少なくとも１つを選択的に作動させ、各照明器具グループ４６、４７、４８に供給される出力電圧内に通信データパケットを符号化する。例えば、バイナリデータパケットを伝送するために、コントローラ２８は位相線６、７、８のうちの１つの特定の半正弦サイクルの間、スイッチ２５ａを選択的に作動させ、これらの半正弦サイクル中に照明器具グループ４６、４７、４８の電圧低下を生じさせ（これによりバイナリ「ロー」を成す）、特定の他の半正弦サイクル中はスイッチ２５ａを作動させなくてもよい（これによりバイナリ「ハイ」を成す）。また、例えば、他の実施形態では、トランス２０の切り替えが電圧降下を生じる場合、バイナリデータパケットを伝送するために、コントローラ２８は特定の半正弦サイクル中に１つ以上のスイッチを選択的に作動させてこれらの半正弦サイクル中に照明器具グループ４６、４７、４８の電圧上昇を引き起こし（これによりバイナリ「ハイ」を成す）、他方の半正弦サイクル中に当該スイッチを作動させなくてもよい（これによりバイナリ「ロー」を成す）。（１つ以上の）スイッチは、オプションで、位相線６、７、８のうちの選択されたものの直接連続するゼロ交差の間に作動されてもよい。一部の実施形態では、トランス２０内に追加のスイッチが提供され得る。例えば、一部の実施形態では、二次巻線２４を中性線５に直列に保つ一方、トランス１２０のスイッチ構成をトランス２０内に使用してもよい。

一部の実施形態では、トランス２０は、街灯照明器具グループに関連付けられたフィーダーピラー又はストリートキャビネット内に設置され得る。一部の実施形態では、トランス２０はＤＩＮレール上に取り付けられる程度に十分小さくてもよい。通信トランス２０は、自身が接続される第１の位相線６の電圧を低下させるのに必要な電力を供給するだけでよい。例えば、通信トランス２０が１ボルト変調を実施し、第１の位相線６が２３０ボルトの場合、通信トランス２０の電力定格は、２３０ボルトラインのための電源トランスの定格のわずか１／２３０でよい。したがって、特定の実施形態では、通信トランス２０は任意で比較的小さいサイズを有し得る。

三相システムが実質的に平衡するような一部の実施形態では、中性線５を流れる電流はゼロ又は近ゼロになる。このような平衡構成では、トランス２０は磁心の少しの磁化〜ゼロの磁化を有する。したがって、比較的小さいトランス２０を使用して、中性線５と位相線６、７、８との間に接続された非常に大きい電気負荷に通信を提供することができる。例えば、各照明器具グループ４６、４７、４８内の１０ｋＶＡの一列の街灯、及び半正弦サイクル（又は他の正弦サイクル期間）上の１〜２Ｖの電圧降下／上昇を仮定すると、本明細書に記載されるようにデータパケットを伝送するために、トランス２０は平衡構成において４０Ｗ以下を扱うよう構成され得る。

一部の実施形態では、一次巻線及び二次巻線を含む通信トランスが提供され得る。１つ以上の標準以上（above normal）タップ及び／又は標準以下（below normal）タップを含め、１つ以上のタップが提供され、これにより、通信トランスが作動されるときのタップの電子切替を介する巻線の巻数比の増加及び減少、そして対応する中性線５と位相線６、７、８との間の電位差の減少及び／又は増加を可能にする。

図２を参照して、三相商用電源１に結合される通信トランス１２０の他の実施形態が示されている。一部の実施形態では、図２の構成は、図１のトランス２０の設置位置の前後の両方に中性線５がアースへの複数の接続を含む場合に使用され得る。通信トランス１２０は、配電盤に給電する三相商用電源１のトランスの下流にあり得る。通信トランス１２０は、単一のトランスコアを含み、第１の位相線６に直列接続する第１の二次巻線１２４ａと、第２の位相線７に直列接続する第２の二次巻線１２４ｂと、第３の位相線８に直列接続する第３の二次巻線１２４ｃとを備える。通信トランス１２０は、更に、スイッチ１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄを介して中性線５及び位相線６に選択的に結合する一次巻線１２２を含む。一次巻線１２２は更に、二次巻線１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃに誘導結合する。

一次巻線には、通信トランス１２０の状態を変更するために選択的に作動され得る電子的に作動可能なスイッチ１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄが結合される。スイッチ１２５ｂ及び１２５ｄが閉じ、スイッチ１２５ａ及び１２５ｃが開いているとき、トランス１２０はＯＮであり、位相線６、７、８に電圧が加えられる。一部の実施形態では、加えられる電圧は約１ボルトであり得る。位相線６、７、８に電圧が加えられると、位相線６、７、８と中性線５との間の電位差が増加するので、位相線６、７、８への電圧の印加は、各照明器具グループ４６、４７、４８に供給される電圧を上昇させる。一部の実施形態では、トランス１２０は、追加で又は代替的に、位相線６、７、８上の電圧を低下させるよう構成され得る。例えば、スイッチ１２５ａ及び１２５ｃが閉じており、スイッチ１２５ｂ及び１２５ｄが開いているとき、位相線６、７、８への電圧は低下する。スイッチ１２５ｂ及び１２５ｃが閉じており、スイッチ１２５ａ及び１２５ｄが開いているとき、位相線６、７、８には電圧は加えられない。

図２には更に、スイッチ１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄに電気接続するコントローラ１２８が示されている。図２において、コントローラ１２８とスイッチ１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄとの間の電気接続は破線で示されている。コントローラ１２８は更に、第１の位相線６及び中性線５に電気接続する。一部の実施形態では、コントローラ１２８は代替的に中性線及び第２の位相線７又は第３の位相線８に結合され得る。コントローラ１２８は本明細書に記載されるようにスイッチ１２５ａ、１２５ｂの１つ以上を選択的に作動させ、各照明器具グループ４６、４７、４８に供給される出力電圧内に通信データパケットを符号化する。

一部の実施形態では、トランス１２０は、街灯照明器具グループに関連付けられたフィーダーピラー又はストリートキャビネット内に設置され得る。一部の実施形態では、トランス１２０はＤＩＮレール上に取り付けられる程度に十分小さくてもよい。通信トランス１２０は、自身が接続される第１の位相線６、７、８の電圧を増減させるのに必要な電力を供給するだけでよい。例えば、通信トランス１２０が１ボルト変調を実施し、各位相線６、７、８が２３０ボルトの場合、通信トランス１２０の電力定格は、２３０ボルトラインのための電源トランスの定格のわずか１／２３０でよい。したがって、特定の実施形態では、通信トランス１２０は任意で比較的小さいサイズを有し得る。

一部の実施形態では、一次巻線及び二次巻線を含む通信トランスが提供され得る。１つ以上の標準以上（above normal）タップ及び／又は標準以下（below normal）タップを含め、１つ以上のタップが提供され、これにより、通信トランスが作動されるときのタップの電子切替を介する巻線の巻数比の増加及び減少、そして対応する中性線５と位相線６、７、８との間の電位差の減少及び／又は増加を可能にする。

図３を参照すると、三相電力システムの１つのサイクルの電圧（又は電流）対時間が示されている。図示のサイクルは３６０°又は２πラジアンであり、左から右に移動する軸沿いに示され、９０°、１８０°、２７０°、及び３６０°の表示がされている。図示の波形Ａは、三相電力システムの第１の位相線の瞬間的な電圧又は電流変化に対応する。図示の波形Ｂは、三相電力システムの第２の位相線の瞬間的な電圧又は電流変化に対応する。図示の波形Ｃは、三相電力システムの第３の位相線の瞬間的な電圧又は電流変化に対応する。図示されるように、波形Ａ、Ｂ、Ｃは１／３サイクル（１２０°又は（２π）／３ラジアン）の位相間隔を有する。

図４を参照すると、２つの完全な正弦サイクルにわたり、第１の正弦波形Ｙ及び第２の正弦波形Ｚが示されている。正弦波形Ｙは、位相線又は中性線を介して符号化データパケットが伝送されていないときの三相電力システムの１つの位相線と三相電力システムの中性線との間の測定される電位差を表す。例えば、これは、トランス２０、１２０によって符号化データパケットが伝送されていないときの図１又は図２の位相線６、７、８のうちの１つと中性線５との間の電位差を表し得る。正弦波形Ｚは、位相線又は中性線を介して符号化データパケットが伝送されているときの三相電力システムの１つの位相線と三相電力システムの中性線との間の測定される電位差を表す。例えば、これは、トランス２０、１２０によって符号化データパケットが伝送されているときの図１又は図２の位相線６、７、８の１つと中性線５との間の電位差を表し得る。

（鉛直破線によって示される）波形Ｚの最初の２つのゼロ交差間では、波形Ｙに対して電圧降下ΔＶ１が発生する。一部の実施形態では、電圧降下ΔＶ１は約１ボルトであり、単一のスイッチの切り替えによって引き起こされ得る。他の実施形態では他の電圧降下が生じ、任意で２つ以上のスイッチを使用し得る（例えば、トランスの一方又は両方の巻線に関連付けられたマルチタップを使用し得る）。波形Ｙ及び波形Ｚが互いに実質的に一致することから分かるように、第２及び第３のゼロ交差間、並びに第３及び第４のゼロ交差間では電圧降下は起こらない。第４及び第５のゼロ交差間では、波形Ｙに対して電圧降下ΔＶ２が生じる。一部の実施形態では、電圧降下ΔＶ２は約１ボルトであり、トランスの単一のスイッチを切り替えることにより引き起こされ得る。したがって、伝送される波形Ｂは、「ロー」半正弦サイクル、後続の２つの「ハイ」半正弦サイクル、そしてもう１つの「ロー」半正弦サイクルを含む。必要に応じて、追加の符号化半正弦サイクルが続けて伝送され得る。

図４では、図示の符号化データパケットは、三相電力システムの図示の１つの位相線の位相と同相でのトランスの切り替えにより実現される。符号化データパケットは更に、三相システムの他の２つの位相線にも伝送されるが、これらの２つの位相線は図示のデータパケットに対して１／３サイクルの位相間隔を有するため、これらの位相線とは同相ではない。したがって、トランスの切り替えは、他の２つの位相線の位相に対して１２０°位相が外れる。他の２つの位相線の位相に対して１２０°位相が外れたトランスの切り替えは、依然として２つの位相線の電圧上昇又は降下を実現するが、電圧上昇又は降下の大きさは、同相のラインの電圧上昇又は降下に対して約１／２になり得る。一部の実施形態では、位相が外れている位相線における電圧上昇又は降下の減少を補償するために、トランスの切り替えによって引き起こされる電圧降下／上昇の量が増加され得る。例えば、一部の実施形態では、電圧降下／上昇の量が２倍にされ得る。一部の実施形態では、位相が外れている位相線でのデータパケットの適切な解釈の可能性を高めるために、同じデータパケットが複数回伝送され、並びに／又は冗長及び／若しくはエラー検査と共に符号化され得る。

図５を参照すると、トランスの操作によるデータパケット伝送の一実施形態が示されている。他の実装形態はステップを他の順番で実行し、特定のステップを省き、且つ／又は図５に示されるものとは異なるステップ及び／若しくは追加のステップを実行し得る。便宜上、方法を実行し得る１つ以上のコンポーネントに言及しながら図５の側面を説明する。コンポーネントは例えば、図１のコントローラ２８及び／又は図２のコントローラ１２８を含み得る。したがって、便宜上、図５に関連して図１及び図２の側面を説明する。

ステップ５００において、照明器具データパケットが特定される。一部の実施形態では、照明器具データパケットは、１つ以上の照明器具のある調光レベルを実現するためのデータパケットであり得る。例えば、所望の調光レベルが中間調光レベルの場合、その調光レベル情報は複数のバイトを含む照明器具データパケット内に組み込まれ得る。例えば、照明器具データパケットは、８ビットのスタートコード、８ビットの調光コード（中間調光命令を含む）、及び８ビットのエンドコードの２４ビットを含み得る。照明器具データパケットは、オプションで、ロバストネスを向上させる１つ以上の技術を使用し得る。例えば、一部の実施形態では、半正弦サイクルの符号化が規則的に変更されるよう、ＥＦＭ（eight-to-fourteen modulation）符号化が使用され得る。言い換えれば、符号化は少数より多くの連続する半サインが同じ電圧レベルを有さないことを保証し、これにより、照明器具のコントローラが電圧レベルを検出するために連続する半正弦サイクルを比較することを容易にしてもよい。また、例えば、一部の実施形態では、ロバストネスを向上させるために、データパケット内にオプションでリード・ソロモン冗長パディング、ＣＲＣ検査、チェックサム、及び／又は他の符号化が使用され得る。例えば、データパケットの送受信におけるビットエラーに対応するためにデータパケットに冗長情報を追加することが望ましい場合、リード・ソロモンが使用され得る。

また、例えば、一部の実施形態では、ＮビットのデータフレームがＭビットのフレームを伝送するためにマッピングされる（Ｍ＞Ｎ）データパケットの符号化方法が使用され得る。このような符号化方法は、データパケットをいずれも０及び１の短いシーケンスしか有さないコードにマッピングすることによってデータパケットに冗長ビットを追加し得る。このような符号化方法は１つ以上の利益を提供し得る。例えば、このような符号化方法は、０及び１の短いシーケンスを有する送信フレームのみを使用することにより、低頻度（low frequency）回避を可能にし得る。また、例えば、このような符号化方法は、データフレームの数（２^Ｎ）よりも多くの送信フレームコード（２^Ｍ）が存在するため、使用されていない送信コードが受信される場合を特定することにより、誤り検出を可能にし得る。また、例えば、このような符号化方法は、ビットエラーを補正するために最も近いマッチング送信コードを選択することにより、一時エラー補正を可能にし得る。また、例えば、このような符号化方法は、受信側で複数の（例えば３つ以上の）連続ビットが０又は１として解釈される場合に商用電源の振幅変化を特定することを可能にすることにより、バーストエラー回復を可能にし得る。受信機は、かかるバーストエラー状況から迅速に回復するために、複数の連続ビットが０又は１として解釈されることに応じて、電圧平均を検出するために使用される装置の時定数を調整し得る。また、例えば、このような符号化方法は、受信されるデータのＭ個の可能アラインメント全てのエラーカウントを検査し、最も低いエラーカウントを有するアラインメントを正しいアラインメントとして特定することにより、同期を可能にし得る。

使用され得る符号化方法の一例として、４データビットに６冗長ビットが追加され、１０ビットコードのセットが生成され得る。４データビットの１６の可能な値は、符号化方式を使用して１０ビットコードのセットにマッピングされ得る。例えば、当該符号化方式では、１０ビットコードは３つ以上の連続する０又は１を含んではならない。したがって、このようなコードを伝送するデータパケットは、接続されたデバイスへの給電に望ましくない妨害を引き起こさない。また、最も近いマッチング送信コードを選択することによる２ビット補正を提供するために、１０ビットコードは互いに十分異なってもよい。また、１０ビットコードは同期を提供し得る。任意の２つの連続して送信された１０ビットコードは、デコーダが正しく同期されている場合にのみエラーなく復号される。例えば、コントローラが受信された一連のビットから１０ビットを復号しようとするが、当該１０ビットがある１０ビットコードからの後半の５ビットと次の１０ビットコードからの前半の５ビットとを含む場合、これらのビットはセット内の１０ビットコードのうちの１つに対応しないので、コントローラはエラーを検出する。このような場合、コントローラは、当該１０ビットがセット内の１０ビットコードのうちの１つに対応することが認められるまで、１ビットずつ、受信された一連のビットに沿って「移動」し続ける。コントローラはその後、受信されたビットストリームに同期される。

符号化方式を用いて１０ビットコードのセットにマッピングされ得る４データビットの１６の可能な値の一例を以下に示す。

０ → １５５ （００１００１１０１１）
１ → １７３ （００１０１０１１０１）
２ → １８２ （００１０１１０１１０）
３ → ２１３ （００１１０１０１０１）
４ → ２９９ （０１００１０１０１１）
５ → ３０９ （０１００１１０１０１）
６ → ３３３ （０１０１００１１０１）
７ → ３３９ （０１０１０１００１１）
８ → ３５８ （０１０１１００１１０）
９ → ５８７ （１００１００１０１１）
１０→ ５９８ （１００１０１０１１０）

照明器具データパケットは、オプションで、１つ以上のセンサ、ネットワーク接続、メモリ、及び／又は他のソースから受信された入力に基づいて決定され得る。例えば、一部の実施形態では、照明器具グループ４６、４７、４８の調光レベルが、コントローラ２８又は１２８に関連付けられたメモリ内に記憶されたスケジュールから読み出され得る。また、例えば、一部の実施形態では、調光レベルは完全に又は部分的に、光センサ（例えば、周囲光レベルを検出）、近接センサ（例えば、車又は歩行者の存在を検出）、及び／又はＲＦセンサ（例えば、近傍の照明器具ネットワークから送られた信号、中央制御システムからの信号、及び／又は乗り物からの信号を検出）等の１つ以上のセンサからの入力を介して決定され得る。図５の方法の記載のいくつかの側面では調光レベルについて述べられているが、本開示の利益を享受した当業者は、他の実施形態では照明器具の追加の又は代替的な側面が制御され得ることを認識及び理解するであろう。例えば、一部の実施形態では、照明器具のＬＥＤベース光源の色出力が制御され、且つ／又は、照明器具の複数の光源のうちのどれが作動されるべきかが制御され得る。制御情報はアドレスデータをその中に符号化することにより１つ以上のアドレス指定可能な照明器具にあてられ、及び／又は、グループ内の全ての照明器具にあてられ得る。

ステップ５０５において、三相電力システムに電気接続された単一のトランスが、データパケットに対応して複数のサイクル期間中に切り替えられる。例えば、トランス２０はデータパケットに対応して複数の半正弦サイクル中に切り替えられ得る。一部の実施形態では、トランスは１つ以上のスイッチの作動を介して切り替えられ得る。例えば、一部の実施形態では、トランス１２０のスイッチ１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄのうちの適切なものがデータ「ハイ」に対応する半正弦サイクル中に作動され、データ「ロー」に対応する半正弦サイクル中に作動されなくてもよい。オプションで、データパケットは複数の連続するサイクル上に符号化され得る。他の実施形態では、データパケット内に１つ以上の非符号化サイクルが挿入され得る。

一部の実施形態では、三相電力システムによって供給される電圧はある期間符号化されない状態で伝送され、その後再び、データパケットに対応して複数のサイクルの間切り替えられてもよい。特定の実施形態では、データパケットは連続して（任意である期間の経過後に）伝送され、データパケットが再伝送されない限り、照明器具は以前の又はデフォルトの状態に戻る。例えば、一部の実施形態では、調光レベルは約５分毎に伝送される。照明器具が直近の調光レベル命令の６分以内に更新された調光レベル命令を受信しない場合、照明器具は別の調光レベル命令が受信されるまで、（例えばプリロードされたスケジュールを使用して）以前の又はデフォルトの状態に戻り得る。

一部の実施形態では、データパケットは複数の正の半サイクル又は複数の負の半サイクルのいずれかの上にのみ符号化され得る。例えば、一部の実施形態では、トランス２０、１２０のスイッチのうちの１つがデータ「ハイ」に対する正の半正弦サイクル中に作動され、データ「ロー」に対応する正の半正弦サイクル中には作動されなくてもよい。このような実施形態では、負の半正弦サイクル中、スイッチはデータパケットに従って作動されない。このような実施形態では、負の半正弦サイクルは一切のデータを有さないか、又は代わりに別のデータパケットを有し得る。例えば、一部の実施形態では、データパケットは正の半正弦サイクル上にのみ符号化され、第２のデータパケットが負の半正弦サイクル上にのみ符号化され得る。

負の半正弦サイクル及び正の半正弦サイクルは、２つの完全に独立した通信チャネルとして見られ得る。同期、パケット復号、冗長コーディング及びコマンドコーディング（チャネルのタイミング及び／又は状態）、並びに／又はデータペイロードは、独立した通信チャネル間で別々に取り扱われ得る。また、２つの独立した通信チャネルは任意で２つの異なる状態にあり得る。例えば、正の半サイクルチャネルが同期されてコマンドの復号及び実行のために使用される一方、負のチャネルは偽及び真の振幅レベルを特定するために未だ使用されていない状態にあり得る。一部の実施形態では、データパケットを複数の正の半サイクル又は複数の負の半サイクルのうちの一方の上にのみ符号化することは、データ通信を非対称負荷に起因するノイズに対してよりロバストにし得る。例えば、電力を低減するためにダイオードを使用するＤＣ負荷は、正又は負の半サイクルの一方でのみ（ダイオードの極性に依存）電流を運び、これはＤＣ負荷が低減された電力状態にある場合、非対称な振幅変化を生じ得る。このような負荷が（抵抗損失により）正の半サイクルを５Ｖ、負の半サイクルを０ボルト低減させる場合、このような非対称振幅変化により、データ伝送に２ボルトの電圧降下を使用する正の半サイクル及び負の半サイクルの両方で送信されるデータパケットは不正になる。しかし、データパケットが正の半サイクルのみ又は負の半サイクルでのみ送られ、２ボルトの電圧降下を使用する場合、データパケットは不正ではない。

図６を参照すると、三相電力システムに電気接続される単一のトランスの切り替えの位相シフトの一実施形態が示されている。他の実装形態はステップを他の順番で実行し、特定のステップを省き、且つ／又は図６に示されるものとは異なるステップ及び／若しくは追加のステップを実行し得る。便宜上、方法を実行し得る１つ以上のコンポーネントに言及しながら図６の側面を説明する。コンポーネントは例えば、図１のコントローラ２８及び／又は図２のコントローラ１２８を含み得る。したがって、便宜上、図６に関連して図１及び図２の側面を説明する。

一部の実施形態では、ステップ５０６〜５０８は図５のステップ５０５が実行されるときに実行され得る。概して言えば、ステップ５０６〜５０８は、トランスの３つの異なる切り替え位相の各々の間に少なくとも一度所与のデータパケットを再送信するためにトランスの切り替えを使用する。一部の実施形態では、各３つの異なる位相間の位相差は約１２０°であり得る。一部の実施形態では、各３つの異なる位相は、三相電力システムの３つの位相線のうちの１つの位相に対応する。したがって、このような実施形態では、データパケットは少なくとも一度第１の位相線と同相で送信され、少なくとも一度第２の位相線と同相で送信され、少なくとも一度第３の位相線と同相で送信され得る。

一部の実施形態では、特定のデータパケットのみが図６のステップを使用して送信され得る。一部の実施形態では、三相システムの複数のラインを介してデータパケットを供給するための単一のトランスの切り替えにおいて図６のステップは実行されない。上述されるように、所与の位相線の位相から外れたトランスの切り替えは依然として所与の位相線の電圧上昇又は降下を実現するが、所与の位相線の電圧上昇又は降下の大きさは、同相の位相線の電圧上昇又は降下に対して小さくなる。一部の実施形態では、位相が外れている位相線の電圧上昇又は降下の減少を補償するために、トランスの切り替えによる電圧降下／上昇の量が増加され得る。一部の実施形態では、位相が外れている位相線でのデータパケットの解釈の可能性を高めるために、同じデータパケットが複数回伝送され、並びに／又は、冗長及び／若しくはエラー検査と共に符号化され得る。

ステップ５０６において、データパケットに対応して、複数のサイクル期間の第１のセットの間、単一のトランスが第１の位相で切り替えられる。一部の実施形態では、第１の位相は、三相電力システムの第１の位相線６の位相に実質的に対応し得る。例えば、第１の位相は第１の位相線６の位相に実質的に対応し得る。第１の位相線６の位相に対応する第１の位相での単一のトランスの切り替えは、データパケットに対応し、且つ、単一のトランスによって作成される電圧上昇／降下に実質的に等しい第１の照明器具グループ４６の電圧上昇／降下を引き起こす。

ステップ５０７において、データパケットに対応して、複数のサイクル期間の第２のセットの間、第２の位相で単一のトランスが切り替えられる。一部の実施形態では、第２の位相は、三相電力システムの第２の位相線の位相に実質的に対応し得る。例えば、第２の位相は第２の位相線７の位相に実質的に対応し得る。第２の位相線７の位相に対応する第２の位相での単一のトランスの切り替えは、データパケットに対応し、且つ、単一のトランスによって作成される電圧上昇／降下に実質的に等しい第２の照明器具グループ４７の電圧上昇／降下を引き起こす。

ステップ５０８において、データパケットに対応して、複数のサイクル期間の第３のセットの間、第３の位相で単一のトランスが切り替えられる。一部の実施形態では、第３の位相は、三相電力システムの第３の位相線の位相に実質的に対応し得る。例えば、第３の位相は第３の位相線８の位相に実質的に対応し得る。第３の位相線８の位相に対応する第３の位相での単一のトランスの切り替えは、データパケットに対応し、且つ、単一のトランスによって作成される電圧上昇／降下に実質的に等しい第３の照明器具グループ４８の電圧上昇／降下を引き起こす。一部の実施形態では、ステップ５０６、５０７、及び５０８のうちの１つが省かれ、トランスの２つの異なる切り替え位相のそれぞれの間に、所与のデータパケットが少なくとも一度提供されてもよい。

同じデータパケットがスイッチの３つの切り替え位相で伝送されると述べたが、一部の実施系形態では、異なる切り替え位相中に異なるデータパケットが伝送されてもよい。これは、単一のトランスによるマルチ通信チャネルを可能にし得る。例えば、対応する位相線と同相で伝送されるデータパケットは、その位相線内の装置によってのみ従われ得る。例えば、照明器具のコントローラは、自身に接続する三相照明システムの対応する位相線と同相のデータパケットにのみ従い得る。

図７を参照すると、入力電力波形を分析し、入力電力波形の分析に基づいてデータパケット情報を決定する方法の一実施形態が示されている。他の実装形態はステップを他の順番で実行し、特定のステップを省き、且つ／又は図７に示されるものとは異なるステップ及び／若しくは追加のステップを実行し得る。便宜上、方法を実行し得る１つ以上のコンポーネントに言及しながら図７の側面を説明する。コンポーネントは例えば、図８のコントローラ５４を含み得る。したがって、便宜上、図７に関連して図８の側面を説明する。

方法は、入力電力波形を受信するステップ７００を含む。一部の実施形態では、入力電力波形はオーバーサンプリングされ得る。一部の実施形態では、コントローラ５４は入力電力波形を受信し得る。入力電力波形は三相電力システムの単一の位相線及び中性線を介して受信され得る。一部の実施形態では、入力電力波形はオプションで、受信ステップの前にまずＡ／Ｄコンバータによって変更され得る。

ステップ７０５において、どのサイクルが電圧降下を有しどれが有さないかを決定するために、電力波形の複数のサイクルが比較される。例えば、一部の実施形態では、各連続する半正弦サイクルが分析され、それが電圧降下を有するか否かが決定される。また、例えば、一部の実施形態では、４つの半正弦サイクル毎に分析が行われ、電圧降下を有するか否かが決定される。他の実施形態では、複数の半正弦サイクルが比較され、どのサイクルが電圧上昇を有し、どれが有さないかが決定される。一部の実施形態では、コントローラ５４は電力波形の複数のサイクルを比較し、これらのサイクルのいずれが電圧降下を有し、いずれが有さないかを決定し得る。

また、例えば一部の実施形態では、各正の半正弦サイクルのみが分析されて電圧降下を有するか否かが決定され、又は、各負の半正弦サイクルのみが分析されて電圧降下を有するか否かが決定される。例えば、一部の実施形態では、データパケットは正の半正弦サイクル上にのみ符号化され、正の半正弦サイクルのみがデータパケットを決定するために分析され得る。また、例えば、一部の実施形態では、第１のデータパケットは正の半正弦サイクル上にのみ符号化され、正の半正弦サイクルのみが第１のデータパケットを決定するために分析され得る。第２のデータパケットは負の半正弦サイクル上にのみ符号化され、負の半正弦サイクルのみが第２のデータパケットを決定するために分析され得る。負の半正弦サイクル及び正の半正弦サイクルは、２つの完全に独立した通信チャネルとして見ることができる。同期、パケットデコーディング、冗長コーディング及びコマンドコーディング（チャネルのタイミング及び／又は状態）、並びに／又はデータペイロードは、独立した通信チャネル間で完全に別々に取り扱われ得る。また、２つの独立した通信チャネルは、任意で２つの完全に異なる状態にあり得る。

一部の実施形態では、受信された入力電力波形を平均化するためにローパスフィルタ及び／又は他の装置が使用され、半サイクルが電圧降下又は上昇を有するか否かの決定にその平均が使用され得る。ＡＣ商用電圧の振幅の望ましくない突然の変化はこの平均をゆっくりと増加又は減少させ、これは半サイクルが電圧降下又は上昇を有するか否かの決定に一時的なエラーを引き起こし得る。このようなエラーは、ローパスフィルタが新しい標準平均値に調整されるまで持続する。一部の実装形態では、ＡＣ商用電圧の振幅の突然の変化の検出に応じて、ローパスフィルタが標準平均値の加速調整に調整され得る。データパケットをいずれも０及び１の短いシーケンスしか有さないコードにマッピングする符号化方法が使用された場合、受信側で複数の連続するビットが０又は１として解釈されたとき、このようなＡＣ商用電源の振幅の突然の変化を特定することができる。このようなバーストエラーから迅速に回復するために、複数の連続するビットを０又は１として解釈することに応じて、受信側は電圧平均を検出するのに使用される装置の時定数を調整し得る。

ステップ７１０において、どのサイクルが電圧降下を有しどれが有さなかったかに基づき、伝送されたデータパケットが決定される。例えば、電圧降下パケットはデジタルローパケットとして解釈され、非電圧降下パケットはデジタルハイとして解釈され得る。オプションで、リード・ソロモン、ＣＲＣ検査、チェックサム、及び／又は前方誤り訂正等の１つ以上のアルゴリズムを使用して、受信されたパケットが復号及び／又は補正され得る。例えば、データパケットがリード・ソロモン符号化を使用して伝送された場合、リード・ソロモンアルゴリズムを使用して復号され得る。

ステップ７１５において、必要であれば、ステップ７１０において決定されたデータパケットに基づき、少なくとも１つの光源の照明特性が調整され得る。例えば、データパケットは、調光レベルを示す１つ以上のビットを含み得る。このような調光レベルが現在の調光レベルとは異なる場合、安定器５２を介して光源５６の調光レベルが調整され得る。

ステップ７２０において、コントローラ５４はオプションで、半正弦サイクルを運ぶ追加データが伝送されるのをある期間待ち得る。例えば、特定の実施形態ではデータパケットは連続的に伝送され（オプションである期間の経過後）、特定の期間内にデータパケットが受信されない場合、照明器具は以前の又はデフォルトの状態に戻る。例えば、一部の実施形態では、調光レベルは約毎分伝送される。照明器具が直近の調光レベル命令の１分以内に更新された調光レベル命令を受信しない場合、コントローラ５４は、光源５６をフル出力パワーで駆動することに安定器５２を徐々に戻し得る。オプションで、一部の実施形態では、データパケットにより調光信号が検出されない場合、フル出力パワーがデフォルトであり得る。日中の商用電力のオプションのキャビネットレベルの切り替えと相まって、このようなソリューションはデータパケット伝送に関するエラー状況に対して非常にロバストであり得る。また、他の一部の実施形態では、照明器具が特定の時間内に更新された調光レベル命令を受信しない又は他の態様でトランスからの出力との適切な通信を失う場合、他の照明制御が追加で又は代替的に照明器具を動作させ得る。例えば、照明器具はデフォルトで、特に照明器具の昼光センサの出力に応じて制御され得る。

図７の方法の側面は調光レベルに関して述べられているが、本開示の利益を享受した当業者は、他の実施形態では照明器具の追加の又は代替的な側面が制御され得ることを認識及び理解するであろう。例えば、一部の実施形態では、照明器具のＬＥＤベース光源の色出力が制御され、且つ／又は、照明器具のどの光源が作動されるかが制御され得る。

本明細書に記載される方法及び装置の側面は、複数の半正弦サイクル中の電圧の操作について論じるが、本開示の利益を享受した当業者は、他の実施形態では追加の又は代替的な正弦サイクルの期間が使用され得ることを認識及び理解するであろう。例えば、一部の実施形態では、操作は１／４正弦サイクル、３／４正弦サイクル、及び／又は１より大きい正弦サイクル（例えば、１と１／２正弦サイクル）にわたり生じ得る。例えば、一部の実施形態では、操作は交互に半正弦サイクル及び３／４正弦サイクルにわたり生じ得る。コントローラ２８及び／又は１２８は、任意のかかる選択可能な正弦サイクル期間を伝送するよう適切に構成され、コントローラ５４は、任意のかかる選択可能な正弦サイクル期間を受信及び分析するよう適切に構成され得る。更に、任意のかかる選択可能な正弦サイクル期間に対して、（例えば図６に関して）本明細書に記載されるようなトランスの切り替え位相の任意の位相シフトがオプションで構成され得る。

図８は、図１及び図２の第１の位相線６と中性線５との間に電気接続される照明器具グループ４６の照明器具４６Ａの一実施形態を示す。照明器具グループ４７及び／又は４８、オプションで１つ以上の同様な照明器具を含み得る。照明器具４６Ａは、第１の位相線６及び中性線５を受ける安定器５２を含む。安定器５２は、第１の位相線６と中性線５との間の電位差を監視するコントローラ５４を含む。一部の実施形態では、コントローラと第１の位相線６及び中性線５との間にＡ／Ｄコンバータが挿入され得る。Ａ／Ｄコンバータのみによって得られる分解能より高い精度又は正確さを得るために、コントローラ５４はオプションで、Ａ／Ｄコンバータを介して受信された入力をオーバーサンプリングし得る。コントローラ５４はその後サイクル（例えば、半正弦サイクル）を比較し、どのサイクルが電圧降下又は上昇による影響を受け、どれが受けていないかを検出し得る。例えば、図３の波形Ｚが第１の位相線６及び中性線５によって伝送された場合、コントローラ５４は、「ロー」半正弦サイクル、後続する２つの「ハイ」半正弦サイクル、そしてもう１つの「ロー」半正弦サイクルが受信された入力内に存在したことを決定し得る。コントローラ５４は受信された符号化電力に基づき、照明器具４６Ａの１つ以上の側面を制御し得る。例えば、調光レベル符号化データが受信される場合、コントローラ５４は、安定器５２に光源５６を伝送された調光レベルで動作させ得る。

一部の実施形態では、コントローラ５４及びＡ／Ｄコンバータは、現在、（例えば安定器で受ける電圧を測定するために）照明安定器内で使用されているハードウェアと同様であり得る。これらの実施形態の一部のバージョンでは、既存のコントローラ５４上に更新されたソフトウェアがインストールされ得る。これらの実施形態の他のバージョンでは、コントローラ５４及び／又は安定器は新しくてもよい。照明ドライバ内で現在使用されているハードウェアと類似する改変されたハードウェアの使用は、改変されたハードウェアの既存の照明器具への容易な組み込みを可能にし得る。

いくつかの発明的実施形態を記載及び図示したが、当業者は、開示の機能を実行するための、並びに／又は開示の結果及び／若しくは１つ以上の利益を得るための様々な他の手段及び／又は構造に容易に想到するであろう。また、かかる変形例及び／又は改変例は開示の発明的実施形態の範囲に含まれるとみなされる。より一般的には、開示される全てのパラメータ、寸法、材料、及び構成は例示的であり、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、発明的な教示が適用される特定の用途に依存することを当業者は容易に理解するであろう。当業者は、通常の実験以上を要することなく、開示の特定の発明的実施形態の多数の均等物を認識又は確認できるであろう。したがって、上記実施形態はあくまで例として提示されており、特許請求の範囲及び均等物の範囲内において、発明的実施形態は明確に記載及び請求された態様以外の態様で実施され得る。本開示の発明的実施形態は、本明細書に開示される個々の特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法を対象とする。また、かかる特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法が互いに矛盾しない場合、かかる特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法の２つ以上の任意の組み合わせは本開示の発明的範囲に含まれる。

本明細書で定義及び使用される全ての定義が、辞書の定義、参照によって組み込まれる文献内の定義、及び／又は定義される用語の通常の意味を支配すると理解されたい。

本明細書及び特許請求の範囲において、明らかに反して示されていない限り、要素は「少なくとも１つの」要素を意味すると理解すべきである。

本明細書及び特許請求の範囲にて使用される「及び／又は」との表現は、等位結合された要素の「いずれか又は両方」を意味すると理解すべきである。すなわち、要素は、ある場合は接続的に存在し、その他の場合は離接的に存在する。「及び／又は」を用いて列挙される複数の要素も同様に解釈されるべきであり、すなわち、要素のうちの「１つ以上」が等位結合される。「及び／又は」節によって具体的に特定された要素以外の他の要素も、それが具体的に特定された要素に関連していても関連していなくても、任意選択的に存在してよい。

本明細書及び特許請求の範囲において、１つ以上の要素の列挙に関連する節「少なくとも１つ」は、要素の列挙内の任意の１つ以上の要素から選択される少なくとも１つの要素を意味すると理解されるべきであり、必ずしも要素の列挙内に具体的に列挙される全ての要素を少なくとも１つ含まず、要素の列挙内の要素のあらゆる組み合わせを除外しない。また、この定義は、節「少なくとも１つ」が指す要素の列挙内に具体的に特定される要素以外の要素が任意で存在し得ることを許容し、具体的に特定される要素に関係しても無関係でもよい。

また、明らかに反するよう示されない限り、１つ以上のステップ又は動作を含むあらゆる特許請求の方法において、方法のステップ又は動作の順番は必ずしも方法のステップ又は動作が列挙されている順番に限定されないことを理解されたい。請求項において括弧内に参照符号がある場合、それらは単に便宜上設けられたものであり、特許請求の範囲を決して限定しないと解されるべきである。

特許請求の範囲においても上記明細書においても、「備える」、「含む」、「担持する」、「有する」、「含有する」、「関与する」、「保持する」、「〜から構成される」等といったあらゆる移行句は、非制限的、すなわち、限定ではなく含むを意味すると理解すべきである。「〜からなる」及び「本質的に〜からなる」といった移行句のみが、制限又は半制限移行句である。

Claims (15)

1. 三相電力システムに結合された単一のトランスの操作により、前記三相電力システムを介して照明器具ネットワークにデータパケットを伝送する方法であって、
   照明器具ネットワークの１つ以上の照明器具の適切な照明器具設定を示すデータに基づく照明器具データパケットを特定するステップと、
   複数のサイクル期間の間、三相電力システムに電気接続された単一のトランスを切り替えるステップであって、前記三相電力システムは第１の位相線、第２の位相線、第３の位相線、及び中性線を含む、ステップとを含み、
   前記単一のトランスを切り替えるステップは、前記第１の位相線と前記中性線との間、前記第２の位相線と前記中性線との間、及び前記第３の位相線と前記中性線との間のそれぞれで測定可能な電圧降下及び電圧上昇のうちの１つを引き起こし、
   前記単一のトランスを切り替えるステップは、前記電圧降下及び前記電圧上昇のうちの少なくとも１つが前記データパケットに対応するよう、前記データパケットに対応して実行される、方法。
2. 前記単一のトランスを切り替えるステップは、前記サイクル期間の第１のセットの間は第１の位相で起こり、前記サイクル期間の第２のセットの間は第２の位相で起こる、請求項１に記載の方法。
3. 前記単一のトランスを切り替えるステップは、前記単一のトランスの３つの異なる切り替え位相の各々の間に少なくとも一度前記データパケットを伝送し、各３つの異なる位相は、前記三相電力システムの前記３本の位相線のうちの１本の位相線の位相に対応し、前記データパケットは少なくとも一度前記第１の位相線と同相で伝送され、少なくとも一度前記第２の位相線と同相で再送され、少なくとも一度前記第３の位相線と同相で再送される、請求項１に記載の方法。
4. 前記単一のトランスを切り替えるステップは、前記単一のトランスの３つの異なる切り替え位相中に異なるパケットを伝送し、各異なる切り替え位相は、前記３本の位相線のうちの対応する１本の位相線と同相である、請求項１に記載の方法。
5. 前記単一のトランスは、前記三相電力システムの前記中性線と直列接続する、請求項１又は２に記載の方法。
6. 前記単一のトランスは、
   前記第１の位相線と直列接続する第１の二次巻線と、
   前記第２の位相線と直列接続する第２の二次巻線と、
   前記第３の位相線と直列接続する第３の二次巻線と
   を含む、請求項１又は２に記載の方法。
7. 前記第１の位相及び前記第２の位相は、約１２０°の位相差を有する、請求項２に記載の方法。
8. 前記単一のトランスを切り替えるステップは、前記サイクル期間の第３のセットの間は第３の位相で起こり、前記第２の位相及び前記第３の位相は、約１２０°の位相差を有する、請求項７に記載の方法。
9. 前記単一のトランスを流れる電流の和は実質的にゼロである、請求項１に記載の方法。
10. 適切な照明器具設定を示す前記データは、メモリ内に記憶される、請求項１に記載の方法。
11. 適切な照明器具設定を示す前記データは、少なくとも１つのセンサから受け取られたデータに基づく、請求項１に記載の方法。
12. 前記サイクル期間は半正弦サイクル期間からなる、請求項１に記載の方法。
13. 三相電力システムを介して伝送されるデータパケット情報を決定し、前記データパケット情報に基づき照明器具を制御する方法であって、
    第１のコントローラにおいて、三相電力システムの第１の位相線及び中性線を介して第１の入力電力波形を受け取るステップと、
    前記第１のコントローラにおいて、前記第１の入力電力波形の複数の第１の正弦サイクル期間の電圧レベルを比較するステップと、
    前記第１のコントローラにおいて、前記第１の正弦サイクル期間のうちいずれが減少した電圧レベルを有し、いずれが減少していない電圧レベルを有するかに基づき、入力データパケットを決定するステップと、
    前記第１のコントローラにより、前記第１の入力電力波形を介して受け取られた前記入力データパケットに基づき第１の照明器具の少なくとも１つの側面を制御するステップであって、前記第１の照明器具は前記第１の入力電力波形によって給電される、ステップと、
    第２のコントローラにおいて、前記三相電力システムの第２の位相線及び前記中性線を介して第２の入力電力波形を受け取るステップと、
    前記第２のコントローラにおいて、前記第２の入力電力波形の複数の第２の正弦サイクル期間の電圧レベルを比較するステップであって、前記第２の入力電力波形の前記第２の正弦サイクル期間を受け取る前記ステップは、前記第１の入力電力波形の前記第１の正弦サイクル期間を受け取る前記ステップと時間において重なる、ステップとを含み、
    前記第２の正弦サイクル期間内の前記減少した電圧レベルと前記減少していない電圧レベルとの間の差は、前記第１の正弦サイクル期間内の前記減少した電圧レベルと前記減少していない電圧レベルとの間の差の約半分である、方法。
14. 前記第１のコントローラにおいて、前記第１の入力電力波形の複数の追加第１の正弦サイクル期間の電圧レベルを比較するステップと、
    前記第２のコントローラにおいて、前記第２の入力電力波形の複数の追加第２の正弦サイクル期間の電圧レベルを比較するステップであって、前記第２の入力電力波形の前記追加第２の正弦サイクル期間を受け取る前記ステップは、時間において前記第１の入力電力波形の前記追加第１の正弦サイクル期間を受け取る前記ステップと重なる、ステップと、
    前記第２のコントローラにおいて、前記追加第２の正弦サイクル期間のうちいずれが減少した電圧レベルを有し、いずれが減少していない電圧レベルを有するかに基づき、前記入力データパケットを決定するステップと、
    前記第２のコントローラにより、前記第２の入力電力波形を介して受け取られた前記入力データパケットに基づき第２の照明器具の少なくとも１つの側面を制御するステップであって、前記第２の照明器具は前記第２の入力電力波形によって給電される、ステップとを含み、
    前記追加第１の正弦サイクル期間内の前記減少した電圧レベルと前記減少していない電圧レベルとの間の差は、前記追加第２の正弦サイクル期間内の前記減少した電圧レベルと前記減少していない電圧レベルとの間の差の約半分である、請求項１３に記載の方法。
15. 前記第２のコントローラにおいて、前記第２の正弦サイクル期間のうちいずれが減少した電圧レベルを有し、いずれが減少していない電圧レベルを有するかに基づき前記入力データパケットを決定するステップと、前記第２のコントローラにより、前記第２の入力電力波形を介して受け取られた前記入力データパケットに基づき、第２の照明器具の少なくとも１つの側面を制御するステップとを更に含み、前記第２の照明器具は前記第２の入力電力波形によって給電される、請求項１３に記載の方法。