用于光源的驅(qū)動(dòng)器電路和在電力線上發(fā)送數(shù)據(jù)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于光源的驅(qū)動(dòng)器電路和在電力線上進(jìn)行通信的方法。具體地，本發(fā)明涉及用于光源的驅(qū)動(dòng)器電路，所述驅(qū)動(dòng)器電路可操作以使用電力線通信(PLC)發(fā)送數(shù)據(jù)。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如基于發(fā)光二極管(LED)或放電燈的光源的新型光源變得越來(lái)越普及。用于這樣的光源的驅(qū)動(dòng)器電路可操作以將輸出電流或輸出電壓提供給光源的發(fā)光裝置。驅(qū)動(dòng)器電路還可以被配置成執(zhí)行附加功能，附加功能包括控制功能和/或通信功能。為了說(shuō)明而不是限制，用于光源的驅(qū)動(dòng)器電路與主單元之間的通信可以便于在具有一個(gè)或多個(gè)光源并且要求光源將數(shù)據(jù)報(bào)告至主單元的照明系統(tǒng)中的自動(dòng)監(jiān)測(cè)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)(其中，光源的正確操作受到主單元監(jiān)測(cè)、主單元對(duì)光源的自動(dòng)控制)和/或反饋控制環(huán)路的實(shí)現(xiàn)。
[0003]電力線通信(PLC)是有吸引力的，這是因?yàn)椴灰筮B接至光源的單獨(dú)的專用通信線路。PLC可以按照多種形式實(shí)現(xiàn)。在一些形式中，PLC可以被實(shí)現(xiàn)為單向通信。直流(DC)電源的供電中斷和/或反轉(zhuǎn)可以被用于將數(shù)據(jù)從主單元發(fā)送到從單元。這些技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于花費(fèi)不多。然而，這些技術(shù)可能導(dǎo)致對(duì)電源的主要中斷，并且在涉及對(duì)連接至同一電力線的多個(gè)從單元中的一個(gè)單獨(dú)尋址時(shí)可能具有嚴(yán)重的限制。
[0004]在PLC的其它形式中，調(diào)制信號(hào)被施加至電源。這樣的技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)從單元可以進(jìn)行答復(fù)以將通信發(fā)送回主單元的雙向通信。按照慣例，專用PLC調(diào)制器設(shè)置在從單元中以為了向主單元通信而將信號(hào)調(diào)制到電力線上。這對(duì)于以成本有效方式實(shí)現(xiàn)從單元的PLC調(diào)制器是相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。由PLC調(diào)制器導(dǎo)致的功率消耗也可能是問(wèn)題。為了說(shuō)明，可以在從單元中使用提供接收器和發(fā)送器的芯片集。發(fā)送器的功率耗散和對(duì)發(fā)送器的供電產(chǎn)生必須例如通過(guò)使用用于向發(fā)送器的放大器供電的專用元件和/或通過(guò)提供專用散熱器來(lái)解決的問(wèn)題。這可能增加系統(tǒng)的成本，這對(duì)于很多應(yīng)用是沒(méi)有吸引力的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在本領(lǐng)域中一直需要能夠以成本有效方式實(shí)現(xiàn)電力線通信(PLC)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。具體地，需要允許從單元經(jīng)由電力線向主單元發(fā)送數(shù)據(jù)并同時(shí)減輕傳統(tǒng)技術(shù)的與功率消耗和成本相關(guān)的問(wèn)題的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。
[0006]根據(jù)實(shí)施方式，通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)器電路的至少一個(gè)可控開(kāi)關(guān)的切換頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)在電力線上從驅(qū)動(dòng)器電路向另一個(gè)設(shè)備的通信。驅(qū)動(dòng)器電路的切換電路由此被用作被調(diào)制在電力線上的DC電源上的信號(hào)的源。不要求為此目的在驅(qū)動(dòng)器電路中設(shè)置專用PLC調(diào)制器。例如，至少一個(gè)可控開(kāi)關(guān)可以是變換器的電力開(kāi)關(guān)。
[0007]根據(jù)實(shí)施方式，提供如由獨(dú)立權(quán)利要求所限定的驅(qū)動(dòng)器電路和方法。從屬權(quán)利要求限定進(jìn)一步實(shí)施方式的特征。
[0008]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)器電路包括被配置用于聯(lián)接至電力線的輸入端。該驅(qū)動(dòng)器電路包括聯(lián)接至所述輸入端并且包括至少一個(gè)可控開(kāi)關(guān)的切換電路。該驅(qū)動(dòng)器電路包括被配置成控制所述至少一個(gè)可控開(kāi)關(guān)以控制所述驅(qū)動(dòng)器電路的輸出電流或者輸出電壓的控制設(shè)備。該控制設(shè)備被配置成根據(jù)將由驅(qū)動(dòng)器電路在電力線上發(fā)送的數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)置所述至少一個(gè)可控開(kāi)關(guān)的切換頻率。
[0009]該控制設(shè)備可以被配置成通過(guò)根據(jù)將由所述驅(qū)動(dòng)器電路在電力線上發(fā)送的數(shù)據(jù)設(shè)置所述至少一個(gè)可控開(kāi)關(guān)的切換頻率，將信號(hào)調(diào)制到電力線上。
[0010]該驅(qū)動(dòng)器電路控制所述至少一個(gè)可控開(kāi)關(guān)的切換頻率以發(fā)送數(shù)據(jù)。這將信號(hào)調(diào)制到電力線上的電源。該信號(hào)可以被主單元接收并處理。非專用PLC調(diào)制器與所述至少一個(gè)可控開(kāi)關(guān)分立，并且其控制設(shè)備必須提供在所述驅(qū)動(dòng)器電路中以將數(shù)據(jù)從驅(qū)動(dòng)器電路發(fā)送到主單元。
[0011]該控制設(shè)備可以被配置成通過(guò)將所述切換頻率設(shè)置成作為所述驅(qū)動(dòng)器電路的目標(biāo)輸出電流與將要發(fā)送的數(shù)據(jù)二者的函數(shù)的至少一個(gè)頻率來(lái)控制驅(qū)動(dòng)器電路的輸出電流。
[0012]該控制設(shè)備可以被配置成通過(guò)將所述切換頻率依次設(shè)置成作為所述驅(qū)動(dòng)器電路的目標(biāo)輸出電流與將要發(fā)送的數(shù)據(jù)二者的函數(shù)的多個(gè)頻率來(lái)控制所述驅(qū)動(dòng)器電路的輸出電流。
[0013]所述多個(gè)頻率可以包括諧波相關(guān)的第一頻率和第二頻率。第一頻率和第二頻率可以具有大于預(yù)定閾值的最大公約數(shù)。
[0014]所述第一頻率和第二頻率中的一個(gè)可以是所述第一頻率和第二頻率中的另一個(gè)的整數(shù)倍。
[0015]所述控制設(shè)備可以被配置成使得為了發(fā)送具有第一邏輯值的數(shù)據(jù)比特，將所述多個(gè)頻率包括在第一組頻率中。
[0016]所述控制設(shè)備可以被配置成使得為了發(fā)送具有第二邏輯值的數(shù)據(jù)比特，將所述多個(gè)頻率包括在第二組頻率中。
[0017]所述第一組頻率和第二組頻率可以彼此不同。所述第一組頻率和第二組頻率可以不相交。
[0018]所述控制設(shè)備可以被配置成使得當(dāng)沒(méi)有數(shù)據(jù)將被發(fā)送時(shí)，將所述多個(gè)頻率包括在第三組頻率中。該第三組頻率可以不同于所述第一組頻率和第二組頻率。該第三組頻率可以與所述第一組頻率和第二組頻率不相交。
[0019]所述控制設(shè)備可以被配置成通過(guò)使切換頻率在所述多個(gè)頻率之間交替來(lái)控制所述驅(qū)動(dòng)器電路的輸出電流或者輸出電壓。所述切換頻率可以在一個(gè)數(shù)據(jù)比特被發(fā)送時(shí)交替。
[0020]所述控制設(shè)備可以被配置成根據(jù)沒(méi)有數(shù)據(jù)、具有第一邏輯值的數(shù)據(jù)比特、還是具有第二邏輯值的數(shù)據(jù)比特將被發(fā)送來(lái)選擇切換頻率在其間交替的所述多個(gè)頻率。
[0021]所述控制設(shè)備可以被配置成根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)器電路的目標(biāo)輸出電流或者目標(biāo)輸出電壓來(lái)調(diào)節(jié)在所述多個(gè)頻率之間交替切換頻率的定時(shí)。所述控制設(shè)備可以被配置成根據(jù)目標(biāo)輸出電流或者目標(biāo)輸出電壓來(lái)調(diào)節(jié)以第一切換頻率切換所述至少一個(gè)可控開(kāi)關(guān)的第一時(shí)間間隔與以第二切換頻率切換所述至少一個(gè)可控開(kāi)關(guān)的第二時(shí)間間隔的比率。
[0022]所述控制設(shè)備可以被配置成執(zhí)行所述驅(qū)動(dòng)器電路的輸出電流或者輸出電壓的反饋控制。所述控制設(shè)備可以被配置成根據(jù)輸出電流與目標(biāo)輸出電流的比較來(lái)調(diào)節(jié)切換頻率交替的定時(shí)。
[0023]所述控制設(shè)備可以被配置成檢測(cè)電力線上的具有預(yù)定義頻率的電壓紋波，以在電力線上從主單元接收其它數(shù)據(jù)?？梢砸源朔绞綄?shí)現(xiàn)在電力線上從主單元向所述驅(qū)動(dòng)器電路的通信。
[0024]所述至少一個(gè)可控開(kāi)關(guān)可以包括第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)。所述第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)可以是半橋變換器的第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)。
[0025]所述驅(qū)動(dòng)器電路可以被配置為DC/DC變換器。
[0026]所述驅(qū)動(dòng)器電路可以被配置為恒流源。
[0027]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，提供一種光源。該光源包括根據(jù)實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)器電路和連接至所述驅(qū)動(dòng)器電路的輸出端的發(fā)光裝置。
[0028]該發(fā)光裝置可以包括至少一個(gè)發(fā)光二極管(LED)。所述至少一個(gè)LED可以包括無(wú)機(jī)LED和/或有機(jī)LED。
[0029]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括根據(jù)任一實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)器電路和被配置成經(jīng)由電力線向驅(qū)動(dòng)器電路供電的主單元。該主單元可以包括聯(lián)接至電力線的電力線解調(diào)器，并且可以被配置成檢測(cè)電力線上從驅(qū)動(dòng)器電路發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0030]發(fā)光裝置可以連接至所述驅(qū)動(dòng)器電路的輸出端。
[0031]所述電力線解調(diào)器可以被配置成如果電力線上的電壓紋波的頻率是包括在第一組頻率中的多個(gè)頻率中的任一個(gè)頻率，則檢測(cè)具有第一邏輯值的數(shù)據(jù)比特。
[0032]所述電力線解調(diào)器可以被配置成如果電力線上的電壓紋波的頻率是包括在第二組頻率中的多個(gè)頻率中的任一個(gè)頻率，則檢測(cè)具有第二邏輯值的數(shù)據(jù)比特。所述第一組頻率和第二組頻率可以不相交。
[0033]所述主單元可以被配置成基于電壓紋波的頻率來(lái)識(shí)別發(fā)送數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)器電路。
[0034]所述主單元可以包括用于向驅(qū)動(dòng)器電路發(fā)送其它數(shù)據(jù)的PLC調(diào)制器。
[0035]該系統(tǒng)可以包括連接至電力線的至少另一個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路。所述主單元可以被配置成通過(guò)根據(jù)驅(qū)動(dòng)器電路中的哪一個(gè)將被尋址選擇被調(diào)制到電力線上的電源電壓的另一信號(hào)的頻率，對(duì)驅(qū)動(dòng)器電路和至少另一個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路中的一個(gè)進(jìn)行單獨(dú)尋址。
[0036]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，提供一種控制用于光源的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路的主單元。該主單元可以包括PLC解調(diào)器，該P(yáng)LC解調(diào)器被配置成確定電力線上的信號(hào)的頻率，如果該頻率包括在第一組頻率中，則檢測(cè)具有第一邏輯值的數(shù)據(jù)比特的發(fā)送，并且如果該頻率包括在不同于第一組頻率的第二組頻率中，則檢測(cè)具有第二邏輯值的數(shù)據(jù)比特的發(fā)送。
[0037]所述PLC解調(diào)器可以被配置成如果電力線上的信號(hào)的頻率未包括在第一組頻率中并且不包括在第二組頻率中，則檢測(cè)到?jīng)]有數(shù)據(jù)被發(fā)送。
[0038]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，提供一種在電力線上發(fā)送數(shù)據(jù)的方法。該方法由用于光源的驅(qū)動(dòng)器電路執(zhí)行。該驅(qū)動(dòng)器電路具有包括至少一個(gè)可控開(kāi)關(guān)的切換電路。所述至少一個(gè)可控開(kāi)關(guān)被控制以控制所述驅(qū)動(dòng)器電路的輸出電流或者輸出電壓。該方法包括根據(jù)將在電力線上發(fā)送的數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)置所述至少一個(gè)可控開(kāi)關(guān)的切換頻率。
[0039]可以在實(shí)施方式中實(shí)現(xiàn)的方法的附加特征和由此獲得的效果對(duì)應(yīng)于實(shí)施方式的設(shè)備的特征和效果。
[0040]切換頻率可以在多個(gè)頻率之間交替?？梢愿鶕?jù)是否要發(fā)送具有第一邏輯值的數(shù)據(jù)比特、是否要發(fā)送具有第二邏輯值的數(shù)據(jù)比特、還是是否沒(méi)有數(shù)據(jù)將被發(fā)送來(lái)選擇多個(gè)頻率。
[0041]可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)器電路的目標(biāo)輸出電流或者目標(biāo)輸出電壓來(lái)調(diào)節(jié)切換頻率交替的定時(shí)。
[0042]該方法可以由根據(jù)任一實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)器電路來(lái)執(zhí)行。
[0043]在多種實(shí)施方式中的任一個(gè)中，所述至少一個(gè)可控開(kāi)關(guān)可以分別包括可控電力開(kāi)關(guān)。所述至少一個(gè)可控開(kāi)關(guān)可以包括具有隔離柵電極的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。所述至少一個(gè)可控開(kāi)關(guān)可以包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)。所述至少一個(gè)可控開(kāi)關(guān)可以包括金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(M0SFET)。
[0044]在多種實(shí)施方式中的任一個(gè)中，可控開(kāi)關(guān)的切換頻率可以被限定為可控開(kāi)關(guān)的兩個(gè)連續(xù)接通操作之間或者兩個(gè)連續(xù)斷開(kāi)操作之間的