本發(fā)明涉及基于電力線的可用于數(shù)據(jù)收發(fā)的通信裝置，主要適用于控制LED（發(fā)光二極管）照明系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，LED（發(fā)光二極管）廣泛應(yīng)用于照明設(shè)備或照明系統(tǒng)中。與傳統(tǒng)的日光燈、白熾燈或鹵鎢燈相比，LED照明設(shè)備最顯著的優(yōu)點是能耗低、使用壽命長?，F(xiàn)階段，幾乎所有家庭或建筑物均采用了照明設(shè)備，通常由高壓交流電源驅(qū)動。而LED照明設(shè)備則通常由PN結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并由直流低壓電源驅(qū)動。

關(guān)于照明設(shè)備的適用性問題，由于LED照明設(shè)施需要在現(xiàn)有的布線條件下使用，即直接在交流電電源上使用，為此通常需要為LED照明設(shè)備配備整流裝置或其他的驅(qū)動裝置。為解決在交流電源中使用LED的問題而采用了LED驅(qū)動裝置。但是，由于LED驅(qū)動裝置價格昂貴，導(dǎo)致LED照明裝置單價高，致使其無法被推廣使用。

LED照明設(shè)備具有易于調(diào)光（或稱調(diào)光控制）的顯著優(yōu)勢。LED照明設(shè)備可通過調(diào)光控制多種不同的照明環(huán)境，從而進(jìn)一步降低了能耗。調(diào)光控制是通過調(diào)節(jié)LED或者LED模塊電源的供電量實現(xiàn)的。LED的驅(qū)動通常采用驅(qū)動構(gòu)件驅(qū)動LED模塊或LED照明裝置。LED和LED模塊的驅(qū)動可采用PWM（脈寬調(diào)制器)調(diào)光控制驅(qū)動電源的負(fù)載（duty）。驅(qū)動構(gòu)件采用有線或無線的方式接收由外部其他通信構(gòu)件提供控制數(shù)據(jù)，并根據(jù)該控制數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)光。

通常，實現(xiàn)無線通信需采用多個價格高昂的部件，進(jìn)而導(dǎo)致LED照明設(shè)備的制造、使用及維護(hù)成本升高；而有線通信需要另外的通信線路，從而增加了照明裝置的安裝難度。而在既有的布線基礎(chǔ)上安裝LED照明裝置尤為困難。

韓國專利KR10-1142106（專利名稱：可組調(diào)光的恒定電流轉(zhuǎn)換器），公開了一種采用LED組調(diào)光裝置改變LED照明裝置輸入電壓的方法。其中，LED模塊的供電電源為220V、210V、200V或190V等。LED端的轉(zhuǎn)換器可根據(jù)外部電源電壓適當(dāng)?shù)卣{(diào)整接入LED電源的數(shù)量，即控制調(diào)光。

但在驅(qū)動構(gòu)件中，控制構(gòu)件與轉(zhuǎn)換器之間不進(jìn)行通信，而是通過外部的驅(qū)動電源的電壓進(jìn)行調(diào)光控制。因此，無法保證LED照明設(shè)備穩(wěn)定地運行，無法實現(xiàn)多樣的驅(qū)動控制，即無法實現(xiàn)多樣的調(diào)光控制。

此外，韓國專利KR10-0261512（專利名稱：雙向電力通信的遠(yuǎn)程控制方法）以及韓國專利KR10-0473526（專利名稱：基于電力線的遠(yuǎn)程控制裝置），公開了采用電力線進(jìn)行雙向通信的方法以及可遠(yuǎn)程控制電源裝置的結(jié)構(gòu)。但是，該控制裝置存在結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜、制造成本高等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的其中一個目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、便于管理的基于電力線的雙向通信裝置，從根本上解決了上述問題。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種采用上述通信裝置的LED照明系統(tǒng)。

解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)手段

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

該基于電力線的通信裝置，其技術(shù)要點是，包括：

設(shè)置在電力線上的第一控制構(gòu)件，設(shè)置在負(fù)載上的第二控制構(gòu)件；

第一控制構(gòu)件和第二控制構(gòu)件之間通過電力線收發(fā)數(shù)據(jù)；

第一控制構(gòu)件基于傳送至第二控制構(gòu)件的數(shù)據(jù)，通過電力線改變負(fù)載電源一個周期的有效電壓值；

第二控制構(gòu)件基于傳送至第一控制構(gòu)件的數(shù)據(jù)，通過電力線改變負(fù)載電源的電流電平至一個周期內(nèi)第一區(qū)間的對應(yīng)值。

作為優(yōu)選的，所述第一區(qū)間為電源電流的零交叉點之前的0.5ms區(qū)間。

作為優(yōu)選的，所述第一區(qū)間為電源電流從零交叉點開始上升的0.5ms區(qū)間。

另一方面，本發(fā)明還提供了另外一種基于電力線的通信裝置，其技術(shù)要點是，包括：

設(shè)置在電力線上的第一控制構(gòu)件，設(shè)置在負(fù)載上的第二控制構(gòu)件；

第一控制構(gòu)件和第二控制構(gòu)件之間通過電力線收發(fā)數(shù)據(jù)；

第一控制構(gòu)件基于傳送至第二控制構(gòu)件的數(shù)據(jù)，通過電力線改變負(fù)載電源的電壓電平至一個周期內(nèi)第一區(qū)間的對應(yīng)值。

作為優(yōu)選的，所述第二控制構(gòu)件基于傳送至第一控制構(gòu)件的數(shù)據(jù)，通過電力線改變負(fù)載電源的電流電平至一個周期內(nèi)第二區(qū)間的對應(yīng)值。

作為優(yōu)選的，所述第一區(qū)間為電源電壓從零交叉點開始上升的0.5ms區(qū)間。

作為優(yōu)選的，所述第一區(qū)間為電源電壓從零交叉點開始下降的0.5ms區(qū)間。

作為優(yōu)選的，所述第一區(qū)間為電源電流的零交叉點之前的0.5ms區(qū)間。

作為優(yōu)選的，所述第一區(qū)間為電源電流的零交叉點之后的0.5ms區(qū)間。

又一方面，本發(fā)明還提供了又一種基于電力線的通信裝置，其技術(shù)要點是，包括：

設(shè)置在電力線上的控制裝置，設(shè)置在負(fù)載上的負(fù)載控制裝置；

控制裝置和負(fù)載控制裝置之間通過電力線收發(fā)數(shù)據(jù)；

控制裝置包括設(shè)置在電力線上的用于檢測電壓變化的第一電壓檢測構(gòu)件、設(shè)置在電力線上的用于改變負(fù)載電源電壓的實際電壓的電壓設(shè)定構(gòu)件、用于控制電壓設(shè)定構(gòu)件動作的第一控制構(gòu)件；

第一控制構(gòu)件基于傳送至負(fù)載控制裝置的數(shù)據(jù)值，驅(qū)動電壓設(shè)定構(gòu)件改變負(fù)載電源電壓的有效電壓；

負(fù)載控制裝置包括設(shè)置在電力線上的用于檢測電源電壓變化的第二電壓檢測構(gòu)件、以控制裝置傳送來的檢出電壓數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)判斷電源電壓的有效值的第二電壓檢測構(gòu)件。

作為優(yōu)選的，所述控制裝置每個周期傳送一位數(shù)據(jù)。

作為優(yōu)選的，所述第一控制構(gòu)件根據(jù)第一電壓檢測構(gòu)件檢出電壓判斷電源電壓的零交叉點，在電源電壓零交叉點，通過電壓設(shè)定構(gòu)件改變電源電壓的有效電壓。

作為優(yōu)選的，所述負(fù)載控制裝置包括用于驅(qū)動負(fù)載的輸入電源的電源構(gòu)件；

電源構(gòu)件通過電力線在負(fù)載電源一個周期的第一區(qū)間切斷負(fù)載電源的電源電流；

負(fù)載控制裝置還包括在第一區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生電流脈沖的脈沖發(fā)生構(gòu)件；

第二控制構(gòu)件基于傳送至控制裝置的數(shù)據(jù)值驅(qū)動驅(qū)動脈沖發(fā)生構(gòu)件；

控制裝置還包括用于檢測電源電流的電流檢測構(gòu)件，在第一區(qū)間內(nèi)，第一控制構(gòu)件通過檢測電流脈沖接收負(fù)載控制裝置所發(fā)送的數(shù)據(jù)。

作為優(yōu)選的，所述第一區(qū)間為電源電流零交叉點前的0.5ms區(qū)間。

作為優(yōu)選的，所述第一區(qū)間為電源電流零交叉點后的0.5ms區(qū)間。

作為優(yōu)選的，所述控制裝置包括與外部通信的通信構(gòu)件。

再一方面，本發(fā)明還提供了一種基于電力線的通信裝置，其技術(shù)要點是，包括：設(shè)置在電力線上的控制裝置，設(shè)置在負(fù)載上的負(fù)載控制裝置；

控制裝置和負(fù)載控制裝置之間通過電力線收發(fā)數(shù)據(jù)；

控制裝置包括設(shè)置在電力線上的用于檢測電壓變化的第一電壓檢測構(gòu)件、設(shè)置在電力線上的用于切斷負(fù)載電壓的電壓切斷構(gòu)件、用于控制電壓切斷構(gòu)件動作的第一控制構(gòu)件；

第一控制構(gòu)件基于傳送至負(fù)載控制構(gòu)件的數(shù)據(jù)值選擇性地驅(qū)動電壓切斷構(gòu)件；

負(fù)載控制裝置包括設(shè)置在電力線上的用于檢測電壓變化的第二電壓檢測構(gòu)件、用于接收控制裝置基于第二電壓檢測構(gòu)件檢出電壓所發(fā)數(shù)據(jù)的第二控制構(gòu)件。

作為優(yōu)選的，所述控制裝置在電源電壓一個周期的第一區(qū)間選擇性地驅(qū)動電壓切斷構(gòu)件。

作為優(yōu)選的，所述第一區(qū)間為電源電壓從零交叉點開始上升的0.5ms區(qū)間。

作為優(yōu)選的，所述第一區(qū)間為電源電流從零交叉點開始下降的0.5ms區(qū)間。

作為優(yōu)選的，所述控制裝置選擇性地驅(qū)動電源切斷構(gòu)件，在第一區(qū)間內(nèi)電源電壓從零交叉點開始上升，在第二區(qū)間內(nèi)電源電流零交叉點開始下降。

作為優(yōu)選的，所述負(fù)載控制裝置包括用于驅(qū)動負(fù)載的輸入電源的電源構(gòu)件；

電源構(gòu)件通過電力線在負(fù)載電源一個周期的第三或第四區(qū)間切斷負(fù)載電源的電源電流；

負(fù)載控制裝置還包括在第三或第四區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生電流脈沖的脈沖發(fā)生構(gòu)件；

第二控制構(gòu)件基于傳送至控制裝置的數(shù)據(jù)值驅(qū)動驅(qū)動脈沖發(fā)生構(gòu)件；

控制裝置還包括用于檢測電源電流的電流檢測構(gòu)件，在第三或第四區(qū)間內(nèi)，第一控制構(gòu)件通過檢測電流脈沖接收負(fù)載控制裝置所發(fā)送的數(shù)據(jù)。

作為優(yōu)選的，所述第三區(qū)間為電源電流零交叉點后的0.5ms區(qū)間。

作為優(yōu)選的，所述第四區(qū)間為電源電流零交叉點前的0.5ms區(qū)間。

作為優(yōu)選的，所述控制裝置包括與外部通信的通信構(gòu)件。

此外，本發(fā)明還提供了一種LED照明系統(tǒng)，其技術(shù)要點是，包括：

通過電力線接入商業(yè)電源的一個以上的控制裝置、通過電力線接入各控制裝置的一個以上的LED照明裝置、與控制裝置通信的管理裝置；

控制裝置和LED照明裝置通過電力線收發(fā)數(shù)據(jù)；

由控制裝置至LED照明裝置的數(shù)據(jù)通信通過廣播方法實現(xiàn)，由LED照明裝置至控制裝置的數(shù)據(jù)通信通過輪詢方法實現(xiàn)。

作為優(yōu)選的，所述LED照明裝置包括一個以上的組ID，控制裝置通過組ID向LED照明裝置傳送調(diào)光數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的有益效果

LED照明系統(tǒng)包括設(shè)置在電力線500上的由控制裝置200與LED照明裝置300構(gòu)成的照明系統(tǒng)。因此，采用現(xiàn)有的照明系統(tǒng)的布線即可實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案。此外，該照明系統(tǒng)中，用戶可通過管理裝置400對全部的LED照明裝置300實現(xiàn)非常穩(wěn)定地調(diào)光控制，極大簡化了管理過程。綜上所述、本發(fā)明具有極高的市場應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基本概念原理示意圖；

圖2和圖3為下行鏈路數(shù)據(jù)傳送方法的原理示意圖；

圖4為上行鏈路數(shù)據(jù)傳送方法的原理示意圖；

圖5為圖1中控制裝置10的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5中電壓設(shè)定構(gòu)件15的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖1中控制裝置10的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為圖7中電源切斷構(gòu)件71的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為圖1中負(fù)載控制構(gòu)件20的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明其中一種LED照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明LED照明裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為圖11中控制裝置20與LED照明裝置300之間其中一種數(shù)據(jù)傳送與接收方法的原理示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖，通過具體實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的內(nèi)容。但是，以下實施例僅為本發(fā)明的最優(yōu)實施方式而并非窮舉，并不限制權(quán)利要求保護(hù)范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在本發(fā)明構(gòu)思啟示下進(jìn)行的不具有創(chuàng)造性的修改方式仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

圖1為本發(fā)明基本概念原理示意圖。如圖1所示，負(fù)載2通過電力線3與商業(yè)電源1電性連接。若具有多個負(fù)載2，則各負(fù)載2并聯(lián)在電力線3上?？刂蒲b置10設(shè)置在商業(yè)電源1的其中一端。負(fù)載2上設(shè)有用于控制負(fù)載2動作的控制構(gòu)件20。控制構(gòu)件20通過電力線與控制裝置10相連。

控制裝置10可包括供管理者使用的用戶界面或其他管理裝置，通過有線或無線通信構(gòu)件實現(xiàn)通信?？刂蒲b置10生成用于控制負(fù)載2動作的控制數(shù)據(jù)，隨后通過電力線3將該控制數(shù)據(jù)傳送至負(fù)載控制構(gòu)件20。當(dāng)負(fù)載控制構(gòu)件20收到來自電力線3的控制數(shù)據(jù)時，驅(qū)動負(fù)載2動作。

此外，負(fù)載控制構(gòu)件20生成合適的相應(yīng)數(shù)據(jù)（如確認(rèn)數(shù)據(jù)等），隨后通過電力線將其傳送至控制裝置10。其中，傳送數(shù)據(jù)的上行鏈路并非必要，而是可選擇地應(yīng)用在其中。

對于由控制裝置10至負(fù)載控制裝置20的下行鏈路數(shù)據(jù)的傳送方法，可采用以下兩種方法：

第一種方法：根據(jù)傳送至負(fù)載2的數(shù)據(jù)為“0”還是為“1”，一個周期內(nèi)負(fù)載電源電壓的最大電壓值或有效電壓值被設(shè)定為不同值。

第二種方法：將負(fù)載電源2一個周期內(nèi)的一定區(qū)間作為數(shù)據(jù)區(qū)間，根據(jù)傳送至負(fù)載2的數(shù)據(jù)為“0”或“1”，而選擇性地將該數(shù)據(jù)區(qū)間的電源電壓設(shè)為低電平（Level），如設(shè)為“0”。

圖2為采用第一種方法時，負(fù)載2電源電壓的波形示意圖。圖2b為第一電源電壓D1和第二電源電壓D2的示意圖。

在第一電源電壓D1和第二電源電壓D2的周期與相位均相同情況下，最大值或有效電壓值被設(shè)定為不同值。第一電源電壓D1的最大值設(shè)為220V，第二電源電壓D2設(shè)為200V，即第一電源電壓D1與第二電源電壓D2最大值的差值V0為20V。（約為第一電源電壓D1最大值的10%）當(dāng)然實際應(yīng)用中，第一電源電壓D1和第二電源電壓D2的最大值并不限于特定值。另外，考慮到有效電壓值，由于第一電壓D1為交流電220V，第二電壓D2為交流電200V，第一電源電壓D1的電壓有效值約為311V，第二電源電壓D2的有效值約為283V。

如圖1所示，該方法中，如果在無數(shù)據(jù)傳送的狀態(tài)即閑置狀態(tài)時（以下稱空閑狀態(tài)），控制裝置10提供給負(fù)載2第一電源電壓D1，則在控制裝置10向負(fù)載2發(fā)送數(shù)據(jù)時，以第二電源電壓D2為數(shù)據(jù)“1”，以第一電源電壓D1為數(shù)據(jù)“0”；如果在空閑狀態(tài)下，控制裝置10提供給負(fù)載2第二電源電壓D2，則在控制裝置10向負(fù)載2發(fā)送數(shù)據(jù)時，以第一電源電壓為數(shù)據(jù)“1”，第二電源電壓D2為數(shù)據(jù)“0”。

圖2b為控制裝置10供給負(fù)載2的電源電壓波形的示意圖，當(dāng)?shù)谝浑娫措妷篋1為數(shù)據(jù)“1”，第二電源電壓D2為數(shù)據(jù)“0”時，控制裝置10向負(fù)載2發(fā)送控制數(shù)據(jù)“10110”。

通常情況下，在上述方法中，電源在每個周期傳送一位（bit）數(shù)據(jù)。如果在電源的一個周期內(nèi)存在多個最大值或電壓有效值時，則電源在每個周期可發(fā)送多個數(shù)據(jù)。上述的第二種方法，即，設(shè)定電源一個周期內(nèi)的一定區(qū)間為數(shù)據(jù)區(qū)間的方法。優(yōu)先選擇用于傳送數(shù)據(jù)的合適的數(shù)據(jù)區(qū)間，數(shù)據(jù)區(qū)間可在如圖3a中所示的區(qū)間內(nèi)任意設(shè)定，如以電源電壓從零交叉點開始上升段作為A區(qū)間，以電源電壓從零交叉點開始下降端作為Ｂ區(qū)間。

圖3b為采用A區(qū)間傳送一位數(shù)據(jù)，即傳送數(shù)據(jù)“0”或“1”的情況下，負(fù)載2的供電電源的電壓波形示意圖。圖3b為第三電源電壓D3與第四電源電壓D4的示意圖。第三電源電壓D3與通常的電源電壓相同。對此，在時間周期和相位上，第四電源電壓D4與第三電源電壓D3相同，而在一個電源周期的一定區(qū)間內(nèi)電源電壓從零交叉點開始上升，即數(shù)據(jù)區(qū)間T1為低電平，如設(shè)定為“0”電平。此時，將零交叉點后的0.5ms設(shè)定為數(shù)據(jù)區(qū)間T1。數(shù)據(jù)區(qū)間T1的長度也可根據(jù)實際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兓?/p>

在數(shù)據(jù)區(qū)間T1中，根據(jù)傳送至負(fù)載2的數(shù)據(jù)為“0”或“1”，將電壓電平選擇性地設(shè)為“0”電平。如果空閑狀態(tài)下，圖1中的控制裝置10提供給負(fù)載2第三電源電壓D3，則在控制裝置10向負(fù)載2發(fā)送數(shù)據(jù)時，以第四電源電壓D4為數(shù)據(jù)“1”，以第三電源電壓D3為數(shù)據(jù)“0”。

與圖2b同理，圖3c為控制裝置10向負(fù)載2發(fā)送控制數(shù)據(jù)“10110”時，電源電壓波形的示意圖。

圖3d為采用B區(qū)間傳送一位數(shù)據(jù)，即傳送數(shù)據(jù)“0”或“1”的情況下，負(fù)載2的供電電源的電壓波形示意圖。即電源電壓零交叉點下降的區(qū)間。圖3d為第五電源電壓D5與第六電源電壓D6的示意圖。第五電源電壓D5與通常的電源電壓相同。對此，在時間周期和相位上，第六電源電壓D6與第五電源電壓D5相同，而在一個電源周期的一定區(qū)間內(nèi)電源電壓從零交叉點開始下降，即數(shù)據(jù)區(qū)間T2為低電平，如設(shè)定為“0”電平。此時，將零交叉點后的0.5ms設(shè)定為數(shù)據(jù)區(qū)間T2。數(shù)據(jù)區(qū)間T2的長度也可根據(jù)實際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兓?/p>

在數(shù)據(jù)區(qū)間T2中，根據(jù)傳送至負(fù)載2的數(shù)據(jù)為“0”或“1”， 將電壓電平選擇性地設(shè)為“0”電平。如果空閑狀態(tài)下，圖1中的控制裝置10提供給負(fù)載2第五電源電壓D5，則在控制裝置10向負(fù)載2發(fā)送數(shù)據(jù)時，以第六電源電壓D6為數(shù)據(jù)“1”，以第五電源電壓D5為數(shù)據(jù)“0”。

圖3c根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，為控制裝置10向負(fù)載2發(fā)送控制數(shù)據(jù)“10110”時，電源電壓波形的示意圖。

在本發(fā)明的另一個實施例中，數(shù)據(jù)“1”和“0”通過圖3a中的A區(qū)間和B區(qū)間分別傳送。例如，如果在閑置狀態(tài)控制裝置10供給負(fù)載2正常電源電壓，則在向負(fù)載2發(fā)送數(shù)據(jù)時，當(dāng)傳送數(shù)據(jù)“1”時，電源電壓的A區(qū)間作為數(shù)據(jù)“1”，當(dāng)傳送數(shù)據(jù)“0”時，電源電壓的B區(qū)間作為數(shù)據(jù)“0”。

圖3f，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，為控制裝置10向負(fù)載2發(fā)送控制數(shù)據(jù)“10110”時，電源電壓波形的示意圖。

在該情況下，可采用如下方法：當(dāng)傳送數(shù)據(jù)“1”時，B區(qū)間設(shè)為“0”電平，當(dāng)傳送數(shù)據(jù)“0”時，A區(qū)間設(shè)為“0”電平。

在如上所述圖3的方法中，已經(jīng)說明了電源電壓每個周期傳送一位數(shù)據(jù)的情況。也可采用下述方法在電源電壓的每個周期通過向A區(qū)間和B區(qū)間分別傳送一位數(shù)據(jù)的方法傳送兩位數(shù)據(jù)。

以下，將對負(fù)載2端的負(fù)載控制構(gòu)件20至控制裝置10上行鏈路的數(shù)據(jù)傳送方法作進(jìn)一步描述。

圖1中，由連接至負(fù)載2端的商用電源1作為驅(qū)動電源。此時，為了將驅(qū)動電流供給負(fù)載2，負(fù)載2需與商業(yè)電源1電性結(jié)合。如果負(fù)載2驅(qū)動電力線開放，則商業(yè)電源1與負(fù)載2之間的電性電性結(jié)合接觸，則由商業(yè)電源1供給至負(fù)載2的驅(qū)動電流切斷。

本發(fā)明中，負(fù)載控制構(gòu)件20通過通斷控制裝置10與負(fù)載控制構(gòu)件20之間的驅(qū)動電流的方法向控制裝置10傳送數(shù)據(jù)。此時，驅(qū)動電流通斷的區(qū)間在控制裝置10與負(fù)載控制構(gòu)件20之間預(yù)先確定。在下述實施例中，由負(fù)載控制構(gòu)件20傳遞至控制裝置10數(shù)據(jù)的上行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間被設(shè)定為電源電壓一個周期內(nèi)的特定區(qū)間。作為優(yōu)選的，可選用由電源電壓零交叉點開始下降的0.5ms區(qū)間。

這樣，上行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間被設(shè)定為電源電壓從零交叉點開始下降的區(qū)間，以避免控制裝置10以第二種方法向負(fù)載控制構(gòu)件20同時傳送下行鏈路數(shù)據(jù)與上行鏈路數(shù)據(jù)時，下行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間T1、T2與上行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間重疊。如果基于第一種方法，通過控制裝置10向負(fù)載控制構(gòu)件20傳送控制數(shù)據(jù)，則圖3中的數(shù)據(jù)區(qū)間T1和T2可被用作上行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間。

并且，在這種情況下，下行鏈路數(shù)據(jù)傳送與上行鏈路數(shù)據(jù)傳送設(shè)為不同的電源電壓，圖3中數(shù)據(jù)區(qū)間T1和T2可用作上行鏈路數(shù)據(jù)的區(qū)間。

優(yōu)先使用上行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間的數(shù)據(jù)傳送方法，下行鏈路數(shù)據(jù)傳送方法相同，基于負(fù)載控制構(gòu)件20至控制裝置10傳送的數(shù)據(jù)為“0”或“1”，上行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間的電流值可選的設(shè)為低電平，如“0”電平。

并且，如圖4a所示的優(yōu)選方案中，在上行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間T3中，負(fù)載2驅(qū)動電流的電流值設(shè)定為“0”電平，如圖4b所示，根據(jù)負(fù)載控制構(gòu)件20傳送至控制裝置10的數(shù)據(jù)為“0”或“1”，在上行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間T3插入電流脈沖P。

圖4c為，當(dāng)把上行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間T3插入脈沖P定義數(shù)據(jù)“1”，負(fù)載控制構(gòu)件20向控制裝置時10響應(yīng)數(shù)據(jù)“10110”時，由商業(yè)電源1至負(fù)載2的驅(qū)動電流波形示意圖。

另外，在本發(fā)明的其他實施例中，如圖4d所示上行鏈路區(qū)間T4為1ms區(qū)間，包括從電源電壓從零交叉點第一方向下降的0.5ms區(qū)間以及從零交叉點第二個方向上升的0.5ms區(qū)間。由控制裝置10穩(wěn)定地識別負(fù)載控制構(gòu)件20傳送的數(shù)據(jù)。

如圖4a~圖4d所示的實施例中，從電源電壓零交叉點開始下降的區(qū)間設(shè)為上行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間。因此，電源一周期的數(shù)據(jù)傳送量為一位。在本發(fā)明的另一個實施例中，如圖4e所示的上行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間包括電源電流從零交叉點第一方向開始下降的區(qū)間T3以及電源電壓從零交叉點第一方向上升的T5區(qū)間。在本實施例中，電源電流每周期通過兩個區(qū)間傳送數(shù)據(jù)，因此每周期數(shù)據(jù)傳送量為兩位。

以下對數(shù)據(jù)收發(fā)裝置的數(shù)據(jù)收發(fā)方法作進(jìn)一步說明。為方便說明，采用圖2中的第一種方法以及圖3b和圖3c中的第二種方法，實現(xiàn)下行鏈路數(shù)據(jù)的傳送；采用圖4b和圖4c中的方法，實現(xiàn)上行鏈路數(shù)據(jù)的傳送。

圖5為本發(fā)明第一個實施例中控制裝置10的結(jié)構(gòu)示意圖。根據(jù)圖2a和2b的第一種方法，每個周期供給負(fù)載2的電源有效電壓值設(shè)為不同值，即“0”or“1”。

控制裝置10可選擇的設(shè)置通信構(gòu)件11，通信構(gòu)件11為可供管理者使用的用戶界面或通過有線、無線的通信構(gòu)件與其他的管理裝置通信。當(dāng)收到來自通信構(gòu)件11的控制指令，通過控制構(gòu)件12與負(fù)載2數(shù)據(jù)通信，并由負(fù)載控制構(gòu)件20驅(qū)動負(fù)載2。控制構(gòu)件12可采用微處理器。

如圖5所示，電壓檢測構(gòu)件13、電流檢測構(gòu)件14以及電壓設(shè)定構(gòu)件15與電力線3相連。電壓檢測構(gòu)件13檢測負(fù)載2的電源電壓，并供給至控制構(gòu)件12。負(fù)載2的電源電壓最大值為220V，而控制構(gòu)件12無法直接檢測電源電壓的變化。電壓檢測構(gòu)件13（圖中未詳細(xì)描述）包括電阻分壓器電路，可將商業(yè)電源1的5V分壓輸入至控制構(gòu)件12。根據(jù)電壓檢測構(gòu)件13所檢測輸入電壓的變化，控制構(gòu)件12可判定零交叉點、下行鏈路的數(shù)據(jù)區(qū)間與上行鏈路的數(shù)據(jù)區(qū)間。

電流檢測構(gòu)件14用于接收由負(fù)載控制構(gòu)件20傳送至控制裝置10的上行鏈路數(shù)據(jù)。電流檢測構(gòu)件14包括設(shè)置在電力線3上的變流器、變流器輸出電流的整流電路（如橋式整流電路）、與整流電路輸出端相連的電阻分壓器電路。電流檢測構(gòu)件14通過電力線3向負(fù)載2輸入與電流值對應(yīng)的電壓電平。由于電流檢測構(gòu)件14無需采用特定的結(jié)構(gòu)，圖略。

電壓設(shè)定構(gòu)件15用于向負(fù)載控制構(gòu)件20傳送數(shù)據(jù)。根據(jù)控制構(gòu)件12的閘控信號，電壓設(shè)定構(gòu)件15改變負(fù)載2的電源電壓。

圖6為電壓設(shè)定構(gòu)件15其中一種結(jié)構(gòu)的電路圖。如圖6所示，電壓設(shè)定構(gòu)件15包括設(shè)置在電力線3一端的一次線圈151，設(shè)置在電力線3一端的二次線圈152，二次線圈152可通過開關(guān)構(gòu)件15與電力線3的其他端。優(yōu)選的，開關(guān)構(gòu)件53包括雙向可控硅。

在圖6的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)雙向可控硅153關(guān)閉時，二次線圈152對電力線3呈開放狀態(tài)，V1和V2設(shè)為相同的數(shù)值。同理，當(dāng)雙向可控硅153開啟時，二次線圈152與電力線3電性結(jié)合。在這種情況下，當(dāng)一次線圈151的圈數(shù)為N1，二次線圈的圈數(shù)為N2，V2可通過公式（1）得到。

公式（1）：V2=V1*N1/N2。

該實施例中，當(dāng)雙向可控硅153開啟時，通過設(shè)定合適的N2和N1，如將V2設(shè)為小于10%的V1。

圖5中，當(dāng)基于通信構(gòu)件11向負(fù)載2傳送控制數(shù)據(jù)時，控制構(gòu)件12根據(jù)數(shù)據(jù)值輸出適當(dāng)?shù)拈l控信號G1，使電壓設(shè)定構(gòu)件15的雙向可控硅153開啟/關(guān)閉。作為優(yōu)選的，雙向可控硅153的開啟/關(guān)閉在電源電壓零交叉時刻進(jìn)行。And, 控制構(gòu)件12檢測與圖4中的上行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間T3相對應(yīng)的來自于電流檢測構(gòu)件14的輸入電壓，并判定該上行鏈路數(shù)據(jù)是否來自于負(fù)載2?？刂蒲b置10通過上述過程實現(xiàn)負(fù)載2的數(shù)據(jù)收發(fā)。

圖7為本發(fā)明實施例2中控制裝置10的結(jié)構(gòu)框圖。以下結(jié)合圖7詳細(xì)說明圖3a和圖3b所示的第二種方法中的控制裝置10的構(gòu)成。以負(fù)載2電源一個周期內(nèi)的特定區(qū)間作為數(shù)據(jù)區(qū)間，根據(jù)傳送至負(fù)載2的數(shù)據(jù)“0”或“1”，數(shù)據(jù)區(qū)間的電源電壓可設(shè)為低電平“0”。圖7與圖5的結(jié)構(gòu)基本相同，不再進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖7的控制裝置10包括用于替代電壓設(shè)定構(gòu)件15的電源切斷構(gòu)件71。設(shè)置在電力線3上的電源切斷構(gòu)件71根據(jù)控制構(gòu)件72的閘控信號G2和G3，切斷負(fù)載2電源電壓。當(dāng)向負(fù)載2傳送數(shù)據(jù)時，控制構(gòu)件72向電源切斷構(gòu)件71發(fā)送與圖3中下行鏈路T1數(shù)據(jù)區(qū)間相對應(yīng)的閘控信號G2和G3。

圖8為電源切斷構(gòu)件71的其中一種電路結(jié)構(gòu)示意圖。用于切斷電力線3的第一開關(guān)構(gòu)件，可采用串聯(lián)在電力線3一端的雙向可控硅711，第二開關(guān)構(gòu)件，可采用并聯(lián)在電力線3一端的繼電器開關(guān)712。并且，雙向可控硅711及繼電器開關(guān)712由閘控信號G2和G3控制開啟/關(guān)閉。

上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)無數(shù)據(jù)傳送至負(fù)載2時（空閑狀態(tài)下），控制構(gòu)件72將繼電器開關(guān)712設(shè)定為開啟（ON）狀態(tài)，將雙向可控硅711設(shè)定為關(guān)閉（OFF）狀態(tài)。在這種情況下，作為驅(qū)動電源的商業(yè)電源1通過繼電器開關(guān)712為負(fù)載2供電。

另一方面，當(dāng)向負(fù)載2傳送數(shù)據(jù)時，控制構(gòu)件72發(fā)送閘控信號G3，雙向可控硅711設(shè)定為開啟（ON）狀態(tài)，繼電器開關(guān)712設(shè)定為關(guān)閉（OFF）狀態(tài)。在這種情況下，作為驅(qū)動電源的商業(yè)電源1通過雙向可控硅711為負(fù)載2供電。

并且， 控制構(gòu)件72通過電力線3向負(fù)載2傳送控制數(shù)據(jù)，實現(xiàn)與圖3中下行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間T1相對應(yīng)的雙向可控硅711的開啟/關(guān)閉。當(dāng)數(shù)據(jù)傳送完成時，控制構(gòu)件72控制繼電器開關(guān)712開啟，控制雙向可控硅711關(guān)閉， 使電源切斷構(gòu)件71處于空閑狀態(tài)。其他動作，如負(fù)載2的數(shù)據(jù)接收等動作與圖5中的動作實質(zhì)相同。

圖9為負(fù)載2的其中一種負(fù)載控制構(gòu)件20的結(jié)構(gòu)示意圖。通常情況下，整流構(gòu)件21、開關(guān)電源(SMPS)22設(shè)置在負(fù)載2上。僅在開關(guān)電源22采用如圖4a所示的結(jié)構(gòu)時，切斷在上行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間T3內(nèi)一次線圈（圖中未示出）的電流，從而將商業(yè)電源1至負(fù)載2的驅(qū)動電流設(shè)為“0”。

圖9中，作為優(yōu)選的，整流構(gòu)件21的前端通過電力線3與電壓檢測構(gòu)件23相連。電壓檢測構(gòu)件23包括設(shè)置在電力線3上的電阻R1和電阻R2、設(shè)置在電阻R1和R2耦合節(jié)點之間的電阻R3、信號地線。電阻R1和電阻R2耦合節(jié)點，可與控制構(gòu)件25的模擬輸入端相連。電壓檢測構(gòu)件23（與圖5中的電壓檢測構(gòu)件13結(jié)構(gòu)相似）將來源于電力線的商業(yè)電源1，轉(zhuǎn)換至5V以下的分壓，并向控制構(gòu)件25供電。電壓檢測構(gòu)件23設(shè)置在整流構(gòu)件21的前端的目的為：負(fù)載2在使用狀態(tài)下，使電壓檢測構(gòu)件23所檢出的電壓變化最小。

并且，電力線3上設(shè)有脈沖發(fā)生構(gòu)件24。脈沖發(fā)生構(gòu)件24，可采用包括電阻R4、串聯(lián)在電力線3和信號地線之間的MOS晶體管241。

控制構(gòu)件25可采用微處理器?；陔妷簷z測構(gòu)件23檢測到的檢出電壓的變化，控制構(gòu)件25能夠識別出商業(yè)電源的零交叉點、下行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間和上行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間。進(jìn)一步的，基于電壓檢測構(gòu)件23的輸入電壓，控制構(gòu)件25能夠識別來自控制裝置10的控制數(shù)據(jù)。

控制構(gòu)件25由程序控制，控制構(gòu)件25根據(jù)控制裝置10的構(gòu)成編譯合適的控制軟件。當(dāng)圖5所示的控制構(gòu)件25與控制裝置10協(xié)同動作時，控制構(gòu)件25辨別電力線3所輸入的電壓為圖2a中的第一電源電壓D1，還是第二電源電壓D2。在這種情況下，控制構(gòu)件25通過檢測一個周期內(nèi)電源電壓最大值的方法或者通過計算一個周期內(nèi)電源電壓有效值的方法辨別電源電壓的大小。如上所述， 當(dāng)?shù)谝浑娫措妷篋1為交流電220V，第二電源電壓D2為交流電200V時，第一電源電壓D1的有效電壓約為311V，第二電壓D2的有效電壓約為283V。

當(dāng)圖7所示的控制構(gòu)件25與控制裝置10協(xié)同動作時，控制構(gòu)件25辨別電力線3所輸入的電壓為圖3a中的第三電源電壓D3，還是第四電源電壓D4。在這種情況下，控制構(gòu)件25對來自電壓檢測構(gòu)件23的輸入電壓取樣，如可在下行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間T1內(nèi)間隔100微秒(μs) 取樣，以辨別此時的電源電壓為第三電源電壓D3還是第四電源電壓D4。

并且，當(dāng)傳送數(shù)據(jù)至控制裝置10時，在圖4中的上行鏈路數(shù)據(jù)區(qū)間T3，控制構(gòu)件25通過控制脈沖發(fā)生構(gòu)件24的MOS晶體管241產(chǎn)生電流脈沖P，如產(chǎn)生0.2ms的脈沖。當(dāng)電流檢測構(gòu)件14檢測到圖5和圖7所示的電流脈沖P后，將其輸入到控制裝置10的控制構(gòu)件12中。

圖10為圖9中用于LED照明裝置的負(fù)載控制構(gòu)件20其中一種結(jié)構(gòu)的示意圖。圖10與圖9的內(nèi)容基本相同，故不再詳細(xì)說明。

圖10中，LED模塊26的其中一端與開關(guān)電源22的電壓輸出端子Vout端子相連，LED模塊26的另一端通過用于切斷LED模塊26驅(qū)動電流的晶體管28、用于檢測LED模塊26驅(qū)動電流的電阻R5與信號地線相連。

圖10中的附圖標(biāo)記29為LED模塊26的LED驅(qū)動裝置。LED驅(qū)動裝置29的GD端子與柵晶體管28相連，LED驅(qū)動裝置29的CS端子與晶體管28、電阻R5的連接節(jié)點相連。

當(dāng)收到來自控制裝置10用于調(diào)光控制LED照明裝置的控制數(shù)據(jù)時，控制構(gòu)件通過電壓檢測單元23接收控制數(shù)據(jù)，隨后生成用于LED驅(qū)動裝置29調(diào)光控制的脈寬調(diào)制信號（以下稱PWM信號）。LED驅(qū)動裝置29數(shù)-模轉(zhuǎn)換（以下稱D/A轉(zhuǎn)換）的方式通過調(diào)光控制DIM端子改變PWM信號，然后產(chǎn)生與PWM信號相對應(yīng)的基準(zhǔn)電壓。LED驅(qū)動裝置29通過控制晶體管28的開啟/關(guān)閉，使通過CS端子輸入的電壓與參考電壓相同，從而有效控制LED模塊26的驅(qū)動電流。 LED驅(qū)動裝置29為開關(guān)電源22設(shè)定合適的反饋電壓（以下稱VF），從而控制開關(guān)電源22的輸出，使其與當(dāng)時的調(diào)光水平相匹配。

此外，控制構(gòu)件25驅(qū)動脈沖發(fā)生構(gòu)件24向控制裝置10發(fā)送響應(yīng)信號。

圖11為本發(fā)明LED照明裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。多個控制裝置200-1~200-n通過電力線500與商業(yè)電源100相連。多個LED照明裝置300₁-1~300₁-n ， 300_N-1~300_N-n通過電力線500與控制裝置200-1~200-n相連。

控制裝置200與圖5或圖7中的控制裝置10結(jié)構(gòu)實質(zhì)相同。LED照明裝置300與圖10中所示的結(jié)構(gòu)相同。

管理裝置400主要用于管理者。 管理裝置400與控制裝置200之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。管理者可通過管理裝置400控制照明裝置300。

LED照明裝置300 分為固有ID和組ID。如果存在多個ID，則LED照明裝置300的調(diào)光控制通過組ID實現(xiàn)。在這種情況下，采用組ID（Group ID）的LED照明裝置300可實現(xiàn)不同的照明效果。

當(dāng)管理者通過管理裝置400進(jìn)行調(diào)光控制時，相應(yīng)的控制指令被傳送至控制裝置200，則控制裝置200生成與控制指令相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)，隨后通過電力線500傳送控制數(shù)據(jù)?？刂茢?shù)據(jù)的傳送可通過廣播的方法實現(xiàn)，若采用該方法，則需要引入個人或組ID，以定義相應(yīng)數(shù)據(jù)的傳遞地址。

圖12為控制裝置200與LED照明裝置300之間收發(fā)數(shù)據(jù)的其中一種數(shù)據(jù)格式示意圖。如圖12所示，收發(fā)的數(shù)據(jù)格式可采用：一位的起始位、四位的數(shù)據(jù)位以及一位的格式幀位，四位的數(shù)據(jù)位為重復(fù)位。

LED照明裝置300通過電力線500需要向控制裝置100返回響應(yīng)數(shù)據(jù)的情況下。如上所述，響應(yīng)數(shù)據(jù)返回通過切斷由控制裝置200至LED照明裝置300的電源電壓的方式實現(xiàn)。而當(dāng)多個ED照明裝置300同時回傳響應(yīng)數(shù)據(jù)時，為避免發(fā)生數(shù)據(jù)沖突，由LED照明裝置300至控制裝置200的上行鏈路數(shù)據(jù)的傳送以輪詢的方式實現(xiàn)。

當(dāng)所有LED照明裝置300收到被傳送的控制數(shù)據(jù)，并返回響應(yīng)數(shù)據(jù)時，控制裝置100完成對管理裝置400控制指令的相應(yīng)。在必要的情況下，控制裝置200可向管理裝置400傳送響應(yīng)數(shù)據(jù)，以報告控制指令執(zhí)行完成。

通過設(shè)置在電力線500上的控制裝置200與LED照明裝置300即可構(gòu)成上述的LED照明系統(tǒng)。因此，即使采用現(xiàn)有的照明用布線，LED照明系統(tǒng)也很容易實現(xiàn)。并且，在上述系統(tǒng)中，可通過管理裝置400實現(xiàn)對地整個LED照明裝置300穩(wěn)定地調(diào)光控制，極大方便了管理者的日常工作。

本文僅通過可預(yù)料到的最佳實施方式闡明了本發(fā)明的內(nèi)容，但是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可在本發(fā)明構(gòu)思的基礎(chǔ)上，在無需創(chuàng)造性勞動的前提下進(jìn)行修改，這種修改仍應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

工業(yè)上應(yīng)用的可能性

通過設(shè)置在電力線上的控制裝置與LED照明裝置即可構(gòu)成上述的LED照明系統(tǒng)。因此，即使采用現(xiàn)有的照明用布線，LED照明系統(tǒng)也很容易實現(xiàn)。另外，在上述系統(tǒng)中，可通過管理裝置實現(xiàn)對地整個照明裝置穩(wěn)定地調(diào)光控制，極大方便了管理者的日常工作。