[发明专利]用于电性器具控制的电力线通信

说明书

相关申请案

本申请案主张2007年12月21日申请的第61/015,702号美国临时申请案的优先权，所述临时申请案全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体涉及电子电路，且明确地说涉及用于电力线通信的电路。

背景技术

各种通信模式当前用于控制电性器具。通常，这些通信技术的实施需要硬件和基础设施上的大量财务投资。电性器具控制技术的经典形式是基于半导体闸流管(用于交流电的三极管(三端双向可控硅开关元件，Triac))的调光器。此类调光器通过非常快速地接通和断开到灯泡的电力来控制白炽灯泡的强度。因为切换发生得非常快，所以大多数人不能检测到光在闪烁。替代地，似乎灯泡为调光器。半导体闸流管调光器电路和相关联硬件已布线到许多家庭和办公室中。然而，此类调光器对于使用不同调光技术的发光二极管(LED)灯不能起较好作用。举例来说，白炽灯泡可容忍电流中的急剧尖峰，而LED需要非常特定的功率电平来操作。

附图说明

图1是描绘经修改点火相角φ的交流电正弦波的曲线图；

图2说明用于控制电性器具的电子电路的一个实施例；

图2a说明用于控制电性器具的电子电路的一个实施例；

图3是说明用于控制一系列LED的电力线通信系统的一个实施例的框图；

图4说明用于经由电力线传输数据的过程的一个实施例。

具体实施方式

在以下详细描述中，陈述许多特定细节以提供对关于针对电性器具的电力线通信控制所主张的标的物的彻底理解。然而，所属领域的技术人员将了解，可在没有这些特定细节的情况下实践所主张的标的物。在其它例子中，未详细描述众所周知的方法、程序和组件以免混淆所主张的标的物。

本文揭示一种用于经由电力线传送控制数据以控制下游电性器具的装置和方法。在各种实施例中，作为交流电(AC)上的点火相角来传送控制数据。点火相角表示AC正弦波的由点火相角控制电路“切断”的部分。点火相角是通过触发耦合到电力线的半导体闸流管以仅在AC正弦波上的某些点处传导AC来控制。因此，AC被切开，因为AC正弦波的一些部分未传导或被半导体闸流管切断。AC正弦波的被切断部分的量度称为点火相角。举例来说，如果点火相角为10°，那么半导体闸流管将经触发以在AC正弦波的相位达到10°之后传导AC。此类点火相角控制电路通常用于调光器开关中以控制递送到负载的电流量。AC正弦波的被切断部分越大，则递送到负载的电流越少。点火相角可通过本文更详细论述的多种机制来检测。经由电力线传送的点火相角的检测使远程接收器能够依据点火相角来解码用于控制电性器具的控制数据。

图1说明包括经修改点火相角φ的AC正弦波100。修改AC源的点火相角φ实现控制所递送到负载的能量的量，因为能量与点火相角成反比。因此，三端双向可控硅开关元件调光器通过控制AC源的点火相角而控制白炽灯的强度。

点火相角可通过多种方法来修改。在一个实施例中，点火相角控制电路修改AC的点火相角。此控制电路包括可变电阻器、点火电容器和半导体闸流管(或“三端双向可控硅开关元件”)，且通过在交流电正弦波循环中的某些点处触发半导体闸流管来操作。半导体闸流管直到脉冲递送到其栅极才可传导。在交流电正弦波的每半个循环期间，点火控制电路将脉冲递送到半导体闸流管栅极，从而接通半导体闸流管。所递送到负载的能量是通过控制点火相角φ来控制。正弦波的耦合到负载的部分越大，则所递送的能量越多。零交叉事件每正弦波循环发生两次。点火相角可从针对最大功率的0°变化到针对最小功率递送的180°。

在控制电路中，当AC颠倒方向时，零电压穿过半导体闸流管且半导体闸流管断开。半导体闸流管当由从点火电容器所发送的脉冲触发时将开始传导非零AC。放电促使半导体闸流管传导交流电的相位或半个循环的剩余部分，直到AC再次改变方向并通过零从而使半导体闸流管断开为止。电容器可耦合到可变电阻器，所述可变电阻器可经调节以增加或减小对进入点火电容器的线路中的电流的电阻。当在点火电容器上建立足够的电荷时，脉冲将被发送到半导体闸流管。线路中的电阻越多，则电容器充电所花费的时间越长且因此点火相角越大。点火相角控制调光器电路中的能量流动。在一实施例中，AC源的点火相角的修改实现在电力线中携载信息。