[0032]—种单相桥式交流通信及供电控制方法，
51、通过控制所述的开关控制器的控制时序控制连接在交流电输出端的开关的导通和关断状态；
52、定义所述的开关控制单元中的开关的导通状态的组合输出的波形为控制指令，控制指令通过所述的数字芯片解码成为数字信号传达给电源模块。
[0033]需要说明的是，本发明中所述的双向开关均可以以串联或并联开关组合的形式体现。
[0034]实施例一，如图1所示，当位于远端的电源模块的电源正常工作时，第三双向开关S3和第四双向开关S4导通，第一双向开关SI和第二双向开关S2关断。第一双向开关S1、第二双向开关S2、第三双向开关S3和第四双向开关S4可以为空气开关、继电器、断路器、接触器并联高速双向电子开关的形式，也可以为高速双向电子开关的形式，如图9-10所示为常见的几种，包括但不限于上述几种，还可能包括继电器、接触器以及一些新型电力电子开关器件，构成高速双向开关形式即可。所述的高速电子开关指开关的切换速度在1ms以内。当需要通信时，第三双向开关S3和第四双向开关S4为一组，第一双向开关SI和第二双向开关S2为一组，两组开关按照一定的开关控制时序进行通断，例如:第三双向开关S3和第四双向开关S4导通一个市电工频周期(一般为50Hz或60Hz)后关断，之后立即导通第一双向开关SI和第二双向开关S2，第一双向开关SI和第二双向开关S2导通一个工频周期后，再导通第三双向开关S3和第四双向开关S4。二组之间切换时有一定的换向重叠时间或死区时间，目的是保持电压连续及避免瞬时直通。第三双向开关S3和第四双向开关S4导通，第一双向开关SI和第二双向开关S2关断，此时电源侧为正常的市电波形，如图2所示。当第一双向开关SI和第二双向开关S2导通，第三双向开关S3和第四双向开关S4关断时接到电源侧的波形为整流后的正半波，如图3所示。若定义图4即第三双向开关S3和第四双向开关S4导通一个周期的波形为数字量0，定义图5，即第一双向开关SI和第二双向开关S2导通一个周期的波形为数字量1，则可以推定，只要按照一定的通信协议将通信数据中的二进制数据按照O和I的形式转换成第一双向开关SI和第二双向开关S2以及第三双向开关S3和第四双向开关S4的导通及关断工作模式，就可以传递通信信息，并维持各个负载电源正常工作。一般第一双向开关SI，第二双向开关S2，第三双向开关S3，第四双向开关S4的导通和关断时刻发生在交流过零点处，易于实现，切换过程中无干扰。结合电源内部一般包含整流桥等整流装置，该桥式交流通信及供电装置不会对电网及电源产生干扰，不会导致电源工作异常。通信速度较低，恰恰适合对于调光通信等只要求简单通信信息且不需要实时性较高的场合。
[0035]图1中的桥式电路桥臂上的电子元件，可以是双向开关，或二极管，或晶闸管，或场效应管，或晶体管，或构成双向开关形式或者构成单向整流形式的上述各种开关管的组合。此处在实施例一种选用二极管D1-D4，二极管D1-D4可以串联双向开关或单向开关，或者D1-D4被单向开关、双向开关替代，同样可以实现类似的整流功能。进一步，为避免电网供电异常导致的失效风险，图1中的各二极管串联任何单向或者双向开关器件还可以保证二极管失效短路等故障情况下将该装置脱离.图7给出了更为基本的形式，图中所示Sll，S12，S13，S14分别为双向可控开关或者快速、慢速开关串联及快速、慢速开关并联的形式。在电源正常供电时，Sll和S13导通，S12和S14关断；在需要进行通信时，Sll, S12，S13，S14则按照一定的开关策略形成整流波形(如图5或图3所示)与交流波形(如图2或图4所示)交替出现的情形，以此进行通信。所述交替出现的波形可以是图4或图5所示的一个周期的波形，也可以是其他开关控制方式下产生的波形，比如切相角方式产生的部分工频周期不导通、部分工频周期导通的波形；所接的电源至少为一个。
[0036]图8给出了实施例一在实际应用时的一个更为具体实现，其中包含了防雷滤波电路和输入处用于切断整个线路的开关S5 (常用空气开关或断路器等)。当工作于通信模式第三开关S3和第四开关S4关断，反向连接的MOSFET电子开关管M0S1，M0S2，M0S3，M0S4用于高速的控制电路波形变化。图中的双向开关S21-S24负责进行通信控制，可以用继电器并联反向连接的MOSFET实现，也可以用继电器串联反向连接的MOSFET实现，图中省略了图1中第一双向开关SI和第一双向开关S2，根据串并联关系，采用了双向开关S21-S24进行了替代。
[0037]本发明不单适用于LED照明领域，其他领域亦可应用。
[0038]该装置用于三相供电，具有3根中性线(N线)的形式也在本发明声明之列。用于三相供电时，开关控制模块可单独配置，也可集成到一起。所述的防雷滤波电路亦可。
[0039]本发明所提及的双向开关单元，如图1-7所示的拓扑中的双向开关单元，可以用图9中的“A-L，a-z，α -γ ”和图10中“A_D”所示的具体开关形式替代，并可以以图9_10中任意开关串联、并联、串并联形式替代。图9-10中的开关双向开关单元可以是MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)、D1de (二极管)、JFET (结型场效应管)、IGBT (绝缘栅双极晶体管)、GT0 (可关断晶闸管)、BJT (双极结型晶体管)、Thyristor (晶闸管)、IGCT (集成门极换流晶闸管)、TRIAC (三端双向交流开关)、双向晶闸管、relay (继电器)、Contactor (接触器)、空气开关、固态继电器等。
[0040]图6给出了另一种实现形式。其中可控硅即晶闸管的导通是可控的，在不参与通信时可控硅是关断的，在进行通信时可控硅THY1-4不但实现图1中二极管整流的功能，而且在第三开关S3和第四开关S4导通的时候实现阻断功能，避免出现直通等异常问题。
[0041]除此之外，需要说明的是，本发明的电路中尤其是双向开关组合结点到电源供电线路之间增加电感、电容滤波电路、防雷电路等亦在权利要求范围之内；通信编码、切换时序并不局限于实施例一所示的形式。
[0042]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1.一种单相桥式交流通信及供电装置，包括交流电输出端和连接在所述的交流电输出端的电源模块，所述的电源模块包括若干电源，其特征在于:所述的交流电输出端和所述的电源模块之间设置开关控制模块，所述的开关控制模块包括桥式开关控制单元和开关控制器，所述的桥式开关控制单元包括至少一个桥式电路，所述的桥式电路的两个输入端连接在所述的单相交流电的两个输出端上，所述的若干电源连接在所述的桥式电路的两个输出端之间。2.根据权利要求1所述的单相桥式交流通信及供电装置，其特征在于:所述的桥式电路的两个输出端与所述的电源之间分别连接第一双向开关SI和第二双向开关S2，所述的第一双向开关SI和第二双向开关S2的控制端与所述的开关控制器的输出端相连。3.根据权利要求1所述的单相桥式交流通信及供电装置，其特征在于:所述的桥式电路的两个输出端与所述的交流电的两相输出端之间分别连接第三双向开关S3和第四双向开关S4，所述的第三双向开关S3和第四双向开关S4的控制端与所述的开关控制器的输出端相连。4.根据权利要求1-3中任一项所述的单相桥式交流通信及供电装置，其特征在于:所述的电源模块并联防雷电路或滤波电路。5.根据权利要求1-3中任一项所述的单相桥式交流通信及供电装置，其特征在于:所述的桥式电路包括串接在桥臂上的电子元件，所述的电子元件包括双向开关，或二极管，或晶闸管，或场效应管，或晶体管，或构成双向开关形式或者构成单向整流形式的上述各种开关管的组合。6.根据权利要求3所述的单相桥式交流通信及供电装置，其特征在于:所述的第三双向开关S3和第四双向开关S4分别包括至少两个反向连接的或者构成双向导通形式的MOSFET或IGBT或晶闸管。7.根据权利要求6所述的双向开关控制的三相交流直接变频供电通信装置，其特征在于:所述的第三双向开关S3并联第三开关S3’，所述的第四双向开关S4并联开关S4’，所述的第三开关S3’和第四开关S4’的控制端与所述的开关控制器的输出端相连。8.—种权利要求1所述的双向开关控制的三相交流直接变频供电通信装置的控制方法，其特征在于: S1、通过控制所述的开关控制器的控制时序控制连接在交流电输出端的开关的导通和关断状态； S2、定义所述的开关控制单元中的开关的导通状态的组合输出的波形为控制指令，控制指令通过所述的数字芯片解码成为数字信号传达给电源模块。
【专利摘要】本发明提出一种单相桥式交流通信及供电装置及其控制方法，在交流电输出端和电源模块之间设置开关控制模块，开关控制模块包括桥式开关控制单元和开关控制器，桥式开关控制单元包括至少一个桥式电路，桥式电路的两个输入端连接在单相交流电的两个输出端上，若干电源连接在桥式电路的两个输出端之间，能够通过电力线进行通信，信号幅度大进而通信稳定，适合传递较少数据量，适合低频次通信，适合分组控制，灯具侧的电源只需拓展内部的单片机的功能即可实现，实现简单可靠，成本低。
【IPC分类】H05B37/02
【公开号】CN105188233
【申请号】CN201510704213
【发明人】李建山, 俞华锋
【申请人】杭州中恒派威电源有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月27日