专利名称：驱动装置、传送装置及照明系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种照明系统，特别是涉及一种通过电力线驱动发光二极管(LED，Light Emitting Diode)白勺照明系统。
背景技术：
许多照明应用中，传送端会通过电力线远端操控位于接收端的白色LED，且控制方法多是传送端对一个在高电平与低电平间切换的控制信号进行调变，然后耦合到电力线上，接着再由接收端从电力线信号中分离出该控制信号，以改变LED导通状态而使人眼感受到LED点亮或熄灭等两种变化。不过，LED的点灭变化，并不能满足一些例如舞台或商品展示的灯光布置，所以产业界致力于提出多样驱动方法，使其能不同程度地发光。
发明内容
本发明的目的在于提供一种照明系统，通过电力线远端控制发光元件，使发出期望程度的光。本发明的另一目的在于提供一种传送装置，将载有用以控制发光元件的信息送入电力线。本发明的又一目的在于提供一种驱动装置，根据电力线信息控制发光元件的发光。本发明照明系统，适用于根据一电力线信号来驱动N个发光元件，且该电力线信号载有一帧，该帧包括一起始码、一控制码和一结束码，并且该控制码具有N个分别用以控制该N个发光元件的信息，NS 1，该照明系统包含:一接收装置，用以接收该电力线信号，并据以解析出一还原信号；一驱动装置，包括:一数据判别器，存有该起始码和该结束码，当该数据判别器从该还原信号中检测到该起始码，便判断开始接收一还原控制码，且直到又检测到该结束码，便判断该还原控制码接收完毕，其中，该还原控制码会呼应该控制码而具有N个分别用以控制该N个发光元件的还原信息JNf电流调整器，分别电连接该N个发光元件，每一电流调整器基于对应的还原信息，调整提供给对应发光元件的一驱动电流。本发明所述照明系统，其中，各个还原信息是以多个位来表示，且每一电流调整器包括:一脉宽调变信号产生器，接收代表对应还原信息的多个位，且根据这些位集合后的值，调整一脉宽调变信号的工作周期，以改变对应驱动电流值。本发明所述照明系统，其中，每一电流调整器还包括:一缓冲器，具有串接的二个互补金属氧化物半导体放大器，用以放大该脉宽调变信号；一电流控制电路，具有一运算放大器、一电阻和一晶体管，该晶体管以一第一端电连接对应的发光兀件，以一第二端电连接该电阻和该运算放大器的一第一输入端，且以一控制端电连接该运算放大器的一输出端，并且该运算放大器的一第二输入端会接收该缓冲器的输出信号。本发明所述照明系统，其中，这些位集合后的值越大，该脉宽调变信号产生器越扩张该脉宽调变信号的工作周期。本发明所述照明系统，其中，各脉宽调变信号产生器接收代表对应还原信息的P个位，且根据该P个位集合后的十进位值DECp，使该脉宽调变信号工作周期调整为(DECP/2P) X 100%。本发明所述照明系统，其中，该数据判别器是以串列方式接收并检测该还原信号，且以并列方式为每一电流调整器送出用以表示对应还原信息的这些位。本发明用于一照明系统的传送装置，适用于通过一电力线远端控制N个发光元件，N ^ I,包括:一调变器，具有:一震荡电路，用以产生一震荡信号；一编码电路，产生一帧，该帧具有一起始码、一控制码和一结束码，且该控制码载有用以控制该N个发光元件的信息；及一结合电路，合成该震荡信号和该帧；一线驱动器，用以加强该调变器所输出信号的功率；及一线耦合器，根据该线驱动器的输出信号进行感应，以耦合到该电力线上。本发明所述用于一照明系统的传送装置，其中，该线驱动器具有串接在一起的二个互补金属氧化物半导体放大器。
本发明驱动装置，适用于根据一电力线信号来驱动N个发光元件，且该电力线信号载有一帧，该帧包括一起始码、一控制码和一结束码，并且该控制码具有N个分别用以控制该N个发光元件的信息，N > 1，包含:一数据判别器，存有该起始码和该结束码，当该数据判别器从该电力线信号中检测到该起始码，便判断开始接收一还原控制码，且直到又检测到该结束码，便判断该还原控制码接收完毕，其中，该还原控制码会呼应该控制码而具有N个分别用以控制该N个发光元件的还原信息；及N个电流调整器，分别电连接该N个发光元件，每一电流调整器基于对应的还原信息，调整提供给对应发光元件的一驱动电流。本发明所述驱动装置，其中，各个还原信息是以多个位来表示，且每一电流调整器包括:一脉宽调变信号产生器，接收代表对应还原信息的多个位，且根据这些位集合后的值，调整一脉宽调变信号的工作周期；一缓冲器，具有串接的二个互补金属氧化物半导体放大器，用以放大该脉宽调变信号；及一电流控制电路，根据该缓冲器的输出信号，调整提供给对应发光元件的驱动电流；其中，该电流控制电路具有一运算放大器、一电阻和一晶体管，该晶体管以一第一端电连接对应的发光元件，以一第二端电连接该电阻和该运算放大器的一第一输入端，且以一控制端电连接该运算放大器的一输出端，并且该运算放大器的一第二输入端会接收该缓冲器的输出信号。本发明的有益效果在于:利用电力线传送控制信息，且以还原出的控制信息决定流入发光元件的电流大小，使发光元件不仅仅只是点亮或熄灭，还能对应地改变发光程度。
图1是说明本发明一较佳实施例的照明系统的方块图；图2是说明本发明的传送装置的方块图；图3是说明传送装置的震荡电路的电路图；图4是说明传送装置的线驱动器的电路图；图5是说明接收装置的方块图，；图6是说明接收装置的带通滤波器的电路图；图7是说明本发明的驱动装置的方块图8是说明驱动装置电连接发光元件的电路图；图9是说明PWM信号工作周期的变化的示意图。
具体实施例方式为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式
作详细说明。首先需要说明的是，本发明并不限于下述具体实施方式
，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本发明，各技术术语可以基于本发明的精神实质来作最宽泛的理解。图中相同或相似的构件采用相同的附图标记表示。参阅图1，本发明照明系统100的较佳实施例包含一驱动装置I及与其电连接的N个发光元件2，N > I。并且，该照明系统100还包含一传送装置3、一接收装置5，以及一条跨接于此两装置的电力线6，其中接收装置5还电连接到驱动装置I。传送装置3接收一控制信号，载有N个分别用以控制该N个发光元件2的信息。该传送装置3根据该控制信号处理成一耦合信号，使耦合到电力线6上，然后通过电力线6传递给接收装置5。接收装置5则根据电力线6传来的信号(下称电力线信号)解析出一个呼应该控制信号的还原信号。最后，驱动装置I基于该还原信号为每一个发光元件2提供一个驱动电流，使其发出对应程度的光。以下分别介绍各元件的详细组成。参阅图2，传送装置3包括依序电连接的一调变器31、一线驱动器32及一线耦合器33。调变器31利用一震荡信号，对该控制信号进行调变。线驱动器32则用以放大调变后信号的功率，然后线耦合器33再根据放大后信号感应出该耦合信号，使承载到电力线6上。详细来说，调变器31采用开关键控(on-off keying, 00K)调变方式，具有一震荡电路311、一编码电路312和一个结合电路313。震荡电路311用以产生该震荡信号，且本例是使震荡频率为125KHz。而编码电路312会根据该控制信号产生多个接续的帧，每一帧具有一起始码、一控制码和一结束码，其中每个帧长度较佳地为254X18U S，且控制码是根据控制信号所产生而具有多个位，这些位代表着N个分别用以控制这些发光元件2的信息。最后，结合电路313会合成震荡信号和这些帧，由于帧频率远小于震荡信号频率，所以此合成动作会起调变作用。参考图3，较佳地，结合电路313是一个与(AND)门，当帧内容为高电平，调变后信号会追随震荡信号；当帧内容为低电平，调变后信号会呈现低电平。且较佳地，震荡电路311为一个如图所示的互补金属氧化物半导体(CMOS，complementary metal oxide semiconductor)无稳态震荡电路,是将第一反相器NI串接第二反相器N2，并将一电阻Rl串接一电容Cl之后再与第二反相器N2并联，且使电阻Rl与电容Cl的相接处电连接到第一反相器NI的输入端。其中，震荡电路311是从第二反相器N2的输出端送出该震荡信号，且反相器NI 2是以CMOS电路实现。参阅图4，线驱动器32具有串接在一起的二个CMOS放大器321，会对调变后信号的功率进行二阶段式放大，以强化信号强度，使信号即使经过电力线6的远距离传送仍可以被接收装置5识别。较佳地,本例的线驱动器32是以TelCom Semiconductor所制造的元件来实现，名称为 TC4226 1.5A DUAL HIGH-SPEED POWER MOSFET DRIVERS。
接下来，介绍接收装置5部分。参阅图5，接收装置5包括依序电连接的一线解耦合器51、一带通滤波器52、一增益调整器53、一解调变器54及一比较器55。线解耦合器51从电力线信号中分离出一解耦合信号。带通滤波器52保留解耦合信号中位于震荡频率125KHZ附近的成分。且增益调整器53会调整滤波后信号的增益，以其电压幅值趋近于一预定值。然后，解调变器54进行OOK解调处理，从增益调整器53传来的信号中解析出其中的包络线(envelope)部分并移除其中的较高频部分，即震荡频率125KHz。最后，比较器55再使解调后信号相比一参考电压，来决定出呈数字形式的该还原信号。较佳地，还原信号会趋近于传送装置3依据控制信号所编码得到的这些帧。详细来说，带通滤波器52具有如图6所示的一低通滤波器521和一高通滤波器522。由于信号经电力线6传送的过程中可能会受到信号噪声干扰，所以接收装置5会通过带通滤波器52将信号较低频部分和较高频部分滤除，仅留下相当于经过OOK调变后的信号频率范围，也就是震荡频率125KHz的邻近范围。至于增益调整器53，较佳地本例是以ANALOG DEVICE公司型号AD603ARZ的晶片来实现，详细电路可参考该芯片的产品文件说明” AD603-Low Noise, 90MHz ,Variable GainAmplifier，，。接下来，介绍驱动装置I的部分。参阅图7，驱动装置I包括一数据判别器11，以及分别与其电连接的N个电流调整器12。每一电流调整器12具有彼此稱接的一脉宽调变(pulse-width modulation,PWM)信号产生器121、一缓冲器122和一电流控制电路123。其中，驱动装置I通过这N个电流控制电路123分别电连接到该N个发光元件2。 数据判别器11存有相同于传送装置3使用的起始码和结束码，且会以串列方式接收该还原信号。当数据判别器11从该还原信号中检测到起始码，便判断开始接收一个待处理的还原控制码，且直到又检测到结束码，便判断还原控制码接收完毕。较佳地，还原控制码会呼应控制码而具有多个位，这些位代表着N个分别用以控制这些发光元件2的“还原信息”。然后，数据判别器11会将属于还原控制码的多个位以并列方式送出。就每一电流调整器12来说，PWM信号产生器121会接收其中几个还原控制码位，并据以调整一PWM信号的工作周期(duty cycle)。基本上，所接收位集合后的值越大，工作周期会随之扩张。以表一为例:当接收的四个位为”0001”，工作周期6.7% ;若为”1010”，则工作周期扩张到66.7%。当然，在其他范例中，工作周期调整方式不限于此。表一
权利要求
1.一种照明系统，适用于根据一电力线信号来驱动N个发光元件，且该电力线信号载有一帧，该帧包括一起始码、一控制码和一结束码，并且该控制码具有N个分别用以控制该N个发光元件的信息，N ^ 1，该照明系统包含: 一接收装置，用以接收该电力线信号，并据以解析出一还原信号； 其特征在于:该照明系统还包含: 一驱动装置，包括: 一数据判别器，存有该起始码和该结束码，当该数据判别器从该还原信号中检测到该起始码，便判断开始接收一还原控制码，且直到又检测到该结束码，便判断该还原控制码接收完毕，其中，该还原控制码会呼应该控制码而具有N个分别用以控制该N个发光元件的还原信息；及 N个电流调整器，分别电连接该N个发光元件，每一电流调整器基于对应的还原信息，调整提供给对应发光元件的一驱动电流。
2.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于:各个还原信息是以多个位来表示，且每一电流调整器包括: 一脉宽调变信号产生器，接收代表对应还原信息的多个位，且根据该等位集合后的值，调整一脉宽调变信号的工作周期，以改变对应驱动电流值。
3.如权利要求2所述的照明系统，其特征在于:每一电流调整器还包括: 一缓冲器，具有串接的二个互补金属氧化物半导体放大器，用以放大该脉宽调变信号; 一电流控制电路，具有一运算放大器、一电阻和一晶体管，该晶体管以一第一端电连接对应的发光兀件，以一第二端电连接该电阻和该运算放大器的一第一输入端，且以一控制端电连接该运算放大器的一输出端，并且该运算放大器的一第二输入端会接收该缓冲器的输出信号。
4.如权利要求2所述的照明系统，其特征在于:这些位集合后的值越大，该脉宽调变信号产生器越扩张该脉宽调变信号的工作周期。
5.如权利要求2所述的照明系统，其特征在于:各脉宽调变信号产生器接收代表对应还原信息的P个位，且根据该P个位集合后的十进位值DECP，使该脉宽调变信号工作周期调整为(DECP/2P) X100%o
6.如权利要求2所述的照明系统，其特征在于:该数据判别器是以串列方式接收并检测该还原信号，且以并列方式为每一电流调整器送出用以表示对应还原信息的这些位。
7.一种用于一照明系统的传送装置，适用于通过一电力线远端控制N个发光元件，N彡I,包括: 一调变器，用以输出一信号； 一线驱动器，用以加强该调变器所输出信号的功率 '及 一线耦合器，根据该线驱动器的输出信号进行感应，以耦合到该电力线上； 其特征在于:该调变器具有: 一震荡电路，用以产生一震荡信号； 一编码电路，产生一帧，该帧具有一起始码、一控制码和一结束码，且该控制码载有用以控制该N个发光元件的信息；及一结合电路，合成该震荡信号和该巾贞，作为该输出信号。
8.如权利要求7所述的传送装置，其特征在于:该线驱动器具有串接在一起的二个互补金属氧化物半导体放大器。
9.一种驱动装置，适用于根据一电力线信号来驱动N个发光元件，且该电力线信号载有一帧，该帧包括一起始码、一控制码和一结束码，并且该控制码具有N个分别用以控制该N个发光元件的信息，N ^ 1，其特征在于:该驱动装置包含: 一数据判别器，存有该起始码和该结束码，当该数据判别器从该电力线信号中检测到该起始码，便判断开始接收一还原控制码，且直到又检测到该结束码，便判断该还原控制码接收完毕，其中，该还原控制码会呼应该控制码而具有N个分别用以控制该N个发光元件的还原信息；及 N个电流调整器，分别电连接该N个发光元件，每一电流调整器基于对应的还原信息，调整提供给对应发光元件的一驱动电流。
10.如权利要求9所述的驱动装置，其特征在于:各个还原信息是以多个位来表示，且每一电流调整器包括: 一脉宽调变信号产生器，接收代表对应还原信息的多个位，且根据这些位集合后的值，调整一脉宽调变信号的工作周期； 一缓冲器，具有串接的二个互补金属氧化物半导体放大器，用以放大该脉宽调变信号；及 一电流控制电路，根据该缓冲器的输出信号，调整提供给对应发光元件的驱动电流； 其中，该电流控制电路具有一运算放大器、一电阻和一晶体管，该晶体管以一第一端电连接对应的发光元件，以一第二端电连接该电阻和该运算放大器的一第一输入端，且以一控制端电连接该运算放大器的一输出端，并且该运算放大器的一第二输入端会接收该缓冲器的输出信号。
全文摘要
本发明提供一种驱动装置、传送装置及照明系统，适用于接收载有一帧的电力线信号，该帧包括一起始码、一控制码和一结束码，且控制码具有N个用以控制N个发光元件的信息，该照明系统包含一接收装置，由电力线信号解析出一还原信号；一驱动装置，存有该起始码和该结束码，当驱动装置从还原信号中检测到该起始码，便判断开始接收一还原控制码，且直到又检测到该结束码，便判断还原控制码接收完毕，其中，还原控制码会呼应该控制码而具有N个还原信息；及N个电流调整器，分别基于对应的还原信息，调整提供给对应发光元件的一驱动电流。
文档编号H04B3/54GK103167684SQ201110428839
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者孙台平, 王嘉弘, 陈家羽 申请人:暨南国际大学