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1. WO2020138613 - POWER LINE COMMUNICATION SYSTEM IN DEVICE USING AC POWER

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명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

13   14   15  

과제 해결 수단

16   17   18  

발명의 효과

19   20  

도면의 간단한 설명

21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36  

발명의 실시를 위한 형태

37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83   84   85   86   87   88   89   90   91   92   93   94   95   96   97   98   99   100   101   102   103   104   105   106   107   108   109   110   111   112   113   114   115   116   117   118   119   120   121   122   123   124   125   126   127   128   129   130   131   132   133   134   135   136   137   138   139   140   141   142   143   144   145   146   147   148   149   150   151   152   153   154   155   156   157   158   159   160   161  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8  

도면

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15  

명세서

발명의 명칭 : AC 전원을 사용하는 장치에서의 전력선 통신 시스템

기술분야

[1]
본 발명은 AC 전원을 사용하는 장치에서의 전력선 통신 시스템에 관한 것이다.

배경기술

[2]
종래에는 조명의 조도를 조절하기 위하여 조명의 특성에 따라 전류 제어 또는 전압 제어로 달리 구성되었기 때문에, 다수의 조명을 사용하는 경우 해당 조명에 해당하는 조도 조절을 별도로 설치해야 하는 문제가 발생하였다.
[3]
또한, 조도 조절에 필요한 정보를 중앙에서 제어하기 어려웠고, 유선을 이용할 경우 별도의 통신선을 가설하기 위한 비용이 증가하고, 무선을 이용할 경우 설치는 간편하지만 유선에 비해 상대적으로 고가인 통신장치를 이용하여야 하며 혼선에 의한 데이터 유실의 가능성이 있다는 문제점이 있다. 그 결과, 다수의 조명을 독립된 공간에서 사용하는 건물에서는 종래의 조도 조절 방식을 적용할 수 없다.
[4]
따라서 종래에는 전력선 통신 방식을 이용하여 조명의 조도를 제어할 수 있는 기술들이 제안되었다. 전력선 통신의 경우 별도의 통신망 없이 전원공급선을 이용하여 통신 가능하지만 기타 전기기기에 의한 외란에 취약한 특성이 있어 일반적으로 사용되기 어렵다는 문제점이 있다.
[5]
아울러 종래의 전력선통신은 결합회로, 주파수 변환회로, SS 확산, PN부호, 제어회로, 전원회로를 포함한다. 무선통신에서 널리 사용되는 확산스펙트럼(Spread spectrum) 방식을 사용한 전력선 통신의 경우 반송 주파수대역의 노이즈를 발생하는 전력기기가 선로상에 존재할 경우 통신이 불가능하므로 전력망 구성에 제약이 많아지는 문제점이 있다.
[6]
또한, 종래의 전력선통신은, 도 1에 도시된 바와 같이, AC 전원에서 제로크로싱을 감지하여 펄스폭 제어, 특히 위상각을 제어하여 0과 1의 이진수로서 데이터를 송신하였다.
[7]
하지만, 이와 같은 이진법에 의한 데이터 통신은, 예를 들면, 4bit 어드레스로서 16개의 번지를 지정할 수 있어 총 16개의 신호를 처리할 수 있다. 따라서 조명의 밝기 제어는 총 16단계로서 밝기를 제어할 수 있지만, 그 이상의 밝기 제어가 불가능한 문제점이 있었다.
[8]
따라서 이진법이 아닌 4진법으로서 0과 1이 아닌 0~3의 4진수로서 데이터를 전송할 경우에 위와 같은 문제점을 해소할 수 있을 거라 여겼으나, 종래에는 제로크로싱 펄스폭 크기 검출 방식임에 따라 폭이 넓으면 ‘1’, 좁으면 ‘0’으로 할 수밖에 없다. 따라서 4진법을 적용할 경우에는 펄스폭을 넓혀서 0~3을 표현할수 밖에 없었다.
[9]
하지만, 종래기술은 0,1,2,3구분을 위하여 펄스 폭을 더욱 넓여야 하는데 넓히면 AC신호를 많이 왜곡할 수밖에 없어서 전원이 깜박거리는 현상이 발생하고 전력 손실이 크고, 노이즈가 많이 발생하는 문제가 있다.
[10]
또한, 제로 크로싱은 마스터의 위상각 제어과정에서 이동될 수 있다. 하지만, 슬레이브측에서는 마스터에 의한 제로 크로싱의 변경 유무를 감지할 방법이 없었다. 따라서 종래에는 이와 같은 제로 크로싱 변경에 따라서 마스터의 송신 후, 슬레이브의 응답 지연 구간을 설정하여 제로 크로싱 변경에 대비하였다. 그러므로 종래의 전력선통신은 슬레이브의 응답이 지연되는 문제점이 있었다.
[11]
요약하자면, 종래의 전력선 통신은 이진법을 적용한 데이터 통신으로 진행됨에 따라 조명의 밝기 제어와 전송처리에 한계가 있어 슬레이브에 연결되는 장치들의 정밀한 제어 및 신속한 제어가 불가능하였고, 슬레이브의 응답이 지연되는 문제점이 있었고, 이에 대한 개선책이 요구되는 실정이다.
[12]

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[13]
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 데이터처리 속도를 향상시킬 수 있는 AC 전원을 사용하는 장치에서의 전력선 통신 시스템을 제공함에 있다.
[14]
또한, 본 발명의 다른 목적은 AC 전원의 피크치를 기준으로 전송 신호 및 응답을 제어할 수 있는 AC 전원을 사용하는 장치에서의 전력선 통신 시스템을 제공함에 있다.
[15]

과제 해결 수단

[16]
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.
[17]
본 발명의 실시예는 데이터를 송신하는 마스터와, 마스터로부터 수신된 데이터에 따라 연결된 조명기를 제어하는 복 수개의 슬레이브를 포함하고, 마스터는 AC 전원라인에서 설정된 시간 동안 전원을 차단 또는 통전시키는 스위칭부 및 AC Sign 파형의 피크치를 기준으로 스위칭부를 제어하여 4진법, 6진법, 8진법 또는 10진법 중 어느 하나로 송신하도록 제어하는 마스터 제어부를 포함하고, 슬레이브는 마스터로부터 수신된 AC Sign 신호에서 피크치를 기준으로 전원 차단된 구간들을 분석하여 데이터를 해석하는 것을 특징으로 하는 AC 전원을 사용하는 장치에서의 전력선 통신시스템을 제공할 수 있다.
[18]

발명의 효과

[19]
따라서 본 발명은 AC 전원의 피크치를 기준으로 설정된 시간 구간 동안 전원을 차단하여 4진법, 6진법, 8진법, 10진법 중 하나 이상으로 데이터를 표현하여 전송함에 따라 처리 수량과 데이터 증가가 용이하고, 데이터 처리 속도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
[20]

도면의 간단한 설명

[21]
도 1은 종래의 전력선 통신 방법을 도시한 그래프이다.
[22]
도 2는 본 발명에 따른 AC 전원을 사용하는 장치에서의 전력선 통신 시스템을 도시한 블럭도이다.
[23]
도 3은 도 2의 마스 및 슬레이브의 블럭도이다.
[24]
도 4는 스위칭부를 도시한 도면이다.
[25]
도 5는 스위칭부의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
[26]
도 6은 스위칭부의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
[27]
도 7은 열화방지수단을 도시한 회로도이다.
[28]
도 8은 응답 수신부를 설명하기 위한 도면이다.
[29]
도 9는 마스터의 송신신호 및 슬레이브 수신신호를 도시한 그래프이다.
[30]
도 10은 슬레이브에서 부하 발생부를 도시한 회로도이다.
[31]
도 11은 슬레이브의 응답을 도시한 그래프이다.
[32]
도 12는 본 발명에 따른 AC 전원을 사용하는 장치에서의 전력선 통신 방법을 도시한 순서도이다.
[33]
도 13은 S100 단계를 도시한 순서도이다.
[34]
도 14는 S200 단계를 도시한 순서도이다.
[35]
도 15는 S300 단계를 도시한 순서도이다.
[36]

발명의 실시를 위한 형태

[37]
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있지만, 특정 실시예를 도면에 예시하여 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 서로 다른 방향으로 연장되는 구조물을 연결 및/또는 고정시키기 위한 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물중 어느 하나에 해당되는 것으로 이해되어야 한다.
[38]
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제 하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
[39]
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
[40]
이하에서는 본 발명에 따른 AC 전원을 사용하는 장치에서의 4비트 신호를 이용한 전력선 통신 시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
[41]
도 2는 본 발명에 따른 AC 전원을 사용하는 장치에서의 전력선 통신 시스템을 도시한 블럭도, 도 3은 도 2의 마스터 및 슬레이브의 블럭도이다.
[42]
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명은 마스터(100)와, 전력선을 통하여 마스터(100)에 통신 연결되어 하나 이상의 조명기(300)를 제어하는 복 수개의 슬레이브(200)를 포함한다.
[43]
여기서 슬레이브(200)에 연결되는 장치는 조명기(300), 전원 스위치, 가전제품, 소방기기등 다양한 장치가 연결될 수 있다. 본 발명에서는 간략한 설명을 위하여 조명기(300)를 예로 들어 설명하나, 이에 한정되는 것이 아니다.
[44]
마스터(100)는 AC 전원을 스위칭하여 4진법에 따른 데이터를 생성하는 스위칭부(120)와, 슬레이브(200)로부터 수신된 응답 신호를 모니터링하여 데이터를 추출하는 응답 수신부(130)(130)와, AC 전원의 피크치에 따라 설정된 시간구간 동안 스위칭부(120)를 제어하어 데이터를 송수신하는 마스터 제어부(110)와, 외부 입력 신호를 수신하는 외부 신호 입력부(140)와, 스위칭부(120)의 AC 전원 라인의 스위칭 과정에서 발생된 전원을 충전하여 마스터(100)의 동작 전원으로 공급하는 저장부(150)와, AC 전원의 피크치를 감지하는 마스터 피크 전압 출력부(160)를 포함한다.
[45]
마스터 피크 전압 출력부(160)는 AC 전원의 파형에서 피크치를 감지하여 마스터 제어부(110)로 출력한다.
[46]
외부 신호 입력부(140)는 외부 통신망 또는 유선 연결되는 단말로부터 입력된 데이터를 수신하여 마스터 제어부(110)로 출력한다. 즉, 외부 신호 입력부(140)는 각 슬레이브(200)로 송신 예정인 데이터 및/또는 명령을 외부 통신망 또는 유선 연결된 단말로부터 수신하여 마스터 제어부(110)로 출력한다.
[47]
스위칭부(120)는 마스터 제어부(110)의 제어에 의하여 AC 전원 라인을 쇼트시켜 설정된 AC 파형을 변형시켜 데이터를 생성한다. 이와 같은 스위칭부(120)에 대한 구성은 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
[48]
도 4는 본 발명에서 스위칭부(120)를 도시한 회로도이다.
[49]
도 4를 참조하면, 스위칭부(120)는 제1전원라인(AC_N)을 차단 또는 통전시키는 제1스위치(121)와, 제1전원라인(AC_N)과 제2전원라인(AC_H)을 쇼트시켜 차단하는 제2스위치(122)와, 마스터 제어부(110)의 제어신호를 변환 및/또는 출력하는 신호출력수단(123)을 포함한다.
[50]
제1스위치(121)는 마스터 제어부(110)의 제어에 의하여 제1전원라인(AC_N)을 통전 또는 차단시킨다.
[51]
신호출력수단(123)의 입력측은 제1스위치(121)의 입력측과 연결되고, 출력측은 제2스위치(122)의 입력측으로 연결된다. 따라서 신호출력수단(123)은 마스터 제어부(110)에서 하이신호가 출력되면, 반전하여 로우 신호로 출력한다.
[52]
따라서 제1스위치(121)가 온 되면 제2스위치(122)가 오프되고, 제1스위치(121)가 오프되면 제2스위치(122)가 온된다.
[53]
제2스위치(122)는 제1전원라인(AC_N)과 제2전원라인(AC_H)에 각각 연결되어 온 될 경우에 제1전원라인(AC_N)과 제2전원라인(AC_H)을 쇼트시킬 수 있다. 따라서 제2스위치(122)가 온 되는 시간에 따라서 AC 전원에서 전원이 차단되는 구간이 발생된다.
[54]
여기서 본 발명은 제1스위치가 오프되면, 제1스위치 이후의 제1전원라인(AC_N)에 잔류된 캐패시터 성분을 제거하여 신호의 왜곡을 방지할 수 있다.
[55]
또한, 본 발명은 캐패시터 성분이 포함된 전원을 제거하지 않고, 마스터(100)의 공급전원으로 충전 및 공급할 수 있는 실시예들을 더 구비할 수 있다.
[56]
도 5는 스위칭부의 다른 실시예를 도시한 회로도이다.
[57]
도 5를 참조하면, 스위칭부(120)의 다른 실시예는 제1전원라인(AC_N)을 스위칭하는 제1스위치(121)와, 제1전원라인(AC_N)과 제2전원라인(AC_H)을 쇼트시키는 제2스위치(122)와, 마스터 제어부(110)의 신호를 반전하여 제2스위치(122)에 출력하는 신호출력수단(123')과, 제2스위치(122)가 온 되어 입력된 전원을 정류하는 정류수단(124)과, 정류된 전류를 저장부(150)로 충전시키는 충전수단(125)을 포함한다.
[58]
여기서 제1스위치(121)와 제2스위치(122)는 FET와 같은 스위칭소자(Q1~Q4)를 적용할 수 있다. 예를 들면, 제1스위치(121)는 제1스위칭소자(Q1)와 제2스위칭소자(Q2), 제2스위치(122)는 제3스위칭소자(Q3)와 제4스위칭소자(Q4)로 구성된다.
[59]
제1스위칭소자(Q1)와 제2스위칭소자(Q2)와 신호출력수단(123')은 입력측이 마스터 제어부(110)의 제어신호가 입력되는 입력 라인에 연결되고, 제3스위칭소자(Q3)와 제4스위칭소자(Q4)의 입력측은 신호출력수단(123')의 출력측에 연결된다.
[60]
즉, 제1스위칭소자(Q1)와 제2스위칭소자(Q2)가 마스터 제어부(110)에 의하여 온 되면, 마스터 제어부(110)에서 출력된 하이(High) 신호가 신호출력수단(123)에 의해 로우(Low) 신호로 변환되어 제3스위칭소자(Q3)와 제4스위칭소자(Q4)를 오프시킨다.
[61]
또는 제1스위칭소자(Q1)와 제2스위칭소자(Q2)가 마스터 제어부(110)에 의하여 오프되면, 마스터 제어부(110)에서 출력된 로우(Low) 신호가 제3스위칭소자(Q3)와 제4스위칭소자(Q4)가 온 된다. 그리고 제3스위칭소자(Q3)와 제4스위칭소자(Q4)가 온 되는 시간 구간 동안 제1전원라인(AC_N)과 제2전원라인(AC_H)은 쇼트되어 전원 차단 구간이 발생된다.
[62]
정류수단(124)은 제1스위치(121)가 오프되면서 제1전원라인(AC_N)에 잔류된 캐패시터 성분이 포함된 전원을 정류시켜 충전수단(125)으로 출력한다.
[63]
즉, 정류수단(124)은, 예를 들면, 브릿지 다이오드(Bridge Diode)로서 입력측이 제1전원라인(AC_H)에 연결되고, 출력측이 충전수단(125)측으로 연결된다. 따라서 정류수단(124)은 제1스위치(121)가 오프 되면서 제1전원라인(AC_N)에 잔류된 전원을 직류로 변환하여 충전수단(125)으로 출력한다.
[64]
충전수단(125)은, 저장부(150)에 전압을 충전시킬 수 있도록 전압을 제한한다. 예를 들면, 충전수단(125)은, 복 수개의 다이오드(D1 내지 Dn)가 직렬 연결되는 회로를 구현한다. 또한, 충전수단(125)은 복 수개의 다이오드가 연결되는 회로에 저장부(150)가 연결된다.
[65]
예를 들어, 각 다이오드(D1~D4)들의 순방향 전압(VF)이 1V이고, 다이오드가 총 4개라면, 전체 순방향 전압은 4V가 된다. 따라서 제2스위치(122)가 온 되면 전류가 흘러 제1 내지 제4 다이오드(D1~D4) 사이에 전압 4V가 인가된다.
[66]
따라서 제1스위치(121)가 오프되고, 제2스위치(122)가 온 되면, 제1스위치 이후의 제1전원라인(AC_N)에 잔류된 캐패시터 성분의 전원이 충전수단(125)에 의해 4V 전압으로 변환 또는 조절되어 저장부(150)로 충전된다. 즉, 충전수단(125)은 다이오드 갯수를 조절하여 저장부(150)에 저장되는 충전 전압을 조절할 수 있다.
[67]
여기서 저장부(150)는, 예를 들면, 슈퍼 캐패시터(Super Capacitor)(C1)이며, 충전된 전원은 마스터 제어부(110)의 동작 전원 또는 마스터(100) 내의 구성들의 동작 전원으로 공급될 수 있다.
[68]
이와 같은 다른 실시예는 제1전원라인(AC_N) 오프시키고, 제2전원라인(AC_H)을 쇼트 시키면서 캐패시터 성분의 제거와 함께 에너지를 충전할 수 있어 불필요한 에너지 소모를 방지할 수 있다.
[69]
또한, 본 발명은 AC 전원 라인으로부터, 예를 들면, 300V 이상의 고압 또는 컨트롤러의 오작동을 방지하기 위하여 제2스위치(122) 및 저장부(150)를 보호하기 위한 장치를 추가할 수 있다. 이는 고가의 보호회로 또는 고가의 스위칭 소자를 추가 구비하지 않고, 저렴한 비용으로 고압 및 컨트롤러의 오작동을 방지할 수 있는 또 다른 실시예이다. 또 다른 실시예는 도 6을 참조하여 설명한다.
[70]
도 6은 스위칭부(120)의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
[71]
도 6을 참조하면, 스위칭부(120)의 또 다른 실시예는 스위칭부(120)의 다른 실시예는 제1전원라인(AC_N)을 스위칭하는 제1스위치(121)와, 제1전원라인(AC_N)과 제2전원라인(AC_H)을 쇼트시키는 제2스위치(122)와, 마스터 제어부(110)의 신호를 반전하여 제2스위치(122)에 출력하는 신호출력수단(123'')과, 전원라인의 과전압을 감지하는 과전압 감지수단(126)과, 과전압 감지수단(126)과 마스터 제어부(110)의 신호에 따라 제2스위치(122)를 온오프 시키는 신호출력수단(123)과, 전원을 정류하는 정류수단(124)과, 전원을 저장부(150)로 충전시키는 충전수단(125)을 포함한다.
[72]
제1스위치(121)는 제1스위칭소자(Q1)와 제2스위칭소자(Q2)로 구비되어 제1전원라인(AC_N)을 차단 또는 통전시킨다.
[73]
제2스위치(122)는 제3스위칭소자(Q3)와 제4스위칭소자(Q4)로 구성되어 제1전원라인(AC_N)과 제2전원라인(AC_H)을 쇼트시킨다.
[74]
과전압 감지수단(126)은 제1전원라인(AC_N)과 제2전원라인(AC_H)의 전압을 감지하여 설정된 전압 이상이 감지되면 감지신호를 신호출력수단(123)으로 출력한다. 과전압 감지수단(126)은, 예를 들면, 제1전원라인(AC_N)과 제2전원라인(AC_H)이 서로 다른 입력측에 연결되는 브릿지 다이오드의 출력측에 설정된 전압 이하에서 통전을 차단시키는 제1제너다이오드(도시되지 않음)와, 설정된 전압 이상이 통전 되었을 때, 제1제너다이오드(도시되지 않음)를 통과한 전압을 분압하는 분압회로(도시되지 않음)와, 분압회로에서 신호출력수단(123'')으로 연장되는 전원라인에서 5V 이하의 전압만이 통전 되도록 제2제너다이오드(도시되지 않음)로서 구성될 수 있다.
[75]
즉, 과전압 감지수단(126)은 제1전원라인(AC_N)과 제2전원라인(AC_H)에서 설정된 과전압이 감지되지 않으면 '로우(Low)'신호를 출력하고, 과전압이 감지되면 '하이(High)'신호를 출력한다.
[76]
신호출력수단(123'')은, 예를 들면, NAND 게이트로서 마스터 제어부(110)의 하이, 과전압 감지수단(126)이 '하이(High)' 일때, '로우(Low)' 신호를 출력하여 제2스위치(122)를 오프시킨다. 즉, 신호출력수단(123'')은 과전압이 감지되면 마스터 제어부(110)의 작동 명령에도 불구하고 제2스위치(122)를 작동시키지 않는다.
[77]
정류수단(124) 및 충전수단(125)과, 저장부(150)의 연계 구성은 상술한 바와 동일하여 그 설명을 생략한다.
[78]
여기서, 제1스위치(121)는 통신 대기 상태에서는 상시 온 상태를 유지하고, 데이터를 통신할 때 제2스위치(122)와 교번적으로 온 오프 동작한다. 따라서 제1스위치(121)는 온 상태를 유지하는 시간이 길어짐에 따라, 예를 들면, 도 7과 같이 FET와 같은 스위칭소자를 적용할 경우에 턴온 저항에 의한 열이 발생됨에 따라 스위칭소자가 열화로 인한 고장 또는 수명 단축될 수 있다.
[79]
따라서 본 발명은 턴온 저항에 의한 스위칭소자의 열화를 방지하도록 과열을 방지하도록 도 7과 같은 실시예를 제안할 수 있다.
[80]
도 7은 본 발명에서 열화방지수단을 도시한 회로도이다.
[81]
도 7을 참조하면, 본 발명에서 제1스위치(121)와 열화방지수단(127)을 구비한다. 제1스위치(121)는 마스터 제어부(110)에 연결된 신호라인(CTL)에 입력측이 연결되는 제1스위칭소자(Q1) 제2스위칭소자(Q2)를 구비한다. 제1스위칭소자(Q1)와 제2스위칭소자(Q2), 예를 들면, FET로서 마스터 제어부(110)의 제어에 의해 온 오프되어 제1전원라인(AC_N)을 통전 또는 차단시킨다.
[82]
열화방지수단(127)은 제1전원라인(AC_N)에서 제1스위치(121)를 바이패스하는 신호라인에서 온오프되는 제3스위치(SW3)를 구비한다. 제3스위치(SW3)는 마스터 제어부(110)의 제어에 의하여 온오프 된다. 여기서 제3스위치(SW3)는 기계식 스위치로서 턴온 저항이 적어 부하에 의한 발열이 전자 스위치(스위칭소자 포함)에 비해 현저히 적은 장점이 있다.
[83]
따라서 마스터 제어부(110)의 제어에 의하여 제3스위치(SW3)가 온 되면, 제1전원라인(AC_N)의 전원은 제1스위치(121)를 경유하지 않고 바이패스 된다.
[84]
그리고 제3스위치(SW3)는 마스터 제어부(110)의 제어에 의하여 데이터 통신 구간에서는 오프 상태를 유지한다.
[85]
즉, 제3스위치(SW3)는 통신 이전 상태에서는 온되어 제1전원라인(AC_N)의 전원을 바이패스시켜 제1스위치(121)의 열화를 방지하고, 통신 구간에서는 마스터 제어부(110)의 제어에 의하여 오프 상태를 유지한다. 이때, 제1스위치(121)는 마스터 제어부(110)의 제어에 의하여 제2스위치(122)와 교번적으로 온오프 동작을 반복한다.
[86]
요약하자면, 열화방지수단(127)은 제1스위치(121)가 스위칭소자로 구성될 경우에 턴온 및/또는 턴오프 동작을 통신 구간으로 한정시켜 스위칭소자(Q1, Q2)들의 열화를 방지하는 것이다.
[87]
여기서 도 7은 제2스위치(122), 신호출력수단(123, 123', 123''), 정류수단(124), 충전수단(125), 과전압 감지수단(126)등이 생략되었으나, 이는 한정 사항이 아닌 열화방지수단(127)을 간략하게 설명하기 위하여 생략된 것이다.
[88]
즉, 도 7의 열화방지수단(127)은 도 4 내지 도 6의 회로도에서 제1스위치(121)에 모두 적용되는 본 발명의 다른 실시예에 해당된다.
[89]
응답 수신부(130)는 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은 응답 수신부(130)를 설명하기 위한 도면이다.
[90]
도 8을 참조하면, 응답 수신부(130)는 슬레이브(200)에서 수신된 응답신호를 모니터링하여 데이터를 추출한다. 예를 들면, 마스터(100)가 슬레이브(200)에 데이터를 송신하면, 슬레이브(200)는 마스터(100)에게 응답한다. 이때 응답신호는 도시된 바와 같이 맥류로서 피크치에서 펄스형이 돌출되는 쇼트 저항에 의한 파형이 된다. 따라서 응답 수신부(130)는 이와 같은 맥류 파형의 피크치를 모니터링하여 펄스 형태로 신호를 변환하여 마스터 제어부(110)로 출력한다.
[91]
이를 위하여 응답 수신부(130)는, 예를 들면, 설정된 대역(예를 들면, 맥류의 피크치 이하의 대역)을 차단하는 밴드패스필터를 구비할 수 있다.
[92]
마스터 제어부(110)는 피크치를 기준으로 설정된 시간 구간동안 스위칭부(120)를 구동시켜 AC전원 라인을 차단하여 4진법, 6진법, 8진법 또는 10진법의 데이터를 생성한다.
[93]
즉, 마스터 제어부(110)는 스위칭부(120)의 제2스위치(122)를 설정된 시간구간 동안 온시켜 제1전원라인(AC_N)과 제2전원라인(AC_H)을 쇼트시킨다. 이와 같은 피크치를 기준으로 전원의 오프 시간 구간의 설정은, 예를 들면, 1bit 데이터를 4진법, 6진법, 8진법 또는 10진법으로 표현할 수 있도록 다양하게 설정될 수 있다. 이중에서 4진법을 예를 들어 설명한다.
[94]
예를 들면, 종래에는 2진법을 적용하여 데이터를 0 또는 1로 표현하여 송신하였다. 하지만 본 발명은 1bit 데이터를 4진법에 의한 0~3으로 표현하여 송신한다. 아울러 6진법, 8진법과 10진법 역시 4진법과 같이 피크치를 기준으로 산출된 오프 구간에 따라 0~5, 0~7, 0~9로 표현할 수 있다.
[95]
여기서 본 발명은 피크치를 기준으로 하여 전원 차단 구간을 지정함에 따라 제로 크로싱의 위치 변경에 상관없이 데이터의 송신 및 수신이 가능하다. 즉, 슬레이브는 피크치를 기준으로 수신 신호(도 9 참조)를 생성함에 따라 종래와 같은 지연구간이 필요하지 않다.
[96]
이는 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9은 마스터(100)의 송신신호 및 슬레이브(200) 수신신호를 도시한 그래프이다.
[97]
도 9를 참조하면, 본 발명은 피크치를 기준으로 전원 차단 시작까지의 제1시간구간(t1)과, 피크치에서 전원 차단 끝(전원 통전 시작)까지의 시간으로 설정된 제2시간구간(t2)과, 제1시간구간(t1)과 제2시간구간(t2)의 차이(t2-t1)로 설정된 제3시간구간(t3)의 조합으로 4진법 신호를 설정한다.
[98]
따라서 마스터 제어부(110)는 마스터 피크 전압 출력부(160)의 피크 감지신호를 기준으로 설정된 제1시간구간(t1) 동안 제2스위치(122)를 온 하고, 제1시간구간(t2)이 경과 된후 설정된 제2시간구간(t2)과 제1시간구간(t1)의 차이로 산출된 제3시간구간(t3) 동안 제2스위치(122)를 오프시킨다.
[99]
즉, 마스터 제어부(110)는 설정된 제1시간구간(t1)과 제2시간구간(t2)에 의해 AC 전원의 파형에서 전원이 차단된 제3시간구간(t3)을 산출한다. 제3시간구간(t3)은 상술한 제1시간구간(t1)과 제2시간구간(t2)에 따라 '0, 1, 2, 3'중 어느 하나를 표현한다.
[100]
또한, 마스터 제어부(110)는 슬레이브(200)에 송신할 때, 데이터의 송신의 시작과 끝을 알리기 위한 스타트 비트(Start Bit)를 포함할 수 있다.
[101]
첫 신호 스타트비트(Start Bit)는 AC Sign 파형을 기준으로 설정된 스타트 시간구간(t0)(예를 들면, 2msec) 동안 차단시켜 이 구간의 전력이 송출되지 못하도록 한다.
[102]
이와 같이 마스터(100)의 AC Sign 파형은 슬레이브(200)로 송신되고, 슬레이브(200)는 디지털 파형으로 변환시킨 뒤에 데이터를 해석한다.
[103]
출원인은 본 발명에 따른 데이터 전송수 및 데이터 처리속도를 종래의 2진법에 의해 데이터를 전송하는 종래 기술과의 데이터 처리 속도를 실험을 통하여 비교측정하였고, 그 결과는 아래 표 1과 표 2에 도시된 바와 같다.
[104]
[105]
표 1은 4 진법 통신을 종래와 비교한 표이다.
[106]
[표1]
종래기술 본 발명 속도 비교
비트수 어드레스 데이터 어드레스 데이터
4bit 4bit 4bit 4bit
데이터 표현 수 16 16 256 256
256 데이터 전송시 8bit+8bit=16bit 4bit+4bit=8bit 200% 빠름

[107]
표 2는 8진법 통신을 측정한 것이다.
[108]
[표2]
종래기술 본 발명 속도 비교
비트수 어드레스 데이터 어드레스 데이터
3bit 3bit 3bit 3bit
데이터 표현 수 8 8 512 512
512 데이터 전송시 90+90=180msec 30+30=60msec 300% 빠름

[109]
본 발명은 1bit를 4개의 데이터로서 표현할 수 있다. 따라서 본 발명에서 2bit 어드레스는, 예를 들면, 16개의 번지를 지정할 수 있고, 2bit 데이터는 16개의 신호를 처리할 수 있다. 따라서 슬레이브(200)에 연결되는 16개의 조명을 각각 16단계의 밝기로 제어할 수 있다.
[110]
이때, 데이터를 1bit 추가하면 16단계에서 256단계로 늘어남에 따라 어드레스와 데이터 포맷을 늘려 사용자가 원하는 대로 처리 수량과 데이터를 증가시킬 수 있다.
[111]
그러나 종래 기술은 2진법에 의해 1bit를 0과 1의 데이터로 표현함에 따라 표 1에 기재된 바와 같이, 4bit의 어드레스와 데이터를 송신할 경우에 각각 16가지 표현으로 송신되고, 256 데이터 전송시에는 16msec가 소요될 것으로 측정되었다.
[112]
하지만, 본 발명은 1bit를 0~3의 데이터로 표현 가능함에 따라 4bit 어드레스와 데이터를 총 256개로 표현 가능하다. 그러므로 256 데이터 송신시에 8msec 가 소요되었다. 즉, 본 발명은 4진법 통신을 적용할 경우에 종래의 2진법에 비하여 200% 이상의 처리속도가 향상되었다.
[113]
또한, 표 2를 참조하면, 본 발명의 8진법 통신은 종래에 비하여 300% 이상 처리속도가 향상되는 것이 확인되었다.
[114]
슬레이브(200)는 AC Sign 파를 맥류로 변환시키는 전원 변환부(250)와, 피크치를 감지하는 슬레이브 피크(Peak) 전압 출력부(220)와, 전력선을 통하여 데이터를 수신 및 데이터를 검출하는 데이터 검출부(230)와, 검출된 데이터를 인식하여 연결되는 조명기(300)를 제어하는 슬레이브 제어부(210), AC 피크치에서 부하를 걸어 마스터(100)에 송신하는 부하 발생부(240)를 포함한다.
[115]
슬레이브 피크 전압 출력부(220)는 AC Sign 파형에서 피크치를 감지하여 슬레이브 제어부(210)로 출력한다.
[116]
데이터 검출부(230)는 수신된 AC Sign 파형에서 차단된 구간을 확인하여 도 9에 도시된 디지털 파형으로 변환하여 슬레이브 제어부(210)로 출력한다. 따라서 슬레이브 제어부(210)는 데이터 검출부(230)에 변환 및 검출신호를 해석하여 조명기(300)의 조명 컨트롤러(310)를 제어한다.
[117]
부하 발생부(240)는 슬레이브(200)의 제어에 의하여 응답신호를 생성한다. 이는 도 10을 참조하여 설명한다.
[118]
도 10은 부하 발생부(240)를 도시한 회로도, 도 11은 슬레이브(200)의 응답모드의 파형을 도시한 그래프이다.
[119]
도 10 및 도 11을 참조하면, 부하 발생부(240)는 조명기(300)와 전원 변환부(250)측에서 병렬 연결되는 전원 라인에서 슬레이브 제어부(210)에 의해 온오프 되는 부하 스위치(241)(SW2) 및 저항(R2)으로 구성된다.
[120]
부하 스위치(241)는 온 되어 전원 변환부(250)에서 변환된 맥류에 부하를 걸어준다. 이와 같은 부하는 도 11의 (d)에 도시된 바와 같이 조명기(300)의 온 상태 일대와, 오프 상태를 구분하여 동작되어 슬레이브(200)에서 마스터(100)로 응답하기 위한 신호를 생성한다.
[121]
슬레이브 제어부(210)는 데이터 검출부(230)의 검출신호를 확인하여 마스터(100)에서 송신된 데이터를 해석하고, 부하 발생부(240)와 조명기(300)중 어느 하나를 이용하여 마스터(100)에 응답 신호를 전송한다.
[122]
먼저, 슬레이브 제어부(210)는 피크치에서 펄스의 시작(상승) 시간을 설정한 제1시간구간(t1)과, 피크치에서 펄스의 끝(하강 구간)까지의 시간을 설정한 제2시간구간(t2)을 측정하고, 제1시간구간(t1)과 제2시간구간(t2)의 차이를 산출하여 4진법의 0, 1, 2, 3 중 어떤 것인지를 판단하게 된다.
[123]
보다 구체적으로 설명하자면, 슬레이브 제어부(210)는, 도 9를 참조하면, 스타트 신호 이후에 피크치를 기준으로 펄스의 시작 시간(상승시간)과, 펄스의 중단 시간(하강 시간)에 걸리는 제1시간구간(t1)과 제2시간구간(t2)과, 제1시간구간(t1)과 제2시간구간(t2)이 간의 차이로 조합된 설정 조건에 따라 4진법에 의한 데이터를 해석한다.
[124]
또한, 슬레이브 제어부(210)는 마스터(100)로부터 신호가 수신되면 응답한다. 이때, 슬레이브 제어부(210)는 부하 발생부(240)와 조명기(300) 중 적어도 하나를 이용하여 응답신호를 생성할 수 있다.
[125]
구체적으로 설명하자면, 슬레이브 제어부(210)는 조명기(300)가 오프된 상태라면 도 11의 (a)에 도시된 기준 AC Sign 파형의 피크치를 확인하여 부하 스위치(241) 또는 조명기(300)를 온 오프하여 마스터(100)의 송신에 응답한다.
[126]
이중 조명기(300)를 이용한 응답은 슬레이브 제어부(210)가 조명기(300)가 오프 상태에서 발광부(320)를 설정된 시간 구간별로 온 시키도록 조명 컨트롤러(310)를 제어한다. 따라서 응답은 도 11의 (b)와 같이 전원 통전 구간을 갖는 신호로 생성된다. 발광부(320)의 온 시간은 표현대상(예를 들면, 0, 1, 2, 3)에 따라 피크치를 기준으로 서로 다른 시간구간(예를 들면, 제1시간구간(t1)과 제2시간구간(t2), 제1시간구간(t1)과 제2시간구간(t2)과의 차이의 조합)으로 설정된다.
[127]
또한, 슬레이브 제어부(210)는 도 11의 (c)에 도시된 바와 같이, 발광부(320)가 온 상태라면, 조명기(300)를 설정된 시간 구간 동안 오프시켜 통전되는 전원에서 전원 차단 구간을 생성하여 응답한다. 여기서 전원 차단 구간은 표현 대상에 따라 피크치를 기준으로 상술한 시간구간(예를 들면, 제1시간구간(t1)과 제2시간구간(t2), 제1시간구간(t1)과 제2시간구간(t2)과의 차이)들이 조합으로 설정된다.
[128]
또한, 슬레이브 제어부(210)는 조명 온 상태에서 부하 스위치(241)를 작동하여 도 11의 (d)와 같이 맥류의 피크치에 쇼트 저항을 추가하여 응답할 수 있다. 이와 같은 응답은 맥류의 피크치에서 펄스 파형이 돌출되는 파형을 갖으며, 각각의 돌출 파형의 폭은 표현대상에 따라 피크치를 기준으로 상술한 시간구간(예를 들면, 상술한 제1시간구간(t1)과 제2시간구간(t2), 제1시간구간(t1)과 제2시간구간(t2)과의 차이)들의 조합으로 설정된다.
[129]
도 11의 (b)에서 조명이 온되는 구간과, (c)에서 조명이 오프되는 구간과, (d)의 맥류의 피크치에 생성된 펄스파의 폭은, 예를 들어 4진법의 경우에 '0, 1, 2, 3'중 어느 하나에 해당된다.
[130]
즉, 슬레이브 제어부(210)는 기준 AC Sign 파형의 피크치를 기준으로 조명기(300)와 부하 스위치(241)를 선택적으로 제어하여 응답신호를 전송할 수 있다.
[131]
만약 전압이 낮은 구간에서 데이터를 송신하면 부하가 낮게 걸려 전송 신호가 작아질 수 있다. 따라서 본 발명에서는 피크치에서 부하를 발생하여 데이터를 전송함에 위와 같은 문제를 방지할 수 있다.
[132]
본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하며, 이하에서는 본 발명에 따른 AC 전원을 사용하는 장치에서의 전력선 통신 방법을 도 12 내지 도 15를 참조하여 설명한다.
[133]
도 12는 본 발명에 따른 AC 전원을 사용하는 장치에서의 전력선 통신 방법을 도시한 순서도, 도 13은 S100 단계를 도시한 순서도, 도 14는 S200 단계를 도시한 순서도, 도 15는 S300 단계를 도시한 순서도이다.
[134]
도 12 내지 도 15를 참조하면, 본 발명은 마스터(100)에서 슬레이브(200)에 데이터를 송신하는 S100 단계와, 슬레이브(200)에서 수신하는 S200 단계와, 슬레이브(200)에서 응답하는 S300 단계와, 마스터(100)에서 슬레이브(200)의 응답을 수신하는 S400 단계를 포함한다.
[135]
이중 S100 단계는 도 13, S200 단계는 도 14, S300 단계는 도 15를 참조하여 설명한다.
[136]
S100 단계는 외부 통신망 또는 연결된 유선 단말로부터 데이터를 수신하는 S110 단계와, 마스터 제어부(110)가 피크치를 확인하는 S120 단계와, 마스터 제어부(110)가 제1스위치(121)를 온하는 S130 단계와, 설정조건에 따라 제2스위치(122)를 온오프하여 데이터를 전송하는 S140 단계와, 전원을 충전하는 S150 단계와, 과전압이 감지되는 지를 판단하는 S160 단계와 과전압이 감지되면 제2스위치(122)를 오프시키는 S170 단계를 포함한다.
[137]
S110 단계는 마스터 제어부(110)가 외부 통신망 또는 유선 연결되는 단말로부터 데이터를 수신하는 단계이다. 외부 신호 입력부(140)는 유선 연결되는 단말, 또는 외부 통신망(유선 또는 무선 통신 네트워크)으로부터 슬레이브(200)에 연결되는 조명기(300)의 제어 명령을 수신하고, 이를 마스터 제어부(110)에 출력한다. 따라서 마스터 제어부(110)는 외부 신호 입력부(140)에 의해 수신된 제어 명령을 확인한다.
[138]
S120 단계는 마스터 제어부(110)가 피크치를 확인하는 단계이다. 마스터 피크 전압 출력부(160)는 기준 AC Sign 파형에서 피크치를 감지하여 마스터 제어부(110)에 출력한다.
[139]
S130 단계는 마스터 제어부(110)가 제1스위치(121)를 온하여 슬레이브(200)에 연결되는 AC 전원 라인을 통전시키는 단계이다.
[140]
S140 단계는 마스터 제어부(110)가 외부 신호 입력부(140)로부터 수신된 제어 명령의 데이터를 4진법, 8진법, 10진법 중 적어도 하나로서 데이터를 표현하도록 제2스위치(122)를 구동시키는 단계이다. 여기서 제2스위치(122)는 온되면서 제1전원라인(AC_N)과 제2전원라인(AC_H)을 쇼트시켜 마스터(100)에서 슬레이브(200)에 연결되는 전원라인을 설정된 시간 구간동안 차단시킨다.
[141]
따라서 마스터 제어부(110)는 마스터 피크 전압 출력부(160)에서 감지된 피크치를 기준으로 제2스위치(122)를 설정된 조건으로 오프 후 다시 온하여 데이터를 전송한다. 설정된 조건은 피크치부터 전원 차단 시작까지의 시간으로 설정된 제1시간구간(t1)과, 피크치부터 전원 차단 끝 시간으로 설정된 제2시간구간(t2)과, 제1시간구간(t1)과 제2시간구간(t2)과의 차이(t2-t1)로 산출된 제3시간구간(t3)으로 설정된다.
[142]
즉, 데이터는 제1시간구간(t1)과 제2시간구간(t2)과, 제1시간구간(t1)과 제2시간구간(t2)간의 차이의 조합으로서 3진법 내지 10진법으로 표현된다.
[143]
S150 단계는 저장부(150)에 전원이 충전되는 단계이다. 저장부(150)는 제1스위치(121)가 오프되면서 제1전원라인(AC_N)에 잔류된 전원을 충전한다. 여기서 충전수단(125)은 정류수단(124)에서 정류된 전원을 설정된 전압레벨로 변환시켜 저장부(150)에 출력한다. 저장부(150)에 저장된 전원은 마스터(100)의 구동전원으로 공급될 수 있다.
[144]
S160 단계는 과전압 감지수단(126)에서 제1전원라인(AC_N)과 제2전원라인(AC_H)에서 과전압의 감지 여부를 판단하는 단계이다. 과전압 감지수단(126)은 과전압이 감지되면 감지신호를 신호 출력수단으로 출력한다.
[145]
S170 단계는 과전압 감지수단(126)에서 과전압 감지신호가 출력되면, 신호출력수단(123)에서 제2스위치(122)에 오프 신호를 출력하여 제2스위치(122)를 오프시키는 단계이다. 신호출력수단(123)은 과전압 감지수단(126)으로부터 과전압 감지신호가 수신되면 마스터 제어부(110)의 제어 명령에도 불구하고 제2스위치(122)를 오프시킨다.
[146]
S200 단계는 슬레이브(200)가 마스터(100)로부터 수신된 AC Sign 파형을 통하여 데이터를 획득 및 해석하는 단계이다. 구체적으로 S200 단계는 슬레이브 제어부(210)에서 기준 AC Sign 파형에서 피크치를 확인하는 S210 단계와, 펄스파형으로 분리 출력하는 S220 단계와, 펄스파에서 데이터를 해석하는 S230 단계를 포함한다.
[147]
S210 단계는 슬레이브 제어부(210)가 슬레이브 피크 전압 출력부(220)를 제어하여 피크치를 확인하는 단계이다. 슬레이브 제어부(210)는 확인된 피크치를 통하여 데이터 검출부(230)를 제어한다.
[148]
S220 단계는 슬레이브 제어부(210)의 제어에 의하여 데이터 검출부(230)가 마스터(100)에서 송신된 AC Sign 파형의 차단구간을 펄스파로 변환시켜 출력하는 단계이다. 데이터 검출부(230)는 마스터(100)에서 송신된 AC Sign 파형의 차단 구간을 피크치와 비교하고, 설정된 조건을 확인하여 펄스파로 변환하여 출력한다.
[149]
S230 단계는 슬레이브 제어부(210)가 데이터 검출부(230)에서 출력된 펄스파로부터 데이터를 해석하는 단계이다. 슬레이브 제어부(210)는 데이터 검출부(230)에서 수신된 펄스파의 펄스폭과, 기준 AC Sign 파의 피크치를 고려하여 설정된 조건에 따라 4진법, 6진법, 8진법 또는 10진법 중 어느 하나로서 데이터를 해석한다.
[150]
S300 단계는 슬레이브(200)가 마스터(100)로부터 전송된 데이터를 수신 이후에 응답하는 단계이다. 구체적으로는 S300 단계는 슬레이브 제어부(210)가 피크치를 감지하는 S310 단계와, 피크치에 따라서 설정된 조건으로 부하를 발생시켜 마스터(100)에 전송하는 S320 단계를 포함한다.
[151]
S310 단계는 슬레이브 제어부(210)는 슬레이브 피크 전압 출력부(220)로부터 피크치 감지신호를 수신하여 피크치를 확인한다.
[152]
S320 단계는 슬레이브 제어부(210)가 설정된 시간조건에 따라 부하를 발생시켜 마스터(100)에 응답하는 단계이다. 여기서 슬레이브 제어부(210)는 조명 오프 상태에서는 조명 컨트롤러(310)를 제어하여 설정된 시간 구간별로 발광부(320)를 온시켜 전원 차단중에 전원 통전 구간이 생성된 신호로서 마스터(100)에 응답한다.
[153]
또는 슬레이브 제어부(210)는 조명 온 상태에서는 조명 컨트롤러(310)를 제어하여 발광부(320)를 설정된 시간구간별로 발광부(320)를 오프시켜 통전되는 전원중에서 전원 차단 구간을 생성하여 마스터(100)에 응답한다.
[154]
또는 슬레이브 제어부(210)는 조명 온 상태에서 부하 스위치(241)를 설정된 시간 구간 별로 온시켜 전원 변환부(250)에 의해 변환된 맥류에 쇼트 저항을 추가한다. 이와 같은 쇼트 저항은 맥류의 피크치를 기준으로 펄스가 돌출되는 형상으로서 응답신호를 형성한다.
[155]
S400 단계는 마스터(100)에서 슬레이브(200)로부터 수신된 응답을 수신하는 단계이다. 구체적으로 S400 단계는 응답 수신부(130)가 슬레이브(200)의 응답신호를 수신하고, 이를 펄스파로 변환시켜 마스터 제어부(110)로 출력한다. 이때 응답 수신부(130)는 마스터(100)의 피크 전압 출력부(160)의 피크치 감지 신호에 따라 슬레이브(200)의 응답에서 피크치를 모니터링하여 펄스로 변환시켜 출력한다.
[156]
여기서 응답 수신부(130)는 조명기(300)가 온 또는 오프 상태로서 부하가 발생되어 응답 되었을 경우에는 수신 파형에서 전원이 차단된 구간 또는 전원이 통전된 구간을 확인하여 펄스로서 변환한다. 또는 응답 수신부(130)는 피크치에서 상향된 펄스형의 구간이 존재할 경우에 피크치를 기준으로 펄스폭과 높이에 따라 펄스파로 변환시킨다.
[157]
그러므로 마스터 제어부(110)는 데이터 검출부(230)의 변환된 펄스로서 데이터를 해석할 수 있다.
[158]
[159]
이와 같이 본 발명은 마스터(100)와 복 수개의 슬레이브(200)가 구성된 전력선 통신방법에서 AC Sign 파형의 피크치를 기준으로 전원을 쇼트시켜 발생되는 전원 차단 구간으로 2진법이 아닌 4진법 내지 10진법 중 어느 하나로서 데이터를 전송할 수 있는 양방향 통신 기술을 제안함에 따라 기존의 제로 크로싱을 이용한 단방향 통신 방식에 비하여 속도와 정확성을 높일 수 있었다.
[160]
[161]
이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다.

청구범위

[청구항 1]
데이터를 송신하는 마스터(100)와, 마스터(100)로부터 수신된 데이터에 따라 연결된 조명기(300)를 제어하는 복 수개의 슬레이브(200);를 포함하고, 마스터(100)는 AC 전원라인에서 설정시간 동안 전원을 차단 또는 통전시키는 스위칭부(120); 및 AC Sign 파형의 피크치를 기준으로 설정된 시간동안 전원을 차단하도록 스위칭부(120)를 제어하여 4진법, 6진법, 8진법 또는 10진법 중 어느 하나로 표현된 데이터를 송신하도록 제어하는 마스터 제어부(110);를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC 전원을 사용하는 장치에서의 전력선 통신시스템.
[청구항 2]
청구항 1에 있어서, 스위칭부(120)는 제1전원라인(AC_N)과 제2전원라인(AC_H) 중 적어도 하나를 차단 또는 통전시키는 제1스위치(121); 및 제1전원라인(AC_N)과 제2전원라인(AC_H)을 쇼트 시켜 AC Sign 파형에서 전원 차단 구간들을 생성하는 제2스위치(122);를 포함하고, 전원 차단 구간들은 AC Sign 파형의 피크치부터 전원 차단 시작 시작까지의 제1시간구간(t1)과, 피크치부터 전원 차단 끝까지의 시간으로 설정된 제2시간구간(t2)과, 제1시간구간(t1)과 제2시간구간(t2)의 차이로 산출되는 제3시간구간(t3) 중 하나 이상의 조합으로 데이터를 표현하는 것;을 특징으로 하는 AC 전원을 사용하는 장치에서의 전력선 통신 시스템.
[청구항 3]
청구항 2에 있어서, 제1전원라인(AC_N)과 제2전원라인(AC_H)의 과전압 여부를 감지하는 과전압 감지수단(126); 과전압 감지수단(126)의 과전압 감지 신호가 출력되면 제2스위치(122)를 오프시키는 신호출력수단(123); 및 제1스위치(121)가 오프되면, 제1전원라인(AC_N)에서 잔류된 전원을 충전시키는 저장부(150);를 더 포함하는 AC 전원을 사용하는 장치에서의 전력선 통신 시스템.
[청구항 4]
청구항 1에 있어서, 슬레이브(200)는 기준 AC Sign 파형의 피크치를 감지하는 슬레이브 피크 전압 출력부(220); 슬레이브 피크 전압 출력부(220)에서 출력된 피크치를 기준으로 마스터(100)에서 전송된 AC 파형에서 전원 차단구간을 산출하여 펄스 파형으로 변환하는 데이터 검출부(230); 및 데이터 검출부(230)에서 검출된 펄스파를 확인하여 데이터를 해석하고, 해석된 데이터에 따라 마스터(100)에 응답하는 슬레이브 제어부(210);를 포함하는 AC 전원을 사용하는 장치에서의 전력선 통신 시스템.
[청구항 5]
청구항 4에 있어서, 슬레이브(200)는 맥류로 변환시키는 전원 변환부(250); 및 슬레이브 제어부(210)의 제어에 의하여 전원 라인을 쇼트시키는 부하 스위치(241)를 구비하여 전원 변환부(250)에서 변환된 맥류에 부하를 발생시키는 부하 발생부(240);를 포함하는 AC 전원을 사용하는 장치에서의 전력선 통신 시스템.
[청구항 6]
청구항 4에 있어서, 슬레이브 제어부(210)는 조명 온 상태에서 피크치를 기준으로 오프시켜 맥류에 전원차단 구간을 생성하여 응답하는 것을 특징으로 하는 AC 전원을 사용하는 장치에서의 전력선 통신 시스템.
[청구항 7]
청구항 4에 있어서, 슬레이브 제어부(210)는 조명 오프 상태에서 피크치를 기준으로 온시켜 맥류에 전원 통전 구간을 생성하여 응답하는 것을 특징으로 하는 AC 전원을 사용하는 장치에서의 전력선 통신 시스템.
[청구항 8]
청구항 5에 있어서, 마스터(100)는 맥류로 송신된 슬레이브(200)의 응답에서 피크치를 모니터링하고, 펄스로 데이터를 추출하여 마스터 제어부(110)에 송신하는 응답 수신부(130);를 더 포함하는 AC 전원을 사용하는 장치에서의 전력선 통신 시스템.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]

[도6]

[도7]

[도8]

[도9]

[도10]

[도11]

[도12]

[도13]

[도14]

[도15]