[發明專利]照明光通信設備

有效

• 申請號: 201110256209.0
• 申請日: 2011-08-25
• 公開（公告）號: CN102386976A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 西野博之;鹽濱英二;山崎茂章
• 申請（專利權）人: 松下電工株式會社
• 主分類號: H04B10/10
• 分類號: H04B10/10;H05B37/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;陳煒

技術領域

本發明通常涉及照明光通信設備。?

背景技術

在過去，已提出了一種發光裝置，其包括作為光源的發光二極管(LED)，并且通過調制照明光的強度來傳送信號。由于該照明光通信設備通過調制其自身的照明光來傳送信號，因此不需要諸如紅外線通信設備的特殊設備。這樣，由于發光二極管被用作用于照明的光源，因此可以實現電力節約。因此，已研究了將照明光通信設備用于地下商場中的到處存在的信息系統。?

圖44是傳統的照明光通信設備的電路圖。這樣，恒流電路52、三個發光二極管53和開關元件Q1串聯連接在直流(DC)電源51的兩端之間。開關元件Q1根據光學通信信號S1的高/低而接通/斷開，并且由此在保持恒流性質的同時調制流向發光二極管53的負載電流I1(參見圖45A和45B)。?

在該電路中，恒流電路52被設置為使具有小操作電阻的發光二極管53穩定地接通，于是恒流電路52的電路損失增加。例如，當恒流電路52包括恒流二極管時，假設負載電流I1是500mA，則估計的電路損失變為約2.3W。因此，即使發光二極管需要小電力，但是減損了發光二極管的益處。?

因而，如圖46A中所示，設置DC-DC轉換器以代替恒流電路52，并且這樣可以設想，通過PWM(脈寬調制)來控制DC-DC轉換器并且由此電路損失降低。在該電路中。電流感測電阻器R3、三個發光二極管53、電感器L1和開關元件Q1串聯連接在DC電源51的兩端。這樣，通過控制電路54控制開關元件Q1的接通/斷開操作。這樣，平滑電容器C3和整流器二極管D2連接在包括三個發光二極管53和電感器L1的串聯電路的兩端之間，并且與電感器L1和開關元件Q1一起構成DC-DC轉換器。反饋信號從恒流反饋電路55輸入到控制電路54中，并且由此控制?DC-DC轉換器的輸出電流以使其保持通常恒定。此外，光學通信信號S1被輸入到控制電路54中，并且開關元件Q1在光學通信信號S1的高值時段期間以高頻接通(ON)/斷開(OFF)并且由此負載電流I1被調制(參見47A至47C)。?

現在，圖46B示出了恒流反饋電路55的特定示例，并且這樣誤差放大器A1被配置為將負載電流I1流向的電阻器R3的壓降與參考電壓E1比較，并且進行放大以將其偏差輸出到控制電路54中。串聯電路包括連接在誤差放大器A1的反相輸入端和輸出端之間的電阻器R4和電容器C2，并且構成相位補償電路以保護上述反饋系統的穩定性。對于該相位補償電路，通常使用包括積分元件的補償電路來調整環路傳輸函數中的增益和相位，并且作為經典的信息理論的PI(比例積分)控制或者PID(比例積分導數)控制而已知。例如，圖46C示出了在日本專利申請公開第2006-120910號中公開的平均電流檢測電路的電路圖。積分電路56(包括電阻器R5和電容器C3)連接在電流感測電阻器R3的兩端之間，并且被配置為使用上述PI控制作為對輸出取平均的手段。?

在上述圖46A中示出的照明光通信設備中，通過根據光學通信信號S1間歇地操作DC-DC轉換器來調制負載電流I1，并且這樣需要如下兩個條件來將光學通信信號S1忠實地再現為電流波形。一個條件是，DC-DC轉換器的操作頻率高于光學通信信號的頻率(條件1)，并且另一條件是，負載電流I1不平滑(條件2)。?

為了滿足條件1，例如，如果通信速度是9.6kbps，則需要DC-DC轉換器的操作頻率等于或大于100kHz(就是說，約為通信速度的10倍)，優選地等于或大于1MHz(就是說，約等于或大于通信速度的100倍)。然而，如果DC-DC轉換器的操作頻率相對高，則DC-DC轉換器中的開關元件Q1的損失增加，并且因而存在需要減小噪聲的措施的問題。?

隨后，在條件2的情況下，當平滑電容器與發光二極管53并聯連接時，負載電流I1不是間歇的，即使DC-DC轉換器中的開關元件Q1是間歇的。因此，變得難于根據光學通信信號調制負載電流I1。另一方面，如果負載電流I1不平滑，則在負載電流I1中出現波紋電流。波紋電流取決于DC-DC轉換器的操作頻率分量。因而，存在需要來自電配線的噪聲的措施的問題。期望增加DC-DC轉換器的操作頻率以在使電容器的平滑能力盡可能小以便不致使負載電流I1平滑的同時抑制操作頻率分量的波紋。然而，當操作頻率增加時，存在開關元件Q的損失也增加的問題。?