CN105528887A - 一种交流电数字编码控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种交流电数字编码控制方法，控制器利用功率驱动器件对交流电的正负半波的后沿进行数字脉冲编码，每个半波编一个编码位，实现利用交流电力线传输数字控制信号的目的。本发明提供的控制方法利用交流电力线传输数字控制信号，在不增加控制线路的情况下实现回路设备的数字控制，系统需要较少的元件，减少了系统的成本。采用数字编码技术实现精确定位控制，相对于切相调光系统，本发明采用的控制技术可以大幅度较少谐波干扰，提高系统的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电力线通信技术领域，特别涉及到基于电力线进行数字脉冲编码和通信控制的方法。
背景技术
在现有电力线通信技术领域多采用电力线载波通信的方式，即采用以电力线作为传输介质，通过在电力线调制高频载波信号实现设备间的信息通信和控制，这样每个设备节点配备的高频调制控制电路较为复杂，元件数量多，需要较高的成本，难以进行大众化应用的推广。
在商业和家庭照明灯具控制方面，现在市场上控制网络多采用专用控制线路进行连接，如DALI控制系统需要铺设2条DALI总线，这样也增加了系统的布线成本。采用无线控制网络的系统，每个控制节点的元件成本也较高。
如果采用电力线进行照明调光，现在多采用交流电切相调光技术进行照明调光，这种技术以前多应用于白炽灯的调光，现在也应用于LED灯具的调光。这种技术由于对交流电进行占空比调节实现调光，供电需要持续的切相控制，对电网产生较高的谐波干扰。这种控制方法只能实现一组设备的控制，无法实现对单一个设备的精确独立控制。
因此，如何实现一种可采用数字编码技术实现精确定位控制，可大幅度减少谐波干扰，提高系统的可靠性，且元件较少，有效降低成本的交流电数字编码控制方法是业内亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种交流电数字编码控制方法，旨在实现一种可采用数字编码技术实现精确定位控制，可大幅度减少谐波干扰，提高系统的可靠性，且元件较少，有效降低成本的交流电数字编码控制方法。
本发明提出一种交流电数字编码控制方法，交流电数字编码控制方法至少包括控制器和受控设备，控制器把控制的信息经过在交流电平中进行数字脉冲编码，输出到受控设备，受控设备根据编码规则进行解码并针对信息性质做出相应的响应；控制器至少包括电源电路、过零检测电路、微处理器、功率驱动器件；利用功率驱动器件对交流电的正负半波的后沿进行开关脉冲数字编码，微处理器根据编码规则的时间参数对交流电进行高速开关控制，每个半波编一个编码位，一帧数据包含起始位、数据位和停止位，数据位由数据位“0”、数据位“1”二进制编码组成，控制器把一帧数据进行数字脉冲编码并在交流电相线输出到受控设备，以实现对交流供电回路的受控设备的独立数字控制，在控制器发送完一帧数据后，电力线的交流电恢复原来的完整正弦波从而减少电力线回路的谐波干扰。
优选地，功率驱动器件中采用金氧半场效晶体管（MOSFET）或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。
优选地，交流电的正负半波的后沿进行开关脉冲数字编码是以交流电过零点作为时间基准点，假设交流电半波周期为T，在延时一段标准时间T0后，于交流电的正负半波的后半段进行开关脉冲编码，即T0大于1/2T。
优选地，每个半波编一个编码位是指每个半波后半段编码包含一段时间的低电平和一段时间的高电平，形成一个完整的脉冲信号。
优选地，一帧数据包含“起始位”、数据位“0”、数据位“1”、“停止位”是以一个基准时间t作为开关脉冲编码的最短时间，其“起始位”是由2t的低电平和1.5t的高电平组成，数据位“0”是由1t的低电平和1t的高电平组成，数据位“1”是由1t的低电平和2.5t的高电平组成，“停止位”是一个完整的半波；一帧数据包含1个“起始位”、多个“数据位”和最少1个“停止位”。
本发明提供了一种交流电数字编码控制方法，本控制方法的控制器利用功率驱动器件对交流电的正负半波的后沿进行数字脉冲编码，每个半波编一个编码位，一帧数据包含起始位、数据位和停止位，数据位由数据位“0”、数据位“1”二进制编码组成，控制器把一帧数字信号进行数字脉冲编码，在交流电相线输出到受控设备，以实现对交流供电回路受控设备的独立数字控制。本方法在控制器发送完一帧控制编码后，电力线的交流电恢复原来的完整正弦波，使得电力线回路的谐波干扰减少到最低限度。本发明的有益效果：本发明提供的交流电数字编码控制方法，系统需要较少的元件，减少了系统的成本。采用数字编码技术实现精确定位控制，相对于切相调光系统，本发明采用的控制技术可以大幅度较少谐波干扰，提高系统的可靠性。
附图说明
图1为本发明一种交流电数字编码控制方法的一实施例的电路连接示意图；
图2为本发明一种交流电数字编码控制方法的一实施例中的起始位的波形编码结构示意图；
图3为本发明一种交流电数字编码控制方法的一实施例中的数据位“0”的波形编码结构示意图；
图4为本发明一种交流电数字编码控制方法的一实施例中的数据位“1”的波形编码结构示意图；
图5为本发明一种交流电数字编码控制方法的一实施例中的停止位的波形编码结构示意图；
图6为本发明一种交流电数字编码控制方法的一实施例中的一帧数据的波形编码结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1至图6，提出本发明的一种交流电数字编码控制方法的一实施例。图1为本发明的一种交流电数字编码控制方法的电路连接示意图，采用本发明的交流电数字编码控制方法的控制系统最少由两部分组成：控制器1和受控设备31，所述控制器1把控制的信息经过在交流电平中进行数字脉冲编码，输出到所述受控设备31，所述受控设备31根据编码规则进行解码并针对信息性质做出相应的响应；所述控制器1至少包括电源电路25、过零检测电路24、微处理器23、功率驱动器件21；利用所述功率驱动器件21对交流电的正负半波的后沿进行开关脉冲数字编码，所述微处理器23根据编码规则的时间参数对交流电进行高速开关控制，每个半波编一个编码位，一帧数据包含起始位（如图2所示）、数据位“0”（如图3所示）、数据位“1”（如图4所示）、和停止位（如图5所示），所述控制器1把一帧数据进行数字脉冲编码并在交流电相线输出到所述受控设备31（如图6所示），以实现对交流供电回路的所述受控设备31的独立数字控制，在所述控制器1发送完一帧数据后，电力线的交流电恢复原来的完整正弦波，使得电力线回路的谐波干扰减少到最低限度。
所述功率驱动器件21中采用金氧半场效晶体管（MOSFET）或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。
如图2所示，所述的交流电的正负半波的后沿进行开关脉冲数字编码是以交流电过零点作为时间基准点，假设交流电半波周期为T，在延时一段标准时间T0后，于交流电的正负半波的后半段进行开关脉冲编码，即T0大于1/2T。
如图2所示，所述的每个半波编一个编码位是指每个半波后半段编码包含一段时间的低电平和一段时间的高电平，形成一个完整的脉冲信号。
所述的一帧数据包含“起始位”、数据位“0”、数据位“1”、“停止位”是以一个基准时间t作为开关脉冲编码的最短时间，如图2所示，其“起始位”是由2t的低电平和1.5t的高电平组成，数据位“0”是由1t的低电平和1t的高电平组成，数据位“1”是由1t的低电平和2.5t的高电平组成，“停止位”是一个完整的半波；一帧数据包含1个“起始位”、多个“数据位”和最少1个“停止位”。多个数据位包含了控制器1发出的控制信息，在需要的时候，数据位还可包含校验信息。
本发明的有益效果：本发明提供的交流电数字编码控制方法，系统需要较少的元件，减少了系统的成本。采用数字编码技术实现精确定位控制，相对于切相调光系统，本发明采用的控制技术可以大幅度较少谐波干扰，提高系统的可靠性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种交流电数字编码控制方法，其特征在于，所述交流电数字编码控制方法至少包括控制器和受控设备，所述控制器把控制的信息经过在交流电平中进行数字脉冲编码，输出到所述受控设备，所述受控设备根据编码规则进行解码并针对信息性质做出相应的响应；所述控制器至少包括电源电路、过零检测电路、微处理器、功率驱动器件；利用所述功率驱动器件对交流电的正负半波的后沿进行开关脉冲数字编码，所述微处理器根据编码规则的时间参数对交流电进行高速开关控制，每个半波编一个编码位，一帧数据包含起始位、数据位和停止位，数据位由数据位“0”、数据位“1”二进制编码组成，所述控制器把一帧数据进行数字脉冲编码并在交流电相线输出到所述受控设备，以实现对交流供电回路的所述受控设备的独立数字控制，在所述控制器发送完一帧数据后，电力线的交流电恢复原来的完整正弦波从而减少电力线回路的谐波干扰。
2.如权利要求1所述的一种交流电数字编码控制方法，其特征在于，所述功率驱动器件中采用金氧半场效晶体管（MOSFET）或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。
3.如权利要求1所述的一种交流电数字编码控制方法，其特征在于，所述的交流电的正负半波的后沿进行开关脉冲数字编码是以交流电过零点作为时间基准点，假设交流电半波周期为T，在延时一段标准时间T0后，于交流电的正负半波的后半段进行开关脉冲编码，即T0大于1/2T。
4.如权利要求1所述的一种交流电数字编码控制方法，其特征在于，所述的每个半波编一个编码位是指每个半波后半段编码包含一段时间的低电平和一段时间的高电平，形成一个完整的脉冲信号。
5.如权利要求1所述的一种交流电数字编码控制方法，其特征在于，所述的一帧数据包含“起始位”、数据位“0”、数据位“1”、“停止位”是以一个基准时间t作为开关脉冲编码的最短时间，其“起始位”是由2t的低电平和1.5t的高电平组成，数据位“0”是由1t的低电平和1t的高电平组成，数据位“1”是由1t的低电平和2.5t的高电平组成，“停止位”是一个完整的半波；一帧数据包含1个“起始位”、多个“数据位”和最少1个“停止位”。
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