CN115515463B - 提供有电力线通信的真空吸尘器 - Google Patents

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Abstract

根据一实施例，可以提供一种真空吸尘器，其包括：主体，包括配置为供应电力的电源部、产生吸力的第一马达、安装有第一控制部的第一PCB；管嘴，包括清扫单元、用于驱动清扫单元的第二马达以及安装有第二控制部的第二PCB，所述管嘴配置为通过吸力吸入含有异物的空气；从第一控制部至第二控制部的第一电力线通信为电压PWM方式，从第二控制部至第一控制部的第二电力线通信为电流成形方式。

Description

提供有电力线通信的真空吸尘器
技术领域
本公开是涉及在主体和管嘴(nozzle)之间执行电力线通信的真空吸尘器的发明。
背景技术
吸尘器是吸入或擦拭清扫对象区域的灰尘或异物来进行清扫的机器。
这种吸尘器可以划分为用户在直接移动吸尘器的同时进行清扫的手动吸尘器、自行行驶时进行清扫的自动吸尘器。
另外，根据吸尘器的形态，手动吸尘器可以划分为罐式吸尘器、立式吸尘器、手持式吸尘器、杆式吸尘器等。
这种手动吸尘器可以包括：杆，其通过管嘴吸入外部的异物，与管嘴连通，可以调节长度，提供异物的移动通路；马达，其向头部提供异物吸力；状态判断部，其判断头部的移动速度和移动方向等的状态；以及控制部，其控制马达的输出；等。
用户可以装拆包括提供吸力的马达的主体和管嘴，可装拆的吸尘器的头部的种类可以根据用途而不同。
在使用吸尘器的情况下，可能需要通过根据用户的动作变更管嘴的动作状态来调节异物吸力，并且可能需要根据管嘴的状态调节马达的吸力以实现目标吸入量。
例如，在马达输出恒定的状态下，快速移动吸尘器的情况与缓慢移动吸尘器的情况相比，异物吸入量可能减少，在异物附着在管嘴而妨碍清扫单元的运转的情况下，异物的吸入量也可能会减少。
因此，有必要通过吸尘器的主体和管嘴之间的信息交换，使管嘴以用户期望的动作状态驱动，或者以适应清扫环境的方式控制包括在主体中的马达。然而，如果要在吸尘器中包括的多种构成之间执行单独的有/无线通信协议(例如，有线通信、RF、紫蜂(Zigbee)、蓝牙(Bluetooth)、Wi-Fi等)，则需要在现有的吸尘器构成中追加配线，因此存在结构限制和成本限制。
发明内容
发明所要解决的问题
在本发明中，提供一种能够通过电力线通信方式而不是需要额外追加配线的有线/无线通信方式在主体和头部之间收发规定的信号的真空吸尘器。
解决问题的技术方案
根据一实施例，可以提供一种真空吸尘器，其包括：主体，包括配置为供应电力的电源部、产生吸力的第一马达、安装有第一控制部的第一PCB；管嘴，包括清扫单元、用于驱动清扫单元的第二马达以及安装有第二控制部的第二PCB，管嘴配置为通过吸力吸入含有异物的空气；从第一控制部至第二控制部的第一电力线通信为电压PWM(Pulse WidthModulation：脉宽调制)，从第二控制部至第一控制部的第二电力线通信为电流成形(shaping)方式。
发明效果
根据本发明，提供一种在存在难以追加额外硬件的结构限制的情况下，即使不利用需要额外追加配线的有线/无线通信方式，也能够在主体和头部之间进行通信的真空吸尘器。
根据本发明，提供一种即使利用低规格的控制部，也能够在主体和头部之间进行信号的收发的真空吸尘器。
附图说明
图1示出了根据一实施例，主体和头部通过电力线通信方式进行通信的真空吸尘器的框图。
图2示出了根据一实施例，在通过第一电力线通信从主体向管嘴传输信号的情况下，从管嘴通过第二电力线通信向主体传输信号的过程。
图3示出了根据一实施例，在通过第二电力线通信从管嘴向主体传输信号的情况下，从主体通过第一电力线通信向管嘴传输信号的过程。
图4示出了根据一实施例，主体和管嘴通过第一电力线通信和第二电力线通信连续地进行通信的过程。
图5是用于说明根据一实施例的电源部电压补偿算法的图，所述电源部电压补偿算法根据电源部的电压减少来补偿向管嘴供应的电压。
图6是用于说明根据一实施例，第二控制部确定通过第一电力线通信接收到的信号的电压的脉冲宽度的过程的图。
图7是用于说明根据一实施例，在第二马达为DC马达的情况下，第二控制部执行电力线通信并且控制第二马达的速度的方法的图。
图8是用于说明根据一实施例，在第二马达为AC马达的情况下，第二控制部执行电力线通信并且控制第二马达的速度的方法的图。
图9示出了根据一实施例，在通过第一电力线通信接收信号的管嘴的第二PCB中包括的电路的结构。
图10是用于说明根据一实施例，通过在真空吸尘器的主体的第一PCB中包括的滤波器，对通过第二电力线通信接收到的信号进行滤波的特征的图。
具体实施方式
根据一实施例，可以提供一种真空吸尘器，包括：主体，其包括配置为供应电力的电源部、产生吸力的第一马达、安装有第一控制部的第一PCB；管嘴，其包括清扫单元、用于驱动清扫单元的第二马达以及安装有第二控制部的第二PCB，所述管嘴配置为通过吸力吸入含有异物的空气；从第一控制部至第二控制部的第一电力线通信为电压PWM(PulseWidth Modulation：脉宽调制)，从第二控制部至第一控制部的第二电力线通信为电流成形(shaping)方式。
根据一实施例，可以提供一种真空吸尘器，第一电力线通信是调制从所述第一控制部传输至所述第二控制部的电压的频率的方式。
根据一实施例，可以提供一种真空吸尘器，第二电力线通信是调制从第二控制部传输至第一控制部的电流的大小和频率中的至少一个的方式。
根据一实施例，第一控制部可以配置为通过第一电力线通信来控制第二马达的动作和清扫单元的动作中的至少一个。
根据一实施例，第二控制部可以配置为通过第二电力线通信将以下信息中的至少一个信息传输到第一控制部：第二马达的动作状态信息、清扫单元的动作状态信息、表示从第一控制部接收到的控制动作被执行完成的信息。
根据一实施例，第一控制部可以配置为调节向管嘴输入的电压PWM信号的占空比(duty rate)，以补偿电源部的电压的大小的减少。
根据一实施例，第一控制部可以配置为将电压PWM信号的占空比调节为与电源部的电压的大小成反比。
根据一实施例，第二控制部可以配置为基于在输入的电压的变化时间之间计数的时钟(clock)信号的数量来确定接收到的电压的占空比。
根据一实施例，第一PCB还包括滤波器，用于滤波通过所述第二电力线通信接收到的信号，滤波器可以是用于使在第二电力线通信方式中利用的频段通过的低通(low pass)滤波器。
根据一实施例，第二马达为DC马达，第二控制部可以配置为基于向第二马达输入的电压的瞬时值(instantaneous value)来执行第二电力线通信。
根据一实施例，第二控制部可以配置为基于向第二马达输入的电压的平均值来驱动第二马达。
根据一实施例，第二马达为AC马达，第二控制部可以配置为通过向输入到第二马达的电流追加电流纹波来执行第二电力线通信，以将AC马达的驱动电流的大小和频率从DC分量信号变更为AC分量信号。
根据一实施例，第一控制部配置为基于触发信号来执行第一电力线通信，触发信号可以包括由用户输入的信号和因真空吸尘器的状态变化而产生的识别信号中的至少一个。
根据一实施例，第二控制部可以配置为执行第二电力线通信，以传输表示与通过第一电力线通信接收到的信息相对应的动作的执行状态的信息。
根据一实施例，第一控制部配置为以预定的时间间隔执行第一电力线通信，第二控制部可以配置为执行第二电力线通信，以传输表示与通过第一电力线通信接收到的信息相对应的动作的执行状态的信息。
根据一实施例，第二控制部可以配置为基于是否满足与管嘴相关的预定条件来执行第二电力线通信。
根据一实施例，第一控制部和第二控制部可以配置为以时分方式执行第一电力线通信和第二电力线通信。
以下，参照附图详细说明，以使与实施例相关技术领域的普通技术人员能够容易地实施。以下实施例可以以各种不同的形式实现，并且不限于此处说明的实施例。
为了明确说明，省略了与说明无关的部分，贯穿整个说明书，对相同或相似的构成要素赋予了相同的参考符号。另外，参照示例的附图详细说明一些实施例。在向各图的构成要素附加参考符号时，对于相同的构成要素，即使显示在不同的图上，也可以尽可能的具有相同的符号。另外，在说明本发明时，如果认为对相关公知构成或功能的具体说明混淆实施例的要旨，则可以省略对其的详细说明。
在说明实施例的构成要素时，可以使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。这样的术语仅仅是为了将该构成要素与其他构成要素区分开来，并且该术语并不限定相应构成要素的本质、或次序、或顺序、或数量等。应理解的是，在记载任意构成要素间"连接"、"结合"或"接续"的情况下，任意构成要素间可以直接连接或接续，各构成要素之间也可以“插入”有其他构成要素或各构成要素通过其他构成要素"连接"、"结合"或"接续"。
在本发明中，应理解，"包括"、"构成"或"具有"等术语是旨在指定存在说明书中记载的特征、或数字、或步骤、或动作、或构成要素、或部件或其组合，而不是事先排除存在或附加一个或复数个其他特征、或数字、或步骤、或动作、或构成要素、或部件或其组合的可能性。
另外，在实现本发明时，为了便于说明，可以细分说明构成要素，但这些构成要素可以在一个装置或模块内实现，或者一个构成要素也可以分为多个装置或模块来实现。
以下，将说明根据一实施例的真空吸尘器。
图1示出了根据一实施例，主体和头部通过电力线通信方式进行通信的真空吸尘器10的框图。
根据一实施例的真空吸尘器10可以包括：主体100，包括配置为供应电力的电源部130、产生吸力的第一马达120以及安装有第一控制部112的第一PCB 110；以及管嘴150，包括清扫单元180、用于驱动清扫单元180的第二马达170以及安装有第二控制部162的第二PCB 160，管嘴150配置为通过吸力吸入含有异物的空气。根据一实施例，从第一控制部112至第二控制部162的第一电力线通信可以是电压PWM(Pulse Width Modulation：脉宽调制)，从第二控制部162至第一控制部112的第二电力线通信可以是电流成形(shaping)方式。
根据一实施例，第一控制部162可以配置为通过第一电力线通信控制第二马达170的动作和清扫单元180的动作中的至少一个。
根据一实施例，第二控制部162可以配置为通过第二电力线通信将以下信息中的至少一个信息传输到第一控制部162：第二马达170的动作状态信息、清扫单元180的动作状态信息、表示从第一控制部162接收到的控制动作执行完成的信息。
根据一实施例，管嘴150是在真空吸尘器10中吸入外部的异物的部分。管嘴150可以在要清扫的空间中贴近或靠近有异物的部位以吸入异物。根据一实施例，第一马达120可以为管嘴150提供异物吸力。如果第一马达120运转，则在管嘴150产生异物吸力，异物可以用管嘴150吸入并储存在异物储存装置。
通过用户的操作，管嘴150可以在有异物的部位上移动的同时吸入异物。
根据一实施例，管嘴150可以通过杆(未图示)与主体100连接。杆(未图示)可以与管嘴150连通，并且可以提供供吸入的异物移动的通路。吸入于管嘴150的异物可以通过杆(未图示)到达异物储存装置。杆(未图示)可以设置为能够进行长度调节以供用户方便地使用吸尘器。
根据一实施例，第一控制部112可以与第一马达120连接，控制第一马达120的输出。在一实施例中，第一马达120的输出需要得到适当的控制。如果第一马达120的输出不足，则异物吸力可能降低而导致吸尘器的效率下降，或者清扫时间可能增加。如果第一马达120的输出过大，可能消耗超过必要的电力。特别是，在真空吸尘器10的电源部130与电池相对应的情况下，如果第一马达120的输出过大，则电力消耗增加，使得电池的充电周期缩短，可能给用户带来不便。因此，第一马达120需要具有适当的输出，以使管嘴150可以具有充分的异物吸力的同时，减少电力的消耗。
根据一实施例，管嘴150中的异物吸入量可能因吸尘器的种类、第一马达120的容量、吸尘器的尺寸等其他多种因素而不同。特别是，根据管嘴150中吸入异物的环境，施加于清扫单元180的负荷可能导致实际异物吸入量与用户设定的目标吸入量不同，这种情况可能会给用户带来不便。因此，需要通过主体100和管嘴150之间的电力线通信将关于管嘴150的状态的信息向主体100传输，或者为了使主体100根据管嘴150的状态变更异物吸入量而向管嘴150传输信息。此外，在主体100和管嘴150之间，通过用户的指令、状态信息、指令接收的确认(ACK)等多种信息的通信可以实现真空吸尘器10的期望的使用。
根据一实施例，管嘴150中包括的第二马达170可以配置为通过清扫单元180去除异物。根据一实施例，清扫单元180可以包括能够配置为去除异物以清扫清扫面的以下多种组件：旋转轴，其沿左右长长地形成；刷子单元，其包括在旋转轴的外边缘凸出配置的刷子；旋转清扫单元，其设置为与清扫面平行地旋转；吸入流路，其用于根据由第一马达120供应的异物吸力来吸入空气和异物，等。
根据一实施例，第二马达170可以包括用于驱动清扫单元180的至少一个马达。例如，第二马达170可以包括用于驱动旋转清扫单元的马达、用于向清扫单元180排出水的泵或喷嘴等。
根据一实施例，在通过清扫单元180从管嘴150去除异物的过程中，根据异物或清扫环境，施加于清扫单元180的负荷可能降低去除异物的效率。第二控制部162可以通过测量施加于清扫单元180的负荷来判断清扫单元180是否正在符合目标驱动。
根据一实施例的真空吸尘器10还可以设置有用于感测清扫单元180的驱动速度的额外的传感器，第二控制部162可以比较由传感器感测的清扫单元180的速度和与从主体100接收到的动作指令对应的速度来确定管嘴150的状态信息，并且向主体100传输。
根据一实施例，第二控制部162可以感测流经第二马达170的电流。根据一实施例，第二控制部1620通过判断感测流经第二马达170的电流的结果是否在预定的阈值电流值以上来确定管嘴150的状态信息，并且可以通过第二电力线通信向主体100传输。
根据一实施例，如果感测的第二马达170的电流小于阈值电流值，则第二控制部162可以停止第二马达170的运转。根据一实施例，如果感测的第二马达170的电流小于阈值电流值，且感测为小于阈值电流值的时间为预定的阈值时间以上，则第二控制部162可以停止第二马达170的运转。根据一实施例，在管嘴150的动作状态根据第二控制部162的动作而变更的情况下，可以将关于管嘴150的变更的状态的信息向主体100传输。然而，表示管嘴150的动作状态的信息无需限于上述示例进行解释，能够表示管嘴150的当前状态或状态变化的多种信息都可以通过电力线通信进行收发。
根据一实施例，通过由第一控制部112和第二控制部162执行的第一电力线通信和第二电力线通信，真空吸尘器10可以不需要用于在主体100和管嘴150之间单独无线通信的追加配线等。即，通过电源部130从主体100向管嘴150供应电力，使得第二马达170和/或清扫单元180能够被驱动，通过这种用于供应电力的电力线可以实现主体100和管嘴150之间的通信。电力线通信利用电力线收发信息，提出了控制家用电器或收发家庭网络或多媒体网络所需信息的多种速度的通信技术。在电力线通信中，在传输AC电流的线上，可以将数据信号调制为特定信号(例如，高频信号)来传输。电力线通信的优点在于，利用已经确保的电力线，无需设置特别的追加通信线路，就可以以低成本构筑通信网。
根据一实施例，第一电力线通信和第二电力线通信是彼此不同的通信方式。根据一实施例，为了通过第一电力线通信传输信号，第一控制部112可以利用电压PWM来调制待向管嘴150侧传输的电压。根据一实施例，第一控制部112可以通过电压PWM来调制待向管嘴150传输的电压的频率。
根据一实施例，第一控制部112预设电压PWM信号的频段和相应频率所表示的信息的关系，从而能够与第二控制部162通信。
根据一实施例，第一控制部112可以基于用于变更第二马达170的运转速度的预定的频率来调制电压的频率。例如，用于将第二马达170的马达速度设定为第一速度的信号可以是调制为1.2kHz的频率的电压，用于将第二马达170的马达速度设定为第二速度的信号可以是调制为1.5kHz的频率的电压。
根据一实施例，第一控制部112可以基于用于变更清扫单元180的运转速度的预定的频率来调制电压的频率。例如，用于将清扫单元180的动作设定为开启状态的信号可以是调制为1.1kHz的频率的电压，用于将清扫单元180的动作设定为关闭状态的信号可以是调制为1.4kHz的频率的电压。
然而，上述频率调制的信号所表示的指令动作或频率不过是用于说明电压PWM方式的第一电力线通信方法的示例，因此具体动作和频率的关系没必要解释为限于上述。
根据一实施例，第二控制部162可以通过以电流成形方式调制大小和频率中的至少一个的电流来与第一控制部112通信。
根据一实施例，第二控制部162可以通过预设表示从管嘴150流向主体100的电流的频率的频段来与第一控制部112通信。
根据一实施例，第二控制部162可以基于用于将第二马达170的动作状态向主体100传达的预定的频率来调制电流的频率。例如，用于表示第二马达170的马达正以第一速度运转的信号可以是调制为150kHz的频率的电流，用于表示第二马达170的马达正以第二速度运转的信号可以是调制为250kHz的频率的电流。
根据一实施例，第二控制部162可以基于用于将清扫单元180的动作状态向主体100传达的预定的频率来调制电流的频率。例如，用于表示清扫单元180处于开启状态的信号可以是调制为100kHz的频率的电流，用于表示清扫单元180处于关闭状态的信号可以是调制为200kHz的频率的电流。
然而，上述频率调制的信号所表示的信息不过是用于说明电流成形方式的第二电力线通信方法的示例，因此具体的动作状态和频率的关系没必要解释为限于上述。
根据一实施例，第一电力线通信和第二电力线通信可以以时分通信方式实现。根据一实施例，第一电力线通信和第二电力线通信可以以具有任意通信协议的方式来实现，在所述任意通信协议中，从第一控制部112和第二控制部162输出的电力线通信信号不同时占用电力线(2-Wire：二线制)，而是具有约定的信号输出顺序。因此，在主体100和管嘴150之间的电力线通信过程中收发信号不始终占用电力线，而是仅在必要时可以间歇地用于通信。
根据一实施例，第一电力线通信和第二电力线通信可以以异步通信方式实现。根据一实施例，通过异步执行的第一电力线通信和第二电力线通信，在主体100和管嘴150之间不需要共享用于同步收发信号的时点的时钟(clock)信号。随着以异步通信方式实现，主体100和管嘴150不需要同时匹配每个作业处理单元，因此，在主体100和管嘴150中，基于以电力线通信收发的信号的处理时间可以不一致，可以有效地执行真空吸尘器10的动作。
根据一实施例，第一电力线通信和第二电力线通信可以以非对称通信方式实现。根据一实施例，第一电力线通信是利用电压PWM的方式，第二电力线通信利用电流成形方式，其中在为了实现电流成形方式而变更电流的大小和/或频率的情况下，不需要设置用于电力线通信的额外的追加的开关元件。
根据一实施例，电流成形方式可以定义为通过调制收发的电流的大小和/或频率，基于接收侧识别的信号的规定的频率及与其对应的预设的信息，执行相互通信的方式。
图2示出了根据一实施例，在通过第一电力线通信从主体向管嘴传输信号的情况下，从管嘴通过第二电力线通信向主体传输信号的过程。
参照图2，第一控制部112可以通过第一电力线通信向第二控制部传输规定的信号。根据一实施例，由于第一电力线通信，当执行电压PWM时，可以执行电压的频率调制。第二控制部162可以接收电压PWM信号，并且可以基于接收到的电压信号来控制管嘴150的动作。
根据一实施例，第二控制部162通过第一电力线通信接收到的信号可以是用于控制第二马达170和/或清扫单元180的动作的信号。
根据一实施例，第一控制部112配置为基于触发信号执行第一电力线通信，触发信号可以包括由用户输入的信号和因真空吸尘器10的状态变化而产生的识别信号中的至少一个。
根据一实施例，第二控制部162可以配置为执行第二电力线通信，以传输表示与通过第一电力线通信接收到的信息对应的动作的执行状态的信息。
根据一实施例，第二控制部162可以执行第二电力线通信，以基于从第一控制部112接收到电压PWM信号，将表示第二马达170和/或清扫单元180的动作完成的信号向第一控制部112传输。
根据一实施例，第二控制部162可以执行第二电力线通信，以将表示从第一控制部112接收了电压PWM信号的确认信号向第一控制部112传输。
根据一实施例，第一控制部112可以配置为以预定的时间间隔执行第一电力线通信，第二控制部162可以配置为执行第二电力线通信，以传输表示与通过第一电力线通信接收到的信息对应的动作的执行状态的信息。根据一实施例，通过以预定的时间间隔定期执行第一电力线通信，主体100可以通过与其对应的第二电力线通信从管嘴150获得规定的信息。根据一实施例，通过以预定的时间间隔执行的第一电力线通信和第二电力线通信收发的信息可以包括表示管嘴150的第二马达170和/或清扫单元180的动作状态的多种信息。
图3示出了根据一实施例，在通过第二电力线通信从管嘴150向主体100传输信号的情况下，从主体100通过第一电力线通信向管嘴150传输信号的过程。
根据一实施例，第二控制部162可以执行将表示管嘴150的当前状态的信息向第一控制部112传输的第二电力线通信。根据一实施例，通过第二电力线通信接收到表示管嘴150的当前状态的信息的第一控制部112可以分析管嘴150的当前状态，并执行第一电力线通信以控制包括在管嘴150中的第二控制部162和/或清扫单元180的动作。根据一实施例，第二控制部162通过第二电力线通信将表示管嘴150的当前状态的信息向第一控制部112传输的过程可以以任意的或预定的时间间隔执行。根据一实施例，第二控制部162通过第二电力线通信将表示管嘴150的当前状态的信息向第一控制部112传输的过程可以在识别管嘴150的第二马达170和/或清扫单元180中产生的状态变化并满足预定条件的情况下执行。例如，在判断为流经第二马达170的电流在阈值电流值以上的情况下，第二控制部162可以执行第二电力线通信，以向第一控制部112传输关于管嘴150的状态的信息。
图4示出了根据一实施例，主体100和管嘴150通过第一电力线通信和第二电力线通信连续进行通信的过程。
根据一实施例，第一控制部112和第二控制部162可以通过第一电力线通信和第二电力线通信连续地收发信号。即，第一控制部112和第二控制部162相互间的规定的信号的传输可以基于通过对方的电力线通信接收到的信息来进行。参照图4，根据一实施例，第二控制部162可以通过第二电力线通信将关于管嘴150的状态的信息向第一控制部112传输。根据一实施例，接收关于管嘴150的状态的信息的第一控制部112可以基于关于管嘴150的状态的信息通过第一电力线通信将规定的信号(例如，用于基于关于管嘴150的状态的信息来变更第二控制部170和/或清扫单元180的动作状态的信号)向第二控制部162传输。根据一实施例，通过第一电力线通信接收如上所述的规定的信号的第二控制部162可以通过第二电力线通信向第一控制部112传输表示接收了规定的信号的确认信号、或表示基于接收到的规定的信号完成了变更管嘴150的动作状态的信号、或表示基于接收到的规定的信号无法变更管嘴150的动作状态的信号等。如上所述，第一电力线通信和第二电力线通信可以通过以时分通信方式将各自的信号向对方传输来执行主体100和管嘴150之间的动作控制过程。
图5是用于说明根据一实施例的电源部电压补偿算法的图，电源部电压补偿算法根据电源部130的电压的减少来补偿向管嘴供应的电压。
根据一实施例，在执行电压PWM时，第一控制部112通过基于电源部130的电压的变化来调节向在管嘴150中包括的第二PCB 160供应的电压，从而能够稳定地控制第二马达170，并且第一控制部112可以执行确保最大占空比(duty rate)的电源部130的电压补偿算法，以能够执行与用于第二电力线通信的电源部130的输入电压的大小相适应的电力线通信。根据一实施例，如果从电源部130供应的电压低，则在执行电压PWM时，第一控制部112可以通过增加占空比来增加向管嘴150侧供应的电压。
根据一实施例，如果从电源部130供应的电压高，则在执行电压PWM时，第一控制部112可以通过减少占空比来减少向管嘴150侧供应的电压。如上所述，第一控制部112可以通过与电源部130的电压适应地调节通过第一电力线通信向管嘴150供应的电压的占空比来确保第一电力线通信的性能。
参照图5，在来自电源部130的电压为20V的情况下，第一控制部112可以将占空比设定为高达97％以执行电压PWM，在来自电源部130的电压为30V的情况下，第一控制部112可以将占空比设定为低至90％以执行电压PWM。根据一实施例，第一控制部112可以根据预设的斜率(S)调节电源部130的电压和占空比。
根据一实施例，参照图5，电源部130的电压和占空比可以根据-2.73047的斜率(S)被调节，第一控制部112可以用基于电源部130的电压和斜率(S)计算出的占空比来执行电压PWM。然而，第一控制部112所执行的电源部电压补偿算法不需要解释为限定为图5和上述实施例的电压、占空比以及斜率的值，而是可以广泛地解释为包括能够基于电源部130的电压在电压PWM时调节占空比的多种实施例。
根据一实施例，第一控制部112还可以执行补偿算法，以确保与电流输入性能或输入信号的频率相关的每个条件下的第二电力线通信。
图6是用于说明根据一实施例，第二控制部确定通过第一电力线通信接收到的信号的电压的脉冲宽度的过程的图。
根据一实施例，第二控制部162可以测量通过第一电力线通信接收到的电压PWM信号的频率。根据一实施例，第二控制部162可以测量接收到的电压变化的时点之间的时间间隔。根据一实施例，第二控制部162可以基于时钟信号在接收到的电压PWM信号变化的时点之间进行了多少次计数来确定接收到的信号的脉冲宽度。根据一实施例，第二控制部162可以配置为基于在接收到的电压的变化时间之间计数的时钟信号的数量，以确定接收到的电压PWM信号的占空比。
根据一实施例，关于接收到的电压PWM信号的脉冲宽度和/或频率值，第二控制部162可以仅测量从上升沿(Rising Edge)时点至下降沿(Falling Edge)时点的开启时间(OnTime)，或者仅测量从下降沿时点至上升沿时点的关闭时间(Off-Time)，或者测量开启时间和关闭时间相加的周期。因此，第二控制部162可以基于测量的开启时间、关闭时间、开启时间和关闭时间相加的周期中的至少一个，确定第二控制部162接收到的电压PWM信号的脉冲宽度和/或频率。
图7是用于说明根据一实施例，在第二马达170为DC马达的情况下，第二控制部162执行电力线通信并且控制第二马达170的速度的方法的图。
根据一实施例，可以以随着时间具有PWM占空比的变动的方式控制DC马达。根据一实施例，可以根据基于PWM占空比的平均值确定的第二马达170的输入电压来确定DC马达的旋转速度。根据一实施例，如果第二马达170的输入电压的大小低，则可以通过增加PWM占空比的平均值来补偿输入电压的大小。根据一实施例，第二控制部162可以配置为增加PWM占空比的平均值以增加DC马达的旋转速度。
根据一实施例，第二控制部162基于PWM占空比的瞬时值来确定用于第二电力线通信的频率。根据一实施例，第二控制部162可以通过控制向第二马达170输入的电压的平均值来控制第二马达170的速度，并且可以通过控制向第二马达170输入的电压的瞬时值引起的电流的频率调制执行第二电力线通信。即使向第二马达170输入的电压恒定，如果利用电压的占空比的变化，则第二控制部162可以分别控制向第二马达170输入的电压的平均值和向第二马达170输入的电流的频率变化，从而能够控制第二马达170的动作的同时执行第二电力线通信。
图8是用于说明根据一实施例，在第二马达170为AC马达的情况下，第二控制部162执行电力线通信并且控制第二马达170的速度的方法的图。
参照图8，当向AC马达(即，AC马达)输入电流时，第二控制部162注入电流(或转矩)纹波，将电源线电流生成为不是DC而是AC分量的信号，从而能够实现电流成形方式的电力线通信。
根据一实施例，第二控制部162可以使用基于控制第二马达170的输出转矩的Q轴电流和控制第二马达170的磁通量的D轴电流中直接引起输出转矩的变化的Q轴电流的大小和频率来生成通过电力线通信传输的信号的方法。
根据一实施例，如第二控制部162是否执行第二电力线通信导致第二马达170的相电流的频率变化，在第二马达170的相电流中可能出现包含高谐波分量的重叠波形。
根据一实施例，具有单个相(a、b、c)的电流的频率可以包括确定第二马达170的驱动速度的第一频率和由为第二电力线通信注入的频率分量产生的两个频率分量(即，第二、第三频率分量)。根据一实施例，还可以包括剩余谐波分量(例如，PWM开关(PWMSwitching)、1-shunt相电流测量方式的畸变分量)。
根据一实施例，为第二电力线通信注入的第二、第三频率分量可以通过从第一频率分量减去或加上电力线频率值来确定。根据一实施例，在第二电力线通信中为电流成形使用的频率的大小小于第二马达170的驱动频率大小。
根据一实施例，第一、第二、第三频率分量之间的关系可以对应于如下数学式1所示的关系。根据一实施例，功率谱分析(Pewer Spectrum Analysis)中的电力密度(PewerDensity)值可以理解为，第一频率分量最大，第二、第三频率分量具有小于第一频率分量的值，剩余谐波分量的大小具有小于第二、第三频率分量的大小的值。
【数学式1】
ias，PLC＝sin(2πfet){A+B sin(2πfPLCt)}
＝A sin(2πfet)+B sin(2πfet)sin(2πfPLCt)
＝A sin(2πfet)+B{cos 2π(fe-fPLC)t-cos 2π(fe+fPLC)t}
其中，fe表示第二马达170的驱动频率，即第一频率，fPLC表示为第二电力线通信注入的频率。
图9示出了根据一实施例，在通过第一电力线通信接收信号的管嘴150的第二PCB950中包括的电路结构。根据一实施例，第一PCB 900和第二PCB 950可以对应于图1中示出的第一PCB 110和第二PCB 160，并且可以彼此隔开。根据一实施例，如图9所述的CLine、CDS的分量可以理解为在第一PCB 900和第二PCB 950之间存在的寄生分量。
根据一实施例，包括第一控制部112的第一PCB 900还可以设置有开关元件(例如，MOSFET)，以作为电源，通过利用电压PWM方式的第一电力线通信向包括第二控制部162的第二PCB 950供应电压平均值。
根据一实施例，第一PCB 900可以包括用于强制电流方向的二极管D3，以防止由电压PWM的大容量充放电电流的流动引起的电容器Co可靠性降低。
根据一实施例，第一PCB 900可以包括分配电阻R1和R2，以将电源部130的电压降低至第二控制部162的供应电压水平。
根据一实施例，第一PCB 900可以包括产生比较器的参考电压的分配电阻R3和R4。根据一实施例，在第二PCB 950中，通过比较器的参考电压输入到比较器的模拟电压信号Vsen可以转换为脉冲形式的数字信号Vout。根据一实施例，转换为脉冲形式的信号可以通过第二控制部162的定时计数器(Timer Counter)或编码器(Encoder)模块功能来测量脉冲宽度。
根据一实施例，将作为模拟电压信号Vsen的电压PWM信号转换为数字信号的信号Vout可以连接到被配置为使第二控制部162执行上述实施例的引脚(Pin)。
图10是用于说明根据一实施例，通过在真空吸尘器10的主体100的第一PCB 160中包括的滤波器，对通过第二电力线通信接收到的信号进行滤波的特征的图。
参照图10，根据一实施例，如果主体100通过第二电力线通信接收到信号，则用于第二电力线通信的频率分量可以通过滤波器1100。根据一实施例，通过OP-Amp放大电路向第一控制部112输入的信号可以通过高速ADC采样(Analog-to-Digital ConversionSampling：模数转换采样)来感测由第二电力线通信接收到的电流的频率。
根据一实施例，可以通过最小化电力线通信频率和滤波器的截止频率fc之间的差来设计，使得用于电力线通信的最大频率值不会衰减-3dB以上。根据一实施例，第一控制部112能够通过第二电力线通信接收规定的信息的通信频率范围可以是100Hz至400Hz，滤波器1100所具有的截止频率fc可以是500Hz。
根据一实施例，在利用低频率的电力线通信的情况下，因为信号的衰减比率相对大，所以通信可能会困难。根据一实施例，可以预设基于在滤波器1100中包括的R和C的时间常数值，以能够利用滤波器1100使用于电力线通信的频率通过，并且阻断其他频率分量(例如，PWM开关频率、由相电流测量方式(1-Shunt)导致的电流波动频率等)。
根据一实施例，诸如管嘴150的安装/拆卸等状态或约束/故障等异常状态的简单信息的识别可以通过数毫秒水平的低速ADC采样来执行，在通过第二电力线通信收发相对大量的数据的情况下，可以执行相对高速ADC采样以检测接收到的电流的频率。
根据一实施例，即使在第一控制部112和/或第二控制部162具有低规格的情况下，也能够通过优化用于电力线通信的代码来缩短或最小化执行时间，因此，可以以低成本实现通过第二电力线通信接收信息的第一PCB 160上的元件。
根据一实施例，真空吸尘器10还可以包括用于记录用于执行上述多种方法的程序的计算机可读记录介质或存储器(未图示)。如上所述，本公开的真空吸尘器10的电力线通信方法可以通过作为用于在计算机中执行的程序记录在计算机可读记录介质来提供。
本公开的方法可以通过软件来执行。当用软件执行时，本公开的构成部分是执行必要的任务的代码段。程序或代码段可以存储在处理器可读介质中。
计算机可读记录介质包括存储有计算机系统可读的数据的所有种类的记录装置。计算机可读记录装置的例子包括ROM、RAM、CD-ROM、DVD±ROM、DVD-RAM、磁带、软盘、硬盘(hard disk)、光数据储存装置等。另外，计算机可读记录介质可以分布在由网络连接的计算机装置中，并以分布式存储或执行计算机可读代码。
在以上说明的本公开中，本公开所述技术领域中的普通技术人员在不脱离本发明的技术思想的范围内，可以进行各种替代、变形以及变更，因此不限于上述实施例和附图。另外，本公开中说明的不是实施例可以不受限制的应用，并且可以选择性地组合各实施例的全部或一些，从而进行多种变形。
上述公开的内容对于本公开所述技术领域的普通技术人员来说，在不脱离实施例的技术思想的范围内进行多种替代、变形以及变更，因此并不限于上述实施例和附图。

Claims (14)

1.一种真空吸尘器，其中，
包括：
主体，包括配置为供应电力的电源部、产生吸力的第一马达以及安装有第一控制部的第一PCB；以及
管嘴，包括清扫单元、用于驱动所述清扫单元的第二马达以及安装有第二控制部的第二PCB，所述管嘴配置为通过所述吸力吸入含有异物的空气；
从所述第一控制部至所述第二控制部的第一电力线通信为电压PWM方式，从所述第二控制部至所述第一控制部的第二电力线通信为电流成形方式；
所述第二电力线通信是调制从所述第二控制部传输至所述第一控制部的电流的大小和频率中的至少一个的方式。
2.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其中，
所述第一电力线通信是调制从所述第一控制部传输至所述第二控制部的电压的频率的方式。
3.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其中，
所述第一控制部配置为通过所述第一电力线通信来控制所述第二马达的动作和所述清扫单元的动作中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其中，
所述第二控制部配置为通过所述第二电力线通信，将所述第二马达的动作状态信息、所述清扫单元的动作状态信息、表示从所述第一控制部接收到的控制动作被执行完成的信息中的至少一个信息传输到所述第一控制部。
5.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其中，
所述第一控制部配置为调节向所述管嘴输入的电压PWM信号的占空比，以补偿所述电源部的电压的大小的减少。
6.根据权利要求5所述的真空吸尘器，其中，
所述第一控制部配置为将所述电压PWM信号的占空比调节为与所述电源部的电压的大小成反比。
7.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其中，
所述第二控制部配置为基于在被输入的电压的变化时间之间计数的时钟信号的数量来确定接收到的电压的占空比。
8.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其中，
所述第一PCB还包括滤波器，用于对通过所述第二电力线通信接收到的信号进行滤波，
所述滤波器为用于使所述第二电力线通信中所使用的频段通过的低通滤波器。
9.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其中，
所述第二马达为DC马达，
所述第二控制部配置为基于向所述第二马达输入的电压的瞬时值来执行所述第二电力线通信。
10.根据权利要求9所述的真空吸尘器，其中，
所述第二控制部配置为基于向所述第二马达输入的电压的平均值来驱动所述第二马达。
11.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其中，
所述第二马达为AC马达，
所述第二控制部配置为通过向输入到所述第二马达的电流追加电流纹波来执行所述第二电力线通信，以将所述AC马达的驱动电流的大小和频率从DC分量信号变更为AC分量信号。
12.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其中，
所述第一控制部配置为基于触发信号来执行所述第一电力线通信，
所述触发信号包括由用户输入的信号和因所述真空吸尘器的状态变化而产生的识别信号中的至少一个。
13.根据权利要求12所述的真空吸尘器，其中，
所述第二控制部配置为执行所述第二电力线通信，以传输表示与通过所述第一电力线通信接收到的信息相对应的动作的执行状态的信息。
14.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其中，
所述第一控制部配置为以预定的时间间隔执行所述第一电力线通信，
所述第二控制部配置为执行所述第二电力线通信，以传输表示与通过所述第一电力线通信接收到的信息相对应的动作的执行状态的信息。
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