CN2657122Y - 具有重发器的电气设备控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有重发器的电气设备控制装置,包括:设备APP和用以给设备供电的供电电源,其特点是还包括:一发送器T、一接收器R和一重发器集成电路;发送器T与供电电源的相线连接,将对设备的数字控制信息发送到供电电源的电源线上;接收器R与供电电源的输入相线连接,用以接受来自供电干线的信息,接收器的输出端与电气设备连接;重发器集成电路通过三个输入端与调谐电路的连接耦合到供电电源的相线上;重发器集成电路通过三个电源触发端分别与三个耦合电路的连接,耦合到各供电电源的输入相线上;重发器集成电路的三个输出端分别通过驱动晶体管和降压变压器耦合到供电电源的各相线上。由此信息组成没有干扰,从而实现对电设备的遥控。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电气/电力设备的控制装置,尤其涉及一种通过供电干线发送和接收数字控制信号以实现对设备进行遥控的具有重发器的电气设备控制装置。
背景技术
英国专利U.K.Pat.No.1592971揭示了这样一种电气设备遥控系统,在这套遥控系统中,用接收器去控制供电电源,从而控制电气设备。而接收器本身由供电干线传送的数字指令信号控制,由发送器耦合到供电线产生的指令信号,通常可以包括一个地址,用以别识特定的接收器,使其得到控制。
每一组指令信号或信息由一复杂的二进制位组成,在相对于供电电源过零点所选择的时间段里传输,特别是在接近供电电源一相的过零点产生的一组传输时间段。为了使指令或信息可以耦合到供电干线的其他各相上,在接近供电电源任何一相过零点时,可以提供其他组传送时间段。所谓“接近”一个过零点是指一个时间段的一部分至少是在过零点开始的半周期的八分之一以内(最好是在十分之一以内)。
在上述专利中,无论有否高频信号(如120kHz)存在,每个bit都是在时间段里发送的;另外信息位的发送是在交替的半周期里进行的,而那些位的倒数,是在中间半周期里发送的;特别是发送时间是由在交替时间间隔里传输的、带有信息字节的时序组成。由于中间时间间隔足够长(最好等于交替时间间隔),它足以保持字的重复,最好每个字也在中间时间间隔里发送,这样可使每个完整的信息发送两次。
在实际应用时,诸如应用在工厂、办公楼、学校和医院等建筑物里,当采用这种系统来控制能源使用时会产生许多问题,最通常的问题是,接收器或从动装置上的信号电平太弱。典型的配置措施是装一个工作在三相配电线一分路上的发送器,并且需要在整幢建筑物内所有三相的多个分路上,装上多个地址专有的接收器。由于距离和信号被负载分流,会发生信号衰减;而最大的损耗通常是由于相线耦合不良。若采用电容器或变压器等无源器件,可使相线耦合得到改善,但是由于发送器对网的输出功率,不会因为采用了这些措施而得到提高。
这些建筑物由于不同类型的配电(主要发生在美国),还可能因此产生一些其他问题。例如,通常采用的两个供电系统是:
(1)三相、四线120/208V供电系统,以及
(2)三相、四线227/480V供电系统。
供电系统(1)一般用于实际负载中的电动机;供电系统(2)则主要用于荧光灯之类的照明。
供电系统(1)能在变压器输出的每一端和中线之间,提供三相、120V的供电点源,还可以给接在变压器任何一对输出端的负载提供208V交流电。在208V的供电连接中,它的过零点和各自的120V交流电连接中的过零点有30度的滞后(在60Hz的供电系统中为滞后1.38ms)。
由于信号时间间隔定得不恰当,可能使接收器及跨接在208V其中一路的接收器输入电路,接受不到来自120V分支线路上发送器的脉冲信号。类似的问题也会在供电系统(2)的277/480V供电系统中产生。一般在一幢建筑物里配备的是277V供电系统,而在局部需要120V的地方,则需要将277V的一相经过降压变压器取得。这样往往在局部的120V供电系统和277V供电系统之间,产生30度的相移。
在数字传输系统中,为试图解决信号电平低的问题,可以用一个重发器和数字发送模块串联起来。
此外,在输电线通信系统中,将一个重发器接入到旁路的配电变压器,但是由此会引起严重的信号损耗。这种系统常采用频率偏移和通过重发器改变频率来解决,同时还改变了信号的波形。但由于最终的接收器无法响应最初接入供电电源的信号,因此当供电电源没有重发器时,系统会发生不工作的情况。
由此可见,如上述与U.K.Pat.No.1592971专利有关的系统,没有达到对电器控制设备的控制目的。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种改进的具有重发器的电气设备控制装置,用于信息的组成要求没有干扰的场合,使同一供电系统或另一供电系统接收器,响应一个正确的控制信息,实现对电设备的遥控。
本实用新型的目的是这样实现的:
一种具有重发器的电气设备控制装置,包括:设备APP和用以给设备供电的供电电源,其特点是还包括:
一发送器T、一接收器R和一重发器集成电路;
所述的发送器T与供电电源的相线连接,将对设备的数字控制信息发送到供电电源的电源线上;
所述的接收器R与供电电源的输入相线连接,用以接受来自供电干线的信息,该接收器的输出端与电气设备连接;
所述的重发器集成电路通过三个输入端与调谐电路的连接而耦合到供电电源的相线上;重发器集成电路通过三个电源触发端分别与三个耦合电路的连接,耦合到各供电电源的输入相线上;重发器集成电路的三个输出端分别通过驱动晶体管和降压变压器耦合到供电电源的各相线上。
在上述的具有重发器的电气设备控制装置中,其中,所述的容性降压电源为驱动晶体管提供电源;所述的容性降压电源为控制装置本身提供电源。
在上述的具有重发器的电气设备控制装置中,其中,所述的重发器集成电路包括:触发器整形电路、计数器、双稳态电路、移位寄存器、比较器、检测电路、输出电路,以及输入输出控制电路;所述的触发器整形电路由六个或非门、三个与门、一个或非门组成,由六个或非门组成三组触发器整形电路,三输入端分别与重发器集成电路的输入端连接;所述的计数器与触发器整形电路或非门输出端连接;所述的双稳态电路通过一个受时钟信号φ控制的与门与计数器连接;所述的三个移位寄存器分别通过三个时钟信号的控制以接收双稳态电路的信号,每一移位寄存器在其输出端连接两与门、一D型双稳态电路和一输出与门;所述的比较器设置有三个,它们分别与三个移位寄存器连接,每一比较器的输出端连接一反向器;所述的检测电路有三个,它们分别与比较器输出端的反向器连接;检测电路由两或非门和与两或非门输出端连接的双稳态电路组成,在双稳态电路输出端分别产生信号B1、B2和B3;信号B1、B2和B3分别与各自的移位寄存器输出与门连接,并均输入至均输入到或非门;输出电路由一触发器、一或非门、六与门、两组三或非门电路组成,形成三个输出端。
在上述的具有重发器的电气设备控制装置,其中,所述的输入输出控制电路包括:振铃电路、双触发器电路、两反相器电路、单触发器电路、电源接通检测电路;其中,所述的振铃电路是由一个外部调谐电路和三个反相器组成,产生两组φ1和φ3时钟信号;所述的双触发器电路由两组触发器、两个与门和一个或非门连接组成,产生一个MT1脉冲;所述的电源接通检测电路由与非门、MOS开关电路、触发器组成,用以产生一个电源接通检测信号POC,该信号在测试时可用一个加到输入端30的信号来禁止。
在上述的具有重发器的电气设备控制装置,其中,所述的输入输出控制电路还包括:一计数器电路,三个触发器电路;其中,所述的计数器电路由一个计数器、一组或非门和触发器组成,计数器是一个7级计数器,它接收定时信号φ1、φ3,并进行计数;一触发器电路产生三个门信号G1、G2和G3,用于对应供电电源的三个相;另一触发器电路其三个输出相的门信号由MT4-MT6触发三个触发器产生;再一触发器电路在门信号G1-G3分别处于高态期间,只要φ1一出现,与非门便产生三个时钟信号CL1、CL2和CL3。
本实用新型具有重发器的电气设备控制装置由于采用了上述的技术方案,使之与现有技术相比,具有以下的优点和积极效果:
1.本实用新型由于其中的重发器能增幅和重发控制信息,且重发时段由受控设备所在的电源系统控制,因此该装置不但能可靠地遥控同一供电系统的设备,而且能可靠地遥控另一供电系统的设备,并且,系统可以与原供电系统绝缘或不同步;
2.本实用新型由于可以直接跨接在供电电源的干线上,因此不需要断开这些导线,同时沿供电干线两个方向接收和发送控制信号,而且由于是非单向的,因此与接收方向无关。
附图说明
通过以下对本实用新型具有重发器的电气设备控制装置的若干实施例结合其附图的描述,可以进一步理解本实用新型的目的、具体结构特征和优点。其中,附图为:
图1是本实用新型具有重发器的电气设备控制装置中由重发器电路接收和发送数字数据的波形图;
图2是图1中部分波形的扩展图;
图3是本实用新型具有重发器的电气设备控制装置一种用途的电原理图;
图4是图3中重发器集成电路的方框图;
图5是图4重发器集成电路中的各个输入、输出控制单元的电原理图;
图5a是图4重发器集成电路控制单元中的双触发器电路;
图5b是图4重发器集成电路控制单元中的振铃电路;
图5c是图4重发器集成电路控制单元中的反相器电路;
图5d是图4重发器集成电路控制单元中的反相器电路;
图5e是图4重发器集成电路控制单元中的单触发器电路;
图5f是图4重发器集成电路控制单元中的电源接通检测信号电路;
图6是图4重发器集成电路中的各个输入、输出控制单元的电原理图;
图6a是图4重发器集成电路控制单元中的计数器电路;
图6b是图4重发器集成电路控制单元中的触发器电路;
图6c是图4重发器集成电路控制单元中的触发器电路;
图6d是图4重发器集成电路控制单元中的触发器电路;
图7是本实用新型具有重发器的电气设备控制装置另一种用途的电原理图。
具体实施方式
请参见图1所示,这是本实用新型具有重发器的电气设备控制装置的由重发器电路接收和发送数字数据的波形图。图1中的第一行和第二行表示发送器通过一个三相供电系统中的一相发送的脉冲波形图。假定要使地址为A的器件接通,相应地发送器发送一个由四个数字控制字A、A、ON、ON组成的信息,也就是地址“A”发送两次,紧接“ON”也发送两次。
图1中的第一行表示地址发送A、A,事实上由四位启动码“1110”组成,后面紧跟着的是一个九位地址值“011001100”。启动码是在连续的半周期里发送的,而地址值是在交替的半周期里发送的。因此一个信息的持续时间是22个半周期。
图1的第二行表示出了发送P1一相的相应数据。每一位是以一个调制在120KHz的脉冲群来发送的,并且重发两次,实质上在每相的过零点上提供一个脉冲。
上面所描述的重发器电路被设计成接收来自各相中任何一相的信号,通过时间分割将该相信号分成三个独立的相位,在各自的时间段中,将三个信号发送到各自的相上(见图1中的第三行、第四行和第五行)。
请参见图2所示,图2表示从信息“A”第一次发送即将结束,到信息“A”第二次发送刚刚开始这段时间信号的扩展图。图2中第一行表示在相P1上接收到的信号,而其它那行表示重发到P1、P2、P3各相上的信号。图2中揭示了一种工作方式,在这种工作方式中,每相不仅被提供靠近自身过零点时间段里独立的信息,而且还提供了被移相30度的该信息,因此可被耦合到运转于各相移30度的任何4负载上。
请参见图3所示,这是本实用新型具有重发器的电气设备控制装置一种用途的电原理图。图3所示的是一个四线重发系统的重发器电路,它是由一MOS集成电路连接成的重发器电路,该重发器电路接受来自发送器T的信号,并将信号提供给接收器R和设备APP。重发器集成电路的输入端2、3和4通过调谐电路耦合到供电电源三个相的相A、B和C上,并调谐到120KHz。标号5是其中一个耦合到相A的调谐电路。(耦合到B相、C相的调谐电路省略未画)。该调谐电路次级中的两个二极管6保护输入端免受过压而损坏。重发器集成电路的7、8和9脚是电源触发输入端,通过电源触发输入端7、8和9脚耦合电路耦合到输入各输入相线上。重发器集成电路的10、11和12脚是附加的电源触发输入端,附加的电源触发输入端10、11和12是为输出电源而准备的。在这个四线系统中,因为打算重发到同一系统,故两组触发输入端7、8、9脚和10、11、12脚是连在一起的。这些输入端7、8、9脚和10、11、12脚通过各自耦合电路的降压电阻13耦合到供电电源(A、B、C)的各相上,用来检测各相的波形;耦合电路中的二极管限制器14用以保护每个电源输入端。重发器集成电路的15、16和17脚是三个输出端,输出端15、16和17分别通过由容性降压电源19供电的驱动晶体管和降压变压器18耦合到各相上。第二个容性降压电源20,则向集成电路本身提供电源。
图4至图6是图3中重发器集成电路的详细电路图。
请结合图3参见图4所示,图4是图3中重发器集成电路从输入端2、3和4到输出端15、16和17的主信号通道的线路图,为了简化起见,图中仅画出了输入端2、3和4到输出端15的线路图,省略了到输出端16和17的线路图。
图5和图6所示的是重发器集成电路中基本的控制线路。
请结合图3和图4参见图5所示,图5是图4重发器电路中各个输入、输出控制单元。输入输出控制电路包括,振铃电路31、双触发器电路、两反相器电路、单触发器电路、电源接通检测电路。图5中,两个时钟信号φ1和φ3控制的四相逻辑电路(另外两个“相”φ2和φ4,由φ1和φ3脉冲间的间隙表示)。
请参见图5b振铃电路所示,φ1和φ3由振铃电路31产生,振铃电路31是由一个外部调谐电路32和三个反相器组成。振铃电路31产生的240kHz脉冲,通过三个反相器馈送到三个二分频电路中的第一个,被分成120kHz信号。这个120KHz信号经过后两个二分频电路,其输出再经过两个或非门,产生两组宽度相等、传号/空号比为3∶1的30kHz脉冲,即一个φ1和φ3时钟信号。
请参见图5a双触发器电路所示,图5a双触发器电路由两个触发器组成,图5b振铃电路所产生φ1和φ3这两个时钟脉冲信号用来控制图3重发器的逻辑状态。图5a表示了接到图3的重发器集成电路的电源触发输入端7-12的六个逻辑线路中的一个,它产生过零检测信号MT1-MT6。该信号产生在电源过零之后,与定时信号φ1和φ3同步。当A相电源极性反相之后(参见图3),第一个φ1出现,这个反相信号通过两个与门输入到第一个触发器,使其改变逻辑状态。经过短时间后,此状态的变化被φ3选通,然后再经过两个与门输入到第二个触发器,改变其逻辑状态。这两个触发器的状态由两个与门和一个或非门监控后产生一个MT1脉冲,MT1脉冲持续时间由第一级触发器状态改变(φ1)开始到第二个触发器状态改变(接下去的φ3)结束。
图5c所示的是一反相器,重发器集成电路输入端28(见图3)的信号输入到两个反相器,并产生两个逻辑状态相反的信号,信号“50”和信号“60”,限定了一个工作在50Hz,另一个工作在60Hz。
图5d所示的是一个类似图5c反相器的电路,在该反相器由重发器集成电路输入端29送入,产生一个选择信号“OP”,它的作用在后面加以说明。
图5e所示的是一个单触发器电路,该单触发器34由重发器集成电路输入端25触发,在“禁端”(输出端)产生一个禁态信号“INH”。
图5f所示的是一个电源接通检测电路,该电源接通检测电路由与非门、MOS开关电路、触发器组成,用以产生一个电源接通检测信号POC,该信号在测试时可用一个加到输入端30的信号来禁止。图5a所产生的它产生过零检测信号MT1与φ1经与非门后控制MOS开关工作,其作用是在电源第一次使用后一定时间使电容器33充电,以改变触发器的逻辑状态;在功率提升时信号POC被用作重发器的启动元件,信号POC通过一个与非门和一个MOS开关与MT1和φ1同步。
请结合图3和图4参见图6所示,图6是图4重发器电路中各个输入、输出控制单元。所述的输入输出控制电路还包括:一计数器电路,三个触发器电路。
图6a所示的是一计数器电路,它包括:一个计数器35、一组或非门36和触发器。计数器35是一个7级计数器,它接收定时信号φ1、φ3,并进行计数。
当选择来自图5d中信号“OP”或图5a中触发信号MT1-MT3中任何一个处于高态时,图5a中触发器通过MT4-MT6中的任何一个触发信号触发,使计数器复位。触发器输出信号结束后,通过一个与门在φ3时刻,能使复位信号重新产生。与门由信号“80”、信号“72”、信号“31”中的任一个和信号“OP”,在φ1时间内共同驱动。信号“80”、“72”和“31”是计数器在特定计数值时产生的信号。计数器35的工作说明如下:首先,当计数器35计数达到8时,计数器35产生一个“启动”信号(即计数开始也就是过零点出现后266us);而其他计数信号则是通过一组或非门36,在φ3时刻从计数器得到,这里需注意是,其中有的或非门还接收来自图5c的“50”、“60”信号。计数器的译码值、过零点后的计数时间以及它们的作用如下:
8:266us开启接收窗;
26:866us关闭接收窗;
31:1.0ms第一个发送脉冲复位;
42:1.38ms第二个发送脉冲启动(60Hz);
50:1.66ms第二个发送脉冲启动(50Hz);
72:2.40ms第二个发送脉冲结束(60Hz);
80:2.66ms第二个发送脉冲结束(50Hz)。
图6b所示的是触发器电路,该触发器电路产生三个门信号G1、G2和G3,用于对应供电电源的三个相。每一门信号由一个触发器产生,当与其有关的输入电源的过零点信号出现时,门信号产生。而当计数信号“72”-“80”产生时(或计数信号“31”产生和选择信号“OP”处于高态时),门信号结束。
图6c所示的是触发器电路,三个输出相的门信号,由MT4-MT6触发三个触发器产生,而当计数信号“31”出现时,门信号结束。
图6d所示的是触发器电路,当计数信号“26”出现时,接收窗关闭。在门信号G1-G3分别处于高态期间,只要φ1一出现,与非门便产生三个时钟信号CL1、CL2和CL3。
请结合图3参见图4所示,图4所示的是重发器集成电路的方框图。重发器集成电路包括:触发器整形电路、计数器、双稳态电路、移位寄存器、比较器、检测电路和输出电路
请结合图3参见图4所示,从供电电源三个相接收来的、并经过图3的调谐电路5提取得120KHz信号,从重发器集成电路的输入端2、3、4进入,通过各自的触发器整形,并由门信号G1-G3通过与门选通,送到或非门,然后输入计数器37。鉴于门信号G1-G3的定时取决于MT1-MT3,是各自独立而相互排斥的,因此在任何时间内只能有一相的脉冲或信号被计数。计数器有一个复位线,它能接收开启信号(计数8)使计数器37复位。假定工作于60HzA,并且A相正好过零产生MT1,由此产生的门信号G1使大约120KHz信号通过输入端2到计数器。在约266us后启动信号产生并复位计数器,开始为“接收窗”(图中何处?)进行周期计数,或对接收器R(见图3)用于接收所确定的时间段进行计数。
双稳态电路38通过一个受时钟信号φ控制的与门接到计数器37,用于检测一个计数为48的脉冲。起始时双稳态电路38被开启脉冲复位,但到达计数值时,双稳态电路38改变状态。这样电路38依次接收所有供电电源三个相来的数据。
移位寄存器39、40和41分别通过时钟信号CL1、CL2和CL3的控制以接收双稳态电路38的信号,在计数为“26”时,关闭有关供电电源相的接收窗。当从供电电源A相读到一个位时,MT2产生并从发到B相,依此类推。
寄存器39与供电电源A相有关,寄存器40与B相有关,寄存器41与C相有关(寄存器40、41用简图表示)。如前所述,一个完整的信息的持续时间,为交流电源的11个周期,它包括一个“启动码”和紧接着的9位指令码或地址码。当接收窗关闭时,双稳态电路38输出的数据依次输入到寄存器39、40和41。这些寄存器39、40和41有22位长,从接收信号的第一位起,到交流电源的22个半周期后,“启动码”占寄存器的19-22位,指令或地址码占据1-18位。
与寄存器39、40和41连接的是三个比较器(图4中仅表示了与寄存器39连接的比较器42),三个比较器用来检查存贮在每一寄存器内的码1-18位格式是否正确,即每对的第二位应该是第一位的倒数。
检测电路由或非门43和46、双稳态电路44组成。或非门43寻找存储在寄存器39中第19-22位的启动码和第1-18位格式的正确组合。如果组合正确,则双稳态电路44产生信号B1(省略的其他两个寄存器产生信号B2和B3)。对于信号B1、B2和B3不管哪个先产生,均输入到或非门47,使来自相关寄存器39、40和41的数据,通过D型双稳态电路45(图4中仅以寄存器39加以说明)。
双稳态电路45分别受MT1、MT2和MT3控制,在输入相四分之一周期里,保持输出数据有效。如果输入信号B1被设置,则信号B2和B3通过各自的或非门43和双稳态电路44,被禁止输出到其他相,这样防止了寄存器40和41对发送的影响。同样信号B2和B3分别各自禁止其他两个寄存器39和41或寄存器39和40的发送。在接下来的11个电源周期里,第一个接收有效码的寄存器将该有效码发送到所有三个重发器的输出端。在发送时间里,双稳态电路38保持复位状态,寄存器39、40和41全部清除。或非门46检测到寄存器的第20、21和22位为逻辑“0”时,信号B1、B2和B3被复位。这种状态与所存储的前面一半信息发送结束相一致。信号B1、B2和B3用来驱动输出端21、23和24上的发光二极管显示器(LEDs)提供一个“可见”的工作指示,用以表明此时哪一通道在重发信号。信号B1、B2和B3的逻辑“或”去驱动“占线”输出端,用来点亮一个独立的发光二极管显示器(LED)。重发器集成电路有一个外部禁止端25(见图3)可产生一个“INH”禁止信号(见图5e),该“INH”禁止信号在图4的线路中,被用在两个隔离的供电电源系统之间进行两路发送。来自寄存器中一个的数据通过或非门47驱动推挽输出级,使其调制在120kHz上。120kHz脉冲群的持续时间受或非门48、49和50输出的定时信号控制。定时信号的一种变化,是根据所选择的输出选购件的型号而定。而定时信号的另一种变化,则是根据需要50Hz工作还是60Hz工作而定。
输出电路由触发器、与门、或非门电路组成。输出电路连接到图3中重发器集成电路的输出端脚15(省略了连接到输出端脚16、脚17的输出电路),输出电路中左侧是一个触发器,其一侧接收MT1、MT2或MT3,以确定发送窗(或第一个发送脉冲)的起始时间;有一种模式是从输出端15发送的第一个脉冲具有30度的相移后,第二个发送脉冲同样产生一个30度的相移(请参见图2所示);同时触发器还接受计数信号“42”(如果选择60Hz时)或计数信号“50”(如果选择50Hz时),来确定第二个发送脉冲的启动;而触发器的另一侧则接收停止发送的信号,如接收信号“31”,是用来停止第一个发送信号;而信号“72”(在60Hz时)或信号“80”(在50Hz时),则是去停止第二个发送信号。如果选择信号“OP”为低态,那么这些不同的发送窗通过一或非门,输出到接收门信号G1-G6的六个与门中的三个,这三个与门接收门信号G1、G2和G3,而另外三个与门因选择信号“OP”为低态而截止;当选择信号“OP”是低态时,则或非门48、49和50接收GI、G2和G3地六个发送窗,每相两个发送窗,且每个发送窗打开时间约1ms。如果选择信号“OP”是高态,则只有取决G4、G5和G6的发送窗打开;当选择信号“OP”为高态时,这些窗被计数信号“31”关闭(见图6b),持续时间大约1ms。
通过改变选择输入端29(“OP“)的逻辑状态,有三种输出方式,也可以通过改变电源触发(过零点的检测)输入的连接方法,来选择输出方式。
第一种方式是四线单脉冲。请参见图3和图4所示,四线单脉冲的连接方式如图3所示,图中输入的电源和输出的电源是同一个;选择输入端29被设定为逻辑“0”(选择信号“OP”为高态),以及输入和输出过零检测器连接在一起,使MT1=MT4、MT2=MT5、MT3=MT6,这样输出逻辑“1”由个1ms的120kHz脉冲群组成,该脉冲在每相相对于中性线的过零点后立即产生。这种输出方式被用于不需要208V供电的普通三相四线制的供电系统上。
第二种方式是四线双脉冲。请参见图3和图4所示,选择输入端29被设定为逻辑“1”(选择信号“OP”为低态),以及输出过零检测器的门信号G4-G6不被逻辑采用。输出逻辑“1”包含这种情况:每相有两个1ms的120kHz脉冲群(参见图2),第一个脉冲群在相的过零点后立即发生,而第二个脉冲群则在过零点后1.38ms(60Hz时)开始(30度相移)。这种是输出方式被用于需要208V供电的三相四线制供电系统上。
第三种方式是八线方式。请参见图3和图4所示,选择输入端29设定为逻辑“0”(“OP”为高态),信号从一个交流电源中获得,而输出信号被加到与第一个供电电源相隔离的另一个供电电源上,即MT1-MT3相对于MT4-MT6是同步的。
输出逻辑“1”由每相上一个1ms的120kHz脉冲群组成,该脉冲群是在过零点后立即产生。这种方式可将来自120V/208V供电系统的信号,耦合到一个上述的277V供电系统上。这两个供电系统必须是同一频率,并且应该是同相的或者至少有22度的相移,对于对应的一对触发器,逻辑信号不允许接近1ms。
请参见图7所示,图7是本实用新型具有重发器的电气设备控制装置另一种用途的电原理图。图7所表示这种方式重发器的连接情况是,两重发器背对背地连接,每个“占线”输出端通过一个光电隔离器接到另一个重发器的“禁止”输入端。这个禁止输入功能,对防止两个供电系统间信号多相重发是必须的。
综上所述,本实用新型具有重发器的电气设备控制装置由于重发器能增幅和重发控制信息,且重发时段由受控设备所在的电源系统控制,因此不但能可靠地遥控同一供电系统的设备,而且能可靠地遥控另一供电系统的设备;并且由于本装置可以直接跨接在供电电源的干线上,不需要断开这些导线;由此能用于信息的组成要求没有干扰的场合,使同一供电系统或另一供电系统接收器,响应一个正确的控制信息,从而真正实现对电设备的遥控,因此极为实用。
Claims (5)
1.一种具有重发器的电气设备控制装置,包括:设备APP和用以给设备供电的供电电源,其特征在于还包括:
一发送器(T)、一接收器(R)和一重发器集成电路(1);
所述的发送器(T)与供电电源的相线连接,将对设备的数字控制信息发送到供电电源的电源线上;
所述的接收器(R)与供电电源的输入相线连接,用以接受来自供电干线的信息,该接收器的输出端与电气设备连接;
所述的重发器集成电路(1)通过输入端(脚2、脚3和脚4)与调谐电路的连接而耦合到供电电源的相线上;重发器集成电路(1)通过电源触发端(脚7、脚8、脚9)分别与三个耦合电路的连接,耦合到各供电电源的输入相线上;重发器集成电路(1)的输出端(脚15、脚16和脚17)分别通过驱动晶体管和降压变压器(18)耦合到供电电源的各相线上。
2.如权利要求1所述的具有重发器的电气设备控制装置,其特征在于还包括:容性降压电源(19)和(20),所述的容性降压电源(19)为驱动晶体管提供电源;所述的容性降压电源(20)为控制装置本身提供电源。
3.如权利要求1所述的具有重发器的电气设备控制装置,其特征在于:所述的重发器集成电路(1)包括:触发器整形电路、计数器、双稳态电路、移位寄存器、比较器、检测电路、输出电路,以及输入输出控制电路;
所述的触发器整形电路由六个或非门、三个与门、一个或非门组成,由六个或非门组成三组触发器整形电路,三输入端分别与重发器集成电路(1)的输入端(脚2、3、4)连接;
所述的计数器(37)与触发器整形电路或非门输出端连接;
所述的双稳态电路(38)通过一个受时钟信号φ控制的与门与计数器(37)连接;
所述的移位寄存器(39、40和41)分别通过三个时钟信号(CL1、CL2和CL3)的控制以接收双稳态电路(38)的信号,每一移位寄存器在其输出端连接两与门、一D型双稳态电路(45)和一输出与门;
所述的比较器设置有三个,它们分别与移位寄存器(39、40和41)连接,每一比较器的输出端连接一反向器;
所述的检测电路有三个,它们分别与比较器输出端的反向器连接;检测电路由或非门(43和46)和与或非门(43和46)输出端连接的双稳态电路(44)组成,在双稳态电路(44)输出端分别产生信号B1、B2和B3;信号B1、B2和B3分别与各自的移位寄存器输出与门连接,并均输入至均输入到或非门(47);
输出电路由一触发器、一或非门、六与门、两组三或非门电路组成,形成三个输出端。
4.如权利要求1或3所述的具有重发器的电气设备控制装置,其特征在于:所述的输入输出控制电路包括:振铃电路(31)、双触发器电路、两反相器电路、单触发器电路、电源接通检测电路;其中,
所述的振铃电路(31)是由一个外部调谐电路(32)和三个反相器组成,产生两组φ1和φ3时钟信号;所述的双触发器电路由两组触发器、两个与门和一个或非门连接组成,产生一个MT1脉冲;所述的电源接通检测电路由与非门、MOS开关电路、触发器组成,用以产生一个电源接通检测信号POC,该信号在测试时可用一个加到输入端30的信号来禁止。
5.如权利要求1或3所述的具有重发器的电气设备控制装置,其特征在于:所述的输入输出控制电路还包括:一计数器电路,三个触发器电路;其中,
所述的计数器电路由一个计数器(35)、一组或非门(36)和触发器组成,计数器(35)是一个7级计数器,它接收定时信号φ1、φ3,并进行计数;一触发器电路产生三个门信号G1、G2和G3,用于对应供电电源的三个相;另一触发器电路其三个输出相的门信号由MT4-MT6触发三个触发器产生;再一触发器电路在门信号G1-G3分别处于高态期间,只要φ1一出现,与非门便产生三个时钟信号CL1、CL2和CL3。
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CN104662805A (zh) * | 2012-09-28 | 2015-05-27 | 奥斯兰姆施尔凡尼亚公司 | 基于脉冲的二进制通信 |
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