JP4890481B2

JP4890481B2 - Variable amplitude line-to-line voltage / current zero-cross detection

Info

Publication number: JP4890481B2
Application number: JP2008043271A
Authority: JP
Inventors: シェトディーパック; リーチャンセン; ジェイダーノブセクジョン
Original assignee: Universal Lighting Technologies Inc
Current assignee: Universal Lighting Technologies Inc
Priority date: 2008-02-25
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2028-02-25
Also published as: JP2009199547A

Description

本発明は一般的に可変振幅を有する入力交流電力ライン信号で検出されたノッチに基いて実質的に一定幅のパルスを発生するための回路に関する。特に、本発明はノッチを検出し、一連のバラストに調光情報を伝送するため電力ライン信号にノッチを使用するバラスト通信システムで一定幅のパルスを発生するために使用できる。 The present invention generally relates to a circuit for generating a substantially constant width pulse based on a notch detected in an input AC power line signal having a variable amplitude. In particular, the present invention can be used to generate constant width pulses in ballast communication systems that use notches in power line signals to detect notches and transmit dimming information in a series of ballasts.

交流電力信号で検出されたノッチに基いてパルスを発生する回路は従来技術で記載されている。例えば、米国特許第６，５８０，２３０号は気中放電装置に印加される電圧と電流間の位相差をモニタする位相検出器を有する調光回路を教示している。電源電圧と電流間の位相角の変化は受信電圧を電源として使用する複数のバラストに情報を転送するために使用されるパルスを発生するために使用される。‘２３０特許の回路は電圧と電流間の位相角差を決定するためにゼロクロスのような一定基準点を使用している。このデータ伝送方法を使用すると、ゼロクロスに基いて生成されたパルス幅は入力電圧の変化で大幅に変化する。このように、パルスがライン間電圧と電流間の検出された位相差に基いて生成されると、パルス幅は１０８ボルトのような低入力ライン電圧と３０５ボルトのような高入力ライン電圧間で変化する。このことは多くの現代の電子装置が＋１０％又は−１０％の許容範囲を有する１２０Ｖ又は２７７Ｖ入力ライン電圧で使用されるように設計されている事実により重要である。従来技術によるゼロクロス検出回路を使用する主な欠点は発生したパルス幅が入力電圧の変化により変化する場合に発生したパルスの検出はより困難になり、検出回路の出力の解読が困難である。これはデータの伝送及び受信を複雑にし且つ信頼性の欠如になる。 Circuits that generate pulses based on notches detected in an AC power signal have been described in the prior art. For example, US Pat. No. 6,580,230 teaches a dimming circuit having a phase detector that monitors the phase difference between the voltage and current applied to the air discharge device. The change in phase angle between power supply voltage and current is used to generate pulses that are used to transfer information to a plurality of ballasts that use the received voltage as a power supply. The circuit of the '230 patent uses a fixed reference point, such as a zero cross, to determine the phase angle difference between voltage and current. When this data transmission method is used, the pulse width generated based on the zero cross changes greatly with the change of the input voltage. Thus, when a pulse is generated based on the detected phase difference between the line voltage and current, the pulse width is between a low input line voltage such as 108 volts and a high input line voltage such as 305 volts. Change. This is important due to the fact that many modern electronic devices are designed to be used with 120V or 277V input line voltages with + 10% or -10% tolerance. The main disadvantage of using the prior art zero cross detection circuit is that it is more difficult to detect the generated pulse when the generated pulse width changes due to the change of the input voltage, and the output of the detection circuit is difficult to decode. This complicates the transmission and reception of data and makes it unreliable.

従って、入力ライン間電圧にかかわりなく一定の出力パルス幅を発生する入力電力電圧のノッチにより示されるデータビットを検出するための受信回路が必要とされる。 Therefore, there is a need for a receiving circuit for detecting the data bits indicated by the notches of the input power voltage that generate a constant output pulse width regardless of the input line voltage.

本発明の実施例は既知の波形を有するが可変振幅である周期的なライン間電圧又は電流の所定の位相角を検出する方法に向けられている。この方法によれば、ライン電圧又は電流の所定の位相角に相当するライン電圧又は電流値に対するライン電圧又は電流のピーク値の比率が決定される。もし電圧又は電流が正弦曲線であると、比率は所定位相角の正弦である。周期的ライン電圧又は電流のピーク値が決定される。キャパシタは電圧又は電流のピーク値を検出し且つ蓄積するために使用される。ライン電圧又は電流のピーク値は比率で分割され基準振幅を発生する。抵抗分割器（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅｄｉｖｉｄｅｒ）はピーク値を比率で分割するため且つ基準振幅を発生するために使用される。基準振幅はライン電圧又は電流が所定の位相角である時期を決定するために検出される。パルスは基準振幅が検出される時期に発生する。このパルスは好ましくは電力ライン通信制御器から照明システムの電子バラストに情報を伝達するために使用される。この情報は照明システムの光を薄暗くするために使用される。 Embodiments of the present invention are directed to a method for detecting a predetermined phase angle of a periodic line-to-line voltage or current having a known waveform but variable amplitude. According to this method, the ratio of the peak value of the line voltage or current to the line voltage or current value corresponding to the predetermined phase angle of the line voltage or current is determined. If the voltage or current is a sine curve, the ratio is a sine of a given phase angle. The peak value of the periodic line voltage or current is determined. Capacitors are used to detect and store peak voltage or current values. The peak value of the line voltage or current is divided by the ratio to generate the reference amplitude. A resistive divider is used to divide the peak value by a ratio and to generate a reference amplitude. The reference amplitude is detected to determine when the line voltage or current is at a predetermined phase angle. The pulse is generated when the reference amplitude is detected. This pulse is preferably used to convey information from the power line communication controller to the electronic ballast of the lighting system. This information is used to dim the light in the lighting system.

本発明の他の実施例は既知の波形を有するが可変振幅である受信された周期的信号の所定位相角を検出するための装置に向けられる。本装置は信号のピーク値を検出するためのピーク値検出器を有する。このピーク値検出器は受信された信号のピーク信号値を蓄積するキャパシタである。抵抗分割器は所定の位相角に相当する既知の振幅信号の信号の値に対する既知の振幅信号の信号のピーク値の比率で分割し、基準振幅を発生する。抵抗分割器は信号を分割し且つ基準振幅を発生するために使用できる。代案として、受信された信号の平均値を検出する平均値検出器が使用でき、且つ平均値は基準振幅を計算するために使用できる。基準振幅検出器は周期的信号振幅がほぼ基準振幅に等しい時期を検出する。パルスは検出された信号振幅が基準振幅以下である時期に発生する。本装置は雑音耐性に役立てるためにヒステリシスを検出器に加えるための手段を有する。パルスは電力ライン通信制御器から照明システムの電子バラストへ情報を伝達するために使用される。 Another embodiment of the invention is directed to an apparatus for detecting a predetermined phase angle of a received periodic signal having a known waveform but of variable amplitude. The apparatus has a peak value detector for detecting the peak value of the signal. This peak value detector is a capacitor that accumulates the peak signal value of the received signal. The resistor divider divides by the ratio of the peak value of the signal of the known amplitude signal to the value of the signal of the known amplitude signal corresponding to the predetermined phase angle to generate a reference amplitude. A resistive divider can be used to divide the signal and generate a reference amplitude. Alternatively, an average detector that detects the average value of the received signal can be used, and the average value can be used to calculate a reference amplitude. The reference amplitude detector detects when the periodic signal amplitude is approximately equal to the reference amplitude. The pulse is generated when the detected signal amplitude is equal to or less than the reference amplitude. The apparatus has means for adding hysteresis to the detector to aid in noise immunity. The pulses are used to convey information from the power line communication controller to the lighting system's electronic ballast.

本発明の更なる他の実施例は可変振幅を有する周期的信号の所定位相角を検出するための装置に向けられる。本装置は周期的な信号の最新ピーク振幅を検出するための、キャパシタのような、手段と、基準振幅を発生するため、周期的な信号の最新ピーク値を、周期的な信号の所定位相角に相当する既知の振幅型の振幅に対する周期的信号の既知の振幅型のピーク振幅の比率で分割するための、抵抗分割器のような、手段を含んでいる。本装置は基準振幅を検出するための手段を有する。パルスは検出された信号振幅が基準振幅以下に降下する時期に発生する。このパルスは電力ライン通信制御器から照明システムの電子バラストに情報を伝達するために使用される。 Yet another embodiment of the invention is directed to an apparatus for detecting a predetermined phase angle of a periodic signal having a variable amplitude. This device detects the latest peak amplitude of a periodic signal, such as a capacitor, and generates a reference amplitude, so that the latest peak value of the periodic signal is a predetermined phase angle of the periodic signal. Means, such as a resistive divider, for dividing by the ratio of the known amplitude type peak amplitude of the periodic signal to the known amplitude type amplitude corresponding to. The apparatus has means for detecting a reference amplitude. The pulse is generated when the detected signal amplitude falls below the reference amplitude. This pulse is used to convey information from the power line communication controller to the electronic ballast of the lighting system.

本発明による着想はパルスを発生し又は検出する開始点又は終止点として使用するためのライン電圧と無関係な正弦波電源信号の所定の位相角を検出することである。正弦波電力信号のピークはピーク電圧Ｖｐと称する。Ｖｘは正弦波の所定位相角に相当する正弦波のピーク電圧の一部として規定される。分数Ｖｘ／Ｖｐの逆正弦はパルスの開始及び終止が発生し又は検出される角度を与える。 The idea according to the present invention is to detect a predetermined phase angle of a sinusoidal power supply signal independent of the line voltage for use as a starting or ending point for generating or detecting a pulse. The peak of the sine wave power signal is referred to as peak voltage Vp. Vx is defined as a part of the peak voltage of the sine wave corresponding to the predetermined phase angle of the sine wave. The inverse sine of the fraction Vx / Vp gives the angle at which the start and end of the pulse occurs or is detected.

θ_{ｓｔａｒｔ}＝１８０−ｓｉｎ^−１（Ｖｘ／Ｖｐ） θ _start = 180−sin ⁻¹ (Vx / Vp)

θ_ｅｎｄ＝ｓｉｎ^−１（Ｖｘ／Ｖｐ） θ _end = sin ⁻¹ (Vx / Vp)

理論的には、θ_{ｓｔａｒｔ}はパルスの開始に関して９０度と１８０度間にあり、θ_ｅｎｄは０度と９０度間にある。本回路は更に電圧の代わりに変流器からの入力を受けるように適合される。これは電流のゼロクロスを検出するために役立ち且つ異なる電流レベルで実質的に一定幅であるゼロクロスパルスを発生する。 Theoretically, θ _start is between 90 and 180 degrees with respect to the _start of the pulse, and θ _end is between 0 and 90 degrees. The circuit is further adapted to receive an input from a current transformer instead of a voltage. This is useful for detecting a zero crossing of the current and generates a zero crossing pulse that is of substantially constant width at different current levels.

本発明の実施例はユーザ規定光量バラストのためのバラスト調光制御又は光量設定制御を行う電子バラストのエネルギー管理のための電力ライン通信（ＰＬＣ）システムにおいて特に有益である。しかしながら、本発明の実施例は所定の周期的信号の一致基準点を検出するために望ましい回路に利用可能である。更に、本発明は要求された回路を簡単化でき、最小労力で既存の設備に本発明を容易に後付けできる。特に、本発明の実施例は照明システムの調光又は制御可能なバラストで要求される受信器回路を簡単化する。ＰＬＣ制御照明システムのコストのほとんどはバラストであるので、受信回路の単純化はこのようなシステムの全コスト及び複雑さを大幅に減少を可能にする。これは複数のバラストが単一ＰＬＣ制御器で制御される事実による。受信器に採用される同一回路設計はノッチを発生するための送信器に使用できる。本発明の実施例に従って構成された回路により発生するパルスの開始はノッチの発生を開始するために使用できる。これはハードウエアにおけるノッチ発生機能性を実施するのに有利であり、他のタスクで使用するための処理電力を解放する。 Embodiments of the present invention are particularly useful in power line communication (PLC) systems for electronic ballast energy management that perform ballast dimming control or light setting control for user defined light ballast. However, embodiments of the present invention can be used in any desired circuit for detecting a coincidence reference point of a given periodic signal. Furthermore, the present invention simplifies the required circuitry and can be easily retrofitted to existing equipment with minimal effort. In particular, embodiments of the present invention simplify the receiver circuitry required for dimming or controllable ballasts in lighting systems. Since most of the cost of a PLC controlled lighting system is ballast, simplification of the receiving circuit allows a significant reduction in the overall cost and complexity of such a system. This is due to the fact that multiple ballasts are controlled by a single PLC controller. The same circuit design employed in the receiver can be used in the transmitter for generating notches. The start of a pulse generated by a circuit constructed in accordance with an embodiment of the present invention can be used to initiate the generation of a notch. This is advantageous for implementing notch generation functionality in hardware and frees processing power for use in other tasks.

図１を参照すると、入力電源電圧信号に誘起されたノッチを検出するための従来技術概念が示されている。所定の電圧レベルを示す基準電圧レベル２は選択される。整流された高ライン電源電圧４が基準電圧レベル２以下で通過すると、整流された高ライン電圧４が基準電圧レベル２以上に上昇するまで継続するパルス６が発生する。高ライン電圧４が全電力を伝達すると、ライン６で示される幅を有するパルス６が発生する。しかしながら、もし高ライン電圧８が最小電力を伝達していると、わずかに小さい幅のパルス１０が同一基準電圧レベル２を使用して生成される。特に、バラストが異なる基準入力電力電圧を使用して動作するように設計されると、全電力での低ライン電力電圧１２はバラストが高ライン電源電圧４及び８により電力供給される時に生成されるパルス幅６及び１０より実質的に広いパルス幅１４を発生する。ここでより詳細に述べられるように、ゼロクロスパルス６、１０及び１４の幅の変化はゼロクロスの近傍の電力ライン信号で誘起されるノッチの存在の検出を困難にする。 Referring to FIG. 1, a prior art concept for detecting notches induced in an input power supply voltage signal is shown. A reference voltage level 2 indicating a predetermined voltage level is selected. When the rectified high line power supply voltage 4 passes below the reference voltage level 2, a pulse 6 is generated that continues until the rectified high line voltage 4 rises above the reference voltage level 2. When the high line voltage 4 carries full power, a pulse 6 having the width indicated by line 6 is generated. However, if the high line voltage 8 is transmitting minimum power, a slightly smaller width pulse 10 is generated using the same reference voltage level 2. In particular, when the ballast is designed to operate using different reference input power voltages, the low line power voltage 12 at full power is generated when the ballast is powered by the high line power supply voltages 4 and 8. A pulse width 14 substantially wider than the pulse widths 6 and 10 is generated. As described in more detail herein, the change in width of the zero cross pulses 6, 10 and 14 makes it difficult to detect the presence of notches induced in the power line signal near the zero cross.

検出されたパルスの幅の変化に起因する困難さは図２を参照してより理解できる。図２はノッチ１９が整流された電力信号のゼロクロスで誘起されると高ライン電力電圧４及び８及び低ライン電力電圧１２で作られるパルス幅１６、１８及び２０を示すグラフである。図２に示されるように、ノッチ１９を有する高ライン電力入力信号４又は８で発生したパルス幅１６及び１８は低ライン最大電力パルス幅２０と比較して比較的小さい。更に重要なことは、図１に示されるように、ノッチの無い低ライン電力信号のためのパルス幅１４は図２に示されるように高ライン電力信号４のパルス幅１８よりより大である。このように、ゼロクロスパルスの幅はもし電源ライン電圧が大幅に変化するとノッチの存在を正確に決定するために使用できない。 The difficulty due to changes in the detected pulse width can be better understood with reference to FIG. FIG. 2 is a graph showing the pulse widths 16, 18 and 20 produced by the high line power voltages 4 and 8 and the low line power voltage 12 when the notch 19 is induced at the zero crossing of the rectified power signal. As shown in FIG. 2, the pulse widths 16 and 18 generated by the high line power input signal 4 or 8 having the notch 19 are relatively small compared to the low line maximum power pulse width 20. More importantly, as shown in FIG. 1, the pulse width 14 for the low line power signal without notch is greater than the pulse width 18 of the high line power signal 4 as shown in FIG. Thus, the width of the zero cross pulse cannot be used to accurately determine the presence of a notch if the power supply line voltage changes significantly.

図３を参照すると、本発明に従った電力ライン信号に誘起されたノッチを検出するための方式が示される。本発明は高ライン電力信号２６又は２８のための第１基準電圧２４及び低ライン電力信号３２のための第２基準電圧３０を利用している。図３に示されるように、誘起されたノッチを持たない高ライン電力信号２６又は２８及び低ライン電力信号３２のためのこの方式を使用して形成されたパルス幅３４、３６及び３８はほぼ同一幅である。特に、図４に示すように、誘起されたノッチ３３を有する低及び高ライン電圧のために生成された全てのパルス幅４０、４２及び４４はほぼ均等であり、ノッチ３３が存在しない場合に発生したパルス幅より大きい。本発明の実施例により生成されたパルス幅は高ライン電力電圧又は低ライン電力電圧がバラストを電力供給するために使用されるかどうかに関係なくノッチの存在を正確に検出するために使用できる。図３及び図４のグラフは２つの基準電圧を使用しているが、本発明の実施例は実際には以下に詳細に述べられるように入力電圧に依存して変化する基準電圧を生成する。 Referring to FIG. 3, a scheme for detecting notches induced in a power line signal according to the present invention is shown. The present invention utilizes a first reference voltage 24 for the high line power signal 26 or 28 and a second reference voltage 30 for the low line power signal 32. As shown in FIG. 3, the pulse widths 34, 36 and 38 formed using this scheme for the high line power signal 26 or 28 and the low line power signal 32 without induced notches are substantially identical. Width. In particular, as shown in FIG. 4, all pulse widths 40, 42 and 44 generated for low and high line voltages with induced notches 33 are approximately equal and occur when notch 33 is not present. Greater than the pulse width. The pulse width generated by embodiments of the present invention can be used to accurately detect the presence of a notch regardless of whether a high line power voltage or a low line power voltage is used to power the ballast. Although the graphs of FIGS. 3 and 4 use two reference voltages, embodiments of the present invention actually generate a reference voltage that varies depending on the input voltage, as will be described in detail below.

図５を参照すると、本発明によるゼロクロス検出方式を実施するための回路５０が示されている。本回路５０は整流されたライン電圧５１を適当なレベル以下に分割するため第１及び第２抵抗器５２及び５４を使用する抵抗分圧器を含んでいる。キャパシタ５６は抵抗器５２と５４間の電圧信号を濾波するために使用される。第２抵抗器５４の電圧は単一ピーク検出器として構成される演算増幅器５８に入力される。キャパシタ６０は演算増幅器５８の非反転入力部にピーク入力信号まで充電するように選択される容量を有する。抵抗器６２及び６４はピーク電圧を所望の基準レベル以下に分割するために使用される。ピーク電圧に比例する電圧はキャパシタ６０と抵抗器６２と６４の直列構成間で得られる。抵抗器６２及び６４間の電圧６６は抵抗器７０を介して第２演算増幅器６８の非反転入力部に供給される。分割降下電流整流電圧７２は抵抗器７４を介して演算増幅器６８の反転入力部に供給される。演算増幅器６８の出力は非反転入力部に印加された現在の電流が反転入力部に印加されている基準電圧以下である場合に形成されるパルスである。基準電圧は動的に決定されるピーク電圧に比例するので、ピーク入力電圧の変化は基準電圧の対応する変化になる。回路５０は入力電力電圧の変化に対して調整する。図５の回路５０により得られた波形は図３及び図４に示される。これらの図で理解されるように、得られたパルス幅は変化する入力電圧に対してほぼ一定である。基準電圧レベルは低ライン電力の低基準電圧から高ライン電力の高基準電圧へ自動的に変化する。これによりゼロクロスのパルス幅がほぼ一定に維持される。 Referring to FIG. 5, a circuit 50 for implementing the zero cross detection scheme according to the present invention is shown. The circuit 50 includes a resistive voltage divider that uses first and second resistors 52 and 54 to divide the rectified line voltage 51 below an appropriate level. Capacitor 56 is used to filter the voltage signal between resistors 52 and 54. The voltage of the second resistor 54 is input to an operational amplifier 58 configured as a single peak detector. Capacitor 60 has a capacitance selected to charge the non-inverting input of operational amplifier 58 up to the peak input signal. Resistors 62 and 64 are used to divide the peak voltage below the desired reference level. A voltage proportional to the peak voltage is obtained between the series configuration of capacitor 60 and resistors 62 and 64. A voltage 66 between the resistors 62 and 64 is supplied to the non-inverting input portion of the second operational amplifier 68 through the resistor 70. The divided drop current rectified voltage 72 is supplied to the inverting input of the operational amplifier 68 through the resistor 74. The output of the operational amplifier 68 is a pulse formed when the current current applied to the non-inverting input section is equal to or lower than the reference voltage applied to the inverting input section. Since the reference voltage is proportional to the dynamically determined peak voltage, the change in the peak input voltage is a corresponding change in the reference voltage. Circuit 50 adjusts for changes in input power voltage. Waveforms obtained by the circuit 50 of FIG. 5 are shown in FIGS. As can be seen in these figures, the resulting pulse width is approximately constant for varying input voltages. The reference voltage level automatically changes from a low reference voltage with low line power to a high reference voltage with high line power. As a result, the pulse width of the zero cross is maintained almost constant.

図６を参照すると、本発明の他の実施例が示されている。図６の回路８０は第１基準信号を発生するために平均検出器を使用している。この平均値回路は図５のダイオード８１を抵抗器８２に置換することにより得られる。キャパシタ６０に発生した電圧は信号７２の平均値である。平均値は０．６３６Ｖｐである（２／π）Ｖｐであるので、０．６３６の逆正弦は電流がパルスを発生する最大角度であるほぼ４０度である。 Referring to FIG. 6, another embodiment of the present invention is shown. The circuit 80 of FIG. 6 uses an average detector to generate the first reference signal. This average value circuit is obtained by replacing the diode 81 of FIG. The voltage generated at the capacitor 60 is the average value of the signal 72. Since the average value is (2 / π) Vp, which is 0.636 Vp, the inverse sine of 0.636 is approximately 40 degrees, which is the maximum angle at which the current generates a pulse.

図５及び図６の回路は電圧のゼロクロスで対称でないが位相ずれを有するパルスを発生するために使用できる。キャパシタ５６の値を増加させることにより、パルスの開始の発生を遅延できる。そのため、実際のゼロクロスに非常に近いパルスを開始させることが可能である。 The circuits of FIGS. 5 and 6 can be used to generate pulses that are not symmetric but have a phase shift at the zero crossing of the voltage. By increasing the value of capacitor 56, the start of the pulse can be delayed. Therefore, it is possible to start a pulse very close to the actual zero cross.

抵抗器７６はもし望めば信号に対して少量のヒステリシスを与えないために使用できる。抵抗器７６で少量のヒステリシスを加えることは回路の雑音耐性に関して役立つ。しかしながら、抵抗器７６の値を減少させることによりヒステリシス量を増加させるとパルス幅をライン電圧で変化させる効果を有する。この効果は図７に示される送信器又は受信器でのライン電圧の検出に使用できる。パルス９０、９２及び９４の立下りはライン電圧に依存する。このように、パルス幅はライン電圧又は電流を決定するために使用できる。 Resistor 76 can be used to provide a small amount of hysteresis to the signal if desired. Adding a small amount of hysteresis with resistor 76 helps with circuit noise immunity. However, increasing the amount of hysteresis by decreasing the value of resistor 76 has the effect of changing the pulse width with the line voltage. This effect can be used to detect line voltage at the transmitter or receiver shown in FIG. The fall of pulses 90, 92 and 94 depends on the line voltage. Thus, the pulse width can be used to determine the line voltage or current.

「可変振幅のライン間電圧／電流のゼロクロス検出」に関する新規で有益な方法及び装置の本発明の特有の実施例が記載されたが、このような参照が特許請求の範囲に規定されている場合を除いて本発明の範囲を限定するように解釈することを意図していない。 Although a unique embodiment of the present invention of a novel and useful method and apparatus for "variable amplitude line-to-line voltage / current zero-crossing detection" has been described, such reference is defined in the claims. It is not intended to be construed as limiting the scope of the invention except.

図１は電力信号に存在するノッチを持たないゼロクロスのための従来技術検出回路で発生するゼロクロスパルス幅のグラフである。FIG. 1 is a graph of the zero-cross pulse width generated by a prior art detection circuit for zero-crossing that has no notches present in the power signal. 図２は電力信号に存在するノッチを有するゼロクロスのための従来技術検出回路で発生するゼロクロスパルス幅のグラフである。FIG. 2 is a graph of the zero-cross pulse width generated by a prior art detection circuit for a zero-cross with a notch present in the power signal. 図３は電力信号に存在するノッチを持たない本発明の実施例に従って構成された回路で発生するゼロクロスパルス幅のグラフである。FIG. 3 is a graph of the zero crossing pulse width generated in a circuit constructed in accordance with an embodiment of the present invention that has no notches present in the power signal. 図４は電力信号に存在するノッチを有する本発明の実施例に従って構成された回路で発生するゼロクロスパルス幅のグラフである。FIG. 4 is a graph of the zero crossing pulse width generated in a circuit constructed in accordance with an embodiment of the present invention having notches present in the power signal. 図５は本発明の実施例を実施するための回路の概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a circuit for carrying out an embodiment of the present invention. 図６は本発明の他の実施例を実行するための回路の概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a circuit for carrying out another embodiment of the present invention. 図７は入力電圧がパルス幅に基いて決定できるように電力電圧での誘起ヒステリシスを有する本発明の実施例に従って構成された回路により検出されるパルス幅のグラフである。FIG. 7 is a graph of the pulse width detected by a circuit constructed in accordance with an embodiment of the present invention having an induced hysteresis in power voltage so that the input voltage can be determined based on the pulse width.

Explanation of symbols

２基準電圧レベル
４整流高ライン電圧
６、１０、１４ゼロクロスパルス
１９、３３ノッチ
５０ゼロクロス検出回路
５２、５４、６２、６４、７０、７６抵抗器
５８演算増幅器
６０キャパシタ
８１ダイオード 2 Reference voltage level 4 Rectified high line voltage 6, 10, 14 Zero cross pulse 19, 33 Notch 50 Zero cross detection circuit 52, 54, 62, 64, 70, 76 Resistor 58 Operational amplifier 60 Capacitor 81 Diode

Claims

In a method for determining a predetermined phase angle of a periodic line voltage or current having a known waveform but of variable amplitude,
Determining a ratio of the periodic line voltage or current peak value to the periodic voltage or current value corresponding to a predetermined phase angle of the periodic line voltage or current for a known amplitude line voltage or current;
Detecting a peak value of the periodic line voltage or current;
Dividing the peak value of the periodic voltage or current by the ratio to generate a reference amplitude;
Detecting the reference amplitude;
The method characterized by comprising.

The method of claim 1, wherein the ratio is a sine of the predetermined phase angle.

The method of claim 1, wherein the step of detecting the peak value of the periodic voltage or current is the step of using a capacitor to store the peak value of the voltage or current.

The method of claim 1, further comprising: using a resistive divider to divide the peak value by the ratio and generate the reference amplitude.

The method of claim 1, further comprising generating a pulse when the detected amplitude of the periodic voltage or current falls below the reference amplitude.

The method of claim 1, wherein the pulses are used to communicate information from a power line communication controller to at least one electronic ballast of a lighting system.

The method of claim 1, wherein the information is used to diminish at least one light of the lighting system.

A first voltage divider that receives the rectified AC power signal and generates an input voltage proportional to the rectified AC power signal;
A peak value detector for detecting a peak amplitude value of the input voltage;
A second voltage divider that receives the peak amplitude value of the input voltage from the peak value detector and generates a reference voltage proportional to the peak amplitude value of the input voltage;
A comparator that compares the amplitude of the input voltage with the amplitude of the reference voltage and generates a pulse of substantially constant width when the input voltage amplitude is greater than or less than the reference voltage amplitude;
Equipped with,
The input voltage has a known periodic waveform with a variable peak amplitude value;
The second voltage divider divides the peak amplitude value of the input voltage by a ratio between a peak amplitude value of the known periodic waveform and an amplitude value of the known periodic waveform corresponding to a predetermined phase angle. Generating the reference voltage .

9. The second voltage divider generates a reference voltage proportional to the peak input voltage by a ratio corresponding to a sine of a predetermined phase angle of the AC power signal for which generation of the pulse is desired to start. The circuit described.

9. The circuit of claim 8, wherein the peak value detector further comprises a capacitor for accumulating the peak value of the input voltage and a buffer for separating the peak voltage from the input voltage.

The circuit of claim 8, wherein the first voltage divider further comprises a resistive divider.

9. The circuit of claim 8, wherein the pulse is generated when the amplitude of the input voltage is less than or equal to the amplitude of the reference voltage.

13. The circuit of claim 12, wherein the pulses are used to communicate information from a power line communication controller to at least one electronic ballast of the lighting system.

13. The circuit of claim 12, further comprising a resistor for adding hysteresis to the comparator.

15. The circuit of claim 14, wherein the pulse width is proportional to the amplitude of the rectified AC power signal.

9. The circuit of claim 8, wherein the peak value detector is an average value detector that detects an average value of the input voltage, and the average value is used to generate the reference amplitude.

In an apparatus for detecting a predetermined phase angle of a periodic signal having a variable amplitude,
Means for detecting a latest peak value amplitude of the periodic signal;
In order to generate a reference amplitude, the latest peak value amplitude of the periodic signal is equal to the known amplitude type peak amplitude of the periodic signal relative to the known amplitude type amplitude corresponding to the predetermined phase angle of the periodic signal. Means for dividing by ratio;
Means for detecting the reference amplitude;
The apparatus characterized by comprising.

The apparatus of claim 17, wherein the ratio is a sine of the predetermined phase angle.

18. The apparatus of claim 17, wherein a capacitor is used to detect the latest peak value.

The apparatus of claim 17, wherein the dividing means further comprises a resistive divider.

The apparatus of claim 17, wherein the substantially constant width pulse is generated when the detected amplitude of the signal is less than or equal to the reference amplitude.

The apparatus of claim 21, wherein the pulses are used to communicate information from a power line communication controller to at least one electronic ballast of the lighting system.