KR101187729B1 - Power line communication apparatus using phase of alternating current - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력선 통신장치에 관한 것으로서, 특히 송신측과 수신측이 미리 약정된 교류전류의 위상을 이용하여, 차단기의 원격제어, 원격측정, 검침, 경보 등에 사용되는 제어신호를 전력선을 통해 전송하는 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power line communication apparatus, and in particular, a transmitting side and a receiving side transmit a control signal used for remote control, telemetry, meter reading, alarm, etc. of a circuit breaker through a power line by using a phase of a predetermined AC current. A power line communication apparatus using a phase of an alternating current.
일반적으로 전력선 통신(Power Line Communication)이란 교류전원인 AC 110V/220V의 전력선을 통신선로로 이용함으로써 별도의 전송선로를 부설할 필요 없이 통신 단말기 사이에 통신을 수행하는 통신방식이다. In general, power line communication is a communication method for performing communication between communication terminals without using a separate transmission line by using an AC 110V / 220V power line as an AC power line.
전력선 통신방식은 근거리 데이터 전송용 LAN 구성이나 통신 네트워크 구성, 각종 기기의 제어 또는 전력, 수도, 가스 등의 원격 검침 시스템(Automatic Meter Reading; AMR), 홈 오토메이션(Home Automation; HA), 빌딩 자동화(Building Automation) 및 공장 자동화(Factory Automation; FA) 등 산업 현장에서의 각종 계측신호의 전송에 다양하게 응용되고 있다.The power line communication method includes LAN configuration for short-range data transmission, communication network configuration, control of various devices, or automatic meter reading (AMR), home automation (HA), building automation ( It is widely applied to the transmission of various measurement signals in industrial sites such as building automation and factory automation.
전력선 통신방식은 전력선으로 데이터를 송수신하는 전송매체로 상용 교류 전원인 60 Hz의 정현파를 사용하여 중심 주파수(carrier)를 실어 통신하게 되므로 전원선을 통해 전원이 공급되는 곳에서는 어디에서나 통신이 가능하다.The power line communication method is a transmission medium that transmits and receives data through power lines, and communicates with a center frequency (carrier) using a sinusoidal wave of commercial AC power, which is commercially available, wherever power is supplied through the power line. .
따라서 별도의 통신 선로를 설치하지 않아도 통신망을 구축할 수 있는 이점이 있어 멀리 떨어진 곳까지의 원격 통신을 위해 전력선 통신방식이 널리 사용되고 있다. Therefore, there is an advantage that can establish a communication network without installing a separate communication line, power line communication method is widely used for remote communication to a far distance.
그러나 종래의 기술들은 전력선 통신을 기반으로 원격검침 이외에 서비스 데이터 제공 등의 다양한 부가 서비스를 제공한다거나 홈 네트워크 분야에서 고속의 전력선 통신을 제공하는 기술에 대한 연구가 주류를 이루고 있다. However, the conventional technologies are mainly focused on providing a variety of additional services such as service data in addition to remote meter reading based on power line communication, or research on a technology for providing high speed power line communication in the home network field.
뿐만 아니라 전력선 통신모뎀 기술이 발전함에 따라 전화선을 이용한 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)이나 동축 케이블을 이용한 케이블 모뎀(Cable Modem)과 유사한 하나의 가입자 망(Access Network)으로서 고속 정보 전송서비스를 제공하는데 초점이 맞춰져 있기 때문에, 전력선 통신장치는 날로 대형화되고 고도로 복잡한 형태를 갖추어 가고 있다.In addition, with the development of power line communication modem technology, it focuses on providing high-speed information transmission service as one access network similar to ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) using telephone line or Cable Modem using coaxial cable. Because of this alignment, power line communication devices are becoming increasingly large and highly complex.
따라서 전기방재 부문에서 차단기의 원격제어, 산업현장에서 원격측정, 제어, 경보 등의 적용 장소 및 목적에 맞도록 간단하면서도 장착할 현장의 통신조건 상 어려움 없이 기존의 환경에서 간단하게 적용할 수 있는 전력선 통신장치가 필요한 실정이다.Therefore, it is simple to meet the application location and purpose of remote control of breaker in electrical disaster prevention area, telemetry, control, alarm, etc. in industrial field, and it can be easily applied in existing environment without difficulty in communication conditions of the site to be installed. There is a need for a communication device.
특히, 종래의 기술들은 전력선 자체의 교류 전원에 정보를 싣게 되는 주파수를 사용함에 따라 저역 주파수는 기기의 노이즈에 영향을 크게 받고, 고역 주파수는 신호의 감쇄가 심하다. 따라서 이러한 종래의 전력선 통신에서는 전압 배전선로인 전원선로가 갖는 잡음환경과 전원선로에 연결되는 각종 기기들에 의해 발생되는 특수한 잡음환경, 댁내의 배선 상황 및 각종 부하의 작동과 변동으로 인하여 선로 정수인 임피던스의 변화가 심하게 되어 주파수 대역에 따라 신호의 감쇄 정도와 노이즈 양상이 다름으로 인해 신호 전송의 신뢰도가 낮다는 문제점이 있다.In particular, the conventional techniques use a frequency to load information on the AC power of the power line itself, the low frequency is greatly affected by the noise of the device, the high frequency is attenuated signal severely. Therefore, in the conventional power line communication, impedance is a line constant due to the noise environment of the power line, which is a voltage distribution line, and the special noise environment generated by various devices connected to the power line, the wiring conditions in the house, and the operation and variation of various loads. Due to the severe change of the signal, there is a problem in that the reliability of signal transmission is low due to the difference in the attenuation of the signal and the noise pattern according to the frequency band.
또한, 종래의 교류 전력선을 이용한 통신 기술들은 주로 전력선과 접지 간으로 신호 전류를 흘리거나 선간에 신호 전류를 첨가하기 위하여 각종 부하 측에 필터를 장치하여 신호 전류의 유실을 막도록 한 후에야 통신이 가능한 것이 일반적이다.
In addition, conventional communication technologies using AC power lines are capable of communication only after a filter is installed on various loads to prevent signal current from flowing between the power line and ground or adding signal current between lines. Is common.
따라서 본 발명의 목적은 전원선로 상의 교류 전력의 전류를 고역, 대전류의 펄스형태로 흐르게 함으로써, 필터와 같은 부가적인 장치 없이 현장의 통신조건에 맞춰 기존의 환경에서 간단하게 적용할 수 있는 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치를 제공하는데 있다.Therefore, an object of the present invention is to flow the current of the AC power on the power line in the form of high frequency, high current pulse, so that the AC current can be easily applied in the existing environment according to the communication conditions of the field without additional devices such as filters. The present invention provides a power line communication apparatus using a phase.
또한, 본 발명의 다른 목적은 주로 배선회로의 종단 또는 중간에서 전력 공급 측으로 통보가 가능하며 기존의 전력선에 필터 없이 적용 가능한 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치를 제공하는데 있다.
In addition, another object of the present invention is to provide a power line communication apparatus using a phase of the AC current that can be notified to the power supply side mainly at the end or the middle of the wiring circuit, and can be applied to the existing power line without a filter.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치는, 교류전력 60Hz에 대하여 펄스전류의 발생각도에 따라 구분 가능한 통신장치로서, 교류전압의 제로점을 타이밍펄스(Timing pulse)로 사용하는 시분할 통신의 일종으로 PPM신호(Pulse Phase Modulation signal)를 사용하는 것에 특징이 있다.The power line communication apparatus using the phase of the AC current according to the present invention for achieving the above objects, as a communication device that can be distinguished according to the generation angle of the pulse current with respect to the AC power 60Hz, the zero point of the AC voltage timing pulse ( As a kind of time division communication used as a timing pulse, it is characterized by using a PPM signal (Pulse Phase Modulation signal).
또한, 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치는 주로 배선회로의 종단 또는 중간에서 전력 공급 측으로 통보가 가능하며 기존의 전력선에 필터 없이 적용 가능한 특성이 있다.In addition, the power line communication apparatus using the phase of the alternating current according to the present invention can be notified to the power supply side mainly at the end or the middle of the wiring circuit, there is a characteristic that can be applied to the existing power line without a filter.
또한, 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치는 전력선 선간의 낮은 임피던스의 특성을 역이용하여, 콘덴서의 충 방전 시 발생하는 변위전류 특성을 전력제어용 반도체로 교류 위상각에 기준한 약정된 각도에서 전류펄스를 발생시키는 것이 특징으로 한다. In addition, the power line communication apparatus using the phase of the alternating current according to the present invention by using the characteristics of the low impedance between the power line inverted, the displacement current characteristics generated during charge and discharge of the capacitor to the power control semiconductor based on the alternating current phase angle It is characterized by generating a current pulse at an angle.
또한, 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치는 수신부에서 약정된 위상에 따른 전류변화를 읽는 기술에 관한 것으로 송신측과 수신측은 단상교류 또는 3상 교류의 경우는 같은 상의 전력선을 이용해야 하는 특징이 있다.In addition, the power line communication apparatus using the phase of the alternating current according to the present invention relates to a technique for reading the current change according to the phase agreed in the receiver, the transmitting side and the receiving side uses the same phase power line in the case of single-phase AC or three-phase AC There are features that must be done.
또한, 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치는 교류전압의 제로점을 타이밍펄스(Timing pulse)로 하여 전력제어용 반도체로 교류 위상각에 기준한 약정된 위상의 전류펄스를 발생시켜 상기 전류펄스의 주기 동안 입력데이터를 콘덴서의 충 방전 시 발생하는 변위전류로 전송하는 송신부; 및 상기 송신부로부터 수신되는 상기 변위전류의 변화를 유도하여 상기 약정된 위상을 갖는 전류펄스에 대하여 상기 입력데이터를 출력하는 수신부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the power line communication apparatus using the phase of the alternating current according to the present invention generates a current pulse of a contracted phase based on the alternating phase angle to the power control semiconductor using a timing pulse of the zero point of the alternating current voltage. Transmitter for transmitting the input data to the displacement current generated during the charge and discharge of the capacitor during the period of the current pulse; And a receiver configured to induce a change in the displacement current received from the transmitter to output the input data with respect to the current pulse having the contracted phase.
또한, 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치는 동작전원을 공급하는 전원부, 리플이 큰 전압을 얻기 위한 역류방지부, 교류전압의 제로점을 타이밍펄스(Timing pulse)로 하여, 60Hz의 반파에 대하여 위상각 별로 순차적으로 약정된 위상에서 전류펄스를 출력하는 반파위상출력부 및 상기 출력된 전류펄스의 유효주기에 데이터를 입력하여 전원선로를 통해 전송하는 데이터 입력부를 포함하는 송신부; 및 동작전원을 공급하는 전원부, 리플이 큰 전압을 얻기 위한 역류방지부, 상기 전원선로에 장착되어 상기 송신부에서 전송하는 전류펄스의 변화를 유도하는 신호유도부, 상기 교류전압의 제로점을 타이밍펄스(Timing pulse)로 하여, 상기 신호유도부로부터 유도된 전류펄스가 약정된 위상이면 해당 위상의 전류펄스를 출력하는 반파위상출력부 및 상기 출력된 전류펄스의 유효주기에 상기 데이터를 출력하는 데이터 출력부를 포함하는 수신부;로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the power line communication apparatus using the phase of the AC current according to the present invention is a power supply unit for supplying the operating power, a reverse flow prevention unit for obtaining a large ripple voltage, the zero point of the AC voltage as a timing pulse, 60Hz A transmission unit including a half-wave phase output unit for outputting current pulses in phases sequentially arranged for each phase angle with respect to the half-waves of the wave, and a data input unit for inputting data in an effective period of the output current pulses and transmitting the data through a power line; And a power supply unit for supplying an operating power source, a backflow prevention unit for obtaining a large ripple voltage, a signal induction unit mounted on the power supply line to induce a change in the current pulse transmitted from the transmitter unit, and a zero point of the AC voltage. Timing pulse) includes a half-wave phase output unit for outputting the current pulse of the phase and the data output unit for outputting the data in the effective period of the output current pulse, if the current pulse induced from the signal induction unit is a predetermined phase Receiving unit; characterized in that consisting of.
이때, 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치의 상기 송신부 및 수신부의 전원부는, 전원트랜스 및 다수의 브리지정류 다이오드로 구성되는 것을 특징으로 한다.In this case, the power supply unit of the transmitter and the receiver of the power line communication apparatus using the phase of the AC current according to the present invention is characterized in that the power transformer and a plurality of bridge rectifier diode.
또한, 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치의 상기 송신부 및 수신부의 역류방지부는, 역류방지 다이오드인 것을 특징으로 한다.In addition, the backflow prevention part of the transmitter and the receiver of the power line communication apparatus using the phase of the AC current according to the present invention is characterized in that the backflow prevention diode.
또한, 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치의 상기 송신부의 반파위상출력부는, 60Hz의 반파에 대하여 위상각 별로 순차적으로 전류펄스를 출력하는 제1송신마이컴 및 제1저항을 통해 흐르는 베이스전류에 의하여 교류전류의 제로점에서 High신호(H)를 출력하여 상기 제1송신마이컴을 리셋(Reset)시킴으로써 위상각에 대한 동기를 교정하는 제1스위치(TR1)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the half-wave phase output unit of the transmitter of the power line communication apparatus using the phase of the alternating current according to the present invention flows through the first transmitting microcomputer and the first resistor to sequentially output the current pulse for each phase angle with respect to the half-wave of 60Hz And a first switch TR1 for correcting the synchronization with respect to the phase angle by outputting a high signal H at the zero point of the alternating current by a base current to reset the first transmitting microcomputer. .
또한, 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치의 상기 제1송신마이컴은, 발진회로(x1, x2)의 발진주파수에 따라 위상각을 결정하며, 상기 발진회로의 발진동기는 상기 제1스위치(TR1)의 동작에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치.In addition, the first transmission microcomputer of the power line communication apparatus using the phase of the alternating current according to the present invention determines the phase angle according to the oscillation frequency of the oscillator circuits (x1, x2), the oscillator of the oscillator circuit Power line communication device using a phase of the AC current, characterized in that determined by the operation of the switch (TR1).
또한, 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치의 상기 데이터 입력부는, 상기 제1송신마이컴에서 출력되는 전류펄스가 High신호(H)일 때 상기 데이터를 입력받아 출력하는 제2송신마이컴, 상기 제2송신마이컴의 출력에 따라 광 기전력을 발생시키는 포토릴레이 및 상기 포토릴레이에서 발생된 변위전류를 충전하는 변위콘덴서를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the data input unit of the power line communication apparatus using the phase of the alternating current according to the present invention, the second transmission microcomputer for receiving and outputting the data when the current pulse output from the first transmission microcomputer is a high signal (H) And a photo relay for generating photovoltaic power and a displacement capacitor for charging the displacement current generated by the photo relay according to the output of the second transmission microcomputer.
또한, 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치의 상기 신호유도부는, 상기 송신부와 수신부를 연결하는 전원선로에 근접시켜 유도 결합한 장구형 고주파 쵸크 코일인 것을 특징으로 한다.In addition, the signal guide portion of the power line communication device using the phase of the alternating current according to the present invention is characterized in that the inductive coupling high frequency choke coil in close proximity to the power line connecting the transmitter and the receiver.
또한, 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치의 상기 수신부의 반파위상출력부는, 상기 신호유도부로부터 유도된 전류펄스가 약정된 위상이면 해당 위상의 전류펄스를 출력하는 제1수신마이컴 및 제5저항을 통해 흐르는 베이스전류에 의하여 교류전류의 제로점에서 High신호(H)를 출력하여 상기 제1수신마이컴을 리셋(Reset)시킴으로써 위상각에 대한 동기를 교정하는 제2스위치(TR2)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the half-wave phase output unit of the receiving unit of the power line communication apparatus using the phase of the AC current according to the present invention, the first receiving microcomputer for outputting the current pulse of the phase if the current pulse induced from the signal induction unit is a contracted phase; The second switch TR2 for correcting synchronization with the phase angle by outputting a high signal H at the zero point of the AC current by the base current flowing through the fifth resistor and resetting the first receiving microcomputer It is characterized by including.
또한, 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치의 상기 제1수신마이컴은, 발진회로(x1, x2)의 발진주파수에 따라 위상각을 결정하며, 상기 발진회로의 발진동기는 상기 제2스위치(TR2)의 동작에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.In addition, the first receiving microcomputer of the power line communication apparatus using the phase of the alternating current according to the present invention determines the phase angle according to the oscillation frequency of the oscillator circuits (x1, x2), the oscillator of the oscillator circuit Characterized in accordance with the operation of the switch (TR2).
또한, 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치의 상기 데이터 출력부는, 상기 데이터의 출력으로 지정된 위상각에서 상기 신호유도부로부터 유도된 High(H)펄스가 있을 시, High신호(H)로 출력하는 제2수신마이컴인 것을 특징으로 한다.
In addition, the data output unit of the power line communication apparatus using the phase of the alternating current according to the present invention, when there is a high (H) pulse induced from the signal induction unit at the phase angle designated as the output of the data, the high signal (H) It characterized in that the second receiving microcomputer to output.
상술한 바와 같이 본 발명은 다수의 통신장치들이 동시에 병렬접속이 가능함으로써, 두 개 또는 그 이상의 회로를 적용하여 매우 다양한 형태로 적용이 가능한 장점이 있다. As described above, the present invention has a merit that a plurality of communication devices can be connected in parallel at the same time, and thus can be applied in a wide variety of forms by applying two or more circuits.
또한, 본 발명은 간단하면서도 장치할 현장의 통신조건 상 어려움 없이 기존의 환경에서 간단하게 적용할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage that it can be simply applied in the existing environment without difficulty in the communication conditions of the field to be installed simple.
이에 따라, 본 발명은 전기방재 부문에서 차단기의 원격제어, 산업현장에서 원격측정, 제어, 경보 등의 다양한 현장적용이 간편하게 이루어 질 수 있는 이점이 있다.
Accordingly, the present invention has the advantage that a variety of field applications such as remote control of the breaker in the electrical disaster prevention sector, telemetry, control, alarm in the industrial field can be made easily.
도 1은 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치의 블록구성도,
도 2는 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치의 송신측의 상세 회로도,
도 3은 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치의 수신측의 상세 회로도.1 is a block diagram of a power line communication apparatus using a phase of an alternating current according to the present invention;
2 is a detailed circuit diagram of a transmitting side of a power line communication apparatus using a phase of an alternating current according to the present invention;
3 is a detailed circuit diagram of a receiving side of a power line communication apparatus using a phase of an alternating current according to the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 하기 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same configurations of the drawings denote the same reference numerals as possible whenever possible. Specific details are set forth in the following description, which is provided to provide a more thorough understanding of the present invention. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치의 블록구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치의 송신측의 상세 회로도이며, 도 3은 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치의 수신측의 상세 회로도이다.1 is a block diagram of a power line communication apparatus using the phase of the AC current according to the present invention, Figure 2 is a detailed circuit diagram of the transmission side of the power line communication apparatus using the phase of the AC current according to the present invention, Figure 3 It is a detailed circuit diagram of the receiving side of the power line communication device using the phase of the alternating current according to the present invention.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, a power line communication apparatus using a phase of an alternating current according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치는 송신부(100)와 수신부(200)로 구성된다. As shown, the power line communication apparatus using the phase of the alternating current according to the present invention is composed of a
송신부(100)는 전원부(110), 역류방지부(120), 반파위상출력부(130) 및 다수의 데이터입력부(140)로 구성되고, 수신부(200)는 전원부(210), 역류방지부(220), 반파위상출력부(230), 데이터출력부(240) 및 신호유도부(250)로 구성된다. The
상기 송신부(100)의 구성을 상세히 살펴보면, 먼저 전원부(110)는 전원트랜스(T1), 브리지정류 다이오드(D1 내지 D4)로 구성되고, 역류방지부(120)는 평활콘덴서 없이도 제1스위치(TR1)의 베이스에 공급할 리플이 큰 전압을 얻기 위한 역류방지 다이오드(D5)로 구성된다.Looking at the configuration of the
반파위상출력부(130)는 60Hz의 반파에 대하여 위상각 별로 순차적으로 전류펄스를 출력하는 제1송신마이컴(IC1)을 포함한다. 상기 제1송신마이컴(IC1)은 발진회로(x1, x2)의 발진주파수에 따라 위상각을 결정하는데, 상기 발진회로의 발진동기는 제1스위치(TR1)의 동작에 따라 결정된다. The half-wave
또한, 상기 반파위상출력부(130)에 포함되는 상기 제1스위치(TR1)는 제1저항(R1)을 통해 흐르는 베이스전류에 의하여 제2저항(R2)의 전류 및 콜렉터 전압이 결정되므로, 교류의 +?? 교차점(제로점)에서 High신호(H)를 출력하여 제1송신마이컴(IC1)을 리셋(Reset)시킴으로써 위상각에 대한 동기를 수시로 교정한다. In addition, since the current and collector voltage of the second resistor R2 are determined by the base current flowing through the first resistor R1 in the first switch TR1 included in the half-phase
한편, 도 2에서 제1송신마이컴(IC1)은 90˚ 위상 출력부에 연결된 하나의 데이터입력부(140)만을 도시하였으나, 90˚ 이외에 70˚, 80˚, 100˚, 110˚ 등의 데이터입력부가 병렬로 연결될 수 있다. Meanwhile, in FIG. 2, the first transmission microcomputer IC1 shows only one
데이터입력부(140)는 송신을 하기 위해 High(H)상태로 제2송신마이컴(IC2)의 게이트(Gate)로 입력되는 데이터 또는 제어신호는 제1송신마이컴(IC1)의 위상출력(예로서, 여기서는 90˚)이 High신호(H)로 출력되면, 상기 제2송신마이컴(IC2)의 출력을 통하여 포토릴레이(P.R)가 광 기전력을 발생시켜 변위콘덴서(C2)를 충전한다.The
상기 변위콘덴서(C2)에 충전되는 변위전류는 포토릴레이(P.R)의 내부저항, 교류전압 각도에 해당하는 전압 및 교류전원의 병렬 임피던스에 해당하는 전류로서, 실시 예에 따르면 90˚의 위상각 및 상기 변위콘덴서(C2)의 용량이 0.1uF인 경우에 약 2us/5Apk의 반파전류가 흐른다. 제4저항(R4)은 변위콘덴서(C2)의 충전된 전압에 대한 방전저항이다.The displacement current charged in the displacement capacitor C2 is an internal resistance of the photo relay PR, a voltage corresponding to an AC voltage angle, and a current corresponding to parallel impedance of an AC power source. According to an embodiment, a phase angle of 90 ° and When the displacement capacitor C2 has a capacity of 0.1 uF, a half-wave current of about 2 us / 5 Apk flows. The fourth resistor R4 is a discharge resistance with respect to the charged voltage of the displacement capacitor C2.
상술한 송신부(100)의 구성부의 동작에 따라 제2송신마이컴(IC2)를 통해 입력된 데이터(Din)는 90˚의 위상각을 가지고 전원선로를 통해 수신부(200)로 전송된다. According to the operation of the component of the
다음으로, 상기 수신부(200)의 구성을 상세히 살펴보면, 전원부(210), 역류방지부(220), 반파위상출력부(230)의 구성 및 동작은 송신부(100)의 기능과 동일하게 이해될 수 있다. Next, looking at the configuration of the
신호유도부(250)는 수신부(200)로 흐르는 전원선로에 장착되는 송신 신호펄스 수신용 유도코일(변류기)로서, 자기포화를 방지하기 위하여 장구형 고주파 쵸크 코일을 전력배선에 근접시켜 유도 결합한다.The
데이터출력부(240)은 제2수신마이컴(IC4)으로 구성된다. 제2수신마이컴(IC4)은 수신데이터의 출력기능으로 지정된 위상각(예로서, 여기서는 90˚)에서 유도코일(L1)로부터 유도된 High(H)펄스가 있을 시, High신호(H)로 출력하며 지정된 위상각(90˚)외에서는 출력하지 않는다. The
송신부(100)와 마찬가지로, 수신부(200)에서도 데이터출력부(240)를 90˚에 한정된 일부 회로인 제2수신마이컴(IC4)만을 도시하였으나, 90˚ 이외에 70˚, 80˚, 100˚, 110˚등의 회로가 병렬로 연결될 수 있다. Similar to the
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치는 송신부(100)와 수신부(200) 모두 교류전압의 제로점을 기준(TR1, TR2)으로 한 위상각 분할(IC1, IC2)을 수행한다. 예를 들면, 90˚에서 입력(IC2) 송신된 신호는 90˚에서 수신(IC4)되는 신호만 데이터로 인정하고, 100˚에서 제2송신마이컴(IC2)에 입력되는 데이터(Din)는 100˚에서 송신하고 100˚에서 수신하는 등의 복합적인 다중 통신에서도 혼선이 없이 송수신이 가능하다.As described above, in the power line communication apparatus using the phase of the AC current according to the present invention, both the
이때, 수신부(200)는 2~3파장 동안 연속해서 신호가 수신되는 경우에만 유효한 데이터로 인정함으로써 더욱 안정된 통신을 수행할 수 있다.In this case, the receiving
또한, 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치는 일반적인 전력선을 통한 통신의 경우 신호주파수에 대하여 선간의 병렬 임피던스가 높아야 손실이 없지만, 본 발명의 경우는 정반대로 선간의 병렬 임피던스가 낮으면 더 유리한 특징이 있다. 따라서 전원입력 및 전기 기기 등의 부하 측에 필터를 장치할 필요가 없다.In addition, in the power line communication apparatus using the phase of the AC current according to the present invention, there is no loss when the parallel impedance between lines is high with respect to the signal frequency in the case of communication through a general power line, but in the case of the present invention, the parallel impedance between lines is low. There are more advantageous features. Therefore, it is not necessary to install a filter on the load side of the power input and the electric equipment.
단, 본 발명에 따른 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치는 전송속도가 늦은 관계로 전송속도에 특별한 문제점이 없는 일반적인 감시장치 등에 간단하면서도 편리하게 적용할 수 있다. However, the power line communication apparatus using the phase of the alternating current according to the present invention can be easily and conveniently applied to a general monitoring device having no special problem in transmission speed because of a low transmission speed.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.
Claims (11)
동작전원을 공급하는 전원부, 리플이 큰 전압을 얻기 위한 역류방지부, 상기 전원선로에 장착되어 상기 송신부에서 전송하는 전류펄스의 변화를 유도하는 신호유도부, 상기 교류전압의 제로점을 타이밍펄스(Timing pulse)로 하여, 상기 신호유도부로부터 유도된 전류펄스가 약정된 위상이면 해당 위상의 전류펄스를 출력하는 반파위상출력부 및 상기 출력된 전류펄스의 유효주기에 상기 데이터를 출력하는 데이터 출력부를 포함하는 수신부;로 이루어진 것을 특징으로 하는 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치.
With the power supply unit supplying the operating power, the reverse flow prevention unit to obtain the large ripple voltage, and the zero point of the AC voltage as the timing pulse, the current pulse is sequentially phased by phase angle for the half wave of 60Hz. A transmission unit including an output half-wave phase output unit and a data input unit for inputting data in an effective period of the output current pulse and transmitting the data through a power line; And
A power supply unit for supplying operating power, a reverse flow prevention unit for obtaining a large ripple voltage, a signal induction unit mounted on the power line to induce a change in the current pulse transmitted from the transmitter unit, and a timing pulse of a zero point of the AC voltage. and a half-wave phase output unit for outputting a current pulse of a corresponding phase if the current pulse derived from the signal induction unit is a predetermined phase, and a data output unit for outputting the data in an effective period of the output current pulse. A power line communication apparatus using a phase of the AC current, characterized in that consisting of.
전원트랜스 및 다수의 브리지정류 다이오드로 구성되는 것을 특징으로 하는 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치.
The power supply unit of claim 2, wherein the power supply unit of the transmitter and the receiver is
A power line communication device using a phase of an alternating current, comprising a power supply transformer and a plurality of bridge rectifier diodes.
역류방지 다이오드인 것을 특징으로 하는 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치.
According to claim 2, wherein the backflow prevention unit of the transmitter and the receiver,
Power line communication device using the phase of the alternating current, characterized in that the reverse flow prevention diode.
60Hz의 반파에 대하여 위상각 별로 순차적으로 전류펄스를 출력하는 제1송신마이컴 및 제1저항을 통해 흐르는 베이스전류에 의하여 교류전류의 제로점에서 High신호(H)를 출력하여 상기 제1송신마이컴을 리셋(Reset)시킴으로써 위상각에 대한 동기를 교정하는 제1스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치.
The half-phase output unit of claim 2, wherein
The first transmission microcomputer outputs a high signal (H) at the zero point of the alternating current by the first transmission microcomputer and the base current flowing through the first resistor for a half-wave of 60 Hz in phase angle. And a first switch for correcting synchronization with respect to the phase angle by resetting the power line communication device.
발진회로의 발진주파수에 따라 위상각을 결정하며, 상기 발진회로의 발진동기는 상기 제1스위치의 동작에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치.
The method of claim 5, wherein the first transmission microcomputer,
A phase angle is determined according to the oscillation frequency of the oscillation circuit, and the oscillator of the oscillation circuit is determined according to the operation of the first switch.
상기 제1송신마이컴에서 출력되는 전류펄스가 High신호(H)일 때 상기 데이터를 입력받아 출력하는 제2송신마이컴, 상기 제2송신마이컴의 출력에 따라 광 기전력을 발생시키는 포토릴레이 및 상기 포토릴레이에서 발생된 변위전류를 충전하는 변위콘덴서를 포함하는 것을 특징으로 하는 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치.
The method of claim 5, wherein the data input unit,
A second transmission microcomputer for receiving and outputting the data when the current pulse output from the first transmission microcomputer is a high signal (H), a photo relay for generating photo electromotive force according to the output of the second transmission microphone, and the photo relay Power line communication device using a phase of the AC current, characterized in that it comprises a displacement capacitor for charging the displacement current generated in the.
상기 송신부와 수신부를 연결하는 전원선로에 근접시켜 유도 결합한 장구형 고주파 쵸크 코일인 것을 특징으로 하는 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치.
The method of claim 2, wherein the signal guide portion,
And a long-length high frequency choke coil inductively coupled to a power line connecting the transmitter and the receiver to the power line.
상기 신호유도부로부터 유도된 전류펄스가 약정된 위상이면 해당 위상의 전류펄스를 출력하는 제1수신마이컴 및 제5저항을 통해 흐르는 베이스전류에 의하여 교류전류의 제로점에서 High신호(H)를 출력하여 상기 제1수신마이컴을 리셋(Reset)시킴으로써 위상각에 대한 동기를 교정하는 제2스위치(TR2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치.
The half wave output unit of claim 2, wherein
If the current pulse induced from the signal induction unit is a predetermined phase, a high signal (H) is output at the zero point of the AC current by the base current flowing through the first receiving microcomputer and the fifth resistor outputting the current pulse of the corresponding phase. And a second switch (TR2) for correcting the synchronization with respect to the phase angle by resetting the first receiving microcomputer.
발진회로의 발진주파수에 따라 위상각을 결정하며, 상기 발진회로의 발진동기는 상기 제2스위치의 동작에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치.
The method of claim 9, wherein the first receiving microcomputer,
A phase angle is determined according to the oscillation frequency of the oscillation circuit, and the oscillator of the oscillation circuit is determined according to the operation of the second switch.
상기 데이터의 출력으로 지정된 위상각에서 상기 신호유도부로부터 유도된 High(H)펄스가 있을 시, High신호(H)로 출력하는 제2수신마이컴인 것을 특징으로 하는 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치.The method of claim 9, wherein the data output unit,
Power line communication apparatus using a phase of the AC current, characterized in that the second receiving microcomputer to output a high signal (H) when there is a high (H) pulse induced from the signal guide portion at the phase angle specified as the output of the data .
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140127193A (en) * | 2014-10-06 | 2014-11-03 | 최창준 | AC Power Line Communication System |
| KR20160123979A (en) | 2015-04-17 | 2016-10-26 | 최창준 | The Apparatus for Extended Function Controls of Loads Connected via AC Single Power Line |
| CN107479429A (en) * | 2016-06-08 | 2017-12-15 | 蒂尼电源株式会社 | Exchange the control device of illumination, motor, solenoid or heater that single line connects |
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