KR20010056050A

KR20010056050A - 전력선 통신시스템의 제로크로싱 감지장치

Info

Publication number: KR20010056050A
Application number: KR1019990057451A
Authority: KR
Inventors: 정문종
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2001-07-04
Also published as: KR100321242B1

Abstract

본 발명은 전력선 통신시스템의 제로크로싱 감지장치에 관한 것으로, 교류전압이 영전위 근처인 제로크로싱을 감지하는 제로크로싱감지수단과, 상기 제로크로싱감지수단에 의해 감지된 제로크로싱 시점에 동기하여 전력선 통신을 제어하는 전력선제어소자를 구비한 전력선 통신시스템의 제로크로싱 감지장치에 있어서, 상기 제로크로싱감지수단으로부터 출력되는 제로크로싱 펄스의 중간점을 계산하여 제로크로싱 위치를 감지하는 제어수단을 추가로 구비하여, 제로크로싱 펄스의 상승 에지와 하강 에지의 펄스평균시간과, 하강 에지에서 다음 하강 에지까지의 하강주기시간을 측정한다음, 하강주기시간에서 펄스평균시간을 뺀 제로크로싱 동기시간을 산출하여 하강 에지시점에서 제로크로싱 동기시간 후에 신호를 토글시켜 제로크로싱 위치를 정확하게 감지하므로 전력선 통신신호의 전송신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

전력선 통신시스템의 제로크로싱 감지장치 {apparatus for sensing zero-crossing in a power line system}

본 발명은 제로크로싱 시점에 동기하여 전력선 통신을 제어하는 전력선 통신시스템에 관한 것으로, 특히 제로크로싱 펄스의 중간점을 계산하여 제로크로싱 위치를 정확하게 감지하는 전력선 통신시스템의 제로크로싱 감지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전력선망을 이용한 데이터통신시스템에 있어서, 별도의 고속데이터 전용회선을 설치하지 않고 기존의 전력선을 이용하여 다수의 사용자가 동시에 데이터통신을 실행하는데 있어 동작의 안정성을 위해 교류입력전원의 제로크로싱을 감지하게 된다.

이때, 제로크로싱을 감지하는 장치는, 트랜지스터의 컬렉터 단자로부터 출력되는 제로크로싱 펄스의 하강 에지(falling edge)를 제로크로싱 시점으로 잡아 제로크로싱 위치를 감지하고, 이 감지된 제로크로싱신호에 동기하여 전력선 통신제어를 수행하였다.

그런데, 이와같은 종래 전력선 통신시스템의 제로크로싱 감지장치에 있어서는, 트랜지스터를 트리거(Trigger)시키기 위해 0.7V 이상의 전압이 인가되어야 하므로 제로크로싱 위치가 원래 위치보다 항상 일정시간 지연되어 제로크로싱 위치를 정확하게 감지할 수 없기 때문에 전력선 통신신호의 전송신뢰성이 저하된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 제로크로싱 펄스의 상승 에지와 하강 에지의 펄스평균시간과, 하강 에지에서 다음 하강 에지까지의 하강주기시간을 측정한다음, 하강주기시간에서 펄스평균시간을 뺀 제로크로싱 동기시간을 산출하여 하강 에지시점에서 제로크로싱 동기시간 후에 신호를 토글시켜 제로크로싱 위치를 정확하게 감지하므로 전력선 통신신호의 전송신뢰성을 향상시킬 수 있는 전력선 통신시스템의 제로크로싱 감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 전력선 통신시스템의 제로크로싱 감지장치는, 교류전압이 영전위 근처인 제로크로싱을 감지하는 제로크로싱감지수단과, 상기 제로크로싱감지수단에 의해 감지된 제로크로싱 시점에 동기하여 전력선 통신을 제어하는 전력선제어소자를 구비한 전력선 통신시스템의 제로크로싱 감지장치에 있어서, 상기 제로크로싱감지수단으로부터 출력되는 제로크로싱 펄스의 중간점을 계산하여 제로크로싱 위치를 감지하는 제어수단을 추가로 구비한 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 전력선 통신시스템의 제로크로싱 감지장치의 회로구성도,

도 2는 본 발명에 의한 제로크로싱 감지장치의 출력파형도로서,

도 2(a)는 교류입력전압의 파형도이고,

도 2(b)는 전파직류전압의 파형도이며,

도 2(c)는 제로크로싱 펄스의 파형도이고,

도 2(d)는 제로크로싱신호의 출력파형도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 전원수단 13 : 브리지정류기

20 : 제로크로싱감지수단 30 : 제어수단

40 : 전력선제어소자

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 전력선 통신시스템의 제로크로싱 감지장치는, 도 1에 도시한 바와같이, 전원입력단(1)으로부터 입력되는 교류전압을 소정의 직류전압(5V)으로 변환하여 출력하는 전원수단(10)과, 상기 전원입력단(1)으로부터 입력되는 교류전압이 0전위 근처인 제로크로싱(zero-crossing)을 감지하는 제로크로싱감지수단(20)과, 상기 제로크로싱감지수단(20)으로부터 출력되는 제로크로싱 펄스(영전위 펄스신호)를 인터럽트신호로 인가받아 제로크로싱 펄스의 중간점을 계산하여 제로크로싱 위치에서 정확하게 신호를 토글(Toggle)시켜 안정된 구형파신호를 출력하는 제어수단(30)과, 상기 제어수단(30)으로부터 출력되는 구형파신호에 따라 전력선 통신을 제어하는 전력선제어소자(40)로 구성되어 있다.

상기 전원수단(10)은 상기 전원입력단(1)으로부터 입력되는 교류전압을 1차측에 인가받아 소정의 저전압으로 감압하여 2차측으로 유기하는 감압트랜스(11)와, 상기 감압트랜스(11)에 의해 감압된 교류전압을 소정의 직류전압으로 전파정류하는 브리지정류기(13)와, 상기 브리지정류기(13)의 출력단에 접속된 역류방지용 다이오드(D1)와, 상기 브리지정류기(13)에 의해 전파정류된 직류전압에 포함된 리플성분(저주파성분) 및 노이즈성분(고주파성분)을 필터링하는 콘덴서(C1)(C2)와, 상기 콘덴서(C1)(C2)에 의해 필터링된 직류전압을 받아서 일정레벨의 정전압(5V)을 출력하는 정전압소자(15)와, 상기 정전압소자(15)로부터 출력되는 정전압신호에 포함된 노이즈성분을 필터링하도록 상기 정전압소자(15)의 출력단에 일측이 병렬접속되고 타측이 접지된 콘덴서(C3)로 구성되어 있다.

상기 제로크로싱감지수단(20)은 상기 전원수단(10)의 브리지정류기(13)에 의해 전파정류된 직류전압을 분압하는 분압저항(R1)(R2)과, 상기 브리지정류기(13)에 의해 전파정류된 직류전압에 포함된 노이즈성분을 필터링하는 콘덴서(C4)와, 상기 분압저항(R1)(R2)에 의해 분압된 전압신호를 인가받아 턴온/턴오프동작하는 트랜지스터(TR1)와, 상기 트랜지스터(TR1)의 턴온동작시 교류전압의 제로크로싱에 동기하는 하이레벨의 전압신호를 상기 제어수단(30)에 입력하는 저항(R3)(R4)과, 상기 제어수단(30)에 입력되는 전압신호에 포함된 노이즈성분을 필터링하는 콘덴서(C5)로 구성되어 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 전력선 통신시스템의 제로크로싱 감지장치의 작용효과를 설명한다.

먼저, 전원입력단(1)으로부터 도 2의 (a)에 도시한 파형의 교류전압이 전원수단(10)의 감압트랜스(11) 1차측에 인가되면, 감압트랜스(11)에서는 1차측에 인가된 교류전압을 소정의 교류전압으로 감압하여 2차측으로 유기시킨다.

상기 감압트랜스(11)에 의해 감압된 교류전압은 브리지정류기(13)를 통해 도 2의 (b)에 도시한 파형의 소정의 직류전압으로 전파정류되고, 브리지정류기(13)에 의해 전파정류된 직류전압에 포함된 리플성분 및 노이즈성분은 콘덴서(C1)(C2)를 통해 필터링된다.

상기 콘덴서(C1)(C2)에 의해 필터링된 직류전압은 정전압소자(15)를 통해 일정레벨의 정전압(5V)으로 변환되어 제어수단(30)의 전원단자(VCC)에 입력되고, 상기 제어수단(30)에서는 전력선 통신시스템을 초기화시킨다.

이때, 상기 브리지정류기(13)에 의해 전파정류된 도 2의 (b)에 도시한 파형의 직류전압은 분압저항(R1)(R2)을 통해 트랜지스터(TR1)의 베이스단자에 인가되어 트랜지스터(TR1)가 턴온 또는 턴오프동작한다.

상기 트랜지스터(TR1)가 턴온 또는 턴오프동작함에 따라 트랜지스터(TR1)의 컬렉터단으로부터 로우 또는 하이레벨의 전압신호가 제어수단(30)의 인터럽트단자(INT)에 입력되는데, 상기 제어수단(30)의 인터럽트단자(INT)에는 교류전압의 제로크로싱 시점에 동기하는 도 2의 (c)에 도시한 파형의 제로크로싱 펄스가 입력된다.

따라서, 상기 제어수단(30)에서는 인터럽트신호로 인가되는 제로크로싱 펄스의 상승 에지와 하강 에지의 펄스평균시간(DATA1)을 측정하고, 하강 에지에서 다음하강 에지까지의 하강주기시간(DATA2)을 측정한다음, 하강주기시간(DATA2)에서 펄스평균시간(DATA1)을 뺀 제로크로싱 동기시간(△DATA=DATA2-DATA1)을 산출한다.

다음에, 상기 제어수단(30)에서는 제로크로싱 펄스의 하강 에지시점으로부터 상기에서 산출된 제로크로싱 동기시간(△DATA) 후에 출력단자(PORT)를 통해 도 2의 (d)에 도시한 파형의 제로크로싱신호를 토클시켜 제로크로싱 위치가 지연됨이 없이 제로크로싱 위치에서 정확하게 안정된 구형파신호(60Hz)를 전력선제어소자(40)에 출력한다.

따라서, 상기 전력선제어소자(40)에서는 제어수단(30)으로부터 출력되는 안정된 구형파신호(60Hz)에 따라 전력선 통신을 제어하여 전력선 통신신호의 전송신뢰성을 향상시킨다.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 전력선 통신시스템의 제로크로싱 감지장치에 의하면, 제로크로싱 펄스의 상승 에지와 하강 에지의 펄스평균시간과, 하강 에지에서 다음 하강 에지까지의 하강주기시간을 측정한다음, 하강주기시간에서 펄스평균시간을 뺀 제로크로싱 동기시간을 산출하여 하강 에지시점에서 제로크로싱 동기시간 후에 신호를 토글시켜 제로크로싱 위치를 정확하게 감지하므로 전력선 통신신호의 전송신뢰성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

Claims

교류전압이 영전위 근처인 제로크로싱을 감지하는 제로크로싱감지수단과, 상기 제로크로싱감지수단에 의해 감지된 제로크로싱 시점에 동기하여 전력선 통신을 제어하는 전력선제어소자를 구비한 전력선 통신시스템의 제로크로싱 감지장치에 있어서,

상기 제로크로싱감지수단으로부터 출력되는 제로크로싱 펄스의 중간점을 계산하여 제로크로싱 위치를 감지하는 제어수단을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 전력선 통신시스템의 제로크로싱 감지장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어수단은 제로크로싱 펄스의 상승 에지와 하강 에지의 펄스평균시간(DATA1)을 측정하고, 하강 에지에서 다음 하강 에지까지의 하강주기시간(DATA2)을 측정한다음, 하강주기시간(DATA2)에서 펄스평균시간(DATA1)을 뺀 제로크로싱 동기시간(△DATA=DATA2-DATA1)을 산출하여 제로크로싱 펄스의 중간점을 계산하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신시스템의 제로크로싱 감지장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제어수단은 제로크로싱 펄스의 하강 에지시점에서 제로크로싱 동기시간(△DATA) 후에 신호를 토클시켜 구형파 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신시스템의 제로크로싱 감지장치.