WO2016003090A1 - H-bridge 회로를 이용한 직류 전력선 통신 제어장치 - Google Patents

H-bridge 회로를 이용한 직류 전력선 통신 제어장치 Download PDF

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    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Definitions

  • the present invention relates to a method for transmitting data or control information transmission through a single line simultaneously with power transmission of a DC power source.
  • each LED connected to the lighting line transmits power and control information of DC to the same line by using the existing lighting line as it is.
  • Control information to adjust the brightness or color of the lamp can be transmitted and can be utilized as a method of controlling the LEDs according to the reception control information in multiple receiving side LED lamps connected in parallel.
  • each load in the vehicle uses DC power, and it is also useful when it is possible to transmit power and control information to each of the loads. It is about power line communication that transmits direct current that mutual communication or multi-party communication can be implemented in one line while supplying sufficient DC power to drive a motor from a sensor or driving device installed at other remote locations.
  • PLC power line communication
  • a signal to be transmitted to a high frequency RF signal or a short width impulse signal is generally applied to the power line by various methods, and only a signal of the corresponding frequency transmitted through the power line is separated on the receiving side. It uses filter technology or tuning circuit and demodulation technology to restore the signal.
  • various developed digital communication technologies are used to cope with disturbance, minimize error occurrence, and recover technologies when an error occurs.
  • power line communication which will be described below, is not a concept of carrying information and transmitting information in a high frequency region known to those skilled in the art, but is intended to be used in a broader concept than a commonly used vocabulary as a meaning of communication of power and information using a power line.
  • Patent 10-1222170 “Dimming device and lighting system comprising the same”
  • each LED lighting device installed on the ceiling or each power supply device for the lighting lamp is equipped with a large capacity electrolytic capacitor part that is the main cause of shortening the life, so maintenance is difficult in a short life. Due to the use of a transformer or inductor to convert to a low voltage, there is an inconvenience in construction and management due to the large volume.
  • Patent No. 10-1043218 “RS 485 communication device using two-wire power line”
  • the voltage level of the two-wire power line varies according to the transmission and reception data at high and low levels, and is transmitted as transmission and reception information.
  • the amount of power transfer makes it difficult to maintain the low impedance of an ideal constant voltage source, making it unsuitable for transferring large amounts of power to drive large loads.
  • the level of the signal is relatively low, so the noise margin is reduced and stable communication is more difficult than the differential signal communication adopted by the present invention.
  • the power supply voltage fluctuates due to signal transmission, so a large capacity capacitor is needed.
  • a large capacity capacitor is needed.
  • Power demand response technology which prevents blackout and keeps high power reserves low, usually reduces power generation fuel costs.
  • the risk level value is rated by grading the risk status at which the current power reserve ratio goes to 0%.
  • DC power can be supplied to consumers, and in the case of islands and remote areas, it is attempted to use a local transmission and distribution system with DC.
  • the present invention can be applied to a power demand response technology that regulates consumer load by using DC-based power supply and control and data transmission means.
  • Capacitors are not only the cost of the device itself, but also a major cause of failure, are directly related to the life and occupy the volume, and the construction of a large volume in a place where the ceiling or installation is not convenient is disadvantageous not only in terms of construction and maintenance, but also in aesthetics. Improvements related to capacitors are profitable because they cause problems.
  • the power authorities may send control signals to regulate the load on the consumer or transmit data that reflects the current supply and demand risk to regulate their own power demand at the consumer. It is an important factor.
  • Digital value "1", A, B in case of applying power (+) to line A and ground or (-) to line B on the line of two strands A and B connecting the transmitting and receiving side for power line communication Map the case where the opposite power is applied to "0" and connect the power to two power lines A and B according to the information to be transmitted, and change the power polarity with each other over time (hereafter, alternating polarity) Or change in polarity), and the power receiver recognizes what power is applied to the power lines of A and B and interprets it as information of digital values "0" and "1” and receives the received data or control command signal.
  • the polarity change may appear in various patterns over time. Therefore, you can map the digital value "0" to the state of one polarity and the digital value "1" to the state of the other polarity. May be mapped to change the polarity with time to transmit power, and the receiver may decode and communicate the digital values "0" and "1" as promised.
  • polarity conversion uses an MOSFET H-Bridge circuit to provide the best way to transfer large power with low impedance. This is similar to a typical differential signal communication method, but features MOSFET H-Bridge circuitry for low impedance power transfer.
  • a smooth DC power supply is made via the bridge diode through a power signal with a constant polarity conversion.
  • This power supply is used as a power source for the load on the receiving side and also used as a power source for the control stage on the receiving side.
  • the bridge circuit on the receiving side is not limited to the bridge diode, but an active bridge circuit including a MOSFET or an IGBT may be used.
  • a method of transmitting information by operating the provided differential driving circuit is adopted. It is possible. By changing the phase of DC power without going through the modulation and demodulation process for signal transmission, it is possible to minimize the circuit, improve communication reliability, and implement an economical communication method.
  • Power demand response requires a technology that transmits the information for load regulation or signals of load regulation to each customer by reflecting the degree of power supply and demand by referring to the current power reserve ratio.
  • the power supply risk level value which classifies the risk of power supply and demand, is put on the polarity variation pattern made by H-Bridge circuit as data and propagated to each customer, and each customer refers to the data. Demand can be adjusted
  • a power control transmission unit for replacing an existing circuit is positioned around a switch box embedded in an existing wall, and brightness control is possible at a position of each lamp located on a ceiling and the reception of the DC power line communication control device of the present invention. Installation is easy because LED lamps with built-in circuits can be installed.
  • LED lighting which is mainly applied load
  • it can transmit DC polarity conversion power to LED module and transmit control information at the same time by using two power lines outputted from the switch stage, and unique ID of each LED module or LED power supply.
  • control the specific LED lighting by transmitting ID to control information, and also control the group by interpreting MSB bit values of ID as group value, and assign specific ID to a predetermined series of load groups.
  • the load can be controlled in various cases, such as selectively controlling or giving the ID for broadcasting or setting the command for broadcasting to uniformly control the overall load. This is not limited to LED lamps. It can be applied to various loads.
  • the present invention Compared to a power line modem (PLC) or an RF control module (such as ZigBee or ISM Band RF communication) or a wired communication method that performs power line communication using a high frequency band, which is a conventionally known technology, the present invention provides a component. Simple and economical. In addition, it is possible to reliably communicate against disturbance noise and does not generate much unnecessary RF propagation.
  • PLC power line modem
  • RF control module such as ZigBee or ISM Band RF communication
  • wired communication method that performs power line communication using a high frequency band
  • each LED lighting or all LED lighting control stages use DC power, so the process of converting AC to DC anyway causes major failures that shorten the life of each terminal load. It is essential to install a phosphorus electrolytic capacitor. In the case of lighting, it is installed on the ceiling which is not easy to install and manage. Therefore, if the maintenance is frequent due to the problem of electrolytic capacitor which is frequently broken, the maintenance itself requires a great cost and time for the maintenance itself. In addition, the transformer and various protection circuits installed with the electrolytic capacitor require a relatively large volume, which is a limiting factor in the aesthetic design of the ceiling and the like.
  • the present invention requires a large capacity electrolytic capacitor, transformer, and protection circuit for direct current of the AC power since it uses DC power line communication, but lighting devices are not individually installed because they are not individually installed in ceilings that are difficult to install. Can be performed aesthetically and the aesthetic design and the frequency of replacing the lamp directly on the ceiling or the lamp power supply is very low due to the problem of electrolytic capacitors, there is an economic benefit to maintenance.
  • Capacitors for direct currentization are equipped with modularized capacitors in easy-to-manage places and installed to direct current there. There is a benefit of form of management.
  • the capacitors in such a condenser box can be manufactured in a form that can be easily replaced in the form of a module, and it is more convenient to manage by adding a function of indicating a module to be replaced by an LED light or other display means.
  • the present invention enables partial two-way communication and collects sensing information by connecting a sensor that needs to put information on one power line like a power driving circuit. This is an effect that can not be implemented by the prior art document patent 10-1222170 "illumination device and lighting system including the same" of the prior art of the AC system.
  • the cited invention uses a two-wire power line to transmit a signal by applying a voltage in the form of a drop in voltage to a single wire.
  • the disadvantage is that it is difficult to maintain the low impedance of an ideal constant voltage source in order to easily generate pulses. Therefore, the amount of power that can be transmitted is very limited, so that it is used to transmit a large amount of power capable of driving a large load. Is inappropriate.
  • the waveform and level of noise generated when the load using the received power in which the pulse signal is mixed through PWM control are similar to the communication pulse and thus affect the noise.
  • the present invention distinguishes two wires into a positive and negative power supply, respectively, and uses a H-bridge circuit that employs a MOSFET having a very low On resistance, and differentially sends a signal to power so that the present invention can be used.
  • the problem of lack of transmittable power of is solved.
  • the S / N ratio (signal-to-noise ratio) is very excellent because the signal width is very large.
  • the propagation of collective demand regulation to each consumer is the core of the power demand response technology.
  • the AC environment there is an idea of putting it on the fundamental frequency waveform of AC, and classical power line communication or Ethernet device or wired communication method is considered. If the DC transmission and distribution environment can be sent as a high-frequency signal to the DC power, if the control or data for the power demand response to the mapping of the polarity of the DC voltage to send and decode and use it, the strength against the cost or noise is excellent.
  • the shape of the differential power output waveforms A and B and the H-Bridge driving circuit where the TX signal to be transmitted is changed through the H-Bridge circuit.
  • Multiple loads are connected in parallel at the output of DC power supply or battery output, which is a DC power supply, and are composed of Transistor, MOSFET or IGBT at the output of battery or DC power supply.
  • It is provided by connecting H-Bridge driving circuit that can alternate polarity.
  • the change in the relative value of the magnitude of the voltage of the two-stranded power line is called “polar change” or "polar change”.
  • the H-Bridge circuit changes polarity in accordance with the information of data or control commands to be transmitted as a microcomputer or external signal, or polarity over time as mapped to digital values of "0" and "1" as previously promised. It outputs the power with the change pattern of, and in this case, it drives the cross over distortion to the minimum.
  • Each load receiving side may require a level shift function such as a resistor voltage divider circuit for converting a power supply voltage into an appropriate level of signal voltage in order to extract communication data or a control command signal applied to a power line in front of a bridge diode.
  • a level shift function such as a resistor voltage divider circuit for converting a power supply voltage into an appropriate level of signal voltage in order to extract communication data or a control command signal applied to a power line in front of a bridge diode.
  • the gate element such as Exclusive OR is required. It is convenient to add a function to invert the transmitted serial signal using. In order to distinguish whether the signal is inverted, the RC integrator circuit which accumulates and outputs the information of most of the time (default state) without the usual signal is effective, and it is more convenient to input it to the dedicated logic circuit or the port of the microcontroller and execute the program. It is possible to easily accumulate and change the basic phase information when there is no signal to determine whether the connection.
  • the maximum value is small when the load spreading function that transmits the polarity change information that is periodically repeated and shares the reference time of the transmitting side to each other, and alternately uses the limited resource power in the order corresponding to the IDs. It is possible to supply a large number of demand-side power demands from the transmitter-side power, to reduce the noise generated by power transmission of excess demand, and to reduce filter components such as capacitors and inductors for smoothing purposes.
  • the power transmission side transmits a synchronization signal for matching the reference time of the receiving side at regular intervals, and the receiving side distributes the entire power by driving the PWM at a predetermined time with reference to the reference time, control information and ID. Even in the case of having multiple PWM driving loads inside one receiver, it is possible to minimize the total noise generated by reducing the maximum power consumption in a short time by distributing the PWM driving time to each other in the same manner.
  • the content of the information to be transmitted can be determined in advance to have a specific meaning through the protocol, and various information processing methods are possible through this. It is possible to control all or send data to all by using ID or Command corresponding to Broadcasting that can control all connected power control devices at the same time. May be transmitted or data may be transmitted for each group control or group based on the group ID for further classification.
  • the transmitting side that sends the control signal of the power load can be a simple whole on / off switch to a dimmer adjustment input device, and the contents of the control can be sent from a remote control server, or a power line modem or other power line for power demand management or demand response.
  • CAN can be transmitted as a wired signal capable of high-capacity transmission such as information or LAN communication.
  • ISM Band RF communication signals such as Wi-Fi, Bluetooth, and ZigBee, and it can receive control information of various formats such as wireless using the existing TV frequency idle band and retransmit it to the load.
  • a short-term information storage space is required to prevent data loss caused by the problem of receiving a lot of data for a short time and transmitting it through a relatively late time power line. You need to convert the code.
  • priority can be given to the forced control signal by a self-switch or a rotation input means such as a volume or wheel switch.
  • the current control status information can be uploaded through the information path, and additional information such as power consumption information, power factor information, or fault diagnosis information due to the capacity and control value of each power control load can also be used. Can be put on the master side.
  • server function with input means such as control switch, wheel switch, touch panel, and user interface means that can display status through LED, OLED, LCD display, etc.
  • input means such as control switch, wheel switch, touch panel, and user interface means that can display status through LED, OLED, LCD display, etc.
  • Each receiver control unit described above should be able to enter or change a unique ID and store it.
  • the group ID should be able to be assigned, so there may be input means such as switches.
  • an apparatus for inputting ID which communicates by wire or wireless, can be connected by a connector.
  • a Bluetooth connector on the outside and attach a Bluetooth module so that the ID value of the related equipment can be read or changed wirelessly by the app program of a smartphone that can communicate with Bluetooth.
  • the receiving side converts the power to a fixed DC voltage through the Bridge Diode circuit like the LED lamp or power supply, but since the transmitted power is DC power, the function of smoothing it with an electrolytic capacitor is unnecessary. Only capacitors such as multilayer ceramics (MLCC) need to be mounted.
  • MLCC multilayer ceramics
  • two-way communication is essential in order to raise state information such as normal operation.
  • a process is required to simultaneously perform power transmission and two-way communication as in the present invention.
  • the power transmitter uses H-Bridge circuit, but on the power receiver, it uses low differential power and general differential output circuit that can control output. In this case, keep the line high impedance on the power transmitter or other power receiver.
  • the power receiving side since the power receiving side does not receive power from the power transmitting side at the time of transmitting the signal, a small capacity capacitor or battery is placed to store the power for the power receiving side.
  • a circuit that uses a capacitor to charge power it is necessary to temporarily disconnect the line and the capacitor when transmitting a signal from the power receiver. need.
  • the power transmission side if you refer to the voltage comparison output of two lines by using a comparator, you can know the information sent from the power receiving side. In this way, you can perform two-way communication.
  • the power transmission side is often used in connection with the output of the DC power supply, which is convenient when it is integrated with the DC power supply, and is preferably in the form of a module or an adapter connected to the rear end of the DC power supply. Do.
  • the power receiver since the power receiver is located between the line and the load device, the power receiver may be a module, a socket, an adapter, or an integrated load. Especially in the case of power receiving side, it is possible to realize economical, high reliability and small volume by combining ICable parts such as PWM driving circuit into a single integrated circuit.
  • Ultra high voltage DC transmission and distribution (HVDC) technology is currently being studied, and in the case of islands and remote islands, small grid networks are being developed and microgrid technology is being studied. This is called a DC transmission and distribution environment. It is possible to extend the range from using the above technology as a means for load control in the consumer and to use it as an electric network unit.
  • the power authority that manages the utility company, the power exchange, or the local power system network grades the estimated risk of blackout due to the power supply mismatch by referring to the current power reserve ratio, and converts the data into a DC power distribution line.
  • the customer loads are mapped in the polarity and propagated to each customer, and each customer decodes it, and then adjusts the customer load in a pre-promised manner, such as blocking the less important load or adjusting the control target targeted by the load according to the risk level. By adjusting the power demand response.
  • direct load shedding and control commands can be mapped to DC power polarization to be delivered to each customer, or a demand response system can be configured to manage the customer's load as promised in response to the command. have.
  • the identification ID of the data or control command is intended for the whole.
  • ESS Electronicgy Storage System
  • photovoltaic power generation and wind power generation which are the core elements of smart grid, are all based on DC-based consumer power system.
  • the alternating current can be converted to direct current and stored in the battery ESS.
  • the solar power output is direct current power and the wind power is not homogeneous.
  • DC direct current
  • HVDC high voltage direct current
  • Smart grid technology, demand response technology, building energy management system (BEMS) technology, ESS application technology, photovoltaic power generation technology, wind power generation technology, and consumer biomethane power generation technology are directly related to direct current power.
  • BEMS building energy management system
  • ESS application technology photovoltaic power generation technology
  • wind power generation technology and consumer biomethane power generation technology
  • DMX 512 DMX standard of PLASA Professional Lighting And Sound Association
  • PLASA Professional Lighting And Sound Association
  • Smart grids, demand response, and BEMS which are key topics in the energy sector, can be utilized in the development of smart grids or demand management energy industries by providing an easy means of managing demand-side loads.
  • Various demand-side load management systems will proliferate in the future, but there is no efficient means for managing end loads.
  • Providing the means as the present invention helps to generate economic benefits resulting from global environmental, social and energy savings.

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Abstract

H-Bridge 회로를 적용하여 전송할 제어 정보나 데이터에 따라 복수개 전선에 걸리는 전압의 극성을 반전시키고 수신 측에서는 그 극성의 변화로서 전송된 정보나 데이터를 찾아내고 전송된 전력은 Bridge Diode 회로를 통하여 직류 전원으로 복원하여 부하에 공급할 전원으로 사용한다. 역상으로 연결된 경우 신호가 없는 일반 상황의 검출에 따라 신호를 자동 반전하는 회로를 가진다. 각각의 부하에는 고유 ID 입력 및 저장수단이 있으며 전송되는 정보에 고유 ID를 지정하여 또는 그룹으로 ID를 지정하여 부하를 제어할 수 있는 전력선 통신방법이다. 수신 측에서 전력선을 차동 구동하는 수단을 두어 송신 측에서 전력을 전송하지 않는 특정시간에 송신 측으로 정보를 전달하는 방법으로 제한적이지만 쌍방향 통신도 가능하다. 아울러 수신 측에서 PWM 구동에 따른 발생 노이즈를 최소화 하도록 PWM 작동 시간을 스프레드 시키는 방법을 구현 하였다. 직류송배전 환경이라면 전력 수요반응을 위한 데이타 또는 명령 신호를 전압의 극성에 맵핑하여 각 수용가로 전송하여 전력 수요반응 기술에 적용할 수도 있다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 19.06.2015]　H-BRIDGE 회로를 이용한 직류 전력선 통신 제어장치
본 발명은 직류 전원의 전력 전송과 동시에 Data 또는 제어 정보 전송을 하나의 선로를 통하여 전송하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예 중 하나인 LED 조명 분야의 경우 최종 전력 사용 형태가 직류 전력이므로 기존의 가설되어 있는 조명용 선로를 그대로 이용하여 직류의 전력과 제어 정보를 동일한 선로로 전송하며 조명 선로에 연결된 각 LED 조명등의 밝기 또는 색상을 조정하는 제어 정보를 전송할 수 있고 병렬로 연결된 여러 수신 측 LED 조명등에서 수신 제어 정보에 따라 각각 LED를 제어할 수 있는 방법으로 활용할 수 있다.
차량과 같이 Battery를 기본적으로 사용하는 경우 차량 내 각 부하들은 직류 전원을 사용하며 이들 각각의 부하에 전원과 제어 정보를 전송 할 수 있을 경우도 유용하다. 기타 원거리에 설치된 센서 또는 구동 장치에서 모터 등을 구동할 수 있는 충분한 직류 전력을 공급하면서 같은 선로로 상호 통신 또는 다자간 통신이 하나의 선로로 구현 가능한 직류를 전송하는 전력선 통신에 관한 내용이다.
현재는 전력계통망에서 교류 전력을 각 수용가로 전송하는 것이 보편적이나 최근 초고압직류(HVDC) 송배전에 관한 연구가 진행되고 있다. 전력의 수요 반응 기술 등에서 현재의 전력예비율이 낮아져서 블랙아웃의 위험이 감지되는 경우 각 수용가로 부하의 수요 조절을 위한 명령이나 데이터를 전송할 필요가 있다. 직류 전류가 수용가로 전달되는 경우라면 수용가의 부하 조절 명령이나 현재의 전력수급의 불일치에 관한 위험 등급 데이타 값을 각 수용가로 가는 전력선에 실어 직류 전력과 함께 일괄 전송할 수도 있다.
전력 배선을 통하여 전력과 정보를 주고 받는 PLC (전력선 통신)기술이 상용화 되어 있으며 참조하여 비교한 종래 기술은 다음과 같다.
공지된 전력선 통신 기술
널리 알려진 공지의 기술인 전력선 통신의 경우 일반적으로 전력선에 높은 주파수의 RF 신호 또는 짧은 폭의 Impulse 신호에 전송하고자 하는 신호를 다양한 방법으로 변조하여 인가하며 수신 측에서는 전력선을 통하여 전달된 해당 주파수의 신호만을 분리하는 필터기술 또는 동조회로 등과 신호를 복원하는 복조기술 등이 활용이 되며 최근 발전된 다양한 Digital통신기술이 접목되어 외란에 대응하고 Error 발생을 최소화 하고 또한 Error 발생 시 이를 복구하는 기술들을 접목하고 있다.
그러나 여러 접목된 기술이 상대적으로 복잡하여 비용이 크게 발생하며 미약한 신호를 사용하기 때문에 외부의 노이즈에 취약하며 이들 신호가 전력선을 통하여 원하지 않는 부분까지 전달이 되는 것을 차단하기 위한 Blocking Filter 등을 입인단에 장착해야 하는 불편 등이 따른다.
범용적으로 사용하는 일반 Microcontroller에 의한 경제적인 통신이 힘들며 통신을 위한 전용의 Modem Chip이 별도로 장착이 되어야 하는 비용의 문제가 주요한 단점이다. 전력선과 통신선로를 따로 분리 설치하는 경우 보다 오히려 경제적 부담이 크다면 실용 기술로 가치가 낮으므로 작고 싼 부품으로 구현 가능한 대안적인 전력선 통신 방법이 필요하다.
이하에서 언급되는 전력선통신이란 용어는 통상의 기술자가 아는 고주파수 영역에 정보를 실어 전송하는 개념이 아니라 전력선을 이용하여 전력과 정보를 함께 전송하는 통신이란 의미로서 통용되는 어휘 보다 넓은 개념으로 사용하겠다.
특허 제 10-1222170 “조광 장치 및 이를 포함하는 조명 시스템”
이는 고전적인 Triac 위상제어방식을 동원하여 Turn On 하는 Trigger 시점의 위상 정보의 형태로 교류 전기의 기초주파수 파형에 반영하여 각 조명 부하에 정보를 전달하는 방식으로 기존 설치된 전력선을 그대로 이용하여 정보전송이 가능하다. LED 조명등에 개별 ID를 부가하여 각각 LED 조명등을 독립적으로 제어할 수 있는 특허이나 다음과 같은 단점도 있다.
AC전원을 사용하기 때문에 Zero Crossing 주변 시점 또는 위상제어신호가 발생하는 시점에 따라 전력전송이 실제 이루어지지 않는 구간의 시간이 크다. 기초 주파수의 파형이 주파수가 낮은 이유로 큰 용량의 전해콘덴서를 적용하여 전원을 평활하게 하는 과정을 거치지 않을 경우 LED 조명의 플리커가 심하게 발생한다. 플리커를 줄이기 위하여 전해콘덴서의 적용에 따라 각 LED 조명장치나 조명 전원장치의 부피가 커진다. 전기 제품의 고장의 주요 원인으로 파악되는 장시간 사용시 전해콘덴서 내부의 전해액 소실에 따른 열화로 수명을 단축시키는 문제는 피할 수 없다.
특히 천정에 설치가 되는 각각의 LED 조명등이나 조명등을 위한 각각의 전원 장치마다 수명 단축에 주요 원인인 큰 용량의 전해콘덴서 부품이 장착되는 관계로 짧은 수명에 유지 보수가 어려우며 교류 전원을 실제 LED 소자가 사용하는 낮은 전압으로 변환하기 위한 Transformer나 Inductor를 사용하는 관계로 부피가 많이 커져서 시공과 관리에 있어 불편한 점이 있다.
특허 제 10-1043218 “2선 전력선을 이용한 RS 485 통신장치”
송 수신 Data에 맞추어 2선 전력선의 전압 Level을 고저로 달리하고 이를 송 수신 정보로 전송하는 내용이다. 전력 전송 량을 보면 이상적인 정전압원이 가지는 낮은 임피던스를 유지하기 어려워 대용량 부하를 구동할 수 있는 큰 전력을 전송하는 용도로는 부적합하다.
더 큰 전력을 전송 하기 위해 낮은 임피던스를 유지하고자 할 경우에는 신호의 Level은 상대적으로 낮아지므로 노이즈 마진이 줄게 되고 본 발명이 채용하고 있는 차동 신호 통신 (Differential Signal Communication )보다 안정된 통신이 어렵다.
신호의 전송에 따른 전원 전압 변동이 심하여 큰 용량의 콘덴서가 필요하고 선로 가설 시 극성을 다르게 연결 할 경우 동작하지 않으므로 주의를 요한다. 직류 전력전송의 경우에는 +, - 극을 구분하는 것이 꼭 필요하여 설치 시 주의가 필요한 단점이 있으며 통신 정보의 경우에도 역상이 되어 상호 인식하지 못하는 상황이 발생 할 수 있는 현실적인 문제점이 있다.
블랙아웃을 예방하고 높게 유지되는 전력예비율을 낮게 유지하여 평상 시 발전연료비의 절감을 꾀하는 전력 수요반응 기술이 관심을 받고 있다. 대한민국 공개특허 "전력수급재난방지시스템" 출원번호 제 10-2012-0100238 공개번호 "제 10-2013-0030725"와 같은 경우 현재 전력예비율이 0%로 가는 위험 상태를 등급화 하여 그 위험등급 값을 전기의 기초주파수 파형의 물리값 예컨대 전압, 주파수,위상의 변동 패턴에 실어 각 수용가로 보내고 각 수용가는 이를 복호하여 부하를 조절하거나 부하가 제어하는 제어목표치를 조정하는 기술을 참조할 수 있다.
향 후 초고압직류송배전의 기술이 상용화 되면 수용가에 직류 전력이 공급될 수 있고 섬이나 오지의 경우 국지적인 송배전 시스템을 직류로 하는 것이 시도되고 있다. 이 경우 본 특허가 가지고 있는 직류 기반의 전력 공급과 제어 및 데이터 전송 수단을 이용하여 수용가 부하를 조절하는 전력 수요 반응 기술에 접목할 수 있다.
발명의 배경이 되는 기술들에 언급한 종래의 기술이 가지고 있는 문제점 또는 단점을 극복한 진일보한 전력선통신을 구현하는 것이다. 아울러 종래의 기술들에서 다수 개의 수신 부하를 동시에 하나의 전력선에 연결하고 각각의 수신 부하 측에서 부하 소자의 전력 제어를 PWM 방식으로 할 경우에 하나의 전력선에 연결되어 병렬 구성된 각 부하마다 각각 Turn On 시간이 중복이 될 경우에는 동시에 큰 전류가 흘러 전원 노이즈가 크게 발생하고 이로 대비하기 위해서 전원부의 필터나 평활을 위한 콘덴서의 용량이 늘어나는 문제를 해결하는 것은 필요하다.
콘덴서는 소자 자체의 비용뿐만 아니라 고장의 주요 원인이 되고 수명에 직접 연관이 되고 부피를 차지하여 천정이나 설치가 편리하지 않는 곳에 큰 부피를 대상을 시공하는 것은 시공과 관리의 불편뿐만 아니라 심미성에서도 불리한 문제를 야기기 때문에 콘덴서와 관련된 개선은 이익이 크다.
전력예비율이 낮아져서 블랙아웃의 위험이 있는 경우 전력 당국이 수용가의 부하를 조절하는 제어 신호를 보내거나 수용가에서 자체 전력 수요를 조절하기 위한 현재 수급 위험 정도를 반영한 데이터를 전송하는 것은 전력 수요 반응 기술의 중요한 요소가 된다.
현재는 교류 전력의 송배전이 일반적이나 향 후 직류송배전으로 시스템이 바뀌거나 또는 섬이나 오지에서 하나의 독립된 작은 전기계통망을 구성하는 마이크로그리드의 경우 각 수용가에 직류로 전력을 보내는 환경이 구축될 수 있고 이 경우 전력 수요 반응을 실행하기 위한 수요 조절 명령이나 또는 수용가의 전기기기,부하가 자체 부하 조절을 하기 위한 전력계통망의 전력수급 위험정도를 반영한 비교 참고값을 각 수용가로 일괄 전송하는 경제적인 방법을 구현한다.
전력선 통신을 위한 송 수신측을 연결하는 A, B 2가닥의 선로에서 선 A에 전력의 (+)를 인가하고 B선에 Ground 또는 (-)를 인가하는 경우 디지털 값 "1", A, B에 그 반대의 전력을 인가한 경우를 "0"으로 맵핑하고 송신하고자 하는 정보에 따라 2가닥의 전력선 A, B에 전력을 연결하고 시간의 흐름에 따라 전력 극성을 서로 바꾸는(이하 교번, 극성 변환 또는 극성의 변동이라 한다) 동작을 하고 전력 수신 측에서 A, B의 전력선에 인가되는 전력이 어떤 것인지를 파악하여 디지털 값 "0" 과 "1"의 정보로 해석하고 이를 수신 Data나 제어명령 신호로서 사용할 수 있다.
A, B에 인가되는 전압의 극성은 시간이 흐름에 따라 바꾸는 경우 시간의 흐름에 따른 다양한 패턴으로 극성 변환의 양상이 나타날 수 있다. 따라서 하나의 극성의 상태에 디지털 값 "0", 다른 극성의 상태에 디지털 값 "1"을 맵핑해도 되지만 서로 사전에 약속하여 이 중 극성 상태 변동의 특정한 패턴에 "0", 다른 패턴에 "1"을 맵핑하여 시간에 따라 극성을 변동시켜 전력을 전송하고 수신 측에서는 약속된 바에 따라 디지털 값 "0"과 "1"을 복호하여 통신을 할 수도 있다.
송신 측에서 극성 변환은 MOSFET H-Bridge 회로를 사용하여 낮은 임피던스의 큰 전력을 전송할 수 있는 최적의 방법을 동원하고. 이는 일반적인 차동 신호 통신 방식과 유사하지만 MOSFET H-Bridge 회로를 동원하여 낮은 임피던스의 전력 전송에 적용한 것이 특징적인 것이다.
수신 측에서는 극성 변환이 지속적으로 이루어지는 전력 신호를 Bridge Diode를 거쳐 평활한 직류 전원을 만든다. 이 전원은 수신 측의 부하에 전력원으로 사용되고 수신 측의 제어 단에 필요한 전원으로 사용되기도 한다. 수신 측의 Bridge회로는 Bridge Diode에 한정하지 않고 MOSFET 또는 IGBT가 포함된 능동 Bridge 회로를 사용해도 된다.
송 수신 측을 연결을 잘못하여 송신하고자 하는 바와 역 상태인 정보가 전달되는 경우 이를 신호에서 검출하여 자동으로 반전하는 회로를 구비한다.
이처럼 송신 정보를 차동 신호로 통신(Differential Signal Communication )할 경우 신호의 “1”과 “0”판별이 쉬우며 동상의 인입 외란에 (Common Mode Noise )내성이 강하여 먼 거리에도 안정된 통신을 할 수 있는 것이 특징이다.
쌍방향 통신을 가능토록 하기 위하여 송신 측과 다른 수신 측에서 높은 임피던스를 유지하도록 정해진 시간에 전력 수신 측에서도 송신을 원하는 경우 구비된 차동 구동 회로를 동작시켜 정보를 전송하는 방법을 채택하면 제한적인 쌍방향 통신이 가능하다. 이처럼 신호 전송을 위한 변조와 복조 과정을 거치지 않고 직류 전력의 상을 변경시키는 방법을 통해 회로를 최소화하고 통신 신뢰성을 높이며 경제적인 통신방법을 구현할 수 있다.
전력 수요 반응은 현재의 전력예비율을 참고하여 전력 수급의 위험 정도를 반영해 각 수용가에 부하 조절을 위한 정보나 부하 조절의 신호를 일괄 전송하는 기술이 필요하다. 직류송배전의 구축되어 있는 경우 전력 수급의 위험 정도를 등급화 한 '전력수급위험등급값'을 H-Bridge회로가 만든 극성 변동 패턴에 데이터로 실어 각 수용가로 전파하고 각 수용가는 그 데이터를 참조하여 수요를 조절할 수 있다.
기축 건물과 같이 건물 내부에 기존 전선이 포설 작업이 되어 있는 경우 기존의 전선 연결을 이용하여 쉽게 전선에 물려져 있는 각각의 전력 부하들을 제어하는 수단을 구비할 수 있다.
실내 조명의 예를 들면 기존 벽에 매립된 스위치 Box 주위에 기존 회로를 대치하는 전력 제어 송신부를 위치시키고 천정에 달려있는 각 조명등의 위치에 밝기 제어가 가능하고 본 발명의 직류 전력선 통신 제어 장치의 수신회로가 내장된 LED 등을 장착하면 되기 때문에 설치가 쉽다.
주로 적용될 부하인 LED 조명의 경우 스위치 단에서 출력되는 두 가닥의 전력선을 이용하여 DC 극성 변환 전력을 LED Module에 전달하고 동시에 제어 정보를 전송할 수 있으며 각각의 LED Module이나 LED 전원장치가 가지는 고유의 ID를 구분하고 ID를 제어 정보에 전송하여 특정 LED 조명등만을 제어할 수도 있고 ID의 MSB 비트 값들을 그룹 값으로 해석하여 그룹 제어도 가능하고 미리 정해진 일련의 부하 군에 별개의 ID를 부여하여 특정한 부하만을 선택적으로 제어할 수도 있고 또는 ID에 브로드캐스팅용 ID를 부여하거나 브로드캐스팅용 Command를 둘 경우 획일적으로 전체 부하를 제어할 수 있는 등 다양한 경우의 수로 부하 제어가 가능한 장점이 있으며 이는 LED 조명등에 한정되지 않고 다양한 부하에 적용 가능하다.
기존의 공지화된 기술인 고주파 대역을 이용하여 정보를 전송하는 전력선 통신을 수행하는 전력선모뎀(PLC) 또는 RF 제어모듈 (ZigBee 또는 ISM Band RF 통신 등) 또는 유선통신 방법에 비하여 본원 발명은 구성요소가 간단하여 경제적이다. 아울러 외란 노이즈에 대비 신뢰성 있는 통신이 가능하며 불필요한 RF 전파를 많이 발생시키지 않는 장점이 있다.
발명의 배경이 되는 선행 기술인 선행기술문헌 특허 제 10-1222170 “조광 장치 및 이를 포함하는 조명 시스템” 과 비교해 본다.
교류 전원을 전력선 통신의 수단으로 사용하는 경우 각 LED 조명이나 LED 조명 전 제어단은 결국 직류 전원을 사용하므로 어차피 교류를 직류로 변환하는 과정을 거치며 이를 위해 각 말단 부하마다 수명이 짧아지는 주요 고장 원인인 전해콘덴서를 장착하는 것이 필수적이다. 조명의 경우 설치와 관리가 용이하지 않는 천정 등에 장착이 되므로 고장이 잦은 전해 콘덴서의 문제로 인해 유지 보수가 빈번해지면 장착 위치의 불편에 따라 유지 보수 자체에 큰 비용과 시간을 요구한다. 아울러 전해콘덴서와 함께 장착되는 Transformer와 각종 보호 회로는 비교적 큰 용량의 부피를 요구하므로 사람의 주목을 받는 천정 등에 설치함에 있어 심미적인 디자인을 하는데 제약 요소가 된다.
본원 발명은 직류화된 전력선 통신을 사용하므로 교류 전원을 직류화 하기 위한 큰 용량의 전해 콘덴서와 Transformer 및 보호회로를 요구하기는 하지만 설치하기 어려운 천정 등에 개별적으로 일일이 설치되는 것이 아니므로 조명 장치는 부피가 많이 줄어들어 심미적인 디자인을 수행할 수 있고 전해 콘덴서의 문제로 인해 직접 천정에서 조명등을 교체하거나 조명 전원부를 교체할 빈도는 매우 낮아지므로 유지관리 보수에 경제적인 이익이 있다.
직류화를 위한 콘덴서들은 따로 관리하기 용이한 곳에 여러 개의 콘덴서들을 모듈화하여 장착하고 그곳에서 직류화하도록 설치하면 전해 콘덴서의 수명 문제로 일일이 천정의 설비를 다루지 않고 중앙집중식으로 관리하는 콘덴서 박스를 관리하는 형태의 관리의 이익이 있다. 아울러 그러한 콘덴서 박스 내의 콘덴서들은 모듈형태로 쉽게 교체할 수 있는 형태로 제작할 수 있고 콘덴서의 고장을 LED 등이나 기타 표시 수단을 통해 교체해야 할 모듈을 알려주는 기능 등을 부가하면 관리에 더욱 편리해진다.
본원 발명은 RS-485 통신과 유사하게 부분적으로 쌍방향 통신이 가능하며 하나의 전력선에 정보를 위로 올려줘야 하는 센서도 전력 구동회로와 같이 연결하여 센싱 정보를 수집할 수도 있다. 이는 교류 방식의 선행 기술인 선행기술문헌 특허 제 10-1222170 “조광 장치 및 이를 포함하는 조명 시스템” 으로는 구현이 불가능한 효과이다.
선행기술문헌 특허 제 10-1043218 “2선 전력선을 이용한 RS 485 통신장치”에 비해 뛰어난 효과를 살펴본다.
인용발명은 2선 전력선을 이용하되 하나의 전선에 전압 강하 상승의 펄스 형식의 전압을 걸어 신호를 전송하는 것이다. 이의 단점은 이미 언급한 바대로 펄스를 쉽게 발생시키기 위해서는 이상적인 정전압원이 가지는 낮은 임피던스를 유지하기 어렵고 따라서 전송할 수 있는 전력의 량이 매우 제한적이어서 대용량의 부하를 구동할 수 있는 큰 전력을 전송하는 용도로는 부적합한 것이다.
대용량의 부하를 구동하기 위한 큰 전력을 전송하기 위해서 임피던스를 낮출수록 신호 펄스의 파형이 낮아지고 결국 노이즈와 신호를 구분하기 어려워져 안정된 통신이 어렵다. 아울러 큰 전력 펄스 신호가 아니므로 펄스신호가 섞인 수신된 전력을 사용하는 부하를 PWM 제어를 통해 조절하는 경우 발생하는 노이즈의 파형과 Level이 통신용 펄스와 유사하여 노이즈로서 영향을 주게 된다.
이에 비해 본원 발명은 2선을 각각 (+)와 (-)전원으로 구별하고 On 저항이 극히 낮은 MOSFET등을 채용한 H-Bridge회로를 이용하여, 차동으로 전력에 신호를 실어 보내므로 인용발명에서의 전송 가능한 전력량의 부족이라는 문제점이 해결된다.
고전적인 전력선 통신방식이나 일정 직류 바이어스 전압에 구형파의 펄스에 데이터를 실어보내는 구형파직류전력선통신과 비교하면 신호의 폭이 매우 크므로 S/N ratio(신호대잡음비)가 매우 뛰어난 장점이 있다.
각 수용가로 일괄 수요 조절의 의사를 전파하는 것이 전력 수요반응 기술의 핵심이다. 교류 환경에서는 교류의 기초주파수 파형에 이를 실어 보내는 아이디어도 있고 고전적인 전력선 통신 또는 Ethernet 기나 유선의 통신 방식등이 고려되고 있다. 만약 직류송배전의 환경이라면 직류 전력에 고주파의 신호로서 실어 보낼 수도 있지만 직류 전압의 극성 변동에 전력 수요반응을 위한 제어 또는 데이터를 맵핑하여 보내고 이를 복호하여 사용한다면 비용이나 노이즈에 대한 강점이 탁월해진다.
[도1]
전력과 제어정보를 수신 측에 전달하고 수신 측에서 전력과 제어정보를 복원하는데 필요한 구성요소 블록도
[도2]
쌍방향 통신을 위한 전력 수신 측에서 전력 송신 측으로 정보를 전송하기 위하여 필요한 구성요소 블록도
[도3]
전송하는 TX 신호가 H-Bridge 회로를 통하여 바뀌게 되는 차동 전원출력 파형 A, B상의 모양과 H-Bridge 구동 회로
[도4]
일반 Bridge Diode와 임피던스가 낮아 자체 전력소모가 작고 동작을 제어할 수 있는 MOSFET를 적용한 Bridge 정류회로
[도5]
RGB 3종의 LED를 PWM 구동하고 역 결상에 따른 제어정보 신호의 자동반전회로가 H/W로 구성된 LED 부하를 가지는 수신 측 회로의 예
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직류 전력 공급원인 직류전원장치 출력이나 Battery 출력단에 여러 개의 부하가 전선에 병렬 연결이 되어 있고 Battery 또는 직류전원공급장치의 출력단에 Transistor 또는 MOSFET 또는 IGBT로 구성되고 직류 전원 출력의 (+), (-) 극성을 교번 할 수 있는 H-Bridge 구동회로를 연결하여 구비한다. 2 가닥 전력선의 전압의 크기의 상대 값이 서로 바뀌는 것을 "극성 변화" 또는 "극성 변동"이라고 한다. H-Bridge 회로는 마이컴이나 외부 신호로 전송하고자 하는 데이터 또는 제어 명령의 정보에 따라 극성을 변경하거나 또는 사전에 약속된 바에 따라 "0", "1"의 디지털 값에 맵핑된 대로 시간에 따른 극성의 변화 패턴을 만든 전력을 출력하는데 이 경우 Cross Over Distortion이 최소가 되도록 구동한다.
수신 측에서 극성 변환이 상시 이루어지는 송신 측 전력을 전달받아 직류 전원으로 사용하기 위하여 Bridge Diode를 사용하여 평활 직류화 한다. 높은 효율을 얻기 위하여 순방향 Bias 전압이 낮은 Bridge Diode를 사용하는 것이 바람직하며 충분한 전류 용량과 역내압을 가지는 부품의 적용하며 최근에는 일반 Bridge Diode보다 On 저항이 극히 낮고 전력효율이 좋은 MOSFET, IGBT 기반의 Bridge 정류기를 적용하는 것도 하나의 방법이다.
Bridge 정류회로 뒷 단에는 극성 변환에 따른 순간적인 전압의 Drop 현상이 발생하지만 짧은 시간으로 굳이 콘덴서를 사용하여 평활할 필요는 없으나 이 전원을 사용하는 회로들의 안정된 동작을 위하여 국소적으로 사용하는 것이 바람직하다.
각각의 부하 수신 측에서는 Bridge Diode 전단의 전력선에 인가된 통신 데이터 또는 제어 명령 신호를 추출하기 위해 전원 전압을 적절한 수준의 신호 전압으로 바꾸기 위한 저항 분압 회로 등의 Level Shift 기능이 필요할 수도 있다.
이들 병렬 연결되는 수신 측에서 전기선 A, B가 뒤바뀌어 설치가 될 경우 역상의 정보로 인식되므로 필요할 경우 디폴트 상태의 전기선의 전압 레벨을 이용하여 뒤바뀌어 연결됨을 인지한 경우에는 Exclusive OR 등의 Gate 소자를 이용하여 전달되는 직렬 신호를 반전시키는 기능을 추가하면 편리하다. 신호가 반전이 되었는지에 대한 구분을 하기 위하여 평소 신호가 없는 대부분 시간 (디폴트 상태)의 정보를 누적하여 출력하는 RC 적분회로 등이 유효하며 더 간편하게 전용 로직 회로나 Microcontroller 의 Port로 입력하고 Program의 수행에 의하여 신호가 없을 경우의 기본 상 정보를 쉽게 누적하여 뒤바뀌어 연결되어 있는지 판단할 수 있다.
필요할 경우 주기적으로 반복이 되는 극성 변환 정보를 전송하여 송신 측의 기준 시간을 각각의 부하들이 공유하여 한정된 자원인 전력을 각각 ID에 대응하는 순서대로 번갈아 사용하는 부하의 스프레드 기능을 사용할 경우 최대치가 작은 송신 측 전력으로도 다수의 수신 측 수요 전력을 공급 가능하며 초과 수요의 전력 전송에 따라 발생하는 노이즈 발생을 줄일 수 있으며 평활 용도의 콘덴서나 Inductor 등의 필터 부품을 줄일 수 있는 장점이 있다.
이 경우 각각의 PWM 구동을 하는 부하들끼리 서로 약속된 순서로 동작을 하는 것이 필요하며 서로 일치가 되는 기준 시간 정보를 가지고 있어야 한다. 따라서 전력 송신 측에서 일정 주기마다 수신 측들의 기준 시간을 일치시키기 위한 동기 신호를 전송하고 수신 측에서는 기준 시간과 제어정보 및 ID를 참조하여 정해진 시간에 PWM 구동을 하여 전체 전력을 분산시킨다. 하나의 수신 측 내부에서 다수의 PWM 구동 부하를 둔 경우에도 마찬가지의 방법으로 PWM 구동시간을 서로 분산시키도록 하여 짧은 순간 최대 소요 전력을 줄여 전체 발생 노이즈를 최소화 하는 것이 가능하다.
전송되는 정보의 내용은 특정한 의미를 가지도록 사전에 프로토콜로 정할 수 있으며 이를 통해 다양한 정보 처리 방법이 가능하게 된다. 연결된 모든 전력 제어 기기들을 동시에 제어를 할 수 있는 Broadcasting에 해당하는 ID나 Command를 사용하여 전체를 제어하거나 전체에 데이터를 전송할 수도 있고 각 제어 기기에 구분된 ID를 사용하여 개별 제어하거나 개별 기기에 데이터를 전송할 수도 있고 추가로 구분하기 위한 그룹ID에 의하여 군 제어 또는 그룹 별로 데이터를 전송할 수도 있다.
전력 부하의 제어 신호를 보내는 송신 측은 단순 전체 On/Off Switch 부터 Dimmer 조정 입력 장치 등도 될 수 있으며 제어의 내용은 원격의 제어 서버에서 보내줄 수도 있고 전력 수요관리 또는 수요 반응을 위해 전력선 모뎀 또는 기타 전력선을 통해 외부에서 전달된 정보 또는 RS-232 또는 RS-485, CAN 등의 유선신호로 전달이 되는 정보나 또는 LAN 통신 등의 대용량 전송이 가능한 유선신호로 전송이 될 수 있다. 아울러 Wi-Fi 또는 Bluetooth, ZigBee 등의 ISM Band RF 통신 신호로 전달을 받을 수도 있고 기존 TV 주파수 유휴 대역을 활용한 무선 등 다양한 Format 의 제어 정보를 수신한 뒤 이를 부하로 재전송할 수 있다.
이 경우 짧은 시간 많은 Data를 입력 받아 상대적으로 늦은 시간 전력선을 통하여 전송하는 문제로 발생하는 Data 소실을 방지하기 위한 단기 정보 저장 공간이 필요하며 전송할 전력제어 정보 Data의 형태가 많이 다른 경우 이를 원하는 형태로 변환하는 Code 변환부가 필요하다.
외부에서 인입되는 정보 신호에 따라 각각의 연결된 전력 부하를 제어하는데 자체 스위치 또는 Volume이나 휠 스위치 등의 회전 입력 수단에 의한 강제 제어 신호에 우선권을 주어 우선적으로 제어가 될 수 있으며 이 경우 외부의 인입되는 정보 경로를 통하여 반대로 현재 제어상태 정보를 올려 줄 수 있으며 각각의 전력제어 부하의 용량과 제어 값에 기인하는 전력소모 정보나 역율 정보 또는 고장진단 정보 등의 부가 정보도 전체를 제어하는 서버나 통신의 마스터 쪽에 올려줄 수 있다.
능동적인 기능을 하는 상부의 서버 장치가 없을 경우 전력제어 송신 단에 제어 스위치, 휠 스위치, 터치패널 등의 입력수단과 LED, OLED, LCD Display 등을 통한 상태 표시가 가능한 User Interface 수단을 둔 서버 기능을 겸할 수 있으며 앞에서 기술한 다양한 유무선 채널을 통해 온 습도 또는 조도, 또는 인감지 센서 기타 전기기기가 제어하는 값의 현재 값을 센싱한 것을 입력 받아 이를 참조하여 한정된 공간 내부에서 Negative Feedback 자동제어를 할 수 있는 구조 또한 가능하다.
앞에서 기술한 각 수신 측 제어부의 경우 고유의 ID를 입력 또는 변경할 수 있고 그것을 저장할 수 있어야 한다. 성격에 따라서는 그룹ID를 부여할 수 있어야 하므로 스위치 등의 입력수단이 있을 수 있다.
바람직하게는 수신 측 부하 단의 제어부의 경우 ID 입력수단에 의한 부품추가로 제품의 원가가 상승하는 것을 피하기 위하여 유선 또는 무선으로 통신하는 ID 입력하는 장치가 콘넥터로 연결할 수 있는 것이 효과적이며 예를 들면 외부에 Bluetooth 연결 Connector 가 있고 여기에 Bluetooth Module을 부착하여 Bluetooth 통신이 가능한 Smartphone 의 앱 프로그램에 의하여 관련장비의 ID 값을 무선으로 읽거나 바꿀 수 있도록 하는 것이 좋은 예이다.
LED 조명등이나 전원장치 같이 수신 측에서는 AC 방식과 마찬가지로 Bridge Diode 회로를 통하여 전원을 일정 값의 고정된 직류 전압으로 변환 하지만 전송된 전원이 직류전원이므로 전해콘덴서 등으로 평활하는 기능은 불필요하며 작은 크기의 소용량 적층세라믹 (MLCC) 등의 콘덴서만 장착하면 된다.
직류 전원을 만들기 위해 직류전원장치 또는 전원 배터리에 용량이 큰 전해 콘덴서를 복수 개를 모듈로서 장착하고 전해 콘덴서에 이상이 있는 경우 모듈로서 제거 교체가 용이 하도록 하고 직류 전원 장치를 관리하기 편리한 곳에 두거나 직류 전원 장치의 일부로 또는 분리하여 전해 콘덴서 박스로 관리하면 관리의 편리함이 있다. 이는 고장의 주요한 이유이기 때문이다. 해당 전해 컨덴서가 고장이 난 경우 그것을 검출할 수 있는 회로를 두고 LED, 기타 표시 수단에 그 사실이 표시되도록 하면 관리 상 이익이 있다.
주로 제어용으로 사용하는 경우에도 정상적인 동작을 하는지 등의 상태 정보를 올려 주기 위하여 쌍방향 통신이 필수적인데 본원 발명에서와 같이 전력 전송과 쌍방향 통신을 동시에 하기 위하여 과정이 필요하다.
한 통신 Line 에는 송신 측이 하나만 존재해야 하므로 RS-485 등의 통신 Protocol 과 같이 전력 송신 측 Master 와 각각 전력 수신 측 Slave 로 나누고 사전에 약속된 순서를 지켜서 공통으로 사용하는 선로에 신호를 출력 하여야 한다.
신호를 송출하기 위하여 전력 송신 측에서는 H-Bridge 회로를 사용하지만, 전력 수신 측에서는 낮은 전력으로 구동 가능하며 출력 제어가 가능한 일반 차동 출력회로를 사용하고 통신이 가능한 정해진 순서의 시간에만 차동 출력을 하도록 하며 이 경우 전력 송신 측이나 다른 전력 수신 측에서 선로를 높은 임피던스를 유지하도록 한다.
쌍방향 통신 시 전력 수신 측이 신호를 전송하는 시간에는 전력 송신 측으로부터 전력을 공급받지 못하므로 이때 전력 수신 측이 사용할 전력을 저장하기 위해서 작은 용량의 콘덴서 또는 전지를 둔다. 콘덴서를 두고 전력을 충전하여 사용하는 회로의 경우 전력 수신 측에서 신호를 송신할 때는 선로와 콘덴서 간은 일시적인 단절이 필요하므로 스위칭 수단을 두어 전력 수신 측에서 신호전송을 하는 시간에 연결을 끊어주는 것이 필요하다. 전력 송신 측에서는 Comparator 등을 이용하여 두 선로의 전압 비교출력을 참조하면 전력 수신 측에서 보내주는 정보를 알 수 있으며 이런 방식으로 부분적이나마 쌍방향 통신을 할 수 있다.
본원 발명의 구체적인 실시 형태로서 전력 송신 측은 주로 직류 전원장치의 출력에 연결하여 사용하는 경우가 많으므로 직류 전원장치와 일체형이 될 경우 편리하며 직류 전원 장치 뒷 단에 연결하는 모듈이나 어댑터 형태의 것도 바람직하다.
반면 전력 수신 측의 경우 선로와 부하 장치 사이에 위치하므로 사이에 연결하는 모듈이거나 소켓이거나 어댑터 형태이거나 또는 부하와 일체형일 수 있다. 특히 전력 수신측의 경우 PWM 구동회로 등 IC 화 가능한 부분을 묶어 하나의 직접회로로 만들 경우 경제적이며 높은 신뢰성과 작은 부피를 구현 가능하다.
현재 초고압직류송배전(HVDC) 기술이 연구되고 있고 섬이나 오지의 경우 독립적인 작은 전기계통망을 구성하고 이를 위한 마이크로그리드 기술도 연구되고 있다. 이를 직류송배전 환경이라 하겠다. 상기 기술을 수용가 내에서 부하 조절을 위한 수단으로 활용하는 것에서 더 범위를 넓혀 전기계통망 단위로 활용할 수 있다.
직류송배전환경에서 전력회사 또는 전력거래소 또는 국소 전력계통망을 관리하는 전력당국이 현재 전력예비율을 참조하여 전력 수급의 불일치에 따른 블랙아웃의 예상 위험을 등급화하여 데이터로 만들고 이 데이터를 직류송배전선의 극성의 변동에 맵핑하여 각 수용가로 전파하고 각 수용가에서는 이를 복호한 뒤 위험등급에 따라 중요도가 낮은 부하의 차단 또는 그 부하가 목표로 하는 제어 목표치의 조절하는 등 사전에 약속된 방식으로 수용가 부하를 조절하여 전력 수요 반응을 수행할 수 있다..
위험등급 값 뿐만 아니라 직접적인 부하 차단, 조절의 명령을 직류 전력의 극성 변환에 맵핑하여 각 수용가로 전달할 수도 있고 명령에 반응하여 사전에 약속된 바대로 수용가의 부하를 관리하는 수요반응 시스템을 구성할 수도 있다. 이 경우 데이타 또는 제어 명령의 식별 ID는 전체를 대상으로 하는 것이된다.
스마트그리드에 핵심 요소인 ESS(Energy Storage System), 태양광 발전, 풍력 발전은 모두 직류 기반의 수용가 전력체계에 기반을 두고 있다. 교류는 직류로 전환하여 축전지 ESS에 저장가능하고 태양광은 출력이 직류전원이며 풍력은 바람이 균질하지 않으므로 그 전력을 직류화하여 저장하여 사용해야만 한다. 제 2의 테슬라 에디슨 논쟁이라고 불릴 만큼 직류 송배전에 대한 새로운 이해가 도래하고 있고 HVDC (High Voltage Direct Current), 가정용 직류전기 배선과 직류 전기기기의 보급에 대한 아이디어가 제공되고 확산되는 시점에서 기존 교류용 전선을 그대로 활용하면서 직류 배선의 이익을 가지는 조명 시스템의 기술의 보급은 큰 의미가 있음.
향후 ESS 보급이 확산되고 수용가 측의 태양광이나 풍력 발전이 확산되면 이를 직류로 저장하고 활용할 때 기존 교류 전력선을 그대로 이용하며 직류 전력을 활용하여 조명을 구동 제어 하는 시스템 환경은 필수로 도래할 것으로 본다. 수용가의 전력 부하는 조명용과 전기기기용으로 나뉘는 데 현재 연구되는 수용가 직류 배전 시스템은 전기기기용을 포함을 경우 직류 전기기기의 확산은 표준화의 문제로 시간이 소요되므로 우선 분리된 조명용 배선에만 우선적으로 적용할 수 있는 수단으로서 본 기술이 기여할 수 있다.
스마트그리드 기술, 수요반응 기술, 건물에너지관리시스템 (BEMS) 기술, ESS 응용기술, 태양광발전 기술, 풍력 발전기술, 수용가 바이오 메탄 발전 기술들은 직류 전력과 직접적 관련이 있고 본 발명은 직류 전력의 활용이라는 측면에서 LED 조명의 직류 배전망 포섭에 탁월한 수단을 제공하므로 상기 기술들의 상용화 및 확산에 기초적 수단을 제공한다.
별도 조명 제어용 솔루션으로 DMX 512 등 무대, 방송용 조명 기술과 융합/대체 경관 조명, 실내조명 외에 무대나 방송용 조명은 별도의 엔터테인먼트 환경을 위한 미국의 PLASA(Professional Lighting And Sound Association)의 DMX 표준이 보급되어 있다. DALI와 마찬가지로 DMX를 접목하는 경우 경제성과 편리성을 도모 한다.
운송 수단의 전기 계통 기술로서 선박, 자동차, 항공기 등 운송시스템 내 직류전력 및 조명 Actuator 신호 배선기술로 이용가능하다. 대형 선박의 경우 교류 전력선을 통한 선내 배선이 보급되어 있다. 최근에는 직류 배선의 장점을 활용하기 위한 선박 직류배선이 연구되고 있다. 자동차의 경량화를 위해서도 직류전력선통신기술을 제어용도와 병행하는 기술을 적용할 경우 장점을 누릴 수 있다.
농축수산업용 시설 관리용 기술로서 산업용 Actuator, 농축수산업용 Actuator 및 농업용 조명 제어 기술로 활용 가능하다. 산업용 기계, 각종 모터, 밸브 등의 Actuator, 농업용 조명, 농업용 모터 및 밸브 (비료 또는 물과 같은 농업용 액상 원료 분출기)도 전력과 함께 제어 신호를 동시에 보내므로 이 기술을 확산할 수 있다.
도로 교통 신호체계를 위한 기술로서 도로 교통 신호 체계의 조명 및 시스템 제어 기술로 확산될 수 있다. 기존 사거리 교통신호망은 신호등의 전력공급과 함께 각 신호등의 제어신호 선을 가설하므로 큰 콘솔박스에 복잡한 배선이 필수적이다. Star Topology로 연결되나 본 발명의 기술을 응용하면 Ring Topology 및 전력선과 신호선을 한 전선으로 처리 가능하고 공사비 및 재료비 절감, 낮은 고장빈도, 유지보수 관리 비용이 절감의 이익이 있다.
현재 에너지 분야의 화두인 스마트그리드, 수요반응, 건물에너지관리시스템(BEMS)의 핵심적인 수요 측 부하 관리의 용이한 수단을 제공하여 스마트그리드 또는 수요관리 에너지 산업 발전에 활용될 수 있다. 각종 수요 측 부하 관리 시스템은 향 후 확산될 것이나 말단의 부하 관리에는 효율적인 수단이 없었다. 본 발명으로서 그 수단을 제공하는 것은 전 지구적 환경, 사회적 이익 및 에너지 절감에 따른 경제적 이익을 창출에 도움이 된다.
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Claims (2)

  1. 송신 측과 수신 측을 두 가닥 이상의 전선으로 연결하고; 전력의 수신 측에서 하나 이상의 부하에 각 부하를 식별할 수 있는 ID를 부여하고; 전력의 송신 측에 전력원으로서 Battery 또는 직류전원공급장치를 구비하고; Battery 또는 직류전원공급장치의 출력단에 Transistor 또는 MOSFET 또는 IGBT로 구성된 H-Bridge 구동회로를 연결하여 구비하고; 전송할 제어 명령 또는 데이터는 제어 대상 또는 수신 대상 부하를 식별할 수 있는 정보를 포함하고; H-Bridge 구동회로가 제어 명령 또는 데이터의 디지털 정보 "0","1"에 맵핑된 출력 전원의 (+),(-)의 극성 변환 패턴의 전압을 출력하고; 수신 측에서 Bridge Diode 회로 또는 MOSFET가 포함된 능동 Bridge 회로를 통하여 극성 변환되는 전송된 전원에서 직류 전원을 만들어 부하와 수신 측 회로의 전력원으로 사용하고 수신 측 Bridge 회로 전단에서 전력의 전압 Level의 극성 변동 패턴을 추출하여 이를 "0" 과 "1"로 맵핑된 극성 변동 패턴과 대조하여 송신 측에서 전송한 제어 명령이나 데이터 정보로 복호하는 과정;을 거치는 것을 특징으로 하는 직류 전력 전송을 겸하여 제어 명령 또는 데이터의 전력선 전송하는 방법
  2. 1항의 수단을 동원하고; 전력 수신 측에서는 전력 송신 측으로 신호 송출할 때 필요한 전력을 저장하기 위한 콘덴서 또는 전지와 같은 전력 저장 수단을 구비하고; 전력 수신 측에서는 두 가닥 전선에 차동 전압 정보의 출력 수단을 구비하고; 각 전력 수신 측에 전력 송신 측으로 정보를 전송할 시간을 할당하는 방법에 대한 규약을 정하여 순차적으로 전력 수신 측에 그 시간을 할당하고; 수신 측에 할당된 시간에는 전력 송신 측이 신호를 수신할 수 있을 정도의 높은 임피던스 상태를 만드는 과정; 시간이 할당되지 않은 다른 각 전력 수신 측도 시간이 할당된 전력 수신 측에 영향을 주지 않을 정도의 높은 임피던스를 만드는 과정;을 실행한 뒤, 시간이 할당된 전력 수신 측에서 전력 송신 측으로 1항의 방법(송 수신 주체가 바뀐다)을 동원하여 송신하여 부분적으로 쌍방향 또는 다자간 통신을 하는 것을 특징으로 하는 직류 전력 전송을 겸하여 제어 명령 또는 데이터의 전력선 전송하는 방법
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CN201580003791.6A CN105900157B (zh) 2014-06-30 2015-06-17 利用h桥电路的直流电力线通信控制装置
JP2016564937A JP6259126B2 (ja) 2014-06-30 2015-06-17 Ｈブリッジ回路を用いた直流電力線通信制御装置
ES15814329T ES2716378T3 (es) 2014-06-30 2015-06-17 Dispositivo de control de comunicación de línea de potencia de corriente continua con circuito de puente H

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107027228A (zh) * 2016-01-29 2017-08-08 松下知识产权经营株式会社 点亮系统、照明系统和照明器具
JP2017201778A (ja) * 2016-04-28 2017-11-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電力送信装置、電力受信装置、及び電力伝送システム
WO2021060402A1 (ja) 2019-09-27 2021-04-01 富士フイルム株式会社 ヘッドアップディスプレイ用プロジェクター
EP3958462A1 (de) * 2016-11-14 2022-02-23 Siemens Schweiz AG Verstärkerschaltung und verfahren zum betrieb einer verstärkerschaltung
US20220116075A1 (en) * 2020-10-08 2022-04-14 Melexis Technologies Nv Transmitter for power line communication

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101596763B1 (ko) 2015-01-13 2016-02-24 현대자동차주식회사 Can 트랜시버 회로의 제어 방법 및 장치
US11978336B2 (en) 2015-07-07 2024-05-07 Ilumi Solutions, Inc. Wireless control device and methods thereof
WO2017007926A1 (en) * 2015-07-07 2017-01-12 Ilumi Solutions, Inc. Wireless communication methods
JP6494567B2 (ja) * 2016-06-27 2019-04-03 矢崎総業株式会社 通信管理装置および通信システム
JP6967747B2 (ja) * 2017-03-03 2021-11-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電力伝送システム
WO2018159544A1 (ja) * 2017-03-03 2018-09-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電力伝送システム
JP6713427B2 (ja) * 2017-03-27 2020-06-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 負荷駆動システムおよび負荷駆動方法
JP6893181B2 (ja) * 2018-01-12 2021-06-23 日立Astemo株式会社 電力線通信装置、車載装置および車載システム
KR102069596B1 (ko) 2018-12-03 2020-02-06 타이니파워주식회사 직류전력선통신 모듈 연결 장치
US10872739B2 (en) * 2019-05-24 2020-12-22 Frank P Stacom Methods and systems for DC current interrupter based on thermionic arc extinction via anode ion depletion
KR102333914B1 (ko) 2019-08-16 2021-12-13 최창준 극성전환 전력선 통신
KR102381227B1 (ko) * 2019-12-09 2022-03-31 주식회사 원포인트 축사의 원격 전력제어시스템
KR102335001B1 (ko) * 2020-02-04 2021-12-06 주식회사 리딩유아이 싱글-와이어 통신 시스템 및 이의 제어 방법
KR102332877B1 (ko) * 2020-04-02 2021-11-29 노한웅 센서네트워크에서 직류전원 공급이 가능한 2선식 통신방법
CN113923825A (zh) * 2020-07-10 2022-01-11 深圳市达特照明股份有限公司 灯光电路
KR102357564B1 (ko) * 2020-08-31 2022-02-07 타이니파워주식회사 Hplc와 센서를 이용한 스마트환경 제어 시스템 및 그 방법
CN112213577B (zh) * 2020-09-21 2022-04-19 长园共创电力安全技术股份有限公司 电气操作的检测方法、装置、电脑钥匙及存储介质
CN114449709B (zh) * 2020-11-03 2023-10-31 电威电机工厂股份有限公司 花园灯控制系统及其控制方法
KR102406671B1 (ko) * 2020-12-30 2022-06-07 타이니파워주식회사 직류 전력선 통신 방법 및 시스템
CN115224677A (zh) * 2021-04-21 2022-10-21 台达电子工业股份有限公司 具有负载识别功能的led电力传输线及其负载识别方法
US11968063B2 (en) 2021-06-24 2024-04-23 Leading Ui Co., Ltd. Single-wire communication system and control method thereof
JPWO2023026944A1 (ko) * 2021-08-26 2023-03-02
CN115333575A (zh) * 2022-08-15 2022-11-11 能与信(深圳)电子有限公司 一种应用于直流供电线路的数据传输方法及系统
KR20240051802A (ko) 2022-10-13 2024-04-22 한국전자통신연구원 자기장 통신 시스템의 다중 루프안테나 및 운용 방법
KR102664657B1 (ko) * 2023-09-07 2024-05-10 후버테크(주) 전력선을 이용한 디지털데이터 통신을 수행하고 대기전력을 저감할 수 있는 조명시스템 및 이의 제어방법
CN117674060A (zh) * 2023-12-04 2024-03-08 广州艾瑞思智能科技有限公司 一种交变直流通讯系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020060408A (ko) * 2001-01-11 2002-07-18 송재인 에이취 브리지의 게이트 구동회로
KR20050082021A (ko) * 2004-02-17 2005-08-22 (주)에스디시스템 직류 전력선 통신을 위한 입/출력 회로 장치 및 그 방법
KR100896808B1 (ko) * 2008-08-29 2009-05-11 주식회사 준성이엔알 Ｄｃ전력선 통신을 이용한 플러그-인형 모터구동시스템

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5630836A (en) * 1995-01-19 1997-05-20 Vascor, Inc. Transcutaneous energy and information transmission apparatus
US6906618B2 (en) * 2003-06-26 2005-06-14 Abet Technologies, Llc Method and system for bidirectional data and power transmission
JP2005269553A (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Yaskawa Electric Corp 時分割式直流電力線通信方法および装置
ES2277665T3 (es) * 2004-09-27 2007-07-16 Bft Spa Proceso de comunicacion e instalacion domotica para su implementacion.
US8903617B2 (en) * 2004-10-05 2014-12-02 Vision Works Ip Corporation Absolute acceleration sensor for use within moving vehicles
KR200388976Y1 (ko) * 2005-04-21 2005-07-07 (주)에스디시스템 조명등의 일괄소등과 가스의 차단을 가능하게 하는외출용제어스위치를 이용한 홈네트워크 시스템
US20090195192A1 (en) * 2008-02-05 2009-08-06 Joseph Peter D Smart light
US8713342B2 (en) * 2008-04-30 2014-04-29 Raritan Americas, Inc. System and method for efficient association of a power outlet and device
KR101043218B1 (ko) 2010-04-09 2011-06-24 경북대학교 산학협력단 ２선 전력선을 이용한 ｒｓ ４８５ 통신장치
NO2482468T3 (ko) * 2011-01-31 2018-08-04
KR101465378B1 (ko) * 2011-02-28 2014-11-26 비덱스 에이/에스 보청기 및 출력 스테이지 구동 방법
KR20130030707A (ko) 2011-09-19 2013-03-27 최창준 전기품질을 감지하여 그에 대응하여 미리 정해둔 등급에 따라 선별적으로 수용가의 말단 부하를 차단하는 수용가 말단 부하 선별적 차단 방법 및 그 구현회로
KR101222170B1 (ko) 2011-11-17 2013-01-16 이영완 조광 장치 및 이를 포함하는 조명 시스템
CN102437800B (zh) * 2011-12-23 2014-01-15 中国科学院自动化研究所 一种直流电机伺服驱动器
EP2645587B1 (en) * 2012-03-29 2016-05-11 GE Oil & Gas UK Limited Transmitting data by communication on power
CN104285384B (zh) 2012-05-25 2016-09-07 株式会社吉川Rf半导体 电力线通信系统
JP6072460B2 (ja) * 2012-08-02 2017-02-01 トキコーポレーション株式会社 照明装置および給電装置
GB2517727B (en) * 2013-08-29 2016-05-11 Ge Oil & Gas Uk Ltd Digitally generated communication on power based on separately modulated power and data signals

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020060408A (ko) * 2001-01-11 2002-07-18 송재인 에이취 브리지의 게이트 구동회로
KR20050082021A (ko) * 2004-02-17 2005-08-22 (주)에스디시스템 직류 전력선 통신을 위한 입/출력 회로 장치 및 그 방법
KR100896808B1 (ko) * 2008-08-29 2009-05-11 주식회사 준성이엔알 Ｄｃ전력선 통신을 이용한 플러그-인형 모터구동시스템

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107027228A (zh) * 2016-01-29 2017-08-08 松下知识产权经营株式会社 点亮系统、照明系统和照明器具
CN107027228B (zh) * 2016-01-29 2020-01-24 松下知识产权经营株式会社 点亮系统、照明系统和照明器具
JP2017201778A (ja) * 2016-04-28 2017-11-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電力送信装置、電力受信装置、及び電力伝送システム
EP3958462A1 (de) * 2016-11-14 2022-02-23 Siemens Schweiz AG Verstärkerschaltung und verfahren zum betrieb einer verstärkerschaltung
US11552603B2 (en) 2016-11-14 2023-01-10 Siemens Schweiz Ag Amplifier circuit and method for operating an amplifier circuit
WO2021060402A1 (ja) 2019-09-27 2021-04-01 富士フイルム株式会社 ヘッドアップディスプレイ用プロジェクター
US12339448B2 (en) 2019-09-27 2025-06-24 Fujifilm Corporation Head-up display projector
US20220116075A1 (en) * 2020-10-08 2022-04-14 Melexis Technologies Nv Transmitter for power line communication
US11552677B2 (en) * 2020-10-08 2023-01-10 Melexis Technologies Nv Transmitter for power line communication

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US20170111086A1 (en) 2017-04-20
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CN112242857A (zh) 2021-01-19
KR101745779B1 (ko) 2017-06-09

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