一種交流電數(shù)字編碼控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到基于電力線進行數(shù)字脈沖編碼和通信控制的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有電力線通信技術(shù)領(lǐng)域多采用電力線載波通信的方式，即采用以電力線作為傳輸介質(zhì)，通過在電力線調(diào)制高頻載波信號實現(xiàn)設(shè)備間的信息通信和控制，這樣每個設(shè)備節(jié)點配備的高頻調(diào)制控制電路較為復雜，元件數(shù)量多，需要較高的成本，難以進行大眾化應(yīng)用的推廣。
[0003]在商業(yè)和家庭照明燈具控制方面，現(xiàn)在市場上控制網(wǎng)絡(luò)多采用專用控制線路進行連接，如DALI控制系統(tǒng)需要鋪設(shè)2條DALI總線，這樣也增加了系統(tǒng)的布線成本。采用無線控制網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，每個控制節(jié)點的元件成本也較高。
[0004]如果采用電力線進行照明調(diào)光，現(xiàn)在多采用交流電切相調(diào)光技術(shù)進行照明調(diào)光，這種技術(shù)以前多應(yīng)用于白熾燈的調(diào)光，現(xiàn)在也應(yīng)用于LED燈具的調(diào)光。這種技術(shù)由于對交流電進行占空比調(diào)節(jié)實現(xiàn)調(diào)光，供電需要持續(xù)的切相控制，對電網(wǎng)產(chǎn)生較高的諧波干擾。這種控制方法只能實現(xiàn)一組設(shè)備的控制，無法實現(xiàn)對單一個設(shè)備的精確獨立控制。
[0005]因此，如何實現(xiàn)一種可采用數(shù)字編碼技術(shù)實現(xiàn)精確定位控制，可大幅度減少諧波干擾，提高系統(tǒng)的可靠性，且元件較少，有效降低成本的交流電數(shù)字編碼控制方法是業(yè)內(nèi)亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的是提供一種交流電數(shù)字編碼控制方法，旨在實現(xiàn)一種可采用數(shù)字編碼技術(shù)實現(xiàn)精確定位控制，可大幅度減少諧波干擾，提高系統(tǒng)的可靠性，且元件較少，有效降低成本的交流電數(shù)字編碼控制方法。
[0007]本發(fā)明提出一種交流電數(shù)字編碼控制方法，交流電數(shù)字編碼控制方法至少包括控制器和受控設(shè)備，控制器把控制的信息經(jīng)過在交流電平中進行數(shù)字脈沖編碼，輸出到受控設(shè)備，受控設(shè)備根據(jù)編碼規(guī)則進行解碼并針對信息性質(zhì)做出相應(yīng)的響應(yīng)；控制器至少包括電源電路、過零檢測電路、微處理器、功率驅(qū)動器件；利用功率驅(qū)動器件對交流電的正負半波的后沿進行開關(guān)脈沖數(shù)字編碼，微處理器根據(jù)編碼規(guī)則的時間參數(shù)對交流電進行高速開關(guān)控制,每個半波編一個編碼位,一幀數(shù)據(jù)包含起始位、數(shù)據(jù)位和停止位,數(shù)據(jù)位由數(shù)據(jù)位“O”、數(shù)據(jù)位“ I ” 二進制編碼組成，控制器把一幀數(shù)據(jù)進行數(shù)字脈沖編碼并在交流電相線輸出到受控設(shè)備，以實現(xiàn)對交流供電回路的受控設(shè)備的獨立數(shù)字控制，在控制器發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后，電力線的交流電恢復原來的完整正弦波從而減少電力線回路的諧波干擾。
[0008]優(yōu)選地，功率驅(qū)動器件中采用金氧半場效晶體管(MOSFET)或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。
[0009]優(yōu)選地，交流電的正負半波的后沿進行開關(guān)脈沖數(shù)字編碼是以交流電過零點作為時間基準點，假設(shè)交流電半波周期為T，在延時一段標準時間TO后，于交流電的正負半波的后半段進行開關(guān)脈沖編碼，即TO大于1/2T。
[0010]優(yōu)選地，每個半波編一個編碼位是指每個半波后半段編碼包含一段時間的低電平和一段時間的高電平，形成一個完整的脈沖信號。
[0011]優(yōu)選地，一幀數(shù)據(jù)包含“起始位”、數(shù)據(jù)位“O”、數(shù)據(jù)位“1”、“停止位”是以一個基準時間t作為開關(guān)脈沖編碼的最短時間，其“起始位”是由2t的低電平和1.5t的高電平組成，數(shù)據(jù)位“O”是由It的低電平和It的高電平組成，數(shù)據(jù)位“I”是由It的低電平和2.5t的高電平組成，“停止位”是一個完整的半波；一幀數(shù)據(jù)包含I個“起始位”、多個“數(shù)據(jù)位”和最少I個“停止位”。
[0012]本發(fā)明提供了一種交流電數(shù)字編碼控制方法，本控制方法的控制器利用功率驅(qū)動器件對交流電的正負半波的后沿進行數(shù)字脈沖編碼，每個半波編一個編碼位，一幀數(shù)據(jù)包含起始位、數(shù)據(jù)位和停止位，數(shù)據(jù)位由數(shù)據(jù)位“O”、數(shù)據(jù)位“I”二進制編碼組成，控制器把一幀數(shù)字信號進行數(shù)字脈沖編碼，在交流電相線輸出到受控設(shè)備，以實現(xiàn)對交流供電回路受控設(shè)備的獨立數(shù)字控制。本方法在控制器發(fā)送完一幀控制編碼后，電力線的交流電恢復原來的完整正弦波，使得電力線回路的諧波干擾減少到最低限度。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的交流電數(shù)字編碼控制方法，系統(tǒng)需要較少的元件，減少了系統(tǒng)的成本。采用數(shù)字編碼技術(shù)實現(xiàn)精確定位控制，相對于切相調(diào)光系統(tǒng)，本發(fā)明采用的控制技術(shù)可以大幅度較少諧波干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一種交流電數(shù)字編碼控制方法的一實施例的電路連接示意圖；
圖2為本發(fā)明一種交流電數(shù)字編碼控制方法的一實施例中的起始位的波形編碼結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明一種交流電數(shù)字編碼控制方法的一實施例中的數(shù)據(jù)位“O”的波形編碼結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明一種交流電數(shù)字編碼控制方法的一實施例中的數(shù)據(jù)位“I”的波形編碼結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明一種交流電數(shù)字編碼控制方法的一實施例中的停止位的波形編碼結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明一種交流電數(shù)字編碼控制方法的一實施例中的一幀數(shù)據(jù)的波形編碼結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0015]應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0016]參照圖1至圖6，提出本發(fā)明的一種交流電數(shù)字編碼控制方法的一實施例。圖1為本發(fā)明的一種交流電數(shù)字編碼控制方法的電路連接示意圖，采用本發(fā)明的交流電數(shù)字編碼控制方法的控制系統(tǒng)最少由兩部分組成:控制器I和受控設(shè)備31，所述控制器I把控制的信息經(jīng)過在交流電平中進行數(shù)字脈沖編碼，輸出到所述受控設(shè)備31，所述受控設(shè)備31根據(jù)編碼規(guī)則進行解碼并針對信息性質(zhì)做出相應(yīng)的響應(yīng)；所述控制器I至少包括電源電路25、過零檢測電路24、微處理器23、功率驅(qū)動器件21 ;利用所述功率驅(qū)動器件21對交流電的正負半波的后沿進行開關(guān)脈沖數(shù)字編碼，所述微處理器23根據(jù)編碼規(guī)則的時間參數(shù)對交流電進行高速開關(guān)控制，每個半波編一個編碼位，一幀數(shù)據(jù)包含起始位(如圖2所示)、數(shù)據(jù)位“O”(如圖3所示)、數(shù)據(jù)位“I”(如圖4所示)、和停止位(如圖5所示)，所述控制器I把一幀數(shù)據(jù)進行數(shù)字脈沖編碼并在交流電相線輸出到所述受控設(shè)備31 (如圖6所示)，以實現(xiàn)對交流供電回路的所述受控設(shè)備31的獨立數(shù)字控制，在所述控制器I發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后，電力線的交流電恢復原來的完整正弦波，使得電力線回路的諧波干擾減少到最低限度。
[0017]所述功率驅(qū)動器件21中采用金氧半場效晶體管(MOSFET)或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。
[0018]如圖2所示，所述的交流電的正負半波的后沿進行開關(guān)脈沖數(shù)字編碼是以交流電過零點作為時間基準點，假設(shè)交流電半波周期為T，在延時一段標準時間TO后，于交流電的正負半波的后半段進行開關(guān)脈沖編碼，即TO大于1/2T。
[0019]如圖2所示，所述的每個半波編一個編碼位是指每個半波后半段編碼包含一段時間的低電平和一段時間的高電平，形成一個完整的脈沖信號。
[0020]所述的一幀數(shù)據(jù)包含“起始位”、數(shù)據(jù)位“O”、數(shù)據(jù)位“1”、“停止位”是以一個基準時間t作為開關(guān)脈沖編碼的最短時間，如圖2所示，其“起始位”是由2t的低電平和1.5t的高電平組成，數(shù)據(jù)位“O”是由It的低電平和It的高電平組成，數(shù)據(jù)位“I”是由It的低電平和2.5t的高電平組成，“停止位”是一個完整的半波；一幀數(shù)據(jù)包含I個“起始位”、多個“數(shù)據(jù)位”和最少I個“停止位”。多個數(shù)據(jù)位包含了控制器I發(fā)出的控制信息，在需要的時候，數(shù)據(jù)位還可包含校驗信息。
[0021]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的交流電數(shù)字編碼控制方法，系統(tǒng)需要較少的元件，減少了系統(tǒng)的成本。采用數(shù)字編碼技術(shù)實現(xiàn)精確定位控制，相對于切相調(diào)光系統(tǒng)，本發(fā)明采用的控制技術(shù)可以大幅度較少諧波干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種交流電數(shù)字編碼控制方法，其特征在于，所述交流電數(shù)字編碼控制方法至少包括控制器和受控設(shè)備，所述控制器把控制的信息經(jīng)過在交流電平中進行數(shù)字脈沖編碼，輸出到所述受控設(shè)備，所述受控設(shè)備根據(jù)編碼規(guī)則進行解碼并針對信息性質(zhì)做出相應(yīng)的響應(yīng)；所述控制器至少包括電源電路、過零檢測電路、微處理器、功率驅(qū)動器件；利用所述功率驅(qū)動器件對交流電的正負半波的后沿進行開關(guān)脈沖數(shù)字編碼，所述微處理器根據(jù)編碼規(guī)則的時間參數(shù)對交流電進行高速開關(guān)控制，每個半波編一個編碼位，一幀數(shù)據(jù)包含起始位、數(shù)據(jù)位和停止位，數(shù)據(jù)位由數(shù)據(jù)位“O”、數(shù)據(jù)位“I” 二進制編碼組成，所述控制器把一幀數(shù)據(jù)進行數(shù)字脈沖編碼并在交流電相線輸出到所述受控設(shè)備，以實現(xiàn)對交流供電回路的所述受控設(shè)備的獨立數(shù)字控制，在所述控制器發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后，電力線的交流電恢復原來的完整正弦波從而減少電力線回路的諧波干擾。2.如權(quán)利要求1所述的一種交流電數(shù)字編碼控制方法，其特征在于，所述功率驅(qū)動器件中采用金氧半場效晶體管(MOSFET)或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。3.如權(quán)利要求1所述的一種交流電數(shù)字編碼控制方法，其特征在于，所述的交流電的正負半波的后沿進行開關(guān)脈沖數(shù)字編碼是以交流電過零點作為時間基準點，假設(shè)交流電半波周期為T，在延時一段標準時間TO后，于交流電的正負半波的后半段進行開關(guān)脈沖編碼，即TO大于1/2T。4.如權(quán)利要求1所述的一種交流電數(shù)字編碼控制方法，其特征在于，所述的每個半波編一個編碼位是指每個半波后半段編碼包含一段時間的低電平和一段時間的高電平，形成一個完整的脈沖信號。5.如權(quán)利要求1所述的一種交流電數(shù)字編碼控制方法，其特征在于，所述的一幀數(shù)據(jù)包含“起始位”、數(shù)據(jù)位“O”、數(shù)據(jù)位“1”、“停止位”是以一個基準時間t作為開關(guān)脈沖編碼的最短時間，其“起始位”是由2t的低電平和1.5t的高電平組成，數(shù)據(jù)位“O”是由It的低電平和It的高電平組成，數(shù)據(jù)位“I”是由It的低電平和2.5t的高電平組成，“停止位”是一個完整的半波；一幀數(shù)據(jù)包含I個“起始位”、多個“數(shù)據(jù)位”和最少I個“停止位”。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種交流電數(shù)字編碼控制方法，控制器利用功率驅(qū)動器件對交流電的正負半波的后沿進行數(shù)字脈沖編碼，每個半波編一個編碼位，實現(xiàn)利用交流電力線傳輸數(shù)字控制信號的目的。本發(fā)明提供的控制方法利用交流電力線傳輸數(shù)字控制信號，在不增加控制線路的情況下實現(xiàn)回路設(shè)備的數(shù)字控制，系統(tǒng)需要較少的元件，減少了系統(tǒng)的成本。采用數(shù)字編碼技術(shù)實現(xiàn)精確定位控制，相對于切相調(diào)光系統(tǒng)，本發(fā)明采用的控制技術(shù)可以大幅度較少諧波干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。
【IPC分類】G08C19/16
【公開號】CN105528887
【申請?zhí)枴緾N201410511277
【發(fā)明人】蔡如海, 李軍, 陳建勝
【申請人】中山市中大半導體照明技術(shù)研究有限公司, 中山大學
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年9月29日