本發(fā)明涉及一種電力線通訊載波的控制方法，特別是涉及一種保持電力線通訊載波質量的方法及裝置。

背景技術：

電力線通訊控制系統(tǒng)是近年來熱門的控制技術，優(yōu)點是利用現(xiàn)有的電力線就可進行控制，但是用來控制發(fā)光裝置或一般電器時，遇到的問題包括：與現(xiàn)有電器設備兼容性差、電力線通訊載波容易受到其他電器設備產生的噪聲干擾、整體功耗很高，以及傳輸距離較長時易有噪聲及訊號失真的問題。

因此，如何實現(xiàn)電力線通訊控制系統(tǒng)與現(xiàn)有電器設備的兼容性、提高抗干擾能力、提高節(jié)能效果并避免長距離傳輸產生的噪聲及信號失真，是一重要的課題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種改善先前技術的保持電力線通訊載波質量的方法。

本發(fā)明保持電力線通訊載波質量的方法在一些實施態(tài)樣中用以保持一具有一火線、一地線及一負載之間的一電力線通訊載波的信號質量，該方法包含以下步驟：以一開關組件電性連接于該電力線的火線及地線的其中一者及該負載，并以至少一扼流組件電性連接于該電力線的火線及地線的另一者及該負載，該扼流組件具有一對應一磁滯曲線的鐵芯；于該開關組件不導通時，該扼流組件的鐵芯操作在該磁滯曲線的零點附近以避免該鐵芯飽和而可傳送該電力線通訊載波予該負載；以及于該開關組件導通時，該扼流組件的鐵芯操作在該磁滯曲線的飽和區(qū)以使該鐵芯飽和而不傳送該電力線通訊載波予該負載。

本發(fā)明的保持電力線通訊載波質量的方法，該開關組件的不導通期間無須在交流電的越零點附近。

本發(fā)明保持電力線通訊載波質量的裝置，用以保持一具有一火 線、一地線及一負載之間的一電力線通訊載波的信號質量，該裝置包含：一開關組件，電性連接于該電力線的火線及地線的其中一者及該負載；及至少一扼流組件，電性連接于該電力線的火線及地線的另一者及該負載，該扼流組件具有一對應一磁滯曲線的鐵芯，于該開關組件不導通時，該扼流組件的鐵芯操作在該磁滯曲線的零點附近以避免該鐵芯飽和而可傳送該電力線通訊載波予該負載，以及于該開關組件導通時，該扼流組件的鐵芯操作在該磁滯曲線的飽和區(qū)以使該鐵芯飽和而不傳送該電力線通訊載波予該負載。

本發(fā)明的保持電力線通訊載波質量的裝置在一些實施態(tài)樣中，該負載包括一電器本體、一跨接線路濾波電容及一防止電磁波傳播及/或接收的濾波器；該保持傳輸質量裝置還包括一耦合組件及一電性連接于該濾波器及該耦合組件之間的隔離模塊，該隔離模塊于該開關組件不導通時隔離外部干擾以傳輸無干擾的電力線通訊載波予該電器本體，且該電力線通訊載波不被該跨接線路濾波電容吸收。

本發(fā)明的保持電力線通訊載波質量的裝置包括一與該火線電性連接的第一接線、一與該地線電性連接的第二接線及一隔離模塊，該扼流組件的數(shù)量具有多個，至少包括一電性連接于該電力線的火線及地線的另一者及該負載的第一扼流組件，以及屬于該隔離模塊的一第二扼流組件及一第三扼流組件，該第二扼流組件電性連接該第一接線，第三扼流組件電性連接該第二接線。

本發(fā)明的保持電力線通訊載波質量的裝置在一些實施態(tài)樣中還包括一插座，該第二扼流組件及該第三扼流組件設置于該插座內，該第二扼流組件電性連接該第一接線及該電磁干擾濾波器之間，該第三扼流組件電性連接該第二接線及該濾波器之間。

本發(fā)明的保持電力線通訊載波質量的裝置在一些實施態(tài)樣中還包括一插頭，該第二扼流組件及該第三扼流組件設置于該插頭內，該第二扼流組件電性連接該第一接線及該濾波器之間，該第三扼流組件電性連接該第二接線及該濾波器之間。

本發(fā)明的保持電力線通訊載波質量的裝置在一些實施態(tài)樣中還包括一中繼器，該中繼器具有一中繼電路、至少二輸入端及至少二輸出端，一組輸入端及輸出端之間電性連接該第二扼流組件，另一組輸 入端及輸出端的間電性連接該第三扼流組件，且該中繼器是一長距離轉接信號的一對一型的中繼器，或一分接信號的一對多型的中繼器。

本發(fā)明的保持電力線通訊載波質量的裝置，所述扼流組件的磁導率大于等于1000亨利/公尺。

本發(fā)明的保持電力線通訊載波質量的裝置在一些實施態(tài)樣中還包括二匹配電路，各該匹配電路電性連接該第一接線及該第二接線之間并分別設置于該第一接線及該第二接線形成之線路的兩端，具有一高壓電容及一具有雙線特性阻抗的電阻。

本發(fā)明的保持電力線通訊載波質量的裝置在一些實施態(tài)樣中，該電阻的雙線的特性阻抗的計算公式為：

其中的D為該第一接線及一與該地線電性連接的第二接線兩導線中心的距離，d為導線的直徑。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.為了避免電力線通訊載波及交流電信號的相互干擾，本發(fā)明在電力供應側配合開關組件的切換周期及操作在扼流組件的磁滯曲線的不同特性，可以有效保證保持電力線通訊載波質量。

2.為了避免電器本體的跨接線路濾波電容吸收電力線通訊載波，本發(fā)明在電力輸出側配合耦合組件及另二組扼流組件以保證電力線通訊載波質量。

3.為了避免長距離傳輸導致失真，本發(fā)明采用具有雙線特性阻抗的匹配電路，因此可確保電力線通訊載波不會因長距離傳輸而失真。

附圖說明

本發(fā)明的其他的特征及功效，將于參照圖式的實施例詳細說明中清楚地呈現(xiàn)，其中：

圖1是一電路方塊圖，說明本發(fā)明用以實現(xiàn)保持電力線通訊載波質量的方法的保持傳輸質量裝置的實施例；

圖2是一波形圖，說明本實施例的扼流組件的磁滯曲線及輸出電流；

圖3是一波形圖，說明本實施例的交流電信號、交流電壓載波 及電力線通訊載波的整合信號及輸出電流；

圖4是一示意圖，說明用以計算雙線特性阻抗的兩導線中心的距離及導線直徑；

圖5是一示意圖，說明本實施例的隔離模塊設置于基本控制器及負載之間；

圖6是一示意圖，說明隔離模塊設置在插座內的一實施例；

圖7是一示意圖，說明隔離模塊設置在插頭內的另一實施例；

圖8是一示意圖，說明本發(fā)明的保持傳輸質量裝置的一實施態(tài)樣具有多個扼流組件及一組一對一型的中繼器；

圖9是一示意圖，說明本發(fā)明的保持傳輸質量裝置的另一實施態(tài)樣具有多個扼流組件及一組一對二型的中繼器。

具體實施方式

在本發(fā)明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的組件是以相同的編號來表示。

參閱圖1至圖3，本發(fā)明的實施例中，一保持傳輸質量裝置100用以實現(xiàn)保持電力線通訊載波203質量的方法。

該保持傳輸質量裝置100包含一基本控制器1，該基本控制器1包括一控制單元10、一開關組件111、一第一扼流組件112、一耦合組件12及一無線傳輸單元13。需說明的是，本實施例的開關組件111電性連接于電力線的一火線101以及第一扼流組件112電性連接于電力線的一地線102。然而，其他實施例中，若配合對應的控制方式且第一扼流組件112電性連接于電力線的地線102以及第一扼流組件112電性連接于電力線的火線101，也屬于本發(fā)明的應用范疇。

無線傳輸單元13電性連接控制單元10，可接收來自一遙控器8的無線信號予控制單元10，遙控器8的無線信號內載有一控制指令，控制單元10就是依據(jù)該控制指令形成一電力線通訊載波203，且由耦合組件12耦合及傳輸該電力線通訊載波203予負載3。其他實施例中，亦可將該無線傳輸單元13以一網絡(Ethernet)傳輸單元(如：無線網絡接口)取代，該網絡傳輸單元接收載有該控制指令的網絡信號予該控制單元10，亦屬于本發(fā)明的范疇。

參閱圖1及圖2，第一扼流組件112具有一對應一磁滯(B-H)曲線 的鐵芯(圖未示)，且磁滯曲線具有一不飽和區(qū)及一飽和區(qū)(圖2中以虛線區(qū)隔)。本實施例中是以高導磁系數(shù)(μ_r＝20000)的鐵芯制作高頻扼流圈，只要繞上數(shù)圈即可得到高感值的電感。當電力訊號斷開一短暫時間(火線及零線同時作動)，流入負載3的電流為零，這對高頻扼流圈來說就是偏置電流為零，所以扼流圈的鐵芯操作在磁滯曲線的零點附近，由于電力線載波訊號的電流不大，即使采用沒有氣隙的超高導磁系數(shù)鐵芯，此種小電流也不會讓鐵芯飽和，而達到保證傳輸質量的功效。開關組件111為負載電流20A左右的電子式固態(tài)開關，用以控制電力導通與否，當電力導通期間，第一扼流組件112的電感幾乎為零(鐵芯飽和)。當電力切斷進行數(shù)據(jù)通訊期間，第一扼流組件112的電感值恢復為幾個單位的毫亨利(mH)。

參閱圖1及圖3，當該開關組件111不導通(t₁)時，第一扼流組件112的鐵芯操作在該磁滯曲線的零點附近以避免該鐵芯飽和而可傳送一電力線通訊載波203予該負載3。當該開關組件111導通時，該第一扼流組件112的鐵芯操作在該磁滯曲線的飽和區(qū)以使該鐵芯飽和而傳送該交流電信號201予該負載3。值得注意的是，現(xiàn)有的電力線通訊載波必須在交流電的越零點才能使電力線通訊載波有較高的信號質量，本發(fā)明則因為采用扼流圈的磁滯曲線特性，該開關組件111不導通期間(t₁)無須在交流電的越零點附近也能保證電力線通訊載波的信號質量。

參閱圖1及圖4，保持傳輸質量裝置100還包括一與該火線101電性連接的第一接線103、一與該地線102電性連接的第二接線104，及二匹配電路5，各匹配電路5電性連接第一接線103及第二接線104之間并分別設置于第一接線103及第二接線104形成之線路的兩端，具有一高壓電容51及一具有雙線特性阻抗的電阻52，用以避免長距離傳輸信號失真。

該電阻52的雙線的特性阻抗的計算公式為其中的D為第一接線103及第二接線104兩導線中心的距離，d為第一接線103及第二接線104的導線的直徑。以戶外設置的路燈當作負載3為例， 每公里設置多組負載3，依據(jù)本發(fā)明選用符合前述特性阻抗公式計算出電阻52的電阻值，就可以克服電力線通訊載波203經過長距離傳輸?shù)氖д娆F(xiàn)象。

參閱圖1及圖3，本實施例中，電力線101至負載3之間的傳輸距離超過電力線通訊載波203會產生駐波的距離，舉例而言，假設要傳輸頻率為200kHz的電波信號，則該電波信號在導體內的半波長大約為500米，駐波公式為半波長的整數(shù)倍，若要傳輸超過500米的距離，即可采用本發(fā)明技術以避免駐波產生的信號失真現(xiàn)象，此即屬于本發(fā)明的應用范疇。

參閱圖5，配合圖1，該負載3包括一電器本體31及一防止電磁波傳播及/或接收的濾波器32，該濾波器32可以是一具有電磁干擾(EMI)特性的濾波組件、一具有電磁耐受性(EMS)特性的濾波組件，或一兼具電磁干擾和電磁耐受性的電磁兼容(EMC)特性的濾波組件。濾波器32并具有一跨接線路濾波電容Cx。保持傳輸質量裝置100還包括一電性連接于該濾波器32及該耦合組件12之間的隔離模塊110，該隔離模塊110于該開關組件111于不導通(t₁)時隔離外部干擾以傳輸無干擾的電力線通訊載波203予該電器本體31。本實施例中，隔離模塊110具有一第二扼流組件113及一第三扼流組件114，該隔離模塊110的第二扼流組件113電性連接第一接線103及濾波器32之間，第三扼流組件114電性連接第二接線104及濾波器32之間。

參閱圖6，配合圖5，本發(fā)明的一種實施態(tài)樣中，如圖5的隔離模塊110設置于一插座61內。

參閱圖7，配合圖5，本發(fā)明的另一實施態(tài)樣中，該隔離模塊110設置于一插頭62內。

本實施例中，第二扼流組件113及第三扼流組件114采用磁導率μ_r＝20000亨利/公尺、直徑約1.5～2.0公分的鐵芯以及約5圈繞線(線徑2毫米)即可獲得數(shù)mH的電感值，其尺寸可直接置入插座或插頭中而可商用及實用化。

由于一般室內布線中的火線及地線是兩條獨立導體且間距非定值，線阻抗(特性阻抗)會隨布線改變而影響傳輸訊號質量，其解決方 案如圖8及圖9。

參閱圖8，配合圖5，在基本控制器1及匹配電路5之間還電性連接一中繼器7及類似圖5的隔離模塊110具有的第二扼流組件113及第三扼流組件114，且第二扼流組件113電性連接第一接線103，第三扼流組件114電性連接第二接線104。中繼器7具有一中繼電路70、二輸入端701、702及二輸出端703、704，其中一組輸入端702及輸出端704之間電性連接第二扼流組件113，另一組輸入端701及輸出端703之間電性連接第三扼流組件114，且該中繼器7是一長距離轉接信號的一對一型的中繼器7，借此整形傳輸信號以避免影響傳輸訊號質量。

參閱圖9，與圖8不同的是，基本控制器1及兩個分接電路71、72之間電性連接一用于分接信號的一對多型的中繼器7’及兩組第二扼流組件113、113’及第三扼流組件114、114’，且第二扼流組件113、113’電性連接第一接線103，第三扼流組件114、114’電性連接第二接線104，借此可將家用的總開關電源分出并傳輸信號，亦可避免影響傳輸訊號質量。

補充說明的是，各實施例中選用的磁導率范圍若是大于等于1000亨利/公尺的扼流組件，亦屬于本發(fā)明的應用范疇。另外，雖然各實施例的負載3僅顯示一組，然而，只要電性連接在第一接線103和第二接線104的多組負載3，也適用于本發(fā)明的技術方案并保持電力線通訊載波203的信號質量。

綜上所述，本發(fā)明的功效在于：

1.為了避免電力線通訊載波203及交流電信號201的相互干擾，本發(fā)明在電力線的供應端配合開關組件111的切換周期及操作在扼流組件的磁滯曲線的不同特性，可以有效保證保持電力線通訊載波203質量。

2.為了避免電器本體31的跨接線路濾波電容Cx吸收電力線通訊載波203，本發(fā)明在電力線的輸出端配合另二組扼流組件以保證電力線通訊載波203不被吸收。

3.為了避免長距離傳輸導致失真，本發(fā)明采用具有雙線特性阻抗的匹配電路5，因此可確保電力線通訊載波203不會因長距離傳輸而 失真。

4.本發(fā)明可配合一對一型的中繼器7、第二扼流組件113及第三扼流組件114以保證室外長距離傳輸?shù)膫鬏斢嵦栙|量，另外，本發(fā)明又可配合一對多型的中繼器7’、第二扼流組件113及第三扼流組件114以保證室內分接電路71、72的傳輸訊號質量，具有應用的實用價值，故確實能達成本發(fā)明的目的。

以上所述者，僅為本發(fā)明的實施例而已，當不能以此限定本發(fā)明實施的范圍，即凡依本發(fā)明權利要求書及說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明的范圍。