一種交流電數字編碼控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力線通信技術領域，特別涉及到基于電力線進行數字脈沖編碼和通信控制的方法。
【背景技術】
[0002]在現有電力線通信技術領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，通過在電力線調制高頻載波信號實現設備間的信息通信和控制，這樣每個設備節點配備的高頻調制控制電路較為復雜，元件數量多，需要較高的成本，難以進行大眾化應用的推廣。
[0003]在商業和家庭照明燈具控制方面，現在市場上控制網絡多采用專用控制線路進行連接，如DALI控制系統需要鋪設2條DALI總線，這樣也增加了系統的布線成本。采用無線控制網絡的系統，每個控制節點的元件成本也較高。
[0004]如果采用電力線進行照明調光，現在多采用交流電切相調光技術進行照明調光，這種技術以前多應用于白熾燈的調光，現在也應用于LED燈具的調光。這種技術由于對交流電進行占空比調節實現調光，供電需要持續的切相控制，對電網產生較高的諧波干擾。這種控制方法只能實現一組設備的控制，無法實現對單一個設備的精確獨立控制。
[0005]因此，如何實現一種可采用數字編碼技術實現精確定位控制，可大幅度減少諧波干擾，提高系統的可靠性，且元件較少，有效降低成本的交流電數字編碼控制方法是業內亟待解決的技術問題。
【發明內容】
[0006]本發明的主要目的是提供一種交流電數字編碼控制方法，旨在實現一種可采用數字編碼技術實現精確定位控制，可大幅度減少諧波干擾，提高系統的可靠性，且元件較少，有效降低成本的交流電數字編碼控制方法。
[0007]本發明提出一種交流電數字編碼控制方法，交流電數字編碼控制方法至少包括控制器和受控設備，控制器把控制的信息經過在交流電平中進行數字脈沖編碼，輸出到受控設備，受控設備根據編碼規則進行解碼并針對信息性質做出相應的響應；控制器至少包括電源電路、過零檢測電路、微處理器、功率驅動器件；利用功率驅動器件對交流電的正負半波的后沿進行開關脈沖數字編碼，微處理器根據編碼規則的時間參數對交流電進行高速開關控制,每個半波編一個編碼位,一幀數據包含起始位、數據位和停止位,數據位由數據位“O”、數據位“ I ” 二進制編碼組成，控制器把一幀數據進行數字脈沖編碼并在交流電相線輸出到受控設備，以實現對交流供電回路的受控設備的獨立數字控制，在控制器發送完一幀數據后，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]優選地，功率驅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]優選地，交流電的正負半波的后沿進行開關脈沖數字編碼是以交流電過零點作為時間基準點，假設交流電半波周期為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脈沖編碼，即TO大于1/2T。
[0010]優選地，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]優選地，一幀數據包含“起始位”、數據位“O”、數據位“1”、“停止位”是以一個基準時間t作為開關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，數據位“O”是由It的低電平和It的高電平組成，數據位“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；一幀數據包含I個“起始位”、多個“數據位”和最少I個“停止位”。
[0012]本發明提供了一種交流電數字編碼控制方法，本控制方法的控制器利用功率驅動器件對交流電的正負半波的后沿進行數字脈沖編碼，每個半波編一個編碼位，一幀數據包含起始位、數據位和停止位，數據位由數據位“O”、數據位“I”二進制編碼組成，控制器把一幀數字信號進行數字脈沖編碼，在交流電相線輸出到受控設備，以實現對交流供電回路受控設備的獨立數字控制。本方法在控制器發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。本發明的有益效果:本發明提供的交流電數字編碼控制方法，系統需要較少的元件，減少了系統的成本。采用數字編碼技術實現精確定位控制，相對于切相調光系統，本發明采用的控制技術可以大幅度較少諧波干擾，提高系統的可靠性。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明一種交流電數字編碼控制方法的一實施例的電路連接示意圖；
圖2為本發明一種交流電數字編碼控制方法的一實施例中的起始位的波形編碼結構示意圖；
圖3為本發明一種交流電數字編碼控制方法的一實施例中的數據位“O”的波形編碼結構示意圖；
圖4為本發明一種交流電數字編碼控制方法的一實施例中的數據位“I”的波形編碼結構示意圖；
圖5為本發明一種交流電數字編碼控制方法的一實施例中的停止位的波形編碼結構示意圖；
圖6為本發明一種交流電數字編碼控制方法的一實施例中的一幀數據的波形編碼結構示意圖。
[0014]本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0015]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0016]參照圖1至圖6，提出本發明的一種交流電數字編碼控制方法的一實施例。圖1為本發明的一種交流電數字編碼控制方法的電路連接示意圖，采用本發明的交流電數字編碼控制方法的控制系統最少由兩部分組成:控制器I和受控設備31，所述控制器I把控制的信息經過在交流電平中進行數字脈沖編碼，輸出到所述受控設備31，所述受控設備31根據編碼規則進行解碼并針對信息性質做出相應的響應；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、功率驅動器件21 ;利用所述功率驅動器件21對交流電的正負半波的后沿進行開關脈沖數字編碼，所述微處理器23根據編碼規則的時間參數對交流電進行高速開關控制，每個半波編一個編碼位，一幀數據包含起始位(如圖2所示)、數據位“O”(如圖3所示)、數據位“I”(如圖4所示)、和停止位(如圖5所示)，所述控制器I把一幀數據進行數字脈沖編碼并在交流電相線輸出到所述受控設備31 (如圖6所示)，以實現對交流供電回路的所述受控設備31的獨立數字控制，在所述控制器I發送完一幀數據后，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脈沖數字編碼是以交流電過零點作為時間基準點，假設交流電半波周期為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]所述的一幀數據包含“起始位”、數據位“O”、數據位“1”、“停止位”是以一個基準時間t作為開關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，數據位“O”是由It的低電平和It的高電平組成，數據位“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；一幀數據包含I個“起始位”、多個“數據位”和最少I個“停止位”。多個數據位包含了控制器I發出的控制信息，在需要的時候，數據位還可包含校驗信息。
[0021]本發明的有益效果:本發明提供的交流電數字編碼控制方法，系統需要較少的元件，減少了系統的成本。采用數字編碼技術實現精確定位控制，相對于切相調光系統，本發明采用的控制技術可以大幅度較少諧波干擾，提高系統的可靠性。
[0022]以上所述僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種交流電數字編碼控制方法，其特征在于，所述交流電數字編碼控制方法至少包括控制器和受控設備，所述控制器把控制的信息經過在交流電平中進行數字脈沖編碼，輸出到所述受控設備，所述受控設備根據編碼規則進行解碼并針對信息性質做出相應的響應；所述控制器至少包括電源電路、過零檢測電路、微處理器、功率驅動器件；利用所述功率驅動器件對交流電的正負半波的后沿進行開關脈沖數字編碼，所述微處理器根據編碼規則的時間參數對交流電進行高速開關控制，每個半波編一個編碼位，一幀數據包含起始位、數據位和停止位，數據位由數據位“O”、數據位“I” 二進制編碼組成，所述控制器把一幀數據進行數字脈沖編碼并在交流電相線輸出到所述受控設備，以實現對交流供電回路的所述受控設備的獨立數字控制，在所述控制器發送完一幀數據后，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.如權利要求1所述的一種交流電數字編碼控制方法，其特征在于，所述功率驅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.如權利要求1所述的一種交流電數字編碼控制方法，其特征在于，所述的交流電的正負半波的后沿進行開關脈沖數字編碼是以交流電過零點作為時間基準點，假設交流電半波周期為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脈沖編碼，即TO大于1/2T。4.如權利要求1所述的一種交流電數字編碼控制方法，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.如權利要求1所述的一種交流電數字編碼控制方法，其特征在于，所述的一幀數據包含“起始位”、數據位“O”、數據位“1”、“停止位”是以一個基準時間t作為開關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，數據位“O”是由It的低電平和It的高電平組成，數據位“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；一幀數據包含I個“起始位”、多個“數據位”和最少I個“停止位”。
【專利摘要】本發明公開一種交流電數字編碼控制方法，控制器利用功率驅動器件對交流電的正負半波的后沿進行數字脈沖編碼，每個半波編一個編碼位，實現利用交流電力線傳輸數字控制信號的目的。本發明提供的控制方法利用交流電力線傳輸數字控制信號，在不增加控制線路的情況下實現回路設備的數字控制，系統需要較少的元件，減少了系統的成本。采用數字編碼技術實現精確定位控制，相對于切相調光系統，本發明采用的控制技術可以大幅度較少諧波干擾，提高系統的可靠性。
【IPC分類】G08C19/16
【公開號】CN105528887
【申請號】CN201410511277
【發明人】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