CN108260263A - 一种应用ac电源线通讯的方法及通讯电路 - Google Patents

一种应用ac电源线通讯的方法及通讯电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用AC电源线通讯的方法，包括如下步骤：A、通过AC调制装置对AC输入状态进行调制输出，以达到改变应用端交流输入电压占空比，实现改变应用端交流输入状态的目的；B、对经过调制的交流输入状态进行检测及解码，根据不同的输入状态产生相应的操作，以实现对应用器件的控制。本发明兼顾家装照明线路采用了一种改变交流输入状态的方式，在不增加额外控制线路的同时，对应用端进行通讯控制实现应用功能，能够兼容家装供电线路，方便安装，低安装成本的实现应用端功能，尤其是在应急灯应用上效果更突出。

Description

一种应用AC电源线通讯的方法及通讯电路
技术领域
本发明涉及一种应用AC电源线通讯的方法及通讯电路。
背景技术
在要求必须始终处于在线状态的应用中，要实现对应用工作状态的控制。目前主流的实现方式是从应用中单独引出控制线或使用无线控制的方式来实现。
在实际的应用中，控制线方式在安装时必须另行走线，导致安装成本高。无线控制方式存在硬件成本高，控制器容易丢失等缺点。
例如：在应急灯电源应用中，要求在AC市电接入时持续为储能电池充电，并控制灯具的工作状态。在AC市电断开时通过储能电池驱动灯具，提供应急照明。
要实现上述功能，目前主流的做法是，为应急灯电源接入单独的AC线路，再从应急电源上接出一条状态线。通过状态线上的开关来控制灯具的工作状态。
使用上述做法必须为应急电源单独走线，导致安装施工复杂，安装成本高，电源兼容性差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种应用AC电源线通讯控制的方法，兼顾家装照明线路采用了一种改变交流输入状态的的方式，在不增加额外控制线路的同时，对应用端进行通讯控制实现应用功能，能够兼容家装供电线路，方便安装，低安装成本的实现应用端功能，尤其是在应急灯应用上效果更突出。
本发明的通过如下技术方案实现。
一种应用AC电源线通讯的方法，包括如下步骤：
A、通过AC调制装置对AC输入状态进行调制输出，以达到改变交应用端流输入电压占空比，实现改变应用端交流输入状态的目的；
B、对经过调制的交流输入状态进行检测及解码，根据不同的输入状态产生相应的操作，以实现对应用器件的控制。
优选的，所述步骤A和步骤B之间还包括步骤X，所述步骤X为将经过调制的交流电压波形处理成PWM方波，步骤B改为对处理后的PWM方波进行检测及解码，根据不同的输入状态产生相应的操作，以实现对应用器件的控制。
优选的，所述步骤A中AC调制装置具体为：在控制面板的控制开关处并联一个二极管。
优选的，所述步骤A中AC调制装置具体为：在控制面板处加入控制电路，对交流输入以通讯协议编码方式连续改变交流状态输出，并于步骤B中对经过调制的交流输入状态进行检测,按照通讯协议编码方式解码，根据不同的输入状态产生相应的操作，以实现对应用器件的控制。
优选的，所述A中AC调制装置具体为：通过控制电路对交流输入进行相位切角输出。
优选的，所述步骤B中对经过调制的交流输入状态进行检测及解码具体为：将交流输入状态的交流电压滤波为一平稳电压，通过判断电压来确定输入状态。
优选的，所述步骤B中对处理后的PWM方波进行检测及解码具体为：检测PWM方波的上升沿或下降沿的间隔时间，来判断交流输入状态。
优选的，所述步骤B中对处理后的PWM方波进行检测及解码具体为：将处理后的PWM方波滤波为一平稳电压，通过判断电压来确定输入状态。
优选的，在市电输入的火线和零线之间串联控制开关和应急灯，所述控制开关上并联一个整流二极管。
与现有技术相比，本发明的优点是：兼顾家装照明线路采用了一种改变交流输入状态的的方式，在不增加额外控制线路的同时，对应用端进行通讯控制实现应用功能，能够兼容家装供电线路，方便安装，低安装成本的实现应用端功能，尤其是在应急灯应用上效果更突出。
附图说明
图1为本发明的第一种实施方式***框图示意图；
图2为本发明的第一种实施方式对应的输入电压波形及等效PWM波形示意图；
图3为本发明的第二种实施方式***框图示意图；
图4为本发明的第二种实施方式电路示意图；
图5为本发明的第三种实施方式***框图示意图；
图6为本发明的第四种实施方式***框图示意图；
图7为本发明的第四种实施方式在220Vac/50Hz交流输入情况下的检测原理图；
图8为本发明的第五种实施方式***框图示意图；
图9为本发明的第六种实施方式经过相位切脚的输入电压波形及等效PWM 波形；
图10为本发明的第六种实施方式通过PWM转换滤波电压方式各状态等效 PWM电压波形；
图11为本发明的普通加装电路示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
实施例1
如图1所示为普通的家装电路，火线和零线之间串联有控制端和应用端，控制端为控制开关，应用端为应急灯，控制开关改变电路的状态从而控制应急灯亮或灭。
一种应用AC电源线通讯的方法，包括如下步骤：
步骤A、本实施例通过在控制开关上并联一个整流二极管，作为AC调制装置，对AC输入状态进行调制输出，以达到改变交流应用端输入电压占空比，实现改变交流应用端输入状态的目的；
具体为，在市电输入的火线和零线之间串联控制开关和应急灯，所述控制开关上并联一个整流二极管作为AC调制装置，通过控制开关动作结合市电输入状态，会产生三种状态信息。
分别是：导通状态，关断状态，应急状态。它们对应的输入电压波形及等效PWM波形如图2所示。
当控制开关导通时,电流从开关处进入应用端,此时为导通状态。
当控制开关断开时,电流从二极管处进入应用端,此时为关断状态。
当没有市电输入时,开关与二极管上均没有电流进入应用端,此时为应急状态。
步骤B、在应用端对经过调制的交流输入状态检测及解码，根据不同的输入状态产生相应的操作，以实现对应用器件的控制；具体的，市电AC输入与 AC调制装置的输入端电连接，AC调制装置的输出端与模拟量解码模块的输入端电连接，模拟量解码模块的输出端与应用端的输入端连接。
实施例2
如图1所示为普通的家装电路，火线和零线之间串联有控制端和应用端，控制端为由并联了整流二极管的控制开关组成的AC调制装置，应用端为应急灯，通过控制开关动作结合市电输入状态控制应急灯亮或灭。
一种应用AC电源线通讯的方法，包括如下步骤：
步骤A、本实施例通过在控制开关上并联一个整流二极管，作为AC调制装置，对AC输入状态进行调制输出，以达到改变应用端交流输入电压占空比，实现改变应用端交流输入状态的目的；
交流输入包括三种状态，分别是：导通状态，关断状态，应急状态。它们对应的输入电压波形及等效PWM波形如图2所示。
当控制开关导通时,电流从开关处进入应用端,此时为导通状态。
当控制开关断开时,电流从二极管处进入应用端,此时为关断状态。
当没有市电输入时,开关与二极管上均没有电流进入应用端,此时为应急状态。
步骤B、在应用端安装模拟量解码模块对经过调制的交流输入状态进行检测及解码，根据不同的输入状态产生相应的操作，以实现对应用器件的控制，对经过调制的交流输入状态进行检测及解码具体为：将输入的交流电压采样滤波为一平稳电压，通过判断电压来确定输入状态。
根据PWM占空比不同,它们的有效值电压也不相同的原理,对输入的AC电压采样进行滤波处理得到不同的有效值电压,根据电压的不同来判断开关状态。如图3所示，市电AC输入与AC调制装置的输入端电连接，AC调制装置的输出端与整流桥的输入端电连接，整流桥的输出端与模拟量解码模块的输入端电连接，模拟量解码模块的输出端与应用端的控制端连接。
如图4所示，给出一种具体的实施电路图，结合调制装置输出电压波形, 市电输入经过AC调制装置输出,经整流桥BD1整流后,经R4,R6分压输出,再经C1滤波后,得到一稳定电压,经R3,R5给开关管Q2,Q1偏置电压,U1,U2为开关管导通电压,其电压依次为U1>U2.分别对应输入的两种状态,VCC为一低压直流电源,经R1,R2产生开关状态电压.在进行检测时,Q1,Q2导通,则表示为开关导通状态,Q2导通,Q1关断时为开关关断状态,当Q1,Q2关断时产生应急状态,应用端根据这三种状态产生相应的操作。
实施例3
如图1所示为普通的家装电路，火线和零线之间串联有控制端和应用端，控制端为控制开关，应用端为应急灯，控制开关改变电路的状态从而控制应急灯亮或灭。
一种应用AC电源线通讯的方法，包括如下步骤：
步骤A、本实施例通过在控制开关上并联一个整流二极管，作为AC调制装置，对AC输入状态进行调制输出，以达到改变应用端交流输入电压占空比，实现改变应用端交流输入状态的目的；
交流输入包括三种状态，分别是：导通状态，关断状态，应急状态。它们对应的输入电压波形及等效PWM波形如图2所示。
当控制开关导通时,电流从开关处进入应用端,此时为导通状态。
当控制开关断开时,电流从二极管处进入应用端,此时为关断状态。
当没有市电输入时,开关与二极管上均没有电流进入应用端,此时为应急状态。
步骤X，所述步骤X为将经过调制的交流电压波形处理成PWM方波，步骤 B改为对处理后的PWM方波进行检测及解码，根据不同的输入状态产生相应的操作，以实现对应用器件的控制。
步骤B、在应用端安装模拟量解码模块对经过调制的交流输入状态进行检测及解码，根据不同的输入状态产生相应的操作，以实现对应用器件的控制对处理后的PWM方波进行检测及解码具体为：将处理后的PWM方波采样滤波为一平稳电压，通过判断电压来确定输入状态。
在进行解码前,将应用端输入电压进行PWM方波的转换再进行解码能够增加应用的抗干扰能力,及稳定性。如图5所示，市电AC输入与AC调制装置的输入端电连接，AC调制装置的输出端与整流桥的输入端电连接，整流桥的输出端与PWM方波转换模块的输入端电连接，PWM方波转换模块的输出端与模拟量解码模块的输入端电连接，模拟量解码模块的输出端与应用端的控制端连接。
实施例4
如图1所示为普通的家装电路，火线和零线之间串联有控制端和应用端，控制端为控制开关，应用端为应急灯，控制开关改变电路的状态从而控制应急灯亮或灭。
一种应用AC电源线通讯的方法，包括如下步骤：
步骤A、本实施例通过在控制开关上并联一个整流二极管，作为AC调制装置，对AC输入状态进行调制输出，以达到改变应用端交流输入电压占空比，实现改变应用端交流输入状态的目的；
交流输入包括三种状态，分别是：导通状态，关断状态，应急状态。它们对应的输入电压波形及等效PWM波形如图2所示。
当控制开关导通时,电流从开关处进入应用端,此时为导通状态。
当控制开关断开时,电流从二极管处进入应用端,此时为关断状态。
当没有市电输入时,开关与二极管上均没有电流进入应用端,此时为应急状态。
步骤B、在应用端安装解码模块对经过调制的交流输入状态进行检测及解码，根据不同的输入状态产生相应的操作，以实现对应用器件的控制，对应用端输入电压采样进行PWM方波转换输出后进行检测及解码具体为：检测PWM 方波的上升沿或下降沿的间隔时间，来判断交流输入状态。
在进行解码前,将调制装置输出的应用端输入电压进行PWM方波的转换再进行解码能够增加应用的抗干扰能力,及稳定性。如图6所示，市电AC输入与AC调制装置的输入端电连接，AC调制装置的输出端与整流桥的输入端电连接，整流桥的输出端与PWM方波转换模块的输入端电连接，PWM方波转换模块的输出端与输入解码模块电连接，输入解码模块的输出端与应用端的控制端连接。图7为在220Vac/50Hz交流输入情况下的检测原理图，在控制开关导通状态下，每个上升沿的间隔时间是10mS；在关断状态下，每个上升沿的间隔时间是20mS；在应急状态下，下降沿间隔时间>20mS。基于上述解码方式的方法原理,也可以使用高电平或低电平的持续时间的方式来判断当前开关状态。
实施例5
为应对复杂的应用控制。可在开关面板处加入控制电路，以连续改变AC 输入状态的方式，按照通讯协议编码，完成复杂的数据传递及控制操作。
一种应用AC电源线通讯的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、通过AC调制装置对AC输入状态进行调制输出，以达到改变应用端交流输入电压占空比，实现改变应用端交流输入状态的目的，所述AC调制装置具体为：在控制面板处加入控制电路，对交流输入以通讯协议编码方式连续改变交流状态输出；
B、对经过调制的交流输入状态进行检测及解码，根据不同的输入状态产生相应的操作，以实现对应用器件的控制，具体为，对经过调制的交流输入状态进行采样检测,按照通讯协议编码方式解码，根据不同的输入状态产生相应的操作，以实现对应用器件的控制。
如图8所示为普通的家装电路，火线和零线之间串联有控制端和应用端，控制端为控制面板，在控制端，以旋钮或按键的方式进行控制，通过控制电路对AC输入状态进行连续编码调制，在应用端进行解码操作，以达到复杂控制的目的。
实施例6
一种应用AC电源线通讯的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、通过AC调制装置对AC输入状态进行调制输出，以达到改变应用端交流输入电压占空比，实现改变应用端交流输入状态的目的，所述AC调制装置具体为：通过控制电路对交流输入进行相位切角输出；
B、对经过调制的交流输入状态进行检测及解码，根据不同的输入状态产生相应的操作，以实现对应用器件的控制，具体为通过对交流输入进行相位切角输出，通过等效PWM占空比的不同来实现控制状态变化，或通过对交流输入进行相位切角输出以连续的占空比变化实现复杂数据通讯及控制。
图9为220Vac/50Hz交流输入，经过相位切脚的输入电压波形及等效PWM 波形，在前切或后切方式中，可以通过判断等效PWM高电平或低电平持续时间来确定开关状态。也可通过PWM转换滤波电压方式来确定开关状态；图10 为各状态等效PWM电压波形。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种应用AC电源线通讯的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、通过AC调制装置对AC输入状态进行调制输出，以达到改变应用端交流输入电压占空比，实现改变应用端交流输入状态的目的；
B、对经过调制的交流输入状态进行检测及解码，根据不同的输入状态产生相应的操作，以实现对应用器件的控制。
2.根据权利要求1所述的应用AC电源线通讯的方法，其特征在于，所述步骤A和步骤B之间还包括步骤X，所述步骤X为将经过调制的交流电压波形处理成PWM方波，步骤B改为对处理后的PWM方波进行检测及解码，根据不同的输入状态产生相应的操作，以实现对应用器件的控制。
3.根据权利要求1或2所述的应用AC电源线通讯的方法，其特征在于，所述步骤A中AC调制装置具体为：在控制面板的控制开关处并联一个二极管。
4.根据权利要求1或2所述的应用AC电源线通讯的方法，其特征在于，所述步骤A中AC调制装置具体为：在控制面板处加入控制电路，对交流输入以通讯协议编码方式连续改变交流状态输出，并于步骤B中对经过调制的交流输入状态进行检测,按照通讯协议编码方式解码，根据不同的输入状态产生相应的操作，以实现对应用器件的控制。
5.根据权利要求1或2所述的应用AC电源线通讯的方法，其特征在于，所述A中AC调制装置具体为：通过控制电路对交流输入进行相位切角输出。
6.根据权利要求1所述的应用AC电源线通讯的方法，其特征在于，所述步骤B中对经过调制的交流输入状态进行检测及解码具体为：将交流输入状态的交流电压滤波为一平稳电压，通过判断电压来确定输入状态。
7.根据权利要求2所述的应用AC电源线通讯的方法，其特征在于，所述步骤B中对处理后的PWM方波进行检测及解码具体为：检测PWM方波的上升沿或下降沿的间隔时间，来判断交流输入状态。
8.根据权利要求2所述的应用AC电源线通讯的方法，其特征在于，所述步骤B中对处理后的PWM方波进行检测及解码具体为：将处理后的PWM方波滤波为一平稳电压，通过判断电压来确定输入状态。
9.一种应用AC电源线的通讯电路，其特征在于，在市电输入的火线和零线之间串联控制开关和应急灯，所述控制开关上并联一个整流二极管。
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