KR101277650B1 - Dimming control apparatus and method using amplitude change of common power source in power line communication - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력선 통신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 전력선 통신의 열악한 채널 환경을 극복하기 위해서 송신단에서 전달하고자 하는 데이터를 전력선을 통하여 공급되는 상용전원의 전압(진폭)을 변화시켜 송신하고, 이를 수신단에서 전력선을 통해 공급되는 전원의 전압을 센싱하여 데이터를 수신하는 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for power line communication. In particular, in order to overcome a poor channel environment of power line communication, data to be transmitted from a transmitting end is transmitted by changing a voltage (amplitude) of commercial power supplied through a power line, and receiving the same. The present invention relates to a dimming control apparatus and method using an amplitude change of a commercial power source in power line communication for receiving data by sensing a voltage of a power source supplied through a power line.
전력선 통신(PLC; Power Line Communication)은 전력선을 통신선으로 사용하여 100kHz~30MHz 의 통신신호를 고주파 필터를 이용, 분리하여 송수신하는 방법으로서, 주파수 다중 분할 방식에 의하여 전원과 통신신호를 다중화하여 동시에 전송하는데, 일반적으로 60Hz의 전원 및 통신신호로 수십kHz~수MHz의 고주파신호를 사용한다. 전력선 통신의 송신단 및 수신단에서의 원리를 도 1a 및 도 1b에 간략히 도시하였다. Power Line Communication (PLC) is a method of separating and transmitting 100kHz ~ 30MHz communication signals using a high frequency filter using a power line as a communication line, and multiplexing power and communication signals by frequency multiplexing. Generally, a high frequency signal of several tens of kHz to several MHz is used as a power supply and communication signal of 60 Hz. The principle at the transmitting and receiving end of power line communication is briefly shown in FIGS. 1A and 1B.
전력선 통신은 조명, 홈네트워크 등 여러 분야에 적용가능 한데, 그 중 가로등 양방향 관제 시스템의 예를 살펴보면, 가로등 분전함 내에 위치한 마스터(Master) 모뎀이 전력선을 매개체로 하여 디밍 명령을 전송하고, 가로등주 안에 위치한 슬레이브(Slave) 모뎀이 명령을 수신하여 이에 맞게 디밍용 안정기를 제어하여 램프의 밝기를 제어하는 방식이다.Power line communication can be applied to various fields such as lighting and home network. Among the examples of street lamp bidirectional control system, the master modem located in the street lamp distribution box transmits the dimming command through the power line, The slave modem receives the command and controls the dimming ballast accordingly to control the brightness of the lamp.
이와 같이, 전력선 통신을 이용한 가로등 양방향 관제 시스템은 별도의 선로 공사 없이 기존 개별 가로등 주와 분전함에 전력선 통신 시스템을 설치하고, 관리 담당 공무원의 순찰이나 민원인의 신고에 의한 상황 발생 이전에 중앙통제시스템을 통해서 실시간으로 개별 가로등의 상황을 한 눈에 파악할 수 있고, 개별 가로등의 누전, 안정기, 램프고장 시 즉각 전원을 차단하고, 관리 담당자의 휴대폰 또는 중앙제어국으로 상황발생 관련 정보를 통보한다.As such, the street lamp bidirectional control system using power line communication installs the power line communication system in the existing individual street lamps and distribution boxes without separate line construction, and installs the central control system before the occurrence of the situation by patrol of the official in charge of management or report of the complaint. Through real-time, the status of individual streetlights can be identified at a glance, the power is immediately cut off when an individual short-circuit, ballast, or lamp malfunctions, and information on the occurrence of the situation is sent to the mobile phone or the central control station of a management person.
전술한 바와 같이, 전력선 통신은 별도의 통신선로가 불필요하고, 설치가 용이하며, 별도의 통신요금이 필요 없는 장점이 있다. As described above, power line communication does not require a separate communication line, it is easy to install, there is an advantage that does not require a separate communication fee.
그러나 전력선 통신은 제한된 전송전력으로 인해 통신거리의 한계가 있고, 전동 모터와 같이 비 동기적으로 발생하는 노이즈나, 60Hz 정수배의 주파수에서 발생하는 고주파 노이즈, 그리고 전자기기의 스위치를 연결 하거나 끊을 때 발생하는 독립적인 임펄스 노이즈 등의 높은 부하 간섭과 잡음이 발생하며, 환경에 따른 임피던스 변화로 인해 신호감쇠의 불확실성이 존재하는 단점이 있다.However, power line communication has a limitation in communication distance due to limited transmission power, noise generated asynchronously like electric motors, high frequency noise generated at an integer frequency of 60Hz, and when a switch of an electronic device is connected or disconnected. High load interference and noise occurs, such as independent impulse noise, and there is a disadvantage that the uncertainty of the signal attenuation due to the impedance change according to the environment.
전술한 전력선 통신의 단점이 발생하는 이유를 구체적으로 살펴보면, 하기와 같다. 먼저, 전력선은 본래 전기에너지 전달을 목적으로 제작되었기 때문에, 60Hz의 저주파 전기신호에 대해서 적당하도록 설계되어 있다. 즉, 고주파 신호의 전달 특성에는 관심이 없으며, 이로 인해 오직 절연 요건만을 만족하도록 만들어진 전력선의 피복과 임의로 설치되는 분기회로 및 각종 부하기기들이 전력선 채널 특성에 영향을 주는 요인으로 작용한다. Looking at the reason why the disadvantages of the above-described power line communication occurs in detail, as follows. First, since power lines were originally manufactured for the purpose of transmitting electric energy, they are designed to be suitable for low frequency electric signals of 60 Hz. That is, there is no interest in the transmission characteristics of the high frequency signal, and thus, the covering of the power line and the arbitrarily installed branch circuit and various load devices that are designed to satisfy only the insulation requirements act as a factor influencing the power line channel characteristics.
따라서 전력선의 이러한 특성으로 인해, 상대적으로 고주파 신호인 통신신호는 주파수가 증가함에 따라 큰 감쇄를 겪게 되고, 분기에 의한 신호손실과 왜곡을 감수해야 하며, 전기에너지 전달 과정에서 발생하는 열에 의한 배경잡음과 함께 절연피복으로는 막을 수 없는 외부로부터의 다양한 간섭신호들이 존재하게 되므로, 이러한 전력선 통신의 단점들을 극복하기 위한 방안이 절실히 요망된다.
Therefore, due to this characteristic of the power line, the communication signal, which is a relatively high frequency signal, suffers a large attenuation as the frequency is increased, and must bear the signal loss and distortion caused by the branch, and the background noise caused by the heat generated during the electrical energy transfer process. In addition, since there are various interference signals from the outside which cannot be prevented by the insulation coating, a method for overcoming the disadvantages of power line communication is urgently needed.
상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제 1목적은 제어신호를 전송하기 위한 별도의 통신선로가 불필요하고, 설치가 용이하며, 통신 요금이 필요 없으면서도, 전송 전력의 한계가 없앰으로써 거리의 한계를 가지지 않으므로, 220V/60Hz가 전달되는 범위라면 모두 전력선 통신이 가능한 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.In order to solve the above problem, the first object of the present invention is to eliminate the limitation of the transmission power without the need for a separate communication line for transmitting the control signal, easy installation, and no communication fee. Since there is no limit, the present invention provides a dimming control apparatus and method using an amplitude change of a commercial power source in power line communication in which power line communication is possible in all ranges in which 220 V / 60 Hz is transmitted.
또한, 본 발명의 제 2목적은 부하 간섭 및 잡음의 영향이 적고, 신호 감쇠의 불확실성이 사라질 뿐만 아니라, 주파수 변조 장치를 이용한 주파수 변조 기술이 필요치 않고, 별도의 커플러 장치가 필요 없는 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.In addition, the second object of the present invention is not only the effect of load interference and noise, the uncertainty of the signal attenuation disappears, and does not require a frequency modulation technique using a frequency modulation device, it is commercially available in power line communication that does not require a separate coupler device The present invention provides a dimming control apparatus and method using a change in amplitude of a power supply.
또한, 본 발명의 제 3목적은 별도의 선로 공사 없이 기존의 가로등 분전함과 개별 가로등주에 각각 전압 변화 장치(가로등 분전함 내 위치)와 전압 센싱 장치를 포함한 램프 전원장치(개별 가로등주 내 위치)를 설치하고, 환경 및 필요에 따라 가로등의 밝기를 제어(디밍)할 수 있어, 이를 통해 에너지를 절약할 수 있는 가로등 램프 디밍 제어 방식에 적용할 수 있는 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.In addition, the third object of the present invention is to install a lamp power supply device (position in individual street lamp column) including a voltage change device (position in street lamp distribution box) and a voltage sensing device in the existing street lamp distribution box and individual street lamp column, without a separate line construction , Dimming control device using the amplitude change of commercial power in power line communication, which can be applied to street light lamp dimming control method that can save energy through this. To provide a method.
또한, 본 발명의 제 4목적은 기존의 전압 변화를 통한 디밍 시스템과 달리 데이터 통신을 통해 제어할 수 있는 디밍 단계를 송수신 데이터의 비트 수가 n일 때, 2n단계의 제어가 가능할 뿐만 아니라 비트 수를 늘리는데 있어서 제한적인 요소 없이 더 많은 단계의 제어가 가능한 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
In addition, the fourth object of the present invention, unlike the dimming system through the change in voltage, the dimming step that can be controlled through data communication, when the number of bits of the transmission and reception data is n, not only the control of 2n steps but also the number of bits To provide a dimming control device and method using the amplitude change of the commercial power source in power line communication that can be controlled in more steps without limiting the increase.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 장치에 있어서, 송신단의 전압 변화 장치를 이용하여 입력 전원파형의 영 전압(Zero Crossing) 지점을 시작점으로 소정 주기의 전압을 단위시간으로 하여 소정 전압만큼 변화시켜 송신 데이터를 포함하는 변화된 전원전압을 송신하며, 수신단의 전압 센싱 장치에서 전력선을 통해 공급되는 상기 변화된 전원전압을 감지하고, 영 전압 지점을 시작점으로 실효치(RMS; Root Mean Square) 전압을 측정하여, 상기 변화된 전원전압으로부터 상기 송신 데이터를 수신하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a dimming control device using the amplitude change of the commercial power source in the power line communication, using a voltage change device of the transmitting end a predetermined period starting from the zero crossing point of the input power waveform Change the power supply voltage including the transmission data by changing the voltage as the unit time, and detect the changed power supply voltage supplied through the power line in the voltage sensing device at the receiving end, and set the zero voltage point as a starting point. Root Mean Square (RMS) voltage is measured, and the transmission data is received from the changed power supply voltage.
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 장치는 상기 입력 전원파형의 전압이 일정하지 않으면, 상기 전압 변화 장치는 송신 데이터가 High(1)이면 상기 단위시간 동안 상기 소정 전압만큼 변화시키지 않고, 송신 데이터가 Low(0)이면 상기 단위시간 동안 상기 소정 전압만큼 변화시키는 것을 특징으로 한다. 즉, 단위 시간 동안 변화량을 측정한다. 따라서, 천천히 변화하는 량은 무시된다. In addition, in the power line communication according to the present invention, the dimming control device using the amplitude change of the commercial power source is not constant, the voltage change device is the predetermined voltage during the unit time if the transmission data is High (1) If the transmission data is Low (0) without changing by the voltage, it is characterized by changing by the predetermined voltage during the unit time. That is, the change amount is measured during the unit time. Therefore, the slowly changing amount is ignored.
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 장치의 상기 전압 센싱 장치는, 초기에 상기 전력선을 통해 수신된 전원전압의 실효치 전압을 측정하며, 측정된 전압과 무관하게 파형은 High(1)로 약속하고, 이후 약속된 단위 시간마다 실효치 전압을 측정하여, 초기의 측정된 전압보다 임계전압 이상 하강한 전압이면 첫 번째 데이터를 0으로 결정 및 데이터의 수신을 시작하고, 이후, 측정 전압이 이전 전압과 비교하여 그 변화가 상기 임계전압 미만이면 수신 데이터를 이전 데이터와 동일하게 결정하고, 그 변화가 상기 임계전압 이상 상승변화 이면 수신 데이터를 High(1)로 결정하며, 그 변화가 상기 임계전압 이상 하강변화 이면 수신 데이터를 Low(0)로 결정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the voltage sensing device of the dimming control device using the amplitude change of the commercial power source in the power line communication according to the present invention, initially measuring the effective value voltage of the power supply voltage received through the power line, regardless of the measured voltage Is promised as High (1), and then the RMS value is measured at each promised unit time, and if the voltage falls below the threshold voltage from the initial measured voltage, the first data is determined to be 0 and the reception of data is started. If the measured voltage is compared with the previous voltage and the change is less than the threshold voltage, the received data is determined to be the same as the previous data. If the change is the rising change above the threshold voltage, the received data is determined as High (1). If the change is a change in the threshold voltage or more, the received data is determined to be Low (0).
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 장치의 상기 전압 센싱 장치는, 상기 송신단으로부터 수신한 데이터를 PWM 신호의 듀티(DUTY)를 변화시켜 램프 밝기 조절(Dimming) 및 전동기 속도 조절을 위한 제어 신호로 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the voltage sensing device of the dimming control device using the amplitude change of the commercial power source in the power line communication according to the present invention, by changing the duty (DUTY) of the PWM signal to the data received from the transmitting end to adjust the lamp brightness (Dimming) and Characterized in that it is used as a control signal for adjusting the motor speed.
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 장치의 상기 전압 변화 장치는 가로등 분전함에 구비되고, 상기 전압 센싱 장치는 개별 가로등주 내의 램프 전원장치에 구비되며, 상기 전압 변화 장치는 부하에 전력을 공급하면서 전압을 변화시키기 위해제1권선의 하단과 제2권선의 상단이 디밍스위치로 연결된 2단 탭 단권변압기와, 상기 제1권선의 상단에 공급되는 입력전원과 일단이 연결되고 타단이 상기 제1권선의 하단과 상기 부하를 연결하는 전원선로에 연결되는 바이패스 스위치와, 상기 제2권선의 제1탭에 일단이 연결되고 타단이 공통선에 연결된 제1스위치와, 상기 제2권선의 제1탭에 일단이 연결되고 타단이 상기 공통선에 연결된 제1저항에 연결된 제2스위치와, 상기 제2권선의 제2탭에 일단이 연결되고 타단이 상기 공통선에 연결된 제3스위치와, 상기 제2권선의 제2탭에 일단이 연결되고 타단이 상기 공통선에 연결된 제2저항에 연결된 제4스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the voltage change device of the dimming control device using the amplitude change of the commercial power source in the power line communication according to the present invention is provided in the street lamp distribution box, the voltage sensing device is provided in the lamp power supply device in the individual street lamp column, the voltage change device Is a two-stage tap single winding transformer in which a lower end of the first winding and an upper end of the second winding are connected by a dimming switch to supply power to a load, and one end of the first power supply is connected to the input power supplied to the upper end of the first winding. A bypass switch connected at a second end to a power line connecting the lower end of the first winding to the load, a first switch connected at one end to a first tap of the second winding, and connected to a common line at the other end; A second switch having one end connected to the first tap of the second winding and the other end connected to the first resistor connected to the common line, and one end connected to the second tap of the second winding and the other end Characterized in that one end is connected to a third switch connected to the common line, the second tap of the second winding and the other end including a fourth switch connected to a second resistor connected to the common line.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 방법에 있어서, 송신단의 전압 변화 장치를 이용하여 입력 전원파형의 영 전압(Zero Crossing) 지점을 시작점으로 소정 주기의 전압을 단위시간으로 하여 소정 전압만큼 변화시켜 송신 데이터를 포함하는 변화된 전원전압을 송신하며, 수신단에서 전력선을 통해 공급되는 상기 변화된 전원전압을 감지하고, 영 전압 지점을 시작점으로 실효치(RMS; Root Mean Square) 전압을 측정하여 상기 변화된 전원전압으로부터 상기 송신 데이터를 수신하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention for achieving the above object is a dimming control method using the amplitude change of the commercial power source in power line communication, using a zero voltage (Zero Crossing) point of the input power waveform using the voltage change device of the transmitting end as a starting point Transmit the changed power supply voltage including the transmission data by changing the voltage of the predetermined period as the unit time by a predetermined voltage, and detect the changed power supply voltage supplied through the power line at the receiving end, and the effective value (RMS) from the zero voltage point as a starting point. Root Mean Square voltage is measured to receive the transmission data from the changed power supply voltage.
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 방법은 상기 입력 전원파형의 전압이 일정하지 않으면, 상기 전압 변화 장치는 송신 데이터가 High(1)이면 상기 소정 전압만큼 변화시키지 않고, 송신 데이터가 Low(0)이면 상기 소정 전압만큼 변화시키는 것을 특징으로 한다.Further, in the power line communication according to the present invention, in the dimming control method using the amplitude change of the commercial power source, if the voltage of the input power waveform is not constant, the voltage changing device does not change the predetermined voltage if the transmission data is High (1). If the transmission data is Low (0), it is characterized by changing by the predetermined voltage.
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 방법에 있어서 상기 전압 센싱 장치는, 초기에 상기 전력선을 통해 수신된 전원전압의 실효치 전압을 측정하며, 측정된 전압과 무관하게 파형은 High(1)로 약속하고, 이후 약속된 단위 시간마다 실효치 전압을 측정하여, 초기의 측정된 전압보다 임계전압 이상 하강한 전압이면 첫 번째 데이터를 0으로 결정 및 데이터의 수신을 시작하고, 이후, 측정 전압이 이전 전압과 비교하여 그 변화가 상기 임계전압 미만이면 수신 데이터를 이전 데이터와 동일하게 결정하고, 그 변화가 상기 임계전압 이상 상승변화 이면 수신 데이터를 High(1)로 결정하며, 그 변화가 상기 임계전압 이상 하강변화 이면 수신 데이터를 Low(0)로 결정하는 것을 특징으로 한다.Further, in the dimming control method using the amplitude change of the commercial power source in the power line communication according to the present invention, the voltage sensing device initially measures the effective value voltage of the power supply voltage received through the power line, regardless of the measured voltage The waveform is promised as high (1), and then the rms voltage is measured at each promised unit time, and if the voltage falls below the threshold voltage from the initial measured voltage, the first data is determined to be 0 and the reception of data is started. Thereafter, when the measured voltage is compared with the previous voltage and the change is less than the threshold voltage, the received data is determined to be the same as the previous data, and when the change is the rising change above the threshold voltage, the received data is determined as High (1). If the change is a change in the threshold voltage or more, the received data is set to Low (0).
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 방법에 있어서 상기 전압 센싱 장치는, 상기 송신단으로부터 수신한 데이터를 PWM 신호의 듀티(DUTY)를 변화시켜 램프 밝기 조절(Dimming) 및 전동기 속도 조절을 위한 제어 신호로 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the dimming control method using the amplitude change of the commercial power source in the power line communication according to the present invention, the voltage sensing device, the brightness of the lamp (Dimming) by changing the duty (DUTY) of the PWM signal for the data received from the transmitter And it characterized in that used as a control signal for adjusting the motor speed.
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 방법에 있어서, 송신단의 전압 변화 장치에서 입력 전원파형의 영 전압(Zero Crossing) 지점을 시작점으로 하여, 데이터 미전송 상태에서는 High를 유지하고, 전송하고자 하는 데이터의 값에 대응하여 LOW 상태 시간을 단위시간의 n배수로 유지하도록 소정 전압만큼 변화시켜 송신 데이터를 포함하는 변화된 전원전압을 송신하며, 수신단에서 전력선을 통해 공급되는 상기 변화된 전원전압을 감지하고, 영 전압 지점을 시작점으로 실효치(RMS; Root Mean Square) 전압을 측정하여 상기 변화된 전원전압으로부터 상기 송신 데이터를 수신하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the dimming control method using the amplitude change of the commercial power source in the power line communication according to the present invention, the zero point (Zero Crossing) of the input power waveform in the voltage change device of the transmitting end as a starting point, in the high data untransmitted state And change the LOW state time by a predetermined voltage so as to maintain n times the unit time corresponding to the value of the data to be transmitted, and transmit the changed power supply voltage including the transmission data, and at the receiving end, the changed power supply voltage supplied through the power line. The power supply voltage may be sensed, and a root mean square (RMS) voltage may be measured based on a zero voltage point to receive the transmission data from the changed power supply voltage.
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 방법에 있어서, 상기 전압 변화 장치는 가로등 분전함에 구비되고, 상기 전압 센싱 장치는 개별 가로등주 내의 램프 전원장치에 구비되며, 상기 전압 변화 장치는 부하에 전력을 공급하면서 전압을 변화시키기 위해 제1권선의 하단과 제2권선의 상단이 디밍스위치로 연결된 2단 탭 단권변압기와, 상기 제2권선의 제1탭에 일단이 연결되고 타단이 공통선에 연결된 제1스위치와, 상기 제2권선의 제1탭에 일단이 연결되고 타단이 상기 공통선에 연결된 제1저항에 연결된 제2스위치와, 상기 제2권선의 제2탭에 일단이 연결되고 타단이 상기 공통선에 연결된 제3스위치와, 상기 제2권선의 제2탭에 일단이 연결되고 타단이 상기 공통선에 연결된 제2저항에 연결된 제4스위치를 포함하고, 상기 디밍스위치 및 상기 제1스위치가 온(ON)인 상태에서 상기 전압 변화 장치가 전압을 변화시키기 위해 상기 제1탭에서 제2탭으로 전환할 때, 상기 제2스위치를 온(ON) 시키는 제1단계; 상기 제4스위치를 온(ON) 시키는 제2단계; 상기 제1스위치를 오프(OFF) 시키는 제3단계; 상기 제3스위치를 온(ON) 시키는 제4단계; 상기 제2스위치를 오프(OFF) 시키는 제5단계; 및 상기 제4스위치를 오프(OFF) 시키는 제6단계;를 수행하여 상기 탭의 전환을 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the dimming control method using the amplitude change of the commercial power source in the power line communication according to the present invention, the voltage change device is provided in the street lamp distribution box, the voltage sensing device is provided in the lamp power supply device in the individual street lamp column, the voltage The change device includes a two-stage tap single winding transformer in which a lower end of the first winding and an upper end of the second winding are connected by a dimming switch to supply power to a load, and one end is connected to the first tap of the second winding. A first switch having the other end connected to the common line, a second switch connected at one end to the first tap of the second winding, and connected to the first resistor connected at the other end to the common line, and connected to the second tap of the second winding. A third switch having one end connected to the other end and the fourth switch connected to the common line, and a fourth switch connected to the second tab of the second winding and connected at the other end to the second resistor connected to the common line. And turning on the second switch when the voltage change device switches from the first tap to the second tap to change the voltage while the dimming switch and the first switch are ON. First step; A second step of turning on the fourth switch; A third step of turning off the first switch; A fourth step of turning on the third switch; A fifth step of turning off the second switch; And a sixth step of turning off the fourth switch.
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 방법에 있어서 상기 전압 변화 장치는, 상기 제1권선의 상단에 공급되는 입력전원과 일단이 연결되고 타단이 상기 제1권선의 하단과 상기 부하를 연결하는 전원선로에 연결되는 바이패스 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
Further, in the dimming control method using the amplitude change of the commercial power source in the power line communication according to the present invention, the voltage change device, one end is connected to the input power supplied to the upper end of the first winding and the other end of the first winding And a bypass switch connected to a power line connecting a lower end and the load.
전술한 바와 같이, 본 발명은 제어신호를 전송하기 위한 별도의 통신선로가 불필요하고, 설치가 용이하며, 통신 요금이 필요 없는 장점이 있다.As described above, the present invention has the advantage that a separate communication line for transmitting a control signal is unnecessary, easy to install, and no communication fee is required.
또한, 본 발명은 전송 전력의 한계를 없앰으로써 거리의 한계를 가지지 않으므로, 220V/60Hz가 전달되는 범위라면 모두 전력선 통신이 가능하며, 전력선의 RMS 전압을 측정함으로써 전압 센싱 시 노이즈가 평균화되어 사라져 부하 간섭 및 잡음의 영향이 적고, 전력선의 임피던스는60Hz에 맞게 설계되어 신호 감쇠의 불확실성이 사라질 뿐만 아니라, 전압 변화 장치를 사용함으로써 주파수 변조 장치를 이용한 주파수 변조 기술이 필요치 않고, 별도의 커플러(Coupler) 장치가 필요 없는 장점이 있다.In addition, the present invention does not have a limit of distance by eliminating the limit of the transmission power, so that if the 220V / 60Hz range is all possible power line communication, by measuring the RMS voltage of the power line, the noise is averaged and disappears during voltage sensing, the load Less influence of interference and noise, the impedance of the power line is designed for 60Hz to eliminate the uncertainty of the signal attenuation, and by using a voltage changer, there is no need for a frequency modulation technique using a frequency modulation device, a separate coupler (Coupler) The advantage is that no device is required.
이에 따라, 본 발명은 본 발명을 적용한 가로등 램프 디밍 제어 방식에 별도의 선로 공사 없이 기존의 개별 가로등주와 가로등 분전함에 전압 변화 장치와 전압 센싱 장치를 설치하고, 환경 및 필요에 따라 가로등의 밝기를 제어(디밍)할 수 있고, 이를 통해 에너지를 절약할 수 있는 효과가 있다. Accordingly, the present invention is to install a voltage change device and a voltage sensing device in the existing individual street lamp pole and street lamp distribution box without a separate line construction in the street lamp lamp dimming control method to which the present invention is applied, and controls the brightness of the street lamp according to the environment and needs (Dimming), which saves energy.
또한, 본 발명은 기존의 전압 변화를 통한 디밍 시스템과 달리 데이터 통신을 통해 제어할 수 있는 디밍 단계를 송수신 데이터의 비트 수가 n일 때, 2n단계의 제어가 가능한 가로등 램프 디밍 제어 방식을 제공할 수 있는 장점이 있으며, 비트 수를 늘리는데 있어서 제한적인 요소가 없으며, 이를 통해 더 많은 단계 제어가 가능한 이점이 있다.In addition, the present invention can provide a street lamp lamp dimming control method that can be controlled in 2n steps when the number of bits of the transmission and reception data is n, the dimming step that can be controlled through data communication, unlike the dimming system through the voltage change There is an advantage that there is no limiting factor in increasing the number of bits, and this allows more step control.
또한, 본 발명은 전송하고자 하는 데이터 값에 대응하도록 단위시간의 n배수로 LOW를 보내고, 데이터 미전송시에는 HIGH로 유지하는 데이터 송수신 방법의 경우 송신단 장치의 스위칭 변화 수량이 하강과 상승 2번만을 통해 이루어질 수 있어서 시스템을 안정하게 동작 시킬 수 있고, 수신단에서도 센싱에 대한 복잡성이 사라지는 장점이 있다. In addition, in the data transmission / reception method of transmitting a LOW at n times the unit time so as to correspond to the data value to be transmitted, and maintaining the HIGH when the data is not transmitted, the switching change quantity of the transmitting end device is only lowered and raised twice. Since it can be made to operate the system stably, there is an advantage that the complexity of the sensing at the receiving end disappears.
또한, 본 발명은 전압 변화 과정 중에도 수신단의 동작에 필요한 전력이 차단되지 않고 전압 변화를 할 수 있으므로, 수신단 제어부가 밧데리 없이 안정하게 동작할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the present invention has the advantage that the receiving end control unit can be operated stably without the battery, since the power required for the operation of the receiving end can be changed even during the voltage change process.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 전력선 통신의 송신단 및 수신단에서의 원리를 보인 도면,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 전력선 통신 장치 및 방법에 따른 송수신단의 기본 원리를 나타낸 도면,
도 3a 및 도 3b는 실제 전력선 사용 환경에서 본 발명의 전력선 통신 장치 및 방법에 따른 송수신단의 응용 원리를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법을 가로등 램프 디밍 제어에 적용한 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법에 사용되는 전압 변화 장치의 회로도,
도 6a 내지 도 6c는 도 5의 전압 변화 장치의 전압 변화 시 상태를 나타낸 회로도,
도 7a 내지 도 7g는 도 5의 전압 변화 장치의 전압 변화 과정을 단계별로 나타낸 회로도,
도 8은 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법을 가로등 램프 디밍 제어 방식에 적용하는 경우에 가로등 분전반의 구성을 나타낸 도면,
도 9는 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법에 사용되는 수신부의 전압 센싱 장치의 블록구성도,
도 10a 내지 도 10c는 도 9의 전압 센싱 장치의 전압 변환기의 일례를 보인 도면,
도 11a 및 도 11b는 도 9의 전압 센싱 장치의 전파 정류회로와 샘플링 방법을 각각 나타낸 도면,
도 12a 및 도 12b는 도 9의 전압 센싱 장치의 전압의 실효치를 계산하여 수신 데이터를 추출하는 방법을 각각 나타낸 도면,
도 13은 도 9의 전압 센싱 장치의 CPU의 제어 신호로 사용하는 PWM신호의 일례를 나타낸 도면,
도 14는 표 1에 따른 명령 전송 프레임 포맷을 보인 도면,
도 15a 내지 도 15c는 비트의 종류에 따른 펄스 유지시간을 나타낸 도면,
도 16은 도 15a 내지 도 15c의 규칙에 따라 표 1에서 6단계로 변경을 요구하는 명령의 파형의 일례를 나타낸 도면,
도 17a 내지 도 17c는 전압 변화 장치의 각 전달상태에 따른 회로도,
도 18a 내지 도 18c는 출력 전압의 유지시간으로 디밍 명령을 전달하는 방법을 나타낸 도면.1A and 1B are diagrams illustrating principles at a transmitting end and a receiving end of a general power line communication;
2a and 2b is a view showing the basic principle of the transmitting and receiving end according to the power line communication device and method of the present invention,
3a and 3b is a view showing the application principle of the transmitting and receiving end according to the power line communication apparatus and method of the present invention in the actual power line use environment,
4 is a configuration diagram applying a power line communication device and method according to the present invention to street lamp dimming control,
5 is a circuit diagram of a voltage change device used in the power line communication device and method according to the present invention;
6A to 6C are circuit diagrams illustrating a state at the time of a voltage change of the voltage changer of FIG. 5;
7A to 7G are circuit diagrams illustrating a step of changing a voltage of the voltage changing device of FIG. 5;
8 is a view showing the configuration of a street lamp distribution board when the power line communication device and method according to the present invention are applied to a street lamp lamp dimming control scheme;
9 is a block diagram of a voltage sensing device of a receiver used in a power line communication device and method according to the present invention;
10A to 10C illustrate an example of a voltage converter of the voltage sensing device of FIG. 9;
11A and 11B are views illustrating a full-wave rectifying circuit and a sampling method of the voltage sensing device of FIG. 9, respectively.
12A and 12B are diagrams illustrating a method of extracting received data by calculating an effective value of a voltage of the voltage sensing device of FIG. 9;
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a PWM signal used as a control signal of a CPU of the voltage sensing device of FIG. 9; FIG.
14 is a view showing a command transmission frame format according to Table 1;
15A to 15C are diagrams showing pulse holding times according to types of bits;
16 is a view showing an example of a waveform of a command for requesting a change in
17A to 17C are circuit diagrams according to respective transfer states of the voltage change device,
18A-18C illustrate a method of delivering a dimming command with a holding time of an output voltage.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 하기 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same configurations of the drawings denote the same reference numerals as possible whenever possible. Specific details are set forth in the following description, which is provided to provide a more thorough understanding of the present invention. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
전력선 통신의 열악한 채널 환경을 극복하기 위해서는 하기의 다양한 기술들이 필요하다. 필요한 기술로는 먼저, 이는 전력선을 매개체로 데이터를 주파수에 싣기 위한 주파수 변조기술이 필요하고, 변조된 통신 신호를 전력선과 결합하는 커플링 기술과 수신단에서 원하는 통신 신호만을 받아들이고, 필요하지 않은 대역의 신호를 제거하기 위한 프리필터 기술, 그리고 에러율을 줄이기 위해 코드화된 부호 체계로 바꾸는 채널 코딩 기술 등이 있다. In order to overcome the poor channel environment of power line communication, the following various techniques are required. First of all, the required technology requires a frequency modulation technique for loading data on a frequency line via a power line, a coupling technique for combining a modulated communication signal with a power line, and receiving only a desired communication signal at a receiving end. There are prefilter techniques for removing signals, and channel coding techniques for converting to coded coding schemes to reduce error rates.
이를 위하여, 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법은 송신단에서 전달하고자 하는 데이터를 전력선을 통하여 공급되는 상용전원(예로서, 220V/60Hz or 50Hz, 100V/60Hz or 50Hz 등)의 전압(진폭)을 변화시켜 송신하고, 이를 수신단에서 전력선을 통해 공급되는 전원의 전압을 센싱하여 데이터를 수신하는 방법을 제안한다. 특히, 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법은 전압 변화 시에도 수신단에 전력이 끊김 없이 공급되는 전력선 통신 장치 및 방법을 제안한다. To this end, the power line communication apparatus and method according to the present invention is to measure the voltage (amplitude) of the commercial power (for example, 220V / 60Hz or 50Hz, 100V / 60Hz or 50Hz, etc.) supplied via the power line to the data to be transmitted from the transmitter The present invention proposes a method of changing data and transmitting the data, and receiving the data by sensing the voltage of the power supplied through the power line. In particular, the power line communication device and method according to the present invention proposes a power line communication device and method that is supplied to the receiving end without interruption even when the voltage changes.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법에 따른 송수신단의 기본 원리를 나타낸 도면으로서, 220V/60Hz의 전원파형에 대하여 일례로, 10V의 전압 변화 장치를 이용하여 전압(진폭)을 변화시켜 송신 데이터(10011010)를 송신하고, 수신단에서는 전력선을 통해 공급되는 전원의 전압을 센싱하여 데이터(10011010)를 수신한다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 한 주기의 전력선 송신 또는 수신 파형이 하나의 데이터를 표시한다. 한편, 송수신측 사이에 약속한 일정 주기가 하나의 데이터를 표시할 수도 있다. 수신단의 전압 센싱 장치는 영 전압(Zero Crossing) 지점을 시작점으로 실효치(RMS; Root Mena Square) 전압을 측정함으로써, 수신된 데이터를 수신한다.2A and 2B are diagrams showing the basic principle of a transmitting and receiving terminal according to the power line communication device and method according to the present invention. For example, a voltage (amplitude) using a voltage change device of 10 V is applied to a power waveform of 220 V / 60 Hz. Is transmitted to transmit the transmission data 10011010, and the receiving end receives the data 10011010 by sensing the voltage of the power supplied through the power line. As shown in Figs. 2A and 2B, a cycle of power line transmission or reception waveforms represents one data. On the other hand, a certain period promised between the transmitting and receiving sides may display one data. The voltage sensing device at the receiving end receives the received data by measuring a root mena square (RMS) voltage from a zero crossing point.
도 3a 및 도 3b는 실제 전력선 사용 환경에서의 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법에 따른 송수신단의 응용 원리를 나타낸 도면으로서, 실제 전력선 환경에서는 항상 전원파형 220V/60Hz가 유지되지 않고, 전력 사용 환경에 따라 실시간으로 계속 전압이 변한다(급격하게 변하기 보다는 1주기에 걸쳐 크게는 2~3V정도 변함). 3A and 3B are diagrams illustrating an application principle of a transmitting / receiving terminal according to a power line communication device and method according to the present invention in an actual power line use environment, where
도 3a에 도시된 바와 같이, 송신단에서는 220V/60Hz의 전력선 입력전압이 시간에 따라 2V씩 하강하고, 다시 시간에 따라 2V씩 상승하는 경우에는, 일례로 송신 데이터가 1이면 전압 변화 장치에서 전압 강하가 일어나지 않고, 송신 데이터가 0인 경우에만 10V의 전압을 강하시켜 전송한다. As shown in FIG. 3A, when the power line input voltage of 220V / 60Hz decreases by 2V with time and rises by 2V with time, as shown in FIG. 3A, for example, when the transmission data is 1, the voltage drop in the voltage change device is reduced. Does not occur and the voltage of 10V is dropped to transmit only when the transmission data is zero.
이에 따라, 도 3b에 도시된 바와 같이, 수신단에서는 초기에 전력선을 통해 수신된 파형은 High(1)로 약속하고, 이후 약속된 단위 시간마다 실효치 전압을 측정하여, 임계치 전압(Vth, 일례에서는 6V)이상 하강한 전압이면 첫 번째 데이터를 0으로 결정하고 데이터의 수신을 시작한다. 다음으로, 수신신호의 측정 전압이 8V 상승하여, Vth보다 더 큰 상승변화를 보이면 두 번째 데이터를 1로 결정한다. 마찬가지로 이후, 수신된 신호의 전압을 측정하여 이전 전압과 비교한 결과가 Vth보다 작으면 이전 데이터를 수신신호의 데이터로 결정하고, 더 큰 상승변화를 보이면 이전 데이터와 무관하게 1로, 더 큰 하강변화를 보이면 이전 데이터와 무관하게 0으로 결정한다. Accordingly, as shown in FIG. 3B, at the receiving end, the waveform initially received through the power line is promised to be high (1), and thereafter, the effective value voltage is measured at each promised unit time, and the threshold voltage (Vth, for example, 6V) is measured. If the voltage drops abnormally, the first data is set to 0 and data reception is started. Next, when the measured voltage of the received signal rises 8V, and shows a rising change larger than Vth, the second data is determined as 1. Similarly, after measuring the voltage of the received signal and comparing it with the previous voltage, if the result of Vth is less than Vth, the previous data is determined as the data of the received signal. If it shows a change, it is set to 0 regardless of previous data.
다음으로, 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법을 가로등 램프 디밍 제어에 적용한 구성도인 도 4를 참조하여, 실시예를 상세히 설명한다. 설명의 편의를 위하여 제어에 필요한 중앙제어국 및 휴대형 무선 단말은 도시하지 않았다. Next, an embodiment will be described in detail with reference to FIG. 4, which is a configuration diagram in which the power line communication device and method according to the present invention are applied to street lamp dimming control. For convenience of description, the central control station and the portable wireless terminal required for control are not shown.
도 4에 도시된 바와 같이, 가로등 분전함 내에 전압 변화 장치를 장착하고, 전력선을 매개체로 하여 디밍 명령을 전송하면, 가로등주 안에 위치한 전압 센싱 장치가 전송된 디밍 명령을 수신하여 이에 맞게 디밍용 안정기를 제어하여 램프의 밝기를 제어한다. 이때, 디밍용 안정기와 전압 센싱 장치를 일체형으로 구성할 수도 있다. As shown in FIG. 4, when a voltage change device is mounted in a street lamp distribution box and a dimming command is transmitted through a power line, the voltage sensing device located in the street lamp receives the transmitted dimming command and controls the dimming ballast accordingly. To control the brightness of the lamp. In this case, the dimming ballast and the voltage sensing device may be integrally formed.
도 4에 도시한 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법을 적용한 가로등 램프 디밍 제어 방식은 기존의 디밍 방식과는 다르게, 별도의 선로 공사 없이 기존의 개별 가로등주와 가로등 분전함에 전압 변화 장치와 전압 센싱 장치를 설치하고, 환경 및 필요에 따라 가로등의 밝기를 제어(디밍)할 수 있고, 이를 통해 에너지를 절약할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법을 적용한 가로등 램프 디밍 제어 방식은 기존의 전압 변화를 통한 디밍 시스템(예로서, 다단 탭을 통한 N단계 전압 변화 방식) 에서는 N단계로 디밍 단계가 한정되어 있는 반면에, 본 발명에서는 데이터 통신을 통해 제어할 수 있는 디밍 단계의 한계성을 없앨 수 있다. 즉, 송수신 데이터의 비트 수가 n일 때, 2n단계의 제어가 가능하다.The lamp lamp dimming control method using the power line communication device and method according to the present invention shown in FIG. 4 is a voltage change device and a voltage sensing device in existing street lamps and street lamp distribution boxes without a separate line construction, unlike a conventional dimming method. It is possible to install, to control (dimming) the brightness of the street lamp according to the environment and needs, thereby saving energy. Accordingly, in the lamp lamp dimming control method using the power line communication apparatus and method according to the present invention, the dimming step is limited to N steps in the conventional dimming system (for example, N step voltage change method through the multi-stage tap). On the other hand, in the present invention, it is possible to remove the limitation of the dimming step that can be controlled through data communication. That is, when the number of bits of the transmission / reception data is n, control of 2n steps is possible.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법은 제어신호를 전송하기 위한 별도의 통신선로가 불필요하고, 설치가 용이하며, 통신 요금이 필요 없는 장점이 있다. As described above, the power line communication apparatus and method according to the present invention has the advantage that a separate communication line for transmitting a control signal is unnecessary, easy to install, and no communication fee is required.
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법은 기존의 전력선 통신의 단점을 극복하여, 전송 전력의 한계를 없앰으로써 거리의 한계를 가지지 않으므로, 220V/60Hz가 전달되는 범위라면 모두 전력선 통신이 가능하다. 단, 전압 변화 장치의 상위단(한전방향)으로는 통신이 불가능하여, 부하방향으로의 단방향 통신만이 가능한 한계가 있다.In addition, the power line communication apparatus and method according to the present invention overcomes the disadvantages of the existing power line communication, and does not have a limit of distance by eliminating the limitation of the transmission power, so that all power line communication can be performed if 220V / 60Hz is delivered. . However, there is a limit in that communication is impossible to the upper end of the voltage change device (Korean electric direction), and only one-way communication in the load direction is possible.
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법은 전력선의 RMS 전압을 측정함으로써 전압 센싱 시 노이즈가 평균화되어 사라지기 때문에, 부하 간섭 및 잡음의 영향이 적고, 60Hz에 대한 전력선의 임피던스는 기존에 사용되던 전력선 통신 주파수에 비해 매우 높으므로(수백 배 이상) 신호 감쇠의 불확실성이 사라질 뿐만 아니라, 전압 변화 장치를 사용함으로써 주파수 변조 장치를 이용한 주파수 변조 기술이 필요치 않고, 별도의 커플러(Coupler) 장치가 필요 없다.In addition, since the power line communication apparatus and method according to the present invention measures the RMS voltage of the power line and noise is averaged and disappears during voltage sensing, the influence of the load interference and noise is small, and the impedance of the power line to 60 Hz has been previously used. Very high compared to the power line communication frequency (more than hundreds of times), the uncertainty of signal attenuation disappears, and the use of a voltage changer eliminates the need for frequency modulation using a frequency modulation device and eliminates the need for a separate coupler. .
도 5는 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법에 사용되는 전압 변화 장치의 회로도로서, 도시된 바와 같이 단권 변압기의 2단 탭(TAP) 구성을 통해 송신하고자 하는 데이터(High/Low)에 따라 높은 전압과 낮은 전압을 전송한다. FIG. 5 is a circuit diagram of a voltage change device used in a power line communication device and method according to the present invention. As shown in FIG. Transmit voltage and low voltage.
이하, 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 도 5의 전압 변화 장치의 전압 변화 시 상태를 상세히 설명한다. 먼저 도 6a는 출력이 200V일 때의 전압 변화 장치의 회로도로서, 입력전압 220V/60Hz에 대하여 1차 권선과 2차 권선의 권선비를 220: 200으로 조정함으로써 200V를 출력전압으로 출력한다. 이때, 2차 전압은 (1차 전압 x 2차 권선비/1차 권선비)의 식으로부터 구해지므로, 입력전압 및 1, 2차 권선비를 대입하면 200V의 출력전압이 구해진다. Hereinafter, the state of the voltage change of the voltage change device of FIG. 5 will be described in detail with reference to FIGS. 6A to 6C. First, FIG. 6A is a circuit diagram of a voltage changer when the output is 200V, and 200V is output as an output voltage by adjusting the winding ratio of the primary winding and the secondary winding to 220: 200 with respect to the
다음으로, 도 6b는 출력이 210V 일 때의 전압 변화 장치의 회로도로서, 입력전압 220V/60Hz에 대하여 1차 권선과 2차 권선의 권선비를 440: 420으로 조정함으로써 210V를 출력전압으로 출력한다. 마찬가지로, 2차 전압은 (1차 전압 x 2차 권선비/1차 권선비)의 식으로부터 구해지므로, 입력전압 및 1, 2차 권선비를 대입하면 210V의 출력전압이 구해진다. Next, Fig. 6B is a circuit diagram of the voltage change device when the output is 210V, and outputs 210V as the output voltage by adjusting the winding ratio of the primary winding and the secondary winding to 440: 420 for the
도 6c는 비상 상황 발생 시 변압기에 가해지는 전압을 차단함과 동시에 출력에 입력전압을 바이패스(BYPASS)하기 위한 스위칭 회로도를 도시한 것으로서, sw5는 오프(off), sw6은 온(on)으로 동작시킴으로써, 220V/60Hz의 입력전압이 그대로 출력전압으로 출력된다.FIG. 6C illustrates a switching circuit diagram for bypassing an input voltage to an output and bypassing a voltage applied to a transformer in an emergency situation, wherein sw5 is off and sw6 is on. By operating, the input voltage of 220V / 60Hz is output as an output voltage as it is.
다음으로, 도 7a 내지 도 7g를 참조하여 도 5의 전압 변화 장치가 200V에서 210V로 전압을 변화시키는 과정을 단계별로 상세히 설명한다. 앞서 송신단과 수신단 데이터 전달 방법 설명에 있어서 220V와 10V의 전압 변화를 일례로서 설명하였으나, 210V를 참조전압(Reference voltage)으로 하고, 200V를 10V 변화한 단계로 구성을 해도 동작은 동일하다. 210V는 High, 200V는 Low를 나타낸다. Next, a process of changing the voltage from 200V to 210V by the voltage changing device of FIG. 5 will be described in detail with reference to FIGS. 7A to 7G. Although the voltage change between 220V and 10V has been described as an example in the foregoing description of the data transmission method of the transmitter and the receiver, the operation is the same even if the voltage is configured to be 210V as a reference voltage and 200V to 10V. 210V is High and 200V is Low.
특히, 하기에 설명할 도 7a 내지 도 7g의 전압 변화 과정은 스위치를 통해 흐르던 전류가 스위치의 오프(off) 동작으로 인해 전류의 흐름이 단절되면서 발생하는 아크(Arc) 특성을 소거하기 위하여 댐핑(Damping)저항을 사용하고, 최소 1개 이상의 스위치가 분로 권선을 통해 온(on)되어 있도록 함으로써, 분로 권선의 스위치 전체가 오프(off)되는 현상을 방지하고, 탭 변환 시에도 부하(수신단)에 공급되는 전원이 차단되지 않아 특히 고압 램프의 경우 순간적인 전압 차단이 있을 경우 재 점등되지 않는 문제점을 해결한다. 또한, 수신부가 안정적으로 전원을 공급받아 밧데리 없이 동작할 수 있는 장점이 있다.In particular, the voltage change process of FIGS. 7A to 7G described below is used to damp the arc characteristic of the current flowing through the switch to cancel the arc characteristic generated when the flow of current is cut off due to the off operation of the switch. By using a damping resistor and keeping at least one switch on through the shunt winding, the entire switch of the shunt winding can be prevented from being turned off. It solves the problem that the power supply is not cut off, and therefore, the high voltage lamp does not turn on again when there is a momentary voltage cut-off. In addition, there is an advantage that the receiving unit can be stably supplied with power and operate without a battery.
먼저, 도 7a는 변화 1단계로서, sw1를 온(on)으로 동작시키는 단계이고, 도 7b는 변화 2단계로서, sw1이 온(on)인 상태에서 sw2를 온(on)으로 동작시킨다. 이어, 도 7c는 변화 3단계로서, sw1, 2가 온(on)인 상태에서 sw4를 온(on)으로 동작시키는 단계이고, 도 7d는 변화 4단계로서, sw1을 오프(off)로 동작시켜 sw2, 4만 온(on)인 상태로 만든다. 이후 도 7e는 변화 5단계로서, sw2, 4가 온(on)인 상태에서 sw3을 온(on)으로 동작시키는 단계이고, 도 7f는 변화 6단계로서, sw3, 4는 온(on)인 상태로 유지하면서 sw2를 오프(off)로 동작시킨다. 마지막으로 도 7g는 변화 7단계로서, sw3만 온(on)인 상태를 유지하도록 sw4를 오프(off)로 동작시킨다. First, FIG. 7A illustrates a first stage of change, and operates sw1 on. FIG. 7B illustrates a second stage of change, and operates sw2 on while sw1 is on. Subsequently, FIG. 7C is a
마찬가지로, 210V에서 200V로 전압을 변화시키는 경우에는 상술한 도 7a 내지 도 7g의 전압 변화 과정을 역으로 수행한다. Likewise, in the case of changing the voltage from 210V to 200V, the voltage change process of FIGS. 7A to 7G described above is reversed.
도 8은 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법을 가로등 램프 디밍 제어 방식에 적용하는 경우에 가로등 분전반의 구성을 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하면, 제어부는 송신하고자 하는 데이터에 따라 전압 변환 장치의 스위치를 제어하여 출력 전압을 변경하며, 무선 모뎀(통신부)을 통해 서버와의 통신을 수행하고, 서버에 각종 전력 정보 및 상태 보고와 서버에서 전달된 디밍 변경 요청 데이터에 응답하여 전압 변환 장치의 스위치를 제어한다.8 is a diagram illustrating a configuration of a street lamp distribution board when the power line communication device and method according to the present invention are applied to a street lamp ramp dimming control method. Referring to FIG. 8, the controller controls the switch of the voltage conversion device according to data to be transmitted to change the output voltage, performs communication with a server through a wireless modem (communication unit), and provides various power information and statuses to the server. The switch of the voltage conversion device is controlled in response to the report and the dimming change request data transmitted from the server.
이 외에도 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법을 적용한 가로등 램프 디밍 제어 방식의 가로등 분전반은 입출력 전압, 전류, 역률, 전력 등을 측정하는 기능을 포함하고 있으며, 내부 상태 표시용 디스플레이 장치(LCD 및 LED 등) 및 설정 변경 요구용 키패드(KEYPAD) 등을 포함할 수 있다.In addition, the street lamp distribution panel of the street lamp lamp dimming control method using the power line communication device and method according to the present invention includes a function for measuring the input and output voltage, current, power factor, power, etc. And the like (KEYPAD) for setting change request.
도 9는 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법에 사용되는 수신부의 전압 센싱 장치의 블록구성도로서, 전압변환 및 A/D컨버터는 송신부에서 전력선을 통해 공급된 수신전원 (210V or 200V)으로부터 CPU가 측정할 수 있는 5V 보다 낮은 전압으로 변환하여(PT or CT 이용) 샘플링(Sampling) 한 후에 그 값을 CPU에 전달한다. 이어, CPU는 전압변환 및 A/D컨버터로부터 전달된 전압을 RMS(실효치)로 계산한 후, 전술한 수신부에서의 데이터 판단 방법을 이용하여 수신 데이터로 변환하고, 그 명령을 해석하여 그에 해당하는 제어신호를 출력한다. SMPS는 수신된 교류전압을 CPU 및 전압변환 및 A/D컨버터가 동작하기 위한 직류 전압으로 변환하여 제공한다. 9 is a block diagram of a voltage sensing device of a receiver used in a power line communication device and method according to the present invention, wherein the voltage conversion and A / D converter is a CPU from a received power source (210V or 200V) supplied through a power line at a transmitter. The sample is converted to a voltage lower than 5V that can be measured (using PT or CT), sampled, and transmitted to the CPU. Subsequently, the CPU calculates the voltage transferred from the voltage conversion and the A / D converter as RMS (effective value), converts the received data using the data determination method of the above-described receiver, interprets the command, and interprets the corresponding command. Output a control signal. SMPS converts the received AC voltage into DC voltage for CPU, voltage conversion and A / D converter operation.
도 10a 내지 도 10c는 도 9의 전압 센싱 장치에서 수신전원을 5V 이하의 낮은 전압으로 변환하는데 사용되는 전압 변환기의 일례를 보인 도면으로서, 도 10a, 도10b, 도 10c는 각각 전력 변환기(PT; Power Transformer), 저항 분배기, 전류 변환기(CT; Current Transformer)를 나타낸 것이다. 10A to 10C illustrate an example of a voltage converter used to convert a received power source to a low voltage of 5V or less in the voltage sensing device of FIG. 9, and FIGS. 10A, 10B, and 10C are respectively a power converter PT; Power transformer, resistor divider, and current transformer (CT).
먼저, 도 10a를 참조하면, 전력 변환기는 1차 권선비와 2차 권선비의 비율에 따라 1차 전압이 2차 전압으로 변환되는 방식으로 전압변환 및 A/D 컨버터가 읽을 수 있는 전압 영역으로 전압을 낮추어 준다. 전력 변환기는 1차측과 2차측 회로를 전기적으로 절연시키는 장점이 있다.First, referring to FIG. 10A, the power converter converts the voltage into a voltage range that can be read by the voltage converter and the A / D converter in a manner in which the primary voltage is converted into the secondary voltage according to the ratio of the primary turns ratio and the secondary turns ratio. Lower it. Power converters have the advantage of electrically isolating the primary and secondary circuits.
다음으로, 도 10b를 참조하면, 저항비에 따라 220V의 입력전압을 2.2V의 낮은 전압으로 변화시킬 시 회로가 간단한 장점이 있다. Next, referring to FIG. 10B, the circuit has a simple advantage in changing the input voltage of 220V to a low voltage of 2.2V according to the resistance ratio.
마지막으로, 도 10c를 참조하면, 전류 변환기가 100:1 비율 일 경우 1차 전류가 2.2mA일 경우 2차 전류는 22uA이므로, R2에 걸리는 전압은 2.2V(22uA x 100 kohm)가 된다. 전류 변환기는 1차측과 2차측이 전기적으로 절연됨과 아울러 전력 변환기에 비해 크기가 작은 장점이 있다.Finally, referring to FIG. 10C, when the current converter has a ratio of 100: 1, when the primary current is 2.2 mA, the secondary current is 22 uA, so the voltage applied to R2 is 2.2 V (22 uA x 100 kohm). Current converters have the advantage of being smaller in size than power converters as well as the electrical isolation of the primary and secondary sides.
도 11a 및 도 11b는 도 9의 전압 센싱 장치에서 전압변환 및 A/D 컨버터가 샘플링을 용이하게 수행할 수 있도록 교류를 맥류로 전환하는 전파 정류회로와 샘플링 방법을 각각 나타낸 도면으로서, 이때 전파 정류회로는 반파 정류회로를 사용할 수도 있으며, Differential A/D converter를 사용할 경우에는 정류 회로는 생략될 수 있다. 샘플링은 1주기 동안 n번 샘플링하여 실시간으로 샘플링한 디지털 값을 CPU에 전달한다.11A and 11B illustrate a full-wave rectification circuit and a sampling method for converting AC into a pulse current so that the voltage conversion and the A / D converter can perform sampling in the voltage sensing device of FIG. 9, respectively. The circuit may use a half-wave rectifier circuit, and the rectifier circuit may be omitted when using a differential A / D converter. Sampling transfers the digital values sampled in real time to the CPU by sampling n times in one cycle.
도 12a 및 도 12b는 도 9의 전압 센싱 장치에서 CPU가 전압의 RMS(실효치)를 계산하여 수신 데이터를 추출하는 방법을 나타낸 도면으로서, CPU는 도 12a와 같이, 전압변환 및 A/D 컨버터에서 전달받은 데이터를 가지고 실효치를 계산하며, 도 12b와 같이 수신 데이터가 검출된다. 일례에서는 1주기의 실효치를 계산하였으나 여러 주기에 대한 실효치를 계산하여 평균을 취해도 무방하다. 실효치는 하기의 수학식 1에 의해 구할 수 있다.
12A and 12B are diagrams illustrating a method in which a CPU calculates an RMS value of a voltage and extracts received data in the voltage sensing device of FIG. 9, and the CPU is configured in a voltage conversion and A / D converter as shown in FIG. 12A. The effective value is calculated using the received data, and the received data is detected as shown in FIG. 12B. In one example, the effective value of one cycle is calculated. However, the effective value of several cycles may be calculated and averaged. The effective value can be obtained by the following equation.
도 13은 도 9의 전압 센싱 장치에서 CPU가 램프 밝기 조절(Dimming) 또는 전동기 속도 조절을 위한 제어 신호로 사용하는 PWM신호의 일례를 나타낸 도면으로서, PWM 신호의 듀티(DUTY) 변화를 통해 송신부에서 전달한 데이터를 수신부에서 수신하여 이에 맞는 제어 신호로 변화시킬 수 있다.FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a PWM signal used by a CPU as a control signal for adjusting a lamp brightness or a motor speed in the voltage sensing device of FIG. 9. The transmitter is configured to change the duty of the PWM signal. The received data may be received by the receiver and changed into a control signal suitable for the same.
다음으로, 하기의 표 1은 송수신되는 제어 데이터를 이용하여 디밍 명령을 전달하기 위한 각 단계별 명령 데이터의 일례로서, 16단계의 디밍 명령을 전달하기 위해서는 4비트가 필요하나, 통신 에러를 보강하기 위해 디밍 명령 4비트에서 각 비트의 보수 4비트를 추가하여 총 8비트를 보인 것이다.
Next, Table 1 below is an example of each step command data for transmitting a dimming command using the control data transmitted and received, 4 bits are required to transmit the 16 dimming commands, but to reinforce the communication error The total of 8 bits is shown by adding 4 bits of complement of each bit in 4 bits of dimming instruction.
도 14는 표 1에 따른 명령 전송 프레임 포맷을 보인 도면이고, 도 15a 내지 도 15c는 비트의 종류에 따른 펄스 유지시간을 나타낸 도면으로서, 시작비트는 기본 시간의 2배 이상 Low 유지 후 High로 변하고, High비트는 High와 Low상태로 모두 기본 시간 유지하며, Low비트는 High 상태로 기본 시간 유지 후 Low 상태로 기본시간의 2배 유지한다. 기본 시간(T)는 초단위로 설정된다.14 is a diagram illustrating a command transmission frame format according to Table 1, and FIGS. 15A to 15C are diagrams showing pulse holding times according to types of bits. The start bits are changed to high after holding at least two times the basic time. In this case, the High bit maintains the basic time in both High and Low states. The Low bit maintains twice the basic time in the Low state after maintaining the basic time in the High state. The default time T is set in seconds.
도 15a 내지 도 15c의 규칙에 따라 표 1에서 6단계로 변경을 요구하는 명령의 파형의 일례를 도 16에 나타내었다. 도 16을 참조하면, 6단계로 변경을 요구하는 명령의 파형은 0x69를 보내야 하므로 시작 신호 후 L,H,H,L,H,L,L,H를 보낸다. 만약 기본시간(T)을 1초로 설정하면 총 22T로서 22초가 소요된다.16 shows an example of a waveform of a command for requesting a change in
도 17a 내지 도 17c에 각 전달상태에 따른 전압 변화 장치의 회로를 각각 나타내었다. 도 17a는 아이들(Idle) 상태의 스위치 개폐상태를 나타낸 것이고, 도 17b는 High비트 전달 상태의 스위치 개폐상태를, 도 17c는 Low비트 전달 상태의 스위치 개폐상태를 나타낸 것이다. 17A to 17C show circuits of the voltage change device according to each transfer state, respectively. FIG. 17A illustrates the switch open / closed state in an idle state, FIG. 17B illustrates the switch open / close state in a high bit transfer state, and FIG. 17C illustrates the switch open / close state in a low bit transfer state.
도 18a 내지 도 18c는 출력 전압의 유지시간으로 디밍 명령을 전달하는 방법을 나타낸 것이다. 도 18a는 변경된 출력 전압의 유지시간으로 디밍 명령을 전달하는 방법으로서, 기본 시간의 n배 동안 Low 유지 후 High로 변하도록 동작하며, 기본 시간(T)은 초단위로 설정한다. n이 1이면 바이패스 명령이고, n이 2이면 1단계, n이 3이면 2단계의 순서로 디밍 명령을 전달한다.18A to 18C illustrate a method of transmitting a dimming command with a holding time of an output voltage. FIG. 18A illustrates a method of transmitting a dimming command to a holding time of a changed output voltage, and operates to change to High after maintaining Low for n times the basic time, and the basic time T is set in seconds. If n is 1, it is a bypass command. If n is 2, the dimming command is transmitted in the order of 2 steps.
도 18b는 변경된 출력 전압의 유지시간으로 디밍 명령을 전달하되, 도 18a와는 달리 기본 시간의 n배 High 동안 유지 후 Low 로 변한다. 마찬가지로, n이 1이면 바이패스 명령이고, n이 2이면 1단계, n이 3이면 2단계의 순서로 디밍 명령을 전달한다.FIG. 18B transmits a dimming command at the holding time of the changed output voltage. Unlike FIG. 18A, the dimming command is changed to low after holding for n times High of the basic time. Similarly, if n is 1, the bypass command is transmitted. If n is 2, the dimming command is transmitted in the order of 2 steps.
도 18c는 출력 전압의 변경 주기로 디밍 명령을 전달하는 방법으로, 기본 시간(T)의 n배 주기로 설정 회수 동안 Low 및 High를 변경한다. 도시된 바와 같이, 바이패스 명령은 기본 시간(T)의 1배 주기로 설정 회수 동안 Low 및 High를 변경하며, 1단계 명령은 기본 시간(T)의 2배 주기로 설정 회수 동안 Low 및 High를 변경하는 방식으로 디밍 명령을 전달할 수 있다. FIG. 18C illustrates a method of transferring a dimming command in a cycle of changing an output voltage, and changes Low and High during a set number of times by an n times period of a basic time T. As shown, the bypass command changes Low and High during the set number of times at a period of 1 times the base time T, and the one-step command changes Low and High during the set number of times at a period of 2 times the basic time T. The dimming command can be delivered in a manner.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법은 제어신호를 전송하기 위한 별도의 통신선로가 불필요하고, 설치가 용이하며, 통신 요금이 필요 없다. As described above, the power line communication apparatus and method according to the present invention do not require a separate communication line for transmitting a control signal, is easy to install, and does not require a communication fee.
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법은 전송 전력의 한계를 없앰으로써 거리의 한계를 가지지 않으므로, 220V/60Hz가 전달되는 범위라면 모두 전력선 통신이 가능하며, 전력선의 RMS 전압을 측정함으로써 전압 센싱 시 노이즈가 평균화되어 사라져 부하 간섭 및 잡음의 영향이 적고, 60Hz에 대한 전력선의 임피던스는 기존에 사용되던 전력선 통신 주파수에 비해 매우 높으므로(수백 배 이상) 신호 감쇠의 불확실성이 사라질 뿐만 아니라, 전압 변화 장치를 사용함으로써 주파수 변조 장치를 이용한 주파수 변조 기술이 필요치 않고, 별도의 커플러(Coupler) 장치가 필요 없다.In addition, the power line communication apparatus and method according to the present invention does not have a limit of distance by eliminating the limit of the transmission power, so that power line communication is possible in all ranges in which 220 V / 60 Hz is transmitted, and voltage sensing is performed by measuring the RMS voltage of the power line. Noise is averaged and disappears to minimize the effects of load interference and noise, and the power line's impedance at 60 Hz is very high (over hundreds of times) compared to the conventional power line communication frequency, which eliminates uncertainty in signal attenuation, as well as changing voltage. By using the device, there is no need for a frequency modulation technique using a frequency modulation device and no separate coupler device.
이에 따라, 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법을 적용한 가로등 램프 디밍 제어 방식은 별도의 선로 공사 없이 기존의 개별 가로등주와 가로등 분전함에 전압 변화 장치와 전압 센싱 장치를 설치하고, 환경 및 필요에 따라 가로등의 밝기를 제어(디밍)할 수 있고, 이를 통해 에너지를 절약할 수 있다. Accordingly, the street lamp lamp dimming control method using the power line communication device and method according to the present invention, the voltage change device and the voltage sensing device is installed in the existing street lamp pole and street lamp distribution box without a separate line construction, the street lamp according to the environment and needs Can control (dimming) the brightness of the device, thereby saving energy.
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신 장치 및 방법을 적용한 가로등 램프 디밍 제어 방식은 기존의 전압 변화를 통한 디밍 시스템과 달리 데이터 통신을 통해 제어할 수 있는 디밍 단계를 송수신 데이터의 비트 수가 n일 때, 2n단계의 제어가 가능하다.In addition, the lamp lamp dimming control method using the power line communication apparatus and method according to the present invention, unlike the dimming system through a voltage change, when the number of bits of the transmission and reception data is n, the dimming step that can be controlled through data communication is 2n Step control is possible.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.
Claims (12)
송신단의 전압 변화 장치를 이용하여 입력 전원파형의 영 전압(Zero Crossing) 지점을 시작점으로 소정 주기의 전압을 단위시간으로 하여 소정 전압만큼 변화시켜 송신 데이터를 포함하는 변화된 전원전압을 송신하며, 수신단의 전압 센싱 장치에서 전력선을 통해 공급되는 상기 변화된 전원전압을 감지하고, 영 전압 지점을 시작점으로 실효치(RMS; Root Mean Square) 전압을 측정하여, 상기 변화된 전원전압으로부터 상기 송신 데이터를 수신함을 포함하고;
상기 전압 변화 장치는 가로등 분전함에 구비되고, 상기 전압 센싱 장치는 개별 가로등주 내의 램프 전원장치에 구비되며,
상기 전압 변화 장치는 부하에 전력을 공급하면서 전압을 변화시키기 위해제1권선의 하단과 제2권선의 상단이 디밍스위치로 연결된 2단 탭 단권변압기와, 상기 제1권선의 상단에 공급되는 입력전원과 일단이 연결되고 타단이 상기 제1권선의 하단과 상기 부하를 연결하는 전원선로에 연결되는 바이패스 스위치와, 상기 제2권선의 제1탭에 일단이 연결되고 타단이 공통선에 연결된 제1스위치와, 상기 제2권선의 제1탭에 일단이 연결되고 타단이 상기 공통선에 연결된 제1저항에 연결된 제2스위치와, 상기 제2권선의 제2탭에 일단이 연결되고 타단이 상기 공통선에 연결된 제3스위치와, 상기 제2권선의 제2탭에 일단이 연결되고 타단이 상기 공통선에 연결된 제2저항에 연결된 제4스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 장치.
A power line communication device,
Transmit the changed power supply voltage including the transmission data by changing the voltage of the input power waveform to the starting point using the voltage change device of the transmitting end as the starting point and changing the voltage of the predetermined period as the unit time by a predetermined voltage. Detecting the changed power supply voltage supplied through a power line in a voltage sensing device, measuring a root mean square (RMS) voltage from a zero voltage point, and receiving the transmission data from the changed power supply voltage;
The voltage change device is provided in the street lamp distribution box, the voltage sensing device is provided in the lamp power supply device in the individual street lamp column,
The voltage change device includes a two-stage tap single winding transformer in which a lower end of the first winding and an upper end of the second winding are connected by a dimming switch to change a voltage while supplying power to a load, and an input power supply supplied to an upper end of the first winding. And a bypass switch connected at one end to the power line connecting the lower end of the first winding to the load, and a first end connected to the first tap of the second winding and the other end connected to the common line. A second switch connected at one end to a switch, a first tap of the second winding, and a second switch connected to a first resistor connected at the other end to the common line, and one end connected to a second tap of the second winding, and the other end of which is common And a fourth switch connected to a line and a fourth switch connected at one end to a second tap of the second winding and connected to a second resistor connected at the other end to the common line. Amplitude Dimming control apparatus using a.
상기 입력 전원파형의 전압이 일정하지 않으면,
상기 전압 변화 장치는 송신 데이터가 High(1)이면 상기 단위시간 동안 상기 소정 전압만큼 변화시키지 않고, 송신 데이터가 Low(0)이면 상기 단위시간 동안 상기 소정 전압만큼 변화시키는 것을 특징으로 하는 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 장치.
The method of claim 1,
If the voltage of the input power waveform is not constant,
In the power line communication, when the transmission data is High (1), the voltage changing device does not change by the predetermined voltage during the unit time, and when the transmission data is Low (0), the voltage changing device changes by the predetermined voltage during the unit time. Dimming control device using amplitude change of commercial power.
초기에 상기 전력선을 통해 수신된 전원전압의 실효치 전압을 측정하며, 측정된 전압과 무관하게 파형은 High(1)로 약속하고, 이후 약속된 단위 시간마다 실효치 전압을 측정하여, 초기의 측정된 전압보다 임계전압 이상 하강한 전압이면 첫 번째 데이터를 0으로 결정 및 데이터의 수신을 시작하고,
이후, 측정 전압이 이전 전압과 비교하여 그 변화가 상기 임계전압 미만이면 수신 데이터를 이전 데이터와 동일하게 결정하고, 그 변화가 상기 임계전압 이상 상승변화 이면 수신 데이터를 High(1)로 결정하며, 그 변화가 상기 임계전압 이상 하강변화 이면 수신 데이터를 Low(0)로 결정하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 장치.
The method of claim 2, wherein the voltage sensing device,
Initially, the effective voltage of the power supply voltage received through the power line is measured, and the waveform is promised high (1) irrespective of the measured voltage, and then the effective measured voltage is measured at each promised unit time. If the voltage is lower than the threshold voltage, the first data is determined to be 0 and data reception is started.
Thereafter, when the measured voltage is compared with the previous voltage and the change is less than the threshold voltage, the received data is determined to be the same as the previous data, and when the change is the rising change above the threshold voltage, the received data is determined as High (1). Dimming control device using the amplitude change of the commercial power supply in the power line communication, characterized in that if the change is a change of falling above the threshold voltage, the received data is determined as Low (0).
상기 송신단으로부터 수신한 데이터를 PWM 신호의 듀티(DUTY)를 변화시켜 램프 밝기 조절(Dimming) 및 전동기 속도 조절을 위한 제어 신호로 사용하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 장치.
The method of claim 3, wherein the voltage sensing device,
Dimming control using amplitude change of commercial power in power line communication, characterized in that the data received from the transmitter is used as a control signal for controlling the brightness of the lamp (Dimming) and motor speed by changing the duty of the PWM signal (DUTY) Device.
송신단의 전압 변화 장치에서 입력 전원파형의 영 전압(Zero Crossing) 지점을 시작점으로 하여, 데이터 미전송 상태에서는 High를 유지하고, 전송하고자 하는 데이터의 값에 대응하여 LOW 상태 시간을 단위시간의 n배수로 유지하도록 소정 전압만큼 변화시켜 송신 데이터를 포함하는 변화된 전원전압을 송신하며, 수신단에서 전력선을 통해 공급되는 상기 변화된 전원전압을 감지하고, 영 전압 지점을 시작점으로 실효치(RMS; Root Mean Square) 전압을 측정하여 상기 변화된 전원전압으로부터 상기 송신 데이터를 수신함을 포함하고;
상기 전압 변화 장치는 가로등 분전함에 구비되고, 상기 전압 센싱 장치는 개별 가로등주 내의 램프 전원장치에 구비되며,
상기 전압 변화 장치는 부하에 전력을 공급하면서 전압을 변화시키기 위해 제1권선의 하단과 제2권선의 상단이 디밍스위치로 연결된 2단 탭 단권변압기와, 상기 제2권선의 제1탭에 일단이 연결되고 타단이 공통선에 연결된 제1스위치와, 상기 제2권선의 제1탭에 일단이 연결되고 타단이 상기 공통선에 연결된 제1저항에 연결된 제2스위치와, 상기 제2권선의 제2탭에 일단이 연결되고 타단이 상기 공통선에 연결된 제3스위치와, 상기 제2권선의 제2탭에 일단이 연결되고 타단이 상기 공통선에 연결된 제2저항에 연결된 제4스위치를 더 포함하고,
상기 디밍스위치 및 상기 제1스위치가 온(ON)인 상태에서 상기 전압 변화 장치가 전압을 변화시키기 위해 상기 제1탭에서 제2탭으로 전환할 때, 상기 제2스위치를 온(ON) 시키는 제1단계;
상기 제4스위치를 온(ON) 시키는 제2단계;
상기 제1스위치를 오프(OFF) 시키는 제3단계;
상기 제3스위치를 온(ON) 시키는 제4단계;
상기 제2스위치를 오프(OFF) 시키는 제5단계; 및
상기 제4스위치를 오프(OFF) 시키는 제6단계;를 수행하여 상기 탭의 전환을 수행하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 방법.
In the power line communication method,
In the voltage changing device of the transmitter, the zero crossing point of the input power waveform is used as the starting point, and remains high in the non-data transmission state, and the LOW state time is n times the unit time corresponding to the data value to be transmitted. It transmits the changed power supply voltage including the transmission data by changing by a predetermined voltage to maintain, and detects the changed power supply voltage supplied through the power line at the receiving end, and the root mean square (RMS) voltage is set from the zero voltage point as a starting point. Measuring and receiving the transmission data from the changed power supply voltage;
The voltage change device is provided in the street lamp distribution box, the voltage sensing device is provided in the lamp power supply device in the individual street lamp column,
The voltage change device includes a two-stage tap single winding transformer in which a lower end of the first winding and an upper end of the second winding are connected by a dimming switch to change a voltage while supplying power to a load, and one end of the first tap of the second winding A first switch connected to the other end and connected to a common line, a second switch connected at one end to a first tap of the second winding, and connected to a first resistor connected at the other end to the common line, and a second of the second winding And a third switch having one end connected to the tab and the other end connected to the common line, and a fourth switch connected to the second tab of the second winding connected to the second tab and the other end connected to the second resistor connected to the common line. ,
The second switch to turn on the second switch when the voltage changing device switches from the first tap to the second tap to change the voltage while the dimming switch and the first switch are ON. Stage 1;
A second step of turning on the fourth switch;
A third step of turning off the first switch;
A fourth step of turning on the third switch;
A fifth step of turning off the second switch; And
And dividing the tap by performing a sixth step of turning off the fourth switch.
상기 제1권선의 상단에 공급되는 입력전원과 일단이 연결되고 타단이 상기 제1권선의 하단과 상기 부하를 연결하는 전원선로에 연결되는 바이패스 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신에서 상용전원의 진폭변화를 이용한 디밍제어 방법.The method of claim 10, wherein the voltage change device,
Commercial power line communication, characterized in that it further comprises a bypass switch connected to the input power supplied to the upper end of the first winding and the other end is connected to a power line connecting the lower end of the first winding and the load. Dimming control method using amplitude change of power supply.
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