[发明专利]用于电力线路编码的控制器和电力线路编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力线路编码，以用于通过市电电力线路向市电供电的设备提供控制信息。

背景技术

电力线路编码已经变为在不需要附加控制布线的情况下控制设备的令人感兴趣的方式。其中已经提出电力线路编码的一个示例是在市电照明中。

已经设计出能够接收控制信号以用于控制其一个或多个方面的照明灯具。例如，一些照明灯具接收控制信号，其可以至少选择性地指示这样的照明灯具的调光水平。

之前用于传送这样的控制信号的一种解决方案利用一个或多个独立式控制线缆，其从控制器延伸到照明灯具。然后通过控制线缆发送数据分组以控制照明灯具。数据分组和通信可以遵守诸如DMX或DALI之类的通信协议。这样的解决方案的实现要求对一个或多个分离的线缆进行拉线（running）并且涉及可能不适用于诸如街道照明之类的某些应用的布线方法和/或布线长度方面的限制。

之前的其它解决方案使得能够在不安装新线缆的情况下传送这样的控制信号。例如，一些解决方案利用通过电力线缆的无线控制信号或通信。然而，这样的解决方案的实现要求在每一个单独的照明灯具处安装特定的硬件调制解调器和/或无线电。这样的特定仪器通常非常昂贵和/或可能不易于安装在现有照明灯具或支撑照明灯具的灯杆中。

WO 2013/061206公开了一种结合应用于照明灯具所描述的电力线路编码方法，其中将变压器切换到电路中或从电路切换出来以提供对控制信号编码的电压改变（由此实现幅度调制）。这提供了一种简单的编码方法并且使得能够利用简单的解码硬件和软件进行解码。

感兴趣的是提供期望的电压改变消耗电力和任何电力节省措施。

发明内容

本发明由权利要求书限定。

根据本发明，提供一种控制器以用于提供控制器的输出处的输出电压的电力线路幅度调制编码，该输出电压从市电输入电压供应导出并且包括周期性波形，所述控制器包括：

具有在市电输入电压供应和输出之间串联连接的第一绕组的变压器；

采样和监控电路，用于对变压器之前的市电电压供应的电压进行采样和监控和/或用于对输出电压进行采样和监控，所述采样和监控电路具有比市电频率高的采样频率；

切换布置，用于设定变压器的第二绕组的电路配置；

开关控制器，用于取决于所监控的一个或多个电压和包括对数字信息的二进制位编码的电压的目标输出电压来控制切换布置以提供输出电压中的改变，使得输出电压的每一个半周期或每一个整周期借助于更改输出电压而对信息位进行编码。

本发明的控制器在为输出负载供应之前使用变压器提供市电电压中的受控改变。在变换之前和/或之后对市电电压的采样实现反馈或前馈方案，其使得能够递送目标电压。

目标电压包括用于电力线路通信的编码信号。

本发明的控制意味着可以使包括编码信号的输出电压更接近平均市电电压，使得连接到相同市电电力的设备经历较少市电噪音。当编码要用在共享电网上时，这是尤其令人感兴趣的。

本发明还可以使得能够实现电力节省，因为电压变换可以例如在初始市电电压已经高的情况下减小，例如作为噪音的结果。这样，变换功能所要求的电力可以通过市电供应中的噪音电力来抵销。

目标电压可以例如是针对输出电压波形的半个周期的平均值。也可以提供输出电压中的改变使得另外半个周期的平均值的幅度也被设定成目标输出电压。这通过提供关于零对称的信号来避免变压器饱和。

反馈或前馈方案意味着目标电压是要编码的期望数字位的更可靠表示，并且电力节省是可能的，例如如果电压水平中的增加已经源自噪音中的增加的话。控制器然后避免变压器向市电添加另外的干扰，如果噪音干扰已经导致将被解码为高电压的电压的话。

采样和监控电路实质上是监控市电电压值的进展并且在输出波形周期（或半周期）期间适配变压器的控制以在波形周期（或半周期）的结尾处达到期望值。监控可以处于输出处（对于反馈）、市电输入处（对于前馈）或两者处（对于反馈和前馈的组合）。

变压器可以用于提供：

针对有源切换布置配置的电压中的逐步增加和针对无源切换布置配置的电压中的不改变；或者

针对有源切换布置配置的电压中的逐步降低和针对无源切换布置配置的电压中的不改变；或者

针对第一有源切换布置配置的电压中的逐步增加、针对第二有源切换布置配置的电压中的逐步降低和针对无源切换布置配置的电压中的不改变。

控制器因而可以在期望时实现电压中的增加，或者降低，或者其可以可配置以提供二者。