用于电力线路编码的控制器和电力线路编码方法
【技术领域】
[0001]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
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【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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】
[0008]本发明由权利要求书限定。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]目标电压包括用于电力线路通信的编码信号。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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)。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]变压器可以具有与从中导出输出电压的相位线路串联的一个绕组以及通过切换在相位线路和中性线路之间的布置而可切换的另一绕组。
[0020]控制器可以是照明控制器的部分，其还具有用于提供对照明控制信息编码的目标输出电压的编码系统。
[0021]另一方面提供一种控制周期性输出电压以提供电力线路编码的方法，包括:
接收市电电压供应；
提供串联在市电输入电压供应和输出之间的变压器的第一绕组；
对变压器之前的市电电压供应的电压进行采样和监控和/或对输出电压进行采样和监控，所述采样是以比市电频率高的采样频率;以及
取决于所监控的一个或多个电压和目标输出电压来设定变压器的第二绕组的电路配置，所述目标输出电压包括对数字信息的二进制位编码的电压，其中在一个电路配置中，变压器提供输出电压中的改变，使得市电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对信息位进行编码。
[0022]该方法使用反馈或前馈方案控制变压器功能以递送期望的输出电压。
[0023]采样和监控可以针对具有电路配置的第一设定的输出电压周期的第一部分执行，并且电路配置的第二设定针对该周期的第二部分导出以达到目标输出电压。
[0024]该方案在初始周期期间提供初始监控，接着是对变压器配置的控制以实现期望的总体电压。
[0025]第一部分和第二部分一起可以形成半周期使得每一个半周期受控制以具有期望的目标输出电压。
[0026]采样和监控可以替代地连续执行并且连续调节电路配置的设定。
【附图说明】
[0027]现在将参照附图详细描述本发明的示例，在附图中:
图1 一般地示出如何以已知方式实现市电线路编码；
图2示出已知市电线路编码装置的第一示例；
图3示出市电线路编码可以如何操作的一个示例；
图4示出已知市电线路编码装置的第二示例；
图5示出已知市电线路编码装置的第三示例；
图6示出依照本发明的市电线路编码装置的示例；以及图7用于解释实现本发明的方法的一种可能的方式。
【具体实施方式】
[0028]本发明提供一种控制器以用于提供输出电压波形的电力线路编码，其中变压器具有与输出串联连接的第一绕组。监控输入市电电压供应和/或输出电压，并且取决于所监控的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配置变压器的第二绕组。这提供反馈或前馈方案，其使得变压器能够用于提供要编码的二进制位的准确调制。
[0029]变压器可以以各种方式布置。在基于WO 2013/061206的下文中给出第一示例。
[0030]图1示出使用与负载串联的变压器提供电力线路编码的一般原理。通信变压器2放置成与市电电力供应的线路串联。市电电力供应4的线路可以是相位线路，但是变压器可以替代地沿着中性线路放置。
[0031]市电电力供应4可以包括市电电力供应变压器，其尺寸设计成对一个或多个电力连接装置供电，诸如照明灯具，其连接到群组输出电压6。
[0032]通信变压器2可以由控制器调制以便基于数字数据信号调制通过群组输出电压6所供应的电压。例如，通信变压器2可以在市电电力供应4所供应的电压的正弦周期的部分期间调制以在正弦周期的这样的部分期间引起某一电压增加或电压下降。电压下降可以对应于要由通信变压器2通过群组输出电压6发送的通信数据分组。通信变压器2仅需要供应提升或减低由市电电力供应4生成的市电电压所需要的电力。
[0033]例如，如果通信变压器2实行IV调整并且市电电力供应为20V，则通信变压器2的额定功率仅需要是市电电力供应变压器的额定功率的1/230。因而，通信变压器相对于市电变压器可以具有小尺寸。
[0034]图2示出更为详细的示例。通信变压器2在馈送分布面板20的市电供应变压器I的