具有重發器的電氣設備控制裝置的製作方法
2024-02-14 03:50:15 1
專利名稱：具有重發器的電氣設備控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電氣/電力設備的控制裝置，尤其涉及一種通過供電幹線發送和接收數字控制信號以實現對設備進行遙控的具有重發器的電氣設備控制裝置。
背景技術：
英國專利U.K.Pat.No.1592971揭示了這樣一種電氣設備遙控系統，在這套遙控系統中，用接收器去控制供電電源，從而控制電氣設備。而接收器本身由供電幹線傳送的數字指令信號控制，由發送器耦合到供電線產生的指令信號，通常可以包括一個地址，用以別識特定的接收器，使其得到控制。
每一組指令信號或信息由一複雜的二進位位組成，在相對於供電電源過零點所選擇的時間段裡傳輸，特別是在接近供電電源一相的過零點產生的一組傳輸時間段。為了使指令或信息可以耦合到供電幹線的其他各相上，在接近供電電源任何一相過零點時，可以提供其他組傳送時間段。所謂「接近」一個過零點是指一個時間段的一部分至少是在過零點開始的半周期的八分之一以內(最好是在十分之一以內)。
在上述專利中，無論有否高頻信號(如120kHz)存在，每個bit都是在時間段裡發送的；另外信息位的發送是在交替的半周期裡進行的，而那些位的倒數，是在中間半周期裡發送的；特別是發送時間是由在交替時間間隔裡傳輸的、帶有信息字節的時序組成。由於中間時間間隔足夠長(最好等於交替時間間隔)，它足以保持字的重複，最好每個字也在中間時間間隔裡發送，這樣可使每個完整的信息發送兩次。
在實際應用時，諸如應用在工廠、辦公樓、學校和醫院等建築物裡，當採用這種系統來控制能源使用時會產生許多問題，最通常的問題是，接收器或從動裝置上的信號電平太弱。典型的配置措施是裝一個工作在三相配電線一分路上的發送器，並且需要在整幢建築物內所有三相的多個分路上，裝上多個地址專有的接收器。由於距離和信號被負載分流，會發生信號衰減；而最大的損耗通常是由於相線耦合不良。若採用電容器或變壓器等無源器件，可使相線耦合得到改善，但是由於發送器對網的輸出功率，不會因為採用了這些措施而得到提高。
這些建築物由於不同類型的配電(主要發生在美國)，還可能因此產生一些其他問題。例如，通常採用的兩個供電系統是(1)三相、四線120/208V供電系統，以及(2)三相、四線227/480V供電系統。
供電系統(1)一般用於實際負載中的電動機；供電系統(2)則主要用於螢光燈之類的照明。
供電系統(1)能在變壓器輸出的每一端和中線之間，提供三相、120V的供電點源，還可以給接在變壓器任何一對輸出端的負載提供208V交流電。在208V的供電連接中，它的過零點和各自的120V交流電連接中的過零點有30度的滯後(在60Hz的供電系統中為滯後1.38ms)。
由於信號時間間隔定得不恰當，可能使接收器及跨接在208V其中一路的接收器輸入電路，接受不到來自120V分支線路上發送器的脈衝信號。類似的問題也會在供電系統(2)的277/480V供電系統中產生。一般在一幢建築物裡配備的是277V供電系統，而在局部需要120V的地方，則需要將277V的一相經過降壓變壓器取得。這樣往往在局部的120V供電系統和277V供電系統之間，產生30度的相移。
在數字傳輸系統中，為試圖解決信號電平低的問題，可以用一個重發器和數字發送模塊串聯起來。
此外，在輸電線通信系統中，將一個重發器接入到旁路的配電變壓器，但是由此會引起嚴重的信號損耗。這種系統常採用頻率偏移和通過重發器改變頻率來解決，同時還改變了信號的波形。但由於最終的接收器無法響應最初接入供電電源的信號，因此當供電電源沒有重發器時，系統會發生不工作的情況。
由此可見，如上述與U.K.Pat.No.1592971專利有關的系統，沒有達到對電器控制設備的控制目的。
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種改進的具有重發器的電氣設備控制裝置，用於信息的組成要求沒有幹擾的場合，使同一供電系統或另一供電系統接收器，響應一個正確的控制信息，實現對電設備的遙控。
本實用新型的目的是這樣實現的一種具有重發器的電氣設備控制裝置，包括設備APP和用以給設備供電的供電電源，其特點是還包括一發送器T、一接收器R和一重發器集成電路；所述的發送器T與供電電源的相線連接，將對設備的數字控制信息發送到供電電源的電源線上；所述的接收器R與供電電源的輸入相線連接，用以接受來自供電幹線的信息，該接收器的輸出端與電氣設備連接；所述的重發器集成電路通過三個輸入端與調諧電路的連接而耦合到供電電源的相線上；重發器集成電路通過三個電源觸發端分別與三個耦合電路的連接，耦合到各供電電源的輸入相線上；重發器集成電路的三個輸出端分別通過驅動電晶體和降壓變壓器耦合到供電電源的各相線上。
在上述的具有重發器的電氣設備控制裝置中，其中，所述的容性降壓電源為驅動電晶體提供電源；所述的容性降壓電源為控制裝置本身提供電源。
在上述的具有重發器的電氣設備控制裝置中，其中，所述的重發器集成電路包括觸發器整形電路、計數器、雙穩態電路、移位寄存器、比較器、檢測電路、輸出電路，以及輸入輸出控制電路；所述的觸發器整形電路由六個或非門、三個與門、一個或非門組成，由六個或非門組成三組觸發器整形電路，三輸入端分別與重發器集成電路的輸入端連接；所述的計數器與觸發器整形電路或非門輸出端連接；所述的雙穩態電路通過一個受時鐘信號φ控制的與門與計數器連接；所述的三個移位寄存器分別通過三個時鐘信號的控制以接收雙穩態電路的信號，每一移位寄存器在其輸出端連接兩與門、一D型雙穩態電路和一輸出與門；所述的比較器設置有三個，它們分別與三個移位寄存器連接，每一比較器的輸出端連接一反向器；所述的檢測電路有三個，它們分別與比較器輸出端的反向器連接；檢測電路由兩或非門和與兩或非門輸出端連接的雙穩態電路組成，在雙穩態電路輸出端分別產生信號B1、B2和B3；信號B1、B2和B3分別與各自的移位寄存器輸出與門連接，並均輸入至均輸入到或非門；輸出電路由一觸發器、一或非門、六與門、兩組三或非門電路組成，形成三個輸出端。
在上述的具有重發器的電氣設備控制裝置，其中，所述的輸入輸出控制電路包括振鈴電路、雙觸發器電路、兩反相器電路、單觸發器電路、電源接通檢測電路；其中，所述的振鈴電路是由一個外部調諧電路和三個反相器組成，產生兩組φ1和φ3時鐘信號；所述的雙觸發器電路由兩組觸發器、兩個與門和一個或非門連接組成，產生一個MT1脈衝；所述的電源接通檢測電路由與非門、MOS開關電路、觸發器組成，用以產生一個電源接通檢測信號POC，該信號在測試時可用一個加到輸入端30的信號來禁止。
在上述的具有重發器的電氣設備控制裝置，其中，所述的輸入輸出控制電路還包括一計數器電路，三個觸發器電路；其中，所述的計數器電路由一個計數器、一組或非門和觸發器組成，計數器是一個7級計數器，它接收定時信號φ1、φ3，並進行計數；一觸發器電路產生三個門信號G1、G2和G3，用於對應供電電源的三個相；另一觸發器電路其三個輸出相的門信號由MT4-MT6觸發三個觸發器產生；再一觸發器電路在門信號G1-G3分別處於高態期間，只要φ1一出現，與非門便產生三個時鐘信號CL1、CL2和CL3。
本實用新型具有重發器的電氣設備控制裝置由於採用了上述的技術方案，使之與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果1.本實用新型由於其中的重發器能增幅和重發控制信息，且重發時段由受控設備所在的電源系統控制，因此該裝置不但能可靠地遙控同一供電系統的設備，而且能可靠地遙控另一供電系統的設備，並且，系統可以與原供電系統絕緣或不同步；2.本實用新型由於可以直接跨接在供電電源的幹線上，因此不需要斷開這些導線，同時沿供電幹線兩個方向接收和發送控制信號，而且由於是非單向的，因此與接收方向無關。
通過以下對本實用新型具有重發器的電氣設備控制裝置的若干實施例結合其附圖的描述，可以進一步理解本實用新型的目的、具體結構特徵和優點。其中，附圖為圖1是本實用新型具有重發器的電氣設備控制裝置中由重發器電路接收和發送數字數據的波形圖；圖2是圖1中部分波形的擴展圖；圖3是本實用新型具有重發器的電氣設備控制裝置一種用途的電原理圖；圖4是圖3中重發器集成電路的方框圖；圖5是圖4重發器集成電路中的各個輸入、輸出控制單元的電原理圖；圖5a是圖4重發器集成電路控制單元中的雙觸發器電路；圖5b是圖4重發器集成電路控制單元中的振鈴電路；圖5c是圖4重發器集成電路控制單元中的反相器電路；圖5d是圖4重發器集成電路控制單元中的反相器電路；圖5e是圖4重發器集成電路控制單元中的單觸發器電路；圖5f是圖4重發器集成電路控制單元中的電源接通檢測信號電路；圖6是圖4重發器集成電路中的各個輸入、輸出控制單元的電原理圖；圖6a是圖4重發器集成電路控制單元中的計數器電路；圖6b是圖4重發器集成電路控制單元中的觸發器電路；圖6c是圖4重發器集成電路控制單元中的觸發器電路；圖6d是圖4重發器集成電路控制單元中的觸發器電路；圖7是本實用新型具有重發器的電氣設備控制裝置另一種用途的電原理圖。
具體實施方式
請參見圖1所示，這是本實用新型具有重發器的電氣設備控制裝置的由重發器電路接收和發送數字數據的波形圖。圖1中的第一行和第二行表示發送器通過一個三相供電系統中的一相發送的脈衝波形圖。假定要使地址為A的器件接通，相應地發送器發送一個由四個數字控制字A、A、ON、ON組成的信息，也就是地址「A」發送兩次，緊接「ON」也發送兩次。
圖1中的第一行表示地址發送A、A，事實上由四位啟動碼「1110」組成，後面緊跟著的是一個九位地址值「011001100」。啟動碼是在連續的半周期裡發送的，而地址值是在交替的半周期裡發送的。因此一個信息的持續時間是22個半周期。
圖1的第二行表示出了發送P1一相的相應數據。每一位是以一個調製在120KHz的脈衝群來發送的，並且重發兩次，實質上在每相的過零點上提供一個脈衝。
上面所描述的重發器電路被設計成接收來自各相中任何一相的信號，通過時間分割將該相信號分成三個獨立的相位，在各自的時間段中，將三個信號發送到各自的相上(見圖1中的第三行、第四行和第五行)。
請參見圖2所示，圖2表示從信息「A」第一次發送即將結束，到信息「A」第二次發送剛剛開始這段時間信號的擴展圖。圖2中第一行表示在相P1上接收到的信號，而其它那行表示重發到P1、P2、P3各相上的信號。圖2中揭示了一種工作方式，在這種工作方式中，每相不僅被提供靠近自身過零點時間段裡獨立的信息，而且還提供了被移相30度的該信息，因此可被耦合到運轉於各相移30度的任何4負載上。
請參見圖3所示，這是本實用新型具有重發器的電氣設備控制裝置一種用途的電原理圖。圖3所示的是一個四線重發系統的重發器電路，它是由一MOS集成電路連接成的重發器電路，該重發器電路接受來自發送器T的信號，並將信號提供給接收器R和設備APP。重發器集成電路的輸入端2、3和4通過調諧電路耦合到供電電源三個相的相A、B和C上，並調諧到120KHz。標號5是其中一個耦合到相A的調諧電路。(耦合到B相、C相的調諧電路省略未畫)。該調諧電路次級中的兩個二極體6保護輸入端免受過壓而損壞。重發器集成電路的7、8和9腳是電源觸發輸入端，通過電源觸發輸入端7、8和9腳耦合電路耦合到輸入各輸入相線上。重發器集成電路的10、11和12腳是附加的電源觸發輸入端，附加的電源觸發輸入端10、11和12是為輸出電源而準備的。在這個四線系統中，因為打算重發到同一系統，故兩組觸發輸入端7、8、9腳和10、11、12腳是連在一起的。這些輸入端7、8、9腳和10、11、12腳通過各自耦合電路的降壓電阻13耦合到供電電源(A、B、C)的各相上，用來檢測各相的波形；耦合電路中的二極體限制器14用以保護每個電源輸入端。重發器集成電路的15、16和17腳是三個輸出端，輸出端15、16和17分別通過由容性降壓電源19供電的驅動電晶體和降壓變壓器18耦合到各相上。第二個容性降壓電源20，則向集成電路本身提供電源。
圖4至圖6是圖3中重發器集成電路的詳細電路圖。
請結合圖3參見圖4所示，圖4是圖3中重發器集成電路從輸入端2、3和4到輸出端15、16和17的主信號通道的線路圖，為了簡化起見，圖中僅畫出了輸入端2、3和4到輸出端15的線路圖，省略了到輸出端16和17的線路圖。
圖5和圖6所示的是重發器集成電路中基本的控制線路。
請結合圖3和圖4參見圖5所示，圖5是圖4重發器電路中各個輸入、輸出控制單元。輸入輸出控制電路包括，振鈴電路31、雙觸發器電路、兩反相器電路、單觸發器電路、電源接通檢測電路。圖5中，兩個時鐘信號φ1和φ3控制的四相邏輯電路(另外兩個「相」φ2和φ4，由φ1和φ3脈衝間的間隙表示)。
請參見圖5b振鈴電路所示，φ1和φ3由振鈴電路31產生，振鈴電路31是由一個外部調諧電路32和三個反相器組成。振鈴電路31產生的240kHz脈衝，通過三個反相器饋送到三個二分頻電路中的第一個，被分成120kHz信號。這個120KHz信號經過後兩個二分頻電路，其輸出再經過兩個或非門，產生兩組寬度相等、傳號/空號比為3∶1的30kHz脈衝，即一個φ1和φ3時鐘信號。
請參見圖5a雙觸發器電路所示，圖5a雙觸發器電路由兩個觸發器組成，圖5b振鈴電路所產生φ1和φ3這兩個時鐘脈衝信號用來控制圖3重發器的邏輯狀態。圖5a表示了接到圖3的重發器集成電路的電源觸發輸入端7-12的六個邏輯線路中的一個，它產生過零檢測信號MT1-MT6。該信號產生在電源過零之後，與定時信號φ1和φ3同步。當A相電源極性反相之後(參見圖3)，第一個φ1出現，這個反相信號通過兩個與門輸入到第一個觸發器，使其改變邏輯狀態。經過短時間後，此狀態的變化被φ3選通，然後再經過兩個與門輸入到第二個觸發器，改變其邏輯狀態。這兩個觸發器的狀態由兩個與門和一個或非門監控後產生一個MT1脈衝，MT1脈衝持續時間由第一級觸發器狀態改變(φ1)開始到第二個觸發器狀態改變(接下去的φ3)結束。
圖5c所示的是一反相器，重發器集成電路輸入端28(見圖3)的信號輸入到兩個反相器，並產生兩個邏輯狀態相反的信號，信號「50」和信號「60」，限定了一個工作在50Hz，另一個工作在60Hz。
圖5d所示的是一個類似圖5c反相器的電路，在該反相器由重發器集成電路輸入端29送入，產生一個選擇信號「OP」，它的作用在後面加以說明。
圖5e所示的是一個單觸發器電路，該單觸發器34由重發器集成電路輸入端25觸發，在「禁端」(輸出端)產生一個禁態信號「INH」。
圖5f所示的是一個電源接通檢測電路，該電源接通檢測電路由與非門、MOS開關電路、觸發器組成，用以產生一個電源接通檢測信號POC，該信號在測試時可用一個加到輸入端30的信號來禁止。圖5a所產生的它產生過零檢測信號MT1與φ1經與非門後控制MOS開關工作，其作用是在電源第一次使用後一定時間使電容器33充電，以改變觸發器的邏輯狀態；在功率提升時信號POC被用作重發器的啟動元件，信號POC通過一個與非門和一個MOS開關與MT1和φ1同步。
請結合圖3和圖4參見圖6所示，圖6是圖4重發器電路中各個輸入、輸出控制單元。所述的輸入輸出控制電路還包括一計數器電路，三個觸發器電路。
圖6a所示的是一計數器電路，它包括一個計數器35、一組或非門36和觸發器。計數器35是一個7級計數器，它接收定時信號φ1、φ3，並進行計數。
當選擇來自圖5d中信號「OP」或圖5a中觸發信號MT1-MT3中任何一個處於高態時，圖5a中觸發器通過MT4-MT6中的任何一個觸發信號觸發，使計數器復位。觸發器輸出信號結束後，通過一個與門在φ3時刻，能使復位信號重新產生。與門由信號「80」、信號「72」、信號「31」中的任一個和信號「OP」，在φ1時間內共同驅動。信號「80」、「72」和「31」是計數器在特定計數值時產生的信號。計數器35的工作說明如下首先，當計數器35計數達到8時，計數器35產生一個「啟動」信號(即計數開始也就是過零點出現後266us)；而其他計數信號則是通過一組或非門36，在φ3時刻從計數器得到，這裡需注意是，其中有的或非門還接收來自圖5c的「50」、「60」信號。計數器的解碼值、過零點後的計數時間以及它們的作用如下
8266us開啟接收窗；26866us關閉接收窗；311.0ms第一個發送脈衝復位；421.38ms第二個發送脈衝啟動(60Hz)；501.66ms第二個發送脈衝啟動(50Hz)；722.40ms第二個發送脈衝結束(60Hz)；802.66ms第二個發送脈衝結束(50Hz)。
圖6b所示的是觸發器電路，該觸發器電路產生三個門信號G1、G2和G3，用於對應供電電源的三個相。每一門信號由一個觸發器產生，當與其有關的輸入電源的過零點信號出現時，門信號產生。而當計數信號「72」-「80」產生時(或計數信號「31」產生和選擇信號「OP」處於高態時)，門信號結束。
圖6c所示的是觸發器電路，三個輸出相的門信號，由MT4-MT6觸發三個觸發器產生，而當計數信號「31」出現時，門信號結束。
圖6d所示的是觸發器電路，當計數信號「26」出現時，接收窗關閉。在門信號G1-G3分別處於高態期間，只要φ1一出現，與非門便產生三個時鐘信號CL1、CL2和CL3。
請結合圖3參見圖4所示，圖4所示的是重發器集成電路的方框圖。重發器集成電路包括觸發器整形電路、計數器、雙穩態電路、移位寄存器、比較器、檢測電路和輸出電路請結合圖3參見圖4所示，從供電電源三個相接收來的、並經過圖3的調諧電路5提取得120KHz信號，從重發器集成電路的輸入端2、3、4進入，通過各自的觸發器整形，並由門信號G1-G3通過與門選通，送到或非門，然後輸入計數器37。鑑於門信號G1-G3的定時取決於MT1-MT3，是各自獨立而相互排斥的，因此在任何時間內只能有一相的脈衝或信號被計數。計數器有一個復位線，它能接收開啟信號(計數8)使計數器37復位。假定工作於60HzA，並且A相正好過零產生MT1，由此產生的門信號G1使大約120KHz信號通過輸入端2到計數器。在約266us後啟動信號產生並復位計數器，開始為「接收窗」(圖中何處？)進行周期計數，或對接收器R(見圖3)用於接收所確定的時間段進行計數。
雙穩態電路38通過一個受時鐘信號φ控制的與門接到計數器37，用於檢測一個計數為48的脈衝。起始時雙穩態電路38被開啟脈衝復位，但到達計數值時，雙穩態電路38改變狀態。這樣電路38依次接收所有供電電源三個相來的數據。
移位寄存器39、40和41分別通過時鐘信號CL1、CL2和CL3的控制以接收雙穩態電路38的信號，在計數為「26」時，關閉有關供電電源相的接收窗。當從供電電源A相讀到一個位時，MT2產生並從發到B相，依此類推。
寄存器39與供電電源A相有關，寄存器40與B相有關，寄存器41與C相有關(寄存器40、41用簡圖表示)。如前所述，一個完整的信息的持續時間，為交流電源的11個周期，它包括一個「啟動碼」和緊接著的9位指令碼或地址碼。當接收窗關閉時，雙穩態電路38輸出的數據依次輸入到寄存器39、40和41。這些寄存器39、40和41有22位長，從接收信號的第一位起，到交流電源的22個半周期後，「啟動碼」佔寄存器的19-22位，指令或地址碼佔據1-18位。
與寄存器39、40和41連接的是三個比較器(圖4中僅表示了與寄存器39連接的比較器42)，三個比較器用來檢查存貯在每一寄存器內的碼1-18位格式是否正確，即每對的第二位應該是第一位的倒數。
檢測電路由或非門43和46、雙穩態電路44組成。或非門43尋找存儲在寄存器39中第19-22位的啟動碼和第1-18位格式的正確組合。如果組合正確，則雙穩態電路44產生信號B1(省略的其他兩個寄存器產生信號B2和B3)。對於信號B1、B2和B3不管哪個先產生，均輸入到或非門47，使來自相關寄存器39、40和41的數據，通過D型雙穩態電路45(圖4中僅以寄存器39加以說明)。
雙穩態電路45分別受MT1、MT2和MT3控制，在輸入相四分之一周期裡，保持輸出數據有效。如果輸入信號B1被設置，則信號B2和B3通過各自的或非門43和雙穩態電路44，被禁止輸出到其他相，這樣防止了寄存器40和41對發送的影響。同樣信號B2和B3分別各自禁止其他兩個寄存器39和41或寄存器39和40的發送。在接下來的11個電源周期裡，第一個接收有效碼的寄存器將該有效碼發送到所有三個重發器的輸出端。在發送時間裡，雙穩態電路38保持復位狀態，寄存器39、40和41全部清除。或非門46檢測到寄存器的第20、21和22位為邏輯「0」時，信號B1、B2和B3被復位。這種狀態與所存儲的前面一半信息發送結束相一致。信號B1、B2和B3用來驅動輸出端21、23和24上的發光二極體顯示器(LEDs)提供一個「可見」的工作指示，用以表明此時哪一通道在重發信號。信號B1、B2和B3的邏輯「或」去驅動「佔線」輸出端，用來點亮一個獨立的發光二極體顯示器(LED)。重發器集成電路有一個外部禁止端25(見圖3)可產生一個「INH」禁止信號(見圖5e)，該「INH」禁止信號在圖4的線路中，被用在兩個隔離的供電電源系統之間進行兩路發送。來自寄存器中一個的數據通過或非門47驅動推輓輸出級，使其調製在120kHz上。120kHz脈衝群的持續時間受或非門48、49和50輸出的定時信號控制。定時信號的一種變化，是根據所選擇的輸出選購件的型號而定。而定時信號的另一種變化，則是根據需要50Hz工作還是60Hz工作而定。
輸出電路由觸發器、與門、或非門電路組成。輸出電路連接到圖3中重發器集成電路的輸出端腳15(省略了連接到輸出端腳16、腳17的輸出電路)，輸出電路中左側是一個觸發器，其一側接收MT1、MT2或MT3，以確定發送窗(或第一個發送脈衝)的起始時間；有一種模式是從輸出端15發送的第一個脈衝具有30度的相移後，第二個發送脈衝同樣產生一個30度的相移(請參見圖2所示)；同時觸發器還接受計數信號「42」(如果選擇60Hz時)或計數信號「50」(如果選擇50Hz時)，來確定第二個發送脈衝的啟動；而觸發器的另一側則接收停止發送的信號，如接收信號「31」，是用來停止第一個發送信號；而信號「72」(在60Hz時)或信號「80」(在50Hz時)，則是去停止第二個發送信號。如果選擇信號「OP」為低態，那麼這些不同的發送窗通過一或非門，輸出到接收門信號G1-G6的六個與門中的三個，這三個與門接收門信號G1、G2和G3，而另外三個與門因選擇信號「OP」為低態而截止；當選擇信號「OP」是低態時，則或非門48、49和50接收GI、G2和G3地六個發送窗，每相兩個發送窗，且每個發送窗打開時間約1ms。如果選擇信號「OP」是高態，則只有取決G4、G5和G6的發送窗打開；當選擇信號「OP」為高態時，這些窗被計數信號「31」關閉(見圖6b)，持續時間大約1ms。
通過改變選擇輸入端29(「OP「)的邏輯狀態，有三種輸出方式，也可以通過改變電源觸發(過零點的檢測)輸入的連接方法，來選擇輸出方式。
第一種方式是四線單脈衝。請參見圖3和圖4所示，四線單脈衝的連接方式如圖3所示，圖中輸入的電源和輸出的電源是同一個；選擇輸入端29被設定為邏輯「0」(選擇信號「OP」為高態)，以及輸入和輸出過零檢測器連接在一起，使MT1＝MT4、MT2＝MT5、MT3＝MT6，這樣輸出邏輯「1」由個1ms的120kHz脈衝群組成，該脈衝在每相相對於中性線的過零點後立即產生。這種輸出方式被用於不需要208V供電的普通三相四線制的供電系統上。
第二種方式是四線雙脈衝。請參見圖3和圖4所示，選擇輸入端29被設定為邏輯「1」(選擇信號「OP」為低態)，以及輸出過零檢測器的門信號G4-G6不被邏輯採用。輸出邏輯「1」包含這種情況每相有兩個1ms的120kHz脈衝群(參見圖2)，第一個脈衝群在相的過零點後立即發生，而第二個脈衝群則在過零點後1.38ms(60Hz時)開始(30度相移)。這種是輸出方式被用於需要208V供電的三相四線制供電系統上。
第三種方式是八線方式。請參見圖3和圖4所示，選擇輸入端29設定為邏輯「0」(「OP」為高態)，信號從一個交流電源中獲得，而輸出信號被加到與第一個供電電源相隔離的另一個供電電源上，即MT1-MT3相對於MT4-MT6是同步的。
輸出邏輯「1」由每相上一個1ms的120kHz脈衝群組成，該脈衝群是在過零點後立即產生。這種方式可將來自120V/208V供電系統的信號，耦合到一個上述的277V供電系統上。這兩個供電系統必須是同一頻率，並且應該是同相的或者至少有22度的相移，對於對應的一對觸發器，邏輯信號不允許接近1ms。
請參見圖7所示，圖7是本實用新型具有重發器的電氣設備控制裝置另一種用途的電原理圖。圖7所表示這種方式重發器的連接情況是，兩重發器背對背地連接，每個「佔線」輸出端通過一個光電隔離器接到另一個重發器的「禁止」輸入端。這個禁止輸入功能，對防止兩個供電系統間信號多相重發是必須的。
綜上所述，本實用新型具有重發器的電氣設備控制裝置由於重發器能增幅和重發控制信息，且重發時段由受控設備所在的電源系統控制，因此不但能可靠地遙控同一供電系統的設備，而且能可靠地遙控另一供電系統的設備；並且由於本裝置可以直接跨接在供電電源的幹線上，不需要斷開這些導線；由此能用於信息的組成要求沒有幹擾的場合，使同一供電系統或另一供電系統接收器，響應一個正確的控制信息，從而真正實現對電設備的遙控，因此極為實用。
權利要求1.一種具有重發器的電氣設備控制裝置，包括設備APP和用以給設備供電的供電電源，其特徵在於還包括一發送器(T)、一接收器(R)和一重發器集成電路(1)；所述的發送器(T)與供電電源的相線連接，將對設備的數字控制信息發送到供電電源的電源線上；所述的接收器(R)與供電電源的輸入相線連接，用以接受來自供電幹線的信息，該接收器的輸出端與電氣設備連接；所述的重發器集成電路(1)通過輸入端(腳2、腳3和腳4)與調諧電路的連接而耦合到供電電源的相線上；重發器集成電路(1)通過電源觸發端(腳7、腳8、腳9)分別與三個耦合電路的連接，耦合到各供電電源的輸入相線上；重發器集成電路(1)的輸出端(腳15、腳16和腳17)分別通過驅動電晶體和降壓變壓器(18)耦合到供電電源的各相線上。
2.如權利要求1所述的具有重發器的電氣設備控制裝置，其特徵在於還包括容性降壓電源(19)和(20)，所述的容性降壓電源(19)為驅動電晶體提供電源；所述的容性降壓電源(20)為控制裝置本身提供電源。
3.如權利要求1所述的具有重發器的電氣設備控制裝置，其特徵在於所述的重發器集成電路(1)包括觸發器整形電路、計數器、雙穩態電路、移位寄存器、比較器、檢測電路、輸出電路，以及輸入輸出控制電路；所述的觸發器整形電路由六個或非門、三個與門、一個或非門組成，由六個或非門組成三組觸發器整形電路，三輸入端分別與重發器集成電路(1)的輸入端(腳2、3、4)連接；所述的計數器(37)與觸發器整形電路或非門輸出端連接；所述的雙穩態電路(38)通過一個受時鐘信號φ控制的與門與計數器(37)連接；所述的移位寄存器(39、40和41)分別通過三個時鐘信號(CL1、CL2和CL3)的控制以接收雙穩態電路(38)的信號，每一移位寄存器在其輸出端連接兩與門、一D型雙穩態電路(45)和一輸出與門；所述的比較器設置有三個，它們分別與移位寄存器(39、40和41)連接，每一比較器的輸出端連接一反向器；所述的檢測電路有三個，它們分別與比較器輸出端的反向器連接；檢測電路由或非門(43和46)和與或非門(43和46)輸出端連接的雙穩態電路(44)組成，在雙穩態電路(44)輸出端分別產生信號B1、B2和B3；信號B1、B2和B3分別與各自的移位寄存器輸出與門連接，並均輸入至均輸入到或非門(47)；輸出電路由一觸發器、一或非門、六與門、兩組三或非門電路組成，形成三個輸出端。
4.如權利要求1或3所述的具有重發器的電氣設備控制裝置，其特徵在於所述的輸入輸出控制電路包括振鈴電路(31)、雙觸發器電路、兩反相器電路、單觸發器電路、電源接通檢測電路；其中，所述的振鈴電路(31)是由一個外部調諧電路(32)和三個反相器組成，產生兩組φ1和φ3時鐘信號；所述的雙觸發器電路由兩組觸發器、兩個與門和一個或非門連接組成，產生一個MT1脈衝；所述的電源接通檢測電路由與非門、MOS開關電路、觸發器組成，用以產生一個電源接通檢測信號POC，該信號在測試時可用一個加到輸入端30的信號來禁止。
5.如權利要求1或3所述的具有重發器的電氣設備控制裝置，其特徵在於所述的輸入輸出控制電路還包括一計數器電路，三個觸發器電路；其中，所述的計數器電路由一個計數器(35)、一組或非門(36)和觸發器組成，計數器(35)是一個7級計數器，它接收定時信號φ1、φ3，並進行計數；一觸發器電路產生三個門信號G1、G2和G3，用於對應供電電源的三個相；另一觸發器電路其三個輸出相的門信號由MT4-MT6觸發三個觸發器產生；再一觸發器電路在門信號G1-G3分別處於高態期間，只要φ1一出現，與非門便產生三個時鐘信號CL1、CL2和CL3。
專利摘要本實用新型涉及一種具有重發器的電氣設備控制裝置，包括設備APP和用以給設備供電的供電電源，其特點是還包括一發送器T、一接收器R和一重發器集成電路；發送器T與供電電源的相線連接，將對設備的數字控制信息發送到供電電源的電源線上；接收器R與供電電源的輸入相線連接，用以接受來自供電幹線的信息，接收器的輸出端與電氣設備連接；重發器集成電路通過三個輸入端與調諧電路的連接耦合到供電電源的相線上；重發器集成電路通過三個電源觸發端分別與三個耦合電路的連接，耦合到各供電電源的輸入相線上；重發器集成電路的三個輸出端分別通過驅動電晶體和降壓變壓器耦合到供電電源的各相線上。由此信息組成沒有幹擾，從而實現對電設備的遙控。
文檔編號H04B3/54GK2657122SQ20032010837
公開日2004年11月17日 申請日期2003年11月26日 優先權日2003年11月26日
發明者潘惟力, 耿明寰 申請人:上海廿一世紀電子設備有限公司