通過(guò)開(kāi)關(guān)電源功率輸出線通信和編程的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種通過(guò)開(kāi)關(guān)電源功率輸出線通信和編程的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]開(kāi)關(guān)電源已經(jīng)廣泛遍布于各個(gè)行業(yè)中。目前，對(duì)于開(kāi)關(guān)電源的要求已經(jīng)不僅局限于具有穩(wěn)定輸出，還有一些應(yīng)用要求輸出的電壓或者電流可以根據(jù)具體應(yīng)用的要求設(shè)定在不同的值?，F(xiàn)有技術(shù)中設(shè)定方法有很多種，比如通過(guò)電源上的拔碼開(kāi)關(guān)，電位器或者獨(dú)立設(shè)置的編程信號(hào)線等來(lái)設(shè)定。上述方法均存在一定的缺陷:
[0003]1.通過(guò)機(jī)械設(shè)定開(kāi)關(guān)電源上的拔碼開(kāi)關(guān)或者電位器來(lái)設(shè)定一些簡(jiǎn)單參數(shù)，比如輸出電流，輸出電壓等。因其功能單一，不適用于需要進(jìn)行復(fù)雜設(shè)定的場(chǎng)合。
[0004]2.通過(guò)獨(dú)立設(shè)置的編程信號(hào)線設(shè)定。通過(guò)專用的外置接口對(duì)電源內(nèi)部的控制IC或者單片機(jī)進(jìn)行讀寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)、定時(shí)降功率等較為復(fù)雜的設(shè)定。這種設(shè)定方法存在著如下缺點(diǎn):需要為電源提供一個(gè)5?12V的電壓；因?yàn)樵O(shè)定端口的存在，使其難以做到較高的防水等級(jí);操作復(fù)雜，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的開(kāi)關(guān)電源參數(shù)設(shè)定方式復(fù)雜的不足，本發(fā)明提供一種通過(guò)開(kāi)關(guān)電源功率輸出線通信和編程的系統(tǒng)和方法，利用開(kāi)關(guān)電源自帶的功率輸出線作為通信和編程的信號(hào)線，在不增加控制線的前提下進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，提出一種更為簡(jiǎn)單易行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜電源設(shè)定的線路。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所要采用的技術(shù)方案是:一種通過(guò)開(kāi)關(guān)電源功率輸出線通信和編程的系統(tǒng)，包括開(kāi)關(guān)電源和編程器，所述開(kāi)關(guān)電源包括開(kāi)關(guān)電源功率輸出線，所述開(kāi)關(guān)電源功率輸出線既作為開(kāi)關(guān)電源的功率輸出線路，同時(shí)也是開(kāi)關(guān)電源與編程器之間通信和編程的線路。
[0007]現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)電源具有功率輸出線和編程專用信號(hào)線，一般至少有四根線路，本申請(qǐng)無(wú)需增加專用的編程信號(hào)線，利用開(kāi)關(guān)電源自帶的兩根功率輸出線作為通信和編程的信號(hào)線，單線復(fù)用，實(shí)現(xiàn)直流信號(hào)和交流的傳輸，在不增加控制線的前提下進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，提出一種更為簡(jiǎn)單易行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜電源設(shè)定的線路。
[0008]進(jìn)一步，還包括設(shè)置在開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部的電容CO、電流采樣電路、信號(hào)處理電路、開(kāi)關(guān)電源處理器和開(kāi)關(guān)電源控制電路，所述電流采樣電路、信號(hào)處理電路、開(kāi)關(guān)電源處理器和開(kāi)關(guān)電源控制電路依次串聯(lián)，所述電容CO和電流采樣電路串接在開(kāi)關(guān)電源功率輸出線的輸出回路上，且所述電容CO和電流采樣電路的連接端接地，所述開(kāi)關(guān)電源控制電路與所述開(kāi)關(guān)電源功率輸出線連接；
[0009]所述編程器包括編程器處理器、受控電壓源和電阻R0，所述編程器處理器與所述受控電壓源連接，所述受控電壓源的輸出端與所述開(kāi)關(guān)電源功率輸出線連接，且所述電阻RO串接在所述受控電壓源的輸出端與所述開(kāi)關(guān)電源功率輸出線之間。
[0010]編程器處理器在收到外部的設(shè)定信號(hào)后，控制受控電壓源產(chǎn)生一個(gè)方波電壓信號(hào)，并將此方波電壓信號(hào)疊加于一個(gè)5?12V的直流電壓上，同時(shí)可以為開(kāi)關(guān)電源供電，因此，該方波電壓信號(hào)具有直流成分。具體實(shí)現(xiàn)可以采用運(yùn)算放大器的加法器電路。
[0011]方波電壓信號(hào)通過(guò)限流電阻RO轉(zhuǎn)換為包含設(shè)定值信息的電流信號(hào)，然后通過(guò)開(kāi)關(guān)電源功率輸出線輸入到開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部，開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部具有較大的輸出電容CO(—般為幾百到幾千微法)，電容CO隔離直流信號(hào)，而對(duì)于電流脈沖信號(hào)成短路。電流信號(hào)通過(guò)隔直電容CO后，經(jīng)過(guò)電流采樣電路進(jìn)行采樣，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檎?fù)脈沖電壓信號(hào)，再經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路的轉(zhuǎn)換、放大、比較將正負(fù)脈沖電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)電源處理器能夠使用的電壓信號(hào)，開(kāi)關(guān)電源處理器根據(jù)代表設(shè)定的電壓信號(hào)控制開(kāi)關(guān)電源控制電路，使開(kāi)關(guān)電源控制電路控制開(kāi)關(guān)電源輸出符合要求的電壓、功率信號(hào)。
[0012]具體的，所述電流采樣電路包括電流互感器T，所述電流互感器T的一次側(cè)線圈串接在所述開(kāi)關(guān)電源功率輸出線的輸出回路上，所述電流互感器T的二次側(cè)線圈與信號(hào)處理電路連接。
[0013]進(jìn)一步，所述信號(hào)處理電路包括運(yùn)算放大器1]14、1]18，電阻1?1、1?2、1?3、1?4、1?5，電容Cl和偏置電路，所述電容Cl 一端連接所述電流互感器T的二次側(cè)線圈的同名端，另一端連接運(yùn)算放大器UlA的正向輸入端，所述運(yùn)算放大器UlA的正向輸入端還與電阻Rl—端連接，電阻Rl另一端與運(yùn)算放大器UlB的反向輸入端連接，電阻R2和R3的一端均與運(yùn)算放大器UlA的反向輸入端連接，電阻R2的另一端與運(yùn)算放大器UlB的反向輸入端連接，電阻R3的另一端與運(yùn)算放大器UlA的輸出端OUTA連接，所述電阻R4串接在運(yùn)算放大器UlA的輸出端OUTA與運(yùn)算放大器UlB的正向輸入端之間，電阻R5—端與運(yùn)算放大器UlB的的反向輸入端連接，另一端與運(yùn)算放大器UlB的輸出端OUTB連接，所述偏置電路輸出偏置電壓SA與運(yùn)算放大器UlB的的反向輸入端連接。
[0014]進(jìn)一步，為了給信號(hào)處理電路提供一個(gè)偏置電壓，所述偏置電路包括電阻R6和R7，所述電阻R6和R7串聯(lián)在電源與地之間，所述電阻R6和R7之間的引出電壓為偏置電壓SA，所述電流互感器T的二次側(cè)線圈的異名端與偏置電壓SA連接。優(yōu)選的，電阻R6和R7的阻值相等。
[0015]信號(hào)處理電路的主要用途是將電流互感器T上獲得的正負(fù)脈沖轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)電源處理器可以使用的方波信號(hào)。
[0016]首先，經(jīng)過(guò)電流互感器T采樣輸出的脈沖電壓信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)電容Cl進(jìn)行隔直，輸入到運(yùn)算放大器UlA的正向輸入端，由于電阻Rl的阻值遠(yuǎn)大于R6和R7的阻值，因此Rl兩端的電壓值基本不發(fā)生變化，為運(yùn)算放大器UlA和UlB的反向輸入端提供一個(gè)偏置電壓SA;由于電阻R3和R5的阻值遠(yuǎn)大于R2的阻值，因此UlA的輸出電壓由運(yùn)算放大器UlA和UlB的輸出能力決定，通過(guò)運(yùn)算放大器UlA和UlB形成一個(gè)遲滯比較器來(lái)識(shí)別輸入的信號(hào)。
[0017]進(jìn)一步，為了便于參數(shù)的設(shè)定、輸入以及觀察，所述編程器還包括鍵盤(pán)、液晶和計(jì)算機(jī)接口，所述鍵盤(pán)、液晶和計(jì)算機(jī)接口均與所述編程器處理器連接。
[0018]進(jìn)一步，還包括信號(hào)反饋電路，所述信號(hào)反饋電路包括電阻R8和三極管Q，所述電阻RO和開(kāi)關(guān)電源功率輸出線的引出端與所述電阻R8的一端連接，所述電阻R8的另一端與三極管Q的集電極連接，所述三極管Q的基極與所述開(kāi)關(guān)電源處理器連接，所述三極管Q的發(fā)射集接地。信號(hào)反饋電路用于監(jiān)控通信和編程的狀態(tài)，當(dāng)開(kāi)關(guān)電源處理器檢測(cè)到編程器輸出電壓的變化后，發(fā)出通信和編程完成的信號(hào)，以提高效率。通信完成信號(hào)可以采用蜂鳴器或者指示燈進(jìn)行指示。
[0019]—種通過(guò)開(kāi)關(guān)電源功率輸出線通信和編程的方法，包括上述的通過(guò)開(kāi)關(guān)電源功率輸出線通信和編程的系統(tǒng)，并包括以下步驟:
[0020]步驟1:編程器輸出設(shè)定值；
[0021]步驟2:設(shè)定值通過(guò)開(kāi)關(guān)電源功率輸出線輸入到開(kāi)關(guān)電源處理器，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電源處理器與編程器之間的通信和編程；
[0022]步驟3:編程后的開(kāi)關(guān)電源處理器根據(jù)設(shè)定值對(duì)開(kāi)關(guān)電源的輸出功率、電流和電壓進(jìn)行控制。
[0023]進(jìn)一步，所述步驟I具體包括:
[0024]步驟1.1:編程器處理器根據(jù)外部設(shè)定值控制受控電壓源，使受控電壓源產(chǎn)生與設(shè)定值對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)；
[0025]步驟1.2:通過(guò)電阻RO將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)；
[0026]所述步驟2具體包括:
[0027]步驟2.1:開(kāi)關(guān)電源功率輸出線接受電流信號(hào)，并對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行隔直處理；
[0028]步驟2.2:電流采樣電路采集編程回路中的電流信號(hào)，并將電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓脈沖信號(hào)；
[0029]步驟2.3:通過(guò)信號(hào)處理電路將電流采樣電路輸出的電壓脈沖信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，形成可以被開(kāi)關(guān)電源處理器使用的信號(hào)；
[0030]步驟2.4:開(kāi)關(guān)電源處理器接收與設(shè)定值對(duì)應(yīng)的信號(hào)信息，并將信息存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ)器內(nèi)。
[0031]進(jìn)一步，為了提高通信和編程的效率，步驟2中還包括步驟:在通信和編程的同時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)電源處理器監(jiān)控通信和編程的狀態(tài)。
[0032]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的一種通過(guò)開(kāi)關(guān)電源功率輸出線通信和編程的系統(tǒng)和方法，利用開(kāi)關(guān)電源自帶的功率輸出線作為通信和編程的信號(hào)線，實(shí)現(xiàn)外部編程器對(duì)開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部的處理器進(jìn)行編程，開(kāi)關(guān)電源處理器在接收到設(shè)定信息后，將其存儲(chǔ)于內(nèi)部非易失性存儲(chǔ)器內(nèi)，在下次開(kāi)關(guān)電源開(kāi)機(jī)工作時(shí)，對(duì)開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行控制，在不增加控制線的前提下進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，操作簡(jiǎn)單，不增加成本，同時(shí)，又能夠滿足各種場(chǎng)合參數(shù)設(shè)定的需求。
【附圖說(shuō)明】
[0033]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0034]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0035]圖2是本發(fā)明另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0036]圖3是本發(fā)明中信號(hào)處理電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4是本發(fā)明中輸入、輸出信號(hào)的波形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。此圖為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0039]實(shí)施例一:
[0040]如圖1所示，一種通過(guò)開(kāi)關(guān)電源功率輸出線通信和編程的系統(tǒng)，包括開(kāi)關(guān)電源和編程器，所述開(kāi)關(guān)電源包括開(kāi)關(guān)電源功率輸出線，所述開(kāi)關(guān)電源功率輸出線既作為開(kāi)關(guān)電源的功率輸出線路，同時(shí)也是開(kāi)關(guān)電源與編程器之間通信和編程的線路。
[0041]還包括設(shè)置在開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部的電容CO、電流采樣電路、信號(hào)處理電路、開(kāi)關(guān)電源處理器和開(kāi)關(guān)電源控制電路，所述電流采樣電路、信號(hào)處理電路、開(kāi)關(guān)電源處理器和開(kāi)關(guān)電源控制電路依次串聯(lián)，所述電容CO和電流采樣電路串接在開(kāi)關(guān)電源功率輸出線的輸出回路上，且所述電容CO和電流采樣電路的連接端接地，所述開(kāi)關(guān)電源控制電路與所述開(kāi)關(guān)電源功率輸出線連接；
[0042]所述編程器包括編程器處理器、受控電壓源和電阻R0，所述編程器處理器與所述受控電壓源連接，所述受控電壓源的輸出端與所述開(kāi)關(guān)電源功率輸出線連接，且所述電阻RO串接在所述受控電壓源的輸出端與所述開(kāi)關(guān)電源功率輸出線之間。
[0043]所述電流采樣電路包括電流互感器T