基于电压状态反馈的电源控制系统及方法与流程

本发明属于交流供电控制，具体涉及基于电压状态反馈的电源控制系统及方法。

背景技术：

1、在目前的交流供电控制系统中，控制电路和开关面板通常作为系统的通信节点，它们需要电源供电以正常工作，并且通过有线例如总线连接或无线例如wifi或zigbee技术方式进行数据通信，开关面板在操作后会向控制电路发送数据，以控制用电设备回路的通断，然而，传统的供电方式面临着显著的挑战，例如，强电布线通常仅有单火线接入开关面板，没有零线，这导致在需要改造的项目中，增加了为控制电路提供电源和布设通信线路的需求，从而受到了极大的限制；

2、目前解决无线开关面板设备供电的常用方法包括：一是使用电池供电；二是采用单火取电技术；三是增加布设电源线路，每种方法都有其局限性；电池供电需要定期更换电池，增加了使用复杂度和售后维护成本；单火取电技术虽然避免了电池更换的问题，但对用电设备的功率要求较高，功率太低可能导致供电不稳定，限制了其适应性；增设电源线路在改造项目中的应用受到限制，具有很大的局限性，此外，现有的按键开关仅能控制电源的通断，无法提供按键状态的反馈，一旦开关断开，控制电路将失去电源，影响系统的稳定性和可靠性，因此，需要研发一种新的基于电压状态反馈的电源控制系统及方法来解决现有的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于电压状态反馈的电源控制系统及方法，以解决无法提供稳定的电源供电和通信能力的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于电压状态反馈的电源控制系统，包括：

3、控制面板，生成用于反馈不同性质的电压信号；

4、状态检测及控制模块，用于分析电压信号，根据预设的状态和对应的控制效果，控制连接的用电设备；

5、所述控制面板包括：

6、按键面板及与所述按键面板相连接的电压斩波发生装置。

7、优选的，所述电压斩波发生装置包括：

8、开关b1、开关b2、二极管d1以及二极管d2。

9、优选的，所述开关b1的一端与所述二极管d1的一端相连接，所述二极管d1的另一端与所述开关b2一端相连接，所述开关b2另一端与所述二极管d2相连接，所述二极管d2另一端与所述开关b1的另一端相连接。

10、优选的，所述二极管d1的一端与二极管d2的一端相连接，所述二极管d2的另一端与所述开关b1一端相连接，所述开关b1另一端与所述开关b2一端相连接，所述开关b2另一端与二极管d1的另一端相连接；

11、其中，所述二极管d1与二极管d2连接的结点和所述开关b1与所述开关b2连接的结点相连接。

12、优选的，所述二极管d1和二极管d2的极性相反，使得在交流电源的正半周时，二极管d1导通，在负半周时，二极管d2导通；

13、所述开关b1被用户操作断开时，电压波形发生改变，负半周的电压通过二极管d2到达状态检测及控制模块，实现输入到状态检测及控制模块电压波形信号的变化以及负半周电压存在电路中，状态检测及控制模块持续得到供电。

14、优选的，所述电压斩波发生装置包括：

15、多路常通全控型半导体器件，其中至少一路常通全控型半导体器件保持导通状态；

16、与所述常通全控型半导体器件相连接，用于在常通全控型半导体器件通断时提供电压浪涌保护的金属氧化物变阻器；

17、根据用户在所述按键面板上的输入信息，查询负载的控制效果，控制对应的常通全控型半导体器件在预定频率下通断，保持其他通道的常通全控型半导体器件关闭的通道控制信号发生器；

18、用于提供常通全控型半导体器件驱动电源的自取电装置。

19、优选的，所述电压斩波发生装置包括：

20、多路常开全控型半导体器件，至少一路常开全控型半导体器件在运行时保持导通状态；

21、与所述常开全控型半导体器件相连接，用于为常开全控型半导体器件提供驱动电源的初始化按钮；

22、用于获取驱动常开全控型半导体器件所需电能的自取电装置；

23、用于响应用户通过按键面板选定的控制负载效果通道，控制对应的常开全控型半导体器件在预设的频率下通断，保持其他通道的常开全控型半导体器件处于断开状态的通道控制信号发生器。

24、优选的，所述初始化按钮为常开型按钮。

25、优选的，所述控制面板通过调制连接到火线。

26、本发明另提供一种基于电压状态反馈的电源控制系统的检测及控制方法，所述检测方法包括：

27、对电压vln采样，获取控制面板输出的电压信号；

28、对采样得到的电压信号进行过零点检测，确定电压波形过零点的次数；

29、根据过零点检测的结果，计算电压波形中上升沿和下降沿的次数；

30、对采样的电压信号执行全周期的均方根（rms）值计算；

31、分别计算电压信号正半周期和负半周期的rms值；

32、所述控制方法包括：

33、电压特征值采样：电压特征值包括但不限于电压过零点时间间隔、电压全周期均方根（rms）值、正半周期上升沿/下降沿次数的计算；

34、电压特征值与阈值比较：每个采样的电压特征值与其相对应的预设阈值进行比较；

35、特征值标志位更新：如果任一电压特征值超过了其预设阈值，则对应的特征值标志位将增加1；

36、特征值标志位阈值比较：检查每个更新后的特征值标志位是否超过了特征值标志位阈值；

37、执行控制命令：若任一特征值标志位超过其特征值标志位阈值，则查询命令功能表，执行相应的控制命令；

38、循环或结束流程：一旦执行了控制命令或特征值标志位未超过特征值标志位阈值，流程将返回到开始，进行新一轮的电压特征值采样和分析，或者在满足某些结束条件后终止流程。

39、本发明的技术效果和优点：该基于电压状态反馈的电源控制系统及方法，包括控制面板、状态检测及控制模块、零线、火线和用电设备，形成了一套完整的控制机制,提高供电方式的灵活性和可靠性，同时简化改造项目的需求和降低维护成本，即便在传统的单火线供电环境下，也能有效地提供稳定的电源供电和通信能力，从而拓宽了其在交流供电控制系统中的应用范围，此系统不仅能够控制供电线路的通断，还能反馈按键开关的状态信息，意味着在进行智能控制系统的改造项目时，无需对现有的强电线路进行任何改动，仅需用本发明的装置替换原有的开关面板即可，通过将控制面板的输出端与状态检测及控制模块的输入端相连，并将状态检测及控制模块的输出端连接至负载，同时接入零线至状态检测及控制模块的零线输入端，就可以实现对按键操作的检测，并将开关操作的数据上报，大大简化了安装和改造过程，而且由于其简便性和广泛的适用性，极大地提升了系统的实用价值，在智能控制领域提供了一种既高效又经济的解决方案，适合广泛应用于各种需要电路控制和状态反馈的场合，克服现有技术中的一些明显缺陷，特别是关于无线开关面板设备的供电问题，解决了传统控制系统中存在的一系列问题，如安装复杂性、供电不稳定和通信效率低下等，为智能控制系统的发展提供了新的方向，通过简化安装和改造过程、提供稳定的电源供电和通信能力以及优化用户操作体验，解决了现有技术的限制，并在智能控制领域提供了高效和经济的解决方案，具体的优点包括：

40、开关状态检测与反馈：发明包括能够检测开关状态并提供反馈的控制面板，它允许系统了解实时的开关状态并据此做出响应；

41、无需更改现有强电线路：本发明的设备可直接替换现有的开关面板，允许在不更改现有强电线路的情况下进行智能控制系统的改造；

42、电压斩波发生装置：控制面板通过电压斩波装置持续供电给状态检测及控制模块，保证了系统的稳定性和可靠性；

43、电压信号特征值的实时监测与分析：系统能够计算并监测电压信号的特征值，例如过零点时间间隔、全周期rms值、正/负半周期rms值、电压上升沿/下降沿次数等，并根据这些值执行控制命令；

44、电压信号的控制操作：通过检测电压信号的特征值，系统能够执行用电设备回路的供电控制操作，从而实现对用电设备的精确控制。