阅读说明：本技术 可控硅调光器及交流电源相位检测方法、装置和存储介质 (Silicon controlled rectifier dimmer, alternating current power supply phase detection method and device and storage medium ) 是由 冯伟 卢云逸 于 2019-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种交流电源相位检测方法,该方法包括：获取交流电源经半桥电路整流后的输出信号；检测所述输出信号中相邻两个高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻；根据所述相邻两个高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻,确定所述交流电源的零点电压的相位。本发明还公开了一种交流电源相位检测装置、可控硅调光器和可读存储介质。本发明旨在有效缩小可控硅调光器的体积,提高可控硅调光器应用的适用性。(The invention discloses a method for detecting the phase of an alternating current power supply, which comprises the following steps: acquiring an output signal of an alternating current power supply after rectification by a half-bridge circuit; detecting rising edge time and falling edge time of two adjacent high-level signals in the output signals; and determining the phase of the zero voltage of the alternating current power supply according to the rising edge time and the falling edge time of the two adjacent high-level signals. The invention also discloses an alternating current power supply phase detection device, a silicon controlled rectifier dimmer and a readable storage medium. The invention aims to effectively reduce the volume of the silicon controlled dimmer and improve the applicability of the silicon controlled dimmer.)

可控硅调光器及交流电源相位检测方法、装置和存储介质

技术领域

本发明涉及电器技术领域，尤其涉及交流电源相位检测方法、交流电源相位检测装置、可控硅调光器和可读存储介质。

背景技术

由于电器大多是接入交流电网中使用，在可控硅调光器中，为了保证对光线准确有效的调节控制，需要保证可控硅导通的相位与交流电源的相位同步，因此，需准确的测量出交流电源的零点电压的相位。

当前一般通过在可控硅调光器中设置全桥电路，采集交流电源经过全桥电路的输出信号，将输出信号经处理器处理加上一个简单的常数，便得到交流电的相位。但全桥电路采集交流电源的信号的方式一般需要整个整流桥元件，整流桥元件通常较大，导致可控硅调光器的体积较大，不便于可控硅调光器在一些精细化场合中应用。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种交流电源相位检测方法，旨在有效缩小可控硅调光器的体积，提高可控硅调光器应用的适用性。

为实现上述目的，本发明提供一种交流电源相位检测方法，应用于可控硅调光器，所述交流电源相位检测方法包括以下步骤：

获取交流电源经半桥电路整流后的输出信号；

检测所述输出信号中相邻两个高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻；

根据所述相邻两个高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻，确定所述交流电源的零点电压的相位。

可选地，所述检测所述输出信号中相邻两个高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻的步骤之前，还包括：

将所述输出信号整形成方波信号。

可选地，所述根据所述相邻两个高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻，确定所述交流电源的零点电压的相位的步骤包括：

根据任一所述高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻确定所述方波信号中高电平信号的第一持续时长；

在相邻两个高电平信号中，根据前一高电平信号的下降沿时刻与后一高电平信号的上升沿时刻确定所述方波信号中的低电平信号的第二持续时长；

根据所述第一持续时长和所述第二持续时长确定相位偏差值；

根据所述相位偏差值、以及任一所述高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻确定所述交流电源的零点电压的相位。

可选地，所述根据所述第一持续时长和所述第二持续时长确定相位偏差值的步骤包括：

将所述第一持续时长和所述第二持续时长代入预设数量关系中，得到所述相位偏差值。

可选地，所述将所述第一持续时长和所述第二持续时长代入预设数量关系中，得到所述相位偏差值的步骤之前，还包括：

在所述相邻两个高电平信号之间低电平信号的第二持续时长内，按照预设规则构建虚拟信号；其中，所述预设规则包括所述虚拟信号的持续时长与所述第一持续时长相同，所述虚拟信号的上升沿时刻与前一高电平信号的下降沿时刻的时间间隔、与所述虚拟信号的下降沿时刻与后一高电平信号的上升沿时刻的时间间隔相同；

确定所述交流电源的零点电压的相位、所述虚拟信号的上升沿时刻以及前一高电平信号的下降沿时刻之间的第一数量关系，确定所述第一持续时长、所述第二持续时长、前一高电平信号的下降沿时刻、后一高电平信号的上升沿时刻、所述虚拟信号的上升沿时刻、以及所述虚拟信号的下降沿时刻之间的第二数量关系；

将所述交流电源的零点电压的相位与前一高电平信号的下降沿时刻的差值作为所述相位偏差值；

根据所述第一数量关系和所述第二数量关系，确定所述第一持续时长、所述第二持续时长与所述相位偏差值之间的数量关系，作为所述预设数量关系。

可选地，所述根据所述相邻两个高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻，确定所述交流电源的零点电压的相位的步骤之后，还包括：

间隔预设时长，返回执行所述获取交流电源经半桥电路整流后的输出信号的步骤。

可选地，所述根据所述相邻两个高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻，确定所述交流电源的零点电压的相位的步骤之后，还包括：

根据所述交流电源的零点电压的相位，控制所述可控硅调光器中可控硅的导通时间。

此外，为了实现上述目的，本申请还提出一种交流电源相位检测装置，所述交流电源相位检测装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的交流电源相位检测程序，所述交流电源相位检测程序被所述处理器执行时实现如上任一项所述的交流电源相位检测方法的步骤。

此外，为了实现上述目的，本申请还提出一种可控硅调光器，所述可控硅调光器包括半桥电路和如上所述的交流电源相位检测装置，所述半桥电路用于连接所述交流电源相位检测装置和外部交流电源。

此外，为了实现上述目的，本申请还提出一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有交流电源相位检测程序，所述交流电源相位检测程序被处理器执行时实现如上任一项所述的交流电源相位检测方法的步骤。

本发明提出的一种交流电源相位检测方法，应用于可控硅调光器，该方法通过获取交流电源经半桥电路整流后的输出信号，检测所述输出信号中相邻两个高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻，根据所述相邻两个高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻，确定所述交流电源的零点电压的相位，该方法结合半桥电路整流和程序处理，实现交流电源的零点电压的相位确定，可控硅调光器无需采用体积较大的全桥电路进行相位检测，而可以采用体积较小的半桥电路代替，从而实现有效缩小可控硅调光器的体积，提高可控硅调光器应用的适用性。

附图说明

图1是本发明交流电源相位检测装置一实施例的硬件结构示意图；

图2为本发明交流电源相位检测方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明交流电源相位检测方法涉及的电信号波形变化图；

图4为本发明交流电源相位检测方法第二实施例的流程示意图；

图5为本发明交流电源相位检测方法第三实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的主要解决方案是：获取交流电源经半桥电路整流后的输出信号；检测所述输出信号中相邻两个高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻；根据所述相邻两个高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻，确定所述交流电源的零点电压的相位。

由于现有技术中，全桥电路采集交流电源的信号的方式一般需要整个整流桥元件，整流桥元件通常较大，导致可控硅调光器的体积较大，不便于可控硅调光器在一些精细化场合中应用。

本发明提供上述的解决方案，旨在实现有效缩小可控硅调光器的体积，提高可控硅调光器应用的适用性。

本发明提出一种交流电源相位检测装置，应用于对可控硅调光器所接入的交流电源的相位检测。

在本发明实施例中，参照图1，交流电源相位检测装置包括：处理器1001，例如CPU，存储器1002，计时器1003等。存储器1002可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1002可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。计时器1004具体用于检测交流电源相位相关的时间参数。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的装置结构并不构成对装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种可读存储介质的存储器1002中可以包括交流电源相位检测程序。在图1所示的装置中，处理器1001可以用于调用存储器1002中存储的交流电源相位检测程序，并执行以下实施例中交流电源相位检测方法的相关步骤操作。

本发明还提供一种交流电源相位检测方法。

参照图2和图3，提出本发明交流电源相位检测方法第一实施例，所述交流电源相位检测方法包括：

步骤S10，获取交流电源经半桥电路整流后的输出信号；

具体的，参照图3a这里的交流电源输出的电信号呈正弦变化。交流电源的输出端与半桥电路连接，检测半桥电路输出端的电信号得到上述输出信号(参照图3b)。

步骤S20，检测所述输出信号中相邻两个高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻；

具体的，可将输出信号中电压大于或等于预设阈值的信号定义为高电平信号，其他部分的信号定义为低电平信号。由于交流电源的输出电压呈正弦变化，因此经半桥电路整流的输出信号中，应适应交流电源的变化出现有多个间隔且周期一致的高电平信号。

其中，由于处理器在进行信号处理时，对方波信号相较于其他波形的信号的计算精度高，为了提高所确定的零点电压的相位的准确性，在步骤S20之前，还包括：将所述输出信号整形成方波信号(如图3c)。

在连续的输出信号中，电压由小于预设阈值变为等于预设阈值的时刻定义为高电平信号的上升沿时刻(如图3c的T0、T2)，电压由大于或等于预设阈值变为小于预设阈值的时刻定义为高电平信号的下降沿时刻(如图3c的T1、T3)。

步骤S30，根据所述相邻两个高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻，确定所述交流电源的零点电压的相位。

具体的，可预先依据正弦波交换电源的变化规律，制定相邻两个高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻、与零点电压的相位之间的预设对应关系。预设对应关系可具体为映射表、公式等，依据预设对应关系确定当前输出信号中相邻两个高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻所对应的零点电压的相位，作为当前交流电源的零点电压的相位。

本发明实施例提出的一种交流电源相位检测方法，应用于可控硅调光器，该方法通过获取交流电源经半桥电路整流后的输出信号，检测所述输出信号中相邻两个高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻，根据所述相邻两个高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻，确定所述交流电源的零点电压的相位，该方法结合半桥电路整流和程序处理，实现交流电源的零点电压的相位确定，可控硅调光器无需采用体积较大的全桥电路进行相位检测，而可以采用体积较小的半桥电路代替，从而实现有效缩小可控硅调光器的体积，提高可控硅调光器应用的适用性。

具体的，在第一实施例中，步骤S40之前，还可间隔预设时长，返回执行步骤S10，从而实现在交流电源使用的过程中，持续检测交流电源的零点电压，保证可控硅调光可与交流电源的相位同步。其中，预设时长可根据实际需求进行设置。

进一步的，基于第一实施例，提出本申请交流电源相位检测方法第二实施例。在第二实施例中，参照图3和图4，所述步骤S20包括：

步骤S21，根据任一所述高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻确定所述方波信号中高电平信号的第一持续时长；

第一持续时长为任一高电平信号维持高电平的持续时间。如图3c示出的方波中，第一持续时长TH＝T1-T0，或，第一持续时长＝T3-T2，或第一持续时长＝((T1-T0)+(T3-T2))/2。

步骤S22，在相邻两个高电平信号中，根据前一高电平信号的下降沿时刻与后一高电平信号的上升沿时刻确定所述方波信号中的低电平信号的第二持续时长；

第二持续时长为相邻两个高电平信号之间维持低电平的持续时间。如图3c示出的方波中，第二持续时长TL＝T2-T1。

步骤S23，根据所述第一持续时长和所述第二持续时长确定相位偏差值；

这里的相位偏差值具体指的输出信号与交流电源的相位差异。不同的第一持续时长和第二持续时长对应不同的相位偏差值。具体的，可根据第一持续时长与第二持续时长的差值确定相位偏差值，差值越大，则相位偏差值越大，差值越小，则相位偏差值越小。

预先根据正弦波变化规律，建立第一持续时长、第二持续时长与相位偏差值之间的对应关系，对应关系可以是映射表，也可以是计算公式。例如，对应关系可具体为：相位偏差值t＝(TL-TH)/4。

步骤S24，根据所述相位偏差值、以及任一所述高电平信号的上升沿时刻和下降沿时刻确定所述交流电源的零点电压的相位。

基于正弦交变电流与半桥电路整流的特性，交流电源的零点电压应位于相邻两个高电平信号之间，因此，在得到相位偏差值后，可依据任一高电平信号的上升沿时刻与相位偏差值，计算得到交流电源中电流呈增大变化趋势时零点电压的相位，以及可依据任一高电平信号的下降沿时刻与相位偏差值，计算得到交流电源中电流呈减小变化趋势时零点电压的相位。

在本实施例中，结合半桥电路输出信号中高电平信号的第一持续时长与低电平信号的第二持续时长确定相位偏差值，可准确的反映经半桥电路整流后输出信号与交流电源之间相位的差异，再结合输出信号本身的相位，可准确的确定交流电源的零点电压的相位。

进一步的，基于第二实施例，提出本申请交流电源相位检测方法第三实施例。在第三实施例中，所述步骤S23包括：

步骤S231，将所述第一持续时长和所述第二持续时长代入预设数量关系中，得到所述相位偏差值。

在本实施例中，通过建立第一持续时长、第二持续时长与相位偏差值之间的预设数量关系，通过计算的方式确定相位偏差值，有利于进一步提高所确定的交流电源的零点电压的相位的准确性。

具体的，在第三实施例中，参照图3和图5，步骤S231之前，还包括：

步骤S01，在所述相邻两个高电平信号之间低电平信号的第二持续时长内，按照预设规则构建虚拟信号；其中，所述预设规则包括所述虚拟信号的持续时长与所述第一持续时长相同，所述虚拟信号的上升沿时刻与前一高电平信号的下降沿时刻的时间间隔、与所述虚拟信号的下降沿时刻与后一高电平信号的上升沿时刻的时间间隔相同；

具体的，所构建的虚拟信号可参照图3c中的虚线部分。其中，T4为虚拟信号的上升沿时刻，T5为虚拟信号的下降沿时刻。预设规则具体为，T5-T4＝TH，T4-T1＝T2-T5。

步骤S02，确定所述交流电源的零点电压的相位、所述虚拟信号的上升沿时刻以及前一高电平信号的下降沿时刻之间的第一数量关系，确定所述第一持续时长、所述第二持续时长、前一高电平信号的下降沿时刻、后一高电平信号的上升沿时刻、所述虚拟信号的上升沿时刻、以及所述虚拟信号的下降沿时刻之间的第二数量关系；

定义零点电压相位为M，基于交流电源正弦波变化的对称性，第一数量关系具体为M-T1＝(T4-T1)/2；由于存在T5-T4＝TH，T4-T1＝T2-T5，第二数量关系具体为T4-T1＝T2-T5＝(TL-TH)/2。

步骤S03，将所述交流电源的零点电压的相位与前一高电平信号的下降沿时刻的差值作为所述相位偏差值；即，t＝M-T1。

步骤S04，根据所述第一数量关系和所述第二数量关系，确定所述第一持续时长、所述第二持续时长与所述相位偏差值之间的数量关系，作为所述预设数量关系。

将第二数量关系代入第一数量关系，便可得到t＝(TL-TH)/4，作为预设数量关系。

在本实施例中，基于正弦交变电流的特性，通过构建虚拟信号，依据虚拟信号建立第一持续时长、第二持续时长与相位偏差值之间的数量关系，从而保证相位偏差值的准确性，保证所得到交流电源零点电压相位的精准性。

进一步的，基于上述任一实施例，提出本申请交流电源相位检测方法第四实施例。在第四实施例中，所述步骤S30之后，还包括：

根据所述交流电源的零点电压的相位，控制所述可控硅调光器中可控硅的导通时间。

具体的，控制可控硅调光器在所确定零点电压的相位时，开始触发可控硅导通，从而保证可控硅调光与交流电源可实现相位同步。

此外，本申请实施例还提出一种可控硅调光器，所述可控硅调光器包括半桥电路和如上所述的交流电源相位检测装置，所述半桥电路用于连接所述交流电源相位检测装置和外部交流电源，交流电源相位检测装置用于执行上述实施例中的交流电源相位检测方法，以对可控硅调光器所接入的交流电源的零点相位进行检测，从而使可控硅调光器的导通可与交流电源实现相位同步，保证可控硅调光的有效性和准确性。

此外，本发明实施例还提出一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有交流电源相位检测程序，所述交流电源相位检测程序被处理器执行时实现如上交流电源相位检测方法任一实施例的相关步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，可控硅调光器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。