1.本发明涉及直流供电相关技术领域，尤其是指一种直流载波通信信号提取方法。
背景技术：2.直流供电系统是一种将三相交变电流通过内部的电源整流模块整流后得到可调的直流电的供电系统，它经过电力线缆供电给灯具供电。
3.直流供电系统与led灯具设备间的通信通常使用zigbee、nb-iot、lora等无线通信或plc（电力线载波）、rs485、dali等有线通信方式实现led灯具设备的控制。以上通信方式都需要在led灯具设备中增加单独的通信模块实现灯光控制。以上通信方式实现虽然简单，但是实现成本较高，部分通信方式很容易受干扰，导致通信异常。
4.在直流供电系统的输出的直流供电线上，利用电力线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式，称为直流载波通信。而采用直流供电系统中的整流单元通过调节输出电压（电压以额定幅值和频率跳变）实现控制指令的下发的这种方式称为低频直流电力载波。
5.低频直流电力载波系统中，由于直流供电系统中的整流单元输出电压比较高，通信时的载波信号幅值比较小（载波信号电压幅度不宜过大，否则对整流模块的要求比较高，同时信号传输速率也会降低），传统a/d采样电路是通过电阻分压后对通信信号进行a/d采样，由于通信载波信号占供电电压的比例很小，约5%比例，经过电阻分压后能采及到的载波信号幅值会大大减小，从而使a/d采样的信号容易受功率信号干扰，从而导致数据传输失败。同时采用电阻分压的直流载波通信信号提取电路无法做到功率转换和控制信号的有效隔离。
技术实现要素：6.本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种能够进行有效信号隔离的直流载波通信信号提取方法。
7.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种直流载波通信信号提取方法，具体包括如下步骤：（1）直流载波信号提取：直流母线的正负极与整流桥堆的输入端连接进行整流后，整流桥堆的输出端连接隔直电容后与信号提取电容连接，进行载波信号的采样；（2）直流载波信号放大：信号提取电容分别接差分放大电路和rc滤波电路，将采样的载波信号与rc滤波后的平均值做差分放大，得到方波信号；（3）mcu控制电路控制：方波信号通过电压跟随器传给mcu控制电路解析，mcu控制电路解析直流载波信号后控制led灯具的开关和调光。
8.该方法采用电容本身具有的隔直通交的特性，将直流载波信号提取，将该信号通过差分放大后给到mcu控制器，mcu控制器解析直流载波信号后控制led灯具的开关及亮度。该方法不但解决了直流载波信号采样易受功率信号干扰的问题，同时保证控制信号与功率
信号有效隔离，避免控制电路受功率电路的雷击浪涌冲击。
9.作为优选，在步骤（1）中，直流载波信号提取的电路具体如下：包括直流母线、整流桥堆bd1、隔直电容c1、隔直电容c3和信号提取电容c2，所述直流母线的正负极与整流桥堆bd1的输入端连接，所述整流桥堆bd1的输出端正极与隔直电容c1的一端连接，所述整流桥堆bd1的输出端负极与隔直电容c3的一端连接，所述隔直电容c1的另一端与信号提取电容c2的一端连接，所述隔直电容c3的另一端与信号提取电容c2的另一端连接，所述隔直电容c3与信号提取电容c2的连接处接地，所述信号提取电容c2的一端分别连接差分放大电路和rc滤波电路。
10.作为优选，在步骤（2）中，差分放大电路包括：运算放大器op1a、运算放大器op1b、运算放大器op2a，其中信号提取电容c2的一端分别连接运算放大器op1a的正相输入端和rc滤波电路的输入端，rc滤波电路的输出端与运算放大器op1b的正相输入端连接，运算放大器op1a的反相输入端和运算放大器op1b的反相输入端连接，运算放大器op1a的输出端与运算放大器op2a的正相输入端连接，运算放大器op1b的输出端与运算放大器op2a的反相输入端连接，运算放大器op2a的输出端与电压跟随器连接。
11.作为优选，在步骤（2）中，差分放大电路的电路具体如下：信号提取电容c2的一端通过电阻r1与运算放大器op1a的正相输入端连接，rc滤波电路的输出端通过电阻r4与运算放大器op1b的正相输入端连接，运算放大器op1a的反相输入端通过电阻r6和运算放大器op1b的反相输入端连接，运算放大器op1a的反相输入端通过电阻r5与运算放大器op1a的输出端连接，运算放大器op1b的反相输入端通过电阻r7与运算放大器op1b的输出端连接，运算放大器op1a的输出端通过电阻r8与运算放大器op2a的正相输入端连接，运算放大器op2a的正相输入端连接电阻r9后接地，运算放大器op1b的输出端通过电阻r10与运算放大器op2a的反相输入端连接，运算放大器op2a的反相输入端通过电阻r11与运算放大器op2a的输出端连接，运算放大器op2a的输出端与电压跟随器连接。
12.作为优选，在步骤（2）中， rc滤波电路包括：电阻r2、电阻r3和电容c4，其中信号提取电容c2的一端连接电阻r2的一端，电阻r2的另一端分别与电阻r3的一端、电容c4的一端和运算放大器op1b的正相输入端连接，电阻r3的另一端和电容c4的另一端均接地。
13.作为优选，在步骤（3）中，电路跟随器为运算放大器op2b，其中运算放大器op2a的输出端与运算放大器op2b的正相输入端连接，运算放大器op2b的反相输入端与运算放大器op2b的输出端连接，运算放大器op2b的输出端与mcu控制电路连接。
14.本发明的有益效果是：不但解决了直流载波信号采样易受功率信号干扰的问题，同时保证控制信号与功率信号有效隔离，避免控制电路受功率电路的雷击浪涌冲击。
附图说明
15.图1是本发明的电路原理框图；
具体实施方式
16.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
17.如图1、图2实施例中，一种直流载波通信信号提取方法，具体包括如下步骤：
18.rc滤波电路包括：电阻r2、电阻r3和电容c4，其中信号提取电容c2的一端连接电阻
r2的一端，电阻r2的另一端分别与电阻r3的一端、电容c4的一端和运算放大器op1b的正相输入端连接，电阻r3的另一端和电容c4的另一端均接地。
19.差分放大电路的电路具体如下：信号提取电容c2的一端通过电阻r1与运算放大器op1a的正相输入端连接，rc滤波电路的输出端通过电阻r4与运算放大器op1b的正相输入端连接，运算放大器op1a的反相输入端通过电阻r6和运算放大器op1b的反相输入端连接，运算放大器op1a的反相输入端通过电阻r5与运算放大器op1a的输出端连接，运算放大器op1b的反相输入端通过电阻r7与运算放大器op1b的输出端连接，运算放大器op1a的输出端通过电阻r8与运算放大器op2a的正相输入端连接，运算放大器op2a的正相输入端连接电阻r9后接地，运算放大器op1b的输出端通过电阻r10与运算放大器op2a的反相输入端连接，运算放大器op2a的反相输入端通过电阻r11与运算放大器op2a的输出端连接，运算放大器op2a的输出端与电压跟随器连接。
20.（3）mcu控制电路控制：方波信号通过电压跟随器传给mcu控制电路解析，mcu控制电路解析直流载波信号后控制led灯具的开关和调光；电路跟随器为运算放大器op2b，其中运算放大器op2a的输出端与运算放大器op2b的正相输入端连接，运算放大器op2b的反相输入端与运算放大器op2b的输出端连接，运算放大器op2b的输出端与mcu控制电路连接。
21.该方法实现直流母线上载波信号的提取，包括正负转换的整流桥堆bd1、隔直电容c1/c3、信号提取电容c2、rc滤波电路（r2/r3/c4组成）、差分放大电路（op1a/op1b/op2a组成）和mcu控制电路，其中整流桥堆bd1的2/3脚分别接直流母线的正负极，整流桥堆bd1的1/4脚接隔直电容c1/c3和信号提取电容c2；信号提取电容c2一端接地，另一端接差分放大电路和rc滤波电路，将通过信号提取电容c2采样的载波信号与rc滤波后的平均值做差分放大，得到方波信号；再通过op2b的电压跟随器传给mcu控制电路解析；mcu控制电路解析后控制led灯具的开关和调光。综上，该方法采用电容本身具有的隔直通交的特性，将直流载波信号提取，将该信号通过差分放大后给到mcu控制器，mcu控制器解析直流载波信号后控制led灯具的开关及亮度。该方法不但解决了直流载波信号采样易受功率信号干扰的问题，同时保证控制信号与功率信号有效隔离，避免控制电路受功率电路的雷击浪涌冲击，提升了直流载波通信信号的提取能力。
技术特征：1.一种直流载波通信信号提取方法，其特征是，具体包括如下步骤：（1）直流载波信号提取：直流母线的正负极与整流桥堆的输入端连接进行整流后，整流桥堆的输出端连接隔直电容后与信号提取电容连接，进行载波信号的采样；（2）直流载波信号放大：信号提取电容分别接差分放大电路和rc滤波电路，将采样的载波信号与rc滤波后的平均值做差分放大，得到方波信号；（3）mcu控制电路控制：方波信号通过电压跟随器传给mcu控制电路解析，mcu控制电路解析直流载波信号后控制led灯具的开关和调光。2.根据权利要求1所述的一种直流载波通信信号提取方法，其特征是，在步骤（1）中，直流载波信号提取的电路具体如下：包括直流母线、整流桥堆bd1、隔直电容c1、隔直电容c3和信号提取电容c2，所述直流母线的正负极与整流桥堆bd1的输入端连接，所述整流桥堆bd1的输出端正极与隔直电容c1的一端连接，所述整流桥堆bd1的输出端负极与隔直电容c3的一端连接，所述隔直电容c1的另一端与信号提取电容c2的一端连接，所述隔直电容c3的另一端与信号提取电容c2的另一端连接，所述隔直电容c3与信号提取电容c2的连接处接地，所述信号提取电容c2的一端分别连接差分放大电路和rc滤波电路。3.根据权利要求2所述的一种直流载波通信信号提取方法，其特征是，在步骤（2）中，差分放大电路包括：运算放大器op1a、运算放大器op1b、运算放大器op2a，其中信号提取电容c2的一端分别连接运算放大器op1a的正相输入端和rc滤波电路的输入端，rc滤波电路的输出端与运算放大器op1b的正相输入端连接，运算放大器op1a的反相输入端和运算放大器op1b的反相输入端连接，运算放大器op1a的输出端与运算放大器op2a的正相输入端连接，运算放大器op1b的输出端与运算放大器op2a的反相输入端连接，运算放大器op2a的输出端与电压跟随器连接。4.根据权利要求3所述的一种直流载波通信信号提取方法，其特征是，在步骤（2）中，差分放大电路的电路具体如下：信号提取电容c2的一端通过电阻r1与运算放大器op1a的正相输入端连接，rc滤波电路的输出端通过电阻r4与运算放大器op1b的正相输入端连接，运算放大器op1a的反相输入端通过电阻r6和运算放大器op1b的反相输入端连接，运算放大器op1a的反相输入端通过电阻r5与运算放大器op1a的输出端连接，运算放大器op1b的反相输入端通过电阻r7与运算放大器op1b的输出端连接，运算放大器op1a的输出端通过电阻r8与运算放大器op2a的正相输入端连接，运算放大器op2a的正相输入端连接电阻r9后接地，运算放大器op1b的输出端通过电阻r10与运算放大器op2a的反相输入端连接，运算放大器op2a的反相输入端通过电阻r11与运算放大器op2a的输出端连接，运算放大器op2a的输出端与电压跟随器连接。5.根据权利要求3或4所述的一种直流载波通信信号提取方法，其特征是，在步骤（2）中， rc滤波电路包括：电阻r2、电阻r3和电容c4，其中信号提取电容c2的一端连接电阻r2的一端，电阻r2的另一端分别与电阻r3的一端、电容c4的一端和运算放大器op1b的正相输入端连接，电阻r3的另一端和电容c4的另一端均接地。6.根据权利要求3或4所述的一种直流载波通信信号提取方法，其特征是，在步骤（3）中，电路跟随器为运算放大器op2b，其中运算放大器op2a的输出端与运算放大器op2b的正相输入端连接，运算放大器op2b的反相输入端与运算放大器op2b的输出端连接，运算放大器op2b的输出端与mcu控制电路连接。
技术总结本发明公开了一种直流载波通信信号提取方法。它具体包括如下步骤：（1）直流载波信号提取：直流母线的正负极与整流桥堆的输入端连接进行整流后，整流桥堆的输出端连接隔直电容后与信号提取电容连接，进行载波信号的采样；（2）直流载波信号放大：信号提取电容分别接差分放大电路和RC滤波电路，将采样的载波信号与RC滤波后的平均值做差分放大，得到方波信号；（3）MCU控制电路控制：方波信号通过电压跟随器传给MCU控制电路解析，MCU控制电路解析直流载波信号后控制LED灯具的开关和调光。本发明的有益效果是：不但解决了直流载波信号采样易受功率信号干扰的问题，同时保证控制信号与功率信号有效隔离，避免控制电路受功率电路的雷击浪涌冲击。涌冲击。涌冲击。
技术研发人员：许启锋 谭清 华强 郭卫农 梁迢
受保护的技术使用者：浙江亿邦通联科技有限公司
技术研发日：2022.06.09
技术公布日：2022/11/1
