CN102668395B - 用于在交流电压网中从发送器传输数据到接收器的方法以及用于交流电压网数据传输的装置 - Google Patents

用于在交流电压网中从发送器传输数据到接收器的方法以及用于交流电压网数据传输的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102668395B
CN102668395B CN201080042846.1A CN201080042846A CN102668395B CN 102668395 B CN102668395 B CN 102668395B CN 201080042846 A CN201080042846 A CN 201080042846A CN 102668395 B CN102668395 B CN 102668395B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
transmitter
customer
receiver
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201080042846.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102668395A (zh
Inventor
E·布鲁克曼
W·贝克
W·克姆勒
V·迪克斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AIZO GROUP AG
AIZO AG
Original Assignee
AIZO GROUP AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP10159540A external-priority patent/EP2375578A1/de
Priority claimed from DE202010005953U external-priority patent/DE202010005953U1/de
Application filed by AIZO GROUP AG filed Critical AIZO GROUP AG
Publication of CN102668395A publication Critical patent/CN102668395A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102668395B publication Critical patent/CN102668395B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/22—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/275—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/293—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5404—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines
    • H04B2203/5412—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines by modofying wave form of the power source
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5404—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines
    • H04B2203/542—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines using zero crossing information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5429—Applications for powerline communications
    • H04B2203/5458—Monitor sensor; Alarm systems

Abstract

用于在一个交流电压网中从一个发送器(1)传输数据到一个接收器(2)的方法，该交流电压网具有一个分配器(3)和至少一个具有一个或多个耗电器(5)的耗电器组(4)，其中，该发送器(1)借助于一个电流源(6)将一个信号馈入该交流电压网。

Description

用于在交流电压网中从发送器传输数据到接收器的方法以及用于交流电压网数据传输的装置
技术领域
本发明涉及一种在交流电压网中从发送器传输数据到接收器的方法及用于其的装置。
背景技术
现有技术中已公开了多种用于在交流电压网中传输数据的不同方法。例如US5491463说明了一种用于设备的单独控制的电力线通信(PLC)方法，其中，在供电交流电压过零期间传输地址和控制数据。在此，不利的是，在该方法中分别为了产生短脉冲信号需要一个自己的120kHz发电机并且接收器必须装备比较耗费的检测器电路。此外，大的并联电容不利于优化的传输。
EP134910A2公开了一种方法，该方法通过供电电压的不同长度的接零或消隐定义不同的位类型并且能够用具有简单电路的接收器实现位类型的检测及对相应的控制信息的分析。通过该数据传输方法，可在技术上实现将信息传输到多个连接一个共同的交流电压源的耗电器上，其方式是，在电压过零附近实现传导中断或消隐。但是受系统的限制，在此耗电器不允许存在感性或容性负载分量，因为这些分量会在电压曲线过零处干扰所述的电压消隐。
WO2006034866A1说明了一种为了在供电导线上传送信息通过有目的地变化所连接的耗电器的有效功率来调制在交流电压供电网络中的一个或多个耗电器的有效功率的方法。为了传送信息，任意程度地改变(变大或变小)有效功率的瞬时值，这些信息从一个发送器进入到交流电源线中并且被一个接收器分析。该方法要求较高的调制器的技术费用。
在EP1675274A1中公开了一种在具有多个连接上的耗电器的交流电压网中通过调制来传输数据的方法。在此，在一个特定的电子电路中的交流电压网的供电线路中的无功电流分量通过接通一个特定的负载来导出。但是，这样一种方法仅在正向通道中、即从分配器向着耗电器的方向上是可能的。
发明内容
本发明的任务是，克服现有技术中的缺点。尤其是提供一种可简单实现的、用于在反向通道中传输数据的方法，以及一个相应的装置。
该任务通过在独立权利要求1中限定的方法以及通过在独立权利要求8中限定的装置解决。其它的实施形式可由从属权利要求中得出。
在此及在下述将反向通道理解为，用于在交流电压网中从耗电器侧、尤其是从终端耗电器向着交流电压源的方向传输数据的通道。相应地，将正向通道理解为在反方向上、即在向着耗电器的方向上的传输通道。
在此意义上的耗电器组是在一个基于网络接入的楼宇电网中那些楼宇电网部分，这些部分从分配器中分出并且被导入一个或多个耗电器中。例如一个耗电器组包括所有的电源插座以及室内灯具。每个耗电器组大多使用自己的保险丝，使得在受损情况下仅在相应的耗电器组中出现停电而并不是整个楼宇被与电网分开。楼宇电网的概念在此可被理解为用于楼宇电网和类似的电缆铺设、尤其是也用于车辆、铁路、船舶及飞机的电力系统同义词。在此及在下文中将交流电压网理解为一个电网，该电网在一个闭合单元内部，例如在房屋、住宅、楼宇、车辆、火车、船舶、飞机等内部借助有线连接的交流电压确保了对不同设备的供电。相应地，将交流电压源理解为发电机、变电站、配电站、光电设备的逆整流器等等。在此，交流电压供电也可仅被用于数据传输。
在下面，将发送器理解为一个装置，该装置将信号传递给一个传输介质、在此为交流电网的二线或三线导线，使得该信号可被一个相应的接收器接收。尽管在此情况下总是使用发送器和接收器的概念，但是一个发送器除了其发送功能之外也可具有使该发送器也可接收信号的装置。相应地，也可这样构型接收器，使其发送信号或将信号传送给传输介质。通过这种功能可不仅仅实现一个方向上的数据传输，而且可实现双向的通信。但是，在常规的楼宇电网中借助本发明只能实现一个方向上的发送或接收。尤其是因为接收器基本上由阻抗构成，该阻抗在电路中必须被接入回路(eingeschleift)，而这在负载侧是不可能的。如果应当能够实现双向通信，则本发明可与一个另外的发送-接收方法结合。
在此及在下文中将电流FSK调制理解为一种信号调制，该调制类似于公知的频移键控调制(FSK调制)，但是不调制电压而是调制电流。此外，频率信号并不绝对具有单纯的正弦形状并且并不围绕零点调制。该信号近似为正弦平方形状或高斯形状并且不绕着零点、而是绕着Vpp/2振荡。相应地，将电流FSK调制器理解为一个装置，该装置借助于电流FSK调制来调制信号。此外，在概念FSK中也应将连续相位FSK理解为FSK的变型。
下文中这样地理解附近这一概念，使得它应被看作与耗电器组的交流电导线的长度成比例。这样的交流电导线在房屋安装中可直到约100米。在此，概念附近可被这样理解，即它包括几个厘米直到50厘米。
在根据本发明的用于在交流电压网中从发送器传输数据到接收器的方法中，发送器借助一个电流源为交流电压网馈入一个信号。在此，交流电压网包括一个分配器和至少一个具有一个或多个耗电器的耗电器组。由于信号借助电流源馈入并且由此作为电流信号施加于交流电压网，由此可实现特别简单的信号检测。此外，这样允许与交流电压的相位无关的馈入，因为不必考虑电压值。仅在电网电压的过零处不可发送，因为在此没有电压提供使用。已经证实，如果电流脉冲与电网电压的过零同步是有利的。因此可不进行对信号或位的开始部分的复杂识别，而不会影响系统的抗干扰能力。接收器精确地知道信号何时发生。尤其是可通过定时器限定确定的发送窗。借助于电网电压的过零也可以使用允许发送器和接收器精确同步的机构。
在230V的交流电压网中，电流源可以提供例如200mA的电流。显然可理解的是，也可使用其它的电流值。在此，发送功率取决于对产品等级所要求的、有关导线连接的电磁能量方面的极限值、发送晶体管上最大允许的功率损耗以及通信的持续时间。同样，也可在115/120V的交流电压网中应用。
电流源可模拟一个附加的耗电器。而一个附加的标准耗电器同样将一个附加的电流信号施加于该交流电压网。因此，网络提供商不能区别，该附加的电流信号是由使用该数据传输的发送器引起的还是与一个附加的标准耗电器有关。因此，与PLC方法类似地主动进行发送信号馈入时相比，可遵守明显更少的标准和规则。
在原则上，用该方法可传输从约3kHz到约10MHz的信号。但是，显然这取决于所使用的部件、尤其是晶体管的带宽和各个需考虑的有效规定。尤其是适合于，在Cenelec的“B”带中应用该方法，即在85-120kHz的范围内，因为在该范围内也可与其它电压驱动的方法并存并且在线衰减方面实现良好的折中。在优化构型陷波电路时其大小和效率在上述频率范围内也是最优的。但是也可考虑在8-25kHz的范围中的应用。
已经证实有利的是在发送器中对信号进行电流FSK调制。已知误差率在电流FSK调制中减小。如已经提及地，电流FSK调制的脉冲形状在此尽可能好地近似于正弦平方形状或高斯形状。因此，由电流FSK调制得出的谐波频谱可尽可能接近理论最小值。这还具有优点，最大的发送能量可在尽可能灵敏地滤出发送频率的接收器中使用。此外，由此辐射出的HF能量被明显地限制在允许的频率带之外并且可容易地被保持在前述合理的范围之内。显然可理解的是，也可使用其它的调制类型、例如脉冲位置调制方法，在该方法中通过脉冲组在一个确定的时间位置上对位进行信号化，或者可使用单脉冲调制方法或脉冲长度编码方法，在该方法中一个脉冲相应于一个位或多个位。
具有调制信号的电流变化曲线在至少一个时间窗内具有一般电流变化曲线的有目的的叠加。在此，时间窗具有限定的交流电压源的交流电压过零的时间间隔。数据信号被包含在有目的地施加的电流的调制中。在此，数据信号可被以不同方式调制，优选通过FSK。调制的侧边沿可相应于一个预给定的或可预给定的脉冲波形。由此可实现，在交流电压网中的数据传输在其EMV方面被优化。已被证实，在所述侧边沿近似于正弦平方曲线或高斯曲线时是有利的。同样可考虑其它的侧边沿形状。
该信号可被馈入耗电器附近或馈入耗电器中。通过尽可能设置在耗电器附近的馈入装置、尤其是在该馈入装置被直接集成在耗电器中时，取消了从耗电器到发送器的连接线路。在发送器应将关于耗电器状态的状态报告传送到接收器上时，这是特别有利的。因此，尤其是可直接检验，是否耗电器的状态相应于之前借助确定的指令为耗电器指定的状态。能够以此路径通信的其它信息例如可以是识别编号或电流/能量消耗值。
发送器和接收器可借助于交流电压的过零来同步。由于不仅发送器而且接收器被同步到交流电压的正弦上，则一个位及由此一个数据电报的开始部分的识别将变得非常简单。可通过定时器来确定限定的发送窗。由于借助交流电压的正弦信号而在整个通信系统使用一个精确的同步信号，发送器和接收器可一直极好地彼此同步。因此，简化了发送位的接收并且同时提高了系统的抗干扰能力。
信号的馈入可不依赖于交流电压的过零而实现。理论上，可不间断地、也就是在交流电压的整个相位上发送，这样可导致与其它的仅可在过零中发送的方法相比明显更高的数据传输率。但是，当然可以仅这样长地激励电流消耗当也提供了一个相应的电压时。这意味着，在紧邻过零处的位置不能产生足够的电流脉冲。与此不同地，一个电压驱动的PLC系统也可在过零期间从一个电容中得到能量，以便对电源内阻施加电压脉冲。
由于信号借助一个电流源馈入并且由此被作为电流信号施加于交流电压网，可实现一个特别简单的信号检测。这样一个检测可例如通过一个分流电阻实现。在这样一个分流电阻或阻抗上也下降一个电压，该电压与交流电压网的被电流源施加的电流成比例。因此，接收器可简单地借助一个分流电阻从交流电压网读取信号。为了能够与电流信号的大小无关地实现数据分析，可在通过分流电阻读取之后将该信号输入一个自动的放大调节器中。此外，当在限定的接收窗之外实现接收器中的间隔时可以是有利的，由此使得接收器不会被在交流电压网上传播的干扰遮蔽或过调制。
在此，信号可在分配器附近读取。
根据本发明的用于交流电压网的传输数据的装置包括一个交流电压网，至少一个发送器和接收器，该交流电压网具有一个分配器和至少一个具有一个或多个耗电器的耗电器组。在此，发送器被这样构型，使得它包括一个用于将信号馈入交流电压网中的电流源。
在此，该发送器可被集成在耗电器中或者设置在耗电器附近。
通过尽可能设置在耗电器附近处的馈入装置、尤其是在馈入装置被直接继承在耗电器中时，取消了从耗电器到发送器的连接线路。优选地，发送器被直接集成到耗电器中，例如在其网络输入端上。当发送器应将关于耗电器状态的状态报告及其它与耗电器相关的信息传送到接收器上时时特别有利的。因此尤其可直接检测，是否耗电器的状态相应于之前借助确定的指令为耗电器指定的状态。
发送器可包括一个电流FSK调制器。相应地，当然接收器也必须使用一个电流FSK解调器，使得可确保无可异议的通信。电流FSK调制已经被证实为是有利的，因为由此可相对其它调制类型降低了误差率。如在之前已经提及的，其它的调制类型也是可能的，例如脉冲位置调制方法，或者一个单脉冲调制方法或脉冲长度编码。
接收器为了从交流电压网中读取信号可包括一个分流电阻。该分流电阻被发送器施加于交流电压网的电流FSK调制的电流流过并且直接产生一个相应的在分流电阻上的电压降。该电压将可被简单地应用并进一步处理。
接收器可被设置在分配器附近。借助于接收器在分配器附近并且发送器在耗电器附近的设置，其中发送器和接收器被配置给同一个耗电器组，例如可构建一个尤其是用于反向通道的、简单的星形通信网络结构。这样一种星形通信网络结构具有优点，即，每个耗电器组或每个电流回路具有一个单独的通信通道，该通道与其它的耗电器组的通信通道是分开的。因此，倍增了整个系统中的数据传输的带宽。
为了有选择地抑制信号从一个第一耗电器组的发送器到一个第二耗电器组的接收器的可能的串扰-这尤其在供电侧的电源内阻较高时是可能出现的，分配器可具有一个吸收电路，尤其是一个第一和第二串联谐振电路。在此，第一串联谐振电路优选具有一个谐振频率，该频率相应于第一电流FSK频率。而第二串联谐振电路具有一个相应于第二电流FSK频率的谐振频率。这样一个吸收电路在电源侧被设置在分流电阻之前并且由此产生对于所涉及的FSK频率明显更低的电源内阻。因此，两个电流FSK频率可在电源侧被主动短路并且防止对一个另外的通信通道或者到一个另外的耗电器组中的串扰。此外，由此提高了电流FSK信号的电流测量的灵敏度，因为由此电源内阻在发送器的频率范围内被显著降低并且由此在分流电阻上下降了更多的电压。试验表明，一个简单的高电压稳定的电容可在该位置上良好地起作用。但是，它在系统中产生了提高的无功功率，因为该电容在整个下部频率范围上是有效的。通过使用相对窄带宽的吸收电路，无功功率被减小到一个可忽略的值。
根据本发明的用于交流电压网传输数据的发送器包括一个电流源，尤其是以MOSFET形式，用于将负载电流施加于交流电压网，和一个脉冲发生器，用于产生一个具有预确定的或可预确定的脉冲波形的信号。优选地，该脉冲波形在此相应于近似正弦平方形或高斯形的曲线。在一个替换电路中，发送器可附加地具有一个镜像电流源，用于利用调制电流信号控制电流源。在这两种情况中，发送器可并联于耗电器地直接连接到交流电压网上并且尤其是不具有耦合变压器。由于可放弃每一个耦合变压器，则发送器可被非常紧凑地构造。此外，这些电路允许借助一个唯一的、非常小的晶体管来产生发送脉冲。因此，发送器可非常容易地集成到硅芯片上或者可成本有利地并且紧凑地与一个芯片结合成一个电子部件。
借助根据本发明的、包括一个或多个前述装置的楼宇电网可如已经在前面所说明的那样构建一个简单的星形通信网络结构。
当所述装置被扩展用于双向通信并且该装置例如被在分配器中彼此连接和/或例如通过一个数据总线与一个可选的中央计算单元连接时，可构建一个复杂的星形通信网络结构。
用于在电设备和接收器之间传输数据的方法，所述电设备适合借助于连接导线根据其工作电压连接到交流电压网上，其中该设备具有一个具有一电流源的发送器，包括步骤：
该设备借助于连接导线连接到接收器上，
通过接收器在该设备与接收器之间、在连接导线上产生一个交流电压，其中，该交流电压相应于该设备的工作电压，
借助于电流源将该信号馈入连接导线中。
这样一种装置例如允许读取设备的工作数据，而该设备不必连接到交流电压网上。在此，接收器可不依赖于交流电压网地实施，例如被电池驱动。
附图说明
根据仅显示实施例的附图在下面详细阐述本发明。示出了：
图1：在楼宇电网中的、根据本发明的装置的示意图，
图2：根据本发明的、具有两个耗电器组的简化等效电路图，
图3：图2的等效电路图，但是具有一个调制的分配器和一个电容负载，
图4：在图3的Cenelec“B”带宽中的两个分流电阻上的电流的频率特性，
图5：双串联谐振电路的一个变型，
图6：根据本发明的、具有一个镜像电流源的电流FSK发送器的等效电路图，
图7：无镜像电流源的电流FSK发送器的替换电路的等效电路图。
具体实施方式
图1示出了一个在楼宇电网中的、根据本发明的装置的示意图。在此，一个分配器3连接到网络接入18上，该分配器在楼宇中将交流电流分配到各个耗电器组4，4’上。每个耗电器组4，4’具有一个保险装置12，该保险装置在危险情况下将耗电器组与电网分开。紧接着保险装置12，在每个耗电器组4，4’中设置有一个接收器2，其设置在电网电压通过导线13提供到耗电器5上之前。直接在耗电器5之前设有一个发送器1，该发送器可将电流信号施加给交流电压网。当多个耗电器5被连接在同一耗电器组4，4’中时，每个耗电器可具有自己的发送器。
在图2中示出了根据本发明的具有两个耗电器组4，4’和一个分配器3的装置的简化等效电路图。保险装置12(参见图1)在此未被标记出。根据能量分配的要求，在分配器3上可测量的网络内阻通过一个小的电阻示出。由于不可避免的导线电感，图2附加地示出了一个串联一个电阻的线圈，这在电流FSK发送频率范围内导致明显更大的网络电源内阻。
在此，耗电器组4的耗电器5例如可通过一个500Ω的电阻和一个100nF的电容来模拟。这样一个耗电器模型大概相应于一个灯泡和一个具有抗无线电干扰电容的设备。相邻的耗电器组4’的耗电器5’例如用50Ω和500nF来模型化。这相应于多个接通的灯泡和多个具有抗无线电干扰电容的设备的非常真实的情况。
从分配器3到耗电器5，5’的馈电线通过导线13，13’的等效电路图示出。对于一个20m的导线，它相应于大约0.7Ω的电阻和8μH的电感。邻接着分配器3，在每个耗电器组中示出了一个分流电阻8，9，该分流电阻表示一个接收器。一个这样的分流电阻8，9例如具有0.1Ω的电阻值。为了馈入信号，为耗电器5设置一个电流源6，该电流源提供具有约为200mA的峰值的发送电流IS。该电流源6是发送器的部分，该发送器将一个电流FSK调制的电流信号施加到导线13上。该电流信号最后被接收器的分流电阻8检测到并且被转换为相应的电压。
图2也示出了发送电流IS的分配。不可避免地，不流过接收器的分流电阻8的部分I1已经被自身的耗电器接收。流过网络的电流IN流过自己的分流电阻8。在相邻的耗电器组4’中流动的电流I2不仅流过自己的分流电阻8而且也流过相邻的耗电器组4’的分流电阻9。由于该耗电器组被表示为受到大负荷并且例如具有多个灯泡和多个抗无线电干扰电容，则电流I2不可被忽略并且导致了不希望的串扰。在此适用于：
IS＝I1+IN+I2
在图3中，在分配器处设有两个串联谐振电路10和11。这些谐振电路被调谐到两个电流FSK频率上。当为了实现高品质而细致地选择构件时，这些串联谐振电路在发送频率下几乎如短路一样。由此，网络和耗电器的内阻可几乎忽略。在大多导线内阻13和13’很小时对于电流分配近似地适用于：
IN≈IS流过网络和分流电阻8的电流与发送电流几乎一样大。
I1≈0由耗电器5自己吸收的电流可被忽略。
I2≈0进入相邻电路4’中的电流可被忽略。因此串扰被禁止。
在100kHz或110kHz的电流FSK频率下，这些串联谐振电路可分别由470μF的电容和4.45μH或5.4μH的电感构成。
在图4中示出了两个串联电阻8，9上的电流频率特性。在此，频率特性14表示分流电阻8(参见图3)中的电流及频率特性15表示分流电阻9(参见图3)中的电流。同样标示出两个电流FSK频率16和17，这些频率位于100kHz或位于110kHz。串联谐振电路在发送频率下的类似短路的特性在此可在尖的、明显负向延伸的值上看出。
图5示出了双串联谐振电路的一个变型，其中为了实现更小的部件尺寸仅需要一个大的高伏数电容C1。由此也降低了在电网频率时产生的无功电流。该电路的频率特性与图4在性质上相一致，它同样示出了两个在发送频率时的尖锐的最小值。电容器C2可被限定尺寸用于低得多的峰值电压并且保持一个小的容量。该电路变型适用于低的发送频率，在这些频率下电流FSK频率彼此相隔相对远。否则在确定尺寸计算时会得出C2和L2的不符合实际的值。
图6示意性示出了根据本发明的、具有一个镜像电流源20的电流FSK发送器1的等效电路图。在此，发送器1与一个由灯泡示出的耗电器5并联地连接到由两个～230V端子示出的交流电压网上。基于数据通信输出端的信号，通过一个脉冲发生器21产生一个正弦平方信号，该信号随后被继续传导给镜像电流源20。该镜像电流源20现在将被一个电流FSK调制器(未示出)相应调制的电流信号通过MOSFET24施加到交流电压网。一个可选的电阻25用于限流。
图7示意性地示出了根据本发明的、无镜像电流源的电流FSK发送器1的替换电路的等效电路图。在此，发送器1也与一个由灯泡示出的耗电器5并联地连接到由两个～230V端子示出的交流电压网上。基于数据通信输出端的FSK信号，通过一个脉冲发生器21产生一个正弦平方信号，该信号随后被继续传导到功率晶体管24上。
显然可理解的是，替代电流FSK调制器，不仅在根据图6的电路中而且在根据图7的电路中都可使用一个用于其它调制方法的调制器，例如用于脉冲位置调制方法或者单脉冲调制方法或脉冲长度编码。

Claims (23)

1.用于在交流电压网中从发送器(1)传输数据信号到接收器(2)的方法，该交流电压网具有分配器(3)和至少一个具有一个或多个耗电器(5)的耗电器组(4)，其中，所述发送器(1)包括电流源(6)和脉冲发生器(21)，其中所述脉冲发生器(21)根据所述数据信号产生具有预确定的或可预确定的脉冲波形的信号并将所述信号发送给所述电流源(6)，其中所述发送器(1)与耗电器(5)并联并可直接连接到交流电压网上，其中该发送器(1)借助于所述电流源(6)将所述信号馈入该交流电压网。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该电流源(6)模拟一个附加的耗电器。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该信号进行电流FSK调制。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该信号被馈入该耗电器(5)附近或馈入该耗电器(5)中。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送器和接收器借助于交流电压的过零同步。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，信号的馈入不依赖于交流电压的过零而进行。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收器(2)借助于一个分流电阻(8，9)从交流电压网中读取信号。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该信号在分配器(3)附近被读取。
9.用于交流电压网传输数据信号的装置，包括：
-交流电压网，具有分配器(3)和至少一个具有一个或多个耗电器(5)的耗电器组(4)，
-至少一个发送器(1)，
-接收器(2)，
其中，该发送器(1)包括电流源(6)和脉冲发生器(21)，所述电流源(6)用于将信号馈入该交流电压网中，所述脉冲发生器(21)用于根据所述数据信号产生具有预确定的或可预确定的脉冲波形的、将被发送给所述电流源(6)的信号，其中所述发送器(1)与耗电器(5)并联并可直接连接到交流电压网上。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该发送器(1)被集成在耗电器(5)中或者设置在耗电器(5)附近。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该发送器(1)包括电流FSK调制器。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该接收器包括用于从交流电压网中读取信号的分流电阻(8，9)。
13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该接收器(2)被设置在分配器(3)附近。
14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该分配器(3)具有吸收电路，用于抑制信号(7)从第一耗电器组(4)的发送器(1)到第二耗电器组(4’)的接收器(2)的串扰。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于所述吸收电路包括第一和第二串联谐振电路(10，11)。
16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，第一串联谐振电路(10)具有一个谐振频率，该谐振频率相应于第一电流FSK频率。
17.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，第二串联谐振电路(11)具有一个谐振频率，该谐振频率相应于第二电流FSK频率。
18.用于交流电压网传输数据信号的发送器(1)，包括：
-电流源(6)，用于将负载电流施加到交流电压网上
-脉冲发生器(21)，用于根据所述数据信号产生将被发送给所述电流源(6)的信号，该产生的信号具有预确定的或可预确定的脉冲波形，
其中，该发送器(1)与耗电器(5)并联并可直接连接到交流电压网上。
19.根据权利要求18所述的发送器(1)，其特征在于所述电流源(6)是MOSFET(24)。
20.根据权利要求18所述的发送器(1)，其特征在于该发送器(1)不具有耦合变压器。
21.根据权利要求18所述的发送器(1)，其特征在于，该发送器包括附加的镜像电流源(20)，用于利用调制电流信号控制电流源(6)。
22.楼宇电网，包括一个或多个根据权利要求9所述的装置。
23.用于在电设备与接收器(2)之间传输数据信号的方法，该电设备适合于借助于连接导线根据其工作电压连接到交流电压网上，其中，该设备具有带电流源(6)的如权利要求18所述的发送器(1)，包括步骤：
-该设备(1)借助于连接导线连接到接收器(2)上，
-通过接收器(2)在设备(1)与接收器(2)之间的连接导线上产生一个交流电压，其中，该交流电压相应于该设备的工作电压，
-将信号借助于该电流源(6)馈入该连接导线中。
CN201080042846.1A 2009-09-30 2010-09-30 用于在交流电压网中从发送器传输数据到接收器的方法以及用于交流电压网数据传输的装置 Active CN102668395B (zh)

Applications Claiming Priority (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202009013152.1 2009-09-30
DE202009013154.8 2009-09-30
DE202009013154 2009-09-30
DE202009013152 2009-09-30
EP10159540.3 2010-04-09
EP10159540A EP2375578A1 (de) 2010-04-09 2010-04-09 Verfahren zur Datenübertragung von einem Sender zu einem Empfänger in einem Wechselspannungsnetz sowie Vorrichtung zur Datenübertragung für Wechselspannungsnetze
DE202010004850.8 2010-04-12
DE202010004850 2010-04-12
DE202010005953.4 2010-04-21
DE202010005953U DE202010005953U1 (de) 2009-07-24 2010-04-21 Gestaltete Sinuskurve und eine Vorrichtung zum Gestalten einer Sinuskurve und Wiederauslesen der gestalteten Sinuskurve einer elektrischen Versorgung in einem Stromnetz
PCT/EP2010/064613 WO2011039334A2 (de) 2009-09-30 2010-09-30 Verfahren zur datenübertragung von einem sender zu einem empfänger in einem wechselspannungsnetz sowie vorrichtung zur datenübertragung für wechselspannungsnetze

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102668395A CN102668395A (zh) 2012-09-12
CN102668395B true CN102668395B (zh) 2015-07-22

Family

ID=43825599

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080042846.1A Active CN102668395B (zh) 2009-09-30 2010-09-30 用于在交流电压网中从发送器传输数据到接收器的方法以及用于交流电压网数据传输的装置
CN201080042845.7A Active CN102668322B (zh) 2009-09-30 2010-09-30 用于改变交流电压的装置、具有叠加数据信号的交流电压，用于数据传输的方法，接收器的应用，以及通信架构

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080042845.7A Active CN102668322B (zh) 2009-09-30 2010-09-30 用于改变交流电压的装置、具有叠加数据信号的交流电压，用于数据传输的方法，接收器的应用，以及通信架构

Country Status (11)

Country Link
US (2) US9991813B2 (zh)
EP (2) EP2484019B1 (zh)
CN (2) CN102668395B (zh)
BR (1) BR112012007208B1 (zh)
DK (2) DK2484019T3 (zh)
ES (2) ES2578777T3 (zh)
HU (2) HUE025510T2 (zh)
IN (2) IN2012DN02881A (zh)
PL (2) PL2484019T3 (zh)
WO (2) WO2011039334A2 (zh)
ZA (2) ZA201202255B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2290880A1 (de) 2009-08-23 2011-03-02 Aizo AG Datenübertragungsnetzwerk
FR2978627B1 (fr) * 2011-07-26 2013-08-09 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de charge securise d'un vehicule electrique ou hybride
FR2980656B1 (fr) * 2011-09-27 2013-10-18 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif de communication par courants porteurs en ligne et multiplexage frequentiel dans une ligne pilote, et systemes associes
US9093863B2 (en) * 2011-11-07 2015-07-28 Elwha Llc Smart circuit breaker
WO2013152791A1 (de) 2012-04-12 2013-10-17 Aizo Group Ag Verfahren zum erfassen von leistungsverbrauchsdaten einer wohneinheit sowie verfahren zum steuern einer wohneinheit
BE1021310B1 (nl) * 2014-06-14 2015-10-28 Spica Nv Breedbandstopfilter voor laagspanningslijn communicatie.
EP3133742B1 (en) * 2015-08-21 2019-05-29 Itron Global SARL Determination of instantaneous impedance of an ac power line used as a transmission line
CN111030651B (zh) * 2019-12-11 2023-04-25 西安新海脉冲科技有限公司 一种双电压源脉冲调制器电路及快前沿脉冲调制器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2401563A1 (fr) * 1977-08-25 1979-03-23 Landis & Gyr Ag Procede de generation de signaux et montage d'emission pour installation de transmission d'information par superposition sur un reseau de distribution de courant alternatif
DE3329049A1 (de) * 1982-09-09 1984-03-15 Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki, Kanagawa Datenuebertragungssystem
US5016260A (en) * 1988-07-29 1991-05-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Modulator and transmitter
CN1941017A (zh) * 2004-09-27 2007-04-04 Bft股份公司 通信方法以及实现它的家庭自动化设施

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3818466A (en) * 1971-12-30 1974-06-18 Tazaki A Information system utilizing pulse dip signals superimposed on a carrier signal
US5491463A (en) 1993-06-28 1996-02-13 Advanced Control Technologies, Inc. Power line communication system
GB2336746A (en) * 1998-03-17 1999-10-27 Northern Telecom Ltd Transmitting communications signals over a power line network
US6879809B1 (en) * 1998-04-16 2005-04-12 Motorola, Inc. Wireless electrostatic charging and communicating system
GB2352892B (en) * 1999-08-04 2004-02-04 Hewlett Packard Co Use of a communication line to control the supply of power to a remote device
AT407809B (de) 2000-03-13 2001-06-25 Hierzer Andreas System zum steuern von mehreren an eine gemeinsame elektrische wechselspannungs- versorgungsleitung angeschlossenen verbrauchern
IT1320621B1 (it) 2000-09-05 2003-12-10 Wrap Spa Metodo, sistema ed apparati per la trasmissione di dati su reteelettrica
US7145439B2 (en) * 2003-10-16 2006-12-05 Powerdsine, Ltd. Powered device interface circuit
US7129821B2 (en) * 2004-08-20 2006-10-31 International Business Machines Corporation Communication systems and methods using microelectronics power distribution network
US8988248B2 (en) 2004-09-29 2015-03-24 Aizo Ag Data transmission method and device for A/C systems
DE502005008994D1 (de) 2004-12-22 2010-03-25 Wilfried Beck Verfahren zur Datenübertragung in einem Wechselspannungsnetz
TWI299228B (en) * 2005-05-18 2008-07-21 Ite Tech Inc Power supply conversion circuit and method thereof, and a circuitry incorporating the same
ITTO20050736A1 (it) * 2005-10-17 2007-04-18 Wrap Spa Metodo, dispositivi e sistema per trasmettere informazioni su linea elettrica di alimentazioni.
CN101127489B (zh) * 2006-08-18 2010-12-29 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 开关电源
US8232807B2 (en) * 2006-10-25 2012-07-31 Textron Innovations Inc. Apparatus for detecting imbalances in a paired line
RU2475923C2 (ru) * 2007-05-08 2013-02-20 Американ Пауэр Конвершн Корпорейшн Управление энергией альтернативных источников
TW200904008A (en) * 2007-07-13 2009-01-16 Realtek Semiconductor Corp Voltage control oscillator
US7898104B1 (en) * 2008-12-08 2011-03-01 Cyber Switching, Inc. Apparatus and method for dynamically balancing loading of a polyphase circuit
US8339272B2 (en) * 2009-08-07 2012-12-25 Fluke Corporation Circuit breaker locator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2401563A1 (fr) * 1977-08-25 1979-03-23 Landis & Gyr Ag Procede de generation de signaux et montage d'emission pour installation de transmission d'information par superposition sur un reseau de distribution de courant alternatif
DE3329049A1 (de) * 1982-09-09 1984-03-15 Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki, Kanagawa Datenuebertragungssystem
US5016260A (en) * 1988-07-29 1991-05-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Modulator and transmitter
CN1941017A (zh) * 2004-09-27 2007-04-04 Bft股份公司 通信方法以及实现它的家庭自动化设施

Also Published As

Publication number Publication date
US9401654B2 (en) 2016-07-26
DK2484019T3 (en) 2015-06-29
ZA201202251B (en) 2012-12-27
CN102668322B (zh) 2015-12-16
IN2012DN02881A (zh) 2015-07-24
WO2011039334A3 (de) 2011-06-03
ES2578777T3 (es) 2016-08-01
EP2483990A1 (de) 2012-08-08
PL2483990T3 (pl) 2016-10-31
WO2011038912A1 (de) 2011-04-07
EP2484019A2 (de) 2012-08-08
DK2483990T3 (en) 2016-06-20
WO2011039334A2 (de) 2011-04-07
EP2484019B1 (de) 2015-03-25
HUE025510T2 (en) 2016-04-28
EP2483990B1 (de) 2016-03-30
US9991813B2 (en) 2018-06-05
HUE027753T2 (en) 2016-10-28
CN102668322A (zh) 2012-09-12
CN102668395A (zh) 2012-09-12
US20120224645A1 (en) 2012-09-06
ZA201202255B (en) 2012-12-27
ES2538250T3 (es) 2015-06-18
US20120181861A1 (en) 2012-07-19
IN2012DN02882A (zh) 2015-07-24
BR112012007208B1 (pt) 2019-10-08
PL2484019T3 (pl) 2015-11-30
BR112012007208A2 (pt) 2016-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102668395B (zh) 用于在交流电压网中从发送器传输数据到接收器的方法以及用于交流电压网数据传输的装置
AU2017279752B2 (en) Methods for discovering, partitioning, organizing, and administering communication devices in a transformer area network
US9071339B2 (en) Closed-circuit power line communication
CN101251951B (zh) 一种配电网工频通讯方法及系统
CN102680842B (zh) 台区自动识别测试仪及其识别方法
US9584185B2 (en) Relative phase detection in power line communications networks
CN102132500B (zh) 用于在电力线通信网络中确定共模信号的装置
US20020130768A1 (en) Low voltage power line carrier communications at fundamental working frequency
US10056943B2 (en) System for transmitting and receiving a power line communication signal over the power bus of a power electronic converter
CN103675438B (zh) 用于在集线器和电表之间的并行仪表读数的方法
CN102985834A (zh) 网络拓扑
US9520832B2 (en) Device for connecting two pieces of equipment via an Ethernet link, and a docking station for such a piece of equipment
CN108112273A (zh) 电量计和用于其的适配器模块
CN102761120A (zh) 一种大功率直流电压源总线的通讯组网控制方法
KR101680063B1 (ko) 전력선 통신기술을 응용한 케이블 식별 시스템 및 그 방법
CN110233642B (zh) 优化覆盖范围的电力载波通讯系统和方法
Sung et al. Power‐Line Communications and Smart Grids
KR101759838B1 (ko) 전력선 통신기술을 응용한 변압기 및 전력선로 추적 시스템 및 그 방법
Ntuli et al. Powerline networking as an alternative networking solution: a South African experience
Nazem A Novel Approach in Large Signal Power Line Communication
Selvam et al. Implementation and testing of power line communication network for lamp control application
JP2017085471A (ja) 電力線通信システム及び電力線通信の通信方法
Gay Investigation of the applicability of Power Line Communications for Smart SWER

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant