CN103401588A - 一种低压电力载波三相耦合电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低压电力载波三相耦合电路，应用于三相四线制输电线路，包括电容组，谐振电路组、保护二极管和一个耦合变压器；电容组包括第一、第二、第三电容；谐振电路组包括第一、第二、第三谐振电路；第一电容设置于A相与中性线之间，第二电容设置于B相与中性线之间，第三电容设置于C相与中性线之间；第一谐振电路设置于A相，第二谐振电路设置于B相，第三谐振电路设置于C相；保护二极管设置于A相与中性线之间，和/或，B相与中性线之间，和/或，C相与中性线之间；电容组设置于三相四线制输电线路380V侧；谐振电路组位于电容组与保护二极管之间；耦合变压器置于保护二极管之后。本发明提供的耦合电路节省了成本，电路结构简单。

Description

一种低压电力载波三相耦合电路

技术领域

本发明涉及电力系统领域，更具体的说是涉及一种低压电力载波三相耦合电路。

背景技术

低压电力载波耦合电路是伴随着低压电力载波通信出现的，其主要作用是将弱电信号和市电进行隔离，同时还将需要传输的信号耦合到市电电路。按照耦合电路所接入的市电可以分为单相耦合电路和三相耦合电路。

目前的低压电力载波三相耦合电路一般包括耦合变压器、安规电容、TVS二极管等，基本是简单地将三个单相低压电力载波耦合电路组合放置在同一块电路板上以形成三相耦合。

现有的低压电力载波三相耦合电路具有结构复杂，元器件多，成本高的缺陷。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有低压电力载波三相耦合电路具有结构复杂，元器件多，成本高的问题，本申请提供一种低压电力载波耦合电路，技术方案如下：

一种低压电力载波三相耦合电路，应用于三相四线制输电线路，所述三相四线制输电线路包括A相、B相、C相以及中性线N，包括电容组，谐振电路组、保护二极管以及一个耦合变压器；所述电容组包括第一电容、第二电容、以及第三电容；所述谐振电路组包括第一谐振电路、第二谐振电路、以及第三谐振电路；

所述第一电容设置于所述A相与所述中性线N之间，所述第二电容设置于所述B相与所述中性线N之间，所述第三电容设置于所述C相与所述中性线N之间；

所述第一谐振电路设置于所述A相上，所述第二谐振电路设置于所述B相上，所述第三谐振电路设置于所述C相上；

所述保护二极管设置于所述A相与所述中性线N之间，和/或，所述B相与所述中性线N之间，和/或，所述C相与所述中性线N之间；

其中，所述电容组设置于所述三相四线制输电线路的380V侧；所述谐振电路组位于所述电容组与所述保护二极管之间；所述耦合变压器置于所述保护二极管之后。

优选的，在上述的低压电力载波三相耦合电路中，所述谐振电路包括串联的电容和电感。

优选的，在上述的低压电力载波三相耦合电路中，还包括一路功放电路和一路解调电路；

所述功放电路和所述解调电路置于所述耦合变压器之后。

优选的，在上述的低压电力载波三相耦合电路中，所述第一电容、第二电容、以及第三电容均为高压电容。

优选的，在上述的低压电力载波三相耦合电路中，所述保护二极管型号为P6KE22CA。

上述技术方案中具有如下有益效果：

本发明实施例将低压电力载波三相耦合电路进行了简化，只在三相四线制输电线路的380V侧使用三颗电容进行耦合及隔离，通过隔离将得到的弱电信号直接进行短接，这样，后续只需要连接一个耦合变压器即可，因此，与现有低压电力载波三相耦合电路相比，本发明实施例提供的低压电力载波三相耦合电路在耦合变压器上减少了2/3的物料，节省了成本，另外电路结构也变得简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的低压电力载波三相耦合电路的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前的低压电力载波三相耦合电路一般包括耦合变压器、安规电容、TVS二极管等，基本是简单地将三个单相低压电力载波耦合电路组合放置在同一块电路板上以形成三相耦合。这种设计是将三个独立的耦合电路进行简单的组合，其输入输出均为3路，这样就导致需要3路功率放大电路以及3路解调电路，使得元器件多，电路结构复杂，成本高。

参见图1，本发明实施例提供一种低压电力载波三相耦合电路，包括电容组110，谐振电路组120、保护二极管D1（D2或D3）、一个耦合变压器T1；电容组110包括第一电容C1、第二电容C3、以及第三电容C5；谐振电路组120包括第一谐振电路121、第二谐振电路122、以及第三谐振电路123。

该低压电力载波三相耦合电路应用于三相四线制输电线路，三相四线制输电线路包括A相、B相、C相以及中性线N。第一电容C1设置于A相与中性线N之间，第二电容C3设置于B相与中性线N之间，第三电容C5设置于C相与中性线N之间；第一谐振电路121设置于A相上，第二谐振电路122设置于B相上，第三谐振电路123设置于C相上；保护二极管设置于A相与中性线N之间，和/或，B相与中性线N之间，和/或，C相与中性线N之间；其中，电容组110设置于三相四线制输电线路的380V侧；谐振电路组120位于电容组110与保护二极管之间；耦合变压器T1置于保护二极管之后。

需要说明的是，保护二极管可以设置于A相与中性线N之间，如保护二极管D2；或B相与中性线N之间，如保护二极管D3；或C相与中性线N之间，如保护二极管D1；保护二极管也可以设置于上述任意两相线与中性线之间，也就是说，保护二极管D1、D2、D3可以任意两两组合设置；保护二极管也可以在三个相线与中性线之间均设置，也即是，保护二极管D1、D2、D3均设置。该保护二极管的主要作用是强制将接收到的信号钳位到22V，以便于后级弱电电路的处理，有效避免后级电路被大的电压信号损坏。优选的，上述的保护二极管可以选用型号为P6KE22CA的TVS保护二极管。

进一步的，上述的第一电容C1、第二电容C3、以及第三电容C5均为高压电容，其主要作用是过滤高频信号，为后级电路进行预处理。优选的，可以选择容值为2.2nF，耐压2000V的第一电容C1、第二电容C3、以及第三电容C5，由于其电容值小，因此在市电50HZ，220V下等效阻抗很大，经计算等效阻抗为7.2x10^7，因此不会有市电电流流动。

T1为耦合变压器，耦合变压器可以将发送信号耦合到市电线路，同时，耦合变压器T1还提供一定的变比，起到将发送信号电流增强的目的。

本发明实施例将低压电力载波三相耦合电路进行了简化，只在三相四线制输电线路的380V侧使用三颗电容进行耦合及隔离，通过隔离将得到的弱电信号直接进行短接，这样，后续只需要连接一个耦合变压器即可，因此，与现有低压电力载波三相耦合电路相比，本发明实施例提供的低压电力载波三相耦合电路在耦合变压器上减少了2/3的物料，节省了成本，另外电路结构也变得简单。

进一步的，低压电力载波三相耦合电路还可以包括一路功放电路和一路解调电路，该功放电路和解调电路置于耦合变压器之后，功放电路和解调电路为并列两路，功放电路用于发送，解调电路用于接收。本发明实施例提供的低压电力载波三相耦合电路只需提供一个耦合变压器、一路功放电路和一路解调电路即可实现原有三相耦合电路的功能，而与现有低压电力载波三相耦合电路相比，本发明实施例提供的低压电力载波三相耦合电路在耦合变压器、功放电路和解调电路上减少了2/3的物料，因此，发明实施例提供的低压电力载波三相耦合电路节省了成本，另外电路结构也变得简单。

另外，由于三相低压电力载波通讯模块外形有相关的标准，而现有低压电力载波三相耦合电路的设计在特定的外形下增加了数量及电路复杂度，为布局布线带来困难，且强弱电距离不易控制，导致产品耐压性能降低。而本发明实施例提供的低压电力载波三相耦合电路，由于后续只接一个耦合变压器、一路功放电路和一路解调电路，因此，在布局布线上相较于现有的三相耦合电路简单，且增加了强弱电距离。

在本发明其他实施例中，上述的谐振电路包括串联的电容和电感。如图1所示，C6和L3、C4和L2、C2和L1分别构成三组LC串联谐振电路，其谐振频率为通信设计频率，这样可以对电力线杂波信号起到滤波作用。其中的C2、C4、C6为安规电容，通过安规电容将将50Hz的市电信号进行隔离。L1、L2、L3为绕线功率电感。经过该谐振电路，220V市电上的大部分脉冲冲击，周期干扰均可得到有效过滤，进而达到保护弱电电路的目的。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一、第二、第三等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种低压电力载波三相耦合电路，应用于三相四线制输电线路，所述三相四线制输电线路包括A相、B相、C相以及中性线N，其特征在于，包括电容组，谐振电路组、保护二极管以及一个耦合变压器；所述电容组包括第一电容、第二电容、以及第三电容；所述谐振电路组包括第一谐振电路、第二谐振电路、以及第三谐振电路；

所述第一电容设置于所述A相与所述中性线N之间，所述第二电容设置于所述B相与所述中性线N之间，所述第三电容设置于所述C相与所述中性线N之间；

所述第一谐振电路设置于所述A相上，所述第二谐振电路设置于所述B相上，所述第三谐振电路设置于所述C相上；

所述保护二极管设置于所述A相与所述中性线N之间，和/或，所述B相与所述中性线N之间，和/或，所述C相与所述中性线N之间；

其中，所述电容组设置于所述三相四线制输电线路的380V侧；所述谐振电路组位于所述电容组与所述保护二极管之间；所述耦合变压器置于所述保护二极管之后。

2.根据权利要求1所述的低压电力载波三相耦合电路，其特征在于，所述谐振电路包括串联的电容和电感。

3.根据权利要求1所述的低压电力载波三相耦合电路，其特征在于，还包括一路功放电路和一路解调电路；

所述功放电路和所述解调电路置于所述耦合变压器之后。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的低压电力载波三相耦合电路，其特征在于，所述第一电容、第二电容、以及第三电容均为高压电容。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的低压电力载波三相耦合电路，其特征在于，所述保护二极管型号为P6KE22CA。

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