CN111835384A - 电力载波通信电源模块、电力载波通信线缆和磁悬浮电机系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力载波通信电源模块、电力载波通信线缆和磁悬浮电机系统，该电力载波通信电源模块包括第一电源线端子、电源模块、耦合电路、调制解调电路、第二电源线端子以及通信端子，第一电源线端子和第二电源线端子均与电源模块电连接，电源模块向耦合电路和调制解调电路提供电源，耦合电路的第一端与第一电源线端子电连接，耦合电路的第二端与调制解调电路的第一端电连接，调制解调电路的第二端与通信端子电连接。该电力载波通信线缆应用该电力载波通信电源模块。该磁悬浮电机系统应用该电力载波通信电源模块，应用本发明电力载波通信电源模块可简化线路布局，提高通信可靠性。

Description

电力载波通信电源模块、电力载波通信线缆和磁悬浮电机 系统

技术领域

本发明涉及电源技术领域，具体的，涉及一种电力载波通信电源模块，还涉及应用该电力载波通信电源模块的电力载波通信线缆，还涉及应用该电力载波通信电源模块的磁悬浮电机系统。

背景技术

磁悬浮支承技术因在极端环境下依然保持高转速、高精度及高可靠性等优点，广泛应用于人造卫星、导弹、潜艇、战斗车辆等军工及其他特殊领域。

磁悬浮电机系统主要包括高速电机、磁悬浮轴承、转子、磁悬浮控制器、变频器以及各类传感器等。磁悬浮控制器、变频器以及各类传感器之间采用232通信电路、485通信电路、CAN总线通信电路等传统通信方式，而磁悬浮离心式冷水机组结构复杂、机组各部分相对分散，采用此类通信方式会导致通信线布线复杂、成本高等问题。另一方面，上述传统通信方式容易受强电磁干扰、恶劣环境等因素影响，通信可靠性降低，导致磁悬浮电机系统可控性和安全性降低，容易造成不可逆转的损害。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种简化线路布局，提高通信可靠性的电力载波通信电源模块。

本发明的第二目的是提供一种简化线路布局，提高通信可靠性的电力载波通信线缆。

本发明的第三目的是提供一种简化线路布局，提高通信可靠性的磁悬浮电机系统。

为了实现上述第一目的，本发明提供的电力载波通信电源模块包括第一电源线端子、电源模块、耦合电路、调制解调电路、第二电源线端子以及通信端子，第一电源线端子和第二电源线端子均与电源模块电连接，电源模块向耦合电路和调制解调电路提供电源，耦合电路的第一端与第一电源线端子电连接，耦合电路的第二端与调制解调电路的第一端电连接，调制解调电路的第二端与通信端子电连接。

由上述方案可见，本发明的电力载波通信电源模块通过将电源模块、耦合电路和调制解调电路集成设置，在设备使用电力载波通信电源模块时，可利用电源线实现供电以及通信的功能，从而简化电路结构，简化线路布局。此外，将电源模块、耦合电路和调制解调电路集成设置，可保障设备在工作时不易损坏通信线路，提高通信线路的可靠性。

进一步的方案中，电力载波通信电源还包括滤波电路，耦合电路的第二端通过滤波电路与调制解调电路的第一端电连接。

由此可见，通过设置滤波电路，使耦合电路的第二端通过滤波电路与调制解调电路的第一端电连接，可使滤除通信线路中的干扰信号，提高通信电路的稳定性。

进一步的方案中，滤波电路包括接收滤波电路和发送滤波电路，接收滤波电路的输入端与耦合电路电连接，接收滤波电路的输出端与调制解调电路电连接，发送滤波电路的输入端与调制解调电路电连接，发送滤波电路的输出端与耦合电路电连接。

由此可见，通过接收滤波电路和发送滤波电路分别处理接收和发送信号，使得通信信号更佳。

进一步的方案中，接收滤波电路为无源滤波电路。

进一步的方案中，接收滤波电路包括第一电感、第一电容和第二电容，第一电感的第一端与第一电容的第一端电连接，第一电容的第二端接地，第一电感的第二端与第二电容的第一端电连接，第二电容的第二端接地。

由此可见，接收滤波电路设置为无源滤波电路，可避免电路产生白噪声，干扰接收信号。

进一步的方案中，发送滤波电路为有源带通滤波电路。

进一步的方案中，发送滤波电路包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、第三电容、第四电容、第二电感、第三电感、第四电感和第五电感，第二电感的第一端与第一输入端电连接，第二电感的第二端与第三电容的第一端电连接，第三电容的第二端与第四电容的第一端电连接且第三电容的第二端与第二输入端电连接，第四电容的第二端与第三电感的第一端电连接，第三电感的第二端分别与第一输出端和第四电感的第一端电连接，第四电感的第二端接地，第五电感的第一端与第四电感的第二端电连接，第五电感的第二端分别与第二输入端和第二输出端电连接。

由此可见，发送滤波电路设置为有源带通滤波电路，可使得发送的信号具有放大作用，通信信号更佳。

进一步的方案中，耦合电路设置有变压器，变压器的初级与第一电源线端子电连接，变压器的次级与调制解调电路电连接。

由此可见，耦合电路通过设置变压器，可起到耦合信号，同时还可以是通信电路与强电隔离，保障通信电路的稳定性。

为了实现上述第二目的，本发明提供的电力载波通信线缆包括电源线，电源线的至少一端设置有电力载波通信电源模块；电力载波通信电源模应用上述的电力载波通信电源模块。

由上述方案可知，本发明的电力载波通信线缆通过将电力载波通信电源模块设置在电源线上，可便于挂接任何需要通信的电路，便于对没有电力载波通信电路的设备进行改造。同时，电力载波通信电源模块通过将电源模块、耦合电路和调制解调电路集成设置，在设备使用电力载波通信电源模块时，可利用电源线实现供电以及通信的功能，从而简化电路结构，简化线路布局。此外，将电源模块、耦合电路和调制解调电路集成设置，可保障设备在工作时不易损坏通信线路，提高通信线路的可靠性。

为了实现上第三目的，本发明提供的磁悬浮电机系统包括磁悬浮电机系统，其特征在于：包括主控制器和至少一个从控制器，主控制器与每一个从控制器均设置有一个电力载波通信电源模块；主控制器与每一个从控制器均通过一条电源线电连接；电力载波通信电源模应用上述的电力载波通信电源模块。

由上述方案可见，本发明磁悬浮电机系统通过设置电力载波通信电源模块，电力载波通信电源模块通过将电源模块、耦合电路和调制解调电路集成设置，在设备使用电力载波通信电源模块时，可利用电源线实现供电以及通信的功能，从而简化电路结构，简化线路布局。此外，将电源模块、耦合电路和调制解调电路集成设置，可保障设备在工作时不易损坏通信线路，提高通信线路的可靠性。

附图说明

图1是本发明电力载波通信电源模块实施例的电路原理框图。

图2是本发明电力载波通信电源模块实施例中耦合电路的电路原理框图。

图3是本发明电力载波通信电源模块实施例中接收滤波电路的电路原理框图。

图4是本发明电力载波通信电源模块实施例中发送滤波电路的电路原理框图。

图5是本发明电力载波通信线缆第一实施例的电路原理框图。

图6是本发明电力载波通信线缆第二实施例的电路原理框图。

图7是本发明磁悬浮电机系统实施例的电路原理框图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

电力载波通信电源模块实施例：

如图1所示，本发明的电力载波通信电源模块包括第一电源线端子1、电源模块2、耦合电路3、滤波电路4、调制解调电路5、第二电源线端子6以及通信端子7，第一电源线端子1和第二电源线端子6均与电源模块2电连接，电源模块2向耦合电路3、滤波电路4、调制解调电路5和第二电源线端子6提供电源，耦合电路3的第一端与第一电源线端子1电连接，耦合电路3的第二端通过滤波电路4与调制解调电路5的第一端电连接，调制解调电路5的第二端与通信端子7电连接。第一电源线端子1用于外接电源线。电源模块2用于对第一电源线端子1的电源进行稳压降压，以便向耦合电路3、滤波电路4、调制解调电路5和第二电源线端子6提供电源。耦合电路3用于将通信数据耦合至电源线或获取电源线中的通信数据。滤波电路4用于对通信数据进行滤波。调制解调电路5用于对通信端子7接收通信数据进行调制或者对电源线中的通信数据进行解调。

本实施例中，参见图2，耦合电路3设置有变压器T1，变压器T1的初级与第一电源线端子1电连接，变压器T1的次级与调制解调电路5电连接。变压器T1的初级的第一端串接有电容C1和电感L1，变压器T1的初级的第二端串接有电容C2和电感L2，电容C1、电容C2、电感L1和电感L2组成带通滤波器，对信号进行带通滤波。变压器T1的次级设置有电容C3和电阻R1，电容C3并联在次级的两端，电阻R1串联在次级的第一端。耦合电路3通过端子VI N1+和端子VI N1-电连接第一电源线端子1，耦合电路3通过端子VOUT1+和端子VOUT1-电连接滤波电路4。

滤波电路4包括接收滤波电路和发送滤波电路，接收滤波电路的输入端与耦合电路3电连接，接收滤波电路的输出端与调制解调电路5电连接，发送滤波电路的输入端与调制解调电路5电连接，发送滤波电路的输出端与耦合电路3电连接。接收滤波电路为无源滤波电路。发送滤波电路为有源带通滤波电路。

本实施例中，参见图3，接收滤波电路4包括电感L3、电容C4和电容C5，电感L3的第一端与电容C4的第一端电连接，电容C4的第二端接地，电感L3的第二端与电容C5的第一端电连接，电容C5的第二端接地。电感L3的第一端通过端子VI N2与耦合电路3的端子VOUT1+电连接，电感L3的第二端端子VOUT2与调制解调电路5电连接。

参见图4，发送滤波电路包括第一输入端VI N3+、第二输入端VI N3-、第一输出端VOUT3+、第二输出端VOUT3-、电容C6、电容C7、电感L4、电感L5、电感L6和电感L7，电感L4的第一端与第一输入端VI N3+电连接，电感L4的第二端与电容C6的第一端电连接，电容C6的第二端与电容C7的第一端电连接且电容C6的第二端与第二输入端VI N3-电连接，电容C7的第二端与电感L5的第一端电连接，电感L5的第二端分别与第一输出端VOUT3+和电感L6的第一端电连接，电感L6的第二端接地，电感L7的第一端与电感L6的第二端电连接，电感L7的第二端分别与第二输入端VI N3-和第二输出端VOUT3-电连接。发送滤波电路通过第一输入端VIN3+和第二输入端VI N3-电连接调制解调电路5，通过第一输出端VOUT3+和第二输出端VOUT3-电连接耦合电路3。

本实施例中，电源模块2、调制解调电路5均采用本领域技术人员所公知的电路模块，在此不再赘述。优选的，调制解调电路5采用st7538型号的电力载波调制解调器芯片。

电力载波通信线缆第一实施例：

如图5所示，本实施例电力载波通信线缆包括电源线11，电源线11的两端分别设置有电力载波通信电源模块12和电力载波通信电源模块13。电力载波通信电源模块12和电力载波通信电源模块13均采用上述电力载波通信电源模块实施例中的电力载波通信电源模块。

电力载波通信线缆第二实施例：

如图6所示，本实施例电力载波通信线缆包括电源线14，电源线14的一端设置有电力载波通信电源模块15。电力载波通信电源模块15采用上述电力载波通信电源模块实施例中的电力载波通信电源模块。

磁悬浮电机系统实施例：

如图7所示，磁悬浮电机系统包括主控制器31、从控制器41至从控制器N，主控制器31设置有电力载波通信电源模块32、从控制器41设置有电力载波通信电源模块411、从控制器42设置有电力载波通信电源模块421、……、从控制器N设置有电力载波通信电源模块N1。电力载波通信电源模块32、电力载波通信电源模块411、电力载波通信电源模块421、……、电力载波通信电源模块N1均采用上述电力载波通信电源模块实施例中的电力载波通信电源模块。主控制器31与从控制器41至从控制器N均通过一条电源线51电连接。

磁悬浮电机系统中主控制器以及从控制器可根据需要进行设定，例如，将磁悬浮控制器设置为主控制器31，变频器控制器设置为从控制器。

磁悬浮电机系统在工作下，主控制器31发送数据时，主控制器31将通信信息发送给调制解调电路5，调制出相应的模拟信号，再经耦合电路3耦合至电源线51上，从而发送给从控制器41至从控制器N。主控制器31接收数据时，耦合电路3将电源线51上高频信号送入调制解调电路5进行解调，调制解调电路5将解调后的信号发送给主控制器31。

由上述可知，本发明的电力载波通信电源模块通过将电源模块、耦合电路和调制解调电路集成设置，在设备使用电力载波通信电源模块时，可利用电源线实现供电以及通信的功能，从而简化电路结构，简化线路布局。此外，将电源模块、耦合电路和调制解调电路集成设置，可保障设备在工作时不易损坏通信线路，提高通信线路的可靠性。

需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例，但发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明做出的非实质性修改，也均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电力载波通信电源模块，其特征在于：包括第一电源线端子、电源模块、耦合电路、调制解调电路、第二电源线端子以及通信端子，所述第一电源线端子和所述第二电源线端子均与所述电源模块电连接，所述电源模块向所述耦合电路和所述调制解调电路提供电源，所述耦合电路的第一端与所述第一电源线端子电连接，所述耦合电路的第二端与所述调制解调电路的第一端电连接，所述调制解调电路的第二端与所述通信端子电连接。

2.根据权利要求1所述的电力载波通信电源模块，其特征在于：

所述电力载波通信电源还包括滤波电路，所述耦合电路的第二端通过所述滤波电路与所述调制解调电路的第一端电连接。

3.根据权利要求2所述的电力载波通信电源模块，其特征在于：

所述滤波电路包括接收滤波电路和发送滤波电路，所述接收滤波电路的输入端与所述耦合电路电连接，所述接收滤波电路的输出端与所述调制解调电路电连接，所述发送滤波电路的输入端与所述调制解调电路电连接，所述发送滤波电路的输出端与所述耦合电路电连接。

4.根据权利要求3所述的电力载波通信电源模块，其特征在于：

所述接收滤波电路为无源滤波电路。

5.根据权利要求4所述的电力载波通信电源模块，其特征在于：

所述接收滤波电路包括第一电感、第一电容和第二电容，所述第一电感的第一端与所述第一电容的第一端电连接，所述第一电容的第二端接地，所述第一电感的第二端与所述第二电容的第一端电连接，所述第二电容的第二端接地。

6.根据权利要求3所述的电力载波通信电源模块，其特征在于：

所述发送滤波电路为有源带通滤波电路。

7.根据权利要求6所述的电力载波通信电源模块，其特征在于：

所述发送滤波电路包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、第三电容、第四电容、第二电感、第三电感、第四电感和第五电感，所述第二电感的第一端与所述第一输入端电连接，所述第二电感的第二端与所述第三电容的第一端电连接，所述第三电容的第二端与所述第四电容的第一端电连接且所述第三电容的第二端与所述第二输入端电连接，所述第四电容的第二端与所述第三电感的第一端电连接，所述第三电感的第二端分别与所述第一输出端和所述第四电感的第一端电连接，所述第四电感的第二端接地，所述第五电感的第一端与所述第四电感的第二端电连接，所述第五电感的第二端分别与所述第二输入端和所述第二输出端电连接。

8.根据权利要求1至7任一项所述的电力载波通信电源模块，其特征在于：

所述耦合电路设置有变压器，所述变压器的初级与所述第一电源线端子电连接，所述变压器的次级与调制解调电路电连接。

9.一种电力载波通信线缆，其特征在于：包括电源线，所述电源线的至少一端设置有电力载波通信电源模块；

所述电力载波通信电源模应用权利要求1至8任一项所述的电力载波通信电源模块。

10.一种磁悬浮电机系统，其特征在于：包括主控制器和至少一个从控制器，所述主控制器与每一个所述从控制器均设置有一个电力载波通信电源模块；

所述主控制器与每一个所述从控制器均通过电源线电连接；

所述电力载波通信电源模块应用权利要求1至8任一项所述的电力载波通信电源模块。

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