CN112152328B - 单线供电与信号传输装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了单线供电与信号传输装置，包括以下步骤：变压器，变压器为滑轮结构的互感器，实现电压电流变换及信号传输，电源与信号处理单元将滑轮式互感器电信号中的频率、振幅检调后输出控制信号，将电信号整流、滤波稳压后输出直流电；电源与信号混合调制单元，电源与信号混合调制单元通过三种方式将电源与信号调制到闭环单线上，滑轮式互感器由圆环磁芯和内侧线圈构成，将闭环单芯导线缠绕到圆环磁芯外侧上。本发明采用一根闭环导线即可解决设备供电与信号传输，大幅度简化设备连接线数量与步骤，尤其适用于若干设备之间的级联。对于若干相同或相似设备只需要一根闭环导线即可为所有设备提供供电与信号传输。

Description

单线供电与信号传输装置
技术领域
本发明涉及电气技术领域，尤其涉及单线供电与信号传输装置。
背景技术
电气设备需要两根或两根以上的导线才能给设备提供供电，信号传输也需要单独的信号线。例如“LED点光源”这类需要级联的小型电子产品，采用常规方式，需要单独的供电线与信号线，在施工等环节非常繁琐，耗时耗力。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了单线供电与信号传输装置。
本发明提出的单线供电与信号传输装置，包括以下步骤：
S1：变压器，变压器为滑轮结构的互感器，实现电压电流变换及信号传输，电源与信号处理单元将滑轮式互感器电信号中的频率、振幅检调后输出控制信号，将电信号整流、滤波稳压后输出直流电；
S2：电源与信号混合调制单元，电源与信号混合调制单元通过三种方式将电源与信号调制到闭环单线上，滑轮式互感器由圆环磁芯和内侧线圈构成，将闭环单芯导线缠绕到圆环磁芯外侧上，圆环磁芯与内侧线圈可像滑轮一样自由旋转，圆环磁芯外侧缠绕的闭环单芯导线与内侧线圈通过圆环磁芯建立磁连接，当内侧线圈匝数固定后，通过改变圆环磁芯外侧所缠绕的闭环单芯导线圈数获得相应的电压；
S3：调制方式，调制的方式包括振幅和频率混合调制、振幅调制和频率调制，根据实际应用选择其中一种调制方式，电源与信号混合调制单元和设备单元采用相同调制方式和通信协议，每个设备通过滑轮式互感器可在导线上自由移动，实现任意位置固定、无接触供电及信号传输，每台设备可设独立地址，电源与信号混合调制单元可将控制命令单独发送到指定地址的设备中也可同时控制所有设备。
优选的，所述S1中，圆环磁芯外侧缠绕的闭环单芯导线相当于变压器的初级线圈，内侧线圈相当于变压器的次级线圈，当初级线圈施加交流电压后圆环磁芯中会产生交变磁通，使初级线圈和次级线圈发生电磁联系，根据电磁感应原理，交变磁通穿过这两个绕组就会感应出电动势，通过设置初级与次级线圈的匝数比获得不同的电压。
优选的，所述S2中，电源与信号混合调制单元为各个设备提供电源和控制信号，通过改变单芯闭环导线中电信号的频率或振幅实现电源与信号传输，或无需电源与信号混合调制单元，由交流市电或低压交流电代替，使用一根导线将滑轮式互感器串联后接入交流市电或低压交流电，交流电的周期信号用作各个设备的同步信号、基准信号。
优选的，所述S3中，频率调制，两种频率的电信号分别代表逻辑“0”和逻辑“1”，振幅和频率混合调制，将不同的振幅、频率检调后输出逻辑“0”和逻辑“1”，振幅调制，将两种不同的振幅检调后输出逻辑“0”和逻辑“1”。
本发明中的有益效果为：
1.本发明核心采用一个滑轮结构的互感器实现电压电流变换及信号传输，电源与信号处理单元将滑轮式互感器电信号中的频率、振幅检调后输出控制信号，将电信号整流、滤波稳压后输出直流电，通信与电源仅需一根闭环导线即可实现，大幅降低施工成本及导线成本。尤其适用与一些小功率LED、电子产品集中控制。
2.本发明方案采用无接触供电及信号传输，避免因线路老化产生漏电及短路故障
3.本发明采用滑轮结构的互感器结构，可在单根闭环导线上任意位置固定，无需事先测量导线长度。
附图说明
图1为本发明提出的单线供电与信号传输装置的示意图；
图2为本发明提出的单线供电与信号传输装置的变压器结构示意图；
图3为本发明提出的单线供电与信号传输装置的电路示意图；
图4为本发明提出的单线供电与信号传输装置的频率调制图；
图5为本发明提出的单线供电与信号传输装置的振幅和频率混合调制图；
图6为本发明提出的单线供电与信号传输装置的振幅调制图。
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。
参照图1-6，单线供电与信号传输装置，包括以下步骤：
S1：变压器，变压器为滑轮结构的互感器，实现电压电流变换及信号传输，电源与信号处理单元将滑轮式互感器电信号中的频率、振幅检调后输出控制信号，将电信号整流、滤波稳压后输出直流电；
S2：电源与信号混合调制单元，电源与信号混合调制单元通过三种方式将电源与信号调制到闭环单线上，滑轮式互感器由圆环磁芯和内侧线圈构成，将闭环单芯导线缠绕到圆环磁芯外侧上，圆环磁芯与内侧线圈可像滑轮一样自由旋转，圆环磁芯外侧缠绕的闭环单芯导线与内侧线圈通过圆环磁芯建立磁连接，当内侧线圈匝数固定后，通过改变圆环磁芯外侧所缠绕的闭环单芯导线圈数获得相应的电压；
S3：调制方式，调制的方式包括振幅和频率混合调制、振幅调制和频率调制，根据实际应用选择其中一种调制方式，电源与信号混合调制单元和设备单元采用相同调制方式和通信协议，每个设备通过滑轮式互感器可在导线上自由移动，实现任意位置固定、无接触供电及信号传输，每台设备可设独立地址，电源与信号混合调制单元可将控制命令单独发送到指定地址的设备中也可同时控制所有设备。
本发明中，S1中，圆环磁芯外侧缠绕的闭环单芯导线相当于变压器的初级线圈，内侧线圈相当于变压器的次级线圈，当初级线圈施加交流电压后圆环磁芯中会产生交变磁通，使初级线圈和次级线圈发生电磁联系，根据电磁感应原理，交变磁通穿过这两个绕组就会感应出电动势，通过设置初级与次级线圈的匝数比获得不同的电压，S2中，电源与信号混合调制单元为各个设备提供电源和控制信号，通过改变单芯闭环导线中电信号的频率或振幅实现电源与信号传输，或无需电源与信号混合调制单元，由交流市电或低压交流电代替，使用一根导线将滑轮式互感器串联后接入交流市电或低压交流电，交流电的周期信号用作各个设备的同步信号、基准信号，S3中，频率调制，两种频率的电信号分别代表逻辑“0”和逻辑“1”，振幅和频率混合调制，将不同的振幅、频率检调后输出逻辑“0”和逻辑“1”，振幅调制，将两种不同的振幅检调后输出逻辑“0”和逻辑“1”。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.单线供电与信号传输装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1：变压器，变压器为滑轮结构的互感器，实现电压电流变换及信号传输，电源与信号处理单元将滑轮式互感器电信号中的频率、振幅检调后输出控制信号，将电信号整流、滤波稳压后输出直流电；
S2：电源与信号混合调制单元，电源与信号混合调制单元通过三种方式将电源与信号调制到闭环单线上，滑轮式互感器由圆环磁芯和内侧线圈构成，将闭环单芯导线缠绕到圆环磁芯外侧上，圆环磁芯与内侧线圈可像滑轮一样自由旋转，圆环磁芯外侧缠绕的闭环单芯导线与内侧线圈通过圆环磁芯建立磁连接，当内侧线圈匝数固定后，通过改变圆环磁芯外侧所缠绕的闭环单芯导线圈数获得相应的电压；
S3：调制方式，调制的方式包括振幅和频率混合调制、振幅调制和频率调制，根据实际应用选择其中一种调制方式，电源与信号混合调制单元和设备单元采用相同调制方式和通信协议，每个设备通过滑轮式互感器可在导线上自由移动，实现任意位置固定、无接触供电及信号传输，每台设备可设独立地址，电源与信号混合调制单元可将控制命令单独发送到指定地址的设备中也可同时控制所有设备。
2.根据权利要求1所述的单线供电与信号传输装置，其特征在于，所述S1中，圆环磁芯外侧缠绕的闭环单芯导线相当于变压器的初级线圈，内侧线圈相当于变压器的次级线圈，当初级线圈施加交流电压后圆环磁芯中会产生交变磁通，使初级线圈和次级线圈发生电磁联系，根据电磁感应原理，交变磁通穿过这两个绕组就会感应出电动势，通过设置初级与次级线圈的匝数比获得不同的电压。
3.根据权利要求1所述的单线供电与信号传输装置，其特征在于，所述S2中，电源与信号混合调制单元为各个设备提供电源和控制信号，通过改变单芯闭环导线中电信号的频率或振幅实现电源与信号传输，或无需电源与信号混合调制单元，由交流市电或低压交流电代替，使用一根导线将滑轮式互感器串联后接入交流市电或低压交流电，交流电的周期信号用作各个设备的同步信号、基准信号。
4.根据权利要求1所述的单线供电与信号传输装置，其特征在于，所述S3中，频率调制，两种频率的电信号分别代表逻辑“0”和逻辑“1”，振幅和频率混合调制，将不同的振幅、频率检调后输出逻辑“0”和逻辑“1”，振幅调制，将两种不同的振幅检调后输出逻辑“0”和逻辑“1”。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102111602A (zh) * 2009-12-23 2011-06-29 康佳集团股份有限公司 一种实现音视频信号单线传输的电路
CN104935087A (zh) * 2015-05-28 2015-09-23 天津工业大学 基于磁耦合谐振的无线电能和信号同步传输系统
CN105529836A (zh) * 2016-01-25 2016-04-27 北京航空航天大学 一种用于超声铣削加工的非接触式感应供电装置
CN107276242A (zh) * 2017-05-23 2017-10-20 哈尔滨工业大学 用于卫星上的非接触式能量传输装置及方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5023768A (en) * 1989-11-24 1991-06-11 Varian Associates, Inc. High voltage high power DC power supply
US7565118B2 (en) * 2005-09-08 2009-07-21 Panasonic Corporation Polar modulation transmission apparatus and wireless communication apparatus
CN103105593B (zh) * 2013-02-04 2015-02-11 上海理工大学 一种穿心传感器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102111602A (zh) * 2009-12-23 2011-06-29 康佳集团股份有限公司 一种实现音视频信号单线传输的电路
CN104935087A (zh) * 2015-05-28 2015-09-23 天津工业大学 基于磁耦合谐振的无线电能和信号同步传输系统
CN105529836A (zh) * 2016-01-25 2016-04-27 北京航空航天大学 一种用于超声铣削加工的非接触式感应供电装置
CN107276242A (zh) * 2017-05-23 2017-10-20 哈尔滨工业大学 用于卫星上的非接触式能量传输装置及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
利用单导线和空间电场的电能传输技术研究;张泽然;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士) 工程科技Ⅱ辑》;20180415(第04期);第3-11、20-31、43-53页 *

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