CN203289435U - 用于低压电力线载波通信的双向三相耦合电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种通信电路，该电路为耦合电路。所述耦合电路为隔离变压器（T1）的初级和次级绕组分别连接三相信号耦合电路和低通滤波器的双向三相耦合电路。该电路利用两级滤波电路来实现高频载波信号的带通滤波，在使带内载波信号通过的情况下，还能很好抑制带外噪音。所述双向三相耦合电路可以实现单相耦合、两相耦合、三相耦合以及相相耦合。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路，具体涉及一种用于低压电力载波通信的双向三相耦合电路。
背景技术
低压电力线载波通信是在220V电力线上传输高频载波信号。现有耦合电路一般是单相（路）载波信号的耦合，耦合电路都是采用简单的高通滤波，使高频噪音信号混叠到了有用的载波信号中，影响电力线载波通信的质量。
发明内容
本实用新型专利结合耦合电路和滤波电路提供了一种用于低压电力线载波通信的双向三相耦合电路，滤掉高频杂音信号，同时使载波信号几乎毫无衰减的通过，大大改善通信质量。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种通信电路，所述电路为耦合电路，该技术方案是：耦合电路为隔离变压器（T1）的初级和次级绕组分别连接三相信号耦合电路和低通滤波器的双向三相耦合电路。
进一步的，所述隔离变压器的初级绕组是三相绕组，每相绕组输入端和输出端分别在相线和零线上各串联一信号耦合电路，在所述信号耦合电路的信号输入端的相线和零线上并联入保护电路I的压敏电阻。
进一步的，所述信号耦合电路包括电阻和与之并联的电容。
进一步的，所述隔离变压器（T1）的初级和次级绕组的匝数比为1:1。
进一步的，所述低通滤波器包括三个电容和两个电感；所述低通滤波器为两个电容和两个电阻分别两两串联形成两组电容电感回路；两组电容电感回路的电感侧并联入另一电容；所述低通滤波器的两条输出支线上并联保护电路II的电感和电阻。
进一步的，所述低通滤波器的两条输出支线分别连接载波信号收发端（L4）和地线。
进一步的，所述载波信号由低压电力线的三根相线和分别与相线并联的三根N线输入双向三相耦合电路。
进一步的，所述双向三相耦合电路实现相线与零线之间的单相耦合、两相耦合、三相耦合和相线与相线之间的相相耦合。
与现有电力线载波通信耦合器相比，本实用新型达到的有益效果是：
1）三相耦合：可以实现三相数据的耦合，即3路转1路的汇合以及1路转3路的分配。
2）选频功能：利用带通滤波器实现载波信号频段的选择。
3）相相耦合：该耦合电路不仅可以实现相线和零线间的信号耦合（PN），还可以相相耦合（P-P）。
4）双向传输：可以以半双工的方式实现数据的双向传输，即共享媒介。
5）安全性：具有过压保护功能。
附图说明
图1是低压电力线载波通信双向三相耦合电路图；
图2是带通滤波器的传输损耗特性波形图；
图3是双向三相耦合电路应用连接图；
图4是双向三相耦合电路所有的耦合方式及说明图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。
如图3所示，本实用新型的双向三相耦合电路（双向三相耦合器）应用连接图左侧的L1、L2和L3分别接在低压电力线的三根相线上；3个N线接在一起，同时接到电力线中的零线上。图1右侧的L4为载波信号收发端。
如图1为低压电力线载波通信双向三相耦合电路图，具体分为以下模块：
1、信号耦合电路
图1中的信号耦合电路（选频耦合电路）由电阻R11和电容C11并联构成。
通过调节电阻和电容值选择不同频率的信号耦合进入电路。
2、带通滤波电路
1）高通滤波器
隔离变压器T1的初级和次级的匝数比为1:1，隔离变压器的初级绕组为三相绕组，载波信号由三组相线零线组合输入三相耦合器。
图1中L1相线上信号耦合电路与隔离变压器T1的初级绕组的第一相绕组的输入端串联构成了高通滤波器，与L1并联的N线上，电阻R12和电容C12并联后的信号耦合电路与T1的第一相绕组的输出端串联构成高通滤波器。高通滤波器下限截止频率为fLow。电阻R21、电容C21，电阻R22、电容C22，电阻R31、电容C31，电阻R32、电容C32类似，分别两两组合与T1的第二相绕组、第三相绕组串联。
隔离变压器T1的主要作用是为了强电和弱电的分离，变压器磁芯的材料的磁导率与电力线载波信号的频率有关。
2）低通滤波器
图1中的低通滤波器包括电容C41、C42、C43、以及电感L1和L2，电容C41和电感L1组成C41_L1回路，电容C42和电感L2组成C42_L2回路，电感L1和L2分别与电容C43串联；低通滤波器的上限截止频率为fHigh，作用是为了抑制高频的噪声进入系统。
本实用新型的所提出的三相耦合器的通带滤波特性如附图2所示。
3、保护电路
图1中的耦合电路的输入端侧的每组相线和零线上分别并联压敏电阻V11、V21、V31作为保护电路I，保护电路I能够防雷击和瞬时高压浪涌和脉冲的冲击。
图1中的低通滤波器的输出端侧的有载波信号收发端L4的线和接地线，两条线上先后并联双向嵌位二极管D1和电阻R4组成的保护电路II。
双向嵌位二极管D1是为了限制L4信号的幅值，保证不会因为电压过高而损坏电路。电阻R4是匹配电阻，为了使信号能够最大功率的传输。
4、相相耦合功能（P-P）
图1中线L1、L2、L3以及3个N线分别接在三相电的A、B、C和N线上，通过不同的组合实现载波信号的相相传输。
图1中电容C11～C32的耐压值都为400V，可以承受相相耦合的线电压。
5、双向三相耦合信号混合电路
图1中的三路隔离变压器组成了三相耦合信号混合电路，根据不同的传输方向，该变压器具有不同的功能：
1）、如果信号沿着从左到右的方向传输时，变压器是三相加法电路，即三相中只要任何一相有信号，则输出信号端（L4）就会有信号。
2）、如果信号沿着从右向左的方向传输时，变压器是三相分配器，即只要L4有信号，则L1、L2和L3上同时会有信号，以此完成三相数据传输的分配功能。
例如，当信号从左向右的方向传输时，载波信号由三组相线零线组合输入，每组相线零线分别并联压敏电阻。以相线L1为例，L1线与N线上并联压敏电阻V11，V11两端分别串联有R11和C11并联的、R12和C12并联的信号耦合电路，上述信号耦合电路分别串联在隔离变压器T1的初级绕组的第一相线的输入输出端上；隔离变压器T1的次级绕组与低通滤波器串联，隔离变压器作三相加法电路使用，载波信号通过低通滤波器及其保护电路II后由载波信号的收发端L4输出，在信号传输中滤掉高频杂音信号，同时载波信号几乎毫无衰减，大大改善通信质量。
当信号从右向左的方向传输时，变压器作为三相分配器使用，传输过程与上述例子相反。
6、双向三相耦合电路的耦合方式
如图4为双向三相耦合电路的所有耦合方式的组合图。
双向三相耦合器可以实现多种耦合方式，具体为：
1、单相耦合，即相线与零线之间的耦合，如P1-N耦合；
2、两相耦合，即两个相线和零线之间的耦合，如P1P2-N耦合；
3、三相耦合，即三相线和零线之间的同时耦合，如P1P2P3-N耦合；
4、相相耦合，即相线和相线之间的耦合，如P1-P2耦合。
Claims (8)
1.一种用于低压电力线载波通信的双向三相耦合电路，其特征在于：所述耦合电路为隔离变压器（T1）的初级和次级绕组分别连接三相信号耦合电路和低通滤波器的双向三相耦合电路。
2.如权利要求1所述的一种用于低压电力线载波通信的双向三相耦合电路，其特征在于：所述隔离变压器的初级绕组是三相绕组，每相绕组输入端和输出端分别在相线和零线上各串联一信号耦合电路，在所述信号耦合电路的信号输入端的相线和零线上并联入保护电路I的压敏电阻。
3.如权利要求1所述的一种用于低压电力线载波通信的双向三相耦合电路，其特征在于：所述信号耦合电路包括电阻和与之并联的电容。
4.如权利要求1所述的一种用于低压电力线载波通信的双向三相耦合电路，其特征在于：所述隔离变压器（T1）的初级和次级绕组的匝数比为1:1。
5.如权利要求1所述的一种用于低压电力线载波通信的双向三相耦合电路，其特征在于：所述低通滤波器包括三个电容和两个电感；所述低通滤波器为两个电容和两个电阻分别两两串联形成两组电容电感回路；两组电容电感回路的电感侧并联入另一电容；所述低通滤波器的两条输出支线上并联保护电路II的电感和电阻。
6.如权利要求1所述的一种用于低压电力线载波通信的双向三相耦合电路，其特征在于：所述低通滤波器的两条输出支线分别连接载波信号收发端（L4）和地线。
7.如权利要求6所述的一种用于低压电力线载波通信的双向三相耦合电路，其特征在于：所述载波信号由低压电力线的三根相线和分别与相线并联的三根N线输入双向三相耦合电路。
8.如权利要求1所述的一种用于低压电力线载波通信的双向三相耦合电路，其特征在于：所述双向三相耦合电路实现相线与零线之间的单相耦合、两相耦合、三相耦合和相线与相线之间的相相耦合。
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