CN212211000U - 一种电力载波通信装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种电力载波通信装置，该电力载波通信装置包括：耦合电路；所述耦合电路包括耦合线圈和3个第一电容，所述耦合线圈的初级线圈和次级线圈的线圈匝数比为1:2，所述次级线圈的第一端通过第一个所述第一电容与A相电连接，所述次级线圈的中间抽头通过第二个所述第一电容与B相电连接，所述次级线圈的第二端通过第三个所述第一电容与C相电连接。本实用新型实施例提供的电力载波通信装置，不仅接三相耦合电路中的任意两相即可正常工作，提高所在设备的信噪比，而且可以节约物料，降低信号传输的损耗。

Description

一种电力载波通信装置

技术领域

本实用新型实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种电力载波通信装置。

背景技术

随着电力线载波通信技术的不断发展和社会需要，中/低压电力线载波通信技术的开发和应用被广泛关注。

其中，耦合电路在电力线载波通信系统中是不可或缺的基本要素，决定着载波信号在电力线和通信单元之间的交互。

现有技术中，应用于220V的低压市电环境下的电力载波通信装置，通常采用如图1所示的有零线接口的三相四线制耦合电路。由于耦合电路中的每一相之间是互相独立的，需要三个耦合线圈，这样既浪费物料，又会增加损耗。此外，不同相在同时工作时可能存在干扰，导致信号的不稳定。

当应用于560V的无零线接口的中压光伏系统中时，由于设备无零线接口，所以采用其中两相进行接线时，必须接相应的两相，比如选择AB接线时必须接AB两端，接错将无法工作，给现场施工带来极大的不便。

发明内容

本实用新型实施例提供一种电力载波通信装置，不仅可以接三相耦合电路中的任意两相即可正常工作，而且可以节约物料，降低损耗。

本实用新型实施例提供了一种电力载波通信装置，该装置包括：耦合电路；

所述耦合电路包括耦合线圈和3个第一电容，所述耦合线圈的初级线圈和次级线圈的线圈匝数比为1:2，所述次级线圈的第一端通过第一个所述第一电容与A相电连接，所述次级线圈的中间抽头通过第二个所述第一电容与B相电连接，所述次级线圈的第二端通过第三个所述第一电容与C相电连接。

本实用新型实施例提供的电力载波通信装置，通过将耦合电路中的三相相互关联连接，采用差分信号，设置线圈匝数比为1:2，使得输出信号中两路输出幅度不变，另一路输出幅度翻倍。从而实现了接三相耦合电路中的任意两相即可正常工作的效果，提高了所在设备的信噪比，而且可以节约物料，降低信号传输的损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本实用新型的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本实用新型的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延伸到其它的结构和附图，毋庸置疑这些都应该是在本实用新型的权利要求范围之内。

图1为现有技术提供的一种电力载波通信装置的耦合电路的示意图；

图2a是本实用新型实施例一提供的一种电力载波通信装置的结构示意图；

图2b是本实用新型实施例一提供的一种电力载波通信装置将载波信号耦合后的时域波形图；

图3是本实用新型实施例二提供的一种电力载波通信装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本实用新型实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本实用新型的技术方案，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例所揭示和提示的基本概念，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

图2a是本实用新型实施例一提供的电力载波通信装置的结构示意图，本实施例提供的电力线载波通信装置适用于三相电的使用环境，该装置可以由软件和/或硬件的方式来实现，并可集成于电力载波通信设备中。

如图2a所示，所述电力载波通信装置，包括：耦合电路100；

所述耦合电路100包括耦合线圈110和3个第一电容120，所述耦合线圈110的初级线圈111和次级线圈112的线圈匝数比为1:2，所述次级线圈112的第一端112a通过第一个所述第一电容120与A相电连接，所述次级线圈112的中间抽头112b通过第二个所述第一电容120与B相电连接，所述次级线圈112的第二端112c通过第三个所述第一电容120与C相电连接。

本实施例中，耦合电路100包括一个耦合线圈110，其中将耦合线圈110的次级线圈112的第一端112a通过第一个第一电容120与A相电连接，次级线圈112的中间抽头112b通过第二个第一电容120与B相电连接，次级线圈112的第二端112c通过第三个第一电容120与C相电连接。因此，耦合电路中一个耦合线圈110的三端分别与三相相互关联连接，与现有技术相比，减少了耦合线圈的数量，从而节约了物料，还能够降低信号传输的损耗。

所述耦合线圈110的初级线圈111和次级线圈112的线圈匝数比设置为1:2，可以保证输出信号中两路输出幅度不变，另一路输出幅度翻倍。载波信号通过所述耦合电路100时，经所述耦合线圈110的初级线圈111耦合到所述次级线圈112，再经过所述第一电容120到达A、B、C相，应用的是差分传输技术。可选B相作为参考地，AC相的信号为差分信号，AB相和BC相的信号幅度相同且相位相反，AB相的信号幅度等于差分信号的1/2。

传统信号传输技术是在一根信号线上传输信号且另一根线为地线，其传输的信号为单端信号，即单端信号指的是用一根线传输的信号，以地为参考点，在一根导线上传输的与地之间的电平差。差分传输技术是在两根信号线上均传输信号，该两根信号线上传输的信号的振幅相同且相位相反，该两根信号线上传输的信号为差分信号，即差分信号指的是用两根信号线传输的信号，且传输的是两个信号之间的电平差。由此可知，差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异。信号接收端通过比较该两根信号线上传输的信号的电压差值，可以判断发送端发送的逻辑状态。

从严格意义上来讲，所有电压信号都是差分的，因为一个电压只能是相对于另一个电压而言的。在某些系统里，“系统地”被用作电压基准点。当“地”当作电压测量基准时，这种信号规划被称之为单端信号。图2a中AC相传输的是差分信号，由于图2a中B相接的是次级线圈112的中间抽头112b，相当于参考地，所以差分信号传输在A相和C相时，AB相和BC相传输的信号均相当于单端信号，那么AB相的电压信号幅度和BC相的电压信号幅度均是差分信号的1/2，且AB相和BC相上传输的信号之间是幅度相同，相位相反。AC相上的差分信号的幅度为AB相信号幅度的2倍，相位与其相同或相反。

例如A相上的信号幅值为X，C相上的信号幅值为-X，B相上的信号幅值为0，则AB相的信号幅值是X，BC相的信号幅值为-X，AC相的差分信号幅值为2X，AC相的相位与AB相相同且与BC相相反。即保证了输出信号中两路的输出信号幅度相同，另一路的输出信号幅度翻倍。

当载波信号通过本实施例提供的电力载波通信装置的耦合电路100，经初级线圈111耦合时，在次级线圈112观察到的时域波形如图2b所示，AB两相和BC两相上的输出信号幅度相同，AC两相上的输出信号幅度是AB或BC两相上信号幅度的2倍。因此，本实施例提供的电力载波通信装置的耦合电路100，在耦合发送载波信号时并不要求接收端一定要接某特定两相，而是接在AB，AC，BC任意两相上均可通信，正常工作，在现场施工时不必加以区分。

本实施例中，耦合电路具有三相，载波信号在AC相上传播时是差分信号，在AB相或BC相上传播时是单端信号。可以理解，B相仅作为参考地应用，所以B相不能复用，则耦合电路中AB相外接负载工作时，BC相和AC相无法工作，避免了BC相和AC相传输的信号对AB相信号的干扰。显然，耦合电路中任意两相外接负载工作时，其他相不会对工作的两相产生信号干扰，因此本实施例的耦合电路中AB相、BC相和AC相采用时分复用方法进行信号耦合。

可选的，次级线圈112的电感和第一电容120构成高通滤波器，高通滤波器用于滤除低频干扰。本实施例中，耦合线圈110中次级线圈112的电感和第一电容120可构成一个LC高通滤波器，该LC高通滤波器只允许高频的载波信号通过，滤掉低频信号的干扰，从而进一步提高电力载波通信装置所在设备的信噪比。其中，可根据实际的工作需求通过配置电容和电感参数，设置相应的截止频率，从而达到想要的滤波效果，对截止频率不作具体限制。

可选的，第一电容120的耐压超过1000V。为了可应用于高压环境下，所述第一电容120的耐压可超过1000V。第一电容120的耐压不做具体限制，可根据工作环境和实际需求相应地进行设置。例如第一电容为33nF且耐压1600V，则应用在耦合电路中时，第一电容和次级线圈112的电感构成的LC高通滤波器可以滤除工频50Hz以下的信号，提高信噪比。

可选的，电力载波通信装置应用于光伏系统中。本实施例中，耦合电路具有三相，分别为A相、B相和C相，不具备零线。应用在光伏系统中时，其设备无零线接口的情况下，在耦合发送载波信号时并不要求接收端一定要接某特定两相，而是接在AB，AC，BC任意两相上均可通信，正常工作，在现场施工时不必加以区分。因此，本实施例提供的电力载波通信装置可广泛应用于光伏系统。

可选的，所述AB相、所述AC相和所述BC相可通过时分复用方式进行信号耦合。耦合电路100中AB，AC，BC相可以通过时分复用的方法来进行信号耦合，即使用相同的频谱但使用不同的时间段的方法来进行信号耦合，比如把1秒分成3个相等的时间，时间单位1给AB用，时间单位2给BC用，时间单位3给AC用，以保证在某一相线工作时，上面只有一路的信号，三个耦合通道彼此之间互不干扰，使输出信号更加稳定。其中，对时分复用的具体分配方式不做限定。

本实施例提供的电力载波通信装置，通过将耦合电路中的三相相互关联连接，采用差分信号，设置线圈匝数比为1:2，使得输出信号中两路输出幅度不变，另一路输出幅度翻倍。本实施例中，耦合电路采用一个三接口线圈，替代了现有技术中的三个两接口线圈，在三接口线圈上接线时，可以接任意两接口进行信号传输，从而实现了接三相耦合电路中的任意两相即可正常工作的效果，提高了所在设备的信噪比，而且可以节约物料，降低信号传输的损耗。

实施例二

图3是本实用新型实施例二提供的电力载波通信装置的结构示意图，本实施例的电力线载波通信装置的耦合电路适用于三相电的使用环境，该装置可以由软件和/或硬件的方式来实现，并可集成于电力载波通信设备中。

如图3所示，本实施例提供的电力载波通信装置，包括：耦合电路；

所述耦合电路包括耦合线圈和3个第一电容，所述耦合线圈的初级线圈和次级线圈的线圈匝数比为1:2，所述次级线圈的第一端通过第一个所述第一电容与A相电连接，所述次级线圈的中间抽头通过第二个所述第一电容与B相电连接，所述次级线圈的第二端通过第三个所述第一电容与C相电连接。

该电力载波通信装置还包括载波输出模块200；所述载波输出模块200与所述初级线圈111电连接，用于向所述初级线圈111输出载波信号。

可选的，所述载波输出模块200包括载波输出单元210和功率放大器220；

所述载波输出单元210输出的载波信号经过所述功率放大器220放大后传输至所述初级线圈111。

输出单元210输出载波信号，并将载波信号传递给功率放大器220，功率放大器220将载波信号放大后传输给初级线圈111，经次级线圈112耦合后输出。由于本实施例提供的电力载波通信装置中的耦合电路100只有一个输入端即初级线圈111，所以只需一个载波输出模块200即可为整个耦合电路100提供载波信号，从而简化了整体结构和耦合过程，节约了能源，降低了功耗。

本实施例提供的电力载波通信装置，通过将载波输出模块与初级线圈电连接，将耦合电路中的三相相互关联，即采用一个信号输入端，由一个载波输出模块为整个耦合电路提供载波信号，不仅实现了接三相耦合电路中的任意两相即可正常工作的效果，提高了所在设备的信噪比，而且进一步简化了整体结构和耦合过程，节约了能源，降低了功耗。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种电力载波通信装置，其特征在于，包括：耦合电路；

所述耦合电路包括耦合线圈和3个第一电容，所述耦合线圈的初级线圈和次级线圈的线圈匝数比为1:2，所述次级线圈的第一端通过第一个所述第一电容与A相电连接，所述次级线圈的中间抽头通过第二个所述第一电容与B相电连接，所述次级线圈的第二端通过第三个所述第一电容与C相电连接。

2.根据权利要求1所述的电力载波通信装置，其特征在于，所述第一电容的耐压超过1000V。

3.根据权利要求1所述的电力载波通信装置，其特征在于，所述次级线圈的电感和所述第一电容构成高通滤波器，所述高通滤波器用于滤除低频干扰。

4.根据权利要求1所述的电力载波通信装置，其特征在于，所述B相作为参考地，AC相的信号为差分信号，AB相和BC相的信号幅度相同且相位相反，所述AB相的信号幅度等于所述差分信号的1/2。

5.根据权利要求4所述的电力载波通信装置，其特征在于，所述AB相、所述AC相和所述BC相通过时分复用方式进行信号耦合。

6.根据权利要求1所述的电力载波通信装置，其特征在于，所述电力载波通信装置应用于光伏系统中。

7.根据权利要求1所述的电力载波通信装置，其特征在于，还包括：载波输出模块；

所述载波输出模块与所述初级线圈电连接，用于向所述初级线圈输出载波信号。

8.根据权利要求7所述的电力载波通信装置，其特征在于，所述载波输出模块包括载波输出单元和功率放大器；

所述载波输出单元输出的载波信号经过所述功率放大器放大后传输至所述初级线圈。

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