ES2617538T3 - Transformador para comunicación por línea de alimentación - Google Patents

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ES2617538T3
ES2617538T3 ES14188391.8T ES14188391T ES2617538T3 ES 2617538 T3 ES2617538 T3 ES 2617538T3 ES 14188391 T ES14188391 T ES 14188391T ES 2617538 T3 ES2617538 T3 ES 2617538T3
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Chang Sung You
Seong Joon Lee
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Abstract

Transformador para comunicación por línea de alimentación configurado para recibir una tensión de entrada que comprende una señal eléctrica y una señal de datos, comprendiendo el transformador: una unidad de transformación (10) configurada para transformar entre una tensión primaria alta y una tensión secundaria baja; una unidad de separación (40) configurada para separar una señal de datos de la tensión primaria alta; y una unidad de acoplamiento (50) configurada para acoplar la señal de datos con la tensión secundaria baja, caracterizado porque el transformador comprende además un primer filtro (20) configurado para filtrar la señal de datos de la tensión primaria alta y para proporcionar sólo la señal eléctrica a la unidad de transformación (10) y un segundo filtro (30) configurado para filtrar una señal combinada de los datos proporcionados desde la unidad de acoplamiento (50) y la tensión secundaria y para emitir la señal combinada a la unidad de transformación (10).

Description

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DESCRIPCION
Transformador para comunicacion por lmea de alimentacion Antecedentes de la divulgacion
1. Campo de la divulgacion
Esta divulgacion se refiere a la comunicacion por lmea de alimentacion, y mas particularmente, a un transformador para comunicacion por lmea de alimentacion.
2. Antecedentes de la divulgacion
Generalmente, comunicacion por lmea de alimentacion (abreviada a continuacion como PLC (power line communication) en el presente documento) significa un metodo de comunicacion que usa una lmea de alimentacion para suministrar energfa electrica como medio de comunicacion.
Una senal de lmea de alimentacion se atenua en aproximadamente 40 dB mientras pasa a traves de un transformador dispuesto en un poste de energfa electrica. Esto puede provocar una dificultad en el uso de comunicacion por lmea de alimentacion en un extremo frontal del transformador y un extremo posterior del transformador.
La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra una configuracion de un transformador para comunicacion por lmea de alimentacion segun la tecnica convencional.
Una vez que se aplica una tension primaria alta al transformador 100, la tension primaria alta se convierte en una tension secundaria baja mediante una unidad de transformacion 110. Entonces, la tension secundaria baja se aplica a un modulo de PLC 120, de modo que puedan extraerse los datos de la tension secundaria.
Sin embargo, tal como se ha mencionado, la atenuacion de la tension en aproximadamente 40 dB se produce mientras se convierte una tension mediante la unidad de transformacion 110. Esto puede provocar atenuacion de datos, dando como resultado dificultad al realizar la comunicacion.
En un sistema de lectura de medidor automatica (abreviada a continuacion como AMR (automatic meter reading) en el presente documento) que usa comunicacion por lmea de alimentacion, se monta adicionalmente una unidad de concentracion de datos (abreviada a continuacion como DCU (data concentration unit) en el presente documento) en un extremo inferior del transformador. Esto puede requerir una lmea de comunicacion adicional para una comunicacion por lmea principal entre la DCU y el transformador. Por tanto, puede aumentar el coste de fabricacion.
El documento WO 2012/005492 A2 da a conocer un aparato de radiodifusion de informacion de tiempo que usa una lmea de alimentacion y un metodo del mismo.
El documento EP 1 603 249 A1 da a conocer un dispositivo de desviacion de alta frecuencia para evitar un dispositivo de interrupcion de comunicacion que se encuentra en el medio de dos cables electricos.
El documento US 2004/135676 A1 da a conocer un sistema para hacer funcionar un sistema de comunicaciones por lmea de alimentacion que esta compuesto por una pluralidad de elementos de red.
Sumario de la divulgacion
Por tanto, un objeto de la invencion es proporcionar un transformador para comunicacion por lmea de alimentacion, capaz de realizar una comunicacion por lmea de alimentacion sin estar influenciado por atenuacion de la tension debida a conversion de tension.
Otro objeto de la invencion es proporcionar un transformador que incorpore una DCU, capaz de no requerir ningun cable adicional entre el transformador y la DCU.
La invencion esta definida por la reivindicacion independiente. Las reivindicaciones dependientes definen realizaciones ventajosas.
Para lograr esta y otras ventajas y segun el objeto de esta divulgacion, se proporciona un transformador para comunicacion por lmea de alimentacion, que comprende:
una unidad de transformacion configurada para convertir una tension primaria alta en una tension secundaria baja, o convertir una tension secundaria baja en una tension primaria alta;
una unidad de separacion configurada para separar una senal de datos de una entrada de tension primaria de la misma; y
una unidad de acoplamiento configurada para acoplar la senal de datos con la tension secundaria baja.
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Para lograr el otro objeto de esta divulgacion, se proporciona un transformador para comunicacion por lmea de alimentacion, que comprende:
una unidad de transformacion configurada para convertir una tension primaria alta en una tension secundaria baja, o convertir una tension secundaria baja en una tension primaria alta;
una unidad de separacion configurada para separar una senal de datos de una entrada de tension primaria de la misma;
una unidad de acoplamiento configurada para acoplar la senal de datos con la tension secundaria baja;
un primer modem configurado para recibir la senal de datos de la unidad de separacion, y para transmitir la senal de datos a traves de comunicacion por lmea principal; y
un segundo modem configurado para recibir datos de lectura de medidor a traves de comunicacion, y para proporcionar los datos de lectura de medidor a la unidad de acoplamiento.
Segun un aspecto de la presente invencion, el transformador para comunicacion por lmea de alimentacion puede ademas un primer filtro configurado para filtrar una senal electrica de una entrada de tension primaria de la misma, y para proporcionar solo la senal electrica a la unidad de transformacion.
Segun otro aspecto de la presente invencion, el transformador para comunicacion por lmea de alimentacion puede comprender ademas una unidad amplificadora configurada para amplificar una senal de datos separada mediante la unidad de separacion.
Segun todavfa otro aspecto de la presente invencion, la unidad de separacion puede estar configurada como extremo frontal analogico de tension alta.
Segun todavfa otro aspecto de la presente invencion, la unidad de acoplamiento puede estar configurada como extremo frontal analogico de tension baja.
Segun todavfa otro aspecto de la presente invencion, el transformador para comunicacion por lmea de alimentacion puede incluir ademas un segundo filtro configurado para filtrar una senal combinada de los datos proporcionados desde la unidad de acoplamiento y la tension secundaria, y para emitir la senal combinada a la unidad de transformacion.
El alcance adicional de aplicabilidad de la presente solicitud resultara mas evidente a partir de la descripcion detallada facilitada a continuacion en el presente documento. Sin embargo, debe entenderse que la descripcion detallada y los ejemplos espedficos, aunque indican realizaciones preferidas de la divulgacion, se facilitan solamente a modo de ilustracion, ya que diversos cambios y modificaciones dentro del espmtu y alcance de la divulgacion resultaran evidentes para los expertos en la tecnica a partir de la descripcion detallada.
Breve descripcion de los dibujos
Los dibujos adjuntos, que se incluyen para proporcionar un entendimiento adicional de la divulgacion y estan incorporados en y constituyen una parte de esta divulgacion, ilustran realizaciones a modo de ejemplo y junto con la descripcion sirven para explicar los principios de la divulgacion.
En los dibujos:
la figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra una configuracion de un transformador para comunicacion por lmea de alimentacion segun la tecnica convencional;
la figura 2 es un diagrama de bloques que ilustra una configuracion de un transformador para comunicacion por lmea de alimentacion segun una realizacion de la presente invencion;
la figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra una configuracion de un transformador para comunicacion por lmea de alimentacion segun otra realizacion de la presente invencion; y
la figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra una configuracion de un sistema de comunicacion por lmea de alimentacion que incluye un transformador para comunicacion por lmea de alimentacion segun la presente invencion.
Descripcion detallada de la divulgacion
Ahora, se facilitara una descripcion en detalle de configuraciones preferidas de terminales moviles segun la presente invencion, con relacion a los dibujos adjuntos.
Se explicara una realizacion preferida de la presente invencion con mas detalle con relacion a los dibujos adjuntos.
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La figura 2 es un diagrama de bloques que ilustra una configuracion de un transformador para comunicacion por lmea de alimentacion segun una realizacion de la presente invencion.
Tal como se muestra, el transformador 1 para comunicacion por lmea de alimentacion segun una realizacion de la presente invencion comprende una unidad de transformacion 10, un primer filtro 20, un segundo filtro 30, un extremo frontal analogico de tension alta (abreviado a continuacion como HV-AFE (high voltage-analog front end) en el presente documento) 40, un extremo frontal analogico de tension baja (abreviado a continuacion como LV-AFE (low voltage-analog front end) en el presente documento) 50 y una unidad amplificadora 60.
El primer filtro 20 esta configurado para filtrar datos de una tension primaria de entrada, y para proporcionar solo una componente de energfa electrica a la unidad de transformacion 10.
La unidad de transformacion 10 puede convertir una tension primaria alta en una tension secundaria baja.
El segundo filtro 30 puede volver a filtrar la tension secundaria que ha pasado a traves de la unidad de transformacion 10, emitiendo de este modo una tension secundaria final.
La unidad de transformacion 10 puede convertir una tension primaria alta en una tension secundaria baja, o puede convertir una tension secundaria baja en una tension primaria alta.
El HV-AFE 40, una unidad de separacion, esta conectado a una lmea de tension alta, interrumpiendo de este modo una tension de lmea suministrada desde la lmea de tension alta y extrayendo solamente datos.
El LV-AFE 50, una unidad de acoplamiento, esta conectado a una lmea de tension baja, acoplando de este modo una tension de lmea con datos.
La unidad amplificadora 60 esta configurada para amplificar una senal de datos extrafda de HV-AFE 40.
Una vez que se aplica una senal para comunicacion por lmea de alimentacion al transformador 1, una tension primaria alta se filtra mediante el primer filtro 20. Por tanto, solo se convierte una senal electrica en una tension secundaria baja mediante la unidad de transformacion 10. Los datos de la tension primaria alta pueden separarse de una tension de lmea a traves del HV-AFE 40, de modo que solo una senal de banda base puede amplificarse mediante la unidad amplificadora 60.
Una senal de datos aplicada desde la unidad amplificadora 60 puede estar acoplada a una tension de lmea baja a traves del LV-AFE 50. Entonces, la senal de datos puede convertirse en una tension primaria alta a traves de la unidad de transformacion 10 y puede aplicarse a una lmea de alimentacion externa.
En la presente invencion, una senal de comunicacion aplicada al transformador 1 no pasa directamente a traves de la unidad de transformacion 10. Esto puede permitir la transmision de una senal de transformador sin atenuacion de senal de comunicacion por lmea de alimentacion.
Se explicara un transformador para comunicacion por lmea de alimentacion segun otra realizacion de la presente invencion con relacion a la figura 3.
Tal como se muestra en la figura 3, el transformador 1 para comunicacion por lmea de alimentacion segun otra realizacion de la presente invencion incluye un primer filtro 20, un segundo filtro 30, un extremo frontal analogico de tension alta (abreviado a continuacion como HV-AFE en el presente documento) 40, un extremo frontal analogico de tension baja (abreviado a continuacion como LV-AFE en el presente documento) 50, un modem para comunicacion por lmea principal 70, un modem para lectura de medidor 80, una unidad de monitorizacion 90, un controlador 100, una interfaz Ethernet 110 y un modulo de comunicacion con cables y sin cables 120. El modem para comunicacion por lmea principal 70, el modem para lectura de medidor 80, la unidad de monitorizacion 90, el controlador 100, la interfaz Ethernet 110 y el modulo de comunicacion con cables y sin cables 120 son componentes para realizar una funcion de DCU.
El primer filtro 20 esta configurado para filtrar datos de una tension primaria de entrada, y para proporcionar solo una componente de energfa electrica a la unidad de transformacion 10. La unidad de transformacion 10 puede convertir una tension primaria alta en una tension secundaria baja.
El segundo filtro 30 puede volver a filtrar la tension secundaria que ha pasado a traves de la unidad de transformacion 10, emitiendo de este modo una tension secundaria final.
La unidad de transformacion 10 puede convertir una tension primaria alta en una tension secundaria baja, o puede convertir una tension secundaria baja en una tension primaria alta.
El HV-AFE 40 esta conectado a una lmea de tension alta, interrumpiendo de este modo una tension de lmea suministrada desde la lmea de tension alta y extrayendo solamente datos. El LV-AFE 50 esta conectado a una lmea de tension baja, acoplando de este modo una tension de lmea con datos.
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La unidad de monitorizacion 90 puede estar configurada para monitorizar el transformador 1 bajo control del controlador 90.
El modem para comunicacion por lmea principal (70) puede recibir datos del HV-AFE 40, y entonces, puede transmitir los datos al controlador 100. El controlador 100 puede transmitir datos al modem para lectura de medidor 80 a traves de comunicacion por lmea de alimentacion, y puede acoplar los datos con una tension secundaria a traves del LV-AFE 50.
Una vez que se aplica una senal para comunicacion por lmea de alimentacion al transformador 1, una tension primaria alta se filtra mediante el primer filtro 20. Por tanto, solo se convierte una senal electrica en una tension secundaria baja mediante la unidad de transformacion 10. Los datos de la tension primaria alta pueden separarse de una tension de lmea a traves del HV-AFE 40, de modo que solo una senal de banda base puede aplicarse al modem para comunicacion por lmea principal (70).
Una senal de datos aplicada al modem para lectura de medidor 80 mediante el controlador 100 puede estar acoplada a una tension de lmea baja a traves del LV-AFE 50. Entonces, la senal de datos puede convertirse en una tension primaria alta a traves de la unidad de transformacion 10, y puede aplicarse a la lmea de alimentacion externa.
El controlador 100 puede estar conectado a la interfaz Ethernet 110 y el modulo de comunicacion con cables y sin cables 120 a traves de un bus de dispositivo periferico, transmitiendo y recibiendo datos de este modo.
En la presente invencion, una senal de comunicacion aplicada al transformador 1 no pasa directamente a traves de la unidad de transformacion 10. Esto puede permitir la transmision de una senal de transformador sin atenuacion de senal de comunicacion por lmea de alimentacion. Ademas, los datos para lectura de medidor automatica (puede abreviarse como AMR) se transmiten/reciben directamente en el transformador. Por tanto, no se requiere un cable entre el transformador y una DCU, y puede reducirse el hardware.
Se explicara una configuracion de sistema de comunicacion por lmea de alimentacion que incluye el transformador para comunicacion por lmea de alimentacion segun la presente invencion con relacion a la figura 4.
Tal como se muestra en la figura 4, los transformadores 1 estan dispuestos en postes electricos 4 conectados entre sf mediante las lmeas de alimentacion 3, y estan conectados a lugares de consumo de energfa (hogares) que distan varios metros de los mismos. En este caso, el hardware instalado en los postes electricos 4 es simplemente los transformadores 1. Ya que el transformador 1 esta dotado de una DCU en el mismo, pueden reducirse los derroches de hardware.
Como las presentes caractensticas pueden realizarse en varias formas sin apartarse de las caractensticas de las mismas, tambien debe entenderse que las realizaciones descritas anteriormente no estan limitadas por ninguno de los detalles de la descripcion anterior, a menos que se especifique lo contrario, sino que deben interpretarse ampliamente dentro de su alcance tal como se define en las reivindicaciones adjuntas, y por tanto todos los cambios y modificaciones que estan dentro de las medidas y lfmites de las reivindicaciones, o equivalentes de tales medidas y lfmites por tanto estan destinados a estar abarcados por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (4)

  1. 10
  2. 2.
    15
  3. 3.
  4. 4.
    20 5.
    25 6.
    REIVINDICACIONES
    Transformador para comunicacion por lmea de alimentacion configurado para recibir una tension de entrada que comprende una senal electrica y una senal de datos, comprendiendo el transformador:
    una unidad de transformacion (10) configurada para transformer entre una tension primaria alta y una tension secundaria baja;
    una unidad de separacion (40) configurada para separar una senal de datos de la tension primaria alta; y una unidad de acoplamiento (50) configurada para acoplar la senal de datos con la tension secundaria baja, caracterizado porque el transformador comprende ademas
    un primer filtro (20) configurado para filtrar la senal de datos de la tension primaria alta y para proporcionar solo la senal electrica a la unidad de transformacion (10) y
    un segundo filtro (30) configurado para filtrar una senal combinada de los datos proporcionados desde la unidad de acoplamiento (50) y la tension secundaria y para emitir la senal combinada a la unidad de transformacion (10).
    Transformador segun la reivindicacion 1, que comprende ademas una unidad amplificadora (60) configurada para amplificar una senal de datos separada mediante la unidad de separacion (40).
    Transformador segun la reivindicacion 1, en el que la unidad de separacion (40) esta configurada como extremo frontal analogico de tension alta.
    Transformador segun la reivindicacion 1, en el que la unidad de acoplamiento (50) esta configurada como extremo frontal analogico de tension baja.
    Transformador segun la reivindicacion 1, que comprende ademas:
    un primer modem (70) configurado para recibir la senal de datos de la unidad de separacion (40), y para transmitir la senal de datos a traves de comunicacion por lmea principal; y
    un segundo modem (80) configurado para recibir datos de lectura de medidor a traves de comunicacion, y para proporcionar los datos de lectura de medidor a la unidad de acoplamiento (50).
    Transformador segun la reivindicacion 5, que comprende ademas un controlador (100) configurado para controlar la transmision y recepcion de datos del primer modem (70) y el segundo modem (80) a traves de un bus externo.
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