WO2010072817A1 - Coupleur de bus numerique sur ligne de puissance a annulation de flux basse frequence - Google Patents
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- H04B2203/5483—Systems for power line communications using coupling circuits
Definitions
- the field of the invention is that of avionic equipment.
- the invention more specifically relates to avionic systems comprising a central controller and one or more remote peripheral equipment connected to the central controller via a power line.
- Avionics systems today include remote devices like sensors or actuators increasingly intelligent. These include critical flight control equipment, for example electric cylinders, which are not only controlled by the central controller but also able to develop reports for the central controller.
- a bidirectional communication channel between the central controller and a remote device is then necessary on the one hand for the central controller can transmit his orders and instructions to the remote device and on the other hand so that the device can trace his reports. to the central controller.
- the data exchanges are typically of the order of 10,000 samples per second, so that a bandwidth of the order of 100 kbits to 1 Mbits is necessary. It will be noted that the bandwidth requirements are more particularly high when the device forms with the central controller a control loop.
- FIG. 1 This solution is shown diagrammatically in FIG. 1, in which a central controller C is connected to one or more remote peripherals P I -P N via a shared line 3 for the power transmission of the controller C (having a power transmitter 1) to the remote peripherals P I -P N and the exchange of data between the central controller C and the remote devices P I -P N (the controller C and the peripherals being provided with transmission-reception means data 2).
- the power transmitter 1 (or, for a device, a power receiver, not shown in FIG.
- a low-pass filter 4 (capacitor C BF ) and series inductors arranged at the level of the low-pass filter to increase the impedance of the line 3
- the data transmission-reception means 2 are connected to the shared line 3 via a high-pass filter 6 (capacitor C HF ) and a data coupling transformer 7.
- an inductor 5 adapted to such a solution is an inductance of 160 ⁇ H having a volume of the order of
- a power / data coupler intended to be connected to a shared power line for the transmission of power at low frequency and the transmission of a digital signal.
- high-frequency data medium comprising a magnetic circuit in which in use the power generates a magnetic flux in the lower part of the spectrum and the digital signal generates a magnetic flux in the upper part of the spectrum, and means for generating in the magnetic circuit a low frequency magnetic flux, referred to as a demagnetizing flux, in the opposite direction to the magnetic flux generated by the power, characterized in that the magnetic circuit is constituted by a magnetic core surrounded by at least four windings, the windings comprising at least a first winding intended to to be connected to data transmission-reception means digital, a second and a third windings providing the coupling between the power portion and the digital portion intended to be connected on the one hand to a transmitter or a power receiver and on the other hand to the shared power line, and a
- the invention proposes a central controller device intended to be connected to one or more remote peripherals via a shared power line for the transmission of low frequency power from the central controller to the remote device and for the exchange of high frequency data between the central controller and the remote device, characterized in that it comprises a coupler according to the first aspect of the invention.
- the invention proposes a device forming a remote device intended to be connected to a central controller by via a shared power line for the transmission of low frequency power from the central controller to the remote device and for high frequency data exchange between the central controller and the remote device, characterized in that it comprises a coupler according to the first aspect of the invention.
- the invention proposes a system comprising a central controller device according to the second aspect of the invention, one or more remote device devices according to the third aspect of the invention, and a shared power line for transmission. low frequency power from the central controller to the at least one remote device and for high frequency data exchange between the central controller and the at least one remote device.
- FIG. 1 is a diagram showing a coupler proposed previously by the Applicant leading to a relatively large volume and mass for the low-pitch filtering part;
- FIG. 2 represents a possible embodiment of a coupler not forming part of the invention
- FIG. 3 represents a first variant of a preferred embodiment of the coupler according to the first aspect of the invention.
- - Figure 4 shows a system according to the fourth aspect of the invention having a central controller and a remote device according to a second variant of the preferred embodiment of the coupler according to the first aspect of the invention;
- FIG. 5 represents a possible embodiment of a servo control chain of the means for generating the demagnetizing flow;
- FIG. 6 represents a model of a transformer having a winding intended to be connected to data transmission / reception means;
- FIG. 7 represents a model of a transformer having two windings intended to be connected to data transmission / reception means, one of the windings being intended for the transmission of data while the other is intended for upon receipt of data according to the second variant of the second embodiment.
- the invention relates to a power / data coupler intended to be connected to a shared power line for the transmission of low frequency power from a central controller to one or more remote peripherals and the transmission of a digital signal. high frequency data between the controller and the device (s).
- the coupler comprises a magnetic circuit in which, in use, when the shared line carries power and data, the power generates a magnetic flux in the low part of the spectrum (0 to 100 kHz typically) and the digital signal generates a magnetic flux in the part high of the spectrum (1 to 10 MHz typically).
- the invention proposes generally to use on a coupling transformer a winding dedicated to the transmission of data and a second winding dedicated to receiving the data, the two windings being coupled to the same magnetic circuit.
- the invention also proposes to come superimposing in the magnetic circuit a flux coming to superpose in the magnetic circuit a flow identical, but opposite, the flow generated by the power. The resultant of these flows being then less, it is possible to reduce the size of the magnetic circuit.
- the coupler according to the invention comprises means for generating in the magnetic circuit a low frequency magnetic flux, said demagnetizing flux, in the opposite direction to the magnetic flux generated by the power. This has the effect of reducing the low frequency flow while the high frequency flux is not impaired. Insofar as the powers put into play by the data transmission are low (typically of the order of a hundred milliWatt), it is then possible to reduce the size of the magnetic circuit.
- the magnetic circuit of the solution shown in Figure 1 must be sized for the peak power, so as to be able to withstand the current peaks.
- the coupler according to the first aspect of the invention can be dimensioned for the average value of the current (the current peaks can in such a case be supported by the thermal inertia copper power windings).
- the ratio peak power / average power can be important, especially because of the startup currents of the engines of the devices connected to the line.
- the means for generating the demagnetizing flow comprise means 8 for measuring the current flowing on the line, a current generator 12 connected to the magnetic circuit 5, 15 so as to generate a low frequency flow opposite to the power flow and means 11 for controlling the current generator on the measurement of the current flowing on the line.
- the servocontrol means 11 of the current generator 12 comprise, for example, low-pass filtering means 25 interposed between the current measurement means 8 (the output signal of which is a voltage) and control loop of the current generator 12 on the signal from the current measurement, said loop comprising, on the direct chain, means for leveling the signal 21 (for example a PID corrector) and a voltage / current converter 22 whose output is connected to the current generator 12, and on the loopback loop, means 23 for measuring the current injected by the current generator 12 and gain correction means 24.
- the means for generating the demagnetizing flux are preferably configured to operate up to the switching frequencies of the power peripherals (around 100 kHz).
- the means 8 for measuring the current flowing on the line preferentially perform a measurement of the current in differential mode, for example via Hall effect probes.
- the magnetic circuit is that of the inductances 5 of the low-pass filtering means already discussed above with reference to FIG. 1, which are interposed between a transmitter (for the central controller) or a receiver (for a remote device) of power 1 and the shared power line 3.
- the current generator 12 is then connected to windings 10 for superimposing in the magnetic circuit inductances 5 a low frequency flow (demagnetizing flow) opposite the power flow.
- a low frequency flow demagnetizing flow
- FIG. 2 makes it possible to reduce the volume of the low-pass filtering part.
- the data coupling transformer 7 however remains necessary in the high-pass filtering part. According to the preferred embodiment shown in FIGS.
- the magnetic circuit is constituted by a magnetic core 15, for example made of ferrite, surrounded by at least four windings.
- the "data coupling transformer 7" component of FIG. 2 is eliminated, which makes it possible to further minimize congestion.
- the windings comprise:
- a second and a third winding 14a, 14b making the coupling between the power part and the digital part to be connected on the one hand to the power transmitter or receiver 1 and on the other hand to the shared power line 3
- a fourth winding 13 connected to the current generator 12 to be superimposed in the magnetic core 15 a low frequency flow opposite the power flow. This reduces the magnetic flux in the lower part of the spectrum, while the upper part of the spectrum is left free, uncompensated.
- two windings 16a, 16b intended to be connected to the digital data transmitting / receiving means 3 are provided, one of said windings being dedicated to the transmission of data while the another of said windings is dedicated to receiving data.
- a central controller C having a power transmitter 1 a (such as a 540 Vdc power supply) is connected to a remote device having a power receiver 1 b of the inverter type via the shared line 3.
- FIG. 6 shows a model of a transformer having a single winding intended to be connected to the data transmission / reception means.
- the transformer impeded by a pulsed current signal I sees at the terminals of its primary a primary voltage which contains both the data present on the line E 2 but also spurious pulses provided by a leakage inductance Lf Ulte (these pulses being linked to defects caused by the winding).
- the reading of the RF signal on the line is then tainted with these pulses which are of high amplitude and difficult to suppress.
- the solution consists in transmitting the pulses by a winding 16a and in reading the signal present on the line on a second winding 16b.
- FIG. 7 represents in this respect a model of a transformer having two windings intended to be connected to the data transmission / reception means, one of the windings 16a being intended for data transmission while the other 16b is for receiving data according to the variant of the second embodiment.
- the number of turns of the second and third windings 14a, 14b traversed by the current flowing on the line 3 and the number of turns of the fourth winding 13 crossed by the current from the current generator 12 are preferably such that these windings 13, 14a, 14b have the same magnetomotive force. It is possible in this way to use a current generator delivering a low amplitude current (as opposed to the currents of several tens of amperes circulating on the shared line 3), and therefore to minimize the size of such a generator. .
- the winding 13 connected to the current generator 12 may for example comprise between ten and a thousand turns more than the power windings 14a and 14b, the current flowing through the winding 13 then being between a few tens of milliamps to a few amps.
- the invention is not limited to a coupler according to its first aspect, but also extends to a central controller or to a remote device incorporating such a coupler, as well as to a system formed a central controller incorporating such a coupler, one or more remote devices each incorporating such a coupler and a shared power line for power transmission and digital data exchange.
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Abstract
L'invention concerne selon un premier aspect un coupleur puissance/données (20, 30) destiné à être relié à une ligne électrique (3) mutualisée pour la transmission de puissance en basse fréquence et la transmission d'un signal numérique de données en haute fréquence, comprenant un circuit magnétique (5, 15) dans lequel en utilisation la puissance génère un flux magnétique dans la partie basse du spectre et le signal numérique génère un flux magnétique dans la partie haute du spectre, et des moyens (8-13, 21 -25) pour générer dans le circuit magnétique un flux magnétique de basse fréquence, dit flux démagnétisant, de sens opposé au flux magnétique généré par la puissance, caractérisé en ce que le circuit magnétique est constitué par un noyau magnétique (15) entourés par moins quatre enroulements, les enroulements comprenant au moins un premier enroulement (16; 16a-16b) destiné à être relié à des moyens d'émission- réception de données numériques (2), un second et un troisième enroulements (14a, 14b) réalisant le couplage entre la partie puissance et la partie numérique destinés à être reliés d'une part à un émetteur (1a) ou un récepteur de puissance (1b) et d'autre part à la ligne électrique mutualisée (3), et un quatrième enroulement (13) relié aux moyens de génération du flux démagnétisant de telle manière à venir superposer dans le noyau magnétique (15) un flux opposé au flux de puissance.
Description
COUPLEUR DE BUS NUMERIQUE SUR LIGNE DE PUISSANCE A ANNULATION DE FLUX BASSE FREQUENCE
Le domaine de l'invention est celui des équipements avioniques. L'invention concerne plus précisément les systèmes avioniques comprenant un contrôleur central et un ou plusieurs équipements périphériques distants reliés au contrôleur central par l'intermédiaire d'une ligne électrique de puissance.
Les systèmes avioniques comprennent aujourd'hui des périphériques distants de type capteurs ou actionneurs de plus en plus intelligents. Il s'agit notamment d'équipements critiques de commande de vol, par exemple des vérins électriques, qui sont non seulement commandés par le contrôleur central mais également aptes à élaborer des rapports destinés au contrôleur central. Un canal de communication bidirectionnel entre le contrôleur central et un périphérique distant s'avère alors nécessaire d'une part pour que le contrôleur central puisse transmettre ses ordres et consignes au périphérique distant et d'autre part pour que le périphérique puisse faire remonter ses rapports au contrôleur central. Les échanges de données sont typiquement de l'ordre de 10 000 échantillons par seconde, de sorte qu'une bande passante de l'ordre de 100 kbits à 1 Mbits s'avère nécessaire. On relèvera que les besoins en termes de bande passante sont plus particulièrement élevés lorsque le périphérique forme avec le contrôleur central une boucle d'asservissement. On souhaite ainsi d'une part alimenter en puissance électrique un périphérique distant (typiquement plusieurs kW, sous des tensions élevées, typiquement 540 Vdc) et d'autre part assurer un canal de communication bidirectionnel avec un périphérique distant (jusqu'à 50m typiquement) avec un débit d'informations utiles de 1 Mbits/s. Dans l'objectif de réduire l'encombrement pour répondre aux contraintes d'intégration au sein d'un avion, il a été proposé par la
Demanderesse (voir notamment la demande de brevet FR 0856924 déposée le 13 octobre 2008), de regrouper sur un même support physique (ligne bifilaire de puissance) un signal numérique de débit 1 Mbps et une alimentation de puissance de quelques dizaines de kiloWatts. La mise en œuvre de filtrages passe-bas (pour la partie puissance) et passe-haut (pour la partie données) permet alors de séparer les signaux d'alimentation des signaux de données transitant sur la même ligne.
Cette solution est représentée schématiquement sur la figure 1 où un contrôleur central C est relié à un ou plusieurs périphériques distants PI-PN par l'intermédiaire d'une ligne 3 mutualisée pour la transmission de puissance du contrôleur C (disposant d'un émetteur de puissance 1 ) vers les périphériques distants PI-PN et l'échange de données entre le contrôleur central C et les périphériques distants PI-PN (le contrôleur C et les périphériques étant dotés de moyens d'émission-réception de données 2). L'émetteur de puissance 1 (ou, pour un périphérique, récepteur de puissance, non représenté sur la figure 1 ) est relié à la ligne mutualisée 3 par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas 4 (condensateur CBF) et d'inductances en série 5 agencées au niveau du filtre passe-bas pour venir augmenter l'impédance de la ligne 3, tandis que les moyens d'émission-réception de données 2 sont reliés à la ligne mutualisée 3 par l'intermédiaire d'un filtre passe-haut 6 (condensateur CHF) et d'un transformateur de couplage des données 7.
Cette solution conduit toutefois à un volume et une masse relativement importants pour la partie de filtrage passe-bas. En particulier, les circuits magnétiques des inductances 5 doivent être dimensionnés de manière à ne pas saturer. Or afin de supporter les pics de courant (de l'ordre de 100 A), il est nécessaire de les dimensionner pour la puissance crête. Mais la puissance de l'alimentation est telle que les circuits magnétiques doivent être très volumineux. A titre d'exemple, une inductance 5 adaptée à une telle solution est une inductance de 160 μH présentant un volume de l'ordre de
100*100*150 mm.
Cette solution n'est donc pas totalement satisfaisante du fait du circuit magnétique nécessairement volumineux pour en éviter la saturation sous l'action des forts courants véhiculés (en moyenne et en transitoire).
L'invention a pour objectif de pallier à cet inconvénient et propose à cet effet selon un premier aspect un coupleur puissance/données destiné à être relié à une ligne électrique mutualisée pour la transmission de puissance en basse fréquence et la transmission d'un signal numérique de données en haute fréquence, comprenant un circuit magnétique dans lequel en utilisation la puissance génère un flux magnétique dans la partie basse du spectre et le signal numérique génère un flux magnétique dans la partie haute du spectre, et des moyens pour générer dans le circuit magnétique un flux magnétique de basse fréquence, dit flux démagnétisant, de sens opposé au flux magnétique généré par la puissance, caractérisé en ce que le circuit magnétique est constitué par un noyau magnétique entourés par moins quatre enroulements, les enroulements comprenant au moins un premier enroulement destiné à être relié à des moyens d'émission-réception de données numériques, un second et un troisième enroulements réalisant le couplage entre la partie puissance et la partie numérique destinés à être reliés d'une part à un émetteur ou un récepteur de puissance et d'autre part à la ligne électrique mutualisée, et un quatrième enroulement relié aux moyens de génération du flux démagnétisant de telle manière à venir superposer dans le noyau magnétique un flux opposé au flux de puissance.
Selon un second aspect, l'invention propose un dispositif formant contrôleur central destiné à être relié à un ou plusieurs périphériques distants par l'intermédiaire d'une ligne électrique mutualisée pour la transmission de puissance en basse fréquence du contrôleur central vers le périphérique distant et pour l'échange de données en haute fréquence entre le contrôleur central et le périphérique distant, caractérisé en ce qu'il comporte un coupleur selon le premier aspect de l'invention. Selon un troisième aspect, l'invention propose un dispositif formant périphérique distant destiné à être relié à un contrôleur central par
l'intermédiaire d'une ligne électrique mutualisée pour la transmission de puissance en basse fréquence du contrôleur central vers le périphérique distant et pour l'échange de données en haute fréquence entre le contrôleur central et le périphérique distant, caractérisé en ce qu'il comporte un coupleur selon le premier aspect de l'invention.
Selon un quatrième aspect, l'invention propose un système comprenant un dispositif formant contrôleur central selon le second aspect de l'invention, un ou plusieurs dispositifs formant périphérique distant selon le troisième aspect de l'invention, et une ligne électrique mutualisée pour la transmission de puissance en basse fréquence du contrôleur central vers le ou les périphériques distants et pour l'échange de données en haute fréquence entre le contrôleur central et le ou les périphériques distants.
D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 , déjà discutée, est un schéma représentant un coupleur proposé antérieurement par la Demanderesse conduisant à un volume et à une masse relativement importants pour la partie filtrage basse- pas ;
- la figure 2, représente un mode de réalisation possible d'un coupleur ne faisant pas partie de l'invention ;
- la figure 3, représente une première variante d'un mode de réalisation préférentiel du coupleur selon le premier aspect de l'invention. - la figure 4, représente un système selon le quatrième aspect de l'invention disposant d'un contrôleur central et d'un périphérique distants conformes à une seconde variante du mode de réalisation préférentiel du coupleur selon le premier aspect de l'invention; - la figure 5 représente un mode de réalisation possible d'une chaîne d'asservissement des moyens de génération du flux démagnétisant ;
- la figure 6 représente un modèle d'un transformateur disposant d'un enroulement destiné à être relié à des moyens d'émission-réception de données ;
- la figure 7 représente un modèle d'un transformateur disposant de deux enroulements destinés à être relié à des moyens d'émission-réception de données, l'un des enroulements étant destiné à l'émission de données tandis que l'autre est destiné à la réception de données conformément à la seconde variante du second mode de réalisation. Selon un premier aspect, l'invention concerne un coupleur puissance/données destiné à être relié à une ligne électrique mutualisée pour la transmission de puissance en basse fréquence d'un contrôleur central vers un ou plusieurs périphériques distants et la transmission d'un signal numérique de données en haute fréquence entre le contrôleur et le ou les périphériques. Le coupleur comprend un circuit magnétique dans lequel en utilisation, lorsque la ligne mutualisée véhicule puissance et données, la puissance génère un flux magnétique dans la partie basse du spectre (0 à 100 kHz typiquement) et le signal numérique génère un flux magnétique dans la partie haute du spectre (1 à 10 MHz typiquement). L'invention propose d'une manière générale d'utiliser sur un transformateur de couplage un enroulement dédié à la transmission des données ainsi qu'un second enroulement dédié à la réception des données, les deux enroulements étant couplés au même circuit magnétique. L'invention propose également de venir superposer dans le circuit magnétique un flux de venir superposer dans le circuit magnétique un flux identique, mais opposé, au flux généré par la puissance. La résultante de ces flux étant alors moindre, il s'avère possible de diminuer la taille du circuit magnétique. On superpose plus précisément un flux de basse fréquence, de manière à ne pas venir perturber le flux engendré par la transmission des données.
Pour ce faire, le coupleur selon l'invention comporte des moyens pour générer dans le circuit magnétique un flux magnétique de basse fréquence, dit flux démagnétisant, de sens opposé au flux magnétique généré par la puissance. On vient de la sorte réduire le flux de basse fréquence, tandis que le flux de haute fréquence n'est pas altéré. Dans la mesure où les puissances mises en jeux par la transmission de données sont faibles (typiquement de l'ordre d'une centaine de milliWatt), il s'avère alors possible de réduire la taille du circuit magnétique.
On rappelle que le circuit magnétique de la solution représentée sur la figure 1 doit être dimensionné pour la puissance crête, de manière à pouvoir supporter les pics de courant. En réalisant une diminution du flux de puissance, le coupleur selon le premier aspect de l'invention peut quant à lui être dimensionné pour la valeur moyenne du courant (les pics de courant peuvent dans un tel cas de figure être supportés par l'inertie thermique du cuivre des enroulements de puissance). Or le ratio puissance crête/puissance moyenne peut être important, notamment du fait des courants de démarrage des moteurs des périphériques branchés sur la ligne.
En référence aux figures 2 et 3 illustrant respectivement un mode de réalisation ne faisant pas partie de l'invention et un mode de réalisation préférentiel de l'invention, les moyens de génération du flux démagnétisant comprennent des moyens 8 de mesure du courant circulant sur la ligne, un générateur de courant 12 relié au circuit magnétique 5, 15 de manière à y générer un flux de basse fréquence opposé au flux de puissance et des moyens 11 pour asservir le générateur de courant sur la mesure du courant circulant sur la ligne.
Comme représenté sur la figure 5, les moyens 11 d'asservissement du générateur de courant 12 comprennent par exemple des moyens de filtrage passe-bas 25 interposés entre les moyens 8 de mesure du courant (dont le signal de sortie est une tension) et une boucle d'asservissement du générateur de courant 12 sur le signal issu de la mesure de courant, ladite boucle comprenant, sur la chaîne directe, des moyens de mise à niveau du
signal 21 (par exemple un correcteur PID) et un convertisseur tension/courant 22 dont la sortie est reliée au générateur de courant 12, et sur la chaîne de rebouclage, des moyens de mesure 23 du courant injecté par le générateur de courant 12 et des moyens de correction du gain 24. On relèvera que les moyens de génération du flux démagnétisant sont préférentiellement configurés pour fonctionner jusqu'aux fréquences de découpage des périphériques de puissance (aux alentours de 100 kHz).
Par ailleurs, les moyens 8 de mesure du courant circulant sur la ligne réalisent préférentiellement une mesure du courant en mode différentiel, par exemple via des sondes à effet Hall.
Selon le mode de réalisation représenté par la figure 2, le circuit magnétique est celui des inductances 5 des moyens de filtrage passe-bas déjà discutés précédemment en regard de la figure 1 qui sont interposés entre un émetteur (pour le contrôleur central) ou un récepteur (pour un périphérique distant) de puissance 1 et la ligne électrique mutualisée 3.
Le générateur de courant 12 est alors relié à des enroulements 10 permettant de superposer dans le circuit magnétique des inductances 5 un flux basse fréquence (flux démagnétisant) opposé au flux de puissance. De telle manière on réduit le flux magnétique dans la partie basse du spectre, tandis que la partie haute du spectre est laissée libre, non compensée.
On relèvera que le mode de réalisation de la figure 2 permet bien de réduire le volume de la partie de filtrage passe-bas. Le transformateur de couplage des données 7 reste cependant nécessaire dans la partie de filtrage passe-haut. Selon le mode de réalisation préférentiel représenté sur les figures 3 et
4, le circuit magnétique est constitué par un noyau magnétique 15, par exemple en Ferrite, entourés par au moins quatre enroulements. Dans le cadre de ce mode de réalisation préférentiel, et comme cela apparaîtra de la description qui suit, le composant « transformateur de couplage de données 7 » de la figure 2 est supprimé, ce qui permet de minimiser encore plus l'encombrement.
Selon une première variante représentée sur la figure 3, les enroulements comprennent :
- un premier enroulement 16 destiné à être relié aux moyens d'émission - réception de données numériques 2, - un second et un troisième enroulements 14a, 14b réalisant le couplage entre la partie puissance et la partie numérique destinés à être reliés d'une part à l'émetteur ou récepteur de puissance 1 et d'autre part à la ligne électrique mutualisée 3,
- et un quatrième enroulement 13 relié au générateur de courant 12 pour venir superposer dans le noyau magnétique 15 un flux de basse fréquence opposé au flux de puissance. On vient ainsi réduire le flux magnétique dans la partie basse du spectre, tandis que la partie haute du spectre est laissée libre, non compensée.
Selon une seconde variante représentée sur la figure 4, on prévoit deux enroulements 16a, 16b destinés à être reliés aux moyens d'émission- réception de données numériques 3, l'un desdits enroulements étant consacré à l'émission de données tandis que l'autre desdits enroulements est consacré à la réception de données. Sur cette figure 4, un contrôleur central C disposant d'un émetteur de puissance 1 a (tel qu'une alimentation 540 Vdc) est relié à un périphérique distant disposant d'un récepteur de puissance 1 b de type onduleur par l'intermédiaire de la ligne mutualisée 3.
On a représenté sur la figure 6 un modèle d'un transformateur disposant d'un seul enroulement destiné à être relié aux moyens d'émission- réception de données. Le transformateur attaqué par un signal I de courant impulsionnel voit aux bornes de son primaire une tension Uprimaire qui contient à la fois les données présentes sur la ligne E2 mais également des impulsions parasites apportées par une inductance de fuite LfUlte (ces impulsions étant liées à des défauts apportés par le bobinage). La lecture du signal HF sur la ligne est alors entachée de ces impulsions qui sont de forte amplitude et difficiles à supprimer.
II est proposé dans le cadre de cette seconde variante une autre méthode pour lire les données véhiculées par la ligne 3. La solution consiste à transmettre les impulsions par un enroulement 16a et à lire le signal présent sur la ligne sur un second enroulement 16b. La figure 7 représente à cet égard un modèle d'un transformateur disposant de deux enroulements destinés à être relié aux moyens d'émission-réception de données, l'un des enroulements 16a étant destiné à l'émission de données tandis que l'autre 16b est destiné à la réception de données conformément à la variante du second mode de réalisation. En prévoyant plus précisément que le second enroulement 16b soit chargé sur une forte impédance, aucun courant ne circule dans sa branche (i2=0). La tension Usecondaire lue aux bornes du secondaire ne contient alors plus d'impulsions parasites dans la mesure où la tension ULfUιte2 aux bornes de l'inductance de fuite ULfUιte2 est nulle. Par ailleurs, revenant à la description générale du second mode de réalisation, le nombre de spires des second et troisième enroulements 14a, 14b traversés par le courant circulant sur la ligne 3 et le nombre de spires du quatrième enroulement 13 traversé par le courant issu du générateur de courant 12 sont préférentiellement tels que ces enroulements 13, 14a, 14b présentent une même force magnétomotrice. Il est de telle manière possible d'utiliser un générateur de courant délivrant un courant de faible amplitude (par opposition aux courants de plusieurs dizaines d'ampères circulant sur la ligne mutualisée 3), et par conséquent de minimiser la taille d'un tel générateur. L'enroulement 13 connecté au générateur de courant 12 peut par exemple comporter entre une dizaine et un millier de spires de plus que les enroulements de puissances 14a et 14b, le courant traversant l'enroulement 13 étant alors compris entre quelques dizaines de milliampères à quelques Ampères.
On relèvera que l'invention n'est pas limitée à un coupleur selon son premier aspect, mais s'étend également à un contrôleur central ou à un périphérique distant incorporant un tel coupleur, ainsi qu'à un système formé
d'un contrôleur central incorporant un tel coupleur, d'un ou plusieurs périphériques distants incorporant chacun un tel coupleur et d'une ligne électrique mutualisée pour la transmission de puissance et l'échange de données numériques.
Claims
1. Coupleur puissance/données (20, 30) destiné à être relié à une ligne électrique (3) mutualisée pour la transmission de puissance en basse fréquence et la transmission d'un signal numérique de données en haute fréquence, comprenant un circuit magnétique (5, 15) dans lequel en utilisation la puissance génère un flux magnétique dans la partie basse du spectre et le signal numérique génère un flux magnétique dans la partie haute du spectre, et des moyens (8-13, 21 -25) pour générer dans le circuit magnétique un flux magnétique de basse fréquence, dit flux démagnétisant, de sens opposé au flux magnétique généré par la puissance, caractérisé en ce que le circuit magnétique est constitué par un noyau magnétique (15) entourés par moins quatre enroulements, les enroulements comprenant au moins un premier enroulement (16 ; 16a-16b) destiné à être relié à des moyens d'émission-réception de données numériques (2), un second et un troisième enroulements (14a, 14b) réalisant le couplage entre la partie puissance et la partie numérique destinés à être reliés d'une part à un émetteur (1a) ou un récepteur de puissance (1 b) et d'autre part à la ligne électrique mutualisée (3), et un quatrième enroulement (13) relié aux moyens de génération du flux démagnétisant de telle manière à venir superposer dans le noyau magnétique (15) un flux opposé au flux de puissance.
2. Coupleur selon la revendication 1 , dans lequel les moyens pour générer le flux démagnétisant comprennent des moyens (8) de mesure du courant circulant sur la ligne (3), un générateur de courant (12) relié au circuit magnétique (5, 15) de manière à y générer un flux de basse fréquence opposé au flux de puissance et des moyens (11 ) pour asservir le générateur de courant sur la mesure du courant circulant sur la ligne.
3. Coupleur selon la revendication 2, dans lequel les moyens de mesure du courant circulant sur la ligne réalisent une mesure du courant en mode différentiel.
5 4. Coupleur selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le circuit magnétique (5, 15) est dimensionné pour la valeur moyenne du courant circulant sur la ligne (3).
5. Coupleur selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le nombre de0 spires des second et troisième enroulements (14a, 14b) traversés par le courant circulant sur la ligne et le nombre de spires du quatrième enroulement (13) traversé par le courant généré par les moyens de génération du flux démagnétisant sont tels que ces enroulements (13, 14a, 14b) présentent une même force magnétomotrice. 5
6. Coupleur selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant deux enroulements (16a, 16b) destinés à être reliés aux moyens d'émission- réception de données numériques (3), l'un desdits enroulements étant consacré à l'émission de données tandis que l'autre desdits enroulements o est consacré à la réception de données.
7. Dispositif formant contrôleur central destiné à être relié à un ou plusieurs périphériques distants par l'intermédiaire d'une ligne électrique mutualisée (3) pour la transmission de puissance en basse fréquence du contrôleur 5 central vers le périphérique distant et pour l'échange de données en haute fréquence entre le contrôleur central et le périphérique distant, caractérisé en ce qu'il comporte un coupleur (20, 30) selon l'une des revendications 1 à 6.
8. Dispositif formant périphérique distant destiné à être relié à un contrôleur 0 central par l'intermédiaire d'une ligne électrique mutualisée pour la transmission de puissance en basse fréquence du contrôleur central vers le périphérique distant et pour l'échange de données en haute fréquence entre le contrôleur central et le périphérique distant, caractérisé en ce qu'il comporte un coupleur (20, 30) selon l'une des revendications 1 à 6.
9. Système comprenant un dispositif formant contrôleur central (C) selon la revendication 7, un ou plusieurs dispositifs formant périphérique distant (P1- PN) selon la revendication 8, et une ligne électrique mutualisée (3) pour la transmission de puissance en basse fréquence du contrôleur central vers le ou les périphériques distants et pour l'échange de données en haute fréquence entre le contrôleur central et le ou les périphériques distants.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3012252A1 (fr) * | 2013-10-18 | 2015-04-24 | Hispano Suiza Sa | Dispositif d'inductance |
| CN112578175A (zh) * | 2019-09-30 | 2021-03-30 | 太阳能安吉科技有限公司 | 用于电力线通信的磁通量抵消 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2661793A1 (fr) * | 1990-05-02 | 1991-11-08 | Aries Sa Groupe | Systeme de transmission de donnees entre un frontal et des terminaux. |
| EP0463341A1 (fr) * | 1990-06-22 | 1992-01-02 | British Aerospace Public Limited Company | Système de transmission numérique avec transmission de l'alimentation simultanée sur une seule ligne |
| EP1513267A1 (fr) * | 2002-06-12 | 2005-03-09 | Diseno de Sistemas en Silicio S.A. | Procede et dispositif de compensation de champ magnetique de basse frequence dans une unite de couplage de signal inductive |
-
2008
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-
2009
- 2009-12-23 WO PCT/EP2009/067864 patent/WO2010072817A1/fr not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2661793A1 (fr) * | 1990-05-02 | 1991-11-08 | Aries Sa Groupe | Systeme de transmission de donnees entre un frontal et des terminaux. |
| EP0463341A1 (fr) * | 1990-06-22 | 1992-01-02 | British Aerospace Public Limited Company | Système de transmission numérique avec transmission de l'alimentation simultanée sur une seule ligne |
| EP1513267A1 (fr) * | 2002-06-12 | 2005-03-09 | Diseno de Sistemas en Silicio S.A. | Procede et dispositif de compensation de champ magnetique de basse frequence dans une unite de couplage de signal inductive |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3012252A1 (fr) * | 2013-10-18 | 2015-04-24 | Hispano Suiza Sa | Dispositif d'inductance |
| CN112578175A (zh) * | 2019-09-30 | 2021-03-30 | 太阳能安吉科技有限公司 | 用于电力线通信的磁通量抵消 |
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