Система связи по линии электропитания

Номер патента: 10988

Опубликовано: 30.12.2008

Автор: Церн Йехуда

Есть еще 1 страница.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Система связи по линии электропитания, содержащая

порт ввода мощности переменного тока для соединения с линией электропитания переменного тока;

порт вывода мощности переменного тока для обеспечения питания системы от указанной линии электропитания переменного тока;

схему подавления скачков напряжения переменного тока, ограничивающую напряжение в указанном порту вывода мощности переменного тока;

порт передачи данных;

емкостной элемент связи для передачи сигнала данных между указанным портом ввода мощности переменного тока и указанным портом передачи данных; и

схему подавления бросков напряжения порта передачи данных, ограничивающую напряжение в указанном порту передачи данных.

2. Система по п.1, в которой указанная линия электропитания переменного тока включает множество фазовых проводов питания, и в которой указанный порт ввода мощности переменного тока служит для соединения с указанным множеством фазовых проводов питания.

3. Система по п.2, в которой указанный емкостной элемент связи служит для передачи сигналов данных между указанным портом передачи данных и больше чем одним из указанного множества фазовых проводов питания.

4. Система по п.3, в которой указанный емкостной элемент связи соединяет первый сигнал данных, имеющий первую фазу с первым из указанного множества фазовых проводов питания, и в которой указанный емкостной элемент связи соединяет второй сигнал данных, имеющий вторую фазу со вторым из указанного множества фазовых проводов питания.

5. Система по п.1, дополнительно содержащая индуктивный дроссель, который изолирует указанную схему подавления скачка напряжения переменного тока от указанного порта ввода мощности переменного тока, в которой указанный индуктивный дроссель имеет высокое полное сопротивление на частоте указанного сигнала данных.

6. Система по п.5, в которой указанный индуктивный дроссель выполнен в виде множества дросселей, соединенных последовательно с указанным портом ввода мощности переменного тока.

7. Система по п.5, дополнительно содержащая

плавкий предохранитель для защиты указанного порта вывода мощности переменного тока,

в которой указанная схема подавления скачка напряжения переменного тока включает разрядник бросков напряжения малой емкости, имеющий (а) первую клемму, соединенную с клеммой указанного индуктивного дросселя, расположенного рядом с указанным портом ввода мощности переменного тока, и (b) вторую клемму, соединенную с клеммой указанного индуктивного дросселя, расположенного рядом с указанным портом выходной мощности переменного тока.

8. Система по п.5, в которой указанная схема подавления скачка напряжения переменного тока включает разрядник бросков напряжения, включенный параллельно указанному индуктивному дросселю.

9. Система по п.8, в которой указанный разрядник бросков напряжения включает газоразрядную трубку.

10. Система по п.1, дополнительно содержащая фильтр нижних частот, включенный последовательно с указанным портом выходной мощности переменного тока.

11. Система по п.1, в которой указанная схема подавления скачка напряжения переменного тока включает разрядник бросков напряжения, включенный между указанным портом выходной мощности переменного тока и заземлением.

12. Система по п.1, в которой указанная схема подавления бросков напряжения порта передачи данных включает газоразрядную трубку и разрядник типа лавинного диода.

13. Система по п.1, дополнительно содержащая

резистор, который снимает напряжение с указанного порта ввода мощности переменного тока; конвертер, который преобразует указанное снятое напряжение в напряжение постоянного тока, и оптрон, который получает указанное напряжение постоянного тока и обеспечивает подачу сигнала к логическому выходу.

14. Система по п.1, дополнительно содержащая

первый плавкий предохранитель, имеющий первый режим по току и включенный последовательно с указанным портом ввода мощности переменного тока; и

второй плавкий предохранитель, имеющий второй режим по току и включенный последовательно с указанным портом выходной мощности переменного тока,

в которой указанные первый и второй режимы по току отличаются друг от друга.

15. Система по п.1, в которой указанный порт ввода мощности переменного тока представляет собой первый порт мощности переменного тока, а указанная линия электропитания переменного тока представляет собой первую линию электропитания переменного тока, и в которой указанная система дополнительно включает второй порт ввода мощности переменного тока для подключения ко второй линии электропитания переменного тока.

16. Система по п.15, в которой указанная вторая линия электропитания переменного тока включает множество фазовых проводов питания и в которой указанный второй порт ввода мощности переменного тока служит для соединения с указанным множеством фазовых проводов питания.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

010988 1. Область техники Настоящее изобретение относится к связи по линии электропитания и, более конкретно, к системе,которая обеспечивает интерфейс между линией электропитания и устройством связи, таким как модем. 2. Описание прототипов Связь по линиям электропередачи (PLC), также известная как широкополосная сеть по линии электропитания (BPL), является технологией, которая охватывает передачу данных на высоких частотах через линии электропитания, т.е. провода, используемые для передачи силового тока. Силовой ток, как правило, передается по линиям электропередачи на частоте порядка 50-60 Гц. В низковольтных линиях силовой ток имеет напряжение в пределах 90-600 В. Связь по системе BPL может быть также осуществлена по линиям электропитания среднего напряжения, работающим в диапазоне от 1000 до 35000 В. Частота сигналов данных превышает или равна приблизительно 1 МГц, и напряжение сигнала данных лежит в диапазоне от доли вольта до нескольких десятков вольт. При передаче данных могут быть использованы различные схемы модуляции, такие как амплитудная модуляция, частотная модуляция, импульсная модуляция или широкополосная модуляция. Модем, используемый как часть сети PLC, может получить электропитание от линии электропитания низкого напряжения. Клеммы электропитания на модеме могут также использоваться для передачи и приема сигналов PLC. Модем PLC может быть включен в узел связи, который установлен на несущей опоре воздушной линии и получающий питание от этой линии. Грозовые разряды и другие переходные процессы на таких линиях могут иметь амплитуды, превышающие напряжение низковольтных линий электропитания. Следовательно, схема подвода мощности узла питания должна быть защищена от перенапряжений переходного процесса, например порядка 6000 В. Компоненты защиты от перенапряжений часто представляют собой элементы шунта, имеющего существенную емкость, которая служит цепью короткого замыкания высокочастотных сигналов данных,поступающих в узел связи или выходящих из него по линии электропитания. Схема подводимой мощности должна также обеспечивать низкие потери сигнала данных высокой частоты и адекватную защиту от бросков напряжения для всех портов ввода мощности и портов передачи данных. Еще одно требование для узлов воздушной линии связи состоит в обеспечении дистанционного диагноза повреждений, включая потерю входной мощности или сгорание плавкого предохранителя. Клеммы подводимой мощности узла также служат клеммами датчика при этих условиях, и они получают основной удар переходных процессов в виде бросков напряжения. Для узлов связи, у которых есть резервная батарея электропитания, информация от датчика может быть передана на центральный пункт управления, из которого может быть послан обслуживающий персонал для устранения повреждения. Узел связи, в основном, требует только подключения провода фазы и нейтрального провода для питания узла. Однако у воздушных линий электропитания часто имеются две или три фазы, и полезно управлять всеми этими фазами по сигналам PLC. Управление всеми фазовыми линиями с помощью только одного сигнала PLC может увеличить электромагнитное излучение с этих линий. В таких случаях предпочтительно управлять различными проводами фазы сигналами PLC взаимно противоположных фаз, чтобы снизить электромагнитное излучение. Есть необходимость в создании схемы интерфейса линии электропитания для модема PLC, который отвечал бы вышеупомянутым требованиям. Краткое содержаеие изобретения Изобретение включает систему, которая содержит порт ввода мощности переменного тока для соединения с линией электропитания переменного тока, порт вывода мощности переменного тока, чтобы обеспечить электропитание от линии электропитания переменного тока, схему подавления скачка напряжения переменного тока, чтобы ограничить напряжение в порту выходной мощности переменного тока, порт данных, емкостной элемент связи для передачи сигнала данных между портом ввода мощности переменного тока и портом передачи данных, и схему подавления бросков напряжения канала передачи данных, чтобы ограничить напряжение в порту передачи данных. Краткое описание чертежей Фиг. 1 - блок-схема узла связи PLC, который включает интерфейс линии электропитания. Фиг. 2 - блок-схема интерфейса линии электропитания фиг. 1. Фиг. 3 - схема интерфейса линии электропитания фиг. 1. Фиг. 4 - схема интерфейса линии электропитания для сигналов связи, передаваемых по двум линиям электропитания переменного тока, каждая из которыхвключает множество фазовых проводов. Фиг. 1 представляет собой блок-схему узла связи PLC 100, который может быть установлен на служебной опоре воздушной линии электропитания. Узел 100 включает интерфейс линии электропитания(PLI) 110, источник электропитания 160, контроллер заряда 170, батарею 175, модемы 120 130 и 140, и процессор 150. Переменный ток питания узла 100 передается через силовой кабель 115. Силовой кабель 115 включает нейтральный провод (N) и три фазовых провода, а именно, фаза 1(Ф 1), фаза 2 (Ф 2) и фаза 3 (Ф 3). Хотя силовой кабель 115, показанный на чертеже, имеет три фазовых провода, практически, силовой кабель 115 может включать любое соответствующее количество одного-1 010988 или нескольких фазовых проводов. Блок PLI 110 получает питание переменного тока от силового кабеля 115 и передает мощность переменного тока источнику электропитания 160. Блок PLI 110 также соединен с модемом 140 через кабель 142 и, таким образом, обеспечивает передачу сигналов данных между силовым кабелем 115 и модемом 140. Источник электропитания 160 обеспечивает постоянный ток нагрузки (не показана) через провода 165 и также обеспечивает мощность для контроллера заряда 170. Контроллер заряда управляет зарядом батареи 175, которая обеспечивает электропитание узла 100 в случае перерыва подачи переменного тока от линии электропитания 115. Каждый из модемов 120, 130 и 140 имеет канал связи 121, 131 и 141 соответственно, чтобы передавать сигналы модемов на внешние индуктивные или емкостные элементы связи на линиях электропитания низкого или среднего напряжения. Модем 140 также имеет выход сигнала 143, соединенный с блоком PLI 110 через кабель 142 для передачи сигнала связи через силовой кабель 115. соединители 121, 131 и 141 служат для подключения индуктивных или емкостных элементов данных связи к линиям электропитания низкого или среднего напряжения. Когда узел 100 получает электропитание от линии низкого напряжения, через которую он также должен передавать данные, цепь создается через блок PLI 110, и соединитель 141 не используется. Кроме того, поскольку только один модем, например, модем 140 был выбран для связи по линии электропитания низкого напряжения, которая включает узел 100, узел 100 можно сконфигурировать гак, что модем 140 является этим одним модемом. Процессор данных 150 управляет модемами 120, 130 и 140, посылая команды, которые конфигурируют модемы 120, 130 и 140 для установки рабочих параметров и передачи и приема цифровых данных через линии электропитания и через один или несколько модемов 120, 130 и 140. Линия 152 обеспечивает передачу логических данных от блока PLI 110 к процессору 150. Логические данные указывают на состояние одного или несколько фазовых проводов. Фиг. 2 - блок-схема блока PLI 110. Блок PLI 110 включает порт ввода мощности переменного тока 205, блок плавких предохранителей 210, схему развязки по радиочастоте (РЧ) 220, схему подавления бросков напряжения переменного тока 225, линейный датчик 230, емкостной элемент связи 240 и схему подавления бросков напряжения канала передачи данных 245. Блок PLI 110 также включает порт вывода мощности переменного тока 250, порт данных 260 и логический канал 270. Порт ввода мощности переменного тока 205 служит для соединения с линией электропитания переменного тока 115. Порт вывода мощности переменного тока 250 обеспечивает подачу питания от линии электропитания переменного тока 115. Схема подавления скачка напряжения переменного тока 225 ограничивает напряжение в порту выходной мощности переменного тока 250. Емкостной элемент связи 240 обеспечивает передачу сигнала данных между портом ввода мощности переменного тока 205 и портом передачи данных 260. Схема подавления бросков напряжения канала передачи данных 245 ограничивает напряжение в порту передачи данных 260. Порт ввода мощности переменного тока 205 включает нейтральный провод (N) и три фазовых провода (Ф 1, Ф 2, Ф 3) силового кабеля 115 (см. фиг. 1), и эти провода соединены с блоком плавких предохранителей 210. Как описано ниже более подробно со ссылкой на фиг. 3, различные подсистемы нейтрального провода (N) и трех фазовых проводов (Ф 1, Ф 2, Ф 3) соединены со схемой высокочастотной развязки 220, линейным датчиком 230 и с емкостным элементом связи 240. Выход схемы развязки по радиочастоте 220 соединен со схемой подавления скачка напряжения переменного тока 225. Выход схемы подавления скачка напряжения переменного тока 225 соединен с портом выходной мощности переменного тока 250. Выход линейного датчика 230 подключен к логическому каналу 270. Емкостной элемент связи 240 соединен со схемой подавления бросков напряжения канала передачи данных 245, который, в свою очередь, соединен с портом передачи данных 260. Фиг. 3 - схема блока PLI 110, на которой показаны дополнительные детали относительно выполнения канала ввода мощности переменного тока 205, блока 210 плавких предохранителей, схема развязки по радиочастоте 220, схемы подавления скачка напряжения переменного тока 225, линейного датчика 230, емкостного элемента связи 240 и схемы подавления бросков напряжения канала передачи данных 245. Порт ввода мощности переменного тока 205 имеет клеммы 301, 302, 303 и 304, которые подключены к нейтральному проводу (N) и трем фазовым проводам (Ф 1, Ф 2, Ф 3) (см. фиг. 2). Клемма 105 является защитной клеммой. Клемма 105 соединена с заземлением, которое может быть соединено с корпусом, блоком, или с другим структурным компонентом узла 100. Например, клемма 105 может быть соединена с блоком PLI 110 и с блоком источника электропитания 160. Блок 210 плавких предохранителей соединен с портом ввода мощности переменного тока 205 и снабжен плавкими предохранителями 310, 311, 312 и 313, соединенными последовательно с нейтральным проводом (N) и тремя фазовыми проводами (Ф 1, Ф 2, Ф 3) соответственно. Плавкие предохранители 310 311 312 и 313 защищают блок PLI 110 от перенапряжения на нейтральной линии (N) и трех фазовых проводах (Ф 1, Ф 2, Ф 3).-2 010988 Схема развязки по радиочастоте 220 выполнена через дроссели 343, 344, 345, 346, 355 и 356, конденсаторы 350, 351 и 353 и газоразрядные трубки 380 и 381. Схема подавления скачка напряжения переменного тока 225 включает резисторы 360 и 361 и пять металлооксидных варисторов (MOB) как ограничителей бросков напряжения 362. Линейный датчик 230 состоит из двухполупериодных выпрямительных мостов 389 и 390, двойного оптрона 393, резисторов 387, 391, 388, 392, 396 и 397 и конденсаторов 394 и 395. Выход линейного датчика 230 введен в логический порт 270. Логический порт 270 имеет клеммы 398 и 399. Емкостной элемент связи 240 основан на резисторах 328, 327 и 326 и конденсаторах 323, 322 и 321. Схема подавления бросков напряжения порта передачи данных 245 ограничивает напряжение в порту выходной мощности переменного тока 250. Схема подавления бросков напряжения порта передачи данных 245 выполнена на газоразрядных трубках 330 и 331, сигнальном трансформаторе 335 лавинных диодах 332 и 333 и резисторе 334. Порт вывода мощности переменного тока 250 имеет клеммы 370, 371 и 372. Через порт вывода мощности переменного тока 250 блока PLI 110 обеспечивается питание переменным током источника электропитания 160 (см. фиг. 1). Порт данных 260 выполнен как байонетный соединитель BNC 340. Байонетный соединитель 340 соединен с модемом 140 (см. фиг. 1). Блок PLI 110 предусматривает передачу данных между модемом 140 и линией электропитания 115. Передача данных происходит в обоих направлениях, однако, в последующих параграфах для простоты изложения передача данных описана как передача от модема 140 к линии электропитания 115. Сигнал данных от модема передается через байонетный соединитель 340 на правостороннюю обмотку сигнального трансформатора 335 и через сигнальный трансформатор 335. Из сигнального трансформатора 335 через левостороннюю обмотку и верхнюю клемму сигнал данных передается: (а) через конденсатор 321, плавкий предохранитель 312 и клемму 302 к проводу фазы 1, и (b) через конденсатор 323, плавкий предохранитель 310 и клемму 304 к проводу фазы 3. От сигнального трансформатора 335,левостороннюю обмотку и средний отвод сигнал данных проходит через плавкий предохранитель 313 и клемму 301 к нейтральному проводу. От нижней левосторонней клеммы сигнального трансформатора 335 сигнал данных проходит через перемычку 338, конденсатор 322, плавкий предохранитель 311 и клемму 303 к проводу фазы 2. Фаза сигнала данных, появляющегося в сигнальном трансформаторе 335, через левостороннюю обмотку и нижнюю клемму, противоположна по фазе сигналу, появляющемуся в сигнальном трансформаторе 335, левосторонней обмотка и верхней клемме. Соответственно, благодаря наличию перемычки 338,показанной на фиг. 3, фаза сигнала данных в проводе фазы 2 будет противоположна фазе сигнала данных в проводах фазы 1 и фазы 3. Однако отметим, перемычка 338 может быть удалена и вставлена в позицию 339, так что сигнал данных из сигнального трансформатора 335, левостороннюю обмотку, верхнюю клемму будет также направлен через конденсатор 322 на провод фазы 2. Кроме того, сигналы данных будут синфазными по отношению друг к другу в каждом из фазовых проводов 1, 2 и 3. Когда узел 100 установлен на низковольтной линии системы электропитания, где доступно менее трех фаз, неиспользованные провода, отходящие от клемм 303 и 304 можно соединить с фазой 1. Такое соединение может уменьшить затухание радиочастотных сигналов в силовом кабеле. Конденсаторы 321, 322 и 323 должны выдерживать любые входные выбросы напряжения, появляющиеся в порту ввода мощности переменного тока 205, и должны быть соответственно рассчитаны,например, на напряжение 6 кВ. Конденсаторы 321, 322 и 323 должны иметь низкое полное сопротивление и низкие потери на частотах в рабочем диапазоне 1-40 МГц, и могут быть выполнены с керамическим диэлектриком. Резисторы 326, 327 и 328 подключены параллельно конденсаторам 321, 322 и 323,соответственно, и служат для разряда конденсаторов 321, 322 и 323; для целей безопасности конденсаторы 321, 322 и 323 должны быть заряжены и затем отсоединены. Резисторы 326, 327 и 328 также должны быть рассчитаны на высокое напряжение. Броски напряжения из-за грозовых разрядов или переходных процессов при переключении могут достигать порта ввода мощности переменного тока 205. Такие броски напряжения могли бы без вреда пройти через разделительные конденсаторы 321, 322 и 323, но нужно предотвратить их попадания в байонетный соединитель BNC 340. Начальная защита от бросков напряжения осуществляется цепями лавинных диодов 332 и 333, которые частично изолированы друг от друга резистором 334. Соединение лавинных диодов в последовательную цепь в каждой из линий лавинных диодов 332 и 333 уменьшает емкость цепи относительно одного диода. Как правило, емкость составляет около 3 пФ (пикофарад) для провода с тремя диодами, имея, таким образом, незначительный емкостной эффект нагрузки на сигналыPLC, частоты которых могут достигнуть десятков мегагерц. Последовательное соединение обеспечивает более высокую объединенную способность поглощения энергии, чем одно устройство аналогичной емкости. Предполагая появление бросков напряжения после задержки, как правило, 100-200 нс (наносекунд),газоразрядные трубки 330 и/или 331 зажигаются, снижая бросок напряжения до величины менее 50 В и удаляя большую часть напряжения из цепи лавинных диодов 332 и 333 относительно малой мощности.-3 010988 Эффект схемы этих трех слоев защиты, (т.е., газоразрядные трубки 330, 331, цепь лавинного диода 332 и цепь лавинного диода 333) должен ограничить пиковое напряжение в порту модема до величины менее 60 вольт на время не менее 200 нс. Дроссели 343, 344, 345 и 346 имеют высокое полное сопротивление на радиочастотах и также имеют высокое полное сопротивление на частотах сигнала данных. Они предотвращают попадание высокочастотного сигнал от байонетного соединителя 340, который достигает точек 315 и 316, устраняя короткое замыкание благодаря конденсаторам 350, 351 и 353 и емкости разрядников бросков напряженияMOB 362. В практическом дросселе обмотка обладает некоторой емкостью, и параллельный резонанс этой емкости с индуктивностью дросселя происходит с собственной частотой генерации. Выше этой частоты дроссель ведет себя как конденсатор, величина сопротивления которого уменьшается с частотой. Собственная частота генерации, по меньшей мере, должна быть самой высокой используемой частотой модема. Один способ увеличения собственной частоты генерации состоит в замене одного дросселя множеством дросселей, каждый из которых имеет малую индуктивность и паразитную мкость по сравнению с единственным дросселем комбинированного типа. Это устройство существенно увеличивает собственную частоту генерации, как показано на фиг. 3. Здесь реализован дроссель в нейтральном проводе в виде пары дросселей 343 и 344 и, аналогично, в проводе фазы 1 дросселями 345 и 346. Альтернативным подходом является использование так называемых дросселей с пи-обмоткой, которые, как правило, имеют приблизительно четыре секции и наматываются по геометрии минимальной емкости. Конденсаторы 350, 351, 353, 355 и 356 и дроссели 343, 344, 345 и 346 вместе работают как фильтр нижних частот. Фильтр нижних частот включен последовательно с клеммами переменного тока 370 и 371, и основной целью фильтра нижних частот состоит в том, чтобы устранить искажения, возникающие в источнике электропитания 160 (показан на фиг. 1) через клеммы 370 371 и 372 порта ввода мощности переменного тока 205 и вызывающие чрезмерное электромагнитное излучение. Другие схемы в узле 100, такие как центральный процессор и модемные платы, могут генерировать электромагнитные помехи. Такие помехи, если их не подавить, могут быть наводку паразитных токов на провода, подключенные к портам 250, 260 и/или 270 и пройти через блок PLI 110, вызывая излишнюю проводимость или электромагнитной излучение. Вышеупомянутый фильтр нижних частот используется также для устранения таких искажений, и понизить такое излучение. Указанные электромагнитные помехи могут также быть наведены на провода внутри блока PLI 110. Следовательно, блок PLI 110 должен быть снабжен экраном, чтобы снизить такую индукцию и результирующее излучение. Когда сильный импульс переходного процесса попадает на клемму 302 или клемму 301, дроссели 343, 344, 345, 346, 355 и 356 действуют как разомкнутые цепи и блокируют начальную часть импульса переходного процесса. Это особенно важно в случае, когда разрядник для защиты от перенапряженийMOB 362 имеет скорость реакции, недостаточную для поглощения начальной части импульса переходного процесса. Начальная характеристика разомкнутой цепи последовательного устройства дросселей 343 344 и 356, и последовательного устройства дросселей 345, 346 и 355 вызывают появление почти всех сильных импульсов переходного процесса на этих двух последовательных устройствах и могут вызвать пробой через одно или оба эти устройства. Чтобы безопасно поглотить эту начальную энергию импульса, газоразрядные трубки 380 и 381 подключены параллельно соответствующим последовательным устройствам дросселей. Каждая газоразрядная трубки имеет напряжение возникновения разряда в диапазоне 100-300 В. Газоразрядная трубка 380 подключена параллельно последовательной цепи дросселей 343,344 и 356, а газоразрядная трубка 381 подключена параллельно последовательной цепи дросселей 345,346 и 355. Газоразрядная трубка 380 зажигается, когда напряжение через последовательную цепь дросселей 343, 344 и 356 превышает напряжение возникновения разряда, а газовая трубка 381 зажигается, когда напряжение через последовательное устройство дросселей 345, 346 и 355 превышает напряжение возникновения разряда. Возникновение разряда газоразрядных трубок 380 и 381 передает энергию импульса на разрядник бросков напряжения MOB 362. В остальное время, газоразрядные трубки 380 и 381 действуют как разомкнутая цепь низкой емкости и не ограничивают функцию выделения сигнала дросселями 343, 344, 345 и 346. В обычном устройстве клемма 301 (т.е. нейтральный провод) и клемма 105 (т.е. заземление) подключены к линиям электропитания. Если сильный импульс переходного процесса возникает между клеммой 302 (т.е. фазой 1) и подключенными клеммами 301 и 105, то возникает падение напряжения через последовательные дроссели 343, 344 и 356 и последовательные дроссели 345 346 и 355, но оно не возникает между клеммой 105 и клеммой 372, которые соединены вместе. Таким образом, при отсутствии определенных мер защиты, высокое напряжение синфазного сигнала будет наложено на клеммы 370 и 371 относительно клеммы 372, которое возможно превысит расчетное входное напряжение синфазного сигнала источника электропитания 160. Однако в этом случае газоразрядная трубка 382 проводит ток,обеспечивая, таким образом, вышеупомянутую защиту и уменьшая напряжение синфазного сигнала до-4 010988 безопасного уровня. Резисторы 360 и 361 являются резисторами малой мощности с сопротивлением, как правило, порядка 1 ом и мощностью 5 ватт каждый. Резисторы 360 и 361 ограничивают пиковый ток бросков напряжения, который разрядники бросков напряжения MOB 362 должны погасить, увеличивая срок службы разрядников бросков напряжения MOB 362. Для тока на входе источника электропитания порядка 1 ампер падение напряжения на резисторах 360 и 361 порядка 2 В не повлияет на работу источника электропитания 160. Плавкие предохранители 313 (т.е. нейтральный провод) и предохранитель 312 (т.е. фаза 1) рассчитаны на сгорание при прохождении через них импульса переходного процесса при броске напряжения с амплитудой, которая могла бы повредить блок PLI 110. Величина тока для плавких предохранителей 312 и 313 выше, чем величина тока для защиты источника электропитания 160. Поэтому за схемой подавления скачка напряжения переменного тока 225 расположен дополнительный плавкий предохранитель 367,последовательно с клеммой 371. Термопредохранитель 368 защищает узел 100 от перегрева и отключает мощность к источнику электропитания 160, если температура в корпусе узла 100 превышает заранее установленную величину. Линейный датчик 230 является двухпроводным датчиком напряжения. Резистор 387 соединен с клеммой 302, а резистор 388 соединен с цепью за плавким предохранителем 312, т.е. точкой 316, и служит для обнаружения напряжения фазы на клемме 302 и обнаружения обрыва плавкого предохранителя 312. Резисторы 387 и 388 являются высокоомными, как правило, имеют сопротивление порядка 120 ком и рассчитаны на напряжение, по меньшей мере, 6 кВ, чтобы выдержать входные броски напряжения на клеммах 301 и 302. Резисторы 387 и 388 пропускают небольшой линейный ток к двухполупериодным выпрямительным мостам 389 и 390. Двухполупериодный выпрямительный мост 389 преобразует напряжение, подаваемое на резистор 387, и обеспечивает выход постоянного тока. Двухполупериодный выпрямительный мост 390 преобразует напряжение, подаваемое на резистор 388 и обеспечивает выход постоянного тока. Выходы постоянного тока двухполупериодных выпрямительных мостов 389 и 390 поступают через резисторы ограничения тока 391 и 392 к светодиодам в двойном оптроне 393. Конденсаторы 394 и 395 сглаживают пульсацию и обеспечивают работу светодиодов по всему циклу промышленной частоты при подаче питания на клеммы 302 и 316. Двойной оптрон 393 обеспечивает подачу сигналов через резисторы 396 и 397 на клеммы 398 и 399. Резисторы 396 и 397 ограничивают выходной ток в случае короткого замыкания на клеммах 398 и 399. Выходы от клемм 398 и 399 подаются на логические входные цепи (не показаны) процессора 150(см. фиг. 1). Фиг. 4 представляет собой концептуальную схему реализации устройства, показанного на фиг. 3, и иллюстрирует альтернативное устройство с емкостной связью, где не требуется никакой мощности переменного тока. На фиг. 4 представлены разделительные конденсаторы 421, 422 и 423 и их соответствующие делители напряжения 426, 427 и 428, соединенные с портом ввода мощности переменного тока 405. Порт ввода мощности переменного тока 405 защищен отдельными плавкими предохранителями 410,411 и 412, которые обеспечивают защиту от сверхтоков в случае выхода из строя разделительных конденсаторов 421, 422 или 423 из-за короткого замыкания. Как описано выше, порт ввода мощности переменного тока 205 соединен с линией электропитания 115. Порт ввода мощности переменного тока 405 соединен с дополнительной линией электропитания, имеющей до трех фаз. Описанные здесь методики являются примерными и не должны рассматриваться как некое конкретное ограничение настоящего изобретения. Следует понимать, что специалисты в данной области техники могут использовать различные альтернативы, комбинации и модификации устройства. Настоящее изобретение охватывает все такие альтернативы, модификации и модификации, которые находятся в пределах приложенной формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система связи по линии электропитания, содержащая порт ввода мощности переменного тока для соединения с линией электропитания переменного тока; порт вывода мощности переменного тока для обеспечения питания системы от указанной линии электропитания переменного тока; схему подавления скачков напряжения переменного тока, ограничивающую напряжение в указанном порту вывода мощности переменного тока; порт передачи данных; емкостной элемент связи для передачи сигнала данных между указанным портом ввода мощности переменного тока и указанным портом передачи данных; и схему подавления бросков напряжения порта передачи данных, ограничивающую напряжение в указанном порту передачи данных. 2. Система по п.1, в которой указанная линия электропитания переменного тока включает множест-5 010988 во фазовых проводов питания, и в которой указанный порт ввода мощности переменного тока служит для соединения с указанным множеством фазовых проводов питания. 3. Система по п.2, в которой указанный емкостной элемент связи служит для передачи сигналов данных между указанным портом передачи данных и больше чем одним из указанного множества фазовых проводов питания. 4. Система по п.3, в которой указанный емкостной элемент связи соединяет первый сигнал данных,имеющий первую фазу с первым из указанного множества фазовых проводов питания, и в которой указанный емкостной элемент связи соединяет второй сигнал данных, имеющий вторую фазу со вторым из указанного множества фазовых проводов питания. 5. Система по п.1, дополнительно содержащая индуктивный дроссель, который изолирует указанную схему подавления скачка напряжения переменного тока от указанного порта ввода мощности переменного тока, в которой указанный индуктивный дроссель имеет высокое полное сопротивление на частоте указанного сигнала данных. 6. Система по п.5, в которой указанный индуктивный дроссель выполнен в виде множества дросселей, соединенных последовательно с указанным портом ввода мощности переменного тока. 7. Система по п.5, дополнительно содержащая плавкий предохранитель для защиты указанного порта вывода мощности переменного тока,в которой указанная схема подавления скачка напряжения переменного тока включает разрядник бросков напряжения малой емкости, имеющий (а) первую клемму, соединенную с клеммой указанного индуктивного дросселя, расположенного рядом с указанным портом ввода мощности переменного тока,и (b) вторую клемму, соединенную с клеммой указанного индуктивного дросселя, расположенного рядом с указанным портом выходной мощности переменного тока. 8. Система по п.5, в которой указанная схема подавления скачка напряжения переменного тока включает разрядник бросков напряжения, включенный параллельно указанному индуктивному дросселю. 9. Система по п.8, в которой указанный разрядник бросков напряжения включает газоразрядную трубку. 10. Система по п.1, дополнительно содержащая фильтр нижних частот, включенный последовательно с указанным портом выходной мощности переменного тока. 11. Система по п.1, в которой указанная схема подавления скачка напряжения переменного тока включает разрядник бросков напряжения, включенный между указанным портом выходной мощности переменного тока и заземлением. 12. Система по п.1, в которой указанная схема подавления бросков напряжения порта передачи данных включает газоразрядную трубку и разрядник типа лавинного диода. 13. Система по п.1, дополнительно содержащая резистор, который снимает напряжение с указанного порта ввода мощности переменного тока; конвертер, который преобразует указанное снятое напряжение в напряжение постоянного тока, и оптрон,который получает указанное напряжение постоянного тока и обеспечивает подачу сигнала к логическому выходу. 14. Система по п.1, дополнительно содержащая первый плавкий предохранитель, имеющий первый режим по току и включенный последовательно с указанным портом ввода мощности переменного тока; и второй плавкий предохранитель, имеющий второй режим по току и включенный последовательно с указанным портом выходной мощности переменного тока,в которой указанные первый и второй режимы по току отличаются друг от друга. 15. Система по п.1, в которой указанный порт ввода мощности переменного тока представляет собой первый порт мощности переменного тока, а указанная линия электропитания переменного тока представляет собой первую линию электропитания переменного тока, и в которой указанная система дополнительно включает второй порт ввода мощности переменного тока для подключения ко второй линии электропитания переменного тока. 16. Система по п.15, в которой указанная вторая линия электропитания переменного тока включает множество фазовых проводов питания и в которой указанный второй порт ввода мощности переменного тока служит для соединения с указанным множеством фазовых проводов питания.

МПК / Метки

МПК: H04B 3/54

Метки: система, связи, электропитания, линии

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/9-10988-sistema-svyazi-po-linii-elektropitaniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Система связи по линии электропитания</a>

Похожие патенты