一种基于电磁偏置技术的直流载波通信装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种直流载波通信装置及方法，包括四绕组互感器、第一开关驱动模块、第二开关驱动模块、第三开关驱动模块以及处理器，所述的第一开关驱动模块为载波信号发送模块，第二开关驱动模块为载波信号接收模块，第三开关驱动模块为电磁偏置模块；处理器产生第一控制信号，通过四绕组互感器的第二绕组耦合到直流线，在直流线上产生载波电流信号，本发明专利技术提供的直流载波通信装置采用四绕组互感器，相比于现有技术，增加了互感器电磁偏置线圈及电磁偏置模块，在直流电力线传输电流小的情况下，实现了载波收发装置的稳定通信。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁偏置技术的直流载波通信装置及方法
本专利技术涉及电力线直流载波通信
，更具体的说是涉及一种直流载波通信装置及方法。
技术介绍
随着社会经济的快速发展，电力线载波通信凭借其通信距离长、成本低、信号传输可靠性高等优势，在电力系统中得到了广泛的应用。目前，直流载波通信是通过直流载波传送装置将载波信号耦合到电力线上，再通过直流载波接收装置在电力线上提取上述载波信号，实现了电力线直流载波通信。现有技术能实现直流载波双向通信，实现方法如图1，由串接在电力线上的若干个载波收发装置组成，载波收发装置详见图2。但是，上述载波收发装置存在如下问题：在直流电力线传输电流小的情况下，该载波收发装置无法通信或通信很不稳定的问题。传统的直流载波通信装置工作时，磁芯的最大磁化曲线如图6所示，互感器的磁芯具有磁滞特性(如图5所示的是磁芯磁滞回线)，受制于现今磁性材料的制造水平，所制磁芯在磁化和退磁时都有产生剩余磁感应强度(以下简称剩磁，用字母Br代表)的特点；所述互感器的第一绕组串接在直流电力线上，当直流电力线的直流电流小，在磁芯中产生的磁感线强度B小于磁芯剩磁Br，所述互感器的磁芯就不能感应出直流线上的载波信号，磁芯磁化曲线如图9过程1到2所示，不能把互感器第一绕组的直流电力线的载波信号耦合到第三绕组，导致该载波收发装置无法通信或通信很不稳定的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于公开一种基于电磁偏置技术的直流载波通信装置及方法，针对现有技术的不足，本专利技术在传统的直流载波通信装置基础上增加了一个电磁偏置绕组和电磁偏置模块(如图3中的四绕组互感器的第四绕组和第三开关驱动模块)；在所述互感器磁芯中产生偏置磁感应强度，且该偏置磁感应强度大于磁芯剩磁Br，磁芯就能感应出直流电力线上的载波信号(如图7所示)，解决了在直流电力线传输电流小的情况下，传统载波收发装置无法通信或通信很不稳定的问题；为实现上述目的，本专利技术提供如下具体技术方案：一种直流载波通信装置，其特征在于：包括四绕组互感器、第一开关驱动模块、第二开关驱动模块、第三开关驱动模块以及处理器，所述的第一开关驱动模块为载波信号发送模块，第二开关驱动模块为载波信号接收模块，第三开关驱动模块为电磁偏置模块；所述的四绕组互感器的第一绕组用于串接在直流电力线上，进行信号的耦合；所述的第一开关驱动模块与所述的四绕组互感器的第二绕组相串接，用于根据处理器生成第一控制信号，通过第一驱动模块产生第一电流脉冲信号，并通过所述的第二绕组将所述的第一电流脉冲信号耦合到所述的直流电力线上；所述的第二开关驱动模块与所述的四绕组互感器的第三绕组相串接，用于接收来自互感器的第二电流脉冲信号，并产生第二数字脉冲信号至所述的处理器；所述的第三开关驱动模块与所述的四绕组互感器的第四绕组相串接，用于根据处理器生成第三控制信号，通过第三驱动模块产生第一电流直流偏置信号，并通过所述的第四绕组将所述的第一电流直流偏置信号转化成磁场能量耦合到所述的四绕组互感器的磁芯上，在磁芯中产生了一个偏置磁场；所述的处理器产生第一控制信号至第一开关驱动模块，产生第三控制信号至第三开关驱动模块，接收来至第二开关驱动模块产生的所述第二数字脉冲信号。一种直流载波通信方法，该方法包括：处理器产生第一控制信号，通过发送电路生成第一电流脉冲信号，并将第一电流脉冲信号通过四绕组互感器的第二绕组耦合到直流线，在直流电力线上产生载波电流信号，如图13所示；处理器按照预设规则产生第三控制信号，通过电磁偏置电路生成第一电流直流偏置信号，并通过所述的第四绕组将所述的第一电流直流偏置信号转化成磁场能量耦合到所述的四绕组互感器的磁芯上，在磁芯中产生了一个偏置磁场，如图14所示；直流电力线上的载波信号通过互感器第三绕组耦合生成第二电流脉冲信号，并通过接收电路产生第二数字脉冲信号至处理器，如图15所示；所述预设规则为：在检测到直流电力线电流小的情况下，闭合电磁偏置电路单元，在互感器磁芯中产生偏置磁场；在检测到直流电力线电流大的情况下，断开电磁偏置电路单元，在互感器磁芯中无偏置磁场。本专利技术相比现有技术具有以下优点：(1)增加了一个电磁偏置模块和互感器的电磁偏置绕组，实现了在直流电力线传输电流小的情况下，该载波收发装置能够进行稳定通信；(2)上述互感器电磁偏置模块由处理器控制，当直流电力线传输电流小的情况下导通电磁偏置模块，当直流电力线传输电流大的情况下关断电磁偏置模块，减小了电磁偏置模块的能量消耗。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1现有技术的直流载波通信装置的系统示意图；图2现有技术的直流载波通信装置的结构示意图；图3本专利技术的直流载波通信装置的结构示意图；图4本专利技术的实施例一提供的一种直流载波通信装置的结构示意图；图5本专利技术所用互感器磁芯的磁滞回线；图6本专利技术所用互感器磁芯工作时允许的最大磁化曲线；图7本专利技术的直流载波通信装置当直流电力线传输电流适中的情况下，互感器磁芯的磁化曲线；图8本专利技术的直流载波通信装置当直流电力线传输电流太大的情况下，互感器磁芯的磁化曲线；图9本专利技术的直流载波通信装置当直流电力线传输电流太小的情况下，互感器磁芯的磁化曲线；图10本专利技术的实施例二提供的一种直流载波通信装置的结构示意图；图11本专利技术的直流载波通信装置当直流电力线传输电流太小的情况下的波形图；图12本专利技术的直流载波通信装置当直流电力线传输电流适中的情况下的波形图；图13本专利技术的直流载波通信方法的发送信号相位图；图14本专利技术的直流载波通信方法的接收信号相位图；图15本专利技术的直流载波通信方法的电磁偏置信号相位图。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本实施例提供了一种直流载波通信装置，包括：四绕组互感器、第一开关驱动模块、第二开关驱动模块、第三开关驱动模块以及处理器；其中四绕组互感器用于进行信号的耦合，第一开关驱动模块用于根据接收到的处理器产生的第一控制信号生成第一电流脉冲信号，并将该第一电流脉冲信号通过四绕组互感器耦合到直流电力线上，第二开关驱动模块用于从四绕组互感器接收第二电流脉冲信号，并产生第二电流脉冲信号至处理器，第三开关驱动模块用于根据接收到的处理器产生的第三控制信号产生电流直流偏置信号，并通过所述的第四绕组将所述的第一电流直流偏置信号转化成磁场能量耦合到所述的四绕组互感器的磁芯上，在磁芯中产生了一个偏置磁场，处理器产生第一控制信号至第一开关驱动模块，产生第三控制信号至第三开关驱动模块，接收来至第二开关驱动模块产生的所述第二数字脉冲信号。实施例一本实施例请参阅附图4，包括：四绕组互感器2、第一开关驱动模块6、第二开关驱动模块7、第三开关驱动模块8以及处理器5。在本实施例中，定义第一开关驱动模块6与电阻构成的电路为发送单元1，定义第二开关驱动模块7与电阻构成的电路为接收单元4，定义第三开关驱动模块8与电阻构成的电路为电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流载波通信装置，其特征在于：包括四绕组互感器、第一开关驱动模块、第二开关驱动模块、第三开关驱动模块以及处理器，所述的第一开关驱动模块为载波信号发送模块，第二开关驱动模块为载波信号接收模块，第三开关驱动模块为电磁偏置模块；所述的四绕组互感器的第一绕组用于串接在直流电力线上，进行信号的耦合；所述的第一开关驱动模块与所述的四绕组互感器的第二绕组相串接，用于根据处理器生成第一控制信号，通过第一驱动模块产生第一电流脉冲信号，并通过所述的第二绕组将所述的第一电流脉冲信号耦合到所述的直流电力线上；所述的第二开关驱动模块与所述的四绕组互感器的第三绕组相串接，用于接收来自互感器的第二电流脉冲信号，并产生第二数字脉冲信号至所述的处理器；所述的第三开关驱动模块与所述的四绕组互感器的第四绕组相串接，用于根据处理器生成第三控制信号，通过第三驱动模块产生第一电流直流偏置信号，并通过所述的第四绕组将所述的第一电流直流偏置信号转化成磁场能量耦合到所述的四绕组互感器的磁芯上，在磁芯中产生了一个偏置磁场；所述的处理器产生第一控制信号至第一开关驱动模块，产生第三控制信号至第三开关驱动模块，接收来至第二开关驱动模块产生的所述第二数字脉冲信号。...

【技术特征摘要】
1.一种直流载波通信装置，其特征在于：包括四绕组互感器、第一开关驱动模块、第二开关驱动模块、第三开关驱动模块以及处理器，所述的第一开关驱动模块为载波信号发送模块，第二开关驱动模块为载波信号接收模块，第三开关驱动模块为电磁偏置模块；所述的四绕组互感器的第一绕组用于串接在直流电力线上，进行信号的耦合；所述的第一开关驱动模块与所述的四绕组互感器的第二绕组相串接，用于根据处理器生成第一控制信号，通过第一驱动模块产生第一电流脉冲信号，并通过所述的第二绕组将所述的第一电流脉冲信号耦合到所述的直流电力线上；所述的第二开关驱动模块与所述的四绕组互感器的第三绕组相串接，用于接收来自互感器的第二电流脉冲信号，并产生第二数字脉冲信号至所述的处理器；所述的第三开关驱动模块与所述的四绕组互感器的第四绕组相串接，用于根据处理器生成第三控制信号，通过第三驱动模块产生第一电流直流偏置信号，并通过所述的第四绕组将所述的第一电流直流偏置信号转化成磁场能量耦合到所述的四绕组互感器的磁芯上，在磁芯中产生了一个偏置...

【专利技术属性】
技术研发人员：周东，陶思饱，谢申衡，
申请(专利权)人：安徽大恒能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34