纹波控制接收电路和纹波控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种纹波控制接收电路和纹波控制系统，其中，纹波控制接收电路包括：分压单元，耦接外电源，用于将外电源电压进行分压，产生分压信号；晶体振荡单元，用于生成纹波控制信号；电源单元，用于设定供电电源为工作模式；过滤器，耦接分压单元、晶体振荡单元以及电源单元，用于接收分压信号使过滤器处于纹波控制信号工作的轨道范围内，同时，接收晶体振荡单元的纹波控制信号，在电源单元的工作模式下，将纹波控制信号进行转换后输出。本发明专利技术采用纹波控制接收电路来抓取特定频率的纹波控制信号，具有数据抓取速度快、通信成功率高，抗干扰能力强等优点。同时，因为释放单片机运算资源，从而使系统整体运行更可靠。

Ripple control receiving circuit and ripple control system

The invention provides a ripple control receiving circuit and a ripple control system, in which the ripple control receiving circuit includes the voltage division unit and the external power supply, which is used to divide the voltage of the external power supply and generates the partial pressure signal; the crystal oscillation unit is used to generate the ripple control signal; the power unit is used to set the power supply. The source is the working mode; the filter, the coupling voltage unit, the crystal oscillating unit and the power unit are used to receive the voltage signal to make the filter in the orbit range of the ripple control signal. At the same time, the ripple control signal is received by the crystal oscillation unit, and the ripple control signal is entered in the working mode of the power unit. Output after line conversion. The invention adopts the ripple control receiving circuit to capture the ripple control signal of the specific frequency, which has the advantages of fast data capture speed, high communication success rate and strong anti-interference ability. At the same time, because the release of single-chip computing resources, so that the overall operation of the system is more reliable.

【技术实现步骤摘要】
纹波控制接收电路和纹波控制系统
本专利技术涉及电力电子通信
，特别涉及一种纹波控制接收电路和纹波控制系统。
技术介绍
纹波控制系统(RippleControlCentre)主要在欧洲及非洲一些国家有部署使用，主要用于电力局公司对电表费率切换的控制、整个城市的路灯控制、居民家庭热水器的控制等场合。例如，当水力发电和柴油发电时，发电的成本又不一样，电价也不一样，也需要通过纹波控制系统进行切换。夏天的白天和冬天的白天的时间长度不一样，通过纹波控制系统对全城的路灯进行对应的控制。目前纹波控制接收技术原理是：电网电压经过前端调理电路降压及滤波，输入到单片机AD管口。单片机通过FFT软件算法，抓取特定频率的信号。而电表里的单片机需要实现计量，本地RS232通信及协议解析，LCD显示控制，数据存储控制、开关量信号输入输出控制等功能，再加上运行抓取纹波信号的软件功能，整个系统处于临界状态，若采用现有纹波控制接收技术，极容易造成纹波信号抓取丢失和电量计量丢失。
技术实现思路
本专利技术提供一种纹波控制接收电路和纹波控制系统，解决现有上述的问题。为解决上述问题，本专利技术实施例提供一种纹波控制接收电路，包括分压单元，耦接外电源，用于将外电源电压进行分压，产生分压信号；晶体振荡单元，用于生成纹波控制信号；电源单元，用于设定供电电源为工作模式；过滤器，耦接分压单元、晶体振荡单元以及电源单元，用于接收分压信号使过滤器处于纹波控制信号工作的轨道范围内，同时，接收晶体振荡单元的纹波控制信号，在电源单元的工作模式下，将纹波控制信号进行转换后输出。作为一种实施方式，还包括设于分压单元和过滤器之间的谐波过滤单元，所述谐波过滤单元包括：4次谐波过滤模块，用于接收分压单元的分压信号，对分压信号进行4次谐波的过滤；5次谐波过滤模块，用于接收分压单元的分压信号，对分压信号进行5次谐波的过滤；以及高频杂散谐波过滤模块，用于接收分压单元的分压信号，对分压信号进行杂散高频谐波过滤。作为一种实施方式，还包括设于谐波过滤单元和过滤器之间的隔离耦合单元。作为一种实施方式，还包括纹波控制信号幅度调节单元，耦接过滤器，用于调节纹波控制信号的幅度。作为一种实施方式，还包括基准电压信号单元，所述基准电压信号单元设于过滤器和单片机之间，用于分压产生一个基准电压信号，从而使纹波控制信号输入单片机。作为一种实施方式，所述过滤器的型号为LTC1060CN，采用4阶带通滤波模式。本专利技术实施例还提供一种纹波控制系统，包括中央控制设备、本地控制设备、发送机、注入设备以及接收机，所述接收机包括上述任意一项所述的纹波控制接收电路，通过中央控制设备生成控制编码信号，经过本地控制设备放大再通过发送机和注入设备注入工频电网上，接收机的纹波控制接收电路从工频电网上对电网的全频信号进行滤波，从而提取出特定频率的纹波控制信号发给单片机进行解码处理。本专利技术相比于现有技术的有益效果在于：采用硬件电路来抓取特定频率的纹波控制信号，具有数据抓取速度快、通信成功率高，抗干扰能力强等优点。同时，因为释放单片机运算资源，从而使系统整体运行更可靠。附图说明图1为本专利技术的纹波控制接收电路的模块连接图；图2为本专利技术的纹波控制接收电路的电路图；图3为本专利技术的纹波控制系统的模块连接图。附图标注：1、分压单元；2、晶体振荡单元；3、电源单元；4、过滤器；5、谐波过滤单元；51、4次谐波过滤模块；52、5次谐波过滤模块；53、高频杂散谐波过滤模块；6、隔离耦合单元；7、信号幅度调节单元；8、基准电压信号单元；9、单片机；10、中央控制设备；11、本地控制设备；12、发送机；13、注入设备；14、接收机。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的部分实施例，而不是全部实施例。如图1所示，一种纹波控制接收电路，主要是将纹波控制信号从电网全频段中提取出来，并传送给单片机9进行协议解析。主要包括分压单元1、晶体振荡单元2、电源单元3以及过滤器4，分压单元1耦接外电源，用于将外电源电压进行分压，产生分压信号；晶体振荡单元2，用于生成纹波控制信号；电源单元3，用于设定供电电源为工作模式；过滤器4，耦接分压单元1、晶体振荡单元2以及电源单元3，用于接收分压信号使过滤器4处于纹波控制信号工作的轨道范围内，同时，接收晶体振荡单元2的纹波控制信号，在电源单元3的工作模式下，将纹波控制信号进行转换后输出。如图2所示，具体的，在本实施例中，分压单元1包括依次串联的电阻R1-R7，并在电阻R5和电阻R6之间产生分压信号，外电源为交流220V，分压信号为16.5V，主要考虑到通信效果，分压单元1的作用是尽量让纹波控制信号工作在带通滤波电路轨道到轨道范围里，尽量减少纹波控制信号的衰减。在本实施例中，过滤器4的型号为LTC1060CN，采用4阶带通滤波模式。晶体振荡单元2耦接过滤器4的第10引脚和第11引脚，电源单元3耦接过滤器4的第12引脚。晶体振荡单元2生成21.66KHZ为正弦波的纹波控制信号，而电源单元3选择1/2供电电源为100:1模式。过滤器4输出的中心频率为CLOCKIN的1/100，也就是216.66HZ。增益放大倍数在中心频率处为最大，当频率偏移中心点后迅速衰减，这样可以防止5次谐波分量(250Hz)对采样信号的影响，并满足标准要求频率超过±15％的时候，接收器不能动作。在另一实施例中，还包括设于分压单元1和过滤器4之间的谐波过滤单元5，谐波过滤单元5包括4次谐波过滤模块51、5次谐波过滤模块52以及高频杂散谐波过滤模块53，因为最终要传输至单片机9的纹波控制信号频率是216.66HZ，与4次谐波200HZ和5次谐波250HZ很接近，因此，4次谐波过滤模块51对分压信号进行4次谐波的过滤，5次谐波过滤模块52对分压信号进行5次谐波的过滤，以及高频杂散谐波过滤模块53对分压信号进行杂散高频谐波过滤。4次谐波过滤模块51、5次谐波过滤模块52以及高频杂散谐波过滤模块53均采用电容进行过滤，分别为电容C1、电容C2、电容C3。在另一实施例中，还包括设于谐波过滤单元5和过滤器4之间的隔离耦合单元6。隔离耦合单元6为电容C4，其主要起隔直通交耦合的作用，并防止前端交流电路与直流滤波电路相互间影响。电容C4为CBB电容，无极性。在另一实施例中，还包括纹波控制信号幅度调节单元7，耦接过滤器4，用于调节纹波控制信号的幅度，以便控制过滤器4的输出电压在过滤器4输出端外围电路的工作范围之内。纹波控制信号幅度调节单元7为电阻R8。过滤器4输出端还包括基准电压信号单元8，基准电压信号单元8设于过滤器4和单片机9之间，用于分压产生一个基准电压信号，从而使纹波控制信号输入单片机9。在本实施例中，基准电压信号单元8耦接外电源的3.3V电压信号，通过电阻R18-R21产生1.24V的基准电压信号，有利于纹波控制信号的完整性，减少波形的失真。如图3所示，一种纹波控制系统，包括中央控制设备10、本地控制设备11、发送机12、注入设备13以及接收机14，接收机14包括上述的纹波控制接收电路，通过中央控制设备10生成控制编码信号，经过本地控制设备11放大再通过发送机12和注入设备13注入工频电网本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纹波控制接收电路，其特征在于，包括：分压单元，耦接外电源，用于将外电源电压进行分压，产生分压信号；晶体振荡单元，用于生成纹波控制信号；电源单元，用于设定供电电源为工作模式；过滤器，耦接分压单元、晶体振荡单元以及电源单元，用于接收分压信号使过滤器处于纹波控制信号工作的轨道范围内，同时，接收晶体振荡单元的纹波控制信号，在电源单元的工作模式下，将纹波控制信号进行转换后输出。

【技术特征摘要】
1.一种纹波控制接收电路，其特征在于，包括：分压单元，耦接外电源，用于将外电源电压进行分压，产生分压信号；晶体振荡单元，用于生成纹波控制信号；电源单元，用于设定供电电源为工作模式；过滤器，耦接分压单元、晶体振荡单元以及电源单元，用于接收分压信号使过滤器处于纹波控制信号工作的轨道范围内，同时，接收晶体振荡单元的纹波控制信号，在电源单元的工作模式下，将纹波控制信号进行转换后输出。2.根据权利要求1所述的纹波控制接收电路，其特征在于，还包括设于分压单元和过滤器之间的谐波过滤单元，所述谐波过滤单元包括：4次谐波过滤模块，用于接收分压单元的分压信号，对分压信号进行4次谐波的过滤；5次谐波过滤模块，用于接收分压单元的分压信号，对分压信号进行5次谐波的过滤；以及高频杂散谐波过滤模块，用于接收分压单元的分压信号，对分压信号进行杂散高频谐波过滤。3.根据权利要求2所述的纹波控制接收电路，其特征在于，还包括设于谐波过滤单元和...

【专利技术属性】
技术研发人员：范钢，闫剑锋，童新铨，王英红，
申请(专利权)人：杭州海兴电力科技股份有限公司，宁波恒力达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33