一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路的制作方法
1.本发明涉及通信领域，特别是涉及一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路。
背景技术：
2.中压载波通信技术可有效解决偏远山区通信信号弱、信号不稳定、无信号问题，光纤断点问题，并能实现有线通信专网全覆盖，已广泛应用于配电自动化、用电信息采集领域。
3.中压载波通信载波机配套中压载波通信耦合器实现中压载波通信，但中压载波通信机需另外单独接线取电，一般只能直接并接在配电台区集中器或配电终端电源端子上，取电方式极不规范；另随着配电自动化建设，目前国家电网部分省区主推一二次深度融合产品，产品电容取电能力不足以支撑中压载波通信载波机正常工作，需再单独安装电磁式电压互感器为中压载波通信载波机供电，投入大且电磁式电压互感器存在铁磁谐振风险。
4.由此可见，如何在中压载波通信耦合器功能基础上发明改造，解决中压载波通信载波机现场实际应用中取电不规范、取电困难的问题，是本领域人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
5.为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路，包括：电容分压模块、失效保护模块、载波通信耦合隔离模块；失效保护模块输入端与高压端连接，失效保护模块输出端与电容分压模块连接，电容分压模块与载波通信耦合隔离模块连接，载波通信耦合隔离模块与载波机和接地端连接；电容分压模块包括：第一电容、第二电容，第一电容第一端为电容分压模块输入端，与失效保护模块输出端连接，第一电容第二端与第二电容第一端连接，第二电容第二端为电容分压模块输出端，与载波通信耦合隔离模块输入端相连；
6.还包括：取电模块；取电模块与电容分压模块输出端和接地端连接；
7.取电模块包括第一变压器、第一气体放电管、第二气体放电管、暂态过电压防护电路、整流桥电路、第一二极管；
8.第一变压器原边第一端与第一电容第二端连接，第一变压器原边第二端与接地端连接，第一变压器副边第一端与整流桥电路第一输入端连接，第一变压器副边第二端与整流桥电路第二输入端连接；第一气体放电管并接在第一变压器原边之间；第二气体放电管并接在第一变压器副边之间；暂态过电压防护电路并接在第一变压器副边之间；第一二极管第一端与整流桥电路第一输出端连接，第一二极管第二端与整流桥电路第二输出端连接。
9.优选地，上述一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路中，失效保护模块包括：第一熔断器；
10.第一熔断器第一端与高压端相连，第一熔断器第二端为失效保护模块输出端，与
电容分压模块输入端相连。
11.优选地，上述一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路中，载波通信耦合隔离模块包括：第二变压器、第三气体放电管、第四气体放电管；
12.第二变压器原边第一端与电容分压模块输出端连接，第二变压器原边第二端与接地端连接，第二变压器副边与载波机连接，第三气体放电管并接在第二变压器原边之间，第四气体放电管并接在第二变压器副边之间。
13.优选地，上述一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路中，暂态过电压防护电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电容、第四电容、第一可控硅、第二可控硅、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管；第一可控硅阳极与整流桥电路第二输入端相连，第一可控硅阴极与整流桥电路第一输入端相连，第一可控硅控制极与第一电阻第二端、第三电容第二端、第二二极管阳极相连；第一电阻第一端与整流桥电路第一输入端相连；第三电容第一端与整流桥电路第一输入端相连；第二二极管阴极与第三二极管阴极相连；第三二极管阳极与整流桥电路第二输入端相连；第二可控硅阳极与整流桥电路第一输入端相连，第二可控硅阴极与整流桥电路第二输入端相连，第二可控硅控制极与第二电阻第二端、第四电容第二端、第五二极管阳极相连；第二电阻第一端与整流桥电路第二输入端相连；第四电容第一端与整流桥电路第二输入端相连；第五二极管阴极与第四二极管阴极相连；第四二极管阳极与整流桥电路第一输入端相连。
14.优选地，上述一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路中，整流桥电路包括：第六二极管、第七二极管、第八二极管、第九二极管；
15.第六二极管、第七二极管、第八二极管、第就二极管首尾相连组成整流桥电路，第六二极管阴极与第七二极管阳极之间为整流桥电路第一输入端，第八二极管阴极与第九二极管阳极之间为整流桥电路第二输入端，第七二极管阴极与第九二极管阴极之间为整流桥电路第一输出端，第六二极管阳极与第八二极管阳极之间为整流桥电路第二输出端，整流桥电路输出端与载波机相连。
16.优选地，上述一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路中，第一电容为高压陶瓷电容。
17.优选地，上述一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路中，第一二极管为单向tvs管。
18.优选地，上述一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路中，第一变压器为高电压工频变压器。
19.优选地，上述一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路中，第一熔断器为高压限流熔断器。
20.优选地，上述一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路中，第二变压器为高频变压器。
21.优选地，上述一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路中，第一可控硅和第二可控硅为单向可控硅。
22.优选地，上述一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路中，第二二极管、第三二极管、第四二极管和第五二极管为稳压二极管。
23.本发明提供的一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路，可以实现中压载
波通信电容耦合器功能，同时通过电容分压原理从中压配电线路为中压载波通信载波机取电，解决了中压载波通信载波机现场实际应用中取电不规范、取电困难的问题，另通过调节第一电容、第二电容的电容量和第一变压器的初级电感量，可以调节取电能力，并不增大对中压载波信号的衰减。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明提供的一种具有中压载波通信耦合器功能的载波机取电电路的电路图；
26.图2为本发明提供的一种具有中压载波通信耦合器功能的载波机取电电路的示意图。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
28.本发明的核心是提供一种具有中压载波通信耦合器功能的载波机取电电路。
29.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
30.电力线载波通信是利用电力线作为传输通道来实现数据传送的一种通信方式，根据传输线路电压的等级，可以将电力线载波通信分为高压载波(35kv 及以上)、中压载波(10kv)和低压载波(380/220v)。其中，中压载波通信是利用10kv中压配电线作为传输通道的一种通信方式，主要应用于配电自动化、用电信息采集领域，使用现有的、完善的配电线作为传输通道，不需要重复线路投资的有线专网通信方式，具有投资少、设备简单、施工容易、维护管理方便、与电网建设同步、随新建工程开通快、覆盖面与电力系统一致等优点。配电台区集中器或配电终端通过中压通信载波机实现与主站的数据交互。中压载波通信机由于不能承受10kv高电压，因此需要通过专用的中压载波通信耦合器才能连接到中压架空线上。由于中压载波通信机需另外单独接线取电，一般只能直接并接在配电台区集中器或配电终端电源端子上，取电方式极不规范，另随着配电自动化建设，目前国家电网部分省区主推一二次深度融合产品，产品电容取电能力不足以支撑中压载波通信载波机正常工作，需再单独安装电磁式电压互感器为中压载波通信载波机供电，投入大且电磁式电压互感器存在铁磁谐振风险。
31.为解决上述技术问题，本发明提供一种具有中压载波通信耦合器功能的载波机取电电路，图1为本发明提供的一种具有中压载波通信耦合器功能的载波机取电电路的电路图，图2为本发明提供的一种具有中压载波通信耦合器功能的载波机取电电路的示意图，如图1、图2所示，包括电容分压模块11：第一电容c1、第二电容c2，第一电容c1第一端为电容分
压模块11输入端，与失效保护模块12输出端连接，第一电容c1第二端与第二电容c2第一端连接，第二电容c2第二端为电容分压模块11输出端，与载波通信耦合隔离模块13 输入端相连；失效保护模块12输入端与高压端连接，失效保护模块12输出端与电容分压模块11输出端连接，电容分压模块11输出端与载波通信耦合隔离模块13输入端连接，载波通信耦合隔离模块13输出端与载波机15和接地端连接；还包括：取电模块14；取电模块14与电容分压模块11输出端和接地端连接；
32.取电模块14包括第一变压器t1、第一气体放电管g1、第二气体放电管 g2、暂态过电压防护电路、整流桥电路、第一二极管d1；
33.第一变压器t1原边第一端与第一电容c1第二端连接，第一变压器t1原边第二端与接地端连接，第一变压器t1副边第一端与整流桥电路第一输入端连接，第一变压器t1副边第二端与整流桥电路第二输入端连接；第一气体放电管g1并接在第一变压器t1原边之间；第二气体放电管g2并接在第一变压器t1副边之间；暂态过电压防护电路并接在第一变压器t1副边之间；第一二极管d1第一端与整流桥电路第一输出端连接，第一二极管d1第二端与整流桥电路第二输出端连接。
34.本实施例中，调整第一电容c1的电容量、第二电容c2的电容量、第一变压器t1的初级电感量，可以调节取电能力，并不增大对中压载波信号的衰减；第一气体放电管g1、第二气体放电管g2和第一二极管d1用于瞬态过电压防护。
35.优选地，上述一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路中，失效保护模块12包括：第一熔断器f1；
36.第一熔断器f1第一端与高压端相连，第一熔断器f1第二端为失效保护模块12输出端，与电容分压模块11输入端相连。
37.本实施例中，第一熔断器f1用于失效保护，当电路关键器件失效后，迅速熔断，防止造成持续性故障。
38.优选地，上述一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路中，载波通信耦合隔离模块13包括：第二变压器t2、第三气体放电管g3、第四气体放电管 g4；
39.第二变压器t2原边第一端与电容分压模块11输出端连接，第二变压器t2 原边第二端与接地端连接，第二变压器t2副边与载波机15连接，第三气体放电管g3并接在第二变压器t2原边之间，第四气体放电管g4并接在第二变压器t2副边之间。
40.本实施例中，第二变压器t2用于中压载波信号耦合隔离；第三气体放电管 g3和第四气体放电管g4用于瞬态过电压防护。
41.优选地，上述一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路中，整流桥电路包括：第六二极管d6、第七二极管d7、第八二极管d8、第九二极管d9；
42.第六二极管d6、第七二极管d7、第八二极管d8、第九二极管d9首尾相连组成整流桥电路，第六二极管d6阴极与第七二极管d7阳极之间为整流桥电路第一输入端，第八二极管d8阴极与第九二极管d9阳极之间为整流桥电路第二输入端，第七二极管d7阴极与第九二极管d9阴极之间为整流桥电路第一输出端，第六二极管d6阳极与第八二极管d8阳极之间为整流桥电路第二输出端，整流桥电路输出端与载波机15相连。
43.本实施例中，整流桥电路将交流电转换成直流电，为载波机15供电。
44.优选地，上述一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路中，暂态过电压防
护电路包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第三电容c3、第四电容c4、第一可控硅s1、第二可控硅s2、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第五二极管d5；第一可控硅s1阳极与整流桥电路第二输入端相连，第一可控硅s1阴极与整流桥电路第一输入端相连，第一可控硅s1控制极与第一电阻r1 第二端、第三电容c3第二端、第二二极管d2阳极相连；第一电阻r1第一端与整流桥电路第一输入端相连；第三电容c3第一端与整流桥电路第一输入端相连；第二二极管d2阴极与第三二极管d3阴极相连；第三二极管d3阳极与整流桥电路第二输入端相连；第二可控硅s2阳极与整流桥电路第一输入端相连，第二可控硅s2阴极与整流桥电路第二输入端相连，第二可控硅s2控制极与第二电阻r2第二端、第四电容c4第二端、第五二极管d5阳极相连；第二电阻 r2第一端与整流桥电路第二输入端相连；第四电容c4第一端与整流桥电路第二输入端相连；第五二极管d5阴极与第四二极管d4阴极相连；第四二极管d4 阳极与整流桥电路第一输入端相连。
45.本实施例中，暂态过电压防护电路用于暂态过压保护，防止持续过压损坏取电模块14中的电子元器件。当正半周过电压时，第五二极管d5反向击穿，第二可控硅s2将第一变压器t1的副边短路，降低第一变压器t1的原边分压；当负半周过电压时，第二二极管d2反向击穿，第一可控硅s1将第一变压器t1的副边短路，降低第一变压器t1的原边分压，第三二极管d3和第四二极管d4防反向电压，第三电容c3和第四电容c4防脉冲误动作，第一电阻 r1和第二电阻r2分压提供第一可控硅s1和第二可控硅s2的控制极电压。
46.优选地，第一电容c1为高压陶瓷电容。
47.高压陶瓷电容是属于陶瓷电容的一种，是用以高介电常数的陶瓷(钛酸钡—氧化钛)挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质，涂敷金属薄膜(通常为银)经高温烧结而形成电极，用镀锡铜包钢引线，外表涂以保护磁漆，或用环氧树脂包封而成。高压陶瓷电容具有耐高压，低损耗、频率特性好，具有高稳定性、特殊的串联结构适合于高电压极长期工作可靠性、高电流爬升速率并适用于大电流回路无感型结构、绝缘电阻大，使用时间长等优点。
48.优选地，第一二极管d1为单向tvs管。
49.tvs管，在规定的反向应用条件下，当承受一个高能量的瞬时过压脉冲时，其工作阻抗能立即降至很低的导通值，允许大电流通过，并将电压箝制到预定水平，从而有效地保护电子线路中的精密元器件免受损坏。单向tvs管一般用于直流电路。
50.优选地，第一变压器t1为高电压工频变压器。
51.高电压工频变压器相比于传统380v输入的工频变压器，额定电压可以做到1200v，真空环氧灌封，耐高温老化、抗电强度高，采用优质矽钢片，温升低、效率高。
52.优选地，第一熔断器f1为高压限流熔断器。
53.高压限流熔断器就能够以限制线路电流的方式来进行瞬时开断，因此能够及时将过载过流电压进行阻断，从而有效的起到保护作用，防止造成中压线路持续性接地故障。高压熔断器具有耐老化、功率损耗小、温升低、高分断能力、高限流、开关电压低的优点。
54.优选地，第二变压器t2为高频变压器。
55.高频变压器采用锰锌铁氧体磁芯，最高工作频率可达2mhz，另磁芯采用环状，高绝缘等级绕线采用双线并绕方式，既能保证隔离耐压，又能减小漏感，对载波通信信号损耗低，提高馈网效率。
56.优选地，第一可控硅s1和第二可控硅s2为单向可控硅。
57.单向可控硅是一种可控整流电子元件，能在外部控制信号作用下由关断变为导通，但一旦导通，外部信号就无法使其关断，只能靠去除负载或降低其两端电压使其关断。具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、控制方便等优点。
58.优选地，第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4和第五二极管 d5为稳压二极管。
59.稳压二极管，又叫齐纳二极管。利用pn结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象，制成的起稳压作用的二极管。
60.以上对本发明所提供的一种具有中压载波通信耦合器功能的载波机取电电路进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
61.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
技术特征：
1.一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路，包括：电容分压模块(11)、失效保护模块(12)、载波通信耦合隔离模块(13)；所述电容分压模块(11)包括：第一电容、第二电容，所述第一电容第一端为所述电容分压模块(11)输入端，与失效保护模块(12)输出端连接，所述第一电容第二端与所述第二电容第一端连接，所述第二电容第二端为所述电容分压模块(11)输出端，与载波通信耦合隔离模块(13)输入端相连；其特征在于，还包括：取电模块(14)，所述取电模块(14)与所述电容分压模块(11)输出端和接地端连接；所述取电模块(14)包括第一变压器、第一气体放电管、第二气体放电管、暂态过电压防护电路、整流桥电路、第一二极管；所述第一变压器原边第一端与所述第一电容第二端连接，所述第一变压器原边第二端与接地端连接，所述第一变压器副边第一端与所述整流桥电路第一输入端连接，所述第一变压器副边第二端与所述整流桥电路第二输入端连接；所述第一气体放电管并接在所述第一变压器原边之间；所述第二气体放电管并接在所述第一变压器副边之间；所述暂态过电压防护电路并接在所述第一变压器副边之间；所述第一二极管第一端与所述整流桥电路第一输出端连接，所述第一二极管第二端与所述整流桥电路第二输出端连接。2.根据权利要求1所述的一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路，其特征在于，所述失效保护模块(12)包括：第一熔断器；所述第一熔断器第一端与高压端相连，所述第一熔断器第二端为失效保护模块(12)输出端，与所述电容分压模块(11)输入端相连。3.根据权利要求1所述的一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路，其特征在于，所述载波通信耦合隔离模块(13)包括：第二变压器、第三气体放电管、第四气体放电管；所述第二变压器原边第一端与电容分压模块(11)输出端连接，所述第二变压器原边第二端与接地端连接，所述第二变压器副边与所述载波机(15)连接，所述第三气体放电管并接在所述第二变压器原边之间，所述第四气体放电管并接在所述第二变压器副边之间。4.根据权利要求1所述的一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路，其特征在于，所述暂态过电压防护电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电容、第四电容、第一可控硅、第二可控硅、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管；所述第一可控硅阳极与所述整流桥电路第二输入端相连，所述第一可控硅阴极与所述整流桥电路第一输入端相连，所述第一可控硅控制极与所述第一电阻第二端、所述第三电容第二端、所述第二二极管阳极相连；所述第一电阻第一端与所述整流桥电路第一输入端相连；所述第三电容第一端与所述整流桥电路第一输入端相连；所述第二二极管阴极与所述第三二极管阴极相连；所述第三二极管阳极与所述整流桥电路第二输入端相连；所述第二可控硅阳极与所述整流桥电路第一输入端相连，所述第二可控硅阴极与所述整流桥电路第二输入端相连，所述第二可控硅控制极与所述第二电阻第二端、所述第四电容第二端、所述第五二极管阳极相连；所述第二电阻第一端与所述整流桥电路第二输入端相连；所述第四电容第一端与所述整流桥电路第二输入端相连；所述第五二极管阴极与所述第四二极管阴极相连；所述第四二极管阳极与所述整流桥电路第一输入端相连。5.根据权利要求1所述的一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路，其特征在于，所述整流桥电路包括：第六二极管、第七二极管、第八二极管、第九二极管；
所述第六二极管、所述第七二极管、所述第八二极管、所述第九二极管首尾相连组成所述整流桥电路，所述第六二极管阴极与所述第七二极管阳极之间为所述整流桥电路第一输入端，所述第八二极管阴极与所述第九二极管阳极之间为所述整流桥电路第二输入端，所述第七二极管阴极与所述第九二极管阴极之间为所述整流桥电路第一输出端，所述第六二极管阳极与所述第八二极管阳极之间为所述整流桥电路第二输出端，所述整流桥电路输出端与所述载波机(15)相连。6.根据权利要求1所述的一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路，其特征在于，所述第一电容为高压陶瓷电容。7.根据权利要求1所述的一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路，其特征在于，所述第一二极管为单向tvs管。8.根据权利要求1所述的一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路，其特征在于，所述第一变压器为高电压工频变压器。9.根据权利要求2所述的一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路，其特征在于，所述第一熔断器为高压限流熔断器。10.根据权利要求3所述的一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路，其特征在于，所述第二变压器为高频变压器。11.根据权利要求4所述的一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路，其特征在于，所述第一可控硅和第二可控硅为单向可控硅。12.根据权利要求4所述的一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路，其特征在于，所述第二二极管、所述第三二极管、所述第四二极管和所述第五二极管为稳压二极管。
技术总结
本发明公开了一种具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路，涉及通信领域，本发明提供的具有中压载波耦合器功能的载波机取电电路可以实现中压载波通信电容耦合器功能，同时通过电容分压原理从中压配电线路为中压载波通信载波机取电，解决了中压载波通信载波机现场实际应用中取电不规范、取电困难的问题，另通过调节第一电容、第二电容的电容量和第一变压器的初级电感量，可以调节取电能力，并不增大对中压载波信号的衰减。大对中压载波信号的衰减。大对中压载波信号的衰减。
