專利名稱：用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及數(shù)據(jù)傳輸，更具體地說，涉及一種用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦
口農(nóng)且O
背景技術(shù)：
利用電力線傳輸信號，已經(jīng)得到了較為廣泛的運用。以前大多是基于窄帶的數(shù)據(jù) 傳輸，其最理想狀態(tài)的帶寬約100K-300K左右，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣容^慢，滿足不了目前的要 求，所以電力載波傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用受到了一定的限制。對電力載波傳輸數(shù)據(jù)的改進，要求帶 寬需達到200M，傳輸距離有200米，但如何將這種寬帶信號傳輸?shù)诫娏€上，通常還是采用 現(xiàn)有的技術(shù)，就是通過電容器傳輸?shù)诫娏€。這樣方式既增加成本(因為要考慮電容的耐 壓值及其品質(zhì)因數(shù))，使用起來又不方便，其裝配受到了極大的限制，使用的電壓范圍只能 在低電壓電網(wǎng)下工作，不能滿足在高壓電力線上進行電力載波信號傳輸?shù)囊蟆Ｍ瑫r，采用 現(xiàn)有技術(shù)中的電容耦合，由于其電容通過變壓器次級跨接在零、相線之間，也有一定的危險 性，如電容在高壓下?lián)舸?，很容易給系統(tǒng)帶電，造成人身安全和財產(chǎn)損失，又因為電容直接 接在電力線端，電力線上很多的干擾信號很容易串入到系統(tǒng)電路中，輕者影響系統(tǒng)的工作 不正常，重者會出現(xiàn)危及人身安全的情況。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述成本高、不利于在高壓 電力線上使用的缺陷，提供一種成本低、能夠在高壓電力線上使用的用于在電力線上傳輸 數(shù)據(jù)的耦合裝置。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種用于在電力線上傳輸 數(shù)據(jù)的耦合裝置，包括載波信號功率變壓器，所述變壓器初級與數(shù)據(jù)通信裝置的載波輸入 或輸出端連接，還包括與所述變壓器次級連接的并形成信號回路的耦合電容以及將所述變 壓器次級的信號耦合到所述電力線相線的耦合單元，所述電力線相線與所述變壓器次級一 端與耦合電容的連線并行穿過所述耦合單元。在本實用新型所述的用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置中，所述耦合單元包括 合并形成所述耦合裝置的第一磁耦合單元和第二磁耦合單元，所述第一磁耦合單元和第二 磁耦合單元相接觸的表面上各設(shè)置有其合并時形成一聯(lián)通封閉空間的、貫通所述第一磁耦 合單元和第二磁耦合單元的軸線方向的槽。在本實用新型所述的用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置中，所述第一磁耦合單 元和第二磁耦合單元的形狀包括半園環(huán)，所述耦合單元形狀包括由兩個半圓環(huán)合并而得的 圓環(huán)。在本實用新型所述的用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置中，所述第一磁耦合單 元和第二磁耦合單元的槽位于其半圓環(huán)的圓心位置，所述槽的形狀為半圓。在本實用新型所述的用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置中，所述第一磁耦合單
3元與所述第二磁耦合單元接觸的圓環(huán)面上包括多個凸起，所述第二磁耦合單元與所述凸起 對應(yīng)位置上設(shè)置有與所述凸起相適配的凹槽。在本實用新型所述的用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置中，還包括用于束縛所 述第一磁耦合單元和所述第二磁耦合單元并將其緊壓貼合的塑料卡扣。在本實用新型所述的用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置中，所述第一磁耦合單 元和第二磁耦合單元的軸向方向長度為1-5厘米，其外圍半徑為1-3厘米，其槽的半徑為 0. 5-2厘米。在本實用新型所述的用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置中，所述數(shù)據(jù)通信裝置 的載波輸入端包括載波輸入正端和載波輸入負端；所述數(shù)據(jù)通信裝置的載波輸出端包括載 波輸出正端和載波輸出負端；所述變壓器初級包括兩個端子及一個中心抽頭，所述中心抽 頭電連接于所述載波輸入負端和載波輸出負端，所述兩個端子分別連接在所述數(shù)據(jù)通信裝 置的載波輸入正端和載波輸出正端。實施本實用新型的用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置，具有以下有益效果由 于變壓器的次級與電力線沒有直接的連接關(guān)系，而是通過耦合將數(shù)據(jù)傳送到電力線上或由 電力線上接收下來，因此，不需要成本較高的耦合電容，也不會出現(xiàn)隨電力線上電壓不同而 調(diào)整耦合裝置甚至不能安全、方便地傳送數(shù)據(jù)的情況，因此，其成本低、能夠在高壓電力線 上使用的用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)。
圖1是本實用新型用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是所述實施例中耦合單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施例作進一步說明。如圖1所示，在本實用新型用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置實施例中，該耦 合裝置包括載波信號功率變壓器(包括初級13和次級14)、耦合電容15以及耦合單元12。 其中，初級13與數(shù)據(jù)通信裝置的載波輸入或輸出端連接，次級14包括兩個端子，其中一個 與耦合電容15的一端連接，耦合電容15的另一端連接在次級14的另一個端子上，使得 耦合電容15與次級14形成一個信號回路，同時，該信號回路的連線與電力線的一條相線 11 (希望將載波發(fā)送到其上或從其上接收載波的那一條相線)并行由耦合單元12內(nèi)通過， 使得載波信號可以通過該耦合單元12由上述相線11上耦合下來或耦合到上述相線11上。在本實施例中，如圖2所示，耦合單元14包括合并形成耦合單元14的第一磁耦合 單元21和第二磁耦合單元22，第一磁耦合單元21和第二磁耦合單元22相接觸的表面上設(shè) 置有當?shù)谝淮篷詈蠁卧?1和第二磁耦合單元22合并在一起時形成一個空間的槽(圖2中 的211和221)；該空間沿上述第一磁耦合單元21和第二磁耦合單元22的軸向貫通整個第 一磁耦合單元21和第二磁耦合單元22，同時，該空間是由兩個槽連通為一體的且封閉的。 具體而言，上述第一磁耦合單元21和第二磁耦合單元22合并而形成耦合單元14，耦合單元 14的形狀為一個柱狀，而由上述兩個槽連通所形成的空間貫穿柱狀的軸線方向，且封閉。如 圖2所示，在本實施例中，第一磁耦合單元21和第二磁耦合單元22的形狀為其不是弧面的
4一面設(shè)置有槽的半園環(huán)柱，因此，耦合單元14形狀就是有由兩個半圓環(huán)柱合并而得的圓環(huán) 柱(即中空的圓柱)。在其他實施例中，耦合單元14形狀也可以不是圓柱形的，例如，也可 以方形的，只要是一個封閉的磁環(huán)且其軸向有貫通孔可以使上述相線11及次級14回路的 連線通過即可。在本實施例中，第一磁耦合單元21和第二磁耦合單元22的槽位于其半圓環(huán)的圓 心位置，所述槽的形狀為半圓。換句話說，當上述第一磁耦合單元21和第二磁耦合單元22 合并形成耦合單元14時，該耦合單元14是一個圓柱體，上述由槽(211、221)形成的空間是 一個與該圓柱體同心的軸向貫穿孔。該貫穿孔由上述兩個半圓形的槽拼湊而成。在本實施 例中，第一磁耦合單元21與第二磁耦合單元22接觸的圓環(huán)面上包括多個凸起212 (參見圖 2)，第二磁耦合單元22與上述凸起212對應(yīng)位置上設(shè)置有與凸起212相適配的凹槽222。 在將上述第一磁耦合單元21與第二磁耦合單元22合并時，上述凸起212進入上述凹槽222 中。這樣的設(shè)置不僅使得上述兩個部分合并時定位更加容易，結(jié)合的更為牢固，同時，還使 得該耦合單元14的耦合效果更好，因為這樣的設(shè)置使得該耦合單元14具有較少的漏磁現(xiàn) 象。在其他實施例中，也可以不用上述凸起和凹槽或者使用是一條曲線的邊沿(相對地，另 一個磁耦合單元的邊沿要與該曲線匹配)。在本實施例中，為了使上述第一磁耦合單元21和第二磁耦合單元22結(jié)合的更加 緊密，同時兼顧安裝方便的問題，該耦合裝置還包括用于束縛第一磁耦合單元21和第二磁 耦合單元22并將其緊壓貼合的塑料卡扣。該卡扣使得第一磁耦合單元21和第二磁耦合單 元22進一步貼合，不僅使得其安裝更牢固，同時使得其漏磁進一步減小，從而加大耦合的 效率。此外，在本實施例中，第一磁耦合單元21和第二磁耦合單元22的軸向方向長度為 3厘米，其外圍半徑為2厘米，其槽的半徑為1厘米。值得一提的是，一般而言，在其他實施 例中，上述軸向方向的長度可以在1-5厘米之間選擇，其外圍半徑可以在1-3厘米之間選 擇，其槽的半徑可以在0. 5到2厘米之間選擇，上述尺寸基本上可以滿足通常的需求；在一 些特定的場合下，例如，電力線上具有較高的電壓，因此其電力線較粗時，上述第一磁耦合 單元21和第二磁耦合單元22的尺寸也可以不受上述尺寸的限制，而是以其組合后能夠容 納電力線及次級14回路的連線從其中穿過為準。在本實施例中，上述數(shù)據(jù)通信裝置的載波輸入端和載波輸出端均為兩個，即一個 載波輸入正端、一個載波輸入負端、一個載波輸出正端、一個載波輸出負端(圖中均未示 出)。變壓器初級13包括兩個端子及一個中心抽頭，其中，上述中心抽頭與上述載波輸入負 端和載波輸出負端電連接，即在本實施例中，中心抽頭分別通過電容與上述載波輸出負端 和載波輸入負端連接；而變壓器初級13的兩個端子分別連接在上述數(shù)據(jù)通信裝置的載波 輸入正端和載波輸出正端，同樣也是通過電容連接的。也就是說，在本實施例中，一個耦合 裝置即可以實現(xiàn)載波的上傳與下載。載波信號的發(fā)射與接收都是通過上述一個變壓器實現(xiàn) 的。當然，在其他實施例中，也可以將載波的上傳與下載分開，通過不同的變壓器及耦合裝 置來實現(xiàn)，這樣雖然對電路的要求較低且干擾較小，但成本較本實施例要高些。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細， 但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求一種用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置，包括載波信號功率變壓器，所述變壓器初級與數(shù)據(jù)通信裝置的載波輸入或輸出端連接，其特征在于，還包括與所述變壓器次級連接的并形成信號回路的耦合電容以及將所述變壓器次級的信號耦合到所述電力線相線的耦合單元，所述電力線相線與所述變壓器次級一端與耦合電容的連線并行穿過所述耦合單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置，其特征在于，所述耦 合單元包括合并形成所述耦合裝置的第一磁耦合單元和第二磁耦合單元，所述第一磁耦合 單元和第二磁耦合單元相接觸的表面上各設(shè)置有其合并時形成一聯(lián)通封閉空間的、貫通所 述第一磁耦合單元和第二磁耦合單元的軸線方向的槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置，其特征在于，所述第 一磁耦合單元和第二磁耦合單元的形狀包括半園環(huán)，所述耦合單元形狀包括由兩個半圓環(huán) 合并而得的圓環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置，其特征在于，所述第 一磁耦合單元和第二磁耦合單元的槽位于其半圓環(huán)的圓心位置，所述槽的形狀為半圓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置，其特征在于，所述第 一磁耦合單元與所述第二磁耦合單元接觸的圓環(huán)面上包括多個凸起，所述第二磁耦合單元 與所述凸起對應(yīng)位置上設(shè)置有與所述凸起相適配的凹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置，其特征在于，還包括 用于束縛所述第一磁耦合單元和所述第二磁耦合單元并將其緊壓貼合的塑料卡扣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置，其特征在于，所述第 一磁耦合單元和第二磁耦合單元的軸向方向長度為1-5厘米，其外圍半徑為1-3厘米，其槽 的半徑為0. 5-2厘米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項所述的用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置，其特征在 于，所述數(shù)據(jù)通信裝置的載波輸入端包括載波輸入正端和載波輸入負端；所述數(shù)據(jù)通信裝 置的載波輸出端包括載波輸出正端和載波輸出負端；所述變壓器初級包括兩個端子及一個 中心抽頭，所述中心抽頭電連接于所述載波輸入負端和載波輸出負端，所述兩個端子分別 連接在所述數(shù)據(jù)通信裝置的載波輸入正端和載波輸出正端。
專利摘要本實用新型涉及一種用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置，包括載波信號功率變壓器，所述變壓器初級與數(shù)據(jù)通信裝置的載波輸入或輸出端連接，還包括與所述變壓器次級連接的并形成信號回路的耦合電容以及將所述變壓器次級的信號耦合到所述電力線相線的耦合單元，所述電力線相線與所述變壓器次級一端與耦合電容的連線并行穿過所述耦合單元。實施本實用新型的用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)的耦合裝置，具有以下有益效果成本低、能夠在高壓電力線上使用，用于在電力線上傳輸數(shù)據(jù)。
文檔編號H04B3/56GK201726394SQ20102019315
公開日2011年1月26日 申請日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者劉少兵 申請人:航天科工深圳(集團)有限公司