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CN115314079A - 一种plc信号隔离耦合器 - Google Patents

一种plc信号隔离耦合器 Download PDF

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CN115314079A CN202210973407.7A CN202210973407A CN115314079A CN 115314079 A CN115314079 A CN 115314079A CN 202210973407 A CN202210973407 A CN 202210973407A CN 115314079 A CN115314079 A CN 115314079A
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Abstract

本发明公开的一种PLC信号隔离耦合器，包括耦合线圈与安规电容、差模电感；隔离耦合器的输入端为AC输入端，AC输入端连接至PLC电网，耦合线圈的输入端分别连接火线La与零线Na，火线La与耦合线圈之间串联有安规电容，耦合线圈的输出端连接有DC输出端，DC输出端连接有N个灯具PLC调光模块，每一个灯具PLC调节模块一端均连接有LED灯具；普通恒压开关电源输入端并联至隔离耦合器的输入端，普通恒压开关电源的输出端并联至隔离耦合器的输出端；通过PLC信号隔离耦合器与普通恒压电源及灯具PLC调光模块的连接，实现PLC信号从AC输入端到DC输出端的传输。

Description

一种PLC信号隔离耦合器
技术领域
本发明涉及全屋互联智能领域，更具体的，涉及一种PLC信号隔离耦合器。
背景技术
电力线其设计之初是为了传输电能而非传输信号(包括模拟信号和数字信号)，其信道特性对于通信而言是不良的，表现为信道特性不具备一般性，时变性，链路阻抗变化较大，非屏蔽、非双绞的封装使得外接电磁干扰很容易侵入。基于此，PLC-IoT通信设备——包括CCO和STA——均使用了OFDM提升在电力线上的信号调制和解调能力。PLC-IoT通信设备使用基于多载波OFDM通信体制在单相电力线上承载数据信号，是目前最为有效的载波方式。
在全屋互联智能照明系统布线中，需要将PLC智能控制电网中的PLC信号与普通照明电器开关电源隔离开来，同时将开关电源交流输入端的PLC信号耦合到直流输出端，将PLC信号注入灯具的PLC调光控制模块直流输入端口。可以在普通恒压电源外部加装PLC隔离耦合器来实现这一功能。
发明内容
为了解决上述至少一个技术问题，本发明提出了一种PLC信号隔离耦合器。
本发明第一方面提供了一种PLC信号隔离耦合器，包括：差模电感、安规电容与PLC信号耦合线圈；
所述隔离耦合器的输入端为AC输入端(PLC.220VAC)，所述AC输入端连接至PLC电网，所述隔离耦合器的输入端分别连接火线La与零线Na，所述火线La与所述耦合线圈T1的管脚5之间串联有安规电容C1，所述耦合线圈T1的输出端管脚4与DC输出端(PLC.DC)正极之间串接有另一个安规电容C2，所述DC输出端(PLC.DC)与N个灯具PLC调光模块输入端连接，每一个灯具PLC调光模块另一端均连接有LED灯具；
所述普通恒压开关电源输入端(POWER.220VAC)火线Lb和零线Nb，分别通过差模电感L1和L2串联至隔离耦合器的AC输入端(PLC.220VAC)的火线La和零线Na；所述普通恒压开关电源的输出端(POWER.DC)正极和负极，分别通过差模电感L3和L4串联至隔离耦合器的输出端(PLC.DC)的正极和负极；
通过PLC信号隔离耦合器与普通恒压电源及灯具PLC调光模块的连接，实现PLC信号从AC输入端(PLC.220VAC)到DC输出端(PLC.DC)的传输，同时消除了普通恒压电源输入端的安规电容对于PLC电网中的PLC信号吸波干扰。
本发明一个较佳实施例中，N个所述灯具PLC调光模块分别记为灯具PLC调光模块1、灯具PLC调光模块2……灯具PLC调光模块N，N个灯具PLC调光模块之间并联连接。
本发明一个较佳实施例中，所述隔离耦合器的输入端为PLC电网(PLC.220V)交流电。
本发明一个较佳实施例中，所述火线La连接有差模电感L1，所述差模电感L1另一端连接有普通恒压电源火线接线端子Lb，所述零线Na连接有差模电感L2，所述差模电感L2另一端连接有普通恒压电源零线接线端子Nb。
本发明一个较佳实施例中，所述火线Lb与所述零线Nb连接至普通恒压电源的交流输入端。
本发明一个较佳实施例中，所述隔离耦合器输出端的正极和负极分别连接有调光模块输入端的正极与负极。
本发明一个较佳实施例中，隔离耦合器输出端(PLC.DC)的正极连接有差模电感L3，所述差模电感L3另一端连接有普通恒压电源的直流输出端(POWER.DC)正极，所述隔离耦合器输出端(PLC.DC)的负极连接有差模电感L4，所述差模电感L4另一端连接有普通恒压电源的直流输出端(POWER.DC)负极。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)消除了普通照明电器开关电源交流输入端并联在零火线上的安规电容对于PLC通信频段信号的吸波干扰问题，同时解决了将开关电源交流输入端的PLC信号耦合到直流输出端，将PLC信号注入灯具的PLC调光控制模块直流输入端口，实现对灯具的灯光智能调控。
(2)通过PLC信号隔离耦合器与普通恒压电源及灯具PLC调光模块(DC转DC)的连接，可以实现PLC信号从AC输入端到DC输出端的传输，从而实现采用普通恒压电源对于单个或多个灯具的调光模块(DC转DC)进行灯光控制的能力，同时相对于每个灯具都单独采用一个驱动电源节省了设备总成本，因为普通恒压电源可以将功耗做得比较高，可以同时带动几个灯具的调光模块。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的一些附图是本发明的一些实施方式，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。
图1是本发明PLC隔离耦合器原理框图；
图2是本发明实施例一PLC信号隔离耦合器应用场景原理图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，
但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，
因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一
参见图1-2所示，一种PLC信号隔离耦合器，包括：耦合线圈与安规电容、差模电感；
所述隔离耦合器的输入端为AC输入端(PLC.220VAC)，所述AC输入端连接至PLC电网，所述隔离耦合器的输入端分别连接火线La与零线Na，所述火线La与所述耦合线圈T1的管脚5之间串联有安规电容C1，所述耦合线圈T1的输出端管脚4与DC输出端(PLC.DC)正极之间串接有另一个安规电容C2，所述DC输出端(PLC.DC)与N个灯具PLC调光模块输入端连接，每一个灯具PLC调光模块另一端均连接有LED灯具；
所述普通恒压开关电源输入端(POWER.220VAC)火线Lb和零线Nb，分别通过差模电感L1和L2串联至隔离耦合器的AC输入端(PLC.220VAC)的火线La和零线Na；所述普通恒压开关电源的输出端(POWER.DC)正极和负极，分别通过差模电感L3和L4串联至隔离耦合器的输出端(PLC.DC)的正极和负极；
通过PLC信号隔离耦合器与普通恒压电源及灯具PLC调光模块的连接，实现PLC信号从AC输入端(PLC.220VAC)到DC输出端(PLC.DC)的传输。
进一步的，N个灯具PLC调光模块分别记为灯具PLC调光模块1、灯具PLC调光模块2……灯具PLC调光模块N，N个灯具PLC调光模块之间并联连接。
进一步的，隔离耦合器的输入端为(PLC.220V)交流电。
进一步的，火线La连接有差模电感L1，差模电感L1另一端连接有火线Lb，零线Na连接有差模电感L2，差模电感L2另一端连接有零线Nb。
进一步的，火线Lb与零线Nb连接至普通恒压电源的交流输入端。
隔离耦合器输出端(PLC.DC)的正极连接有差模电感L3，所述差模电感L3另一端连接有普通恒压电源的直流输出端(POWER.DC)正极，所述隔离耦合器输出端(PLC.DC)的负极连接有差模电感L4，所述差模电感L4另一端连接有普通恒压电源的直流输出端(POWER.DC)负极。
本申请中的信号隔离耦合器包括4个差模电感((L1、L2、L3和L4)、2个安规电容(C1和C2)、1个PLC信号耦合线圈(T1)和4根二芯电源线(PLC.220VAC端口、POWER.220VAC端口、POWER.DC端口和PLC.DC端口)。
PLC隔离耦合器的PLC.220VAC端口的二芯电源线La与Na分别与室内PLC电网的火线和零线连接，PLC.220VAC端口的交流电220VAC通过分别串联在火线La与零线Na上的差模电感L1与L2注入POWER.220VAC端口的二芯电源线的火线Lb与零线Nb,火线Lb与零线Nb再分别与外部普通恒压电源的交流输入端子连接，差模电感L1和L2与并联在普通恒压电源交流输入端口的火线与零线上的安规电容CX构成PLC信号隔离滤波器，使得PLC.220VAC端口的PLC号不会被安规电容CX吸收，PLC.220VAC端口的PLC号从二芯电源线La通过串联在火线La上的安规电容C1与PLC信号耦合线圈T1高频脉冲变压器(1：1)主边线圈端5连接，耦合线圈T1主边线圈端8与零线Na连接形成PLC信号主边回路，PLC信号通过耦合线圈T1的副边线圈(端4--端3)连接安规电容C2耦合到PLC.DC端口的V+与V-之间，PLC.DC端口的V+与V-之间的PLC信号注入到外部灯具调光模块的直流输入端口，普通恒压电源的直流输出端口通过二芯电源线与PLC信号隔离耦合器的POWER.DC端口的V+与V-连接，POWER.DC端口的V+与V-分别通过差模电感L3和L4与PLC信号隔离耦合器的PLC.DC端口的V+与V-连接，给外部的灯具调光模块直流输入端口提供直流供电电压。
消除了普通照明电器开关电源交流输入端并联在零火线上的安规电容CX对于PLC通信频段信号的吸收干扰问题，同时解决了将开关电源交流输入端的PLC信号耦合到直流输出端，将PLC信号注入灯具的PLC调光控制模块直流输入端口，实现对灯具的灯光智能调控。
通过PLC信号隔离耦合器与普通恒压电源及灯具PLC调光模块(DC转DC)的连接，可以实现PLC信号从AC输入端到DC输出端的传输，从而实现采用普通恒压电源对于单个或多个灯具的调光模块(DC转DC)进行灯光控制的能力，同时相对于每个灯具都单独采用一个驱动电源节省了设备总成本，因为普通恒压电源可以将功耗做得比较高，可以同时带动几个灯具的调光模块。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的上述实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种PLC信号隔离耦合器，包括：差模电感、安规电容与PLC信号耦合线圈；其特征在于，
所述隔离耦合器的输入端为AC输入端，所述AC输入端连接至PLC电网，所述隔离耦合器的输入端分别连接火线La与零线Na，所述火线La与所述耦合线圈T1的管脚5之间串联有安规电容C1，所述耦合线圈T1的输出端管脚4与DC输出端正极之间串接有另一个安规电容C2，所述DC输出端与N个灯具PLC调光模块输入端连接，每一个灯具PLC调光模块另一端均连接有LED灯具；
所述普通恒压开关电源输入端的火线Lb和零线Nb分别通过差模电感L1和L2串联至隔离耦合器的AC输入端的火线La和零线Na；所述普通恒压开关电源的输出端正极和负极分别通过差模电感L3和L4串联至隔离耦合器的输出端的正极和负极；
通过PLC信号隔离耦合器与普通恒压电源及灯具PLC调光模块的连接，实现PLC信号从AC输入端到DC输出端的传输，同时消除了普通恒压电源输入端的安规电容对于PLC电网中的PLC信号吸波干扰。
2.根据权利要求1所述的一种PLC信号隔离耦合器，其特征在于，N个所述灯具PLC调光模块分别记为灯具PLC调光模块1、灯具PLC调光模块2……灯具PLC调光模块N，N个灯具PLC调光模块之间并联连接。
3.根据权利要求1所述的一种PLC信号隔离耦合器，其特征在于，所述隔离耦合器的输入端为PLC电网交流电。
4.根据权利要求1所述的一种PLC信号隔离耦合器，其特征在于，所述火线La连接有差模电感L1，所述差模电感L1另一端连接有普通恒压电源的火线接线端子Lb，所述零线Na连接有差模电感L2，所述差模电感L2另一端连接有普通恒压电源的零线接线端子Nb。
5.根据权利要求4所述的一种PLC信号隔离耦合器，其特征在于，所述火线Lb和所述零线Nb分别连接至普通恒压电源的交流输入端的火线与零线接线端子。
6.根据权利要求4所述的一种PLC信号隔离耦合器，其特征在于，所述隔离耦合器输出端的正极和负极分别连接有调光模块输入端的正极与负极。
7.根据权利要求6所述的一种PLC信号隔离耦合器，其特征在于，所述隔离耦合器输出端的正极连接有差模电感L3，所述差模电感L3另一端连接有普通恒压电源的直流输出端正极，所述隔离耦合器输出端的负极连接有差模电感L4，所述差模电感L4另一端连接有普通恒压电源的直流输出端负极。
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