[發(fā)明專利]一種用于線變關(guān)系識別終端的電流發(fā)生電路

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010538804.2
• 申請日: 2020-06-13
• 公開（公告）號: CN111830864A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐劍英;李亮;孫朝杰;郭相泉;曾令斌;李顯濤;高慶歡;矯振飛;張建;李偉;吳雪梅;盧峰;林志超;程艷艷;葉齊
• 申請（專利權(quán)）人: 青島鼎信通訊股份有限公司;沈陽科遠(yuǎn)國網(wǎng)電力工程勘察設(shè)計有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;H02J3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種用于線變關(guān)系識別終端的電流發(fā)生電路。該電路包括電流注入控制電路、IGBT驅(qū)動電路、電源電路、過零檢測電路。利用電容兩端電壓不能突變的原理，通過電源電路提供所需電源，IGBT電路實現(xiàn)PWM驅(qū)動及隔離功能，由電流注入控制電路將電流注入到電網(wǎng)環(huán)境中，并對電流信號實施控制。該電路支持長報文大數(shù)據(jù)量的連續(xù)傳輸，電路體積小成本低，實現(xiàn)原理簡單，通過測試頻率為500HZ時，可以支持3Kbit的數(shù)據(jù)一次性傳輸，且電路可以穩(wěn)定運行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于電力載波領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種用于線變關(guān)系識別終端的電流發(fā)生電路。

背景技術(shù)

在電力載波領(lǐng)域，利用電流的流動具有方向性，可以用于檢測用電設(shè)備的歸屬狀態(tài)。在低壓領(lǐng)域可以利用電流的特性進行戶變關(guān)系識別、低壓線路歸屬等，在配電領(lǐng)域可以利用電流特性進行10KV配電變壓器的歸屬、10KV傳輸線路的分線。目前行業(yè)內(nèi)采用的電流源一般是利用電阻產(chǎn)生特定頻率的電流信號來進行信號傳輸，此種方式會因電阻功率問題而將設(shè)備的體積做的比較笨重，且自身發(fā)熱量比較大、連續(xù)報文傳輸能力有限、傳輸距離受限，且在進行設(shè)計時需要考慮散熱及壽命問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種用于線變關(guān)系識別終端的電流發(fā)生電路，該方法能夠解決長距離電流信號傳輸衰減問題，解決常規(guī)電流注入技術(shù)所造成的發(fā)熱問題、功耗問題、體積問題、傳輸距離問題，可以支持長報文大數(shù)據(jù)量的連續(xù)傳輸，通過測試頻率為500HZ時，可以支持3Kbit的數(shù)據(jù)一次性傳輸，且電路可以穩(wěn)定運行，無需考慮電路本身散熱問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于工頻通信技術(shù)的電流發(fā)生控制電路，包括電流注入控制電路、IGBT驅(qū)動電路、電源電路、過零檢測電路，其特征在于，能夠通過對電容兩端的電壓進行控制，從面產(chǎn)生特定強度及頻率的電流信號，并注入到電網(wǎng)環(huán)境中。

所述電流注入控制電路以電容為電流源或負(fù)載，通過對電容兩端壓差及電容與電網(wǎng)的導(dǎo)通時間、PWM占空比、頻率的控制，從而達(dá)到將電流信號注入到電網(wǎng)環(huán)境中的目的，并且實現(xiàn)電流信號在電網(wǎng)環(huán)境中的信息傳輸。

所述電流注入控制電路根據(jù)電容特性精準(zhǔn)控制電容在電網(wǎng)上的投放時序，通過檢測工頻的過零點，開始對電容兩端的電壓進行有序控制。

電流注入控制電路通過整流橋DT1將交流信號進行整流，以IGBT VT15、VT16或其它功能相近的晶體管作為控制開關(guān)，對IGBT VT15、VT16或其它功能相近晶體管進行PWM控制，使容性負(fù)載E16兩端電壓產(chǎn)生突變，利用電容兩端電壓不通突變的原理，強行改變電容兩端電壓狀態(tài)，產(chǎn)生電流注入到電網(wǎng)環(huán)境中。

通過調(diào)整PWM占空比的方式可以調(diào)節(jié)產(chǎn)生電流的大小，電流范圍為1A～150A。

所述IGBT驅(qū)動電路圍繞隔離光耦D3、D6進行驅(qū)動設(shè)計，PWM輸入側(cè)與信號輸出側(cè)隔離等級達(dá)到AC4KV，驅(qū)動輸出電流可達(dá)3A。

所述IGBT驅(qū)動電路包含過流保護功能，通過檢測IGBT VT15、VT16導(dǎo)通時的Vce電壓，判斷其是否飽和，從而判斷是夠出現(xiàn)過流，進而提供最后一級保護。

所述電流注入電路中包含均壓電路，能夠解決IGBT晶體管VT15、VT16在靜態(tài)及動態(tài)時因電路特性造成的CE極電壓不平均問題。

所述均壓電路，包含電阻R11、R21、電容C11、C21、二極管VP4、VP5、VP6、VP7，柵極電阻R31。電阻R11是靜態(tài)均壓電阻，當(dāng)IGBT關(guān)斷時兩端分得的電壓主要由電阻決定，一般取IGBT晶體管VT15、VT16關(guān)斷電阻的1/10。電阻R21為動態(tài)均壓電阻，電容C21通過電阻R21放電，電阻值為電阻R11的1/100。電容C11是動態(tài)均壓電容，當(dāng)IGBT晶體管VT15、VT16開通和關(guān)斷瞬間兩端電壓值突變時，電容C11應(yīng)阻止電壓瞬變，電容C11遠(yuǎn)大于電容C21。為了有足夠的能量均壓，電容C11取IGBT門極電容Cies的100倍，電容C21的值等于Cies。