[发明专利]一种中压载波信号自适应耦合装置

说明书

本发明提供了一种中压载波信号自适应耦合装置，主要包括电源模块、控制模块、485通信模块、信号差分模块、电流采样模块、阻抗切换模块、PA放大模块和单端转差分模块，各模块间由电源模块供电，485通信模块及电流采样模块对控制模块发送逻辑控制及判断控制信号，由其控制阻抗切换模块对外界阻抗做阻抗匹配，经差分模块转换后的信号经PA放大模块发出，实现电缆线路中压通信时的阻抗匹配自适应，为电力线载波提供合适的阻抗匹配，使发送功率能够实现最大发送，减小通信时造成的衰减。

技术领域

本发明涉及中压配电系统领域，具体涉及一种中压载波信号自适应耦合装置。

背景技术

中压配网电力载波通信技术是利用中压配电线路作为通信信道进行数据传输的一种通信方式，该技术不需专设通信信道，运行费用和维护成本相对较低，拥有得天独厚的优势，其在配电自动化中的巨大作用也备受关注。然而由于中压配电网电力线信道拓扑结构复杂、负荷时变，使得信道的输入阻抗呈现较大的差异，在通信过程中引起严重的阻抗失配问题，从而严重影响通信质量。因此改善通信质量的方法就是中压配电网阻抗匹配，现有的单节点电力线阻抗匹配方法分为两类，一类是基于智能算法求取阻抗匹配参数，一类是通过设计耦合电路实现阻抗匹配。其中，基于智能优化的算法能获得较好匹配，并且有较高的可靠性，但是建模复杂，迭代时间长，需要专门的数字处理器，优化结果对初值依赖性较强，容易陷入局部最优。而设计耦合电路法实际应用较多，主要通过改变匹配网络的结构及参数值来进行阻抗匹配，但匹配精度稍差，适用范围存在一定局限性。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种低频中压载波信号发生装置，通过结合智能优化算法与耦合电路，实现较为准确且自动切换的阻抗匹配功能。

为解决以上问题，本发明提供了一种中压载波信号自适应耦合装置，所述发生装置包括：电源模块、485通信模块、控制模块、信号差分模块、电流采样模块、阻抗切换模块、PA放大模块和单端转差分模块，其中：

电源模块,采用隔离的开关电源，输入电压32VDC，可输出隔离的10V、5V直流电压，供该装置各子模块正常工作使用；

485通信模块接收控制命令，并发送至控制模块；

电流采样模块，将采集到的电流值转化为芯片能识别的电压值，并将采样信号发送至控制模块；

控制模块，接收控制命令及采样信号，并下发命令至阻抗切换模块；

阻抗切换模块，接收控制模块下发的命令，自适应外界阻抗，切换阻抗档位，完成与外界阻抗的匹配；

单端转差分模块，用于将采样信号转换为差分信号，并将差分信号传输至PA放大模块；

PA方法模块，用于方法差分信号后输出低频中压载波信号；

其中，控制模块与485模块、电流采样模块、阻抗切换模块连接，信号差分模块通过PA放大模块与阻抗切换模块连接。

进一步的，485通信模块采用低功耗、宽电压输入、高压自稳压485芯片，最高通信速率115200bps。

进一步的，控制模块核心采用高性能的F+载波通道芯片，可根据控制命令输出不同频率、不同占空比的PWM控制信号。

进一步的，电流采样模块核心采用高速运算放大器及整流电路，采集PA输出电流值通过整流电路输出采样电压至控制模块。

进一步的，信号差分模块采用差分高速运算放大器，以及反馈放大电路组成，能够实现将上级信号源输入进来的单端信号转换为差分信号后放大。

进一步的，阻抗切换模块由电磁继电器、变压器、电阻、MOS管、二极管组成，根据不同的外界阻抗，获得不同的采样电平，由控制模块判断后自行切换至指定阻抗值实现与外界的阻抗匹配。