专利名称：一种基于正激拓扑的远距离供电通信电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种正激电路，特别涉及一种具备远距离供电、通信双重功能的电源 通信电路。
背景技术：
在新能源研究领域，为了保证微型电网的安全可靠运行，微型电网中包含的逆变 器单元，负载单元，储能单元都需要独立的控制电路，这就涉及到如何给这些控制电路供电 的问题。同时，各个控制单元之间及与上层控制单元之间还需要有必要的通信。通常情况 下，对于一个完善的微型电网，需要给各个控制单元提供电源线，地线和收、发数据线，至少 需要四根线，成本较高，而且这样控制电路会共地，安全可靠性低。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于正激拓扑的远距离供电通信电路，该电路能够完成 向复用总线反馈数据和读取数据的功能，实现多机通信；实现电源隔离，并且该电路通过设 置磁复位绕组将磁复位能量在每个周期馈送到负载侧。本发明的目的是通过下述技术方案实现的，一种基于正激拓扑的远距离供电通信 电路，包括电源及与电源相连的变压器及输出电路，其特征在于所述变压器的输入绕组端 与串接有MOSFET开关管的直流电源的连接线设置为远程通信线；在变压器的输出绕组上 串接有一磁复位绕组；且在该变压器输出绕组端连接有数据读取电路和数据发送电路；数 据读取电路、数据发送电路并与控制单元DSP(IO)相连。所述远程通信线长度为500 1000m。所述磁复位绕组串接一二极管，该二极管并与输出电路的电容相连。所述数据读取电路包括分压电阻、比较器及基准电压，两分压电阻串接在变压器 输出绕组电压检测点上，比较器连接在两分压电阻之间，且比较器输出端与控制单元DSP 相连；基准电压连接在比较器上。所述数据发送电路包括PNP三极管和PNP三极管，PNP三极管连接在变压器输出 绕组与输出电路的电容上；PNP三极管连接在PNP三极管上，并与控制单元DSP相连。所述变压器输出绕组与控制单元DSP之间连接有稳压芯片。所述PNP三极管、PNP三极管各自的基极与发射极之间分别连接一偏置电阻。所述串接有MOSFET开关管的直流电源的远程通信线上连接有1-5个远距离供电 通信电路。本发明受到正激电路的启发，提出了一个新型的供电、通信复用电路，同时实现电 源隔离。本发明利用正激开关电源的工作原理，将单端正激开关电源的变压器及其输出部 分安装在被供电单元附近，而输入直流电源与开关管则可以安装在异地，通过引出两条数 据电源远距离供电通信总线，可以给多个从机供电。在微型电网系统中，利用这种供电技 术，控制单元之间只需要两根线的连接。同时通过控制隔离变压器输出绕组侧的数据发送，读取电路，可以完成向复用总线反馈数据和读取数据的功能，实现多机通信。而变压器的磁 复位绕组则可以将磁复位能量在每个周期馈送到负载侧。
图1是供电通信复用原理电路图；图2是多机供电通信拓扑示意图。 图中1、输入绕组；2、磁复位绕组；3、输出绕组；4、分压电阻；5、比较器；6、基准 电压；7、第一 PNP三极管；8、第二 PNP三极管；9、稳压芯片；10、DSP控制器；11、控制数据输 出引脚；12、判断输入数据引脚；13、供电口 ；14、变压器输出绕组电压检测点；15、M0SFET开 关管；16、直流电源。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明的电路供电，数据读取，数据发送，磁复位功能的 实现做进一步说明。如图1所示，该基于正激拓扑的远距离供电通信电路，包括电源及与电源相连的 变压器及输出电路，其中变压器的输入绕组1端与串接有MOSFET开关管15的直流电源 16之间的连接线设置为远程通信线，远程通信线长度为500 1000m;本实施例最佳长度为 1000m。本发明并且在原有的正激拓扑电路变压器输出端增加了一个磁复位绕组2，并且 在输出电路上并联了一个数据读取电路A和一个数据发送电路B ；并且该数据读取电路A 和数据发送电路B的输出端与控制单元DSP 10相连。在变压器输出端与控制单元DSP 10 之间设置一稳压芯片(7805)9，该稳压芯片(7805)9的输入端与输出电路中的输出电容正 极相连，输出端与控制单元DSPlO的供电口 13相连，接地端与输出电容的负极相连。上述电路中磁复位绕组2串接一个二极管，该二极管正极与磁复位绕组2的异名 端相连，负极与输出电容的正极相连。其中，数据读取电路A包括分压电阻4、比较器5及基准电压6，两分压电阻4串接 在变压器输出绕组3同名端的变压器输出绕组电压检测点14上，比较器5的负端输入连接 在两分压电阻4之间，正端输入与基准电压6相连，比较器5的输出端与控制单元DSP 10 的判断输入数据引脚12相连。数据发送电路B包括PNP三极管7和PNP三极管8，PNP三极管8的集电极通过集 电极电阻连接在变压器输出绕组3的同名端，发射极与输出电路的电容正极相连，PNP三极 管8发射极与基极之间连接一偏置电阻。PNP三极管7发射极连接在PNP三极管8基极上， PNP三极管7集电极通过电阻接地，基极通过基极电阻与控制单元DSP 10的控制数据输出 引脚11相连，PNP三极管7发射极与基极之间连接一偏置电阻。如图2所示，所述串接有MOSFET开关管15的直流电源16的远程通信线上连接有 1-5个远距离供电通信电路，本实施例给出了一个远程通信线上连接有3个远距离供电通 信电路。本发明的工作原理是1供电给图1中MOSFET开关管15—个固定占空比为1/4驱 动波形，使得直流电源16在变压器输入绕组1产生一个占空比为1/4的电压波形，同时在 输出绕组3上感应出相同占空比的电压波形，并在稳压芯片(7805)9的输入端产生一个较稳定的电压。通过调节直流电源16可以让这个电压在5V 18V之间，保证稳压芯片9产 生稳定的5V电压给供电口 13供电。磁复位绕组2提供的磁复位能量可以馈送到稳压芯片 9的输入侧，使其平衡在一个电压范围。只要保证这个电压的波动不会超过给定范围，就可 以保证DSP控制器10的稳定供电。2数据发送在发送数据位“1”时，在开关周期的第二个1/4周期将输出引脚11置 低，PNP三级管7和PNP三极管8会相继开通，这时稳压芯片9的输入侧向变压器输出绕组 电压检测点14馈电，产生一个高电平。这样这个高电平就通过变压器传递到远距离供电通 信总线上，可以被其他单元读取。3数据读取变压器输出绕组电压检测点14连接了分压电阻4，通过设计分压电阻 阻值将它们中点电压高电位设置为5V，该中点电压通过比较器5和基准电压6比较。通过 比较器5输出结果可以判断变压器输出绕组电压检测点14是高电位还是低电位；控制单元 DSP 10在每个开关周期第二个1/4周期读取判断输入数据引脚12的值，从而 知道该开关周 期代表的数据是“1”还是“0”。4磁复位磁复位时间占每个开关周期的后半个周期。当开关管15断开，PNP三极管 8截止时，励磁能量可以在这段时间通过复位绕组释放。这样一方面用于防止变压器饱和， 一方面将能量馈送到负载。磁复位绕组2没有和传统正激那样连接到输入电源正端是因为 在远程通信的条件下，能量向电源反馈会增大线路损耗，同时容易对数据传输产生干扰。
权利要求
一种基于正激拓扑的远距离供电通信电路，包括电源及与电源相连的变压器及输出电路，其特征在于所述变压器的输入绕组(1)端与串接有MOSFET开关管(15)的直流电源(16)的连接线设置为远程通信线；在变压器的输出绕组(3)上串接有一磁复位绕组(2)；且在该变压器输出绕组(3)端连接有数据读取电路(A)和数据发送电路(B)；数据读取电路(A)、数据发送电路(B)并与控制单元DSP(10)相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于正激拓扑的远距离供电通信电路，其特征在于所 述远程通信线长度为500 1000m。
3.根据权利要求1所述的一种基于正激拓扑的远距离供电通信电路，其特征在于所 述磁复位绕组(2)串接一二极管，该二极管并与输出电路的电容相连。
4.根据权利要求1所述的一种基于正激拓扑的远距离供电通信电路，其特征在于所 述数据读取电路㈧包括分压电阻(4)、比较器(5)及基准电压(6)，两分压电阻⑷串接 在变压器输出绕组电压检测点(14)上，比较器(5)连接在两分压电阻⑷之间，且比较器 (5)输出端与控制单元DSP (10)相连；基准电压(6)连接在比较器(5)上。
5.根据权利要求1所述的一种基于正激拓扑的远距离供电通信电路，其特征在于所 述数据发送电路(B)包括PNP三极管(7)和PNP三极管(8)，PNP三极管(8)连接在变压器 输出绕组⑶与输出电路的电容上；PNP三极管(7)连接在PNP三极管⑶上，并与控制单 元DSP(IO)相连。
6.根据权利要求1所述的一种基于正激拓扑的远距离供电通信电路，其特征在于所 述变压器输出绕组与控制单元DSP (10)之间连接有稳压芯片(9)。
7.根据权利要求5所述的一种基于正激拓扑的远距离供电通信电路，其特征在于所 述PNP三极管(8)、PNP三极管(7)各自的基极与发射极之间分别连接一偏置电阻。
8.根据权利要求1所述的一种基于正激拓扑的远距离供电通信电路，其特征在于所 述串接有M0SFET开关管(15)的直流电源(16)的远程通信线上连接有1_5个远距离供电 通信电路。
全文摘要
本发明公开了一种基于正激拓扑的远距离供电通信电路，包括电源及与电源相连的变压器及输出电路，其特征在于所述变压器的输入绕组(1)端与串接有MOSFET开关管(15)的直流电源(16)连接线设置为远程通信线；在变压器的输出绕组(3)串接一复位绕组(2)；且在该变压器输出绕组(3)连接有数据读取电路(A)和数据发送电路(B)；数据读取电路、数据发送电路与控制单元DSP(10)相连。该电路能够完成向复用总线反馈数据和读取数据的功能，实现多机通信；实现电源隔离，并且该电路通过设置磁复位绕组将磁复位能量在每个周期馈送到负载侧。
文档编号H02M3/155GK101867292SQ20101020205
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月17日 优先权日2010年6月17日
发明者卓放, 吴斌, 孟良, 崔希志, 朱明琳 申请人:西安交通大学