一种智能电源的制作方法

本实用新型涉及一种智能电源。

背景技术：

水控器系统可以解决现有普遍存在的水资源节约问题，可以提高资源的利用率，提高管理效率。水控器系统包括水控器、水控器电源以及主网关节点，水控器电源为水控器进行供电，水控器电源采用如图1所示的电源结构：采用变压器隔离降压、整流、滤波，经过流保护后为外部负载(即水控器)输出供电；或采用常规开关电源经pwm斩波、耦合及滤波输出。

传统的水控器系统中水控器电源、水控器以及主网关节点的连接关系如图2所示，水控器电源仅提供12/8w的电源输出，水控器上行通信以rs485的方式与主网关节点通信，水控器电源以及主网关节点通过电力线连接220v电源，然而该传统的水控器系统在水控器分布的区域，rs485通信至主网关节点处需要穿墙打洞，实行二次布线，增加了施工成本和维护成本。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种智能电源，用以解决现有水控器系统施工困难、成本高的问题。

为实现上述目的，本申请提出了一种智能电源的技术方案，包括用于连接电网的电力线接口、用于连接负载的低压供电接口，还包括：

开关电源模组，开关电源模组的输入端通过电力载波线连接电力线接口，开关电源模组的输出端连接低压供电接口，用于实现负载的供电；

通信模块，用于负载与载波模组之间的通讯；

载波模组，通过所述低压供电接口取电；载波模组连接所述通信模块，用于与负载进行串行通讯；载波模组还通过耦合模块连接所述电力线接口，用于电力载波通讯。

本实用新型的智能电源的技术方案的有益效果是：本实用新型的智能电源通过开关电源模组实现负载的低压供电，通过通信模块实现负载与载波模组的串行通讯，通过载波模组将串行通讯转换为电力载波通讯，从而实现了负载的载波通讯。本实用新型在原有电源的基础上增加通信模块和载波模组，因此并不会增加电源的体积，同时本实用新型还避免了负载通信控制的穿墙打洞和二次布线，降低了施工成本和管理维护成本。

进一步的，为了提高载波模组的可靠性，所述载波模组包括载波mcu、功放模块和滤波模块，所述载波mcu的电源端连接低压供电接口，载波mcu用于输出载波信号的一端通过功放模块连接耦合模块，载波mcu用于接收载波信号的一端通过滤波模块连接耦合模块。

进一步的，为了提高开关电源模组的可靠性，所述开关电源模组包括开关电源模块、ems防护模块和emi防护模块。

进一步的，所述低压供电接口的供电电压为12v。

进一步的，所述通信模块为485通信模块，所述串行通讯为485通讯。

进一步的，所述载波模组包括12v转3.3v模块。

进一步的，所述载波模组包括3.3v转1.2v模块。

进一步的，为了实现电源的短路保护，还包括短路保护模块，所述耦合模块通过短路保护模块连接电力线接口，所述开关电源模组的输入端通过短路保护模块连接电力线接口。

附图说明

图1是现有技术水控制电源的原理图；

图2是现有技术中水控制电源、水控器、以及主网关节点的连接框图；

图3是本实用新型智能电源的原理图；

图4是本实用新型智能电源、水控器、以及主网关节点的连接框图；

图5是本实用新型带通滤波模块的电路结构图。

具体实施方式

智能电源实施例：

智能电源的主要构思在于，为了避免穿墙打洞，二次布线的情况，在电源中集成载波模组和485通信模块，将水控器的rs485串行通讯模式转换为电力线载波通讯模式，使得水控器利用原有的电力线介质实现和主网关节点的通信和控制。

智能电源如图3所示，包括载波模组、开关电源模组、以及485通信模块，并且智能电源设置有电力线接口l/n(用于连接电网，实现220v输入及载波通信)、低压供电接口12v/gnd、485通信接口a/b和短路保护模块。

其中，开关电源模组的输入端通过短路保护模块、电力载波线连接电力线接口，开关电源模组的输出端连接低压供电接口12v/gnd；低压供电接口12v/gnd与水控器(即负载)连接，用于为水控器供电；485通信接口a/b与水控器连接，用于与水控器实现485通信；载波模组与485通信模块连接，且载波模块通过短路保护模块、电力载波线连接电力线接口l/n，电力线接口l/n与电网连接；水控器与主网关节点的通信如图4所示，通过智能电源内部的载波模组，将485串行通讯转换为电力线载波通信，避免了穿墙打洞和二次布线的施工。

具体的，载波模组包括载波mcu，载波mcu用于输出载波信号的一端连接adsl放大模块(功放模块的一种)，adsl放大模块连接耦合模块1；载波mcu用于接收载波信号的一端连接带通滤波模块(滤波模块的一种)，带通滤波模块连接耦合模块1，耦合模块1与耦合模块2连接，耦合模块2与电力线接口l/n双向通信连接，耦合模块1与耦合模块2组合成为一个耦合变压器(耦合模块的一种)；载波mcu的电源端连接12v转3.3v模块以及3.3v转1.2v模块，12v转3.3v模块的输入端连接低压供电接口，从低压供电接口取电；载波mcu的收发口与485通信模块连接，与水控器进行485串行通讯。

带通滤波模块如图5所示，稳压管d13对输入信号进行限幅及保护，电阻r48、电阻r64进行限流分压后进入带通滤波模块中，电容c137、电感l25、电感l28、电容c138、电容c141、电容c140、电感l130、电容c143、电容c142形成对0.7k～12m的带通滤波器，对同带内的信号基本无衰减通过。

485通信模块、耦合变压器、载波mcu和adsl放大模块采用现有技术中的通用器件，这里不做赘述。

开关电源模组包括开关电源模块、ems防护模块以及emi防护模块连接电网，开关电源模块由电源芯片、电容、电感组成，为现有的采用无源器件的开关电源模块。开关电源模组在开启时把多余的电能临时储存在无源器件内(例如电感和/或电容)，关闭时释放无源器件内的能量，削峰填谷，依靠无源器件的储能辅助降低电压，从而提高功率利用效率。当然，开关电源模组可以采用现有技术中任意一种开关电源，实现相应的功能即可。

开关电源模组在进行12v输出时，将12v对地短路，可触发开关电源模组的打嗝保护功能，自动切断电源输出，短路消失则自动恢复供电。开关电源模组的输出端连接低压供电接口12v/gnd，该接口与负载连接，实现在负载0～8w、温度-40～70℃的范围内维持12v±0.24v的稳定输出，确保水控器等负载设备开关阀正常动作及运行，简化了负载电压输入部分的设计要求，降低负载成本，同时拓展了供电电源强电输入范围(85～305vac)，提高了产品的安全性能。

本实施例中，为了简化接口设置，将低压供电接口12v/gnd和485通信接口a/b集成在一个接口中，采用智能供电源弱电输出口(4芯线)，不仅确保在应用中避免出现接线错误或交叉短路造成对设备的损坏，还可以与水控器等设备就近安装通信，将水控器等设备数据上行转化为载波数据，利用电力线上传至主网关节点。作为其他实施方式，也可以采用两个接口形式，本实用新型并不做限制。

上述实施例中，串行通讯采用485通讯，作为其他实施方式，也可以采用232或者can等其他串行通讯的方式，当然在通讯方式不同的情况下，应当采用相应的通信模块和通讯协议，保证串行通讯的正常。

上述实施例中，载波模组包括12v转3.3v模块和3.3v转1.2v模块的电压转换模块，并且直接从低压供电接口取电，作为其他实施方式，载波模组的供电电压可以根据需要进行供电，对于供电模块的具体电压转换并不做限制，或者在供电电压与载波模组的工作电压相等的情况下，电压转换模块也可以不设置。

上述实施例中，为了实现电源的短路保护，设置了短路保护模块，作为其他实施方式，在保证电源可靠的情况下，短路保护模块也可以不设置。

本实用新型在原有电源的基础上增加通信模块和载波模组，避免了水控器通信控制的穿墙打洞和二次布线，降低了施工成本和管理维护成本。

本实用新型不仅适用于水控器通信控制的应用场景中，也适用其他需要穿墙打洞及二次布线的通信需求场景中。可适用于直流供电领域和交流供电领域：dc100v～400v之间直流供电领，载波通信及供电的应用场景，如：智慧物流分拣系统、电池组绝缘监控系统等；ac85-300vac之间交流供电领域，载波通信及供电的应用场景，如：智慧能源检测、铁路通信检测。