一种用于台区识别发码器的制作方法

1.本发明涉及电力设备的技术领域,更具体地说，它涉及一种用于台区识别发码器。


背景技术：

2.目前市场上用于台区识别的产品很少，其主要实现思路是通过阻性消耗元件或电感进行短时间放电，形成脉冲波，且测试目标只做到发码与解码两端的通与不通，相当于一个具备带电测试的“万用表”，只实现了测量点两端的通与不通。
3.上述方案基本用阻性负载或电感负载进行电流冲击调制。由于是阻性，需要消耗大量的能量，并产生大量的热量，假设需要产生一个100us,40a的冲击脉冲，且产生冲击的位置是电压为100v的位置，那么以周期20ms的正弦波环境，产生一个脉冲波消耗的能量约为：100v*40a*100us/20ms= 20w/ms,即20000w/秒。如此巨大的能量消耗，产生大量的热，根本无法安装在小型开关里，只能设计在专用设备中。
4.市场上用电感负载做脉冲冲击的方案，同样要求在100v位置产生100us,40a的冲击脉冲，虽然纯电感不消耗能量，但是为了在100us内产生40a的冲击波，那么它的电感量必然很小，线径很粗，关键问题是当控制电感通断的可控硅或mosfet发生短路时，该电感等于直接连接到了ac220v 50hz的交流电中，由于失去了100us的调制，必然会导致电感直接接入50hz的低频电源，这时感抗非常小，因电感的通低频阻高频特性，在低频下，接近于短路，必然会导致供电网造成短路或过载跳闸事故。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电路结构简单，安全性该，体积小的用于台区识别发码器。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种用于台区识别发码器，包括发码模块和电源，发码模块包括相互电性关联的、rc降压稳压电路，正弦波相位同步电路，无功脉冲驱动电路和mcu 单元，rc降压稳压电路，用于将电源火线经限流、限压，通过半波整流，获得正半周电流，经滤波和储能后，再经过稳压模块稳压后供应给mcu单元，正弦波相位同步电路，用于将电源火线经限流、限压，将正弦波转换成高电平和低电平的方波信号，给mcu单元提供正弦波的相位参考，无功脉冲驱动电路，包括电容和可控硅，mcu单元通过正弦波相位同步电路控制可控硅开启和关闭，以便对电容的充电的和放电而实现无功脉冲的发送，mcu单元，根据串口接收到的发码指令，对将要发码的数据进行扩位编码后，经电阻输出给无功脉冲驱动电路，以便无功脉冲驱动电路将数据发送到电源电力线路上通过瞬时电流向电网传输数据信息。
7.本发明进一步设置为：所述rc降压稳压电路包括和电源关联的电容c1、c2、c3、c4、c5，电阻r2，二极管d1，稳压二级管d4，所述电源火线经电容c1、电阻r2限流，稳压二极管d4
限压成12v，二极管d1半波整流，获得正半周电流，经电容c2、电容c3滤波和储能后，再经过稳压模块稳压成5v 供应给mcu单元。
8.本发明进一步设置为：所述正弦波相位同步电路包括电阻r1，二级管d2，稳压二级管d3，电源火线经电阻r1限流，稳压二极管d3、二极管d2限压，将正弦波转换成10ms 5v高电平和10ms
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0.5v低电平的方波信号，给mcu单元提供正弦波的相位参考。
9.本发明进一步设置为：所述无功脉冲驱动电路包括可调电阻rt1，电阻r3、r4、r5，电容c6，可控硅t1，所述mcu单元通过正弦波输出电压时，控制打开可控硅t1，电压经过电阻r5限流对电容c6充电；当电容c6电压冲满后又反向回流到电网，直到电容c6的电压下降过程中，放电的电流为零，可控硅t1自动关闭。
10.本发明进一步设置为：所述电源火线依次连接电容c1、电阻r2、稳压二极管d4、电容c2至稳压模块；稳压二极管d4和电容c2之间还连接有二极管d1；稳压二极管d4和稳压模块之间还连接有电容c4和电容c5。
11.本发明进一步设置为：所述mcu单元输出端连接电阻r4，mcu单元扩位后的编码经过电阻r4输出至无功脉冲驱动电路，电阻r4和可控硅t1相连，该可控硅t1还和零线相连。
12.本发明进一步设置为：所述电阻r3一端连接电阻r4和可控硅t1之间，另一端连接和电源连接。
13.对比现有技术的不足，本发明的有益效果为：本技术采用的是容性元件充放电，充电时间很短就会把电容充饱，电流迅速降低到很小的值，当驱动管发生击穿短路时，电容的电流会降低到一个很小的值，1uf 在ac220v 50hz电压下大概60ma，即使设计成10uf ，也只有0.7a 以下，不会对电网造成损害。本发明的发码电路在控制管击穿后，要比阻性和感性驱动电路安全可控。
14.由于阻性发热，需要很大的散热空间，本发明采用的电容，电容是无功元件，只需很小的体积。
附图说明
15.图1为本发明的电路图。
具体实施方式
16.参照图1对本发明的实施例做进一步说明。
17.本实施例具体：包括发码模块、电源和通信调度模块。
18.电源为ac220v的电网电路。通信调度模块可以为nb-lot、4g或hplc。
19.发码模块包括相互电性关联的、rc降压稳压电路，正弦波相位同步电路，无功脉冲驱动电路和mcu 单元。
20.rc降压稳压电路：包括和电源关联的电容c1、c2、c3、c4、c5，电阻r2，二极管d1，稳压二级管d4，所述电源火线经电容c1、电阻r2限流，稳压二极管d4限压成12v，二极管d1半波整流，获得正半周电流，经电容c2、电容c3滤波和储能后，再经过稳压模块稳压成5v 供应给
mcu单元。
21.正弦波相位同步电路：包括电阻r1，二级管d2，稳压二级管d3，电源火线经电阻r1限流，稳压二极管d3、二极管d2限压，将正弦波转换成10ms 5v高电平和10ms
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0.5v低电平的方波信号，给mcu单元提供正弦波的相位参考。
22.无功脉冲驱动电路，包括电容和可控硅，mcu单元通过正弦波相位同步电路控制可控硅开启和关闭，以便对电容的充电的和放电而实现无功脉冲的发送，mcu单元上具有232串口。其根据串口收到的发码指令，对将要发码的数据进行扩位编码，扩位后的编码具备错误识别能力，扩位后的编码经电阻r4输出给无功脉冲驱动电路，以便无功脉冲驱动电路将数据发送到电源电力线路上通过瞬时电流向电网传输数据信息。
23.无功脉冲驱动电路包括可调电阻rt1，电阻r3、r4、r5，电容c6，可控硅t1，电源火线依次连接电容c1、电阻r2、稳压二极管d4、电容c2至稳压模块；稳压二极管d4和电容c2之间还连接有二极管d1；稳压二极管d4和稳压模块之间还连接有电容c4和电容c5。
24.mcu单元输出端连接电阻r4，mcu单元扩位后的编码经过电阻r4输出至无功脉冲驱动电路，电阻r4和可控硅t1相连，该可控硅t1还和零线相连。电阻r3一端连接电阻r4和可控硅t1之间，另一端连接和电源连接。
25.电阻r5是用于控制电容c6充放电过程的时间和电流幅度，初始状态下电容c6的电压为零，mcu单元通过正弦波相位同步电路获取正弦波电压的相位，当相位为145度时，电压约180v，此时立即打开可控硅t1，180v的电压经电阻r5限流对电容c6迅速充电，产生约40a的瞬时充电电流，该电容c6容量约2~10uf，故而很快就会充到与正弦波相同的电压，这个充电过程约需100us到400us，跟电容c6的大小成正比，在可控硅t1控制信号打开500us后关闭，电压缓慢下降，导致电容c6电压充满后又反向回流到电网，直到电容c6电压下降到跟正弦波电压完全相等，放电电流为零时，可控硅t1才会自动完全关闭，这时c6也恢复到了初始值，此时一个无功脉冲发送完毕。因此一个正弦波只在145~180度之间发送一个脉冲。
26.期间每个数据位被扩展成63位的编码位，每个编码位对应一个发码周期，通过无功脉冲驱动电路将整个数据发送到ac220v 电力线路上，使电网上所有电力线的瞬时电流出现与无功脉冲驱动电路发码脉冲对应时刻的电流扰动，从而达到通过瞬时电流向电网传输数据信息的目的。
27.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。