CN1225199A - 用于无变压器地传送的母线耦合器 - Google Patents
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Abstract
一种用于在传送由有效脉冲及均衡脉冲组成的信息及能量的建筑系统技术母线上,尤其是欧洲安装母线协会EIBA的母线上无变压器地传送的母线耦合器。本发明建议:一个发送信号发生器的发送管(2)按其作用通过一个电容(3)与至少一个母线导线(1)相连接,该电容(3)的电容量相对于一个假想的起到使信息的有效脉冲短路的作用的电容量要小,其中在一个按照其功能基本由一个晶体管(4)及一个调整电阻(5)组成的Miller电路中,通过两个电流放大电路(6;7),使该小电容被转换成大的电容量,以便充分无损耗地传送有效脉冲,其中用于产生均衡脉冲的储能器用另一电容(8)来实现。
Description
本发明涉及一种用于在传送信息和能量的母线上无变压器地传送的母线耦合器，其细节如权利要求1中所述的类型。这里信息作为有效脉冲，并出于母线效率的原因还作为每信息位的均衡脉冲构成。这种类型的系统建造技术方面的母线尤其被“欧洲安装母线协会”EIBA使用。
为了使母线耦合器的组件进一步整体化，并尽可能使所有组件用一个IC来实现，人们希望没有所述的变压器也行。
本发明的目的在于，开发一种母线耦合器，它能用一种相对简单的电路结构来解决有效脉冲及均衡脉冲的发送。
本发明的目的是通过一种根据权利要求1所述的母线耦合器来实现的。一个发送信号发生器的发送管按其作用通过一个电容连接到一根母线导线上，该电容的电容量相对于一个假想的起到使信息的有效脉冲短路作用的电容量要小。这里与两个电流放大电路相连接的一个米勒电路用于使该小电容转换成足够大的电容量。在这样转换成足够大电容量的情况下，可充分无损耗地传送有效脉冲。电容的量值也可根据相应的要求来选取。为了产生均衡脉冲，可使用另一电容作为储能器。脉冲及均衡脉冲将借助电容来产生，它们与通过变压器做的耦合器相比占有小的空间并可易于用一个集成电路IC来实现。通过两级放大电路，可以在实际上每级达到10倍的放大系数，以使得能获得数量级为1000的总放大系数。重要的是，这里通过两级放大电路实现了相位合适的放大。
作为小电容量的电容器可用一个极与一个两芯母线的一根母线导线相连接，并用其另一极通过一高阻值电阻与一个电压源相连接，其中可以这样选择电压源，即它的电压可形成有效脉冲的所需电压。米勒电路与它的放大电路一起通过发送信号发送器的发送管接地。这里一根母线导线传送正信号及另一根母线传送负信号，对此接地地线可设置为所谓“自由浮动”的。
作为用于产生均衡脉冲的另一电容量的另一电容器，其一个极与一根母线导线相连接，及其另一极与另一电压源相连接，其中另一电容器的充电及放电通过与信息的脉冲波形相对应的控制网络以及相应的时间常数能受到控制。由此实现了一种特别简单的总电路。比较有利的是，作为小电容的电容器和另一电容器连接在正极性的母线导线上。
现在将借助一个在附图中简略示出的实施例来说明本发明。
附图所示母线耦合器用于在一个母线上无变压器地传送信息及能量，其中信息由有效脉冲及均衡脉冲组合而成。在该实施例中的母线耦合器与一个母线导线1相连接。一个发送信号发生器的发送管2按照其作用通过一个电容3与至少一个母线导线1连接。该电容3的电容量相对于一个假想的能起到使信息的有效脉冲短路的作用的电容量要小。该小电容3在一个米勒(Miller)电路中并通过具有晶体管6或7的两级电流放大电路被转换成足够大的电容量，该米勒电路根据其功能基本由该小电容3及一个晶体管4和一个调整电阻5组成。该被转换成的电容量足够大，它能充分无损耗地传送有效脉冲。用于产生均衡脉冲的储能器用另一电容8来实现。
在该实施例中作为小电容3的电容器的一个极与一个两芯母线中的一根母线导线1相连接，而它的另一极通过一个作为调整电阻的高阻值电阻5与电压源9相连接。选择电压源9，使它的电压形成有效脉冲所需的电压。
设有晶体管4的米勒电路与其具有晶体管6和7的放大电路一起通过发送信号发生器的发送管2接地10。作为用于产生均衡脉冲的另一电容8的另一电容器，其一个极与一根母线导线1相连接，其另一个极通过至少一个电阻16,21与作为舱内电网电源的另一电压源20相连接。作为另一电容的另一电容器8的充电及放电是通过调整网络11、12来实现的，这些网络通过控制输入端13及14受到控制，即在相应时间常数的情况下形成信息的脉冲波形。因此网络11可通过t0至t1的持续时间使另一电容充电并构成一个脉冲，及网络12通过t1至t2的持续时间构成一个均衡脉冲。
作为小电容3的电容器及作为另一电容8的电容器在该实施例中有利地连接在正极性的母线导线1上。该母线耦合器的工作如下：
小电容3以时间常数C3×R5充电到一个电压，该电压可由母线导线1上的母线电压减去电压源9的电压得到。例如母线电压可为24V及电压源9的电压例如可为8V。通过由小电容3及晶体管4及调整电阻5组成的米勒电路并通过与具有晶体管6或7的两级电流放大电路的连接，在晶体管7的发射极上提供了相应时间常数的短时间的对母线导线的低电阻连接。它具有固定的压降，即为母线电压减去如8V的电压源9的电压、再减去晶体管的基极-发射极电压。该发射极通过发送管2在有效脉冲持续时间上一起接地，以使得在母线上具有与母线电压无关的始终为相等幅值的有效脉冲，在该实施例中幅值为8V减基极-发射极电压。网络11的控制输入端13供给发送管2所需的电压。在EIBA的母线情况下它为35μs宽的“高”(电平)脉冲。
网络11的控制输入端13的控制使晶体管15直到时间t1保持导通，由此使另一电容器8通过电阻16和17充电到母线电压减去晶体管15上的压降。对充电时间常数C8×(R16+R17)这样选择，即使得该电容器8在t1结束时被充满电。在t1结束时在母线上输出一个均衡脉冲。在t1结束时对网络12的控制输入端14进行控制。在EIBA的母线情况下该控制持续时间为52.5μs。通过控制输入端14使晶体管18转变为导通状态，由此也使晶体管19受控导通。因为在t1结束时晶体管15被控制成非导通状态，带有其电荷、即在时间t1时得到的电荷的另一电容器8通过电阻16连接到用户接口AST上。在用户接口上的电压值例如为20V。因此将对母线输送一个均衡脉冲的电压20V-8V=+12V，它以时间常数C8×R16在直至t2的持续时间中通过另一电容8按指数(e)函数放电直到电压下降到小于1V。在该另一电容器8中存储的能量在正确定参数的情况下相应于通常在常规变压器中存储的能量，以使得该母线耦合器完全能与迄今所使用的具有变压器的母线耦合器相兼容。
在电容器20上可以取得用于舱内电网电源的直流电压，其中该电容的充电电路为简明起见被省去而未示出。该充电电路对于发送脉冲的产生是不重要的。
这里所述的全部晶体管可理解为集成电路(IC)技术的开关。所有电容器或电容都可以集成在一个IC上。
Claims (5)
1．一种用于在传送由有效脉冲及均衡脉冲组成的信息及能量的系统建造技术的母线上，尤其是欧洲安装母线协会EIBA的母线上无变压器地传送的母线耦合器，其特征在于：一个发送信号发生器的发送管(2)按其作用通过一个电容(3)与至少一个母线导线(1)相连接，该电容(3)的电容量相对于一个假想的起到使信息的有效脉冲短路的作用的电容量要小，在一个按照其功能基本由一个晶体管(4)及一个调整电阻(5)组成的Miller电路，通过两个电流放大电路(6；7)放大，该小电容被转换成足够大的电容量，以便充分无损耗地传送有效脉冲，及其中用于产生均衡脉冲的储能器用另一电容(8)来实现。
2．根据权利要求1所述的母线耦合器，其特征在于：作为小电容(3)的电容器的一个极与一个两芯母线中的一根母线导线(1)相连接，及它的另一极通为一个高电阻值的调整电阻(5)与电压源(9)相连接，其中对电压源(9)进行选择，使其电压形成有效脉冲所需的电压。
3．根据权利要求1或2所述的母线耦合器，其特征在于：所述米勒电路(3、4、5)通过发送信号发生器的发送管(2)接地(10)。
4．根据权利要求1至3中任一项所述的母线耦合器，其特征在于：作为用于产生均衡脉冲的另一电容(8)的另一电容器，其一个极与一根母线导线(1)相连接，及它的另一极通过至少一个电阻(16,21)与作为舱内电网电源的另一电压源(20)相连接，其中该另一电容器的充电及放电通过与信息的脉冲波形相对应的控制网络(11,12)以相应的时间常数被控制。
5．根据权利要求4所述的母线耦合器，其特征在于：作为小电容(3)的电容器及作为电容(8)的另一电容器连接在正极性的母线导线上。
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