專利名稱：用于無變壓器地傳送的母線耦合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在傳送信息和能量的母線上無變壓器地傳送的母線耦合器，其細(xì)節(jié)如權(quán)利要求1中所述的類型。這里信息作為有效脈沖，并出于母線效率的原因還作為每信息位的均衡脈沖構(gòu)成。這種類型的系統(tǒng)建造技術(shù)方面的母線尤其被“歐洲安裝母線協(xié)會”EIBA使用。
為了使母線耦合器的組件進一步整體化，并盡可能使所有組件用一個IC來實現(xiàn)，人們希望沒有所述的變壓器也行。
本發(fā)明的目的在于，開發(fā)一種母線耦合器，它能用一種相對簡單的電路結(jié)構(gòu)來解決有效脈沖及均衡脈沖的發(fā)送。
本發(fā)明的目的是通過一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的母線耦合器來實現(xiàn)的。一個發(fā)送信號發(fā)生器的發(fā)送管按其作用通過一個電容連接到一根母線導(dǎo)線上，該電容的電容量相對于一個假想的起到使信息的有效脈沖短路作用的電容量要小。這里與兩個電流放大電路相連接的一個米勒電路用于使該小電容轉(zhuǎn)換成足夠大的電容量。在這樣轉(zhuǎn)換成足夠大電容量的情況下，可充分無損耗地傳送有效脈沖。電容的量值也可根據(jù)相應(yīng)的要求來選取。為了產(chǎn)生均衡脈沖，可使用另一電容作為儲能器。脈沖及均衡脈沖將借助電容來產(chǎn)生，它們與通過變壓器做的耦合器相比占有小的空間并可易于用一個集成電路IC來實現(xiàn)。通過兩級放大電路，可以在實際上每級達到10倍的放大系數(shù)，以使得能獲得數(shù)量級為1000的總放大系數(shù)。重要的是，這里通過兩級放大電路實現(xiàn)了相位合適的放大。
作為小電容量的電容器可用一個極與一個兩芯母線的一根母線導(dǎo)線相連接，并用其另一極通過一高阻值電阻與一個電壓源相連接，其中可以這樣選擇電壓源，即它的電壓可形成有效脈沖的所需電壓。米勒電路與它的放大電路一起通過發(fā)送信號發(fā)送器的發(fā)送管接地。這里一根母線導(dǎo)線傳送正信號及另一根母線傳送負(fù)信號，對此接地地線可設(shè)置為所謂“自由浮動”的。
作為用于產(chǎn)生均衡脈沖的另一電容量的另一電容器，其一個極與一根母線導(dǎo)線相連接，及其另一極與另一電壓源相連接，其中另一電容器的充電及放電通過與信息的脈沖波形相對應(yīng)的控制網(wǎng)絡(luò)以及相應(yīng)的時間常數(shù)能受到控制。由此實現(xiàn)了一種特別簡單的總電路。比較有利的是，作為小電容的電容器和另一電容器連接在正極性的母線導(dǎo)線上。
現(xiàn)在將借助一個在附圖
中簡略示出的實施例來說明本發(fā)明。
附圖所示母線耦合器用于在一個母線上無變壓器地傳送信息及能量，其中信息由有效脈沖及均衡脈沖組合而成。在該實施例中的母線耦合器與一個母線導(dǎo)線1相連接。一個發(fā)送信號發(fā)生器的發(fā)送管2按照其作用通過一個電容3與至少一個母線導(dǎo)線1連接。該電容3的電容量相對于一個假想的能起到使信息的有效脈沖短路的作用的電容量要小。該小電容3在一個米勒(Miller)電路中并通過具有晶體管6或7的兩級電流放大電路被轉(zhuǎn)換成足夠大的電容量，該米勒電路根據(jù)其功能基本由該小電容3及一個晶體管4和一個調(diào)整電阻5組成。該被轉(zhuǎn)換成的電容量足夠大，它能充分無損耗地傳送有效脈沖。用于產(chǎn)生均衡脈沖的儲能器用另一電容8來實現(xiàn)。
在該實施例中作為小電容3的電容器的一個極與一個兩芯母線中的一根母線導(dǎo)線1相連接，而它的另一極通過一個作為調(diào)整電阻的高阻值電阻5與電壓源9相連接。選擇電壓源9，使它的電壓形成有效脈沖所需的電壓。
設(shè)有晶體管4的米勒電路與其具有晶體管6和7的放大電路一起通過發(fā)送信號發(fā)生器的發(fā)送管2接地10。作為用于產(chǎn)生均衡脈沖的另一電容8的另一電容器，其一個極與一根母線導(dǎo)線1相連接，其另一個極通過至少一個電阻16,21與作為艙內(nèi)電網(wǎng)電源的另一電壓源20相連接。作為另一電容的另一電容器8的充電及放電是通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)11、12來實現(xiàn)的，這些網(wǎng)絡(luò)通過控制輸入端13及14受到控制，即在相應(yīng)時間常數(shù)的情況下形成信息的脈沖波形。因此網(wǎng)絡(luò)11可通過t0至t1的持續(xù)時間使另一電容充電并構(gòu)成一個脈沖，及網(wǎng)絡(luò)12通過t1至t2的持續(xù)時間構(gòu)成一個均衡脈沖。
作為小電容3的電容器及作為另一電容8的電容器在該實施例中有利地連接在正極性的母線導(dǎo)線1上。該母線耦合器的工作如下小電容3以時間常數(shù)C3×R5充電到一個電壓，該電壓可由母線導(dǎo)線1上的母線電壓減去電壓源9的電壓得到。例如母線電壓可為24V及電壓源9的電壓例如可為8V。通過由小電容3及晶體管4及調(diào)整電阻5組成的米勒電路并通過與具有晶體管6或7的兩級電流放大電路的連接，在晶體管7的發(fā)射極上提供了相應(yīng)時間常數(shù)的短時間的對母線導(dǎo)線的低電阻連接。它具有固定的壓降，即為母線電壓減去如8V的電壓源9的電壓、再減去晶體管的基極-發(fā)射極電壓。該發(fā)射極通過發(fā)送管2在有效脈沖持續(xù)時間上一起接地，以使得在母線上具有與母線電壓無關(guān)的始終為相等幅值的有效脈沖，在該實施例中幅值為8V減基極-發(fā)射極電壓。網(wǎng)絡(luò)11的控制輸入端13供給發(fā)送管2所需的電壓。在EIBA的母線情況下它為35μs寬的“高”(電平)脈沖。
網(wǎng)絡(luò)11的控制輸入端13的控制使晶體管15直到時間t1保持導(dǎo)通，由此使另一電容器8通過電阻16和17充電到母線電壓減去晶體管15上的壓降。對充電時間常數(shù)C8×(R16+R17)這樣選擇，即使得該電容器8在t1結(jié)束時被充滿電。在t1結(jié)束時在母線上輸出一個均衡脈沖。在t1結(jié)束時對網(wǎng)絡(luò)12的控制輸入端14進行控制。在EIBA的母線情況下該控制持續(xù)時間為52.5μs。通過控制輸入端14使晶體管18轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，由此也使晶體管19受控導(dǎo)通。因為在t1結(jié)束時晶體管15被控制成非導(dǎo)通狀態(tài)，帶有其電荷、即在時間t1時得到的電荷的另一電容器8通過電阻16連接到用戶接口AST上。在用戶接口上的電壓值例如為20V。因此將對母線輸送一個均衡脈沖的電壓20V-8V=+12V，它以時間常數(shù)C8×R16在直至t2的持續(xù)時間中通過另一電容8按指數(shù)(e)函數(shù)放電直到電壓下降到小于1V。在該另一電容器8中存儲的能量在正確定參數(shù)的情況下相應(yīng)于通常在常規(guī)變壓器中存儲的能量，以使得該母線耦合器完全能與迄今所使用的具有變壓器的母線耦合器相兼容。
在電容器20上可以取得用于艙內(nèi)電網(wǎng)電源的直流電壓，其中該電容的充電電路為簡明起見被省去而未示出。該充電電路對于發(fā)送脈沖的產(chǎn)生是不重要的。
這里所述的全部晶體管可理解為集成電路(IC)技術(shù)的開關(guān)。所有電容器或電容都可以集成在一個IC上。
權(quán)利要求
1．一種用于在傳送由有效脈沖及均衡脈沖組成的信息及能量的系統(tǒng)建造技術(shù)的母線上，尤其是歐洲安裝母線協(xié)會EIBA的母線上無變壓器地傳送的母線耦合器，其特征在于一個發(fā)送信號發(fā)生器的發(fā)送管(2)按其作用通過一個電容(3)與至少一個母線導(dǎo)線(1)相連接，該電容(3)的電容量相對于一個假想的起到使信息的有效脈沖短路的作用的電容量要小，在一個按照其功能基本由一個晶體管(4)及一個調(diào)整電阻(5)組成的Miller電路，通過兩個電流放大電路(6；7)放大，該小電容被轉(zhuǎn)換成足夠大的電容量，以便充分無損耗地傳送有效脈沖，及其中用于產(chǎn)生均衡脈沖的儲能器用另一電容(8)來實現(xiàn)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的母線耦合器，其特征在于作為小電容(3)的電容器的一個極與一個兩芯母線中的一根母線導(dǎo)線(1)相連接，及它的另一極通為一個高電阻值的調(diào)整電阻(5)與電壓源(9)相連接，其中對電壓源(9)進行選擇，使其電壓形成有效脈沖所需的電壓。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的母線耦合器，其特征在于所述米勒電路(3、4、5)通過發(fā)送信號發(fā)生器的發(fā)送管(2)接地(10)。
4．根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的母線耦合器，其特征在于作為用于產(chǎn)生均衡脈沖的另一電容(8)的另一電容器，其一個極與一根母線導(dǎo)線(1)相連接，及它的另一極通過至少一個電阻(16,21)與作為艙內(nèi)電網(wǎng)電源的另一電壓源(20)相連接，其中該另一電容器的充電及放電通過與信息的脈沖波形相對應(yīng)的控制網(wǎng)絡(luò)(11,12)以相應(yīng)的時間常數(shù)被控制。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的母線耦合器，其特征在于作為小電容(3)的電容器及作為電容(8)的另一電容器連接在正極性的母線導(dǎo)線上。
全文摘要
一種用于在傳送由有效脈沖及均衡脈沖組成的信息及能量的建筑系統(tǒng)技術(shù)母線上,尤其是歐洲安裝母線協(xié)會EIBA的母線上無變壓器地傳送的母線耦合器。本發(fā)明建議:一個發(fā)送信號發(fā)生器的發(fā)送管(2)按其作用通過一個電容(3)與至少一個母線導(dǎo)線(1)相連接,該電容(3)的電容量相對于一個假想的起到使信息的有效脈沖短路的作用的電容量要小,其中在一個按照其功能基本由一個晶體管(4)及一個調(diào)整電阻(5)組成的Miller電路中,通過兩個電流放大電路(6;7),使該小電容被轉(zhuǎn)換成大的電容量,以便充分無損耗地傳送有效脈沖,其中用于產(chǎn)生均衡脈沖的儲能器用另一電容(8)來實現(xiàn)。
文檔編號H02J13/00GK1225199SQ97196318
公開日1999年8月4日 申請日期1997年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月17日
發(fā)明者英格堡·齊胡特 申請人:西門子公司