一种用于台区拓扑识别的信号发送电路及识别方法技术

本发明专利技术公开了一种用于台区拓扑识别的信号发送电路及识别方法，属于台区拓扑设备技术领域。本发明专利技术的一种用于台区拓扑识别的信号发送电路，包括信号隔离加速模块、特征信号投切模块、高压启动模块；所述信号隔离加速模块，用于将PWM驱动信号输出至特征信号投切模块；所述特征信号投切模块，用于将经过加速的信号转换为特征电流信号发送到电力网络；高压启动模块，用于将高压直流驱动转化为低压直流驱动提供给信号隔离加速模块。本发明专利技术经过不断探索以及试验，设置具有信号隔离加速模块、特征信号投切模块、高压启动模块的信号发送电路，能够准确生成用于拓扑识别的特征电流信号，进而实现台区拓扑的准确识别，方案详尽，切实可行，便于实现，制造成本低。制造成本低。制造成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种用于台区拓扑识别的信号发送电路及识别方法


[0001]本专利技术涉及一种用于台区拓扑识别的信号发送电路及识别方法，属于台区拓扑设备


技术介绍

[0002]中国专利（CN110988476A）公开了一种台区相位拓扑识别装置及识别方法，其中拓扑识别装置由过零检测电路、单片机、拓扑电流发生器、电流互感器、拓扑电流检测电路等部分组成。识别方法首先检测台区电网电压的过零点，并将过零信号发送给识别装置单片机，识别装置发射模块向台区电网发送拓扑电流，接收节点电流互感器在台区电网中对拓扑电流进行采样并发送给本节点拓扑电流检测电路及单片机，单片机在过零点后附近时刻对接收到拓扑信号进行采样，最后根据各个节点的相位关系以及上下级电路关系得到整个台区电网相位拓扑关系图。本专利技术通过检测电网电压的过零点进行台区拓扑相位识别，最大可能地消除了电网中负载电流对相位识别的影响，提高了识别率。
[0003]但上述方案没有公开拓扑电流发生器的具体结构，导致用于台区拓扑识别的电流信号无法准确生成，进而影响台区拓扑的准确识别。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用于台区拓扑识别的信号发送电路及识别方法，能够准确生成用于拓扑识别的特征电流信号，进而实现台区拓扑的准确识别。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种用于台区拓扑识别的信号发送电路，包括信号隔离加速模块、特征信号投切模块、高压启动模块；所述信号隔离加速模块，用于将PWM驱动信号输出至特征信号投切模块，其设有隔直电容、MOS管、图腾柱模块；所述隔直电容，用于耦合PWM驱动信号，并将耦合后得到的PWM波，作用于MOS管的栅极；所述MOS管跟随PWM波的高低变换，不断的导通关断使源极上的光耦产生趋于输入信号相同的信号，并传输到图腾柱模块；所述图腾柱模块，用于将光耦次级输出的信号进行加速；所述特征信号投切模块，用于将接收到的经过加速的信号转换为特征电流信号发送到电力网络，并形成高压直流驱动高压启动模块；其设有投切MOS管；所述投切MOS管根据栅极电压变化的规律，将固定的负载投切到电力线网络上来产生用于拓扑识别的特征电流信号；高压启动模块，用于将高压直流驱动转化为低压直流驱动提供给信号隔离加速模块。
[0006]本专利技术经过不断探索以及试验，设置具有信号隔离加速模块、特征信号投切模块、高压启动模块的信号发送电路，能够准确生成用于拓扑识别的特征电流信号，进而实现台区拓扑的准确识别，方案详尽，切实可行，便于实现，制造成本低。
[0007]作为优选技术措施：所述信号隔离加速模块还包括三极管VT2、三极管VT3、三极管VT4、二极管VD6、二极管VD7、二极管VD8、电阻R16、电阻R17、电阻R20、电阻R21、电阻R22；所述三极管VT2，用于实现电路的快速通断，其栅极与隔直电容C2耦合连接；所述电阻R16，用于给MOS管的栅极一个低电平的初始状态，以保证不会误导通；所述电阻R17，用于限流，保证光耦的驱动能力；所述二极管VD6，用于将负电平限制在
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0.2V以防止有过高的负压对模块造成损坏；所述二极管VD8和电阻R20，用于增加电荷泄放速度添加的泄放回路；所述电阻R22，用于给MOS管的栅极一个低电平的初始状态，保证不会误导通；所述二极管VD7，用于对栅极电压进行钳位，避免高压击穿损坏三极管VT2。
[0008]作为优选技术措施：当PWM波输入时，隔直电容C2将直流分量去除，留下高低电平切换的驱动逻辑，MOS管会根据逻辑进行开关状态切换使得光耦01在开关状态切换；当PWM停止输出时，隔直电容C2上的电荷通过电阻R6泄放，回归初始状态；当光耦导通时，三极管VT3导通，三极管VT4关断，A点电平为高，经过电阻R21后三极管VT2导通，使负载投切到电力网络，产生电流；当光耦关断时，三极管VT4导通，三极管VT3关断，三极管VT2寄生电容Cgs上的电荷通过电阻R21、电阻R20、二极管VD8、三极管VT4进行泄放，加速B点电压下降速度，使三极管VT2能够快速关断，负载从电力网络中去除，不再产生电流。
[0009]作为优选技术措施：所述特征信号投切模块直接与强电线路相接，其包括二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4、二极管VD5、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻RV1、电阻RV2；所述二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4、二极管VD5，用于对电流进行全桥整流；所述电阻RV1与电阻RV2为压敏元器件，用于过压防护；所述电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15用作负载电阻，其决定了特征电流信号的强度。
[0010]作为优选技术措施：通过二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4、二极管VD5的全桥整流后，经过电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15后在稳压前电压输入端VIN网络形成一个半波型的高压直流电。
[0011]作为优选技术措施：所述高压启动模块包括二极管VD1、三极管VT1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C3；将稳压前电压输入端VIN的高压直流通过二极管VD1的钳位与电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4的电阻分压给三极管VT1栅极提供一个固定的电压，电压满足MOS管三极管VT1的开启电压后，MOS管导通，稳压前电压输入端VIN网络通过电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻
R8、电阻R9的线路给电路的供电电压VCC网络上的电容C3充电，得到一个低压直流电路的供电电压VCC。
[0012]作为优选技术措施：一种用于台区拓扑识别的信号发送识别方法，应用上述的一种用于台区拓扑识别的信号发送电路；所述特征信号投切模块将特征电流信号经过电力网络，传输到上一级接收端，接收端识别到特征电流信号后，确认特征信号投切模块所属的发送端与接收端的从属关系；并通过每个层级的从属关系确定整个台区的拓扑关系。
[0013]作为优选技术措施：所述特征电流信号的生成，包括以下内容：所述特征信号投切模块的开关频率为F，每个开关周期中开关通TM微秒，断TM微秒，占空比为1/2；为了准确提取投切信号能量，对信号码元进行编码，以TM毫秒为一个码位，开关周期性通断TM毫秒表示码位1，开关持续性断开TM毫秒表示码位0。
[0014]作为优选技术措施：所述特征信号投切模块产生相应特征电流信号，并根据下发时间标定时进行特征电流信号发送；接收端对电流信号实时采样识别，并存储识别记录；根据存储的识别记录，结合搜表机制，梳理拓扑结构，得到整个台区的拓扑关系。
[0015]作为优选技术措施：实时采样识别的具体内容如下：接收端以f采样频率实时采集电流信号，并利用滑动傅里叶变换提取某频点处信号强度，进行滑动解码后，将解码码元与发送码元进行匹配，若匹配成功，则存储识别记录；频点处信号强度计算公式如下所示： 其中，分别表示频点处谐波的实部、虚部和模值，为当前相位，为一个滑动周期的采用点数，表示起始采样点，表示采样点序号，表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于台区拓扑识别的信号发送电路，其特征在于，包括信号隔离加速模块、特征信号投切模块、高压启动模块；所述信号隔离加速模块，用于将PWM驱动信号输出至特征信号投切模块，其设有隔直电容、MOS管、图腾柱模块；所述隔直电容，用于耦合PWM驱动信号，并将耦合后得到的PWM波，作用于MOS管的栅极；所述MOS管跟随PWM波的高低变换，不断的导通关断使源极上的光耦产生趋于输入信号相同的信号，并传输到图腾柱模块；所述图腾柱模块，用于将光耦次级输出的信号进行加速；所述特征信号投切模块，用于将接收到的经过加速的信号转换为特征电流信号发送到电力网络，并形成高压直流驱动高压启动模块；其设有投切MOS管；所述投切MOS管根据栅极电压变化的规律，将固定的负载投切到电力线网络上来产生用于拓扑识别的特征电流信号；高压启动模块，用于将高压直流驱动转化为低压直流驱动提供给信号隔离加速模块。2.如权利要求1所述的一种用于台区拓扑识别的信号发送电路，其特征在于，所述信号隔离加速模块还包括三极管VT2、三极管VT3、三极管VT4、二极管VD6、二极管VD7、二极管VD8、电阻R16、电阻R17、电阻R20、电阻R21、电阻R22；所述三极管VT2，用于实现电路的快速通断，其栅极与隔直电容C2耦合连接；所述电阻R16，用于给MOS管的栅极一个低电平的初始状态，以保证不会误导通；所述电阻R17，用于限流，保证光耦的驱动能力；所述二极管VD6，用于将负电平限制在
‑
0.2V以防止有过高的负压对模块造成损坏；所述二极管VD8和电阻R20，用于增加电荷泄放速度添加的泄放回路；所述电阻R22，用于给MOS管的栅极一个低电平的初始状态，保证不会误导通；所述二极管VD7，用于对栅极电压进行钳位。3.如权利要求2所述的一种用于台区拓扑识别的信号发送电路，其特征在于，当PWM波输入时，隔直电容C2将直流分量去除，留下高低电平切换的驱动逻辑，MOS管会根据逻辑进行开关状态切换使得光耦01在开关状态切换；当PWM停止输出时，隔直电容C2上的电荷通过电阻R6泄放，回归初始状态；当光耦导通时，三极管VT3导通，三极管VT4关断，A点电平为高，经过电阻R21后三极管VT2导通，使负载投切到电力网络，产生电流；当光耦关断时，三极管VT4导通，三极管VT3关断，三极管VT2寄生电容Cgs上的电荷通过电阻R21、电阻R20、二极管VD8、三极管VT4进行泄放，加速电压下降速度，使三极管VT2能够快速关断，负载从电力网络中去除，不再产生电流。4.如权利要求1所述的一种用于台区拓扑识别的信号发送电路，其特征在于，所述特征信号投切模块直接与强电线路相接，其包括二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4、二极管VD5、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻RV1、电阻RV2；所述二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4、二极管VD5，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朝亮，李熊，陆春光，肖涛，葛玉磊，李亦龙，李宏硕，臧人霖，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：