增强型信息通讯耦合器控制系统

摘要

本发明涉及一种增强型信息通讯耦合器控制系统。采样单元用于采集耦合器的输入电流，采样单元耦接于一控制器，控制器以第一策略控制一充电开关元件，控制器以第二策略控制一放电开关元件，充电开关元件和放电开关元件均与储能单元耦接；第一策略包括，当采样单元采样的输入电流值大于上限阈值时，控制器生成一第一控制信号以导通充电开关元件，充电开关元件导通时，输入端分流一第一分流电流至储能单元以减小输入电流；第二策略包括，当采样单元的输入电流值小于下限阈值时，控制器生成一第二控制信号以导通放电开关元件，放电开关元件导通时，储能单元形成一第一合流电流至输入端以增大输入电流。

权利要求

1.一种增强型信息通讯耦合器控制系统，包括有若干耦合器组成的通讯线路，每一耦合器包括输入端和输出端，所述输入端连接于耦合输入单元，所述输出端连接于耦合输出单元，其特征在于：每一所述耦合器还包括一换能接口，所述换能接口连接有储能单元，所述耦合器的输入端还耦接有一采样单元，所述采样单元用于采集所述耦合器的输入电流，所述采样单元耦接于一控制器，所述控制器以第一策略控制一充电开关元件，所述控制器以第二策略控制一放电开关元件，所述充电开关元件和所述放电开关元件均与储能单元耦接；

所述第一策略包括，当采样单元采样的输入电流值大于上限阈值时，所述控制器生成一第一控制信号以导通所述充电开关元件，所述充电开关元件导通时，所述输入端分流一第一分流电流至所述储能单元以减小所述输入电流；

所述第二策略包括，当所述采样单元的输入电流值小于下限阈值时，所述控制器生成一第二控制信号以导通所述放电开关元件，所述放电开关元件导通时，所述储能单元形成一第一合流电流至所述输入端以增大所述输入电流。

2.根据权利要求1所述的增强型信息通讯耦合器控制系统，其特征在于：形成的所述第一分流电流的电流值正比于所述输入电流的电流值；形成的所述第一合流电流的电流值正比于所述输入电流的电流值。

3.根据权利要求1所述的增强型信息通讯耦合器控制系统，其特征在于：所述储能单元连接有电量检测模块，所述电量检测模块用于检测所述储能单元的剩余电量，所述通讯线路中的储能单元通过过电开关元件相互连接，所述通讯线路还包括一均衡策略，所述均衡策略实时获取每一储能单元所述剩余电量，在该储能单元对应的所述放电开关元件和所述充电开关元件均处于截止状态时，控制所述过电开关元件以使得每一储能单元的电量趋近相同。

4.根据权利要求3所述的增强型信息通讯耦合器控制系统，其特征在于：所述通讯线路中，所述储能单元的连接关系为，每一储能单元至少与最近的一个储能单元通过所述过电开关元件连接。

5.根据权利要求1所述的增强型信息通讯耦合器控制系统，其特征在于：所述储能单元连接有电量检测模块，所述电量检测模块用于检测所述储能单元的剩余电量，所述通讯线路中，为每一耦合器以第三策略配置优先级别，所述第三策略包括，以耦合于通讯线路的输入端的耦合器的优先级别为一次优先级，耦接于其他所述耦合器的所述耦合器优先级别次数依次加一；所述通讯线路还包括一过电策略，所述储能单元之间通过过电开关元件连接，所述过电策略实时获取每一储能单元的所述剩余电量，当相互连接且优先级别次数较低的储能单元的所述剩余电量大于优先级别次数较高的储能单元的所述剩余电量时，导通对应的过电开关元件以使优先级别次数较低的储能单元向所述优先级别次数较高的储能单元充电。

6.根据权利要求5所述的增强型信息通讯耦合器控制系统，其特征在于：所述过电开关元件受控于一过电控制电压控制流过所述过电开关元件的过电电流，以使所述过电电流的值正比于连接于该过电开关元件两端的储能单元的剩余电量的差值。

7.根据权利要求1所述的增强型信息通讯耦合器控制系统，其特征在于：所述储能单元还连接一市电充电电路，所述市电充电电路包括一市电充电接口，所述市电充电电路用于将所述市电充电接口输入的交流电转化成充电电流至对应的储能单元。

8.根据权利要求1所述的增强型信息通讯耦合器控制系统，其特征在于：所述控制器通过电池供电。

9.根据权利要求8所述的增强型信息通讯耦合器控制系统，其特征在于：所述控制器还连接有检测电路，所述检测电路用于生成一模拟电流于所述输入单元，并于对应的所述耦合器的输出端接收模拟采样电流至所述控制器，所述控制器比较所述模拟采样电流与预设模拟比较电流大小以判断所述耦合器的状态。

10.根据权利要求9所述的增强型信息通讯耦合器控制系统，其特征在于：所述检测电路通过对应的所述储能单元供电。

说明书

增强型信息通讯耦合器控制系统

技术领域

[0001] 本发明属于通讯技术领域，具体涉及一种增强型信息通讯耦合器控制系统。

背景技术

[0002] 通讯线路是用于实现信号传输的系统，包括有线通讯和无线通讯，现有技术中，对有线通讯线路应用中，还会包括耦合器，耦合器主要用于实现信号传输，保证传输效率和功率，但是目前而言存在一种情况，由于线路传输距离较长，所以在传输过程中会产生损耗，这个损耗值一般在耦合器耦合后就会被补偿，但是如果损耗较大，那么就会使得耦合无法完成，导致信号传输异常，而通过增加传输电流，产生的损耗会相应增加，导致能耗浪费，而经过一个耦合器后，输出电流又是固定的，所以难以对后续耦合产生影响。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种增强型信息通讯耦合器，其通过储能元件在信号传输过程中多余的电能储存，当耦合无法完成时，输出存储的电能，保证信号传输。

[0004] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种增强型信息通讯耦合器控制系统，包括有若干耦合器组成的通讯线路，每一耦合器包括输入端和输出端，所述输入端连接于耦合输入单元，所述输出端连接于耦合输出单元，

[0005] 每一所述耦合器还包括一换能接口，所述换能接口连接有储能单元，所述耦合器的输入端还耦接有一采样单元，所述采样单元用于采集所述耦合器的输入电流，所述采样单元耦接于一控制器，所述控制器以第一策略控制一充电开关元件，所述控制器以第二策略控制一放电开关元件，所述充电开关元件和所述放电开关元件均与储能单元耦接；

[0006] 所述第一策略包括，当采样单元采样的输入电流值大于上限阈值时，所述控制器生成一第一控制信号以导通所述充电开关元件，所述充电开关元件导通时，所述输入端分流一第一分流电流至所述储能单元以减小所述输入电流；

[0007] 所述第二策略包括，当所述采样单元的输入电流值小于下限阈值时，所述控制器生成一第二控制信号以导通所述放电开关元件，所述放电开关元件导通时，所述储能单元形成一第一合流电流至所述输入端以增大所述输入电流。

[0008] 在本发明一实施例中，形成的所述第一分流电流的电流值正比于所述输入电流的电流值；形成的所述第一合流电流的电流值正比于所述输入电流的电流值。

[0009] 在本发明一实施例中，所述储能单元连接有电量检测模块，所述电量检测模块用于检测所述储能单元的剩余电量，所述通讯线路中的储能单元通过过电开关元件相互连接，所述通讯线路还包括一均衡策略，所述均衡策略实时获取每一储能单元所述剩余电量，在该储能单元对应的所述放电开关元件和所述充电开关元件均处于截止状态时，控制所述过电开关元件以使得每一储能单元的电量趋近相同。

[0010] 在本发明一实施例中，所述通讯线路中，所述储能单元的连接关系为，每一储能单元至少与最近的一个储能单元通过所述过电开关元件连接。

[0011] 在本发明一实施例中，所述储能单元连接有电量检测模块，所述电量检测模块用于检测所述储能单元的剩余电量，所述通讯线路中，为每一耦合器以第三策略配置优先级别，所述第三策略包括，以耦合于通讯线路的输入端的耦合器的优先级别为一次优先级，耦接于其他所述耦合器的所述耦合器优先级别次数依次加一；所述通讯线路还包括一过电策略，所述储能单元之间通过过电开关元件连接，所述过电策略实时获取每一储能单元的所述剩余电量，当相互连接且优先级别次数较低的储能单元的所述剩余电量大于优先级别次数较高的储能单元的所述剩余电量时，导通对应的过电开关元件以使优先级别次数较低的储能单元向所述优先级别次数较高的储能单元充电。

[0012] 在本发明一实施例中，所述过电开关元件受控于一过电控制电压控制流过所述过电开关元件的过电电流，以使所述过电电流的值正比于连接于该过电开关元件两端的储能单元的剩余电量的差值。

[0013] 在本发明一实施例中，所述储能单元还连接一市电充电电路，所述市电充电电路包括一市电充电接口，所述市电充电电路用于将所述市电充电接口输入的交流电转化成充电电流至对应的储能单元。

[0014] 在本发明一实施例中，所述控制器通过电池供电。

[0015] 在本发明一实施例中，所述控制器还连接有检测电路，所述检测电路用于生成一模拟电流于所述输入单元，并于对应的所述耦合器的输出端接收模拟采样电流至所述控制器，所述控制器比较所述模拟采样电流与预设模拟比较电流大小以判断所述耦合器的状态。

[0016] 在本发明一实施例中，所述检测电路通过对应的所述储能单元供电。

[0017] 相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明，首先采样单元可以采样输入的电流，根据输入电流的大小判断采取的策略，如果输入的电流较大，那么可以存储一部分电流能量，如果输入的电流较小，那么可以从采样单元中生成一个合流电流增大输入电流的大小，保证耦合隔离功能的实现，提高了通讯线路使用效率，保证通讯线路的使用效果，提高通讯线路的稳定性，保证通讯线路的能耗利用率，通过仅通过电流关系，不会影响通讯线路的信号传输，当然由于分流合流瞬间，会对通讯电压产生影响，而此时，可以增设保持电路或滤波电路消除这个影响。

附图说明

[0018] 图1为本发明系统原理图。

[0019] 图2为本发明均衡算法原理图。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

[0021] 本发明的一种增强型信息通讯耦合器控制系统，包括有若干耦合器组成的通讯线路，每一耦合器包括输入端和输出端，所述输入端连接于耦合输入单元，所述输出端连接于耦合输出单元，

[0022] 每一所述耦合器还包括一换能接口，所述换能接口连接有储能单元，所述耦合器的输入端还耦接有一采样单元，所述采样单元用于采集所述耦合器的输入电流，所述采样单元耦接于一控制器，所述控制器以第一策略控制一充电开关元件，所述控制器以第二策略控制一放电开关元件，所述充电开关元件和所述放电开关元件均与储能单元耦接；

[0023] 所述第一策略包括，当采样单元采样的输入电流值大于上限阈值时，所述控制器生成一第一控制信号以导通所述充电开关元件，所述充电开关元件导通时，所述输入端分流一第一分流电流至所述储能单元以减小所述输入电流；

[0024] 所述第二策略包括，当所述采样单元的输入电流值小于下限阈值时，所述控制器生成一第二控制信号以导通所述放电开关元件，所述放电开关元件导通时，所述储能单元形成一第一合流电流至所述输入端以增大所述输入电流。

[0025] 形成的所述第一分流电流的电流值正比于所述输入电流的电流值；形成的所述第一合流电流的电流值正比于所述输入电流的电流值。

[0026] 所述储能单元连接有电量检测模块，所述电量检测模块用于检测所述储能单元的剩余电量，所述通讯线路中的储能单元通过过电开关元件相互连接，所述通讯线路还包括一均衡策略，所述均衡策略实时获取每一储能单元所述剩余电量，在该储能单元对应的所述放电开关元件和所述充电开关元件均处于截止状态时，控制所述过电开关元件以使得每一储能单元的电量趋近相同。

[0027] 所述通讯线路中，所述储能单元的连接关系为，每一储能单元至少与最近的一个储能单元通过所述过电开关元件连接。

[0028] 所述储能单元连接有电量检测模块，所述电量检测模块用于检测所述储能单元的剩余电量，所述通讯线路中，为每一耦合器以第三策略配置优先级别，所述第三策略包括，以耦合于通讯线路的输入端的耦合器的优先级别为一次优先级，耦接于其他所述耦合器的所述耦合器优先级别次数依次加一；所述通讯线路还包括一过电策略，所述储能单元之间通过过电开关元件连接，所述过电策略实时获取每一储能单元的所述剩余电量，当相互连接且优先级别次数较低的储能单元的所述剩余电量大于优先级别次数较高的储能单元的所述剩余电量时，导通对应的过电开关元件以使优先级别次数较低的储能单元向所述优先级别次数较高的储能单元充电。

[0029] 所述过电开关元件受控于一过电控制电压控制流过所述过电开关元件的过电电流，以使所述过电电流的值正比于连接于该过电开关元件两端的储能单元的剩余电量的差值。

[0030] 所述储能单元还连接一市电充电电路，所述市电充电电路包括一市电充电接口，所述市电充电电路用于将所述市电充电接口输入的交流电转化成充电电流至对应的储能单元。

[0031] 所述控制器通过电池供电。

[0032] 所述控制器还连接有检测电路，所述检测电路用于生成一模拟电流于所述输入单元，并于对应的所述耦合器的输出端接收模拟采样电流至所述控制器，所述控制器比较所述模拟采样电流与预设模拟比较电流大小以判断所述耦合器的状态。

[0033] 所述检测电路通过对应的所述储能单元供电。

[0034] 以下为本发明的具体实现过程。

[0035] 参照图1所示，对增强型信息通讯耦合器控制系统做具体说明，包括有若干耦合器组成的通讯线路，每一耦合器包括输入端和输出端，所述输入端连接于耦合输入单元，所述输出端连接于耦合输出单元，耦合器在此不做局限，仅需要有普通耦合器的耦合隔离功能即可，而传递的信号量应当为电压信号量，不是为电流信号量，而耦合输入单元和耦合输出单元不做局限。

[0036] 每一所述耦合器还包括一换能接口，所述换能接口连接有储能单元，所述耦合器的输入端还耦接有一采样单元，所述采样单元用于采集所述耦合器的输入电流，所述采样单元耦接于一控制器，所述控制器以第一策略控制一充电开关元件，所述控制器以第二策略控制一放电开关元件，所述充电开关元件和所述放电开关元件均与储能单元耦接；换能接口可以设置协议，通过控制器控制其通断，控制器可以采用单片机实现，只要能实现简单的数字运算以及数字处理的功能即可，而采样单元可以通过微型电流互感器进行采样，保证对实际电流的影响最小，而充电开关元件与输入端组成一个电流源电路，而充电开关元件的被控端直接可以实现对电流源电路的电流控制，保证充电电流可控，而放电开关元件则应该理解为由放电开关元件与储能单元组成的电流源电路，同样放电开关元件的被控端可以实现对电流源电路的电流控制，保证放电电流可控。而电流源电路可以是电流镜电路，也可以是任意实现电流输出的其他电路，同样可以是由单片机控制的电流控制电路。

[0037] 所述第一策略包括，当采样单元采样的输入电流值大于上限阈值时，所述控制器生成一第一控制信号以导通所述充电开关元件，所述充电开关元件导通时，所述输入端分流一第一分流电流至所述储能单元以减小所述输入电流；

[0038] 所述第二策略包括，当所述采样单元的输入电流值小于下限阈值时，所述控制器生成一第二控制信号以导通所述放电开关元件，所述放电开关元件导通时，所述储能单元形成一第一合流电流至所述输入端以增大所述输入电流。第一策略和第二策略均预烧写入控制器，直接实现自动控制，而可以在其外部链接至少两个比较器，实现比较，而直接将比较的结果输入控制器，实现逻辑输出，而在另一实施例中，比较器可以设置为模拟量差分电路，比较输入电流与上限阈值或下限阈值的差值，以输出不同的控制信号，以控制第一合流电流和第一分流电流的大小。

[0039] 通过这样设置，首先采样单元可以采样输入的电流，根据输入电流的大小判断采取的策略，如果输入的电流较大，那么可以存储一部分电流能量，如果输入的电流较小，那么可以从采样单元中生成一个合流电流增大输入电流的大小，保证耦合隔离功能的实现，提高了通讯线路使用效率，保证通讯线路的使用效果，提高通讯线路的稳定性，保证通讯线路的能耗利用率，通过仅通过电流关系，不会影响通讯线路的信号传输，当然由于分流合流瞬间，会对通讯电压产生影响，而此时，可以增设保持电路或滤波电路消除这个影响。

[0040] 形成的所述第一分流电流的电流值正比于所述输入电流的电流值；形成的所述第一合流电流的电流值正比于所述输入电流的电流值。通过这样设置，保证原有的电流波形，仅对电流做等比例放大或者缩小，而进一步保证在分流和合流时，对通讯线路的影响较小。而两个的比例系数可以设置为0.2。

[0041] 所述储能单元连接有电量检测模块，所述电量检测模块用于检测所述储能单元的剩余电量，所述通讯线路中的储能单元通过过电开关元件相互连接，所述通讯线路还包括一均衡策略，所述均衡策略实时获取每一储能单元所述剩余电量，在该储能单元对应的所述放电开关元件和所述充电开关元件均处于截止状态时，控制所述过电开关元件以使得每一储能单元的电量趋近相同。通过设置均衡策略，使得不同的储能单元之间可以实现电能交换，提高使用效率。电量检测电路检测储能单元的电量，均衡策略可以分别设置在系统中，而每一个控制器分别判断储能单元的工作状态，如果未处于工作状态，则输出一个逻辑量，如果处于工作状态，则暂时不将该储能单元列入均衡策略的目标储能单元中，而列入均衡策略的目标储能单元后，每一剩余电量都根据控制器进行反馈，而通过控制器就可以实现剩余电量的检测反馈，而反馈值，在每一控制器之间比较，如果任一控制器的反馈值大于其他控制器的反馈值，则控制过电开关元件导通，这样一来，就可以实现两个储能单元的过电。所述通讯线路中，所述储能单元的连接关系为，每一储能单元至少与最近的一个储能单元通过所述过电开关元件连接。通过这样连接，保证线路的线程较短，提高线路敷设的精度和稳定性。

[0042] 所述储能单元连接有电量检测模块，所述电量检测模块用于检测所述储能单元的剩余电量，所述通讯线路中，为每一耦合器以第三策略配置优先级别，所述第三策略包括，以耦合于通讯线路的输入端的耦合器的优先级别为一次优先级，耦接于其他所述耦合器的所述耦合器优先级别次数依次加一；所述通讯线路还包括一过电策略，所述储能单元之间通过过电开关元件连接，所述过电策略实时获取每一储能单元的所述剩余电量，当相互连接且优先级别次数较低的储能单元的所述剩余电量大于优先级别次数较高的储能单元的所述剩余电量时，导通对应的过电开关元件以使优先级别次数较低的储能单元向所述优先级别次数较高的储能单元充电。通过电量检测模块的设置，可以提高稳定性，保证使用效率和使用质量，且通过过电策略进行电能传递，保证后续耦合器的电能能够得到及时的补充，提高整个系统的电能利用率。通过这样设置，实现储能单元的过电更加合理，优先级别次数较高，则说明该通讯线路中，该耦合器的位置靠后，更容易出现耦合电能不足的情况，所以设置优先级别次数，保证耦合器的使用效果，提高使用寿命。图1中，从左至右依次优先级次数增加。

[0043] 过电开关元件受控于一过电控制电压控制流过所述过电开关元件的过电电流，以使所述过电电流的值正比于连接于该过电开关元件两端的储能单元的剩余电量的差值。而通过控制过电开关元件控制过电电流的大小，保证充电效率以及充电质量，提高储能单元的使用寿命。所述储能单元还连接一市电充电电路，所述市电充电电路包括一市电充电接口，所述市电充电电路用于将所述市电充电接口输入的交流电转化成充电电流至对应的储能单元。通过市电供电接口，任意的耦合器上的储能单元都可以进行充电，这样一来，如果因耦合器内部损坏而提高了耦合损耗，导致耦合阈值提高，此时，储能单元的电能消耗较高，容易造成储能单元电能较少，所以通过这个电路就可以对损失的电能进行补偿。控制器通过电池供电。由于控制器实现较多功能，所以供电必须与储能单元隔离，所以控制器通过电池供电，而实际上，控制器所需要的电能较少，通过电池供电可以保证长时间使用。所述控制器还连接有检测电路，所述检测电路用于生成一模拟电流于所述输入单元，并于对应的所述耦合器的输出端接收模拟采样电流至所述控制器，所述控制器比较所述模拟采样电流与预设模拟比较电流大小以判断所述耦合器的状态。通过检测电路的设置，可以检测耦合器的状态，这样就可以根据耦合器的状态及时提醒使用者或者改变上限电流和下限电流的大小，也就是说，如果耦合器的耦合灵敏度较低，那么可以适当增大下限电流的大小，同理，如果耦合器的耦合灵敏度较高，那么就适当减小上限电流的大小，提高系统的利用率。所述检测电路通过对应的所述储能单元供电。检测电路能耗较低，可以通过储能单元供电，这样一来，就可以保证供电正常，提高系统稳定性。

[0044] 以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。