用于无变压器地传送的母线耦合器.pdf

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。