DE60223216T2 - Kopplungseinrichtung für ein Übertragungssystem mit Trägerstrom niedriger Datenübertragungsrate - Google Patents

Kopplungseinrichtung für ein Übertragungssystem mit Trägerstrom niedriger Datenübertragungsrate Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kopplungseinrichtung für ein Übertragungssystem mit einem Trägerstrom niedriger Datenübertragungsrate, welche Einrichtung eine Steuerschaltung, Stromversorgungsmittel zur Einspeisung der Steuerschaltung aus einem elektrischen Wechselstrom-Verteilernetz sowie Kopplungsmittel zur Kopplung der Steuerschaltung mit dem Netz umfasst, um durch Trägerströme über das Netz übertragene, modulierte Daten auszusenden und zu empfangen, wobei die Stromversorgungsmittel einen Transformator mit einer an das Netz angeschlossenen Primärwicklung und einer an die Steuereinrichtung angeschlossenen Sekundärwicklung umfassen.
  • Trägerströme mit niedriger Datenübertragungsrate, d. h. einer Übertragungsrate von weniger als 100 kbits/s, zum Beispiel 2400 bits/s, werden insbesondere in der Gebäudeleittechnik zur Steuerung und Überwachung von Elektrogeräten über das Wechselstrom-Verteilernetz (z. B. 230 V, 50 Hz) verwendet.
  • Herkömmliche Kopplungseinrichtungen umfassen normalerweise eine getrennte Stromversorgung, die dazu dient, die zum Betrieb der Komponenten der Kopplungseinrichtung erforderliche elektrische Energie aus dem Netz zu entnehmen. Darüber hinaus wird ein getrennter magnetischer Koppler verwendet, der die Aussendung und den Empfang modulierter Daten des Elektrogeräts in das Netz bzw. umgekehrt erlaubt. Aus Gründen des Personenschutzes müssen sowohl der Transformator als auch der magnetische Koppler eine gute galvanische Trennung zwischen dem Elektrogerät und den Netz gewährleisten. In der Druckschrift EP 0967737 wird ein Verfahren zur Datenübertragung über eine Wechselstromleitung beschrieben, das mit einer Ansteuerung der Versorgungsspannung in Abhängigkeit von einer Kodierung der zu übertragenen Daten arbeitet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kopplungseinrichtung zu schaffen, die kostengünstig ist und gleichzeitig eine gute galvanische Trennung zwischen dem Elektrogerät und dem Versorgungsnetz gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Stromversorgungsmittel einen in Reihe zur Primärwicklung geschalteten bidirektionalen Schalter umfassen, die Steuerschaltung an die Klemmen der Sekundärwicklung angeschlossene Mittel zur Detektion einer Trägerwelle umfasst und die Einrichtung einen den bidirektionalen Schalter ansteuernden Optokoppler sowie einen von der Steuerschaltung gesteuerten Umschalter mit drei Schaltstellungen umfasst, welcher Umschalter einen an einen Steuerausgang des Optokopplers angeschlossenen Ausgang, einen an einen Ausgang eines Oszillators angeschlossenen ersten Eingang, einen an einen Sendeausgang der Steuerschaltung angeschlossenen zweiten Eingang sowie einen dritten Eingang aufweist, der an einen, eine bestimmte Gleichspannung führenden Ausgang der Stromversorgungsmittel angeschlossen ist, wobei der Ausgang des Umschalters im Bereitschaftsmodus mit dem ersten Eingang verbunden ist, um so eine bestimmte Ansteuerfrequenz der Stromversorgungsmittel zu definieren, im Sendemodus mit dem zweiten Eingang verbunden ist, um so die zu übertragenden Daten zu modulieren, und im Empfangsmodus, wenn die Steuerschaltung im Bereitschaftsmodus das Vorhandensein einer Trägerwelle erkannt hat, mit dem dritten Eingang verbunden ist.
  • Zum besseren Verständnis ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher erläutert. Dabei zeigen
  • 1 ein Blockschaltbild einer Kopplungseinrichtung nach dem bisherigen Stand der Technik,
  • 2 ein Blockschaltbild einer Kopplungseinrichtung gemäß der Erfindung,
  • 3 bis 6 eine schematische Darstellung der Wellenformen des über die Primärwicklung des Transformators der Kopplungseinrichtung aus 2 fließenden Stroms, jeweils im Bereitschaftsmodus ohne Datenübertragung im Netz, im Bereitschaftsmodus mit Datenübertragung über einen Trägerstrom im Netz, im Empfangsmodus sowie im Sendemodus.
  • 7 eine detailliertere Darstellung einer besonderen Ausgestaltung der Steuerschaltung einer Kopplungseinrichtung aus 2,
  • 8 eine detailliertere Darstellung einer besonderen Ausgestaltung des Selektivfilters einer Kopplungseinrichtung aus 2,
  • 9 den Frequenzgang des Selektivfilters aus 8,
  • 10 einen piezoelektrischen Transformator, der in einer Kopplungseinrichtung gemäß 2 eingesetzt werden kann.
  • 1 zeigt eine Kopplungseinrichtung herkömmlicher Bauart, die eine Kopplung zwischen einem Elektrogerät 1 und dem Wechselstrom-Verteilernetz (z. B. 230 V, 50 Hz) erlaubt, welches in 1 durch einen Phasenleiter P und einen Neutralleiter N dargestellt ist.
  • Die Kopplungseinrichtung umfasst eine Steuerschaltung 2, die bidirektional mit dem Elektrogerät 1 verbunden ist. Die Steuerschaltung 2 wird über eine getrennte Stromversorgung, die ihm die erforderliche Gleichspannunug zuführt, aus dem Netz gespeist. Darüber hinaus ist die Steuerschaltung 2 über einen getrennten Magnetkoppler mit dem Netz verbunden, welcher Koppler als Koppeltransformator 3 mit einem Übersetzungsverhältnis von vorzugsweise 1/1 ausgebildet ist, der durch Modulation des Trägerstroms eine Datenübertragung vom Elektrogerät zum Netz, d. h. in Senderichtung, sowie vom Netz zum Elektrogerät, d. h. in Empfangsrichtung erlaubt.
  • Ber der in 1 gezeigten bekannten Ausführung umfasst die getrennte Stromversorgung ein Filter 4, das einspeiseseitig mit dem Netz und abgangsseitig mit einem Gleichrichter 5 verbunden ist. An den Ausgang des Gleichrichters 5 ist ein Speicherkondensator C angeschlossen, der parallel zur Primärwicklung eines Stromversorgungstransformators T1 liegt, welcher seinerseits in Reihe zu einer getakteten Stromversorgungsschaltung 6 geschaltet ist. Ein Steuereingang der getakteten Stromversorgungsschaltung ist mit der Sekundärwicklung des Transformators T1 verbunden, so dass die Ausgangs spannung des Transformators T1 auf einen bestimmten Wert geregelt werden kann. Die an den Klemmen der Sekundärwicklung des Transformators T1 anliegende Ausgangsspannung wird auf herkömmliche Weise gleichgerichtet (Gleichrichter 7) und anschließend den Klemmen eines Speicherkondensators C2 zugeführt, der eine Versorgungs-Gleichspannung V an die Steuerschaltung 2 liefert.
  • Um bei der niedrigen Leitungsimpedanz des Netzes (1 bis 10 Ohm) bei der Frequenz der Trägerwelle (beispielsweise 132 kHz) eine wirksame Datenübertragung von der Steuerschaltung 2 über den Koppeltransformator 3 zum Netz zu gewährleisten, muss die Steuerschaltung 2 einen Verstärker umfassen. Dieser Verstärker erhöht die Stromaufnahme der Steuerschaltung 2 im Sendebetrieb, so dass eine ausreichend bemessene und damit großvolumige und teure Stromversorgungsschaltung erforderlich ist. Die galvanische Trennung wird durch den Stromversorgungstransformator T1 und den Koppeltransformator 3 gewährleistet. Eine herkömmliche Kopplungseinrichtung mit zwei, zur Gewährleistung der galvanischen Trennung verwendeten Transformatoren weist verhältnismäßig große Abmessungen, eine relativ komplexe Schaltung und einen hohen Preis auf.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung erlaubt eine Reduzierung der Kosten der Kopplungseinrichtung bei gleichzeitig – sofern erforderlich – verbesserter galvanischer Trennung. Wie aus 2 hervorgeht, kann bei der erfindungsgemäßen Kopplungseinrichtung der Koppeltransformator 3 entfallen und an seiner Stelle ein Transformator T2 mit einem Übersetzungsverhältnis von 1/1 verwendet werden, der sowohl die Stromversorgung als auch die Datenübertragung zwischen der Steuerschaltung und dem Verteilernetz übernimmt.
  • Der Transformator T2 umfasst eine Primärwicklung, die in Reihe mit einem Begrenzungswiderstand R1 und einem Kondensator C3 geschaltet und über ein Selektivfilter 8 an das Netz angeschlossen ist. Der Widerstand R1 kann beispielsweise einen Wert von etwa 10 Ohm und der Kondensator C3 eine Kapazität von etwa einem Microfarad aufweisen. Der Widerstand R1 dient zur Strombegrenzung im Überspannungsfall sowie im Einschaltmoment, wenn der Kondensator C3 entladen wird. Der Kondensator C3 dient zur Verringerung des Stroms in der Primärwicklung des Transformators T2, wenn die Einrichtung wie nachstehend genauer beschrieben im Empfangsbetrieb arbeitet.
  • Des Weiteren ist ein spannungs- und stromabhängig bidirektional wirkender Schalter 9 in Reihe zur Primärwicklung des Transformators T2 geschaltet. Je nachdem, ob die Kopplungseinrichtung im Bereitschaftsmodus, im Empfangsmodus oder im Sendemodus arbeitet, wird dieser Schalter mit einer jeweils unterschiedlichen Steuerfrequenz angesteuert.
  • Eine bidirektional mit dem Elektrogerät 1 verbundene Steuerschaltung 10 steuert den bidirektionalen Schalter 9 über einen Umschalter 11 und einen Optokoppler 12. Der Umschalter 11 umfasst einen, mit dem Ausgang eines Oszillators 13 verbundenen ersten Eingang, einen mit einem Sendeausgang der Steuerschaltung 10 verbundenen zweiten Eingang sowie einen dritten Eingang, der mit einem, eine bestimmte Gleichspannung (V in der Zeichnung) liefernden Ausgang der Stromversorgung verbunden ist. Der Ausgang des Umschalters 11 ist mit einem Steuereingang des Optokopplers 12 verbunden. Die Steuerschaltung 10 steuert die Stellung des Umschalters 11 und umfasst Eingänge, die direkt mit den Klemmen der Sekundärwicklung des Transformators T2 verbunden sind, um im Bereitschaftsmodus der Einrichtung das Vorhandensein eines Trägersignals erkennen und im Empfangsmodus Daten empfangen zu können.
  • Die Versorgungsgleichspannung V der Steuerschaltung 10 wird von der Sekundärwicklung des Transformators T2 geliefert. Zu diesem Zweck wird die an den Klemmen der Sekundärwicklung des Transformators T2 anliegende Spannung wie in der Schaltung aus 1 durch einen, vorzugsweise als Zweiweggleichrichter ausgelegten Gleichrichter 7 gleichgerichtet und anschließend auf die Klemmen eines Speicherkondensators C2 gegeben. Ein (nicht dargestelltes) Filter ist vorzugsweise hinter den Gleichrichter 7 geschaltet. Nach einer vorzugsweisen Ausgestaltung ist die Spannung an den Klemmen des Kondensators C2 verhältnismäßig hoch (etwa 30 V), und der Kondensator C2 ist abgangsseitig mit einer Tiefsetz- und/oder Regelschaltung 14 bekannter Art verbunden, um die geeigneten Versorgungsgleichspannungen (5 V und/oder 10 V) zu liefern. Es sei darauf hingewiesen, dass die an den dritten Eingang des Umschalters 11 angelegte Spannung von der Versorgungsspannung V der Steuerschaltung abweichen kann.
  • Die Kopplungseinrichtung nach 2 arbeitet auf die nachstehend beschriebene Weise.
  • Im Bereitschaftsmodus, in dem praktisch keine Datenübertragung stattfindet, ist der Ausgang des Umschalters 11 mit seinem ersten Eingang, d. h. mit dem Ausgang des Oszillators 13 verbunden. Die Frequenz des Oszillators beträgt nach einer vorzugsweisen Ausgestaltung etwa 49 kHz. Die Stromversorgung arbeitet in diesem Fall wie ein AC/DC-Durchflusswandler (forward converter) mit einer Schaltfrequenz von 49 kHz. Der über die Primärwicklung des Transformators T2 fließende, (bei 50 Hz) grundsätzlich sinusförmige Strom I wird dabei mit der Taktfrequenz (Taktperiode td) angesteuert, wie dies schematisch in 3 dargestellt ist (um die Wellenformen besser erkennen zu können, sind in den Zeichnungen die Frequenzen nicht maßstabsgetreu dargestellt).
  • Bei der Netzübertragung von Daten über einen Trägerstrom wird der Strom I dabei mit den entsprechenden Daten moduliert. Gemäß der in 4 bis 6 gezeigten vorzugsweisen Ausgestaltung wird hierzu eine Frequenzmodulation verwendet, wobei die Trägerfrequenz 132 kHz (tp = Periodendauer der Trägerwelle) beträgt. Die Wellenform des Stroms I entspricht also dem in 4 gezeigten Bild. Das Vorhandensein der Trägerwelle im Netz wird im Bereitschaftsmodus der Einrichtung auf jede geeignete Art und Weise von der Steuerschaltung 10 in dem mit 49 kHz angesteuerten, an der Sekundärwicklung des Transformators anliegenden Stromversorgungssignal erkannt.
  • Wird das Vorhandensein der Trägerwelle erkannt, schaltet die Steuerschaltung 10 die Einrichtung vom Bereitschaftsmodus in den Empfangsmodus. Im Empfangsmodus ist der Ausgang des Umschalters 11 mit dessen dritten Eingang, d. h. mit einer Gleichspannung verbunden, so dass der bidirektionale Schalter 9 geschlossen wird. Dadurch wird im Empfangsmodus die HF-Ansteuerung unterbrochen, und der Strom in der Primärwicklung des Transformators T2, der nun nicht mehr angesteuert wird, weist die in 5 gezeigte Wellenform auf, d. h. er entspricht einer während der Datenübertragungsintervalle Tr1 und Tr2 modulierten 50-kHz-Sinuswelle.
  • Der Transformator T2 hat ein Übersetzungsverhältnis von etwa de 1/1, um die Signale im Empfangsmodus nicht zu dämpfen. Die an der Sekundärwicklung des Transformators T2 anliegenden Signale können dann von der Steuerschaltung 10 decodiert und analysiert werden, so dass diese anschließend das Elektrogerät 1 entsprechend ansteuern kann. Der in Reihe mit der Primärwicklung des Transformators T2 liegende Kondensator C3 dient zur Primärstrombegrenzung, wenn die Impedanz des bei 50 Hz eingespeisten Transformators in die Nähe des Kurzschlusswiderstands gelangt.
  • Im Empfangsmodus kann die Steuerschaltung 10 aufgrund der fehlenden Ansteuerung auf der Primärseite des Transformators T2 die über das Netz auf die Sekundärseite des Transformators T2 übertragenen Daten mit einem optimalen Signal-Störabstand erfassen. Allerdings unterbricht dies die Aufladung des Speicherkondensators C2 der Stromversorgung. Um eine korrekte Funktionsweise der Steuerschaltung im Empfangsmodus zu gewährleisten, ist der Speicherkondensator C2 so dimensioniert, dass er im Bereitschaftsmodus eine Energiemenge speichern kann, die für die gesamte Betriebsdauer der Einrichtung im Empfangsmodus ausreicht.
  • Am Ende des Empfangsbetriebs bewirkt die Steuerschaltung 10 den Übergang der Kopplungseinrichtung entweder in den Bereitschaftsmodus oder, falls ein Antwortsignal in das Netz übertragen werden soll, in den Sendemodus.
  • Im Sendemodus ist der Ausgang des Umschalters 11 über die Steuerschaltung 10 mit seinem zweiten Eingang verbunden, der seinerseits an den Sendeausgang der Steuerschaltung 10 angeschlossen ist. Die Steuerschaltung 10 sendet dann über ihren Sendeausgang auf die Trägerfrequenz (beispielsweise 132 kHz) aufmodulierte Datensignale aus. Diese Trägerfrequenzmodulation wird durch den Optokoppler 12 auf den bidirektionalen Schalter 9 übertragen. Dies bewirkt eine Ansteuerung des sinusförmigen 50-Hz-Primärstroms I durch das modulierte Trägersignal wie in 6 schematisch dargestellt. Diese Ansteuerung des Primärstroms der Stromversorgung erlaubt wie im Bereitschaftsmodus die Einspeisung der Steuerschaltung durch Wiederaufladung des Speicher kondensators C2. Gleichzeitig hat dies eine HF-Schwingung in der Primärwicklung zur Folge, in der die über das Netz zu übertragenden Daten enthalten sind. Die Sendeleistung ergibt sich also aus der Leistungsaufnahme der Stromversorgung aus dem Netz. Dadurch kann der Verstärker der Steuerschaltung entfallen, der in den Kopplungseinrichtungen nach dem bisherigen Stand der Technik erforderlich war. Durch den Wegfall dieses Verstärkers lässt sich wiederum die Leistungsaufnahme der Steuerschaltung senken (beispielsweise unter ein 1 W), so dass auch die Leistung und die Abmessungen der Stromversorgungsschaltung sowie die Kosten der Kopplungseinrichtung insgesamt reduziert werden können.
  • 7 zeigt eine besondere Ausgestaltung der Steuerschaltung 10. Sie umfasst einen Mikroprozessor 15, der mit dem Elektrogerät 1 und einem Modem 16 verbunden ist, das die Daten in Form von modulierten Signalen ausgibt. Der Mikroprozessor 5 und das Modem 16 werden beide mit der Spannung V oder mit zwei verschiedenen, von der Tiefsetzschaltung 14 gelieferten Spannungen gespeist. Der Mikroprozessor 15 steuert den Umschalter 11. Das Modem 16 erkennt das Trägersignal im Bereitschaftsmodus und demoduliert im Empfangsmodus die im sekundärseitigen Signal des Transformators T2 enthaltenen Daten. Diese Daten überträgt es dann an den Mikroprozessor 15, der wiederum im Sendemodus die zu übertragenden Daten an das Modem weiterleitet.
  • Das Selektivfilter 8 muss die niedrigen Frequenzen (um 50 Hz) sowie die Ansteuerfrequenz (49 kHz) und die Frequenzen des Sendesignalbandes (um 132 kHz) passieren lassen. Nach einer in 8 gezeigten vorzugsweisen Ausgestaltung, deren Frequenzgang in 9 dargestellt ist, werden die Frequenzen kleiner/gleich der Ansteuerfrequenz (49 kHz) vom Selektivfilter 8 nicht gedämpft, das ein Resonanzverhalten im Bereich um die Trägerfrequenz (132 kHz) aufweist. Andererseits besitzt das Filter eine sehr hohe Dämpfung bei Frequenzen oberhalb von 150 kHz (oberer Grenzwert des in Europa zulässigen Frequenzbands für Übertragungen mit Trägerströmen niedriger Datenübertragungsrate). Die Ansteuerfrequenz im Bereitschaftsmodus ist so gewählt, dass Störeinstrahlungen in das Netz durch den Oszillator 13 verhindert werden und dass die 3. Harmonische (147 kHz) unter 150 kHz und nicht innerhalb des Nutzfrequenzbandes des Signals liegt, so dass sie vom Selektivfilter unterdrückt wird.
  • Das in 8 gezeigte Filter umfasst eine Reihenschaltung aus einem Widerstand R2, einem Kondensator C4, einer Parallelschaltung aus einer Induktivität L1 und einem Kondensator C5, einer Induktivität L2 und einer Parallelschaltung aus einem Widerstand R3 und einem Kondensator C6 mit einer in Reihe dazu liegenden Induktivität L3. Ein Frequenzgang entsprechend der Darstellung in 9 ergibt sich beispielsweise bei folgenden Filterkenndaten:
    R2 = 25 Ohm
    C4 = μF
    L1 = L2 = 220 μH
    C5 = 15 μF
    C6 = 47 μF
    L3 = 8,2 μH
    R3 = 100 Ohm
  • Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene vorzugsweise Ausgestaltung beschränkt. Insbesondere können die Daten frequenzmoduliert oder durch jedes andere geeignete Verfahren, insbesondere auch phasenmoduliert oder, beispielsweise nach einem QPSK-Verfahren komplexer amplituden- und phasenmoduliert werden.
  • Der Transformator 12 kann als herkömmlicher Transformator ausgebildet sein. An seiner Stelle kann aber auch ein piezoelektrischer Transformator verwendet werden. Ein solcher, in 10 dargestellter Transformator besteht aus einem Keramikträger 17 sowie einem ersten und einem zweiten metallisierten Bereich (18, 19), die voneinander getrennt sind und jeweils die Primärwicklung bzw. die Sekundärwicklung des Transformators bilden.
  • In allen Fällen erlaubt die Erfindung eine Optimierung der Abmessungen und der Kosten einer Kopplungseinrichtung für ein Übertragungssystem mit Trägerstrom niedriger Datenübertragungsrate bei gleichzeitiger Gewährleistung einer guten galvanischen Trennung gegenüber dem Netz, da einer der in den bisherigen Kopplungseinrichtungen verwendeten Transformatoren entfällt und der Transformator T2 sowohl die Stromversorgungs- als auch die Übertragungsfunktion zum Senden und Empfangen von Daten gewährleistet.
  • Der bidirektionale Schalter 9 kann beispielsweise als MOSFET, der in eine schnelle Diodenbrückenschaltung integriert ist, oder in Form von zwei in Antiparallelschaltung betriebenen MOSFETs oder IGBTs ausgebildet sein.

Claims (5)

  1. Kopplungseinrichtung für ein Übertragungssystem mit einem Trägerstrom niedriger Datenübertragungsrate, welche Einrichtung eine Steuerschaltung (10), Stromversorgungsmittel zur Einspeisung der Steuerschaltung aus einem elektrischen Wechselstrom-Verteilernetz (P, N) sowie Kopplungsmittel zur Kopplung der Steuerschaltung mit dem Netz umfasst, um durch Trägerströme über das Netz übertragene, modulierte Daten auszusenden und zu empfangen, wobei die Stromversorgungsmittel einen Transformator (T2) mit einer an das Netz angeschlossenen Primärwicklung und einer an die Steuereinrichtung angeschlossenen Sekundärwicklung umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsmittel einen in Reihe zur Primärwicklung geschalteten bidirektionalen Schalter (9) umfassen, die Steuerschaltung an die Klemmen der Sekundärwicklung angeschlossene Mittel zum Nachweis einer Trägerwelle umfasst und die Einrichtung einen den bidirektionalen Schalter (9) ansteuernden Optokoppler (12) sowie einen von der Steuerschaltung (10) gesteuerten Umschalter (11) mit drei Schaltstellungen umfasst, welcher Umschalter einen an einen Steuerausgang des Optokopplers (12) angeschlossenen Ausgang, einen an einen Ausgang eines Oszillators (13) angeschlossenen ersten Eingang, einen an einen Sendeausgang der Steuerschaltung (10) angeschlossenen zweiten Eingang sowie einen dritten Eingang aufweist, der an einen, eine bestimmte Gleichspannung (V) führenden Ausgang der Stromversorgungsmittel angeschlossen ist, wobei der Ausgang des Umschalters (11) im Bereitschaftsmodus mit dem ersten Eingang verbunden ist, um so eine bestimmte Ansteuerfrequenz der Stromversorgungsmittel zu definieren, im Sendemodus mit dem zweiten Eingang verbunden ist, um so die zu übertragenden Daten zu modulieren, und im Empfangsmodus, wenn die Steuerschaltung im Bereitschaftsmodus das Vorhandensein einer Trägerwelle erkannt hat, mit dem dritten Eingang verbunden ist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsmittel einen Begrenzungswiderstand (R1) und einen Kondensator (C3) umfassen, die in Reihe zur Primärwicklung geschaltet sind.
  3. Einrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerfrequenz etwa 49 kHz beträgt.
  4. Einrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten mit einer Trägerfrequenz von etwa 132 kHz moduliert werden.
  5. Einrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator als piezoelektrischer Transformator ausgebildet ist, der einen Keramikträger (17) mit einem darin ausgebildeten ersten und zweiten metallisierten Bereich (18, 19) umfasst, wobei die genannten Bereiche voneinander getrennt sind und jeweils die Primärwicklung bzw. die Sekundärwicklung des Transformators bilden.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7236683B2 (en) * 2001-11-15 2007-06-26 Macrovision Corporation Method and apparatus for providing or enhancing copy protection by adding selected negative-going and positive-going pulses in a video signal HBI
US7289339B2 (en) * 2004-09-28 2007-10-30 Zippy Technology Corp. Inverter circuit for inhibiting electricity transmission interference
FR2910162B1 (fr) * 2006-12-18 2009-12-11 Schneider Electric Ind Sas Dispositif de couplage de signal de mesure a isolation electrique et appareil electrique comportant un tel dispositif
US7729135B1 (en) * 2007-05-10 2010-06-01 Fairchild Semiconductor Corporation Power converter using a single tapped transformer for multiple ranges of input voltage
KR101129391B1 (ko) * 2007-08-13 2012-03-28 삼성전자주식회사 수동 클램프 회로를 갖는 스위칭 모드 전원공급장치
ES2321792B1 (es) * 2007-10-03 2010-03-04 Diseño De Sistemas En Silicio S.A. Dispositivo de multiinyeccion de tension sobre multiples conductores.
US8798243B2 (en) * 2009-11-25 2014-08-05 Motorola Mobility Llc Customer premises equipment telephone device providing advanced media features
FR2969864A1 (fr) * 2010-12-23 2012-06-29 St Microelectronics Tours Sas Circuit d'alimentation a faibles pertes en mode veille
US9859803B2 (en) * 2013-04-23 2018-01-02 Analog Devices Global Transformer-based isolated bi-directional DC-DC power converter, and method and controller for using same
DK3025431T3 (en) 2013-07-25 2019-02-18 Esmart Tech Sarl Power line communication apparatus
ITUB20153500A1 (it) * 2015-09-09 2017-03-09 St Microelectronics Srl Procedimento per trasmettere potenza e dati attraverso una barriera di isolamento galvanico, sistema ed apparecchiatura corrispondenti
IT201600088207A1 (it) 2016-08-30 2018-03-02 St Microelectronics Srl Circuito di isolamento galvanico, sistema e procedimento corrispondenti

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4370564A (en) * 1980-06-04 1983-01-25 Ricoh Company, Ltd. AC Switching device
US5301095A (en) * 1991-10-01 1994-04-05 Origin Electric Company, Limited High power factor AC/DC converter
KR0119883B1 (ko) * 1994-12-22 1997-10-30 김광호 스위칭 전원장치용 컨트롤러 및 이를 이용한 스위칭 전원장치
US5671131A (en) * 1995-08-25 1997-09-23 Dell U.S.A. L.P. Method and apparatus for detecting an isolated power switch
FR2780220A1 (fr) * 1998-06-22 1999-12-24 Sgs Thomson Microelectronics Transmission de donnees numeriques sur une ligne d'alimentation alternative
JP4453172B2 (ja) * 2000-07-28 2010-04-21 ソニー株式会社 電源装置及び電源システム
JP4442028B2 (ja) * 2000-12-11 2010-03-31 富士電機システムズ株式会社 Dc/dcコンバータの制御方法
US6396718B1 (en) * 2000-12-19 2002-05-28 Semiconductor Components Industries Llc Switch mode power supply using transformer flux sensing for duty cycle control

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