專利名稱：一種電力載波通訊電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種通訊電路，尤其是一種電力載波通訊電路。
背景技術(shù)：
利用電力線傳輸信息是一個(gè)廣泛研究的課題，傳統(tǒng)的方法是把高頻電壓載波信號(hào)疊加到電力線上，可以實(shí)現(xiàn)快速的信息傳輸，安裝非常簡(jiǎn)單方便。但是它有些難以克服的缺點(diǎn)，就是電力線上如果有電容型的負(fù)載——典型的是直接并聯(lián)在電力線上的無(wú)功補(bǔ)償電容，那么電力載波信號(hào)就會(huì)被這些電容大大地吸收，造成通訊信號(hào)幅度急劇下降而無(wú)法通訊。此時(shí)如果要增加傳輸距離，則需要增大載波發(fā)送功率，其直流電源必須有更大的發(fā)送功率，導(dǎo)致發(fā)送電路更加復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能克服電路補(bǔ)償電容的載波通訊電路。
本實(shí)用新型包括發(fā)送部分和接收部分。所述的發(fā)送部分包括負(fù)載電容C1，整流橋D2，開(kāi)關(guān)管Q2及限流電阻R6；負(fù)載電容C1一端連接到電纜，另外一端連接整流橋D2的一個(gè)交流輸入端；整流橋D2的另外一個(gè)交流輸入端連接到電纜；開(kāi)關(guān)管Q2的漏極連接到整流橋D2的正極輸出，源極連接到整流橋D2的負(fù)極輸出；限流電阻R6一端連接開(kāi)關(guān)管Q2的柵極，另外一端連接發(fā)送信號(hào)；保護(hù)三極管Q1的發(fā)射極和集電極分別連接到開(kāi)關(guān)管Q2的源極和柵極；分壓電阻R4、R5串連后，連接點(diǎn)保護(hù)三極管的基極相連，兩端并聯(lián)到整流橋D2輸出。所述的接收部分包括電流傳感器T1，其輸出信號(hào)連接到接收機(jī)。發(fā)送部分把要發(fā)送的信息疊加在電纜的電流中，接收部分從電纜的電流中取得信息。
本實(shí)用新型中當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q2導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載電容C1相當(dāng)于被并聯(lián)到電纜，當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q2截至?xí)r，負(fù)載電容C1從電纜斷開(kāi)。待發(fā)送的數(shù)字信號(hào)從M點(diǎn)引入，控制開(kāi)關(guān)管Q2的導(dǎo)通和截止。
所述的發(fā)送電路具有過(guò)零導(dǎo)通保護(hù)電路，包括分壓電阻R4、R5和保護(hù)三極管Q1，其機(jī)理是當(dāng)電容電壓不等于電纜電壓時(shí)，保護(hù)三極管Q1導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)管Q2的柵源偏置電壓被旁路，從而防止負(fù)載電容C1并聯(lián)到電纜時(shí)產(chǎn)生很大的充放電電流而燒毀電路。
所述的發(fā)送電路中，負(fù)載電容C1的取值在10到100微法，開(kāi)關(guān)管Q2的耐壓在500V以上，開(kāi)關(guān)管Q2的能承受的電流在4A以上；本實(shí)用新型采用了疊加電流的方法，使用很小的功率即可產(chǎn)生很大的載波電流，遠(yuǎn)端接收到的信號(hào)有很高的信噪比，它僅僅需要很小的直流電源就可以工作，增加發(fā)送功率無(wú)需增加電源功率，即實(shí)現(xiàn)了克服電路補(bǔ)償電容，電路也相對(duì)簡(jiǎn)單。
本實(shí)用新型中發(fā)送電路的優(yōu)點(diǎn)在于1.能夠克服路燈電纜上數(shù)千微法的補(bǔ)償電容的影響。因?yàn)檎Ｇ闆r下電纜兩端的電壓不會(huì)隨負(fù)載變化，因此補(bǔ)償電容中電流與發(fā)送器無(wú)關(guān)，也就是說(shuō)，補(bǔ)償電容不影響“電流載波”的信號(hào)。2.采用“自激勵(lì)”方式，發(fā)送功率直接來(lái)自電網(wǎng)而不是直流激勵(lì)，因此發(fā)送器功耗小，幾乎無(wú)溫升。3.通訊距離與電纜長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，而是與負(fù)載穩(wěn)定度有關(guān)，特別適用于照明線路。
接收器中使用電流傳感器得到電纜中的電流，通過(guò)實(shí)時(shí)采樣和數(shù)字信號(hào)處理可以得到清晰的發(fā)送信號(hào)。與傳統(tǒng)的電力載波接收電路比，其優(yōu)點(diǎn)在于接收器經(jīng)過(guò)數(shù)字信號(hào)處理后得到清晰的發(fā)送波形，能計(jì)算出信噪比、信號(hào)幅度等，因此對(duì)于復(fù)雜線路可以判斷通訊可靠程度，診斷通訊線路；硬件實(shí)現(xiàn)成本低，生產(chǎn)調(diào)試容易；使用微型電流互感器接收信號(hào)，因而電氣上是隔離的，安全可靠。


圖1為本實(shí)用新型的電路圖；圖2為本實(shí)用新型的發(fā)送接收波形圖。
具體實(shí)施方式
發(fā)送器中有一個(gè)大電流負(fù)載，通過(guò)一個(gè)電子開(kāi)關(guān)連接到電纜。當(dāng)電子開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，電纜中的電流會(huì)發(fā)生變化，接收器檢測(cè)這個(gè)電流即可得到發(fā)送器開(kāi)關(guān)的動(dòng)作時(shí)間。我們使用數(shù)字脈沖間隔調(diào)制方法，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)。在實(shí)際的實(shí)現(xiàn)中，末端中的大電流負(fù)載由電容實(shí)現(xiàn)。
如圖1所示，能克服補(bǔ)償電容的電力載波通訊電路包括發(fā)送部分和接收部分。發(fā)送部分包括負(fù)載電容C1，整流橋D2，開(kāi)關(guān)管Q2及限流電阻R6。負(fù)載電容C1一端連接到電纜，另外一端連接整流橋D2的一個(gè)交流輸入端。整流橋D2的另外一個(gè)交流輸入端連接到電纜。開(kāi)關(guān)管Q2的漏極連接到整流橋D2的正極輸出，源極連接到整流橋D2的負(fù)極輸出。限流電阻R6一端連接開(kāi)關(guān)管Q2的柵極，另外一端連接發(fā)送信號(hào)。保護(hù)三極管Q1的發(fā)射極和集電極分別連接到開(kāi)關(guān)管Q2的源極和柵極。分壓電阻R4、R5串連后，連接點(diǎn)與保護(hù)三極管的基極相連，兩端并聯(lián)到整流橋D2輸出。接收部分包括電流傳感器T1，其輸出信號(hào)連接到接收機(jī)。
負(fù)載電容C1就是發(fā)送器中的大電流負(fù)載，整流橋D2、開(kāi)關(guān)管Q2構(gòu)成電子開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)管Q2是大功率場(chǎng)效應(yīng)管，因?yàn)樗荒苡米髦绷麟娮娱_(kāi)關(guān)，因此需要整流橋D2把交流變成直流。來(lái)自單片機(jī)的數(shù)字編碼信號(hào)連接到M點(diǎn)。分壓電阻R4、R5和保護(hù)三極管Q1構(gòu)成過(guò)零導(dǎo)通保護(hù)電路。如果負(fù)載電容C1兩端電壓不等于電纜電壓則保護(hù)三極管Q1導(dǎo)通，使得開(kāi)關(guān)管Q2不能導(dǎo)通，從而防止產(chǎn)生很大的電容充放電電流而損壞電子開(kāi)關(guān)。
圖2是發(fā)送的信號(hào)實(shí)例，單片機(jī)把要發(fā)送的脈沖信號(hào)施加到M點(diǎn)，編碼采用“數(shù)字脈沖間隔調(diào)制法”，脈沖寬度總是1個(gè)交流周期，如果間隔為1個(gè)交流周期則代表0，如果間隔為2個(gè)交流周期則代表1。要傳出二進(jìn)制碼1010，則各點(diǎn)波形如圖2所示。發(fā)送器根據(jù)編碼生成需要發(fā)送的脈沖，如“M點(diǎn)波形”所示；這個(gè)波形在“過(guò)零導(dǎo)通保護(hù)電路”作用下，得到略有區(qū)別“開(kāi)關(guān)管Q2柵源電壓”；當(dāng)柵源電壓為正時(shí)，負(fù)載電容C1被并聯(lián)到電纜，負(fù)載電容C1中的電流就是發(fā)送器的發(fā)送出的載波信號(hào)。接收方的收到的載波信號(hào)就是負(fù)載電容C1中的電流，其中混雜了電纜上其它負(fù)載的電流，經(jīng)過(guò)數(shù)字信號(hào)處理后就能還原成為清晰的波形(該處理過(guò)程比較復(fù)雜，不是本專利涉及的問(wèn)題)。圖2中最下面的波形就是接收方還原出來(lái)的脈沖。
權(quán)利要求1.一種電力載波通訊電路，包括發(fā)送部分和接收部分，其特征在于所述的發(fā)送部分包括負(fù)載電容(C1)，整流橋(D2)，開(kāi)關(guān)管(Q2)及限流電阻(R6)；負(fù)載電容(C1)一端連接到電纜，另外一端連接整流橋(D2)的一個(gè)交流輸入端；整流橋(D2)的另外一個(gè)交流輸入端連接到電纜；開(kāi)關(guān)管(Q2)的漏極連接到整流橋(D2)的正極輸出，源極連接到整流橋(D2)的負(fù)極輸出；限流電阻(R6)一端連接開(kāi)關(guān)管(Q2)的柵極，另外一端連接發(fā)送信號(hào)；保護(hù)三極管(Q1)的發(fā)射極和集電極分別連接到開(kāi)關(guān)管(Q2)的源極和柵極；分壓電阻(R4、R5)串連后，連接點(diǎn)與保護(hù)三極管(Q1)的基極相連，兩端并聯(lián)到整流橋(D2)輸出；所述的接收部分包括電流傳感器(T1)，其輸出信號(hào)連接到接收機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電力載波通訊電路?，F(xiàn)有技術(shù)中發(fā)送電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。本實(shí)用新型的發(fā)送部分包括負(fù)載電容，整流橋，開(kāi)關(guān)管及限流電阻。負(fù)載電容一端連接到電纜，另外一端連接整流橋的一個(gè)交流輸入端。整流橋的另外一個(gè)交流輸入端連接到電纜。開(kāi)關(guān)管的漏極連接到整流橋的正極輸出，源極連接到整流橋的負(fù)極輸出。限流電阻一端連接開(kāi)關(guān)管的柵極，另外一端連接發(fā)送信號(hào)。保護(hù)三極管的發(fā)射極和集電極連接到開(kāi)關(guān)管的源極和柵極。兩個(gè)分壓電阻與保護(hù)三極管的基極相連，并聯(lián)到整流橋輸出。本實(shí)用新型采用了疊加電流的方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能克服電路補(bǔ)償電容。
文檔編號(hào)H04B3/54GK2930112SQ200620104708
公開(kāi)日2007年8月1日 申請(qǐng)日期2006年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月15日
發(fā)明者周永, 沈堅(jiān), 張震鵬 申請(qǐng)人:杭州瑞琦信息技術(shù)有限公司