一種電力線載波通信系統(tǒng)的終端控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力線載波通信系統(tǒng)，具體是一種電力線載波通信系統(tǒng)的終端控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]電力線載波通信(PLC)是電力線系統(tǒng)特有的、基本的通信方式，它是指利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。用電力線作為網(wǎng)絡(luò)接入方案，可利用已有的電力配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，不需要重新布線，且電力線網(wǎng)絡(luò)分布廣泛，接入方便，使用戶能夠共享寬帶，因此，PLC寬帶接入技術(shù)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，它也成為解決寬帶網(wǎng)絡(luò)“最后1km”問題最具競爭力的技術(shù)之一。
[0003]但是電力線載波并不是專門用來傳輸通信數(shù)據(jù)的，它的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和物理特性都與傳統(tǒng)的通信傳輸介質(zhì)(如雙絞線、同軸電纜、光纖等)不同，它在傳輸通信信號時信道特性相當(dāng)復(fù)雜，負(fù)載多，噪聲干擾強(qiáng)，信道衰減大，通信環(huán)境相當(dāng)惡劣，主要有線路噪聲干擾，設(shè)備開關(guān)操作干擾，雷擊干擾等。
[0004]提高電力線載波通信的抗干擾要充分考慮干擾的3個基本要素(干擾源、干擾途徑、敏感器件)，采取相應(yīng)的措施抑制干擾源，切斷干擾途徑和提高敏感器件抗干擾能力，將干擾源對信號產(chǎn)生的干擾降到最低限度?？垢蓴_設(shè)計最重要的原則是在設(shè)計之初，對其電磁兼容環(huán)境進(jìn)行評估，通過電磁兼容性設(shè)計將干擾影響降低到最小，但某些時候，在干擾源既定的情況下，只能通過切斷干擾途徑和提高信號傳輸?shù)目垢蓴_能力來減小干擾源對信號的干擾?，F(xiàn)有的電力線載波抗干擾技術(shù)一般只涉及其中的一部分，抗干擾措施不全面，抗干擾效果較差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種電力線載波通信系統(tǒng)的終端控制器，其采用了較為全面的抗干擾措施，抗干擾效果較好。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種電力線載波通信系統(tǒng)的終端控制器，包括外殼和置于外殼內(nèi)的電路模塊，電路模塊包括電力線載波通信模塊、開關(guān)電源模塊、MCU模塊、電能參數(shù)采集模塊、繼電器開關(guān)模塊和LED調(diào)光模塊；由開關(guān)電源模塊為整個終端控制器供電；電力線載波通信模塊與MCU模塊、電能參數(shù)采集模塊與MCU模塊分別進(jìn)行雙向連接；繼電器開關(guān)模塊和LED調(diào)光模塊分別連接于MCU模塊的相應(yīng)輸出端；
[0008]開關(guān)電源模塊包括依次連接的整流電路、濾波電路和變壓器，變壓器輸出相隔離的兩路電壓，一路輸出直流5V電壓，給MCU模塊供電，另一路輸出直流15V電壓，給電力線載波通信模塊供電；
[0009]開關(guān)電源模塊設(shè)置于一單獨(dú)的PCB板上，開關(guān)電源模塊中易受干擾的器件集中布置，且PCB板上對應(yīng)于這些易受干擾的器件的位置鋪設(shè)有銅箔；此PCB板上每一個元件的電源與地之間接有一個退耦電容；
[0010]電能參數(shù)采集模塊的電源輸入前端電路設(shè)置有鐵氧體磁珠；
[0011]終端控制器的電源輸入端并聯(lián)有壓敏電阻。
[0012]所述PCB板上平行布置的各線路之間相隔預(yù)定的間距。
[0013]所述外殼為金屬外殼。
[0014]采用上述方案后，本實(shí)用新型的電力線載波通信系統(tǒng)的終端控制器，采用了如下抗干擾措施:1、開關(guān)電源模塊的兩路電壓互相隔離，避免MCU外圍晶振產(chǎn)生的頻率對電力線載波通信產(chǎn)生干擾，使電力線載波通信更加穩(wěn)定，傳輸距離更遠(yuǎn)。2、開關(guān)電源模塊設(shè)置于一單獨(dú)的PCB板上，開關(guān)電源模塊中易受干擾的器件集中布置，PCB板上對應(yīng)于這些易受干擾的器件的位置鋪設(shè)有銅箔，PCB板上每一個元件的電源與地之間接有一個退耦電容，進(jìn)行濾除噪聲干擾。3、電能參數(shù)采集模塊的電源輸入前端電路設(shè)置有鐵氧體磁珠作為吸收型濾波器，可有效抑制快速瞬變脈沖產(chǎn)生的干擾。4、在終端控制器的電源輸入端并聯(lián)壓敏電阻，在遭受感應(yīng)雷擊等產(chǎn)生的浪涌電壓時，通過壓敏電阻泄流，施加在設(shè)備上的電壓由于壓敏電阻的限制將會很小，以達(dá)到抑制浪涌的目的。
[0015]本實(shí)用新型的電力線載波通信系統(tǒng)的終端控制器通過上述各抗干擾措施，進(jìn)行全面抗干擾，抗干擾效果較好。
[0016]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型中，開關(guān)電源模塊的PCB板上平行布置的各線路之間相隔預(yù)定的間距，用于防止平行布置的線路之間存在寄生電容及耦合電感而產(chǎn)生相互干擾。
[0017]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型中，終端控制器的外殼采用金屬外殼，可防止外界電磁波干擾系統(tǒng)工作，也能防止終端控制器內(nèi)部的電磁輻射污染外部環(huán)境。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型中開關(guān)電源模塊的電路示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型中鐵氧體磁珠在電路中的位置示意圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型中壓敏電阻在電路中的位置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本實(shí)用新型電力線載波通信系統(tǒng)的終端控制器，包括外殼和置于外殼內(nèi)的電路模塊，電路模塊包括電力線載波通信模塊、開關(guān)電源模塊、MCU模塊、電能參數(shù)采集模塊、繼電器開關(guān)模塊和LED調(diào)光模塊；由開關(guān)電源模塊為整個終端控制器供電；電力線載波通信模塊與MCU模塊、電能參數(shù)采集模塊與MCU模塊分別進(jìn)行雙向連接；繼電器開關(guān)模塊和LED調(diào)光模塊分別連接于MCU模塊的相應(yīng)輸出端。
[0022]如圖1所示，所述開關(guān)電源模塊包括依次連接的整流電路、濾波電路和變壓器T1，變壓器T1輸出相隔離的兩路電壓，一路輸出直流5V電壓，另一路輸出直流15V電壓，5V電壓給所述MCU模塊供電，15V電壓給所述電力線載波通信模塊供電，此兩路電壓互相隔離，避免所述MCU模塊供電外圍晶振產(chǎn)生的頻率對電力線載波通信有干擾，使電力線載波通信更加穩(wěn)定，傳輸距離更遠(yuǎn)。
[0023]電力線載波數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)作為一種弱電系統(tǒng)，以高速運(yùn)行和傳送邏輯信號為特征，在應(yīng)用于低壓電網(wǎng)時，其電磁兼容性EMC設(shè)計是重要的和必須的。即通過EMC設(shè)計，使系統(tǒng)可以在所處的電磁環(huán)境中避免電磁干擾，可靠地工作。本實(shí)用新型中，采用如下設(shè)計:
(1)將開關(guān)電源模塊設(shè)置于一單獨(dú)的PCB板上，開關(guān)電源模塊中易受干擾的器件集中布置，且PCB板上對應(yīng)于這些易受干擾的器件的位置鋪設(shè)有銅箔加以屏蔽，微處理器等集中布置，所有的邏輯等通過一片MCU模塊實(shí)現(xiàn)，每一個元件的電源和地之間接一個退耦電容，濾除噪聲干擾。PCB板上布線盡量寬，特別是電源線和地線，使其能承受較大功率，并可減少接地線電阻。由于平行布置的導(dǎo)線之間存在寄生電容及耦合電感，會產(chǎn)生相互干擾，PCB板在布線時，平行布置的各線路之間相隔預(yù)定的間距，使二者之間不要靠得太近，從而減少線路所包圍的面積，避免出現(xiàn)大的環(huán)形。(2)終端控制器的外殼采用金屬外殼，可防止外界電磁波干擾系統(tǒng)工作，也能防止終端控制器內(nèi)部的電磁輻射污染外部環(huán)境。
[0024]濾波是抑制和防止干擾的一項重要措施，其基本作用是選擇有效信號和抑制干擾?？焖偎沧兠}沖頻譜寬、幅度大，普通濾波器難以抑制，而鐵氧體磁珠可以有效地將其抑制。鐵氧體在低頻呈現(xiàn)出非常低的感性阻抗，不會影響數(shù)據(jù)和有用信號的傳輸；高頻段阻抗增加，感性分量仍很小，而電阻分量卻迅速增加，導(dǎo)線中的低頻電流幾乎可以無衰減地通過，但高頻干擾電流卻會轉(zhuǎn)變成熱量消耗掉。本實(shí)用新型中，在所述電能參數(shù)采集模塊的電源輸入前端電路設(shè)置有鐵氧體磁珠作為吸收型濾波器，可有效抑制快速瞬變脈沖產(chǎn)生的干擾，如圖2所示，鐵氧體磁珠FBM1與VCC5V電源相連接。
[0025]利用壓敏電阻可以有效地抑制浪涌。壓敏電阻是一種半導(dǎo)體非線性電阻，當(dāng)作用在其兩端的電壓高于壓敏電壓時即被導(dǎo)通，呈現(xiàn)低阻值，甚至接近短路狀態(tài)；當(dāng)高于壓敏電壓的電壓被撤銷以后，它又恢復(fù)高阻狀態(tài)。本實(shí)用新型中，如圖3所示，終端控制器的電源輸入端并聯(lián)有681V壓敏電阻RVMURVM2和RVM3，在遭受感應(yīng)雷擊等產(chǎn)生的浪涌電壓時，通過壓敏電阻RVM1、RVM2和RVM3泄流，施加在設(shè)備上的電壓由于壓敏電阻的限制將會很小，以達(dá)到抑制浪涌的目的。
【主權(quán)項】
1.一種電力線載波通信系統(tǒng)的終端控制器，包括外殼和置于外殼內(nèi)的電路模塊，電路模塊包括電力線載波通信模塊、開關(guān)電源模塊、MCU模塊、電能參數(shù)采集模塊、繼電器開關(guān)模塊和LED調(diào)光模塊；由開關(guān)電源模塊為整個終端控制器供電；電力線載波通信模塊與MCU模塊、電能參數(shù)采集模塊與MCU模塊分別進(jìn)行雙向連接；繼電器開關(guān)模塊和LED調(diào)光模塊分別連接于MCU模塊的相應(yīng)輸出端；其特征在于: 開關(guān)電源模塊包括依次連接的整流電路、濾波電路和變壓器，變壓器輸出相隔離的兩路電壓，一路輸出直流5V電壓，給MCU模塊供電，另一路輸出直流15V電壓，給電力線載波通信模塊供電； 開關(guān)電源模塊設(shè)置于一單獨(dú)的PCB板上，開關(guān)電源模塊中易受干擾的器件集中布置，且PCB板上對應(yīng)于這些易受干擾的器件的位置鋪設(shè)有銅箔；此PCB板上每一個元件的電源與地之間接有一個退耦電容； 電能參數(shù)采集模塊的電源輸入前端電路設(shè)置有鐵氧體磁珠； 終端控制器的電源輸入端并聯(lián)有壓敏電阻。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力線載波通信系統(tǒng)的終端控制器，其特征在于:所述PCB板上平行布置的各線路之間相隔預(yù)定的間距。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力線載波通信系統(tǒng)的終端控制器，其特征在于:所述外殼為金屬外殼。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電力線載波通信系統(tǒng)的終端控制器，其開關(guān)電源模塊的兩路電壓互相隔離，并將其開關(guān)電源模塊設(shè)置于一單獨(dú)的PCB板上，開關(guān)電源模塊中易受干擾的器件集中布置，PCB板上對應(yīng)于這些易受干擾的器件的位置鋪設(shè)有銅箔，PCB板上每一個元件的電源與地之間接有一個退耦電容。且在電能參數(shù)采集模塊的電源輸入前端電路設(shè)置有鐵氧體磁珠。又在終端控制器的電源輸入端并聯(lián)壓敏電阻。通過上述各抗干擾措施，對本實(shí)用新型的電力線載波通信系統(tǒng)的終端控制器進(jìn)行全面抗干擾，抗干擾效果較好。
【IPC分類】H04B3/54, H04B3/56
【公開號】CN205070994
【申請?zhí)枴緾N201520813815
【發(fā)明人】廖良斌, 卓元全
【申請人】廈門格綠能光電股份有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月21日