一種基于多脈沖的電力線工頻通信裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力通信設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種基于多脈沖的電力線工頻通信
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]電力線通信技術(shù)是一種利用電源線來傳輸信號的技術(shù)，利用居民家中的電源插座作為網(wǎng)絡(luò)的接口，無需重新架設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)，直接采用已經(jīng)存在于家中的電力線作為通信網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)進行信息傳輸。在用電領(lǐng)域，因為電力線路遍布各處，從發(fā)電廠到各個居民家庭無所不至，利用現(xiàn)有的電力網(wǎng)作為信道，不需重新布線，可以節(jié)省大量的人力物力，電力載波抄表是最符合電力系統(tǒng)特點的自動抄表方案。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有的工頻通信裝置是在低壓電力線上加裝一個安規(guī)電容1-1和耦合線圈2-1構(gòu)成一個高通濾波器，可以使電力線上的高頻載波通信信號通過，并進入收發(fā)電路進行通信，而220V、50HZ的工頻信號由于頻率低，不能進入到收發(fā)電路。如圖2所示，載波通信方式是:利用頻率較高的正弦信號3-1表示高電平即數(shù)字信息1，頻率較低的正弦信號4-1表示低電平即數(shù)字信息0，由此將數(shù)字信息進行相互傳輸。如圖3所示，圖3為工頻通信裝置的安裝位置示意圖，變壓器5-1下有一個集中器7-1用于收集本線路上的載波表6-1的數(shù)據(jù)，變壓器10-1下有一個集中器9-1用于收集本線路上的載波表8-1的數(shù)據(jù)。由于高頻載波信號不能跨越變壓器，因此各變壓器下的集中器將本線路上的載波表的數(shù)據(jù)收集后，通過無線方式發(fā)送給后臺匯總。現(xiàn)有的電力線通信裝置存在如下缺陷:1.低壓電力線作為通信信道，存在較大的衰減。低壓供電網(wǎng)絡(luò)存在大量用戶，意味著電力線路存在大量的分叉、支路，通信信號每通過一個分支將會衰減一些，同時線路上用電設(shè)備隨機的接入造成通信線路阻抗不匹配，導(dǎo)致通信錯誤率非常高；2.低壓電力線上會接入各種負載，如微波爐、吹風(fēng)機等，這些設(shè)備將產(chǎn)生大量高頻噪聲進入電力線中，最終疊加到高頻載波信號上，對其造成巨大干擾;3.由于載波信號為高頻信號，經(jīng)過變壓器時會受到巨大的衰減，因此載波表只能在本變壓器線路內(nèi)進行通信，不能跨變壓器通信，需要用集中器收集本線路內(nèi)載波表的數(shù)據(jù)后，通過無線發(fā)送給總后臺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種成本低、通信質(zhì)量好的基于多脈沖的電力線工頻通信裝置。
[0005]本實用新型解決上述問題的技術(shù)方案是:一種基于多脈沖的電力線工頻通信裝置，其特征在于:包括控制器、第一調(diào)制支路和第二調(diào)制支路，所述第一調(diào)制支路包括第一單相整流管、第一電阻、電感、電容、場效應(yīng)管、第二電阻和第二單相整流管，所述第一單相整流管的正極與電力線相連，第一單相整流管的負極經(jīng)第一電阻、電感后與電容的一端相連，第二電阻跨接在第一單相整流管的負極與電容的另一端之間，電容的另一端與場效應(yīng)管的源極相連，場效應(yīng)管的漏極接地，第二單相整流管的正極與場效應(yīng)管的漏極相連，第二單相整流管的負極與電力線相連，所述第二調(diào)制支路結(jié)構(gòu)與第一調(diào)制支路相同并反向并接在第一調(diào)制支路兩端，所述控制器分別與第一調(diào)制支路、第二調(diào)制支路中場效應(yīng)管的柵極相連。
[0006]本實用新型的有益效果在于:本實用新型包括第一調(diào)制支路和第二調(diào)制支路，能夠在工頻電壓波形上調(diào)制出脈沖信號，只要電壓波形能到的地方，該脈沖信號也能達到，電力線路上的分叉、支路對通信質(zhì)量影響小;調(diào)制出的脈沖信號為低頻信號，與各種負載如微波爐、吹風(fēng)機產(chǎn)生的高頻噪聲不在一個頻段上，很容易通過濾波器將噪聲濾除;調(diào)制出的脈沖信號能跨越變壓器，傳輸距離很遠，因此不需要集中器收集數(shù)據(jù)，電力線工頻通信裝置能跨越變壓器直接與后臺進行通信，降低了成本，簡化了通信方式。
【附圖說明】
[0007]圖1為現(xiàn)有工頻通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2為現(xiàn)有的載波通信原理圖。
[0009]圖3為現(xiàn)有工頻通信裝置的安裝位置示意圖。
[0010]圖4為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖5為本實用新型的通信原理圖。
[0012]圖6為本實用新型的安裝位置示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0014]如圖4所示，本實用新型包括控制器、第一調(diào)制支路I和第二調(diào)制支路II，所述第一調(diào)制支路I包括第一單相整流管12、第一電阻11、第一電感10、第一電容9、第一場效應(yīng)管1、第二電阻8和第二單相整流管2，所述第一單相整流管12的正極與電力線相連，第一單相整流管12的負極經(jīng)第一電阻11、第一電感10后與第一電容9的一端相連，第二電阻8跨接在第一單相整流管12的負極與第一電容9的另一端之間，第一電容9的另一端與第一場效應(yīng)管I的源極相連，第一場效應(yīng)管I的漏極接地，第二單相整流管2的正極與第一場效應(yīng)管I的漏極相連，第二單相整流管2的負極與電力線相連，所述第二調(diào)制支路II結(jié)構(gòu)與第一調(diào)制支路I結(jié)構(gòu)相同并反向并接在第一調(diào)制支路I兩端，第二調(diào)制支路II包括第三單相整流管3、第三電阻4、第二電感6、第二電容7、第二場效應(yīng)管14、第四電阻5和第四單向整流管13，所述控制器分別與第一場效應(yīng)管1、第二場效應(yīng)管的柵極相連。
[0015]本實用新型的工作原理如下:當(dāng)220V工頻為正半周期時，第一單向整流管12、第二單向整流管2導(dǎo)通，第三單向整流管3、第四單向整流管13截止。一旦控制器控制第一場效應(yīng)管I導(dǎo)通，整個第一調(diào)制支路I就導(dǎo)通，220V工頻電壓將快速對第一電容9充電，由于瞬間大量電流流入第一電容9，會在220V工頻電壓波形上調(diào)制出一個向下凹的脈沖波形，隨著第一電容9被充滿后，220V工頻電壓波形又恢復(fù)原有形狀。之后由控制器控制第一場效應(yīng)管I截止，第一調(diào)制支路I就截止了，第一電容9就通過第一電感10、第一電阻11、第二電阻8進行放電，為下一次充電調(diào)制脈沖做準備;通過調(diào)節(jié)電感10、電阻11、電阻8可以調(diào)整脈沖波形的形狀和幅度。當(dāng)220V工頻為負半周期時，同理使第二調(diào)制支路II導(dǎo)通，在220V工頻電壓波形調(diào)制脈沖波形。
[0016]如圖5所示，將一個220V工頻電壓波形分成4個時間間隔16、17、18、19，如果在一個時間間隔內(nèi)沒出現(xiàn)脈沖波形15，即認為該時間間隔傳輸?shù)臄?shù)字信號為0，反之，為數(shù)據(jù)信號
I。圖5所示的4個時間間隔16、17、18、19分別表示攜帶了數(shù)字信息1、0、1、1。如圖6所示，由于本通信方式是在220V工頻電壓波形上調(diào)制出脈沖波形，脈沖信號會隨工頻電壓一起跨越變壓器，因此工頻通信裝置20的脈沖信號能跨越變壓器22達到后臺，工頻通信裝置21的脈沖信號也能跨越變壓器23達到后臺，不需要集中器匯總各變壓器線路上通信裝置的數(shù)據(jù)后，再通過無線發(fā)送到后臺，直接利用電力線就能將所有變壓器下的工頻通信裝置的數(shù)據(jù)匯總上來。
【主權(quán)項】
1.一種基于多脈沖的電力線工頻通信裝置，其特征在于:包括控制器、第一調(diào)制支路和第二調(diào)制支路，所述第一調(diào)制支路包括第一單相整流管、第一電阻、電感、電容、場效應(yīng)管、第二電阻和第二單相整流管，所述第一單相整流管的正極與電力線相連，第一單相整流管的負極經(jīng)第一電阻、電感后與電容的一端相連，第二電阻跨接在第一單相整流管的負極與電容的另一端之間，電容的另一端與場效應(yīng)管的源極相連，場效應(yīng)管的漏極接地，第二單相整流管的正極與場效應(yīng)管的漏極相連，第二單相整流管的負極與電力線相連，所述第二調(diào)制支路結(jié)構(gòu)與第一調(diào)制支路相同并反向并接在第一調(diào)制支路兩端，所述控制器分別與第一調(diào)制支路、第二調(diào)制支路中場效應(yīng)管的柵極相連。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于多脈沖的電力線工頻通信裝置，包括控制器、第一調(diào)制支路和第二調(diào)制支路，第一調(diào)制支路包括第一單相整流管、第一電阻、電感、電容、場效應(yīng)管、第二電阻和第二單相整流管，第一單相整流管、第一電阻、電感、電容、場效應(yīng)管的源極依次相連，場效應(yīng)管的漏極接地，第二單相整流管的正極與場效應(yīng)管的漏極相連，第二單相整流管的負極與電力線相連，第二調(diào)制支路結(jié)構(gòu)與第一調(diào)制支路相同并反向并接在第一調(diào)制支路兩端，控制器與第一調(diào)制支路、第二調(diào)制支路中場效應(yīng)管的柵極相連。本實用新型在工頻電壓波形上調(diào)制出脈沖信號，電力線路上的分叉、支路對通信質(zhì)量影響小；調(diào)制出的脈沖信號為低頻信號，很容易通過濾波器將噪聲濾除。
【IPC分類】H04B3/54
【公開號】CN205336275
【申請?zhí)枴緾N201620109119
【發(fā)明人】吳勇峰, 徐英花
【申請人】湖南工程學(xué)院
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年2月3日