電力載波終端變壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子通信領(lǐng)域，涉及一種電力載波終端變壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]電力載波(PowerLine Carrierffave,簡(jiǎn)稱(chēng)PLCW)通信是利用電力線(xiàn)進(jìn)行信息傳送的一種通信方式。電力載波通信在遠(yuǎn)程三表(水表、電表、煤氣表)信息的自動(dòng)米集和傳輸中得到廣泛的應(yīng)用，在智能小區(qū)建設(shè)中備受青睞。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能化網(wǎng)絡(luò)家電逐漸成為研究熱點(diǎn)，而將電力載波應(yīng)用于智能化網(wǎng)絡(luò)家電控制則剛剛開(kāi)始。國(guó)內(nèi)目前尚未有應(yīng)用于智能化網(wǎng)絡(luò)家電控制的電力載波通訊產(chǎn)品的研究報(bào)道；
將電力載波應(yīng)用到智能化網(wǎng)絡(luò)家電控制中還存在許多技術(shù)難點(diǎn):(1)如何設(shè)計(jì)基于電力載波控制的智能化家電網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)；(2)如何制定電力載波通訊協(xié)議，使得它們之間能夠相互可靠地傳遞信息；(3)如何克服電力載波固有的信號(hào)衰減、阻抗失配以及等幅振蕩干擾等問(wèn)題；(4)如何設(shè)計(jì)電力線(xiàn)接口(PowerLine Interface,簡(jiǎn)稱(chēng)PLI )。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，本發(fā)明公開(kāi)了一種電力載波終端變壓器。
[0004]本發(fā)明所述電力載波終端變壓器，包括兩個(gè)串聯(lián)的主繞組和一個(gè)副繞組，所述副繞組與第三電容串聯(lián)，且并聯(lián)有負(fù)載電阻，兩個(gè)主繞組的公共端到地之間連接有雙向穩(wěn)壓二極管，兩個(gè)主繞組的非公共端之間連接有濾波電容。
[0005]具體的，所述兩個(gè)主繞組的匝數(shù)比為4-7:1。
[0006]具體的，所述副繞組與兩個(gè)主繞組中匝數(shù)較少的主繞組匝數(shù)相同。
[0007]本發(fā)明所述電力載波終端變壓器，元器件數(shù)量少；且穩(wěn)定可靠，能夠抵抗各種常見(jiàn)電網(wǎng)干擾，易于實(shí)現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1示出本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0010]本發(fā)明所述電力載波終端變壓器，包括兩個(gè)串聯(lián)的主繞組和一個(gè)副繞組，所述副繞組與第三電容串聯(lián)，且并聯(lián)有負(fù)載電阻，兩個(gè)主繞組的公共端到地之間連接有雙向穩(wěn)壓二極管，兩個(gè)主繞組的非公共端之間連接有濾波電容。
[0011]電力載波通訊網(wǎng)絡(luò)一般采用主從控制方式，上層有一個(gè)主控CPU，下層有若干個(gè)從CPU。主控CPU向各個(gè)從CPU發(fā)出指令協(xié)調(diào)工作，同一時(shí)刻只能有一個(gè)CPU使用電力線(xiàn)資源。主控CPU與網(wǎng)關(guān)或者家庭服務(wù)器相聯(lián)，從CPU控制智能電路工作。
[0012]在目前的電力載波通訊產(chǎn)品中，主要使用兩種方式:窄帶通訊方式和擴(kuò)頻通訊方式。窄帶通訊技術(shù)價(jià)格低廉并且較為容易實(shí)現(xiàn)；擴(kuò)頻通訊技術(shù)在抗干擾性能上擾于窄帶通訊，但技術(shù)復(fù)雜。使用ST7536作為電力載波芯片，采用窄帶通訊方式，是目前廣泛應(yīng)用于自動(dòng)抄表系統(tǒng)中的一項(xiàng)成熟技術(shù)?？紤]到家庭網(wǎng)絡(luò)通訊距離短、消息命令少等特點(diǎn)，因此可以選擇ST7536芯片設(shè)計(jì)電力載波通訊模塊。
[0013]信號(hào)衰減、阻抗失配、脈沖噪聲以及等幅振蕩波干擾等問(wèn)題是影響電力線(xiàn)傳輸信號(hào)的普遍問(wèn)題。除此以外，電力線(xiàn)接口的變壓器設(shè)計(jì)也是設(shè)計(jì)難點(diǎn)。
[0014]在電力線(xiàn)上存在各種各樣的干擾，主要包括電源線(xiàn)中的高頻干擾、感性負(fù)載產(chǎn)生的瞬變?cè)肼?、晶閘管通斷時(shí)產(chǎn)生的干擾、電網(wǎng)電壓的短時(shí)下降干擾和拉閘過(guò)程形成的高頻干擾。對(duì)于以上各種問(wèn)題，解決的方法主是屏蔽、濾波、接地，在線(xiàn)路板上布線(xiàn)時(shí)應(yīng)注意減小分布電感和分布電容。衰減和阻抗匹配實(shí)際上是一個(gè)問(wèn)題的核心問(wèn)題是對(duì)電線(xiàn)阻抗進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)到的信號(hào)引入到ST7536構(gòu)成閉環(huán)，使阻抗匹配，增大輸出功率。另外，在電力載波模塊的，應(yīng)極力避免同一線(xiàn)路上兩個(gè)模塊同時(shí)處于發(fā)送狀態(tài)，此時(shí)兩模塊互為負(fù)載，模塊若長(zhǎng)時(shí)間工作，將有可能損壞。解決問(wèn)題的辦法是:建議主從式網(wǎng)絡(luò)，由主機(jī)對(duì)各從機(jī)輪詢(xún)，從機(jī)只有得到主機(jī)控制指令后才可以往電力線(xiàn)上發(fā)送信號(hào)；而發(fā)送模塊一旦發(fā)現(xiàn)線(xiàn)路上有其它模塊下在發(fā)送，則本模塊立即轉(zhuǎn)為接收狀態(tài)。
[0015]PLI由低通濾波、前置放大、變壓器等組成，目的是把ST7536同電力線(xiàn)隔離，在電力線(xiàn)上加載/析取信號(hào)，過(guò)濾電力線(xiàn)上的50/60HZ信號(hào)以及發(fā)送信號(hào)的二次諧波信號(hào)。
[0016]變壓器的鐵芯是ΤΟΚΟ T1002N，具有兩個(gè)主繞組和一個(gè)副繞組，匝數(shù)比為4:1:1，其電路結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。變壓器的典型值為:Llt:9.4yH；L4t:140yHo
[0017]變壓器的主繞組作用是選通濾波，利用電容C10/C11將諧振頻率設(shè)定在發(fā)送頻率。電容C10/C11與主繞組lt/4t并聯(lián)。這兩個(gè)繞組等效值計(jì)算如下:
Leq=Llt+L4t+2M等效電感:
Leq=Ll t+L4t+2 XM
=9.4 μ H+140 μ Η+2 X 25.6 μ Η=200 μ H 所以電容C1與Cll并聯(lián)的等效電容(Ceq=Cp=C10//Cll)為:
因?yàn)镾T7536是基于窄帶通訊方式的，所以濾波器的通帶很窄，因而對(duì)于每個(gè)發(fā)送頻率Cp具不同的值。
[0018]在印刷電路板上電容應(yīng)當(dāng)靠近變壓器。為了獲得最佳的濾波性能，電容C10/C11采用線(xiàn)性度較好的種類(lèi)。
[0019]電容C12用來(lái)過(guò)濾電力線(xiàn)上的50/60HZ信號(hào)，它將低頻信號(hào)過(guò)濾掉而讓高頻信號(hào)得以通過(guò)。C12是X2類(lèi)電容。X2類(lèi)電容具有短路保護(hù)功能。這在電力載波系統(tǒng)中是不可缺少的。因?yàn)榧偃缛f(wàn)一電容短路，C12電容就失去了過(guò)濾50/60HZ信號(hào)的能力，則PLI就會(huì)燒壞，危險(xiǎn)時(shí)會(huì)對(duì)靠近ST7536的人員造成傷害。
[0020]為了避免毛刺對(duì)PLI破壞，在PLI中使用了 TRLl雙向穩(wěn)壓管。它的穩(wěn)壓值為6.8V。如果出現(xiàn)了 6.8V及以上電壓，TRLl就會(huì)短接到地，從而保護(hù)PLI的其余部件不會(huì)被燒壞。
[0021]前文所述的為本發(fā)明的各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的優(yōu)選實(shí)施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優(yōu)選實(shí)施方式為前提，各個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式都可以任意疊加組合使用，所述實(shí)施例以及實(shí)施例中的具體參數(shù)僅是為了清楚表述發(fā)明人的發(fā)明驗(yàn)證過(guò)程，并非用以限制本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍仍然以其權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)，凡是運(yùn)用本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.電力載波終端變壓器，其特征在于，包括兩個(gè)串聯(lián)的主繞組和一個(gè)副繞組，所述副繞組與第三電容串聯(lián)，且并聯(lián)有負(fù)載電阻，兩個(gè)主繞組的公共端到地之間連接有雙向穩(wěn)壓二極管，兩個(gè)主繞組的非公共端之間連接有濾波電容。2.如權(quán)利要求1所述的電力載波終端變壓器，其特征在于，所述兩個(gè)主繞組的匝數(shù)比為 4-7:1。3.如權(quán)利要求1所述的電力載波終端變壓器，其特征在于，所述副繞組與兩個(gè)主繞組中匝數(shù)較少的主繞組匝數(shù)相同。
【專(zhuān)利摘要】電力載波終端變壓器，包括兩個(gè)串聯(lián)的主繞組和一個(gè)副繞組，所述副繞組與第三電容串聯(lián)，且并聯(lián)有負(fù)載電阻，兩個(gè)主繞組的公共端到地之間連接有雙向穩(wěn)壓二極管，兩個(gè)主繞組的非公共端之間連接有濾波電容。具體的，所述兩個(gè)主繞組的匝數(shù)比為4-7：1。具體的，所述副繞組與兩個(gè)主繞組中匝數(shù)較少的主繞組匝數(shù)相同。本發(fā)明所述電力載波終端變壓器，元器件數(shù)量少；且穩(wěn)定可靠，能夠抵抗各種常見(jiàn)電網(wǎng)干擾，易于實(shí)現(xiàn)。
【IPC分類(lèi)】H04B3/56
【公開(kāi)號(hào)】CN105634559
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410575660
【發(fā)明人】胡峻源
【申請(qǐng)人】胡峻源
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2014年10月25日