频率可调的低压电力载波电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种频率可调的低压电力载波电路，其特征在于：电力载波芯片电路内连入放大电路、信号带通滤波电路、信号耦合电路以及过零检测电路；电力载波芯片可以控制内部的定时器的中断时间来设置接收和发送载波信号的频率，频率范围5KHz～500KHz。其特征在于：所述电力载波芯片电路还连接有保护电路，所述保护电路、信号耦合电路、信号带通滤波电路、放大电路、电力载波芯片电路依次连接。本实用新型专利技术抗干扰、稳定性好，能够同各个厂家的载波模块进行通讯。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
频率可调的低压电力载波电路
本技术涉及频率可调的低压电力载波电路，属配网电力自动化的
。
技术介绍
低压电力载波通信是以低压电力线为通信载体，由发送端把数据调制到几十至几百KHz的载波频率上，即低压电力线发送到接收端，并由接收端从低压电力线上接收载波信号并进行解调，把原来的数据进行信息还原的过程。低压电力载波通信信号频带峰值电压一般不会超过10V，因此不会对电力线路造成不良影响。它主要是在一个变压器范围内进行数据的传输，用电力线调制解调器将电信号从电力线上发送和提取出来。目前，该技术主要应用于水、煤气、电表等的自动抄表系统，也可以运用到智能楼宇，智能家居等领域。电力线无论在城市、乡村，还是偏远落后的地区，只要用电的地方就会有电力线存在，利用电力线传输时，不需要铺设额外的通信线路而直接利用已有的电力线资源进行数据传输，这将会大大降低通信成本，相比于其它通讯方式有很大的优势。电力线输入阻抗随着负载的大小而变化，很难做到输入输出阻抗相匹配，电力线中工频交流电信号对载波信号有一定程度的衰减；电力线中存在的大量噪声。且现有的电力载波模块，不同厂家的电力载波模块频率各不相同，不能够进行通信，局限了载波模块的应用。因此，如何设计出一种具有抗干扰、高稳定性和多频率适应的载波模块，保证信号高质量的传输，是亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术针对上述现有技术存在的问题作出改进，即本技术要解决的技术问题是提供一种频率可调的低压电力载波电路，这种低压电力载波电路抗干扰、稳定性好，能够同各个厂家的载波模块进行通讯。为了解决上述技术问题，本技术提供了如下的技术方案:一种频率可调的低压电力载波电路，电力载波芯片电路内连入放大电路、信号带通滤波电路、信号耦合电路以及过零检测电路；电力载波芯片可以控制内部的定时器的中断时间来设置接收和发送载波信号的频率，频率范围5KHz?500KHz。所述电力载波芯片电路还连接有保护电路，所述保护电路、信号耦合电路、信号带通滤波电路、放大电路、电力载波芯片电路依次连接。所述放大电路包括电压放大电路和功率放大电路；所述信号带通滤波电路包括第一信号带通滤波电路和第二信号带通滤波电路，所述第一信号带通滤波电路与所述电压放大电路相连接，所述第二信号带通滤波电路和所述功率放大电路相连接。所述过零检测电路，主要由RC滤波电路、分压电路、稳压管和光耦隔离电路组成，电阻R20，电感L2和电容C21串联组成RLC滤波电路，后接电容C22，电容C22与电感L3，二极管D4，二极管D3，电感L4和电阻R21并联相接，并串联电容C23，对接收的载波信号进行滤波处理。所述保护电路主要由压敏电阻、TVS和电容组成。所述电力载波芯片电路还连接有电源模块，所述电力载波芯片电路与电源模块之间连接保护电路。所述电力载波芯片电路还依次连接有接口电路和存储芯片。所述电力载波芯片电路还连接有发光电路。本技术的优点在于采用电力载波芯片，具有报警事件主动上传功能、主动向计量管理芯片MCU申请MAC地址的功能和自适应串口波特率的功能，且外接存储芯片，可以达到可靠性高的要求；采用保护电路，由压敏电阻、TVS和电容组成，用于抑制瞬时电压冲击和短路保护，保护电路安全稳定的运行；采用过零检测电路，由RC滤波电路、分压电路、稳压管、光耦隔离电路组成，用于检测工频交流电的过零点信息，使零点同步发送和接收数据，保证信号的有效性；采用信号输出放大电路，由电压放大电路和功率放大电路组成,保证信号有足够的电压和功率耦合到电力线上，保证长距离信号不衰减传输。【附图说明】附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中:图1是本技术原理示意图；图2是本技术载波芯片电路结构不意图；图3是本技术保护电路结构示意图；图4是本技术过零检测电路结构示意图；图5是本技术信号带通滤波电路结构示意图；图6是本技术信号输出放大电路结构示意图。【具体实施方式】如图1-6所示，本技术公开一种低压电力载波电路，本技术低压电力载波电路由电力载波芯片电路1、过零检测电路2、电力线接口 3、信号输出放大电路4、信号带通滤波电路5、信号输入放大电路6、信号带通滤波电路7、信号耦合电路8、保护电路9、电力线接口 10、收发指示灯11、保护电路12、电源模块13、接口电路14和存储芯片15组成。其工作原理是:在载波模块工作前，确定好与集电器通讯的频率，确定频率后电力载波芯片可以控制内部的定时器的中断时间来设置接收和发送载波信号的频率，频率范围5KHz?500KHz 可调。[0031 ] 通过低压电力载波电路向电力线发送数据时，首先微处理器通过接口电路14向电力载波芯片I发送数据，载波芯片I接收到数据后，按照中华人民共和国电力行业标准DL/T645-1997及DL/T645-2007《多功能电能表通信规约》的要求对数据进行调制及打包处理，处理后的数据经信号输出放大电路4和信号带通滤波电路5对信号进行放大和滤波处理，最后经过信号耦合电路8和电力线接口 10将发送的信号耦合到电力线上进行传输。保护电路9用于抑制瞬时电压冲击，收发指示灯11可以在发送数据时闪烁，起到指示作用。通过低压电力载波电路从电力线接收数据时，信号从电力线接口 10进入信号耦合电路8，信号耦合电路8将高频信号分离出来，分离出来的信号经信号带通滤波电路7滤除信号中的干扰，再经信号输入放大电路6将信号进行放大，最后经电力载波芯片I准确地将信号解调还原成二进制数字信号发送到微处理器，完成通信过程。收发指示灯11可以在接收数据时闪烁，起到指示作用。过零检测电路2通过电力线接口 3接收工频交流信号，用于检测工频交流电的过零点信息，保证零点同步发送和接收数据。电源模块13由12V电源模块和5V电源模块组成，每个电源模块均需接滤波电容进行滤波处理。12V电源用于信号输出放大电路4和信号输入放大电路6的电源；5V电源用于载波芯片1、过零检测电路2的电源。电力载波芯片I通过接口电路14将收到的数据保存到存储芯片15中，当我们需要查看历史数据时，可从存储芯片15中调用。如图2中，Ul是载波芯片，管脚4接收电力线发送过来的载波信号；管脚5和管脚6接电容C4，C5并与地相连，起到滤波作用；发送载波信号时从管脚7发出；管脚2和管脚8接电容C2，C6和电阻R1，并接5V电源，为载波芯片提供稳定的5V模拟电源；管脚10为晶体震荡输入，接电容C3 ;管脚I接电阻R2和电容Cl，起到复位作用；管脚20外接5V电源，接电容C7，为载波芯片提供5V数字电源；管脚17和管脚18分别接R4和R3，实现串口通信；管脚15，管脚16用于控制发光二极管的显示；管脚13接过零检测电路的输出。如图3中，R7为压敏电阻，VPl为TVS瞬态电压抑制器，用于抑制瞬时电压冲击和短路保护；C10为电解电容，Cll为无极性电容起到滤波的作用。如图4中，电阻R5和二极管Dl串联，起到保护分压的作用，后接电容CS，电阻R6，电容C9，稳压二极管Zl;三极管Ql接电阻R8，电容C12，二极管D2，检测信号的零点信息；光电耦合器01接电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频率可调的低压电力载波电路，其特征在于：电力载波芯片电路内连入放大电路、信号带通滤波电路、信号耦合电路以及过零检测电路；电力载波芯片控制内部的定时器的中断时间来设置接收和发送载波信号的频率，频率范围5KHz～500KHz；所述电力载波芯片电路还连接有保护电路，所述保护电路、信号耦合电路、信号带通滤波电路、放大电路、电力载波芯片电路依次连接。

【技术特征摘要】
1.一种频率可调的低压电力载波电路，其特征在于:电力载波芯片电路内连入放大电路、信号带通滤波电路、信号耦合电路以及过零检测电路；电力载波芯片控制内部的定时器的中断时间来设置接收和发送载波信号的频率，频率范围5KHZ?500KHZ ;所述电力载波芯片电路还连接有保护电路，所述保护电路、信号耦合电路、信号带通滤波电路、放大电路、电力载波芯片电路依次连接。2.根据权利要求1所述的频率可调的低压电力载波电路，其特征在于:所述放大电路包括电压放大电路和功率放大电路；所述信号带通滤波电路包括第一信号带通滤波电路和第二信号带通滤波电路，所述第一信号带通滤波电路与所述电压放大电路相连接，所述第二信号带通滤波电路和所述功率放大电路相连接。3.根据权利要求1所述的频率可调的低压电力载波电路，其特征在于:所述过零检测电路,主要由RC...

【专利技术属性】
技术研发人员：逯海军，陈栩，王俊峰，李进，
申请(专利权)人：南京大全自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32