一种中压宽带电力线载波通信电路制造技术

本发明专利技术公开了一种中压宽带电力线载波通信电路，包括宽带载波芯片、载波放大单元、载波接收单元、耦合单元和电源单元，宽带载波芯片分别通过载波放大单元、载波接收单元和耦合单元相连，电源单元分别与宽带载波芯片、载波放大单元、载波接收单元相连，载波放大单元包括串联的载波电压放大模块和载波电流放大模块，载波电流放大模块包括并联的第一电流放大子模块和第二电流放大子模块，第一电流放大子模块和第二电流放大子模块的输出端分别和耦合单元相连。本发明专利技术能够以10kV中压配电网作为高速数据传输介质进行通信、能够对0~20MHz范围内的高频宽带载波信号进行功率放大，具有通信速率高、通信性能好、电路结构简单、实施成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力线载波通信技术，具体涉及一种中压宽带电力线载波通信电路，用于智能电表等设施通过中压电力线进行数据通信。
技术介绍
电力线载波通信电路利用电力线来进行数据通信，为了实现载波信号的承载，需要将载波信号进行放大，但是传统载波功率放大电路，由于电路结构和器件特性的限制，只能对0~1MHz范围内的低频窄带信号进行功率放大，不能够满足中压宽带电力线的传输速率和距离的要求，且大多存在通信速率低、通信性能差、电路结构复杂、成本高等问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种能够以10kV中压配电网作为高速数据传输介质进行通信、能够对0~20MHz范围内的高频宽带载波信号进行功率放大、通信速率高、通信性能好、电路结构简单、实施成本低的中压宽带电力线载波通信电路。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种中压宽带电力线载波通信电路，包括宽带载波芯片、载波放大单元、载波接收单元、耦合单元和电源单元，所述宽带载波芯片分别通过载波放大单元、载波接收单元和耦合单元相连，所述电源单元分别与宽带载波芯片、载波放大单元、载波接收单元相连，所述载波放大单元包括串联的载波电压放大模块和载波电流放大模块，所述载波电流放大模块包括并联的第一电流放大子模块和第二电流放大子模块，所述第一电流放大子模块和第二电流放大子模块的输出端分别和耦合单元相连。优选地，所述载波电压放大模块包括宽带PLC放大芯片、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电容C1、电容C2、电容C3、电容C6和电容C7，所述宽带PLC放大芯片的一个输入端D1_IN+通过电容C1和宽带载波芯片的输出端AINP相连、另一个输入端D2_IN+通过电容C2和宽带载波芯片的输出端AINN相连，所述宽带PLC放大芯片包括两组差分输出端D1和D2，所述差分输出端D1的正极输出端D1_OUT串接电容C6后作为输出端AIN_P、负极输出端D1_IN-依次通过电阻R25、电容C3和差分输出端D2的负极输出端D2_IN-相连，所述电阻R23并联布置于差分输出端D1的正极输出端D1_OUT、负极输出端D1_IN-之间，所述差分输出端D2的正极输出端D2_OUT串接电容C7后作为输出端AIN_N，所述载波电压放大模块的输出端AIN_P、输出端AIN_N和载波电流放大模块相连。优选地，所述第一电流放大子模块包括宽带PLC放大芯片N1、电阻R27、电阻R28、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R41、电阻R42、电阻R45、电阻R47、电阻R61、电阻R64、电阻R278、电阻R396、电容C12和电容C13，所述宽带PLC放大芯片N1的第一差分正极输入端1N+分别通过电阻R36和载波电压放大模块的输出端AIN_P相连、通过电阻R27接地，所述宽带PLC放大芯片N1的第一差分负极输入端1N-分别通过电阻R41接地、通过电阻R35和第一正极输出端1OUT相连，所述宽带PLC放大芯片N1的第二差分正极输入端2N+分别通过电阻R45和载波电压放大模块的输出端AIN_P相连、通过电阻R396和载波电压放大模块的输出端AIN_N相连、通过电阻R28接地，所述宽带PLC放大芯片N1的第二差分负极输入端2N-分别通过电阻R42接地、通过电阻R278和第一差分负极输入端1N-相连、通过电阻R37和第二正极输出端2OUT相连，电阻R64的一端分别通过电容C12、电阻R61和宽带PLC放大芯片N1的第一正极输出端1OUT相连，且通过电容C13、电阻R47和宽带PLC放大芯片N1的第二正极输出端2OUT相连，电阻R64的另一端连接有参考电压并作为第一电流放大子模块的输出端AOUT_P；所述第二电流放大子模块包括宽带PLC放大芯片N2、电阻R26、电阻R29、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R43、电阻R44、电阻R46、电阻R48、电阻R62、电阻R63、电阻R65、电阻R276和电阻R397，所述宽带PLC放大芯片N2的第一差分正极输入端1N+分别通过电阻R397和载波电压放大模块的输出端AIN_P相连、通过电阻R39和载波电压放大模块的输出端AIN_N相连、通过电阻R26接地，所述宽带PLC放大芯片N2的第一差分负极输入端1N-分别通过电阻R43接地、通过电阻R38和第一正极输出端1OUT相连，所述宽带PLC放大芯片N2的第二差分正极输入端2N+分别通过电阻R46和载波电压放大模块的输出端AIN_N相连、通过电阻R29接地，所述宽带PLC放大芯片N2的第二差分负极输入端2N-分别通过电阻R44接地、通过电阻R276和第一差分负极输入端1N-相连、通过电阻R40和第二正极输出端2OUT相连，电阻R65的一端分别通过电容C14、电阻R63和宽带PLC放大芯片N2的第一正极输出端1OUT相连，且通过电容C15、电阻R48和宽带PLC放大芯片N2的第二正极输出端2OUT相连，电阻R65的另一端连接有参考电压并作为第二电流放大子模块的输出端AOUT_N；所述耦合单元分别与第一电流放大子模块的输出端AOUT_P、第二电流放大子模块的输出端AOUT_N相连。优选地，所述电阻R64的另一端设有续流保护二极管VD3和续流保护二极管VD4，所述续流保护二极管VD3和续流保护二极管VD4串联布置于+15V和-15V电源之间，所述电阻R64的另一端连接于续流保护二极管VD3和续流保护二极管VD4之间，所述电阻R65的另一端设有续流保护二极管VD5和续流保护二极管VD6，所述续流保护二极管VD5和续流保护二极管VD6串联布置于+15V和-15V电源之间，所述电阻R65的另一端连接于续流保护二极管VD5和续流保护二极管VD6之间。优选地，所述电源单元的输出端和载波接收单元之间设有限流保护单元。优选地，所述限流保护单元包括三极管V1、电阻R16、电阻R18、电阻R20、电容C60、电阻R6、电阻R7、电容C59、电阻R12、三极管V3、电阻R13、MOS管M1 SM4600CSK、电阻R19、电阻R13、电阻R10、二极管VD2、电阻R9、三极管V4、电阻R17、电阻R8、电阻R11以及二极管VD1，所述MOS管M1 SM4600CSK包括N-MOS管M1-1和P-MOS管M1-2，所述三极管V1为PNP型三极管，三极管V1的集电极依次串接电阻R16、电阻R18后作为过流信号输出端OVER_I和宽带载波芯片相连，所述电阻R16、电阻R18之间的中间连接点通过电阻R20接地，电容C60和电阻R20并联连接，电阻R6、电阻R7、电容C59三者并联后一端和三极管V1的发射极相连，且另一端通过电阻R12和三极管V1的基极相连，三极管V1的发射极作为限流保护单元的+12V电压输入端+12V_IN和电源单元的+12V输出端相连，三极管V3为NPN型三极管，三极管V3的基极串接电阻R19后作为控制端TXA_EN和宽带载波芯片相连，三极管V3的发射极接地，三极管V3的集电极通过电阻R13和P-MOS管M1-2的G极相连，P-MOS管M1-2的S极分别通过电阻R12和三极管V1的基极相连、通过电阻R10和P-MOS管M1-2的G极相连，二极管VD2和电阻R10并联，P-MOS管M1-2的D极D2作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中压宽带电力线载波通信电路，其特征在于：包括宽带载波芯片（1）、载波放大单元（2）、载波接收单元（3）、耦合单元（4）和电源单元（5），所述宽带载波芯片（1）分别通过载波放大单元（2）、载波接收单元（3）和耦合单元（4）相连，所述电源单元（5）分别与宽带载波芯片（1）、载波放大单元（2）、载波接收单元（3）相连，所述载波放大单元（2）包括串联的载波电压放大模块（21）和载波电流放大模块（22），所述载波电流放大模块（22）包括并联的第一电流放大子模块（221）和第二电流放大子模块（222），所述第一电流放大子模块（221）和第二电流放大子模块（222）的输出端分别和耦合单元（4）相连。

【技术特征摘要】
1.一种中压宽带电力线载波通信电路，其特征在于：包括宽带载波芯片（1）、载波放大单元（2）、载波接收单元（3）、耦合单元（4）和电源单元（5），所述宽带载波芯片（1）分别通过载波放大单元（2）、载波接收单元（3）和耦合单元（4）相连，所述电源单元（5）分别与宽带载波芯片（1）、载波放大单元（2）、载波接收单元（3）相连，所述载波放大单元（2）包括串联的载波电压放大模块（21）和载波电流放大模块（22），所述载波电流放大模块（22）包括并联的第一电流放大子模块（221）和第二电流放大子模块（222），所述第一电流放大子模块（221）和第二电流放大子模块（222）的输出端分别和耦合单元（4）相连。2.根据权利要求1所述的中压宽带电力线载波通信电路，其特征在于：所述载波电压放大模块（21）包括宽带PLC放大芯片、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电容C1、电容C2、电容C3、电容C6和电容C7，所述宽带PLC放大芯片的一个输入端D1_IN+通过电容C1和宽带载波芯片（1）的输出端AINP相连、另一个输入端D2_IN+通过电容C2和宽带载波芯片（1）的输出端AINN相连，所述宽带PLC放大芯片包括两组差分输出端D1和D2，所述差分输出端D1的正极输出端D1_OUT串接电容C6后作为输出端AIN_P、负极输出端D1_IN-依次通过电阻R25、电容C3和差分输出端D2的负极输出端D2_IN-相连，所述电阻R23并联布置于差分输出端D1的正极输出端D1_OUT、负极输出端D1_IN-之间，所述差分输出端D2的正极输出端D2_OUT串接电容C7后作为输出端AIN_N，所述载波电压放大模块（21）的输出端AIN_P、输出端AIN_N和载波电流放大模块（22）相连。3.根据权利要求2所述的中压宽带电力线载波通信电路，其特征在于：所述第一电流放大子模块（221）包括宽带PLC放大芯片N1、电阻R27、电阻R28、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R41、电阻R42、电阻R45、电阻R47、电阻R61、电阻R64、电阻R278、电阻R396、电容C12和电容C13，所述宽带PLC放大芯片N1的第一差分正极输入端1N+分别通过电阻R36和载波电压放大模块（21）的输出端AIN_P相连、通过电阻R27接地，所述宽带PLC放大芯片N1的第一差分负极输入端1N-分别通过电阻R41接地、通过电阻R35和第一正极输出端1OUT相连，所述宽带PLC放大芯片N1的第二差分正极输入端2N+分别通过电阻R45和载波电压放大模块（21）的输出端AIN_P相连、通过电阻R396和载波电压放大模块（21）的输出端AIN_N相连、通过电阻R28接地，所述宽带PLC放大芯片N1的第二差分负极输入端2N-分别通过电阻R42接地、通过电阻R278和第一差分负极输入端1N-相连、通过电阻R37和第二正极输出端2OUT相连，电阻R64的一端分别通过电容C12、电阻R61和宽带PLC放大芯片N1的第一正极输出端1OUT相连，且通过电容C13、电阻R47和宽带PLC放大芯片N1的第二正极输出端2OUT相连，电阻R64的另一端连接有参考电压并作为第一电流放大子模块（221）的输出端AOUT_P；所述第二电流放大子模块（222）包括宽带PLC放大芯片N2、电阻R26、电阻R29、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R43、电阻R44、电阻R46、电阻R48、电阻R62、电阻R63、电阻R65、电阻R276和电阻R397，所述宽带PLC放大芯片N2的第一差分正极输入端1N+分别通过电阻R397和载波电压放大模块（21）的输出端AIN_P相连、通过电阻R39和载波电压放大模块（21）的输出端AIN_N相连、通过电阻R26接地，所述宽带PLC放大芯片N2的第一差分负极输入端1N-分别通过电阻R43接地、通过电阻R38和第一正极输出端1OUT相连，所述宽带PLC放大芯片N2的第二差分正极输入端2N+分别通过电阻R46和载波电压放大模块（21）的输出端AIN_N相连、通过电阻R29接地，所述宽带PLC放大芯片N2的第二差分负极输入端2N-分别通过电阻R44接地、通过电阻R276和第一差分负极输入端1N-相连、通过电阻R40和第二正极输出端2OUT相连，电阻R65的一端分别通过电容C14、电阻R63和宽带PLC放大芯片N2的第一正极输出端1OUT相连，且通过电容C15、电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈石东，陈向群，朱佳柯，胡军华，杨帅，熊德智，聂廷卫，董海涛，王文达，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司计量中心，青岛东软载波科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11