CN201142683Y

CN201142683Y - 零50电力l2c2专用接口

Info

Publication number: CN201142683Y
Application number: CNU2007200879033U
Authority: CN
Inventors: 李中年; 于强; 周欣; 陈永红; 张宁; 董睿
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2007-11-01
Filing date: 2007-11-01
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2017-11-01

Abstract

本实用新型涉及“零50电力L²C²专用接口”，它由分别插接在220V/50Hz交流电力网电源插座两端的发送端口模块和接收端口模块匹配组合而成，其中：所述发送端口模块，其A、B端分别与通信发送端所在位置的220V/50Hz交流电力网电源插座两端插接，C端为通信信号发送端，D和E端分别为该模块直流电源电压正、负极连接端，并且E端接“地”；而所述的接收端口模块，其X、Y端分别与通信接收端所在位置的220V/50Hz交流电力网电源插座两端插接，W端为通信信号接收端，E端接“地”。本实用新型具有性价比高、载波加载效率高和抗干扰能力强三大特色，此外还有结构紧凑，使用方便等优点。

Description

零50电力L2C2专用接口

技术领域

本实用新型涉及电力L²C²，特别是涉及零50电力L²C²(Low-voltage Line CarrierCommunication)专用接口。

背景技术

利用现有的电力网作为通信网信道资源，实现信息传输和网络连接，是当今国内外专家和同仁竞相开展研究的前沿热门课题，其主要技术难题是如何消除电力网固有的50Hz工频信号、噪声信号、浪涌信号等信号对通信的干扰以及如何提高载波信号的加载效率；这正是零50电力L²C²专用接口问世的目的与背景。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：通过创新设计，提供一种零50电力L²C²专用接口，以克服上述技术难题，实现利用电力网作为通信网信道，进行信息传输和网络连接，开拓电力网通信的新格局。

本实用新型解决上述技术难题所采用的技术方案是：由分别插接在220V/50Hz交流电力网上的发送端口模块和接收端口模块匹配组合而成，其中：所述发送端口模块，其A、B端分别与通信发送端所在位置的220V/50Hz交流电力网电源插座两端插接，C端为通信信号发送端，D和E端分别为该模块直流电源电压正、负极连接端，并且E端接“地”；而所述的接收端口模块，其X、Y端分别与通信接收端所在位置的220V/50Hz交流电力网电源插座两端插接，W端为通信信号接收端，E′端接“地”。

本实用新型与现有技术相比具有以下主要的优点：

其一，通过精心设计两变压器T₁和T₂的技术参数，本实用新型完全隔离了电力网的“强电”作用，并且基本上消除了220V/50Hz电力网工频信号对通信的影响。

其二，通过精心匹配发送端口模块与接收端口模块中的集成带通滤波器F₁和F₂，本实用新型抗干扰能力很强，即基本上消除了电网50Hz工频信号、噪声信号、浪涌信号等信号对通信的干扰和影响。

其三，通过精心选择发送端口模块中调谐功放器的谐振中心频率与通频带以及接收端口模块中高阻耦合器的阻抗值，本实用新型加载效率很高。

其四，通过精心策划本实用新型的构建方案，本实用新型结构紧凑，使用方便。

其五，本实用新型整体性能优良，造价低廉，因此其性价比高，市场前景看好。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明。本实用新型是一种具有双重耦合：“RC(阻容)耦合”和“EM(电磁)耦合”功能的零50电力L²C²专用接口，由分别插接在通信发送端所在位置和通信接收端所在位置的220V/50Hz交流电力网电源插座两端的发送端口模块和接收端口模块匹配组合而成，如图1所示，此图中：所述发送端口模块，其A、B端与通信发送端所在位置的220V/50Hz交流电力网电源插座两端插接；D端和E端分别为该模块直流电源电压(+5V)正、负极连接端；C端和E端同通信发送装置连接，并且E端接“地”。所述接收端口模块，其X、Y端与通信接收端所在位置的220V/50Hz交流电力网电源插座两端插接；W和E′端同通信接收装置连接；并且E′端接“地”。

本实用新型发送端口模块，其包括前置放大器A₀，集成低通滤波器F₀，集成带通滤波器F₁，以及由电容器C₁、变压器T₁和功率放大器A₁构成的调谐功放器，其中：电阻R₅一端同A₀的输出端U连接，R₅的另一端与A₁反相输入端以及反馈电阻R₆的一端相连接，R₆的另一端与A₁的输出端V以及变压器T₁的初级绕组中间抽头端S相连接；F₀、C₁都并联在T₁的初级绕组两端1和2之间，此两端亦就是发送端口模块的D、E端；T₁次级绕组两端(即3端和4端)与F₁输入侧两端相接；F₁输出侧两端亦就是发送端口模块的A、B端；集成低通滤波器F₀主要用来滤除50Hz工频信号和其它低频干扰信号，F₀可选用CSC2912型集成芯片，也可以根据现场试验的实际效果选择类似CSC2912性能的其它芯片。集成带通滤波器F₁的主要作用是用来选定通信信号所需的指定带宽范围，F₁可选用CSC6515型集成芯片，也可以根据现场试验的实际效果选择类似CSC6515性能的其它芯片。

上述的前置放大器A₀由一个集成运算放大器芯片和三个电阻R₁、R₂、R₃构成，其中：R₁的一端与R₃的一端以及A₀集成运算放大器芯片的反相输入端相接，R₁、R₃各自的另一端分别与C端(发送端口模块的信号发送端)和U端(A₀的输出端)相接，而R₂连接在集成运算放大器芯片的同相输入端和“地”之间。A₀可选用开环电压放大倍数大于10⁴的普通型集成运算放大器芯片。

上述的功率放大器A₁由一个大功率集成运算放大器芯片和三个电阻R₄、R₅、R₆构成，其中：R₄连接在大功率集成运算放大器芯片的同相输入端与“地”(E端)之间，R₅的一端与R₆的一端以及所述大功率集成运算放大器芯片的反相输入端相接，并且R₅和R₆各自的另一端分别与U端和V端相接。A₁可选用BA5406型大功率集成运算放大器芯片。

本实用新型接收端口模块，其包括集成带通滤波器F₂、限幅保护器P、高阻耦合器Z，以及由电容器C₂和变压器T₂构成的50Hz低通滤波器。其中：C₂并联在变压器T₂的次级绕组两端(即7端和8端)之间，T₂初级绕组两端(即5端和6端)与F₂输出侧两端相接，而F₂输入侧两端就是所述接收端口模块的X、Y端；高阻耦合器Z的两端分别同T₂的次级绕组7端和限幅保护器P的9端相连接，P的9端也是所述模块的W端；P的另一端接“地”，此端即为所述接收端口模块的E′端；限幅保护器P可用分立元器件构成，亦可用集成器件组成，其限定的电压幅值为6伏。

上述方案中，电阻R₃同电阻R₁之比约为100。电阻R₂之值为电阻R₁与电阻R₃的并联等效电阻值。电阻R₆同电阻R₅之比至少应为60。电阻R₄之值为电阻R₅与电阻R₆的并联等效电阻值。高阻耦合器Z的阻抗值约为10MΩ。电容C₁和电容C₂之值均为20μF。

上述方案中，限幅保护器P可用分立元器件：稳压管、二极管、晶闸管等元器件构成，亦可用集成稳压器件组成，其限定的电压幅值为6伏；另外，该限幅保护器还具有过电流保护作用。

本实用新型可通过调整变压器T₁和T₂初级绕组的电感量来调节谐振中心频率(即通频带中心频率)，以满足通信指定频带的要求。值得指出的是：T₁和T₂不仅起耦合通信信号的作用，而且起隔离220V/50Hz电力网上强大电能的作用，因此，T₁和T₂的技术参数设计至关重要，T₁和T₂的变比均为2。

本实用新型接收端口模块中的集成带通滤波器F₂同发送端口模块中的集成带通滤波器F₁是对偶匹配的，并且这两者的技术参数和规格型号完全相同。

本实用新型发送端口模块和接收端口模块可分别成对插接在任何地方的220V/50Hz电力网电源插座上进行工作。

本实用新型工作原理(参见图1)为：来自C端的通信信号经发送端口模块中的前置放大器A₀放大后，再经电容器C₁、功率放大器A₁和变压器T₁构成的调谐功放器以及带通滤波器F₁处理后耦合到电力网上；接收端口模块从电力网上取得通信载波信号后，经带通滤波器F₂滤除噪声等干扰信号，再经变压器T₂次级绕组和电容器C₂构成的50Hz低通滤波器滤除来自电力网上的工频(即50Hz)等低频信号，然后经高阻耦合器Z将有用的通信信号传送到接收端W，于是在W端便可接收到来自C端的通信信号。

最后应说明，上述的实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而并非限制。

Claims

1.一种零50电力L²C²专用接口，其特征是由分别插接在220V/50Hz交流电力网电源插座两端的发送端口模块和接收端口模块匹配组合而成，其中：所述发送端口模块，其A、B端分别与通信发送端所在位置的220V/50Hz交流电力网电源插座两端插接，C端为通信信号发送端，D和E端分别为该模块直流电源电压正、负极连接端，并且E端接“地”；而所述的接收端口模块，其X、Y端分别与通信接收端所在位置的220V/50Hz交流电力网电源插座两端插接，W端为通信信号接收端，E端接“地”。

2.如权利要求1所述的零50电力L²C²专用接口，其特征是发送端口模块包括前置放大器A₀，集成低通滤波器F₀，集成带通滤波器F₁，以及由电容器C₁、变压器T₁和功率放大器A₁构成的调谐功放器，其中：A₀的输出端U与A₁的反相输入端所接电阻R₅的一端相连接，而A₁的输出端V与T₁的初级绕组中间抽头端S相连接，反馈电阻R₆跨接在A₁的反相输入端与输出端之间；F₀、C₁都并联在T₁初级绕组两端即1端和2端，此两端分别是所述发送端口模块的D、E端；T₁次级绕组的两端即3端和4端与F₁输入侧两端相接；F₁输出侧两端即为发送模块的A、B端。

3.如权利要求2所述的零50电力L²C²专用接口，其特征是前置放大器A₀由三个电阻R₁、R₂和R₃以及一个集成运算放大器芯片构成，其中：电阻R₁与R₃相连端和集成运算放大器芯片反相输入端连接，R₁的另一端与信号发送端C端连接，而R₃的另一端与集成运算放大器芯片输出端U连接；R₂两端分别与集成运算放大器芯片的同相输入端和“地”即E端相接。

4.如权利要求2或3所述的零50电力L²C²专用接口，其特征是功率放大器A₁由一个大功率集成运算放大器芯片和三个电阻R₄、R₅、R₆构成，其中：R₄连接在大功率集成运算放大器芯片同相输入端和“地”即E端之间；R₅与R₆相连端与所述大功率集成运算放大器芯片的反相输入端相接，而R₅与R₆各自的另一端分别与两集成运算放大器芯片输出端U和V相接。

5.如权利要求1所述的零50电力L²C²专用接口，其特征是接收端口模块包括集成带通滤波器F₂、限幅保护器P、高阻耦合器Z，以及由电容器C₂和变压器T₂构成的50Hz低通滤波器，其中：C₂并联在T₂的次级绕组两端即7端和8端，T₂初级绕组两端即5端和6端与F₂输出侧两端相接，F₂输入侧两端即为所述接收端口模块的X、Y端；C₂一端即7端经Z连接在P的一端即9端，此接点就是所述模块的W端；C₂和P相连的另一端即8端接“地”，此端即为所述接收端口模块的E端。

6.如权利要求2或5所述的零50电力L²C²专用接口，其特征是变压器T₁和T₂的绕组电感量均可调节。

7.如权利要求6所述的零50电力L²C²专用接口，其特征是变压器T₁和T₂的变比均为2。