一种三相电力线通信系统中的集中器通信装置的制作方法

本实用新型涉及电力线通信系统领域，具体涉及一种三相电力线通信系统中的集中器通信装置。

背景技术：

随着计算机技术的迅速发展，同时伴随着国内外电力线载波通信技术的普及，利用电力线进行通信的大环境已逐渐成熟。电力线路遍布用电各处，利用现有的电力网作为信息传输媒介，则不用重新布线，可以节省大量的物力人力。

目前，国内电力线通信系统的电能表、集中器等普遍都采用窄带低频电力线载波、485布线或无线通信方式。这些通信方式普遍存在带宽过窄、速率过低、施工难度大、实时性差、不能实现双向快速通信等问题，难以满足建设“用电信息一体化采集平台”的要求。而集中器在整个电力线通信系统中起着承上启下的作用，是整个电力线通信系统的桥梁，决定着系统的整体性能。

传统的集中器载波通信装置将有效信息传送到三相电力线上一般采用一路载波信号三相同时发送，这样做存在发送效率低、传输带宽小、抗干扰能力低等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种三相电力线通信系统中的集中器通信装置，以实现更高的发送效率、更大的传输带宽和更高的抗干扰能力。

为达成上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种三相电力线通信系统中的集中器通信装置，包括数据处理控制单元、电源模块、外置串口通讯模块、路由数据处理模块、存储模块和与三相电力线各相连接的各载波耦合电路、各过零检测电路，及与各载波耦合电路连接的各载波发送电路、各载波接收电路；所述的电源模块输出端连接数据处理控制单元电源端，为数据处理控制单元以及连接至数据处理控制单元的电路模块进行供电；所述的外置串口通讯模块的输入端、输出端与数据处理控制单元连接，为数据处理控制单元提供与外部设备进行串口通信的接口；所述的路由数据处理模块的输入端、输出端与数据处理控制单元连接，负责处理相关的路由信息；所述的存储模块的输入端、输出端与路由数据处理模块连接，负责保存本节点及从节点的相关信息；所述的各过零检测电路输入端与三相电力线各相连接，输出端与数据处理控制单元连接；所述的各载波发送电路的输入端与数据处理控制单元连接，输出端与各载波耦合电路连接；所述的各载波接收电路的输出端与数据处理控制单元连接，输入端与各载波耦合电路连接。

进一步地，所述的各载波发送电路均包括功率放大模块、高频带通滤波模块、直流供电模块。

进一步地，所述的功率放大模块包括第一电阻、第一电容、肖特基二极管、第二电阻、MOSFET场效应管、第三电阻、第四电阻；其中第一电阻一端接数据处理控制单元，第一电阻另一端接第一电容与MOSFET场效应管的管脚2；第一电容的另一端接MOSFET场效应管的管脚5；肖特基二极管与第二电阻并联，一端接MOSFET场效应管管脚5，另一端接MOSFET场效应管管脚4和直流供电模块；MOSFET场效应管的管脚1接地；第三电阻和第四电阻的一端分别接MOSFET场效应管的管脚3和6，另一端接高频带通滤波模块。

所述的高频带通滤波模块包括电感和第二电容；电感与第二电容串联，一端接功率放大模块，另一端接载波耦合电路。

所述的直流供电模块包括直流电源、三极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第三电容、电解电容；直流电源接三极管的集电极和第五电阻的一端，第五电阻的另一端接三极管基极和第六电阻的一端；第七电阻、第三电容和电解电容并联后一端接三极管发射极及功率放大模块，另一端接第六电阻并接地。

进一步地，所述的各载波耦合电路均包括第四电容、隔离变压器与TVS二极管；第四电容的两端分别接三相电力线的其中一条火线和隔离变压器的端口3；隔离变压器的端口1接电力线零线；TVS二极管一端接隔离变压器端口6，另一端接隔离变压器端口4和载波发送电路。

本实用新型所述的技术方案相对于现有技术，取得的有益效果是：

由于采用三个独立的发送电路分别通过三相电力线的各相进行载波发送，提高的发送效率，扩大了传输带宽，提高了抗干扰能力。

由于在载波发送电路的功率放大模块中采用MOSFET场效应管，使载波发送功率更大，抗干扰能力更强。

由于在载波发送电路的高频带通滤波模块中采用电感与电容串联，提高了抗干扰能力，使高频信号得以无衰减地传输。

由于在载波发送电路的直流供电模块及在直流供电模块中采用三极管，保护了直流电源防止对地短路。

由于在载波耦合电路中使用TVS二极管，保护了载波接收电路。

由于在载波耦合电路中采用了隔离变压器，提高了抗干扰能力，使高频信号得以无衰减地传输。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本新型电路模块逻辑示意图；

图2为载波发送电路与载波耦合电路电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型所述的一种单相电力线通信系统中的通信装置，包括：

数据处理控制单元、电源模块、外置串口通讯模块、路由数据处理模块、存储模块和与分别与三相电力线各相连接的载波耦合电路、各过零检测电路，及与各载波耦合电路连接的各载波发送电路、各载波接收电路。

所述的数据处理控制单元的主要功能有：接收载波接收电路上的载波信号并进行相应的处理；生成载波信号并传送到载波发送电路；接收过零检测电路的过零信号并进行相应的处理；确定当前数据收发状态并控制指示电路；确定ABC三相工作状态并控制指示电路；与路由信息相关的数据与路由处理电路交互；与外部设置进行串口通信并进行相应的处理。

所述的电源模块输出端连接数据处理控制单元电源端，为数据处理控制单元以及连接至数据处理控制单元的电路模块进行供电。

所述的外置串口通讯模块的输入端、输出端与数据处理控制单元连接，为数据处理控制单元提供与外部设备进行串口通信的接口。

所述的路由数据处理模块的输入端、输出端与数据处理控制单元连接，负责处理相关的路由信息。

所述的存储模块的输入端、输出端与路由数据处理模块连接，负责保存本节点及从节点的相关信息。

所述的各过零检测电路输入端与三相电力线各相连接，输出端与数据处理控制单元连接。

所述的各载波发送电路的输入端与数据处理控制单元连接，输出端与各载波耦合电路连接。

所述的各载波接收电路的输出端与数据处理控制单元连接，输入端与各载波耦合电路连接。

由于采用三个独立的发送电路分别通过三相电力线的各相进行载波发送，提高的发送效率，扩大了传输带宽，提高了抗干扰能力。

如图2所示，载波耦合电路与三相电力线A、B、C各相连接，各载波发送电路与各载波耦合电路连接，并与数据处理控制单元连接。

各载波发送电路均包括功率放大模块、高频带通滤波模块、直流供电模块。

所述的功率放大模块包括第一电阻R1、第一电容C1、肖特基二极管TS1、第二电阻R2、MOSFET场效应管V1、第三电阻R3、第四电阻R4；其中第一电阻R1一端接数据处理控制单元，第一电阻R1另一端接第一电容C1与MOSFET场效应管V1的管脚2；第一电容C1的另一端接MOSFET场效应管V1的管脚5；肖特基二极管TS1与第二电阻R2并联，一端接MOSFET场效应管V1管脚5，另一端接MOSFET场效应管V1管脚4和直流供电模块；MOSFET场效应管V1的管脚1接地；第三电阻R3和第四电阻R4的一端分别接MOSFET场效应管V1的管脚3和6，另一端接高频带通滤波模块。

MOSFET场效应管V1采用US6M2；肖特基二极管TS1采用SS12。

由于在载波发送电路的功率放大模块中采用MOSFET场效应管V1，使载波发送功率更大，抗干扰能力更强。

所述的高频带通滤波模块包括电感L1和第二电容C2；电感L1与第二电容C2串联，一端接功率放大模块，另一端接载波耦合电路。

电感L1采用10uH/1.2A。

由于在载波发送电路的高频带通滤波模块中采用电感L1与电容C2串联，提高了抗干扰能力，使高频信号得以无衰减地传输。

所述的直流供电模块包括12V直流电源、三极管V2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第三电容C3、电解电容C5；12V直流电源接三极管V2的集电极和第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端接三极管V2的基极和第六电阻R6的一端；第七电阻R7、第三电容C3和电解电容C5并联后一端接三极管V2发射极及功率放大模块，另一端接第六电阻R6并接地。

三极管V2采用2SB1132T100R。

由于在载波发送电路的直流供电模块及在直流供电模块中采用三极管V2，保护了直流电源防止对地短路。

各载波耦合电路均包括第四电容C4、隔离变压器T1与TVS二极管VD1；第四电容C4的两端分别接三相电力线的其中一条火线和隔离变压器T1的端口3；隔离变压器T1的端口1接电力线零线；TVS二极管VD1一端接隔离变压器T1端口6，另一端接隔离变压器T1端口4和载波发送电路。

VD1采用P6KE22CA。

由于在载波耦合电路中使用TVS二极管VD1，保护了载波接收电路。

由于在载波耦合电路中采用了隔离变压器T1，提高了抗干扰能力，使高频信号得以无衰减地传输。

由此，本实用新型所述的三相电力线通信系统中的集中器通信装置提高了发送效率，扩大了传输带宽，提高了抗干扰能力。

上述说明描述了本实用新型的优选实施例，但应当理解本实用新型并非局限于上述实施例，且不应看作对其他实施例的排除。通过本实用新型的启示，本领域技术人员结合公知或现有技术、知识所进行的改动也应视为在本实用新型的保护范围内。