电力线载波通信模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力线载波通信领域，具体是涉及一种电力线载波通信模块。
【背景技术】
[0002]电力线载波通信是以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。由于输电线路具备十分牢固的支撑结构，并架设3条以上的导体(一般有三相良导体及一或两根架空地线)，所以输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。
[0003]现有的电力线载波通信模块抗杂波干扰能力差，由于输电线路的信号衰减以及杂波的干扰，导致目前大部分电力线载波通信距离比较近，都在IKM以内。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种抗杂波干扰能力强，通讯距离远的电力线载波通信模块。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
电力线载波通信模块，包括微控制器、载波耦合电路、信号功率放大电路和滤波接收单元;
载波耦合电路、滤波接收单元、微控制器和信号功率放大电路依次进行电连接；载波耦合电路用以接收来自电力线的信号，并将此信号送至滤波接收单元进行滤波处理，滤波处理后的信号送至微控制器进行调制解调，微控制器输出模拟信号至信号功率放大电路进行放大，放大后的信号由载波耦合电路耦合到电力线；
微控制器采用AT89C51单片机及其外围电路；
载波耦合电路由耦合变压器Tl、双向TVS管TVS1、电容Cl和电阻Rl组成，电容Cl和电阻Rl相并联，并联的一个节点连接耦合变压器Tl的初级线圈的一端，另一个节点连接电力线的相线，耦合变压器Tl的初级线圈的另一端连接电力线的零线，双向TVS管TVSl并联于耦合变压器Tl的次级线圈的两端，耦合变压器Tl的次级线圈的一端为发射接收端，另一端接地；
滤波接收单元包括肖特基二极管D2和D3，电感L2和L3，电容C8和C9，以及电阻R9 ；电阻R9的一端为接收端，另一端通过电感L2连接至电容C8的一端，电容C8的另一端连接至微控制器的第I脚，电容C9、电感L3、肖特基二极管D2和肖特基二极管D3相并联于微控制器的第I脚与地之间，且其中肖特基二极管D2和肖特基二极管D3为反向并接；
信号功率放大电路包括依次电连接的串联谐振带通滤波电路，单位增益倒置达林顿输出级，电压、电流放大模块，以及反馈电路。
[0006]还包括输出功率控制电路，输出功率控制电路连接于信号功率放大电路的控制端，用以保证15V电源不被下拉得低于6.5V，保证整个系统正常工作。
[0007]输出功率控制电路包括PNP三极管Q3、电阻R6-R8、电容C6和电容C7，PNP三极管Q3的发射极连接至15V电源，PNP三极管Q3的基极分两路，一路通过电阻R8连接至15V电源，另一路通过电阻R7接地，电容C7、电容C6和电阻R6并联于PNP三极管Q3的集电极与地之间，PNP三极管Q3的集电极连接至TX端。
[0008]采用上述方案后，本发明的电力线载波通信模块，所用的信号功率放大电路能够保证载波信号具有足够大的信号功率以及稳定的功率，配合载波耦合电路和滤波电路，使得整个模块抗干扰能力强，通信距离远，通信可靠，载波信号点与点之间的传输距离可达到2KM。是专门为适应中国国内电力线应用环境而研发的高性能电力线载波通信产品，可广泛应用于路灯监控系统、远程灯光控制、集中抄表系统、安防监控系统、工业现场数据传输、断缆监控系统、智能家电控制、停车场管理系统、空调控制、低速率通信网络、消防及安保系统、舞台灯光、音响控制等。
【附图说明】
[0009]图1为本发明的电路原理框图；
图2为图1中微处理器及其外围电路的原理图；
图3为图1中信号功率放大电路的电路原理框图；
图4为图3的电路原理图；
图5为图1中输出功率控制电路的电路原理图；
图6为图1中载波耦合电路的电路原理图；
图7为图1中滤波接收单元的电路原理图。
【具体实施方式】
[0010]本发明的电力线载波通信模块，如图1所示，包括微控制器1、载波耦合电路2、信号功率放大电路3和滤波接收单元4。
[0011]载波耦合电路2、滤波接收单元4、微控制器I和信号功率放大电路3依次进行电连接。载波耦合电路2用以接收来自电力线的信号，并将此信号送至滤波接收单元4进行滤波处理，滤波处理后的信号送至微控制器I进行调制解调，微控制器I输出模拟信号至信号功率放大电路3进行放大，放大后的信号由载波耦合电路2耦合到电力线。
[0012]微控制器I采用AT89C51单片机及其外围电路。AT89C51单片机是一种高性能的8位CMOS单片机，工作时为低功耗、低电压的芯片，它具有4K字节可编程存储器，有32个1口，5个中断源，2个16位定时器/计数器，是一种功能强、灵活性高且价格合理的单片机，可方便应用于各种控制领域，其原理图如图2所示。
[0013]如图6所示，载波耦合电路2由耦合变压器Tl、双向TVS管TVSUigCl和电阻Rl组成，电容Cl和电阻Rl相并联，并联的一个节点连接耦合变压器Tl的初级线圈的一端，另一个节点连接电力线的相线，耦合变压器Tl的初级线圈的另一端连接电力线的零线，双向TVS管TVSl并联于耦合变压器Tl的次级线圈的两端，耦合变压器Tl的次级线圈的一端为发射接收端，另一端接地。
[0014]载波耦合电路2通过耦合线圈Tl以1:1的电感比例，能够高效地将发射信号注入电力线，保证电力线上的有效信号功率；瞬态双向TVSl管，对电路起保护作用，能够抑制瞬时电压冲击；电容Cl和电阻Rl能够对来自电力线上的有用信号实现最小的衰减和最佳接收。
[0015]如图3所示，信号功率放大电路3包括依次电连接的串联谐振带通滤波电路，单位增益倒置达林顿输出级，电压、电流放大模块，以及反馈电路。
[0016]如图4所示，信号功率放大电路3实现的功能