CN105141272A - 宽带电力线载波通信测试系统用电源滤波电路及滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种宽带电力线载波通信测试系统用电源滤波电路及滤波器，其中电源滤波电路包括交流输入端、一级LC滤波网络、放电电阻、共模信号抑制电路、二级LC滤波网络、载波信号耦合器、信号输出端及交流输出端，放电电阻和共模信号抑制电路设置于一级LC滤波网络和二级LC滤波网络之间的L线和N线之间；载波信号耦合器设置于一级LC滤波网络前端的L线和N线之间，信号输出端连接于载波信号耦合器的输出。本发明能够隔离电力线上的噪声，为宽带电力线载波产品性能评估提供可靠的测试环境，内置了载波信号耦合器，可将载波信号由差模信号转化为共模信号，使得载波信号可通过屏蔽射频线传输。

Description

宽带电力线载波通信测试系统用电源滤波电路及滤波器
技术领域
本发明属于宽带电力载波通信技术领域，具体涉及一种宽带电力线载波通信测试系统用电源滤波电路及滤波器。
背景技术
近年来，宽带电力线载波技术迅速发展，以更稳定、更高速的优势逐渐取代窄带电力线载波技术，进入电能表自动抄表系统、路灯控制和智能家居领域。
中国公开号为CN103701427A的发明专利申请，公开了一种用于提高电力猫功率谱密度的家用电器外部前端滤波器，包括泄放电阻R，共模扼流圈Lf1和Lf2，X电容C1、C2、C3和C4，差模电感L1和L2，以及高压脉冲吸收电容C5、C6、C7和C8；泄放电阻R以及X电容C1、C2、C3和C4依次并联在零线与火线之间，共模扼流圈Lf1的两个线圈分别串联在电容C1和C2之间的零线和火线上，共模扼流圈Lf2的两个线圈分别串联在电容C2和C3之间的零线和火线上，差模电感L1和L2分别串联在X电容C3和C4之间的零线和火线上，高压脉冲吸收电容C5和C6串联，高压脉冲吸收电容C7和C8串联。从而实现抑制家用电器传导入电网的EMI干扰信号。但是，上述专利申请公开的滤波器未设计耦合器电路，不便于对载波信号的测试分析，特别是在点对点测试时不能很好地实现对信号的隔离与耦合，而且该现有滤波器没有根据宽带电力线载波的工作频段1-30MHz来设计，从而就不太适合用于宽带电力线载波通信测试系统。
发明内容
本发明的目的是搭建一个相对纯净的环境，滤除电力线上的噪声，为宽带电力线载波产品性能评估提供可靠环境，同时内部设计耦合器，将载波信号由差模信号转化为共模信号，使得载波信号可通过屏蔽射频线传输，给宽带电力线载波通信测试系统带来更大的方便。
为了实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：
一种宽带电力线载波通信测试系统用电源滤波电路，包括交流输入端、一级LC滤波网络、放电电阻、共模信号抑制电路、二级LC滤波网络及交流输出端，放电电阻和共模信号抑制电路设置于一级LC滤波网络和二级LC滤波网络之间的L线和N线之间；其特征在于：还包括载波信号耦合器及信号输出端，载波信号耦合器设置于一级LC滤波网络前端的L线和N线之间，信号输出端连接于载波信号耦合器的输出。
作为具体的技术方案，由所述一级LC滤波网络和二级LC滤波网络构成的二阶LC滤波电路在2-30MHz频段内信号衰减不少于70dB。
作为具体的技术方案，所述一级LC滤波网络和二级LC滤波网络由带有铁氧体磁芯的插装电感及可以抑制差模信号的X电容构成。
作为具体的技术方案，所述共模信号抑制电路为在地线与L线及或地线与N线之间加设的Y电容。
作为具体的技术方案，所述载波信号耦合器在1-30MHz频段内插损小于1dB。
作为具体的技术方案，所述载波信号耦合器由两个Y电容和一个电阻构成，电阻串接于两个Y电容之间，其中一个Y电容接地，电阻两端连接所述信号输出端。
一种宽带电力线载波通信测试系统用电源滤波器，包括金属外壳和电路板；电路板设置于金属外壳内，电路板上设置有电源滤波电路，电源滤波电路包括交流输入端、一级LC滤波网络、放电电阻、共模信号抑制电路、二级LC滤波网络及交流输出端，放电电阻和共模信号抑制电路设置于一级LC滤波网络和二级LC滤波网络之间的L线和N线之间；其特征在于：电源滤波电路还包括载波信号耦合器及信号输出端，载波信号耦合器设置于一级LC滤波网络前端的L线和N线之间，信号输出端连接于载波信号耦合器的输出。
作为具体的技术方案，所述电源滤波器还包括电源插头和电源插座，所述L线和N线构成的电源线选用屏蔽射频线缆，所述交流输入端为连接器J3、交流输出端为连接器J4、信号输出端为连接器J2，屏蔽射频线缆一端的铜丝包层与金属外壳、连接器J4的地连接在一起，另一端的铜丝包层与电源插头的地连接，屏蔽射频线缆内的两根线的一端分别与连接器J4上的L端、N端连接，两根线的另一端分别与电源插头上的L端、N端连接，连接器J3的N、地、L脚分别接到电源插座的N、地、L接线端。
作为具体的技术方案，所述电源滤波器还包括前挡板、后挡板、防磁波金属接头及馈线金属接头，前挡板和后挡板分别安装于金属外壳的前端开口和后端开口处，防磁波金属接头将所述屏蔽射频线缆固定于前挡板上；所述连接器J2上焊接馈线，馈线的金属包层接地，馈线金属接头将馈线固定在铝外壳的后档板上。
作为具体的技术方案，所述金属外壳内开有卡槽，所述电路板两边开绿油窗，敷焊锡，电路板插到金属外壳的卡槽内，电路板的地与金属外壳多面多点接触。
本发明的有益效果在于：搭建了一个相对纯净的环境，能够隔离电力线上的噪声，为宽带电力线载波产品性能评估提供可靠的测试环境，该滤波电路或滤波器内置了载波信号耦合器，可将载波信号由差模信号转化为共模信号，使得载波信号可通过屏蔽射频线传输，大大地提高了该滤波器的实用性。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的电源滤波电路的构成框图；
图2为本发明实施例一提供的电源滤波电路的电路原理图；
图3为本发明实施例二提供的电源滤波器的铝外壳的示意图；
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，本实施例提供一种内置耦合器的宽带电力线载波通信测试系统用电源滤波电路，包括交流输入端、一级LC滤波网络，共模信号抑制电路，放电电阻，二级LC滤波网络、载波信号耦合器、交流输出端及信号输出端。
结合图2所示，交流输入端即为连接器J3，交流输出端即为连接器J4，信号输出端即为连接器J2。一级LC滤波网络由环形电感L1、环形电感L3及X电容C1构成；二级LC滤波网络由环形电感L2、环形电感L4及两个X电容C4和C5构成。一级LC滤波网络和二级LC滤波网络由带有铁氧体磁芯的插装电感及可以抑制差模信号的X电容实现，形成的二阶LC滤波电路在2-30MHz频段内信号衰减不少于70dB。放电电阻R1选用的是200KΩ的插装碳膜电阻，用于减少由于电容储存的残留电荷可能对人体造成的危害。共模信号抑制电路为在地线与L线及地线与N线之间加设的Y电容C2和C3，均选用4.7nF的Y电容，用于抑制与地线的共模干扰信号。载波信号耦合器由两个Y电容C6、C7和一个电阻R192构成，用于将载波信号由差模信号转化为共模信号，使得载波信号可通过屏蔽射频线传输，载波信号耦合器在1-30MHz频段内可做到插损小于1dB。
具体的电路连接关系如图2所示，连接器J4的1脚接环形电感L2的一端，3脚接环形电感L4的一端，2脚接地，连接器J4的1脚和3脚上跨接两个X电容C4和C5；环形电感L2的另一端分别与Y电容C2、碳膜电阻R1、X电容C1、环形电感L1的一端相连，环形电感L4分别与Y电容C3、环形电感L3的一端及碳膜电阻R1、X电容C1的另一端相连，Y电容C2的另一端和Y电容C3的另一端相连，Y电容C2的另一端同时接地，环形电感L1的另一端与连接器J3的3脚连接，同时与电容C6的一端相连，环形电感L3的另一端与连接器J3的1脚连接，同时与电容C7的一端相连，连接器J3的2脚与电路板上的地连接，C6的另一端与R192的一端相连，C7的另一端与R192的另一端相连，同时接地，电阻R192两端并接连接器J2。
实施例二
本实施例提供一种内置耦合器的宽带电力线载波通信测试系统用电源滤波器，包括铝外壳、电路板、前挡板、后挡板、电源插头、电源插座、防磁波金属接头及馈线金属接头。
如图3所示，铝外壳内开有卡槽，电路板两边开绿油窗，敷焊锡，电路板插到铝外壳的卡槽内，电路板上设置有实施例一所述的电源滤波电路，电路板的地与铝外壳多面多点接触，确保良好的屏蔽效果。前挡板和后挡板分别安装于铝外壳的前端开口和后端开口处。
结合图2所示，电路板上的电源滤波电路中由L线和N线构成的电源线选用屏蔽射频线缆，屏蔽射频线缆一端的铜丝包层与铝外壳、连接器J4上的地连接在一起，另一端的铜丝包层与电源插头的地连接，屏蔽射频线缆内的两根线的一端分别与连接器J4上的L端、N端连接，两根线的另一端分别与电源插头上的L端、N端连接，连接器J3的N、地、L脚分别接到电源插座的N、地、L接线端。电路板上的连接器J2上焊接馈线，馈线的金属包层接地，馈线金属接头固定在铝外壳的后挡板上。
防磁波金属接头设置于前挡板上，用来固定接在电路板上的屏蔽射频线缆，同时可以减弱宽带载波信号的电磁辐射，进一步提升了整个内置耦合器的宽带电力线载波通信测试系统用电源滤波器的性能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明创作主旨的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的揭露范围之中。

Claims (10)

1.一种宽带电力线载波通信测试系统用电源滤波电路，包括交流输入端、一级LC滤波网络、放电电阻、共模信号抑制电路、二级LC滤波网络及交流输出端，放电电阻和共模信号抑制电路设置于一级LC滤波网络和二级LC滤波网络之间的L线和N线之间；其特征在于：还包括载波信号耦合器及信号输出端，载波信号耦合器设置于一级LC滤波网络前端的L线和N线之间，信号输出端连接于载波信号耦合器的输出。
2.根据权利要求1所述的电源滤波电路，其特征在于，由所述一级LC滤波网络和二级LC滤波网络构成的二阶LC滤波电路在2-30MHz频段内信号衰减不少于70dB。
3.根据权利要求2所述的电源滤波电路，其特征在于，所述一级LC滤波网络和二级LC滤波网络由带有铁氧体磁芯的插装电感及可以抑制差模信号的X电容构成。
4.根据权利要求1所述的电源滤波电路，其特征在于，所述共模信号抑制电路为在地线与L线及或地线与N线之间加设的Y电容。
5.根据权利要求1所述的电源滤波电路，其特征在于，所述载波信号耦合器在1-30MHz频段内插损小于1dB。
6.根据权利要求5所述的电源滤波电路，其特征在于，所述载波信号耦合器由两个Y电容和一个电阻构成，电阻串接于两个Y电容之间，其中一个Y电容接地，电阻两端连接所述信号输出端。
7.一种宽带电力线载波通信测试系统用电源滤波器，包括金属外壳和电路板；电路板设置于金属外壳内，电路板上设置有电源滤波电路，电源滤波电路包括交流输入端、一级LC滤波网络、放电电阻、共模信号抑制电路、二级LC滤波网络及交流输出端，放电电阻和共模信号抑制电路设置于一级LC滤波网络和二级LC滤波网络之间的L线和N线之间；其特征在于：电源滤波电路还包括载波信号耦合器及信号输出端，载波信号耦合器设置于一级LC滤波网络前端的L线和N线之间，信号输出端连接于载波信号耦合器的输出。
8.根据权利要求1所述的电源滤波器，其特征在于，所述电源滤波器还包括电源插头和电源插座，所述L线和N线构成的电源线选用屏蔽射频线缆，所述交流输入端为连接器J3、交流输出端为连接器J4、信号输出端为连接器J2，屏蔽射频线缆一端的铜丝包层与金属外壳、连接器J4的地连接在一起，另一端的铜丝包层与电源插头的地连接，屏蔽射频线缆内的两根线的一端分别与连接器J4上的L端、N端连接，两根线的另一端分别与电源插头上的L端、N端连接，连接器J3的N、地、L脚分别接到电源插座的N、地、L接线端。
9.根据权利要求8所述的电源滤波器，其特征在于，还包括前挡板、后挡板、防磁波金属接头及馈线金属接头，前挡板和后挡板分别安装于金属外壳的前端开口和后端开口处，防磁波金属接头将所述屏蔽射频线缆固定于前挡板上；所述连接器J2上焊接馈线，馈线的金属包层接地，馈线金属接头将馈线固定在铝外壳的后档板上。
10.根据权利要求8所述的电源滤波电路，其特征在于，所述金属外壳内开有卡槽，所述电路板两边开绿油窗，敷焊锡，电路板插到金属外壳的卡槽内，电路板的地与金属外壳多面多点接触。
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