CN109274404A - 基于电力载波线路的led模块信号发送电路 - Google Patents

基于电力载波线路的led模块信号发送电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于电力载波线路的LED模块信号发送电路，包括使能控制单元、信号驱动单元和信号隔离单元；所述信号驱动单元，用于对信号端的数据激励、放大后经发射端TX发送出去；所述使能控制单元，用于启动或者关闭所述信号驱动单元；所述信号隔离单元，用于在所述信号驱动单元启动时隔离信号接收链路。本发明的基于电力载波线路的LED模块信号发送电路，在接收信号的情况下保持高阻抗、在发送信号的情况下具有高线性度的驱动能力、同时能够低功耗待机。

Description

基于电力载波线路的LED模块信号发送电路
技术领域
本发明属于智能照明技术领域，具体涉及一种基于电力载波线路的LED模块信号发送电路。
背景技术
电力载波通讯PLC(Power Line Communication)是电力系统特有的通讯方式，电力载波通讯是利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线就能进行数据传递。
目前，直流智能照明系统中，应用电力载波通讯进行数据传递，LED模块的控制器将数据传递至电力线，电力线将多个LED模块控制器发送的数据传递至集控器，借助电力线实现LED模块控制器和集控器之间的数据通信。LED模块控制器通过信号收发电路将数据传递至电力线；接收由集控器下发、电力线传输的数据。其中，信号发送电路用于将LED模块控制器需要上传至集控器的数据发送至电力线，信号发送电路需要在接收信号的情况下保持高阻抗、在发送信号的情况下具有高线性度的驱动能力以驱动繁重的线路负载、同时低功耗待机。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于电力载波线路的LED模块信号发送电路，该信号发送电路在接收信号的情况下保持高阻抗、在发送信号的情况下具有高线性度的驱动能力、同时能够低功耗待机。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于电力载波线路的LED模块信号发送电路，包括使能控制单元、信号驱动单元和信号隔离单元；
所述信号驱动单元，用于对信号端的数据激励、放大后经发射端TX发送出去；
所述使能控制单元，用于启动或者关闭所述信号驱动单元；
所述信号隔离单元，用于在所述信号驱动单元启动时隔离信号接收链路。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述信号驱动单元包括三极管一Q1、三极管四Q4、电阻一R1、电阻二R2；
所述三极管一Q1的发射极极串联发射极电阻Re1后连接直流电源VCC，其基极连接所述信号端，其集电极连接所述信号隔离单元；
所述三极管四Q4的集电极连接直流电源VCC，其基极连接三极管一Q1的集电极，其发射极连接电阻一R1；
所述电阻二R2和电阻一R1串联，且串联节点为A，所述电阻二R2连接所述发射端TX。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述使能控制单元包括三极管三Q3、三极管五Q5；
所述三极管三Q3的基极连接使能控制端，其发射极接地，其集电极连接电阻三R3后连接三极管一Q1的基极；
所述三极管五Q5的基极连接电阻四R4后连接三极管三Q3的集电极，其集电极接地，其发射极连接电阻五R5后连接节点A。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述信号隔离电路包括三极管二Q2、隔离电容C、隔离电感L；
所述三极管二Q2的基极连接三极管一Q1的集电极和三极管四Q4基极，其基极还连接基极电阻Rb2后接地；其集电极连接集电极电阻Rc2后接地；其发射极连接三极管五Q5的基极；
所述隔离电感L的两端分别连接发射端TX和接收端RX；
所述隔离电容C的一端串联电阻二R2，其另一端连接发射端TX。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述信号隔离电路还包括隔离二极管D，所述隔离二极管D的正极连接三极管五Q5的集电极，其负极连接隔离电容C和发射端TX之间的节点B。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述三极管一Q1为PNP型三极管，所述三极管四Q4为NPN型三极管。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述三极管三一Q3为NPN型三极管，所述三极管五Q5为PNP型三极管。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述三极管二Q2为PNP型三极管。
本发明的有益效果：本发明的基于电力载波线路的LED模块信号发送电路，在接收信号的情况下保持高阻抗、在发送信号的情况下具有高线性度的驱动能力、同时能够低功耗待机。
附图说明
图1是本发明优选实施例中信号发送电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，本实施例公开了一种基于电力载波线路的LED模块信号发送电路，包括使能控制单元、信号驱动单元和信号隔离单元；
上述信号驱动单元，用于对信号端的数据激励、放大后经发射端TX发送出去；
上述使能控制单元，用于启动或者关闭上述信号驱动单元；
上述信号隔离单元，用于在上述信号驱动单元启动时隔离信号接收链路。
具体的，上述信号驱动单元包括三极管一Q1、三极管四Q4、电阻一R1、电阻二R2；
上述三极管一Q1的发射极极串联发射极电阻Re1后连接直流电源VCC，其基极连接上述信号端，其集电极连接上述信号隔离单元；上述三极管四Q4的集电极连接直流电源VCC，其基极连接三极管一Q1的集电极，其发射极连接电阻一R1；上述电阻二R2和电阻一R1串联，且串联节点为A，上述电阻二R2连接上述发射端TX。
上述使能控制单元包括三极管三Q3、三极管五Q5；
上述三极管三Q3的基极连接使能控制端，其发射极接地，其集电极连接电阻三R3后连接三极管一Q1的基极；上述三极管五Q5的基极连接电阻四R4后连接三极管三Q3的集电极，其集电极接地，其发射极连接电阻五R5后连接节点A。
上述信号隔离电路包括三极管二Q2、隔离电容C、隔离电感L、隔离二极管D；
上述三极管二Q2的基极连接三极管一Q1的集电极和三极管四Q4基极，其基极还连接基极电阻Rb2后接地；其集电极连接集电极电阻Rc2后接地；其发射极连接三极管五Q5的基极；上述隔离电感L的两端分别连接发射端TX和接收端RX；上述隔离电容C的一端串联电阻二R2，其另一端连接发射端TX；上述隔离二极管D的正极连接三极管五Q5的集电极，其负极连接隔离电容C和发射端TX之间的节点B。
本实施例技术方案中，上述三极管一Q1、三极管五Q5、三极管二Q2均优选为PNP型三极管。上述三极管三Q3、三极管四Q4均优选为NPN型三极管。
以上结构的信号发送电路，其各个工作状态的工作原理如下：
(一)待机状态下：使能端输入高电平，此时三极管三Q3导通，三极管一Q1和三极管五Q5的基极电压被拉低，使得三极管一Q1和三极管五Q5均导通；三极管一Q1时带动三极管四Q4导通，同时三极管二Q2关闭。整个信号发送电路的回路为：三极管一Q1→三极管四Q4→三极管五Q5→GND，进入低功耗待机模式。
当使能端输入低电平，此时三极管三Q3关闭时，三极管一Q1、三极管四Q4、三极管二Q2和三极管五Q5均根据信号端的输入信号正常工作。其中三极管一Q1低电平导通，三极管二Q2低电平导通，三极管四Q4高电平导通，三极管五Q5低电平导通。
该信号发送电路中，通过控制三极管三Q3的通断来切换信号发送电路进入信号发送模式或者待机模式。
(二)信号发送状态下：使能端输入低电平，此时三极管三Q3关闭；三极管一Q1低电平导通，对信号端的数据进行激励(电压放大)、并翻转，三极管四Q4高电平导通，对激励后的信号进行电路放大。整个信号发送电路的回路为：三极管一Q1→三极管四Q4→电阻一R1→电阻二R2→隔离电容C→发射端TX→隔离电感L→接收端RX→GND，整个回路具有高线性度驱动负载的能力，电压输入驱动最大值30V，支持在200KHz和50Ω的线路负载下，-86dB的THD，在3MHz和50Ω的线路负载下-70dB的THD。
(三)接收信号状态下：三极管三Q3关闭，信号端在低电平周期下，三极管一Q1导通，三极管四Q4导通，三极管二Q2关闭，三极管五Q5关闭，信号端的信号经三极管一Q1、三极管四Q4放大后给隔离电容C充电；
信号端的高电平周期下，三极管一Q1关闭，三极管二Q2导通，三极管四Q4关闭，三极管五Q5导通，信号端在低电平周期下隔离电容C的充电量经电阻五R5、三极管五Q5再到GND放电。以此来进一步隔离接收端接收信号，在接收信号的情况下保持高阻抗。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种基于电力载波线路的LED模块信号发送电路，其特征在于：包括使能控制单元、信号驱动单元和信号隔离单元；
所述信号驱动单元，用于对信号端的数据激励、放大后经发射端(TX)发送出去；
所述使能控制单元，用于启动或者关闭所述信号驱动单元；
所述信号隔离单元，用于在所述信号驱动单元启动时隔离信号接收链路。
2.如权利要求1所述的基于电力载波线路的LED模块信号发送电路，其特征在于：所述信号驱动单元包括三极管一(Q1)、三极管四(Q4)、电阻一(R1)、电阻二(R2)；
所述三极管一(Q1)的发射极极串联发射极电阻(Re1)后连接直流电源(VCC)，其基极连接所述信号端，其集电极连接所述信号隔离单元；
所述三极管四(Q4)的集电极连接直流电源(VCC)，其基极连接三极管一(Q1)的集电极，其发射极连接电阻一(R1)；
所述电阻二(R2)和电阻一(R1)串联，且串联节点为A，所述电阻二(R2)连接所述发射端(TX)。
3.如权利要求2所述的基于电力载波线路的LED模块信号发送电路，其特征在于：所述使能控制单元包括三极管三(Q3)、三极管五(Q5)；
所述三极管三(Q3)的基极连接使能控制端，其发射极接地，其集电极连接电阻三(R3)后连接三极管一(Q1)的基极；
所述三极管五(Q5)的基极连接电阻四(R4)后连接三极管三(Q3)的集电极，其集电极接地，其发射极连接电阻五(R5)后连接节点A。
4.如权利要求3所述的基于电力载波线路的LED模块信号发送电路，其特征在于：所述信号隔离电路包括三极管二(Q2)、隔离电容(C)、隔离电感(L)；
所述三极管二(Q2)的基极连接三极管一(Q1)的集电极和三极管四(Q4)基极，其基极还连接基极电阻(Rb2)后接地；其集电极连接集电极电阻(Rc2)后接地；其发射极连接三极管五(Q5)的基极；
所述隔离电感(L)的两端分别连接发射端(TX)和接收端(RX)；
所述隔离电容(C)的一端串联电阻二(R2)，其另一端连接发射端(TX)。
5.如权利要求4所述的基于电力载波线路的LED模块信号发送电路，其特征在于：所述信号隔离电路还包括隔离二极管(D)，所述隔离二极管(D)的正极连接三极管五(Q5)的集电极，其负极连接隔离电容(C)和发射端(TX)之间的节点B。
6.如权利要求2所述的基于电力载波线路的LED模块信号发送电路，其特征在于：所述三极管一(Q1)为PNP型三极管，所述三极管四(Q4)为NPN型三极管。
7.如权利要求3所述的基于电力载波线路的LED模块信号发送电路，其特征在于：所述三极管三一(Q3)为NPN型三极管，所述三极管五(Q5)为PNP型三极管。
8.如权利要求4所述的基于电力载波线路的LED模块信号发送电路，其特征在于：所述三极管二(Q2)为PNP型三极管。
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