CN203324328U - 智能电表用电力线载波通信隔离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能电表用电力线载波通信隔离装置，包括：外壳、电力线载波通信电路和隔离电路；所述电力线载波通信电路和所述隔离电路安装在所述外壳内部；所述电力线载波通信电路和所述隔离电路的一端电连接；所述隔离电路的另一端用于与智能电表的基表电连接。本实用新型提供的智能电表用电力线载波通信隔离装置，当将该电力线载波通信隔离装置与基表连接时，则基表和电力线载波通信隔离装置是两个独立装置，电力线载波通信隔离装置与基表共同构成智能电表。因此，当有强脉冲或浪涌灌入基表时，不会损坏电力线载波通信隔离装置；同时，当有强脉冲或浪涌灌入电力线载波通信隔离装置时，也不会损坏基表，从而增强了整个系统的安全性和可靠性。

Description

智能电表用电力线载波通信隔离装置

技术领域

本实用新型属于电力线载波通信技术领域，具体涉及一种智能电表用电力线载波通信隔离装置。

背景技术

电力线载波通信是以配电线作为信息传输媒介传输数据的通信方式。由于电力线网络是目前覆盖范围最广的网络，因此，具有巨大的潜在利用价值。

目前，将电力线载波通信技术与电表相结合，可设计出智能电表，从而实现远程抄表的效果。其工作原理为：基表将测量得到的电量数据上传给电力线载波通信模块，电力线载波通信模块将接收到的电量数据转化为适合在电力线上传输的信号格式；然后将转化得到的信号通过电力线传输给集中器；集中器与上位计算机进行通信，从而实现远程抄表。

但是，在实现本实用新型的过程中，实用新型人发现，现有技术至少存在以下问题：

基表与电力线载波通信模块之间采用共GND直接相连的方式，因此，一旦有强脉冲或浪涌灌入到基表或电力线载波通信模块后，由于整个系统共GND，危险电压或电流会流经整个系统相关部分，导致整个系统损坏；例如，当有强脉冲或浪涌灌入到基表时，也会灌入到电力线载波通信模块内部，从而不仅造成了基表毁坏，也造成了电力线载波通信模块毁坏，因此，增大了危害所造成的损失。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种智能电表用电力线载波通信隔离装置，当将该电力线载波通信隔离装置与基表连接时，则基表和电力线载波通信隔离装置是两个独立装置，从而增强了整个系统的安全性和可靠性。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种智能电表用电力线载波通信隔离装置，包括：外壳、电力线载波通信电路和隔离电路；所述电力线载波通信电路和所述隔离电路安装在所述外壳内部；所述电力线载波通信电路和所述隔离电路的一端电连接；所述隔离电路的另一端用于与智能电表的基表电连接。

优选的，所述隔离电路包括信号隔离电路和电源隔离电路。

优选的，所述电源隔离电路采用DC/DC隔离电源芯片；所述DC/DC隔离电源芯片用于与所述基表12V电源接口电连接。

优选的，所述DC/DC隔离电源芯片为MORNSON公司的H1212RN-2W隔离电源芯片。

优选的，所述信号隔离电路采用数字隔离芯片；所述数字隔离芯片用于与所述基表的一种以上信号接口电连接。

优选的，所述数字隔离芯片为TI公司的ADUM1401数字隔离芯片。

优选的，所述信号接口为EVENOUT信号接口、STA信号接口、RST信号接口、RXD信号接口、SET信号接口和TXD信号接口中的一种或几种。

优选的，所述电力线载波通信电路包括主控芯片；所述主控芯片设置EVENOUT-b信号接口、RST-b信号接口、RXD-b信号接口、STA-b信号接口、SET-b信号接口和TXD-b信号接口；

所述信号隔离电路包括第一信号隔离电路和第二信号隔离电路；所述第一信号隔离电路设置EVENOUT-c信号接口、RST-c信号接口、RXD-c信号接口、STA-c信号接口、EVENOUT-a信号接口、RST-a信号接口、RXD-a信号接口、STA-a信号接口；所述第二信号隔离电路设置SET-c信号接口、TXD-c信号接口、SET-a信号接口、TXD-a信号接口；

所述智能电表的基表设置EVENOUT-d信号接口、RST-d信号接口、RXD-d信号接口、STA-d信号接口、SET-d信号接口和TXD-d信号接口；

其中，所述EVENOUT-d信号接口与所述EVENOUT-a信号接口电连接，所述RST-d信号接口与所述RST-a信号接口电连接，所述RXD-d信号接口与所述RXD-a信号接口电连接，所述STA-d信号接口与所述STA-a信号接口电连接；所述SET-d信号接口与所述SET-a信号接口电连接；所述TXD-d信号接口与所述TXD-a信号接口电连接；

所述EVENOUT-c信号接口与所述EVENOUT-b信号接口电连接；所述RST-c信号接口与所述RST-b信号接口电连接；所述RXD-c信号接口与所述RXD-b信号接口电连接；所述STA-c信号接口与所述STA-b信号接口电连接；

所述SET-c信号接口与所述SET-b信号接口电连接；所述TXD-c信号接口与所述TXD-b信号接口电连接。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供的智能电表用电力线载波通信隔离装置，当将该电力线载波通信隔离装置与基表连接时，则基表和电力线载波通信隔离装置是两个独立装置，电力线载波通信隔离装置与基表共同构成智能电表。因此，当有强脉冲或浪涌灌入基表时，不会损坏电力线载波通信隔离装置；同时，当有强脉冲或浪涌灌入电力线载波通信隔离装置时，也不会损坏基表，从而增强了整个系统的安全性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型提供的智能电表用电力线载波通信隔离装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的智能电表的基表开盖结构示意图；

图3为本实用新型提供的电力线载波通信电路的正面示意图；

图4为本实用新型提供的电力线载波通信电路的侧面示意图；

图5为本实用新型提供的电力线载波通信电路的顶面示意图；

图6为本实用新型提供的基表与电力线载波通信电路接口定义图；

图7为本实用新型提供的电源隔离电路的一种具体连接电路图；

图8为本实用新型提供的一种具体的信号隔离电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细说明：

如图1所示，本实用新型提供一种智能电表用电力线载波通信隔离装置，包括：外壳、电力线载波通信电路和隔离电路；电力线载波通信电路和隔离电路安装在外壳内部；电力线载波通信电路和隔离电路的一端电连接；隔离电路的另一端用于与智能电表的基表电连接。

本实用新型中，隔离电路包括信号隔离电路和电源隔离电路，通过信号隔离电路隔离各类传输信号，通过电源隔离电路隔离传输的电流或电压，从而全方位实现了智能电表的基表与电力线载波通信电路之间的电气隔离，保证了系统的安全性。如图2所示，为本实用新型提供的智能电表的基表开盖结构示意图；如图3-5所示，为本实用新型提供的电力线载波通信电路的结构示意图。如图6所示，为根据国家电网公司企业标准Q/GDW355-2009要求，基表与电力线载波通信电路接口定义图。其中，其中有7个信号接口(包括状态)，分别为：RESERVE信号接口、EVENOUT信号接口、STA信号接口、RST信号接口、RXD信号接口、SET信号接口和TXD信号接口；5个电源接口分别为：VDD电源接口、VSS电源接口和VCC电源接口。信号接口和电源接口的定义如表1所示。

表1

以下分别介绍电源隔离电路和信号隔离电路：

(一)电源隔离电路

对基表的12V电源接口，电源隔离电路可以采用DC/DC隔离电源芯片；其中，DC/DC隔离电源芯片包括但不限于MORNSON公司的H1212RN-2W隔离电源芯片，该隔离电源芯片电源转换效率为80％，实现6000Vrms物理隔离。如图7所示，为电源隔离电路的一种具体连接电路图：隔离电源芯片一侧a端接基表12V电源接口和GND接口，即12Va与12V直连，GND与GNDa直连，另外一侧b端接电力线载波通信电路的PA功率放大电路，隔离输出12Vb为PA供电，实现12V电源接口的隔离，b侧输出12Vb连接到LTC3631，输出3.3Vb电压供给电力线载波通信电路使用，这样既实现了基表与电力线载波通信电路之间物理隔离，同时使用了DC/DC，相对于线性LDO，提高了电源转换效率。

对于5V电源接口，连至5Va，作为数字隔离芯片基表侧供电所用。

(二)信号隔离电路

信号隔离电路采用数字隔离芯片；数字隔离芯片用于与基表的一种以上信号接口电连接。其中，数字隔离芯片包括但不限于TI公司的ADUM1401数字隔离芯片。以基表设置EVENOUT信号接口、STA信号接口、RST信号接口、RXD信号接口、SET信号接口和TXD信号接口共六种信号接口为例，介绍一种具体的信号隔离电路。

如图8所示，电力线载波通信电路包括主控芯片；主控芯片设置EVENOUT-b信号接口、RST-b信号接口、RXD-b信号接口、STA-b信号接口、SET-b信号接口和TXD-b信号接口；

所述信号隔离电路包括第一信号隔离电路和第二信号隔离电路；所述第一信号隔离电路设置EVENOUT-c信号接口、RST-c信号接口、RXD-c信号接口、STA-c信号接口、EVENOUT-a信号接口、RST-a信号接口、RXD-a信号接口、STA-a信号接口；所述第二信号隔离电路设置SET-c信号接口、TXD-c信号接口、SET-a信号接口、TXD-a信号接口；

所述智能电表的基表设置EVENOUT-d信号接口、RST-d信号接口、RXD-d信号接口、STA-d信号接口、SET-d信号接口和TXD-d信号接口；

其中，所述EVENOUT-d信号接口与所述EVENOUT-a信号接口电连接，所述RST-d信号接口与所述RST-a信号接口电连接，所述RXD-d信号接口与所述RXD-a信号接口电连接，所述STA-d信号接口与所述STA-a信号接口电连接；所述SET-d信号接口与所述SET-a信号接口电连接；所述TXD-d信号接口与所述TXD-a信号接口电连接；

所述EVENOUT-c信号接口与所述EVENOUT-b信号接口电连接；所述RST-c信号接口与所述RST-b信号接口电连接；所述RXD-c信号接口与所述RXD-b信号接口电连接；所述STA-c信号接口与所述STA-b信号接口电连接；

所述SET-c信号接口与所述SET-b信号接口电连接；所述TXD-c信号接口与所述TXD-b信号接口电连接。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种智能电表用电力线载波通信隔离装置，其特征在于，包括：外壳、电力线载波通信电路和隔离电路；所述电力线载波通信电路和所述隔离电路安装在所述外壳内部；所述电力线载波通信电路和所述隔离电路的一端电连接；所述隔离电路的另一端用于与智能电表的基表电连接。

2.根据权利要求1所述的智能电表用电力线载波通信隔离装置，其特征在于，所述隔离电路包括信号隔离电路和电源隔离电路。

3.根据权利要求2所述的智能电表用电力线载波通信隔离装置，其特征在于，所述电源隔离电路采用DC/DC隔离电源芯片；所述DC/DC隔离电源芯片用于与所述基表12V电源接口电连接。

4.根据权利要求3所述的智能电表用电力线载波通信隔离装置，其特征在于，所述DC/DC隔离电源芯片为MORNSON公司的H1212RN-2W隔离电源芯片。

5.根据权利要求2所述的智能电表用电力线载波通信隔离装置，其特征在于，所述信号隔离电路采用数字隔离芯片；所述数字隔离芯片用于与所述基表的一种以上信号接口电连接。

6.根据权利要求5所述的智能电表用电力线载波通信隔离装置，其特征在于，所述数字隔离芯片为TI公司的ADUM1401数字隔离芯片。

7.根据权利要求5所述的智能电表用电力线载波通信隔离装置，其特征在于，所述信号接口为EVENOUT信号接口、STA信号接口、RST信号接口、RXD信号接口、SET信号接口和TXD信号接口中的一种或几种。

8.根据权利要求7所述的智能电表用电力线载波通信隔离装置，其特征在于，所述电力线载波通信电路包括主控芯片；所述主控芯片设置EVENOUT-b信号接口、RST-b信号接口、RXD-b信号接口、STA-b信号接口、SET-b信号接口和TXD-b信号接口；

所述信号隔离电路包括第一信号隔离电路和第二信号隔离电路；所述第一信号隔离电路设置EVENOUT-c信号接口、RST-c信号接口、RXD-c信号接口、STA-c信号接口、EVENOUT-a信号接口、RST-a信号接口、RXD-a信号接口、STA-a信号接口；所述第二信号隔离电路设置SET-c信号接口、TXD-c信号接口、SET-a信号接口、TXD-a信号接口；

所述智能电表的基表设置EVENOUT-d信号接口、RST-d信号接口、RXD-d信号接口、STA-d信号接口、SET-d信号接口和TXD-d信号接口；

其中，所述EVENOUT-d信号接口与所述EVENOUT-a信号接口电连接，所述RST-d信号接口与所述RST-a信号接口电连接，所述RXD-d信号接口与所述RXD-a信号接口电连接，所述STA-d信号接口与所述STA-a信号接口电连接；所述SET-d信号接口与所述SET-a信号接口电连接；所述TXD-d信号接口与所述TXD-a信号接口电连接；

所述EVENOUT-c信号接口与所述EVENOUT-b信号接口电连接；所述RST-c信号接口与所述RST-b信号接口电连接；所述RXD-c信号接口与所述RXD-b信号接口电连接；所述STA-c信号接口与所述STA-b信号接口电连接；

所述SET-c信号接口与所述SET-b信号接口电连接；所述TXD-c信号接口与所述TXD-b信号接口电连接。

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