CN210297726U - 功率线载波通信电路及直流智能供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种功率线载波通信电路及直流智能供电系统，该功率线载波通信电路包括第一解调电路及第一调制电路，第一调制电路将第一控制信号进行调制得到通信信号，并发送至功率线，第一解调电路接收所述通信信号，对所述通信信号进行解调得到第二控制信号，并发送至接收端。本实用新型技术方案通过第一调制电路进行信号调制，通过功率线进行信号传输，通过第一解调电路进行信号解调，实现了直流功率线载波通信，该通信方式无需设置通信线，而且电路成本低。

Description

功率线载波通信电路及直流智能供电系统

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种功率线载波通信电路及直流智能供电系统。

背景技术

随着物联网技术的发展，家庭用电设备如节能灯、电饭煲、电磁炉、微波炉、变频冰箱、变频空调、变频抽油烟机、电视机等实现智能互联。

目前不同的家庭用电设备间通讯都采用如下两种方式：采用有线通讯，有线通讯在功率线基础上增加信号线来传输信号，有线通讯对应用场地要求严格，如果布线时没有考虑信号线，后续不能增加信号线，的情况下不能使用；

采用无线通讯，通过在家庭用电设备上增加无线模块，通过无线信号进行通信，但这种成本高。

可见，现有的家庭用电设备存在成本高且布线不方便的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种功率线载波通信电路及直流智能供电系统，旨在降低电路的成本并提高布线的便利度。

为实现上述目的，本实用新型提出的功率线载波通信电路，所述功率线载波通信电路包括第一解调电路及第一调制电路；其中

所述第一调制电路，用于将发射端接收的第一控制信号进行调制得到通信信号，并通过功率线传输出去；

所述第一解调电路，用于接收所述功率线传输的所述通信信号，对所述通信信号进行解调得到第二控制信号，并发送至接收端。

优选地，所述第一调制电路包括开关电路及第一耦合电路；其中

所述开关电路，用于根据所述第一控制信号生成通信信号；

所述第一耦合电路，用于将所述通信信号耦合至所述功率线。

优选地，所述开关电路包括第一MOS管，所述第一MOS管的源极接地，所述第一MOS管的漏极与所述第一耦合电路连接，所述所述第一MOS管的栅极接收所述第一控制信号。

优选地，所述第一耦合电路包括第一电阻及第一电容；所述第一电阻的第一端与所述功率线连接，所述第一电阻的第二端与所述开关电路连接，所述第一电容的第一端与所述功率线连接，所述第一电容的第二端与所述开关电路连接。

优选地，所述第一解调电路包括第二耦合电路及滤波电路；其中

所述第二耦合电路，用于将所述通信信号从功率线耦合至滤波电路；

所述滤波电路，用于对所述通信信号进行低通滤波后得到第二控制信号，并发送至所述接收端。

优选地，所述第二耦合电路包括第二电容、第二电阻及第三电阻；所述第二电容的第一端与所述功率线连接，所述第二电容的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端经所述第三电阻接地；所述第二电阻的第二端还与所述滤波电路连接。

优选地，所述滤波电路包括第四电阻及第三电容；所述第四电阻的第一端与所述第二耦合电路连接，所述第四电阻的第二端与所述接收端连接；所述第三电容的第一端与所述第四电阻的第二端连接，所述第三电容的第二端接地。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种直流智能供电系统，所述直流智能供电系统包括AC/DC变换器及如上所述的功率线载波通信电路；所述AC/DC变换器与所述功率线连接。

优选地，所述直流智能供电系统还包括无线模块及中央控制器；所述模块与所述中央控制器连接，所述中央控制器与所述功率线连接。

优选地，所述直流智能供电系统还包括蓄电池及电池管理模块；所述蓄电池与所述电池管理模块连接，所述电池管理模块与所述功率线连接。

本实用新型技术方案中功率线载波通信电路包括第一解调电路及第一调制电路，第一调制电路将第一控制信号进行调制得到通信信号，并发送至功率线，第一解调电路接收所述通信信号，对所述通信信号进行解调得到第二控制信号，并发送至接收端。本实用新型技术方案通过第一调制电路进行信号调制，通过功率线进行信号传输，通过第一解调电路进行信号解调，实现了直流功率线载波通信，该通信方式无需设置通信线，而且电路成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型功率线载波通信电路一实施例的功能模块意图；

图2为本实用新型功率线载波通信电路一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型直流智能供电系统一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	第一调制电路	D1	第一二极管
200	第一解调电路	Q1	第一MOS管
				110	开关电路	L1～L2	第一电感至第二电感
120	第一耦合电路	10	AC/DC变换器
				210	第二耦合电路	20	LED驱动器
220	滤波电路	30	USB插座
				300	第二调制电路	40	DC插座
400	第二解调电路	50	无线模块
				C1～C3	第一电容至第三电容	60	中央控制器
R1～R4	第一电阻至第四电阻	70	蓄电池
						80	电池管理模块

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种功率线载波通信电路。

参照图1，在本实用新型实施例中，该功率线载波通信电路，所述功率线载波通信电路包括第一解调电路200及第一调制电路100。该功率线载波通信电路可用于两个用电设备之间的通信，分别为第一用电设备和第二用电设备，两个用电设备处于同一用电系统中。

所述第一调制电路100，用于将发射端接收的第一控制信号进行调制得到通信信号，并发送至功率线。

值得说明的是，该第一调制电路100位于第一用电设备中，发射端位于第一用电设备中。

所述第一解调电路200，用于接收所述通信信号，对所述通信信号进行解调得到第二控制信号，并发送至接收端。

第一解调电路200设置于第二用电设备中，接收端位于第二用电设备的中。两个用电设备之间能够进行单向通信。

为实现双向通信，第一用电设备中还可设置第二解调电路400，第二用电设备中设置第二调制电路300。第二解调电路400与第一解调电路200的结构相同，第二调制电路300与第一调制电路100的结构也相同。

该功率线载波通信电路还包括第一电感L1及第二电感L2，第一电感L1及第二电感L2起到隔离的作用，防止第一调制电路100或者第二调制电路300输出的脉冲信号串如其他的用电设备，造成信号干扰。

本实用新型技术方案中功率线载波通信电路包括第一解调电路200及第一调制电路100，第一调制电路100将发射端接收的第一控制信号进行调制得到通信信号，并发送至功率线，第一解调电路200接收所述通信信号，对所述通信信号进行解调得到第二控制信号，并发送至接收端。本实用新型技术方案通过第一调制电路100进行信号调制，通过功率线进行信号传输，通过第一解调电路200进行信号解调，实现了直流功率线载波通信，该通信方式无需设置通信线，而且电路成本低。

参照图2，进一步地，所述第一调制电路100包括开关电路110及第一耦合电路120；其中

所述开关电路110，用于根据所述第一控制信号生成通信信号；

所述第一耦合电路120，用于将所述通信信号耦合至所述功率线。

本实施例中，第一控制信号为PWM信号，经过开关电路110及第一耦合电路120共同调制后形成预设幅值及预设占空比的脉冲信号。

具体地，所述开关电路110包括第一MOS管Q1，所述第一MOS管Q1的源极接地，所述第一MOS管Q1的漏极与所述第一耦合电路120连接，所述所述第一MOS管Q1的栅极接收所述第一控制信号。

所述第一耦合电路120包括第一电阻R1及第一电容C1；所述第一电阻R1的第一端与所述功率线连接，所述第一电阻R1的第二端与所述开关电路110连接，所述第一电容C1的第一端与所述功率线连接，所述第一电容C1的第二端与所述开关电路110连接。

值得说明的是，当第一MOS管Q1导通时，第一电容C1充电，当第一MOS管Q1断开时，第一电容C1开始放电，通过设置第一电容C1的电容值可以调节脉冲信号的波形。

具体地，所述第一解调电路200包括第二耦合电路210及滤波电路220；其中

所述第二耦合电路210，用于将所述通信信号从功率线耦合至滤波电路220；

所述滤波电路220，用于对所述通信信号进行低通滤波后得到第二控制信号，并发送至所述接收端。

值得说明的是，第二耦合电路210与滤波电路220共同作用，以将功率线中传输的脉冲信号解调，得到第二控制信号。

具体地，所述第二耦合电路210包括第二电容C2、第二电阻R2及第三电阻R3；所述第二电容C2的第一端与所述功率线连接，所述第二电容C2的第二端与所述第二电阻R2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端经所述第三电阻R3接地；所述第二电阻R2的第二端还与所述滤波电路220连接。

第二耦合电路210还包括第一二极管D1，所述第一二极管D1的阳极接地，所述第一二极管D1的阴极与所述第二电阻R2的第二端连接。第一二极管D1的能够在输入的电压过大时反向导通，从而保护后端的控制器不被毁坏。

所述滤波电路220包括第四电阻R4及第三电容C3；所述第四电阻R4的第一端与所述第二耦合电路210连接，所述第四电阻R4的第二端与所述第二控制器连接；所述第三电容C3的第一端与所述第四电阻R4的第二端连接，所述第三电容C3的第二端接地。

需要说明的是，电流流经所述第二电容C2、第二电阻R2及第三电阻R3后入地，并在第三电阻R3上产生压降，第三电阻R3的第一端输出耦合得到的电压信号，在经所述滤波电路220进行整形后得到所需的第二控制信号。

参照图3，基于上述的功率线载波通信电路，本实用新型还提出一种直流智能供电系统，所述直流智能供电系统包括AC/DC变换器10及如上所述的功率线载波通信电路；所述AC/DC变换器10与所述功率线连接。

在一应用场景下，该功率线载波通信电路应用于家用的供电系统，为LED灯、手机、平板电脑、电视机、风扇等用电设备供电，因此该功率线上还连接有LED驱动器20、USB插座30、DC插座40等，用以与用电设备进行匹配。

进一步地，所述直流智能供电系统还包括无线模块50及中央控制器60；所述无线模块50与所述中央控制器60连接，所述中央控制器60与所述功率线连接。无线模块50可以采用蓝牙、WiFi、ZigBee等实现，用户可以通过无线模块50与用电设备进行通讯，获取用电设备的工作状态，从而可以在手机等终端实现实时的控制。

可以理解的是，功率线载波通信电路分别设置于用电设备中。每一用电设备能够实现双向通信。

进一步地，所述直流智能供电系统还包括蓄电池70及电池管理模块80；所述蓄电池70与所述电池管理模块80连接，所述电池管理模块70与所述功率线连接。

为提高供电的稳定性，该直流智能供电系统还设置有蓄电池70及电池管理模块80，其中蓄电池70由太阳能、风能等清洁能源进行供电，在交流电网出现供电故障时，由蓄电池70为功率线提供电能。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种功率线载波通信电路，其特征在于，所述功率线载波通信电路包括第一解调电路及第一调制电路；其中

所述第一调制电路，用于将发射端接收的第一控制信号进行调制得到通信信号，并通过功率线传输出去；

所述第一解调电路，用于接收所述功率线传输的所述通信信号，对所述通信信号进行解调得到第二控制信号，并发送至接收端。

2.如权利要求1所述的功率线载波通信电路，其特征在于，所述第一调制电路包括开关电路及第一耦合电路；其中

所述开关电路，用于根据所述第一控制信号生成通信信号；

所述第一耦合电路，用于将所述通信信号耦合至所述功率线。

3.如权利要求2所述的功率线载波通信电路，其特征在于，所述开关电路包括第一MOS管，所述第一MOS管的源极接地，所述第一MOS管的漏极与所述第一耦合电路连接，所述第一MOS管的栅极接收所述第一控制信号。

4.如权利要求2所述的功率线载波通信电路，其特征在于，所述第一耦合电路包括第一电阻及第一电容；所述第一电阻的第一端与所述功率线连接，所述第一电阻的第二端与所述开关电路连接，所述第一电容的第一端与所述功率线连接，所述第一电容的第二端与所述开关电路连接。

5.如权利要求2所述的功率线载波通信电路，其特征在于，所述第一解调电路包括第二耦合电路及滤波电路；其中

所述第二耦合电路，用于将所述通信信号从功率线耦合至滤波电路；

所述滤波电路，用于对所述通信信号进行低通滤波后得到第二控制信号，并发送至所述接收端。

6.如权利要求5所述的功率线载波通信电路，其特征在于，所述第二耦合电路包括第二电容、第二电阻及第三电阻；所述第二电容的第一端与所述功率线连接，所述第二电容的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端经所述第三电阻接地；所述第二电阻的第二端还与所述滤波电路连接。

7.如权利要求5所述的功率线载波通信电路，其特征在于，所述滤波电路包括第四电阻及第三电容；所述第四电阻的第一端与所述第二耦合电路连接，所述第四电阻的第二端与所述接收端连接；所述第三电容的第一端与所述第四电阻的第二端连接，所述第三电容的第二端接地。

8.一种直流智能供电系统，其特征在于，所述直流智能供电系统包括AC/DC变换器及如权利要求1～7任意一项所述的功率线载波通信电路；所述AC/DC变换器与所述功率线连接。

9.如权利要求8所述的直流智能供电系统，其特征在于，所述直流智能供电系统还包括无线模块及中央控制器；所述模块与所述中央控制器连接，所述中央控制器与所述功率线连接。

10.如权利要求9所述的直流智能供电系统，其特征在于，所述直流智能供电系统还包括蓄电池及电池管理模块；所述蓄电池与所述电池管理模块连接，所述电池管理模块与所述功率线连接。

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