CN212909521U - 一种基于三相hplc模块的通信装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电力载波通信技术领域，具体涉及一种基于三相HPLC模块的通信装置。包括单片机，所示单片机顺次连接有信号处理单元、滤波单元和电能表，所述单片机还顺次连接有三相HPLC模块和电力线，所述三相HPLC模块和电力线之间连接有耦合单元。本实用新型的有益效果是：本实用新型通过滤波单元实现载波信号的接收限幅滤波功能，通过信号处理单元将载波模拟信号转换为数字信号后发送给单片机，单片机通过三相HPLC模块进行通信，结构简单，使用方便，能实现基于电力线通信网络的电子终端设备之间可靠的数据传输，能最大程度的避免信号相互干扰，抗干扰能力强、传输距离远。

Description

一种基于三相HPLC模块的通信装置

技术领域

本实用新型属于电力载波通信技术领域，具体地说，尤其涉及一种基于三相HPLC模块的通信装置。

背景技术

随着国家智能电网的逐步建立，低压电力线载波通信技术在电能及各种能源计量领域得到了深入地应用，未来电网必然是用电、计费、通信于一体化的自动化系统，由于载波通信利用电力线本身作为传输信道，使得其作为通信手段具有无可比拟的优势，并且电力线载波通信在未来的家用电器自动化控制等领域的应用范围和前景都将会十分广泛，因此其具有巨大的经济效益和显著的社会效益，然而，中国电网存在诸多不利于低压电力线载波通信技术发展的因素，例如其电网谐波干扰严重、无电器噪声限制的强制标准、低压配电网的分支多、其复杂的拓扑结构导致了网络阻抗时变及非线性，在如此恶劣的电网环境下，实现低压电力载波通讯技术的关键在于解决电力线网络的阻抗匹配、电力线信号衰减、噪声及干扰等问题。

基于此，有必要设计一种抗干扰能力强、传输距离远的通信装置。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种冷基于三相HPLC模块的通信装置。

为了实现上述技术目的，本实用新型一种基于三相HPLC模块的通信装置采用的技术方案为：

一种基于三相HPLC模块的通信装置，包括单片机，所示单片机顺次连接有信号处理单元、滤波单元和电能表，所述单片机还顺次连接有三相HPLC模块和电力线，所述三相HPLC模块和电力线之间连接有耦合单元。

进一步地，所述滤波单元用于载波信号的接收限幅滤波功能，经电能表进来的载波信号SigRx，一路经电阻R3限流，二极管D1、D2双向限幅后，经电容C3耦合后，由电阻R1、R5电平调整后通过引脚SigIn1进入所述信号处理单元；另一路载波信号SigRx1经电阻R7、R11分压处理后经电容C6耦合后，由电阻R7、R11电平调整后通过引脚SigIn2进入所述载波信号处理单元。

进一步地，所述信号处理单元用于将从所述滤波单元接收来的载波模拟信号通过比较器转换为数字信号，同时传输给所述单片机。

进一步地，所述耦合单元包括变电器T1，变电器T1原边绕组的两根引出线上连接双向瞬变抑制二极管V6，副边绕组的一端连接电感L1，另一端连接电容C19。

进一步地，所述三相HPLC模块和电力线之间还连接有过零检测单元。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过滤波单元实现载波信号的接收限幅滤波功能，通过信号处理单元将载波模拟信号转换为数字信号后发送给单片机，单片机通过三相HPLC模块进行通信，结构简单，使用方便，能实现基于电力线通信网络的电子终端设备之间可靠的数据传输，能最大程度的避免信号相互干扰，抗干扰能力强、传输距离远；

2、本实用新型的三相HPLC模块和电力线之间还连接有过零检测单元，由于过零点的噪声干扰非常晓，有利于载波通信的成功率，进一步提高信号传输的抗干扰性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构原理框图；

图2是图1中滤波单元的电路图；

图3是图1中信号处理单元的电路图；

图4是图1中耦合单元的电路图；

图5是图1中过零检测单元的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

如图1所示，一种基于三相HPLC模块的通信装置，包括包括单片机，所示单片机顺次连接有信号处理单元、滤波单元和电能表，所述单片机还顺次连接有三相HPLC模块和电力线，所述三相HPLC模块和电力线之间连接有耦合单元。

进一步地，如图2所示的滤波单元，主要完成载波信号接收限幅滤波功能，经电能表进来的载波信号SigRx，一路经电阻R3限流，二极管D1、D2双向限幅后，经电容C3耦合后，由电阻R1、R5电平调整后通过引脚SigIn1进入载波信号处理单元；另一路载波信号SigRx1经电阻R7、R11分压处理后经电容C6耦合后，由电阻R7、R11电平调整后通过引脚SigIn2进入载波信号处理单元。

进一步地，如图3所示的信号处理单元，主要完成将从滤波单元接收来的载波模拟信号通过比较器转换为数字信号进入单片机接口电路。参加图3，SigIn1经比较器U1转化后输出数字信号SigVal1，并进入单片机接口电路；SigIn2经比较器U1转化后输出数字信号SigVal2，并进入单片机接口电路。

单片机，将传统的若干种模拟前端与调制解调逻辑组合到一起，是硬件部分的核心，其中运行的硬件与软件逻辑也是整个模块的核心。单片机承载了管理控制逻辑与中继组网逻辑，并实现了信号、数据、数据包的相互转换。单片机能够基于多种工作方式的结合和多种频组的结合，并能在运行过程中自适应动态选择或人工设置上述频组与通信方式，真正适应现场多变的干扰环境，“规避”干扰，实现可靠、较高速率的通信。单片机可以采用SSRCW1408型号的载波控制芯片。

进一步地，如图4所示的耦合单元，电力线载波耦合线圈匝数比为13:19:19，其中13:19线圈为76.8kHz电力线载波信号耦合电路，19:13线圈用于抑制发送瞬间外界76.8kHz频带干扰的EMi信号输出电路。

变电器T1用于电力线耦合载波信号，L1和C19组成初级220v谐振电路，选择将76.8kHz载波信号耦合到线圈次级，双向瞬变抑制二极管V6器件用于防止电路遭到电力线雷击和浪涌冲击的破坏。

进一步地，如图5所示的过零检测单元，过零点检测单元相对于给载波通信收发信号提高一个标准，零电压时就开始工作。根据三相电压向量关系，只需检测两相相位，第三相的相位可通过软件判断。过零点检测电路完成交流电过零点时同步信号TTL电平的输出，要求在电源过零点偏差为±4％，频率50Hz交流电误差范围为0～400us，频率60Hz交流电误差范围为O～1 67us。

当市电VA为正电平时，电压信号经过R29、R61、光耦隔离器NEC2501和共基极达林顿管MMBTAl4L，再流入市电VN。此时，光耦隔离器NEC2501导通，AGUC从高电平变为低电平。当市电VA为负电平时，二极管LL4148导通，通过串联电阻R55、R52、R51、R49、R47和R29流入市电VA。此时，AGUC由低电平变为高电平，这样就实现在过零点进行载波通信。由于过零点的噪声干扰非常小，利于载波通信的成功率，载波通信发生在线路零点的前后1.667ms。C相的过零检测单元与A相过零检测单元的原理是相同的。

综上，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (5)

1.一种基于三相HPLC模块的通信装置，其特征在于：包括单片机，所示单片机顺次连接有信号处理单元、滤波单元和电能表，所述单片机还顺次连接有三相HPLC模块和电力线，所述三相HPLC模块和电力线之间连接有耦合单元。

2.根据权利要求1所述的基于三相HPLC模块的通信装置，其特征在于：所述滤波单元用于载波信号的接收限幅滤波功能，经电能表进来的载波信号SigRx，一路经电阻R3限流，二极管D1、D2双向限幅后，经电容C3耦合后，由电阻R1、R5电平调整后通过引脚SigIn1进入所述信号处理单元；另一路载波信号SigRx1经电阻R7、R11分压处理后经电容C6耦合后，由电阻R7、R11电平调整后通过引脚SigIn2进入所述载波信号处理单元。

3.根据权利要求2所述的基于三相HPLC模块的通信装置，其特征在于：所述信号处理单元用于将从所述滤波单元接收来的载波模拟信号通过比较器转换为数字信号，同时传输给所述单片机。

4.根据权利要求3所述的基于三相HPLC模块的通信装置，其特征在于：所述耦合单元包括变电器T1，变电器T1原边绕组的两根引出线上连接双向瞬变抑制二极管V6，副边绕组的一端连接电感L1，另一端连接电容C19。

5.根据权利要求1所述的基于三相HPLC模块的通信装置，其特征在于：所述三相HPLC模块和电力线之间还连接有过零检测单元。

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