TW201611508A - 電力線通訊適配器 - Google Patents

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Abstract

一種電力線通訊適配器，包括一濾波器，一整流器，一開關電源以及一PLC模組。該濾波器包括一差模扼流圈及一共模扼流圈，該差模扼流圈的輸入端接交流電，該差模扼流圈的輸出端連接該共模扼流圈的輸入端；該整流器的輸入端連接該共模扼流圈的輸出端；該開關電源輸入端連接該整流器的輸出端；該PLC模組的輸入端接交流電線以接收PLC載波訊號，該PLC模組處理該PLC載波訊號並將處理後訊號輸出。

Description

電力線通訊適配器
本發明涉及一種用於電力線通訊領域的適配器。
電力線通訊（power line communication，簡稱PLC）技術，是指利用電力線傳輸數據和媒體訊號的一種通訊方式，該技術允許使用習知電力線進行訊號傳輸，如將一包括若干家用電器及網路設備的區域網路與網際網路連接起來，使用者通過電力線通訊技術可以對區域網路及其中設備進行管控。
然而，PLC應用中通常會出現如下問題：
抗干擾性差，其中噪音通常來自於連接電力線的相關設備；
高能耗，通常使用的PLC數據機會輸出大電流，然而一般的室內電力線系統的等效阻抗為2-10歐姆，大電流配合低阻抗將造成高能耗；
相容性低，當電力線網路供電且同時傳輸載波訊號時，每個連接該電力線網路的設備功耗均會受到影響，因此，習知的光控電路及相應設備均需要針對要接入的電力線網路進行重新設計。
綜上，有必要提供一種適用於PLC網路的適配器，該適配器能夠為PLC網路提供高抗干擾性、低能耗及高相容性。
鑒於此，有必要提供一種具有高抗干擾性、低能耗及高相容性的電力線通訊適配器。
一種電力線通訊適配器，包括：
一濾波器，該濾波器包括一差模扼流圈及一共模扼流圈，該差模扼流圈的輸入端接交流電，該差模扼流圈的輸出端連接該共模扼流圈的輸入端；
一整流器，該整流器的輸入端連接該共模扼流圈的輸出端；
第一開關電源，該第一開關電源輸入端連接該整流器的輸出端；及
一電力線通訊模組，該電力線通訊模組的輸入端接交流電線以接收電力線通訊載波訊號，該電力線通訊模組處理該電力線通訊載波訊號並將處理後的電力線通訊載波訊號輸出。
本發明電力線通訊適配器可以為PLC網路提供高抗干擾性、低能耗及高相容性。
圖1為本發明電力線通訊適配器應用於PLC網路的較佳實施方式的示意圖。
圖2為本發明電力線通訊適配器的較佳實施方式的示意圖。
圖3為圖2中該電力線通訊適配器的電磁干擾濾波器的較佳實施方式示意圖。
圖4A及圖4B為習知技術中電磁干擾濾波器的示意圖。
圖5為圖2中該電力線通訊適配器的PLC模組的較佳實施方式的示意圖。
圖6為該電力線通訊適配器的另一較佳實施方式的示意圖。
請參考圖1，一種PLC網路包括一PLC適配器103、一伺服器101及一PLC控制器102。該PLC網路可以設置於家庭、辦公場所或其他環境，可與負載相連接。該負載包括燈、熱水器與電視等家用電器及電腦與遊戲機等電子設備。
該伺服器101通過網際網路或其他通訊協議連接於該PLC控制器102，連接方式包括有線連接或無線連接。該PLC控制器102通過電力線或其他物理媒介與該PLC適配器103相連。該PLC適配器103用於為負載供電並傳輸控制訊號。該負載可以為家用電器等電子設備。
本實施方式中，該PLC適配器103具有溫度偵測功能或功耗測量功能。該功耗測量功能可通過使用靜電計或預程式設計功率對照表實現。該預程式設計功率對照表可查詢該PLC適配器103在輸入不同交流電所對應的輸出功率。該PLC適配器103可回饋功率資訊至該PLC控制器102。
請參考圖2，該PLC適配器的較佳實施方式包括一濾波器201、一整流器202、第一開關電源203、第二開關電源204以及一PLC模組205。
本實施方式中，該第一開關電源203包括一功率因數校正電路。該第二開關電源204包括一變壓器。
本實施方式中，該濾波器201以及該PLC模組205的輸入端均電性連接至交流電。該濾波器201的輸出端連接該整流器202。該第一開關電源203電連接至該整流器202的輸出端。該第一開關電源203的輸出端及該PLC模組205的輸出端均電性連接該第二開關電源204。該第二開關電源204用於為負載供電並傳輸控制訊號。在其他實施方式中，可省去第二開關電源204，第一開關電源203的輸出端直接連接負載。
本實施方式中，該第二開關電源204包括第一部分2041和第二部分2042。第二部分2042包括一控制器。該PLC模組205的輸出端電性連接於第二部分的控制器以對PLC載波訊號進行處理後輸出一控制訊號，以實現對負載在的控制。在其他實施方式中，該第二開關電源204可以是一輸出功率控制模組。本實施方式中，整流器502是全橋整流器。在其他實施方式中該整流器202可以是半橋整流器或其他的整流電路。本實施方式中，該第一開關電源203工作頻率範圍為60KHZ-120KHZ（通常頻率要求低於200KHZ）。該第二開關電源204將高電壓轉換為低電壓，如將400伏特直流電壓轉換為36伏特直流電壓。
請參考圖3，該濾波器201包括一差模扼流圈301以及一共模扼流圈302。該差模扼流圈301的輸入端電性連接交流電，該差模扼流圈301的輸出端電性連接該共模扼流圈302。濾波器201濾除交流電中的差模訊號及共模訊號。該電磁干擾濾波器201連接該PLC模組205。該PLC模組205因此可接收高品質訊號。
相較習知技術，差模扼流圈301的輸入端並未接電容。
請參考圖4A及圖4B，圖4A及圖4B揭示了一種習知的電磁干擾濾波器400，該電磁干擾濾波器400包括一差模扼流圈401以及一共模扼流圈402。需要注意的是，圖4A中該差模扼流圈401的輸入端電性連接一電容C1；圖4B中該共模扼流圈402的輸入單電性連接一電容C2。在習知的電磁干擾濾波器400的設計中，該差模扼流圈401及該共模扼流圈402的頻率不影響該電磁干擾濾波器400的輸出。
請參考圖5，該PLC模組205包括一變壓器501、一放大器502、一處理器503、一非揮發性記憶體504、一射頻天線505以及一光耦合器506。本實施方式中，放大器502是運算放大器。在其他實施方式中，放大器502可以使用載波訊號放大器。本實施方式中，該處理器503是微處理器，整合數位模擬轉換電路或非揮發性存儲電路。其他實施方式中，處理器是可以執行數位解調或軟體解調的裝置，如數位訊號處理器(DSP)。本實施方式中，該變壓器501是中頻變壓器。
該變壓器501的輸入端電性連接交流電，該變壓器501的輸出端電性連接該放大器502的輸入端。該放大器502的輸出端電性連接該處理器503。該處理器503還與該非揮發性記憶體504及該光耦合器506相連。該射頻天線505電連接該非揮發性記憶體504。
該變壓器501作用於交流電負載的PLC載波訊號以轉換訊號頻率。本實施方式中，該PLC載波訊號的頻率為300KHZ。
該處理器503及該非揮發性記憶體504之間的連接遵循I2C、SPI或其他通訊協議。
該射頻天線505接收並傳輸資訊至該非揮發性記憶體504。該非揮發性記憶體504未上電亦可存儲資訊。該處理器503在該PLC模組205上電時讀取該非揮發性記憶體504中儲存的資訊。
請參考圖6，本發明PLC適配器的另一較佳實施方式包括一訊號處理模組601以及一適配模組602。
本實施方式中，該訊號處理模組601包括一差模扼流圈6011以及一PLC模組6012。該差模扼流圈6011及該PLC模組6012的輸入端均電性連接於交流電。該差模扼流圈6011及該PLC模組6012的輸出端均電性連接於該適配模組602。該適配模組602用於將交流電壓轉換為直流電壓。
通過上述設計，該PLC適配器可以使PLC網路具有高抗干擾性、低能耗及高相容性。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
101‧‧‧伺服器
102‧‧‧PLC控制器
103‧‧‧PLC適配器
201、400‧‧‧濾波器
202‧‧‧整流器
203‧‧‧第一開關電源
204‧‧‧第二開關電源
205、6012‧‧‧PLC模組
301、401、6011‧‧‧差模扼流圈
302、402‧‧‧共模扼流圈
501‧‧‧變壓器
502‧‧‧放大器
503‧‧‧處理器
504‧‧‧非揮發性記憶體
505‧‧‧射頻天線
506‧‧‧光耦合器
601‧‧‧訊號處理模組
602‧‧‧適配模組
無
201‧‧‧濾波器
202‧‧‧整流器
203‧‧‧第一開關電源
204‧‧‧第二開關電源
205‧‧‧PLC模組

Claims (8)

  1. 一種電力線通訊適配器，包括：
    一濾波器，該濾波器包括一差模扼流圈及一共模扼流圈，該差模扼流圈的輸入端接交流電，該差模扼流圈的輸出端連接該共模扼流圈的輸入端；
    一整流器，該整流器的輸入端連接該共模扼流圈的輸出端；
    第一開關電源，該第一開關電源輸入端連接該整流器的輸出端；及
    一電力線通訊模組，該電力線通訊模組的輸入端接交流電線以接收電力線通訊載波訊號，該電力線通訊模組處理該電力線通訊載波訊號並將處理後的電力線通訊載波訊號輸出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電力線通訊適配器，還包括第二開關電源，該第二開關電源包括第一部分及第二部分，該第二開關電源的輸入端連接該第一開關電源的輸出端，該第二開關電源的第二部分包括一控制器，該控制器處理電力線通訊載波訊號並輸出一控制訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電力線通訊適配器，其中該PLC模組包括一變壓器、一放大器、一處理器、一非揮發性記憶體、一射頻天線以及一光耦合器，該變壓器的輸入端接交流電，該變壓器的輸出端連接於該放大器的輸入端，該放大器的輸出端連接於該處理器，該處理器還連接該非揮發性記憶體以及該光耦合器，該射頻天線連接於該非揮發性記憶體。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電力線通訊適配器，其中該整流器為全橋整流器或半橋整流器。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電力線通訊適配器，其中該第一開關電源包括一功率因數校正電路。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之電力線通訊適配器，其中該第二開關電源包括一變壓器。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之電力線通訊適配器，其中該變壓器為中頻變壓器，該放大器為運算放大器，該處理器為微處理器。
  8. 一種電力線通訊適配器，包括一訊號處理模組以及一適配模組，該訊號處理模組包括一差模扼流圈以及一電力線通訊模組，該訊號處理模組的輸出端通過該差模扼流圈連接該適配模組，該差模扼流圈及該電力線通訊模組的輸入端均接交流電，該適配模組用於將交流電壓轉換為直流電壓。
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