一种电力线载波通信系统的终端控制器技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电力线载波通信系统的终端控制器，其开关电源模块的两路电压互相隔离，并将其开关电源模块设置于一单独的PCB板上，开关电源模块中易受干扰的器件集中布置，PCB板上对应于这些易受干扰的器件的位置铺设有铜箔，PCB板上每一个元件的电源与地之间接有一个退耦电容。且在电能参数采集模块的电源输入前端电路设置有铁氧体磁珠。又在终端控制器的电源输入端并联压敏电阻。通过上述各抗干扰措施，对本实用新型专利技术的电力线载波通信系统的终端控制器进行全面抗干扰，抗干扰效果较好。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力线载波通信系统，具体是一种电力线载波通信系统的终端控制器。
技术介绍
电力线载波通信(PLC)是电力线系统特有的、基本的通信方式，它是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。用电力线作为网络接入方案，可利用已有的电力配电网络进行通信，不需要重新布线，且电力线网络分布广泛，接入方便，使用户能够共享宽带，因此，PLC宽带接入技术具有得天独厚的优势，它也成为解决宽带网络“最后1km”问题最具竞争力的技术之一。但是电力线载波并不是专门用来传输通信数据的，它的拓扑结构和物理特性都与传统的通信传输介质(如双绞线、同轴电缆、光纤等)不同，它在传输通信信号时信道特性相当复杂，负载多，噪声干扰强，信道衰减大，通信环境相当恶劣，主要有线路噪声干扰，设备开关操作干扰，雷击干扰等。提高电力线载波通信的抗干扰要充分考虑干扰的3个基本要素(干扰源、干扰途径、敏感器件)，采取相应的措施抑制干扰源，切断干扰途径和提高敏感器件抗干扰能力，将干扰源对信号产生的干扰降到最低限度。抗干扰设计最重要的原则是在设计之初，对其电磁兼容环境进行评估，通过电磁兼容性设计将干扰影响降低到最小，但某些时候，在干扰源既定的情况下，只能通过切断干扰途径和提高信号传输的抗干扰能力来减小干扰源对信号的干扰。现有的电力线载波抗干扰技术一般只涉及其中的一部分，抗干扰措施不全面，抗干扰效果较差。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种电力线载波通信系统的终端控制器，其采用了较为全面的抗干扰措施，抗干扰效果较好。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案:—种电力线载波通信系统的终端控制器，包括外壳和置于外壳内的电路模块，电路模块包括电力线载波通信模块、开关电源模块、MCU模块、电能参数采集模块、继电器开关模块和LED调光模块；由开关电源模块为整个终端控制器供电；电力线载波通信模块与MCU模块、电能参数采集模块与MCU模块分别进行双向连接；继电器开关模块和LED调光模块分别连接于MCU模块的相应输出端；开关电源模块包括依次连接的整流电路、滤波电路和变压器，变压器输出相隔离的两路电压，一路输出直流5V电压，给MCU模块供电，另一路输出直流15V电压，给电力线载波通信模块供电；开关电源模块设置于一单独的PCB板上，开关电源模块中易受干扰的器件集中布置，且PCB板上对应于这些易受干扰的器件的位置铺设有铜箔；此PCB板上每一个元件的电源与地之间接有一个退耦电容；电能参数采集模块的电源输入前端电路设置有铁氧体磁珠；终端控制器的电源输入端并联有压敏电阻。所述PCB板上平行布置的各线路之间相隔预定的间距。所述外壳为金属外壳。采用上述方案后，本技术的电力线载波通信系统的终端控制器，采用了如下抗干扰措施:1、开关电源模块的两路电压互相隔离，避免MCU外围晶振产生的频率对电力线载波通信产生干扰，使电力线载波通信更加稳定，传输距离更远。2、开关电源模块设置于一单独的PCB板上，开关电源模块中易受干扰的器件集中布置，PCB板上对应于这些易受干扰的器件的位置铺设有铜箔，PCB板上每一个元件的电源与地之间接有一个退耦电容，进行滤除噪声干扰。3、电能参数采集模块的电源输入前端电路设置有铁氧体磁珠作为吸收型滤波器，可有效抑制快速瞬变脉冲产生的干扰。4、在终端控制器的电源输入端并联压敏电阻，在遭受感应雷击等产生的浪涌电压时，通过压敏电阻泄流，施加在设备上的电压由于压敏电阻的限制将会很小，以达到抑制浪涌的目的。本技术的电力线载波通信系统的终端控制器通过上述各抗干扰措施，进行全面抗干扰，抗干扰效果较好。进一步地，本技术中，开关电源模块的PCB板上平行布置的各线路之间相隔预定的间距，用于防止平行布置的线路之间存在寄生电容及耦合电感而产生相互干扰。进一步地，本技术中，终端控制器的外壳采用金属外壳，可防止外界电磁波干扰系统工作，也能防止终端控制器内部的电磁辐射污染外部环境。【附图说明】图1为本技术中开关电源模块的电路示意图；图2为本技术中铁氧体磁珠在电路中的位置示意图；图3为本技术中压敏电阻在电路中的位置示意图。【具体实施方式】本技术电力线载波通信系统的终端控制器，包括外壳和置于外壳内的电路模块，电路模块包括电力线载波通信模块、开关电源模块、MCU模块、电能参数采集模块、继电器开关模块和LED调光模块；由开关电源模块为整个终端控制器供电；电力线载波通信模块与MCU模块、电能参数采集模块与MCU模块分别进行双向连接；继电器开关模块和LED调光模块分别连接于MCU模块的相应输出端。如图1所示，所述开关电源模块包括依次连接的整流电路、滤波电路和变压器T1，变压器T1输出相隔离的两路电压，一路输出直流5V电压，另一路输出直流15V电压，5V电压给所述MCU模块供电，15V电压给所述电力线载波通信模块供电，此两路电压互相隔离，避免所述MCU模块供电外围晶振产生的频率对电力线载波通信有干扰，使电力线载波通信更加稳定，传输距离更远。电力线载波数据传输系统作为一种弱电系统，以高速运行和传送逻辑信号为特征，在应用于低压电网时，其电磁兼容性EMC设计是重要的和必须的。即通过EMC设计，使系统可以在所处的电磁环境中避免电磁干扰，可靠地工作。本技术中，采用如下设计:(1)将开关电源模块设置于一单独的PCB板上，开关电源模块中易受干扰的器件集中布置，且PCB板上对应于这些易受干扰的器件的位置铺设有铜箔加以屏蔽，微处理器等集中布置，所有的逻辑等通过一片MCU模块实现，每一个元件的电源和地之间接一个退耦电容，滤除噪声干扰。PCB板上布线尽量宽，特别是电源线和地线，使其能承受较大功率，并可减少接地线电阻。由于平行布置的导线之间存在寄生电容及耦合电感，会产生相互干扰，PCB板在布线时，平行布置的各线路之间相隔预定的间距，使二者之间不要靠得太近，从而减少线路所包围的面积，避免出现大的环形。(2)终端控制器的外壳采用金属外壳，可防止外界电磁波干扰系统工作，也能防止终端控制器内部的电磁辐射污染外部环境。滤波是抑制和防止干扰的一项重要措施，其基本作用是选择有效信号和抑制干扰。快速瞬变脉冲频谱宽、幅度大，普通滤波器难以抑制，而铁氧体磁珠可以有效地将其抑制。铁氧体在低频呈现出非常低的感性阻抗，不会影响数据和有用信号的传输；高频段阻抗增加，感性分量仍很小，而电阻分量却迅速增加，导线中的低频电流几乎可以无衰减地通过，但高频干扰电流却会转变成热量消耗掉。本技术中，在所述电能参数采集模块的电源输入前端电路设置有铁氧体磁珠作为吸收型滤波器，可有效抑制快速瞬变脉冲产生的干扰，如图2所示，铁氧体磁珠FBM1与VCC5V电源相连接。利用压敏电阻可以有效地抑制浪涌。压敏电阻是一种半导体非线性电阻，当作用在其两端的电压高于压敏电压时即被导通，呈现低阻值，甚至接近短路状态；当高于压敏电压的电压被撤销以后，它又恢复高阻状态。本技术中，如图3所示，终端控制器的电源输入端并联有681V压敏电阻RVMURVM2和RVM3，在遭受感应雷击等产生的浪涌电压时，通过压敏电阻RVM1、RVM2和RVM3泄流，施加在设备上的电压由于压敏电阻的限制将会很小，以达到抑制浪涌的目的。【本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力线载波通信系统的终端控制器，包括外壳和置于外壳内的电路模块，电路模块包括电力线载波通信模块、开关电源模块、MCU模块、电能参数采集模块、继电器开关模块和LED调光模块；由开关电源模块为整个终端控制器供电；电力线载波通信模块与MCU模块、电能参数采集模块与MCU模块分别进行双向连接；继电器开关模块和LED调光模块分别连接于MCU模块的相应输出端；其特征在于：开关电源模块包括依次连接的整流电路、滤波电路和变压器，变压器输出相隔离的两路电压，一路输出直流5V电压，给MCU模块供电，另一路输出直流15V电压，给电力线载波通信模块供电；开关电源模块设置于一单独的PCB板上，开关电源模块中易受干扰的器件集中布置，且PCB板上对应于这些易受干扰的器件的位置铺设有铜箔；此PCB板上每一个元件的电源与地之间接有一个退耦电容；电能参数采集模块的电源输入前端电路设置有铁氧体磁珠；终端控制器的电源输入端并联有压敏电阻。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖良斌，卓元全，
申请(专利权)人：厦门格绿能光电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35