一种直流电源线载波通信系统及通信方法技术方案

本发明专利技术公开了一种直流电源线载波通信系统及通信方法，包括相互电连接的载波发送模块和所述载波调制模块；载波调制模块包括电压放大电路和驱动电路，电压放大电路用于接收载波指令后，对该载波指令进行放大调制后，输出载波放大调制信号；驱动电路接收电压放大电路输出的载波放大调制信号后，输出载波驱动调制信号；载波发送模块包括电子开关电路和降压电路，电子开关子电路接收驱动电路输出的载波驱动调制信号后，输出控制降压电路关断或导通的载波开关信号；降压电路根据电子开关电路输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号。本发明专利技术具有线路结构简单、应用成本低以及通信方法简单等优点，可广泛应用于各种直流电源线通信中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，特别是涉及直流电源线载波通信系统及通信方法。
技术介绍
目前，在直流电源供电的领域(汽车电子、工业自动化和家电等)内，主从机之间的通信方式分为：基于独立导线的有线通信方式和基于电源线的通信方式。其中，基于独立导线的有线通信方式包括CAN总线、LIN总线、I2C总线和RS32总线等，这些通信方式均需要单独铺设导线以及安装专门的收发芯片，从而实现主从机之间的通信。然而，通信中的节点越多，用于承载通信信号的导线越长，收发芯片的数量越多，存在线路结构复杂、应用成本高等缺点。其中，基于电源线的通信方式刚进入应用阶段，信号加载及解调方式复杂、应用成本高，不便于电源通信方式的应用。例如，汽车内的灯光控制系统通常由顶灯控制模块、化妆镜灯控制模块、手套箱灯控制模块等组成，各控制模块之间通过LIN总线进行通信，每个控制模块中的节点均需要安装LIN收发芯片，各个LIN收发芯片之间需要安装专门承载通信信号的通信导线。因此，现有通信方式存在以下缺点：(一)通信中的节点越多，用于承载通信信号的导线越长，从而使得线路结构复杂；(二)收发芯片的数量多，应用成本高；(三)信号加载及信号解调的方式复杂，不便于电源通信方式的应用。
技术实现思路
本专利技术提供的技术方案如下：一种直流电源线的载波通信发送器，包括：载波调制模块，用于接收载波指令，对该载波指令进行调制后，输出载波调制信号；所述载波调制模块包括电压放大电路和驱动电路，该电压放大电路与所述驱动电路电连接，所述电压放大电路用于接收载波指令，对该载波指令进行放大调制后，输出载波放大调制信号；所述驱动电路接收所述电压放大电路输出的载波放大调制信号后，输出载波驱动调制信号；载波发送模块，该载波发送模块与所述载波调制模块电连接，所述载波发送模块接收所述载波调制模块输出的载波调制信号，所述载波发送模块根据接载波调制信号发送载波直流电源电压控制信号；所述载波发送模块包括电子开关电路和降压电路，该电子开关电路分别与所述驱动电路、降压电路电连接，所述电子开关子电路接收所述驱动电路输出的载波驱动调制信号后，输出控制所述降压电路关断或导通的载波开关信号；所述降压电路根据所述电子开关电路输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号。进一步，所述电压放大电路和驱动电路包括NPN型三极管Q1、基极电阻R1和集电极电阻R2，所述NPN型三极管Q1的基极串接有基极电阻R1，所述NPN型三极管Q1的基极用于接收载有PWM波的指令；所述NPN型三极管Q1的集电极串接有集电极电阻R2，该NPN型三极管Q1的发射极接地。进一步，所述电子开关电路包括PNP型三极管Q2，所述PNP型三极管Q2的基极通过所述集电极电阻R2与所述NPN型三极管Q1的集电极电连接；所述PNP型三极管Q2的发射极与所述降压电路的输入端电连接；所述PNP型三极管Q2的集电极与所述降压电路的输出端电连接；所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通或截止，输出控制所述降压电路关断的载波开关信号。进一步，所述降压电路包括两个串联在直流电源线上的二极管D1和二极管D2，所述二极管D1的阳极形成该降压电路的输入端；所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳极电连接，所述二极管D2的阴极形成该降压电路的输出端；所述二极管D1和二极管D2因所述电子开关电路输出的载波开关信号，输出载有PWM波的直流电源电压控制信号。一种直流电源线的载波通信接收器，包括：载波接收模块，用于接收载波直流电源电压控制信号；所述载波接收模块包括峰值保持电路和比较电路，所述峰值保持电路接收载波直流电源电压控制信号，保持该载波直流电源电压控制信号中的峰值电压；所述比较电路接收所述峰值保持电路输出的峰值电压，该比较电路接还接收载波直流电源电压控制信号，根据所述峰值保持电路输出的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压差，输出载波解调信号；载波解调模块，该载波解调模块与所述载波接收模块电连接，所述载波解调模块接收载波解调信号后，调成相应的载波工作电源电压控制信号；所述载波解调模块包括电平转换电路，该电平转换电路与所述比较电路电连接，该电平转换电路输入工作电源；所述电平转换电路接收比较电路输出的载波解调信号后，输出载波工作电源电压控制信号。进一步，所述峰值保持电路包括二极管D3和电容C1，所述二极管D3的阳极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号，所述二极管D3的阴极通过电容C1接地；所述电容C1保持载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压。进一步，所述比较电路包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3，该PNP型三极管Q3的发射极与所述二极管D3的阴极电连接；所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的一端电连接，该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的直流电源电压控制信号；所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰值保持子电路输出的峰值电压；所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的谷值电压时，处于导通状态；所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压时，处于截止状态。进一步，所述电平转换电路包括NPN型三极管Q4、基极电阻R4和集电极电阻R5，所述NPN型三极管Q4的基极通过基极电阻R4与所述PNP型三极管Q3的集电极电连接，该NPN型三极管Q4的发射极接地，该NPN型三极管的集电极Q4与集电极电阻R5的一端电连接，该集电极电阻R5的另一端输入工作电源；所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通或截止，输出载有PWM波的工作电源电压控制信号。一种直流电源线的载波通信系统，包括：发送器，该发送器包括相互电连接的载波调制模块和载波发送模块；所述载波调制模块，用于接收载波指令，对该载波指令进行调制后，输出载波调制信号；所述载波发送模块接收所述载波调制模块输出的载波调制信号，所述载波发送模块根据接载波调制信号发送载波直流电源电压控制信号；所述载波调制模块包括相互电连接的电压放大电路和驱动电路，所述电压放大电路用于接收载波指令，对该载波指令进行放大调制后，输出载波放大调制信号；所述驱动电路接收所述电压放大电路输出的载波放大调制信号后，输出载波驱动调制信号；所述载波发送模块包括相互电连接的电子开关电路和降压电路，该电子开关电路还与所述驱动电路电连接；所述电子开关子电路接收所述驱动电路输出的载波驱动调制信号后，输出控制所述降压电路关断或导通的载波开关...

【技术保护点】
一种直流电源线的载波通信发送器，其特征在于，包括：载波调制模块，用于接收载波指令,对该载波指令进行调制后，输出载波调制信号；所述载波调制模块包括电压放大电路和驱动电路，该电压放大电路与所述驱动电路电连接，所述电压放大电路用于接收载波指令，对该载波指令进行放大调制后，输出载波放大调制信号；所述驱动电路接收所述电压放大电路输出的载波放大调制信号后，输出载波驱动调制信号；载波发送模块，该载波发送模块与所述载波调制模块电连接，所述载波发送模块接收所述载波调制模块输出的载波调制信号，所述载波发送模块根据接载波调制信号发送载波直流电源电压控制信号；所述载波发送模块包括电子开关电路和降压电路，该电子开关电路分别与所述驱动电路、降压电路电连接，所述电子开关子电路接收所述驱动电路输出的载波驱动调制信号后，输出控制所述降压电路关断或导通的载波开关信号；所述降压电路根据所述电子开关电路输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种直流电源线的载波通信发送器，其特征在于，包括：
载波调制模块，用于接收载波指令,对该载波指令进行调制后，输出载波调制信号；
所述载波调制模块包括电压放大电路和驱动电路，该电压放大电路与所述驱动电路电
连接，所述电压放大电路用于接收载波指令，对该载波指令进行放大调制后，输出载波放
大调制信号；所述驱动电路接收所述电压放大电路输出的载波放大调制信号后，输出载波
驱动调制信号；
载波发送模块，该载波发送模块与所述载波调制模块电连接，所述载波发送模块接收
所述载波调制模块输出的载波调制信号，所述载波发送模块根据接载波调制信号发送载波
直流电源电压控制信号；
所述载波发送模块包括电子开关电路和降压电路，该电子开关电路分别与所述驱动电
路、降压电路电连接，所述电子开关子电路接收所述驱动电路输出的载波驱动调制信号
后，输出控制所述降压电路关断或导通的载波开关信号；所述降压电路根据所述电子
开关电路输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号。
2.如权利要求1所述的直流电源线的载波通信发送器，其特征在于：
所述电压放大电路和驱动电路包括NPN型三极管Q1、基极电阻R1和集电极电阻
R2，所述NPN型三极管Q1的基极串接有基极电阻R1，所述NPN型三极管Q1的基极
用于接收载有PWM波的指令；所述NPN型三极管Q1的集电极串接有集电极电阻R2，
该NPN型三极管Q1的发射极接地。
3.如权利要求2所述的直流电源线的载波通信发送器，其特征在于：
所述电子开关电路包括PNP型三极管Q2，所述PNP型三极管Q2的基极通过所述
集电极电阻R2与所述NPN型三极管Q1的集电极电连接；所述PNP型三极管Q2的
发射极与所述降压电路的输入端电连接；所述PNP型三极管Q2的集电极与所述降压
电路的输出端电连接；所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通或截止，
输出控制所述降压电路关断的载波开关信号。
4.如权利要求1所述的直流电源线的载波通信发送器，其特征在于：
所述降压电路包括两个串联在直流电源线上的二极管D1和二极管D2，所述二极
管D1的阳极形成该降压电路的输入端；所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳

\t极电连接，所述二极管D2的阴极形成该降压电路的输出端；所述二极管D1和二极
管D2因所述电子开关电路输出的载波开关信号，输出载有PWM波的直流电源电压控
制信号。
5.一种直流电源线的载波通信接收器，其特征在于，包括：
载波接收模块，用于接收载波直流电源电压控制信号；所述载波接收模块包括峰值保
持电路和比较电路，所述峰值保持电路接收载波直流电源电压控制信号，保持该载波直
流电源电压控制信号中的峰值电压；所述比较电路接收所述峰值保持电路输出的峰值
电压，该比较电路接还接收载波直流电源电压控制信号，根据所述峰值保持电路输出
的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压
差，输出载波解调信号；
载波解调模块，该载波解调模块与所述载波接收模块电连接，所述载波解调模块接收
载波解调信号后，调成相应的载波工作电源电压控制信号；
所述载波解调模块包括电平转换电路，该电平转换电路与所述比较电路电连接，该
电平转换电路输入工作电源；所述电平转换电路接收比较电路输出的载波解调信号后，
输出载波工作电源电压控制信号。
6.如权利要求5所述的直流电源线的载波通信接收器，其特征在于：
所述峰值保持电路包括二极管D3和电容C1，所述二极管D3的阳极输入载有
PWM波的直流电源电压控制信号，所述二极管D3的阴极通过电容C1接地；所述电
容C1保持载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压。
7.如权利要求6所述的直流电源线的载波通信接收器，其特征在于：
所述比较电路包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3，该PNP型三极管Q3的发射
极与所述二极管D3的阴极电连接；所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的
一端电连接，该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的直流电源电压控制信号；
所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰值保持子电路输出的峰值电压；所述
PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的谷值电压时，
处于导通状态；所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制
信号中的峰值电压时，处于截止状态。
8.如权利要求7所述的直流电源线的载波通信接收器，其特征在于：
所述电平转换电路包括NPN型三极管Q4、基极电阻R4和集电极电阻R5，所述
NPN型三极管Q4的基极通过基极电阻R4与所述PNP型三极管Q3的集电极电连接，
该NPN型三极管Q4的发射极接地，该NPN型三极管的集电极Q4与集电极电阻R5
的一端电连接，该集电极电阻R5的另一端输入工作电源；所述NPN型三极管Q4因
所述PNP型三极管Q3导通或截止，输出载有PWM波的工作电源电压控制信号。
9.一种直流电源线的载波通信系统，其特征在于，包括：
发送器，该发送器包括相互电连接的载波调制模块和载波发送模块；所述载波调制模
块，用于接收载波指令，对该载波指令进行调制后，输出载波调制信号；所述载波发送模
块接收所述载波调制模块输出的载波调制信号，所述载波发送模块根据接载波调制信号发
送载波直流电源电压控制信号；
所述载波调制模块包括相互电连接的电压放大电路和驱动电路，所述电压放大电路用
于接收载波指令，对该载波指令进行放大调制后，输出载波放大调制信号；所述驱动电路
接收所述电压放大电路输出的载波放大调制信号后，输出载波驱动调制信号；
所述载波发送模块包括相互电连接的电子开关电路和降压电路，该电子开关电路还与
所述驱动电路电连接；所述电子开关子电路接收所述驱动电路输出的载波驱动调制信
号后，输出控制所述降压电路关断或导通的载波开关信号；所述降压电路根据所述电
子开关电路输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号；
接收器，该接收器包括相互电连接的载波接收模块和载波解调模块，所述载波接收模
块接收所述载波发送模块发送的载波直流电源电压控制信号后，输出载波解调信号；所
述载波解调模块接收所述载波接收模块输出的载波解调信号后，调成相应的载波工作电
源电压控制信号；
所述载波接收模块包括相互电连接的峰值保持电路和比较电路，所述峰值保持电路
接收所述降压电路发送的载波直流电源电压控制信号，保持该载波直流电源电压控制信
号中的峰值电压；所述比较电路接收所述峰值保持电路输出的峰值电压，该比较电
路接还接收所述降压电路发送的载波直流电源电压控制信号，根据所述峰值保持电路
输出的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电
压差，输出载波解调信号；
所述载波解调模块包括与所述比较电路电连接的电平转换电路，所述电平转换电路

\t接收所述比较电路输出的载波解调信号后，调成相应的载波工作电源电压控制信号。
10.如权利要求9所述的直流电源线的载波通信系统，其特征在于：
所述电压放大电路和驱动电路包括NPN型三极管Q1、基极电阻R1和集电极电阻
R2，所述NPN型三极管Q1的基极串接有基极电阻R1，所述NPN型三极管Q1的基极
用于接收载波指令；所述NPN型三极管Q1的集电极串接有集电极电阻R2，该NPN型
三极管Q1的发射极接地。
11.如权利要求10所述的直流电源线的载波通信系统，其特征在于：
所述电子开关电路包括PNP型三极管Q2，所述PNP型三极管Q2的基极通过所述
集电极电阻R2与所述NPN型三极管Q1的集电极电连接；所述PNP型三极管Q2的
发射极与所述降压电路的输入端电连接；所述PNP型三极管Q2的集电极与所述降压
电路的输出端电连接；所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通或截止，
输出控制所述降压电路关断的载波开关信号。
12.如权利要求9所述的直流电源线的载波通信系统，其特征在于：
所述降压电路包括两个串联在直流电源线上的二极管D1和二极管D2，所述二极
管D1的阳极形成该降压电路的输入端；所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳
极电连接，所述二极管D2的阴极形成该降压电路的输出端；所述二极管D1和二极
管D2因所述电子开关电路输出的载波开关信号，输出载有PWM波的直流电源电压控
制信号。
13.如权利要求9所述的直流电源线的载波通信系统，其特征在于：
所述峰值保持电路包括二极管D3和电容C1，所述二极管D3的阳极输入载有
PWM波的直流电源电压控制信号，所述二极管D3的阴极通过电容C1接地；所述电
容C1保持载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压。
14.如权利要求13所述的直流电源线的载波通信系统，其特征在于：
所述比较电路包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3，该PNP型三极管Q3的发射
极与所述二极管D3的阴极电连接；所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的
一端电连接，该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的直流电源电压控制信号；
所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰值保持子电路输出的峰值电压；所述
PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的谷值电压时，

\t处于导通状态；所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制
信号中的峰值电压时，处于截止状态。
15.如权利要求14所述的直流电源线的载波通信系统，其特征在于：
所述电平转换电路包括NPN型三极管Q4、基极电阻R4和集电极电阻R5，所述
NPN型三极管Q4的基极通过基极电阻R4与所述PNP型三极管Q3的集电极电连接，
该NPN型三极管Q4的发射极接地，该NPN型三极管的集电极Q4与集电极电阻R5
的一端电连接，该集电极电阻R5的另一端接工作电源；所述NPN型三极管Q4因所
述PNP型三极管Q3导通或截止，输出载有PWM波的工作电源电压控制信号。
16.一种直流电源线载波的主控装置，其特征在于，包括：
主控制器，该主控制器发送载波指令；
发送器，所述发送器包括相互电连接的载波调制模块和载波发送模块，所述载波调制
模块还与所述主控制器电连接；所述载波调制模块接收所述主控制器发送的载波指令，对
该载波指令进行调制后，输出载波调制信号；所述载波发送模块接收所述载波调制模块输
出的载波调制信号，所述载波发送模块根据接载波调制信号发送载波直流电源电压控制信
号；
所述载波调制模块包括相互电连接的电压放大电路和驱动电路，所述电压放大电路接
收所述主控制器输出的接收载波指令，对该载波指令进行放大调制后，输出载波放大调制
信号；所述驱动电路接收所述电压放大电路输出的载波放大调制信号后，输出载波驱动调
制信号；
所述载波发送模块包括电子开关电路和降压电路，该电子开关电路分别与所述驱动电
路、降压电路电连接，所述电子开关子电路接收所述驱动电路输出的载波驱动调制信号
后，输出控制所述降压电路关断或导通的载波开关信号；所述降压电路根据所述电子
开关电路输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号；
主接收器，所述主接收器包括相互电连接的主载波接收模块和主载波解调模块，该主
载波解调模块还与所述主控制器电连接；所述主载波接收模块接收所述载波发送模块发送
的载波直流电源电压控制信号后，输出载波解调信号；所述主载波解调模块接收所述主
载波接收模块输出的载波解调信号后，调成相应的载波工作电源电压控制信号，发送
给主控制器，该主控制器根据接收到的载波工作电源电压控制信号判断载波指令是否被

\t正确发送；
所述主载波接收模块包括峰值保持电路和比较电路，所述峰值保持电路与比较电路电
连接；所述峰值保持电路接收载波直流电源电压控制信号，保持该载波直流电源电压控
制信号中的峰值电压；所述比较电路接收所述峰值保持电路输出的峰值电压，该比
较电路接还接收载波直流电源电压控制信号，根据所述峰值保持电路输出的峰值电压
分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压差，输出载波
解调信号；
所述主载波解调模块包括电平转换电路，该电平转换电路与所述比较电路电连接，
所述电平转换电路接收比较电路输出的载波解调信号后，调成相应的载波工作电源电
压控制信号；
主稳压器，该主稳压器的一端与所述主控制器的电源端电连接，该主稳压器的另一端
接入直流电源；所述直流电源通过主稳压器向主控制器提供稳定的工作电源。
17.如权利要求16所述的直流电源线载波的主控装置，其特征在于：
所述主稳压器包括稳压电路和隔离电路，所述稳压电路的一端与所述主控制器的电源
端电连接，所述稳压电路的另一端与所述隔离电路的一端电连接，该隔离电路的另一端输
入直流电源。
18.如权利要求16所述的直流电源线载波的主控装置，其特征在于：
所述电压放大电路和驱动电路包括NPN型三极管Q1、基极电阻R1和集电极电阻
R2，所述NPN型三极管Q1的基极通过基极电阻R1与所述主控制器的发送端电连接，
所述NPN型三极管Q1的基极用于接收载有PWM波的指令；所述NPN型三极管Q1的集
电极串接有集电极电阻R2，该NPN型三极管Q1的发射极接地。
19.如权利要求18所述的直流电源线载波的主控装置，其特征在于：
所述电子开关电路包括PNP型三极管Q2，所述PNP型三极管Q2的基极通过所述
集电极电阻R2与所述NPN型三极管Q1的集电极电连接；所述PNP型三极管Q2的
发射极与所述降压电路的输入端电连接；所述PNP型三极管Q2的集电极与所述降压
电路的输出端电连接；所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通或截止，
输出控制所述降压电路关断的载波开关信号。
20.如权利要求16所述的直流电源线载波的主控装置，其特征在于：
所述降压电路包括两个串联在直流电源线上的二极管D1和二极管D2，所述二极
管D1的阳极形成该降压电路的输入端；所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳
极电连接，所述二极管D2的阴极形成该降压电路的输出端；所述二极管D1和二极
管D2因所述电子开关电路输出的载波开关信号，输出载有PWM波的直流电源电压控
制信号。
21.如权利要求16所述的直流电源线载波的主控装置，其特征在于：
所述峰值保持电路包括二极管D3和电容C1，所述二极管D3的阳极输入载有
PWM波的直流电源电压控制信号，所述二极管D3的阴极通过电容C1接地；所述电
容C1保持载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压。
22.如权利要求21所述的直流电源线载波的主控装置，其特征在于：
所述比较电路包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3，该PNP型三极管Q3的发射
极与所述二极管D3的阴极电连接；所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的
一端电连接，该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的直流电源电压控制信号；
所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰...

【专利技术属性】
技术研发人员：王柳清，任磊，王丽华，宋星瑶，李贵宾，李杰，胡杰，郭强，刘畅，吕伟，李伟，
申请(专利权)人：伟创力管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31