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工业控制相关技术文章低压电力线通信接口的设计原理和实现方法分析
一、前言
电力线通信,简称PLC(Power Line CommunicatiON),是以电力网作为信道进行载波通信的一种有线通信方式。电力线载波通信与其他通信方式相比,能充分利用现有的电力线资源,即利用电力线进行通信,实现信息的传输。因而,电力线通信具有很好的开发前景和应用价值。
最近,英国在电力线媒介开发方面取得了突破性进展,用户可通过电力线进入Internet网,它从简单的数据传输提高到了网络联接。法国已推出了电力线调制解调器集成电路,使住宅智能化产品向市场化方向进一步推进。电力线通信目前在欧洲(德国、英国、瑞典等)发展得较快。德国与英国是目前世界上唯一制定电力线通信规则的国家。中国电力系统已组建国电通信中心,并向信息产业部正式申请了牌照。国家电力公司计划在2015年建成全国统一的联合电力网通信系统,其前景极其可观。
但是,低压电力线是一种通信环境非常恶劣的信道,有许多问题有待进一步研究。低压电力线传送着220V/50Hz的电能,在低压电力线上并接了许多不同阻抗的用电器。低压电力线的这一固有特点,给低压电力线通信带来了很大的困难。因此,低压电力线通信必须首先解决以下两个难题:
(1)电力网50Hz的工频信号不能给载波通信系统带来太大的干扰;同时,考虑到整个通信系统的安全,必须进行强电隔离;
(2)低压电力线上并接的所有用电器的“统计载波阻抗”要高,以确保较高的载波信号加载效率。
上述问题,正是低压电力线通信的接口技术问题,下面从这两方面介绍其设计原理和实现方法。
二、接口电路的模型
根据低压电力线通信接口技术的要求:一方面,必须进行强电隔离;另一方面,要确保较高的载波信号加载效率。为此,必须采用“电磁耦合”与“阻容耦合”相结合的“复合耦合技术”,其接口电路模型如图1所示。