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CN105429676A - 电力线通信适配器 - Google Patents

电力线通信适配器 Download PDF

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Abstract

一种电力线通信适配器，包括一滤波器，一整流器，一开关电源以及一PLC模块。所述滤波器包括一差模扼流圈及一共模扼流圈，所述差模扼流圈的输入端接交流电，所述差模扼流圈的输出端连接所述共模扼流圈的输入端；所述整流器的输入端连接所述共模扼流圈的输出端；所述第一开关电源输入端连接所述整流器的输出端；所述PLC模块的输入端接交流电线以接收PLC载波信号，所述PLC模块处理所述PLC载波信号并将处理后信号输出。所述电力线通信适配器可以为PLC网络提供高抗干扰性、低能耗及高兼容性。

Description

电力线通信适配器
技术领域
本发明涉及一种用于电力线通信领域的适配器。
背景技术
电力线通信(powerlinecommunication，简称PLC)技术，是指利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式，该技术允许使用现有电力线进行信号传输，如将一包括若干家用电器及网络设备的局域网与因特网连接起来，使用者通过电力线通信技术可以对局域网及其中设备进行管控。
然而，PLC应用中通常会出现如下问题：
1.抗干扰性差，其中噪音通常来自于连接电力线的相关设备；
2.高能耗，通常使用的PLC调制解调器会输出大电流，然而一般的室内电力线系统的等效阻抗为2-10欧姆，大电流配合低阻抗将造成高能耗；
3.兼容性低，当电力线网络供电且同时传输载波信号时，每个连接所述电力线网络的设备功耗均会受到影响，因此，现有的光控电路及相应设备均需要针对要接入的电力线网络进行重新设计。
综上，有必要提供一种适用于PLC网络的适配器，所述适配器能够为PLC网络提供高抗干扰性、低能耗及高兼容性。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种具有高抗干扰性、低能耗及高兼容性的电力线通信适配器。
一种电力线通信适配器，包括：
一滤波器，所述滤波器包括一差模扼流圈及一共模扼流圈，所述差模扼流圈的输入端接交流电，所述差模扼流圈的输出端连接所述共模扼流圈的输入端；
一整流器，所述整流器的输入端连接所述共模扼流圈的输出端；
第一开关电源，所述第一开关电源输入端连接所述整流器的输出端；及
一电力线通信模块，所述电力线通信模块的输入端接交流电线以接收电力线通信载波信号，所述电力线通信模块处理所述电力线通信载波信号并将处理后的电力线通信载波信号输出。
本发明电力线通信适配器可以为PLC网络提供高抗干扰性、低能耗及高兼容性。
附图说明
图1为PLC网络的较佳实施方式的示意图。
图2为本发明电力线通信适配器的较佳实施方式的示意图。
图3为图2中所述电力线通信适配器的滤波器的较佳实施方式示意图。
图4A及图4B为现有技术中电磁干扰滤波器的示意图。
图5为图2中所述电力线通信适配器的PLC模块的较佳实施方式的示意图。
图6为所述电力线通信适配器的另一较佳实施方式的示意图。主要元件符号说明
服务器 101
PLC控制器 102
PLC适配器 103
滤波器 201、400
整流器 202
第一开关电源 203
第二开关电源 204
PLC模块 205、6012
差模扼流圈 301、401、6011
共模扼流圈 302、402
变压器 501
放大器 502
处理器 503
非易失性内存 504
射频天线 505
光耦合器 506
信号处理模块 601
适配模块 602
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参考图1，一种PLC网络包括一PLC适配器103、一服务器101及一PLC控制器102。所述PLC网络可以设置于家庭、办公场所或其他环境，可与负载相连接。所述负载包括灯、热水器与电视等家用电器及计算机与游戏机等电子设备。
所述服务器101通过因特网或其他通信协议连接于所述PLC控制器102，连接方式包括物理连接或无线连接。所述PLC控制器102通过电力线或其他物理媒介与所述PLC适配器103相连。所述PLC适配器103用于为负载供电并传输控制信号。所述负载可以为家用电器等电子设备。
本实施方式中，所述PLC适配器103具有温度侦测功能或功耗测量功能。所述功耗测量功能可通过使用静电计或预编程功率对照表实现。所述预编程功率对照表可查询所述PLC适配器103在输入不同交流电所对应的输出功率。所述PLC适配器103可反馈功率信息至所述PLC控制器102。
请参考图2，所述PLC适配器的较佳实施方式包括一滤波器201、一整流器202、第一开关电源203、第二开关电源204以及一PLC模块205。
本实施方式中，所述第一开关电源203包括一功率因数校正电路。所述第二开关电源204包括一变压器。
本实施方式中，所述滤波器201以及所述PLC模块205的输入端均电性连接至交流电。所述滤波器201的输出端连接所述整流器202。所述第一开关电源203电连接至所述整流器202的输出端。所述第一开关电源203的输出端及所述PLC模块205的输出端均电性连接所述第二开关电源204。所述第二开关电源204用于为负载供电并传输控制信号。在其他实施方式中，可省去第二开关电源204，第一开关电源203的输出端直接连接负载。
本实施方式中，所述第二开关电源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。所述PLC模块205的输出端电性连接于第二部分的控制器以对PLC载波信号进行处理后输出一控制信号，以实现对负载在的控制。在其他实施方式中，所述第二开关电源204可以是一输出功率控制模块。本实施方式中，整流器502是全桥整流器。在其他实施方式中所述整流器202可以是半桥整流器或其他的整流电路。本实施方式中，所述第一开关电源203工作频率范围为60KHZ-120KHZ(通常频率要求低于200KHZ)。所述第二开关电源204将高电压转换为低电压，如将400伏特直流电压转换为36伏特直流电压。
请参考图3，所述滤波器201包括一差模扼流圈301以及一共模扼流圈302。所述差模扼流圈301的输入端电性连接交流电，所述差模扼流圈301的输出端电性连接所述共模扼流圈302。滤波器201滤除交流电中的差模信号及共模信号。所述电磁干扰滤波器201连接所述PLC模块205。所述PLC模块205因此可接收高质量信号。
相较现有技术，差模扼流圈301的输入端并未接电容。
请参考图4A及图4B，图4A及图4B揭示了一种现有的电磁干扰滤波器400，所述电磁干扰滤波器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，图4A中所述差模扼流圈401的输入端电性连接一电容C1；图4B中所述共模扼流圈402的输入单电性连接一电容C2。在现有的电磁干扰滤波器400的设计中，所述差模扼流圈401及所述共模扼流圈402的频率不影响所述电磁干扰滤波器400的输出。
请参考图5，所述PLC模块205包括一变压器501、一放大器502、一处理器503、一非易失性内存504、一射频天线505以及一光耦合器506。本实施方式中，放大器502是运算放大器。在其他实施方式中，放大器502可以使用载波信号放大器。本实施方式中，所述处理器503是微处理器，集成数模转换电路或非易失性存储电路。其他实施方式中，处理器是可以执行数字解调或软件解调的装置，如数字信号处理器(DSP)。本实施方式中，所述变压器501是中频变压器。
所述变压器501的输入端电性连接交流电，所述变压器501的输出端电性连接所述放大器502的输入端。所述放大器502的输出端电性连接所述处理器503。所述处理器503还与所述非易失性内存504及所述光耦合器506相连。所述射频天线505电连接所述非易失性内存504。
所述变压器501作用于交流电负载的PLC载波信号以转换信号频率。本实施方式中，所述PLC载波信号的频率为300KHZ。
所述处理器503及所述非易失性内存504之间的连接遵循I2C、SPI或其他通信协议。
所述射频天线505接收并传输信息至所述非易失性内存504。所述非易失性内存504未上电亦可存储信息。所述处理器503在所述PLC模块205上电时读取所述非易失性内存504中储存的信息。
请参考图6，本发明PLC适配器的另一较佳实施方式包括一信号处理模块601以及一适配模块602。
本实施方式中，所述信号处理模块601包括一差模扼流圈6011以及一PLC模块6012。所述差模扼流圈6011及所述PLC模块6012的输入端均电性连接于交流电。所述差模扼流圈6011及所述PLC模块6012的输出端均电性连接于所述适配模块602。所述适配模块602用于将交流电压转换为直流电压。
通过上述设计，所述PLC适配器可以使PLC网络具有高抗干扰性、低能耗及高兼容性。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种电力线通信适配器，包括：
一滤波器，所述滤波器包括一差模扼流圈及一共模扼流圈，所述差模扼流圈的输入端接交流电，所述差模扼流圈的输出端连接所述共模扼流圈的输入端；
一整流器，所述整流器的输入端连接所述共模扼流圈的输出端；第一开关电源，所述第一开关电源输入端连接所述整流器的输出端；及
一电力线通信模块，所述电力线通信模块的输入端接交流电线以接收电力线通信载波信号，所述电力线通信模块处理所述电力线通信载波信号并将处理后的电力线通信载波信号输出。
2.如权利要求1所述的电力线通信适配器，其特征在于：所述电力线通信适配器还包括第二开关电源，所述第二开关电源包括第一部分及第二部分，所述第二开关电源的输入端连接所述第一开关电源的输出端，所述第二开关电源的第二部分包括一控制器，所述控制器处理电力线通信载波信号并输出一控制信号。
3.如权利要求1所述的电力线通信适配器，其特征在于：所述PLC模块包括一变压器、一放大器、一处理器、一非易失性内存、一射频天线以及一光耦合器，所述变压器的输入端接交流电，所述变压器的输出端连接于所述放大器的输入端，所述放大器的输出端连接于所述处理器，所述处理器还连接所述非易失性内存以及所述光耦合器，所述射频天线连接于所述非易失性内存。
4.如权利要求1所述的电力线通信适配器，其特征在于：所述整流器为全桥整流器或半桥整流器。
5.如权利要求1所述的电力线通信适配器，其特征在于：所述第一开关电源包括一功率因数校正电路。
6.如权利要求2所述的电力线通信适配器，其特征在于：所述第二开关电源包括一变压器。
7.如权利要求3所述的电力线通信适配器，其特征在于：所述变压器为中频变压器，所述放大器为运算放大器，所述处理器为微处理器。
8.一种电力线通信适配器，包括一信号处理模块以及一适配模块，所述信号处理模块包括一差模扼流圈以及一电力线通信模块，所述信号处理模块的输出端通过所述差模扼流圈连接所述适配模块，所述差模扼流圈及所述电力线通信模块的输入端均接交流电，所述适配模块用于将交流电压转换为直流电压。
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