[实用新型]自激励电力载波收发电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电路，尤其是一种用于电力载波数据通讯的自激励电力载波收发电路。

背景技术

在电力线上传输电力载波信号有很多种实现方法。一般传输距离越远，则要求的发送功率越大，发送装置的电源功率更大，不利于电力载波模块的微型化。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种自激励电力载波收发电路。

本实用新型包括单片机，单片机的地线连接到电缆的零线；过零检测电阻R3一端连接电缆火线，另外一端连接到单片机的输入引脚；脉冲耦合电容C2与分压电阻R2串联，其连接点接到单片机的接收引脚，两端分别连接到电缆的火线和零线；限流电阻R1、储能电容C1、晶闸管Q1三者依次串联后并联到电缆，且限流电阻端连接电缆的火线，晶闸管Q1的控制脚连接到单片机的发送引脚。

所述的单片机至少有三根线用于载波收发：它们的作用分别是：过零检测，载波信号发送，载波信号接收。

单片机检测到交流正最大值时，控制晶闸管Q1导通一次，从而使得储能电容C1充电到310V，然后单片机检测到交流过零或者负最大值时，再次控制晶闸管Q1导通，于是储能电容C1通过限流电阻R1放电或者反向充电，从而引起一个相当大的电流，于是电力线上就得到一个脉冲电压。

所述的限流电阻R1是功率电阻，阻值1-50欧姆；所述的储能电C1是无极性电容，容量0.22-5微法；所述的控制晶闸管Q1是双向晶闸管，耐压600V以上，可承受的瞬间电流20A以上。

所述的单片机采用具有外部中断输入引角、有两个模拟比较器的单片机，例如飞利浦的LPC935单片机。过零检测使用外部中断0(INT0引脚)实现。CIN1A和CIN2B分别是内部两个比较器的同相端和反相端。这里的接收采用两个比较器实现，因为接收到的脉冲是在1/2VCC附近的正负脉冲，两个比较器一个比较正脉冲，另外一个比较负脉冲。OCA(Output captureA)是该单片机的高速输出引脚，可以精确地产生期望的脉冲。

该载波收发电路从P1.0发出的脉冲信号可以经过缓冲、放大后再连接到Q1的控制脚，也可以通过隔离元件(例如脉冲变压器)连接到Q1的控制脚。其接收部分可以不直接接到单片机的模拟比较输入端，而是经过相位调整、比较、隔离等信号条理后再接入单片机。

本实用新型电路发送的脉冲幅度相当强，但是这个脉冲不是由直流供电电源激励的，而是直接由发送电路产生的，为“自激励”式。相对于已有技术，发送功率大，成本低廉，体积小，稳定性高，调试方便。

本实用新型电路大量地应用在路灯的“单灯控制器”中，每个灯杆中的路灯都要安装一个，再通过通讯中继算法，最终的通讯距离在3公里以上，而且该电路成本低廉，对元器件没有特殊要求，产品的性价比高。

附图说明

图1为本实用新型电路示意图；

图2为过零检测波形图；

图3为发送脉冲的过程示意图；

图4为发送过程中电容电压波形和电阻的电流波形图；

图5为接收到的波形图。

具体实施方式

如图1所示，自激励电力载波收发电路包括单片机，单片机的地线连接到电缆的零线；过零检测电阻R3一端连接电缆火线，另外一端连接到单片机的输入引脚；脉冲耦合电容C2与分压电阻R2串联，其连接点接到单片机的接收引脚，两端分别连接到电缆的火线和零线；限流电阻R1、储能电容C1、晶闸管Q1三者依次串联后并联到电缆，且限流电阻端连接电缆的火线，晶闸管Q1的控制脚连接到单片机的发送引脚。

下面分别阐述其原理。

1、交流过零检测由过零检测电阻R3连接到单片机管脚，单片机引脚内部有钳位电路防止过压损坏，该引脚配置成为纯输入方式，当交流在正半周时，该引脚出现高电平，当交流在负半周时，该引脚出现低电平，这样就把正弦波变成了单片机能识别的方波，在从正到负跳变时触发单片机内部的中断，中断的时刻就是过零的时刻。过零检测的波形参见附图2。