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关于低压电力线载波芯片

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低压电力线载波芯片LME2210B

LME2210B是力合微电子推出的OFDM/FSK双模式电力线载波芯片。在FSK模

式下,该芯片完全支持吉林省电力公司用电信息采集系统互连互通电力线载

波方案。在OFDM模式下,LME2210B 采用四频率正交多载波技术,兼容

LME2210,在大大提高载波通信数据速率的同时,具有对电力线信道自适应能

力,以及较强的抗噪声和干扰能力。LME2210B芯片内置MCU,可以运行用户

定义的载波通信协议及应用程序。

LME2210B芯片集成宽动态范围自动增益控制接收前端放大器,低功耗设计,使用简单、方便。特点及主要技术指标:

?在450kHz 频段内支持用户设置的载波工作频点。支持吉林模式421kHz 载波频率

?调制方式:OFDM(四载波),以及吉林模式FSK

?通信速率:OFDM模式下2400bps, FSK模式下符合吉林互连互通要求

?芯片内置MCU,以及48KB 程序存储FLASH

?芯片内置模拟接收前端,使用方便

?即使在FSK模式下也不需要外部FSK解调芯片(例如MC3361)

?发送方式:工频过零点同步发送

?串行通信接口

OFDM低压电力线载波芯片LME2980

OFDM已成为国内外第二代低压电力线载波通信的主流技术。LME2980是国内

首款OFDM低压电力线载波芯片, 针对国内电网环境及低压电力线载波通信

应用需求而优化设计,具有国际领先的技术及性能。

OFDM与采用单频点、简单调制(BPSK或BFSK)的第一代载波技术相比具有

以下主要特点:1) 抗干扰能力强,对电网信道具有自适应能力,通信可靠、稳定。这主要是由于OFDM采用多个正交子载波(通常数百个甚至上千个)同时传输数据。而第一代载波技术只使用一个频点。2) 通信速率高,因而通信效率高,实时性强。OFDM典型的通信速率在几十kbps,而第一代载波技术大都在500bps以下。

LME2980支持500 kHz 低压电力线载波通信专用频段, 在此频段内用户可根据实际应用需求选择并设置工作频点及带宽。最高通信速率取决于所设置的工作带宽及调制模式(BPSK/QPSK/16QAM)。例如,在典型的48kHz带宽及BPSK下,未编码瞬时速率可达36kbps,工频过零传输平均速率超过10kbps.

LME2980 内置MCU, 可运行用户定义的通信协议及应用软件. 同时,LME2980内置模拟接收前端电路,大动态范围自动增益接收放大器等,外围电路简单,应用方案成本低,使用方便。

典型应用:

?电力线载波自动抄表系统

?载波电表/采集器/集中器

?路灯控制

?家居智能控制

电力线载波芯片LME2210

LME2210内置MCU及FLASH程序存储器, 专门针对国内电网环境而设计

开发,采用先进的正交四载波调制解调技术,具有载波频率可选,自

动差错控制,内置可变增益接收放大器,灵活方便的MCU数据接口等

特点,为智能电网电力线载波抄表系统以及其它电力线通信及控制应

用提供一款高性能芯片方案。

LME2210 支持 40 kHz – 500 kHz 电力线载波专用频段(用户可任意选择发送和接收载波频率),发送比特率 2400bps。内置MCU可运行用户通信协议及应用软件.

LME2210内置低噪声接收放大电路及数字滤波器,大大简化了外接电路,使用方便。同时, 芯片提供了灵活的微处理器数据和控制接口,使得整机设计变得非常简单。

典型应用:

?电力线载波自动抄表系统

?载波电表/采集器/集中器

?路灯/灯光控制

?家居智能控制

?任何需求数据传输或控制而又不想或不便布线的地方

电力线载波芯片LME2200C

专门针对国内电网环境而设计开发,采用先进的正交四载波调制

解调技术,具有载波频率可选,自动差错控制,内置可变增益

接收放大器,灵活方便的MCU数据接口等特点,为智能电网电

力线载波抄表系统以及其它电力线通信及控制应用提供一款高性

能芯片方案。

LME2200C 支持 9 kHz – 150 kHz 电力线载波专用频段(用户可

任意选择发送和接收载波频率),发送比特率 2400/1200/600 (比特/秒)可选。

LME2200C内置低噪声接收放大电路及数字滤波器,大大简化了外接电路,使用方便。同时, 芯片提供了灵活的微处理器数据和控制接口,使得整机设计变得非常简单。

典型应用:

?电力线载波自动抄表系统

?载波电表/采集器/集中器

?路灯/灯光控制

?家居智能控制

?任何需求数据传输或控制而又不想或不便布线的地方

国内外低压电力线载波通信应用现状分析

国内外低压电力线载波通信应用现状分析1.概述 电力线载波通信(PLC)是电力系统特有的、基本的通信方式。早在20世纪20年代,电力载波通信就开始应用到10KV配电网络线路通信中,并形成了相关的国际标准和国家标准。对于低压配电网来说,许多新兴的数字技术,例如扩频通信技术,数字信号处理技术和计算机控制技术等,大大提高和改善了低压配电网电力载波通信的可用性和可靠性,使得电力载波通信技术具有更加诱人的应用前景。为此,美国联邦通信委员会FCC规定了电力线频带宽度为100~450kHZ;欧洲电气标准委员会的EN50065-1规定电力载波频带为3~148.5kHZ。这些标准的建立为电力载波技术的发展做出了显著的贡献。利用低压电力线来传输用户用电数据,实现及时有效收集和统计,是目前国内外公认的一个最佳方案。低压电力线是最为广泛的一种通讯媒介网络,采用合适的技术充分用好这一现成的媒介,所产生的经济效益和生产效率是显而易见的。 在20世纪90年代,一些欧洲公司进行涉及电力线数据传输的试验,虽然最初实验效果好坏参半,通信技术的不断进步与互联网业务的蓬勃发展带动了电力线通信的显著增长。在美国,弗吉尼亚州马纳萨斯市首次开始大范围部署PLC的服务,提供抄表、上网等业务,速率达到了10Mbps,费用为30美元/每月,在该地区已覆盖3.5万城市居民用户。目前,摩托罗拉公司正在进行Powerline MU计划,该技术提高到一个新系统,摩托罗拉的系统只使用居民住宅方面的低压电力线传输,以减少天线效应。摩托罗拉公司邀请美国无线电中继联盟参加与这些测试,甚至摩托罗拉在其总部安装了系统,初步结果非常乐观的展示了抗干扰特性。该PLC技术仅用于最后电网分支向室内的一段进行数据传输,而信号通过无线电获取传到配电网节点,这就限制了从最后这一段到室内的信号对周围地区的干扰,实现了居民用户的电能数据采集。在埃及,综合项目工程办公室(EOIP)部署了广泛的PLC技术应用在亚历山德里亚、法耶德和坦塔。立足于本土开发的系统,该公司提供了为

电力载波芯片

电力载波芯片ST7538及其应用 摘要:介绍一种最新推出的电力载波调制解调器芯片ST7538的基本原理,给出ST7538的主要控制电路和接口电路,讨论应用该芯片后些注意事项。 关键词:电力载波通信 ST7538 家庭网络工业网络 利用电力线作为通信介质的电力载波通信,具有极大的方便性、免维护性、即插即用等优点,在很多情况下是人们首选的通信方式。ST7538是最近SGSTHOMSON公司在电力载波芯片ST7536、ST7537基础上推出的又一款半双工、同步/异步FSK(调频)调制解调器芯片。该芯片是为家庭和工业领域电力线网络通信而设计的,与ST7536和ST7537相比,主要具有以下特点: *有8个工作频段,即:60kHz、66kHz、72kHz、76kHz、82.05kHz、86kHz、110k Hz和132.5kHz; *内部集成电力线驱动接口,并且提供电压控制和电流控制; *内部集成+5V线性电源,可对外提供100mA电流; *可编程通信速率高达4800bps; *提供过零检测功能; *具有看门狗功能; *集成了一个片内运算放大器; *内部含有一个具有可校验和的、24位可编程控制寄存器; *采用TQFP44封装。 可以看出,ST7538是一款功能强大的、单芯片电力线调制解调器。 图1 1 ST7538工作原理

ST7538是采用FSK调制技术的高集成度电力载波芯片。内部集成了发送和接收数据的所有功能,通过串行通信,可以方便地与微处理器相连接。内部具有电压自动控制和电流自动控制,只要通过耦合变压器等少量外部器件即可连接到电力网中。ST7538还提供了看门狗、过零检测、运算放大器、时钟输出、超时溢出输出、+5V电源和+5V电源状态输出等,大大减少了ST7538应用电路的外围器件数量。此外,该芯片符合欧洲CENELEC(E N50065-1)和美国FCC标准。图1为ST7538内部原理框图。 1.1 发送数据 当RxTx为低时,ST7538处于发送数据状态。待发数据从TxD脚进入ST7538,时钟上升沿时被采样,并送入FSK调制器调制。调制频率由控制寄存器bit0~bit2决定,速率由控制寄存器bit3~bit4决定。调制信号经D/A变化、滤波和自动电平控制电路(ALC),再通过差分放大器输同到电力线。当打开时间溢出功能,且发送数据时间超过1s或3s时,TOUT变为高电平,同时发送状态自动转为接收状态。这样可以避免信道长时间被某一节点(ST7538)点用。 1.2 接收数据 当RxTx为高时,ST7538处于接收数据状态。信号由模拟输入端RAI脚进入ST7538,经过一个带宽±10kHz的带通滤波器,送入一个带有自动增益AGC的放大器。该滤波器可以通过控制寄存器bit23置零取消滤波功能。自动增益放大器可以根据电力线的信号强度自动调整。为提高信噪比,经过放大器的信号送入一个以通信频率为中心点、带宽为±6kHz 的窄带滤波器。此信号再经过解调、滤波和锁相,变成串行数字信号,输出给出ST7538 相连的微处理器。

电力线载波通信系统解读

摘要 电力线载波通信是以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。由于输电线路具备十分牢固的支撑结构,并架设3条以上的导体(一般有三相良导体及一或两根架空地线),所以输电线输送工频电流的同时,用之传送载波信号,既经济又十分可靠。这种综合利用早已成为世界上所有电力部门优先采用的特有通信手段。这次的课程设计通过电力线在波芯片设计一个电力线载波通信系统。 电力线载波通信具有广阔的应用前景但由于电力线的噪声和干扰对信道的污染很大,严重影响了低压电线载波通信的质量。本文就电力线载波通信的优点缺点及发展现状进行了讨论,并分析了电力信道的噪声分类,特性及对我们信号的影响。以及我们对噪声的滤波耦合等。并且详细的介绍了电力线载波通信的具体实现形式方法和步骤最终形成一个系统达到我们的要求。 课程设计选用青岛东软的SSC1641的电力线载波芯片该芯片具有调制解条,a/d,d/a通信的功能,该芯片直接对信号数字信号处理,极大地提高了通信的可靠性。文中包括了他的外围电路,信号放大,耦合,滤波等最终实现功能。 实现了接收电力线的含有噪声的信号,然后对这个信号滤波模数转换等处理后通过串行通信的方式发送到过单片机,单片机经过数据处理后通过LCD1602显示出来,并且也通过串行通信发送到PC机显示出来。PC机或开关电路输入信号经过SSC1641处理后通过电力线发送。这样一个系统阶完成了接收与发送信号,形成了一个通信系统。 关键字:电力线载波通信系统SSC1641 调制解调 1、绪论 1.1设计任务及要求 电力线载波通信系统设计基本要求:下图一个电力线载波通信模块的结构组成,请看懂,并查阅资料了解电力线载波通信的原理和电力线载波芯片的技术资料。根据系统结构,完成载波芯片外的其他器件选型、配套硬件电路设计(包括原理图、PCB图)、软件设计和仿真调试。系统至少具备以下特性: 1)开关量输入和输出各5路; 2)系统24V供电; 3)具有通信状态指示功能; 4)有232、485或USB有线通信接口; 5)断电继续工作能力; 6)其他自己发挥的功能。

电力线载波通信---有线通信

抄表系统及其方法 本发明公开了一种抄表系统包括电力线宽带载波通信单元、无线通信单元、时钟单元、控制单元以及存储单元;所述电力线宽带载波通信单元用于收发通过电力线载波方式传送的抄表信号;所述无线通信单元用于收发通过无线通信方式传送的抄表信号;控制单元用于信道状况的侦测,根据侦测结果控制抄表系统在电力线宽带载波通信以及无线通信之间的信道自动切换,切换信道后进行自动组网,并将从电力线宽带载波通信单元以及无线通信单元接收到的抄表信号进行格式转换生成电表数据。本抄表系统利用宽带载波通信可靠性高、数据传输率高、数据容量大、双向传输等特点,将无线通信方式以及电力线通信方式相互结合,使抄表布线等现场施工工作变得简便灵活。 电力线载波Power Line Carrier - PLC通信是利用高压电力线在电力载波领域通常指 35kV及以上电压等级中压电力线指10kV电压等级或低压配电线380/220V用户线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式 PLC = Power Line Carrier,电力线载波 电力线载波(PLC)是电力系统特有的通信方式,电力线载波通讯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。最大特点是不需要重新架设网络,只要有电线,就能进行数据传递。 近年来电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制,已经进入了数字化时代,并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。 但是电力线载波通讯因为有以下缺点,导致PLC主要应用--“电力上网”未能大规模应用: 1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用,所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送; 2、三相电力线间有很大信号损失(10 dB -30dB)。通讯距离很近时,不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输; 3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同,藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比,电力载波信号少损失十几dB,但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用; 4、电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和 60HZ,则周期为20ms和16.7ms,在每一交流周期中,出现两次峰值,两次峰值会带来两次脉冲干扰,即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰,

通信领域中电力线载波通信的应用及其原理

通信领域中电力线载波通信的应用及其原理 Power Line Carrier 电力线载波Power Line Carrier - PLC通信是利用高压电力线在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级中压电力线指10kV电压等级或低压配电线380/220V用户线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。 近年来高压电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制,已经进入了数字化时代,并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。在这种形势下,本文旨在通过对电力线载波通信技术的发展及所涉及的一些技术问题的讨论,阐明电力线载波通信的发展历程特点及技术关键。 电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的,它同电力系统的安全稳定控制系统,调度自动化系统,被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。目前,它更是电网调度自动化网络运营市场化和管理现代化的基础,是确保电网安全稳定经济运行的重要手段,是电力系统的重要基础设施。由于电力通信网对通信的可靠性保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求,并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势,因此世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网[1]。长期以来,电力线载波通信网一直是电力通信网的基础网络。目前,在长达670000km的35kV以上电压等级的输电线路上,多数已开通电力线载波通道[1]。形成了庞大的电力线载波通信网,该网络主要用于地市级或以下供电部门构成面向终端变电站及大用户的调度通信远动及综合自动化通道使用。 近年来,随着光纤通信的发展,电力线载波通信已从主导的电力通信方式改变为辅助通信方式,但是由于我国电力通信发展水平的不平衡,由于电力通信规程要求主要变电站必须具有两条

低压电力线载波通信技术及应用

低压电力线载波通信技术及应用 摘要:低压电力线在实际应用的过程中有很多优良的特性,并且在多个领域中 都有着广泛的应用。低压电力线载波通信技术经历了很长时间的发展过程,在技 术的应用上已经趋于成熟。本文先对低压电力线载波通信技术的系统设计进行了 分析,并介绍了它的工作原理和具体的应用,希望可以为相关领域提供一些参考 意见。 关键词:低压电力线;载波通信技术;应用 低压电力线载波通信技术可以应用于很多不同的领域,并且具有覆盖规模广、操作简单等优势。基于此,该技术逐渐发展成为我国现阶段完成高速数据传播的 主重要技术之一。但是由于受到各种因素的限制,该技术存在的潜能难以进行有 效的挖掘,所以该技术还有丰富的可开发利用空间。在此情况下,我国有关部门 不断提高了对该技术的重视程度并且对其加以改进和完善,从而保障我国的通信 技术向着更加优化的方向发展。 1.低压电力线载波通信系统设计概述 该技术发展的关键性因素在于其进行信号传输时的质量,而信号传输有着抗 阻和不断衰减的特点,并且会对信号的质量产生直接的影响。另外,利用低压电 力线载波通信技术进行传输时,信号的质量还会受到不同噪音的干扰,使得信号 质量被消弱,最终对通信效果产生不良影响。而且信号传输时的抗阻和不断衰减 这两种特性对信号传输的实际距离起着决定性的影响,对噪音的抗干扰能力在很 大程度上影响着信号在传输过程中的质量。因此,在应用该技术时必须要对多方 面的因素进行综合考虑,从而有效的促进信号传输距离不断扩大,信号质量得以 提高,最终实现良好的传输效果。 在对电力线进行设计时,必须要将其抗阻能力考虑在内。正常情况下,电力 线都具备良好的抗阻性,所以在对通信系统进行设计时一般只需要保证信号输出 和接收两端具有良好的的抗阻性即可,尽可能的对信号接收和传输时的能量消耗 进行有效的控制。在电力线上进行信号传输的过程中,高频传输信号会出现大幅 度的衰减,并且无法避免噪音干扰。为了确保信号在传输过程中的强度,电力线 需要具备良好的抗干扰能力。在此通信技术中,为了实现信号强化一般可以应用 扩频以及正交频复用这两种技术手段。应用扩频技术一般多应用于信噪微弱的环 境下,用于接收信噪比较为强烈的信号。此外,在选取宽带和载波频率的时候应 该注意以下内容:尽量按照噪音干扰程度最小和信号衰减速度最低的要求进行选取。在不同频域中,结合信号的实际衰减情况和噪音出现的密度来确定最适宜的 载波频率。按照信号干扰强度的实际情况,在频谱中如果信号衰减会比噪音干扰 对信号产生更大的影响,首先需要对不同频谱中出现的信号衰减情况进行考虑, 然后再结合噪音频谱的实际密度进行分析,一般会选取处于低频段的载波频谱。 反之如果噪音干扰所带来的影响更大,则应该先对噪音频谱的实际密度进行分, 这种情况下一般回选取高频率频段。 2.低压电力线载波通信技术原理分析 该技术一般包括三个部分,分别为低压电力线、终端设备以及系统管理中心。在通信系统中,低压电力线担任信号传输过程中的媒介。因为信号在进行传输期 间会受到很大程度的衰减,所以该技术进行信号传输的距离会被限制。为了处理 这个问题,系统管理中心有负责进行信号接收的设备,接收完成后再对信号进行 解调,然后再经过其他一系列的处理之后,应用串口的方法或GPRS技术将经过

基于LonWorks电力线载波通信的

基于LonWorks电力线载波通信的 【摘要】设计出一种基于lonworks现场总线和组态王的微电网监控系统。通过将神经元芯片植入微型电源控制器、储能单元控制器和负载开关,使它们成为智能节点,构成基于电力线载波通信的lonworks控制网络。基于lns dde server,利用组态王设计出微电网监控画面,以实时显示系统运行状态,支持操作人员完成微电源负荷分配、负荷启停等功能,并提供相关报表。实验结果表明,该监控系统操作界面友好,性能可靠,扩展能力强。 【关键词】 lonworks; 组态王; 微电网; 监控系统 【 abstract 】 this paper introduces a design in developing of supervising system based on the lonworks technology and kingview. at first, the system combines neuron chip with micro-power controllers, power-saving controllers and switches as intelligent nodes to establish the network based on power line of lonworks. in addition, through the software of lns dde server, the system designs monitoring pictures with kingview to show operation condition with real-time digital data for relevant operators to analysis and makes decisions. according to the results, it shows that the proposed monitor has the friendly manipulating interface, reliable performance, and high ability of expansibility.

低压电力线载波通信

PL2102--功能特征 PL2000A/B 是专为电力线通讯网络设计的半双工异步调制解调器,是PL2000 的升级产品。它仅由单一的 +5V 电源供电,以及一个外部的接口电路与电力线耦合。PL2000A/B 除具备原有系统基本的通讯控制功能外,还内置了四种常用的功能电路:32 Bytes SRAM,电压监测,看门狗定时器及复位电路,它们通过标准的 I2C接口与外部的微处理器相联。PL2000B内建高灵敏度放大器及四象限模拟乘法器,进一步提高了集成度(无需外部模拟混频器)。 PL2000A/B 是特别针对中国电力网恶劣的信道环境所研制开发的低压电力线载波通信芯片,低信噪比数据传输性能比 PL2000 有了大幅度的提高,同时将数据传输速率提升一倍。由于采用了直接序列扩频、数字信号处理、直接数字频率合成等新技术,以及大规模数字 /模拟混合 0.5um CMOS 工艺制作,所以在抗干扰、抗衰落性能以及国内外同类产品性能价格比等方面有着更加出众的表现。

■0.35um CMOS 数摸混合集成电路 ■直序扩频半双工异步调制解调器 ■二相相移键控,120KHz载频,带宽15KHz,传输速率500 bps ■接收灵敏度:100μVRMS ■15位伪码长度,可编程同步捕获门限 ■I2C串行通信接口 ■32Bytes SRAM (电池维护) ■可编程实时钟(秒/分/时/日/月/星期/年) (电池维护),支持数字频率校正 ■上电复位/电压监测电路及看门狗定时器 ■单+5V供电,I/O 口带 2500V ESD 保护 ■工业级温度标准: -40oC ~ +85oC ■SOP20 / SOP24 / SOP28 封装 典型应用图: 基于PL2101的单片机低压电力线载波通信接口扩展 发布:2011-09-05 | 作者: | 来源: menglongfei | 查看:328次 | 用户关注: 本文介绍了低压电力线通信接口芯片PL2101与MSP430F149的接口。早期的低压电力线载波通信芯片的接口电路相对复杂、抗干扰能力差,且多为国外产品,性价比低,因此,单片机系统较少采用低压电力线载波通信。随着通信技术的发展,新型低压电力线载波通信接口芯片解决了以上缺点,使得单片机系统采用低压电

低压电力线载波通信传输线参数测试与分析

SPWMcontrolbasedoncompensationfunctionformatrixconverter WANGRutian,WANGJianze,JIYanchao,ZENGFanpeng (SchoolofElectricalEngineeringandAutomation,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China) Abstract:Non-controlledrectificationandSPWM(SinePulseWidthModulation)areappliedtothevirtualrectifierandvirtualinverterofmatrixconverterequivalentAC/DC/ACmodelrespectively.VirtualrectifiergeneratesfluctuantDCvoltagewhensymmetricorunsymmetricthree-phasevoltagesaresupplied.InordertoeliminatetheeffectofthefluctuantDCvoltageontheSPWMoutputvoltageandcurrentofvirtualinverter,thecompensationfunctionisdeducedformodulationwavebasedontheconceptofswitchingfunction.Theprincipleisthat,asinewave,whichfollowsthefluctuantDCvoltagewithreversedpolarity,isinjectedtothemodulationwavetoeliminatethelowharmonicsofoutputvoltage.Thismethodisalsoapplicabletounsymmetricinputvoltageconditionanditsrealizationisverysimple.SimulationswithMatlab/Simulinkshowthat,highqualityoutputvoltagesareobtainedunderbothsymmetricandunsymmetricthree-phaseinputvoltageconditions,whichverifiesthevalidityandeffectivenessoftheproposedcontrolmethod. Keywords:matrixconverter;indirectconversion;switchingfunction;compensationfunction 0引言 低压配电网电力线通信是一个日益看好的数字 通信网络,逐步在工业和民用系统中得到应用。但是,低压配电网电力线通信稳定性有待于进一步提高。电力线信道特性的分析是当前电力线载波通信研究的一个重要内容,也是作为提高稳定性研究的非常重要的组成部分。国内外一些专家学者在信道估计与选择、信道编码、滤波设计、功率分配等方面作了 较为深入的研究[1-12]。在进行信道估算时的一个主要问题在于低压配电网负载复杂,存在输入阻抗不匹配问题,信号衰减严重。所以,有必要对电力线通信传输线的阻抗特性参数进行理论分析、总结和实际测试。在文献[2]中对在40kHz ̄1.5MHz频率范围内的10kV中压电力线信道传输特性进行了测试,并根据测量结果,结合传输线的基本模型,对信道的传输特性作了深入分析。该文对于中压电力线通信的传输特性研究具有研究方法上的指导意义,同样,对于研究低压电力线的传输特性也有参考意义。现从传输线阻抗特性出发,分别对基于理想均匀传输线理论、集肤效应传输线理论条件下的电力线传输特 低压电力线载波通信传输线 参数测试与分析 黄文焕1,戚佳金2,黄南天3,李 琰2 (1.吉林化工学院化工与材料工程学院,吉林吉林132022; 2.哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江哈尔滨150001; 3.吉林化工学院信息与控制工程学院,吉林吉林132022) 摘要:为给低压配电网电力线载波通信信道估算提供参考依据,有必要对电力线通信传输线的阻抗特性参数进行理论分析和实际测试研究。在简述配电网电力线载波通信传输线理论和传输线方程的基础上,总结了理想均匀传输线理论下和考虑集肤效应的电力线参数模型。使用HP4194阻抗相位增益分析仪对3+1芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆线进行实际测试,并根据测试结果使用Matlab计算出单位长度导线的电阻、电感以及两导线间的电容和电导,验证了电力线物理参数模型公式的准确性和其实际可使用性。同时,这些实测参数也为电力线通信信道特性分析和估算提供了一定的参考依据。 关键词:电力线通信;传输线方程;阻抗特性中图分类号:TN913.6;TM934 文献标识码:A 文章编号:1006-6047(2008)04-0041-04收稿日期:2007-07-16;修回日期:2007-09-13基金项目:黑龙江省自然科学基金资助(F200508) 电力自动化设备 ElectricPowerAutomationEquipment Vol.28No.4Apr.2008 第28卷第4期2008年4月 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 41

国内电力载波通信芯片技术及市场

国内电力载波通信芯片技术及市场 一、电力线载波芯片市场前景 电力线载波通信(PLC)芯片作为改造传统电网的主要手段,并且作为物联网通信的有力补充,将随智能电网和物联网的全面建设引来爆发增长。中国半导体行业协会CSIA预计至2014年,总需求将达到5*万片,未来5年复合年增速(CAGR)将达到61%,国内电力线载波芯片销量预测见图1。需求增长来自三方面:首先受益于智能电网建设。电力线载波通信以电力线作为传输媒介,不需再次投资,将成为智能电网通信的主要手段,因此智能电网建设将直接带来PLC 芯片的需求增长,如电能表需求增长在9%左右。其次来自渗透率提升。目前处于智能电网建设初期,PLC芯片利用率还很低,但作为未来智能电网通信的主要技术,其渗透率必将大幅提升。如目前载波电能表的市场占比仅为5.2%,但未来有望达到40%。最后还将受益于物联网建设。电力线通信也将成为物联网通信的主要补充,未来PLC应用中除智能电网的电能管理外,物联网的工业控制应用将占16.8%,智能家居应用将占8.0%,安防监控将占1%。 图1 国内电力载波芯片销量预测 二、电力线载波芯片的市场需求空间 预计到2014年,我国电力线载波芯片的市场应用份额中(见图2),除了应用于智能电网的电能管理外,工业控制应用将占16.8%,智能家居应用将占8.0%,安防监控将占1%。 图2 2014 年我国电力线载波芯片应用市场预测 1、智能电网市场需求 配合中国的用电制度改革,以计算机为基础的自动抄表系统成为电力部门响应国家这一政策的解决方法。自动抄表系统目前主要有有线通信技术和电力载波通信技术两种。有线通信技术作为传统方法,以其稳定性占有优势。但有线通信铺线工程浩大,而且容易被人为损坏;同时居民楼已建成,再在墙壁表面拉线,不能让居民接受。电力载波通信技术能有效解决上述问题,它利用现有交流电源线作为通信线路,省去了不切实际的铺线工程,优势明显。自动抄表系统还适用于水表、煤气表等家用生活表。 目前主要通信方式有电力线载波、无线通信、

低压电力载波发展方向

低压电力载波通信发展方向 深圳市傲立信息技术有限公司吴斌 摘要:文中介绍了电力系统低压载波的需求及低压电力配电网的传输特性,通过对比国内外各种电力载波芯片指出低压电力载波发展方向是高性能PLC加上高性能MCU实现载波自动组网及路由。文中论述了研发基于OFDM技术的PLC的必要性、关键技术及可能困难。 关键词:电力载波自动组网 OFDM 1 研究意义 目前,电力系统对低压电力载波系统的需求极其旺盛,这种需求来源于电力系统管理的变化。如今,原先的电力部已经分为3大电网公司,分别是国家电网公司(华北),南方电网公司(华南)、西北电网公司(西北),各个电网公司下面还管辖多个省的电力公司,省电力公司下面管辖着各个市电力局。从电力部、局到电网公司、电力公司的体制变化,使电力企业的效益最大化成为各电力部门的头等大事。同时,信息化已经成为这个时代的特点,电力企业生产信息MIS 系统、营业MIS系统,用配电GIS系统、调度自动化系统均是各电力公司每年要重点投入的现代化系统。电力系统信息化要求电力系统配用电信息基础数据的及时获取,然而,大量的营业MIS所需要的基础数据即电表数据,如今却主要通过人工抄表完成,通过现代化的手段及时进行抄表成为当务之急。 通过电力载波技术进行电力抄表及电力系统电流、电压等生产信息的监测无疑是最便捷的事情,这是因为,电力线路属于电力企业的现有资源。 电力企业需要自动抄表的另一原因是线损管理。如今,中国电网的电厂与输配电网分开,电力局的最大职能是买电、卖电,即从输电网买电,通过配电网将电卖到千家万户,电力公司的利润主要体现在一买一卖的差价上。电能在输送、分配过程中存在损失,电力系统称之为线损,线损分中压线损、变损及低压线损,中压线损指的是10KV损失,这个损失发生在二次变电所与10KV/400V用户变压器之间,变损指的是变压器的损耗,低压线损指的是从用户变压器到用户电表之间的损失。线损计算的前提是各级电表数据的同时准确抄读,然而,目前电力企业主要通过人工进行电表抄收,抄表时间长达半月,通过这样的数据计算的线损误差之大可想而知。电力系统又将线损分为物理线损和管理线损,物理线损是线路中确实发生的损耗,而管理线损是因为抄表的不及时甚至人为因素造成,比如,抄表员故意少抄、露抄以牟取个人利益,下面的供电分局故意扩大管理线损以获取更多的分局利益等。据统计,低压线路的物理线损约为3%左右,而管理线损高达5%左右。通过自动抄表,可以将这部分损失降下来,从而提高供电公司的经济效益。举例说明,深圳供电公司每年的售电量约400亿度左右,5%的管理线损则以亿计算。

电力线载波通讯驱动芯片

GM3533电力线载波通信线驱动芯片 1、产品简介 GM3533是一款应用于电力线载波的线驱动器,内部包含了2个电流反馈型放大器。芯片具有极低的失真,可以确保在电力载波通信频段范围内发送功率谱带外信号符合规范,并且具有高达1A的电流输出能力,可以应对强烈的电力载波信道阻抗变化,在重载情况下仍然能保证信号的发送质量。工作电流可以用外接电阻进行设置,同时可以用数字控制端口按照设定值的1/2、3/4静态电流进行工作,可以根据信道状况通过软件调节,使芯片的驱动性能得到进一步的优化。芯片工作电压范围可以高达28V。 芯片内部集成了过流保护、温度补偿等单元模块,确保了芯片在各种条件下性能稳定可靠,使芯片在电力载波应用中具有优越的性能。2、应用范围 ■电力载波通信 3、特色 ■工作电压:6V至28V ■大信号带宽:>20MHz ■3次谐波抑制: >40dBc@10M/10Vpp/50Ω负载 >50dBc@5M/10Vpp/50Ω负载 >60dBc@2M/10Vpp/50Ω负载 >76dBc@500K/10Vpp/50Ω负载■2次谐波抑制: >55dBc@10M/10Vpp/50Ω负载 >60dBc@5M/10Vpp/50Ω负载 >70dBc@2M/10Vpp/50Ω负载 >80dBc@500K/10Vpp/50Ω负载■工作电流外部设定,可数字控制■摆率:500V/us ■最大差分输出:2倍工作电压-6V@50Ω负载 ■TTL/CMOS兼容 ■温度范围-40℃to+85℃ 4、封装类型 ■QFN4×4-16L

5、功能引脚定义 图1、GM3533Top View 序号名称说明 1INP2OP2输入正端 2INN2OP2输入负端 3INN1OP1输入负端 4INP1OP1输入正端 5EN1使能端1 6EN2使能端2 7GND接地端 8GND接地端 9OUTP OP2输出 10OUTP OP2输出 11OUTN OP1输出 12OUTN OP1输出 13VDD供电端 14VDD供电端 15VCM共模电平,外接电容16REXT电流设定端,外接电阻17EP散热底盘,接地 注意:EP必须在PCB设计时接露铜散热区

单相智能电表之电力线载波通信

单相智能电表之电力线载波通信 1、研究设计背景 1.1综述 低压电力线载波PLC(Power Line Carrier)通信是以低压配电线(380 V/220 V电力线)作为信息传输媒介进行数据或语音等传输的一种特殊通信方式。电力线网络是目前覆盖范围最广的网络,有着巨大的潜在利用价值。国外对此研究已有近百年的历史,在理论和技术上有着绝对的优势。我国电力网比较独特,直接利用国外先进技术和产品并不能取得令人满意的效果。目前国内参与低压电力载波通信研究的公司、高校及研究机构日益增多,已经在通信信道的特性分析和建模、关键的调制技术的研究、通信芯片及相应产品的研制和应用、市场化运营及相关法规制定等方面取得了一定的成果。 1.2发展历程及现状 1.2.1 国外发展情况 电力线是最普及、覆盖范围最为广阔的一种物理介质,因此,电力线载波通信作为上一世纪20年代的产物,现在利用电力线高速数据通信技术仍然是国内外许多大公司的热点。 97年英国的Norweb通讯公司和加拿大Nortel(北电网络)利用丌发的数字电力线载波技术,实现了在低压配电网上进行的1Mbit/s的速率数据传输的远程通信,并进行了该技术市场推广。 随后,许多国家研究机构纷纷开展了高速电力线通信技术的研究和开发,产品的传输速率也从1Mbit/s发展到2、14、24Mbit/s甚至更高。 国际各大公司纷纷推出PLC调制解调芯片,其中主要有美国Intellon公司的14、54、85和200Mbit/s芯片,西班牙DS2公司45和200Mbit/s芯片等等。其中以美国Intellon公司的14 Mbit/s芯片应用最为普遍,大部分电力线载波系统都是基于该芯片开发的。 目前,电力线载波通信在欧洲发展比较快,欧盟为促进电力线载波技术发展,在2004年启动了OPERA(Open PLC European Research Alliance)的计划,致力于制定欧洲统一的PLC技术标准,推动大规模的商业化应用,并将PLC作为实现信息化欧洲的重要技术手段。 美国也不甘示弱,在它倡导下成立了“家庭插电联盟”,致力于标准研究,

电力线载波通信---有线通信

电力线载波通信---有线通信

电力线载波通信---有线通信

抄表系统及其方法 本发明公开了一种抄表系统包括电力线宽带载 波通信单元、无线通信单元、时钟单元、控制单元以及存储单元;所述电力线宽带载波通信单元用于收发通过电力线载波方式传送的抄表信号;所述无线通信单元用于收发通过无线通信方式 传送的抄表信号;控制单元用于信道状况的侦测,根据侦测结果控制抄表系统在电力线宽带载波通信以及无线通信之间的信道自动切换,切换信道后进行自动组网,并将从电力线宽带载波通信单元以及无线通信单元接收到的抄表信号进 行格式转换生成电表数据。本抄表系统利用宽带载波通信可靠性高、数据传输率高、数据容量大、双向传输等特点,将无线通信方式以及电力线通信方式相互结合,使抄表布线等现场施工工作变得简便灵活。 电力线载波Power Line Carrier - PLC通信是利用高压电力线在电力载波领域通常指35kV及

以上电压等级中压电力线指10kV电压等级或低压配电线380/220V用户线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式 PLC = Power Line Carrier,电力线载波 电力线载波(PLC)是电力系统特有的通信方式,电力线载波通讯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。最大特点是不需要重新架设网络,只要有电线,就能进行数据传递。 近年来电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制,已经进入了数字化时代,并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。 但是电力线载波通讯因为有以下缺点,导致PLC主要应用--“电力上网”未能大规模应用: 1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用,所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送; 2、三相电力线间有很大信号损失(10 dB -30dB)。通讯距离很近时,不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输; 3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同,藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比,电力载波信号少损失十几dB,但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用; 4、电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和 60HZ,则周期为20ms和16.7ms,在每一交流周期中,出现两次峰值,两次峰值会带来两次脉冲干扰,即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰,干扰时间约2ms,因定干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法,但由于过0点时间短,实际应用与交流波形同步不好控制,现代通讯数据帧又比较长,所以难以应用; 5、电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时,线路阻抗可达1欧姆以下,造成对载波信号的高削减。实际应用中,当电力线空载时,点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时,只能传输几十米。

低压电力线载波通信面临的挑战与对策

低压电力线载波通信面临的挑战与对策 摘要:低压电力线载波通信主要是通过使用低压配电线作为通信的媒介来实现 通信的一种通信方式。低压电力线网络是现今覆盖范围最广的网络,相较于采用 专用通信线路来实现的通信,使用低压电力线来作为载波通信的网络具有取材方便,建造成本较低的特点,具有十分高的开发潜力。本文主要针对低压电力线载 波通信方面的内容进行分析探讨,以供参阅。 关键词:低压;电力线载波通信;挑战;对策 引言 电力线载波通信(PLC)是电力系统特有的、基本的通信方式。早在20世纪 20年代,电力载波通信就开始应用到10kV配电网络线路通信中,并形成了相关 的国际标准和国家标准。对于低压配电网来说,利用电力线来传输用户用电数据,实现及时有效收集和统计,是国内外公认的最佳方案。但在早期的实际应用中, 由于我国电网环境恶劣,电力线信道高衰减、强干扰和波动范围大等特点,导致 数据采集的成功率和实时性不能完全满足实际通信的需求。近年来,随着许多新 兴的数字技术,例如扩频通信、数字信号处理和网络中继拓扑等技术的大力发展,提高和改善低压配电网电力载波通信的可用性和可靠性成为可能,电力载波通信 技术的应用前景变得更为广阔。 1低压电力线载波通信的发展历程 使用低压电力线来构建载波通信网络这一构想已经发展多年了。国外在多年 以前已经开展了相关的研究。经过多年的研究与发展,在使用低压电力线进行载 波通信的研究上国外研究结构已将低压电力线载波通信的原理和低压电力线载波 通信信道特性分析和建模、电力载波调制技术以及相关通信芯片的研制等完成了 初步探索和完善,并就低压电力线载波通信的相关标准及商业化的运用进行了构建。相较于国外对于低压电力线载波通信相关技术所投入的时间和资金,我国在 低压电力线载波通信的相关研究起步较晚,但是研究发展速度极为迅速并取得了 一定的成果。在对低压电力线载波通信的前期的研究中主要集中在利用国外已有 的固化的低压电力线载波通信调制技术和芯片进行相关的扩展开发,近些年来对 于低压电力线载波通信的研究则集中于对国内配电网的信道特性进行调制技术的 研究和低压电力线载波通信载波芯片的研制。但是目前国内在低压电力线载波通 信应用中的相关法律法规政策的制定还不完善,需要制定完善。 2低压电力线载波通信的特点 2.1噪声干扰强 已有的研究结果表明,噪声的大量存在是实现数据在低压电力线上优质传输 的主要障碍之一。一般来说,影响电力通信质量的噪声主要有以下3种:背景噪声—分布在整个通信频带;周期性噪声—包括周期性的连续干扰和周期性的脉冲 干扰;突发性噪声—用电设备的随机接入或断开而产生。研究表明,脉冲干扰对 低压电力线载波通信的质量影响最大。有文献统计出,脉冲干扰的强度最大可达40dBm,如此强的干扰将给通信带来致命的伤害,以致于在接收端根本无法识别 出发送的信号。 2.2信号衰减大 信号在电力线上传输过程中的衰减是低压载波通信遇到的另一难点。同时, 由于低压配电网直接面向用户,负荷情况复杂,各节点阻抗不匹配,所以信号会 产生反射、谐振等现象,使得信号的衰减变得极其复杂。总的说来,信号的衰减

电力线载波通讯芯片市场与应用前景

电力线载波通讯芯片市场与应用前景 市场需求 ---- 作为通讯技术的一个应用领域,电力载波通讯技术近几年才在中国真正出现。由于它的实用性以及在中国巨大的市场前景,迅速被各家公司争相采用。 ---- 一户一表,取消用电中间层,降低居民用电价格,消除用电过程腐败现象。配合中国的用电制度改革,以计算机为基础的自动抄表系统成为电力部门响应国家这一政策的解决方法。自动抄表系统目前主要有有线通讯技术和电力载波通讯技术。有线通讯技术作为传统方法,以其稳定性占有优势。但有线通讯铺线工程浩大,而且容易被人为损坏;同时居民楼已建成,再在墙壁表面拉线,难以让居民接受。电力载波通讯技术能有效解决上述问题,它利用现有交流电源线作为通讯线路,省去了不切实际的铺线工程,优势明显。自动抄表系统还适用于水表、煤气表等家用生活表。 ---- 智能大厦、智能小区已成为市场热点,各公司纷纷加入这一新兴领域。智能大厦、智能小区是一个综合性的系统工程,包含许多小系统。各家各户、每一房间也存在铺设通讯线路问题,例如消防报警系统、防盗报警系统等,把各报警点集中起来统一处理,采用电力载波通讯有其无法比拟的优越性。因此对智能大厦、智能小区底层通讯方式的选取,各公司不约而同把电力载波通讯作为首选。 ---- 在有些干扰大、布线困难的工业自动化控制系统,采用电力载波通讯方式能达到事半功倍的效果。电力载波通讯技术适用范围相当广泛,电力线在现代生活中已无处不在,只要能满足通讯要求,而又不便布线,都可采用电力载波通讯技术。 电力线通讯特点 ---- 电力线是给用电设备传送电能的,而不是用来传送数据的,所以电力线对数据传输有许多限制。 ---- 1.配电变压器对电力载波信号有阻隔作用,所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送。 ---- 2.三相电力线间有很大信号损失(10dB-30dB)。通讯距离很近时,不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输。 ---- 3.不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同,藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比,电力载波信号少损失十几dB,但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用。 ---- 4.电力线存在本身固有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50Hz和60Hz,则周期为20ms和16.7ms。在每一交流周期中,出现两次峰值,两次峰值会带来两次脉冲干扰,即电力线上有固定的100Hz或120Hz 脉冲干扰,干扰时间约2 ms,固定干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法,但由于过0点时间短,实际应用与交流波形同步不好控制,现代通讯数据帧又比较长,所以难以应用。 ---- 5.电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时,线路阻抗可达1欧姆以下,造成对载波信号的高削减。实际应用中,当电力线空载时,点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时,只能传输几十米。因此,只有进一步提高载波信号功率来满足数据传输的要求,提高载波信号功率会增加产品成本和体积。而且,单一提高载波信号功率往往并不是有效的方法。 ---- 6.电力线上存在高噪声。电力线上接有各种各样的用电设备,阻性的、感性的、容性的,有大功率的、小功率的。各种用电设备经常频繁开闭,就会给电力线上带来各种噪声干扰,而且幅度比较大。用藕合电

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