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(多图) DC 应用的电力线通信实施

Ajinder Singh?? Dave Hermann?? 德州仪器?? 2014年08月08日 ?? 收藏0

电力线接口挑战

对于 DC PLC 实施而言,在系统中连接电力线会带来另一重需要解决的挑战。部分特定问题方面包括:

● 多重节点支持的阻抗控制;

● 任何电源开关的 PLC 滤波;

● 实现可靠 AC 耦合所需的电力线耦合保护电路。

(1) 多节点支持

大多数 DC PLC 实施需要支持通过单根电力线总线连接的大量节点(几十个到几百个),以带来实用性。要让传输信号在没有明显衰减的情况下达到所有节点,主要要求体现为我们熟悉的等式:

源阻抗 << 负载阻抗(等式 1)

我们会在参考设计中说明如何达到这一点。对于以下分析,假设 PLC-Lite 的调制频率大约为 40KHz。我们随后可计算 PLC 节点的源阻抗(等式 2)。

(等式 2)

其中:

c = C6 = 22 μF(图 3)

图 3:输入耦合级电路
图 3:输入耦合级电路

假设给定接收器节点的负载阻抗和在发送器节点上看到的一样,大约为 30Ohm。在新增多个节点时,由于负载是阻抗的并联组合,因此可降低该负载阻抗。例如,如果系统中有九个节点,就可计算通过一个发送器节点可以看到的总体负载阻抗,如等式 2 所示。

下面以两种情况为例。一种情况是:一个发送器(主)节点和四个接收器(从)节点。另一种情况是:一个主节点和九个从节点。根据等式 2 的计算,源阻抗要求会随从节点数量的变化而变化。

● 9 个(接收器)+ 1 个(发送器)= 10 个 PLC 节点,负载阻抗 = 30/10 = 3 Ohms;

● 4 个(接收器)+ 1 个(发送器)= 5 个 PLC 节点,负载阻抗 = 30/5 = 6 Ohms

图 4:一个发送器、没有接收器的测试结果
图 4:一个发送器、没有接收器的测试结果

图 5:1 个发送器和 4 个接收器的测试结果
图 5:1 个发送器和 4 个接收器的测试结果

如图 4、图 5 所示,随着从节点的增多,调制信号的幅度有明显变化。在前面的设置中,DC 线路是以探针方式与示波器连接的(AC 耦合)。按下 PLC 节点上的一个外部开关,即可触发示波器,随后生成一个 PLC 通信猝发。

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电力线通信? DC电力线? 智能电网?

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