本發(fā)明涉及電力線載波通信技術(shù)，具體涉及一種中壓寬帶電力線載波通信電路，用于智能電表等設(shè)施通過中壓電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

背景技術(shù)：

電力線載波通信電路利用電力線來進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為了實(shí)現(xiàn)載波信號的承載，需要將載波信號進(jìn)行放大，但是傳統(tǒng)載波功率放大電路，由于電路結(jié)構(gòu)和器件特性的限制，只能對0~1MHz范圍內(nèi)的低頻窄帶信號進(jìn)行功率放大，不能夠滿足中壓寬帶電力線的傳輸速率和距離的要求，且大多存在通信速率低、通信性能差、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種能夠以10kV中壓配電網(wǎng)作為高速數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)進(jìn)行通信、能夠?qū)?~20MHz范圍內(nèi)的高頻寬帶載波信號進(jìn)行功率放大、通信速率高、通信性能好、電路結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)施成本低的中壓寬帶電力線載波通信電路。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種中壓寬帶電力線載波通信電路，包括寬帶載波芯片、載波放大單元、載波接收單元、耦合單元和電源單元，所述寬帶載波芯片分別通過載波放大單元、載波接收單元和耦合單元相連，所述電源單元分別與寬帶載波芯片、載波放大單元、載波接收單元相連，所述載波放大單元包括串聯(lián)的載波電壓放大模塊和載波電流放大模塊，所述載波電流放大模塊包括并聯(lián)的第一電流放大子模塊和第二電流放大子模塊，所述第一電流放大子模塊和第二電流放大子模塊的輸出端分別和耦合單元相連。

優(yōu)選地，所述載波電壓放大模塊包括寬帶PLC放大芯片、電阻R23、電阻R24、電阻R25、電容C1、電容C2、電容C3、電容C6和電容C7，所述寬帶PLC放大芯片的一個輸入端D1_IN+通過電容C1和寬帶載波芯片的輸出端AINP相連、另一個輸入端D2_IN+通過電容C2和寬帶載波芯片的輸出端AINN相連，所述寬帶PLC放大芯片包括兩組差分輸出端D1和D2，所述差分輸出端D1的正極輸出端D1_OUT串接電容C6后作為輸出端AIN_P、負(fù)極輸出端D1_IN-依次通過電阻R25、電容C3和差分輸出端D2的負(fù)極輸出端D2_IN-相連，所述電阻R23并聯(lián)布置于差分輸出端D1的正極輸出端D1_OUT、負(fù)極輸出端D1_IN-之間，所述差分輸出端D2的正極輸出端D2_OUT串接電容C7后作為輸出端AIN_N，所述載波電壓放大模塊的輸出端AIN_P、輸出端AIN_N和載波電流放大模塊相連。

優(yōu)選地，所述第一電流放大子模塊包括寬帶PLC放大芯片N1、電阻R27、電阻R28、電阻R35、電阻R36、電阻R37、電阻R41、電阻R42、電阻R45、電阻R47、電阻R61、電阻R64、電阻R278、電阻R396、電容C12和電容C13，所述寬帶PLC放大芯片N1的第一差分正極輸入端1N+分別通過電阻R36和載波電壓放大模塊的輸出端AIN_P相連、通過電阻R27接地，所述寬帶PLC放大芯片N1的第一差分負(fù)極輸入端1N-分別通過電阻R41接地、通過電阻R35和第一正極輸出端1OUT相連，所述寬帶PLC放大芯片N1的第二差分正極輸入端2N+分別通過電阻R45和載波電壓放大模塊的輸出端AIN_P相連、通過電阻R396和載波電壓放大模塊的輸出端AIN_N相連、通過電阻R28接地，所述寬帶PLC放大芯片N1的第二差分負(fù)極輸入端2N-分別通過電阻R42接地、通過電阻R278和第一差分負(fù)極輸入端1N-相連、通過電阻R37和第二正極輸出端2OUT相連，電阻R64的一端分別通過電容C12、電阻R61和寬帶PLC放大芯片N1的第一正極輸出端1OUT相連，且通過電容C13、電阻R47和寬帶PLC放大芯片N1的第二正極輸出端2OUT相連，電阻R64的另一端連接有參考電壓并作為第一電流放大子模塊的輸出端AOUT_P；所述第二電流放大子模塊包括寬帶PLC放大芯片N2、電阻R26、電阻R29、電阻R38、電阻R39、電阻R40、電阻R43、電阻R44、電阻R46、電阻R48、電阻R62、電阻R63、電阻R65、電阻R276和電阻R397，所述寬帶PLC放大芯片N2的第一差分正極輸入端1N+分別通過電阻R397和載波電壓放大模塊的輸出端AIN_P相連、通過電阻R39和載波電壓放大模塊的輸出端AIN_N相連、通過電阻R26接地，所述寬帶PLC放大芯片N2的第一差分負(fù)極輸入端1N-分別通過電阻R43接地、通過電阻R38和第一正極輸出端1OUT相連，所述寬帶PLC放大芯片N2的第二差分正極輸入端2N+分別通過電阻R46和載波電壓放大模塊的輸出端AIN_N相連、通過電阻R29接地，所述寬帶PLC放大芯片N2的第二差分負(fù)極輸入端2N-分別通過電阻R44接地、通過電阻R276和第一差分負(fù)極輸入端1N-相連、通過電阻R40和第二正極輸出端2OUT相連，電阻R65的一端分別通過電容C14、電阻R63和寬帶PLC放大芯片N2的第一正極輸出端1OUT相連，且通過電容C15、電阻R48和寬帶PLC放大芯片N2的第二正極輸出端2OUT相連，電阻R65的另一端連接有參考電壓并作為第二電流放大子模塊的輸出端AOUT_N；所述耦合單元分別與第一電流放大子模塊的輸出端AOUT_P、第二電流放大子模塊的輸出端AOUT_N相連。

優(yōu)選地，所述電阻R64的另一端設(shè)有續(xù)流保護(hù)二極管VD3和續(xù)流保護(hù)二極管VD4，所述續(xù)流保護(hù)二極管VD3和續(xù)流保護(hù)二極管VD4串聯(lián)布置于+15V和-15V電源之間，所述電阻R64的另一端連接于續(xù)流保護(hù)二極管VD3和續(xù)流保護(hù)二極管VD4之間，所述電阻R65的另一端設(shè)有續(xù)流保護(hù)二極管VD5和續(xù)流保護(hù)二極管VD6，所述續(xù)流保護(hù)二極管VD5和續(xù)流保護(hù)二極管VD6串聯(lián)布置于+15V和-15V電源之間，所述電阻R65的另一端連接于續(xù)流保護(hù)二極管VD5和續(xù)流保護(hù)二極管VD6之間。

優(yōu)選地，所述電源單元的輸出端和載波接收單元之間設(shè)有限流保護(hù)單元。

優(yōu)選地，所述限流保護(hù)單元包括三極管V1、電阻R16、電阻R18、電阻R20、電容C60、電阻R6、電阻R7、電容C59、電阻R12、三極管V3、電阻R13、MOS管M1 SM4600CSK、電阻R19、電阻R13、電阻R10、二極管VD2、電阻R9、三極管V4、電阻R17、電阻R8、電阻R11以及二極管VD1，所述MOS管M1 SM4600CSK包括N-MOS管M1-1和P-MOS管M1-2，所述三極管V1為PNP型三極管，三極管V1的集電極依次串接電阻R16、電阻R18后作為過流信號輸出端OVER_I和寬帶載波芯片相連，所述電阻R16、電阻R18之間的中間連接點(diǎn)通過電阻R20接地，電容C60和電阻R20并聯(lián)連接，電阻R6、電阻R7、電容C59三者并聯(lián)后一端和三極管V1的發(fā)射極相連，且另一端通過電阻R12和三極管V1的基極相連，三極管V1的發(fā)射極作為限流保護(hù)單元的+12V電壓輸入端+12V_IN和電源單元的+12V輸出端相連，三極管V3為NPN型三極管，三極管V3的基極串接電阻R19后作為控制端TXA_EN和寬帶載波芯片相連，三極管V3的發(fā)射極接地，三極管V3的集電極通過電阻R13和P-MOS管M1-2的G極相連，P-MOS管M1-2的S極分別通過電阻R12和三極管V1的基極相連、通過電阻R10和P-MOS管M1-2的G極相連，二極管VD2和電阻R10并聯(lián)，P-MOS管M1-2的D極D2作為限流保護(hù)單元的+12V電壓輸出端+12V_OUT，且+12V電壓輸出端+12V_OUT通過電阻R9和P-MOS管M1-2的S極相連；所述三極管V4為PNP型三極管，三極管V4的發(fā)射極串接電阻R17后作為控制端TXA_EN和寬帶載波芯片相連、基極接地、集電極和N-MOS管M1-1的G極相連，N-MOS管M1-1的S極作為電源開關(guān)模塊的-12V電壓輸入端-12V_IN和電源單元的-12V輸出端相連，N-MOS管M1-1的S極通過電阻R11和N-MOS管M1-1的G極相連，二極管VD1和電阻R11并聯(lián)，N-MOS管M1-1的D極D1作為電源開關(guān)模塊的電壓輸出端-12V_OUT和載波放大單元的電源輸入端相連，電源開關(guān)模塊的電壓輸出端-12V_OUT通過電阻R8和電源開關(guān)模塊的-12V電壓輸入端-12V_IN相連。

優(yōu)選地，所述電源單元包括過零檢測電路、AC-DC轉(zhuǎn)換電路和DC-DC轉(zhuǎn)換電路，所述寬帶載波芯片通過過零檢測電路和外部電源相連，所述AC-DC轉(zhuǎn)換電路的輸入端和外部電源相連，所述AC-DC轉(zhuǎn)換電路的輸出端通過DC-DC轉(zhuǎn)換電路和寬帶載波芯片的電源輸入端相連，且所述AC-DC轉(zhuǎn)換電路的輸出端和載波接收單元相連。

優(yōu)選地，所述寬帶載波芯片還連接有存儲模塊、指示燈模塊和數(shù)據(jù)傳輸接口模塊，所述數(shù)據(jù)傳輸接口模塊包括串口接口子模塊和RJ45接口子模塊。

本發(fā)明中壓寬帶電力線載波通信電路具有下述優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明的載波放大單元包括串聯(lián)的載波電壓放大模塊和載波電流放大模塊，載波電流放大模塊包括并聯(lián)的第一電流放大子模塊和第二電流放大子模塊，第一電流放大子模塊和第二電流放大子模塊的輸出端分別和耦合單元相連，根據(jù)10kV中壓電力線傳輸距離較遠(yuǎn)和要求數(shù)據(jù)傳輸速率較高的特點(diǎn)，通過載波電壓放大模塊和并聯(lián)的第一電流放大子模塊和第二電流放大子模塊對輸入級先進(jìn)行電壓放大，輸出級采用并聯(lián)輸出的電路拓寬結(jié)構(gòu)進(jìn)行電流放大，以10kV中壓配電網(wǎng)作為高速數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，把中壓電網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€高性能的數(shù)據(jù)傳輸骨干網(wǎng)，然后高速數(shù)據(jù)經(jīng)過寬帶載波芯片調(diào)制成2~12MHz頻率的寬帶載波信號，經(jīng)過本發(fā)明中的載波放大電路進(jìn)行功率放大，然后通過耦合電路將2~12MHz的寬帶載波信號耦合到10kV電力線上，實(shí)現(xiàn)高速抄表數(shù)據(jù)和控制信號傳輸，能夠?qū)?~20MHz范圍內(nèi)的高頻寬帶載波信號進(jìn)行功率放大，具有通信速率高、通信性能好、電路結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)施成本低的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的框架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中寬帶載波芯片及其外圍電路的電路原理示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中載波電壓放大模塊的電路原理示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中載波電流放大模塊的電路原理示意圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中載波接收單元的電路原理示意圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例中限流保護(hù)單元的電路原理示意圖。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例中過零檢測電路的電路原理示意圖。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例中AC-DC轉(zhuǎn)換電路的電路原理示意圖。

圖9為本發(fā)明實(shí)施例中DC-DC轉(zhuǎn)換電路3.3V部分的電路原理示意圖。

圖10為本發(fā)明實(shí)施例中DC-DC轉(zhuǎn)換電路1.2V部分的電路原理示意圖。

圖11為本發(fā)明實(shí)施例中RS232接口模塊的電路原理示意圖。

圖12為本發(fā)明實(shí)施例中RS485接口模塊的電路原理示意圖。

圖13為本發(fā)明實(shí)施例中RJ45接口模塊的電路原理示意圖。

圖例說明：1、寬帶載波芯片；11、存儲模塊；12、指示燈模塊；13、數(shù)據(jù)傳輸接口模塊；2、載波放大單元；21、載波電壓放大模塊；22、載波電流放大模塊；221、第一電流放大子模塊；222、第二電流放大子模塊；3、載波接收單元；4、耦合單元；5、電源單元；51、過零檢測電路；52、AC-DC轉(zhuǎn)換電路；53、DC-DC轉(zhuǎn)換電路；6、限流保護(hù)單元。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)施例的中壓寬帶電力線載波通信電路包括寬帶載波芯片1、載波放大單元2、載波接收單元3、耦合單元4和電源單元5，寬帶載波芯片1分別通過載波放大單元2、載波接收單元3和耦合單元4相連，電源單元5分別與寬帶載波芯片1、載波放大單元2、載波接收單元3相連，載波放大單元2包括串聯(lián)的載波電壓放大模塊21和載波電流放大模塊22，載波電流放大模塊22包括并聯(lián)的第一電流放大子模塊221和第二電流放大子模塊222，第一電流放大子模塊221和第二電流放大子模塊222的輸出端分別和耦合單元4相連。

參見圖2，本實(shí)施例中寬帶載波芯片1采用青島東軟的第6代SSC1664型載波芯片（以下簡稱SSC1664芯片），寬帶載波芯片1用于產(chǎn)生輸出到電力線上的載波信號，該載波信號通過載波放大單元2即可輸出至10kV中壓配電網(wǎng)的電力線上，同時寬帶載波芯片1還可以通過載波接收單元3接收來自10kV中壓配電網(wǎng)的電力線上的載波信號。SSC1664芯片將模擬前端、基帶調(diào)制解調(diào)、數(shù)字信號處理、CPU內(nèi)核及豐富的功能外設(shè)集于一體，提供物理層（PHY）、介質(zhì)訪問控制層（MAC）、適配層（ADP）、網(wǎng)絡(luò)層（NET）、應(yīng)用層（APP）等完整的電力線通信解決方案。相比傳統(tǒng)的窄帶芯片信號帶寬更寬，傳輸速率更高。SSC1664芯片集成了處理器、本地RAM、2MB SDRAM、及UART、I2C、SPI、GPIO等接口，還增加了8MB SDRAM及標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)RMII接口。

參見圖1，寬帶載波芯片1還連接有存儲模塊11、指示燈模塊12（指示本系統(tǒng)工作狀態(tài)）和數(shù)據(jù)傳輸接口模塊13，數(shù)據(jù)傳輸接口模塊13包括串口接口子模塊和RJ45接口子模塊。本實(shí)施例中，存儲模塊11采用16Mbit flash存儲芯片，用于中壓載波程序的存儲。

載波電壓放大模塊21的功能是把從載波芯片輸出的模擬信號進(jìn)行放大，并經(jīng)過簡單的濾波之后，由信號耦合電路耦合到電力線上，滿足電力線傳輸?shù)囊螅岣咻d波通信的距離。如圖3所示，載波電壓放大模塊21包括寬帶PLC放大芯片、電阻R23、電阻R24、電阻R25、電容C1、電容C2、電容C3、電容C6和電容C7，寬帶PLC放大芯片的一個輸入端D1_IN+通過電容C1和寬帶載波芯片1的輸出端AINP相連、另一個輸入端D2_IN+通過電容C2和寬帶載波芯片1的輸出端AINN相連，寬帶PLC放大芯片包括兩組差分輸出端D1和D2，差分輸出端D1的正極輸出端D1_OUT串接電容C6后作為輸出端AIN_P、負(fù)極輸出端D1_IN-依次通過電阻R25、電容C3和差分輸出端D2的負(fù)極輸出端D2_IN-相連，電阻R23并聯(lián)布置于差分輸出端D1的正極輸出端D1_OUT、負(fù)極輸出端D1_IN-之間，差分輸出端D2的正極輸出端D2_OUT串接電容C7后作為輸出端AIN_N，載波電壓放大模塊21的輸出端AIN_P、輸出端AIN_N和載波電流放大模塊22相連。本實(shí)施例中，載波電壓放大模塊21的寬帶PLC放大芯片具體采用寬帶PLC專用放大芯片THS6214（簡稱THS6214芯片）。THS6214芯片用于對載波信號進(jìn)行電壓放大，采用差分放大電路結(jié)構(gòu)，載波芯片輸出的差分載波信號經(jīng)過電容C1和電容C2耦合到第一電流放大子模塊221和第二電流放大子模塊222。R23和R24為電阻，R25為電阻，電容C3、電容C6和電容C7為隔直電容，電阻R4、電阻R5為THS6214芯片的電阻，電阻R3為THS6214芯片的電流配置電阻，本實(shí)施例通過電容C6和電容C7的載波信號被放大8.27倍。

如圖4所示，第一電流放大子模塊221包括寬帶PLC放大芯片N1、電阻R27、電阻R28、電阻R35、電阻R36、電阻R37、電阻R41、電阻R42、電阻R45、電阻R47、電阻R61、電阻R64、電阻R278、電阻R396、電容C12和電容C13，寬帶PLC放大芯片N1的第一差分正極輸入端1N+分別通過電阻R36和載波電壓放大模塊21的輸出端AIN_P相連、通過電阻R27接地，寬帶PLC放大芯片N1的第一差分負(fù)極輸入端1N-分別通過電阻R41接地、通過電阻R35和第一正極輸出端1OUT相連，寬帶PLC放大芯片N1的第二差分正極輸入端2N+分別通過電阻R45和載波電壓放大模塊21的輸出端AIN_P相連、通過電阻R396和載波電壓放大模塊21的輸出端AIN_N相連、通過電阻R28接地，寬帶PLC放大芯片N1的第二差分負(fù)極輸入端2N-分別通過電阻R42接地、通過電阻R278和第一差分負(fù)極輸入端1N-相連、通過電阻R37和第二正極輸出端2OUT相連，電阻R64的一端分別通過電容C12、電阻R61和寬帶PLC放大芯片N1的第一正極輸出端1OUT相連，且通過電容C13、電阻R47和寬帶PLC放大芯片N1的第二正極輸出端2OUT相連，電阻R64的另一端連接有參考電壓并作為第一電流放大子模塊221的輸出端AOUT_P；第二電流放大子模塊222包括寬帶PLC放大芯片N2、電阻R26、電阻R29、電阻R38、電阻R39、電阻R40、電阻R43、電阻R44、電阻R46、電阻R48、電阻R62、電阻R63、電阻R65、電阻R276和電阻R397，寬帶PLC放大芯片N2的第一差分正極輸入端1N+分別通過電阻R397和載波電壓放大模塊21的輸出端AIN_P相連、通過電阻R39和載波電壓放大模塊21的輸出端AIN_N相連、通過電阻R26接地，寬帶PLC放大芯片N2的第一差分負(fù)極輸入端1N-分別通過電阻R43接地、通過電阻R38和第一正極輸出端1OUT相連，寬帶PLC放大芯片N2的第二差分正極輸入端2N+分別通過電阻R46和載波電壓放大模塊21的輸出端AIN_N相連、通過電阻R29接地，寬帶PLC放大芯片N2的第二差分負(fù)極輸入端2N-分別通過電阻R44接地、通過電阻R276和第一差分負(fù)極輸入端1N-相連、通過電阻R40和第二正極輸出端2OUT相連，電阻R65的一端分別通過電容C14、電阻R63和寬帶PLC放大芯片N2的第一正極輸出端1OUT相連，且通過電容C15、電阻R48和寬帶PLC放大芯片N2的第二正極輸出端2OUT相連，電阻R65的另一端連接有參考電壓并作為第二電流放大子模塊222的輸出端AOUT_N；耦合單元4分別與第一電流放大子模塊221的輸出端AOUT_P、第二電流放大子模塊222的輸出端AOUT_N相連。本實(shí)施例中，寬帶PLC放大芯片N1和寬帶PLC放大芯片N2具體采用寬帶PLC專用放大芯片THS6012（簡稱THS6012芯片）。電壓放大后的信號輸入到THS6012芯片進(jìn)行載波信號的電流放大，使用兩顆THS6012芯片,并采用比例放大和差分放大兼容設(shè)計(jì)，單顆THS6012芯片默認(rèn)使用兩路比例放大電路并聯(lián)輸出，先分別對單端信號進(jìn)行電流放大，然后兩顆THS6012芯片以差分電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)輸出，其中電阻R26、電阻R27、電阻R28、電阻R29為匹配電阻，電阻R36、電阻R396、電阻R45、電阻R397、電阻R397、電阻R39、電阻R46為比例放大和差分電路選擇電阻，電阻R35、電阻R37、電阻R38、電阻R40為反饋電阻，電阻R41、電阻R42、電阻R43、電阻R44為增益電阻，電阻R61、電阻R47、電阻R62、電阻R48、電阻R64、電阻R65為限流電阻，電容C12、電容C13、電容C14、電容C15、電容C120、電容C122、電容C123為耦合電容。

如圖4所示，電阻R64的另一端設(shè)有續(xù)流保護(hù)二極管VD3和續(xù)流保護(hù)二極管VD4，續(xù)流保護(hù)二極管VD3和續(xù)流保護(hù)二極管VD4串聯(lián)布置于+15V和-15V電源之間，電阻R64的另一端連接于續(xù)流保護(hù)二極管VD3和續(xù)流保護(hù)二極管VD4之間，電阻R65的另一端設(shè)有續(xù)流保護(hù)二極管VD5和續(xù)流保護(hù)二極管VD6，續(xù)流保護(hù)二極管VD5和續(xù)流保護(hù)二極管VD6串聯(lián)布置于+15V和-15V電源之間，電阻R65的另一端連接于續(xù)流保護(hù)二極管VD5和續(xù)流保護(hù)二極管VD6之間，二極管VD3、二極管VD4、二極管VD5、二極管VD6為續(xù)流保護(hù)二極管。

載波接收單元3用于濾除來自電力線上的雜波干擾，提高載波信號接收性能。如圖5所示，載波接收單元3為由3階低通切比雪夫?yàn)V波器和5階高通切比雪夫?yàn)V波器組成的現(xiàn)有載波接收電路，載波接收單元3的用于濾除載波信號帶外信號，提高接收信號的信噪比。圖5中，電阻R49、電阻R52一方面為限流電阻，另一方面做阻抗匹配；電阻R50、電阻R51用于限制接收電路的整體直流電平；電容TS6、TS7電容用于接收信號幅度限制，防止存在干擾時，芯片接收引腳存在電壓沖擊，損壞芯片接收引腳；電感L17、電感L19、電容C83、電容C4構(gòu)成低通電路，用于濾除12MHz以上高頻干擾；電容C79、電容C80、電感L18、電容C81、電容C82、電感L21、電容C95、電容C96構(gòu)成高通電路，因?yàn)殡娏€常見的大功率干擾基本都出現(xiàn)在1MHz以下的低頻段，故需多階高通濾波，濾除低頻噪聲。

如圖1所示，電源單元5的輸出端和載波接收單元3之間設(shè)有限流保護(hù)單元6。限流保護(hù)單元6的作用是限制載波接收單元3的±12V電源的電流消耗，符合國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的功耗要求，本實(shí)施例中最大電流消耗不會超過260mA，限流保護(hù)單元6具體用于對電流進(jìn)行檢測，如果超過260mA則關(guān)斷載波接收單元3的供電電源，以達(dá)到限流保護(hù)的目的。

如圖6所示，限流保護(hù)單元6包括三極管V1、電阻R16、電阻R18、電阻R20、電容C60、電阻R6、電阻R7、電容C59、電阻R12、三極管V3、電阻R13、MOS管M1 SM4600CSK、電阻R19、電阻R13、電阻R10、二極管VD2、電阻R9、三極管V4、電阻R17、電阻R8、電阻R11以及二極管VD1，MOS管M1 SM4600CSK包括N-MOS管M1-1和P-MOS管M1-2，三極管V1為PNP型三極管，三極管V1的集電極依次串接電阻R16、電阻R18后作為過流信號輸出端OVER_I和寬帶載波芯片1相連，電阻R16、電阻R18之間的中間連接點(diǎn)通過電阻R20接地，電容C60和電阻R20并聯(lián)連接，電阻R6、電阻R7、電容C59三者并聯(lián)后一端和三極管V1的發(fā)射極相連，且另一端通過電阻R12和三極管V1的基極相連，三極管V1的發(fā)射極作為限流保護(hù)單元6的+12V電壓輸入端+12V_IN和電源單元5的+12V輸出端相連，三極管V3為NPN型三極管，三極管V3的基極串接電阻R19后作為控制端TXA_EN和寬帶載波芯片1相連，三極管V3的發(fā)射極接地，三極管V3的集電極通過電阻R13和P-MOS管M1-2的G極相連，P-MOS管M1-2的S極分別通過電阻R12和三極管V1的基極相連、通過電阻R10和P-MOS管M1-2的G極相連，二極管VD2和電阻R10并聯(lián)，P-MOS管M1-2的D極D2（MOS管M1 SM4600CSK的5號端子）作為限流保護(hù)單元6的+12V電壓輸出端+12V_OUT，且+12V電壓輸出端+12V_OUT通過電阻R9和P-MOS管M1-2的S極相連；三極管V4為PNP型三極管，三極管V4的發(fā)射極串接電阻R17后作為控制端TXA_EN和寬帶載波芯片1相連、基極接地、集電極和N-MOS管M1-1的G極相連，N-MOS管M1-1的S極作為電源開關(guān)模塊的-12V電壓輸入端-12V_IN和電源單元5的-12V輸出端相連，N-MOS管M1-1的S極通過電阻R11和N-MOS管M1-1的G極相連，二極管VD1和電阻R11并聯(lián)，N-MOS管M1-1的D極D1（MOS管M1 SM4600CSK的7號端子）作為電源開關(guān)模塊的電壓輸出端-12V_OUT和載波放大單元2的電源輸入端相連，電源開關(guān)模塊的電壓輸出端-12V_OUT通過電阻R8和電源開關(guān)模塊的-12V電壓輸入端-12V_IN相連。當(dāng)超過260mA時，電阻R6//電阻R7//電感C59三者兩端電壓超過0.7V時，三極管V1導(dǎo)通，過流信號輸出端OVER_I輸出高電平給SSC1664芯片，此時SSC1664芯片的控制信號輸出端TXA_EN輸出高電平，關(guān)斷載波接收單元3的+12V/-12V供電電源，以達(dá)到限流保護(hù)的目的。

如圖1所示，電源單元5包括過零檢測電路51、AC-DC轉(zhuǎn)換電路52和DC-DC轉(zhuǎn)換電路53，寬帶載波芯片1通過過零檢測電路51和外部電源相連，AC-DC轉(zhuǎn)換電路52的輸入端和外部電源相連，AC-DC轉(zhuǎn)換電路52的輸出端通過DC-DC轉(zhuǎn)換電路53和寬帶載波芯片1的電源輸入端相連，且AC-DC轉(zhuǎn)換電路52的輸出端和載波接收單元3相連。

本實(shí)施例中，過零檢測電路51的功能是把工頻交流電的過零點(diǎn)時刻以脈沖的方式告知SSC1664芯片，從而為SSC1664芯片進(jìn)行過零通信以及相位判別提供依據(jù)。

如圖7所示，過零檢測電路51主要基于K1010DS芯片實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)壓管VD61和電阻R251、電阻R252的作用是在工頻正半周時為電容C252充電，積聚為光耦E61導(dǎo)通的電能量；電阻R251、電阻R252和電容C251還組成RC濾波電路，可有效消除電力線上的干擾；電阻R251、電阻R252和電阻R254組成分壓電路，為三極管V61提供合適的開啟電壓時刻。電阻R255和電容C253組成RC濾波電路，防止三極管V61因干擾而誤開啟。穩(wěn)壓管VD63是一顆5.1V的穩(wěn)壓管，用于鉗位電容C252兩端的電壓為5.1V。三極管V61用于放大過零點(diǎn)產(chǎn)生的信號，驅(qū)動光耦E61導(dǎo)通。光耦E61起光電隔離作用，用于隔離強(qiáng)電與弱電。

本實(shí)施例中，AC-DC轉(zhuǎn)換電路52用于為系統(tǒng)提供±12和+5V電源。

如圖8所示，AC-DC轉(zhuǎn)換電路52主要基于芯片VC1實(shí)現(xiàn)，芯片VC1采用ESSPS-A15S051612AC-DC轉(zhuǎn)換芯片及其外圍電路實(shí)現(xiàn)，芯片VC1輸出±12V、+5V,為整個系統(tǒng)提供電源，其中±12V一部分提供給載波接收單元3，一部分﹢12V通過DC-DC轉(zhuǎn)換電路53分別輸出3.3V和1.2V為SSC1664芯片供電；+5V電源輸出與其他電源輸出隔離，給SSC1664芯片的外圍接口電路（RS485串口）供電。

本實(shí)施例中，DC-DC轉(zhuǎn)換電路53用于為系統(tǒng)提供3.3V和1.2V電源；DC-DC轉(zhuǎn)換電路53包括3.3V轉(zhuǎn)換電路部分和1.2V轉(zhuǎn)換電路部分。如圖9所示，3.3V轉(zhuǎn)換電路部分主要基于DC-DC轉(zhuǎn)換芯片TS4（MP2314芯片）實(shí)現(xiàn)，DC-DC轉(zhuǎn)換芯片TS4用于將﹢12V電源轉(zhuǎn)換為3.3V輸出。如圖10所示，1.2V轉(zhuǎn)換電路部分主要基于DC-DC轉(zhuǎn)換芯片TS5（MP2015DJ芯片）實(shí)現(xiàn)，DC-DC轉(zhuǎn)換芯片TS4用于將﹢12V電源轉(zhuǎn)換為1.2V輸出。

本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)傳輸接口模塊13包括RS232接口模塊、RS485接口模塊、RJ45接口模塊如圖11所示，本實(shí)施例的RS232接口模塊用分立元件實(shí)現(xiàn)串口通訊RS232電平轉(zhuǎn)換；實(shí)現(xiàn)輸出高電平＞2.4V，輸出低電平＜0.4V。在室溫下，輸出高電平是3.3V，輸出低電平時0.2V；最小輸入高電平≥2.0V，輸入低電平≤0.8V，噪聲容限是0.4V。如圖12所示，本實(shí)施例的RS485接口模塊使用專用RS485芯片BL3085A，采用電氣隔離設(shè)計(jì)，一方面在高壓環(huán)境下，保證人身安全和設(shè)備的保護(hù)；另一方面，可以使通信在嚴(yán)重地擾動和其它系統(tǒng)級噪聲存在的情況下不間斷、無差錯。如圖13所示，本實(shí)施例的RJ45接口模塊采用RMII 10/100的LAN8720網(wǎng)口。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。