專利名稱：基于pl3120電力線載波芯片的電力線鈉燈電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及物聯網設備技術領域，特別涉及一種基于PL3120電力線載波芯片的電力線鈉燈電路。
背景技術：
路燈是保障城市夜晚安全通行必不可少的設備，在漆黑的夜里我們都希望有一個關照明亮的大街。高壓鈉燈的光照強度強，透霧性好，深受大街小巷的信賴。可是高壓鈉燈在工作一段時間后，就會出現故障。普通的高壓鈉燈電子鎮流器沒有帶故障反饋功能，即使路燈壞了，也沒有人員進行維護，這樣久而久之，馬路上的路燈壞了幾乎都沒有人來管理，沒有路燈照明的馬路會給夜行的行人帶來很多不便，嚴重的還會出現交通事故。所以有一個能反饋鈉燈使用情況的電路是非常重要的。
發明內容本實用新型要解決的技術問題，在于提供一種基于PL3120電力線載波芯片的電力線鈉燈電路，其能反饋鈉燈電壓、電流使用情況，能及時將鈉燈運行狀態反饋給控制系統，這樣讓維護人員能及時的知道鈉燈的狀態。本實用新型是這樣實現的:一種基于PL3120電力線載波芯片的電力線鈉燈電路，包括電源模塊、三端穩壓器78L05、PL3120電力線載波模塊、單向雙向功率/電能測算電路以及至少一鈉燈；所述PL3120電力線載波模塊包括:PL3120電力線載波芯片、晶振電路、復位電路、通信信號接收電路以及通信信號發送電路；所述晶振電路、復位電路、通信信號接收電路、通信信號發送電路均與所述PL3120電力線載波芯片連接；所述電源模塊分別與所述三端穩壓器78L05和PL3120電力線載波芯片連接；所述三端穩壓器78L05、單向雙向功率/電能測算電路均與所述PL3120電力線載波芯片連接；所述鈉燈分別與所述電源模塊和單向雙向功率/電能測算電路連接。進一步地，所述通信信號接收電路包括三階高通濾波器和耦合電感器；所述耦合電感器的一端與外部電路網連接，另一端與所述PL3120電力線載波芯片連接；所述三階高通濾波器與所述PL3120電力線載波芯片連接。進一步地，所述通信信號發送電路包括具有雙發射極輸出的放大器、主動低通濾波器以及二階低通濾波器；所述主動低通濾波器、具有雙發射極輸出的放大器以及二階低通濾波器依次連接；所述二階低通濾波器與所述PL3120電力線載波芯片連接。進一步地，所述單向雙向功率/電能測算電路包括:模/數轉換器U41、電容C40、電容C41、電容C42、電容C43、電容C45、電容C46、電容C47、電容C48、電容C49、電阻R41、電阻R42、電阻R43、電阻R44、電阻R45、電阻R46、電阻R47、電阻R48、電阻R49、電阻R50以及電源線接口 ；所述模/數轉換器U41的第5引腳、第6引腳、第7引腳、第21引腳、第23引腳分別依次對應與所述PL3120電力線載波芯片的第9引腳、第10引腳、第11引腳、第6引腳、第12引腳連接；所述電容C43串聯在所述模/數轉換器U41的第3引腳和第8引腳之間；所述模/數轉換器U41的第11引腳和第12引腳連接并經電容C41與信號地連接；所述模/數轉換器U41的第13引腳和第14引腳之間串聯有電容C42 ;所述模/數轉換器U41的第14引腳、第17引腳、第19引腳分別對應經電阻R41、電阻R44、電阻R45都與電源模塊連接；所述模/數轉換器U41的第15引腳分別與所述電阻R49的一端、電容C49的一端、電容C48的一端連接；所述電阻R49的另一端、電容C48的另一端均連接信號地；所述模/數轉換器U41的第16引腳分別與電容C49的另一端、電容C40的一端、電阻R50的一端連接；所述電容C40的另一端接信號地；所述電阻R50的另一端與電源線接口連接；所述模/數轉換器U41的第9引腳分別與電容C45的一端、電容C46的一端、電阻R47的一端、電阻R46的一端連接；該電容C45的另一端、電阻R47的另一端與信號地連接；所述模/數轉換器U41的第10引腳分別與電容C47的一端、電阻R48的一端、電容C46的另一端連接；所述電容C47的另一端、電阻R48的另一端與信號地連接；所述電阻R46的另一端經電阻R43和電阻R42與電源線接口連接；所述鈉燈與所述單向雙向功率/電能測算電路的電源線接口連接。本實用新型的優點在于:本實用新型采用了電力線載波通信技術，能最大限度的節約布線成本，同時設計有輸出電壓電流反饋功能，能及時的將鈉燈設備的運行狀態反饋給控制系統，這樣讓維護人員能及時的知道鈉燈設備的狀態。當維護人員通過讀取高壓鈉燈電子鎮流器當前的電壓電流狀態，發現設備出現問題，就能及時的安排時間進行維護和處理。同時運行人員也可以通過設備反饋回來的功率值知道設備在某一段時間內消耗的電量，來規劃路燈設備的用電。
圖1是本實用新型的結構示意圖。圖2是本實用新型的電路的詳細結構示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1和圖2所示，本實用新型的一種基于PL3120電力線載波芯片的電力線鈉燈電路，包括電源模塊1、三端穩壓器78L05、PL3120電力線載波模塊2、單向雙向功率/電能測算電路3以及至少一鈉燈4 (也可以是多個鈉燈一起串聯);所述PL3120電力線載波模塊2包括:PL3120電力線載波芯片21、晶振電路22、復位電路23、通信信號接收電路24以及通信信號發送電路25;所述晶振電路22、復位電路23、通信信號接收電路24、通信信號發送電路25均與所述PL3120電力線載波芯片21連接；所述電源模塊I分別與所述三端穩壓器78L05和PL3120電力線載波芯片21連接；所述三端穩壓器78L05、單向雙向功率/電能測算電路3均與所述PL3120電力線載波芯片21連接；所述鈉燈4分別與所述電源模塊I和單向雙向功率/電能測算電路3連接。該晶振電路22為PL3120電力線載波芯片21提供工作信號脈沖；復位電路23用于復位PL3120電力線載波芯片21 ;通信信號接收電路24和通信信號發送電路25用于兩個設備之間的通信數據的接收和發送。在本實用新型中，所述通信信號接收電路24包括三階高通濾波器241和耦合電感器242 ;所述耦合電感器242的一端與外部電路網RXCOMP (如圖2所示)連接，另一端與所述PL3120電力線載波芯片21連接；所述三階高通濾波器241與所述PL3120電力線載波芯片21連接。所述通信信號發送電路25包括具有雙發射極輸出的放大器251、主動低通濾波器252以及二階低通濾波器253 ;所述主動低通濾波器252、具有雙發射極輸出的放大器251以及二階低通濾波器253依次連接；所述二階低通濾波器253與所述PL3120電力線載波芯片21連接。所述單向雙向功率/電能測算電路3包括:模/數轉換器U41、電容C40、電容C41、電容C42、電容C43、電容C45、電容C46、電容C47、電容C48、電容C49、電阻R41、電阻R42、電阻R43、電阻R44、電阻R45、電阻R46、電阻R47、電阻R48、電阻R49、電阻R50以及電源線接口 5 ;所述模/數轉換器U41的第5引腳、第6引腳、第7引腳、第21引腳、第23引腳分別依次對應與所述PL3120電力線載波芯片的第9引腳、第10引腳、第11引腳、第6引腳、第12引腳連接；所述電容C43串聯在所述模/數轉換器U41的第3引腳和第8引腳之間；所述模/數轉換器U41的第11引腳和第12引腳連接并經電容C41與信號地連接；所述模/數轉換器U41的第13引腳和第14引腳之間串聯有電容C42 ;所述模/數轉換器U41的第14引腳、第17引腳、第19引腳分別對應經電阻R41、電阻R44、電阻R45都與電源模塊連接；所述模/數轉換器U41的第15引腳分別與所述電阻R49的一端、電容C49的一端、電容C48的一端連接；所述電阻R49的另一端、電容C48的另一端均連接信號地；所述模/數轉換器U41的第16引腳分別與電容C49的另一端、電容C40的一端、電阻R50的一端連接；所述電容C40的另一端接信號地；所述電阻R50的另一端與電源線接口 5連接；所述模/數轉換器U41的第9引腳分別與電容C45的一端、電容C46的一端、電阻R47的一端、電阻R46的一端連接；該電容C45的另一端、電阻R47的另一端與信號地連接；所述模/數轉換器U41的第10引腳分別與電容C47的一端、電阻R48的一端、電容C46的另一端連接；所述電容C47的另一端、電阻R48的另一端與信號地連接；所述電阻R46的另一端經電阻R43和電阻R42與電源線接口 5連接；所述鈉燈4與所述單向雙向功率/電能測算電路的電源線接口 5連接。其中，該模/數轉換器U41是采用CS5463芯片，其是一個包含兩個A E模-數轉換器(ADC)、功率計算功能、電能到頻率轉換器和一個串行接口的完整的功率測量芯片。它可以精確測量瞬時電壓，電流和計算IRMS (數字量)、VRMS (正弦交流信號的有效電壓值)、瞬時功率、有功功率、無功功率等信息。CS5463芯片可以使用低成本的分流器或互感器測量電流，使用分壓電阻或電壓互感器測量電壓。CS5463芯片具有與微控制器通訊的雙向串口，可編程的電能-脈沖輸出功能。CS5463芯片還具有方便的片上系統校準功能；具有電壓下降檢測，相位補償等功能。如圖2所示，所述復位電路23的SWl開關的一端與PL3120電力線載波芯片21的第35引腳連接，另一端與信號地連接。所述晶振電路中包括:電阻Y1、電容C32以及電容C31 ;該電阻Yl的兩端分別與PL3120電力線載波芯片21的第29引腳和PL3120電力線載波芯片21的第30引腳連接。該通信信號接收電路24中的三階高通濾波器241包括有:電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電容C9、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9以及電阻RlO ；該5個電阻(R6-R10)和5個電容(C5-C9)形成芯片上帶通E _ A A/D轉換器回路濾波器。該通信信號接收電路24中的耦合電感器242包括有:依次連接的電容Cl、電容C2、電阻R2、電阻R3、電阻R5以及電容C4 ;該電容C4與PL3120電力線載波芯片21的第15引腳連接。如圖2所示，下面對通信信號接收電路24和通信信號發送電路25的工作原理的描述:通信信號發送電路25:通信信號發送電路25的發送放大器部分是具有雙發射極輸出的放大器251和主動低通濾波器252的組合。在發送模式中，大約7微安的電流會被PL3120電力線載波芯片21的TXBIAS芯片針腳吸收。通信信號發送電路25通過共基連接晶體管Q3B向射極輸出器晶體管Q3A施加偏流。晶體管QlA和QlB裝配成一個電流鏡，為射極輸出器提供偏流。PL3120電力線載波芯片21的TXDAC針腳、電阻R15、電阻R16、電容ClO和電容Cl I輸出電阻提供了一個Salen-Key 二階濾波器，將波段內高頻能量導出。該濾波器還提供所需的電壓增益，將發送信號振幅從PL3120電力線載波芯片21的TXDAC從5Vpp水平提高到用于發送的更高振幅水平。晶體管Q4和Q5也裝配成射極輸出器。這兩個射極輸出器分別為Q2B和Q3A射極上的信號提供二階電流增益。發送時，具有雙發射極輸出的放大器251中的TX5網點的DC電平比TX3網點高一個二極管壓降C0.7V)，而TX12網點則比TX3網點低一個二極管壓降。Q4/Q5輸出級的偏流大約為110微安。芯片使用TXSENSE信號監控具有雙發射極輸出的放大器251的輸出電流。沒有發送時，截斷從PL3120電力線載波芯片21的TXBIAS針腳傳來的反向電流關閉具有雙發射極輸出的放大器251。 通信信號接收電路24:PL3120電力線載波芯片21的RXIN線路上的接收電路提供接收通信信號。該接收通信信號通過由電容Cl和C2組成的三階高通濾波器241和連接至RXCOMP電路網的耦合電感器242進行傳遞。通信信號接收電路24對低于電源線智能收發器使用的通信頻率的噪音進行初步過濾。電阻器R2和電容器C3相結合并對高頻率噪音進行初步過濾。組件電阻R3、電阻R4和二極管組Dl形成一個軟限幅器，限制通過高通和低通濾波器的大信號振幅。電容器C4則在信號數字化之前提供另一階的模擬高通過濾。概括地說，通信頻帶內低于1.4Vpp的信號(C波段工作:110kHz - 138kHz，A波段工作:70kHz-90kHz)從耦合電感器242的RXIN網點發送至RXIN_PLC網點時，衰減程度僅為幾分貝，而其它所有信號則減弱得更為厲害。總之，本實用新型采用了電力線載波通信技術，能最大限度的節約布線成本，同時設計有輸出電壓電流反饋功能，能及時的將鈉燈設備的運行狀態反饋給控制系統，這樣讓維護人員能及時的知道鈉燈設備的狀態。當維護人員通過讀取高壓鈉燈電子鎮流器當前的電壓電流狀態，發現設備出現問題，就能及時的安排時間進行維護和處理。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型的涵蓋范圍。
權利要求1.一種基于PL3120電力線載波芯片的電力線鈉燈電路,其特征在于:包括電源模塊、三端穩壓器78L05、PL3120電力線載波模塊、單向雙向功率/電能測算電路以及至少一鈉燈；所述PL3120電力線載波模塊包括:PL3120電力線載波芯片、晶振電路、復位電路、通信信號接收電路以及通信信號發送電路；所述晶振電路、復位電路、通信信號接收電路、通信信號發送電路均與所述PL3120電力線載波芯片連接；所述電源模塊分別與所述三端穩壓器78L05和PL3120電力線載波芯片連接；所述三端穩壓器78L05、單向雙向功率/電能測算電路均與所述PL3120電力線載波芯片連接；所述鈉燈分別與所述電源模塊和單向雙向功率/電能測算電路連接。
2.根據權利要求1所述的基于PL3120電力線載波芯片的電力線鈉燈電路，其特征在于:所述通信信號接收電路包括三階高通濾波器和耦合電感器；所述耦合電感器的一端與外部電路網連接，另一端與所述PL3120電力線載波芯片連接；所述三階高通濾波器與所述PL3120電力線載波芯片連接。
3.根據權利要求1所述的基于PL3120電力線載波芯片的電力線鈉燈電路，其特征在于:所述通信信號發送電路包括具有雙發射極輸出的放大器、主動低通濾波器以及二階低通濾波器；所述主動低通濾波器、具有雙發射極輸出的放大器以及二階低通濾波器依次連接；所述二階低通濾波器與所述PL3120電力線載波芯片連接。
4.根據權利要求1所述的基于PL3120電力線載波芯片的電力線鈉燈電路，其特征在于:所述單向雙向功率/電能測算電路包括:模/數轉換器U41、電容C40、電容C41、電容C42、電容C43、電容C45、電容C46、電容C47、電容C48、電容C49、電阻R41、電阻R42、電阻R43、電阻R44、電阻R45、電阻R46、電阻R47、電阻R48、電阻R49、電阻R50以及電源線接口 ；所述模/數轉換器U41的第5引腳、第6引腳、第7引腳、第21引腳、第23引腳分別依次對應與所述PL3120電力線載波芯片的第9引腳、第10引腳、第11引腳、第6引腳、第12引腳連接；所述電容C43串聯在所述模/數轉換器U41的第3引腳和第8引腳之間；所述模/數轉換器U41的第11引腳和第12引腳連接并經電容C41與信號地連接；所述模/數轉換器U41的第13引腳和第14引腳之間串聯有電容C42 ;所述模/數轉換器U41的第14引腳、第17引腳、第19引腳分別對應經電阻R41、電阻R44、電阻R45都與電源模塊連接；所述模/數轉換器U41的第15引腳分別與所述電阻R49的一端、電容C49的一端、電容C48的一端連接；所述電阻R49的另一端、電容C48的另一端均連接信號地；所述模/數轉換器U41的第16引腳分別與電容C49的另一端、電容C40的一端、電阻R50的一端連接；所述電容C40的另一端接信號地；所述電阻R50的另一端與電源線接口連接；所述模/數轉換器U41的第9引腳分別與電容C45的一端、電容C46的一端、電阻R47的一端、電阻R46的一端連接；該電容C45的另一端、電阻R47的另一端與信號地連接；所述模/數轉換器U41的第10引腳分別與電容C47的一端、電阻R48的一端、電容C46的另一端連接；所述電容C47的另一端、電阻R48的另一端與信號地連接；所述電阻R46的另一端經電阻R43和電阻R42與電源線接口連接；所述鈉燈與所述單向雙向功率/電能測算電路的電源線接口連接。
專利摘要本實用新型提供了一種基于PL3120電力線載波芯片的電力線鈉燈電路，包括電源模塊、三端穩壓器78L05、PL3120電力線載波模塊、單向雙向功率/電能測算電路、鈉燈；PL3120電力線載波模塊包括PL3120電力線載波芯片、晶振電路、復位電路、通信信號接收電路、通信信號發送電路；電源模塊分別與三端穩壓器78L05和PL3120電力線載波芯片連接；三端穩壓器78L05、單向雙向功率/電能測算電路均與PL3120電力線載波芯片連接；鈉燈分別與電源模塊和單向雙向功率/電能測算電路連接。本實用新型能反饋鈉燈電壓、電流使用情況，能及時將鈉燈運行狀態反饋給控制系統，這樣讓維護人員能及時的知道鈉燈的狀態。
文檔編號H05B41/292GK203015254SQ201220678459
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月10日 優先權日2012年12月10日
發明者江慶 申請人:江慶