[實用新型]一種基于OFDM模式調制的寬帶電力線載波通信電路

有效

• 申請號: 201720597090.6
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN206948319U
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 崔健;董海濤;王憲賢;王文達;王景
• 申請（專利權）人: 青島東軟載波科技股份有限公司
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54;H04L27/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于OFDM模式調制的寬帶電力線載波通信電路，其特征在于，包括寬帶電力線載波芯片、存儲電路、載波發送電路、載波接收濾波電路、耦合電路、電源電路，

所述寬帶電力線載波芯片用于對數據進行調制和解調等處理；

所述存儲電路用于寬帶電力線載波芯片功能程序的存儲；

所述載波發送電路用于對經由所述寬帶電力線載波芯片輸出的OFDM調制載波信號進行功率放大；

所述載波接收濾波電路用于將設計寬帶內的OFDM載波信號耦合到所述寬帶電力線載波芯片內；

所述耦合電路用于隔離強弱電，其中，強電為電力線，所述弱電為模塊上面的電平，并且，允許載波信號傳輸；

所述電源電路用于為所述寬帶電力線載波芯片供電。

2.根據權利要求1所述的基于OFDM模式調制的寬帶電力線載波通信電路，其特征在于，

所述寬帶電力線載波芯片為青島東軟載波科技股份有限公司的SSC1663寬帶電力線載波芯片或者青島東軟載波科技股份有限公司的SSC1663E、SSC1664、SSC1664E寬帶電力線載波芯片。

3.根據權利要求1所述的基于OFDM模式調制的寬帶電力線載波通信電路，其特征在于，還包括過零檢測電路，

所述過零檢測電路用于將工頻交流電的過零信息以脈沖的方式通知所述寬帶電力線載波芯片。

4.根據權利要求1所述的基于OFDM模式調制的寬帶電力線載 波通信電路，其特征在于，還包括接口電路，

所述接口電路用于所述寬帶電力線載波芯片的通信接口。

5.根據權利要求4所述的基于OFDM模式調制的寬帶電力線載波通信電路，其特征在于，所述通信接口選自MCU、STA、TXD中的任意一種或者幾種。

6.根據權利要求4所述的基于OFDM模式調制的寬帶電力線載波通信電路，其特征在于，還包括外部MOS管，實現PLC_TXD和PLC_STA通信接口的OD開漏要求，其中V71的源極S與SS1663的22引腳PLC_TXD相連，V71的漏極D通過電阻R72與弱電接口XS-CARR的5引腳TXD相連；V72的柵極G通過電阻R76與SS1663的4引腳PLC_STA相連，V72的漏極D通過電阻R75與弱電接口XS-CARR的10引腳STA相連。

7.根據權利要求1所述的基于OFDM模式調制的寬帶電力線載波通信電路，其特征在于，還包括指示燈電路，

所述指示燈電路用于指示所述寬帶電力線載波芯片接收和/或發送OFDM載波信號的工作狀態。

8.根據權利要求1所述的基于OFDM模式調制的寬帶電力線載波通信電路，其特征在于，所述存儲電路為flash存儲芯片。

9.根據權利要求1所述的基于OFDM模式調制的寬帶電力線載波通信電路，其特征在于，還包括保護電路，

所述保護電路用于對所述電路進行欠壓保護和/或耐高壓保護和/或過流監測和/或過流關斷保護。

10.根據權利要求1所述的基于OFDM模式調制的寬帶電力線載波通信電路，其特征在于，

所述載波接收濾波電路還用于濾除電力線上的非載波通信信號的其他噪聲干擾；

作為優選，

所述寬帶電力線載波芯片為青島東軟載波科技股份有限公司的SSC1663寬帶電力線載波芯片或者青島東軟載波科技股份有限公司的SSC1663E、SSC1664、SSC1664E寬帶電力線載波芯片;

載波發送電路的輸入信號通過C31和C32，分別連接到所述SSC1663寬帶電力線載波芯片的43引腳和42引腳；載波發送電路的使能信號通過V162與所述SSC1663寬帶電力線載波芯片的20引腳相連

載波接收濾波電路通過C131和C132，將耦合濾波輸出的載波信號輸入到所述SSC1663寬帶電力線載波芯片的41引腳和40引腳；

過零檢測電路的將過零點信息傳輸到所述SSC1663載波芯片的5引腳；

Flash電路直接與所述SSC1663寬帶電力線載波芯片的25、26、28、29引腳相連；

接口電路的RXD通過R19與所述SSC1663載波芯片的23引腳相連；EVENTOUT通過R95與所述SSC1663寬帶電力線載波芯片的1引腳相連；SET通過R94與所述1663寬帶電力線載波芯片的18引腳相連；

指示燈鏈路直接與所述1663寬帶電力線載波芯片的15引腳相連，發送指示燈直接與所述SSC1663寬帶電力線載波芯片的11引腳相連；

保護電路的通過R166將過流信號OVER_I輸入到所述SSC1663寬帶電力線載波芯片的8引腳；

作為優選，所述SSC1663寬帶電力線載波芯片及其外圍電路中各元器件的具體連接關系如下：

SSC1663載波芯片D1的36引腳XTAL_OUT與R27的一端連接，R27的另一端與C11的一端和晶振的1引腳OE連接，C11的另一端與GND連接；SSC1663載波芯片D1的37引腳XTAL_IN與C12和R28的一端連接，R28的另一端與G1的3引腳OUT連接，C12的另一端與GND連接；

晶振G1的4引腳VDD與R0和C15的一端連接，R0的另一端與VDD3V連接，C15的另一端與GND和G1的2引腳GND連接；SSC1663載波芯片D1的34引腳RESET_MR#與C30、C9、VD1和R25的一端連接，R25的另外一端與弱電接口XS-CARR的9引腳/RST和R24的一端連接，VD1的另一端與VDD3V3連接，C30和C9的另外一端與GND相連，R24的另一端與VDD3V3相連；

SSC1663載波芯片D1的45引腳ANA_REFN與C1、R3和R4的一端連接，C1和R4的另一端與GND連接，R3的另一端與ANA_REFP和R2的一端連接；

SSC1663載波芯片D1的46引腳ANA_REFP與R2、R3和C2的一端連接，R2的另一端與R1的一端連接，R1的另一端與VDDA 連接，C2的另一端與GND連接；

作為優選，所述載波發送電路中各元器件的具體連接關系如下：

芯片THS6214的D1_IN+引腳上串聯電容C31和連接到電阻R31的一端；芯片THS6214的D2_IN+引腳上串聯電容C32和連接到電阻R32的一端；電阻R31和R32的另一端同時連接于Vmid；

芯片THS6214的0引腳、GND引腳、兩個VS-引腳分別接地；

芯片THS6214的IADJ引腳上連接電阻R33后接地；

芯片THS6214的BIS1/D1D2和BAS2/D1D2兩引腳并聯后連接運放使能關斷PA_SDN；

芯片THS6214的D1_OUT引腳連接于電阻R36的一端、電阻R37的一端，電阻R36的另一端分別連接于電容C34的一端、第一肖特基二極管中的二級管TS31；電容C34的另一端發送正差分信號；

芯片THS6214的D1_IN-引腳同時連接于電阻R37的另一端和電容C33的一端，電容R33的另一端連接于電阻R39的一端；芯片THS6214的D2_IN-引腳分別連接于電阻R39的一端和電阻R41的一端；芯片THS6214的D2_OUT引腳分別連接于電阻R41的另一端和電阻R42的一端，電阻R42的另一端分別連接于電容C35的一端和第一肖特基二級管中的二級管TS32；電容C35的另一端發送負差分信號；

芯片THS6214的去耦電路包括并聯的電容C38和電容C39，其中，電容C38的一端和電容C39的一端分別接地，電容C38和電容C39的另一端分別將12V電壓耦合到芯片THS6214的兩個VS+引腳；

芯片THS6214的分壓電路中，電阻R34的一端分別連接12V電壓和電容C36的一端；電阻R34的另一端同時連接電容C37的一端和電阻R35的一端；電容C36的另一端、電阻R35的另一端和電容C37的另一端連接后同時接地；

Vmid從電阻R34和電阻R35的中間被引出；

作為優選，所述載波接收濾波電路中各元器件的具體連接關系如下：

電阻R121一端接收正差分信號RX+，電阻R121的另一端依次連接電感L121、電容C123、電容C125、電容C127、肖特基二級管TS121、電容C131后接收輸入正差分信號Ain P；電阻R122一端接收負差分信號RX-，電阻R122的另一端依次連接電感L122、電容C124、電容C126、電容C128、肖特基二級管TS122、電容C132后接收輸入負差分信號Ain N；電阻R123和電阻R124串聯后接地，并且，通過電阻R123的另一端連接于電阻R121和電感L121之間，通過電阻R124的另一端端連接于電阻R1222和電感L122之間；電容C121的一端連接于電阻R121、電阻R123、電感L121之間，電容C121的另一端連接于電阻R122、電阻R124、電感L122之間；電容C122的一端連接于電感L121、電容C123之間，電容C122的另一端連接于電感L122、電容C124之間；電感L123的一端連接于電容C123、電容C125之間，電感L123的另一端連接于電容C124和電容C126之間；電感L124的一端連接于電容C125、電容C127之間，電感L124的另一端連接于電容C126和電容C128之間；電阻R125的一端連接 于電容C127、肖特基二級管TS121之間，電阻R125的另一端連接于電容C128和肖特基二級管TS122之間；此外，肖特基二級管TS121的一端連接于模擬3.3V的VDDA，肖特基二級管TS121的另一端接地；肖特基二極管TS122的一端連接于模擬3.3V的VDDA，肖特基二極管TS122的另一端接地；

作為優選，所述耦合電路中各元器件的具體連接關系如下：

耦合變壓器T101通過其引腳1連接于肖特基二級管TS101的一端，并連接發送負差分信TX-號；耦合變壓器T101通過其引腳2連接于肖特基二級管TS101的另一端，并連接發送正差分信號TX+；耦合變壓器T101通過其引腳3連接于肖特基二級管TS102的一端；耦合變壓器T101通過其引腳4連接于肖特基二級管TS102的另一端；耦合變壓器T101通過其引腳5連接于零線N；耦合變壓器T101通過其引腳6串聯電容C101后連接于火線L；

作為優選，所述電源電路中各元器件的具體連接關系如下：

在3.3VDC-DC電路中，

芯片TS51的第一引腳連接于電容C50的一端，電容C50的另一端連接于電阻R53的一端，電阻R53的另一端連接于芯片TS51的第6引腳；芯片TS51的第6引腳上還連接二極管VD51的輸出端、電感L51的一端；芯片TS51的第2引腳接地；芯片TS51的第3引腳同時連接于電阻R51的一端和電阻R52的一端；電阻R52的另一端接地；電阻R51的另一端同時連接于電感L51的另一端、電容C55的一端、電容C56的一端和VDD3V3；芯片TS51的第4引腳同時連 接于電容C54的一端、電阻R58的一端和電阻R54的一端；電容C54和電阻R58的另一端連接后同時接地；電阻R54和芯片TS51的第5引腳同時連接于電阻R54的另一端，電容C51的一端、電容C52的一端電感L52的一端；電容C51的另一端和電容C52的另一端同時連接于二級管VD51的輸入端、電容C55的另一端和電容C56的另一端；電容C53的一端同時連接于電感L52的另一端和OUT12V；二極管VD51、電容C51的另一端、電容C52的另一端、電容C55的另一端、電容C56的另一端、電容C53的另一端連接后同時接地；

在1.2V輸出DC-DC電路中，

芯片TS52的第一引腳同時連接于電阻R55的一端和電容C49的一端，電阻R55的另一端連接于VDD3V3，電容C49的另一端接地；芯片TS52的第2引腳同時連接于電容C57的一端、電容C58的一端后接地；芯片TS52的第3引腳同時連接于電感L53的一端和SW 1V2；電感L53的另一端同時連接于電容C57和電容C58的另一端，電感L53的另一端還連接與VDD1V2；芯片TS52的第4引腳同時連接于電容C59的一端、電容C60的一端和VDD3V3；芯片TS52的第5引腳同時連接于電阻R56的一端和電阻R57的一端；電阻R56的另一端連接于VDD1V2；電阻R57的另一端同時連接于電容C59的另一端、電容C60的另一端后接地；

作為優選，所述過零檢測電路中各元器件的具體連接關系如下：

二級管VD61的輸入端連接于零線，二級管VD61的輸出端連接于電阻R61的一端，電阻R61的另一端連接于電阻R62的一端，電 阻R62的另一端連接于光偶E61中的二級管的輸入端；電阻R64的一端連接于火線，電阻R64的另一端連接于三級管V61的基極，三級管V61的集電極連接于光耦E61中的二級管的輸出端；電阻R63的一端連接于電阻R62和光耦E61中的二級管的輸入端之間，電阻R63的另一端連接于火線L；電容C61的一端連接于電阻R62和光耦E61中的二級管的輸入端之間，電容C61的另一端連接于火線L；電容C62的一端連接于電阻R62和光耦E61中的二級管的輸入端之間，電容C62的另一端連接于二級管VD62的輸入端、穩壓二級管VD63的輸入端之間；二極管VD62的輸出端連接于火線L；穩壓二級管VD63的輸出端連接于電阻R62和光耦E61中的二級管的輸入端之間；電容C63連接于電阻R64和三極管V61的基極之間，電容C63的另一端同時連接于二級管VD62的輸入端、電容C62的另一端、二級管VD63的輸入端和三極管V61的發射極；光耦E61中的三極管的集電極連接于電容C64后接地、光耦E61中的三極管的集電極還連接于VDD3V3；光耦E61中的三級管的發射極連接于過零信號輸出；

其中，光耦E61中的三極管的基極能夠感應到光耦E61中二極管的感光；

作為優選，所述Flash電路中各元器件的具體連接關系如下：

芯片D2的1引腳連接電阻R16的一端后連接于VDD3V3，芯片D2的1引腳與SSC1663載波芯片的26引腳SPI_CS#連接；

芯片D2的2引腳連接電阻R18的一端后連接于VDD3V3，芯片D2的2引腳與SSC1663載波芯片的28引腳SPI_MISO連接；

芯片D2的3引腳連接電阻R20的一端后連接于VDD3V3；

芯片D2的4引腳連接GND；

芯片D2的5引腳與SSC1663載波芯片的25引腳SPI_MISO連接；

芯片D2的6引腳與SSC1663載波芯片的29引腳SPI_MISO連接；

芯片D2的7引腳連接電阻R21的一端后連接于VDD3V3；

芯片D2的8引腳連接VDD3V3；

作為優選，所述接口電路中各元器件的具體連接關系如下：

弱電接口XS-CARR的第2引腳通過連接電容C91后接地輸入12V電壓；弱電接口XS-CARR的第4引腳接地；弱電接口XS-CARR的第6引腳連接+5V電壓；弱電接口XS-CARR的第8引腳同時連接于電阻R91的一端和電阻R92的一端，電阻R91的另一端連接PLC，電阻R92的另一端連接于VDD3V3；弱電接口XS-CARR的第8引腳連接于STA；弱電接口XS-CARR的第12引腳連接于電阻R97后接地；弱電接口XS-CARR的第1引腳輸入12V電壓；弱電接口XS-CARR的第3引腳接地；弱電接口XS-CARR的第5引腳連接于TXD；弱電接口XS-CARR的第7引腳同時連接于電阻R94的一端和電阻R93的一端，電阻R94的另一端連接SET，電阻R93的另一端連接于VDD3V3；弱電接口XS-CARR的第9引腳連接于RST；弱電接口XS-CARR的第11引腳同時連接于電阻R95的一端和電阻R96的一端，電阻R95的另一端連接于事件輸入端，電阻R96的另一端 連接于VDD3V3；

強電接口XS220的第1引腳和第2引腳分別連接于零線，強電接口XS220的第7引腳和第8引腳分別連接于火線；

VDD3V3連接于電阻R73的一端，電阻R73的另一端連接于晶體管V71的柵極，晶體管V71的漏極同時連接于電阻R71的一端和電阻R72的一端，電阻R71的另一端連接5V電壓，電阻R72的另一端連接于TXD，晶體管V71的源極連接于PLC_TXD；PLC_STA連接于電阻R76的一端，電阻R76的另一端同時連接于晶體管V72的柵極和電阻R79的一端，晶體管V72的漏極同時連接于電阻R74的一端和電阻R75的一端，電阻R74的另一端連接于5V電壓，電阻R75的另一端連接于STA，晶體管V72的源級同時連接于電阻R79的另一端和接地；

作為優選，所述指示燈電路中各元器件的具體連接關系如下：

VDD3V3連接于電阻R77的一端，電阻R77的另一端連接于發光二級管HL71的輸入端，發光二極管HL71的輸出端連接于RX LED；TX LED連接于電阻R78的一端，電阻R78的另一端連接于發光二級管HL72的輸入端，發光二級管HL72的輸出端接地；

作為優選，所述保護電路中各元器件的具體連接關系如下：

在欠壓、過流檢測與過流關斷保護電路的中，

IN12V與C161、C162、C163、R161的一端和三極管V161的射極連接，C161、C162的另一端與GND連接；C163與R161并聯，其另一端與R162、VD161的一端連接，R162的另一端與三極管V161 的基極和R163的一端連接；OUT12V與VD161的一端連接，VD161D的另一端與R164和R163的一端連接，R164的另一端與GND連接；

三極管V161的集電極與R165的一端連接，R165的另一端與R166、R167、R168的一端連接；R166的另一端與OVER_I連接，OVER_I與SSC1663的8引腳連接，R168的另一端與GND連接，R167的另一端與C164、C167、TS161的一端連接，C164與C167并聯，其另一端與GND連接，TS161的另一端與VD163的一端連接，VD163的另一端與GND連接，TS161的另一端與R171的一端和PA_SDN連接，PA_SDN與THS6214的23、24引腳連接；R171的另一端與三極管V162的集電極連接；三極管V162的射極與TX_SDN連接，TX_SDN與SSC1663的20引腳連接；三極管的基極與R170和R169的一端連接，R170的另一端與GND連接，R169的一端與VD162的一端和Vref連接，Vref與耐高壓保護電路中的Vref連接，VD162的另一端與C165、C166的一端和P12V連接，C165與C166并聯，其另一端與GND連接；

在耐高壓保護電路中，

芯片TS261的Vin引腳同時連接于OUT12V和電阻R267的一端；芯片TS261的Vout引腳同時連接于P12V、電阻R267的另一端和電阻R261的一端；芯片TS261的接地引腳同時連接于電阻R261的另一端和電阻R262的一端；電阻R262的另一端同時連接于電阻R263的一端和電阻R264的一端；電阻R263的另一端連接參考電壓；電阻R264的另一端接地。