电力线载波(PLC)技术及解决方案

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本地通信
本地微控制器(MCU)至PLC调制 解调器：
半双工 标准不归零(NRZ)格式 标准位、8个数据位及1个停止位 硬件可编程波特率(4,800、9,600、 19,200和 38,400波特) 3.3 V额定供电电压(通信引脚电容容 限为5 V) RxD和T_REQ引脚为0-5 V电平
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TX_OUT
T_REQ
NCS5650
TX_ENB
TXD RXD BR0 BR1 RX_IN RESB
RX_OUT
Application and Metering Controller
1:2
REF_OUT
AMIS-49587
ALC_IN
Memory
M50HzIN
MAINS
保护二极管
串行 EEPROM
PC20091018.2
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电力线载波(PLC)技术及解决方案
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PLC应用
智能街灯 智能插座
RF
智能电表
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PLC调制解调器 – 欧盟市场
欧盟委员会强制要求2022年前所有欧盟电表替换为智能电表。 法国电力(Electricité de France, EDF)启动了世界上最大的智 能电表项目，计划于2012年至2017年之间在法国部署3,500万 个智能电表 。 EDF已为该项目选择电力线载波(PLC)协定。
安森美半导体 PLC调制解调器的优势
方案更安全，上市速度更快：
片上实现物理层(PHY)和媒体访问控制器(MAC)层。重点在于应用层！能在不到一 个季度的时间内开发出全套互操作PLC方案！
可靠
自动应用可信值/中继，提供通信可靠性 由于包含16位分辨率的模拟前端，具有极优的噪声免疫性，免受不同 类型噪声影响
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低物料单(BOM)成本
Resistors Capacitors Diodes X-tal Pulse transformer Integrated circuits TOTAL 16 17 2 1 1 2 39
11
AMIS- 49587功能框图
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欧洲电工标准化委员会(CENELEC)频段
遵从EN50065 接入户内 1 Mbps
9 kHz
95 kHz
148.5 kHz
1 MHz
10 MHz
30 MHz
100 MHz
A频段
3 9 95
B频段
125
C
140
D
148.5 F kHz
13
S-FSK调制
10 kHz间距 SFSK或ASK
> 10 kHz
1 fm
0 1 fs fm
0 1 0 1 fs fm fs fm
26
130 120 110 100 90 80 70
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可信值管理中继
• 可信值(Credit)管理 - 可信值中继
• “和声”(Chorus) - 每个PLC模块充当其它模块的中继器
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中继示例
和声(Chorus)
IC=2 CC=2
CC=1
CC=0 DC=IC-CC=2
无更多转发
单MAC帧，目的地址：模块5， 初始可信值IC：2
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法国配电公司(ERDF)*规范
* ERDF全称Électricité Réseau Distribution France，为EDF全资子公司
4
无线还是PLC?
Linky项目概览
客户
资料来源：ERDF
5
ERDF规范：1.开放系统互连(OSI)模型
资料来源：ERDF
AMIS-49587
6
ERDF规范：2.物理(PHY)层
0 0 1 fs fs fm
1
0
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S-FSK和ASK
宽带干扰
窄带干扰
判决阈值
判决阈值T
ห้องสมุดไป่ตู้
资料来源：ERDF
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物理层(PHY)帧格式
时隙指示器对应 50Hz过零点
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中继(Repetition)
Concentrator Module 1 Module 2 Module 3
distance Power Level (dbμ V)
易用/藉串行接口配置 同时兼容于单相和多相 方案比基于数字信号处理器(DSP)的方案能耗更低
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评估套件
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评估套件AMIS49587EVK
评估套件AMIS49587EVK
• 评估套件包含2个PLC调制解调器，用于在客户端与服 务器之间配置通信 • 评估套件包含开源图形用户界面(GUI)，用于配置端到 端通信 CLIENT
速度更高，满足市场新要求 目前已获法国原设备制造商(OEM)先期使用 已获数家中国电表客户选用
=> AMIS-30585与AMIS-49587引脚对引脚兼容！
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AC-DC DC-DC
Power Management AC/DC DC/DC
功率运算 放大器
12V
SFSK 调制解调器
3,3V 3,3V / 1,8V
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实现自动中继
• PLC系统不要求设定中继“路由”表。 • 网络自动找到最佳通信通道。 • 自动适应传输状况。
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安森美半导体PLC调制解调器特点
安森美半导体的PLC调制解调器是一体式方案：支持PLC现场部 署要求的4种不同模式
NO_CONFIG MASTER (集中器) SLAVE (电表) SPY (给测试人员的原始数据)
• 物理层参考规范：IEC 61334-5-1/ EN 50065
资料来源：ERDF
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安森美半导体 PLC 解决方案
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安森美半导体 PLC调制解调器历史
AMIS-30585 (1.2 k波特)
历经超过8年的现场应用检验 最初开发时就符合IEC 61334标准(SFSK规范)
AMIS-49587 (2.4 k波特)
SERVER
Serial I/ F
Supply
Disturbance Generator
Serial I/ F
Supply
AMIS-30585
AMIS-30585
Line Driver
Line Driver
Mains coupling
Line Simulator
Mains coupling
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