安森美半導體針對智能電表PLC通信應用的線路驅動器

　　在方興未艾的智能電網應用中，智能電表發揮關鍵作用。設計人員需要為智能電表與數據集中器之間的通信選擇適合的通信方式。而電力線載波(PLC)技術利用電力線作為數據傳輸介質，利用已有的電力配電網進行通信，不需要重新布線，信號不會因為通過建筑物墻壁而受到衰減甚至屏蔽，而且成本相對較為低廉，故在智能電表以及路燈和智能插頭等應用中頗受青睞。當今世界上許多國家或地區都已經或即將部署智能電表系統，并采用PLC自動遠程抄表方式。如歐盟要求成員國在2022年前將電表全部更換為智能電表。一些業界先導公司及其先期試驗項目也頗具示范及借鑒意義。如法國啟動了備受業界關注的Linky電表項目，計劃在2012年到2017年間，將法國的3,500萬只傳統電表統一更新為Linky智能電表。這個項目為智能電表到數據集中器之間的通信選擇了PLC技術，然后再利用通用分組無線業務(GPRS)技術將數據傳送到該公司的數據中心。

　　PLC智能電表應用涉及PLC電表(單相或三相)、數據集中器、耦合變壓器及相關電纜等組件。圖1顯示的是典型的PLC智能電表網絡示意圖。由圖可見，為數眾多的PLC智能電表通過電力線連接至數據集中器，然后再藉GPRS、GSM或以太網等方式將數據從集中器傳送至電力機構的數據中心。

　　數據信號在PLC電表網絡中的傳輸包含發送和接收兩方面。在發送路徑方面，集成在電表中的PLC調制解調器調制出S-FSK信號，經過PLC線路驅動器放大和濾波后，經變壓器耦合到電力線上。變壓器實現電壓變換和阻抗匹配，也用于強電(特點是電壓高、電流大、功率大、頻率低，處理的對象是電力)和弱電(特點是電壓低、電流小、功率小、頻率高，處理的對象是信息)的隔離。在接收路徑方面，變壓器從電力線耦合過來的信號經過調制解調器內置放大器構成的低通濾波器后傳送至應用微控制器進行FSK解調分析。

　　如上所述，線路驅動在PLC通信應用中用于功率發射部分，是PLC的重要組成部分(參見圖2)，故需要為應用選擇適合的PLC線路驅動器。這樣的線路驅動器要求具有大輸出電流能力、低壓降、低諧波失真、寬工作溫度范圍和便于散熱等特性。此外，前述ERDF的Linky項目需要符合嚴格的歐洲EN-50065規范，故除了調制解調器，參照此項目的設計中，線路驅動器也需要配合遵從這規范。