Power Line İletişim (PLC), mevcut elektrik kablolamaları, ev otomasyonlarından ve genişbant üstü güç hatlarından (BPL) gelen elektrik şebekesi ve endüstriyel kontrol için yaygın olarak kabul edilen bir yöntem olarak ortaya çıktı. Ancak, elektriksel güç ızgarası, motorlar tarafından üretilen yüksek frekanslı rahatsızlıklar, elektrik kabloları ve diğer cihazlarla dolu.Bu rahatsızlıklar - temelsel uyarıları ortadan kaldırmak için temel bir tehdit (EMI) - temel bir tehdit olarak, EMI, geçici olmayan bir baskıya neden olabilir.
Power Line İletişimi ve Interference Challengeslarını Anlamak
PLC ve Gürültü Fiziği Coupling
PLC sistemleri yüksek frekanslı bir veri taşıyıcısı olarak adlandırılır - veri sinyali, BPL veya dar bantlı PLC için sabitleyici gruplar için 250 MHz aralığında yapılır (CHz'ye 500 kHz'ye kadar) - 50 Hz veya 60 Hz AC anas dalgalama ve ortak gürültünün birden fazla kaynaktan meydana gelen hızlarda meydana gelen teknikler kullanılarak yapılır.
Power Line Ortamlarında EMI'nin Kaynakları
Güç hatlarındaki EMI hem dış hem de iç kaynaklardan geliyor. Dış kaynaklar, yıldırım grevleri, yakın alıcılardan gelen radyo frekansı iletimleri ve geçicileri faydalı ekipmanlardan değiştiriyor. İç kaynaklardan gelen geçici olarak daha fazla pervaplı: geçiş noktaları, şarj cihazları ve LED lambalar, şarj cihazı ve LED lambalar.Bu gürültünün içeriği doğrudan PLC frekansı sürücüleriyle sabitlenir (VFDs) aşırı tekrarlanan aşırı gerilimli gerilimler üretir; ve triac tabanlı dimmerslar, sesin sıfırdaki gürültüyü olumsuz yönde arttırır.
EMI Filtrelerinin PLC Systems'deki EMI Kullanılması
EMI Filtreler Nasıl Emisyonlar
EMI filtre, düşük uçlu, band-stop veya bant-pass yapılandırmaları sunan pasif bir ağdır, ancak bu da sesin frekans ve PLC sinyaline geri dönmek için filtreyi gerektirir. Tipik olarak, reaktif bileşenlerden oluşur - en düşük frekanslı filtreye göre ayarlanır.
Kesion Kayıp ve Frekans Yanıtı
Filtreleme filtrelerinin eklenmesi 20 log[DÜye Olmayanlar İçin Tıklayınız)[DÜye Olmayanlar İçindekiler (Döneticiler) ve V[DÜye Olmayanlar için) * Üsttekiler (Döneticiler) için en düşük çözünürlükte kullanılan (C) veya daha az sayıdaki (C) için kullanılan (C)
PLC için EMI Filtre
Common Mode vs Differential Mode Filtreing
EMI'yi iki modda mevcut: Ek mod (DM) ve ortak mod (CM) Diferansiyel-mode gürültü, tam tersi yönlerden seyahat eder; ortak mod gürültüsü her iki modda da aynı yönde seyahat eder.
Anahtarlar: İndüktörler, Capacitors, Dirençler ve Ferritler
EMI filtrelerindeki indüktörler genellikle manyetik temellere yaralanırlar - AC anas gerilimi veya nanokristal - permeability ve doygun özellikleri için. Ferrite çekirdeği yüksek frekanslarda yüksek yüklenebilir, onları baskılayıcılar için ideal kılarlar x 2 veya x1; Yücreksiyonlar genellikle daha fazla ısıtılır veya yüksek frekanslılar için kullanılır.
PLC Uygulamalarında Kullanılan EMI Filtreleri
Line-to-Line (Differential Mode) Filtreler
En basit diferansiyel mod filtre, yüksek frekanslı DM gürültüyü oluşturan bir indüktörden oluşur ve örneğin }} veya T-L cihazı (L-C-L) ile sabitleyici ve yüksek çözünürlükte kullanılan PLC filtre oluşturur.In PLC filtreleri, DM yüksek frekanslılar için sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık kullanılan }} ve güç hattına baskı yapan bir şekilde yapılır.
Line-to-Ground (Common Mode) Filtreler
Yaygın mod filtreleri, her iki çizgide ve tarafsız bir şekilde aynı yönde akan bir şekilde, bu nedenle, PLC sinyalinin ayrı ayrı olması gerektiği için, CM choke'nin diferansiyel uyarıları her satırdan zemine bağlı olarak düşük (görüntüde sızıntı) ile sınırlandırılabilir.
Entegre Güç Hattı Filtreleri
Birçok PLC çip üreticileri, DM ve CM filtrelemeyi tek bir modülde birleştiren özel entegre güç hattı filtreleri tavsiye eder. Bu modüller genellikle bir IEC inlet veya PCB-toplama ile tek bir bileşen olarak paketlenir. Entegre ağ sistemleri ile uyum sağlar ve filtre performansı ile optimize eder. Ayrıca, tümleşik filtreler de ısıtılabilir.
Geniş bant PLC için Hibrit Filtreler
Geniş bant PLC (BPL) frekansları 250 MHz'ye kadar kullanan sistemler daha sofistike bir filtreleme gerektirir. Hybrid filtreler aktif bileşenleri birleştirir - operasyonel yükselteçler veya transistörler gibi - pasif L-C ağlarında yüksek stop-band ve adaptive ayarlandığında, aktif bir notch filtresi, kriptosüz bir filtrelemeyi başarmış olsa da, gelişmiş sistemlerde ve tahmin edilemez bir şekilde kullanılan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte kullanılabilir.
PLC'de EMI Filtreleri için Tasarım
Impedance Matching and Mismatch
EMI filtreleri, gürültünün kaynağının ve PLC modemin yüklerinin kaldırılmasının bilinen en etkili olanıdır. Filtre girişi ve çıktı dürtüleri, gürültünün geri çekilmesi için uygun olarak tasarlanmıştır - istenen sinyal için uygun olmayan, çoğu zaman analog PLC çift için 50 {{, doğrulayıcıya karşılaştırıldığında, doğrulayıcı bir şekilde ayarlanan bir şekilde birkaç ohms ile yaygın olarak değişebilir.
Sıcaklık ve Gereçiciler
EMI filtre bileşenleri, ekipmanın işletim sıcaklığı aralığı için dikkate alınmalıdır. Konut PLC adaptörleri -10°C'den +40C'ye kadar ortam sıcaklıklarını görebilir, ancak endüstriyel dalgalanmalar ve gerilim işlemleri de sıcaklıkla değişebilir -X7R dielektrik genellikle ısı azalırken, korelasyon azalır; çok düşük sıcaklıklarda, çekirdek aturasyon bir sorun olabilir. Capacitors'un kapasitance ve gerilim kullanımı da sıcaklıkla değişebilir -X7R dielektrik genellikle orta stabilitesi için kullanılır.
Board Layout and Parasitics
Baskılı bir devre kurulunda bir EMI filtrenin fiziksel düzeni performansı dramatik bir şekilde değiştirebilir. Parasitic indüktöre yol açar ve PCB izleri, filtrenin birkaç megahertz üzerindeki etkinliği olumsuz yönde etkileyebilir.For PLC frekansının düşük parasitik indüktöre sahip bileşenlerinin içine eklediği gibi hassas bir şekilde yerleştirilmelidir.
Pratik Faydaları ve Performansları
Geliştirilmiş Signal-to-Noise Orantı
Otomatik alıcıya girişen daha az gürültü ile, modem yüksek sipariş (en çok uygulama için kullanılabilir) 10[Dönetici) üzerinden verileri artırmak için kullanılabilir.[B][/FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=SNT=FONT=FONT=FONT=STR=FONT=FONT=SNT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=QNT=SNT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=QNT=FONT=FONT=STR=FONT=SNT=QWNT=FONT=QNT=FONT
EMC Standartları ile Uyum
15 (USA) gibi uluslararası standartlar, CISPR 22/EN 55022 (EU) ve Japon VCCI, PLC ekipman limitinin, etkin bir EMI filtre olmadan, PLC sinyalinin kendisi – modemin gücünden gelen gürültüyü geçmek için bir süre gerektirir - bu sınırları aşabilir ve piyasa inkarını garanti altına almak için yapılan EMI filtreleri, ürünün elektromanyetik uyumluluk (EMC) testleri yapmasına olanak sağlar.
Adjacent Cihazları ile Interference
Power line iletişim sinyalleri, hassas olmayan kablolardan, özellikle de anten benzeri radyasyon kullanan ortak akımları azaltmaktadır (örneğin, AM/FM radyo, amatör radyo veya kısa dalga). Bu, BPL dağıtımlarında tartışmalı bir konudur. EMI filtreler, özellikle de kablolama kapasitesi ile, ses geçirmez cihazlara yol açan yaygın olarak azaltır.
Vaka Çalışmaları: EMI Filtre Uygulaması Akıllı Şems ve IoT
Akıllı Ölçüm ve Ev Alan Ağları
Darband PLC (e.g., PRIME, G3-PLC veya Ölçümler ve Daha Fazla) CENELEC A-band (3-95 kHz) veya PSP bandı aracılığıyla iletişim kurmak için 10-490 kHz. Önünde, birçok geçişli güç malzemeleriyle konut alanlarında kurulup yüksek çözünürlükte nano-C filtreyi ölçümlemek için yüksek çözünürlükte kullanılan yüksek çözünürlükte bir L-C filtreyi ekleyin.
Harsh Ortamlarında Endüstriyel PLC
Bir fabrika otomasyonu senaryosu, mevcut 480 VAC üç fazlı güç hatları üzerinde konveyörler kontrol etmek için bir PLC sistemi kullanıldı. Değişken-frezeler (VFDs) yoğun geniş bant genişliği gürültü üretti, sık iletişim damlalarına neden oldu. Çözüm, her bir PLC modemde üç fazlı EMI filtreyi kontrol etmek için kullanıldı, ayrıca her aşamadaki konveyör sistemi kontrol altına almak için.
Future Trends: Filter Design for Next-Generation PLC
Adaptasyon ve Dijital Filtreleme
Geleneksel pasif EMI filtreleri statikdir - sabit bir frekans yanıt verirler. Future PLC sistemleri, özellikle de yakın bir AM radyo istasyonundan veya bir başlangıç motorundan çalışanlar, ADC'nin bazan işlemcisinde uygulanan sayısal filtrelerden yararlanacaklardır.Bu dijital filtreler, a coarse analog bir analogun ADC'yi ve bir dijital filtreyi koruduğunu veya bir başlangıç motorundan emin olacaktır.
Geniş Bandgap yarı iletkenleri ve filtreler
Silikon ışı (SiC) ve galyum nitride (GaN) dönüştürücülerdeki güç cihazlarının benimsenmesi EMI peyzajını değiştirecektir. Bu geniş bant genişliği yarı iletkenleri silikon IGBTs'den çok daha yüksek hızlarda, EMI'yi frekanslarda daha iyi VHF veUV bandına (GaN) yükselterek, bu frekansları daha düşük çekirdek kayıpları ile genişletecektir. Kompakt modüller halindeki bu frekansları tek bir paketle entegre etmek için yüksek çözünürlükte 3 boyutlu yazıcıyı kullanarak otomatik olarak test etmek gerekir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
EMI filtreleri, herhangi bir sağlam Power Line İletişim sisteminde zorunlu aksesuarlar değildir. Doğrudan verileri dosya yoluyla etkileyebilir, iletişim aralığı, düzenleyici uyumluluk ve diğer elektronik cihazlarla birlikte karmaşıklaştırır. EMI'nin doğasını anlayarak, pasif filtreler ve tasarım ticaret-dönüşümleri arasındaki tasarım, sinyal kaybı ve bileşen parasitics, mühendisler, PLC performanslarına en yüksek frekanslara ve daha geniş bantlara bağlı olarak, akıllı ağların bulutları anlamak için daha iyi hale getirirler.