Power line iletişim (PLC) veri sinyalleri taşımak için mevcut elektrik altyapısına dayanıyor, ev ağlarında akıllı metreden gelen uygulamalara izin veriyor. Ancak, güç şebekesi yüksek frekanslı sinyaller için sert bir ortamdır, bu etkileşimin sayısız bağlantılı cihazlar tarafından kirletilir.En önemli müdahale kaynakları arasında triacs –semik anahtarlar AC güç kontrolü için yaygın olarak kullanılır.

Power Line İletişimi Anlamak (PLC)

PLC teknolojisi, ana elektrik veren aynı bakır iletkenlere veri sağlar. Birkaç frekans bandında çalışır: dar bant PLC (tipik olarak 3-500 kHz) şebeke yönetimi ve akıllı metre ve geniş bantlı PLC (1.8-250 MHz) için, temel zorluk, bu güç hatlarının asla veri iletimi için tasarlanmadığıdır; gürültülüdür, daha yüksek frekanslarda yüksek oranda değerleme sağlar.

Ortak PLC uygulamaları şunları içerir:

  • [FONT:0)Home otomasyon[[DÜT:1] – aydınlatma, HVAC ve cihazlar güç noktaları aracılığıyla kontrol edin.
  • [FONT:0) Akıllı şebekeler [Dönetici: 1 ) - uzaktan ölçüm okuma, talep yanıtı ve hata algılama.
  • [Broadband] güç hatları üzerinde (BPL)) - DSL veya kablo eksik alanlarda internet bağlantısı sağlamak.
  • [FONT:0)Stratejik otomasyon[[Dönetici: 1) - fabrikalarda kontrolörler ve sensörler arasındaki iletişim.

Bu avantajlarına rağmen, PLC güvenilirliği, bu gürültü zeminine katkıda bulunan diğer geçiş cihazlarıyla birlikte, elektrik gürültüsü tarafından yoğun olarak etkileniyor. Triacs, diğer geçiş cihazları ile birlikte, bu gürültü zeminine büyük katkıda bulunuyor.

Triac Fundamentals

Üç terminalden oluşan bir triac (bugünün yeniden tanımlanması için), mevcut olan her iki yönde de geçerli olan bir çift yönlü bir nabızdır (üç terminalden oluşan): ana terminal 1 (MT1), ana terminal 2 (MT2) ve bir kapı. Kapıya kısa bir süre önce cihazı uygulayın, şu anda mevcut olan lambalar ve motorlar altında kalır (tipik olarak AC dalgasının sıfır geçişi ile yakın).

[FONT:0) triacs'ın özelliklerini içerir:).

  • [FONT:0)Phase kontrolü[[DÜT:1) - sıfır geçişe göre tetik noktayı geciktirerek, yüke teslim edilen ortalama güç ayarlandığında değişken bir RC ağı kullanır.
  • [FONT=0) · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
  • [FONT:0]Snubber devreleri [Dönder: 1) - genellikle triac'a limit vermek için yerleştirilen:2).dv/dt) ve yanlış tetikleyicileri azaltmak, ancak aynı zamanda yüksek frekanslıları PLC sinyalleri tarafından görülen olumsuz etkiler.

Triacs içeren ortak ev cihazları, tavan fan hız kontrolleri, değişken hız ve güç araçları ile vakum temizleyiciler. endüstriyel ortamlarda, triacs sağlam devlet röleleri, motor starters ve aydınlatma topları bulunur.

Triacs ve PLC Signals arasındaki etkileşim

Bir triac anahtarı olduğunda, mevcut yüke yakın sıfırdan birkaç mikrosaniye içinde yükselir.Bu yüksekbükücük:0)di /dt), geniş bir elektromanyetik müdahale aracı oluşturur (EMI). Aynı frekans aralığında çalışan PLC sistemler için, bu gürültü maske veya yozlaşmış veri sembollerinin patlaması olarak görünür.

Üç birincil müdahale mekanizması iş başındadır:

  • [FONT:0] Geçiciler [[Dönemli: 1) Mevcut değişiklikler, on yüz mikrosaniye için süren bir gürültü patlaması yaratır.
  • [FONT:0]Harmonik bozulma[[Dönetici: 1))[[Dönetici)[değiştir | kaynağı değiştirilen triacs, sinusoidal gerilim dalgaformunu doğrur, PLC frekans bandına genişleten garip sipariş harmonikleri tanıtır.
  • [FONT:0)Kondüklenmiş emisyonlar[Döntilmişler[Döncüler:0)[Dönüşük olayın yüksek frekanslı bileşenleri güç hattı boyunca yapılır ve genel gürültü zeminini artırabilir.

Interferences

Şu anda triac tetikleyicileri, yük akımı, 30 MHz'in üzerinde hızla kurulmuş bir darbedir.

Ayrıca, dimmers'te kullanılan triacs genellikle, eğimli gerilimin kırılma noktasına ulaştığında hızlı bir yükseliş kenarı ürettiği bir kompleks gürültü profili oluşturur.Bu, bir başka gürültü enjeksiyonu tabakası ekler.

Gürültüyü patlamanın yanı sıra, triacs, yüksek bir geçiş frekansında faaliyet gösteren sürekli olarak yapılan gürültüye katkıda bulunur (örneğin, naif-altı modulation dimmer). Çoğu tüketici dimmers hattında geçiş yapar (50 / Hz), harmonikler yüzlerce kilohertz'a ulaşırsa doğrudan dar bant PLC'ye ulaşabilir.

PLC Performansı Üzerine Etkisi

PLC alıcıları, sinyal-to-noise oranı (SNR) bir triac geçiş olayı sırasında 20-30 dB tarafından düşebilir.

  • [FONT:0) Biraz hata oranı (BER)) - yolsuzluklı paketler yeniden transmisyon gerektirir, etkili bir şekilde kesintiye uğratmalıdır.
  • [FONT=0)Redüklenmiş veri oranı[[[Dönetici:0)[[Dönetici:0))))[değiştir | kaynağı değiştirilen aşağıdakiler için aşağıdakiler için aşağıdakiler için aşağıdakiler için kullanılır.
  • [FONT:0)Packet kaybı[[DÜT:1) - eğer gürültü patlama ön veya üst düzeyle çakılsa, tüm paket kaybedilebilir.
  • [FONT:0)Network istikrarsızlık – sık sık geri dönüşümler jitter ve latency neden olabilir, özellikle gerçek zamanlı kontrol uygulamaları için sorunlu.

Alan çalışmaları, birden fazla dimmer anahtarla evlerde, PLC throughput sessiz bir çizgiye kıyasla% 40-60 oranında bozulabileceğini göstermiştir. Bu, etkili mitigation ihtiyacını motive eder.

Interference Mitigation Strategies

Mühendisler, ileri sinyal işlemeye pasif bileşenlerden gelen üçlü gürültünün etkisini azaltmak için bir takım teknikler geliştirdiler. Yöntem seçimi uygulama, maliyet kısıtlamaları ve düzenleyici gereksinimlere bağlıdır.

Filtreleme Teknikleri

Filtreler savunmanın ilk hattıdır., PLC modeme ulaşmadan önce triac'dan yüksek frekanslı gürültüyü bastırırlar veya bina kabloları aracılığıyla yayarlar.

  • [[Düzücük LC filtreleri[Dönetici:0)[Dönetici: 0 ) - 1-10 MHz'in üzerindeki frekanslarda bir ses çıkarma işlemine verilen basit bir giriş filtresi.
  • [FONT:0)Line tuzakları [Dönetici: 1)) - ayrıca PLC çiftleri olarak da bilinir, bunlar PLC frekansı bandına ayarlanır.
  • [FONT:0]Ferrite beads[[Dönetici: 1 ) – cihazı kablolara eklemek ucuz ve kolay, ferritler yüksek frekanslı enerjiyi absorbe eder ve 10 MHz'in üzerindeki emisyonlar için etkilidirler.
  • [FONT:0]Active filtreler[Dönetici yükselteçleri veya dijital sinyal işlemcileri kullanarak, aktif filtreler gerçek zamanlı olarak belirli gürültü frekanslarını iptal edebilir.Daha pahalı olsa da, değişken gürültü ortamlarında daha iyi performans sunarlar.

[FONT:0] Tasarım dikkate alınır:[Döneticiler ABD'de 15. FİLMİŞKİNCİ) ve mevcut tüm yük için de dikkate alınmalıdır. Bazı bölgelerde, düzenlemeler (örneğin, ABD'de 15. FİLMİ) dimmersiyonların EMI baskı bileşenleri dahil etmesi gerekir.

Shielding ve Grounding

Elektromanyetik müdahale hem de gürültü (konuşağı) ve radiated gürültü (hava ile) her iki yolu da hafifletir:

  • [FONT:0)Shielded güç kabloları[Dönetici:0)[Dönetici:0)Shielded güç kabloları[Dönetici:0)[Dönetici: 2))))[Dörtücüler, canlı ve tarafsız iletkenler etrafında kablolar kullanarak, üçlü devrelerden gelen emisyonları azaltır ve dış gürültüyü engeller.
  • [FONT:0]Grounding uygulamaları [[Dönlendirme:0][Dönlendirme uygulamaları[Dönlendirmeler:))) - düşük hacimli bir zemin uçağı ortak mod gürültüsünü azaltır. Tüm muhafazalar ve metal konduit, Dünya zeminine bağlı olmalıdır.
  • [FONT:0)Physical ayrılık[[Dönetici: 1)) - dimmer koşularından uzak ve çarpıtılmış veri kablolarını (eğer kullanılırsa) en az 30 cm güç hatlarının kapasitesi ve en yüksek darbeyi azaltır.

Gelişmiş Signal Processing

Modern PLC modemler müdahalenin üstesinden gelmek için sofistike dijital teknikler içerir:

  • [FONT=0)Orthogonal frekansı-division multiplexing (OFDM)) - veri, yüzlerce dar subcarriere yayılmıştır. Birkaç altkarriere patladıysa, ileri hata düzeltmesi (FEC) hala verileri daha yüksek modulation to sessiz subcarriers and lower modulation (veya hiçbiri) gürültülü olanlara geri verebilir.
  • [FONT=0)Spread spektrum[[Dönetici:0)[Dönderlik kullanarak sinyal geniş bir bant genişliğine yayılıyorken, sistem dar bant gürültülerine sağlam hale gelir. Doğrudan dizi yay spektrumu (DSSS) G3-PLC gibi bazı dar bant PLC standartlarında kullanılır.
  • [FONT:0] Adaptif eşitleme[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜŞÜNÜ:0) Adaptif eşitleştirme[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ) – Alıcı, Kanal dürtü tepkisini tahmin ediyor ve Gürültülümürücü, çoklupath yankı yankı yankıları ve gürültü patlamalarını kaldırmak için ters bir filtreyişümyü ortadan kaldırmak için tersleyen bir filtreyişüyü düzenli olarak, eğitim dizileri ve gürültüyü takip etmeye izin verilen, düzenli olarak, eşitleme süresinetimlemeleri takip edenleri, triac anahtarları değiştirme veya kapatıldığında eşitleme koşullarını takip etme veya dışlama koşullarını takip etmeye izin vermek için eşitlemeye izin verir. Eğitim dizi
  • [FONT:0) Yoktur[Dönemli: 1) Bazı sistemler, müdahaleyi örnekleyecek bir referans anteni veya özel bir gürültü sensörü kullanıyor ve uyarılı filtreleme (örneğin LMS veya RLS algoritmaları) kullanarak alınan sinyalden çıkarın.

Bu teknikler zaten HomePlug AV2 ve ITU-T G.hn gibi standartlarda dahil edilmiştir, bu da gürültülü ev ortamlarında bile sağlam performans elde etmektedir.

Cihaz Koordinasyonu ve senkronizasyon

Her iki triac ve PLC sistemi birlikte tasarlandığında (örneğin, akıllı bir dimmer veya PLC kontrollü aydınlatma ağı) koordinasyon büyük ölçüde müdahaleyi azaltabilir:

  • [FONT:0]Zero-crossing senkronizasyon[Dönetici] – PLC modem, AC sıfır geçişi etrafındaki sessiz dönemler sırasında meydana gelen verileri en az sürede planlayabilir. çünkü triacs genellikle sıfır geçişte sıfır geçiş yapar (veya dimmers için sıfır geçişe yakın olarak), gürültü kendi başına geçiş sırasında en az.
  • [FONT=0]Time-division multiplexing[[Dönetici: 1) - hem güç hem de iletişim kontrolü olan sistemler için, bir master kontrolör zaman zaman yuvalarını ayırabilir: bir slot sırasında, bir sonraki PLC ilettilenler sırasında, bu içerikten kaçınır.
  • [[Dönetici algoritmaları[[Dönetici:0) Adaptif dkkklama algoritmaları[[Dönetici: 1 ) – akıllı dimmers, aktif PLC iletimi tespit ederse, modemin bir veri çerçevesi almadığı bir zamana kadar gürültüyü değiştiriyor.

Düzenleme Standartları ve Uyum

Hükümet ve endüstri standartları EMI'de sınırları sınırlar ve PLC frekansı kullanımını tanımlar:

  • [FONT:0)FCC Bölüm 15 (Birleşik Devletler)) - istenmeyen radyatörler için emisyon limitlerini (tekne gibi) ayarladı.
  • [FONT:0)CENELEC EN 50065 (Avrupa)) - dar bant PLC için frekans grupları (148.5 kHz) tüm ekipmanlarla analara bağlı olarak karşı tanışılması gereken katı emisyon maskeleri ile tanımlanır.
  • [FONT:0)IEC 61000 serisi[Dönetici: 1 ) - Mekanik uyumluluk (EMC) ile uyumlu mevcut (IEC 61000-3-2) ve gerilim dalgalanmaları (IEC 61000-3-3-3-3). Triac- bazlı kontrolörler, PLC ile müdahale etmekten kaçınmaları için bunlara uygun olmalıdır.

Örneğin, Avrupa'da satılan bir dimmer, CENELEC bandında 46 dBμV'nin altında emisyonlar veya filtre kapasitörleri içermelidir.

Future Yol Tarifi

Güç ızgarası daha büyük bir zekaya doğru geliştikçe, triacs ve PLC'nin ortak noktası daha da kritik hale gelecektir. Gelişen eğilimler şunları içerir:

  • [FONT:0]Siliconsport (SiC) ve galium nitride (GaN) triacs[[Dön 1:0) – bu geniş bantlı cihazlar daha hızlı geçer ve daha yüksek frekansları yönetebilir, potansiyel olarak gürültüyü daha iyi geçişler yoluyla azaltırlar. Ancak, güncel filtreleme gerektiren geçici filtrelemeler de yaratabilirler.
  • [FONT:0)Integrated PLC ve güç kontrolü ICs) - üreticiler tek bir pakette bir PLC modem, mikro kontrol cihazı ve triac sürücüsü birleştirmek için başlıyorlar. Bu, tahmin edici gürültü iptali sağlar.
  • [FONT:0)Matize edilmiş bir mitigation için ([Dönetici: 1) PLC modemler ağdaki her triac cihazı ile ilişkili gürültü kalıbını öğrenebilir ve önceden boş zamanlama veya yeniden yükleme zamanlamasını seçebilirler.
  • [FONT:0) Komiserlik protokollerinin standartlaştırılması) - arançlama ve kooperatif planlama gibi gruplar.([D)Ana Sayfa Plug Alliance[Dönetici: 3) ve [[Dönetici: 4)ITU-T G.hn)

Akıllı aydınlatmaya (örneğin, DALI-2 güç hattı üzerinde) ve evrensel akıllı ağ iletişimi artık triac gürültüsünün artık bir sonraki değil, birincil bir tasarım kısıtlamaları talep etmesi talep edecektir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Triacs, sayısız uygulamada AC gücünü kontrol etmek için vazgeçilmezdir, ancak geçiş davranışları güç hatlarına önemli gürültüyü sunar, doğrudan güvenilir PLC'ye karşı olan müdahale genişbanlı, dürtüsel ve son derece değişkendir, ancak doğru filtreleme (pasif ve aktif), koruyucu kablolama, gelişmiş OFDM tabanlı sinyal işleme ve akıllı cihaz koordinasyonu ile, mühendisler gürültüyü daha da güçlü ortamlarda bile iletişim kurabilirler.

PLC temelleri ve triac gürültüsü hakkında daha fazla okuma için, bkz.Ş.D.T:0)Wikipedia Power Line İletişim) ve [)Triac sayfası).