低压电力线载波通信的接口电路设计
一、前言
电力线通信，简称 PLC（Power Line CommunicatiON），是以电力网作为 信道进行载波通信的一种有线通信方式。电力线载波通信与其他通信方式相比， 能充分利用现有的电力线资源，即利用电力线进行通信，实现信息的传输。因 而，电力线通信具有很好的开发前景和应用价值。
最近,英国在电力线媒介开发方面取得了突破性进展,用户可通过电力线 进入 Internet 网,它从简单的数据传输提高到了网络联接。法国已推出了电力线 调制解调器集成电路,使住宅智能化产品向市场化方向进一步推进。电力线通信 目前在欧洲（德国、英国、瑞典等）发展得较快。德国与英国是目前世界上唯 一制定电力线通信规则的国家［２］。中国电力系统已组建国电通信中心，并 向信息产业部正式申请了牌照。国家电力公司计划在 2015 年建成全国统一的 联合电力网通信系统，其前景极其可观。
但是，低压电力线是一种通信环境非常恶劣的信道，有许多问题有待进 一步研究［３］。低压电力线传送着 220 V/50 Hz 的电能，在低压电力线上 并接了许多不同阻抗的用电器。低压电力线的这一固有特点，给低压电力线通 信带来了很大的困难［４］。因此，低压电力线通信必须首先解决以下两个难 题：
（1）电力网 50 Hz 的工频信号不能给载波通信系统带来太大的干扰； 同时，考虑到整个通信系统的安全，必须进行强电隔离； （2）低压电力 线上并接的所有用电器的“统计载波阻抗”要高，以确保较高的载波信号加载效 率。
上述问题，正是低压电力线通信的接口技术问题，下面从这两方面介绍
其设计原理和实现方法。 二、接口电路的模型
根据低压电力线通信接口技术的要求：一方面，必须进行强电隔离；另 一方面，要确保较高的载波信号加载效率。为此，必须采用“电磁耦合”与“阻容 耦合”相结合的“复合耦合技术”，其接口电路模型如图 1 所示。
该电路的关键物理量是 2 个回路中的电流 i1(t)和 i２（t)。由基尔霍夫第二 定律可得出该电路的数学模型： 对（1）式，通过不同的处理将得到不同 的数学模型。对图 1 所示的双 RLC 耦合回路进行去耦处理，得到２个独立的 RLC 串联回路。对（1）式求导，则可得到二元二阶方程组： （2）式同时 含有 2 个未知函数
１(t)和
２（t)的二阶导数，不便直接求解。 若将
RLC 串联回路表示成二元一阶方程，则由２个 RLC 回路便可得到四元一阶方 程组： 该方程组含有４个未知数：i１(t)，i２（t)，，。其定解条件，直接由 电路的初始储能情况给出，当无初始储能时，为齐次初始条件，即：设所有电 路元件都是非时变性元件，则所对应的常系数线性一阶常微分方程组，可转化 成线性代数方程组进行求解。仅供参阅！
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