三相载波模块技术规格书.doc

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三相智能电表载波模块
技 术 规 格 书

精品资料
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目 录
前 言 3
概述 3
1 产品简介 4
2 机械尺寸及引脚定义 4
2.1 PCB尺寸 4
2.2 引脚定义 4
3 参数与特性 4
3.1 载波通信模块基本参数 4
3.2 电气性能 5
4 模块参考电路与器件清单 5
4.1 模块参考设计电路 5
4.2 器件清单 5
5 模块安装及测试 5
5.1 三相载波模块安装 5
5.2 三相载波模块调试方法 6
5.3 三相载波模块测试方法 6
6 其他注意事项 6
附录1 三相载波模块弱电接口、强电接口的引脚定义 7
附录2 三相载波模块参考电路 10
附录3 三相载波模块器件清单 11
附录4 三相载波模块测试接线示意图 14

前 言
概述

弥亚微电子三相载波模块是基于弥亚微电子的Mi200E载波芯片设计的，符合国家电网公司电力用户用电信息采集系统规范要求的高性能电力载波模块，适用于低压集抄系统和其他电力自动化系统。
本文主要介绍三相载波模块的外观、硬件结构、功能、技术规格和模块相关的测试标准。

1 产品简介
弥亚微电子设计的国网标准三相载波模块符合国家电网公司电力用户用电信息采集系统规范要求，基于弥亚微电子自主知识产权的高性能电力线窄带通信芯片MI200E研发的电力线载波通信模块，具有高集成度、高可靠性。
内嵌弥亚微电子为国内电力线环境特定设计的电力线通讯协议（简称MPP），具有很强的环境适应性，同时协议本身的智能化可使得通讯网络不需要人工维护。
模块外围电路简单，整体BOM成本较低。

2 机械尺寸及引脚定义
2.1 PCB尺寸
由于不同客户选用的模块壳体在内部结构与定位孔上存在差异，为了能
更好地配合相应的模块壳体，不产生类似晃动以及定位不准等问题，弥亚微
电子针对不同的壳体采用了相应的PCB设计，请客户在订货时先与我们确
认需要采用的模块壳体。
2.2 引脚定义
载波模块的接口分为2个，一为弱电接口，由电表提供电源，与电表进行通讯。另一个为强电接口，进行载波通信。
弱电接口、强电接口的引脚定义遵循国网公司的型式规范要求，详见附录1

3 参数与特性
3.1 载波通信模块基本参数
l 供电电源：
由电表提供，一般为两组。
+12V~+15V（最大120mA）
+5V ± 5%（50mA）
*由于各表厂设计的电表不同，提供给模块两组电源也有不同的设计，请客
户在电表设计时提供可靠的电源设计，尤其是12V这组电源请避免直接
从电源变压器的绕组上直接抽取，不经过任何的稳压处理。
*由于弥亚微电子的Mi200E仅需要一组+5V即可完成通信，不需增加额外
的外接功放，因此在表端提供的+5V电源电流超过120mA时，建议仅使
用该5V电源，无需使用+12V电源，避免造成额外的功率消耗。
*模块在出货前可进行电源的配置，请客户在样品测试阶段注意该项目并与
我们确认。

l 与电表通讯参数：
UART通信波特率： 2400bps
校验方式： 1位/偶校验
通讯协议： DL/T 645-2007多功能电能表通信协议

l 电力线载波通讯参数：
载波频率： 76.8KHz ± 16KHz（带宽32KHz）
载波通讯速率： 200/400/800/1600bps（发端控制，收端自适应）
最大发送功率： 不大于0.4W
电力线通信协议： 符合弥亚微电子电力线通信协议（MPP）

3.2 电气性能
l 工作温度： -40℃~70℃（C3等级）
l 湿度： 0% ~ 95%
l 最大电源电压： 12V电源组不得高于35V
5V电源组不得高于5.5V
l 模块静态功耗： 0.35W（使用5V电源）
l 强弱电隔离方式： 光耦隔离
l EMC测试标准： 满足GB/T17215.211-2006 7.5.2/3/4/5/6/7/8的
相关标准

4 模块参考电路与器件清单
4.1 模块参考设计电路
弥亚微电子三相载波模块参考电路请参见附录2
4.2 器件清单
弥亚微电子三相载波模块器件清单请参见附录3

5 模块安装及测试
5.1 三相载波模块安装
l 请勿掰动模块上的安规电容等器件，避免人为损坏。
l 由于模块上有高压线路，请勿在不安装外壳的情况下将模块直接插入电表，以免造成人身伤害。
l 将三相模块装入对应的模块盒中，拧上模块盒的固定螺丝。
l 将安装好外壳的载波模块插到三相电表对应位置，如遇到无法顺利安装，请检查模块插针是否在操作过程中有扭曲等现象。
l 请勿过度用力按压模块。

5.2 三相载波模块调试方法
l 将已安装好载波模块的三相智能电表接上220V市电，此时载波模块上的发送/接收灯同时亮起，模块开始自检，当自检通过后（大约1秒左右），发送/接收灯同时熄灭（如果自检Fail，2个LED保持长亮）。
l 发送/接收灯熄灭大约1秒之后，重新亮起，之后模块进入读取电表地址状态，发送灯（红色）点亮，模块向电表索取电表地址，当模块正确收到电表返回的地址数据后，模块接收灯（绿色）闪烁2次，此时表明模块已正确接收到电表地址数据，2个LED熄灭进入正常工作状态。（当模块无法读取到电表地址时，模块发送灯会持续闪烁，保持地址读取状态，不响应其他操作。）
l 当模块通过自检并正确读取到表地址后，即可进行正常的电力线通讯。用户可使用弥亚微电子的抄控器（或使用弥亚微电子方案的集中器）对模块进行抄读。
l 用户可使用弥亚微电子开发的《国网智能表测试软件》配合抄控器对模块进行抄收（也可使用通用的DL/T 645-2007抄收软件）。在使用PC端软件对模块进行抄收时，请注意将抄收间隔时间设置在8~10秒之间，抄收间隔过短会造成通讯超时。

5.3 三相载波模块测试方法
l 弥亚微电子生产的三相智能电表载波模块在出厂前已做了详细的测试，对载波模块的发送/接收等各项指标均使用自动设备进行检测，保证模块的各项通讯指标的一致性。
l 对于使用弥亚微电子集抄方案自行生产模块的用户，弥亚微电子将提供详细的模块生产时的测试方法。
l 用户在将三相智能电表载波模块安装至电表后，可按照附录4的方式连接各测试设备，当能正确抄收到电表数据后，即可认为工作正常。
l 其他电表相关测试可按照国网标准执行。
l 对于载波模块的详细通信性能测试，请与我们联络。

6 其他注意事项
l 用户在向弥亚微电子批量订购模块前，请做好样品的各类测试与确
认工作。
l 如用户使用我们的设计方案自行进行产品生产，请在制作出样品后
与我们共同确认模块的各项性能指标。
l 由于载波模块中的关键器件涉及整个产品的性能指标，请勿随意更
改参考设计方案中的关键器件的型号与品牌。

精品资料
附录1 三相载波模块弱电接口、强电接口的引脚定义
a) 载波通信模块弱电接口管脚定义
载波通信模块弱电接口采用2×6双排插针、高度11.5mm（第9，10脚高度为12mm）。图1为通信模块弱电接口管脚定义示意图。

图1 通信模块弱电接口管脚定义示意图

电能表接口管脚编号
通信模块管脚编号
信号类别
信号名称
信号方向
（针对模块）
说 明
1，2，3，4，5，6

预留

7，8
31，32
电源
VCC

通信模块模拟部分电源，电压13.5V±1.5V，最大电流400mA
9，10
29，30
电源
VSS

通信地
11
27
电源
VDD

通信模块数字部分电源，电压5V±5％，最大电流50mA，与VCC电源共地。
12
28
信号
/SET
I
MAC地址设置使能；低电平时，方可设置载波模块MAC地址。
13
25
信号
TXD1
O
通信模块数据发送（TTL5V电平）
14
26
信号
RXD1
I
通信模块数据接收（TTL5V电平）
15
23
状态
STA
O
接收时地址匹配正确输出0.2s高电平；发送过程输出高电平，表内CPU判定载波发送时禁止操作继电器。电平上拉电阻在基表（即电能表）侧。

表1 模块弱电接口各引脚定义
b) 载波通信模块载波耦合接口定义
载波通信模块采用2×10双排插针作为连接件，其接口管脚排列见图2，对应管脚定义见表2。

图2 通信模块载波耦合接口示意图

电能表接口板管脚编号
模块对应管脚编号
信号
类别
信号名称
信号方向
（针对模块）
说 明
1、2
19、20
载波
A

电网A相线作为信号耦合接入端
3、4、5、6
17、18、15、16
空
空

空引脚，PCB无焊盘设计，连接件对应位置无插针，用于增加安全间距，提高绝缘性能。
7、8
13、14
载波
B

电网B相线作为信号耦合接入端
9、10、11、12
11、12、9、10
空
空

空引脚，PCB无焊盘设计，连接件对应位置无插针，用于增加安全间距，提高绝缘性能。
13、14
7、8
载波
C

电网C相线作为信号耦合接入端
15、16、
17、18
5、6、
3、4
空
空

空引脚，PCB无焊盘设计，连接件对应位置无插针，用于增加安全间距，提高绝缘性能。
19、20
1、2
载波
N

电网零线作为信号耦合接入端

表2 电能表与载波通信模块耦合接口管脚定义说明

附录2 三相载波模块参考电路

图3

附录3 三相载波模块器件清单
PM1GW211D(三相智能电表载波模块)

类别
器件参数
器件型号
位号
封装形式
器件品牌
数量
说明
电阻
2K
RS-03K202JT
R1,R2
SM0603
通用
2

电阻
10K
RS-03K103JT
R4,R5,R15,R28,R29,R39
SM0603
通用
6

电阻
4.7K
RS-03K472JT
R10,R11,R12,R13
SM0603
通用
4

电阻
2.2M
RJ-225Ω-1/4W-±10％
R27
SM1206
通用
1

电阻
33R
RS-03K330JT
R21,R22,R23,R24,R25,R40
SM0603
通用
6

电阻
1K
RS-03K102JT
R6
SM0603
通用
1

电阻
680R
RS-03K681JT
R26
SM0603
通用
1

电阻
0R
RS-03K000JT
R30,R32
SM0603
通用
2

电阻
47K 1%

R38
SM0805
通用
1
1%精度
电阻
51K 1%

R33,R36,R37
SM0805
通用
3
1%精度
电阻
39K 1%
RS-03K393FT
R35
SM0603
通用
1
1%精度
电阻
100K
RS-03K104JT
R18
SM1206
通用
1

电阻
4.7M

R19
R0603
通用
1

电容
10nF
C-0603-CH-1E-103-K-T
C13
SM0603
三星
1

CBB电容
47nF
MMT50V.dc-473
C14
直插
NISSEI
1

电容
22nF
C-0603-CH-1E-223-K-T
C15
SM0603
三星
1

电容
22pF
C-0603-CH-1E-220-K-T
C6,C7,C16,C19
SM0603
三星
4

CBB电容
10nF
MMT50V.dc-103
C17
直插
NISSEI
1

安规电容
0.22uF/310VAC/X2
LE224
C18
直插
OKAYA
1
长脚，卧装
电容
100nF
C-0603-CH-1E-104-K-T
C1,C2,C5,C20,C22,C23,C24,C27,C28，C30
SM0603
三星
10

电容
10uF/16V
TC-SCN-1C-106-MBAR
C4,C21,C25,C29
SM1206C
三星
4

CBB电容
470nF
MMT63V.dc-474
C26
直插
NISSEI
1

电容
1uF
C-0603-CH-1E-105-K-T
C8
SM0603
三星
1

珠式滤波器
-
ZBF503AR-00(TA)
L1
直插
TDK
1

色环电感
470uH
1/4W
L2
直插
通用
1

立式绕线电感
100uH
TSL0808-RA-101KR80-PF
L3
直插
TDK
1

珠式滤波器
-
MPZ-1608-S121A
L4
SM0603
TDK
1

立式绕线电感
10uH
TSL0808-RA-100K2R6-PF
L5
直插
TDK
1

载波芯片
-
MI200E
U5
SOC-24
弥亚微电子
1

芯片
MOS
NTJD4401N-D
U4
SOT-363
安森美
1

存储芯片
EEPROM
BR24G16
U3
SOP-8
ROHM
1

单片机
NEC单片机
μPD78F0526A
U1
LQFP-52
NEC
1

LDO芯片
稳压电源
78M05
U2
D-PAK

1

光耦
光耦
PS2501K-1
U10
DIP4
NEC
1

接插件
单排针1*7 高11.2MM
间距2.0mm
J4(不需焊接)
直插
通用
1
程序烧录用
接插件
双排针2*6高11.2MM
间距2.54mm
J1
直插
通用
1
两个GND引脚的针长比其余针长出0.5mm
接插件
双排针2*10高11.2MM
(去除中间多余的针)
间距2.54mm
J3
直插
通用
1

其他
LED
红色
D1
0805
通用
1

其他
LED
绿色
D2
0805
通用
1

二极管
1N4148
1N4148
D10
LL-34
通用
1

TVS保护管
SMBJ6.8CA

TVS1
SMB
通用
1

TVS保护管
P6KE10CA

TVS2
D6MM
通用
1

晶体振荡器
12MHz

Y1,Y2
直插
通用
2

信号耦合变压器
-
MR191913-6P-B
U6
直插
上海迈融电子
1

MOS管

Si2301CDS-T1
Q4
SOT-23
Vishay
1

注：请勿随意更改器件的型号及厂家，如需改动，请与我们确认，谢谢。

表3 三相载波模块器件清单

附录4 三相载波模块测试接线示意图

图4

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