三相载波模块技术规格书

三相智能电表载波模块三相智能电表载波模块 技技 术术 规规 格格 书书 单相智能电表载波模块 技术规格书 Copyright Miartech Corporation. Page 2 of 15 目目 录录 前前 言言.3 概述概述.3 1 产品简介产品简介.4 2 机械尺寸及引脚定义机械尺寸及引脚定义.4 2.1PCB 尺寸尺寸 .4 2.2引脚定义引脚定义.4 3 参数与特性参数与特性 .4 3.1载波通信模块基本参数载波通信模块基本参数.4 3.2电气性能电气性能.5 4 模块参考电路与器件清单模块参考电路与器件清单.5 4.1模块参考设计电路模块参考设计电路.5 4.2器件清单器件清单.5 5 模块安装及测试模块安装及测试.5 5.1三相载波模块安装三相载波模块安装.5 5.2三相载波模块调试方法三相载波模块调试方法.6 5.3三相载波模块测试方法三相载波模块测试方法.6 6 其他注意事项其他注意事项.6 附录附录 1 三相载波模块弱电接口、强电接口的引脚定义三相载波模块弱电接口、强电接口的引脚定义.7 附录附录 2 三相载波模块参考电路三相载波模块参考电路.10 附录附录 3 三相载波模块器件清单三相载波模块器件清单.11 附录附录 4 三相载波模块测试接线示意图三相载波模块测试接线示意图.14 单相智能电表载波模块 技术规格书 Copyright Miartech Corporation. Page 3 of 15 前前 言言 概述概述 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。 单相智能电表载波模块 技术规格书 Copyright Miartech Corporation. Page 4 of 15 1 产品简介产品简介 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机械尺寸及引脚定义 2.1PCB 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，详见附附 录录 1 3 参数与特性参数与特性 3.1载波通信模块基本参数 供电电源：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。 单相智能电表载波模块 技术规格书 Copyright Miartech Corporation. Page 5 of 15 与电表通讯参数：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 电力线载波通讯参数：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 工作温度： -4070（C3 等级） 湿度：0% 95% 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 模块静态功耗：0.35W（使用 5V 电源） 强弱电隔离方式：光耦隔离 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附录 3 5 模块安装及测试 5.1三相载波模块安装 请勿掰动模块上的安规电容等器件，避免人为损坏。 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。 将三相模块装入对应的模块盒中，拧上模块盒的固定螺丝。 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。 请勿过度用力按压模块。 单相智能电表载波模块 技术规格书 Copyright Miartech Corporation. Page 6 of 15 5.2三相载波模块调试方法 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） 。 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。 ） 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。 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 810 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 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。 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。 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。 其他电表相关测试可按照国网标准执行。 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 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。 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。 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。 单相智能电表载波模块 技术规格书 Copyright Miartech Corporation. Page 7 of 15 单相智能电表载波模块 技术规格书 Copyright Miartech Corporation. Page 8 of 15 附录附录 1 三相载波模块弱电接口、强电接口的引脚定义三相载波模块弱电接口、强电接口的引脚定义 a)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管脚定义 载波通信模块弱电接口采用 26 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 7，831，32电源 VCC 通信模块模拟部分电源，电压 13.5V1.5V，最 大电流 400mA 9，1029，30电源 VSS 通信地 1127 电源 VDD 通信模块数字部分电源，电压 5V5，最大电 流 50mA，与 VCC 电源共地。 1228 信号 /SETI MAC 地址设置使能；低电平时，方可设置载波模 块 MAC 地址。 1325 信号 TXD1O 通信模块数据发送（TTL5V 电平） 1426 信号 RXD1I 通信模块数据接收（TTL5V 电平） 1523 状态 STAO 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)b)载波通信模块载波耦合接口定义载波通信模块载波耦合接口定义 载波通信模块采用 210 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。 单相智能电表载波模块 技术规格书 Copyright Miartech Corporation. Page 9 of 15 图 2 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、219、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、813、14载波 B 电网 B 相线作为信号耦合接入端 9、10、11、1 2 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、147、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、201、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 单相智能电表载波模块 技术规格书 Copyright Miartech Corporation. Page 10 of 15 附录 2 三相载波模块参考电路 图图 3 3 单相智能电表载波模块 技术规格书 Copyright Miartech Corporation. Page 11 of 15 附录 3 三相载波模块器件清单 PM1GW211D(PM1GW211D(三相智能电表载波模块三相智能电表载波模块) ) 类别类别器件参数器件参数器件型号器件型号位号位号封装形式封装形式器件品牌器件品牌数量数量说明说明 电阻 2KRS-03K202JTR1,R2SM0603 通用 2 电阻 10KRS-03K103JTR4,R5,R15,R28,R29,R39SM0603 通用 6 电阻 4.7KRS-03K472JTR10,R11,R12,R13SM0603 通用 4 电阻 2.2M RJ-225-1/4W-10 R27SM1206 通用 1 电阻 33RRS-03K330JTR21,R22,R23,R24,R25,R40SM0603 通用 6 电阻 1KRS-03K102JTR6SM0603 通用 1 电阻 680RRS-03K681JTR26SM0603 通用 1 电阻 0RRS-03K000JTR30,R32SM0603 通用 2 电阻 47K 1% R38SM0805 通用 1 1%精度 电阻 51K 1% R33,R36,R37SM0805 通用 3 1%精度 电阻 39K 1%RS-03K393FTR35SM0603 通用 1 1%精度 电阻 100KRS-03K104JTR18SM1206 通用 1 电阻 4.7M R19R0603 通用 1 电容 10nFC-0603-CH-1E-103-K-TC13SM0603 三星 1 CBB 电容 47nFMMT50V.dc-473C14 直插 NISSEI1 电容 22nFC-0603-CH-1E-223-K-TC15SM0603 三星 1 电容 22pFC-0603-CH-1E-220-K-TC6,C7,C16,C19SM0603 三星 4 CBB 电容 10nFMMT50V.dc-103C17 直插 NISSEI1 安规电容 0.22uF/310VAC/X2LE224C18 直插 OKAYA1 长脚，卧 单相智能电表载波模块 技术规格书 Copyright Miartech Corporation. Page 12 of 15 装 电容 100nFC-0603-CH-1E-104-K-T C1,C2,C5,C20,C22,C23,C24,C 27,C28，C30 SM0603 三星 10 电容 10uF/16VTC-SCN-1C-106-MBARC4,C21,C25,C29SM1206C 三星 4 CBB 电容 470nFMMT63V.dc-474C26 直插 NISSEI1 电容 1uFC-0603-CH-1E-105-K-TC8SM0603 三星 1 珠式滤波器 -ZBF503AR-00(TA)L1 直插 TDK1 色环电感 470uH 1/4WL2 直插通用 1 立式绕线电感 100uHTSL0808-RA-101KR80-PFL3 直插 TDK1 珠式滤波器 -MPZ-1608-S121AL4SM0603TDK1 立式绕线电感 10uHTSL0808-RA-100K2R6-PFL5 直插 TDK1 载波芯片 -MI200EU5SOC-24 弥亚微电子 1 芯片 MOSNTJD4401N-DU4SOT-363 安森美 1 存储芯片 EEPROMBR24G16U3SOP-8ROHM1 单片机NEC 单片机 PD78F0526AU1 LQFP-52NEC1 LDO 芯片稳压电源 78M05U2D-PAK 1 光耦光耦 PS2501K-1U10DIP4NEC1