中國電力系統(tǒng)也已組建國電通信中心，并向信息產業(yè)部正式申請了牌照。國家電力公司計劃在2015年建成全國統(tǒng)一的聯(lián)合電力網通信系統(tǒng)。

但是，低壓電力線是一種通信環(huán)境非常惡劣的信道，許多問題有待進一步研究。低壓電力線傳送著220V/50Hz的電能，在低壓電力線上并接了許多不同阻抗的用電器。低壓電力線的這一固有特點，給低壓電力線通信帶來了很大的困難。因此，低壓電力線通信必須首先解決以下2個難題:

（1）電力網50Hz的工頻信號不能給載波通信系統(tǒng)帶來太大的干擾，同時，考慮到整個通信系統(tǒng)的安全，必須進行強電隔離;（2）低壓電力線上并接的所有用電器的“統(tǒng)計載波阻抗"要高，以確保較高的載波信號加載效率。

上述問題，正是低壓電力線通信的接口技術問題，以下從這兩方面介紹其設計原理和實現(xiàn)方法。

1接口電路的模型

根據(jù)低壓電力線通信接口技術的要求:①必須進行強電隔離;②確保較高的載波信號加載效率。為此，就必須采用“電磁耦合"與“阻容耦合"相結合的“復合耦合技術"。接口電路模型如圖1所示。

圖1接口電路模型。

該電路的關鍵物理量是2個回路中的電流i1（t）和i2（t）。由基爾霍夫第二定律可得出該電路的數(shù)學模型:式中，設i′、i″分別為i的一、二階導數(shù)，則：

對于式（1），通過不同的處理將得到不同的數(shù)學模型。對圖1所示的雙RLC耦合回路進行去耦處理，得到2個獨立的RLC串聯(lián)回路。對式（1）求導，則可得到二元二階方程組：

式（2）同時含有2個未知函數(shù)i1（t）和i2（t）的二階導數(shù)，不便直接求解。

若將RLC串聯(lián)回路表示成二元一階方程，則由2個RLC回路便可得到四元一階方程組：

該方程組含有4個未知數(shù):i1（t），i2（t），uc1（t），uc2（t），其定解條件直接由電路的初始儲能情況給出。當無初始儲能時，為齊次初始條件，即：

設所有電路元件都是非時變性元件，則所對應的常系數(shù)線性一階常微分方程組可轉化成線性代數(shù)方程組進行求解。

通過對上述接口電路數(shù)學模型的分析、化簡可知，基于“復合耦合技術"的接口電路模型，電路的主要參數(shù)是可以通過線性代數(shù)方程組進行求解，接口電路的原理清晰，計算復雜度較小，符合低壓電力線載波通信要求，是簡潔、可行的。

2ST7538電力線接口電路的設計

2.1ST7538調制解調芯片

ST7538載波芯片是一款為家庭和工業(yè)領域電力線網絡通信而設計的半雙工、同步/異步FSK調制解調器芯片。ST7538內部集成了發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的所有功能，通過串行通信，可以方便地與微處理器相連接，且只要通過耦合變壓器等少量外部器件，即可連接到電力網中。ST7538功能強大、集成度很高，采取了多種抗干擾技術，如果能夠很好地利用其多頻段性，就可以克服窄帶通信的缺點。ST7538作為很有代表性的窄帶通信芯片，在遠程抄表、燈光控制、智能家電等領域已經有了廣泛的應用。