Powerline Communication (PLC) oder kurz „Powerline“, auch unter den Herstellerbezeichnungen PowerLAN oder HomePlug AV bekannt, bezeichnet die Technologie, die vorhandene elektrische Leitungen im Niederspannungsnetz zum Aufbau eines lokalen Netzwerks zur Datenübertragung nutzt; ohne zusätzliche Verkabelung. Besonders populär ist dies im Bereich der Heimnetzwerke für die Bereitstellung und Verteilung des Internetsignals in Wohnhäusern.
Bei vielen Geräten, die über das Stromnetz miteinander verbunden sind, kommt Powerline bereits zum Einsatz, z.B. Telefone, Alarmanlagen und Überwachungskameras. Hausautomatisierung und das Internet der Dinge bieten sich aufgrund der geringen Datenmenge als weitere Anwendungen an, ebenso wie die Steuerung eines Intelligenten Stromnetzes, kurz „Smartgrid“.
Bei Ladevorgängen im Bereich der E-Mobilität werden Geräte mittels Kabel verbunden, z.B. die Ladestation mit dem Fahrzeug. Durch Powerline kann das Ladekabel auch für die Datenübertragung genutzt werden um technische Parameter auszutauschen, Autorisierungen zu prüfen und Abrechnungsdaten zu übermitteln. In diesen Anwendungen wird die bidirektionale Datenkommunikation gemäß der Normenreihe EN ISO 15118 realisiert und unterstütz vehicle-to-grid-Applikationen. Als Protokoll wird der Standard HomePlug Green PHY verwendet, der eine Vereinfachung des Protokollstandards HomePlug AV darstellt. Damit werden die Performance-Anforderungen an den Steuerungs-Prozessor erheblich reduziert, was zu einer deutlich reduzierten Verlustleistung des Systems führt.
Kleine Bauform und große Bandbreite
Um das Datensignal in die Stromleitung einzukoppeln, werden induktive Übertrager eingesetzt, die üblicherweise je eine Wicklung für das Sende- und Empfangssignal sowie eine Wicklung für die Netzleitung haben. Je nach Chipsatz und Netzspannungsbereich werden unterschiedliche Übertragungsverhältnisse benötigt.
Gewünscht ist eine möglichst verlustarme Übertragung im genutzten Frequenzbereich.
Die Powerline-Übertrager von NEOSID erreichen eine Bandbreite von bis zu 100 MHz, wie hier im Beispiel zwei unterschiedlicher Bauformen eines 1:1:1-Powerline-Übertragers dargestellt:
Der SM-FT406 ist dabei höchst linear, mit z.B. nur 0,5 dB Änderung in der Einfügedämpfung über einen Frequenzbereich von 300 kHz bis 100 MHz.
Der SM-R6 besitzt eine weniger lineare Einfügedämpfung, ermöglicht jedoch die Übertragung einer höheren Signalleistung.
Windungsverhältnisse und Induktivität sowie die Isolationskoordination können für jeden Anwendungsfall individuell angepasst werden.
Kleine Bauform und große Sicherheit
Bauteile für die Hochfrequenzübertragung werden immer weiter miniaturisiert.
Gleichzeitig sollen sie eine hohe Signalqualität garantieren. Dabei werden an Geräte der Kommunikationstechnik hohe Sicherheitsanforderungen mit großen Luft- und Kriechstrecken und hohen Isolationsspannungen gestellt, beispielsweise in den Normen DIN EN 60664, 60950 und 62368.
Die Powerline-Übertrager von NEOSID sind in einem UL94 V-0-konformen Gehäuse aus technischem LCP-Thermoplast für präzise Anwendungen untergebracht und benötigen nur ca. 11 mm x 9 mm Fläche auf der Leiterplatte. Das SMT-Gehäuse eignet sich für die automatische Bestückung und Reflow- sowie Dampfphasenlötung.
Durch den Einsatz spezieller Wickelanordnungen und Materialien sind auch verstärkte und doppelte Isolierung mit Spannungsfestigkeiten von mehreren Kilovolt möglich. Eine eingehende Qualitätsprüfung sichert die Einhaltung der hohen Anforderungen.
