一種基于開關(guān)電源恒功率控制的電力載波通信線路驅(qū)動器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于電力線載波通信的線路驅(qū)動器，具體是一種基于開關(guān)電源恒功率控制的電力載波通信線路驅(qū)動器。
【背景技術(shù)】
[0002]電力線載波通信是通過電力線來傳輸信息的一種通信技術(shù)，電力線載波通信系統(tǒng)需要通過線路驅(qū)動器(Line Driver)將載頻信號轉(zhuǎn)換為功率信號耦合到電力線上。為了規(guī)范電力線信道的使用，國內(nèi)國際出臺了一系列的標準，限制設(shè)備功率，以及發(fā)送信號的諧波和電平，避免設(shè)備間干擾。
[0003]電力線的阻抗在不同地點，不同時間有很大變化，一般認為其范圍在零點幾歐姆到幾百歐姆，因此線路驅(qū)動器面對的負載是一個不確定且不穩(wěn)定的阻抗網(wǎng)絡(luò)。典型的電力線驅(qū)動器是一個線性AB類放大電路或者開關(guān)驅(qū)動電路，這種電路在阻抗適中時，可以接近理論效率。而當負載阻抗加大時，受電源電壓限制，其發(fā)送出去的功率減小；當負載阻抗減小時，其傳輸效率降低，受電源額定功率的限制，發(fā)送出去的功率也減小。所以傳統(tǒng)的電力線載波通信驅(qū)動電路不能適應(yīng)阻抗的變化，傳輸?shù)挠行Чβ实汀?br>[0004]以單相電力線載波電能表為例，其電源額定功率一般為1.5W012V。對于傳統(tǒng)線路驅(qū)動器電路，忽略內(nèi)阻:
當負載阻抗為500歐姆，驅(qū)動器理論最大功率12V*12V/500=0.288W。
[0005]當負載阻抗為100歐姆，驅(qū)動器理論最大功率12V*12V/100=1.44W。
[0006]當負載阻抗為I歐姆，驅(qū)動器理論最大功率12V*12V/1=144W，電源會被拉垮。
[0007]實際工作中由于電源額定功率限制，輸出電流只有0.1A，輸出功率0.01W，而總功耗達到12V*0.1A=L 2W，內(nèi)阻消耗了 1.19W，效率只有1/120。
[0008]根據(jù)分析，傳統(tǒng)電路的實際發(fā)送功率隨線路阻抗變化劇烈，通訊效果差。
[0009]如何向阻抗大范圍變化的電力線發(fā)送保障通信效果的功率信號，并能適應(yīng)設(shè)備電源功率限制，提高效率，降低系統(tǒng)發(fā)熱，是電力線載波線路驅(qū)動器要解決的主要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種基于開關(guān)電源恒功率控制的電力載波通信線路驅(qū)動器，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0011]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種基于開關(guān)電源恒功率控制的電力載波通信線路驅(qū)動器，包括開關(guān)電源恒功率控制模塊Blockl，功率放大模塊Block2，輸出信號耦合模塊Block3，系統(tǒng)電源電壓VDD為Blockl供電，由Blockl輸出一個動態(tài)的電壓VDD_PA，VDD_PA連接到Block2的供電端，發(fā)送信號VIN輸入至Block2，經(jīng)過Block2產(chǎn)生功率信號VOUT，VOUT輸出到Block3，經(jīng)由Block3耦合到電力線。
[0012]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案:所述功率放大模塊Block2為AB類功率放大器或開關(guān)方式的功率放大器。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明中采用開關(guān)電源恒功率控制模塊對輸入功率進行控制，通過檢測輸入功率的變化，動態(tài)地改變功放的供電電壓，提升驅(qū)動效率，加大有效發(fā)送功率，改善通訊效果。在負載阻抗小時，PA輸出大電流，但PA供電電壓降低，從而降低了 PA自身功率消耗，提高了有效輸出功率；在負載阻抗大時，PA輸出小電流，恒功率模塊提升PA的供電電壓，從而增大發(fā)送功率，提升通訊效果。本發(fā)明不需要對線路驅(qū)動器進行輸出電流限制保護，可以將驅(qū)動器內(nèi)阻設(shè)計得很小，進一步提升驅(qū)動效率。
[0014]本發(fā)明有效平衡了電力線不同負載阻抗下的有效功率輸出和驅(qū)動效率，增強了通訊效果。另外，本發(fā)明可在電源功率一定的情況下，確保系統(tǒng)發(fā)送時的動態(tài)功率不超標，避免電源功率不足或者電源過熱引起的系統(tǒng)保護，使系統(tǒng)在任何情況都能正常通信。
【附圖說明】
[0015]圖1為基于開關(guān)電源恒功率控制的電力載波通信線路驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為基于開關(guān)電源恒功率控制的電力載波通信線路驅(qū)動器的一種實施例的電路圖； 圖3為Blockl的一種實施例電路圖；
圖4為模擬除法電路圖；
圖5為開關(guān)方式的功率放大器電路圖；
圖6為具有可變電壓增益控制的AB類功率放大器。
【具體實施方式】
[0016]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0017]請參閱圖1-6，一種基于開關(guān)電源恒功率控制的電力載波通信線路驅(qū)動器，包括開關(guān)電源恒功率控制模塊Blockl，功率放大模塊Block2，輸出信號耦合模塊Block3，系統(tǒng)電源電壓VDD為Blockl供電，由Blockl輸出一個動態(tài)的電壓VDD_PA，VDD_PA連接到Block2的供電端，Blockl發(fā)送信號VIN輸入至Block2，經(jīng)過Block2產(chǎn)生功率信號VOUT，VOUT輸出到Block3，經(jīng)由Block3 I禹合到電力線。
[0018]所述功率放大模塊Block2為AB類功率放大器或開關(guān)方式的功率放大器。
[0019]本發(fā)明的工作原理是:本發(fā)明是一種基于開關(guān)電源恒功率控制的電力線載波線路驅(qū)動器，通過對驅(qū)動電路的供電電壓進行開關(guān)電源動態(tài)控制，來調(diào)節(jié)輸出的功率，并提高效率，降低發(fā)熱。具體的說，當電力線阻抗呈現(xiàn)輕載時，通過提升輸出端的供電電壓，確保輕載情況下的有效功率輸出；當電力線阻抗為重載時，通過降低輸出端的供電電壓，在確保有效輸出功率的情況下，降低系統(tǒng)功耗，提升發(fā)送效率，減少發(fā)熱。
[0020]與一般的D類驅(qū)動器在輸出端進行開關(guān)變換以提高效率的方法不同，本發(fā)明通過對功率放大電路的供電電壓進行開關(guān)變換，達到提高效率的目的。與D類驅(qū)動器相比，本發(fā)明的優(yōu)點是不需要輸出濾波器，在使用AB類驅(qū)動時，可保證輸出的線性和失真度。
[0021]本發(fā)明電路包含三個主要功能模塊，即開關(guān)電源恒功率控制模塊Blockl，功率放大模塊Block2，輸出信號耦合模塊Block3。
[0022]Blockl開關(guān)電源恒功率控制模塊:該模塊通過檢測輸入功率，以開關(guān)電源的方式對輸出電壓進行調(diào)整，當輸出電流上升時調(diào)降功率放大模塊Block2的電壓，當輸出電流下