專利名稱：一種用于電力線載波通信調(diào)制解調(diào)器的開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力線載波通信系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)器，具體是該調(diào)制解調(diào)器的開關(guān)電 源部分，開關(guān)電源可為調(diào)制解調(diào)器的信號(hào)處理單元提供恒定電壓電能、過零檢測(cè)信號(hào)和 數(shù)據(jù)信號(hào)。
技術(shù)背景眾所周知,現(xiàn)有的電力載波通信調(diào)制解調(diào)器由電源和信號(hào)處理2個(gè)部分組成，電源 只為信號(hào)處理部分提供電能，信號(hào)處理部分除了要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理夕卜，還要從電力線提取 載波信號(hào)和過零檢測(cè)信號(hào)。目前比較流行的電源主要有線性電源和開關(guān)電源線性電源 存在著其本身無法克服的效率低下，體積龐大和穩(wěn)定性差等一系列的缺陷；現(xiàn)有的用于電力載波通信調(diào)制解調(diào)器的開關(guān)電源雖然克服了線性電源的缺陷，但是其功能單一，并 沒有實(shí)現(xiàn)電源和信號(hào)處理部分的最優(yōu)組合，不能實(shí)現(xiàn)調(diào)制解調(diào)器數(shù)據(jù)處理單元部分的功能專一4七。傳統(tǒng)的過零檢測(cè)電路集成在解調(diào)器的信號(hào)處理單元內(nèi)，主要使用兩種方法檢測(cè)過零點(diǎn)， 一是直接從電力線檢測(cè)(圖1)，這樣需要提供正、負(fù)2個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)，因此必須設(shè)計(jì)兩個(gè)基準(zhǔn)電路，勢(shì)必造成電路復(fù)雜，成本增加的問題，另外，這種檢測(cè)方法對(duì)市電的 依賴性很大，當(dāng)市電波形畸變時(shí)，過零點(diǎn)出現(xiàn)偏移，過零檢測(cè)信號(hào)的脈寬會(huì)大范圍的變動(dòng)，導(dǎo)致信號(hào)處理部分不能實(shí)現(xiàn)同步；二是使用在整流之后檢測(cè)(圖2)，這樣只需要提 供一個(gè)正的基準(zhǔn)信號(hào)，但是需要增加一個(gè)整流電路，如果直接在開關(guān)電源的整流級(jí)后進(jìn) 行過零檢測(cè)，整流電路之后的濾波電路平滑效應(yīng)必然會(huì)影響到過零檢測(cè)。另夕卜，這兩種檢測(cè)方法還存在一個(gè)共同的問題因?yàn)楸仨氈苯訌碾娏€上提取過 零檢測(cè)信號(hào)的和數(shù)據(jù)信號(hào)，所以在用戶端(調(diào)制解調(diào)器信號(hào)處理)部分必然出現(xiàn)市電電 壓，這就要求用戶端(調(diào)制解調(diào)器信號(hào)處理)部分必須相應(yīng)采取必要的安全隔離措施。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種過零信號(hào)精度高的用于電力線載波通信調(diào) 制解調(diào)器的開關(guān)電源，此外本發(fā)明還實(shí)現(xiàn)了開關(guān)電路、過零檢測(cè)和數(shù)據(jù)通道這三部分都 實(shí)現(xiàn)了市電和輸出級(jí)的隔離。本發(fā)明所述的一種用于電力線載波通信調(diào)制解調(diào)器的開關(guān)電源，它包括與電力線連 接的EMC濾波器，EMC濾波器后依次連接整流器、濾波器、開關(guān)電路至數(shù)據(jù)處理單元， 數(shù)據(jù)傳輸模塊串聯(lián)在電力線與數(shù)據(jù)處理單元之間，整流器后還接有過零檢測(cè)信號(hào)處理模 塊，過零檢測(cè)信號(hào)處理模塊再與數(shù)據(jù)處理單元連接，在整流器和濾波器之間設(shè)置一個(gè)單向?qū)娐?。過零檢測(cè)電路由于采用了新的取樣方式，同吋增加了單向?qū)娐?，所?可有效避免因整流后電容器濾波而導(dǎo)致過零點(diǎn)的偏移。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在過零檢測(cè)信號(hào)處理模塊與數(shù)據(jù)處理單元之間設(shè)有光電耦合器，實(shí)現(xiàn)與用戶端電氣的隔離，。作為本發(fā)明的另一改進(jìn)，在EMC濾波器前端設(shè)有保護(hù)電路，其可以有效防止過流過壓。作為本發(fā)明的另一改進(jìn)，在數(shù)據(jù)傳輸模塊與電力線之間設(shè)有耦合電路，耦合電路和電力線的接頭放置在保護(hù)電路和EMC濾波器之間，該耦合電路包括兩個(gè)電容和一個(gè)傳輸 變壓器，所述傳輸變壓器原邊兩端引出線分別串聯(lián)一個(gè)電容后連接電力線的火線和零 線，傳輸變壓器副邊兩端連接數(shù)據(jù)傳輸模塊輸入端。其可以防止數(shù)據(jù)信號(hào)由于通過開關(guān) 電源的EMC濾波器而受到抑制，同時(shí)隔離型變壓器可以實(shí)現(xiàn)電氣上的有效隔離。本發(fā)明的開關(guān)電源除了可以提供恒定的電壓輸出，還集成了新型過零檢測(cè)電路和 數(shù)據(jù)傳輸通道；其中的新型過零檢測(cè)電路由于采用了新的取樣方式，同時(shí)增加了單向?qū)?通電路，所以可有效避免因整流后電容器濾波而導(dǎo)致過零點(diǎn)的偏移，并實(shí)現(xiàn)與用戶端電 氣上的隔離；而數(shù)據(jù)傳輸通道采用隔離型變壓器傳輸，在完成調(diào)制解調(diào)器信號(hào)處理和電 力線信號(hào)之間交換功能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了電氣上的隔離；以上集成方式的完成，可簡(jiǎn)化后 端信號(hào)處理部分的電路，使其功會(huì)巨專業(yè)化。


圖1原有不用整流檢測(cè)過零點(diǎn)的調(diào)制解調(diào)器的原理框圖， 圖2原有在整流后檢湖撾零點(diǎn)的調(diào)制解調(diào)器的原理框圖， 圖3本發(fā)明的原理框圖， 圖4本發(fā)明原理框圖上各點(diǎn)的波形， 圖5數(shù)據(jù)通道框圖。
具體實(shí)施方式
如圖3所示，本發(fā)明所述的用于電力線載波通信調(diào)制解調(diào)器的開關(guān)電源，主要包括電源電路部分，過零檢測(cè)信號(hào)部分以及數(shù)據(jù)傳輸部分，其中電源電路部分主要包括與電力線連接的在前端保護(hù)電路，其后依次為EMC濾波器、 整流器、濾波器、開關(guān)電路至數(shù)據(jù)處理單元，該部分為數(shù)據(jù)處理單元提供電源。過零檢測(cè)信號(hào)部分是在整流器后接有過零檢測(cè)信號(hào)處理?！姥?，過零檢測(cè)信號(hào)處理模 塊再與數(shù)據(jù)處理單元連接，為防止開關(guān)電源整流后的濾波器平滑電壓波形，影響過零信 號(hào)的精度，故在整流器和濾波器之間設(shè)置一個(gè)單向?qū)ㄗ饔玫碾娐?，此電路可?shí)現(xiàn)雙向 隔離，以便更好的檢測(cè)電壓的過零點(diǎn)；然后過零信號(hào)經(jīng)過一系列處理，通過光電耦合器輸出，此處使用光電耦合器可實(shí)現(xiàn)電氣上的有效隔離。需要說明的是，過零檢測(cè)信號(hào)是 可以根據(jù)信號(hào)處理部分的需求進(jìn)行不同的調(diào)整，可以調(diào)整的項(xiàng)目包括方波的占空比， 幅值等。在這里開關(guān)電源變壓器的輔助繞組為過零檢測(cè)部分芯片提供工作必須的電能。 過零檢須a信號(hào)處理模塊與數(shù)據(jù)處理單元之間設(shè)有光電耦合器數(shù)據(jù)傳輸部分則是將數(shù)據(jù)傳輸模塊串聯(lián)在電力線與數(shù)據(jù)處理單元之間，數(shù)據(jù)傳輸模 塊與電力線之間設(shè)有耦合電路(圖5)，該耦合電路和電力線的接頭放置在保護(hù)電路和 EMC濾波器之間，該耦合電路包括兩個(gè)電容和一個(gè)傳輸變壓器，所述傳輸變壓器原邊兩 端引出線分別串聯(lián)一個(gè)電容后連接電力線的火線和零線，耦合電路可以方便有效地實(shí)現(xiàn) 電力線和調(diào)制解調(diào)器信號(hào)處理部分的數(shù)據(jù)交換，而變壓器可以實(shí)現(xiàn)電氣上的有效隔離。 圖4是本發(fā)明原理框圖上各點(diǎn)的波形。本發(fā)明使用開關(guān)電源給調(diào)制解調(diào)器信號(hào)處理部分供電，以實(shí)現(xiàn)高效率，小體積和高 穩(wěn)定性的要求，使調(diào)制解調(diào)器整體性能得到提升在過零檢測(cè)部分，本發(fā)明采用在開關(guān)電 源的整流級(jí)之后提取過零點(diǎn)，并對(duì)提取的信號(hào)進(jìn)行處理，然后輸出過零檢測(cè)信號(hào)，簡(jiǎn)化 T信號(hào)處理部分。本發(fā)明提供了一種用于電力線載波通信調(diào)制解調(diào)器的開關(guān)電源的思路及實(shí)施方 法，具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù) 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些 改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種用于電力線載波通信調(diào)制解調(diào)器的開關(guān)電源，它包括與電力線連接的EMC濾波器，EMC濾波器后依次連接整流器、濾波器、開關(guān)電路至數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)傳輸模塊串聯(lián)在電力線與數(shù)據(jù)處理單元之間，其特征是整流器后還接有過零檢測(cè)信號(hào)處理模塊，過零檢測(cè)信號(hào)處理模塊再與數(shù)據(jù)處理單元連接，在整流器和濾波器之間設(shè)置一個(gè)單向?qū)娐贰?br> 2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于電力線載波通信調(diào)制解調(diào)器的開關(guān)電源，其特征是過零檢領(lǐng)g信號(hào)處理模塊與數(shù)據(jù)處理單元之間設(shè)有光電耦合器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于電力線載波通信調(diào)制解調(diào)器的開關(guān)電源，其特 征是在EMC濾波器前端設(shè)有保護(hù)電路。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于電力線載波通信調(diào)制解調(diào)器的開關(guān)電源，其特征是數(shù)據(jù)傳輸模塊與電力線之間設(shè)有耦合電路，該耦合電路和電力線的接頭放置在保護(hù)電路和EMC濾波器之間，該耦合電路包括兩個(gè)電容和一個(gè)傳輸變壓器，所述傳輸變壓器原邊 兩端引出線分別串聯(lián)一個(gè)電容后連接電力線的火線和零線，傳輸變壓器副邊兩端連接數(shù) 據(jù)傳輸模塊輸入端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于電力線載波通信調(diào)制解調(diào)器的開關(guān)電源，它包括與電力線連接的EMC濾波器，EMC濾波器后依次連接整流器、濾波器、開關(guān)電路至數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)傳輸模塊串聯(lián)在電力線與數(shù)據(jù)處理單元之間，整流器后還接有過零檢測(cè)信號(hào)處理模塊，過零檢測(cè)信號(hào)處理模塊再與數(shù)據(jù)處理單元連接，在整流器和濾波器之間設(shè)置一個(gè)單向?qū)娐?。過零檢測(cè)電路由于采用了新的取樣方式，同時(shí)增加了單向?qū)娐罚钥捎行П苊庖蛘骱箅娙萜鳛V波而導(dǎo)致過零點(diǎn)的偏移，并實(shí)現(xiàn)與用戶端電氣上的隔離。
文檔編號(hào)H02M7/04GK101635522SQ20091003272
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者張德峰, 邵樹偉, 高夫來 申請(qǐng)人:江蘇利通電子有限公司