專利名稱：電力線載波信號發(fā)送電路及發(fā)送方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力線載波通信，特別涉及電力線載波通信中的信號發(fā)送技術。
背景技術：
傳統(tǒng)的電力載波信號發(fā)送電路如圖1所示，其中100為隔離變壓器，101為功率放大器(PA)。Vin輸入已調(diào)的載波信號，經(jīng)過線性功率放大器(PA)提供足夠驅動能力，然后經(jīng)過隔直電容Cl、隔離變壓器、耦合電容C2發(fā)送到低壓電網(wǎng)。然而，由于變壓器必然是繞制在磁芯上的，否則空心變壓器的體積將無法使用。但是一旦使用了磁性材料，就無法避免磁飽和。磁性器件對應的磁化曲線如圖2所示，把該曲線分為OAl部分和A1A2部分，OAl表示磁感應強度B隨磁場強度H近似成線性變化的部分，即B= μ H。Α1Α2部分表示該材料已經(jīng)進入磁飽和狀態(tài)，即隨著H的增加，磁感應強度 B最終將不再變化，μ —0。不同材料、不同體積的磁芯對應的磁飽和Bmax是不同的，但是只要H足夠大，磁芯最終都會進入磁飽和狀態(tài)。一旦開始磁飽和，初級線圈的驅動電流將會迅速增大，結果磁芯更趨于磁飽和，這是一個正反饋過程，直到燒壞變壓器或功率放大器為止。通常為了緩解這個問題，PA還需要增加限流電路。因此，目前的電力載波信號發(fā)送電路存在隔離變壓器的功率容量有限，容易發(fā)生磁飽和、電路器件多，相對復雜，成本較高且可靠性較差等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電力線載波信號發(fā)送電路及發(fā)送方法，避免電力線載波信號發(fā)送電路中的磁飽和問題，保證了電路可靠性。為解決上述技術問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種電力線載波信號發(fā)送電路， 包含一個MOS管和用于對信號進行濾波的諧振網(wǎng)絡；其中，MOS管的柵極接已調(diào)的載波信號，MOS管的源極接地，MOS管的漏極連接諧振網(wǎng)絡和電力線。本發(fā)明的實施方式還提供了一種電力線載波信號發(fā)送方法，包含以下步驟已調(diào)的載波信號輸入到MOS管的柵極；利用與MOS管的漏極相連接的諧振網(wǎng)絡對載波信號進行濾波，將濾波后的載波信號傳輸至電力線。本發(fā)明實施方式與現(xiàn)有技術相比，主要區(qū)別及其效果在于使用一個高壓MOS管代替?zhèn)鹘y(tǒng)電力線載波信號發(fā)送電路中的隔離變壓器，MOS管的柵極接已調(diào)的載波信號，MOS管的源極接地，MOS管的漏極連接諧振網(wǎng)絡和電力線。由于是通過外部諧振網(wǎng)絡濾出有用的載波信號傳輸?shù)诫娏€上，避免了隔離變壓器的使用，從而有效避免了因隔離變壓器的功率容量有限，容易發(fā)生磁飽和的情況，以及與其相關的損壞功放的風險。而且，簡化了發(fā)送電路的復雜度，具有電路簡單、應用成本低、占用面積小等優(yōu)勢。
進一步地，諧振網(wǎng)絡由一個電感和一個電容串聯(lián)構成，結構簡單，進一步保證了電力線載波信號發(fā)送電路應用成本低、占用面積小等優(yōu)勢。進一步地，諧振網(wǎng)絡可以由一個電感和一個電容串聯(lián)構成，也可以由一個電感、一個電阻和一個電容串聯(lián)構成，使得本發(fā)明的實現(xiàn)方式靈活多變。


圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術中的電力線載波信號發(fā)送電路示意圖；圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術中的磁性器件對應的磁化曲線示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的電力線載波信號發(fā)送電路示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中的方波信號示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中方波信號的對應頻譜示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中的FSK信號示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中FSK信號的對應頻譜示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中一階LC串聯(lián)諧振網(wǎng)絡起到的BPF作用示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的電力線載波信號發(fā)送電路示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的電力線載波信號發(fā)送方法流程圖。
具體實施例方式在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節(jié)。但是，本領域的普通技術人員可以理解，即使沒有這些技術細節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權利要求所要求保護的技術方案。為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步地詳細描述。本發(fā)明第一實施方式涉及一種電力線載波信號發(fā)送電路。該電力線載波信號發(fā)送電路包含一個金屬-氧化物-半導體(Metal-Oxide-Semiconductor，簡稱“M0S”)管和用于對信號進行濾波的諧振網(wǎng)絡。MOS管的柵極接已調(diào)的載波信號，MOS管的源極接地，MOS 管的漏極連接諧振網(wǎng)絡和電力線。具體地說，如圖3所示，已調(diào)的載波信號從Vin輸入，Vin接在MOS管的柵極，載波信號作為驅動信號控制高壓MOS管的導通和截止。MOS管的源極接地，由一個電感L和一個電容C串聯(lián)構成的諧振網(wǎng)絡作為負載連接在MOS管的漏極，即電感的一端連接電力線，電感的另一端串聯(lián)電容的一端，電容的另一端連接MOS管的漏極，諧振網(wǎng)絡對從MOS管的柵極輸入的載波信號進行濾波，將濾出的有用的載波信號從Vo傳輸?shù)诫娏€上。本實施方式中的 MOS管為NMOS管。如果MOS管有襯底，則該MOS管的襯底接地。在本實施方式中，使用一個高壓MOS管代替?zhèn)鹘y(tǒng)電力線載波信號發(fā)送電路中的隔離變壓器，由于是通過外部諧振網(wǎng)絡濾出有用的載波信號傳輸?shù)诫娏€上避免了隔離變壓器的使用，從而有效避免了因隔離變壓器的功率容量有限，容易發(fā)生磁飽和的情況，以及與其相關的損壞功放的風險。而且，簡化了發(fā)送電路的復雜度，具有電路簡單、應用成本低、占用面積小等優(yōu)勢。尤其適用于低壓電力線載波(PLC)通信電路中。而且，諧振網(wǎng)絡由一個電感和一個電容串聯(lián)構成，結構簡單，進一步保證了電力線載波信號發(fā)送電路應用成本低、占用面積小等優(yōu)勢。本領域技術人員可以理解，假設需要發(fā)送至電力線上的信號在時域中為如圖4所示的方波信號，
權利要求
1.一種電力線載波信號發(fā)送電路，其特征在于，包含一個MOS管和用于對信號進行濾波的諧振網(wǎng)絡；其中，所述MOS管的柵極接已調(diào)的載波信號，所述MOS管的源極接地，所述MOS管的漏極連接所述諧振網(wǎng)絡和電力線。
2.根據(jù)權利要求1所述的電力線載波信號發(fā)送電路，其特征在于，所述諧振網(wǎng)絡由一個電感和一個電容串聯(lián)構成其中，所述電感的一端連接電力線，所述電感的另一端串聯(lián)所述電容的一端，所述電容的另一端連接所述MOS管的漏極。
3.根據(jù)權利要求2所述的電力線載波信號發(fā)送電路，其特征在于，所述電感的取值為 160uH，所述電容的取值為16nF。
4.根據(jù)權利要求1所述的電力線載波信號發(fā)送電路，其特征在于，所述諧振網(wǎng)絡由一個電感、一個電阻和一個電容串聯(lián)構成；其中，所述電感的一端連接電力線，所述電感的另一端串聯(lián)所述電阻的一端，所述電阻的另一端串聯(lián)所述電容的一端，所述電容的另一端連接所述MOS管的漏極。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的電力線載波信號發(fā)送電路，其特征在于，所述 MOS管為NMOS管。
6.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的電力線載波信號發(fā)送電路，其特征在于，所述 MOS管的襯底接地。
7.一種電力線載波信號發(fā)送方法，其特征在于，包含以下步驟 已調(diào)的載波信號輸入到MOS管的柵極；利用與所述MOS管的漏極相連接的諧振網(wǎng)絡對所述載波信號進行濾波，將濾波后的載波信號傳輸至電力線。
8.根據(jù)權利要求7所述的電力線載波信號發(fā)送方法，其特征在于，所述MOS管為NMOS管。
全文摘要
本發(fā)明涉及電力線載波通信，公開了一種電力線載波信號發(fā)送電路及發(fā)送方法。本發(fā)明中，使用一個高壓MOS管代替?zhèn)鹘y(tǒng)電力線載波信號發(fā)送電路中的隔離變壓器，MOS管的柵極接已調(diào)的載波信號，MOS管的源極接地，MOS管的漏極連接諧振網(wǎng)絡和電力線。由于是通過外部諧振網(wǎng)絡濾出有用的載波信號傳輸?shù)诫娏€上，避免了隔離變壓器的使用，從而有效避免了因隔離變壓器的功率容量有限，容易發(fā)生磁飽和的情況，以及與其相關的損壞功放的風險。而且，簡化了發(fā)送電路的復雜度，具有電路簡單、應用成本低、占用面積小等優(yōu)勢。
文檔編號H04B1/04GK102158258SQ20111010647
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權日2011年4月27日
發(fā)明者王煒, 鄧霜 申請人:鉅泉光電科技(上海)股份有限公司