电力线载波通信方法及输出耦合滤波电路技术

本发明专利技术提供一种电力线载波通信方法及输出耦合滤波电路，包括：第一～第三驱动器，串、并联谐振回路，隔离变压器；隔离变压器的第一绕组通过串联谐振回路后连接第一驱动器、另一端连接第三驱动器；并联谐振回路的一端连接于串联谐振回路与第一绕组之间、另一端连接第二驱动器；隔离变压器的第二绕组连接电力线。发送时，第一驱动器输入正相载波信号，第二～第三驱动器输入反相载波信号，载波信号滤波后耦合到电力线上；接收时，第一驱动器接直流信号，第二～第三驱动器为高阻状态，电力线上的信号从第一绕组读出。本发明专利技术在发送状态时具备低输出阻抗，接收状态时具备高输入阻抗；避免使用三绕组隔离变压器和场效应晶体管，大大降低复杂度和成本。

【技术实现步骤摘要】
电力线载波通信方法及输出耦合滤波电路
本专利技术涉及电力线载波通信领域，特别是涉及一种电力线载波通信方法及输出耦合滤波电路。
技术介绍
电力载波通讯(PLC，PowerlineCommunication)是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术，主要用于电力系统的调度通信、远动、保护、生产指挥、行政业务通信及各种信息传输。电力线路是为输送50Hz强电设计的，线路衰减小，机械强度高，传输可靠，电力载波通信复用电力线路进行通信，不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递，减少了通信线路建设的基建投资和日常维护费用，在电力系统中占有重要地位。为了有效地在电力线信道上进行可靠的数据传输，需要载波调制解调器具备高输入阻抗和低输出阻抗，一方面能够使电力线上得到尽可能高的载波信号，另一方面能够使得每个载波节点从线路上只吸收比较小的能量，从而减小信号在线路上传输过程中的衰减。如图1所示为现有技术中一种典型的用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电路，包括隔离变压器103，其第一绕组通过电容104连接到电力线上、第二绕组通过电容102连接到功率放大器101的输出端，功率放大器的内阻为Rs。在处于发送状态时，为了有效地将载波信号加载到电力线上，需要功率放大器的内阻Rs足够低；但是在处于接收状态时，功率放大器101的低内阻会对电力线上的载波信号(图中105为接收状态下载波信号的等效电路)造成非常大的吸收。为此，可将功率放大器设计为带高阻输出的功率放大器，以实现发送状态时具备低输出阻抗，接收状态时具备高输入阻抗；但是带通滤波器的加入会破坏接收状态时的高阻状态。申请号为200710047216.3的中国专利公开了一种用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电路，如图2所示，包括一隔离变压器204，所述隔离变压器204的第一绕组2041与一串联谐振回路205相连后连接至功率放大器的差分输出端P和N、第二绕组2042连接至电力线、第三绕组2043通过背靠背的场效应晶体管202和203与一并联谐振回路201相连。当系统处于发送状态的时候，状态切换信号RX_TXn输出高电平，两个场效应晶体管202和203导通，并联谐振回路201和第二绕组2043并联连接，信号通过串联谐振回路205及并联谐振回路201后从第二绕组2042输出；当系统处于接收状态的时候，状态切换信号RX_TXn输出低电平，两个场效应晶体管202和203截止，信号从第二绕组2042输入后通过第一绕组2041被读取。通过状态切换信号在接收状态和发送状态之间的切换，在加入带通滤波器的情况下，仍能使滤波电路在发送状态时呈低阻状态，且在接收状态时呈高阻状态，不影响载波信号的吸收。但是上述用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电路需要采用三绕组的隔离变压器，而三绕组的隔离变压器为非通用器件，需要定制化生产因而成本大为提高；此外，作为开关器件的场效应晶体管需要具备极低的导通电阻和较高的耐压，很难在芯片里集成，并且需要一路专用的状态切换信号。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种电力线载波通信方法及输出耦合滤波电路，用于解决现有技术中采用三绕组隔离变压器和场效应晶体管带来的系统复杂、制备工艺复杂、成本高等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电路，所述用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电路至少包括：第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、串联谐振回路、并联谐振回路、以及隔离变压器；所述隔离变压器包括第一绕组及第二绕组，所述第二绕组与电力线连接；所述串联谐振回路连接于所述第一驱动器与所述第一绕组的第一端之间，谐振于载波信号的中心频率，所述第一绕组的第二端与所述第三驱动器相连；所述并联谐振回路的一端连接于所述串联谐振回路与所述第一绕组之间，另一端与所述第二驱动器相连，谐振于所述载波信号的中心频率。优选地，所述第一驱动器为正相驱动器，所述第三驱动器为反相驱动器，所述第一驱动器与所述第三驱动器的输入信号为差分信号；所述第二驱动器为所述第三驱动器的影子驱动器，其输出信号与所述第三驱动器相同。更优选地，所述第一驱动器、所述第二驱动器及所述第三驱动器为功率放大器。更优选地，所述功率放大器为线性功率放大器、非线性功率放大器、开关功率放大器或数字功率放大器。优选地，所述串联谐振回路包括串联的第一电感及第一电容。优选地，所述并联谐振回路包括并联的第二电感及第二电容。优选地，所述第二绕组与电力线之间还串联第三电容。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种电力线载波通信方法，采用上述用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电路，包括：发送状态：通过第一驱动器输入载波信号的正相信号，通过第二驱动器及第三驱动器输入载波信号的反相信号，所述载波信号经过串联谐振回路及并联谐振回路滤波后通过第一绕组传递到第二绕组，再藉由所述第二绕组耦合到电力线上进行信号传输；接收状态：所述第一驱动器的输入端连接一直流信号，所述第二驱动器及所述第三驱动器处于高阻状态，所述第二绕组将从电力线上获取的信号传递到所述第一绕组，并从所述第一绕组读出。优选地，所述直流信号为一固定电平的电压。如上所述，本专利技术的电力线载波通信方法及输出耦合滤波电路，具有以下有益效果：本专利技术的电力线载波通信方法及输出耦合滤波电路通过三个驱动器来控制输出耦合及滤波电路各节点的电位，以此在加入带通滤波器的情况下实现在发送状态时具备低输出阻抗，在接收状态时具备高输入阻抗；同时避免使用三绕组隔离变压器和场效应晶体管，大大降低系统和制造工艺的复杂度、降低成本。附图说明图1显示为现有技术中的用于电力线载波通信的输出耦合电路示意图。图2显示为现有技术中的用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电路示意图。图3显示为本专利技术的用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电路示意图。图4显示为本专利技术的用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电路处于发送状态时的等效电路示意图。图5显示为本专利技术的用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电路处于接收状态时的等效电路示意图。元件标号说明101用于电力线载波通信的输出耦合电路102电容103隔离变压器104电容105接收状态下载波信号的等效电路201并联谐振回路202、203场效应晶体管204隔离变压器2041～2043第一～第三绕组205串联谐振回路3用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电路301～303第一～第三驱动器304串联谐振回路305并联谐振回路306隔离变压器3061～3062第一～第二绕组具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图3～图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图3所示，本专利技术提供一种用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电路，其特征在于，所述用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电路至少包括：第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、串联谐振回路、并联谐振回路、以及隔离变压器；所述隔离变压器包括第一绕组及第二绕组，所述第二绕组与电力线连接；所述串联谐振回路连接于所述第一驱动器与所述第一绕组的第一端之间，谐振于载波信号的中心频率，所述第一绕组的第二端与所述第三驱动器相连；所述并联谐振回路的一端连接于所述串联谐振回路与所述第一绕组之间，另一端与所述第二驱动器相连，谐振于所述载波信号的中心频率。

【技术特征摘要】
1.一种用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电路，其特征在于，所述用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电路至少包括：第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、串联谐振回路、并联谐振回路、以及隔离变压器；所述隔离变压器包括第一绕组及第二绕组，所述第二绕组与电力线连接；所述串联谐振回路连接于所述第一驱动器与所述第一绕组的第一端之间，谐振于载波信号的中心频率，所述第一绕组的第二端与所述第三驱动器相连；所述并联谐振回路的一端连接于所述串联谐振回路与所述第一绕组之间，另一端与所述第二驱动器相连，谐振于所述载波信号的中心频率。2.根据权利要求1所述的用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电路，其特征在于：所述第一驱动器为正相驱动器，所述第三驱动器为反相驱动器，所述第一驱动器与所述第三驱动器的输入信号为差分信号；所述第二驱动器为所述第三驱动器的影子驱动器，其输出信号与所述第三驱动器相同。3.根据权利要求1或2所述的用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电路，其特征在于：所述第一驱动器、所述第二驱动器及所述第三驱动器为功率放大器。4.根据权利要求3所述的用于电力线载波通信的输出耦合及滤波电路，其特征在于：所述功率放大器为线性功率放...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋朝盛，
申请(专利权)人：上海盐巴信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31