一种基于开关纹波调制的电源线通信电路制造技术

一种基于开关纹波调制的电源线通信电路，包括并联逆变模块、双路磁集成模块、并联整流模块和控制模块，并联逆变模块与双路磁集成模块连接，用于把第一直流电压转换为第一交流电压来给LLC谐振腔供电，双路磁集成模块与并联整流模块连接，用于把第一交流电压转换为第二交流电压，并联整流模块与负载相连，用于把第二交流电压转换为第二直流电压给负载供电，控制模块与并联逆变模块连接，用于控制上下两路变换器驱动信号的移相角，进而控制输出电流纹波大小来进行数据通信。本实用新型专利技术解决了目前其它通信电路体积大、频率低、效率低、布线复杂、调节性差等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于开关纹波调制的电源线通信电路
本技术涉及电力线载波通信传输数据领域，尤其涉及一种基于开关纹波调制的电源线通信电路。
技术介绍
随着我国电力电子技术的迅速发展，利用电力电子电路产生的开关纹波作为通信载波进行数据传输，成为电力电子网络化的方式之一。在传统的分布式系统中，RS485、CAN等总线通信技术得到广泛应用，此种方法虽能显著减小连线长度，且能有效抑制共模干扰，但其需要独立的通信线和供电电源，所以布线比较复杂。目前最先进的控制方法大多采用变频方式控制变换器输出纹波的大小，并将纹波作为通信载波进行数据传输，此法虽布局简单，但变换器本身效率难以保证，即通信效率难以保证。
技术实现思路
本技术提供一种基于开关纹波调制的电源线通信电路，用来解决目前其它通信电路体积大、频率低、效率低、布线复杂、调节性差的问题。该基于开关纹波调制的电源线通信电路包括：并联逆变模块、双路磁集成模块、并联整流模块和控制模块；所述并联逆变模块与所述双路磁集成模块连接，用于把第一直流电压转换为第一交流电压来给LLC谐振腔供电；所述双路磁集成模块与所述并联整流模块连接，用于把第一交流电压转换为第二交流电压；所述并联整流模块与负载相连，用于把第二交流电压转换为第二直流电压给负载供电；所述控制模块与所述并联逆变模块连接，用于控制上下两路变换器驱动信号的移相角，进而控制输出电流纹波大小来进行数据通信。所述并联整流模块包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第二电容，用于把第二交流电压转换为第二直流电压给负载供电；所述第一二极管的第一端与所述第三二极管的第一端电连接，所述第一二极管的第二端与所述第二二极管的第一端电连接，所述第二二极管的第二端与所述第四二极管的第二端电连接，所述第三二极管的第一端与所述第七二极管和第二电容的第一端电连接，所述第三二极管的第二端与所述第四二极管的第一端电连接，所述第四二极管的第二端与所述第八二极管和第二电容的第二端电连接，所述第五二极管的第一端与所述第七二极管的第一端电连接，所述第五二极管的第二端与所述第六二极管的第一端电连接，所述第六二极管的第二端与所述第八二极管的第二端电连接，所述第七二极管的第二端与所述第八二极管的第一端电连接。优选的，所述并联逆变模块包括第一电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管，用于把第一直流电压V1转换为第一交流电压来给LLC谐振腔供电；所述第一电容的第一端与所述第一开关管和所述第五开关管的第一端电连接，所述第一电容的第二端与所述第二开关管和所述第六开关管的第二端电连接，所述第一开关管的第一端与所述第三开关管的第一端电连接，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端电连接，所述第二开关管的第二端与所述第四开关管的第二端电连接，所述第三开关管的第二端与所述第四开关管的第一端电连接，所述第五开关管的第一端与所述第七开关管的第一端电连接，所述第五开关管的第二端与所述第六开关管的第一端电连接，所述第六开关管的第二端与所述第八开关管的第二端电连接，所述第七开关管的第二端与所述第八开关管的第一端电连接。所述双路磁集成模块包括：第一变压器、第二变压器、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感，用于把第一交流电压转换为第二交流电压，并提高系统的功率密度，降低系统的质量；所述第一电感的第一端与所述第一开关管的第二端电连接，所述第一电感的第二端与所述第二电感的第一端电连接，所述第一变压器的第一端与所述第一二极管的第二端电连接，所述第一变压器的第二端与所述第三二极管的第二端电连接，所述第一变压器的第三端与所述第三开关管的第二端电连接，所述第一变压器的第四端与所述第二电感的第二端电连接，所述第三电感的第一端与所述第五开关管的第二端电连接，所述第三电感的第二端与所述第四电感的第一端电连接，所述第二变压器的第一端与所述第五二极管的第二端电连接，所述第二变压器的第二端与所述第七二极管的第二端电连接，所述第二变压器的第三端与所述第七开关管的第二端电连接，所述第二变压器的第四端与所述第四电感的第二端电连接。所述控制系统包括：电压采样电路、电流采样电路、PID调节器、PSK调节器、驱动系统，用于控制上下两路变换器驱动信号的移相角，进而控制输出电流纹波大小来进行数据通信。所述电压采样电路和电流采样电路的第一端与所述全桥LLC谐振变换器交错并联系统输出端的第二端电连接，所述电压采样电路和电流采样电路的第二端与所述PID调节器的第一端电连接，所述PID调节器的第二端与所述驱动系统的第一端电连接，所述驱动系统的第二端与所述全桥LLC谐振变换器交错并联系统的开关管电连接，所述PSK调节器的第一端与后方PLC设备的通断数据信号电连接，所述PSK调节器的第二端与所述驱动系统的第一端电连接，所述驱动系统的第二端与GaN器件的栅极电连接。所述的一种基于开关纹波调制的电源线通信电路利用PSM(移相)控制调节电力电子变换器输出纹波作为载波进行数据通信。所述开关管为GaN功率器件。本技术的有益效果为：本技术通过全桥LLC谐振变换器交错并联系统的谐振的来提高变换器的效率及带载能力、通过控制上下两路变换器驱动信号的移相角，进而控制输出电流纹波大小来进行数据通信、通过并联逆变模块中高频GaN的引入提升了变换器的效率及频率、通过双路磁集成模块及贴片GaN的引入提高了变换器的功率密度、通过电压闭环模块的引入保证了变换器的稳定性，使其能稳定输出直流电。即本技术解决了目前通信系统存在的效率低、频率低、功率密度低、可靠性低、可调节性差、带载能力弱、布线复杂的问题。本技术引入磁集成技术，用于进一步提高系统的功率密度、降低系统的质量，更好的符合当今变换器高频化、小型化的发展趋势。本技术通过把电感与变压器集成在一起用于降低系统的体积、提高系统的功率密度、减小系统的质量。附图说明图1为本技术实施例提供的一种基于开关纹波调制的电源线通信方法的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种基于开关纹波调制的电源线通信电路的结构示意图；图3为本技术实施例提供的一种基于开关纹波调制的电源线通信电路的主电路拓扑图；图4为本技术实施例提供的一种基于开关纹波调制的电源线通信电路控制系统的结构示意图；图5为本技术实施例提供的一种基于开关纹波调制的电源线通信电路在PFM+DPS控制下输出纹波图其一；图6为本技术实施例提供的一种基于开关纹波调制的电源线通信电路在PFM+DPS控制下输出纹波图其二。如图：并联逆变模块10、第一电容C1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第八开关管Q8；双路磁集成模块20、第一变压器T1、第二变压器T2、第一电感L1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于开关纹波调制的电源线通信电路，其特征在于，包括：并联逆变模块、双路磁集成模块、并联整流模块和控制模块；/n所述并联逆变模块与所述双路磁集成模块连接，用于把第一直流电压转换为第一交流电压来给LLC谐振腔供电；/n所述双路磁集成模块与所述并联整流模块连接，用于把第一交流电压转换为第二交流电压；/n所述并联整流模块与负载相连，用于把第二交流电压转换为第二直流电压给负载供电；/n所述控制模块与所述并联逆变模块连接，用于控制上下两路变换器驱动信号的移相角，进而控制输出电流纹波大小来进行数据通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于开关纹波调制的电源线通信电路，其特征在于，包括：并联逆变模块、双路磁集成模块、并联整流模块和控制模块；
所述并联逆变模块与所述双路磁集成模块连接，用于把第一直流电压转换为第一交流电压来给LLC谐振腔供电；
所述双路磁集成模块与所述并联整流模块连接，用于把第一交流电压转换为第二交流电压；
所述并联整流模块与负载相连，用于把第二交流电压转换为第二直流电压给负载供电；
所述控制模块与所述并联逆变模块连接，用于控制上下两路变换器驱动信号的移相角，进而控制输出电流纹波大小来进行数据通信。


2.根据权利要求1所述的一种基于开关纹波调制的电源线通信电路，其特征在于,所述并联整流模块包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第二电容；所述第一二极管的第一端与所述第三二极管的第一端电连接，所述第一二极管的第二端与所述第二二极管的第一端电连接，所述第二二极管的第二端与所述第四二极管的第二端电连接，所述第三二极管的第一端与所述第七二极管的第一端和第二电容的第一端电连接，所述第三二极管的第二端与所述第四二极管的第一端电连接，所述第四二极管的第二端与所述第八二极管和第二电容的第二端电连接，所述第五二极管的第一端与所述第七二极管的第一端电连接，所述第五二极管的第二端与所述第六二极管的第一端电连接，所述第六二极管的第二端与所述第八二极管的第二端电连接，所述第七二极管的第二端与所述第八二极管的第一端电连接。


3.根据权利要求1所述的一种基于开关纹波调制的电源线通信电路，其特征在于,所述并联逆变模块包括第一电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管；所述第一电容的第一端与所述第一开关管和所述第五开关管的第一端电连接，所述第一电容的第二端与所述第二开关管和所述第六开关管的第二端电连接，所述第一开关管的第一端与所述第三开关管的第一端电连接，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端电连接，所述第二开关管的第二端与所述第四开关管的第二端电连接，所述第三开关管的第二端与所述第四开关管的第一端电连接，所述第五...

【专利技术属性】
技术研发人员：高圣伟，贺琛，牛萍娟，赵子祎，王浩，查茜，董晨名，刘赫，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：新型
国别省市：天津;12