一种带隔离防护的载波发送实现方法技术

本发明专利技术涉及低压电力线载波通信技术及窄带载波调频领域，公开了一种带隔离防护的载波发送实现方法，其技术方案包括信号频率调制电路、功率放大电路、隔离耦合电路、防护电路。本发明专利技术通过LC串联谐振电路对输入的信号进行拟合，并通过线性耦合器输出到后端功率放大电路实现拟合后正弦信号无失真线性放大，再通过隔离耦合变压器输出到后端线路实现载波信号的发送；本发明专利技术一种带隔离防护的载波发送实现方法整体电路架构简单、实现成本低、功能可靠、适用范围广、兼容性强，能够有效的实现载波信号的有效输出发送。的有效输出发送。的有效输出发送。

【技术实现步骤摘要】
一种带隔离防护的载波发送实现方法


[0001]本专利技术涉及中压载波通信技术、低压载波通信技术、低频数字通信、GFSK调频及窄带载波通信领域，尤其涉及一种带隔离防护的载波发送实现方法。

技术介绍

[0002]载波通信是指利用架空线线、对称电缆或者同轴电缆等将数字信号进行高速传输的技术，该通信技术包括载波信号的功率发送和接收解调两个关键过程。在载波信号的发送过程中，一种带隔离的兼容交、直流电线路、大功率发送、成本低的发送电路能够有效的推动载波通信技术的大面积推广应用，尤其是在光伏逆变、充电桩、智能家居、智能电能表、智能路灯等领域的应用，带隔离方案的载波发送可以实现产品发送端的高隔离耐压、高防护、低成本，并且可以应用在中、高电压领域。
[0003]其它的B类、D类、G类、H类载波功率放大电路，需要复杂的控制驱动电路保证可靠稳定工作，并且以上类型放大器本身电路复杂、成本高，限制了使用载波通信方式的产品的大面积推广应用。本专利技术所述的实现方法不需要复杂的控制电路和自举电路架构简单，并且通过信号拟合技术，可以有效减少信号带外泄露，实现信号的无损输出。
[0004]载波产品应用的现场环境复杂，尤其是电力线环境条件下，大功率负载投切、开关电源设备、变频设备的工作都会恶化电力线环境，一般处理措施是使用高耐压的器件保证产品的正常工作，但是造成了高耐压器件采购困难并且成本高等问题。因此该专利技术专利通过两级隔离耦合和两级防护，实现载波发送电路的高防护和稳定工作。
[0005]因此开发一种带隔离防护的载波发送实现方法可以有效解决上述问题，同时保证了价格和性能的均衡，为载波通信技术大面积推广应用提供技术手段和保障。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对产品的应用特点和使用场景，提供了一种带隔离防护的载波发送实现方法，实现了信号恒包络无失真大功率发送，并且能够兼容交、直流点，兼容不同电压等级的载波发送电路。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种带隔离防护的载波发送实现方法，包括载波频率调制电路、功率放大电路、隔离耦合电路、防护电路。
[0008]进一步地，所述的载波频率调制电路，通过LC串联谐振对前端输入的高频矩形波或者正弦波信号进行拟合，通过线性耦合器进行信号变换和耦合发送，由原来的正偏置点信号变换为0V中心点的标准正弦波信号。
[0009]进一步地，所述的功率放大电路，连接线性耦合器正端功率三极管对输入的正弦波正半轴信号进行功率放大，连接线性耦合器负端功率三极管对输入的正弦波负半轴信号进行功率放大，两个功率三极管配合线性耦合器实现整个正弦波信号的高保证输入和功率放大。
[0010]进一步地，所述的隔离耦合电路，通过隔离耦合变压器实现初次级最高6kV的隔离耐压，并且实现最大600mA的功率发送，通过调整隔离变压器初级中间抽头的电压改变馈网幅值电压，实现不同幅值、线路阻抗的载波信号功率发送。
[0011]进一步地，所述的防护电路，通过半导体放电管、瞬态抑制二极管电压参数的合理选择搭配，实现不同的防护等级，并且可以调整器件的封装和增加散热片方式，进一步提高电路的抗浪涌、谐波的持续防护能力；目前常用的防护级别为25V、50V、100V、250V，可以通过增加散热方式使电路在强干扰电力线环境下，最长实现120小时持续工作不损坏，满足产品在最苛刻的电力环境条件下使用。
[0012]本专利技术的有益技术效果：该载波发送实现方式通过1个电感、1个线性耦合器、1个耦合变压器、1个半导体放电管、2个电阻、2个三极管、2个瞬态抑制二极管、3个电容共计13个器件即可实现，并且器件参数和匹配要求低，实现电路的低成本、易采购。根据载波通信的应用环境，增加两级防护，可以极大提升电路抗浪涌、抗脉冲性能；前级推挽电路两个三极管工作在饱和区，不需要两个三极管单独挑选和配对使用，对上、下两个三极管的参数一致性要求低，生产复杂性低；载波信号频率调制电路利用线性耦合器的电感特性，省去一级滤波电路，减少电路的器件数量并降低成本。整个实现方法在满足大功率发送、低失真、高耐压、高防护要求前提下，极大的降低电路的设计复杂性、采购成本，为载波通信技术产品的大面积推广使用提供了可行性。
附图说明
[0013]图1为本专利技术所述的一种带隔离防护的载波发送实现方法电路架构。
[0014]图2为本专利技术所述的一种带隔离防护的载波发送实现方法电路输入端MCU信号实测波形图。
[0015]图3为本专利技术所述的一种带隔离防护的载波发送实现方法电路输出端+12V发送载波信号实测波形图。
具体实施方式
[0016]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。
[0017]实施例：如图1所示，一种带隔离防护的载波发送实现方法，包括载波信号频率调制电路、功率放大电路、隔离耦合电路、防护电路。
[0018]其中载波信号频率调试电路，输入电路的TN、TL两路信号，通过LC串联谐振，实现对载波信号的谐振滤波，保证输入电路信号纯净。其中，电感L1和电容C1构成串联谐振电路，对输入的TN高频信号进行滤波，线性耦合器BT1初级侧线圈对滤波后TN、TL信号进行拟合，并把拟合后信号由初级侧耦合到次级侧，线性耦合器BT1次级侧和电容C2构成并联谐振电路，对输入到后级电路的信号进行滤波处理。该频率调制电路把输入矩形波信号TN、TL调制成中心点为0V的同频正弦波信号。
[0019]其中功率放大电路包括：电阻R1、电阻R2、功率三极管VT1、功率三极管VT2。其中，
电阻R1是给功率三极管VT1基极限流使用，同时使功率三极管VT1保持在饱和区，避免三极管进入放大区发热严重导致烧毁；电阻R2是给功率三极管VT2基极限流使用，同时使三极管VT2保持在饱和区，避免三极管进入放大区发热严重导致烧毁。该功率放大电路作用是把输入的同频正弦信号进行功率放大和后级电路的驱动。
[0020]其中隔离号耦合电路包括：隔离耦合变压器BT2、电容C3。其中，隔离耦合变压器对前级输入功率放大后的信号进行初次级耦合，并且把信号抬升到中间抽头的设定电压，同时让初级、次级信号进行隔离；电容C3起到隔离隔离耦合变压器次级交流50Hz、60Hz市电，能够兼容直流耦合、交流耦合两种方式，并且实现线路阻抗的匹配和变换。
[0021]防护电路包括：瞬态抑制二极管VD1、瞬态抑制二极管VD2、半导体放电管VP1。其中，瞬态抑制二极管VD1是保护三极管VT1，防止隔离耦合变压器BT2反灌信号超过三极管VT1的C/E级耐受电压，造成三极管的损坏；瞬态抑制二极管VD2是保护三极管VT2，防止隔离耦合变压器BT2反灌信号超过三极管VT2的C/E级耐受电压，造成三极管的损坏；半导体放电管VP1是第一级防护，对隔离耦合变压器VT2次级谐波干扰信号进行钳位，防止谐波干扰信号进入超过器件耐受电压造成损坏。
[0022]如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带隔离防护的载波发送实现方法，其特征在于，包括载波信号频率调制电路、功率放大电路、隔离耦合电路、防护电路。2.根据权利要求1所述的一种带隔离防护的载波发送实现方法，其特征在于，所述载波信号频率调试电路包括：电感L1、电容C1、线性耦合器BT1、电容C2；其中，电感L1和电容C1构成串联谐振电路，对输入的TN载波拟合高频信号进行调制滤波，线性耦合器BT1初级侧线圈对滤波后信号TN和基频信号TL进行拟合，并把拟合后信号由初级耦合到次级侧，线性耦合器BT1次级侧和电容C2构成并联谐振滤波电路，对输入到后级电路的载波拟合信号进行滤波处理；该载波信号频率调制电路把前端输入的矩形波信号TN、TL调制成中心点为0V的同频正弦波信号。3.根据权利要求1所述的一种带隔离防护的载波发送实现方法，其特征在于，所述功率放大电路包括：电阻R1、电阻R2、功率三极管VT1、功率三极管VT2；其中，电阻R1是给功率三极管VT1基极限流使用，使功率三极管VT1工作状态保持在饱和区，避免三极管VT1工作状态进入放大区，导致长时间工作发热严重造成三极管烧毁；电阻R2是给功率三极管VT2基极限流使用，使三极管VT2工作状态保持在饱和区，避免三极管VT2工作状态进入放大区，导致长时间工作发热严重造成三极管烧毁；该功率放大电路作用是把输入的同频正弦信号进行功率放大，并驱动后级电路实现信号的大功率输出。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕绍伟，严由辉，孙文，李勇，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：