一种基于开关电源恒功率控制的电力载波通信线路驱动器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种应用于电力线载波通信的线路驱动器，具体是一种基于开关电源恒功率控制的电力载波通信线路驱动器。
【背景技术】
[0002]电力线载波通信是通过电力线来传输信息的一种通信技术，电力线载波通信系统需要通过线路驱动器(Line Driver)将载频信号转换为功率信号耦合到电力线上。为了规范电力线信道的使用，国内国际出台了一系列的标准，限制设备功率，以及发送信号的谐波和电平，避免设备间干扰。
[0003]电力线的阻抗在不同地点，不同时间有很大变化，一般认为其范围在零点几欧姆到几百欧姆，因此线路驱动器面对的负载是一个不确定且不稳定的阻抗网络。典型的电力线驱动器是一个线性AB类放大电路或者开关驱动电路，这种电路在阻抗适中时，可以接近理论效率。而当负载阻抗加大时，受电源电压限制，其发送出去的功率减小；当负载阻抗减小时，其传输效率降低，受电源额定功率的限制，发送出去的功率也减小。所以传统的电力线载波通信驱动电路不能适应阻抗的变化，传输的有效功率低。
[0004]以单相电力线载波电能表为例，其电源额定功率一般为1.5W012V。对于传统线路驱动器电路，忽略内阻:
[0005]当负载阻抗为500欧姆，驱动器理论最大功率12V*12V/500 = 0.288W。
[0006]当负载阻抗为100欧姆，驱动器理论最大功率12V*12V/100 = 1.44W。
[0007]当负载阻抗为I欧姆，驱动器理论最大功率12V*12V/1 = 144W，电源会被拉垮。
[0008]实际工作中由于电源额定功率限制，输出电流只有0.1A，输出功率0.01W，而总功耗达到12V*0.1A = 1.2W,内阻消耗了 1.19W，效率只有1/120。
[0009]根据分析，传统电路的实际发送功率随线路阻抗变化剧烈，通讯效果差。
[0010]如何向阻抗大范围变化的电力线发送保障通信效果的功率信号，并能适应设备电源功率限制，提高效率，降低系统发热，是电力线载波线路驱动器要解决的主要问题。
【实用新型内容】
[0011]本实用新型的目的在于提供一种基于开关电源恒功率控制的电力载波通信线路驱动器，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0012]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0013]—种基于开关电源恒功率控制的电力载波通信线路驱动器，包括开关电源恒功率控制模块Blockl，功率放大模块Block2，输出信号耦合模块Block3，系统电源电压VDD为Blockl供电，由Blockl输出一个动态的电压VDD_PA，VDD_PA连接到Block2的供电端，发送信号VIN输入至Block2，经过Block2产生功率信号VOUT，VOUT输出到Block3，经由Block3耦合到电力线。
[0014]作为本实用新型的优选方案:所述功率放大模块Block2为AB类功率放大器或开关方式的功率放大器。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型中采用开关电源恒功率控制模块对输入功率进行控制，通过检测输入功率的变化，动态地改变功放的供电电压，提升驱动效率，加大有效发送功率，改善通讯效果。在负载阻抗小时，PA输出大电流，但PA供电电压降低，从而降低了 PA自身功率消耗，提高了有效输出功率；在负载阻抗大时，PA输出小电流，恒功率模块提升PA的供电电压，从而增大发送功率，提升通讯效果。本实用新型不需要对线路驱动器进行输出电流限制保护，可以将驱动器内阻设计得很小，进一步提升驱动效率。
[0016]本实用新型有效平衡了电力线不同负载阻抗下的有效功率输出和驱动效率，增强了通讯效果。另外，本实用新型可在电源功率一定的情况下，确保系统发送时的动态功率不超标，避免电源功率不足或者电源过热引起的系统保护，使系统在任何情况都能正常通信。
【附图说明】
[0017]图1为基于开关电源恒功率控制的电力载波通信线路驱动器的结构框图；
[0018]图2为基于开关电源恒功率控制的电力载波通信线路驱动器的一种实施例的电路图；
[0019]图3为Blockl的一种实施例电路图；
[0020]图4为模拟除法电路图；
[0021]图5为开关方式的功率放大器电路图；
[0022]图6为具有可变电压增益控制的AB类功率放大器。
【具体实施方式】
[0023]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0024]请参阅图1-6，一种基于开关电源恒功率控制的电力载波通信线路驱动器，包括开关电源恒功率控制模块Blockl，功率放大模块Block2，输出信号耦合模块Block3，系统电源电压VDD为Blockl供电，由Blockl输出一个动态的电压VDD_PA，VDD_PA连接到Block2的供电端，Blockl发送信号VIN输入至Block2，经过Block2产生功率信号V0UT，V0UT输出到Block3，经由Block3 I禹合到电力线。
[0025]所述功率放大模块Block2为AB类功率放大器或开关方式的功率放大器。
[0026]本实用新型的工作原理是:本实用新型是一种基于开关电源恒功率控制的电力线载波线路驱动器，通过对驱动电路的供电电压进行开关电源动态控制，来调节输出的功率，并提高效率，降低发热。具体的说，当电力线阻抗呈现轻载时，通过提升输出端的供电电压，确保轻载情况下的有效功率输出；当电力线阻抗为重载时，通过降低输出端的供电电压，在确保有效输出功率的情况下，降低系统功耗，提升发送效率，减少发热。
[0027]与一般的D类驱动器在输出端进行开关变换以提高效率的方法不同，本实用新型通过对功率放大电路的供电电压进行开关变换，达到提高效率的目的。与D类驱动器相比，本实用新型的优点是不需要输出滤波器，在使用AB类驱动时，可保证输出的线性和失真度。
[0028]本实用新型电路包含三个主要功能模块，即开关电源恒功率控制模块Blockl，功率放大模块Block2，输出信号耦合模块Block3。
[0029]Blockl开关电源恒功率控制模块:该模块通过检测输入功率，以开关电源的方式对输出电压进行调整，当输出电流上升时调降功率放大模块Block2的电压