[发明专利]一种电力线载波通信的限流功率放大驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力线载波通信的限流功率放大驱动电路，属于电力线载波通信技术领域。

背景技术

因为电力线载波通信具有无需另外架设通信线路、自动适应用户分布、且成本低廉、组网容易的特点，所以电力线载波通信是目前低压自动抄表通信的首选方案，也是当前配网通信的主要方式。为了实现优质的电力线载波通信效果，电力线载波通信发送信号的功率放大驱动电路的设计是电力线载波通信技术研究的重要问题之一。电力线载波通信发送信号的功放电路既需要能够对载波通信发送信号实现功率放大，提高信号幅度，延长传输距离，同时也需要保障发送信号的低谐波和低失真，并且长期运行可靠，避免电流过载损坏。中国发明专利《一种用于电力线多载波通信系统的功率放大电路》（申请号：CA201110458555.7），提出了一种电力线载波通信的功率放大驱动电路，如图1所示。但是，该电路在实际应用中存在三个问题。首先，功放电路的输入级没有限流保护。在启动发送的瞬间，其输入电容C1突然充电，可能会产生瞬间大电流，致使接入此功率放大电路的载波信号生成电路损坏。第二，该功放电路可能进入工作死区，无法输出功率驱动信号。当功放进入工作死区时，图1中R7电阻将三极管Q4的基极电压拉低，从而使Q4始终趋于饱和导通，三极管Q2和Q3难以导通为C3充电，电阻R8和R9连接点维持较低电平，无法输出载波波形。第三，该功放电路如果没有进入死区，但是输出负载阻抗较小时，其末级的三级管Q3和Q4没有限流措施，容易出现因功耗过大导致三级管Q3和Q4的发热损坏。

发明内容

本发明的目的是提出一种电力线载波通信的限流功率放大驱动电路，该电路将解决已有的电力线载波通信的功率放大驱动电路的问题，实现对输入的限流，避免进入工作死区、实现末级三极管驱动的限流保护，避免实际应用中因载波负载阻抗小而导致三极管过载损坏。

本发明提出的一种电力线载波通信的限流功率放大驱动电路，其特征在于，所述功率放大驱动电路包括限流隔直输入电路、第一级偏置放大电路、第二级限流放大电路、第三级功率驱动电路、反馈电路和电力线载波信号耦合电路。

所述限流隔直输入电路包括电阻Ri和电容C1，电阻Ri连接于所述功率放大驱动电路的输入端，电容C1和电阻Ri串联后连接于所述第一级偏置放大电路的输入端。

所述第一级偏置放大电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和NPN三极管Q1和电容C2。其中，电阻R1和电阻R2串联在电源VCC和地线GND之间，其连接节点作为第一级偏置放大电路的输入端连接所述限流隔直输入电路的电容C1、同时连接三极管Q1的基极，电阻R3连接在电源VCC和三极管Q1的集电极之间，电阻R4和电容C2串联在三极管Q1的发射极和地线GND之间。

所述第二级限流放大电路对输入信号进行放大，控制第三级功率驱动电路的信号输出，并限制第三级功率驱动电路的电流，该电路的输入端连接第一级偏置放大电路中三极管Q1的集电极，该电路的三个输出端V3、V4和V5分别连接第三级功率驱动电路中三极管Q3和Q4的基极、以及第三级功率驱动电路的输出端。

所述第三级功率驱动电路包括顺次串联在电源VCC和地线GND之间的NPN三极管Q3、电阻R10、电阻R11和PNP三极管Q4，三极管Q3的基极连接所述第二级限流放大电路中的输出端V3，三极管Q3的集电极连接电源VCC，三极管Q3的发射极连接电阻R10，三极管Q4的基极连接所述第二级限流放大电路中的输出端V4，三极管Q4的发射极连接电阻R11，三极管Q4的集电极连接地线GND，电阻R10和电阻R11串联的连接节点作为第三级功率驱动电路的输出端连接第二级限流放大电路的输出端V5、反馈电路中的电阻R5和所述电力线载波信号耦合电路的电容C4。

所述反馈电路包括电阻R5，电阻R5连接在所述第一级偏置放大电路中三极管Q1的发射极和所述第三级功率驱动电路的输出端之间。

所述电力线载波信号耦合电路包括电容C4、变压器T1和电容C5，电容C4连接在所述第三级功率驱动电路的输出端和变压器T1低压侧线圈的一端之间，变压器T1低压侧线圈的另一端连接地线GND，变压器T1高压侧线圈的一端和电容C5串联后与变压器T1高压侧线圈的另一端分别接入交流电力线两端。