[发明专利]电力线载波信号发送电路及发送方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力线载波通信，特别涉及电力线载波通信中的信号发送技术。

背景技术

传统的电力载波信号发送电路如图1所示，其中100为隔离变压器，101为功率放大器(PA)。Vin输入已调的载波信号，经过线性功率放大器(PA)提供足够驱动能力，然后经过隔直电容C1、隔离变压器、耦合电容C2发送到低压电网。

然而，由于变压器必然是绕制在磁芯上的，否则空心变压器的体积将无法使用。但是一旦使用了磁性材料，就无法避免磁饱和。磁性器件对应的磁化曲线如图2所示，把该曲线分为OA1部分和A1A2部分，OA1表示磁感应强度B随磁场强度H近似成线性变化的部分，即B＝μH。A1A2部分表示该材料已经进入磁饱和状态，即随着H的增加，磁感应强度B最终将不再变化，μ→0。不同材料、不同体积的磁芯对应的磁饱和Bmax是不同的，但是只要H足够大，磁芯最终都会进入磁饱和状态。一旦开始磁饱和，初级线圈的驱动电流将会迅速增大，结果磁芯更趋于磁饱和，这是一个正反馈过程，直到烧坏变压器或功率放大器为止。通常为了缓解这个问题，PA还需要增加限流电路。

因此，目前的电力载波信号发送电路存在隔离变压器的功率容量有限，容易发生磁饱和、电路器件多，相对复杂，成本较高且可靠性较差等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力线载波信号发送电路及发送方法，避免电力线载波信号发送电路中的磁饱和问题，保证了电路可靠性。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种电力线载波信号发送电路，包含一个MOS管和用于对信号进行滤波的谐振网络；

其中，MOS管的栅极接已调的载波信号，MOS管的源极接地，MOS管的漏极连接谐振网络和电力线。

本发明的实施方式还提供了一种电力线载波信号发送方法，包含以下步骤：

已调的载波信号输入到MOS管的栅极；

利用与MOS管的漏极相连接的谐振网络对载波信号进行滤波，将滤波后的载波信号传输至电力线。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

使用一个高压MOS管代替传统电力线载波信号发送电路中的隔离变压器，MOS管的栅极接已调的载波信号，MOS管的源极接地，MOS管的漏极连接谐振网络和电力线。由于是通过外部谐振网络滤出有用的载波信号传输到电力线上，避免了隔离变压器的使用，从而有效避免了因隔离变压器的功率容量有限，容易发生磁饱和的情况，以及与其相关的损坏功放的风险。而且，简化了发送电路的复杂度，具有电路简单、应用成本低、占用面积小等优势。

进一步地，谐振网络由一个电感和一个电容串联构成，结构简单，进一步保证了电力线载波信号发送电路应用成本低、占用面积小等优势。

进一步地，谐振网络可以由一个电感和一个电容串联构成，也可以由一个电感、一个电阻和一个电容串联构成，使得本发明的实现方式灵活多变。

附图说明

图1是根据现有技术中的电力线载波信号发送电路示意图；

图2是根据现有技术中的磁性器件对应的磁化曲线示意图；

图3是根据本发明第一实施方式的电力线载波信号发送电路示意图；

图4是根据本发明第一实施方式中的方波信号示意图；

图5是根据本发明第一实施方式中方波信号的对应频谱示意图；

图6是根据本发明第一实施方式中的FSK信号示意图；

图7是根据本发明第一实施方式中FSK信号的对应频谱示意图；

图8是根据本发明第一实施方式中一阶LC串联谐振网络起到的BPF作用示意图；

图9是根据本发明第二实施方式的电力线载波信号发送电路示意图；

图10是根据本发明第三实施方式的电力线载波信号发送方法流程图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明第一实施方式涉及一种电力线载波信号发送电路。该电力线载波信号发送电路包含一个金属-氧化物-半导体(MetaI-Oxide-Semiconductor，简称“MOS”)管和用于对信号进行滤波的谐振网络。MOS管的栅极接已调的载波信号，MOS管的源极接地，MOS管的漏极连接谐振网络和电力线。