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功率放大器在电力载波通信中的设计应用

作者:时间:2010-11-02来源:网络收藏

  (powerlinecomrnunication,PLC)是系统特有的方式,是指利用现有电力线,通过方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络,只要有电线,就能进行数据传递。现在,PLC除了在远程抄表上有所外,随着家庭智能系统这个话题的兴起,也给PLC带来了一个新的舞台。在电力载波系统输出级,需要对调制好的信号进行放大,本文使用共射放大电路和OTL电路分别对电压和电流进行放大,为了控制输出信号的谐波失真率,对偏置电路和反馈电路进行了改进,同时在中考虑温度影响,使电路可以在室外环境中正常工作。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/180314.htm

  1 放大器的要求和基本电路

  根据国家电网标准的要求,载波信号的总谐波失真应小于O.05%,由于需要在室外工作,所以电路需要能够在-30℃的环境中正常工作,输出功率应达到1W。在本中,为了达到输出功率的需求,供电部分采用12V直流供电,电源内阻为10Ω。信号源为数/模转换芯片的输出信号,频率为132kHz,信号电压峰值为2.5V,芯片内阻为2kΩ。负载为电力线,在仿真中采用如图1所示的人工电源网络模型。

  


  

 基本功率放大电路 www.elecfans.com

  基本电路如图2所示,Q9为前级放大,Q8,Q12为后级输出。输入与输出之间引入负反馈,调节增益,使得输出功率满足实际的需要,同时起到降低谐波失真的作用。前后级直接耦合,以简化电路,降低成本。

  2 温度影响

  2.1温度降低的影响及解决办法

  当温度降低时,使得晶体管集电极电流降低,而基极电流增大,当Q9基极电流增大时,R5电流增大,两端压降也随之增大,而R5左端电压为O.7V基本不变,于是右端电压上升,使得静态工作点高于Vcc/2,于是输出波形的正半周顶端出现失真。

  解决方法:

  (1)被动温度适应法。加大负反馈降低增益,即R7的设定值降低,使得静态工作点的上升不至于使输出波形失真。缺点是降低了输出。把R7调整为3kΩ,电路可以在-30℃下正常工作,基波3V,三次谐波为1mV。

  (2)主动温度补偿法:将R5设定为可变电阻,当温度降低时,降低R5阻值,使静态工作点保持不变,也就避免了输出波形的失真。


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