[實(shí)用新型]用于電力載波信號(hào)發(fā)送端的D類功率放大器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320324977.X
• 申請(qǐng)日: 2013-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN203368409U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周良璋;趙小進(jìn);陳進(jìn)熹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州海興電力科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H03F3/217
• 分類號(hào): H03F3/217
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 邵志

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種D類功率放大器，特別是一種用于電力載波信號(hào)發(fā)送端的D類功率放大器，主要適用于電能表間的數(shù)據(jù)通訊，特別是載波信號(hào)的發(fā)送電路，實(shí)現(xiàn)智能電能表間載波通訊的載波信號(hào)發(fā)送電路信號(hào)的增益。

背景技術(shù)

目前電子式電能表中電力載波通訊模塊的載波信號(hào)發(fā)送功率放大部分主要有A類功率放大器、B類功率放大器、AB類放大器。A類放大器的主要放大器件是功率三極管，其結(jié)構(gòu)為單管共發(fā)射極的電路形式。A類放大器工作時(shí)在整個(gè)周期內(nèi)功率管一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)通角為180度，所以該電路信號(hào)失真小。但是A類放大器存在較大的靜態(tài)電流，在沒有輸入時(shí)也會(huì)有損耗電流，因此其功耗比較大。在智能電表領(lǐng)域，要求電力載波通訊模塊的功耗盡量小，避免能耗的浪費(fèi)和減小熱量保護(hù)電路，所以A類放大有其局限性。?B類放大器是雙管型的功率放大器，采用互補(bǔ)推挽的結(jié)構(gòu)形式。在輸入信號(hào)的正半周期時(shí)，晶體管的發(fā)射結(jié)正向運(yùn)用，在負(fù)周期內(nèi)反向應(yīng)用，晶體管半周期導(dǎo)通半周期截止。集電極的電流只有在半個(gè)周期內(nèi)隨信號(hào)的變化而變化，而在另外半個(gè)周期內(nèi)截止，導(dǎo)通角僅為90度。B類放大器功耗效率較A類高，但是存在嚴(yán)重的非線性失真，所以在電力載波發(fā)送電路中多采用兩雙B類互補(bǔ)方式，但由于采用的還是晶體管，其功耗依然很大。AB類放大器既有A類放大器失真小的優(yōu)點(diǎn)，又有B類放大器效率高的優(yōu)點(diǎn)，其導(dǎo)通角大于90度但小于180度。AB類放大器效率比A和B類放大器高，但是失真卻比B類放大器小。但是AB類放大器與A類放大器和B類放大器一樣，都是采用晶體管作為放大的主要器件，由于晶體管導(dǎo)通電阻較大，且需要一定的驅(qū)動(dòng)電流，這部分損耗是無法避免的，這就導(dǎo)致了智能電表在進(jìn)行載波通訊時(shí)功耗較大，使得電力運(yùn)營(yíng)商的成本增加。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)上述存在的問題提供一種體積小、效率高的用于電力載波信號(hào)發(fā)送端的D類功率放大器，以降低模塊功耗、減少發(fā)熱量，保護(hù)模塊穩(wěn)定。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：用于電力載波信號(hào)發(fā)送端的D類功率放大器，其特征在于：它包括運(yùn)放電路、驅(qū)動(dòng)電路和功率放大電路，其中，

運(yùn)放電路，輸入端連接載波信號(hào)，輸出端與驅(qū)動(dòng)電路電連接，用于將輸入的正弦載波信號(hào)轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)輸出至驅(qū)動(dòng)電路；

驅(qū)動(dòng)電路，輸入端與運(yùn)放電路輸出端電連接，輸出端與功率放大電路電連接，以接收運(yùn)放電路輸送的方波信號(hào)，產(chǎn)生穩(wěn)定的高低電平并輸送至功率放大電路，以控制該功率放大電路的通斷；

功率放大電路，輸入端與驅(qū)動(dòng)電路輸出端電連接，以接收驅(qū)動(dòng)電路輸送的方波信號(hào)，并在該信號(hào)的控制下輸出放大后的信號(hào)。

所述運(yùn)放電路包括并聯(lián)的兩個(gè)放大器U1A、U1B，驅(qū)動(dòng)電路為由晶體管Q1、Q3、Q4、Q6構(gòu)成的雙開關(guān)互補(bǔ)型放大電路，功率放大電路為由MOS管Q2、Q5構(gòu)成的互補(bǔ)型功率放大電路；其中放大器U1A的輸出端與晶體管Q1、Q3的基極電連接，放大器U1B的輸出端與晶體管Q4、Q6的基極電連接，晶體管Q1、Q3的輸出端與MOS管Q2的輸入端電連接，晶體管Q4、Q6的輸出端與MOS管Q5的輸入端電連接。

兩個(gè)放大器U1A、U1B反向輸入端的參考電壓存在電壓差。

兩個(gè)放大器U1A、U1B反向輸入端的參考電壓之差為5/21V。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型采用MOS管作為放大器件，并在其前端設(shè)置匹配的運(yùn)放電路和驅(qū)動(dòng)電路形成改良后的D類放大器，將其用到智能電表的載波發(fā)送部分，利用MOS管導(dǎo)通電阻小、效率高、輸出信號(hào)失真小，且為電壓驅(qū)動(dòng)型，沒有驅(qū)動(dòng)電流的損耗，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，有效降低了電表的功耗和發(fā)熱量，提高了載波電路的穩(wěn)定性和輸出功率。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示，本實(shí)施例包括依次電連接的運(yùn)放電路1、驅(qū)動(dòng)電路2和功率放大電路3；

運(yùn)放電路1，輸入端連接正弦載波信號(hào)，輸出端與驅(qū)動(dòng)電路2電連接，用于將輸入的正弦載波信號(hào)轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)輸出至驅(qū)動(dòng)電路2；它包括并聯(lián)的兩個(gè)放大器U1A、U1B（型號(hào)均為L(zhǎng)M2903DR2G），TX_IN端進(jìn)入正弦載波信號(hào)，并送到運(yùn)算放大器U1A、U1B的正向輸入端，與反向輸入端作對(duì)比，在放大器U1A、U1B的輸出端形成方波信號(hào)。