功率放大器在电力载波通信中的设计应用

　　电力载波通信(powerlinecomrnunication，PLC)是电力系统特有的通信方式，电力载波通信是指利用现有电力线，通过载波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应用外，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，同时在设计中考虑温度影响，使电路可以在室外环境中正常工作。

　　1 放大器的设计要求和基本电路

　　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。在本设计中，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应用的需要，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。