This project focuses on the key issues of high-efficiency modulation and high-efficiency power transmission for multi-mode adaptive power over cable technology. The integrated system architecture for multi-mode and multi-standard cable communication and power transmission is established, and detection of transmission medium and communication standard version is designed to realize the cooperation between signal transmission and power transmission. Based on the reliability requirement of power over cable technology, a low-loss, high-precision current monitoring technology is proposed to realize real-time current monitoring. An adaptive maintain power signature scheme for the requirement of maintain power signature is adopted to achieve the fast wake-up of the ultra-low power standby mode and enter the working state. Based on the demand of ultra-wide output power range, a primary-side feedback flyback converter structure and circuit technology of multi-mode adaptive modulation are proposed to achieve high-efficiency power modulation in full load range, and improve power density and application range. The research and implementation of the key technology of power integration for multi-mode, high-efficiency power over cable, supporting the rapid networking of industrial Internet and intelligent equipment, will provide important theoretical foundation and technical support for the development and popularization of power over cable technology, and propose necessary solutions for the industrialization of smart city.
本项目针对多模自适应信号线供电技术的高效调制和高效功率传输等关键问题展开研究。建立适用于多模多标准有线通信和功率单向传输一体化系统架构,并设计传输介质和通信标准版本自识别,实现信号传输和功率传输协同。针对信号线供电技术可靠性需求,提出低损耗高精度电流监测技术,实现电流实时监测。基于信号线供电协议的维持功率特征需求,研究自适应维持功率特征技术,实现超低功耗待机模式的系统快速唤醒并进入工作状态。针对多模信号线供电系统宽输出功率范围的需求,提出多模自适应调制原边反馈反激式转换器结构和电路技术,实现全负载范围内的高效率功率调制,提升功率密度和应用范围。多模高效信号线供电功率集成关键技术的研究实现,支持工业互联网和智能设备的快速组网,将为信号线供电技术的发展推广提供重要的理论依据和技术支撑,为智慧城市产业化提供必要解决方案。
本项目研究多模自适应信号线供电设备端电源控制器系统架构,并进一步研究自适应多模调制直流功率转换器、自适应高低传输功率的多协议控制器、高压高可靠及功率保护集成技术等关键技术,以实现通信和功率传输协同。考虑信号线高精度电流检测以及其供电协议的维持功率特征(MPS)需求,研究高性能电流监测技术,实现高精度低功耗限流及电流监测。进一步研究提出一种自适应MPS方案,产生周期为318ms、占空比为25%的周期性脉冲电流,解决了低功率条件下MPS缺失的问题。基于功率转换器的功率损耗分析,研究多模自适应调制原边反馈反激式转换器控制方案,实现全负载范围内高效率功率调制,提升功率密度和应用范围,峰值效率高达89.65%。提出误差放大器采样方案,使系统零极点跟随负载变化而变化,在提高系统稳定性同时,可省去芯片片外电容,增加系统可靠性。提出续流二极管补偿和基准电压负温度补偿,以提高全温度范围内多模式下的恒压精度,该精度达到±2.33%以内。以上研究内容为提升信号线的长距离信号传输和功率传输的协同,提供必要的理论和技术基础。
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数据更新时间:2023-05-31
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