[實用新型]用于電力電子系統的多通道隔離高速智能收發裝置

無效

• 申請號: 201120096070.3
• 申請日: 2011-04-04
• 公開（公告）號: CN202034996U
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 呂征宇;靳曉光;張德華;杭麗君
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04L7/033
• 分類號: H04L7/033;H04L1/00;H02M1/44
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 陳昱彤

技術領域

本實用新型涉及一種用于電力電子系統的多通道隔離高速智能收發裝置，特別適用于復雜中大型功率電力電子系統的采樣設計。

背景技術

目前，電力電子裝置的一個發展趨勢是系統復雜化和高功率化，電力電子裝置的主功率器件在開關過程中產生很高的電流和電壓變化率，它們通過電路中寄生的電容和電感產生電磁噪聲，容易對采樣線路產生干擾，影響采樣精度。傳統功率變換器的控制單元多數經過金屬電纜與采樣單元直接對接，電磁環境極易影響電纜中的信號傳輸。數字信號處理器通過采樣信號做出反應，傳輸給功率單元做相應動作。如果采樣出現錯誤，會大大影響系統性能，甚至可能導致整個系統的癱瘓。

當前，傳統傳感器多為簡單被動采樣及傳輸信號，不具有自主優先級判斷及糾錯能力，這樣會使下層控制單元計算量增大，拖慢系統響應速度。且傳統傳感器只針對一個信號進行傳輸，對于三相或者多相應用場合，需要同時對多個電壓電流信號進行監測，會使接線復雜程度和成本明顯增加。從目前發展來看，復雜電力電子系統主控單元一般采用數字控制的方式，適用傳統傳感器會在控制端進行一次模數轉換，這個過程容易產生誤差或引入干擾。

隨著高壓隔離技術及數字處理技術的發展，現代電力電子采樣系統中采用數字式傳輸方式代替模擬傳輸方式、高隔離媒質代替普通金屬電纜的技術已經成熟。與傳統的采樣傳輸方式比較，高隔離的數字傳輸方式具有電氣絕緣性能好、動態范圍大、不易飽和等優點。金屬電纜的取代使通信更快速更可靠。

基于以上分析，有必要實用新型一種多通道隔離高速智能收發裝置，使其在保持結構簡單采樣準確的同時具有高隔離性、高可靠性和高實時性等特點。

實用新型內容

本實用新型的目的提供一種用于電力電子系統的多通道隔離高速智能收發裝置。

為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：該用于電力電子系統的多通道隔離高速智能收發裝置包括發送單元、接收單元和隔離傳輸媒質；所述發送單元包括數據采樣及信號調理模塊、A/D轉換模塊、發送主控單元和發送單元信號轉換模塊，所述發送主控單元包括采樣控制模塊、數據編碼模塊和校驗碼植入模塊；所述接收單元包括接收單元信號轉換模塊、接收單元信號調理模塊、接收主控單元和存儲輸出模塊，所述接收主控單元包括時鐘提取及同步模塊、起始指令判斷模塊、數據解碼模塊和解碼校驗模塊；所述數據采樣及信號調理模塊與A/D轉換模塊的輸入端連接，?A/D轉換模塊的輸出端和控制端同時與所述采樣控制模塊連接，所述采樣控制模塊與所述校驗碼植入模塊連接，所述校驗碼植入模塊與數據編碼模塊連接，數據編碼模塊與所述發送單元信號轉換模塊連接；所述接收單元信號轉換模塊的輸入端通過所述隔離傳輸媒質與發送單元信號轉換模塊連接，所述接收單元信號轉換模塊的輸出端與所述接收單元信號調理模塊的輸入端連接，所述接收單元信號調理模塊的輸出端同時與所述時鐘提取及同步模塊、所述起始指令判斷模塊連接，所述時鐘提取及同步模塊的輸出端同時與所述起始指令判斷模塊、所述解碼校驗模塊、所述數據解碼模塊連接，所述起始指令判模塊的輸出端與所述數據解碼模塊的輸入端連接，所述解碼校驗模塊的輸出端與所述數據解碼模塊的輸入端連接，所述數據解碼模塊的輸出端與所述存儲輸出模塊連接。

進一步地，本實用新型所述發送主控單元和接收主控單元為現場可編程邏輯陣列。

進一步地，本實用新型所述發送單元的數據采樣及信號調理模塊的模擬量采樣通道數量為1～4個。

進一步地，本實用新型所述發送單元的開關量采樣通道數量為1～3個。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

（1）隔離傳輸媒質可以為光纖隔離、射頻無線信號隔離、多芯電纜與光耦隔離組合、或者多芯電纜與變壓器隔離組合，由非接觸傳輸方式取代傳統信號傳輸電纜，徹底解決布線易受電磁干擾等問題，提高了系統的準確性和可靠性。

（2發送單元可以采集模擬量或開關量，并將二者組合。即可以簡化系統結構，降低采樣成本，又可以有效利用通信帶寬。

（3）改進了信號傳輸結構。現代電力電子系統中控制裝置多為數字裝置，傳統的采樣電路模擬輸出信號傳輸到所述數字裝置時需要經過采樣保持、多路轉換開關和模數轉換。本實用新型裝置在采樣信號經傳輸及處理后存放在存儲輸出模塊，可以直接為所述數字裝置所讀取使用，省略信號變換過程，簡化硬件結構，并且減少信號干擾途徑。