專利名稱：逆變電源系統(tǒng)及其信號傳遞方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及逆變電源系統(tǒng)及其信號傳遞方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，對供電系統(tǒng)的容量和可靠性提出了更高的要求。用提高單臺逆變電源容量的方法可以實現(xiàn)電源容量的提升，但同時也提高了成本以及當(dāng)前逆變電源不可再利用。為了提高逆變電源的可擴展性，逆變電源可采用集中控制的并聯(lián)供電。傳統(tǒng)的集中控制模式由于其成本交高、難以擴展且可靠性較差，已經(jīng)被證明難以滿足當(dāng)前應(yīng)用需求；并且，在多臺逆變電源并聯(lián)運行時，傳統(tǒng)集中控制供電模式難以保證各逆變電源的交流輸出電壓的同頻、同相、同幅等，這樣就很可能會造成各逆變電源之間的環(huán)流，進而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，甚至可能造成較為嚴(yán)重的事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供逆變電源系統(tǒng)和逆變電源系統(tǒng)的信號傳遞方法，以提高逆變電源系統(tǒng)的擴展性和穩(wěn)定性。本發(fā)明一方面提供一種逆變電源系統(tǒng)，包括主控板、與所述主控板通信連接的第一從控板、以及與所述第一從控板通信連接的Ml個功率單元；其中，所述主控板設(shè)置有級聯(lián)接口并通過所述級聯(lián)接口向所述第一從控板發(fā)送需發(fā)送給功率單元的脈沖寬度調(diào)制信號；所述第一從控板亦設(shè)置有級聯(lián)接口以接收來自所述主控板的所述脈沖寬度調(diào)制信號，并將接收到的所述脈沖寬度調(diào)制信號轉(zhuǎn)發(fā)給所述Ml個功率單元，其中，所述Ml為正整數(shù)?？蛇x的，所述主控板與所述第一從控板均包括相互通信連接的數(shù)字信號處理器與現(xiàn)場可編程門陣列，其中，所述主控板的級聯(lián)接口通過光纖和所述第一從控板的級聯(lián)接口通信連接?？蛇x的，所述逆變電源系統(tǒng)還包括與所述主控板通信連接的M2個功率單元；其中，所述主控板還包括M2個光接口并通過光纖分別與M2個功率單元通信連接，所述第一從控板還包括Ml個光接口并通過光纖分別與所述Ml個功率單元通信連接，所述主控板用于，通過所述主控板的級聯(lián)接口和所述M2個光接口分別向所述第一從控板和所述M2個功率單元發(fā)送所述脈沖寬度調(diào)制信號?？蛇x的，所述第一從控板還用于，在接收到所述脈沖寬度調(diào)制信號之后的預(yù)設(shè)時間內(nèi)，向所述主控板反饋接收到的與所述脈沖寬度調(diào)制信號對應(yīng)的接收響應(yīng)信號；所述主控板還用于，在接收到所述接收響應(yīng)信號時，比較判斷所述脈沖寬度調(diào)制信號和接收到的所述接收響應(yīng)信號是否相同，若相同則確定所述主控板和所述第一從控板之間的通信連接正常；若不同則確定所述主控板和所述第一從控板之間的通信連接異常?？蛇x的，所述逆變電源系統(tǒng)還包括與所述第一從控板通信連接的第二從控板、以及與所述第二從控板通信連接的M3個功率單元；其中，所述第二從控板設(shè)置有級聯(lián)接口，并通過光纖與所述第一從控板的級聯(lián)接口通信連接；所述主控板還包括M2個光接口并通過光纖分別與M2個功率單元通信連接，所述第一從控板還包括Ml個光接口并通過光纖分別與所述M I個功率單元通信連接，所述第二從控板還包括M3個光接口并通過光纖分別與所述M3個功率單元通信連接，所述第一從控板還用于將從所述主控板接收到的所述脈沖寬度調(diào)制信號轉(zhuǎn)發(fā)給所述第二從控板；
所述第二從控板還用于，將從所述第一從控板接收到的所述脈沖寬度調(diào)制信號轉(zhuǎn)發(fā)給所述M3個功率單元。本發(fā)明另一方面還提供一種逆變電源系統(tǒng)的信號傳遞方法，所述逆變電源系統(tǒng)包括主控板、與所述主控板通信連接的第一從控板、以及與所述第一從控板通信連接的Ml個功率單元，所述方法包括所述主控板通過設(shè)置的級聯(lián)接口向所述第一從控板發(fā)送需發(fā)送給功率單元的脈沖寬度調(diào)制信號；所述第一從控板通過設(shè)置的級聯(lián)接口接收來自所述主控板的所述脈沖寬度調(diào)制信號，將接收的所述脈沖寬度調(diào)制信號轉(zhuǎn)發(fā)給所述Ml個功率單元，其中，所述Ml為正整數(shù)。可選的，所述主控板與所述第一從控板均包括相互通信連接的數(shù)字信號處理器與現(xiàn)場可編程門陣列，其中，所述主控板的級聯(lián)接口通過光纖和所述第一從控板的級聯(lián)接口通信連接?？蛇x的，所述逆變電源系統(tǒng)還包括與所述主控板通信連接的M2個功率單元，其中，所述主控板還包括M2個光接口并通過光纖分別與M2個功率單元通信連接，所述第一從控板還包括Ml個光接口并通過光纖分別與所述Ml個功率單元通信連接；所述方法還包括所述主控板通過所述主控板的級聯(lián)接口和所述M2個光接口分別向所述第一從控板和所述M2個功率單元發(fā)送所述脈沖寬度調(diào)制信號?？蛇x的，所述方法還包括所述第一從控板在接收到所述脈沖寬度調(diào)制信號之后的預(yù)設(shè)時間內(nèi)，向所述主控板反饋與接收到的所述脈沖寬度調(diào)制信號對應(yīng)的接收響應(yīng)信號；所述主控板在接收到所述接收響應(yīng)信號時，比較判斷所述脈沖寬度調(diào)制信號和接收到的所述接收響應(yīng)信號是否相同，若相同則確定所述主控板和所述第一從控板之間的通信連接正常；若不同則確定所述主控板和所述第一從控板之間的通信連接異常。可選的，所述逆變電源系統(tǒng)還包括與所述第一從控板通信連接的第二從控板、以及與所述第二從控板通信連接的M3個功率單元；其中，所述第二從控板設(shè)置有級聯(lián)接口，并通過光纖與所述第一從控板的級聯(lián)接口通信連接；所述主控板還包括M2個光接口并通過光纖分別與M2個功率單元通信連接，所述第一從控板還包括Ml個光接口并通過光纖分別與所述Ml個功率單元通信連接，所述第二從控板還包括M3個光接口并通過光纖分別與所述M3個功率單元通信連接；
所述方法還包括所述第一從控板將從所述主控板接收到的所述脈沖寬度調(diào)制信號轉(zhuǎn)發(fā)給所述第二從控板；所述第二從控板將從所述第一從控板接收到的所述脈沖寬度調(diào)制信號轉(zhuǎn)發(fā)給所述M3個功率單元。本實施例逆變電源系統(tǒng)包括主控板、與主控板通信連接的第一從控板、及與第一從控板通信連接的Ml個功率單元。其中，主控板可用于通過其設(shè)置的級聯(lián)接口向第一從控板發(fā)送需發(fā)送給功率單元的PWM信號。第一從控板可用于通過其設(shè)置的級聯(lián)接口接收來自主控板的PWM信號，將接收到的PWM信號轉(zhuǎn)發(fā)給Ml個功率單元。由于主控板、從控板和功率單元之間傳遞的是PWM信號，降低了信號解析的復(fù)雜度，有利于提高逆變電源系統(tǒng)的同頻、同相、同幅特性，這樣減少功率單元間之間產(chǎn)生的環(huán)流的幾率，進而提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性；且主控板下可接入從控制板，從控制板下也可通信連接功率單元，這樣提高逆變電源系統(tǒng)的擴展性。進一步的，若主控板、從控板和功率單元之間通過光纖通信連接，則可進一步提高逆變電源系統(tǒng)的同頻、同相、同幅特性，進一步減少功率單元間之間產(chǎn)生的環(huán)流的幾率，且 抗干擾能力強，進而有利于進一步提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明第一實施例提供的一種逆變電源系統(tǒng)的示意圖；圖2是本發(fā)明第二實施例提供的一種逆變電源系統(tǒng)的示意圖；圖3是本發(fā)明第三實施例提供的一種逆變電源系統(tǒng)的示意圖；圖4是本發(fā)明第四實施例提供的一種逆變電源系統(tǒng)的示意圖；圖5是本發(fā)明第五實施例提供的一種逆變電源系統(tǒng)的示意圖；圖6是本發(fā)明第六實施例提供的一種逆變電源系統(tǒng)的示意圖；圖7是本發(fā)明第七實施例提供的一種逆變電源系統(tǒng)的示意圖；圖8是本發(fā)明實施例提供的一種逆變電源系統(tǒng)的信號傳遞方法的流程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施例提供逆變電源系統(tǒng)和逆變電源系統(tǒng)的信號傳遞方法。為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而非全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。以下分別進行詳細說明。本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三” “第四”等(如果存在)是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實施例例如能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。參見圖1，為本發(fā)明第一實施例提供的一種逆變電源系統(tǒng)，可包括主控板110、與主控板110通信連接的第一從控板120、以及與第一從控板120通信連接的Ml個功率單元130，Ml為正整數(shù)。其中，主控板110可用于向第一從控板120發(fā)送需發(fā)送給各個功率單元的脈沖寬度調(diào)制(PWM，Pulse Width Modulation)信號。第一從控板120可用于接收來自主控板110的PWM信號，將接收到的PWM信號轉(zhuǎn)發(fā)給Ml個功率單元130。其中，主控板110發(fā)送的PWM 信號可能來自其它設(shè)備(例如主機)，或可能根據(jù)來自其它設(shè)備的信號生成PWM信號，或自行產(chǎn)生PWM信號。在本發(fā)明的一些實施例中，主控板110和第一從控板120可通過光纖或電纜線(或其它方式)通信連接，且在主控板110與第一從控板120內(nèi)各自設(shè)置級聯(lián)接口以配合光纖的連接。除此之外，在第一從控板120內(nèi)還可以設(shè)置多個光接口并通過光纖與Ml個功率單元130通信連接，且所設(shè)置的光接口的數(shù)量例如為Ml個或多于Ml個，其中，圖中以主控板110和第一從控板120通過光纖通信連接為例進行說明。參見圖2，為本發(fā)明第二實施例提供的一種逆變電源系統(tǒng)的示意圖。在本實施例中，逆變電源系統(tǒng)在圖I所示結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上還包括與主控板Iio通信連接的M2個功率單元130，M2為正整數(shù)。其中，在主控板110內(nèi)還可以設(shè)置多個光接口且所設(shè)置的光接口的數(shù)量為M2個或多于M2個，主控板110可用于通過主控板110的級聯(lián)接口和M2個光接口分別向第一從控板120和M2個功率單元130發(fā)送PWM信號。其中，主控板110和M2個功率單元130可通過光纖或電纜線(或其它方式)通信連接，其中，圖2中以主控板110和M2個功率單元130通過光纖通信連接為例進行說明。參見圖3，為本發(fā)明第三實施例提供的一種逆變電源系統(tǒng)的示意圖。在本實施例中，逆變電源系統(tǒng)在圖2所示結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上還可包括與第一從控板120通信連接的第二從控板140、以及與第二從控板140通信連接的M3個功率單元130，M3為正整數(shù)。其中，在第一從控板120內(nèi)設(shè)置有兩個級聯(lián)接口，一個級聯(lián)接口通過光纖與主控板110通信連接，另外一個級聯(lián)接口通過光纖與第二從控板140通信連接；在第二從控板140內(nèi)還可以設(shè)置多個光接口且所設(shè)置的光接口的數(shù)量為M3個或多于M3個，第二從控板140通過多個光接口向M3個功率單元130發(fā)送PWM信號。在本實施例中，主控板110可通過其級聯(lián)接口向第一從控板120發(fā)送需發(fā)送給各個功率單元的PWM信號，第一從控板120除了將接收到的PWM信號轉(zhuǎn)發(fā)給與其相連的Ml個功率單元130之外，還可用于將PWM信號通過其級聯(lián)接口轉(zhuǎn)發(fā)給第二從控板140。在本實施例中，第二從控板140通過其級聯(lián)接口接收從第一從控板120轉(zhuǎn)發(fā)來的PWM信號，并將接收到的PWM信號轉(zhuǎn)發(fā)給與其通信連接的M3個功率單元130。參見圖4，為本發(fā)明第四實施例提供的一種逆變電源系統(tǒng)的示意圖。在本實施例中，逆變電源系統(tǒng)在圖3的基礎(chǔ)上還可包括與主控板110通信連接的I個或多個第三從控板150 (其中，圖中以I個第三從控板150為例)，以及與第三從控板150通信連接的M4個功率單元130，M4為正整數(shù)。在本實施例中，主控板110通過設(shè)置多個級聯(lián)接口與多個從控板直接通信連接，例如，在本實施例中，主控板110設(shè)置兩個級聯(lián)接口，一個級聯(lián)接口連接第一從控板120，另外一個級聯(lián)接口連接第三從控板150。其中，主控板110與其通信連接的各個從控板之間的信號傳遞方式，類似于主控板110與第一從控板120之間的信號傳遞方式。圖4體現(xiàn)出主控板110可實現(xiàn)多向擴展從控板。在本發(fā)明的一些實施例中，第一從控板120或與主控板110通信連接的其它從控板，還可用于在接收到PWM信號之后的預(yù)設(shè)時間內(nèi)，向主控板110反饋與接收到的該PWM信號對應(yīng)的接收響應(yīng)信號。主控板110還用于，若接收到第一從控板120(或與主控板110通信連接的其它從控板)反饋的接收響應(yīng)信號，則比較判斷發(fā)送出去的PWM信號和接收到的接收響應(yīng)信號是否相同，若相同，則確定主控板120和第一從控板110 (或與主控板110通信連接的其它從控板)之間的通信連接正常，反之則可確定主控板110和第一從控板120 (或與主控板110通 信連接的其它從控板)之間的通信連接異常，同樣通過這種方式，主控板110還可以判斷與其相連的M2個功率單元之間的通信連接是否異常，在此就不再贅述。主控板120若確定與某個從控板或功率單元通信連接異常，則主控板120可暫停發(fā)送PWM信號。進一步的，若第一從控板120 (或與主控板110通信連接的其它從控板)發(fā)現(xiàn)其與主控板Iio之間的通信連接異常，則第一從控板120(或與主控板110通信連接的其它從控板)亦可向主控板110上報連接故障(從控板還可進一步顯示故障名稱)，主控板110在接收到上報的連接故障之后，可暫停發(fā)送PWM信號?？梢岳斫獾氖?，通過設(shè)置級聯(lián)接口，第二從控板140下還可通信連接有其它從控板，如此可形成多級控制板結(jié)構(gòu)。例如圖5、圖6和7所示，在主控板之下可形成線形結(jié)構(gòu)的多級控制板結(jié)構(gòu)(如圖5舉例所示)、或者在主控板之下可形成環(huán)形結(jié)構(gòu)的多級控制板結(jié)構(gòu)(如圖6舉例所示)、或者在主控板之下可形成樹形結(jié)構(gòu)的多級控制板結(jié)構(gòu)(如圖7舉例所示)、或者也可形成包括樹形結(jié)構(gòu)和環(huán)形結(jié)構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一些實施例中，主控板110、從控板和功率單元均可包括現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA,Field Programmable Gate Array),FPGA主要負責(zé)通信功能。此外，主控板110、各從控板和各功率單元均還可包括數(shù)字信號處理器(DSP,Digital Signal Processing),若通過光纖通信連接，則主控板110、各從控板和各功率單元均還可包括光接口。此外，主控板110和各個從控板之間可以通過級聯(lián)接口通信互聯(lián)，各從控板之間亦可通過級聯(lián)接口通/[目互聯(lián)?？梢岳斫?，若通過光纖實現(xiàn)控制板之間、以及控制板和功率單元之間的通信連接，可使得各功率單元之間的PWM誤差在20ns之內(nèi)，同步性很好，有利于避免各功率單元之間PWM不同步造成的環(huán)流等問題。理論上可以通過串接無數(shù)臺從控板。下面以一個逆變電源系統(tǒng)的主控板最多可接M2個功率單元為例，假設(shè)單個功率單元的等級為400KW，最大功率可以達到M*400KW。為了獲得更大的功率，可以通過并聯(lián)更多的功率單元來實現(xiàn)，基于本發(fā)明方案，通過級聯(lián)接口來實現(xiàn)擴容。假如主控板有M個功率單元，從控板有N個功率單元，通過級聯(lián)接口擴容方案則由主控板控制的功率單元個數(shù)可擴容為M+N，所有功率單元皆由主控板控制，最大功率為(M+N)*400KW。其中，主控板將發(fā)送給其各功率單元的信號通過級聯(lián)接口發(fā)送給從控板，主控板可根據(jù)來自從控板的反饋信號來確定通信連接是否正常，例如，可根據(jù)信號幀格式或內(nèi)容來確定通信連接是否正常。其中，從控板主要將接收的PWM信號透傳，一方面可將PWM信號發(fā)送給與其通信連接的各功率單元，另一方面還可將PWM信號通過級聯(lián)接口向下級從控板(若存在)透傳。此外，若某個從控板發(fā)現(xiàn)接收到的PWM信號有誤，該從控板可向主控板或上級從控板上報故障并可顯示故障信息；若從控板通信連接的功率單元出現(xiàn)故障，該從控板可向主控板上報故障并可顯示故障信息。在一種應(yīng)用場景下，若主控板將功率單元的PWM信號通過光纖發(fā)送給從控板，從控板將該PWM信號發(fā)送給通信連接的功率單元，若采用25Mbps光纖傳輸速度下，PWM的精度可以達到O. 8us。其中主控板、主控板通信連接的功率單元、從控板、與從控板通信連接的功率單元的時鐘都相同，差異主要是在時鐘的同步上，主控板通信連接的功率單元和從控板通信連接的功率單元的PWM波形的同步程度可達20ns，極大的提高了同步的精確度，從而有效避免了因各個功率單元之間的不同步現(xiàn)象而造成的環(huán)流，有利于提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
由上可見，本實施例逆變電源系統(tǒng)包括主控板、與主控板通信連接的第一從控板、及與第一從控板通信連接的Ml個功率單元。其中，主控板可用于通過其設(shè)置的級聯(lián)接口向第一從控板發(fā)送需發(fā)送給功率單元的PWM信號。第一從控板可用于通過其設(shè)置的級聯(lián)接口接收來自主控板的PWM信號，將接收到的PWM信號轉(zhuǎn)發(fā)給Ml個功率單元。由于主控板、從控板和功率單元之間傳遞的是PWM信號，降低了信號解析的復(fù)雜度，有利于提高逆變電源系統(tǒng)的同頻、同相、同幅特性，這樣減少功率單元間之間產(chǎn)生的環(huán)流的幾率，進而提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性；并且主控板下可接入從控制板，從控制板下也可通信連接功率單元，這樣提高逆變電源系統(tǒng)的擴展性。進一步的，若主控板、從控板和功率單元之間通過光纖通信連接，則可進一步提高逆變電源系統(tǒng)的同頻、同相、同幅特性，進一步減少功率單元間之間產(chǎn)生的環(huán)流的幾率，且抗干擾能力強，進而有利于進一步提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。本發(fā)明逆變電源系統(tǒng)的信號傳遞方法的一個實施例，逆變電源系統(tǒng)包括主控板、與該主控板通信連接的第一從控板、以及與該第一從控板通信連接的Ml個功率單元，該方法包括主控板通過其設(shè)置的級聯(lián)接口向第一從控板發(fā)送需發(fā)送給功率單元的PWM信號；第一從控板通過其設(shè)置的級聯(lián)接口接收來自該主控板的PWM信號，將接收到的PWM信號轉(zhuǎn)發(fā)給Ml個功率單元，其中Ml為正整數(shù)。參見圖8，本發(fā)明實施例提供的一種逆變電源系統(tǒng)的信號傳遞方法，可包括以下內(nèi)容801、主控板通過其設(shè)置的級聯(lián)接口向第一從控板發(fā)送需發(fā)送給功率單元的PWM信號，其中，逆變電源系統(tǒng)包括主控板、與該主控板通信連接的第一從控板、以及與該第一從控板通信連接的Ml個功率單元。802、第一從控板通過其設(shè)置的級聯(lián)接口接收來自主控板的PWM信號；將接收到的PWM信號轉(zhuǎn)發(fā)給Ml個功率單元，其中，Ml為正整數(shù)。在本發(fā)明的一些實施例中，第一從控板可先判斷來自主控板的PWM信號是否有誤，若確定無誤，則可將接收到的PWM信號轉(zhuǎn)發(fā)給Ml個功率單元；若確定有誤，則可向主控板反饋故障；當(dāng)然，第一從控板亦可默認(rèn)來自主控板的PWM信號無誤，而直接將接收到的PWM信號轉(zhuǎn)發(fā)給Ml個功率單元。在本發(fā)明的一些實施例中，主控板和第一從控板可通過光纖或電纜線(或其它方式)通信連接；且在主控板與第一從控板內(nèi)各自可設(shè)置級聯(lián)接口以配合光纖的連接。除此之外，在第一從控板內(nèi)還可以設(shè)置多個光接口并通過光纖與Ml個功率單元通信連接，且所設(shè)置的光接口的數(shù)量例如為Ml個或者多于Ml個。在本發(fā)明的一些實施例中，逆變電源系統(tǒng)還包括與主控板通信連接的M2個功率單元，M2為正整數(shù)；其中，在主控板內(nèi)還可以設(shè)置多個光接口且所設(shè)置的光接口的數(shù)量為M2個或多于M2個。主控板還可向與之通信連接的M2個功率單元發(fā)送PWM信號。其中，主控板和M2個功率單可通過光纖或者電纜線(或其它方式)通信連接。在本發(fā)明的一些實施例中，逆變電源系統(tǒng)還可包括與第一從控板通信連接的第二從控板、及與第二從控板通信連接的M3個功率單元，其中，M3為正整數(shù)。在第一從控板內(nèi)可設(shè)置有兩個級聯(lián)接口，其中一個級聯(lián)接口通過光纖與主控板通信連接，另外一個級聯(lián) 接口通過光纖與第二從控板通信連接；在第二從控板內(nèi)還可以設(shè)置多個光接口且所設(shè)置的光接口的數(shù)量為M3個或多于M3個。其中，第一從控板還可將PWM信號轉(zhuǎn)發(fā)給第二從控板；第二從控板可通過其級聯(lián)接口接收從第一從控板轉(zhuǎn)發(fā)來的PWM信號，還可將接收到的PWM信號轉(zhuǎn)發(fā)給與之通信連接的M3個功率單元。在本發(fā)明的一些實施例中，逆變電源系統(tǒng)還可包括與主控板通信連接的I個或多個第四從控板，以及與第四從控板通信連接的M4個功率單元，即主控板也可通過設(shè)置多個級聯(lián)接口直接通信連接多個從控板，M4為正整數(shù)。例如在一個實施例中，主控板設(shè)置兩個級聯(lián)接口，其中一個級聯(lián)接口連接第一從控板，另外一個級聯(lián)接口連接第三從控板。其中，主控板與通信連接的各從控板的信號傳遞方式，類似于主控板與第一從控板之間的信號傳遞方式。在本發(fā)明的一些實施例中，第一從控板(或與主控板通信連接的其它從控板)還可在接收到PWM信號之后的預(yù)設(shè)時間內(nèi)，向主控板反饋接收到的該PWM信號對應(yīng)的接收響應(yīng)信號；主控板在接收到第一從控板(或與主控板通信連接的其它從控板)反饋的接收響應(yīng)信號時，可比較判斷PWM信號和接收到的接收響應(yīng)信號是否相同，若相同，則確定主控板和第一從控板(或者與主控板通信連接的其它從控板)之間的通信連接正常；反之，則可確定主控板和第一從控板(或者與主控板通信連接的其它從控板)之間的通信連接異常。主控板若確定與某從控板或功率單元通信連接異常，則主控板可暫停發(fā)送PWM信號。進一步的，若第一從控板(或與主控板通信連接的其它從控板)發(fā)現(xiàn)其與主控板之間的通信連接異常，則第一從控板(或與主控板通信連接的其它從控板)亦可向主控板上報連接故障(從控板還可進一步顯示故障名稱)，主控板在接收到上報的連接故障之后，可暫停發(fā)送PWM信號?？梢岳斫獾氖?，第二從控板下還可通信連接有其它從控板，如此可形成多級控制板結(jié)構(gòu)。例如，在主控板之下可形成線形結(jié)構(gòu)的多級控制板結(jié)構(gòu)、或者在主控板之下可形成環(huán)形結(jié)構(gòu)的多級控制板結(jié)構(gòu)、或者在主控板之下可形成樹形結(jié)構(gòu)的多級控制板結(jié)構(gòu)、或者也可形成包括樹形結(jié)構(gòu)和環(huán)形結(jié)構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明一些實施例中，主控板、從控板和功率單元均可包括FPGA，F(xiàn)PGA主要負責(zé)通信功能，還可包括DSP，此外，若通過光纖通信連接，則還可包括光接口。此外，主控板和各從控板還可包括級聯(lián)接口，主控板和從控板之間通過級聯(lián)接口互聯(lián)、而從控板之間亦可通過級聯(lián)接口互聯(lián)?？梢岳斫?，若通過光纖實現(xiàn)控制板之間、以及控制板和功率單元之間的通信連接，可使得各功率單元之間的PWM誤差在20ns之內(nèi)，同步性很好，有利于避免各功率單元之間PWM不同步造成的環(huán)流等問題。理論上可以通過串接無數(shù)臺從控板。下面以一個逆變電源系統(tǒng)的主控板最多可接M2個功率單元為例，假設(shè)單個功率單元的等級為400KW，最大功率可以達到M*400KW。為了獲得更大的功率，可以通過并聯(lián)更多的功率單元來實現(xiàn)，基于本發(fā)明方案，通過級聯(lián)接口來實現(xiàn)擴容。假如主控板有M個功率單元，從控板有N個功率單元，通過級聯(lián)接口擴容方案則由主控板控制的功率單元個數(shù)可擴容為M+N，所有功率單元皆由主控板控制，最大功率為(M+N)*400KW。其中，主控板將發(fā)送給其各功率單元的信號通過級聯(lián)接口發(fā)送給主控板，主控板可根據(jù)來自從控板的反饋信號來確定通信連接是否正常，例如，可根據(jù)信號幀格式或內(nèi)容來確定通信連接是否正常。其中，從控板主要將接收的PWM信號透傳，一方面可將PWM信號發(fā)送給與其通信連接的各功率 單元，另一方面還可將PWM信號通過級聯(lián)接口向下級從控板(若存在)透傳。此外，若某個從控板發(fā)現(xiàn)接收到的PWM信號有誤，該從控板可向主控板或上級從控板上報故障并可顯示故障信息；若從控板通信連接的功率單元出現(xiàn)故障，該從控板可向主控板上報故障并可顯示故障信息。需要說明的是，本實施例方法中涉及的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，可參考上述裝置實施例提供的舉例結(jié)構(gòu)，此處不再贅述。由上可見，本實施例逆變電源系統(tǒng)包括主控板、與主控板通信連接的第一從控板、以及與第一從控板通信連接的Ml個功率單元。其中，主控板可通過其設(shè)置的級聯(lián)接口向第一從控板發(fā)送需發(fā)送給功率單元的PWM信號。第一從控板可通過其設(shè)置的級聯(lián)接口接收來自主控板的PWM信號，將接收的PWM信號轉(zhuǎn)發(fā)給Ml個功率單元。由于主控板、從控板和功率單元之間傳遞的是PWM信號，降低了信號解析的復(fù)雜度，有利于提高逆變電源系統(tǒng)的同頻、同相、同幅特性，這樣減少功率單元間之間產(chǎn)生的環(huán)流的幾率，進而提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性；并且主控板下可接入從控制板，從控制板下也可通信連接功率單元，這樣提高逆變電源系統(tǒng)的擴展性。進一步的，若主控板、從控板和功率單元之間通過光纖通信連接，則可進一步提高逆變電源系統(tǒng)的同頻、同相、同幅特性，進一步減少功率單元間之間產(chǎn)生的環(huán)流的幾率，且抗干擾能力強，進而有利于進一步提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。需要說明的是，對于前述的各方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動作順序的限制，因為依據(jù)本發(fā)明，某些步驟可以采用其他順序或者同時進行。其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知悉，說明書中所描述的實施例均屬于優(yōu)選實施例，所涉及的動作和模塊并不一定是本發(fā)明所必須的。在上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側(cè)重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關(guān)描述。綜上，本發(fā)明實施例提供了逆變電源系統(tǒng)和逆變電源系統(tǒng)的信號傳遞方法，其中，逆變電源系統(tǒng)包括主控板、與主控板通信連接的第一從控板、以及與第一從控板通信連接的Ml個功率單元。其中，主控板可通過其設(shè)置的級聯(lián)接口向第一從控板發(fā)送需發(fā)送給功率單元的PWM信號。第一從控板可通過其設(shè)置的級聯(lián)接口接收來自主控板的PWM信號，將接收的PWM信號轉(zhuǎn)發(fā)給Ml個功率單元。由于主控板、從控板和功率單元之間傳遞的是PWM信號，降低了信號解析的復(fù)雜度，有利于提高逆變電源系統(tǒng)的同頻、同相、同幅特性，這樣減少功率單元間之間產(chǎn)生的環(huán)流的幾率，進而提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性；并且主控板下可接入從控制板，從控制板下也可通信連接功率單元，這樣提高逆變電源系統(tǒng)的擴展性。進一步的，若主控板、從控板和功率單元之間通過光纖通信連接，則可進一步提高逆變電源系統(tǒng)的同頻、同相、同幅特性，進一步減少功率單元間之間產(chǎn)生的環(huán)流的幾率，且抗干擾能力強，進而有利于進一步提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的裝置的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分， 實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)例如可包括U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。以上所述，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種逆變電源系統(tǒng)，其特征在于，包括 主控板、與所述主控板通信連接的第一從控板、以及與所述第一從控板通信連接的Ml個功率單元； 其中，所述主控板設(shè)置有級聯(lián)接口并通過所述級聯(lián)接口向所述第一從控板發(fā)送需發(fā)送給功率單元的脈沖寬度調(diào)制信號；所述第一從控板亦設(shè)置有級聯(lián)接口以接收來自所述主控板的所述脈沖寬度調(diào)制信號，并將接收到的所述脈沖寬度調(diào)制信號轉(zhuǎn)發(fā)給所述Ml個功率單元，其中，所述Ml為正整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的逆變電源系統(tǒng)，其特征在于， 所述主控板與所述第一從控板均包括相互通信連接的數(shù)字信號處理器與現(xiàn)場可編程門陣列，其中，所述主控板的級聯(lián)接口通過光纖和所述第一從控板的級聯(lián)接口通信連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的逆變電源系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變電源系統(tǒng)還包括 與所述主控板通信連接的M2個功率單元； 其中，所述主控板還包括M2個光接口并通過光纖分別與M2個功率單元通信連接，所述第一從控板還包括Ml個光接口并通過光纖分別與所述Ml個功率單元通信連接，所述主控板用于，通過所述主控板的級聯(lián)接口和所述M2個光接口分別向所述第一從控板和所述M2個功率單元發(fā)送所述脈沖寬度調(diào)制信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的逆變電源系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一從控板還用于，在接收到所述脈沖寬度調(diào)制信號之后的預(yù)設(shè)時間內(nèi)，向所述主控板反饋接收到的與所述脈沖寬度調(diào)制信號對應(yīng)的接收響應(yīng)信號； 所述主控板還用于，在接收到所述接收響應(yīng)信號時，比較判斷所述脈沖寬度調(diào)制信號和接收到的所述接收響應(yīng)信號是否相同，若相同則確定所述主控板和所述第一從控板之間的通信連接正常；若不同則確定所述主控板和所述第一從控板之間的通信連接異常。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的逆變電源系統(tǒng)，其特征在于， 所述逆變電源系統(tǒng)還包括 與所述第一從控板通信連接的第二從控板、以及與所述第二從控板通信連接的M3個功率單元； 其中，所述第二從控板設(shè)置有級聯(lián)接口，并通過光纖與所述第一從控板的級聯(lián)接口通信連接；所述主控板還包括M2個光接口并通過光纖分別與M2個功率單元通信連接，所述第一從控板還包括Ml個光接口并通過光纖分別與所述Ml個功率單元通信連接，所述第二從控板還包括M3個光接口并通過光纖分別與所述M3個功率單元通信連接，所述第一從控板還用于將從所述主控板接收到的所述脈沖寬度調(diào)制信號轉(zhuǎn)發(fā)給所述第二從控板； 所述第二從控板還用于，將從所述第一從控板接收到的所述脈沖寬度調(diào)制信號轉(zhuǎn)發(fā)給所述M3個功率單元。
6.一種逆變電源系統(tǒng)的信號傳遞方法，其特征在于，所述逆變電源系統(tǒng)包括主控板、與所述主控板通信連接的第一從控板、以及與所述第一從控板通信連接的Ml個功率單元，所述方法包括 所述主控板通過設(shè)置的級聯(lián)接口向所述第一從控板發(fā)送需發(fā)送給功率單元的脈沖寬度調(diào)制信號； 所述第一從控板通過設(shè)置的級聯(lián)接口接收來自所述主控板的所述脈沖寬度調(diào)制信號，將接收的所述脈沖寬度調(diào)制信號轉(zhuǎn)發(fā)給所述Ml個功率單元，其中，所述Ml為正整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述主控板與所述第一從控板均包括相互通信連接的數(shù)字信號處理器與現(xiàn)場可編程門陣列，其中，所述主控板的級聯(lián)接口通過光纖和所述第一從控板的級聯(lián)接口通信連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述逆變電源系統(tǒng)還包括與所述主控板通信連接的M2個功率單元，其中，所述主控板還包括M2個光接口并通過光纖分別與M2個功率單元通信連接，所述第一從控板還包括Ml個光接口并通過光纖分別與所述Ml個功率單元通信連接； 所述方法還包括 所述主控板通過所述主控板的級聯(lián)接口和所述M2個光接口分別向所述第一從控板和所述M2個功率單元發(fā)送所述脈沖寬度調(diào)制信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 所述第一從控板在接收到所述脈沖寬度調(diào)制信號之后的預(yù)設(shè)時間內(nèi)，向所述主控板反饋與接收到的所述脈沖寬度調(diào)制信號對應(yīng)的接收響應(yīng)信號； 所述主控板在接收到所述接收響應(yīng)信號時，比較判斷所述脈沖寬度調(diào)制信號和接收到的所述接收響應(yīng)信號是否相同，若相同則確定所述主控板和所述第一從控板之間的通信連接正常；若不同則確定所述主控板和所述第一從控板之間的通信連接異常。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述逆變電源系統(tǒng)還包括與所述第一從控板通信連接的第二從控板、以及與所述第二從控板通信連接的M3個功率單元，其中，所述第二從控板設(shè)置有級聯(lián)接口，并通過光纖與所述第一從控板的級聯(lián)接口通信連接，所述主控板還包括M2個光接口并通過光纖分別與M2個功率單元通信連接，所述第一從控板還包括Ml個光接口并通過光纖分別與所述Ml個功率單元通信連接，所述第二從控板還包括M3個光接口并通過光纖分別與所述M3個功率單元通信連接； 所述方法還包括 所述第一從控板將從所述主控板接收到的所述脈沖寬度調(diào)制信號轉(zhuǎn)發(fā)給所述第二從控板；所述第二從控板將從所述第一從控板接收到的所述脈沖寬度調(diào)制信號轉(zhuǎn)發(fā)給所述M3個功率單元。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種逆變電源系統(tǒng)及其信號傳遞方法。一種逆變電源系統(tǒng)包括主控板、與主控板通信連接的第一從控板、以及與第一從控板通信連接的M1個功率單元；其中，主控板設(shè)置有級聯(lián)接口并通過該級聯(lián)接口向第一從控板發(fā)送需發(fā)送給功率單元的脈沖寬度調(diào)制信號；第一從控板亦設(shè)置有級聯(lián)接口以接收來自該主控板的所述脈沖寬度調(diào)制信號，并將接收到的該脈沖寬度調(diào)制信號轉(zhuǎn)發(fā)給M1個功率單元。本發(fā)明實施例的技術(shù)方案有利于提高逆變電源系統(tǒng)的擴展性和穩(wěn)定性。
文檔編號H02M7/53GK102820802SQ20121029343
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者羅天資, 劉繼東 申請人:深圳市英威騰電氣股份有限公司