雙光纖通訊裝置的製作方法
2023-05-16 21:25:36 2
專利名稱：雙光纖通訊裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及高壓變頻器技術，尤其涉及高壓變頻器主控和功率單元間的數據
傳輸與交換，為一種雙光纖通訊裝置。
背景技術：
由於變頻調速技術在國民經濟和日常生活具有重要地位，是節約能源的高新技 術，也是國際技術更新換代較快的領域，是高科技領域的綜合性技術。在我國也是替代進 口、節約投資的最大領域之一。儘管我國雖有個別公司有能力生產部分型號的中高壓變頻 器，既滿足不了告訴發展市場需求，同時現有的產品在技術的升級、質量穩定和節能效益等 方面還有一定的技術攻關空間，就本技術領域的世界水平而言，隨著計算機技術、集成電路 技術、自動控制技術和新材料、新工藝的應用，整個行業仍處在技術進步的高速發展階段。 國務院剛剛頒布的十一五科技規劃綱要中明確規定，能源與節能技術是我們科技發展的發 展中的攻關方向，是建設資源節約型、環境友好型的社會中重要的科技發展領域。促進節能 技術的發展和實現產業化，既符合我國社會發展對高新技術發展的總體要求，事實上也成 為一個巨大的產業市場，具有令人矚目的良好前景。 在高壓變頻器技術發展過程中，主控板與功率單元間的通訊問題一直受到廣泛的 關注。傳統的解決方法是基於變壓器的電磁隔離和屏蔽電纜技術，其無故障接口只有非常 有經驗的工程師才能設計，另外，信號線與功率單元之間的最短距離，以及良好的接地要求 不僅使系統變得龐大，也大大增加了系統成本。
發明內容本實用新型要解決的問題是高壓變頻器的主控與功率單元間的通訊問題，傳統 的解決方法設計複雜，對技術人員要求高，通訊系統體積大，成本高。 本實用新型的技術方案為雙光纖通訊裝置，設置在高壓變頻器主控與功率單元 間，包括兩總線控制器晶片、兩可編程邏輯控制器、兩光電轉換驅動器和兩根光纖，兩光纖 傳輸方向相反，光纖兩端依次連接光電轉換驅動器、總線控制器晶片、可編程邏輯控制器。 本實用新型通過兩根光纖實現主控與功率單元間數據傳輸與交換的雙向分離，可 以解決數據傳輸交換中容易發生的數據混亂問題，同時在儘量簡單易控制的前提下，使用 兩根光纖，實現控制部分和高壓部分完全可靠隔離，具有很好的抗電磁幹擾性能；並保證了 正反向信息流通的有效分離。本實用新型採用光纖收發器件實現主控單元和功率單元之間 的信號的傳輸，不僅很好地解決了強弱電之間的隔離問題和信號的精確傳送，而且大大縮 小了系統體積，降低了系統成本。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為本實用新型光電轉換驅動器和光纖部分的電路圖。
具體實施方式
如圖1，實用新型包括兩總線控制器晶片、兩可編程邏輯控制器FPGA、兩光電轉換 驅動器和兩根光纖，兩光纖傳輸方向相反，光纖兩端依次連接光電轉換驅動器、總線控制器 晶片、可編程邏輯控制器。 要發送的數據送入可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器對數據信號進行驅動並
實現數據緩衝、並串轉換等所必需的信號處理，處理過的信號進入總線控制器，經過算法等
高級處理過程後形成串行信號，串行電信號經電光轉換器轉換成串行光信號送入光纖進行
傳輸。在接收端，經光電轉換器將光信號轉換成串行電信號送入總線控制器由總線控制器，
再由總線控制器把一些需要可編程邏輯控制器解決的信號送入到可編程控制器中，可編程
邏輯控制器對數據信號進行驅動並實現串並轉換、數據緩衝等所必需的信號處理過程。 圖2為為本實用新型光電轉換驅動器和光纖部分的電路圖，其中cl、 c2端分別連
接總線控制器，75451為信號放大器，T-2521為發送端光電轉換驅動器，R-2521為接受端光
電轉換驅動器。 本實用新型光纖接口分發送和接收兩種，主要是光纖信號和邏輯信號的轉換；兩 根光纖一根發送， 一根接收，通訊採用接收同步時鐘信號，發送數據信號的方式。 本實用新型光纖接口通訊流程如下 1)、剛上電開始高壓變頻器的主控板與光纖接口要有一個自檢過程，主要檢測光 纖是否正常；2)、主控板發送信息主要包括P麗波形調製脈寬時間數據，一個調製周期內有 四組時間數據； 3)、主控板發送信息主要為功率模塊故障信息，包括模塊的過熱故障、IGBT模塊的 過流和短路故障、模塊的瞬間擊穿故障、直流電容過壓和欠壓故障，熔斷器開路故障。 本實用新型光纖接口針對光纖故障或斷線現象有可靠性設計。如果接收到為0的 數據量，主控板會將該功率單元旁路。為及時發現這種問題，設計內容如表1所示。 表l可靠性設計
光纖故障類型 i l 功率單元控制板輸入光纖故障或斷功率單元控制板一方面封鎖逆變器輸 線。此時輸入光纖中沒有光信號，此出，另一方面向上發出一個光纖故障信 時功率單元接收接口晶片會接收到為號。上級主控單元如收到該故障信號， 0的數據〗
發出旁路信號,
功率單元控制板輸出光纖故障或斷 線。此時輸出光纖中沒有光信號，此 時主控板接收接口晶片會接收到為0
的數據量
主控板一方面向控制板發出封鎖逆變 器輸出控制信號，另一方面發出旁路信 號。 為了實現控制部分和高壓部分完全可靠隔離，主控板與功率單元之間採用光纖通訊技術，系統具有極高的安全性，同時具有很好的抗電磁幹擾性能。 本實用新型採用分別獨立的光纖進行數據收發，實現各個功率單元與主控板之間 的信號的精確傳送。它不僅解決了電壓隔離、抗電磁幹擾問題，而且能夠實現驅動信號的遠 距離傳送。實踐表明，本實用新型能有效傳輸主控板對各個功率單元控制信號，並且驅動電 路簡單，減輕了變頻器系統的體積和重量，同時降低了高壓變頻器的生產成本，提高了其性 價比，為高壓變頻器在工業中的廣泛應用奠定了基礎。 雙光纖通信時，當有一路光纖出現故障，包括光纖故障或斷線，另一路光纖仍然可 以工作，這時可通過未出故障的光纖通知主控板，對光纖故障進行及時的處理，不至於出現 嚴重後果。
權利要求雙光纖通訊裝置，設置在高壓變頻器主控與功率單元間，其特徵是包括兩總線控制器晶片、兩可編程邏輯控制器、兩光電轉換驅動器和兩根光纖，兩光纖傳輸方向相反，光纖兩端依次連接光電轉換驅動器、總線控制器晶片、可編程邏輯控制器。
專利摘要雙光纖通訊裝置，設置在高壓變頻器主控與功率單元間，包括兩總線控制器晶片、兩可編程邏輯控制器、兩光電轉換驅動器和兩根光纖，兩光纖傳輸方向相反，光纖兩端依次連接光電轉換驅動器、總線控制器晶片、可編程邏輯控制器。本實用新型通過兩根光纖實現主控與功率單元間數據傳輸與交換的雙向分離，解決數據傳輸交換中容易發生的數據混亂問題，同時在儘量簡單易控制的前提下，使用兩根光纖，實現控制部分和高壓部分完全可靠隔離，具有很好的抗電磁幹擾性能；保證了正反向信息流通的有效分離。本實用新型不僅很好地解決了強弱電之間的隔離問題和信號的精確傳送，而且大大縮小了系統體積，降低了系統成本。
文檔編號H04B10/12GK201479138SQ20092023281
公開日2010年5月19日 申請日期2009年7月22日 優先權日2009年7月22日
發明者徐衛東, 胡東良, 錢樞轉 申請人:南京同步科技有限公司