整流式直接變頻三相供電及通信裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及通信控制領(lǐng)域，尤其涉及分布式電源供電領(lǐng)域，特別的是一種整流式直接變頻三相供電及通信裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在戶外電源應(yīng)用領(lǐng)域及需要簡(jiǎn)單傳遞控制信息的供電系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，如LED路燈、隧道燈或其他傳統(tǒng)燈具等應(yīng)用領(lǐng)域，由于供電線路較遠(yuǎn)且存在諸多不確定因素，一般通過市電交流電對(duì)燈具中的電源進(jìn)行供電，而通過單獨(dú)的通信裝置或線路進(jìn)行通信及控制。例如LED路燈應(yīng)用時(shí)，需要每隔幾個(gè)小時(shí)對(duì)路燈的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，即所謂的調(diào)光，該方式由于可以實(shí)現(xiàn)二次節(jié)能，具有重大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)意義。調(diào)光控制方式主要有四類:通過單獨(dú)的調(diào)光線進(jìn)行模擬或數(shù)字的控制方式(如:0-10V模擬電壓控制/PWM數(shù)字量控制/RS-485數(shù)字通信控制)；通過無線通信進(jìn)行調(diào)光及控制方式，如Zigbee通信及控制；不需要單獨(dú)線路而通過電力線進(jìn)行通信的方式，如PLC電力載波通信；通過燈具內(nèi)部的定時(shí)器進(jìn)行定時(shí)控制；這些通信實(shí)質(zhì)上都是對(duì)燈具里面的電源進(jìn)行通信及控制。
[0003]通過單獨(dú)的調(diào)光線的控制方式技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)對(duì)某一組燈一起控制，即分組控制，比如一條0-10V的調(diào)光線可以控制多達(dá)200盞以上的燈，但在工程應(yīng)用的時(shí)候尤其是舊線路改造的時(shí)候存在施工布線難，布線距離遠(yuǎn)，線材成本高的弊端，并且調(diào)光線路抗感應(yīng)雷干擾的能力很差，可靠性不高。PLC電力載波通信方式:目前通過在每個(gè)電源上(即每桿燈上)加裝電力載波通信模塊即單燈控制器實(shí)現(xiàn)通信及控制功能，優(yōu)點(diǎn)是可傳遞的信號(hào)量非常大，信號(hào)雙向傳遞，傳輸速度快，信號(hào)通過交流供電線傳遞，無需重新施工布線，無多余的線材成本；但單燈控制器成本高而復(fù)雜，信號(hào)幅值太小，易受干擾，通信可靠性低，當(dāng)燈具數(shù)量較多，單燈控制器數(shù)量也同樣多，總成本非常高。若將電力載波通信集成到電源里面，不但存在電力載波芯片及耦合解碼電路成本高的問題，還會(huì)存在電力載波通信頻率跟開關(guān)電源內(nèi)部工作頻率高度重合而會(huì)被干擾的問題，帶來的EMI電磁兼容問題很難處理，設(shè)計(jì)難度高，至今尚未有實(shí)際產(chǎn)品批量應(yīng)用。無線通信(如Zigbee)存在成本高、通信不穩(wěn)定、通信距離短的問題，也需要在燈上附加無線通信裝置及天線。若將無線通信集成到電源內(nèi)，因?yàn)閼敉怆娫磶в蟹浪弯X殼，必須從鋁殼伸出一根天線，防水及結(jié)構(gòu)方面難度大、成本也高。三者的共同特點(diǎn)是都需要附加成本比較高的物料或裝置。定時(shí)調(diào)光:定時(shí)器在電源上電的時(shí)候開始工作，經(jīng)過設(shè)定的時(shí)間段后，即調(diào)整電源內(nèi)部的電流以達(dá)到所需的亮度，優(yōu)點(diǎn)是成本非常低，不需外接線材、控制器等，但由于無法跟外部通信，一旦設(shè)定定時(shí)策略，不能變更，因此不適合冬季夏季夜間時(shí)間長(zhǎng)度差異較大的路燈應(yīng)用，也不適合隧道燈等應(yīng)用。工程應(yīng)用最核心的需求是基于調(diào)光的二次節(jié)能，該需求只需對(duì)某些路段或者某組燈進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)整(分組控制)，并不需要對(duì)單燈進(jìn)行逐個(gè)控制；調(diào)光時(shí)信號(hào)量很小，只需發(fā)出簡(jiǎn)單的調(diào)光百分比信號(hào)；調(diào)光間隔長(zhǎng)，一般每隔幾個(gè)小時(shí)調(diào)整一次；因此調(diào)光應(yīng)用的需求是:信號(hào)量極小，信號(hào)傳遞次數(shù)少，需要調(diào)整的時(shí)候才需要通信，可預(yù)先定制調(diào)光定時(shí)控制策略而在通信的時(shí)候一次寫入到電源內(nèi)部存儲(chǔ)器，不需要單燈控制而只需分組控制；上述四種方式中，通過調(diào)光線進(jìn)行控制的方式比較符合調(diào)光需求，PLC通信及無線通信大大超過了實(shí)際需求，而定時(shí)調(diào)光不能滿足通信調(diào)整的需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述方案的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提出整流式直接變頻三相供電及通信裝置，特點(diǎn)是能夠通過電力線進(jìn)行通信，信號(hào)幅度大進(jìn)而通信穩(wěn)定，無多余線材成本，適合傳遞較少數(shù)據(jù)量，適合低頻次通信，適合分組控制，燈具側(cè)的電源只需拓展內(nèi)部的單片機(jī)的功能即可實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)單可靠，成本低，適合三相供電的戶外照明改造及改造之后的二次節(jié)能，也適合新項(xiàng)目二次節(jié)能應(yīng)用及其他領(lǐng)域應(yīng)用，總體成本最低，經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。
[0005]本實(shí)用新型技術(shù)方案是:一種整流式直接變頻三相供電及通信裝置，包括三相電源、連接在三相電源輸出端的開關(guān)控制電路以及連接在開關(guān)控制電路輸出端的多個(gè)負(fù)載電源，所述開關(guān)控制電路包括開關(guān)控制裝置以及一個(gè)或多個(gè)開關(guān)模塊，所述開關(guān)模塊包括第一整流電路、雙向開關(guān)Sl、S2，所述第一整流電路輸入端連接在三相電源輸出端，雙向開關(guān)S2串接在第一整流電路輸出端，雙向開關(guān)S2的控制端連接開關(guān)控制裝置，雙向開關(guān)S1的控制端連接開關(guān)控制裝置，雙向開關(guān)S1的剩余兩端分別連接三相電源輸出端以及開關(guān)控制電路輸出端，所述負(fù)載電源內(nèi)部連接有數(shù)字芯片。
[0006]優(yōu)選的，所述開關(guān)模塊還包括第二整流電路、雙向開關(guān)S3，所述第二整流電路與第一整流電路整流方向相反，第二整流電路輸入端連接在三相電源輸出端，雙向開關(guān)S3的控制端連接開關(guān)控制裝置，雙向開關(guān)S3剩余兩端分別連接第二整流電路輸出端以及開關(guān)控制電路輸出端。
[0007]優(yōu)選的，所述第一整流電路包括1個(gè)或2個(gè)或3個(gè)整流器，整流器的輸入端分別連接三相電源輸出端，整流器的輸出端連接雙向開關(guān)S2輸入端。
[0008]優(yōu)選的，所述第二整流電路包括1個(gè)或2個(gè)或3個(gè)整流器，整流器的輸入端分別連接三相電源輸出端，整流器的輸出端連接雙向開關(guān)S3輸入端。
[0009]優(yōu)選的，所述開關(guān)控制電路還包括雙向開關(guān)S4，雙向開關(guān)S4的控制端連接開關(guān)控制裝置，雙向開關(guān)S4的剩余兩端，一端連接開關(guān)控制電路輸出端，一端接地。
[0010]優(yōu)選的，所述開關(guān)控制電路還包括雙向開關(guān)35、36、37、38、39、310、311、312，雙向開關(guān)S5、S6、S7的控制端連接開關(guān)控制裝置，雙向開關(guān)S5、S6、S7的一公共端連接雙向開關(guān)S2、S3的公共端，雙向開關(guān)S5、S6、S7的剩余一端連接負(fù)載電源，雙向開關(guān)S8、S9的控制端連接開關(guān)控制裝置，雙向開關(guān)S8、S9的一端分別連接三相電源輸出端，雙向開關(guān)S8、S9的剩余一端分別連接開關(guān)控制電路輸出端，雙向開關(guān)S10、Sll、S12分別串接在三相電源輸出端，雙向開關(guān)S10、Sll、S12的控制端連接開關(guān)控制裝置。
[0011]—種整流式直接變頻三相供電及通信裝置的控制方法，所述方法包括以下步驟:
[0012]1)開關(guān)控制裝置控制雙向開關(guān)S1、S2的導(dǎo)通，使雙向開關(guān)S1、S2以一定的周期交替工作，或互補(bǔ)導(dǎo)通工作，或部分周期導(dǎo)通配合部分周期不導(dǎo)通工作，有控制地將整流電路的電壓輸出給負(fù)載電源；
[0013]2)切換周期不同，切換電壓的相位不同，導(dǎo)通周期時(shí)間長(zhǎng)度不同，兩個(gè)開關(guān)切換模式不同；
[0014]3)對(duì)開關(guān)控制電路輸出端輸出的不同波形進(jìn)行定義；
[0015]4)負(fù)載電源接收交流電電壓波形后，其內(nèi)部的數(shù)字芯片將波形解碼或存儲(chǔ)，然后控制負(fù)載的工作。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型中通過將交流供電線路控制端加入以整流電路和雙向開關(guān)為基礎(chǔ)的通信裝置來達(dá)到簡(jiǎn)單通信的目的。供電控制端加入整流電路和雙向開關(guān)為基礎(chǔ)的通信裝置后，可以通過供電控制終端對(duì)雙向開關(guān)為基礎(chǔ)的通信裝置進(jìn)行控制以傳遞模擬或數(shù)字信息，電源側(cè)(或者進(jìn)一步說燈具側(cè))可以通過內(nèi)置的單片機(jī)、MCU、DSP等數(shù)字芯片進(jìn)行采樣及解碼或儲(chǔ)存，響應(yīng)控制指令。采用上述方法，各個(gè)電源可設(shè)置分組或單獨(dú)設(shè)定地址，實(shí)現(xiàn)分組控制甚至點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的控制。電源內(nèi)部的數(shù)字芯片實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，成本低；同時(shí)由于本實(shí)用新型采用大信號(hào)傳遞信息，抗干擾能力強(qiáng)，通信可靠性高。本實(shí)用新型屬于單向通信，在LED電源領(lǐng)域，控制方式及功能與通過模擬調(diào)光線進(jìn)行調(diào)光控制的方式類似，但無多余的工程施工成本及線材成本，幾乎不會(huì)增加電源的成本，無雷擊干擾隱患，實(shí)現(xiàn)了分組控制，并吸收了定時(shí)調(diào)光的優(yōu)點(diǎn)，最大限度的滿足了實(shí)際工程需要。采用該種方式進(jìn)行數(shù)字信號(hào)傳遞，一方面保證了任一電源的供電維持為交流的形式進(jìn)而電源仍可正常工作，另一方面由于傳遞的信息量較小(如調(diào)光百分比信號(hào))，通信速度可以滿足使用要求，并且通信可靠性很高，同時(shí)供電線路提供的是短時(shí)對(duì)稱波形，持續(xù)時(shí)間很短，幾個(gè)工頻周期內(nèi)即可完成，經(jīng)過濾波后，對(duì)電網(wǎng)的干擾可忽略。對(duì)于路燈調(diào)光應(yīng)用，一次通信可以設(shè)定未來幾個(gè)月的定時(shí)調(diào)光策略，通信頻次更低。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本