低时滞通信系统的制作方法_2

文档序号:9583654阅读:来源:国知局
调制(PPM)-一优 选地是差分PPM(DPPM)-一在通信信道上被发送。空符号可以被插入到第一和/或第二数 据中,以在通信信道上发送数据时提供延迟。
[0019]还可以提供通信方法,其中信号和数据在通信信道上的传输是到包括至少一个所 述电力开关设备的模块并且信号是控制信号,其中依赖于接收到的信号的控制对该模块的 至少一个所述电力开关设备的开关进行控制。
[0020] 还可以提供通信方法,其中信号和数据在通信信道上的传输是从至少一个所述电 力开关设备的模块并且信号是故障信号,其中依赖于接收到的信号的控制对电力转换器的 至少一个所述电力开关设备的开关进行控制。例如,具有实时需求的这种指示。于是,依 赖于接收到的信号的控制优选地控制电力转换器的至少一个所述电力开关设备的开关,例 如,关闭与故障指示关联的电力开关设备,和/或有可能关闭处于开或关的其它模块的其 它电力开关设备,以一般性地切断电力转换器或者至少重新分布本应由故障模块传导的电 流。
[0021] 类似地,还可以提供通信方法,其中信号和数据的传输是从包括至少一个所述电 力开关设备的模块,信号包括该模块的状况指示,该方法包括基本实时地监视所述状况,该 方法优选地包括基于所述状况指示的基本实时控制。这种状况指示可以包括状态和/或监 视信息,例如,传感器测量。优选地,该状况指示可以服务于实时监视需求。所指示的状况 可以关于模块的任何参数,例如,模块的电力开关设备和/或驱动电路的参数。状况可以是 状态、传感器输出和/或测出的特性,诸如电压、电流、温度、湿度等。
[0022] 在以上涉及从模块传送信号和数据的任一种情况下,数据都可以仅仅包括从控制 器接收的信号(例如,故障信号、或用于触发开关电力开关设备的控制信号、和/或确认数 据的接收的信号)的确认。
[0023] 还可以提供通信方法,其中信号和数据的传输是到包括至少一个所述电力开关设 备的模块,数据指示要在该模块中实现的设置和/或对该模块的状况指示的至少一个请求 和/或从该模块接收的信号(例如,控制或故障信号)的至少一个确认。
[0024] 还可以提供通信方法,其中信号和数据的传输是从包括至少一个所述电力开关设 备的模块,数据指示当前模块设置和/或该模块的至少一个状况指示和/或在该模块处接 收到的信号的至少一个确认。
[0025] 仍还可以提供通信方法,包括:在所述通信链路的另一信道上发送时钟信号;以 及利用所述时钟信号来同步在该通信链路的发送端和接收端处的逻辑电路操作,所述逻辑 电路操作用于处理所述接收到的信号和/或接收到的数据。其优点是减小定时不确定性。 一个时钟域是指信号和数据不需要被再次同步到单独的时钟。如果只有一个时钟域,则信 号和数据不需要跨越定时边界,其中跨越定时边界一般在信号被重新定时时引入不确定性 (时滞和/或抖动)。
[0026] 为了减小控制信号上的抖动,该方法可以包括:从在接收端处接收到的信号和/ 或数据恢复时钟信号;以及基于恢复的时钟信号同步在通信信道的发送端和接收端处的逻 辑电路操作,所述逻辑电路操作用于处理接收到的信号和/或数据。这种恢复可以利用锁 相环来实现。
[0027] 根据本发明的第二方面,提供了用于电力转换器的通信系统,该电力转换器具有 至少一个包括至少一个电力开关设备的模块并且还具有至少一个控制至少一个所述模块 的控制器,该系统包括:被配置为接收信号和数据的发送器,该发送器用于通过将所述控制 器耦合到至少一个所述模块的通信信道发送接收到的信号和数据,该发送器包括:被配置 为存储接收到的信号的信号缓冲器;被配置为存储接收到的数据的数据缓冲器;以及被配 置为确定存储的信号是否包括过渡的检测器,其中发送器被配置为延迟存储的信号在通信 信道上的传输预定的时间延迟,该预定的时间延迟由所述信号缓冲器确定,该预定的时间 延迟用于所述确定;并且其中数据缓冲器被配置为当所述检测器指示存储的信号包括过渡 时,延迟在通信信道上发送所述存储的数据一直到所存储的信号在该通信信道上的所述传 输之后。
[0028] 在这种实施例中,信号缓冲器优选地延迟从发送器接收到的控制信号的传输,并 且数据缓冲器类似地可以延迟从发送器接收到的数据的传输。由每个缓冲器实现的时间延 迟可以实现用于要通过通信链路被发送的缓冲的数据/信号的低和/或已知等待时间。任 一延迟或这两个延迟可以例如通过利用串行缓冲器的长度和/或利用用于控制来自缓冲 器的输出的定时的定时器来确定。
[0029] 还可以提供通信系统,其中信号是第一信号并且预定的时间延迟是第一预定的时 间延迟,该系统被配置为存储并在耦合到另一所述模块的另一所述通信信道上发送另一所 述信号和另一所述数据,该系统包括确定该另一信号是否包括过渡的检测器,该系统被配 置为延迟所存储的另一信号在另一通信信道上的传输第二预定的时间延迟,该第二预定的 时间延迟由用于所述存储另一信号的信号缓冲器确定,第二预定的时间延迟用于所述确定 第二信号是否包括过渡,其中第一和第二预定的时间延迟具有减小第一和第二信号在相应 通信信道接收端处的到达之间的时滞的值。
[0030] 还可以提供通信系统,其中第一和第二预定的时间延迟具有使依赖于接收到的第 一信号的至少一个电力开关设备的所述控制与依赖于接收到的另一信号的至少一个另一 电力开关设备的所述控制基本上同步的值。
[0031]仍还可以提供通信系统,包括用于经由所述通信信道从发送器接收所述发送的信 号和数据的接收器,其中发送器被配置为利用调制方案在通信信道上发送数据,接收器包 括:被配置为确定接收到的脉冲是否具有比预定的脉冲宽度大的持续时间的检测器,其中 所述预定的脉冲宽度是数据调制方案的脉冲宽度:解码器被配置为如果检测器的输出指示 接收到的脉冲具有大于所述预定的脉冲宽度的持续时间,则将在通信信道的接收端处接收 到的脉冲作为控制信号脉冲进行解码。
[0032] 还可以提供包括通信系统的电力转换器,该转换器具有至少一个包括至少一个所 述电力开关设备的模块以及控制至少一个电力开关设备的开关的驱动电路,转换器使至少 一个所述控制器输出用于控制至少一个所述电力开关设备的所述信号,转换器包括用于至 少一个所述通信信道的至少一个所述通信链路。
[0033]仍还可以提供电力转换器或通信系统,其中至少一个所述电力开关设备包括IGBT〇
[0034] 优选实施例在从属权利要求中限定。
[0035] 优选实施例的以上各方面中的任何一个或多个和/或以上可选特征中的任何一 个或多个可以按任何排列进行组合。
【附图说明】
[0036]为了对本发明的更好理解并且为了示出其可以如何实施,现在作为例子参考附 图,其中:
[0037]图1示出了系统实施例的框图;
[0038] 图2 (a)和2 (b)示出了方法实施例的流程图,2 (b)关于例如图2 (c)的框图;
[0039] 图3示出了示出用于实施例的、由通信链路耦合的发送器和接收器的图;
[0040] 图4示出了编码的数据信号;
[0041] 图5示出了具有数据/控制信号冲突的编码数据;
[0042] 图6(a)至6(d)示出了从发送器向接收器传送的数据和控制信号。具体而言:图 6 (a)不出了data_in= 0,control_in从 0 过渡到 1 并且在 852ns之后在control_out处出 现;图6(b)是图6(a)的放大,示出了脉冲与发送和接收时钟(clk_tx和clk_rx)之间的关 系。图6(c)示出了data_in=l,control_in从1过渡到0并且在850ns之后在control_ out处出现。图6 (d)是图6 (c)的放大;
[0043]图7示出了使用锁相环(PLL)来在系统中的接收器处恢复发送时钟;
[0044]图8示出了使用锁相环(PLL)和时钟恢复框来从所发送的信号恢复发送时钟的系 统;
[0045] 图9示出了开关设备(仅仅作为例子,表示为IGBT)的网络,如可以在转换器实施 例(例如多相脚逆变器)中找到的;
[0046] 图10(a)示出了诸如逆变器的电力开关装置内的控制电路框;这种装置可以在一 个或多个相脚的每一半相脚中具有一个或多个电力开关设备,并且每个设备驱动器2可以 耦合到相应的驱动器控制器1和/或多个设备驱动器2可以耦合到共同的驱动器控制器1; 并且图10(b)示出了图10(a)的另选布置;及
[0047] 图11示出了系统实施例的框图。
【具体实施方式】
[0048] 实施例提供了可应用到诸如AC到DC转换器或DC到AC逆变器的电力转换器的通 信方法。仅仅作为例子,图9示出了在每个相脚的高侧和低侧当中的每一侧中堆叠有两个 IGBT的多相脚逆变器。单或多相脚逆变器可以作为图10(a)的电力开关装置4提供,在设 备侧包括具有耦合成由门驱动器2控制的IGBT的一个或多个相脚。设备驱动器每个都耦 合成由控制侧上的门驱动器控制器1控制。
[0049] 图10(a)的电力开关设备5a、5b被示为IGBT,但是可以附加地或者另选地包括一 个或多个FET(例如,M0SFET或JFET)、LIFET、SCR等等。每个这种设备5a、5b被示为具有 并联的可选续流二极管,用于保护开关设备不受逆向电压和电流影响。
[0050] 每个设备驱动器和其对应的驱动器控制器之间的耦合优选地提供电压隔离,例如 通过变压器-或光-耦合。因此,图10 (a)的每个优选地双向链路3可以包括光纤(例如, 用于在两个方向中通信的光纤,
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