同步信息的传输装置和方法及具有该装置的电力电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力电子设备的领域，特别是涉及一种同步信息的传输装置和方法及具有该装置的电力电子设备。
【背景技术】
[0002]在电力系统的控制中，通常借由提供一个相同的工频同步时钟信息(下文简称工频时钟信息)与(或)一个PWM载波同步时钟信息(下文简称PWM载波时钟信息)至多个并联的电力电子设备，使得该些并联的电力电子设备能够协调一致地工作，达到提高各个电力电子设备输出电力质量的目的。此外，现有的电力系统通常采用主动检测法同时对各个电力电子设备进行电网孤岛检测，为保证多个电力电子设备协调一致地注入扰动，必须给它们提供同步的扰动信息。
[0003]然而，对于一个设置范围广泛的电力系统而言，各个电力电子设备彼此之间的距离较远(最远长达几百米)，且相互之间存在着强烈的电磁干扰，这对多个电力电子设备间同步信息的可靠传输造成很大困难。因此，如何在恶劣的电磁环境及需远距离传输的情况下，有效地传输同步信息成为急需解决的一个问题。
[0004]现有的大功率电力电子设备间传输同步信息的方法为:信息发送端通过CAN总线(Controller Area Network Bus)或者RS-485总线定时发送数据巾贞(data frame)至多个并联的接收端处理器。所谓的数据帧指的是数据链路层的协议数据单元，包含了帧头、数据部分与帧尾。其中，帧头与帧尾包含了必要的控制信息，例如帧启始信息、地址信息以及差错控制信息；数据部分则包含需要传送的数据，如:同步信息数据。
[0005]接收端处理器接收数据帧以后，便对该数据帧进行解码、校验以及时延补偿(timedelay compensat1n)，进而提取出同步信息。当CAN总线或者RS-485总线因电磁干扰而导致数据传输错误时，处理器能够通过软件的校验而发现错误码，进而校正错误码对于同步信息的影响，借此方式实现同步信息可靠传输。
[0006]即便借由CAN总线或者RS-485总线传送数据帧的方式能够实现同步时钟信息的可靠传输，但是这种方法具有以下的缺点:
(I)上述方法可用于传输低频的工频时钟信息(50/60 Hz)，但难以传输高频的PWM载波时钟信息。原因在于上述方法所使用的波特率(Baud rate)通常是所传输时钟信息频率的几十倍，因此若以上述的方法传输高频的PWM载波时钟信息(几KHf几百KHz)，则所需的波特率(Baud rate)非常高，例如PWM载波频率为10KHz时，传输数据帧所需波特率大约在5Mbps以上。而CAN总线或者RS-485总线无法胜任这样的信息传输任务，特别是在恶劣电磁环境下长距离传输。
[0007](2)上述方法信息传输的时间精准度太低。接收端处理器除了接收同步时钟信息之外，还有许多其它程序需要运行，如:高优先级的中断程序；而这些程序的运行可能会对数据帧的译码、校验等的运算时间造成影响，进而降低了同步时钟信息的时间精准度。
[0008](3)上述方法时延补偿调试复杂。由上述第(2)点的说明，可以得知其它程序的运行会造成同步信息的时间延迟(几微秒?几百微秒)，因此处理器必须对同步信息进行时延补偿。然而，软件运行的时间是随着程序代码的改变而变化的，其并非固定不变的常数，这提升了处理器对同步信息进行时延补偿的困难度与复杂度。
[0009](4)上述方法高度占用处理器的运算能力。由上述第(2)点与第(3)点的说明可知，上述方法主要是通过软件进行数据帧的解码、校验以及时延补偿，进而提取出同步时钟信息；然而，随着同步时钟信息其频率的提升，所使用的软件的运行时间会更加不固定并更富变化性，而必须使用具有高运算能力的处理器来运行软件，导致了处理器成本的增加。
【发明内容】
[0010]为了克服现有技术中的缺陷，本发明的主要目的在于提供一种同步信息的传输装置及其方法，其中，本发明所提出的同步信息的传输装置与方法不但在架构设置上以及时延补偿调试上显示了简单化的重要特征，同时更具备了无需软件参与、不占用处理器运算能力、完全硬件传输和处理、时间精度高，时延很小、无需时延补偿等技术优点；更重要的是，本发明所提出的同步信息的传输装置可在恶劣的电磁环境下，确保同步信息远距离传输的可靠性。
[0011]为了达成本发明的目的，本发明首先提出一种同步信息的传输装置，其包括: 至少一串行差分信号发送器，用以接收一等周期脉冲信号，并将该等周期脉冲信号以一差分信号对的形式输出；
至少一串行差分信号接收器，耦接于该串行差分信号发送器以接收所述差分信号对，并将该差分信号对转换为一单端信号；
至少一控制器，分别耦接于该至少一串行差分信号接收器以接收所述单端信号；
其中，于接收该单端信号之后，所述控制器即对单端信号进行一滤波处理和/或一重构处理，以提取出一同步信息，并根据所述同步信息输出一控制信号控制下一级功率变换器的功率输出。
[0012]根据本发明的同步信息传输装置的一具体实施例，所述至少一串行差分信号发送器是耦接于一同步信息发送单元，以接收所述等周期脉冲信号。
[0013]根据本发明的同步信息传输装置的一具体实施例，所述同步信息发送单元经由一个光耦合器或一个电平转换电路将该等周期脉冲信号发送给所述至少一串行差分信号发送器。
[0014]根据本发明的同步信息传输装置的一具体实施例，所述同步信息发送单元可以为处理器、或可编程逻辑器件、或处理器与可编程逻辑器件的组合。
[0015]根据本发明的同步信息的传输装置的一具体实施例，所述至少一串行差分信号发送器与所述至少一串行差分信号接收器是通过一差分串行总线而相互耦接，并且该差分串行总线至少包含一对差分信号线与一地线。
[0016]根据本发明的同步信息的传输装置的一具体实施例，所述等周期脉冲信号可以是工频同步时钟信号或PWM载波同步时钟信号。
[0017]根据本发明的同步信息的传输装置的一具体实施例，所述同步信息的传输装置包括两个串行差分信号发送器，其中的一个串行差分信号发送器接收所述工频同步时钟信号，另一个串行差分信号发送器接收所述PWM载波同步时钟信号。
[0018]根据本发明的同步信息的传输装置的一具体实施例，藉由所述等周期脉冲信号每一周期的占空比变化，使得所述等周期脉冲信号对应地传输一扰动信息。
[0019]根据本发明的同步信息的传输装置的一具体实施例，所述的控制器包含有:一可编程逻辑器件，用以接收该单端信号，并根据该单端信号当前脉冲的脉冲前沿到达时间以及该单端信号的周期信息，计算出该单端信号下一个脉冲的到达时间区间，进而进行所述滤波处理和/或所述重构处理，以提取出该同步信息；以及一处理器，耦接于该可编程逻辑器件以接收该同步信息，并进一步地根据该同步信息输出该控制信号以控制下一级功率变换器的功率输出。
[0020]根据本发明的同步信息的传输装置的一具体实施例，所述可编程逻辑器件通过量测所述等周期脉冲信号的每一周期的占空比来提取所述扰动信息。
[0021]根据本发明的同步信息的传输装置的一具体实施例，所述单端信号的周期信息对应于该单端信号的前一个周期的测量值或者前若干个周期测量值的加权平均值。
[0022]根据本发明的同步信息的传输装置的一具体实施例，所述串行差分信号接收器经由一个光耦合器或一个电平转换电路将该单端信号发送给所述控制器。
[0023]为了达成本发明的目的，同时提出一种同步信息的传输方法，包括以下步骤:
至少一串行差分信号发送器接收一等周期脉冲信号，并将该等周期脉冲信号以一差分信号对的形式输出；
至少一串行差分信号接收器接收所述差分信号对，并将该差分信号对转换为一单端信号；以及
至少一控制器接收所述单端信号，并对该单端信号进行一滤波处理和/或一重构处理，以提取出一同步信息，并根据该同步信息输出一控制信号以控制下一级功率变换器的功率输出。
[0024]根据本发明的同步信息的传输方法的一具体实施例，所述等周期脉冲信号是工频同步时钟信号或PWM载波同步时钟信号。
[0025]根据本发明的同步信息的传输方法的一具体实施例，所述两个串行差分信号发送器中的一个串行差分信号发送器接收所述工频同步时钟信号，另一个串行差分信号发送器接收所述PWM载波同步时钟信号。
[0026]根据本发明的同步信息的传输方法的一具体实施例，藉由所述等周期脉冲信号每一周期的占空比变化，使得所述等周期脉冲信号对应地传输一扰动信息。
[0027]根据本发明的同步信息的传输方法的一具体实施例，所述的控制器包含有:一可编程逻辑器件，用以接收该单端信号，并根据该单端信号当前脉冲的脉冲前沿到达时间以及该单端信号的周期信息，计算出该单端信号下一个脉冲的到达时间区间，进而进行所述滤波处理和/或所述重构处理，并提取出该同步信息；以及一处