一种功率变换器和通信方法与流程

本技术涉及通信，尤其涉及一种功率变换器和通信方法。

背景技术：

1、电力线通信(power line communication，plc)是一种以电力输电线路作为载波信号传输媒介的电力通信系统。由于电力线路已经成为现代社会输电、用电的必备基础设施，所以基于已有的电力线路进行载波通信不必额外增加通信布线成本，同时也具备覆盖范围广、经济可靠等多种优势。新能源光伏设备使用plc通信已经取得成功，正在逐渐代替传统的rs485等通信方式。

2、然而进行plc通信时电力线作为传输信道受到的噪声干扰比较严重，为了提高plc设备的通信可靠性，往往需要在plc设备侧再额外增加一套专用通信系统和对应的通信芯片，而这增加了plc设备的制造成本。

技术实现思路

1、本技术提供一种功率变换器和通信方法，本技术能够利用一个通信芯片实现功率变换器通信方式的拓展，从而提高灵活性，降低生产成本。

2、第一方面，本技术提供了一种功率变换器，本技术提供的功率变换器包括功率变换电路和射频电路，功率变换电路的第一端用于功率连接直流电源，功率变换电路的第二端用于功率连接交流电网和/或负载。射频电路包括通信芯片和第一功分器，其中，通信芯片与第一功分器通信连接，通信芯片用于向第一功分器输出功率变换电路的参数信号，或者，解析第一功分器输入的功率变换电路的控制信号，其中，功率变换电路的参数信号包括直流电源的工作信息，功率变换电路的控制信号用于控制功率变换电路的第二端的输出功率。第一功分器用于将从通信芯片输入的功率变换电路的参数信号分别输出至天线和电力线，或者，第一功分器用于将从天线和/或电力线输入的功率变换电路的控制信号输出至通信芯片。其中，天线传输的信号的频率与电力线传输的信号的频率不同。

3、本技术实施例提供的方案，通过将功率变换器中，射频电路的通信芯片通信连接至功分器，可以在通信芯片生成信号后将该信号分别输出至天线和电力线，从而使得功率变换电路的参数信号能够同时通过天线和电力线进行发送。

4、在另一种可能的实现方式中，射频电路中的功分器可以通过天线以及电力线接收信号，也就是功率变换电路的控制信号，其中一路信号经过混频器的变频处理，从天线和/或电力线接收的信号可以通过功分器发送至通信芯片，从而解析该功率变换电路的控制信号，实现对该功率变换器的控制，进而能够利用一个通信芯片实现功率变换器通信方式的拓展，从而提高灵活性，降低生产成本。

5、应理解，直流电源的工作信息包括直流电源的电压、电流以及功率、工作时间等信息中的至少一种信息。功率变换电路的控制信号可以是光伏系统中各个光伏组件的目标功率参数，比如各个光伏组件的输出功率为目标有功功率100kw。

6、可选地，功率变换电路的控制信号可以基于直流电源的工作信息生成。示例性的，光伏控制器可以根据光伏组串的工作信息，也就是电压/电流的大小，确定该光伏组串是否发生故障。比如说，在正常情况下光伏组串的输出电压为30v，若光伏组串的输出电压为10v，则表明该光伏组串发生故障，光伏控制器可以生成关断信号控制该光伏逆变器停止工作，该关断信号对应功率变换电路的控制信号。

7、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，射频电路包括第一混频器，第一混频器用于将从第一功分器输入的信号进行变频，并将变频后的信号输出至天线或电力线。或，第一混频器用于将从天线或电力线输入的信号进行变频，并将变频后的信号输出至第一功分器。

8、本技术实施例提供的方案，可以通过混频器对从功分器输入的一路信号进行变频，从而能够改变通信芯片输出信号的频率，进而使得变频后的信号能够通过对应频率的传输方式进行传输，或者通过混频器对天线或电力线中的一路信号进行变频，从而能够改变该路信号的频率，使得变频后的信号能够通过对应频率的通信芯片进行解析，进而能够利用一个通信芯片实现对不同通信方式的信号的发送或解析。

9、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一功分器包括第一端口、第二端口和第三端口。第一功分器用于将从第一端口输入的信号分别从第二端口和第三端口输出，或者，第一功分器用于将从第二端口和/或第三端口输入的信号从第一端口输出。第一混频器包括第四端口和第五端口，第一混频器用于对从第四端口和第五端口中的一个端口输入的信号进行变频，并将变频后的信号从另一个端口输出。其中，第一端口与通信芯片通信连接，第二端口与第四端口通信连接，第五端口用于与天线通信连接，第三端口用于与电力线通信连接。或者，第三端口与第四端口通信连接，第五端口用于与电力线通信连接，第二端口用于与天线通信连接。

10、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，通信芯片用于向第一功分器输出功率变换电路的参数信号，第一功分器用于将从第一端口输入的信号分别从第二端口和第三端口输出。第一混频器用于对从第四端口输入的信号进行变频，并将变频后的信号从第五端口输出。其中，天线包括第一天线。第二端口与第四端口通信连接，第五端口用于与第一天线通信连接，第三端口用于与电力线通信连接，或者，第三端口与第四端口通信连接，第五端口用于与电力线通信连接，第二端口用于与第一天线通信连接。射频电路用于，通过第一天线和电力线发送功率变换电路的参数信号。

11、本技术实施例提供的方案，可以将功率变换器中通信芯片输出的功率变换电路的参数信号，通过功分器将该信号输出至与该功分器通信连接的天线和电力线，并且通过混频器对功分器中一路输出信号的变频，可以使得第一天线和电力线发送功率变换电路的参数信号，进而能够利用一个通信芯片实现功率变换器以不同通信方式实现信号的发送。

12、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，射频电路包括第二功分器和第二混频器，天线包括第二天线。第二功分器包括第一输出端口、第一输入端口和第二输入端口，第二功分器用于将从第一输入端口，和/或，第二输入端口输入的信号从第一输出端口输出。第二混频器包括混频输出端口和混频输入端口，第二混频器用于对从混频输入端口输入的信号进行变频，并将变频后的信号从混频输出端口输出。其中，第一输出端口与通信芯片通信连接，第一输入端口与混频输出端口通信连接，混频输入端口用于与第二天线通信连接，第二输入端口用于与电力线通信连接，或者，第二输入端口与混频输出端口通信连接，混频输入端口用于与电力线通信连接，第一输入端口用于与第二天线通信连接。射频电路还用于，通过第二天线，和/或，电力线接收功率变换电路的控制信号。通信芯片还用于，解析功率变换电路的控制信号。

13、本技术实施例提供的方案，通过增加第二功分器和第二混频器，可以通过天线以及电力线接收功率变换电路的控制信号，其中一路信号经过混频器的变频处理，从天线和/或电力线接收的信号可以通过功分器发送至通信芯片，从而对该功率变换电路的控制信号进行解析，实现对该功率变换器的控制，进而能够利用一个通信芯片以不同通信方式实现信号的接收，从而提高灵活性，降低生产成本。

14、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，通信芯片为第一芯片或第二芯片，第一芯片和第二芯片使用的通讯协议不同。当第二端口与第四端口通信连接时，第一输入端口与混频输出端口通信连接，通信芯片为第一芯片，第一混频器用于对从第四端口输入的信号进行上变频，第二混频器用于对从混频输入端口输入的信号进行下变频。当第三端口与第四端口通信连接时，第二输入端口与混频输出端口通信连接，通信芯片为第二芯片，第一混频器用于对从第四端口输入的信号进行下变频，第二混频器用于对从混频输入端口输入的信号进行上变频。

15、本技术实施例提供的方案，通过对发射信号以及接收信号进行与通信芯片对应类型的变频，从而使通信芯片生成的信号能够通过不同通信方式对应的频率进行发送，以及使得通信芯片以不同通信方式接收的不同频率的信号能够处理。

16、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，通信芯片包括发射端口和接收端口，其中，发射端口与第一端口通信连接，接收端口与第一输出端口通信连接。

17、本技术实施例提供的方案，通过将发射端口连接至第一功分器，并将接收端口连接至第二功分器，从而可以实现发送信号和接收信号的隔离。

18、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，通信芯片包括收发端口，射频电路还包括第一双工器，第一双工器包括第六端口、第七端口和第八端口，第一双工器用于将从第六端口输入的信号从第九端口输出，以及从第八端口输入的信号从第六端口输出。其中，第六端口与收发端口通信连接，第七端口与第一端口通信连接，第三端口与第一输出端口通信连接。

19、本技术实施例提供的方案，通过设置第一双工器连接通信芯片，能够减少通信芯片的连接端口，实现发射信号和接收信号的隔离。

20、可选的，第一双工器为环形器。

21、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一天线和第二天线的谐振频段至少部分重叠。

22、本技术实施例提供的方案，通过使第一天线和第二天线的谐振频段至少部分重叠，能够在通信系统中实现通信频段的统一，进而便于不同设备间信号的发送和接收。

23、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，射频电路还包括第二双工器，第二双工器包括第九端口、第十端口和负载端口，第九端口与第二端口通信连接，第十端口与第一输入端口通信连接，负载端口用于与第一天线通信连接，其中，第二端口用于通过第二双工器与第一天线通信连接，第一输入端口用于通过第二双工器与第二天线通信连接，第二天线与第一天线为同一天线。

24、本技术实施例提供的方案，将第一功分器和第二功分器通过第二双工器连接至同一天线，能够减少天线的数量，从而降低成本。

25、可选的，第二双工器为环形器。

26、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一芯片使用电力线通信plc协议，第二芯片使用无线通信协议。

27、第二方面，本技术提供了一种通信方法。本技术提供的通信方法应用于功率变换器，功率变换器包括功率变换电路和射频电路。该射频电路包括通信芯片、第一功分器、第一混频器和第一天线，其中，通信芯片为第一芯片或第二芯片，第一芯片和第二芯片使用的通讯协议不同，第一功分器用于与第一天线和电力线通信连接。本技术提供的通信方法包括，通信芯片向第一功分器发送第一信号，第一信号包括功率变换电路的参数信息。第一功分器根据第一信号向第一天线输出第二信号，以及向电力线输出第三信号。当通信芯片为第一芯片时，本技术提供的通信方法还包括，第一混频器对第二信号进行上变频处理，以获取第一天线信号，第一天线发送第一天线信号。当通信芯片为第二芯片时，本技术提供的通信方法还包括，第一混频器对第三信号进行下变频处理，以获取第一电力线信号，第一混频器向电力线输出第一电力线信号。

28、第三方面，本技术提供了一种通信方法。本技术提供的通信方法应用于功率变换器，功率变换器包括功率变换电路和射频电路。该射频电路包括通信芯片、第二功分器、第二混频器和第二天线，其中，通信芯片为第一芯片或第二芯片，第一芯片和第二芯片使用的通讯协议不同，第二功分器用于与第二天线和电力线通信连接。当通信芯片为第一芯片时，本技术提供的通信方法包括，射频电路通过第二天线接收第一天线信号，第一天线信号包括功率变换电路的第一控制信息。第二混频器对第一天线信号进行下变频处理，以获取第一信号。第二功分器根据第一信号向第一芯片输出第二信号。当通信芯片为第二芯片时，本技术提供的通信方法还包括，第二混频器通过电力线接收第一电力线信号，第一电力线信号包括功率变换电路的第二控制信息。第二混频器对第一电力线信号进行上变频处理，以获取第三信号，第二功分器根据第三信号向第二芯片输出第四信号。

29、结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，当通信芯片为第一芯片时，本技术提供的通信方法还包括，射频电路通过电力线接收第二电力线信号，第二电力线信号包括功率变换电路的第一控制信息。第二功分器根据第一信号和第二电力线信号向第一芯片输出第二信号。当通信芯片为第二芯片时，本技术提供的通信方法还包括，射频电路通过第二天线接收第二天线信号，第二天线信号包括功率变换电路的第二控制信息。第二功分器根据第三信号和第二天线信号向第二芯片输出第四信号。

30、第四方面，本技术提供了一种通信系统。本技术提供的通信系统包括上述第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式中的功率变换器和控制器，控制器与功率变换器通过电力线，和/或，天线通信连接，功率变换器用于向控制器发送功率变换电路的参数信号，或者，接收控制器发送的功率变换电路的控制信号。

31、第五方面，本技术提供了一种通信装置，包括处理器，该处理器与存储器耦合，该处理器用于执行计算机程序或指令，使得该通信装置执行第二方面所述的方法；或者，使得所述通信装置执行第三方面以及第三方面的可能实现方式中所述的方法。可选地，上述通信装置具体可以是前述的功率变换器。

32、一种可能的实现中，该装置还包括存储器。

33、可选的，处理器和存储器集成在一起，或者处理器和存储器分开设置。

34、在另一种可能的实现中，存储器位于该通信装置之外。

35、一种可能的实现中，该通信装置还包括通信接口，该通信接口用于该通信装置与其他设备进行通信，例如数据和/或信号的发送或接收。

36、示例性的，通信接口可以是收发器、电路、总线、单元、模块或其它类型的通信接口。

37、第六方面，本技术提供了一种通信装置，包括逻辑电路和输入输出接口，输入输出接口用于输出和/或输入信号，逻辑电路用于执行第二方面所述的方法；或者，使得所述通信装置执行第三方面以及第三方面的可能实现方式中所述的方法。可选地，上述通信装置具体可以是前述的功率变换器。

38、第七方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，包括计算机程序或指令，当所述计算机程序或所述指令在计算机上运行时，使得该计算机执行第二方面所述的方法；或者，使得该计算机执行第三方面以及第三方面的可能实现方式中所述的方法。

39、第八方面，本技术提供了一种计算机程序产品，包含指令，当所述指令在计算机上运行时，使得该计算机执行第二方面所述的方法；或者，使得该计算机执行第三方面以及第三方面的可能实现方式中所述的方法。

40、第九方面，本技术实施例还提供一种发射器或收发器，用于执行上述的第二方面的方法。

41、第十方面，本技术实施例还提供一种接收器或收发器，用于执行上述的第三方面及其可能的实现中的方法。