CN105515611A - 一种apf通信*** - Google Patents

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花跃学
葛文海
仇志凌
芮国强
卢燕
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    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/02—Details
    • H04B3/04—Control of transmission; Equalising
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Abstract

本发明公开了一种APF通信***，包括一个主模块和n个从模块，主模块的输出端分n路，分别连接各个从模块，所述主模块的输出端与该输出端对应的从模块之间还设有隔离LVDS电路，隔离LVDS电路包括隔离电路和信号转换电路，主模块输出的信号经隔离电路隔离后，形成单端信号，通过转换电路将单端信号转换成LVDS信号后通过网线传输给从模块；从模块输出的LVDS信号通过转换电路转换成单端信号后，经过隔离电路隔离后，通过网线传输给主模块。本发明结构简单、性能可靠、低成本、传输延时小。

Description

一种APF通信***
技术领域
有源电力滤波器（APF）作为一种改善电能质量的电力电子装置，近几年来成为了国内外供配电***谐波抑制技术研究的热点。
模块化并联技术可以方便扩展变流器的容量，具有设计简单、安装灵活、N+1冗余属性、高可靠性等特点，得到了广泛的应用。
但是在各个从模块和主模块之间的通信方式上目前大多是基于光纤的连接方式，光纤数量较多，成本很高，传输延时较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可靠的、低成本的、传输延时小的通信***。
本发明的技术方案是：一种APF通信***，包括一个主模块和n个从模块，主模块的输出端分n路，分别连接各个从模块，所述主模块的输出端与该输出端对应的从模块之间还设有隔离LVDS电路，隔离LVDS电路包括隔离电路和信号转换电路，主模块输出的信号经隔离电路隔离后，形成单端信号，通过转换电路将单端信号转换成LVDS信号后通过网线传输给从模块；从模块输出的LVDS信号通过转换电路转换成单端信号后，经过隔离电路隔离后，通过网线传输给主模块。
采用网线代替现有的光纤，不仅仅节约了成本，同时，由于光纤需要先把电信号转换成光信号，再将光信号转换为电信号，而网线则直接传递电信号，省略了信号转换的时间，使得传输延时小；采用隔离LVDS电路传输数据，很好的解决了主模块和各个从模块之间的数据交换问题，在保证信号质量的同时大大降低了硬件成本，将传输的延时时间控制在微秒级。
进一步，所述隔离电路包括电源转换电路D1和单端信号隔离电路D2；所述转换电路包括单端转LVDS差分信号电路U2、LVDS差分信号电路转单端电路U1和LVDS信号接收端接电阻电路；所述D2的输出端连接D1的输入端，D1的发送端连接U2的输入端，U2的输出端连接从模块的接收端，从模块的发送端连接LVDS信号接收端接电阻电路的输入端，LVDS信号接收端接电阻电路的输出端连接U1的输入端，U1的输出端连接D1的接收端。通过设置电源转换电路D1，将外设的电源与***的控制器电路在电气上实现隔离，将用电的分支电路与整个电气***隔离，使之成为一个在电气上被隔离的、独立的不接地安全***，以防止在裸露导体故障带电情况下发生间接触电危险。通过设置LVDS信号接收端接电阻电路，将LVDS电流信号转换成电压信号。
进一步，所述的LVDS信号接收端接电阻电路包括两个单元电路，所述单元电路包括两个阻值相同的电阻和一个电容，所述电阻相互串联后并联在U1和从模块之间，电容一端接地，另一端连接两个电阻中间。电容的设置可以起到滤除共模干扰的作用，使信号更加准确。
本发明的优点是：结构简单、性能可靠、低成本、传输延时小。
附图说明
图1是本发明总体硬件结构框图。
图2是本发明隔离LVDS电路框图。
图3是本发明隔离LVDS电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明包括一个主模块和n个从模块，主模块的输出端分n路，分别连接各个从模块，所述主模块的输出端与该输出端对应的从模块之间还设有隔离LVDS电路，隔离LVDS电路包括隔离电路和信号转换电路，主模块输出的信号经隔离电路隔离后，形成单端信号，通过转换电路将单端信号转换成LVDS信号后通过网线传输给从模块；从模块输出的LVDS信号通过转换电路转换成单端信号后，经过隔离电路隔离后，通过网线传输给主模块。
采用网线代替现有的光纤，不仅仅节约了成本，同时，由于光纤需要先把电信号转换成光信号，再将光信号转换为电信号，而网线则直接传递电信号，省略了信号转换的时间，使得传输延时小；采用隔离LVDS电路传输数据，很好的解决了主模块和各个从模块之间的数据交换问题，在保证信号质量的同时大大降低了硬件成本，将传输的延时时间控制在微秒级。
如图2所示，所述隔离电路包括电源转换电路D1和单端信号隔离电路D2；所述转换电路包括单端转LVDS差分信号电路U2、LVDS差分信号电路转单端电路U1和LVDS信号接收端接电阻电路；所述D2的输出端连接D1的输入端，D1的发送端连接U2的输入端，U2的输出端连接从模块的接收端，从模块的发送端连接LVDS信号接收端接电阻电路的输入端，LVDS信号接收端接电阻电路的输出端连接U1的输入端，U1的输出端连接D1的接收端。
如图3所示，为隔离LVDS电路的硬件原理图，主要包括隔离电源转换、单端信号隔离、单端转LVDS差分信号、LVDS差分信号转单端信号、LVDS信号接收端接电阻电路。
其中隔离电源转换D2，是为图中（D1副边、U1、U2）提供电源，同时与控制器电路在电气上实现隔离。芯片D2的左边为控制器3.3V及其数字地DGND，芯片D2的右边为隔离后的3.3V_ISO及其隔离地DGND_ISO。
其中单端信号隔离芯片D1，是控制器信号的隔离，芯片D1左边为控制器的信号（包括发送和接收信号），右边为隔离后的信号。发送信号TX1、TX2经过隔离后变成TX1_ISO、TX2_ISO信号，接入单端转LVDS差分电路U2。
单端转LVDS差分电路U2将隔离后的TX1_ISO信号转换的差分信号TX1_ISO_LVDSN和TX1_ISO_LVDSP；将TX2_ISO信号转换的差分信号TX2_ISO_LVDSN和TX2_ISO_LVDSP。
其中J1A为非隔离的RJ45连接器。用于将主模块信号通过网线发送到从模块，同时将从模块向主模块发送的信号接收到主模块中。
LVDS信号接收端接电阻电路（R1、R2、C1），（R3、R4、C2）分别将2组LVDS电流信号转换成电压信号，其中电容可以起到滤除共模干扰的作用。LVDS差分转单端芯片U1将接收的2路差分信号再转换成2个单端信号RX1_ISO、RX2_ISO。RX1_ISO、RX2_ISO再接入到信号隔离芯片D1上，经过D1隔离后变成RX1、RX2接入到控制器中。

Claims (3)

1.一种APF通信***，其特征是：包括一个主模块和n个从模块，主模块的输出端分n路，分别连接各个从模块，所述主模块的输出端与该输出端对应的从模块之间还设有隔离LVDS电路，隔离LVDS电路包括隔离电路和信号转换电路，主模块输出的信号经隔离电路隔离后，形成单端信号，通过转换电路将单端信号转换成LVDS信号后通过网线传输给从模块；从模块输出的LVDS信号通过转换电路转换成单端信号后，经过隔离电路隔离后，通过网线传输给主模块。
2.根据权利要求1所述的一种APF通信***，其特征是：所述隔离电路包括电源转换电路D1和单端信号隔离电路D2；所述转换电路包括单端转LVDS差分信号电路U2、LVDS差分信号电路转单端电路U1和LVDS信号接收端接电阻电路；所述D2的输出端连接D1的输入端，D1的发送端连接U2的输入端，U2的输出端连接从模块的接收端，从模块的发送端连接LVDS信号接收端接电阻电路的输入端，LVDS信号接收端接电阻电路的输出端连接U1的输入端，U1的输出端连接D1的接收端。
3.根据权利要求2所述的一种APF通信***，其特征是：所述的LVDS信号接收端接电阻电路包括两个单元电路，所述单元电路包括两个阻值相同的电阻和一个电容，所述电阻相互串联后并联在U1和从模块之间，电容一端接地，另一端连接两个电阻中间。
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