[实用新型]双光纤通讯装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压变频器技术，尤其涉及高压变频器主控和功率单元间的数据传输与交换，为一种双光纤通讯装置。

背景技术

由于变频调速技术在国民经济和日常生活具有重要地位，是节约能源的高新技术，也是国际技术更新换代较快的领域，是高科技领域的综合性技术。在我国也是替代进口、节约投资的最大领域之一。尽管我国虽有个别公司有能力生产部分型号的中高压变频器，既满足不了告诉发展市场需求，同时现有的产品在技术的升级、质量稳定和节能效益等方面还有一定的技术攻关空间，就本技术领域的世界水平而言，随着计算机技术、集成电路技术、自动控制技术和新材料、新工艺的应用，整个行业仍处在技术进步的高速发展阶段。国务院刚刚颁布的十一五科技规划纲要中明确规定，能源与节能技术是我们科技发展的发展中的攻关方向，是建设资源节约型、环境友好型的社会中重要的科技发展领域。促进节能技术的发展和实现产业化，既符合我国社会发展对高新技术发展的总体要求，事实上也成为一个巨大的产业市场，具有令人瞩目的良好前景。

在高压变频器技术发展过程中，主控板与功率单元间的通讯问题一直受到广泛的关注。传统的解决方法是基于变压器的电磁隔离和屏蔽电缆技术，其无故障接口只有非常有经验的工程师才能设计，另外，信号线与功率单元之间的最短距离，以及良好的接地要求不仅使系统变得庞大，也大大增加了系统成本。

发明内容

本实用新型要解决的问题是：高压变频器的主控与功率单元间的通讯问题，传统的解决方法设计复杂，对技术人员要求高，通讯系统体积大，成本高。

本实用新型的技术方案为：双光纤通讯装置，设置在高压变频器主控与功率单元间，包括两总线控制器芯片、两可编程逻辑控制器、两光电转换驱动器和两根光纤，两光纤传输方向相反，光纤两端依次连接光电转换驱动器、总线控制器芯片、可编程逻辑控制器。

本实用新型通过两根光纤实现主控与功率单元间数据传输与交换的双向分离，可以解决数据传输交换中容易发生的数据混乱问题，同时在尽量简单易控制的前提下，使用两根光纤，实现控制部分和高压部分完全可靠隔离，具有很好的抗电磁干扰性能；并保证了正反向信息流通的有效分离。本实用新型采用光纤收发器件实现主控单元和功率单元之间的信号的传输，不仅很好地解决了强弱电之间的隔离问题和信号的精确传送，而且大大缩小了系统体积，降低了系统成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型光电转换驱动器和光纤部分的电路图。

具体实施方式

如图1，实用新型包括两总线控制器芯片、两可编程逻辑控制器FPGA、两光电转换驱动器和两根光纤，两光纤传输方向相反，光纤两端依次连接光电转换驱动器、总线控制器芯片、可编程逻辑控制器。

要发送的数据送入可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器对数据信号进行驱动并实现数据缓冲、并串转换等所必需的信号处理，处理过的信号进入总线控制器，经过算法等高级处理过程后形成串行信号，串行电信号经电光转换器转换成串行光信号送入光纤进行传输。在接收端，经光电转换器将光信号转换成串行电信号送入总线控制器由总线控制器，再由总线控制器把一些需要可编程逻辑控制器解决的信号送入到可编程控制器中，可编程逻辑控制器对数据信号进行驱动并实现串并转换、数据缓冲等所必需的信号处理过程。

图2为为本实用新型光电转换驱动器和光纤部分的电路图，其中c1、c2端分别连接总线控制器，75451为信号放大器，T-2521为发送端光电转换驱动器，R-2521为接受端光电转换驱动器。

本实用新型光纤接口分发送和接收两种，主要是光纤信号和逻辑信号的转换；两根光纤一根发送，一根接收，通讯采用接收同步时钟信号，发送数据信号的方式。

本实用新型光纤接口通讯流程如下：

1)、刚上电开始高压变频器的主控板与光纤接口要有一个自检过程，主要检测光纤是否正常；2)、主控板发送信息主要包括PMW波形调制脉宽时间数据，一个调制周期内有四组时间数据；

3)、主控板发送信息主要为功率模块故障信息，包括模块的过热故障、IGBT模块的过流和短路故障、模块的瞬间击穿故障、直流电容过压和欠压故障，熔断器开路故障。

本实用新型光纤接口针对光纤故障或断线现象有可靠性设计。如果接收到为0的数据量，主控板会将该功率单元旁路。为及时发现这种问题，设计内容如表1所示。

表1可靠性设计