[发明专利]一种基于数字编码的PWM调制方法

说明书

本发明公开了一种基于数字编码的PWM调制方法，通过设定码元周期T_code，根据所需平均开关频率f_avs计算一个码元周期内S1与S2互相切换的次数N_c，从N个S1和N个S2组成的序列中选取与N_c的值相对应的K个序列作为编码符号表示0～K‑1范围内的数字信息，实现基于数字编码的PWM调制。本发明方法可以对电力电子变换器进行数据调制，相较于传统的FSK、PSK、DPSK等调制方式，可以在电力电子变换器中实现更高的通信速率。

技术领域

本发明属于电力电子变换器功率信息复合传输技术领域，具体涉及一种基于数字编码的PWM调制方法。

背景技术

随着现代智能化电力系统的发展，系统中各电力设备间的数据通信变得愈发重要。目前，已有相关研究显示，该通信功能可以利用电力电子变换器本身来实现，利用电力电子电路，通过DPSK、FSK或FH-DPSK数字调制方法可以将数字信号调制在开关器件的驱动信号上，使得电力电子电路的输入/输出端电压纹波成为数字信息载体，实现变换器的功率信息复合传输。该技术方案可以简化电气连接，能够同时传输功率与信息，且不需要额外的信号调制电路，但数据通信的速率受到电路的工作频率限制。

申请号为201210055396.0的中国专利提出了一种使用变换器电源输入输出侧的开关纹波进行能量与信息同步传输的设计方案，针对多个输入并联的Boost电路，利用开关纹波传输信息实现载波通信。文献(吴建德，杜进，王睿驰，李楚杉，何湘宁.基于开关纹波调制的电源线通信技术[J].电工技术学报,2014,04:166-172)以及文献(Wu J,Du J,Lin Z,et al.Power Conversion and Signal Transmission Integration Method Based onDual Modulation of DC–DC Converters[J].IEEE Transactions on IndustrialElectronics,2015,62(2):1291-1300)针对开关纹波通信方式，提出了一种对功率载波进行FSK调制实现纹波通信的方法；文献(Xiangning He,Ruichi Wang,Jiande Wu,WuhuaLi.Nature of power electronics and integration of power conversion withcommunication for talkative power[J].Nature Communications,2020)提出了一种跳频差分相移键控(Frequency-Hopping Differential-Phase-Shift-Keying，FH-DPSK)调制机制，用于PWM载波的多进制DPSK调制。

上述专利和文献中各种数字调制方式的通信速率受限于变换器电路工作频率，通信速率不够高。故若为电力电子变换器设计一种基于数字编码的PWM调制方法，进一步提升通信速率，可以极大的拓宽能量信息复合传输技术的适用范围。

发明内容

鉴于上述，本发明提出了一种基于数字编码的PWM调制方法，可以实现较高通信速率。

一种基于数字编码的PWM调制方法，具体为：

设定码元周期T_code，在一个T_code内，每个开通状态(S1)的持续时间为T_on，每个关断状态(S2)的持续时间为T_off，且T_code满足T_code＝NT_on+NT_off，其中N为正整数。

根据所需平均开关频率f_avs计算一个码元周期内S1与S2互相切换的次数N_c，其表达式为N_c＝2f_avs T_code，f_avs与T_code的值需保证N_c为正偶数。