DL/T-645通信规约及其独立双接口实现

介绍了在电力系统计量类设备中应用广泛的DL/T-645通信规约。提出了应用PWM原理实现红外通信调制的方法,给出了相互独立的基于UART的光电隔离RS-485和软件模拟的调制红外通信双接口电路,指出硬件设计的关键问题,说明软件设计要点并给出帧接收流程图,提供实用的设计参考。     

基于TMS320F2812的载波移相PWM发生器的设计

适用于单元级联型多电平电路的载波移相PWM调制方法,其实现的关键在于如何实时产生多路移相PWM控制信号。研制了基于TMS320F2812的PWM脉冲发生器,通过事件管理器硬件实现与CPU软件实现相结合,在DSP的各个GPIO复用管脚输出多路移相PWM波形。基于该脉冲发生器,完成了单相级联七电平逆变器的载波移相实验。实验结果表明,该脉冲发生器简化了多电平硬件电路的设计,算法程序简洁,实时性强,易于扩展。     

DC-DC变换器基于FH-DPSK调制的纹波通信方法

DC-DC变换器具有发送数字信息的潜力。功率与信息复合调制技术将功率调制与信息调制相结合,通过对传统PWM载波进行数字调制,从而使变换器以开关纹波作为信号载波实现数字通信。该文通过研究功率与信息复合调制的理论和实现方法,证明了方波载波与正弦载波在调制与解调方法上的一致性;通过详细分析跳频–差分相移键控(frequency hopping-differential phase shift keying,FH-DPSK)调制的基本原理,提出一种FH-DPSK的具体实现方案。该方案结合频移键控(frequency shift keying,FSK)调制和差分相移键控(differential phase shift keying,DPSK)调制的优点,不仅能够极大程度抑制通信过程引起的输出电压扰动,还能够解决因相位切换产生的码间干扰问题。通过搭建实验电路,在100kHz/83.3kHz开关频率的Buck电路上以四进制调制实现了6.6kbps的数字通信,验证了该方案的正确性。     

基于控制环叠加正交频分复用信号实现直流微网载波通信的变换器设计方法研究

电力电子设备在功率变换过程中,同时具备发送信息的能力。功率/数据双载波调制技术通过在功率控制环输出的基准上叠加信号载波,同时实现功率变换与信息发送功能。该方法采用独立的通信载波,不需要额外的通信控制器和耦合电路,具有信号强度可调、传输距离远和实施成本低等优点。为提高通信速率,采用正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术进行信号调制。首先介绍了基于OFDM的功率/数据双载波调制的基本原理;然后对直流微网系统进行建模,分析了信道的传递函数,讨论了数据接收方案、通信帧的设计方法和峰均功率比(peak-to-averagepowerratio,PAPR)抑制问题,并选用了一种适用于功率/数据双载波调制的低峰均功率比设计方法;最后搭建了1个2kW的直流微网平台,应用所提技术在2台变换器间实现了9.6kb/s速率的通信,验证了该技术的可行性。     

基于FPGA的级联型逆变器的脉冲发生器的实现

设计并实现了基于FPGA的PWM脉冲发生器,该脉冲发生器接收由DSP根据载波移相空间矢量PWM算法计算出的占空比数据,并和多路移相载波进行实时比较,从而产生多路PWM脉冲,该脉冲发生器可以独立于DSP运行.在脉冲发生器的设计中还嵌入了串口接收器模块,接收并解析功率单元的状态及故障信息,返回给DSP读取,大大减轻了DSP处理功率单元信息的任务.最后的实验结果表明基于FPGA的脉冲发生器的设计方案不仅简化了电路的设计,提高了系统的可靠性,而且解决了各个功率单元脉冲触发同步性的问题.     

基于后向散射和软件定义的无线传感器网络通信

针对需要低比特率和超低成本传感器的无线传感器网络(WSN),提出了一种基于后向散射无线电和软件定义的通信体系结构,它由实现射频载波生成、零差检测和复杂信息处理的中心Hub和具有载波调制功能的传感器构成。前者构建了一种软件定义的收发器来发送载波和接收来自于各个传感器的反射,并提取和处理它们发送的信息;后者每个传感器的发射机被简化为一个连接到天线上的晶体管,且每个传感器的设计都围绕着一个驱动低功率射频(RF)开关的低功率微控制器进行,实现传感器的信息被调制到其唯一的子载波上;从而建立起一个完整的后向散射无线电链路通信系统,实现每个传感器和中心Hub之间的通信;基于理论的仿真结果和原型机的实验结果表明,提出的WSN通信系统不仅能够实现较大范围的可靠通信和数据传输及处理,而且具有低复杂度和超低成本。     

基于FPGA的级联型逆变器的脉冲发生器的实现

设计并实现了基于FPGA的PWM脉冲发生器,该脉冲发生器接收由DSP根据载波移相空间矢量PWM算法计算出的占空比数据,并和多路移相载波进行实时比较,从而产生多路PWM脉冲,该脉冲发生器可以独立于DSP运行。在脉冲发生器的设计中还嵌入了串口接收器模块,接收并解析功率单元的状态及故障信息,返回给DSP读取,大大减轻了DSP处理功率单元信息的任务。最后的实验结果表明基于FPGA的脉冲发生器的设计方案不仅简化了电路的设计,提高了系统的可靠性,而且解决了各个功率单元脉冲触发同步性的问题。     

低压电力线多载波FSK信号发送电路的实现

文章针对低压电力线线路的恶劣信道条件,在传统的2FSK调制方式基础上提出多载波FSK的通信系统方案。该方案结合了分集接收技术,以达到有效改善传输可靠性的目的。本设计利用Matlab仿真出多载波FSK的发送波形,并在dsPIC芯片平台上搭建了信号发送电路,该电路采用数字方式产生多载波FSK信号波形,与传统的模拟方式采用振荡器产生信号的方法不同。经过对比,产生的发送信号波形与仿真结果一致,能够满足设计要求。     

脉冲调制式无线电能与信息同步传输系统设计

针对无线电能传输系统闭环控制需要建立通信链路的问题，提出了一种副边反射式脉冲调制方法。根据理论分析，设计了副边开关管调制信息，由原边减法放大器、波峰跟随器和数模转换器组成的智能跟随解调电路解调信息，配合具有纠错功能的二进制脉冲编码方案，实现无线电能与信息同步传输。详细论述了解调电路结构和脉冲编码实现方法，并使用集成于原边处理器内的解调电路方案制作200 W实验装置。通过系统测试，信息传输速率2 kbps时，误码率小于1.5%，电能损耗小于1%，受负载与传输距离的变化影响是可控的。该方法使用元件少，集成度高，满足系统闭环控制的需求。     

家用变频空调器两种通信电路

目前家用变频空调器室内机和室外机的通信一般采用双工串行通信方式，即在工作时由室内机或室外机的一方发送信号，另一方接收信号，按照家用变频空调器通信信号所搭载的波形，可分为直流载波和交流载波两种，下面分别介绍三线制直流载波型和三线制交流载波型两种交、直流通信电路原理。     

基于CPLD的PWM信号发生器设计

脉宽调制(pulse width modulation,PWM)控制技术在电力电子装置中应用非常广泛。用常见的方法实现PWM电路,往往存在电路设计较复杂,体积大,抗干扰能力差等缺点。针对这些不足,本文提出采用结构灵活的数字方法设计正负脉宽数控调制信号发生器,以Altera的可编程逻辑器件(CPLD)为核心控制器件,产生精密的周期、占空比均可调的PWM信号。该设计功能比较全面,覆盖了周期调节方式、占空比调节方式和预置数控制方式3种操作方式,通过调节频率和占空比这两个波形因素来输出确定的PWM波。     

基于dSPACE的三相PWM整流器建模与控制

为实现基于dSPACE平台对PWM整流器的实时仿真控制,在a,b,c坐标下根据定义的二值逻辑开关函数建立电压型PWM整流器的动态函数方程,并利用该方程在仿真平台Matlab/Simulink下建立相应的数学模型.采用dSPACE开发测试平台.设计基于DS1104控制器的硬件接口电路,对采用PM300DVA120模块.容量达100 kVA的PWM整流器系统进行了实时控制.实验结果表明,该模型可实现对PWM整流器电流的快速精确控制,系统响应时间仅为数毫秒,反映出dSPACE平台对PWM整流器系统控制的优异性能.     

基于电光晶体的激光PPM偏振调制设计

调制解调技术是大气激光通信系统中的关键技术。提出一种新的光与电脉冲组合调制方式,对已经进行过PPM（脉冲位置调制）调制的激光信号再用电光晶体进行偏振调制。设计了同一信道四种偏振态（0°、30°、60°和90°方向振动的偏振光束）的PPM偏振调制方案。搭建了硬件时序电路及偏振调制系统,四束偏振光通过同一大气信道,同时被衰减,信道的衰减可以相互抵消。硬件仿真结果表明：采用光与电脉冲组合调制方式可以减少甚至消除大气信道对大气激光通信的影响,而且由于光波的偏振复用可以成倍提高大气激光通信的通信容量。     

死区模式对双极性PWM调速系统的影响

在双极性PWM调制方式中,为了防止桥臂的直通需要在互补的上下桥臂驱动信号上设置死区。利用硬件电路设置死区的方式具有设置简单、可靠性高的优点,常被应用在集成驱动模块中,然而不同的死区模式会对逆变器输出电压产生不同的影响。本文针对一种硬件死区设置方式在特定占空比附近输出电压跃变而造成电机转速非线性的问题进行分析,并给出了改进硬件电路和软件补偿两种解决措施。仿真和实验结果表明这两种方法都能够很好的解决在特定占空比附近输出电压跃变的问题,使转速能够在占空比改变时平稳变化。     

PWM型动态无功补偿技术的研究

提出了一种新型的可连续调节的PWM型动态无功补偿技术,以较小的逆变容量实现了系统的动态无功补偿。该补偿装置主要包括PWM调压电路和电容器组两部分。PWM调压电路输出侧与补偿电感串联后直接并入电网,通过检测计算出电网电流中所含的基波无功电流分量,利用PWM脉宽调制技术控制PWM调压电路的开关占空比,使补偿器输出相应的无功电流,从而动态连续补偿电网无功。该装置不仅实现动态无功补偿,而且补偿的过程中动态响应速度快,向系统注入的谐波含量小。     

基于Cordic的单相电机矢量控制

采用CPLD实现了一个超大规模集成电路对电机的控制。单相电机的速度调节驱动控制采用全硬件方案实现。主要特点就是采用CPLD实现脉宽调制。一个芯片取代了复杂的常规电路解决方案。成本低廉、体积小而灵活性高,在改变算法时也不用改变硬件。介绍此方法的设计与应用,包括产生正旋量。电机控制的算法如Clark/Park变换,PWM脉冲等需要精确而高速的三角函数与线形计算,本文的方法仅占用很少的CPLD/FPGA面积,就可获得高速度与高精度。试验结果证明了方案的优良性能。     

基于现场可编程门阵列的多路PWM波形发生器

研制了基于现场可编程门阵列(FPGA)实现的多路PWM脉冲发生器。该脉冲发生器通过接口单元接收DSP写入的PWM脉冲宽度数据，然后产生PWM波形，其工作不受DSP影响。同时介绍了脉冲发生器的基本原理、硬件构成和实现方法。该PWM发生器既简化了电路的设计，提高了系统的可靠性，又可保证逆变器功率元件触发的同步。     

基于FPGA的级联逆变器直接PWM发生器

为实现中高压变频装置在风机、水泵等应用场合的调速控制,研制了基于现场可编程门阵列(FPGA)实现的多电平直接脉宽调制(PWM)脉冲发生器.该脉冲发生器通过总线与主控制器实现数据交换,接收参考电压采样数据,返回功率单元的状态信息,以模块化方式设计实现PWM脉冲输出.介绍了该脉冲发生器的基本原理、软硬件构成和实现,给出了试验的线电压波形和频谱分析结果.试验结果表明,脉冲发生器脉宽精度高,运行可靠,输出线电压的总谐波畸变率小于3%.