[发明专利]一种油浸式级联SVG的通信系统及方法

权利要求书

1.一种油浸式级联SVG的通信系统，包括SVG控制器（1）、光电隔离单元（3）、电光隔离单元（4）、功率单元控制板（2）以及油箱（7），功率单元控制板的数量与功率单元的数量一致，一个功率单元控制板控制一个功率单元的运行，为功率单元内的逆变电路提供驱动信号；功率单元、功率单元控制器均浸没在油箱内，SVG控制器位于油箱外；其特征在于：所述光电隔离单元、电光隔离单元均设置于油箱的体壁上，光电隔离单元的光纤接收口RX、差分信号输出口TX分别位于油箱外和油箱内，电光隔离单元的差分信号接收口RX、光纤发射口TX分别位于油箱内和油箱外；所述SVG控制器与光电隔离单元之间、电光隔离单元与SVG控制器之间均通过光纤（5）通信连接，光电隔离单元与功率单元控制板之间、处于同一环形通信回路且相邻的功率单元控制板之间、功率单元控制板与电光隔离单元之间均通过双绞线通信连接；光电隔离单元用于把油箱外的光纤信号转换为差分信号，并传给油箱内的功率单元控制板，电光隔离单元用于把油箱内的差分信号转换为光纤信号，并传给油箱外的SVG控制器。

2.根据权利要求1所述的油浸式级联SVG的通信系统，其特征在于：所述SVG控制器（1）、光电隔离单元（3）、电光隔离单元（4）和功率单元控制板（2），经光纤（5）和双绞线（6）连接成多个环形通信回路，多个环形通信回路以分时复用方式进行通信。

3.根据权利要求1或2所述的油浸式级联SVG的通信系统，其特征在于：所述功率单元控制板（2）由差分信号接收电路（8）、接收光耦隔离电路（9）、CPLD/FPGA逻辑控制电路（10）、发射光耦隔离电路（13）和差分信号发射电路（14）组成，CPLD/FPGA逻辑控制电路包括解码模块、编码模块、数据通道开关S1（11）、数据通道开关S2（12）；差分信号接收电路的输入端用于接收串行编码差分信号，输出端与接收光耦隔离电路（9）的输入端相连接，接收光耦隔离电路的输出端经数据通道开关S1与发射光耦隔离电路（13）的输入端相连接；差分信号发射电路（14）的输入端与发射光耦隔离电路（13）的输出相连接，输出端用于发出串行编码差分信号；所述编码模块经数据通道开关S2与发射光耦隔离电路的输入端相连接，接收光耦隔离电路的输出与解码模块相连接。

4.一种基于权利要求3所述的油浸式级联SVG的通信系统的通信方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).发送指令报文，SVG控制器周期性地主动发送包含单元地址、报文类型标识、校验数据以及n个单元的驱动指令在内的指令报文，单元地址用于指定哪个功率单元控制板回传单元数据报文，SVG控制器的指令报文发送后单元地址加1，单元地址在1到n之间循环，n为一个环形通信回路所包含的功率单元控制板的数目；

b).信号转换和接收，SVG控制器发送的指令报文通过光纤传输给光电隔离单元，光电隔离单元将光纤信号转换为差分信号，差分信号通过双绞线传输给环形通信回路里的第一个功率单元控制板，由于环形通信回路里的各功率单元控制板均处于数据接收和转发状态，环形通信回路里的各功率单元控制板都可以接受到SVG控制器发送的指令报文；由于数据通道开关S1和差分信号发射电路延时非常小，可视为环形通信回路里的各功率单元控制板同时接收到指令报文；

c).指令报文解码，功率单元控制板接收到一帧指令报文后，CPLD/FPGA逻辑控制电路对接收到的指令报文数据进行处理，解码出单元地址、报文类型标识、n个单元的驱动指令，当接收的报文类型为指令报文时，CPLD/FPGA逻辑控制电路根据本功率单元控制板的实际单元地址确定使用哪个单元的驱动指令，利用获取的驱动指令驱使对应的功率单元运行；

d).回传数据报文，当功率单元控制板的实际单元地址等于接收的单元地址，且接收的报文类型为指令报文时，CPLD/FPGA逻辑控制电路立刻从数据接收转发状态转换到数据发送状态，并对获取的功率单元数据进行编码，形成包括母线电压值、单元状态数据、单元地址、报文类型标识和校验数据的数据报文，数据报文时长9μs，并将数据报文发送至SVG控制器；当数据报文发送完成后，CPLD/FPGA逻辑控制电路自动回到数据接收转发状态；

e). SVG控制器每20μs发送一次指令报文，指令报文时长9us，后面留出11us时间用于环形通信回路里某一个功率单元控制板回传功率单元的数据报文；

f). SVG控制器发送的指令报文，以及功率单元控制板回传功率单元的数据报文，都会转发到电光隔离单元，电光隔离单元把差分信号转换成光纤信号后，通过光纤传输给SVG控制器；

g).上述步骤a）至f）为一个环形通信回路的传送、通信原理，其它环形通信回路与此相同。