(19)中华人民共和国国家知识产权局
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010386792.6
(22)申请日 2020.05.09
(71)申请人 青岛鼎信通讯股份有限公司
地址 266000 山东省青岛市高新区华贯路
858号4B楼12层
申请人 沈阳科远国网电力工程勘察设计有
限公司
(72)发明人 范建华 徐鹏飞 李鸿儒 金绍华
李健勋 王庆园 刘玉林 张建
李伟 吴雪梅 卢峰 林志超
程艳艳 叶齐
(51)Int.Cl.
H02J 3/40(2006.01)
(54)发明名称
步方法
(57)摘要
本发明公开了一种应用于直挂式10kV充电
站的PWM载波同步方法，
属于电力电子变压器控制领域。该方法基于光纤通信线路实现，通过辅
控单元生成同步信号脉冲，并将其编码进行下发
同步信号进行解码，并进行PWM载波计数器的同
步更新，实现辅控单元、高压模组、低压模组的载
波全同步功能，降低了系统硬件复杂度及成本，
保证了系统可靠稳定运行。权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 111740450 A 2020.10.02
C N 111740450
A
1.一种应用于直挂式10kV充电站的PWM载波同步方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：辅控单元
在每个CHB载波移相PWM周期、DAB载波PWM周期分别生成同步脉冲信号，按照8B/10B编码规则编码生成10Bit同步K码字节，发送至高压模组；
步骤2：高压模组接收到辅控单元发送的10Bit同步K码字节后转换为同步脉冲信号；步骤3：高压模组对PWM载波计数寄存器进行更新，完成高压模组PWM载波同步；
步骤4：高压模组在进行步骤3的同时，将同步脉冲信号按照8B/10B编码规则编码生成10Bit同步K码字节，发送至低压模组；
步骤5：低压模组接收到高压模组发送10Bit同步K码字节后转换为同步脉冲信号；
步骤6：低压模组对PWM载波计数寄存器进行更新，完成低压模组PWM载波同步，从而实现系统的PWM全同步功能。
2.根据权利要求1所述的一种应用于直挂式10kV充电站的PWM载波同步方法，其特征在于，所述PWM载波同步方式为全同步，为辅控单元、高压模组和低压模组之间的三级同步。
3.根据权利要求1所述的一种应用于直挂式10kV充电站的PWM载波同步方法，其特征在于，所述辅控单元在CHB载波移相PWM周期结束时刻生成CHB级所需载波移相同步脉冲信号，在DAB载波PWM周期结束时刻生成DAB级所需载波同步脉冲信号，两种同步信号按照8B/10B 编码生成10Bit同步K码字节发送
至高压模组。
4.根据权利要求1所述的一种应用于直挂式10kV充电站的PWM载波同步方法，其特征在于，所述高压模组通过光纤接收到辅控单元发送的两种10Bit同步K码字节，解码转换为相应的同步脉冲信号，更新高压模组CHB级载波移相PWM计数寄存器和高压模组DAB前级载波PWM计数寄存器，同时高压模组将解码后的同步脉冲信号按照8B/10B编码生成10Bit同步K 码字节发送至低压模组。
5.根据权利要求1所述的一种应用于直挂式10kV充电站的PWM载波同步方法，其特征在于，所述低压模组通过光纤接收到高压模组发送的10Bit同步K码字节，解码转换为相应的同步脉冲信号，更新低压模组DAB后级载波PWM计数寄存器。
权 利 要 求 书1/1页CN 111740450 A
一种应用于直挂式10kV充电站的PWM载波同步方法
技术领域
[0001]本发明涉及10kV一体化充电系统技术领域，尤其涉及一种应用于直挂式10kV充电站的PWM载波同步方法。
背景技术
[0002]目前我国新能源汽车的保有量逐年增加，与之相对的充电基础设施配套却发展较慢。随着新能源汽车的推广普及，大规模充电设施接入配电网端口，电网供电瞬时功率在新能源汽车充电过程中随机变化大，直接威胁配电网的安全稳定运行，降低用电电能质量。基于CHB(Cascaded H-Bridge，H桥级联型)、DAB(Dual Active Bridge，双有源全桥)的两级式直挂式10kV充电站具有高压直挂、能量潮流控制、改善接入端口电能质量等特点，输出可直连光伏发电、电池储能、新能源汽车充电桩等设备，为新能源光储充技术的发展应用提供了一种高效、可靠的解决方案。
[0003]直挂式10kV充电站前级高压模组串联耐受高压，后级低压模组并联输出大功率，主控单元与模组间采用光纤媒介进行电气隔离的通信控制，若系统模组间PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)载波的时刻不同，会导致CHB级并网电流含有高频分量，DAB级过流情况的发生，由此模组间PWM载波同步成为直挂式10kV充电站功能实现的关键。传统的光纤同步方法，采用增加额外的同步信号连接线的方式，或采用模拟电路提取光纤时钟作为PWM载波计数的时基实现同步，在多模组系统中两种方法均增加了硬件复杂度及成本。
发明内容
[0004]本发明提出一种应用于直挂式10kV充电站的PWM载波同步方法，此方法基于光纤通信线路实现，无需增加额外硬件，在保证系统性能前提下降低了系统复杂度及成本。[0005]为实现上述目的，本发明提出了一种应用于直挂式10kV充电站的PWM载波同步方法，其特征在于，包含如下步骤：
[0006]步骤1：辅控单元在每个CHB载波移相PWM周期、DAB载波PWM周期分别生成同步脉冲信号，按照8B/10B编码规则编码生成10Bit同步K码字节，发送至高压模组；
[0007]步骤2：高压模组接收到辅控单元发送的10Bit同步K码字节后转换为同步脉冲信号；
[0008]步骤3：高压模组对PWM载波计数寄存器进行更新，完成高压模组PWM载波同步；[0009]步骤4：高压模组在进行步骤3的同时，将同步脉冲信号按照8B/10B编码规则编码生成10Bit同步K码字节，发送至低压模组；
[0010]步骤5：低压模组接收到高压模组发送10Bit同步K码字节后转换为同步脉冲信号；[0011]步骤6：低压模组对PWM载波计数寄存器进行更新，完成低压模组PWM载波同步，从而实现系统的PWM全同步功能；
[0012]所述PWM载波同步方式为全同步，为辅控单元、高压模组和低压模组之间的三级同
步。
[0013]所述辅控单元在CHB载波移相PWM周期结束时刻生成CHB级所需载波移相同步脉冲信号，在DAB载波PWM周期结束时刻生成DAB级所需载波同步脉冲信号，两种同步信号按照8B/10B编码生成10Bit同步K码字节发送至高压模组。
[0014]所述高压模组通过光纤接收到辅控单元发送的两种10Bit同步K码字节，解码转换为相应的同步脉冲信号，更新高压模组CHB级载波移相PWM计数寄存器和高压模组DAB前级载波PWM计数寄存器，同时高压模组将解码后的同步脉冲信号按照8B/10B编码生成10Bit同步K码字节发送至低压模组。
[0015]所述低压模组通过光纤接收到高压模组发送的10Bit同步K码字节，解码转换为相应的同步脉冲信号，更新低压模组DAB后级载波PWM计数寄存器。
附图说明
[0016]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
[0017]图1为本发明应用于直挂式10kV充电站的PWM载波同步方法的直挂式10kV充电站系统控制框图。
[0018]图2为本发明应用于直挂式10kV充电站的PWM载波同步方法的直挂式10kV充电站系统载波同步控制流程图。
[0019]图3为本发明应用于直挂式10kV充电站的PWM载波同步方法的直挂式10kV充电站系统载波同步控制框图。
具体实施方式
[0020]以下，结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的描述。应该指出的是下面说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围以及其应用。
[0021]如图1所示为直挂式10kV充电站系统控制图，辅控单元FPGA控制，负责生成同步信号脉冲，并将其编码进行下发。高压模组和低压模组也由FPGA控制，将辅控传递的同步信号进行解码，并进行PWM载波计数器的同步更新。
[0022]如图2所示为系统同步控制流程图，图2中所述方法如下：
[0023]步骤1：辅控单元在每个CHB载波移相PWM周期、DAB载波PWM周期分别生成同步脉冲信号，按照8B/10B编码规则编码生成10Bit同步K码字节，发送至高压模组；
[0024]具体地说，如图3所示，辅控单元在CHB载波移相周期寄存器递增时刻，且计数寄存器等于零时生成CHB级载波移相PWM同步脉冲信号，将同步脉冲信号编码为K28.2 10Bit同步K码字节通过光纤发送至高压模组。在DAB载波周期寄存器递增至峰值时刻，生成DAB级载波PWM同步脉冲信号，将同步脉冲信号编码为K28.6 10Bit同步K码字节通过光纤发送至高压模组。
[0025]步骤2：高压模组接收到辅控单元发送的10Bit同步K码字节后转换为同步脉冲信号；
[0026]步骤3：高压模组对PWM载波计数寄存器进行更新，完成高压模组PWM载波同步；[0027]步骤4：
高压模组在进行步骤3的同时，将同步脉冲信号按照8B/10B编码规则编码
生成10Bit同步K码字节，发送至低压模组；
[0028]具体地说，如图3所示，高压模组在接收到辅控单元发送的K28.2 10Bit同步K码字节，解码为CHB级载波移相PWM同步脉冲信号，并更新CHB载波移相PWM计数寄存器值；高压模组在接收到辅控单元发送的K28.6 10Bit同步K码字节，解码为DAB级载波PWM同步脉冲信号，并更新DAB载波PWM计数寄存器值。同时DAB级载波PWM同步脉冲信号再次编码为K28.6 10Bit同步K码字节通过光纤发送至低压模组。
[0029]步骤5：低压模组接收到高压模组发送10Bit同步K码字节后转换为同步脉冲信号；[0030]步骤6：低压模组对PWM载波计数寄存器进行更新，完成低压模组PWM载波同步，从而实现系统的PWM全同步功能；
[0031]通过上述PWM载波同步方法实现了直挂式10kV充电站系统的辅控单元、高压模组和低压模组PWM载波全同步功能，保证了直挂式10kV充电站系统稳定运行。
[0032]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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