兩路雙向開關直接變頻三相供電及通信裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信控制領域，尤其涉及分布式電源供電領域，特別是采用兩路雙向開關及接地開關共同切換控制的一種兩路雙向開關直接變頻三相供電及通信裝置及其控制方法。
【背景技術】
[0002]在戶外電源應用領域及需要簡單傳遞控制信息的供電系統(tǒng)應用領域，如LED路燈、隧道燈或其他傳統(tǒng)燈具等應用領域，由于供電線路較遠且存在諸多不確定因素，一般通過市電交流電對燈具中的電源進行供電，而通過單獨的通信裝置或線路進行通信及控制。例如LED路燈應用時，需要每隔幾個小時對路燈的亮度進行調(diào)節(jié)，即所謂的調(diào)光，該方式由于可以實現(xiàn)二次節(jié)能，具有重大的經(jīng)濟及社會意義。調(diào)光控制方式主要有四類:通過單獨的調(diào)光線進行模擬或數(shù)字的控制方式(如:0-10V模擬電壓控制/PWM數(shù)字量控制/RS-485數(shù)字通信控制)；通過無線通信進行調(diào)光及控制方式，如Zigbee通信及控制；不需要單獨線路而通過電力線進行通信的方式，如PLC電力載波通信;通過燈具內(nèi)部的定時器進行定時控制;這些通信實質(zhì)上都是對燈具里面的電源進行通信及控制。
[0003]通過單獨的調(diào)光線的控制方式技術實現(xiàn)簡單，可實現(xiàn)對某一組燈一起控制，即分組控制，比如一條0-10V的調(diào)光線可以控制多達200盞以上的燈，但在工程應用的時候尤其是舊線路改造的時候存在施工布線難，布線距離遠，線材成本高的弊端，并且調(diào)光線路抗感應雷干擾的能力很差，可靠性不高。PLC電力載波通信方式:目前通過在每個電源上(即每桿燈上)加裝電力載波通信模塊即單燈控制器實現(xiàn)通信及控制功能，優(yōu)點是可傳遞的信號量非常大，信號雙向傳遞，傳輸速度快，信號通過交流供電線傳遞，無需重新施工布線，無多余的線材成本;但單燈控制器成本高而復雜，信號幅值太小，易受干擾，通信可靠性低，當燈具數(shù)量較多，單燈控制器數(shù)量也同樣多，總成本非常高。若將電力載波通信集成到電源里面，不但存在電力載波芯片及耦合解碼電路成本高的問題，還會存在電力載波通信頻率跟開關電源內(nèi)部工作頻率高度重合而會被干擾的問題，帶來的EMI電磁兼容問題很難處理，設計難度高，至今尚未有實際產(chǎn)品批量應用。無線通信(如Zigbee)存在成本高、通信不穩(wěn)定、通信距離短的問題，也需要在燈上附加無線通信裝置及天線。若將無線通信集成到電源內(nèi)，因為戶外電源帶有防水型鋁殼，必須從鋁殼伸出一根天線，防水及結構方面難度大、成本也高。三者的共同特點是都需要附加成本比較高的物料或裝置。定時調(diào)光:定時器在電源上電的時候開始工作，經(jīng)過設定的時間段后，即調(diào)整電源內(nèi)部的電流以達到所需的亮度，優(yōu)點是成本非常低，不需外接線材、控制器等，但由于無法跟外部通信，一旦設定定時策略，不能變更，因此不適合冬季夏季夜間時間長度差異較大的路燈應用，也不適合隧道燈等應用。工程應用最核心的需求是基于調(diào)光的二次節(jié)能，該需求只需對某些路段或者某組燈進行統(tǒng)一調(diào)整(分組控制)，并不需要對單燈進行逐個控制;調(diào)光時信號量很小，只需發(fā)出簡單的調(diào)光百分比信號；調(diào)光間隔長，一般每隔幾個小時調(diào)整一次；因此調(diào)光應用的需求是:信號量極小，信號傳遞次數(shù)少，需要調(diào)整的時候才需要通信，可預先定制調(diào)光定時控制策略而在通信的時候一次寫入到電源內(nèi)部存儲器，不需要單燈控制而只需分組控制，盡量避免重新布線;上述四種方式中，通過調(diào)光線進行控制的方式比較符合調(diào)光需求，PLC通信及無線通信大大超過了實際需求，而定時調(diào)光不能滿足通信調(diào)整的需求，應用不多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述方案的缺點，本發(fā)明提出一種可通過多個雙向開關單元控制的三相交流直接變頻供電通信裝置及其控制方法，特點是能夠通過電力線進行通信，信號幅度大進而通信穩(wěn)定，無多余線材成本，適合傳遞較少數(shù)據(jù)量，適合低頻次通信，適合分組控制，燈具側的電源只需拓展內(nèi)部的單片機的功能即可實現(xiàn)，簡單可靠，成本低，適合三相供電的戶外照明改造及改造之后的二次節(jié)能，也適合新項目二次節(jié)能應用及其他領域應用，總體成本最低，經(jīng)濟效益非常顯著。
[0005]本發(fā)明一種兩路雙向開關直接變頻三相供電及通信裝置，包括交流電輸出端和連接在所述的交流電輸出端的電源模塊，所述的電源模塊包括若干電源，所述的交流電輸出端和所述的電源模塊之間設置開關控制模塊，所述的開關控制模塊和電源模塊采用數(shù)字芯片傳遞控制信號，所述的開關控制模塊包括開關控制器、串接在交流電第一相輸出端的第一雙向開關單元S1、串接在交流電第二相輸出端的第二雙向開關單元S2，所述的第一雙向開關單元S1和第二雙向開關單元S2連接電源模塊的一端相交，所述的開關控制器的輸出端分別與所述的第一雙向開關單元S1、第二雙向開關單元S2的控制端相連，所述的任一開關控制單元至少連接一個電源。
[0006]進一步地，所述的開關控制模塊還包括連接在交流電第三輸出端的第三雙向開關單元S3。
[0007]進一步地，所述的開關控制模塊還包括連接在交流電第一相輸出端的第十一雙向開關單元S11。
[0008]進一步地，所述的開關控制單元包括第四雙向開關單元S4;所述的第四雙向開關單元S4的控制端與所述的開關控制器的輸出端相連，所述的第四雙向開關單元S4的剩余兩端，一端連接在所述的第一雙向開關單元S1、第二雙向開關單元S2相交的節(jié)點，另一端與所述的電源模塊的第一相上的電源的輸入端相連。
[0009]進一步地，所述的開關控制單元包括第五雙向開關單元S5，所述的第五雙向開關單元S5的控制端與所述的開關控制器的輸出端相連;所述的第五雙向開關單元S5的剩余兩端，一端連接在所述的第一雙向開關單元S1、第二雙向開關單元S2相交的節(jié)點，另一端與所述的電源模塊的第二相上的電源的輸入端相連。
[0010]進一步地，所述的開關控制單元包括第四雙向開關單元S4和第五雙向開關單元S5，所述的第四雙向開關單元S4、第五雙向開關單元S5的控制端與所述的開關控制器的輸出端相連;所述的第四雙向開關單元S4、第五雙向開關單元S5的剩余兩端，一端連接在所述的第一雙向開關單元S1、第二雙向開關單元S2相交的節(jié)點，另一端分別與所述的電源模塊的第二相、第三上的電源的輸入端相連;所述的開關控制單元包括第六雙向開關單元S6;所述的第六雙向開關單元S6的控制端與所述的開關控制器的輸出端相連，所述的第六雙向開關單元S6的剩余兩端，一端連接在所述的第三雙向開關單元S3、第十一雙向開關單元S11相交的節(jié)點，另一端與所述的電源模塊的第三上的電源的輸入端相連。
[0011]進一步地，所述的開關控制單元包括第十三雙向開關單元S13;所述的第十三雙向開關單元S13的控制端與所述的開關控制器的輸出端相連，所述的第十三雙向開關單元S13的剩余兩端，一端連接在所述的第三雙向開關單元S3、第^—雙向開關單元S11相交的節(jié)點，另一端與所述的電源模塊的第一相上的電源的輸入端相連。
[0012]進一步地，所述的開關控制單元包括第七雙向開關單元S7，所述的第七雙向開關單元S7的控制端與所述的開關控制器的輸出端相連;所述的第一雙向開關單元S1和第四雙向開關單元S4串接的電路與所述的第七雙向開關單元S7并聯(lián)。
[0013]進一步地，所述的開關控制單元包括第八雙向開關單元S8，所述的第八雙向開關單元S8的控制端與所述的開關控制器的輸出端相連;所述的第二雙向開關單元S2和第五雙向開關單元S5串接的電路與所述的第八雙向開關單元S8并聯(lián)。
[0014]進一步地，所述的開關控制單元包括第九雙向開關單元S9，所述的第九雙向開關單元S9的控制端與所述的開關控制器的輸出端相連;所述的第三雙向開關單元S3和第六雙向開關單元S6串接的電路與所述的第九雙向開關單元S9并聯(lián)。
[0015]進一步地，所述的開關控制單元包括第十雙向開關單元S10，所述的第十雙向開關單元S10的控制端與所述的開關控制器的輸出端相連;所述的第十雙向開關單元S10的剩余兩端，一端連接在所述的第一雙向開關單元S1、第二雙向開關單元S2相交的節(jié)點，另一端接地。
[0016]進一步地，所述的開關控制單元包括第十二雙向開關單元S12，所述的第十二雙向開關單元S12的