CN108847871A - 应用于级联多电平逆变器的通讯电路及通讯系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了应用于级联多电平逆变器的通讯电路及通讯系统，其中，当从节点通讯电路发送从节点调制电路得到的高频通讯信号时，从节点耦合电路流向该节点对应的逆变单元的路径在高频载频频段呈现高阻抗，阻止了高频通讯信号流向逆变单元侧；当从节点通讯电路接收信号时，从节点解调电路从该从节点耦合电路的两个桥臂上取差分信号，两个桥臂中的噪声相同，因此取差分后噪声信号抵消得到高频通讯信号。可见，从节点耦合电路能够抑制全频段的噪声信号，从而提高了信噪比、保证了通讯可靠性，使电力线载波通讯方式能够适用于级联多电平逆变器中。

Description

应用于级联多电平逆变器的通讯电路及通讯系统

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及应用于级联多电平逆变器的通讯电路及通讯系统。

背景技术

逆变器是把直流电能转换成交流电能的变换器。多电平逆变器是指逆变器能够产生多种电平，电平越多，谐波越小，输出的正弦波效果越好。级联多电平逆变器由多个逆变单元串联构成，通过级联可以把一些功率较小的逆变单元连在一起得到功率较大的逆变器。

级联多电平逆变器实际工作时，控制模块需要控制各个级联逆变单元的输出，因此，控制模块与各级逆变单元之间需要通讯系统实现通讯。

目前，级联多电平逆变器中的通讯方式通常采用光纤通讯或其它有线通信，无论是光纤通讯还是有线通讯方式均需要架设通讯专用线缆，成本较高。

此外，电力系统中常用的电力线载波通讯是指利用现有电力传输线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。但是，由于级联多电平逆变器的一些特点，其中的电力线中的噪声多为阶跃型噪声、频谱覆盖宽、噪声能量大、通讯信噪比差等缺点；其中，通讯信噪比较差将导致简单的调制解调方式难以实现可靠的通讯，需要较复杂的调制解调方式，甚至需要加入软件编解码技术，软件处理计算量大、导致通讯时延大，难以满足级联多电平逆变拓扑这种由通讯实现控制的场景，因此，现有的电力线载波通讯技术很难应用于多电平逆变器的通讯工况。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用于级联多电平逆变器的通讯电路及通讯系统，以解决电力线载波通讯技术无法应用于多电平逆变器中的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种应用于级联多电平逆变器的从节点通讯电路，一个所述从节点通讯电路与所述级联多电平逆变器中的至少一个逆变单元相对应；

所述从节点通讯电路包括从节点调制电路、从节点耦合电路和从节点解调电路，其中所述从节点耦合电路包括并联且特性相同的两个平衡桥臂；

所述从节点调制电路，用于将待发送的基带信号调制到高频载波信号上，得到高频通讯信号并传输至所述从节点耦合电路；

所述从节点耦合电路，用于当发送信号时，将所述高频通讯信号耦合至所述电力传输线上进行传输，并抑制所述高频通讯信号传输至所述从节点调制电路对应的逆变单元中；当接收来自主节点通讯电路或其它从节点通讯电路发送的信号时，将接收到的混合信号进行分离从两个桥臂取差分信号得到所述高频通讯信号并传输至所述从节点解调电路；

所述从节点解调电路，用于解调所述高频通讯信号得到基带信号。

可选地，所述从节点耦合电路包括第一阻抗桥臂和第二阻抗桥臂；

所述从节点调制电路与所述第一阻抗桥臂或所述第二阻抗桥臂进行单一耦合，或者，与所述第一阻抗桥臂和所述第二阻抗桥臂进行对称耦合；

所述第一阻抗桥臂包括依次串联的第一阻抗单元、第二阻抗单元和第三阻抗单元；

所述第二阻抗桥臂包括依次串联的第四阻抗单元、第五阻抗单元和第六阻抗单元；

所述第四阻抗单元和所述第五阻抗单元的公共点作为所述从节点耦合电路的一个输出端，所述第六阻抗单元与所述第三阻抗单元的公共点为所述从节点耦合电路的另一个输出端；

所述第二阻抗单元和所述第三阻抗单元的公共点及所述第五阻抗单元和所述第六阻抗单元的公共点连接所述从节点解调电路。

可选地，所述从节点调制电路与所述第二阻抗单元和所述第五阻抗单元进行对称耦合；

或者，

所述从节点调制电路与所述第三阻抗单元和所述第六阻抗单元进行对称耦合；

或者，

所述从节点调制电路与第五阻抗单元和第六阻抗单元中的任意一个进行单一耦合。

可选地，第一阻抗单元、第二阻抗单元、第三阻抗单元、第四阻抗单元、第五阻抗单元或第六阻抗单元为电阻，电容，电感，或者，电容、电阻和电感的串并联组合。

可选地，所述第一阻抗单元和第四阻抗单元均为电感与电容的并联谐振电路，谐振点处于高频载波信号的频段；

所述第三阻抗单元和第六阻抗单元均为电阻和电容的串联回路；

所述第二阻抗单元为发送变压器的第一绕组，所述第五阻抗单元为发送变压器的第二绕组，所述发送变压器的第三绕组连接所述从节点调制电路，其中，所述第一绕组和所述第二绕组均与所述第三绕组相互感应。

可选地，所述第一阻抗单元和所述第四阻抗单元均为电感与电容的并联谐振电路；

所述第二阻抗单元和所述第五阻抗单元均为电感；

所述第三阻抗单元包括电阻、电容及发送变压器的第一绕组依次串联得到的第一串联回路；

所述第六阻抗单元包括电阻、电容及发送变压器的第二绕组依次串联得到的第二串联回路；

所述发送变压器的第三绕组连接所述从节点调制电路，其中，所述第一绕组和所述第二绕组均与所述第三绕组相互感应。

可选地，所述第一阻抗单元和所述第四阻抗单元均为电感与电容的并联谐振电路；

所述第二阻抗单元为电感；

所述第五阻抗单元包括发送变压器的第一绕组，所述发送变压器的第二绕组连接所述从节点调制电路；

所述第三阻抗单元和所述第六阻抗单元均为电阻与电容的串联回路。

可选地，所述第一阻抗单元和所述第四阻抗单元均为电感与电容的并联谐振电路；

所述第二阻抗单元和所述第五阻抗单元均为电感；

所述第三阻抗单元包括电阻、电容及电感依次串联的第一串联回路；

所述第六阻抗单元包括电阻、电容及发送变压器的第一绕组依次串联的第二串联回路；

所述发送变压器的第二绕组连接所述从节点调制电路。

可选地，所述从节点调制电路包括微控制单元和开关电路；

当所述从节点通讯电路发送信号时，所述微控制单元用于控制所述开关电路发送所述高频通讯信号；

当所述从节点通讯电路接收信号时，所述微控制单元控制所述开关电路输出0电平，或者，控制所述开关电路内的全部开关管均断开。

第二方面，本申请还提供了一种应用于多电平级联逆变器的主节点通讯电路，包括主节点调制电路、主节点解调电路和主节点耦合电路；

所述主节点调制电路，用于将待发送的基带信号调制到高频载波信号上，得到高频通讯信号并传输至所述主节点耦合电路；

所述主节点耦合电路，用于当向从节点通讯电路发送信号时，将所述高频通讯信号耦合至用于传输电力信号的电力传输线上进行传输；以及，当接收所述从节点通讯电路发送的信号时，分离接收到的混合信号得到高频通讯信号并将所述高频通讯信号传输至所述主节点解调电路；

所述主节点解调电路，用于对所述高频通讯信号解调得到基带信号。

可选地，所述主节点耦合电路包括第七阻抗单元、第八阻抗单元、接收变压器和发送变压器；

所述第七阻抗单元，用于抵消电力传输线上的寄生电感；

所述第八阻抗单元为容性阻抗，所述第八阻抗单元的电容与所述接收变压器的绕组构成串联谐振选频网络；

所述接收变压器的第一绕组、所述第八阻抗单元及所述发送变压器的第一绕组串联；

所述接收变压器的第二绕组连接所述主节点解调电路；

所述发送变压器的第二绕组连接所述主节点调制电路。

可选地，所述第七阻抗单元为电容，或者，电容与电感的串并联组合，或者，电容与电阻的串并联组合，或者，电容、电感与电阻的串并联组合；

所述第八阻抗单元为电容，或者，电容与电阻的串并联组合。

第三方面，本申请还提供了一种应用于级联多电平逆变器的通讯系统，包括一个第二方面所述的主节点通讯电路，以及至少一个第一方面任一项所述的从节点通讯电路；

所述主节点通讯电路接收各个所述从节点通讯电路发送的高频通讯信号，并向各个所述从节点通讯电路发送高频通讯信号。

本实施例提供的应用于级联多电平逆变器的从节点通讯电路，其中，一个从节点通讯电路与级联多电平逆变器中的至少一个逆变单元相对应。该从节点通讯电路包括从节点调制电路、从节点解调电路和从节点耦合电路；其中，从节点调制电路用于将基带信号调制到高频载波信号上得到高频通讯信号；从节点解调电路用于对主节点通讯电路或其它从节点通讯电路发送的高频通讯信号进行解调得到基带信号。当从节点通讯电路向主节点通讯电路发送信号时，从节点耦合电路流向该节点对应的逆变单元的路径在高频载频频段呈现高阻抗，从而阻止高频通讯信号流向逆变单元侧；当从节点通讯电路接收主节点通讯电路或其它从节点通讯电路发送的信号时，从节点解调电路从该从节点耦合电路的两个桥臂上取差分信号得到高频通讯信号，两个桥臂中的噪声相同，因此取差分后噪声信号抵消提取出高频通讯信号。由上述内容可见，从节点耦合电路能够抑制全频段的噪声信号，从而提高了信噪比、保证了通讯可靠性，最终使电力线载波通讯方式能够适用于级联多电平逆变器中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例一种应用于级联多电平逆变器的通讯系统的结构框图；

图2是本申请实施例一种主节点耦合电路的原理示意图；

图3是本申请实施例一种从节点耦合电路的原理示意图；

图4是本申请实施例另一种从节点耦合电路的原理示意图；

图5是本申请实施例又一种从节点耦合电路的原理示意图；

图6是本申请实施例再一种从节点耦合电路的原理示意图；

图7是本申请实施例另一种从节点耦合电路的原理示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，示出了本申请实施例一种应用于级联多电平逆变器的通讯系统的结构框图，如图1所示，该系统包括一个通讯主节点1和多个从节点通讯电路2。其中，每一从节点通讯电路与级联多电平逆变器中的至少一个逆变单元相对应，即一个从节点通讯电路对应一个逆变单元，或者，一个从节点通讯电路对应多个逆变单元。

通讯主节点1，用于与各个从节点通讯电路2进行通讯，例如，接收各从节点通讯电路2上报的状态信息，并根据该状态信息控制各从节点通讯电路2的工作状态，最终实现逆变信号输出。

假设从节点通讯电路一共有n个，通讯主节点1的一端通过电力传输线与第1个从节点通讯电路连接，通讯主节点1的另一端通过电力传输线与第n个从节点通讯电路连接。

各从节点通讯电路2依次串联在电力传输线之间。

如图1所示，通讯主节点1包括主节点调制电路11、主节点耦合电路12和主节点解调电路13。

主节点调制电路11，用于将基带信号调制到高频载波信号上，得到高频通讯信号并传输至主节点耦合电路12。

主节点耦合电路12，用于当通讯主节点1发送信号时，将主节点调制电路11输出的高频通讯信号耦合至用于传输电力信号的电力传输线上进行传输；当通讯主节点1接收信号时，将接收到的混合信号分离得到高频通讯信号并传输至主节点解调电路13。

在本申请的一个实施例中，如图2所示，主节点耦合电路12可以包括：阻抗单元Z_Net(即，第七阻抗单元)、阻抗单元Z_T(即，第八阻抗单元)、接收变压器T_RX和发送变压器T_TX。

Z_Net、Z_T、T_RX的一个绕组和T_TX的一个绕组依次串联，T_RX的另一个绕组连接主节点解调电路13，T_TX的另一个绕组连接主节点调制电路11。

在本申请一种可能的实施例中，Z_Net用于抵消电力传输线上的寄生电感，尽量减少信号在电力传输线上的损耗。其中，Z_Net和Z_T均为容性阻抗，例如，，Z_Net可以是电容、电容与电感的串并联组合、电容与电阻的串并联组合，或者，电容、电感与电阻的串并联组合。Z_T可以是电容、电容与电阻的串并联组合。

Z_T与T_RX绕组构成串联选频网络，该串联选频网络对高频载波信号的阻抗很低可以看成短路。同时，当该通讯主节点接收信号时，T_TX连接主节点调制电路的绕组被短路，因此，Z_Net、Z_T、T_RX和T_TX构成了一条高频载波信号所在频段的低阻抗回路。然而，Z_Net、Z_T中存在电容，因此，该回路相对于电力信号又是一条高阻抗回路，从而实现了高频通讯信号和电力信号的有效分离。该主节点耦合电路主要抑制高频载波信号频段之外的噪声信号。

主节点解调电路13，用于对高频通讯信号解调得到基带信号。

该主节点解调电路13根据调制方式可以采用相干解调或非相干解调。

每个从节点通讯电路2均包括从节点调制电路21、从节点耦合电路22和从节点解调电路23。

从节点调制电路21，用于将基带信号调制到高频载波信号上，得到高频通讯信号并传输至从节点耦合电路22。

从节点耦合电路22包括两个并联的特性相同的桥臂。

当从节点通讯电路发送信号时，从节点耦合电路22将高频通讯信号耦合至电力传输线上进行传输，并抑制高频通讯信号传输至从节点调制电路对应的逆变单元中。

当从节点通讯电路接收信号时，从节点耦合电路22从接收到的混合信号分离出高频通讯信号，从节点解调电路23通过从节点耦合电路的两个桥臂取差分信号，两个桥臂上的噪声信号相同，进行差分后消除噪声信号，因此，从节点解调电路23得到没有噪声的高频通讯信号。

本申请实施例中，从节点通讯电路可以接收主节点通讯电路或其它从节点通讯电路发送的信号。

请参见图3，示出了本申请实施例一种从节点耦合电路的原理示意图，该从节点耦合电路包括并联的第一阻抗桥臂和第二阻抗桥臂；

第一阻抗桥臂包括依次串联的第一阻抗单元Z_L1、第二阻抗单元Z_L2和第三阻抗单元Z_L3。第二阻抗桥臂包括依次串联的第四阻抗单元Z_R1、第五阻抗单元Z_R2和第六阻抗单元Z_R3。两个阻抗桥臂为对称结构，即，Z_L1＝Z_R1，Z_L2＝Z_R2，Z_L3＝Z_R3，且它们的频率特性和温度特征均趋于一致。

在本申请的一个实施例中，Z_L1、Z_L2、Z_L3、Z_R1、Z_R2、Z_R3可以是电阻、电容、电感，或者，电阻电容电感的串并联组合。

从节点调制电路21可以与Z_L2、Z_R2、Z_L3和Z_R3中的任意一个阻抗单元进行单一耦合；或者，从节点调制电路21与Z_L2和Z_R2，或者，Z_L3和Z_R进行对称耦合。

第五阻抗单元Z_R2和第六阻抗单元Z_R3串联构成的支路的两端为逆变单元的输出端口，同时也是从节点耦合电路的输入/输出端口，用于接收/发送高频通讯信号。

第三阻抗单元Z_L3与第二阻抗单元Z_L2的公共点A，以及，第五阻抗单元Z_R2和第六阻抗单元Z_R3的公共点B，A、B两点连接从节点解调电路23的输入端，即从节点解调电路23从A、B两点取从节点耦合电路的差分信号。

当从节点通讯电路发送信号时，将从节点调制电路21产生的高频载波通讯信号耦合至电力传输线上，即，利用电力传输线传输该高频载波通讯信号。

两个阻抗桥臂分别构成了两路相同的低通滤波器，其截止频率被设置为电力线载波通讯的载波频率以下，用于降低本节点处逆变单元输出的电力信号边沿的斜率，以降低电力信号在载波频段的噪声耦合到电力传输线中而影响其它节点的通讯信噪比。

同时，Z_R2和Z_R3构成了一个串联选频网络，对于高频载波信号呈现低阻抗，Z_R1对高频载波信号的阻抗很大，因此，高频通讯信号主要由Z_R2和Z_R3构成的串联选频网络传输，而不会通过第一阻抗桥臂传输至该节点对应的逆变单元中。

当从节点通讯电路接收信号时，从节点解调电路23从Z_L3和Z_R3上取差分信号，由于第一阻抗桥臂与第二阻抗桥臂为对称结构，因此，逆变单元输出的噪声在Z_L3和Z_R3上的压降相等，而高频通讯信号基本由Z_R2和Z_R3构成的串联选频网络传输，因此，取差分信号时，两个桥臂上的噪声相减后基本消除，提取出高频通讯信号。该从节点解调电路23通过取差分信号能够消除全频段的噪声信号。

从节点解调电路23，用于对高频通讯信号解调得到基带信号。

该从节点解调电路23根据调制方式可以采用相干解调或非相干解调。

在本申请的一个实施例中，如图2所示，主节点调制电路11和从节点调制电路21均包括微控制单元111和开关电路112；

可选地，微控制单元111可以是MCU、CPU或MCU与CPU的结合；开关电路112可以是H桥电路。

主节点调制电路和从节点调制电路的功能相同，均是产生高频通讯信号。

微控制单元111用于控制开关电路输出高频通讯信。

对于从节点通讯电路而言，高频通讯信号中包含的基带信号，可以是该从节点通讯电路对应的逆变单元的状态数据(例如，电压、电流等)；对于通讯主节点而言，该基带信号可以是用于控制各个逆变单元的控制指令。

在本申请一种可能的实施例中，MCU根据内部程序输出控制信号PWM信号，该PWM信号用来控制H桥电路发送调制到高频载波信号的高频通讯信号，即，该PWM信号是控制H桥电路输出高频通讯信号的控制信号。

当接收信号时，主节点调制电路和从节点调制电路的控制策略有所不同，具体如下：

当主节点调制电路接收信号时，MCU控制H桥电路输出0电平，以短路连接主节点调制电路的发送变压器T_TX的绕组，以实现接收信号最大化。

当从节点调制电路接收信号时，MCU控制H桥电路输出0电平，以短路发送端，或者，控制H桥电路内的全部开关管断开，即调制电路呈现高阻状态，从而实现在接收信号时不改变整个节点的阻抗特性。

本实施例提供的应用于级联多电平逆变器的通讯系统，包括一个通讯主节点和多个从节点通讯电路，每个从节点通讯电路与级联多电平逆变器中至少一个逆变单元相对应。主节点耦合电路和从节点耦合电路的作用基本相同，具体为：当发送信号时主要用于将高频通讯信号耦合到电力传输线上进行传输；当接收信号时主要用于将高频通讯信号与电力信号分离开。其中，从节点耦合电路包括并联的两个特性相同的桥臂，两个桥臂中的噪声相同，因此，进行从两个桥臂取差分信号，能够使全频段的噪声信号相互抵消，从而提取出高频通讯信号。该通讯系统能够抑制全频段的噪声信号，提高了信噪比、保证了通讯可靠性高，最终使电力线载波通讯方式能够适用于级联多电平逆变器中。

请参见图4，示出了本申请实施例另一种从节点耦合电路的原理示意图。本实施例是从节点调制电路与从节点耦合电路对称耦合的一种方式，具体的，从节点调制电路与两个桥臂中的Z_L2和Z_R2对称耦合。

Z_L1和Z_R1均采用电感与电容的并联谐振电路，谐振点频率设置在高频载波频率处，因此，Z_L1和Z_R1在高频载波的频率处阻抗很大，用以阻止高频通讯信号传输至第一阻抗桥臂和该节点对应的逆变单元。

Z_L2和Z_R2通过发送变压器的两个发送绕组的漏感实现，该发送变压器采用三绕组变压器，第一侧是一个绕组，第二侧是两个绕组，其中，第一侧的绕组连接从节点调制电路21，第二侧的一个绕组作为Z_L2串联在Z_L1和Z_L3之间，另一个绕组作为Z_R2串联在Z_R1和Z_R3之间。

本实施例中，发送变压的耦合方式为对称耦合方式，即Z_L2和Z_R2均与变压器的原边绕组耦合。

Z_L3和Z_R3采用电阻与电容的串联回路，Z_L3和Z_R3中的电容与Z_L2和Z_R2中的发送变压器漏感组成串联谐振选频网络，其谐振频率设置在高频载波频率处，而Z_L3和Z_R3中的电阻起到调节谐振电路的品质因数，用来调节串联谐振选频网络的通带带宽。

当该节点发送信号时，从节点调制电路21输出高频通讯信号，Z_L2和Z_R2感应到该高频通讯信号，由于Z_L1和Z_R1在高频载波频段阻抗很大，因此，高频通讯信号主要经由Z_R2和Z_R3传输。

当该节点接收信号时，从节点调制电路21输出0电平来短路发送变压器的绕组，从而实现两个发送绕组的漏感输出。从节点解调电路23从Z_L3和Z_R3上取差分信号，由于噪声信号在Z_L3和Z_R3上的压降相等，而高频通讯信号主要由Z_R2和Z_R3传输，因此，取差分信号时，两桥臂中的噪声相减后消除，最终取出高频通讯信号。

请参见图5，示出了本申请实施例另一种从节点耦合电路的原理示意图，本实施例是从节点调制电路与从节点耦合电路对称耦合的另一种方式，具体的，从节点调制电路与两个桥臂中的Z_L3和Z_R3对称耦合。

本实施例中，Z_L1和Z_R1均采用电感与电容的并联谐振电路，谐振点频率设置在高频载波频率处。

Z_L2和Z_R2为纯电感。Z_L3和Z_R3为电阻、电容和电感的串联回路，其中，电感采用发送变压器的漏感实现。该发送变压器的第一侧为一个绕组，第二侧为两个绕组。其中，第二侧的一个绕组的漏感作为Z_L3中的电感，另一个绕组的漏感作为Z_R3中的电感。第一侧的绕组连接从节点调制电路21。

高频通讯信号主要经由Z_R2和Z_R3传输；从节点解调电路23从Z_L3和Z_R3上取差分信号。

本实施例的从节点耦合电路与图4所示的耦合电路的工作原理相同，此处不再赘述。

从节点调制电路与从节点耦合电路中的两个桥臂进行对称耦合，两个桥臂的平衡特性较好，这样，两个桥臂中的噪声信号基本相同，取差分后噪声信号能够基本抵消，得到的高频通讯信号更精确。

请参见图6，示出了本申请实施例另一种从节点耦合电路的原理示意图，本实施例中，从节点调制电路与该从节点耦合电路单一耦合。

本实施例中，Z_L2为纯电感，Z_R2中的电感为变压器一个绕组的漏感实现，从节点调制电路与该变压器的另一个绕组连接，即，从节点调制电路与Z_R2实现单一耦合。

请参见图7，示出了本申请实施例又一种从节点耦合电路的原理示意图。本实施例中，从节点调制电路与该从节点耦合电路单一耦合的另一种方式，具体的，Z_R3的电感由变压器的一个绕组的漏感实现，即从节点调制电路可以与Z_R3中的该变压器实现单一耦合。

Z_L1和Z_R1均采用电感与电容的并联谐振电路，谐振点频率设置在高频载波频率处。

Z_L2和Z_R2为纯电感。Z_L3为电阻、电容和电感的串联回路；

Z_R3为电阻、电容和电感的串联回路，其中，Z_R3中的电感采用发送变压器的漏感实现。即，发送变压器的一个绕组与电阻、电容串联，另一个绕组连接从节点调制电路。

从节点调制电路与从节点耦合电路单一耦合的方式中，由于不需要使用三绕组变压器，只需使用普通的两绕组变压器，因此，单一耦合方式的成本较低。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种应用于级联多电平逆变器的从节点通讯电路，其特征在于，一个所述从节点通讯电路与所述级联多电平逆变器中的至少一个逆变单元相对应；

所述从节点通讯电路包括从节点调制电路、从节点耦合电路和从节点解调电路，其中所述从节点耦合电路包括并联且特性相同的两个平衡桥臂；

所述从节点调制电路，用于将待发送的基带信号调制到高频载波信号上，得到高频通讯信号并传输至所述从节点耦合电路；

所述从节点耦合电路，用于当发送信号时，将所述高频通讯信号耦合至所述电力传输线上进行传输，并抑制所述高频通讯信号传输至所述从节点调制电路对应的逆变单元中；当接收来自主节点通讯电路或其它从节点通讯电路发送的信号时，将接收到的混合信号进行分离从两个桥臂取差分信号得到所述高频通讯信号并传输至所述从节点解调电路；

所述从节点解调电路，用于解调所述高频通讯信号得到基带信号。

2.根据权利要求1所述的从节点通讯电路，其特征在于，所述从节点耦合电路包括第一阻抗桥臂和第二阻抗桥臂；

所述从节点调制电路与所述第一阻抗桥臂或所述第二阻抗桥臂进行单一耦合，或者，与所述第一阻抗桥臂和所述第二阻抗桥臂进行对称耦合；

所述第一阻抗桥臂包括依次串联的第一阻抗单元、第二阻抗单元和第三阻抗单元；

所述第二阻抗桥臂包括依次串联的第四阻抗单元、第五阻抗单元和第六阻抗单元；

所述第四阻抗单元和所述第五阻抗单元的公共点作为所述从节点耦合电路的一个输出端，所述第六阻抗单元与所述第三阻抗单元的公共点为所述从节点耦合电路的另一个输出端；

所述第二阻抗单元和所述第三阻抗单元的公共点及所述第五阻抗单元和所述第六阻抗单元的公共点连接所述从节点解调电路。

3.根据权利要求2所述的从节点通讯电路，其特征在于，所述从节点调制电路与所述第二阻抗单元和所述第五阻抗单元进行对称耦合；

或者，

所述从节点调制电路与所述第三阻抗单元和所述第六阻抗单元进行对称耦合；

或者，

所述从节点调制电路与第五阻抗单元和第六阻抗单元中的任意一个进行单一耦合。

4.根据权利要求2或3所述的从节点通讯电路，其特征在于，第一阻抗单元、第二阻抗单元、第三阻抗单元、第四阻抗单元、第五阻抗单元或第六阻抗单元为电阻，电容，电感，或者，电容、电阻和电感的串并联组合。

5.根据权利要求2或3所述的从节点通讯电路，其特征在于，所述第一阻抗单元和第四阻抗单元均为电感与电容的并联谐振电路，谐振点处于高频载波信号的频段；

所述第三阻抗单元和第六阻抗单元均为电阻和电容的串联回路；

所述第二阻抗单元为发送变压器的第一绕组，所述第五阻抗单元为发送变压器的第二绕组，所述发送变压器的第三绕组连接所述从节点调制电路，其中，所述第一绕组和所述第二绕组均与所述第三绕组相互感应。

6.根据权利要求2或3所述的从节点通讯电路，其特征在于，

所述第一阻抗单元和所述第四阻抗单元均为电感与电容的并联谐振电路；

所述第二阻抗单元和所述第五阻抗单元均为电感；

所述第三阻抗单元包括电阻、电容及发送变压器的第一绕组依次串联得到的第一串联回路；

所述第六阻抗单元包括电阻、电容及发送变压器的第二绕组依次串联得到的第二串联回路；

所述发送变压器的第三绕组连接所述从节点调制电路，其中，所述第一绕组和所述第二绕组均与所述第三绕组相互感应。

7.根据权利要求2或3所述的从节点通讯电路，其特征在于，

所述第一阻抗单元和所述第四阻抗单元均为电感与电容的并联谐振电路；

所述第二阻抗单元为电感；

所述第五阻抗单元包括发送变压器的第一绕组，所述发送变压器的第二绕组连接所述从节点调制电路；

所述第三阻抗单元和所述第六阻抗单元均为电阻与电容的串联回路。

8.根据权利要求2或3所述的从节点通讯电路，其特征在于，

所述第一阻抗单元和所述第四阻抗单元均为电感与电容的并联谐振电路；

所述第二阻抗单元和所述第五阻抗单元均为电感；

所述第三阻抗单元包括电阻、电容及电感依次串联的第一串联回路；

所述第六阻抗单元包括电阻、电容及发送变压器的第一绕组依次串联的第二串联回路；

所述发送变压器的第二绕组连接所述从节点调制电路。

9.根据权利要求1所述从节点通讯电路，其特征在于，所述从节点调制电路包括微控制单元和开关电路；

当所述从节点通讯电路发送信号时，所述微控制单元用于控制所述开关电路发送所述高频通讯信号；

当所述从节点通讯电路接收信号时，所述微控制单元控制所述开关电路输出0电平，或者，控制所述开关电路内的全部开关管均断开。

10.一种应用于多电平级联逆变器的主节点通讯电路，其特征在于，包括主节点调制电路、主节点解调电路和主节点耦合电路；

所述主节点调制电路，用于将待发送的基带信号调制到高频载波信号上，得到高频通讯信号并传输至所述主节点耦合电路；

所述主节点耦合电路，用于当向从节点通讯电路发送信号时，将所述高频通讯信号耦合至用于传输电力信号的电力传输线上进行传输；以及，当接收所述从节点通讯电路发送的信号时，分离接收到的混合信号得到高频通讯信号并将所述高频通讯信号传输至所述主节点解调电路；

所述主节点解调电路，用于对所述高频通讯信号解调得到基带信号。

11.根据权利要求10所述的主节点通讯电路，其特征在于，所述主节点耦合电路包括第七阻抗单元、第八阻抗单元、接收变压器和发送变压器；

所述第七阻抗单元，用于抵消电力传输线上的寄生电感；

所述第八阻抗单元为容性阻抗，所述第八阻抗单元的电容与所述接收变压器的绕组构成串联谐振选频网络；

所述接收变压器的第一绕组、所述第八阻抗单元及所述发送变压器的第一绕组串联；

所述接收变压器的第二绕组连接所述主节点解调电路；

所述发送变压器的第二绕组连接所述主节点调制电路。

12.根据权利要求10所述的主节点通讯电路，其特征在于，所述第七阻抗单元为电容，或者，电容与电感的串并联组合，或者，电容与电阻的串并联组合，或者，电容、电感与电阻的串并联组合；

所述第八阻抗单元为电容，或者，电容与电阻的串并联组合。

13.一种应用于级联多电平逆变器的通讯系统，其特征在于，包括一个权利要求10所述的主节点通讯电路，以及至少一个权利要求1-9任一项所述的从节点通讯电路；

所述主节点通讯电路接收各个所述从节点通讯电路发送的高频通讯信号，并向各个所述从节点通讯电路发送高频通讯信号。