CN109525284B - 集成有高频开关电源和直流电压转换器的系统及通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明主要涉及到集成有高频开关电源和直流电压转换器的系统及通信方法，直流电压转换器与高频开关电源之间连接有用于输送电源的电力线，直流电压转换器向高频开关电源输送直流的电源，电力线上设有抑制噪声的电磁干扰滤波器，电磁干扰滤波器在电力线上布置有相对于直流电压转换器的距离更靠近高频开关电源的第一电感器。高频开关电源配置的处理器驱动耦合于一个第一直流电压源与第一电感器的一个端子之间的第一开关在接通和关断之间高频切换，藉此作为振荡器产生载波信号。

Description

集成有高频开关电源和直流电压转换器的系统及通信方法

技术领域

本发明主要涉及到光伏发电领域，确切的说是在涉及到含有高频开关电源和直流电压转换器的发电系统中提出了一种通信方法，在开关电源和直流电压转换器之间实现数据信息的传递，在保障可靠发电的前提下实现电力线通信。

背景技术

在新能源领域，光伏发电这种新能源具备清洁、安全可靠、运营费用低、日常维护简单和就地发电等优势，使光伏发电系统成为世界各国尤其是能源缺乏地区普遍关注和重点发展的新型产业，在解决能源短缺的用电问题上发挥着不可或缺的作用。光伏发电的核心设备至少包括：太阳能电池或光伏组件、蓄电池、汇流箱和逆变器及监控系统等。该等设备之间需要保持密切的通信功能，实现相互的数据传递或下达指令或远程控制等，电力线载波通信是利用电力线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的特殊通信方式，是通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术，只要有电线就能进行数据传递，最大特点是不需要重新架设通信网络。电力线载波的基本原理是将载有信息的高频信号施加到电力线上进行数据传输，再在终端设备处通过电力线调制解调分离出载波。

载波是以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。由于输电线路具备十分牢固的支撑结构，架设二条以上的导线即一般有三相良导体及一或两根架空地线，所以输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。这种综合利用早已成为世界上所有电力部门优先采用的特有通信手段。电力线载波通信与一般架空线载波通信的不同点是：在同一电网内可用的频谱范围自8KHZ～500KHZ，只能开通有限的通道例如每个单向通道需占用标准频带4KHZ，则该频带不能重复使用，否则将可能会产生严重的串音干扰。通常一般电力线载波设备均采用单路单边带体制，限定每条通道双向占用预定的带宽。如果需要开更多电路，则必须采取加装电网高频分割滤波器的隔离措施。电力线载波通道的基本结构属于已知技术，载波机的收发信端将载波电流传送到输电线上，阻波器用以防止载波电流流向变电所母线侧，减小分流损失。载波电流与输电线的耦合方式分为相相耦合及相地耦合两类，相相耦合传输衰耗较小，但耦合设置投资较大。相地耦合传输衰耗较大，但耦合设置投资较小。在采用对地绝缘的架空避雷线的输电线上也可以将载波电流耦合到架空地线上，称为地线载波。如果高压输电线的相导线是分裂导线，则耦合在两条子导线之间开通的载波称为相分裂载波，此时分裂导线间必须彼此绝缘起来。发信功率限制由于载波电流在电力线上传输时会向空间辐射电磁波，干扰该频段内的广播和飞行及航海等导航业务，所以对发信功率加以限制。频带复用：现代大多数电力线载波机均采用标准4KHZ频谱，其中有效传输频带为300-3400Hz。为了节约使用有效频带而采用频分复用技术，例如可以将300-2000Hz频段传送话音和2400-3400Hz上音频段传送远动数据或高频保护信号。还有些载波机配有专用的控制接口，利用同一载波通道瞬时切换传送高频保护信号，统称为复用载波机。本申请是基于发电系统而采用的载波，与传统的载波发送及接收有较大的改进也适应光伏发电系统而避免造成发电量损失。

发明内容

首先在一个可选但非必须的实施例中，披露了一种实现数据传输的装置，其特征在于是主要包括：带有第一处理器的第一设备；带有第二处理器的第二设备；第二设备与第一设备之间连接有用于输送电源的电力线；电力线上布置有相对于第二设备的距离更靠近第一设备的第一电感器；在第一直流电压源与所述第一电感器的一个端子之间设置有第一开关；第一处理器发送载波信号到电力线上的方式为：驱动第一开关在接通和关断之间高频切换藉此在所述电力线上注入携带有数据信息的视为载波信号的高频脉冲序列。

上述的实现数据传输的装置，其中：所述第一电感器为布置在电力线上的EMI滤波器的电感器元件。

上述的实现数据传输的装置，其中：所述第一电感器具有耦合到第一设备的第一端子和耦合到第二设备的第二端子；第一直流电压源由所述第一开关连接到所述第一电感器的第二端子，以保障所述第一电感器到第一设备的路径上针对载波信号的感抗高于所述第一电感器到第二设备的路径上针对载波信号的感抗。

上述的实现数据传输的装置，其中：第二处理器从电力线上接收载波信号的方式为：其配置的一个感应式空心线圈传感器用于从电力线上感应载波信号，然后由第二处理器接收捕获的载波信号。

上述的实现数据传输的装置，其中：由第二设备向电力线上输送电源，感应式空心线圈传感器感应载波信号的方式为：分别耦合到第二设备的用于输出功率的一对输出端子的一对电力线同时穿过感应式空心线圈传感器带有的感应线圈；以及限定该一对电力线各自穿过感应线圈的局部部分中流经的电流的方向相同。

上述的实现数据传输的装置，其中：第一设备包括汇流箱或逆变器，第二设备包括为光伏组件配置的用于执行最大功率点追踪的直流电压转换器。

上述的实现数据传输的装置，其中：多级光伏组件串联连接在一起构成一个电池串组；每一级光伏组件均配置有执行最大功率点追踪的直流电压转换器；以及每一级直流电压转换器均配置有用于提供自身输出电压的输出电容；以及，多级直流电压转换器相互串联时它们各自的输出电容串联连接，从而多级直流电压转换器提供的总的电压作为需要利用电力线输送的电源。

其次在一个可选但非必须的实施例中，披露了一种实现数据传输的装置，其特征在于主要包括：带有第一处理器的第一设备；带有第二处理器的第二设备；第二设备通过其与第一设备之间连接的电力线向第一设备输送电源；电力线上布置有相对于第一设备的距离更靠近第二设备的第二电感器；在第二直流电压源与所述第二电感器的一个端子之间设置有第二开关；第二处理器发送载波信号到电力线上的方式：驱动第二开关在接通和关断之间高频切换藉此在所述电力线上注入携带有数据信息的视为载波信号的高频脉冲序列。

上述的实现数据传输的装置，其中：多级的用于提供电源的第二设备串联连接在一起；每一级的第二设备均用于对与其配对的光伏组件执行最大功率点追踪；每一级的第二设备均包括提供输出功率的第一和第二输出端；多级的第二设备相互串联时任意前一级的第二设备的第二输出端耦合到相邻后一级的第二设备的第一输出端。

上述的实现数据传输的装置，其中：任意指定的一级的第二设备配备的所述第二电感器耦合在它的第一输出端与前一级的第二设备的第二输出端之间；或者任意指定的一级的第二设备配备的所述第二电感器耦合在它的第二输出端与后一级的第二设备的第一输出端之间；所述第二电感器具有耦合到该指定的一级的第二设备配备的第一端子和具有耦合到前一级或后一级的第二设备的第二端子；第二直流电压源由所述第二开关连接到所述第二电感器的第二端子。

上述的实现数据传输的装置，其中：第二处理器从电力线上接收载波信号的方式为：其配置的一个感应式空心线圈传感器用于从电力线上感应载波信号，然后由第二处理器接收到捕获的载波信号。

上述的实现数据传输的装置，其中：第二处理器配备的感应式空心线圈传感器感应载波信号的方式为：分别耦合到第二设备的一对电压输入端的一对电力线同时穿过感应式空心线圈传感器带有的感应线圈；以及限定该一对电力线各自穿过感应线圈的局部部分中流过的电流的方向相同。

以及在一个可选但非必须的实施例中，披露了一种实现数据传输的方法，其特征在于主要包括以下方案：第一设备与第二设备之间连接有用于输送电源的电力线，电力线上布置有相对于第二设备的距离更靠近第一设备的第一电感器，在分别带有第一、第二处理器的第一、第二设备之间实现数据传输的方法包括：第一设备的第一处理器驱动耦合于第一直流电压源与所述第一电感器的一个端子之间的第一开关在接通和关断之间高频切换，藉此在所述第一电感器的该端子处施加由第一直流电压源被间歇性接入及释放而引发的第一类高频脉冲序列，从而，在电力线上注入的携带有数据信息的一系列第一类高频脉冲序列用作载波信号。

上述的方法，其中：第二处理器从电力线上撷取第一设备发出的载波信号的方式为：其配置的一个感应式空心线圈传感器用于从电力线上感应载波信号，由第二处理器接收感应到的载波信号；第二处理器配备的感应式空心线圈传感器感应载波信号的方式还包括：分别耦合到第二设备的用于输出功率的一对输出端子的一对电力线同时穿过感应式空心线圈传感器带有的感应线圈；以及限定该一对电力线各自穿过感应线圈的局部部分中流过的电流的方向相同。

上述的方法，其中：电力线上还布置有相对于第一设备的距离更靠近第二设备的第二电感器；在第一、第二设备之间实现数据传输的方法还包括：第二设备的第二处理器驱动耦合于第二直流电压源与所述第二电感器的一个端子之间的第二开关在接通和关断之间高频切换，藉此在所述第二电感器的该端子处施加由第二直流电压源被间歇性接入及释放而引发的第二类高频脉冲序列，在电力线上注入的携带有数据信息的一系列第二类高频脉冲序列用作载波信号。

上述的方法，其中：第一处理器从电力线上撷取第二设备发出的载波信号的方式为：其配置的一个感应式空心线圈传感器用于从电力线上感应载波信号，由第一处理器接收感应到的载波信号；第一处理器配备的感应式空心线圈传感器感应载波信号的方式还包括：分别耦合到第一设备的用于接收电源的一对输入端子的一对电力线同时穿过感应式空心线圈传感器带有的感应线圈；以及限定该一对电力线各自穿过感应线圈的局部部分中流过的电流的方向相同。

再者在一个可选但非必须的实施例中，披露了一种在高频开关电源和直流电压转换器之间通信的方法，其特征在于主要是：直流电压转换器与高频开关电源之间连接有用于输送电源的电力线；直流电压转换器向高频开关电源输送直流的电源；高频开关电源将直流的电源逆变成交流电；电力线上设有抑制高频开关电源产生的噪声的电磁干扰滤波器，电磁干扰滤波器在电力线上布置有相对于直流电压转换器的距离更靠近高频开关电源的第一电感器；所述的方法包括：高频开关电源配置的处理器驱动耦合于一个第一直流电压源与第一电感器的一个端子之间的第一开关在接通和关断之间高频切换；藉此在第一电感器的该端子处施加由第一直流电压源被间歇性接入或释放而引发的高频脉冲序列，在电力线上注入的携带有数据信息的一系列高频脉冲序列用作载波信号。

上述的方法，其中：多级直流电压转换器相互串联，每一级直流电压转换器均用于对与其配对的一个光伏组件执行最大功率点追踪；每一级直流电压转换器均配置有用于提供自身输出电压的输出电容；多级直流电压转换器相互串联时它们各自的输出电容串联连接，多级直流电压转换器提供的总的电压作为向高频开关电源输送的直流电源。

上述的方法，其中：直流电压转换器的处理器从电力线上接收高频开关电源发出的载波信号的方式为：其配置的一个空心线圈传感器用于从电力线上感应载波信号，其配置的滤波器用于过滤除了载波信号以外的杂波，再由直流电压转换器配置的处理器撷取到真实的载波信号。

上述的方法，其中：而且直流电压转换器配备的空心线圈传感器感应载波信号的方式还包括：分别耦合到直流电压转换器的一对电压输出端的一对电力线同时穿过空心线圈传感器带有的空心线圈；以及限定该一对电力线各自穿过空心线圈的局部部分中流过的电流的方向相同。

上述的方法，其中：设置第一电感器具有分别耦合到高频开关电源、直流电压转换器的第一、第二端子；第一直流电压源由所述第一开关连接到第一电感器的第二端子；所述第一开关被高频切换时，保障第一电感器到高频开关电源的路径上针对载波信号的感抗高于第一电感器到直流电压转换器的路径上针对载波信号的感抗。

上述的方法，其中：电力线上还布置有相对于高频开关电源的距离更靠近直流电压转换器的第二电感器；在第二直流电压源与第二电感器的一个端子之间设置有第二开关；直流电压转换器配置的处理器发送载波信号到电力线上的方式主要为：其驱动第二开关在接通和关断之间高频切换藉此在所述电力线上注入携带有数据信息的视为载波信号的高频脉冲序列。

上述的方法，其中：高频开关电源的处理器从电力线上接收直流电压转换器发出的载波信号的方式为：其配置的一个空心线圈传感器用于从电力线上感应载波信号，其配置的滤波器用于过滤除了载波信号以外的杂波，再由高频开关电源配置的处理器撷取到真实的载波信号。

上述的方法，其中：高频开关电源配置的空心线圈传感器感应载波信号的方式还主要包括：分别耦合到高频开关电源的一对电压输入端子的一对电力线同时穿过空心线圈传感器带有的空心线圈；以及限定流经该一对电力线各自穿过空心线圈的局部部分中的电流的方向相同。

上述的方法，其中：设置第二电感器具有分别耦合到直流电压转换器、高频开关电源的第一、第二端子；第二直流电压源由所述第二开关连接到第二电感器的第二端子；所述第二开关被高频切换时，保障第二电感器到高频开关电源的路径上针对载波信号的感抗低于第二电感器到直流电压转换器的路径上针对载波信号的感抗。

然后在一个可选但非必须的实施例中，披露了一种集成有高频开关电源和直流电压转换器的系统，其特征在于：直流电压转换器通过电力线向高频开关电源输送直流的电源，高频开关电源将直流的电源逆变成交流电；电力线上设有抑制高频开关电源产生的噪声的电磁干扰滤波器，电磁干扰滤波器在电力线上具有相对于直流电压转换器的距离更靠近高频开关电源的第一电感器；高频开关电源在电力线上注入携带有数据信息的用作载波信号的一系列高频脉冲序列的方式为：高频开关电源配置的处理器驱动耦合于一个第一直流电压源与第一电感器的一个端子之间的第一开关在接通和关断之间高频切换，藉此在第一电感器的该端子处施加由第一直流电压源被间歇性接入或释放而引发的高频脉冲序列；以及电力线上还布置有相对于高频开关电源的距离更靠近直流电压转换器的第二电感器；直流电压转换器在电力线上注入携带有数据信息的用作载波信号的一系列高频脉冲序列的方式为：直流电压转换器配置的处理器驱动耦合于一个第二直流电压源与第二电感器的一个端子之间的第二开关在接通和关断之间高频切换，藉此在第二电感器的该端子处施加由第二直流电压源被间歇性接入或释放而引发的高频脉冲序列。

上述的集成有高频开关电源和直流电压转换器的系统，其中：直流电压转换器的处理器从电力线上接收高频开关电源发出的载波信号的方式为：其配置的一个空心线圈传感器用于从电力线上感应载波信号，其配置的滤波器用于过滤除了载波信号以外的杂波，再由直流电压转换器配置的处理器撷取到真实的载波信号；直流电压转换器配备的空心线圈传感器感应载波信号的方式还包括：分别耦合到直流电压转换器的一对电压输出端的一对电力线同时穿过空心线圈传感器带有的空心线圈；以及限定该一对电力线各自穿过空心线圈的局部部分中流过的电流的方向相同。

上述的集成有高频开关电源和直流电压转换器的系统，其中：高频开关电源的处理器从电力线上接收直流电压转换器发出的载波信号的方式为：其配置的一个空心线圈传感器用于从电力线上感应载波信号，其配置的滤波器用于过滤除了载波信号以外的杂波，再由高频开关电源配置的处理器撷取到真实的载波信号；高频开关电源配置的空心线圈传感器感应载波信号的方式还包括：分别耦合到高频开关电源的一对电压输入端子的一对电力线同时穿过空心线圈传感器带有的空心线圈；以及限定流经该一对电力线各自穿过空心线圈的局部部分中的电流的方向相同。

后续在一个可选但非必须的实施例中，披露了一种在太阳能发电系统中实现载波信号发送及接收的方法，其特征在于：由多级功率优化器串联连接，每一级功率优化器均用于对与其配对的一个光伏组件执行最大功率点追踪，串联的多级功率优化器通过电力线向一个能量收集装置输送电能；所述的方法包括：在靠近能量收集装置的接收电能的输入端的电力线上布置第一电感器，能量收集装置在向任意一级功率优化器发送载波信号时：能量收集装置配置的处理器控制耦合于第一直流电压源与第一电感器的一个端子之间的第一开关周期性地在接通和关断间高频切换；从而在第一电感器的该端子处注入由第一直流电压源被周期性接入及释放而引发的用作载波信号的一系列高频脉冲；以及任意一级功率优化器配置的处理器从电力线上接收载波信号时：其配置的感应式空心线圈传感器用于从电力线上感应载波信号，然后再由功率优化器配置的处理器接收预定的载波信号。

上述的方法，其中：所述的能量收集装置还至少包括：逆变器或汇流箱或为蓄电池充电的充电器。

上述的方法，其中：所述的功率优化器包括升压电路或降压电路或升降压电路，任意一个功率优化器用于将其接收的输入电流和输入电压设置成与其配对的一个光伏组件的最大功率点。

上述的方法，其中：任意一级功率优化器配备的感应式空心线圈传感器感应载波信号的方式还包括：分别耦合到功率优化器的一对输出端子的一对电力线同时穿过感应式空心线圈传感器带有的空心线圈；以及该一对电力线中的一者相对另一者反向穿过空心线圈，至少使得该一对电力线各自穿过空心线圈的局部部分中流过的电流的方向相同。

上述的方法，其中：第一电感器具有分别耦合到能量收集装置的输入端的第一端子和耦合到串联的多级功率优化器的第二端子；所述第一直流电压源由所述第一开关连接到第一电感器的第二端子，使第一电感器到能量收集装置的电力线路径上针对载波信号的感抗高于第一电感器到多级功率优化器的电力线路径上针对载波信号的感抗。

最后在一个可选但非必须的实施例中，披露了一种在太阳能发电系统中实现载波信号发送及接收的方法，其特征在于：由多级功率优化器串联连接，每一级功率优化器均用于对与其配对的一个光伏组件执行最大功率点追踪，串联的多级功率优化器通过电力线向一个能量收集装置输送电能；所述的方法包括：在靠近每一级功率优化器用于输出功率的输出端子的电力线上布置第二电感器，在任意一级功率优化器在向能量收集装置发送载波信号时：功率优化器配置的处理器控制耦合于第二直流电压源与第二电感器的一个端子之间的第二开关周期性地在接通和关断间高频切换；从而在第二电感器的该端子处注入由第二直流电压源被周期性接入及释放而引发的用作载波信号的一系列高频脉冲；以及能量收集装置配置的处理器从电力线上接收载波信号时：其配置的感应式空心线圈传感器用于从电力线上感应载波信号，再由能量收集装置配置的处理器接收预定的载波信号。

上述的方法，其中：能量收集装置配备的感应式空心线圈传感器感应载波信号的方式还包括：分别耦合到能量收集装置的一对输入端子的一对电力线同时穿过感应式空心线圈传感器带有的空心线圈；以及该一对电力线中的一者相对另一者反向穿过空心线圈，至少使得该一对电力线各自穿过空心线圈的局部部分中流过的电流的方向相同。

上述的方法，其中：所述的能量收集装置包括：逆变器或汇流箱或为蓄电池充电的充电器；所述的功率优化器包括升压电路或降压电路或升降压电路，任意一个功率优化器用于将其接收的输入电流和输入电压设置成与其配对的一个光伏组件的最大功率点。

上述的方法，其中：还设置第二类功率优化器接收来自第一类功率优化器发送的载波信号，以及第二类功率优化器配置的处理器从电力线上接收第一类功率优化器发送的载波信号时：第二类功率优化器的感应式空心线圈传感器用于从电力线上感应载波信号，再由第二类功率优化器配置的处理器接收第一类功率优化器发出的预定的载波信号。

上述的方法，其中：第二类功率优化器配置的感应式空心线圈传感器感应载波信号的方式还包括：分别耦合到第二类功率优化器的用于输出功率的一对输出端的一对电力线同时穿过第二类功率优化器配置的感应式空心线圈传感器带有的空心线圈；以及该一对电力线中的一者相对另一者反向穿过空心线圈，至少使得该一对电力线各自穿过空心线圈的局部部分中流过的电流的方向相同。

附图说明

为使上述目的和特征及优点能够更加明显易懂，下面结合附图对具体实施方式做详细的阐释，阅读以下详细说明并参照以下附图之后，本申请的特征和优势将显而易见。

图1是第一设备和第二设备之间可以执行相互的数据传输的范例示意图。

图2是第一设备和第二设备之间通过电力线进行数据传输的范例示意图。

图3是多级光伏电池串联向逆变器供电并通过电力线通信的范例示意图。

图4是在逆变器一侧发送载波以及在功率优化器一侧接收载波的示意图。

图5是在逆变器一侧通过借助电磁干扰滤波器电路来发送载波的示意图。

图6是带有升压电路以及降压电路的功率优化器接收载波信号的示意图。

图7是除了采用常规的桥式逆变器之外还可以采用多电平逆变器示意图。

图8是用相对正的直流电压源来配合产生载波信号的脉冲序列的示意图。

图9是用相对负的直流电压源来配合产生载波信号的脉冲序列的示意图。

图10是用感应式空心线圈传感器侦测接收载波信号的脉冲序列的示意图。

图11是用耦合变压器的耦合作用侦测接收载波信号的脉冲序列的示意图。

图12是在功率优化器一侧发送载波以及在逆变器一侧接收载波的示意图。

具体实施方式

下面将结合各实施例，对本发明的技术方案进行清楚完整的阐述，但所描述的实施例仅是本发明用作叙述说明所用的实施例而非全部的实施例，基于该等实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的方案都属于本发明的保护范围。

光伏发电系统通常由组件电池板整列和功率逆变部分组成，逆变器和市电交流网之间在常规方案中会设置低频隔离变压器实现并网部分和电池板阵列的电气隔离。光伏发电系统通常还包括汇流箱等电力设备，先对功率较小的子回路进行汇流再集中逆变，汇流箱在光伏发电系统中是保证光伏组件有序连接和汇流功能的接线装置，该装置能够保障发电系统在维护、检查时易于切断电路，当光伏系统发生故障时减小停电的范围。汇流箱是指用户可以将若干数量、规格相同的光伏电池串联起来，组成一个或几个电池串组，然后再将若干个光伏串列并联接入汇流箱，在光伏汇流箱内汇流后，通过控制器和直流配电柜与光伏逆变器及交流配电柜等电力设备的配套使用，从而构成完整的光伏发电系统，实现逆变与市电并网。光伏发电系统通常还包括为蓄电池充电的充电器等电力设备，以及某些光伏发电系统还包括功率优化器等。功率优化器是一个实现从直流到直流的降压型或升压型的电压变换器，它同时也是一个单组件级别的电池最大功率追踪电力设备。功率优化器对单组件进行最大功率优化后，传输给终端逆变器进行直流到交流电的处理后，供给本地使用或发电上网。终端逆变器通常可以是无最大功率追踪的纯逆变设备或配有二级最大功率追踪的逆变设备。主流的功率优化器主要分为串联型和并联型，拓扑也略有区别，譬如拓扑包括降压BUCK电路或升压BOOST电路或升降压BUCK-BOOST电路。

串联型的功率优化器采用的是固定电压的设计理念。简单来说，逆变器控制板根据交流端电压决定一个稳定的直流母线的电压，汇总各串联的优化器收集的最大功率，进而计算出母线电流并通过无线或电力载波传输给优化器。此时每个优化器输出端的电压等于所收集的组件最大功率的功率除以母线电流。当组件出现被遮挡的情况后，优化器会根据伏安曲线重新确定最大输出功率值，被通过无线或电力载波传输给逆变器控制板。在维持直流母线电压不变的前提下，控制板重新计算母线电流并反馈给各优化器。此时被遮挡的组件的功率降低，该优化器也会降压来确认输出电流达标。其他未被遮挡的组件的优化器则会升压来达标输出电流。如果组件被遮挡的过于严重，功率优化器就会旁路掉该遮挡严重的组件直到其恢复到可工作状态，这个调节其实是一个电压补足的过程，从而提供给逆变器的最稳定和最优化的直流端母线电压。并联型的功率优化器同样也可以采用固定电压的优化和逆变模式。逆变器根据直流电和交流电的闭合环来确定母线电压，每个优化器把各自的输出端电压升压到指定的数值，此时输入逆变器的电流相当于每个优化器收集到的最大功率除以额定的电压后电流的总和。由于厚云层的遮挡对于组件的电压影响不大，主要影响输出的电流，并联式优化器大体不会出现频繁的电压错配调节，而且由于是电池之间是并联连接的关系，输出的电流又不会彼此影响，所以这的确可以视作并联式优化器相较于串联式的优势。同时如果个别组件被严重的遮挡而无法启动升压设备，优化器自动断开连接并发送报错信号，并且重新启动直到遮挡问题移除。

光伏发电系统所谓的功率优化器的最大特点就是把组件和逆变器功能性分开，有别于传统的光伏系统。看似组件通过优化器接入逆变器，事实上组件只是用来启动优化器而优化器收集组件的最大功率后相互协作给逆变器功能。因为固定电压的技术，解决了光伏发电系统的部分遮挡的问题，对于多组串的系统，各组串组件数量也不需要相等，甚至是即使同一串组内的各组件朝向也不需要一样。除了电路拓扑在结构上面的优势，功率优化器在最大功率点追踪算法MPPT上也有着先天的优势。传统MPPT最大功率点的追踪算法基本都是基于两种：爬山法和逻辑测算法。部分追踪法这些还采用结合法：比如爬山法结合常数范围法，配合固定时间间隔的全扫描法来寻找最大功率点；也有结合斜率极性法和电导增量法，配合探测步伐控制法来寻找最大功率点。现有技术中针对光伏电池的最大功率追踪的任何方案同样适用于本申请的电压转换电路或称功率优化器，譬如常见的最大功率追踪法有恒定电压法、电导增量法、扰动观察法等，本申请不再对电压转换电路如何执行最大功率追踪MPPT的方案予以赘述，正是基于这种优势，可以让功率优化器相较于传统的逆变器有着大约5-30%左右的电量提升。

在光伏发电领域，提供功率的优化器和接收功率的汇流箱、逆变器、充电器等涉及到的发电电力设备之间存在着密切的通信需求。关于通信需求：电力载波通信不同于普通的数据通信线路，电力线的初衷是为了进行电能而并非数据的传输，对于数据通信而言其信道不理想，属于非常不稳定的传输信道，具体表现在噪声显著且信号衰减严重。业界为克服上述问题，电力线宽带载波技术采用了扩频、正交频分复用OFDM等调制技术。多载波正交频分复用是目前为止解决在电力线上传输干扰问题的有效手段之一。电力线宽带通信采用OFDM技术，能有效的抵抗多径干扰，使受干扰的信号仍能可靠接收。即使是在配电网受到严重干扰的情况下，也可提供高带宽并且保证带宽传输效率，从而实现数据的高速可靠通信。OFDM技术的主要思想是在2-34MHz的频域内将给定信道分成几十乃至上千数量的独立不同的正交子信道，在每个子信道上使用单个子载波进行调制，各个子载波并行传输数据。在数据传输过程中，电力线宽带载波设备将持续的检测每个子频道的干扰状况，如果发现有突发的干扰如混频进来的谐波产生或者某些子频道内的电磁干扰非常严重，电力线宽带载波设备可以智能地做出调整，即转移到其它无干扰的子频道内传输从而来避免电力线上具有干扰源的频率范围。电力线宽带载波技术可以有效地对抗电力线上的电磁干扰，具有很强的抗衰落能力，适用于多径传播环境中的高速数据传输来达成通信目的。载波有宽带载波和窄带载波等使用窄带和宽带电力线载波方式，在应用实施方式上有类似的地方：借助电力线网络实现通信节点之间免布线或少布线，在通信机制、通信协议及载波和调制方式等方面存在差别。本申请兼容于现有的电力线载波的通信协议和调制方式，但是发出载波信号和接收载波的机制不同于现有技术的载波通信。

参见图1，在光伏发电领域的第一设备101和第二设备102可以是不同的电力设备并且它们之间的关系是：前者向后者输送电能或后者向前者输送电能，当然如果它们之间不存在任何的电能输送关系也是允许的，但它们之间需要通信，比如一者对另一者下达各种指令或传输各种数据信息。数据传输系统是各种智能化控制系统的重要组成部分，有线的数据传送方式主要有电线载波或载频、同轴线、RS232串口、RS485以及开关量信号线和USB等，近距离无线通信主要有无线RF433/315M、蓝牙、ZIGBEE、Z-ware和常规的IPv6/6Lowpan等，传统互联网通信包括WIFI和以太网等，以及3G/4G等移动空中网络随着资费的降低也逐步适用于通信的建立。

参见图2，第一设备101和第二设备102通过电力线LN连接，第二设备102假定包含了化学电池或燃料电池或光伏电池等电能供应方，第一设备101假定包含了汇流箱或逆变器或充电器等利用电能的能量收集装置，第二设备102通过电力线LN将收集的电能或者自身产生的电能通过电力线LN输送给第一设备101，基于各种目的两个设备之间需要传输各种信息来达成预期的通信功能，电力线LN是搭载载波信号的媒介。载波可以是正弦波，也可以是非正弦波如周期性脉冲序列，载波受调制后称为已调信号，它含有调制信号的全波特征，载波是工作在预先定义的单一频率的连续信号。使用载波以便它能以适合传输的形式表示数据信息，就是所谓的调制。电力载波通信与电信系统有线载波通信在原理上并无较大的区别，只是用电力线代替了架空明线。不过在电力线上复用通信无法像架空明线那样简单，不仅要求保证设备不受影响，还要求获得最佳的载波信号传输效率这就必须对载波进行合理设计产生机制，解决电力线与电力设备之间的连接问题。载波是由振荡器产生并在电力线这样的通讯信道上传输的电波，被调制后用来传送语音或其它类型的数据信息。载波是第一设备101和第二设备102传送数据信息的承载工具。

参见图3，串联型的第二设备102如功率优化器各自输出的电压叠加后将总的具有较高电势的电压提供给第一设备101如逆变器，第一设备101汇总串联的第二设备102各自收集的最大功率，第一设备101如逆变器在通过通信获知了各第二设备102的汇总功率之后，进而计算出电力线LN的母线电流或其他信息，并通过无线或电力载波通信再传输告知给每一个第二设备102。此时每一个第二设备102如优化器输出端的电压等于自身所收集的电池最大功率的功率除以母线电流。第一设备101和第二设备102之间典型的采用了无线通信或载波通信来实现数据信息的实时传递。

参见图4，在这个实施例中第一设备101采用多电平逆变器，当然也可以是单相或多相的桥式H-BRIDGE的逆变器，甚至是汇流箱等。第二设备102采用功率优化器，它也是直流电压转换器并用来接收来自它的输入端子处的光伏组件/化工电池/燃料电池等提供的电能，转换成输出端子处的输出功率，注意某个功率优化器需要将与之配对某个电池或组件的输出电流和输出电压设置成该电池/组件的最大功率点，换句话说，某个功率优化器需要将其输入的功率设置成与其配对的一个电池/组件的最大功率点。

参见图4，光伏组件阵列是光伏发电系统从光能到电能转换的基础，图4中显示了光伏组件阵列中安装有基本的电池串组，电池串组内部：每一个电池串组是由多个相互串联连接的光伏组件103串接构成，光伏组件103还可以替换成燃料电池或化学电池。电池串组外部：多个电池串组并联向第一设备101提供电能。在本申请中每块光伏组件或称光伏电池103均配置有执行最大功率追踪演算MPPT的功率优化电路，例如第一级光伏组件103产生的电能由第一个第二设备102-1进行功率转换以执行功率优化，第二级光伏组件103产生的电能由第二个第二设备102-2进行功率转换，类推至第N级的光伏组件103产生的光伏电压由第N级的第二设备102-N进行功率转换以执行功率优化，注意这里的N为自然数。其实与每块光伏电池103对应的第二设备102-2/功率优化电路输出的功率才表征该光伏电池103提供在电池串组上的实际功率。假定某个电池串组内部串接有第一级光伏组件103、第二级光伏组件103…至第N级的光伏组件103，第一级的第二设备102-1用于将第一级光伏电池103的光伏电压源执行最大功率追踪而进行电压转换并输出V₁，类推直至第N级的第二设备102-N用于将第N级的光伏电池103的光伏电压源执行最大功率追踪而进行电压转换并输出V_N。可以获悉，电池串组上总的串级电压等于：第一级的第二设备102-1所输出的电压V₁加上第二级的第二设备102-2所输出的电压V₂然后再加上第二设备102-3所输出的电压V₃…，依次一直累加到第N级的第二设备102-N输出的电压V_N，总的串级电压的运算结果就等于V₁+V₂+…V_N。功率优化电路或所谓的第二设备102-2可以采用升压型电压转换电路、降压型电压转换电路或升降压型电压转换电路等。第一级的第二设备102-1、第二级的第二设备102-2至第N级的第二设备102-N等通过电力线LN串联连接，电力线LN上由102-1至102-N各自输出的电压所叠加得到的串级电压被输送给类似于汇流箱或逆变器等电力设备汇流和逆变后再并网，譬如由串联的各级的第二设备102-1至102-N各自的输出功率汇总后再输送给第一设备101，组件阵列中多个电池串组在向逆变器供电时是并联连接的关系。

参见图4，第一级的第二设备102-1至第N级的第二设备102-N等各个电压转换电路均配置有处理器112，在本领域中BUCK、BOOST、BUCK-BOOST等电压转换电路执行功率追踪MPPT演算是由处理器112输出的脉冲宽度调制信号PWM实现的，本领域的技术人员都知道，脉冲宽度调制信号PWM主要是驱动电压转换电路中的开关元件来实现对电池电压的升压、降压和升降压等。在开关电源系统中，电源采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比来调整输出电压。开关电源主要由输入电路、变换电路以及输出电路和控制单元等组成。功率变换是核心部分，主要由开关电路组成，为了满足高功率密度要求，变换器需要工作在高频状态，开关晶体管要采用开关速度高、导通和关断时间短的晶体臂，典型的功率开关有功率晶闸管、功率场效应晶体管和绝缘型双极型晶体管等多种。控制方式分为脉冲宽度调制、脉宽调制和频率调制混合调制、脉冲频率调制等多种，常用脉宽调制方式。直流到直流DC/DC变换器如电压变换器、电流变换器适用于第二设备102，功率优化器是直流到直流的变换器，属于开关电源的范畴并且也是单组件级别的电池最大功率追踪电力设备。第一设备101采用逆变器同样也属于开关电源系统的应用，只不过开关模式电源SMPS根据输入和输出电压形式的不同，分为交流电到交流电的AC/AC变换器如变频器、变压器，也还分为交流到直流的AC/DC变换器如整流器，以及分为直流到交流电的DC/AC变换器，和分为直流到直流电的DC/DC变换器如电压变换器、电流变换器。第一设备101在本实施例中是属于直流电到交流电DC/AC的变换器譬如逆变器。

参见图4，多级电源即第一级的第二设备102-1至第N级的第二设备102-N串联后通过电力线LN向第一设备101提供电能/电源，第一设备101将直流母线电源执行直流到交流电的逆变，产生的交流电可以本地使用或并网。假设逆变器是飞跨电容式的多电平逆变器或单相半桥、单相全桥、推挽式、三相桥式逆变器，都需要处理器111来输出所谓的驱动逆变器开关器件的脉冲宽度调制PWM。在很多逆变场合的理论依据是用一系列等幅度但宽度不同的较窄的脉冲来代替一个正弦半波，正弦半波若干等分，可看成若干个彼此相连的脉冲序列，宽度相等但幅值不等，相当于用矩形脉冲代替中点重合，面积也即冲量相等。业界SPWM波形的原理：以正弦波作为逆变器输出的期望波形，以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波，用频率和期望波形相同的正弦波作为调制波，当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得在正弦调制波的半个周期内呈两边较窄但是中间较宽的系列等幅度而等宽不等的矩形波。SPWM波形也即脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形，因而实现逆变目的。

参见图4，假设第一设备101具有输入端子RE1和输入端子RE2，则第一级的第二设备102-1至第N级的第二设备102-N串联后提供的总的电压就通过电力线LN输入到譬如逆变器的第一设备101具有的一组输入端子RE1和输入端子RE2，分别耦合到输入端子RE1-RE2的如图所示的一组电力线LN相当于直流母线。考虑到电力设备的实际地理分布，可能是逆变器离开电池相对于优化器要远。第二设备102与第一设备101之间连接有用于输送电源的电力线LN，而电力线LN上布置有相对于第二设备102的距离更靠近第一设备101的电感器L，如电感器L连到输入端子RE1或输入端子RE2。如果试图在第一设备101一侧发送载波而在第二设备102一侧接收载波，则电感器L在电力线上的布置位置应该更靠近第一设备101。第一设备101发出载波信号的模式：在一个直流电压源S与电感器L的一个端子例如LT2之间设置有第一开关Q1，直流电压源S甚至可以与第一开关Q1并联在电感器L的两端LT1-LT2。电感器L的一端LT1直接耦合到输入端子RE2而电感器L的另一端LT2耦合到各级优化器，相当于端子LT1是直接靠近逆变器的端子而端子LT2是背离逆变器的端子。在某个可选的实施例中，限定直流电压源S的正极耦合到电感端子LT2，负极耦合到电感端子LT1，将该直流电压源S和与其串联的第一开关Q1等效为一个振荡器。处理器111发送载波信号到电力线LN上的方式为：直接驱动或利用驱动电路间接驱动第一开关Q1，第一开关Q1在接通和关断之间高频切换，藉此直流电压源S在第一开关Q1接通的时候就耦合到电力线上，或者直流电压源S在第一开关Q1关断的时候就从电力线上释放掉。当第一开关Q1高频切换时候就相当在电力线LN上注入了携带有数据信息的视为载波信号的高频脉冲序列：开关Q1接通就引入了一个窄的高频脉冲，关断后高频脉冲消失，再次接通开关Q1紧接着下一个较窄的高频脉冲又被耦合到电力线LN上，依此类推。在某个可选的实施例中，可以假定直流电压源S的负极耦合到第一设备101的参考地电位，譬如第一设备101的参考地电位是以输入端子RE2的电位作为参考地电位。最终第一开关Q1的高频切换导致在电力线上引入的一系列连续的高频脉冲就视为携带信息的载波信号被发送出来。

参见图4，第一设备101及其配套的处理器111将数据也即前述载波信号通过载波发送模块也即其振荡器广播到电力线LN上之后，其他电子设备利用解码器就可以在电力线上对载波解码。作为感测和解码载波信号的一方：各级的第二设备102-1至102-N它们各自的载波感测和解码部分通常还带有载波传感器模块105和滤波器模块，并且图示的第二设备102还配置有类似MCU/DSP等的控制单元或处理器112来处理数据。需要让电力线LN穿过载波传感器模块105（如感应式罗氏空心线圈传感器等）带有的作为感应部件的空心线圈，藉此可以由载波传感器模块105来侦测电力线LN上的载波信号，在实际应用中为了更精确的捕获真实的载波数据和屏蔽各类不相关的噪声，滤波器模块再对载波传感器模块105感测到的载波信号进行进一步地滤波，滤除那些不在指定频率范围内的杂波，只有在指定频率范围内的载波才可以表示预期的真实载波信号，从而控制单元或处理器112接收真实载波信号和解码其数据信息。感应式空心线圈传感器至少包括了敏感部件的感应线圈和低噪声放大器等核心部分，感应线圈是获取磁场信号并转换成电压信号的关键元件，放大器则是为了将微弱的电压信号进行低噪声放大。

参见图4，基于迫使载波信号在电力线LN上更多的向各级的第二设备102的方向传播而不要回馈到第一设备101，电感器L具有耦合到第一设备101的第一端子LT1和耦合到第二设备102的第二端子LT2，载波信号从第二端子LT2注入：直流电压源S由前述的第一开关Q1连接到电感器L的第二端子LT2，保障电感器L到第一设备101的电力线路径上针对载波信号的感抗，要高于电感器L到各级的第二设备102的电力线路径上针对载波信号的感抗。载波信号从第一端子LT1注入也能够实现相同的功能，但是更佳的方式是从第二端子LT2注入一系列的高频脉冲。

参见图5，前文提及第一设备101在本实施例中是属于直流电到交流电DC/AC的变换器并且亦属于开关模式电源SMPS的特定类型，则当第一设备101操作开关模式电源时的其开关操作所导致产生的开关噪声会使得在包括开关模式电源的各种电子设备中产生电磁干扰。开关噪声表示由于配置开关模式电源的功率开关的开关操作频率而发生的噪声分量以及某些谐波分量。当发生电磁干扰时，包括开关模式电源的电力装置的周边电子装置的操作受到干扰。抑制电磁干扰发生的惯用方法是改变调制开关操作频率，但是频率调制的方法会产生根据开关操作频率调制的输出电压纹波，该输出电压纹波叠加到由输入电压的纹波引起的输出电压纹波分量上，从而产生更大的输出电压纹波。而EMI电磁干扰的电源滤波器也可以滤除开关电源产生的共模干扰噪声及差模干扰噪声。

参见图5，假设某一个第二设备102将从与其配对的电池撷取的电能转换成的输出功率从电力线LN1和电力线LN2输送给第一设备101，该一组电力线LN1-LN2分别耦合到第一设备101的输入端子RE1-RE2。第一设备101的输入端子RE1-RE2之间连接有抑制纹波及储能的电容CIN。第二设备102输出的电压才表征与其配对的光伏电池被执行功率优化后的实际电压，第二设备102的输出端子分别耦合到其输出电容CO的两端也相当于输出电容CO向电力线LN1-LN2供电。EMI滤波器210在电力线LN1上可以布置某级差模电感器和/或在电力线LN2上布置某级差模电感器，EMI滤波器210还可以在电力线LN1-LN2之间布置一个或多个某级差模电容（X电容）C1-C2。EMI滤波器还可以在电力线LN1上布置共模电感器和/或在电力线LN2上布置共模电感器，EMI滤波器还可以在电力线LN1-LN2之间布置一对或多对的共模电容（Y电容），注意共模电容对的中点是接地的。共模电流流过共模电感器分析：当共模电流流过共模电感时，由于共模电流在一对对称的共模电感器中的方向相同，一对共模电感线圈内产生同方向的磁场，这时增大了一对共模电感线圈的电感量，增大了一对共模电感线圈对共模电流的感抗，使共模电流受到更大的抑制，达到衰减共模电流的目的，起到了抑制共模干扰噪声的作用，再加上共模电容对共模干扰噪声的滤波作用，共模干扰得到明显抑制。某级差模电感器电路的具体分析：某级差模电感器与所谓的X电容串联构成回路，某级差模电感器可对某级差模高频干扰的感抗大，所谓的X电容对高频噪声干扰的容抗比较小，这样将某级差模干扰噪声滤除，不能流向到后面的电路，达到抑制某级差模高频干扰噪声的目的。

参见图5，借助于EMI滤波器210的DM（差模）电感或CM（共模）电感，在该实施例中以布置在一组电力线中的电力线LN2上的DM电感L1为例来阐释说明：在某个直流电压源S与DM电感L1的一个端子之间设有受控于处理器111的第一开关Q1，逆变器配置的处理器111发送载波信号到电力线LN1-LN2上的方式为：驱动第一开关Q1在接通和关断之间高频的切换，主动且周期性的将高频脉冲从所谓的DM电感L1的一个端子注入到电力线LN上，相当于一个载波振荡器，藉此在电力线LN上注入的携带有数据信息的高频脉冲序列视为载波信号，以上是第一设备101实现载波发送。虽然可以借助于电磁干扰滤波器的DM电感或CM电感用作发送载波的有效元器件之一，但图4中的独立的电感器L本身也可以充当发送载波的有效元器件，所以借助于EMI滤波器的电感仅仅是可选方案而不是必须的方案。

参见图5，第二设备102配置的处理器112从电力线LN上接收载波信号时：所谓的处理器112配置的感应式空心线圈传感器用于从电力线LN上感应载波信号，而所谓的处理器112配置的滤波器用于过滤除了载波信号以外的杂波，然后再由第二设备102配置的处理器112接收预定的载波信号。作为接收载波信号的手段，具体而言：载波传感器模块105例如感应式空心线圈传感器带有用作感应线圈的空心线圈，用作母线的一对电力线在图4的实施例中仅仅只有某一个电力线穿过空心线圈，而在本实施例中，用作直流母线的一对电力线在图5的实施例中需要同时穿过空心线圈。在常规方案中，用作直流母线的一对电力线LN1-LN2是平行并排的布线，但是本申请中，考虑到它们需要同时穿过空心线圈，图5中电力线LN1相对于电力线LN2反向穿过空心线圈，意思是指我们至少要求使得电力线LN1穿过空心线圈的局部部分LN1-1中流过的电流IL1的方向和电力线LN2穿过空心线圈的局部部分LN2-1中流过的电流IL2的方向相同。例如我们先假设第二设备102的节点N1是相对于节点N2的正电位，则母线电流是从第二设备102的输出节点N1流向第一设备101的输入端子RE1，然后母线电流从第一设备101的相对输入端子RE2流出并流向第二设备102的输出节点N2。如果电力线LN1-LN2平行的穿过空心线圈而没有让其中的一根母线反向穿过空心线圈，则电力线LN1的母线电流从第二设备102流向第一设备101，同时还存在电力线LN2的母线电流会从第一设备101流向第二设备102，最终导致电力线LN1-2各自穿过空心线圈的局部部分中流过的电流的方向相反，这会导致磁场信号转换成电压信号部分失效或全部失效。反之，该一对电力线各自穿过空心线圈的局部部分LN1-1和LN2-1中流过的电流的方向完全相同则可以避免该等弊端，设置电力线之一相对另一者反向穿过感应线圈，例如：虽然电力线LN1的母线电流从第二设备102流向第一设备101，电力线LN2的母线电流会从第一设备101流向第二设备102，却不影响它们各自穿过空心线圈的局部部分LN1-1和LN2-1中流过的电流的方向，局部部分LN1-1和LN2-1中的电流方向都是从第一设备流向第二设备。

参见图6，光伏组件PV_M利用第二设备102M产生期望的输出电压同时执行最大功率点追踪。第二设备102M的第一输入端NI1连到光伏组件PV_M的正极以及还有第二设备102M的第二输入端NI2连接到光伏组件PV_M的负极。第二设备102M的第一输出端NO1耦合到第二设备102M唯一的第一节点N1，以及第二设备102M的第二输出端NO2耦合到第二设备102M的第二节点N2，第二设备102M的输出电容CO被连接在其第一节点N1和第二节点N2之间。第二设备102M将光伏组件提供的电能执行功率转换并亦即同步执行最大功率追踪演算，最终第二设备102M所输出的直流输出电压产生在第二设备102M的第一输出端和第二输出端之间，输出电压加载第一节点N1和第二节点N2间的输出电容CO的上。第二设备102M中的降压转换电路的功率开关S1和功率开关S2串联在第一输入端NI1和第二输入端NI2之间，第二设备102M的升压转换电路的功率开关S3和功率开关S4串联在第一输出端NO1和第二输出端NO2之间。降压转换电路中的功率开关S1和功率开关S2两者相连于第一互连节点NX1，以及升压转换电路中的功率开关S3和功率开关S4两者相连于第二互连节点NX2，则电路拓扑中前侧功率开关S1-S2两者相连的第一互连节点NX1与后侧功率开关S3-S4两者相连的第二互连节点NX2之间设置有主电感元件LL，第二输出端NO2和第二输入端NI2可以直接耦合到一起并设定它们的电位为一个参考电位REF1。与第一输出端和第二输出端之间设置的输出电容CO所对应的是，转换器的第一输入端NI1和第二输入端NI2之间还可以设置输入电容。在很多场合第二设备102M配置的处理器112的直接驱动能力较弱，可能无法直接驱动MOSFET或IGBT等功率开关，可利用驱动能力更强的驱动器/缓冲器来增强开关控制信号的强度再来驱动第二设备102M的功率开关S1-S4。

参见图6，光伏组件PV_N利用第二设备102N产生期望的输出电压同时执行最大功率点追踪，第二设备102N的第一输入端NI1连到光伏组件PV_N正极及第二设备102N的第二输入端NI2连接到光伏组件PV_N负极。第二设备102N的第一输出端NO1连接到第二设备102N唯一对应的一个第一节点N1，第二设备102N的第二输出端NO2连到第二设备102N自身唯一对应的一个第二节点N2，另外还有一个输出电容CO被连接在第二设备102N的第一节点N1和第二节点N2间。第二设备102N将光伏组件PV_N的电压执行功率转换并亦即同步执行最大功率追踪演算，最终第二设备102N所输出的直流输出电压产生在第二设备102N的第一输出端NO1和第二输出端NO2之间，输出电压施加在第二设备102N的输出电容CO上。第二设备102N的降压电路的功率开关S1和功率开关S2串联在第一输入端NI1和第二输入端NI2两者之间，第二设备102N的升压电路的功率开关S3和功率开关S4串联在第一输出端NO1和第二输出端NO2间。功率开关S1和功率开关S2两者相连于第一互连节点NX1，功率开关S3和功率开关S4两者相连于第二互连节点NX2，前侧功率开关S1-S2两者相连的第一互连节点NX1与后侧功率开关S3-S4两者相连的第二互连节点NX2之间设有主电感元件LL，第二设备102N中的第二输出端NO2和第二输入端NI2可以直接耦合到一起并设定它们的电位为一个参考电位REF2。同样在第二设备102N中通常与第一输出端NO1和第二输出端NO2之间设置的输出电容CO所对应的是，第二设备102N的第一输入端NI1和第二输入端NI2之间的输入电容也是可选项。第二设备102N的处理器112的直接驱动能力可能较弱，有可能无法直接驱动MOSFET或IGBT等功率开关，可利用驱动能力更强的驱动器/缓冲器来增强开关控制信号的强度再来驱动第二设备102N的功率开关S1-S4。

参见图6，第二设备102N配置的处理器112从电力线LN上接收载波信号时：它的处理器112配置的感应式空心线圈传感器用于从电力线LN上感应载波信号，而所谓的处理器112配置的滤波器用于过滤除了载波信号以外的杂波，然后再由第二设备102配置的处理器112接收预定的载波信号。作为接收载波信号的手段，具体而言：载波传感器模块105例如感应式空心线圈传感器带有用作感应线圈的空心线圈。在本实施例中分别耦合到第二设备102N的一对输出端子/输出节点N1-N2或NO1-NO2的一对电力线在该实施例中需要同时穿过空心线圈。图6中，针对第二设备102N而言耦合到节点N2的电力线LN相对于耦合到节点N1电力线LN反向穿过空心线圈：其意思相当于是要求使耦合到节点N1的电力线LN穿过空心线圈的局部部分LN-1中流过的电流的方向和耦合到节点N2的电力线LN穿过空心线圈的局部部分LN-2中流过的电流的方向相同。例如我们先假设第二设备102N的节点N1是相对于节点N2的正电位，则母线直流电流是从第二设备102N的输出的第一节点N1流出，然后母线直流电流从第二设备102N的输出功率的第二节点N2流入。耦合到节点N1的电力线LN和耦合到节点N2的电力线LN如果平行并排的穿过空心线圈，而没有让其中的一根母线反向穿过空心线圈，则最终导致耦合到节点N1的电力线LN和耦合到节点N2的电力线LN各自穿过空心线圈的局部部分中流过的电流的方向相反。反之，如果耦合到节点N1的电力线LN和耦合到节点N2的电力线LN各自穿过空心线圈的局部部分LN-1和LN-1中流过的电流的方向完全相同则可以避免前文提及的弊端。耦合到节点N1的电力线LN和耦合到节点N2的电力线LN两者之中，电力线之一相对另一者反向穿过感应线圈，例如：电流是从第二设备102N的输出的第一节点N1流出，电流从第二设备102N的输出功率的第二节点N2流入，却不影响它们各自穿过空心线圈的局部部分LN-1和LN-1中流过的电流的方向，线圈中的局部部分中的电流方向都是从第二设备102N向外流出的流向。

参见图6，作为感测和解码载波信号的一方：第二设备102N配置的载波感测和解码部分通常还带有载波传感器模块105和滤波器模块，并且图示的第二设备102N还配置有类似MCU/DSP等的控制单元或处理器112来处理数据。需要让电力线LN穿过载波传感器模块105（如感应式罗氏空心线圈传感器等）带有的作为感应元件的空心线圈，藉此可以由载波传感器模块105来侦测电力线LN上的载波信号，为了更精确的捕获真实的载波数据和屏蔽各类不相关的噪声，滤波器模块再对载波传感器模块105感测到的载波信号进行进一步地滤波，滤除那些不在指定频率范围内的杂波，只有在指定频率范围内的载波才可以表示预期的真实载波信号，从而控制单元或处理器112接收真实载波信号和解码其数据信息。感应式空心线圈传感器至少包括了敏感部件的感应线圈和低噪声放大器等核心部分，感应线圈是获取磁场信号并转换成电压信号的关键元件，放大器则是为了将微弱的电压信号进行低噪声放大。前文提及的M和N都是大于1的自然数。

参见图6，设第二设备102M和第二设备102N相邻且串联，在多级形式而且是串联的第二设备102的串接关系中，例如：前一级的第二设备102M的第二节点N2连到后一级的第二设备102N的第一节点N1。参考图4，多级的第二设备102-1至102-N按照这种规律串联连接，任意前一级的第二设备102M的第二节点N2通过电力线耦合到相邻的后一级的第二设备102N的第一节点N1，或任意前一级的第二设备102M的输出电容CO由电力线和相邻后一级的第二设备102N的输出电容CO串联。依此类推，最终在多级的第二设备102-1…102-N等串联连接时它们各自的输出电容C_O相互串联连接：也即第二设备102-1的输出电容CO和102-2的输出电容CO和102-3的输出电容CO…和102-N的输出电容CO等通过电力线串联连接，则串联的一系列的第二设备102提供的总的串级电压等于第二设备102-1…102-N它们各自的输出电容CO上的电压的叠加值。换而言之也可以认为，首个第一级的第二设备102-1的第一节点N1和末尾的最后的一级的第二设备102-N的第二节点N2之间可以提供整个串联的多个优化器的总的串级电压。首个的第一级的第二设备102-1的第一节点N1相当于是多级的第二设备的等效正极，和末尾的最后的一级的第二设备102-N的第二节点N2相当于是多级的第二设备的等效负极，一组电力线中的LN1耦合到等效正极，一组电力线中的LN2耦合到等效负极。

参见图7，第一设备101采用飞跨电容逆变器的范例。参见图7所示，采用了开关数量可调节的单臂，上臂和下臂开关都是K+1个，该拓扑结构具有广泛的代表性。其上桥臂SA_1至SA_K+1和下桥臂SB_1至SB_K+1相对应的分别构成了飞跨电容式的多电平逆变器的第一组开关和第二组开关。图7是以第一组多个开关和第二组多个开关作为范例，且第一和第二组开关均是由耦合到开关的控制端的高频脉宽调制信号/控制信号来控制开关在关断和导通之间切换。实际上第一组和第二组的开关数量不受限，如图那样可以适应性的选择更多或更少的开关数量而且开关可以采用IGBT、MOSFET或晶闸管等功率开关。在图7中，第一组开关中任意相邻的一对开关SA_K和SA_K+1两者间的某个互连节点NA_K与第二组开关中相应一对相邻开关SB_K和SB_K+1两者间的某个互连节点NB_K之间连接有飞跨电容C_K，这里K为自然数。开关SA_K及SA_K+1它们与相应的一对开关SB_K及SB_K+1当中的关系是：第一组中的开关SA_K与第二组中的开关SB_K互补，第一组中的开关SA_K+1与第二组中的开关SB_K+1互补。而且上桥臂SA_1至SA_K+1和下桥臂SB_1至SB_K+1相连于图中介绍的中间节点NX也即臂点，数量为K+1的开关分别应用于上下桥臂。参见图7所示，在拓扑中第一组开关的排序是从耦合到输入端子RE1处的首个开关SA_1依次排序到连到中间节点NX的末尾的开关SA_K+1，而相对的，拓扑中第二组开关的排序则是从耦合到输入端子RE2处的首个开关SB_1依次排序到连到中间节点NX的末尾的开关SB_K+1。多级的第二设备提供的电压源从电力线LN1-LN2之间输入至输入端子RE1-RE2，电容CIN连接在该组输入端子RE1-RE2之间，而产生的多电平交流电从中间节点NX处输出，还可以在输出功率的中间节点NX连接滤波电感LX。第一组和第二组开关通常被认为是构成了多电平逆变器的单臂，多个单臂组合就可以构成多相逆变器。第一设备101除了可以采用以上飞跨电容逆变器之外，单相半桥、单相全桥、推挽式、三相桥式逆变器等也适用。而且在很多场合第一设备101还可以充当给蓄电池充电的充电器，甚至在不需要进行功率转换的时候还可以使第一设备101采用汇流箱，它仅仅作为能量收集装置即可。

参见图8，和图5的实施例相比，图5的实施例可以直接在电感器L的两端并联一个直流电压源S和开关Q1，而在图8中一个独立的直流电源VDD通过第一开关Q1连接到电感器L1的一端。直流电源VDD和第一开关Q1用作发出载波信号的振荡器，其载波发送原理和接收原理与图5一致。在可选但非必须的实施例中，直流电源VDD的参考电位是第一设备101的参考地电位，例如输入端子RE2处为其参考地电位。

参见图9，和图5的实施例相比，图5的实施例可以直接在电感器L的两端并联一个直流电压源S和开关Q1，而在图8中一个独立的直流电源VSS通过第一开关Q1连接到电感器L1的一端。直流电源VSS和第一开关Q1用作发出载波信号的振荡器，其载波发送原理和接收原理与图5一致。在可选但非必须的实施例中，直流电源VSS的参考电位是第一设备101的参考地电位，如输入端子RE2处为其参考地电位。图8和图9的实施例通过对比，我们会发现图8中直流电源VDD相对第一设备101的参考地电位可以是高于参考地电位的正的电压，而图9中直流电源VSS相对第一设备101的参考地电位可以是低于参考地电位的负的电压，其意思是指：产生载波信号的一系列高频脉冲序列既可以是正的电压VDD高频切换产生的也可以是负的电压VSS高频切换产生的。

参见图10，和图9的利用单级的第二设备作为范例的实施例相比，图10采用了多级的第二设备102。多级的第二设备102等串联连接时它们各自的输出电容C_O最终相互串联连接：考虑到各级的第二设备102的输出电容CO等通过电力线串联连接，则串联的该等一系列的第二设备102提供的总的串级电压等于多级的第二设备102它们各自的输出电容CO上的电压的叠加值。换而言之，也可以认为：多级的第二设备中，其中的作为首个的第一级的第二设备102-1的第一节点N1相当于是串联的那些多级的第二设备的等效正极，而末尾的最后的一级的第二设备102-N的第二节点N2相当于是多级的第二设备的等效负极，电力线LN1耦合到等效正极，电力线LN2耦合到等效负极。关于多级的第二设备的串联关系还可以参考图4的实施例。图9的单级的第二设备102：第二设备的第一节点N1相当于是第二设备的等效正极，第二设备的第二节点N2相当于是第二设备的等效负极，电力线LN1耦合到等效正极，电力线LN2耦合到等效负极。

参见图11，第二设备102可以不采用感应式空心线圈传感器来侦测载波，而是利用耦合变压器PT来撷取第一设备101发出的载波信号。耦合变压器PT的初级侧绕组连接在某一个第二设备102的第一节点N1或第二节点N2处。实质上耦合变压器PT的初级侧绕组LP1和各级的第二设备102串联，也分布在电力线上，只不过耦合变压器需要分布在载波接收方的电力线附近，也即电力线上布置有相对于第一设备的距离更靠近第二设备的耦合变压器。譬如在某个实施例中耦合变压器PT的初级侧绕组LP1可以直接被连接在图6的作为后一级的第二设备102N的第一节点N1和与其相邻的其他作为前一级的第二设备102M的第二节点N2之间，来为第二设备102N和/或第二设备102M用作感测载波信号所用。耦合变压器的次级侧绕组LP2的第一端和一个信号产生节点NRX之间连接有一个耦合电容CP，以及次级侧绕组LP2的第二端在一个预设节点NL处被连接到地电位的接地端GND。可选的将一个二极管D的阴极连接到信号产生节点NRX而阳极在预设节点NL处连接到接地端GND，以及作为可选项的还可以在信号产生节点NRX和预设节点NL之间连接一个感应电阻RS。耦合变压器PT的工作机制体现在：使用的耦合电容CP隔离直流电，当第一开关Q1高频切换产生载波信号的高频脉冲时一系列高频脉冲会被耦合变压器PT耦合到次级侧绕组LP2。例如直流电压VDD被注入电力线相当于翻转成高电平时给电容CP充电，该过程中由于耦合电容CP的耦合作用也会进一步将信号产生节点NRX的电位同步抬升起来，采用肖特基二极管D时则二极管D的箝位效应还可以使得信号产生节点NRX的电位迅速增大，从而在信号产生节点NRX处产生大于预设参考电压阈值VREF的电压，一个比较器A的正相端和反相端两者分别耦合到信号产生节点NRX与预设参考电压阈值VREF，如果信号产生节点NRX处的电压超过所谓的参考电压阈值VREF，则比较器A就会输出高电平的输出信号SIG。而且输出信号SIG输送给第二设备102配套的处理器112就能获悉载波信号的情况。与之相反的是，一旦当载波信号翻转为低电平时也即直流电压VDD从电力线上释放，则耦合电容CP还会通过次级侧绕组LP2和感应电阻RS放电，使前述信号产生节点NRX的电位迅速跌落，直至该节点处的实际电位比参考电压阈值VREF还低，则比较器A的输出端产生的输出信号SIG的逻辑状态翻转并同步变化成低电平，同样处理器112通过接收输出信号SIG就能获悉载波信号的情况，从而通过比较器的高低电平输出变化侦测高频脉冲序列。

参见图11，第二设备102利用耦合变压器PT来撷取第一设备101发出的载波信号而不采用感应式空心线圈传感器来侦测第一设备101发出载波，同样第一设备101可以利用耦合变压器PT来撷取第二设备102发出的载波信号而不采用感应式空心线圈传感器来侦测第二设备102发出载波，只不过耦合变压器PT在电力线上的布置位置需要移动到更靠近第一设备101，例如耦合变压器PT的初级侧绕组LP1连到第一设备101的两个输入电阻RE1-RE2当中的一个处，然后再利用比较器A产生的输出信号SIG的可用于表征第一设备101发出的载波信号的比较结果来通知第一设备101的处理器111。

参见图11，该实施例和前文的各个含EMI电路的实施例相比，EMI滤波器210还进一步包括有DM（差模）电感L1-L2和/或CM（共模）电感L3-L4，电力线LN1上布置有DM电感L2和CM电感L4，电力线LN2上布置有DM电感L1和CM电感L3并且图中没有特意完整的标识X电容和Y电容。在该实施例中仍然以布置在一组电力线中的电力线LN1上的DM电感L2为例来阐释说明：电感L2具有耦合到第一设备的第一端和耦合到第二设备的第二端，在某个直流电压源VDD与DM电感L2的一个端子如第二端之间设有受控于处理器111的第一开关Q1，然后逆变器配置的处理器111发送载波信号到电力线LN1-LN2上的方式为：驱动第一开关Q1在接通和关断之间高频切换，主动且周期性的将高频脉冲从DM电感L2的第二端子注入到电力线LN上，相当于一个载波振荡器，藉此在电力线LN上注入的携带有数据信息的高频脉冲序列视为载波信号。假设其他的电感L4或L3具有耦合到第一设备的第一端和耦合到第二设备的第二端，在可替代的实施例中，直流电压源VDD与CM电感L4或L3的一个端子如第二端之间设有受控于处理器111的第一开关Q1，驱动第一开关Q1在接通和关断之间高频切换，同样也可以在电力线LN上注入的携带有数据信息的高频脉冲序列，也就是说DM/CM电感作为电磁干扰EMI电路的有效元件均可以配合和协助振荡器产生一系列的高频脉冲序列。

参见图12，前文基本是以第一设备101作为发送数据的一方而第二设备102作为接收数据的一方作为范例来阐释说明，实质上，第二设备102可作为发送数据的一方以及第二设备102作为接收数据的一方。例如：在靠近每一级的第二设备102用于输出功率的输出端子也即第一和第二节点N1-N2的电力线上布置电感器LS，结合图6的实施例中假设第二设备102N配置有电感器LS，只不过电感器LS需要分布在载波发送方的电力线附近，也即电力线上布置有相对于第一设备101的距离更靠近第二设备102N的与振荡器配合使用的电感器LS。譬如：在某个实施例中电感器LS直接被连接在图6的作为后一级的第二设备102N的第一节点N1和与其相邻的作为前一级的第二设备102M的第二节点N2之间，电感器LS的第一端ST1连到第二设备102N的第一节点N1而电感器的第二端ST2则连接到第二设备102M的第二节点N2。一个直流电压源VEE通过第二开关Q2连接在电感器LS的第二端ST2。在任意一级的第二设备102N在向能量收集装置也即第一设备101发送载波信号时：第二设备102N配置的处理器112控制耦合于直流电压源VEE与电感器LS的一个端子ST2之间的第二开关Q2周期性地在接通和关断间高频切换，从而在电感器LS的该端子ST2处注入由直流电压源VEE被周期性接入及释放而引发的用作载波信号的一系列高频脉冲，能量收集装置也即第一设备101配置的处理器111从电力线上接收载波信号时：其配置的感应式空心线圈传感器用于从电力线上感应载波信号，其配置的滤波器用于过滤除了载波信号以外的杂波，再由能量收集装置配置的处理器111接收预定的载波信号。能量收集装置也即第一设备101配置的空心线圈传感器感应载波信号的方式还包括：参考图12，分别耦合到第一设备101的一对输入端子RE1-RE2的一对电力线LN1-LN2同时穿过载波传感器模块105例如感应式空心线圈传感器带有的空心线圈/感应线圈，以及该一对电力线中LN1-LN2的一者相对另一者反向穿过空心线圈，至少使得该一对电力线LN1-LN2各自穿过空心线圈的局部部分中流过的电流的方向相同，这和图5披露的方案类似。在可选的实施例中，第二设备102N采用的直流电压源VEE的电位可以是正的电压或负的电压，具体而言直流电压源VEE相对于第二设备102N的参考电位REF可以是正的或负的电压，注意这里第二设备102N的参考电位REF基本等于第二设备102N的第二节点N2处的电位。

参见图12，前文基本是以第一设备101作为发送数据的一方而第二设备102作为接收数据的一方作为范例来阐释说明，或者是，第二设备102可作为发送数据的一方以及第二设备102作为接收数据的一方。实质上多个第二设备102之间可以相互发送数据和接收数据。在图4串联的多级的第二设备102-1至102-N中，结合图6，定义第一类功率优化器譬如第二设备102N，和定义第二类功率优化器譬如第二设备102M，设置第二类功率优化器接收来自第一类功率优化器发送的载波信号。第二设备102N在向其他的功率优化器如向第二设备102M发送载波信号时：第二设备102N配置的处理器112控制耦合于直流电压源VEE与电感器LS的一个端子ST2之间的第二开关Q2周期性地在接通和关断间高频切换，从而在电感器LS的该端子ST2处注入由直流电压源VEE被周期性接入及释放而引发的用作载波信号的一系列高频脉冲。串联的其他的第二功率优化器如第二设备102M的处理器112从电力线上接收第二设备102N发送的载波信号时：第二设备102M配置的感应式空心线圈传感器从电力线上感应载波信号，第二设备102M配置的滤波器用于过滤除了载波信号以外的杂波，由第二设备102M配置的处理器112接收第一类功率优化器发出的预定的载波信号。例如参考图6：也可以为第二设备102M配备载波传感器模块105如感应式空心线圈传感器带有用作感应线圈的空心线圈，分别耦合到第二设备102M的一对输出端子/节点N1-N2或NO1-NO2的一对电力线在该实施例中需要同时穿过空心线圈，针对第二设备102M而言耦合到它节点N2的电力线LN相对于耦合到它节点N1电力线LN反向穿过空心线圈：相当于耦合到节点N1的电力线穿过空心线圈的局部部分中流过的电流的方向和耦合到节点N2的电力线穿过空心线圈的局部部分中流过的电流的方向相同。第二设备102M接收第二设备102N发送的载波信号的方式基本上和图6中第二设备102N接收第一设备101发送的载波信号的方式一致。

以上通过说明和附图的内容，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，上述发明提出了现有的较佳实施例，但这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (8)

1.一种在高频开关电源和直流电压转换器之间通信的方法，其特征在于：

直流电压转换器与高频开关电源之间连接有用于输送电源的电力线；

直流电压转换器向高频开关电源输送直流的电源；

高频开关电源将直流的电源逆变成交流电；

电力线上设有抑制高频开关电源产生的噪声的电磁干扰滤波器，电磁干扰滤波器在电力线上布置有相对于直流电压转换器的距离更靠近高频开关电源的第一电感器；

所述的方法包括：

高频开关电源配置的处理器驱动耦合于一个第一直流电压源与第一电感器的一个端子之间的第一开关在接通和关断之间高频切换；

藉此在第一电感器的该端子处施加由第一直流电压源被间歇性接入或释放而引发的高频脉冲序列，在电力线上注入的携带有数据信息的一系列高频脉冲序列用作载波信号；

多级直流电压转换器相互串联，每一级直流电压转换器均用于对与其配对的一个光伏组件执行最大功率点追踪；每一级直流电压转换器均配置有用于提供自身输出电压的输出电容；多级直流电压转换器相互串联时它们各自的输出电容串联连接，多级直流电压转换器提供的总的电压作为向高频开关电源输送的直流电源；

直流电压转换器的处理器从电力线上接收高频开关电源发出的载波信号的方式为：其配置的一个空心线圈传感器用于从电力线上感应载波信号，其配置的滤波器用于过滤除了载波信号以外的杂波，再由直流电压转换器配置的处理器撷取到真实的载波信号；

直流电压转换器配备的空心线圈传感器感应载波信号的方式还包括：分别耦合到直流电压转换器的一对电压输出端的一对电力线同时穿过空心线圈传感器带有的空心线圈；以及限定耦合到直流电压转换器的一对电压输出端的该一对电力线各自穿过空心线圈的局部部分中流过的电流的方向相同。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

第一电感器具有分别耦合到高频开关电源、直流电压转换器的第一、第二端子；

所述第一直流电压源由所述第一开关连接到第一电感器的第二端子；

所述第一开关被高频切换时，保障第一电感器到高频开关电源的路径上针对载波信号的感抗高于第一电感器到直流电压转换器的路径上针对载波信号的感抗。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

电力线上还布置有相对于高频开关电源的距离更靠近直流电压转换器的第二电感器；

在第二直流电压源与第二电感器的一个端子之间设置有第二开关；

直流电压转换器配置的处理器发送载波信号到电力线上的方式为：

其驱动第二开关在接通和关断之间高频切换藉此在所述电力线上注入携带有数据信息的视为载波信号的高频脉冲序列。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

高频开关电源的处理器从电力线上接收直流电压转换器发出的载波信号的方式为：

其配置的一个空心线圈传感器用于从电力线上感应载波信号，其配置的滤波器用于过滤除了载波信号以外的杂波，再由高频开关电源配置的处理器撷取到真实的载波信号。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

高频开关电源配置的空心线圈传感器感应载波信号的方式还包括：

分别耦合到高频开关电源的一对电压输入端子的一对电力线同时穿过空心线圈传感器带有的空心线圈；以及

限定流经耦合到高频开关电源的一对电压输入端子的该一对电力线各自穿过空心线圈的局部部分中的电流的方向相同。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

第二电感器具有分别耦合到直流电压转换器、高频开关电源的第一、第二端子；

第二直流电压源由所述第二开关连接到第二电感器的第二端子；

所述第二开关被高频切换时，保障第二电感器到高频开关电源的路径上针对载波信号的感抗低于第二电感器到直流电压转换器的路径上针对载波信号的感抗。

7.一种集成有高频开关电源和直流电压转换器的系统，其特征在于：

直流电压转换器通过电力线向高频开关电源输送直流的电源，高频开关电源将直流的电源逆变成交流电；

电力线上设有抑制高频开关电源产生的噪声的电磁干扰滤波器，电磁干扰滤波器在电力线上具有相对于直流电压转换器的距离更靠近高频开关电源的第一电感器；

高频开关电源在电力线上注入携带有数据信息的用作载波信号的一系列高频脉冲序列的方式为：高频开关电源配置的处理器驱动耦合于一个第一直流电压源与第一电感器的一个端子之间的第一开关在接通和关断之间高频切换，藉此在第一电感器的该端子处施加由第一直流电压源被间歇性接入或释放而引发的高频脉冲序列；以及

电力线上还布置有相对于高频开关电源的距离更靠近直流电压转换器的第二电感器；

直流电压转换器在电力线上注入携带有数据信息的用作载波信号的一系列高频脉冲序列的方式为：直流电压转换器配置的处理器驱动耦合于一个第二直流电压源与第二电感器的一个端子之间的第二开关在接通和关断之间高频切换，藉此在第二电感器的该端子处施加由第二直流电压源被间歇性接入或释放而引发的高频脉冲序列；

直流电压转换器的处理器从电力线上接收高频开关电源发出的载波信号的方式为：

其配置的一个空心线圈传感器用于从电力线上感应载波信号，其配置的滤波器用于过滤除了载波信号以外的杂波，再由直流电压转换器配置的处理器撷取到真实的载波信号；

直流电压转换器配备的空心线圈传感器感应载波信号的方式还包括：

分别耦合到直流电压转换器的一对电压输出端的一对电力线同时穿过空心线圈传感器带有的空心线圈；以及

限定耦合到直流电压转换器的一对电压输出端的该一对电力线各自穿过空心线圈的局部部分中流过的电流的方向相同。

8.根据权利要求7所述的集成有高频开关电源和直流电压转换器的系统，其特征在于：

高频开关电源的处理器从电力线上接收直流电压转换器发出的载波信号的方式为：

其配置的一个空心线圈传感器用于从电力线上感应载波信号，其配置的滤波器用于过滤除了载波信号以外的杂波，再由高频开关电源配置的处理器撷取到真实的载波信号；

高频开关电源配置的空心线圈传感器感应载波信号的方式还包括：

分别耦合到高频开关电源的一对电压输入端子的一对电力线同时穿过空心线圈传感器带有的空心线圈；以及

限定流经耦合到高频开关电源的一对电压输入端子的该一对电力线各自穿过空心线圈的局部部分中的电流的方向相同。

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