CN205093013U - 两路双向开关直接变频三相供电及通信装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出两路双向开关直接变频三相供电及通信装置及其控制方法，交流电输出端和电源模块之间设置开关控制模块，开关控制模块和电源模块采用数字芯片传递控制信号，开关控制模块包括至少一个开关控制单元，开关控制单元包括开关控制器、串接在交流电第一相输出端的第一双向开关单元S1、串接在交流电第二相输出端的第二双向开关单元S2，第一双向开关单元S1和第二双向开关单元S2连接电源模块的一端相交，开关控制器的输出端分别与第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2的控制端相连，任一开关控制单元至少连接一个电源，特点是能够通过电力线进行通信，信号幅度大进而通信稳定，无多余线材成本，适合传递较少数据量，适合低频次通信，适合分组控制，灯具侧的电源只需拓展内部的单片机的功能即可实现，简单可靠，成本低，适合三相供电的户外照明改造及改造之后的二次节能，也适合新项目二次节能应用及其他领域应用，总体成本最低。

Description

两路双向开关直接变频三相供电及通信装置

技术领域

本发明涉及通信控制领域，尤其涉及分布式电源供电领域，特别是采用两路双向开关及接地开关共同切换控制的一种两路双向开关直接变频三相供电及通信装置及其控制方法。

背景技术

在户外电源应用领域及需要简单传递控制信息的供电系统应用领域，如LED路灯、隧道灯或其他传统灯具等应用领域，由于供电线路较远且存在诸多不确定因素，一般通过市电交流电对灯具中的电源进行供电，而通过单独的通信装置或线路进行通信及控制。例如LED路灯应用时，需要每隔几个小时对路灯的亮度进行调节，即所谓的调光，该方式由于可以实现二次节能，具有重大的经济及社会意义。调光控制方式主要有四类：通过单独的调光线进行模拟或数字的控制方式(如：0-10V模拟电压控制/PWM数字量控制/RS-485数字通信控制)；通过无线通信进行调光及控制方式，如Zigbee通信及控制；不需要单独线路而通过电力线进行通信的方式，如PLC电力载波通信；通过灯具内部的定时器进行定时控制；这些通信实质上都是对灯具里面的电源进行通信及控制。

通过单独的调光线的控制方式技术实现简单，可实现对某一组灯一起控制，即分组控制，比如一条0-10V的调光线可以控制多达200盏以上的灯，但在工程应用的时候尤其是旧线路改造的时候存在施工布线难，布线距离远，线材成本高的弊端，并且调光线路抗感应雷干扰的能力很差，可靠性不高。PLC电力载波通信方式：目前通过在每个电源上(即每杆灯上)加装电力载波通信模块即单灯控制器实现通信及控制功能，优点是可传递的信号量非常大，信号双向传递，传输速度快，信号通过交流供电线传递，无需重新施工布线，无多余的线材成本；但单灯控制器成本高而复杂，信号幅值太小，易受干扰，通信可靠性低，当灯具数量较多，单灯控制器数量也同样多，总成本非常高。若将电力载波通信集成到电源里面，不但存在电力载波芯片及耦合解码电路成本高的问题，还会存在电力载波通信频率跟开关电源内部工作频率高度重合而会被干扰的问题，带来的EMI电磁兼容问题很难处理，设计难度高，至今尚未有实际产品批量应用。无线通信(如Zigbee)存在成本高、通信不稳定、通信距离短的问题，也需要在灯上附加无线通信装置及天线。若将无线通信集成到电源内，因为户外电源带有防水型铝壳，必须从铝壳伸出一根天线，防水及结构方面难度大、成本也高。三者的共同特点是都需要附加成本比较高的物料或装置。定时调光：定时器在电源上电的时候开始工作，经过设定的时间段后，即调整电源内部的电流以达到所需的亮度，优点是成本非常低，不需外接线材、控制器等，但由于无法跟外部通信，一旦设定定时策略，不能变更，因此不适合冬季夏季夜间时间长度差异较大的路灯应用，也不适合隧道灯等应用。工程应用最核心的需求是基于调光的二次节能，该需求只需对某些路段或者某组灯进行统一调整(分组控制)，并不需要对单灯进行逐个控制；调光时信号量很小，只需发出简单的调光百分比信号；调光间隔长，一般每隔几个小时调整一次；因此调光应用的需求是：信号量极小，信号传递次数少，需要调整的时候才需要通信，可预先定制调光定时控制策略而在通信的时候一次写入到电源内部存储器，不需要单灯控制而只需分组控制，尽量避免重新布线；上述四种方式中，通过调光线进行控制的方式比较符合调光需求，PLC通信及无线通信大大超过了实际需求，而定时调光不能满足通信调整的需求，应用不多。

发明内容

针对上述方案的缺点，本发明提出一种可通过多个双向开关单元控制的三相交流直接变频供电通信装置及其控制方法，特点是能够通过电力线进行通信，信号幅度大进而通信稳定，无多余线材成本，适合传递较少数据量，适合低频次通信，适合分组控制，灯具侧的电源只需拓展内部的单片机的功能即可实现，简单可靠，成本低，适合三相供电的户外照明改造及改造之后的二次节能，也适合新项目二次节能应用及其他领域应用，总体成本最低，经济效益非常显著。

本发明一种两路双向开关直接变频三相供电及通信装置，包括交流电输出端和连接在所述的交流电输出端的电源模块，所述的电源模块包括若干电源，所述的交流电输出端和所述的电源模块之间设置开关控制模块，所述的开关控制模块和电源模块采用数字芯片传递控制信号，所述的开关控制模块包括开关控制器、串接在交流电第一相输出端的第一双向开关单元S1、串接在交流电第二相输出端的第二双向开关单元S2，所述的第一双向开关单元S1和第二双向开关单元S2连接电源模块的一端相交，所述的开关控制器的输出端分别与所述的第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2的控制端相连，所述的任一开关控制单元至少连接一个电源。

进一步地，所述的开关控制模块还包括连接在交流电第三输出端的第三双向开关单元S3。

进一步地，所述的开关控制模块还包括连接在交流电第一相输出端的第十一双向开关单元S11。

进一步地，所述的开关控制单元包括第四双向开关单元S4；所述的第四双向开关单元S4的控制端与所述的开关控制器的输出端相连，所述的第四双向开关单元S4的剩余两端，一端连接在所述的第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2相交的节点，另一端与所述的电源模块的第一相上的电源的输入端相连。

进一步地，所述的开关控制单元包括第五双向开关单元S5，所述的第五双向开关单元S5的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第五双向开关单元S5的剩余两端，一端连接在所述的第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2相交的节点，另一端与所述的电源模块的第二相上的电源的输入端相连。

进一步地，所述的开关控制单元包括第四双向开关单元S4和第五双向开关单元S5，所述的第四双向开关单元S4、第五双向开关单元S5的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第四双向开关单元S4、第五双向开关单元S5的剩余两端，一端连接在所述的第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2相交的节点，另一端分别与所述的电源模块的第二相、第三上的电源的输入端相连；所述的开关控制单元包括第六双向开关单元S6；所述的第六双向开关单元S6的控制端与所述的开关控制器的输出端相连，所述的第六双向开关单元S6的剩余两端，一端连接在所述的第三双向开关单元S3、第十一双向开关单元S11相交的节点，另一端与所述的电源模块的第三上的电源的输入端相连。

进一步地，所述的开关控制单元包括第十三双向开关单元S13；所述的第十三双向开关单元S13的控制端与所述的开关控制器的输出端相连，所述的第十三双向开关单元S13的剩余两端，一端连接在所述的第三双向开关单元S3、第十一双向开关单元S11相交的节点，另一端与所述的电源模块的第一相上的电源的输入端相连。

进一步地，所述的开关控制单元包括第七双向开关单元S7，所述的第七双向开关单元S7的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第一双向开关单元S1和第四双向开关单元S4串接的电路与所述的第七双向开关单元S7并联。

进一步地，所述的开关控制单元包括第八双向开关单元S8，所述的第八双向开关单元S8的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第二双向开关单元S2和第五双向开关单元S5串接的电路与所述的第八双向开关单元S8并联。

进一步地，所述的开关控制单元包括第九双向开关单元S9，所述的第九双向开关单元S9的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第三双向开关单元S3和第六双向开关单元S6串接的电路与所述的第九双向开关单元S9并联。

进一步地，所述的开关控制单元包括第十双向开关单元S10，所述的第十双向开关单元S10的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第十双向开关单元S10的剩余两端，一端连接在所述的第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2相交的节点，另一端接地。

进一步地，所述的开关控制单元包括第十二双向开关单元S12，所述的第十二双向开关单元S12的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第十二双向开关单元S12的剩余两端，一端连接在所述的第三双向开关单元S3、第十一双向开关单元S11相交的节点，另一端接地。

进一步地，所述的第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2、第三双向开关单元S3分别包括至少两个反向连接的或者构成双向导通形式的MOSFET或IGBT或晶闸管。

进一步地，所述的第十双向开关单元S10包括至少两个反向连接的或者构成双向导通形式的MOSFET或IGBT或晶闸管。

进一步地，所述的第十二双向开关单元S12包括至少两个反向连接的或者构成双向导通形式的MOSFET或IGBT或晶闸管。

一种两路双向开关直接变频三相供电及通信装置的控制方法

S1、通过控制所述的开关控制器的控制时序控制所述的开关控制单元中的开关的导通状态；

S2、定义所述的开关控制单元中的开关的导通状态的组合输出的波形为控制指令，控制指令通过所述的数字芯片解码成为数字信号传达给电源模块。

本发明的有益效果是：本发明通过在交流供电线路中加入开关控制模块，通过控制交流电的短时间波形变化来达到简单通信的目的。所述的开关控制模块通过开关控制器对开关组件进行控制以传递模拟或数字信号的控制指令，电源模块侧可以通过内置的数字芯片进行采样及解码或存储，响应控制指令。采用上述方法，各个电源可设置分组或单独设定地址，实现分组控制甚至点对点的控制。电源内部的数字芯片实现简单，成本低；同时由于本发明采用大信号传递信息，抗干扰能力强，通信可靠性高。本发明属于单向通信，在LED电源领域，控制方式及功能与通过模拟调光线进行调光控制的方式类似，但无多余的工程施工成本及线材成本，几乎不会增加电源的成本，无雷击干扰隐患，实现了分组控制，并吸收了定时调光的优点，最大限度的满足了实际工程需要。采用该种方式进行数字信号传递，一方面保证了任一电源的供电维持为交流的形式进而电源仍可正常工作，另一方面由于传递的信息量较小(如调光百分比信号)，通信速度可以满足使用要求，并且通信可靠性很高，同时供电线路提供的是短时对称波形，持续时间很短，几个工频周期内即可完成，经过滤波后，对电网的干扰可忽略。对于路灯调光应用，一次通信可以设定未来几个月的定时调光策略，通信频次更低。

附图说明

图1是本发明实施例一的电路原理图

图2是本发明实施例一开关控制时序图。

图3是本发明图2的波形图。

图4是本发明图1的简化原理图。

图5是本发明实施例二的电路原理图。

图6是本发明开关控制单元拓展到三相的原理图。

图7是本发明图6拓扑的并联形式的原理图。

图8是本发明中的双向开关单元的第一类替换形式。

图9是本发明中的双向开关单元的第二类替换形式。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-7所示，本发明一种两路双向开关直接变频三相供电及通信装置，包括交流电输出端和连接在所述的交流电输出端的电源模块，所述的电源模块包括若干电源，所述的交流电输出端和所述的电源模块之间设置开关控制模块，所述的开关控制模块和电源模块采用数字芯片传递控制信号，所述的开关控制模块包括开关控制器、串接在交流电第一相输出端的第一双向开关单元S1、串接在交流电第二相输出端的第二双向开关单元S2，所述的第一双向开关单元S1和第二双向开关单元S2连接电源模块的一端相交，所述的开关控制器的输出端分别与所述的第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2的控制端相连，所述的任一开关控制单元至少连接一个电源。

所述的开关控制模块还包括连接在交流电第三输出端的第三双向开关单元S3。

所述的开关控制模块还包括连接在交流电第一相输出端的第十一双向开关单元S11。

所述的开关控制单元包括第四双向开关单元S4；所述的第四双向开关单元S4的控制端与所述的开关控制器的输出端相连，所述的第四双向开关单元S4的剩余两端，一端连接在所述的第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2相交的节点，另一端与所述的电源模块的第一相上的电源的输入端相连。

所述的开关控制单元包括第五双向开关单元S5，所述的第五双向开关单元S5的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第五双向开关单元S5的剩余两端，一端连接在所述的第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2相交的节点，另一端与所述的电源模块的第二相上的电源的输入端相连。

所述的开关控制单元包括第四双向开关单元S4和第五双向开关单元S5，所述的第四双向开关单元S4、第五双向开关单元S5的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第四双向开关单元S4、第五双向开关单元S5的剩余两端，一端连接在所述的第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2相交的节点，另一端分别与所述的电源模块的第二相、第三上的电源的输入端相连；所述的开关控制单元包括第六双向开关单元S6；所述的第六双向开关单元S6的控制端与所述的开关控制器的输出端相连，所述的第六双向开关单元S6的剩余两端，一端连接在所述的第三双向开关单元S3、第十一双向开关单元S11相交的节点，另一端与所述的电源模块的第三上的电源的输入端相连。

所述的开关控制单元包括第十三双向开关单元S13；所述的第十三双向开关单元S13的控制端与所述的开关控制器的输出端相连，所述的第十三双向开关单元S13的剩余两端，一端连接在所述的第三双向开关单元S3、第十一双向开关单元S11相交的节点，另一端与所述的电源模块的第一相上的电源的输入端相连。

所述的开关控制单元包括第七双向开关单元S7，所述的第七双向开关单元S7的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第一双向开关单元S1和第四双向开关单元S4串接的电路与所述的第七双向开关单元S7并联。

所述的开关控制单元包括第八双向开关单元S8，所述的第八双向开关单元S8的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第二双向开关单元S2和第五双向开关单元S5串接的电路与所述的第八双向开关单元S8并联。

所述的开关控制单元包括第九双向开关单元S9，所述的第九双向开关单元S9的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第三双向开关单元S3和第六双向开关单元S6串接的电路与所述的第九双向开关单元S9并联。

所述的开关控制单元包括第十双向开关单元S10，所述的第十双向开关单元S10的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第十双向开关单元S10的剩余两端，一端连接在所述的第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2相交的节点，另一端接地。

所述的开关控制单元包括第十二双向开关单元S12，所述的第十二双向开关单元S12的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第十二双向开关单元S12的剩余两端，一端连接在所述的第三双向开关单元S3、第十一双向开关单元S11相交的节点，另一端接地。

所述的第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2、第三双向开关单元S3和第十一双向开关单元S11分别包括至少两个反向连接的或者构成双向导通形式的MOSFET或IGBT或晶闸管。

所述的第十双向开关单元S10包括至少两个反向连接的或者构成双向导通形式的MOSFET或IGBT或晶闸管。

进一步地，所述的第十二双向开关单元S12包括至少两个反向连接的或者构成双向导通形式的MOSFET或IGBT或晶闸管。

一种两路双向开关直接变频三相供电及通信装置的控制方法，

S1、通过控制所述的开关控制器的控制时序控制所述的开关控制单元中的开关的导通状态；

S2、定义所述的开关控制单元中的开关的导通状态的组合输出的波形为控制指令，控制指令通过所述的数字芯片解码成为数字信号传达给电源模块。

需要说明的是，本发明中所述的双向开关单元均可以以串联或并联开关组合的形式体现。

先以单相供电形式对本发明加以说明，以便于对本发明的理解。如图4所示，图4是设置在三相交流电上的双向开关单元在单相交流电供电上的原理图，是本发明的一种基础的简化形式。当不需要通信时，只导通第七双向开关单元S7，保持正常供电；当需要通信时，关闭第七双向开关单元S7，而使第一双向开关单元S1，第二双向开关单元S2按照一定的时序进行切换。第十双向开关单元S10用于钳位和限流等功能。

以下就实施例一对本发明做进一步阐述，仅用以说明但不限制为此种形式。

实施例一，如图1所示，所述的第一双向开关单元S1，第二双向开关单元S2，第三双向开关单元S3以及第十双向开关单元S10分别包括两个反向串联的开关器件以及用于保护的保护开关，所述的开关器件在图中用Q1-Q6表示，保护开关在图中为S101-S103。保护开关S101-S103一般为继电器，可以使图中的开关器件Q1-Q6在不需要工作的时候与供电电路完全隔开，避免开关器件Q1-Q6在内部存在短路等故障情况下影响线路供电。此处选择的开关器件为MOS管，也可采用其他形式。此处，一般所述的第七双向开关单元S7为接触器、空气开关、晶闸管、接触器等可靠性高、耐电流能力强、速度要求不高的开关双向开关单元。图1中接地的第十双向开关单元S10(包括S103、Q5、Q6)，在某些切换时序下，由于续流及控制电压方面的需求，第十双向开关单元S10可以使控制方式更加灵活，在实际应用的时候起到续流、钳位等作用。这种开关组合形式在实际应用中可作为典型形式。

当不需要通信只需要电源正常工作的时候，导通第七双向开关单元S7，第四双向开关单元S4、第十双向开关单元S10(包括S103、Q5、Q6)及开关器件Q1-Q4均处于关断状态，从而切断开关控制模块与电源供电端的连接。由于这种情况下只导通第七双向开关单元S7，可知该状态与常见的正常供电没有区别。当需要通信控制时，将第七双向开关单元S7关断，第四双向开关单元S4导通，并根据一定的控制时序导通Q1-Q4，如图2所示，时序图里面定义高电平时开关器件导通，低电平开关器件关断。根据导通时序，第一相的供电线上会形成如图3所示的波形。开关器件Q1-Q4在切换的时候会有一定的防止直通的控制方法，保证不会在工作的时候将一、二、三相电压短路直通，避免出现可靠性问题。三相交流电经过开关器件Q1-Q4的开关切换，设定正到负的电平变化为数字1，负到正的电平变化为数字0，根据图3可知，会形成如图定义的数字1和数字0。这样，通信信息包含的数字量即可按照一定的通信协议一位一位的传递。由于电源内部设有解码用的数字芯片和存储器，通过对输入线的编码进行解码，就可以知道传递的数字信号。上述定义的开关器件Q1到Q4的切换方式及数字0和1的定义只是其中一种方式，本发明不局限于上述定义方式。

由于引入双向开关单元，结合不同的控制时序，可以有多种通信形式及数字0，1的定义。

由图2可知，采用该种方式进行数字或模拟信号传递，一方面保证了若干负载电源的供电维持为交流的形式，由于电源内部有整流电路或者功率因数校正电路，这些电源在上述供电方式下仍可正常工作，另一方面达到了传递信息的目的。通过采用双向开关的形式，简化了硬件结构，节省了硬件数目，更为重要的是大大提高了控制的灵活性，可以方便的实现过渡过程的切换，并保证切换过程的完整性。

如图4所示为本发明实施例一的一种简化原理图，是一种双向开关单元形式切换控制拓扑的普遍形式。第四双向开关单元S4和第七双向开关单元S7一般为继电器、接触器、空气开关等形式，而第一双向开关单元S1和第二双向开关单元S2为电力电子器件，如MOSFET、IGBT、SCR等，这样可以提高可靠性，并保证切换的时间较快。该形式在实际应用的时候较为普遍。

下面再以三相供电形式对本发明加以说明，以下就以实施例二对本发明做进一步阐述。

实施例二，如图5所示，其中第一双向开关单元S1，第二双向开关单元S2，第三双向开关单元S3，第十一双向开关单元S11的作用与单相供电形式中的第一双向开关单元S1，第二双向开关单元S2一致；第四双向开关单元S4，第五双向开关单元S5，第六双向开关单元S6，第十三双向开关单元S13用于将第一双向开关单元S1，第二双向开关单元S2，第三双向开关单元S3，第十一双向开关单元S11分时接入到三相分时接入到三相交流电的第一、二、三相。第七双向开关单元S7，第八双向开关单元S8，第九双向开关单元S9与实施例一中的第七双向开关单元S7一样，分别用以切换供电线路的供电状态和控制状态。实际工作的时候，第七双向开关单元S7与第四双向开关单元S4、第十三双向开关单元S13，第八双向开关单元S8与第五双向开关单元S5，第九双向开关单元S9与第六双向开关单元S6分别进行配套切换，如第二相需要通信时，将第八双向开关单元S8关断，第五双向开关单元S5导通，第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2按照一定时序开关，即可形成通信信号并传输到第二相的电源。此时第七双向开关单元S7、第九双向开关单元S9保持导通，第四双向开关单元S4、第六双向开关单元S6、第十三双向开关单元S13保持关断。图5中的三相开关，还可以在切换的时候使第七双向开关单元S7、第八双向开关单元S8或第七双向开关单元S7、第九双向开关单元S9同时关断而第四双向开关单元S4、第五双向开关单元S5或第六双向开关单元S6、第十三双向开关单元S13同时导通(第四双向开关单元S4、第五双向开关单元S5的导通关断与第七双向开关单元S7、第八双向开关单元S8配套)，即通信控制装置同时对三相中的两相的若干电源输出相同的通信信号，此时为另一种工作模式。

可选地，实施例二中也可连接第十双向开关单元S10，第十二双向开关单元S12起到续流、钳位等作用。

本发明也可给出两个或多个开关控制单元并联工作的情形，这种情形适合于较大功率扩展，也适合对单个模块进行备份，提升可靠性。由于两个通信装置并联，配合不同的控制时序，可以形成更为灵活的通信方式，比如二者可以交替工作，某一个只工作一部分电路，另一个工作另一部分电路等。因此并不一定是简单并联的关系。图5中的三相开关，还可以在切换的时候使第七双向开关单元S7、第八双向开关单元S8、第九双向开关单元S9同时关断而第四双向开关单元S4，第五双向开关单元S5，第六双向开关单元S6同时导通，即通信控制装置同时对第一、二、三相中的各个电源输出相同的通信信号，此时为另一种工作模式。

图5是图4所示的拓扑拓展成三相的形式。

图6给出了拓扑拓展成三相的原理图。并且图6中各个开关控制单元可以完全一致，也可不一样。图7给出了每相两个相同或不同装置并联的情况，结合不同的控制方式，可以实现大功率扩展以及产生新的控制方法及通信波形。

需要说明的是，本发明中所述的开关控制单元相互并联时，可以保持所述的各开关控制单元的内部连接完全一致，也可以采用内部连接方式不同的开关控制单元。图5和图4只是表示了相同的开关控制单元的扩展形式，没有表现不同开关控制单元的扩展形式，任一开关控制单元内部均可以采用不同的拓扑。

本发明所提及的双向开关单元，如图1-7所示的拓扑中的双向开关单元，可以用图8中的“A-L,a-z，α-γ”和图9中“A-D”所示的具体开关形式替代，并可以以图8-9中任意开关串联、并联、串并联形式替代。图8-9中的开关双向开关单元可以是MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、Diode(二极管)、JFET(结型场效应管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管)、GTO(可关断晶闸管)、BJT(双极结型晶体管)、Thyristor(晶闸管)、IGCT(集成门极换流晶闸管)、TRIAC(三端双向交流开关)、双向晶闸管、relay(继电器)、Contactor(接触器)、空气开关、固态继电器等。

除此之外，需要说明的是，本发明的电路中尤其是双向开关单元结点到电源供电线路之间增加电感、电容滤波电路、防雷电路等亦在权利要求范围之内；通信编码、切换时序并不局限于实施例一所示的形式。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (16)

1.一种两路双向开关直接变频三相供电及通信装置，包括交流电输出端和连接在所述的交流电输出端的电源模块，所述的电源模块包括若干电源，其特征在于：所述的交流电输出端和所述的电源模块之间设置开关控制模块，所述的开关控制模块和电源模块采用数字芯片传递控制信号，所述的开关控制模块包括至少一个开关控制单元，所述的开关控制单元包括开关控制器、串接在交流电第一相输出端的第一双向开关单元S1、串接在交流电第二相输出端的第二双向开关单元S2，所述的第一双向开关单元S1和第二双向开关单元S2连接电源模块的一端相交，所述的开关控制器的输出端分别与所述的第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2的控制端相连，所述的任一开关控制单元至少连接一个电源。

2.根据权利要求1所述的两路双向开关直接变频三相供电及通信装置，其特征在于：所述的开关控制模块包括一个开关控制单元；或，所述的开关控制模块包括至少两个开关控制单元，所述的开关控制单元相互并联地连接在交流电输出端。

3.根据权利要求2所述的两路双向开关直接变频三相供电及通信装置，其特征在于：所述的开关控制单元还包括连接在交流电第三相输出端的第三双向开关单元S3。

4.根据权利要求3所述的两路双向开关直接变频三相供电及通信装置，其特征在于：所述的开关控制单元还包括连接在交流电第一相输出端的第十一双向开关单元S11。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的两路双向开关直接变频三相供电及通信装置，其特征在于：所述的开关控制单元包括第四双向开关单元S4；所述的第四双向开关单元S4的控制端与所述的开关控制器的输出端相连，所述的第四双向开关单元S4的剩余两端，一端连接在所述的第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2相交的节点，另一端与所述的电源模块的第一相上的电源的输入端相连。

6.根据权利要求5所述的两路双向开关直接变频三相供电及通信装置，其特征在于：所述的开关控制单元包括第五双向开关单元S5，所述的第五双向开关单元S5的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第五双向开关单元S5的剩余两端，一端连接在所述的第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2相交的节点，另一端与所述的电源模块的第二相上的电源的输入端相连。

7.根据权利要求3所述的两路双向开关直接变频三相供电及通信装置，其特征在于：所述的开关控制单元包括第四双向开关单元S4和第五双向开关单元S5，所述的第四双向开关单元S4、第五双向开关单元S5的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第四双向开关单元S4、第五双向开关单元S5的剩余两端，一端连接在所述的第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2相交的节点，另一端分别与所述的电源模块的第二相、第三相上的电源的输入端相连；所述的开关控制单元包括第六双向开关单元S6；所述的第六双向开关单元S6的控制端与所述的开关控制器的输出端相连，所述的第六双向开关单元S6的剩余两端，一端连接在所述的第三双向开关单元S3、第十一双向开关单元S11相交的节点，另一端与所述的电源模块的第三相上的电源的输入端相连。

8.根据权利要求7所述的两路双向开关直接变频三相供电及通信装置，其特征在于：所述的开关控制单元包括第十三双向开关单元S13；所述的第十三双向开关单元S13的控制端与所述的开关控制器的输出端相连，所述的第十三双向开关单元S13的剩余两端，一端连接在所述的第三双向开关单元S3、第十一双向开关单元S11相交的节点，另一端与所述的电源模块的第一相上的电源的输入端相连。

9.根据权利要求5所述的两路双向开关直接变频三相供电及通信装置，其特征在于：所述的开关控制单元包括第七双向开关单元S7，所述的第七双向开关单元S7的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第一双向开关单元S1和第四双向开关单元S4串接的电路与所述的第七双向开关单元S7并联。

10.根据权利要求6所述的两路双向开关直接变频三相供电及通信装置，其特征在于：所述的开关控制单元包括第八双向开关单元S8，所述的第八双向开关单元S8的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第二双向开关单元S2和第五双向开关单元S5串接的电路与所述的第八双向开关单元S8并联。

11.根据权利要求7所述的两路双向开关直接变频三相供电及通信装置，其特征在于：所述的开关控制单元包括第九双向开关单元S9，所述的第九双向开关单元S9的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第三双向开关单元S3和第六双向开关单元S6串接的电路与所述的第九双向开关单元S9并联。

12.根据权利要求2或3或4或6所述的两路双向开关直接变频三相供电及通信装置，其特征在于：所述的开关控制单元包括第十双向开关单元S10，所述的第十双向开关单元S10的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第十双向开关单元S10的剩余两端，一端连接在所述的第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2相交的节点，另一端接地。

13.根据权利要求3或7或8所述的两路双向开关直接变频三相供电及通信装置，其特征在于：所述的开关控制单元包括第十二双向开关单元S12，所述的第十二双向开关单元S12的控制端与所述的开关控制器的输出端相连；所述的第十二双向开关单元S12的剩余两端，一端连接在所述的第三双向开关单元S3、第十一双向开关单元S11相交的节点，另一端接地。

14.根据权利要求2或3所述的两路双向开关直接变频三相供电及通信装置，其特征在于：所述的第一双向开关单元S1、第二双向开关单元S2、第三双向开关单元S3分别包括至少两个反向连接的或者构成双向导通形式的MOSFET或IGBT或晶闸管。

15.根据权利要求12所述的两路双向开关直接变频三相供电及通信装置，其特征在于：所述的第十双向开关单元S10包括至少两个反向连接的或者构成双向导通形式的MOSFET或IGBT或晶闸管。

16.根据权利要求13所述的两路双向开关直接变频三相供电及通信装置，其特征在于：所述的第十二双向开关单元S12包括至少两个反向连接的或者构成双向导通形式的MOSFET或IGBT或晶闸管。