基于光纤信号的应急电源信息传输系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于光纤信号的应急电源信息传输系统，包括应急电源主机控制板和IGBT驱动板，所述的IGBT驱动板的第一I/O端口连接光发送模块，所述的控制板的第二I/O端口连接光接收模块，所述的光发送模块和光接收模块间通过光纤信道连接；所述的光发送模块采用光纤通信发送电路，所述的光接收模块采用光纤通信接收电路。本发明专利技术通过使用光纤信道进行集中蓄电池式逆变主机控制板与监控装置间的数据传输，具有抗干扰能力强、损耗低、工作性能可靠等优点；IGBT驱动板与控制板两块电路板之间采用叠加信息传输方法，可以将IGBT驱动板上温度检测、电流数据量和控制、故障开关量信息通过光纤向控制板传输，减少了硬件资源，降低设计成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电学、电通信
，涉及一种应急电源信息传输系统，具体是一种基于光纤信号的应急电源信息传输系统。
技术介绍
现在各行业重要环节都设计有集中蓄电池式应急供电系统，集中蓄电池式应急电源采用逆变技术，将蓄电池的直流电能逆变成交流电能，提供给交流应急负荷如：应急照明灯、疏散指示灯具和消防泵等使用。集中蓄电池式应急电源主要由电源监控装置和逆变主机、配电系统、充电器和蓄电池等组成，逆变主机的控制板通过采集市电、应急电源、电池组、消防联动信号与模块驱动板信息，并使用控制板内核分析信息，再通过控制信号实现消防应急电源的输出与保护控制。然后，再将数据通过通信数据线传输给监控装置，实现电源的实时监控。集中蓄电池式应急电源主要采用SPWM调制波逆变技术，逆变过程将产生大量的谐波，虽然经过滤波过程，应急电源输出符合满足负载要求的正弦波，但是，电源主机内部的电气环境较为恶劣。大功率应急电源为了减少功率器件的开关损耗，一般将功率器件的开关频率降到小功率应急电源的一半以上，这样大功率应急电源在逆变过程中产生更为严重的谐波污染，大功率应急电源主机往往内部电气结构更为复杂，所以，大功率应急电源电气环境相对更差，控制板与模块驱动板一般设计在主机内部，如何增强信号抗干扰能力，成为设计重点。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术不足，提供了一种基于光纤信号的应急电源信息传输系统，采用光纤信号叠加的信息传输方式，减少了硬件资源，降低设计成本，提高了信号的抗干扰能力和工作可靠性。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：基于光纤信号的应急电源信息传输系统，包括应急电源主机控制板和IGBT驱动板，所述的控制板和IGBT驱动板之间通过光纤信道进行数据传输；其中，所述的IGBT驱动板的第一I/O端口连接光发送模块，所述的控制板的第二I/O端口连接光接收模块，所述的光发送模块和光接收模块间通过光纤信道连接；其中，所述的光发送模块采用光纤通信发送电路，所述的光接收模块采用光纤通信接收电路。进一步地，所述的光纤通信发送电路包括相互串联的光发射器、限流电阻R1以及调节电阻R2，其中，所述的限流电阻R1连接5V电源和第一I/O端口，所述的光发射器连接第一I/O端口和调节电阻R2，所述的调节电阻R2接地。进一步地，所述的光纤通信接收电路包括相互并联的光接收器和上拉电阻R3，所述的光接收器和上拉电阻R3均与5V电源和第二I/O端口连接，所述的光接收器接地。进一步地，所述的控制板采用DSP芯片做为核心处理芯片，所述的IGBT驱动板采用单片机做为核心处理芯片。进一步地，所述的光发射器采用Agilent公司的HFBR-1521光发射器。进一步地，所述的光接收器采用Agilent公司的HFBR-2521光接收器。本专利技术的有益效果：本专利技术通过使用光纤信道进行集中蓄电池式逆变主机控制板与监控装置间的数据传输，具有抗干扰能力强、损耗低、工作性能可靠等优点；IGBT驱动板与控制板两块电路板之间采用叠加信息传输方法，可以将IGBT驱动板上温度检测、电流数据量和控制、故障开关量信息通过光纤向控制板传输，减少了硬件资源，降低设计成本；通过采用用于发送信号的HFBR-1521光发送器和用于接收信号的HFBR-2521光接收器，中间通过光纤信道连接，安装简单，费用较低。附图说明下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细描述。图1是本专利技术的系统示意图。图2是本专利技术光纤通信发送电路示意图。图3是本专利技术光纤通信接收电路示意图。图4是本专利技术基础信息传输原理图。图5是本专利技术“亮灯”信号叠加信息传输示意图。图6是本专利技术“灭灯”信号叠加信息传输示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术提供了一种基于光纤信号的应急电源信息传输系统，包括应急电源主机控制板和IGBT驱动板，其中，控制板采用DSP芯片做为核心处理芯片，IGBT驱动板采用单片机做为核心处理芯片，控制板和IGBT驱动板之间通过光纤信道进行数据传输。IGBT驱动板的第一I/O端口连接光发送模块，控制板的第二I/O端口连接光接收模块，光发送模块和光接收模块间通过光纤信道连接。其中，光发送模块采用光纤通信发送电路，如图2所示，光纤通信发送电路包括相互串联的光发射器、限流电阻R1以及调节电阻R2，其中，限流电阻R1连接5V电源和第一I/O端口，光发射器连接第一I/O端口和调节电阻R2，调节电阻R2接地，光发射器负责将电平信号转变成适合在光纤上传输的光信号，光发射器采用Agilent公司的HFBR-1521光发射器，调节电阻用于控制光发射电流的大小。光接收模块采用光纤通信接收电路，如图3所示，光纤通信接收电路包括相互并联的光接收器和上拉电阻R3，光接收器和上拉电阻R3均与5V电源和第二I/O端口连接，光接收器接地，光接收器通过光电检测器将光信号转化为电信号，光接收器采用Agilent公司的HFBR-2521光接收器。HFBR-1521光发射器和HFBR-2521光接收器均是标准的8脚DIP封装结构，可实现从DC～10MHz高性能数据传送，当输入电流为60mA时，可实现45m远距离高质量传送，从而实现控制板和IGBT驱动板物理和电气上的分离。本专利技术工作原理：IGBT驱动板上温度检测、电流数据量和控制、故障开关量信息，通过第一I/O端口以电平信号输出到光发送模块，光发送模块通过光纤通信发送电路将电平信号转换为光信号，经光纤信道发送到第二光收发模块，光接收模块通过光纤通信接收电路将经传输后的微弱光信号，进行放大、整形，再生成电平信号，通过第二I/O端口输出到控制板，供控制板进行信号分析，控制板根据这些信息，进行分析与判断。本专利技术的信息传输方法采用叠加信息传输代替现有的简单的单光纤基础信息传输，可以将IGBT驱动板上温度检测、电流数据量和控制、故障开关量信息通过光纤向控制板传输，减少了硬件资源，降低设计成本。基础信息传输：在光纤信号中，故障信息或者控制信号(开/关)信息，一般都是光纤“亮灯”“灭灯”指示，如图4所示。例如：正常状态通过光纤接口“亮灯”指示。“亮灯”信号的每次跳变沿到来时，控制单元通过计时器，计算信号持续时间。当信号持续时间大于规定的T1时，认为该信号有效；如果小于规定的T1时，认为该信号无效。故障状态通过“灭灯”指示，“灭灯”信号的每次跳变沿到来时，控制单元通过计时器，计算信号持续时间。当信号持续时间大于规定的T2时，认为该信号有效；如果小于规定的T2时，认为该信号无效。叠加信息传输：如图5所示，在正常状态“亮灯”信号中，增加短暂的含有数据信息的“灭灯”信号。控制单元通过计时器，计算信号持续时间，当“灭灯”信号持续时间小于T2的时间，则判断该信号为数据信号。如图6所示，在故障状态“灭灯”信号中，增加短暂的含有数据信息的“亮灯”信号。控制单元通过计时器，计算信号持续时间，当“亮灯”信号持续时间小于T1的时间，则判断该信号为数据信号。整个数据信号持续的时间T本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于光纤信号的应急电源信息传输系统，包括应急电源主机控制板和IGBT驱动板，其特征在于：所述的控制板和IGBT驱动板之间通过光纤信道进行数据传输；其中，所述的IGBT驱动板的第一I/O端口连接光发送模块，所述的控制板的第二I/O端口连接光接收模块，所述的光发送模块和光接收模块间通过光纤信道连接；其中，所述的光发送模块采用光纤通信发送电路，所述的光接收模块采用光纤通信接收电路。

【技术特征摘要】
1.基于光纤信号的应急电源信息传输系统，包括应急电源主机控制板和IGBT驱动板，其特征在于：所述的控制板和IGBT驱动板之间通过光纤信道进行数据传输；其中，所述的IGBT驱动板的第一I/O端口连接光发送模块，所述的控制板的第二I/O端口连接光接收模块，所述的光发送模块和光接收模块间通过光纤信道连接；其中，所述的光发送模块采用光纤通信发送电路，所述的光接收模块采用光纤通信接收电路。2.根据权利要求1所述的基于光纤信号的应急电源信息传输系统，其特征在于：所述的光纤通信发送电路包括相互串联的光发射器、限流电阻R1以及调节电阻R2，其中，所述的限流电阻R1连接5V电源和第一I/O端口，所述的光发射器连接第一I/O端口和调节电阻R2，所述的调节电阻R2接地。3.根据权利要求1所述的基于光纤信号的应急电源信息传...

【专利技术属性】
技术研发人员：李多山，刘晖，
申请(专利权)人：合肥联信电源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34