实现功率模块拓扑结构兼容的脉冲分配系统及分配方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及轨道交通车辆牵引变流器用功率模块中对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动脉冲的分配技术，具体涉及一种实现功率模块拓扑结构兼容的脉冲分配方法及系统。

背景技术

现有轨道交通车辆用功率模块的驱动大多采用“脉冲分配器+IGBT驱动器”的方式，现有脉冲分配方法则是基于该驱动方式，通过对上级控制器发出的PWM脉冲进行逻辑处理与再分配，再发送给IGBT驱动器从而实现IGBT的驱动与保护。

现有脉冲分配方法只对功率模块的单一拓扑结构进行脉冲处理和驱动控制，通过脉冲分配器将上级控制器发出的脉冲做逻辑处理后发送给对应IGBT。然而，现有的脉冲分配方法中，确定的功率模块拓扑结构无法改变，不同拓扑结构的功率模块也无法兼容，而轨道交通车辆用功率模块往往需要半桥并联、单相桥以及三相桥等不同的拓扑结构，这就需要提供不同种类的功率模块。由于这些功率模块之间不具备可替换性，因此人员操作复杂度和维修成本较高。

发明内容

本发明提供一种实现功率模块拓扑结构兼容的脉冲分配系统，包括：脉冲分配器、至少一外部短路模块、分别与所述脉冲分配器连接的至少四个驱动器以及分别与所述至少四个驱动器连接的至少四个IGBT；

其中，每两个IGBT相互连接构成一个半桥，所述半桥至少包括第一半桥和第二半桥；所述外部短路模块与所述第一半桥及所述第二半桥分别连接，所述外部短路模块可在短路和断路两种状态之间切换；

当所述外部短路模块状态切换为短路时，所述第一半桥及所述第二半桥构成半桥两并联拓扑结构；

当所述外部短路模块状态切换为断路时，所述第一半桥及所述第二半桥构成单相桥拓扑结构。

在一实施例中，所述实现功率模块拓扑结构兼容的脉冲分配系统还包括：与所述脉冲分配器连接的外部硬线选择模块，所述外部硬线选择模块用于向所述脉冲分配器发送模式切换信号。

在一实施例中，所述脉冲分配器包括：并联控制模块以及与所述并联控制模块连接的第一半桥控制模块和第二半桥控制模块；

所述并联控制模块用于通过控制器PWM脉冲总线从与所述脉冲分配器连接的控制器接收PWM脉冲，并将所述PWM脉冲分配到所述第一半桥控制模块和第二半桥控制模块；

所述第一半桥控制模块用于根据接收到的PWM脉冲生成两个驱动脉冲并分别发送至与第一半桥上的两个IGBT相连的两个驱动器；

所述第二半桥控制模块用于根据接收到的PWM脉冲生成两个驱动脉冲并分别发送至与第二半桥上的两个IGBT相连的两个驱动器。

在一实施例中，所述第一半桥控制模块和第二半桥控制模块还用于对接收到的PWM脉冲做死区处理。

在一实施例中，所述第一半桥控制模块还用于接收来自所述第一半桥上的两个IGBT的反馈脉冲，并分别与所述第一半桥控制模块生成的两个驱动脉冲进行逻辑运算，得到所述第一半桥的故障信号；

所述半桥二控制模块还用于接收来自所述第二半桥上的两个IGBT的反馈脉冲，并分别与所述第二半桥控制模块生成的驱动脉冲进行逻辑运算，得到所述第二半桥的故障信号。

在一实施例中，当所述第一半桥与所述第二半桥构成半桥并联拓扑结构时，所述并联控制模块还用于：

将所述第一半桥上的IGBT的故障信号以及所述第二半桥上的IGBT的故障信号通过第一故障信号通道反馈至所述控制器。

在一实施例中，当所述第一半桥与所述第二半桥构成单相桥拓扑结构时，所述并联控制模块还用于：

将所述第一半桥上的IGBT的故障信号通过第一故障信号通道反馈至所述控制器；以及

将所述第二半桥上的IGBT的故障信号通过第二故障信号通道反馈至所述控制器。

本发明还提供一种脉冲分配方法，可通过本发明提供的任一种实现功率模块拓扑结构兼容的脉冲分配系统实现，包括：

脉冲分配器在板卡上电期间接收外部硬线选择信号，并根据外部硬线选择信号判断脉冲分配系统是否需要进行模式切换，所述模式包括并联模式及非并联模式；

若是，所述脉冲分配器控制所述外部短路模块动作以执行模式切换。

在一实施例中，所述脉冲分配器控制所述外部短路模块动作以执行模式切换，包括：

所述脉冲分配器将所述外部短路模块状态由断路切换为短路，所述脉冲分配系统切换为并联模式；或

所述脉冲分配器将所述外部短路模块状态由短路切换为断路，所述脉冲分配系统切换为非并联模式。

在一实施例中，所述脉冲分配器将所述外部短路模块状态由断路切换为短路时，还包括：

并联控制模块控制发送给第一半桥控制模块和第二半桥控制模块的PWM脉冲进行同步，所述第一半桥控制模块和所述第二半桥控制模块向各驱动器发出同步的驱动脉冲。

在一实施例中，所述脉冲分配器将所述外部短路模块状态由短路切换为断路时，还包括：

并联控制模块控制第一半桥控制模块和第二半桥控制模块进行解耦，所述第一半桥控制模块和所述第二半桥控制模块向各驱动器发出驱动脉冲。

在一实施例中，第一半桥控制模块和第二半桥控制模块向各驱动器发出驱动脉冲之前，还包括：

所述第一半桥控制模块和所述第二半桥控制模块分别对所述并联控制模块发出的PWM脉冲做死区处理。

在一实施例中，所述脉冲分配方法还包括：

所述第一半桥控制模块接收来自所述第一半桥上的两个IGBT的反馈脉冲，并分别与所述第一半桥控制模块生成的驱动脉冲进行逻辑运算，得到所述第一半桥的故障信号，并发送至所述并联控制模块；

所述第二半桥控制模块接收来自所述第二半桥上的两个IGBT的反馈脉冲，并分别与所述第二半桥控制模块生成的驱动脉冲进行逻辑运算，得到所述第二半桥的故障信号，并发送至所述并联控制模块；

所述并联控制模块将接收到的故障信号通过控制器故障反馈总线反馈至与脉冲分配器连接的控制器。

在一实施例中，所述脉冲分配方法还包括：

若为并联模式，则所述并联控制模块通过第一故障信号通道将所述第一半桥的故障信号和第二半桥的故障信号反馈至控制器。

在一实施例中，所述脉冲分配方法还包括：

若为非并联模式，则所述并联控制模块通过第一故障信号通道将所述第一半桥的故障信号反馈至控制器；

所述并联控制模块通过第二故障信号通道将所述第二半桥的故障信号反馈至控制器。

本发明提供的实现功率模块拓扑结构兼容的脉冲分配系统及分配方法在现有的“脉冲分配器+IGBT驱动器”的功率模块驱动方式基础上，可实现功率模块半桥并联拓扑结构和全桥拓扑结构兼容，并针对拓扑结构中的任一IGBT发生的故障进行识别并上报给控制器。基于本发明的技术方案，可使得功率模块半桥两并联结构和单相桥结构兼容，大幅减少传统方案功率模块的种类和数量，便于功率模块生产和维修更换，减少操作复杂度，降低全生命周期成本。

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，下面描述中的附图仅仅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为本发明一实施例的实现功率模块拓扑结构兼容的脉冲分配系统的结构示意图；

图2A为本发明的脉冲分配器的内部结构示意图；

图2B为本发明的控制器PWM脉冲总线的示意图；

图2C为本发明的控制器故障反馈总线的示意图；

图3为本发明的脉冲分配方法的流程图；

图4为本发明的另一种脉冲分配方法的流程图；

图5为本发明的另一种脉冲分配方法的流程图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

本发明提供一种实现功率模块拓扑结构兼容的脉冲分配系统(以下简称脉冲分配系统)，包括：脉冲分配器、至少一外部短路模块、分别与所述脉冲分配器连接的至少四个驱动器以及分别与所述至少四个驱动器连接的至少四个IGBT；其中，每两个IGBT相互连接构成一个半桥，所述半桥至少包括第一半桥和第二半桥；所述外部短路模块与所述第一半桥及所述第二半桥分别连接，所述外部短路模块可在短路和断路两种状态之间切换；当所述外部短路模块状态切换为短路时，所述第一半桥及所述第二半桥构成半桥两并联拓扑结构；当所述外部短路模块状态切换为断路时，所述第一半桥及所述第二半桥构成单相桥拓扑结构。

一实施例中，如图1所示，脉冲分配系统包括脉冲分配器、与脉冲分配器分别相连的驱动器1、驱动器2、驱动器3以及驱动器4，以及分别与各驱动器连接的四个IGBT，分别记为Q1、Q2、Q3和Q4。如图1所示，Q1与Q2连接构成第一半桥，Q3与Q4连接构成第二半桥。从Q1与Q2的连接线上以及Q3与Q4的连接线上引出接头O1与接头O2，分别与外部短路模块连接。

其中，外部短路模块可以是短路铜排，也可以是单刀开关，或其他可以实现短路连接的电路元件，本申请不对此进行限定。

外部短路模块包括短路与断路两种状态，当外部短路模块为短路状态时，第一半桥与第二半桥通过接头O1与接头O2连接起来，构成半桥两并联拓扑结构；当外部短路模块为断路状态时，第一半桥与第二半桥相互独立构成单相桥拓扑结构。

该脉冲分配系统工作时，外部一控制器通过控制器PWM脉冲总线向脉冲分配器发送PWM脉冲，脉冲分配器接收到该PWM脉冲后，根据该脉冲生成驱动脉冲并分别分配至与脉冲分配器连接的四个驱动器上，再由各驱动器将驱动脉冲传送至相应的IGBT上，驱动IGBT工作。如图1所示，脉冲分配器将生成的上管Q1驱动脉冲传送至驱动器1，以驱动第一半桥的上管Q1工作；脉冲分配器将生成的下管Q2驱动脉冲传送至驱动器2，以驱动第一半桥的下管Q2工作；脉冲分配器将生成的上管Q3驱动脉冲传送至驱动器3，以驱动第二半桥的上管Q3工作；脉冲分配器将生成的下管Q4驱动脉冲传送至驱动器4，以驱动第二半桥的下管Q4工作。

在另一实施例中，所述脉冲分配系统还包括：与所述脉冲分配器连接的外部硬线选择模块，用于向所述脉冲分配器发送模式切换信号。

如图1所示，外部硬线选择模块通过外部硬线选择总线向脉冲分配器发送模式切换信号，该模式切换信号即为改变该脉冲分配系统的工作模式的信号。该脉冲分配系统的工作模式包括并联模式和非并联模式。其中，并联模式下，第一半桥和第二半桥构成半桥两并联拓扑结构；非并联模式下，第一半桥和第二半桥构成单相桥拓扑结构。

脉冲分配器在板卡上电期间接收外部硬线选择模块的切换信号，判断是否需要进行模式切换。若需要进行模式切换，脉冲分配器控制外部短路模块动作以执行模式切换。具体包括：所述脉冲分配器将所述外部短路模块状态由断路切换为短路，所述脉冲分配系统切换为并联模式；或所述脉冲分配器将所述外部短路模块状态由短路切换为断路，所述脉冲分配系统切换为非并联模式。

例如，该外部硬线选择模块上可设置并联模式和非并联模式的选择按钮，当并联模式按钮被按下时，外部硬线选择模块向脉冲分配器发送一切换至并联模式的切换信号，脉冲分配器判断脉冲分配系统的当前模式是否为并联模式，若是，则无需进行切换；若否，则控制外部短路模块动作以执行模式切换。在另一个例子中，该外部硬线选择模块还可通过控制器进行控制。在另一个例子中，还可以通过跳线的方式来设置硬线选择，若有跳线，则脉冲分配器判断脉冲分配系统进入并联模式，若无跳线，则脉冲分配器判断脉冲分配系统进入非并联模式。

在另一实施例中，各IGBT还通过与之连接的驱动器向脉冲分配器发送反馈脉冲。例如图1所示，Q1通过驱动器1向脉冲分配器发送上管Q1反馈脉冲，Q2通过驱动器2向脉冲分配器发送下管Q2反馈脉冲；Q3通过驱动器3向脉冲分配器发送上管Q3反馈脉冲，Q4通过驱动器4向脉冲分配器发送下管Q4反馈脉冲。脉冲分配器将驱动各IGBT的驱动脉冲以及各IGBT的反馈脉冲进行逻辑运算，得到各IGBT的故障信号。具体为，脉冲分配器对上管Q1驱动脉冲与上管Q1反馈脉冲进行逻辑运算，得到Q1的故障信号，若逻辑运算值为故障值，表示Q1存在故障，则通过控制器故障反馈总线将Q1的故障信号反馈至与脉冲分配器连接的控制器。其余几个IGBT的故障反馈过程与Q1类似，此处不再赘述。

上述实施例提供的技术方案，可使得功率模块半桥两并联结构和单相桥结构兼容，大幅减少传统方案功率模块的种类和数量，便于功率模块生产和维修更换，减少操作复杂度，降低全生命周期成本。

在另一实施例中，所述脉冲分配器包括：并联控制模块以及与所述并联控制模块连接的第一半桥控制模块和第二半桥控制模块。

其中，第一半桥控制模块通过驱动器控制第一半桥上的IGBT，第二半桥控制模块通过驱动器控制第二半桥上的IGBT。如图2A所示，并联控制模块通过控制器PWM脉冲总线从控制器接收PWM脉冲，所述控制器PWM脉冲总线包括第一脉冲通道和第二脉冲通道，根据脉冲分配系统所处的工作模式，并联控制模块根据第一脉冲通道的PWM脉冲和/或第二脉冲通道的PWM脉冲生成第一半桥PWM脉冲和第二半桥PWM脉冲，并分别分配至第一半桥控制模块和第二半桥控制模块。

具体地，当第一半桥与第二半桥构成单相桥拓扑结构时，即当所述脉冲分配系统处于非并联模式下时，所述并联控制模块根据第一脉冲通道的PWM脉冲生成第一半桥PWM脉冲，并分配至第一半桥控制模块；并联控制模块根据第二脉冲通道的PWM脉冲生成第二半桥PWM脉冲，并分配至第二半桥控制模块。

当第一半桥与第二半桥构成并联拓扑结构时，即当所述脉冲分配系统处于并联模式下时，所述并联控制模块根据第一脉冲通道的PWM脉冲生成第一半桥PWM脉冲和第二半桥PWM脉冲，并分别分配至第一半桥控制模块和第二半桥控制模块。从而实现第一半桥PWM脉冲和第二半桥PWM脉冲的信号同步。

第一半桥控制模块和第二半桥控制模块控制IGBT的方式与前述实施例中脉冲分配器控制IGBT的方式相类似，此处不再赘述。

在另一实施例中，如图2A、图2B及图2C所示，第一半桥控制模块接收第一半桥上的IGBT的反馈脉冲，即上管Q1反馈脉冲和下管Q2反馈脉冲；第二半桥控制模块接收第二半桥上的IGBT的反馈脉冲，即上管Q3反馈脉冲和下管Q4反馈脉冲。

第一半桥控制模块对上管Q1驱动脉冲与上管Q1反馈脉冲进行逻辑运算，得到上管Q1故障信号；第一半桥控制模块对下管Q2驱动脉冲与下管Q2反馈脉冲进行逻辑运算，得到下管Q2故障信号；第二半桥控制模块对上管Q3驱动脉冲与上管Q3反馈脉冲进行逻辑运算，得到上管Q3故障信号；第二半桥控制模块对下管Q4驱动脉冲与下管Q4反馈脉冲进行逻辑运算，得到下管Q4故障信号。其中，当逻辑运算结果为故障值时，则需要将相应的故障信号反馈至并联控制模块。并联模块根据脉冲分配系统所处的工作模式，将故障信号通过控制器故障反馈总线传送至与并联控制模块连接的控制器，其中，所述控制器故障反馈总线至少包括第一故障信号通道和第二故障信号通道。

具体地，当第一半桥与第二半桥构成单相桥拓扑结构时，即当所述脉冲分配系统处于非并联模式下时，并联控制模块通过所述第一故障信号通道将所述第一半桥上的故障信号，即上管Q1故障信号和/或下管Q2故障信号反馈至所述控制器；以及通过所述第二故障信号通道将所述第二半桥上的故障信号，即上管Q3故障信号和/或下管Q4故障信号反馈至所述控制器。

当所述第一半桥与所述第二半桥构成半桥并联拓扑结构时，即当脉冲分配系统处于并联模式下时，所述并联控制模块还用于：通过所述第一故障信号通道将所述第一半桥的故障信号，即上管Q1故障信号和/或下管Q2故障信号反馈至所述控制器；以及通过所述第一故障信号通道将所述第二半桥的故障信号，即上管Q3故障信号和/或下管Q4故障信号反馈至所述控制器。

例如，考虑到实际应用并联拓扑结构时，对于一个半桥并联模块来说，控制器PWM脉冲总线和控制器故障反馈总线仅各有一个通道来完成信号的发送和反馈，本实施例提供的方案，即通过第一脉冲通道和第一故障通道即可完成并联信号的发送和任一IGBT故障信号的反馈。

上述实施例提供的实现功率模块拓扑结构兼容的脉冲分配系统可实现针对拓扑结构中的任一IGBT发生的故障进行识别并上报给控制器，便于实时监控个IGBT是否正常运作并快速找到故障的IGBT，提高维修效率，减少操作复杂度。

在另一实施例中，所述IGBT的数量为6个，则脉冲分配系统包括第一半桥、第二半桥和第三半桥，每个IGBT均连接有驱动器，每个半桥结构均对应设置有半桥控制模块。当需要进入并联模式时，可以选择任意两个半桥连接构成半桥两并联拓扑结构；当为非并联模式时，可以通过调整输出端，使得该脉冲分配系统的构成单相桥拓扑结构或三相桥拓扑结构。

实际应用中，可以根据需要调整IGBT的数量和结构，实现多种拓扑结构兼容，本申请不对IGBT的数量作具体限定。

上述实施例中通过合理调整IGBT的数量和结构，可以控制脉冲分配系统实现半桥并联、单相桥、三相桥等多种拓扑结构兼容，大幅减少传统方案功率模块的种类和数量，便于功率模块生产和维修更换，减少操作复杂度，降低全生命周期成本。

本申请还提供一种脉冲分配方法，可通过本申请提供的脉冲分配系统实现，如图3所示，所述脉冲分配方法包括：

S101：脉冲分配器在板卡上电期间接收外部硬线选择信号，并根据外部硬线选择信号判断脉冲分配系统是否需要进行模式切换；若是，则执行S102；若否，则不执行切换操作。

步骤S101中，脉冲分配器接收到外部硬线选择信号后，识别该信号指示的工作模式；判断该信号指示的工作模式与脉冲分配系统的当前工作模式是否与一致，若一致，则无需切换，若不一致，则需要将工作模式切换为该信号指示的工作模式。

S102：所述脉冲分配器控制所述外部短路模块动作以执行模式切换。

其中，所述模式包括并联模式及非并联模式；当脉冲分配器将外部短路模块状态由断路切换为短路，脉冲分配系统切换为并联模式；当脉冲分配器将外部短路模块状态由短路切换为断路，脉冲分配系统切换为非并联模式。

在另一实施例中，如图4所示，所述脉冲分配方法还包括：

若脉冲分配系统需切换为并联模式，执行步骤S103；若脉冲分配系统需切换为非并联模式，执行步骤S104。

S103：脉冲分配器将外部短路模块状态由断路切换为短路，并联控制模块控制发送给第一半桥控制模块和第二半桥控制模块的PWM脉冲进行同步，所述第一半桥控制模块和所述第二半桥控制模块分别对所述并联控制模块发出的PWM脉冲做死区处理，向各驱动器发出同步的驱动脉冲。

其中，所述并联控制模块通过控制器PWM脉冲总线与控制器连接，且控制器PWM脉冲总线至少包括第一脉冲通道和第二脉冲通道。当脉冲分配器将外部短路模块状态由断路切换为短路时，并联控制模块根据第一脉冲通道的PWM脉冲生成第一半桥PWM脉冲和第二半桥PWM脉冲，并分别发送给第一半桥控制模块和第二半桥控制模块，从而实现第一半桥PWM脉冲和第二半桥PWM脉冲的信号同步。

S104：脉冲分配器将外部短路模块状态由短路切换为断路，并联控制模块控制第一半桥控制模块和第二半桥控制模块进行解耦，所述第一半桥控制模块和所述第二半桥控制模块分别对所述并联控制模块发出的PWM脉冲做死区处理，向各驱动器发出驱动脉冲。

其中，所述当脉冲分配器将外部短路模块状态由短路切换为断路时，并联控制模块根据第一脉冲通道的PWM脉冲生成第一半桥PWM脉冲，并发送给第一半桥控制模块；根据第二脉冲通道的PWM脉冲生成第二半桥PWM脉冲，并发送给第二半桥控制模块。从而实现第一半桥控制模块和第二半桥控制模块解耦。

在另一实施例中，如图5所示，当脉冲系统正常工作后，步骤S103后还可包括步骤S105：

S105：第一半桥控制模块和第二半桥控制模块通过逻辑运算得到各IGBT的故障信号，当逻辑运算值为故障值时，向并联控制模块传送所述故障信号。所述并联控制模块通过第一故障信号通道将所述第一半桥的故障信号和第二半桥的故障信号反馈至控制器。

在另一实施例中，如图5所示，当脉冲系统正常工作后，步骤S104后还可包括步骤S106：

S106：第一半桥控制模块和第二半桥控制模块通过逻辑运算得到各IGBT的故障信号，当逻辑运算值为故障值时，向并联控制模块传送所述故障信号。所述并联控制模块通过第一故障信号通道将所述第一半桥的故障信号反馈至控制器；

所述并联控制模块通过第二故障信号通道将所述第二半桥的故障信号反馈至控制器。

其中，步骤S105和S106中，通过逻辑运算得到IGBT的故障信号具体包括：所述第一半桥控制模块接收来自所述第一半桥上的两个IGBT的反馈脉冲，并分别与所述第一半桥控制模块生成的相应IGBT的驱动脉冲进行逻辑运算，得到所述第一半桥的故障信号，当所述故障信号为故障值时，第一半桥控制模块将该故障信号发送至并联控制模块；第二半桥控制模块接收来自所述第二半桥上的两个IGBT的反馈脉冲，并分别与所述第二半桥控制模块生成的驱动脉冲进行逻辑运算，得到所述第二半桥的故障信号，当所述故障信号为故障值时，第二半桥控制模块将该故障信号发送至所述并联控制模块；所述并联控制模块将接收到的故障信号通过控制器故障反馈总线反馈至与脉冲分配器连接的控制器。

上述实施例提供的实现功率模块拓扑结构兼容的脉冲分配方法在现有的“脉冲分配器+IGBT驱动器”的功率模块驱动方式基础上，可实现功率模块半桥并联拓扑结构和全桥拓扑结构的灵活切换，以及识别拓扑结构中的任一IGBT发生的故障并上报给控制器，大幅降低工作人员的操作复杂度，便于功率模块生产和维修更换。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。

在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。以上所述仅为本说明书实施例的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的范围之内。