интеллектуальный преобразователь напряжения постоянного тока для динамически изменяющейся нагрузки

Формула изобретения

1. Интеллектуальный преобразователь напряжения постоянного тока для динамически изменяющейся нагрузки, состоящий из модуля двухканального преобразования напряжения постоянного тока (Direct Current) в напряжение постоянного тока (модуля DC/DC), первый канал которого содержит инвертор первого канала преобразования, вход которого является первым силовым входом модуля DC/DC, питающийся от основной сети и подключенный к первичной обмотке трансформатора первого канала преобразования, вторичная обмотка которого подключена к нагрузке через выпрямитель первого канала преобразования, а второй канал преобразования модуля DC/DC содержит инвертор второго канала преобразования, вход которого является вторым силовым входом модуля DC/DC, питающийся от резервной сети и подключенный к первичной обмотке трансформатора второго канала преобразования, вторичная обмотка которого подключена к нагрузке через выпрямитель второго канала преобразования, контрольное напряжение на нагрузке через датчик напряжения подключено к первому входу аналого-цифрового преобразователя системы управления модулем DC/DC, аналого-цифровой преобразователь системы управления модулем DC/DC подключен к первому входу микроконтроллера системы управления модулем DC/DC, первый выход микроконтроллера системы управления модулем DC/DC через блок драйверов силовых ключей первого канала преобразования системы управления модулем DC/DC подключен к входу инвертора первого канала преобразования, второй выход микроконтроллера системы управления модулем DC/DC через блок драйверов силовых ключей второго канала преобразования системы управления модулем DC/DC подключен к входу инвертора второго канала преобразования, отличающийся тем, что в него введены второй, ..., N-й и (N+1)-й модуль DC/DC (одинаковые с первым модулем DC/DC), фильтры импульсно-коммутационных перенапряжений первого и второго канала преобразования, датчики тока инвертора первого и второго канала преобразования, датчик температуры первого модуля DC/DC, выходные фильтры первого и второго канала преобразования, датчики тока нагрузки первого и второго канала преобразования, блоки питания от основной и резервной сети, схема развязки цепей питания, часы реального времени системы управления первым модулем DC/DC, память энергонезависимая системы управления первым модулем DC/DC, адаптер шины информационного обмена системы управления первым модулем DC/DC; первый, второй и третий датчики тока нагрузки преобразователя, шина информационного обмена, внешняя система управления, причем фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений первого канала преобразования включен между основной сетью и инвертором первого канала преобразования, фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений второго канала преобразования включен между резервной сетью и инвертором второго канала преобразования, датчик тока инвертора первого канала преобразования включен между инвертором первого канала преобразования и первичной обмоткой трансформатора первого канала преобразования, датчик тока инвертора второго канала преобразования включен между инвертором второго канала преобразования и первичной обмоткой трансформатора второго канала преобразования, выход инвертора первого канала преобразования подключен ко второму входу аналого-цифрового преобразователя системы управления первым модулем DC/DC, выход инвертора второго канала преобразования подключен к третьему входу аналого-цифрового преобразователя системы управления первым модулем DC/DC, выход датчика тока инвертора первого канала преобразования подключен к четвертому входу аналого-цифрового преобразователя системы управления первым модулем DC/DC, выход датчика тока инвертора второго канала преобразования подключен к пятому входу аналого-цифрового преобразователя системы управления первым модулем DC/DC, выход датчика тока нагрузки первого канала преобразования подключен к шестому входу аналого-цифрового преобразователя системы управления первым модулем DC/DC, выход датчика тока нагрузки второго канала преобразования подключен к седьмому входу аналого-цифрового преобразователя системы управления первым модулем DC/DC, выход выпрямителя первого канала преобразования и последовательно включенные выходной фильтр первого канала преобразования и датчик тока нагрузки первого канала преобразования, а также выход выпрямителя второго канала преобразования и последовательно включенные выходной фильтр второго канала преобразования и датчик токов нагрузки второго канала преобразования образуют общий силовой выход первого модуля DC/DC, ко второму входу-выходу микроконтроллера системы управления первым модулем DC/DC подключен адаптер шины информационного обмена системы управления первым модулем DC/DC, к третьему входу микроконтроллера системы управления первым модулем DC/DC подключена память энергонезависимая системы управления первым модулем DC/DC, к четвертому - часы реального времени системы управления первым модулем DC/DC, к пятому - датчик температуры первого модуля DC/DC, вход блока питания от основной сети подключен к выходу фильтра импульсно-коммутационных перенапряжений первого канала преобразования, первый выход блока питания от основной сети подключен к входу питания фильтра импульсно-коммутационных перенапряжений первого канала преобразования, второй выход блока питания от основной сети подключен к первому входу схемы развязки цепей питания, вход блока питания от резервной сети подключен к выходу фильтра импульсно-коммутационных перенапряжений второго канала преобразования, первый выход блока питания от резервной сети подключен к входу питания фильтра импульсно-коммутационных перенапряжений второго канала преобразования, второй выход блока питания от резервной сети подключен ко второму входу схемы развязки цепей питания, выход схемы развязки цепей питания подключен к входам питания микроконтроллера системы управления первым модулем DC/DC, блока драйверов силовых ключей первого канала преобразования системы управления первым модулем DC/DC, блока драйверов силовых ключей второго канала преобразования системы управления первым модулем DC/DC, аналого-цифрового преобразователя системы управления первым модулем DC/DC и адаптера шины информационного обмена системы управления первым модулем DC/DC, второй вход-выход адаптера шины информационного обмена системы управления первым модулем DC/DC, являющийся информационным входом-выходом первого модуля DC/DC, подключен к шине информационного обмена, первые силовые входы второго, ..., N-го и (N+1)-го модулей DC/DC подключены к основной сети, вторые силовые входы второго, ..., N-го и (N+1)-го модулей DC/DC подключены к резервной сети, общие силовые выходы первого, второго, ..., N-го и (N+1)-го модулей DC/DC через последовательно соединенные первый, второй и третий датчики тока нагрузки преобразователя подключены к нагрузке, выходы первого, второго и третьего датчик тока нагрузки подключены соответственно к восьмому, девятому и десятому входам аналого-цифрового преобразователя системы управления первым, вторым, ..., N-м и (N+1)-м модулем DC/DC, информационные входы-выходы второго, ..., N-го и (N+1)-го модулей DC/DC подключены к шине информационного обмена, к которой также подключен вход-выход внешней системы управления.

2. Интеллектуальный преобразователь напряжения постоянного тока для динамически изменяющейся нагрузки по п.1, отличающийся тем, что фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений первого и второго канала преобразования содержит последовательно соединенные индуктивность, выходной электролитический конденсатор и узел активного подавления импульсно-коммутационных перенапряжений, состоящий из параллельно включенных биполярного транзистора с изолированным затвором и резистора, а также датчик входного напряжения и схему управления биполярным транзистором с изолированным затвором, состоящую из последовательно соединенных компаратора и блока драйверов биполярного транзистора с изолированным затвором, причем к первому входу компаратора подключено напряжение от датчика входного напряжения, а ко второму входу - опорное напряжение от делителя напряжения из двух резисторов, подключенных соответственно к блокам питания от основной и резервной сети.

3. Интеллектуальный преобразователь напряжения постоянного тока для динамически изменяющейся нагрузки по п.1 или 2, отличающийся тем, что микроконтроллер системы управления первым, вторым, ..., N-м и (N+1)-м модулем DC/DC выполнен с возможностью автоматического контроля работоспособности систем управления модулей DC/DC после подачи питания на преобразователь и определения степени готовности преобразователя к приему нагрузки, автоматического перехода при аварии основной сети на питание от резервной сети и возврат к питанию от основной сети при восстановлении основной сети и отключении резервной сети, формирования управляющих воздействий на инверторы первого и второго канала преобразования с целью стабилизации напряжения на нагрузке при нахождении уровня напряжения основной или резервной сети в допустимом интервале значений напряжения, включения в работу такого числа модулей DC/DC преобразователя, которое соответствует значению суммарного тока нагрузки преобразователя, вывода в горячий резерв и, соответственно, сохранения ресурса силового оборудования не работающих под нагрузкой оставшихся модулей DC/DC, равномерного распределения нагрузки между параллельно работающими модулями DC/DC, перевода (при номинальной нагрузке) в горячий резерв только одного из модулей DC/DC, автоматического ввода в работу резервного модуля DC/DC при увеличении нагрузки сверх номинальной или при однократном отказе (при отказе одного из модулей DC/DC), информирования внешней системы управления о факте отказа в преобразователе (и, следовательно, о его работе без резерва по мощности).

Описание изобретения к патенту

Текст описания приведен в факсимильном виде.