ES2710108T3 - Método y sistema para controlar y supervisar una agrupación de reguladores de punto de carga - Google Patents

Método y sistema para controlar y supervisar una agrupación de reguladores de punto de carga Download PDF

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ES2710108T3 ES06740619T ES06740619T ES2710108T3 ES 2710108 T3 ES2710108 T3 ES 2710108T3 ES 06740619 T ES06740619 T ES 06740619T ES 06740619 T ES06740619 T ES 06740619T ES 2710108 T3 ES2710108 T3 ES 2710108T3
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Alain Chapuis
Mikhail Guz
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Abstract

Un sistema de control de potencia (100) para un huésped que comprende: una pluralidad de reguladores de punto de carga (POL) (106, 108, 110, 112, 114) que proporcionan potencia regulada a correspondientes cargas del huésped; al menos un bus de datos en serie conectado operativamente a dicha pluralidad de reguladores POL; y un controlador del sistema (102) conectado a dicho al menos un bus de datos en serie, adaptado para enviar y recibir datos digitales hacia y desde dicha pluralidad de reguladores POL mediante el al menos un bus de datos en serie, y con una interfaz huésped (128) adaptada para comunicaciones con el huésped, en el que durante el funcionamiento normal de dicho sistema dicho al menos un bus de datos en serie se adapta para transportar información de programación, control y supervisión entre dicho controlador del sistema y dicha pluralidad de reguladores POL, y el controlador del sistema y el huésped se adaptan para comunicar selectivamente la información de programación, control y supervisión entre sí mediante la interfaz huésped; caracterizado por que el controlador del sistema está preprogramado antes de su instalación en el sistema de control de potencia para incluir datos de configuración para la pluralidad de reguladores POL para la configuración de la pluralidad de reguladores POL en el inicio del sistema.

Description

DESCRIPCION
Metodo y sistema para controlar y supervisar una agrupacion de reguladores de punto de carga
Datos de solicitud relacionados
El documento US 2004/123164 A1 divulga un sistema de control de potencia de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1. El documento US 2004/093533 A1 divulga un sistema de control de potencia similar.
Antecedentes de la invencion
1. Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a sistemas de control de potencia, o mas en particular, a un metodo y sistema para controlar y supervisar una agrupacion de reguladores de punto de carga.
2. Descripcion de la tecnica relacionada
Con la complejidad creciente de los sistemas electronicos, es comun que un sistema electronico requiera potencia proporcionada en varios diferentes niveles de corriente y tension discretos. Por ejemplo, los sistemas electronicos pueden incluir circuitos discretos que requieren tensiones tal como 3v, 5v, 9v, etc. Ademas, muchos de estos circuitos requieren una tension relativamente baja (por ejemplo 1v), pero con una corriente relativamente alta (por ejemplo 100A). Es desaconsejable suministrar una corriente relativamente alta a tensiones bajas sobre una distancia relativamente larga a traves de un dispositivo electronico por un numero de motivos. Primero, el tramo ffsico relativamente largo de lmeas de alta corriente y baja tension consume un area de tarjeta de circuito significativa y congestiona el envro de lmeas de senal de la tarjeta de circuito. Segundo, la impedancia de las lmeas que transportan la alta corriente tiende a disipar mucha potencia y complicar la regulacion de la carga. Tercero, es diffcil disenar las caractensticas de tension/corriente para acomodar cambios en los requisitos de carga.
Para satisfacer estos requisitos de potencia, se conoce distribuir una tension de bus intermedia a traves del sistema electronico, e incluye un regulador de punto de carga ("POL") individual, es decir un conversor de CC/CC en el punto de consumo de potencia con el sistema electronico. En particular, un regulador POL se incluina con cada circuito electronico respectivo para convertir la tension de bus intermedia al nivel requerido por el circuito electronico. Un sistema electronico puede incluir multiples reguladores POL para convertir la tension de bus intermedia en cada uno de los multiples niveles de tension. Idealmente el regulador POL se ubicana ffsicamente adyacente al circuito electronico correspondiente para minimizar la longitud de las lmeas de alta corriente y baja tension a traves del sistema electronico. La tension de bus intermedia puede suministrarse a los multiples reguladores POL usando lmeas de baja corriente que minimizan las perdidas.
Con este enfoque distribuido, existe la necesidad de coordinar el control y supervision de los reguladores POL del sistema de potencia. Los reguladores POL generalmente operan junto con un controlador de suministro de potencia que activa, programa y supervisa los reguladores POL individuales. Se conoce en la tecnica el controlador para usar un bus paralelo de multiconexion para activar y programar cada regulador POL. Por ejemplo, el bus paralelo puede comunicar un bit de habilitacion/deshabilitacion para activar y desactivar cada regulador POL, y bits de codigo de identificacion de tension (VID) para programar el punto de referencia de tension de salida de los reguladores POL. El controlador puede ademas usar conexiones adicionales para supervisar la tension/corriente que se suministra por cada regulador POL para detectar las condiciones de fallo de los reguladores POL. Un inconveniente con tal sistema de control es que anade complejidad y tamano al sistema electronico general.
Asf, sena ventajoso tener un sistema y metodo para controlar y supervisar los reguladores POL dentro de un sistema de potencia distribuida.
Sumario de la invencion
La presente invencion proporciona un sistema y metodo para controlar y supervisar reguladores POL dentro de un sistema de potencia distribuida.
En una realizacion de la invencion, el sistema de control de potencia comprende una pluralidad de reguladores POL, al menos un bus de datos en serie operativamente que conecta la pluralidad de reguladores POL y un controlador del sistema conectado al bus de datos en serie y adaptado para enviar y recibir datos digitales hacia y desde la pluralidad de reguladores POL. El bus de datos en serie comprende ademas un primer bus de datos que transporta informacion de programacion, control y supervision entre el controlador del sistema y la pluralidad de reguladores POL. El bus de datos en serie tambien puede incluir un segundo bus de datos que transporta informacion de gestion de fallo entre el controlador del sistema y la pluralidad de reguladores POL. El control de potencia tambien puede incluir un regulador de extremo delantero que proporciona una tension intermedia a la pluralidad de reguladores POL o un bus de tension intermedia.
El sistema de control POL permite cuatro modos de operacion diferentes. En el primer modo operativo, los reguladores POL funcionan independientemente en la ausencia de un controlador del sistema y sin interaccion con otros reguladores POL. En el segundo modo operativo, los reguladores POL operan entre sf con el fin de comparticion o intercalado de corriente en la ausencia de un controlador del sistema. En el tercer modo operativo, los reguladores POL operan como una agrupacion en la que el comportamiento de cada regulador POL y la agrupacion en su totalidad se coordinan por un controlador del sistema. Por ultimo, el cuarto modo operativo incluye tanto el control central que usa el controlador de sistema como el control local sobre cierta funcionalidad. De esta manera, los reguladores POL operan como una agrupacion coordinada por un controlador del sistema y tambien operan entre sf para realizar funciones tal como comparticion de corriente.
Un entendimiento mas completo del metodo y sistema para controlar y supervisar una pluralidad de reguladores POL se proporciona a los expertos en la materia, asf como una realizacion de ventajas y objetos adicionales de la misma, por consideracion de la siguiente descripcion detallada de la realizacion preferente. Se hara referencia a las laminas de dibujos adjuntos, que se describen primero brevemente.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 representa un sistema de suministro de potencia distribuida de la tecnica anterior;
la Figura 2 representa un sistema de control POL de la tecnica anterior que usa un bus de control paralelo; la Figura 3 representa un sistema de control POL ejemplar construido de acuerdo con una realizacion de la presente invencion;
la Figura 4 representa un regulador POL ejemplar del sistema de control POL;
la Figura 5 representa un controlador del sistema ejemplar del sistema de control POL;
la Figura 6 muestra un metodo ejemplar de comunicarse con un regulador POL sobre un bus en serie; la Figura 7 representa un metodo ejemplar de proporcionar/utilizar datos de supervision de fallos en un sistema de control POL;
la Figura 8 representa un ciclo de comunicacion ejemplar que puede transmitirse hacia/desde un regulador POL; la Figura 9 representa una realizacion alternativa de un sistema de control POL;
la Figura 10 representa otra realizacion alternativa de un sistema de control POL;
la Figura 11 representa un metodo ejemplar de programacion de parametros para operar un sistema de control POL; y
las Figuras 12A-12D representan un sistema de control POL que se programa de acuerdo con el metodo de la Figura 11.
La Figura 13 representa un ciclo de comunicacion ejemplar para transmitir informacion entre el controlador del sistema y al menos un regulador POL.
Descripcion detallada de la realizacion preferente
La presente invencion proporciona un sistema y un metodo para controlar y supervisar reguladores POL dentro de un sistema de potencia distribuida. En la descripcion detallada que sigue, los numeros de elementos similares se usan para describir elementos similares ilustrados en una o mas figuras.
En referencia primero a la Figura 1, un sistema de suministro de potencia distribuida se muestra. El sistema de suministro de potencia distribuida de la tecnica anterior incluye un conversor de CA/CC 12 que convierte la potencia CA disponible en una fuente de potencia CC primaria, por ejemplo 48 voltios. La fuente de potencia de CC primaria se conecta a un bus de potencia primaria que distribuye potencia de CC a varios sistemas electronicos, tal como una tarjeta de circuito impreso 14. El bus puede acoplarse ademas a una batena 18 que proporciona una fuente de potencia de apoyo para los sistemas electronicos conectados al bus de potencia primario. Cuando el conversor de CA/CC 12 suministra potencia de CC al bus de potencia primario, la batena 18 se mantiene en un estado totalmente cargado. En el caso de perdida de potencia de CA o fallo con el conversor de CA/CC 12, la batena 18 continuara suministrando potencia de CC al bus de potencia primario durante un penodo de tiempo limitado definido por la capacidad de la batena 18.
La tarjeta de circuito impreso 14 puede incluir ademas un conversor de CC/CC que reduce la tension de bus primario a un nivel de tension intermedio, tal como 5 o 12 voltios. La tension intermedia se distribuye entonces sobre un bus de potencia intermedia proporcionada a varios circuitos en la tarjeta de circuito impreso 14. Cada circuito tiene un regulador de punto de carga ("POL") asociado ubicado cerca, tal como los POL 22, 24 y 26. Cada regulador POL convierte la tension de bus intermedia a un nivel de tension baja y corriente alta demandado por el circuito electronico, tal como 1,8 voltios, 2,5 voltios y 3,3 voltios proporcionado por los POL 22, 24 y 26 respectivamente. Debena apreciarse que los niveles de tension descritos en este caso son totalmente ejemplares, y que otros niveles de tension podnan seleccionarse para adaptarse a necesidades particulares de circuitos electronicos en la tarjeta de circuito impreso 14. Al ubicar los POL 22, 24 y 26 cerca de sus circuitos electronicos correspondientes, la longitud de las lrneas de alta corriente y baja tension en la tarjeta de circuito impreso 14 se minimiza. Ademas, el bus de potencia intermedia puede adaptarse para transportar corriente relativamente baja, minimizando asf la perdida de potencia debido a la impedancia de lmea. Pero este sistema de suministro de potencia distribuida no proporciona una manera de supervisar y controlar el rendimiento de los POL 22, 24, 26.
La Figura 2 ilustra un sistema de control de conversor de CC/CC que tiene un controlador de suministro de potencia 32 y una pluralidad de conversores de CC/CC 34, 36, 38 y 42. Los conversores de CC/CC 34, 36, 38 y 42 estan conectados a un bus de potencia (como se ha descrito antes con respecto a la Figura 1), que proporciona una tension de entrada. Los conversores de CC/CC 34, 36, 38 y 42 proporcionan una salida de corriente alta y tension baja que pasa a traves de respectivos resistores de deteccion 46, 52, 56 y 62 y respectivos conmutadores 48, 54,58 y 64. El controlador 32 proporciona senales de control a los conversores de CC/CC 34, 36, 38 y 42 por una pluralidad de buses paralelos de seis bits que soportan cada uno un bit de habilitacion/deshabilitacion y cinco bits de codigo VID. Los bits de codigo VID programan los conversores de CC/CC para un nivel de corriente/tension de salida deseado. El controlador 32 tambien supervisa el rendimiento de los conversores de CC/CC 34, 36, 38 y 42 usando los resistores de deteccion 46, 52, 56 y 62. En particular, el controlador 32 supervisa la tension de salida de cada conversor de CC/CC detectando la tension en el lado de salida del resistor de deteccion, y supervisa la corriente de salida a traves del resistor de deteccion detectando la tension por el resistor de deteccion. La deteccion de corriente y tension para cada conversor de CC/CC requiere dos lmeas separadas, por lo que ocho lmeas separadas son necesarias para detectar la condicion de tension y corriente del sistema de cuatro conversores ejemplar. Ademas, el controlador 32 tiene una lmea de habilitacion de conmutador conectada a los terminales de compuerta de los conmutadores 48, 54, 58 y 64, por lo que el controlador 32 puede apagar la salida desde cualquiera de los controladores de CC/CC 34, 36, 38, y 42.
En una operacion ejemplar, el controlador 32 proporciona parametros de control (por ejemplo punto de referencia de tension de salida) al conversor de CC/CC 34 mediante la porcion de codigo VID del bus paralelo de seis bits. El controlador 32 activa entonces el conversor de CC/CC 34 mediante la porcion de habilitacion/deshabilitacion del bus paralelo de seis bits. Una vez activada, el conversor de CC/CC 34 convierte la tension de bus de potencia (por ejemplo 48 voltios) a una tension de salida seleccionada. El controlador 32 verifica entonces que la tension de salida es la tension deseada midiendo la tension mediante la lmea de supervision de tension. Si la tension de salida esta dentro del intervalo aceptable, se proporciona a la carga (no se muestra) activando el conmutador 48 mediante la lmea de habilitacion de conmutador. El controlador 32 puede entonces supervisar continuamente la tension de salida y la corriente de salida producida por el conversor de CC/CC 34 midiendo la tension de salida por la lmea de supervision de tension y midiendo la cafda de tension por el resistor de deteccion (es decir, el diferencial de tension entre la lmea de supervision de corriente y la lmea de supervision de tension). Si el controlador 32 detecta una condicion de fallo del conversor de CC/CC 34 (por ejemplo, cafdas de tension de salida por debajo de un umbral espedfico), el controlador 32 puede desactivar y reiniciar el conversor de CC/CC. El controlador 32 se comunica con los otros conversores de CC/CC 36, 38 y 42 de la misma manera.
Una desventaja con el sistema de control de la Figura 2 es que anade complejidad y tamano al sistema electronico general usando un bus paralelo de seis bits para controlar cada conversor de CC/CC y una conexion de salida de tres lmeas separada para supervisar el rendimiento de cada conversor de CC/CC. En otras palabras, el controlador 32 utiliza treinta y seis conexiones separadas para comunicarse con cuatro conversores de CC/CC 34, 36, 38 y 42. Como la complejidad y los requisitos de potencia de los sistemas electronicos se incrementan, el numero de conexiones al controlador tambien se incrementa de manera lineal.
En referencia ahora a la Figura 3, un sistema de control POL 100 se muestra de acuerdo con una realizacion de la presente invencion. Espedficamente, el sistema de control POL 100 incluye un controlador del sistema 102, un regulador de extremo delantero 104 y una pluralidad de reguladores POL 106, 108, 110, 112 y 114 dispuestos en una agrupacion. Los reguladores POL representados en este caso incluyen, pero no se limitan a, reguladores de punto de carga, reguladores de potencia sobre carga, conversores de CC/CC, reguladores de tension y todos los otros dispositivos de regulacion de tension o corriente programables conocidos generalmente para el experto en la materia. Una interfaz de intradispositivo se proporciona entre unos individuales de los reguladores POL para controlar interacciones espedficas, tal como compartir corriente o emparejamiento, por ejemplo interfaz de comparticion de corriente (CS1) proporcionada entre POLO 106 y POL1 108, y CS2 proporcionada entre POL4 112 y POLn 114. En la configuracion ejemplar mostrada en la Figura 3, POLO 106 y POL1 108 operan en modo paralelo para producir una tension de salida Vo1 con una capacidad de corriente incrementada, POL2 110 produce una tension de salida Vo2 , y POL4 112 y POLn 114 operan en modo paralelo para producir una tension de salida Vo3, aunque debena apreciarse que otras combinaciones y otros numeros de reguladores POL podnan utilizarse ventajosamente.
El regulador de extremo delantero 104 proporciona una tension intermedia a la pluralidad de reguladores POL sobre el bus de tension intermedia, y puede simplemente comprender otro regulador POL. El controlador del sistema 102 y el regulador de extremo delantero 104 pueden integrarse juntos en una unica unidad, o pueden proporcionarse como dispositivos separados. Como alternativa, el regulador de extremo delantero 104 puede proporcionar una pluralidad de tensiones intermedias a los reguladores POL sobre una pluralidad de buses de tension intermedia. El controlador del sistema 102 puede extraer su potencia del bus de tension intermedia.
El controlador del sistema 102 se comunica con la pluralidad de reguladores POL escribiendo y/o leyendo datos digitales (ya sea de forma smcrona o asmcrona) mediante un bus en serie unidireccional o bidireccional, ilustrado en la Figura 3 como un bus de sinc/datos. El bus de sinc/datos puede comprender un bus en serie de dos alambres (por ejemplo I2C) que permite que los datos se transmitan de manera asmcrona o un bus en serie de un alambre que permite que los datos se transmitan de forma smcrona (es dedr, sincronizado con una senal de reloj). Para abordar cualquier POL espedfico en la agrupacion, cada POL se identifica con una direccion unica, que puede tener conexion directa con el POL o ajustarse por otros metodos. El controlador del sistema 102 tambien se comunica con la pluralidad de reguladores POL para la gestion de fallos sobre un segundo bus en serie unidireccional o bidireccional, ilustrado en la Figura 3 como el bus de OK/fallo. Al agrupar varios reguladores POL juntos conectandolos a un bus comun de OK/fallo se permite que los reguladores POL tengan el mismo comportamiento en el caso de una condicion de fallo. Ademas, el controlador del sistema 102 se comunica con un sistema de usuario mediante un bus de interfaz de usuario para programar, configurar y supervisar el sistema de control POL 10. Por ultimo, el controlador del sistema 102 se comunica con el regulador de extremo delantero 104 sobre una lmea separada para deshabilitar el funcionamiento del regulador de extremo delantero.
Un regulador POL 106 ejemplar del sistema de control POL 10 se ilustra en mayor detalle en la Figura 4. Los otros reguladores POL de la Figura 3 tienen sustancialmente una identica configuracion. El regulador POL 106 incluye un circuito de conversion de potencia 142, una interfaz en serie 144, un controlador POL 146, memoria de configuracion por defecto 148 y una interfaz de ajustes de conexion directa 150. El circuito de conversion de potencia 142 transforma una tension de entrada (Vi) a la tension de salida deseada (Vo) de acuerdo con ajustes recibidos a traves de la interfaz en serie144, los ajustes de conexion directa 150 o ajustes por defecto. El circuito de conversion de potencia 142 tambien puede incluir sensores de supervision para la tension, corriente, temperatura de salida y otros parametros que se usan para el control local y tambien se comunican de vuelta al controlador del sistema a traves de la interfaz en serie 144. El circuito de conversion de potencia 142 tambien puede generar una senal de salida Power Good (PG) para aplicaciones autonomas para proporcionar una funcion de supervision simplificada. La interfaz en serie 144 recibe y envfa ordenes y mensajes al controlador del sistema 102 mediante los buses de sinc/datos y OK/fallo en serie. La memoria de configuracion por defecto 148 almacena la configuracion por defecto para el regulador POL 106 en casos donde ninguna senal de programacion se recibe a traves de la interfaz en serie 144 o la interfaz de ajustes de conexion directa 150. La configuracion por defecto se selecciona de manera que el regulador POL 106 opere en la condicion "segura" en la ausencia de senales de programacion.
La interfaz de ajustes de conexion directa 150 se comunica con las conexiones externas para programar el regulador POL sin usar la interfaz en serie 144. La interfaz de ajustes de conexion directa 150 puede incluir como entradas la configuracion de direccion (Addr) del POL para alterar o ajustar algunas de las configuraciones como funcion de la direccion (es decir, el identificador del POL), por ejemplo desplazamiento de fase, bit de habilitar/deshabilitar (En), recortar y bits de codigo VID. Ademas, la direccion identifica el regulador POL durante las operaciones de comunicacion a traves de la interfaz en serie 144. La entrada de recorte permite la conexion de uno o mas resistores externos para definir un nivel de tension de salida para el regulador POL. De manera similar, los bits de codigo VID pueden usarse para programar el regulador POL para un nivel de corriente/tension de salida deseado. El bit de habilitacion/deshabilitacion permite que el regulador POL se active/desactive alternando una senal alta/baja digital.
El controlador POL 146 recibe y prioriza los ajustes del regulador POL. Si ninguna informacion de ajuste se recibe mediante la interfaz de ajustes de conexion directa 150 o la interfaz en serie 144, el controlador POL 146 accede a los parametros almacenados en la memoria de configuracion por defecto 148. Como alternativa, si la informacion de ajustes se recibe mediante la interfaz de ajustes de conexion directa 150, entonces el controlador POL 146 aplicara esos parametros. Asf, los ajustes por defecto se aplican a todos los parametros que no pueden ajustarse o que no se ajustan a traves de conexion directa. Los ajustes recibidos mediante la interfaz de ajustes de conexion directa 150 pueden sobrescribirse mediante informacion recibida por la interfaz en serie 144. El regulador POL puede por tanto operar en un modo autonomo, un modo totalmente programable, o una combinacion de los mismos. Esta flexibilidad de programacion permite una pluralidad de diferentes aplicaciones de potencia que se satisfacen con un unico regulador POL generico, reduciendo asf el coste y simplificando la fabricacion de los reguladores POL.
Un controlador del sistema ejemplar 102 del sistema de control POL 100 se ilustra en la Figura 5. El controlador del sistema 102 incluye una interfaz de usuario 128, una interfaz POL 124, un controlador 126 y una memoria 123. La interfaz de usuario 128 envfa y recibe mensajes hacia/desde el usuario mediante el bus de interfaz de usuario. El bus de interfaz de usuario puede proporcionarse por una interfaz bidireccional paralela o en serie usando protocolos de interfaz estandar, por ejemplo una interfaz l2C. La informacion de usuario tal como valores de supervision o ajustes de sistema nuevo se transmitiran a traves de la interfaz de usuario 128. La interfaz POL 124 transforma datos hacia/desde los reguladores POL mediante los buses en serie de sinc/datos y OK/fallo. La interfaz POL 124 se comunica sobre el bus en serie de sinc/datos para transmitir datos de configuracion y recibir datos de supervision, y se comunica sobre el bus en serie OK/fallo para recibir senales de interrupcion indicando una condicion de fallo en al menos uno de los reguladores POL conectados. La memoria 123 comprende un dispositivo de almacenamiento de memoria no volatil usado para almacenar los parametros de configuracion del sistema (por ejemplo tension de salida, punto de referencia de limitacion de corriente, datos de temporizacion etc.) para los reguladores POL conectados al controlador del sistema 102. Opcionalmente, una memoria externa 132 secundaria tambien puede conectarse a la interfaz de usuario 122 para proporcionar capacidad de memoria incrementada para supervisar datos o ajustar datos.
El controlador 126 se conecta de manera operativa a la interfaz de usuario 128, la interfaz POL 124 y la memoria 123. El controlador 126 tiene un puerto externo para comunicar la senal de deshabilitacion (FE DIS) al regulador de extremo delantero 104. Al inicio del sistema de control POL 100, el controlador 126 lee desde la memoria interna 23 (y/o la memoria externa 132) los ajustes del sistema y programa los reguladores POL por consiguiente mediante la interfaz POL 124. Cada uno de los reguladores POL se ajusta entonces y se inicia de manera prescrita en funcion de la programacion del sistema. Durante la operacion normal, el controlador 126 descodifica y ejecuta cualquier comando o mensaje que llegue desde el usuario o los reguladores POL. El controlador 126 supervisa el rendimiento de los reguladores pOl y manda esta informacion de vuelta al usuario a traves de la interfaz de usuario 122. Los reguladores POL pueden tambien programarse por el usuario a traves del controlador 126 para ejecutar reacciones autonomas y espedficas a fallos, tal como exceso de corriente o condiciones de sobretension. Como alternativa, los reguladores POL pueden programarse para informar solo de condiciones de fallo al controlador del sistema 102, que determinara entonces la accion correctiva apropiada de acuerdo con ajustes predefinidos, por ejemplo apagar el regulador de extremo delantero mediante la lmea de control FE DIS.
Un bloque de supervision 130 puede opcionalmente proporcionarse para supervisar el estado de uno o mas niveles de tension o corriente de otros sistemas de potencia no conectados operativamente al controlador 102 mediante los buses de sinc/datos u OK/fallo. El bloque de supervision 130 puede proporcionar esta informacion al controlador 126 para informar al usuario a traves de la interfaz de usuario de la misma manera que otra informacion referente al sistema de control POL 10. De esta manera, el sistema de control POL 100 puede proporcionar compatibilidad invertida con sistemas de potencia que ya estan presentes en un sistema electronico.
En referencia a la Figura 3, el controlador del sistema 102 se adapta para proporcionar datos de configuracion inicial a cada regulador POL (es decir 106, 108, 110, 112, 114). Debena apreciarse que los datos de configuracion inicial pueden incluir, pero no se limitan a, uno o mas de los siguientes tipos de datos: datos de punto de referencia de tension de salida (es decir una tension de salida deseada); datos de punto de referencia de corriente de salida (es decir la corriente de salida deseada mas alta); datos de lfmite de tension baja (es decir la tension de salida deseada mas baja); datos de lfmite de tension alta (es decir la tension de salida deseada mas alta); datos de ritmo limitado de tension de salida (es decir el ritmo limitado de salida deseado); datos de habilitacion/deshabilitacion (es decir activacion/desactivacion del regulador POL de salida); datos de temporizacion (por ejemplo retraso de activacion, retraso de desactivacion, tiempo de recuperacion de fallo etc.) y/o todos los otros tipos de datos de programacion POL generalmente conocidos para el experto en la materia. Una vez que los datos de configuracion inicial se reciben, el controlador POL 146 (vease la Figura 4) se adapta para almacenar al menos una porcion de los datos de configuracion inicial en la memoria. Al menos una porcion de los datos de configuracion inicial almacenados se usa entonces para producir una salida deseada. Por ejemplo, una salida puede producirse para incluir un nivel de tension particular, un ritmo limitado particular etc., dependiendo del tipo de datos de configuracion inicial recibidos/almacenados.
Despues de producirse la salida, el controlador POL 146 se adapta para recibir datos de supervision de fallos (por ejemplo desde un dispositivo externo, circuito de deteccion etc.). Los datos de supervision de fallos, que contienen informacion del regulador POL o su salida, se almacenan entonces en la memoria. El controlador POL 146, en respuesta a una condicion (por ejemplo recibir una solicitud, superar un parametro conocido, cambio de contenidos de registro etc.), se adapta entonces para proporcionar al menos una porcion de los datos de supervision de fallos al controlador del sistema 102. Debena apreciarse que los datos de supervision de fallos pueden incluir, pero no se limitan a, uno o mas de los siguientes tipos de datos: datos de tension de salida, que pueden incluir datos de tension de salida actuales (es decir datos de salida medidos), o datos de comparacion de tension (por ejemplo si la tension de salida medida esta por encima o por debajo de la tension de salida deseada mas alta, si la tension de salida medida esta por encima o por debajo de la tension de salida deseada mas baja etc.); datos de corriente de salida, que pueden incluir datos de corriente de salida actuales (es decir la corriente de salida medida) o datos de comparacion de corriente (por ejemplo si la corriente de salida medida esta por encima o por debajo de la corriente de salida deseada mas alta); datos de estado de temperatura, que pueden incluir datos de temperatura actual (es decir la temperatura medida del regulador POL, o mas en particular sus componentes de generacion de calor) o datos de comparacion de temperatura (por ejemplo si la temperatura del regulador POL (o sus componentes) esta por encima o por debajo de un valor conocido etc.), y/o todos los otros tipos de datos de supervision de fallos POL generalmente conocidos para el experto en la materia. Debena apreciarse ademas que los datos de supervision de fallos no se limitan a datos que representan la existencia de condicion de fallo. Por ejemplo, los datos de supervision de fallos que indican que el regulador POL opera dentro de parametros aceptables (por ejemplo dentro de un intervalo de temperatura aceptable) se consideran como dentro del alcance de la presente invencion.
Los datos de supervision de fallos pueden usarse por el controlador del sistema 102 o el controlador POL 146 para supervisar y/o controlar el regulador POL. En otras palabras, el controlador POL 146 puede usar los datos de supervision de fallos para proporcionar informacion de estado POL (es decir, datos correspondientes a un regulador POL particular o su salida) al controlador del sistema 102 o deshabilitar el regulador POL si una condicion particular se cumple (por ejemplo, el registro de estado cambia, el lfmite de temperatura se ha superado etc.). Como alternativa, el controlador del sistema 102 puede usar los datos de supervision de fallos para proporcionar informacion de estado POL a un administrador, deshabilitar un regulador POL particular, o almacenar los datos de supervision de fallos para uso futuro. Por ejemplo, en una realizacion de la presente invencion, cada regulador POL incluye datos de ID unica (por ejemplo numero de serie, fecha de fabricacion etc.) almacenados en un registro ID.
Esto permite que el controlador del sistema 102 proporcione informacion de estado POL y datos de ID unica a un administrador.
En otra realizacion de la presente invencion, cada regulador POL incluye ademas al menos un circuito sensor. El circuito sensor se usa para producir los datos de supervision de fallos o datos que pueden usarse (por ejemplo junto con informacion almacenada en la memoria) para producir datos de supervision de fallos. Debena apreciarse que el circuito sensor como se ha descrito aqu puede variar (por ejemplo en cuanto a circuitena, ubicacion, entradas, etc.) dependiendo del tipo de informacion que se detecta. Por ejemplo, un circuito sensor que detecta corriente puede incluir diferente circuitena, tener diferentes entradas y colocarse en una ubicacion diferente que un circuito sensor que detecta temperatura.
La Figura 8 ilustra una senal adaptada para comunicarse sobre un bus de sinc/datos. Espedficamente, una lmea de transmision se crea propagando una senal de reloj 800 sobre el bus. La senal de reloj 800 puede generarse por el controlador del sistema 102, un regulador POL particular (por ejemplo el regulador POL con la direccion menos significativa) o un dispositivo externo. La senal de reloj 800 sincroniza los diversos dispositivos de comunicacion (es decir los reguladores POL y el controlador) y crea una serie de ciclos de reloj 810, cada uno incluyendo al menos un bit de datos. Esto permite que los diversos dispositivos de comunicacion transmitan un unico bit de datos por cada ciclo de reloj 810. En otras palabras, cada dispositivo de comunicacion transmite datos dejando/llevando el bit de datos alto o bajo (es decir, uno binario o cero).
La Figura 13 ilustra un ciclo de comunicacion ejemplar 50 para transmitir informacion entre el controlador del sistema 102 y al menos un regulador POL. Espedficamente, el ciclo de comunicacion 50 puede usarse para transmitir datos de configuracion inicial, datos de supervision de fallos, datos de ID unica o cualquier otro tipo de datos. Como se muestra en la Figura 13, un ciclo de transmision de cuarenta y dos bits 50 ejemplar incluye una secuencia de inicio 510 (por ejemplo cuatro bits), una direccion 520, un conjunto de comandos 530, un primer bit de acuse de recibo 540, un conjunto de datos 560 y un segundo bit de acuse de recibo 570. Un bit adicional 550 se ha anadido para asegurarse de que el conjunto de comandos 530 se ejecuta antes de que se proporcione el conjunto de datos 560. El primer y segundo bit de acuse de recibo 540, 570 se usan para informar de la recepcion del conjunto de comandos 530 y el conjunto de datos 560 respectivamente. Debena apreciarse que el dispositivo responsable de proporcionar el primer y el segundo bit de acuse de recibo 540, 570 vana dependiendo de si la informacion se envfa hacia o desde el regulador POL (es decir si la informacion se escribe, lee o se proporciona).
El conjunto de comandos 530, el conjunto de datos 560 y el conjunto de direccion 520 permiten que el controlador del sistema 102 y los reguladores POL escriban, lean y proporcionen datos. Espedficamente, (i) el conjunto de comandos 530 se usa para identificar si y que esta escribiendo el controlador (por ejemplo escribiendo en el registro de estado), esta leyendo el controlador (por ejemplo leyendo el registro de estado), o el regulador POL esta proporcionando (por ejemplo proporcionar informacion de registro de estado), (ii) el conjunto de direccion 520 se usa para identificar los reguladores POL en que se esta escribiendo o leyendo, o el regulador POL que esta proporcionando informacion, y (iii) el conjunto de datos 560 se usa para identificar los datos reales que se estan escribiendo, leyendo o proporcionando.
La secuencia de inicio 510 y el conjunto de direccion 520 se usan en parte para identificar al remitente de la informacion. Por ejemplo, el controlador del sistema 102 puede usar una secuencia de inicio 510 diferente del regulador POL individual. Asf, el controlador del sistema 102 puede determinar, leyendo la secuencia de inicio 510 del ciclo de comunicacion 50 que se transmite, si un regulador POL tambien intenta enviar un ciclo de comunicacion 50 a la vez. De manera similar, cada regulador POL puede tener un conjunto de direccion 520 diferente. Asf, un regulador POL puede determinar, leyendo la secuencia de inicio 510 y el conjunto de direccion 520 del ciclo de comunicacion 50 que se transmite, si otro regulador POL o el controlador tambien intenta enviar un ciclo de comunicacion 50 a la vez. Si multiples dispositivos intentan enviar un ciclo de comunicacion 50, los datos de secuencia se usan para asignar o arbitrar el uso del bus. Tambien debena apreciarse que los datos de secuencia pueden bien almacenarse (o conectarse directamente) como un valor por defecto o proporcionarse como datos de configuracion inicial y almacenarse en el dispositivo de almacenamiento (por ejemplo, un registro de configuracion de secuencia).
Un metodo de proporcionar/utilizar datos de comunicacion inicial se ilustra en la Figura 6, iniciandose en la etapa 610. Espedficamente, en la etapa 620, la unidad de control POL se inicia recibiendo los datos de configuracion inicial (por ejemplo punto de referencia de tension de salida, punto de referencia de corriente de salida etc.). Los datos de configuracion inicial luego se almacenan en la memoria en la etapa 630. En la etapa 640 la unidad de control POL usa al menos una porcion de los datos de configuracion inicial para determinar al menos un parametro de salida (por ejemplo nivel de tension, ritmo limitado etc.) del regulador POL. La unidad de control POL genera entonces una salida que incluye los parametros de salida en la etapa 650, terminando el proceso en la etapa 660. Un metodo de proporcionar/utilizar datos de supervision de fallos se ilustra en la Figura 7, iniciandose en la etapa 710. Espedficamente, en la etapa 720, el regulador POL o mas en particular un circuito sensor (ya este solo o junto con informacion almacenada en el dispositivo de almacenamiento) detecta datos de supervision de fallo (por ejemplo datos de tension de salida, datos de corriente de salida etc.). Los datos de supervision de fallos se almacenan entonces en la memoria en la etapa 730. En la etapa 740 el controlador del sistema 102 envfa (y el controlador POL 146 recibe) una solicitud para al menos una porcion de los datos de supervision de fallos. En la etapa 750, el controlador POL 146 proporciona la porcion solicitada de los datos de supervision de fallos al controlador del sistema 102. El controlador del sistema 102 en la etapa 760 usa la porcion solicitada de los datos de supervision de fallos para supervisar al menos un parametro del regulador POL.
En la etapa 770, el controlador del sistema 102 determina si el parametro supervisado viola un parametro conocido. Por ejemplo, si el parametro supervisado es tension de salida, la tension de salida podna compararse con un valor de tension de salida maxima. Si una violacion ocurre (por ejemplo, una tension de salida supera un valor de tension de salida maxima), entonces el regulador POL se desactivana en la etapa 780. Como alternativa, si la violacion no ocurre, el controlador del sistema 102 continua supervisando el regulador POL solicitando de nuevo al menos una porcion de los datos de supervision de fallos en la etapa 740. Debena apreciarse que aunque puede ser ventajoso desactivar un regulador POL a la luz de la violacion, la presente invencion no se limita a tal resultado. Por ejemplo, el controlador del sistema 102 o un regulador POL pueden programarse para realizar una accion diferente (por ejemplo supervisar de cerca el regulador POL defectuoso, notificar al administrador, almacenar los datos de supervision de fallos etc.) si una violacion de parametro particular ocurre.
En otra realizacion de la invencion, los propios datos de supervision de fallos indican si un parametro supervisado viola un parametro conocido. Por ejemplo, si los datos de punto de referencia de corriente de salida (es decir la corriente de salida deseada mas alta) se reciben como datos de configuracion inicial y se almacenan en el dispositivo de almacenamiento, el regulador POL (o mas en particular el controlador POL 146) puede proporcionar al controlador del sistema 102 datos de supervision de fallos que indican si la corriente de salida medida esta por encima o por debajo del valor de corriente maxima almacenado. En este caso, si los datos de supervision de fallos recibidos indican que la corriente de salida esta por debajo del valor maximo, el controlador del sistema 102 puede continuar supervisando el regulador POL como se describio antes. Como alternativa si los datos de supervision de fallos recibidos indican que la corriente de salida esta por encima del valor maximo, el controlador del sistema 102 (sin hacer ningun calculo adicional) puede desactivar el regulador POL.
El sistema de control POL 100 permite cuatro modos diferentes de funcionamiento. En el primer modo operativo, los reguladores POL funcionan independientemente en la ausencia del controlador de sistema y sin interaccion con otros reguladores POL. Los reguladores POL incluyen una realimentacion local y sistemas de control para regular su propio rendimiento asf como interfaces de control para permitir la programacion local. Los reguladores POL incluyen ademas ajustes por defecto que se pueden revertir en la ausencia de programacion local o datos desde el controlador del sistema. En otras palabras, cada uno de los reguladores POL puede operar como un dispositivo autonomo sin la necesidad de un controlador del sistema o interacciones con otro regulador POL.
En un segundo modo operativo, los reguladores POL operan entre sf con el fin de compartir corriente o intercalarla en la ausencia de controlador del sistema. Los reguladores POL se comunican entre sf sobre la interfaz de comparticion de corriente. La lmea de sinc/datos puede usarse para comunicar informacion de sincronizacion para permitir el intercalado de fase de los reguladores POL, en el que la fase se programa localmente introduciendo una direccion a traves de conexiones directas. En el primer o segundo modo de operacion, existina en general informacion comunicada entre los reguladores POL excepto por sincronizacion; no existina necesidad de comunicar informacion de programacion.
En el tercer modo operativo, los reguladores POL operan como una agrupacion en la que el comportamiento de cada regulador POL y la agrupacion en su total se coordinan por un controlador del sistema. El controlador del sistema programa el funcionamiento de cada uno de los reguladores POL sobre el bus en serie de sinc/datos, y por tanto anula los ajustes predeterminados de los reguladores POL. El bus en serie de sinc/datos se usa ademas para comunicar informacion de sincronizacion para permitir la sincronizacion e intercalado de los reguladores POL. Este modo operativo no incluina comunicaciones entre dispositivos sobre la interfaz de comparticion de corriente.
Por ultimo, el cuarto modo operativo incluye tanto el control central usando el controlador del sistema como el control local sobre cierta funcionalidad. De esta manera, los reguladores POL operan como una agrupacion coordinada por un controlador del sistema y tambien operan entre sf para realizar funciones tal como compartir corriente.
Debena apreciarse que el sistema de control POL de la presente invencion proporciona una gran cantidad de flexibilidad de la manera en la que se implementa para regular potencia desde un sistema huesped. La Figura 9 ilustra una realizacion ejemplar de un sistema de control POL implementado con un sistema huesped. El sistema huesped puede ser un maestro especializado que proporciona la interfaz principal a la CPU del sistema de usuario. Como alternativa, el sistema huesped puede proporcionarse directamente por la CPU del sistema de usuario o cualquier otro sistema de control dedicado a gestionar los subsistemas de gestion de potencia.
Una de tales realizaciones incluina un sistema huesped, un controlador del sistema y una agrupacion de reguladores POL. Una ventaja de esta realizacion es que el huesped esta exento de la carga de comunicacion continua con los reguladores POL. En su lugar, el controlador del sistema proporciona las comunicaciones de nivel de supervision con los reguladores POL, y el huesped puede solo estar provisto de interacciones de alto nivel, tal como informacion de supervision y estado. El controlador del sistema tambien proporciona memoria para almacenamiento de los parametros de programacion de agrupacion POL, eximiendo por tanto al huesped de esta responsabilidad. Otra realizacion, no de la invencion, podna incluir un controlador del sistema y una agrupacion de reguladores POL, sin un sistema huesped. Los controladores del sistema gestionanan independientemente la operacion de los sistemas de control POL sin necesidad de interaccion con un huesped. Como alternativa, no de acuerdo con la invencion, el sistema huesped podna adaptarse para proporcionar la funcion de un controlador del sistema, y por tanto comunicarse directamente con la agrupacion de reguladores POL. Aunque esto colocana requisitos sustanciales de carga en el huesped, puede ser aconsejable en algunas aplicaciones.
Espedficamente, el sistema de control POL incluye dos sistemas de control POL separados similares a lo descrito antes con respecto a la Figura 3. El primer sistema de control POL 220 (es decir Sistema A) incluye un controlador de sistema 225 acoplado a una pluralidad de reguladores POL 222, 224, 226, 228. El segundo sistema de control POL 210 tiene una estructura similar, que incluye un controlador del sistema y una pluralidad de reguladores POL. Los sistemas de control POL pueden asociarse con diferentes aspectos de un sistema huesped. Por ejemplo, el Sistema A puede proporcionar potencia regulada a una primera rejilla de tarjetas de circuito, y el Sistema B puede proporcionar potencia regulada a una segunda rejilla de tarjetas de circuito. Como alternativa, los Sistemas A y B pueden proporcionar potencia regulada a diferentes tarjetas de circuito dentro de una rejilla. En cada caso, al tener su propio controlador del sistema, los sistemas de control POL pueden operar autonomamente entre sf, y por tanto estanan mejor adaptados para sistemas huesped grandes. Debena apreciarse que los sistemas de control POL adicionales podnan acoplarse al sistema huesped, y que dos sistemas de control POL se ilustran unicamente por conveniencia y simplicidad.
Los controladores del sistema desde cada sistema de control POL se comunicanan con un controlador huesped 240 mediante el bus en serie de interfaz de usuario. Como se ha descrito antes, el enlace con el controlador huesped 240 permite la comunicacion de datos de supervision, control y programacion. El controlador huesped 240 puede adicionalmente acoplarse a una red de area local (LAN) o red de area amplia (WAN). Un usuario tendna entonces varias opciones para acceder a los sistemas de control POL con fines de supervision, control y/o programacion de los sistemas de control POL. En una primera realizacion, un sistema de usuario 266 (es decir ordenador) equipado con una interfaz de programacion de aplicacion (API) adecuada puede acoplarse directamente al bus de interfaz de usuario para recibir comunicacion con los controladores del sistema de los Sistemas A y B. El sistema de usuario incluina probablemente una interfaz de usuario tal como una interfaz de usuario grafica (GUI), que permite la representacion de informacion de estado referente a los sistemas de control POL. La GUI tambien puede servir como una herramienta de diagnostico para permitir la resolucion de condiciones de fallo dentro del sistema de control POL.
Como alternativa, en una segunda realizacion, el sistema de usuario 264 puede en su lugar acoplarse directamente al controlador huesped 240. Esto puede permitir el mismo nivel de acceso a los sistemas de control POL, o el controlador huesped 240 puede limitar la extension del acceso (por ejemplo solo supervision, sin la capacidad de control o programacion). En otra alternativa mas, el sistema de usuario 262 puede acoplarse al controlador huesped 240 a traves de una LAN/WAN, permitiendo asf que el usuario acceda a los sistemas de control POL desde una ubicacion remota. Como en la anterior realizacion, el controlador huesped 240 puede limitar la extension del acceso a los sistemas de control POL.
La Figura 10 ilustra otra realizacion ejemplar de un sistema de control POL implementado con un sistema huesped. El sistema de control POL incluye dos sistemas de control POL separados similares a los descritos antes con respecto a la Figura. 3. A diferencia de la realizacion de la Figura 9, los dos sistemas de control POL 320, 310 incluyen una pluralidad de reguladores POL sin controladores de sistema separados. Espedficamente, el sistema de control POL 320 incluye una pluralidad de reguladores POL 322, 324, 326, 328. El segundo sistema de control POL 310 tiene una estructura similar. Un controlador de sistema 330 y el regulador de extremo delantero 332 pueden incluirse en un sistema huesped y proporcionar control y tension de bus intermedia a cada uno de los sistemas de control POL. El controlador del sistema 330 puede recibir senales de interrupcion desde cada uno de los sistemas de control POL para determinar asf que sistema tiene el control del bus de sinc/datos. Como antes, los sistemas de control POL pueden asociarse con diferentes aspectos del sistema huesped. Por ejemplo, los sistemas de control POL A y B pueden proporcionar cada uno potencia regulada a diferentes tarjetas de circuito dentro de una rejilla comun. Ya que los sistemas de control POL comparten un controlador del sistema, los sistemas de control POL pueden realizarse para operar cooperativamente entre sf, y por tanto estanan mejor adaptados para sistemas de huesped pequenos. Debena apreciarse que unos sistemas de control POL adicionales podnan acoplarse al sistema huesped, y que dos sistemas de control POL se ilustran unicamente por conveniencia y simplicidad.
En esta realizacion ejemplar, el controlador del sistema 330 se comunicana con un huesped mediante el bus en serie de interfaz de usuario. La comunicacion con el huesped puede ser directa o mediante red de area local (LAN) o red de area amplia (WAN). Un usuario puede acceder a los sistemas de control POL para fines de supervision, control y/o programacion de los sistemas de control POL acoplandose directamente al bus de interfaz de usuario. Como antes, el sistema de usuario incluina probablemente una interfaz de usuario, tal como interfaz de usuario grafica (GUI), que permite la representacion de informacion de estado referente a los sistemas de control POL.
Un sistema de control POL puede disenarse para una aplicacion particular, con ciertos parametros y valores seleccionados para lograr requisitos de rendimiento deseados. Una vez que un conjunto de parametros deseados se logra, estos parametros pueden programarse en el controlador del sistema para permitir la produccion en masa de la agrupacion POL para su uso en una aplicacion de nivel de produccion. La Figura 11 muestra un metodo ejemplar de programacion de una agrupacion POL de acuerdo con una realizacion de la invencion, y las Figuras 12A-12D ilustran un sistema correspondiente que implementa el metodo ejemplar.
Espedficamente, en la Figura 12A, un sistema de control POL prototipo 830 incluye una agrupacion POL 832 y un controlador del sistema (no programado) 834. Un huesped proxy 836 puede tambien proporcionarse para emular interacciones del sistema de control POL con un huesped actual. Un operador se comunica con el sistema de control POL prototipo usando una interfaz de usuario grafica 838 adecuada. Como se muestra en la etapa 812, una disposicion inicial de la agrupacion POL se define por el operador usando la GUI 838. Por ejemplo, el operador puede disenar el numero de reguladores POL de la agrupacion, los parametros de tension de salida de los reguladores POL, las caractensticas de supervision de fallos, y otros de tales parametros generalmente descritos antes. En la etapa 814, el operador optimizara el sistema ajustando valores de parametro hasta que se logra una configuracion deseada. Por ejemplo, la GUI 838 puede permitir que el operador simule diversas cargas operativas, fallos y otras condiciones unicas para el entorno de huesped particular, y puede por tanto seleccionar parametros operativos que estan mejor adaptados para lograr requisitos de rendimiento del entorno de huesped. Cuando el operador esta satisfecho con los parametros operativos seleccionados, la GUI 838 escribira estos parametros en un archivo de configuracion 840 adecuado, como se muestra en la Fig. 12B y en la etapa 816.
Despues, el archivo de configuracion 84 se usana para programar un controlador de sistema final 852, como se muestra en la Figura 12C y la etapa 818. Esta etapa puede repetirse muchas veces para fabricar una tirada de produccion de dispositivos de controlador del sistema a usar en una aplicacion de nivel de produccion. Despues, un sistema de control POL de nivel de produccion 870 se produce incluyendo una agrupacion POL 872 y un controlador del sistema programado 852, para uso con el sistema huesped real 836 como se muestra en la Figura 12D. En la etapa 820, los dispositivos del controlador del sistema programado se instalan en un sistema de produccion real. Finalmente, en la etapa 822, el sistema de control POL, que incluye la agrupacion POL 872, y el controlador del sistema 852 se implementan en el sistema de produccion, y el controlador del sistema opera como se ha descrito antes para gestionar la operacion de la agrupacion POL.
Debena apreciarse que el sistema de control POL de la presente invencion proporciona ciertas ventajas sobre los sistemas de distribucion de potencia distribuida de la tecnica anterior. El presente sistema de control POL requiere mucha menos complejidad o componentes de "pegamento" (por ejemplo, dispositivos de mediacion) para proporcionar comunicacion y control de una pluralidad de reguladores POL, reduciendo asf la cantidad de espacio de tarjeta de circuito para el sistema de control POL y el numero de lmeas de control necesarias para la comunicacion, control y supervision. El sistema de control POL es facilmente escalable anadiendo reguladores POL a la agrupacion para soportar requisitos de potencia adicionales, sin incrementar los requisitos de carga.
Habiendo descrito asf una realizacion preferente de un metodo y sistema para controlar y supervisar una agrupacion de conversores de potencia de CC/CC, debena ser aparente para los expertos en la materia que algunas ventajas del sistema se han logrado. Debena ademas apreciarse que diversas modificaciones, adaptaciones y realizaciones alternativas de la misma pueden realizarse dentro del alcance de la presente invencion. La invencion se define por las siguientes reivindicaciones.

Claims (46)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de control de potencia (100) para un huesped que comprende:
una pluralidad de reguladores de punto de carga (POL) (106, 108, 110, 112, 114) que proporcionan potencia regulada a correspondientes cargas del huesped;
al menos un bus de datos en serie conectado operativamente a dicha pluralidad de reguladores POL; y un controlador del sistema (102) conectado a dicho al menos un bus de datos en serie, adaptado para enviar y recibir datos digitales hacia y desde dicha pluralidad de reguladores POL mediante el al menos un bus de datos en serie, y con una interfaz huesped (128) adaptada para comunicaciones con el huesped,
en el que durante el funcionamiento normal de dicho sistema
dicho al menos un bus de datos en serie se adapta para transportar informacion de programacion, control y supervision entre dicho controlador del sistema y dicha pluralidad de reguladores POL, y
el controlador del sistema y el huesped se adaptan para comunicar selectivamente la informacion de programacion, control y supervision entre sf mediante la interfaz huesped; caracterizado por que el controlador del sistema esta preprogramado antes de su instalacion en el sistema de control de potencia para incluir datos de configuracion para la pluralidad de reguladores POL para la configuracion de la pluralidad de reguladores POL en el inicio del sistema.
2. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 1, en el que dicho al menos un bus de datos en serie comprende ademas un primer bus de datos adaptado para transportar dicha informacion de programacion, control y supervision entre dicho controlador del sistema y dicha pluralidad de reguladores POL.
3. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 2, en el que dicho al menos un bus de datos en serie comprende ademas un segundo bus de datos adaptado para transportar informacion de gestion de fallo entre dicho controlador de sistema y dicha pluralidad de reguladores POL.
4. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 1, que comprende ademas un regulador de extremo delantero (104) adaptado para proporcionar una tension intermedia a dicha pluralidad de reguladores POL en un bus de tension intermedia.
5. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 4, en el que dicho regulador de extremo delantero se combina con dicho controlador de sistema en un unico dispositivo.
6. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 1, en el que cada uno de dicha pluralidad de reguladores POL comprende ademas una interfaz dentro de dispositivos adaptada para comunicar informacion de interaccion con al menos otro de dicha pluralidad de reguladores POL.
7. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 6, en el que dicha informacion de interaccion comprende ademas informacion de comparticion de corriente para una operacion paralela entre unos respectivos de dicha pluralidad de reguladores POL.
8. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 4, en el que dicha pluralidad de reguladores POL comprende ademas un circuito de conversion de potencia adaptado para transformar dicha tension intermedia a una tension de salida deseada.
9. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 1, en el que dicha pluralidad de reguladores POL comprende ademas al menos una interfaz en serie (144) adaptada para comunicarse con dicho al menos un bus de datos en serie.
10. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 9, en el que dicha pluralidad de reguladores POL comprende ademas una interfaz de conexion directa (150) adaptada para permitir la programacion en la ausencia de datos recibidos desde dicho controlador del sistema mediante dicha interfaz en serie.
11. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 10, en el que dicha interfaz de conexion directa comprende ademas una conexion de habilitacion de entrada de al menos un resistor externo para definir una caractenstica operativa de uno correspondiente de dicha pluralidad de reguladores POL.
12. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 10, en el que dicha interfaz de conexion directa comprende ademas una interfaz de direccion adaptada para recibir una direccion de identificacion unica para cada uno de dichos reguladores POL.
13. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 10, en el que dicha interfaz de conexion directa comprende ademas una interfaz VID adaptada para recibir codigos VID.
14. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 1, en el que dicha pluralidad de reguladores POL comprende ademas una memoria (148) que contiene ajustes de configuracion por defecto a los que volver en la ausencia de datos recibidos desde dicho controlador del sistema.
15. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 1, en el que la informacion de programacion comprende datos de configuracion inicial que definen parametros operativos deseados para al menos uno de la pluralidad de reguladores POL.
16. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 15, en el que dicha pluralidad de reguladores POL comprende ademas una memoria adaptada para almacenar datos de configuracion inicial, cada regulador POL que se adapta para operar de acuerdo con los datos de configuracion inicial almacenados.
17. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 15, en el que los datos de configuracion inicial incluyen al menos datos de punto de referencia de tension de salida.
18. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 15, en el que los datos de configuracion inicial incluyen al menos datos de lfmite de tension baja.
19. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 15, en el que los datos de configuracion inicial incluyen al menos datos de lfmite de tension alta.
20. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 15, en el que los datos de configuracion inicial incluyen al menos datos de ritmo limitado de tension de salida.
21. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 15, en el que los datos de configuracion inicial incluyen al menos datos de habilitar/deshabilitar.
22. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 15, en el que los datos de configuracion inicial incluyen al menos datos de temporizacion.
23. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 1, en el que la informacion de supervision comprende al menos datos de supervision de fallo que definen el estado de al menos uno de la pluralidad de reguladores POL.
24. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 23, en el que dicha pluralidad de reguladores POL comprende ademas una memoria adaptada para almacenar los datos de supervision de fallo para uno respectivo de los reguladores POL.
25. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 23, en el que dichos datos de supervision de fallo comprenden al menos datos de tension de salida.
26. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 23, en el que dichos datos de supervision de fallo comprenden al menos datos de corriente de salida.
27. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 23, en el que dichos datos de supervision de fallo comprenden al menos datos de temperatura.
28. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 1, en el que el controlador del sistema comprende ademas una memoria adaptada para almacenar la informacion de supervision.
29. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 1, en el que el controlador del sistema se adapta para enviar informacion de comando en respuesta a la informacion de supervision.
30. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 29, en el que la informacion de comando incluye un comando para deshabilitar uno particular de la pluralidad de reguladores POL.
31. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 1, en el que el controlador del sistema se adapta para notificar al huesped en respuesta a la informacion de supervision.
32. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 1, en el que el controlador del sistema se adapta para comparar la informacion de supervision con parametros predeterminados para determinar si la accion correctiva es necesaria.
33. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 1, en el que cada uno de la pluralidad de reguladores POL incluye una ID unica.
34. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 1, en el que el controlador del sistema se adapta para enviar una senal de reloj en el bus de datos en serie para sincronizar la comunicacion de la informacion de programacion, control y supervision.
35. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 1, que se adapta ademas para comunicar al menos una de la informacion de programacion, control y supervision en el bus de datos en serie en la forma de un mensaje que tiene un conjunto de comandos, un conjunto de datos y un conjunto de direccion.
36. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 1 que comprende ademas una interfaz de usuario operativa desde el huesped para recibir comunicaciones desde el controlador del sistema.
37. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 36, en el que la interfaz de usuario comprende ademas una interfaz de usuario grafica.
38. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 37, en el que la interfaz de usuario grafica proporciona informacion de estado referente a la pluralidad de los reguladores POL.
39. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 37, en el que la interfaz de usuario grafica proporciona una herramienta diagnostica para evaluar una condicion de fallo de al menos uno de la pluralidad de reguladores POL.
40. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 36, en el que la interfaz de usuario se adapta para comunicarse con la interfaz de huesped a traves de una red de area local.
41. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 36, en el que la interfaz de usuario se adapta para comunicarse con la interfaz de huesped a traves de una red de area amplia.
42. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 1, en el que al menos uno de la pluralidad de reguladores POL se adapta para comunicar la informacion de supervision con al menos otro de los reguladores POL.
43. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 1, en el que al menos uno de la pluralidad de reguladores POL comprende un regulador de tension.
44. El sistema de control de potencia de la reivindicacion 1, en el que al menos uno de la pluralidad de reguladores POL comprende un conversor de CC a CC.
45. Un metodo de control de potencia que comprende:
conectar operativamente a al menos un bus serie una pluralidad de reguladores de punto de carga (POL) (106, 108,110, 112, 114) para proporcionar potencia regulada a cargas correspondientes de un huesped; preprogramar (818) un controlador del sistema con informacion de programacion para la pluralidad de reguladores POL;
conectar operativamente el controlador del sistema a al menos un bus en serie, el controlador del sistema que tiene una interfaz de huesped adaptada para comunicaciones con el huesped;
leer la informacion de programacion desde el controlador del sistema para programar la pluralidad de reguladores POL en el inicio del sistema; y
transportar informacion de control y supervision durante el funcionamiento normal en el al menos un bus en serie entre el controlador del sistema y la pluralidad de reguladores POL.
46. El metodo de control de potencia de la reivindicacion 45, en el que preprogramar el controlador del sistema comprende:
proporcionar una agrupacion POL prototipo (832) correspondiente a la pluralidad de reguladores POL y un huesped proxy (836) para emular interacciones con un huesped real;
ajustar parametros operativos (814) para la agrupacion POL prototipo mediante una interfaz de usuario grafica; generar selectivamente la informacion de programacion en funcion de los parametros operativos ajustados; y escribir la informacion de programacion (816) en un archivo de configuracion asociado con el controlador del sistema, y
usar el archivo de configuracion para preprogramar (818) el controlador del sistema.
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