ES2880648T3 - Unidad de alimentación eléctrica y método para conectar varias unidades de alimentación eléctrica en paralelo - Google Patents

Unidad de alimentación eléctrica y método para conectar varias unidades de alimentación eléctrica en paralelo Download PDF

Info

Publication number
ES2880648T3
ES2880648T3 ES14714993T ES14714993T ES2880648T3 ES 2880648 T3 ES2880648 T3 ES 2880648T3 ES 14714993 T ES14714993 T ES 14714993T ES 14714993 T ES14714993 T ES 14714993T ES 2880648 T3 ES2880648 T3 ES 2880648T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
power supply
supply units
current
output
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES14714993T
Other languages
English (en)
Inventor
Klaus Schürmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Weidmueller Interface GmbH and Co KG
Original Assignee
Weidmueller Interface GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Weidmueller Interface GmbH and Co KG filed Critical Weidmueller Interface GmbH and Co KG
Application granted granted Critical
Publication of ES2880648T3 publication Critical patent/ES2880648T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2832—Specific tests of electronic circuits not provided for elsewhere
    • G01R31/2836—Fault-finding or characterising
    • G01R31/2849—Environmental or reliability testing, e.g. burn-in or validation tests
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/64—Hybrid switching systems
    • H04L12/6418—Hybrid transport
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G05B19/054—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0283—Predictive maintenance, e.g. involving the monitoring of a system and, based on the monitoring results, taking decisions on the maintenance schedule of the monitored system; Estimating remaining useful life [RUL]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40208—Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
    • H04L2012/40215—Controller Area Network CAN

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Método para la conexión en paralelo en el lado de salida de al menos dos unidades de alimentación eléctrica (10a - 10c), con las siguientes etapas: - detectar en cada caso una corriente de salida (I) de las al menos dos unidades de alimentación eléctrica (10a - 10c); - transmitir los valores de corriente de salida detectados a través de una interfaz de comunicación (16, 123) de las unidades de alimentación eléctrica (10a - 10c); - comparar los valores de corriente de salida detectados; caracterizado por las siguientes etapas adicionales: - modificar al menos un voltaje de salida (U) de al menos una de las unidades de alimentación eléctrica (10a-10c) en un escalón de voltaje predeterminado, que es de unas pocas a algunas decenas de milivoltios, dependiendo del resultado de la comparación de los valores de corriente de salida detectados, si la comparación indica una carga desigual de las unidades de alimentación eléctrica (10a - 10c).

Description

DESCRIPCIÓN
Unidad de alimentación eléctrica y método para conectar varias unidades de alimentación eléctrica en paralelo La invención se refiere a una unidad de alimentación eléctrica para convertir un voltaje de entrada en un voltaje de salida, en particular una fuente de alimentación conmutada. La invención también se refiere a un método para la conexión en paralelo de varias unidades de alimentación eléctrica en el lado de salida.
Las unidades de alimentación eléctrica se utilizan para alimentar componentes eléctricos y electrónicos con un voltaje diferente al voltaje disponible, por ejemplo, el voltaje de la red. Debido a su diseño compacto y al funcionamiento con bajas pérdidas y, por lo tanto, de bajo consumo energético, los dispositivos de alimentación eléctrica se diseñan a menudo como fuentes de alimentación conmutadas. Con la fuente de alimentación conmutada, un voltaje de entrada de CA, generalmente un voltaje de red, se convierte en un voltaje de CC en el lado de salida. El voltaje de salida de CC generalmente se estabiliza, es decir, se regula a un valor lo más constante posible mediante un bucle de control, lo más independientemente posible de una carga conectada. Además de regular a un voltaje de salida lo más constante posible, el bucle de control típicamente también tiene una limitación de corriente implementada por medio de la cual la corriente de salida suministrada se limita a un valor especificado al limitar el voltaje de salida cuando el valor de corriente máximo es alcanzado, de modo que no se supere el valor de corriente máximo especificado.
Las unidades de alimentación eléctrica deben diseñarse para ser fiables y duraderas, en particular cuando se usan en instalaciones de producción o procesos industriales. Para permitir la alimentación de la instalación o de los componentes de la instalación incluso en caso de fallo de la unidad de alimentación eléctrica, las unidades de alimentación eléctrica se utilizan a menudo de forma redundante, de modo que varias unidades de alimentación eléctrica se conectan en paralelo en el lado de salida, con lo que la capacidad de carga de las unidades de alimentación eléctrica se selecciona de modo que, incluso si falla una de las unidades de alimentación eléctrica, las unidades restantes puedan seguir alimentando de forma fiable la carga conectada. Las unidades de alimentación eléctrica también se pueden conectar en paralelo en el lado de salida si las unidades de alimentación eléctrica se van a utilizar para alimentar una carga cuya demanda eléctrica excede la carga eléctrica máxima de una unidad de alimentación eléctrica individual.
Con conexiones en paralelo de este tipo, es importante que las unidades de alimentación eléctrica se carguen lo más uniformemente posible. Este no suele ser el caso sin medidas adicionales, ya que incluso las unidades de alimentación eléctrica estructuralmente idénticas con nominalmente el mismo voltaje de salida pueden diferir al menos ligeramente en su voltaje de salida real, lo que puede dar como resultado corrientes de salida de las unidades de alimentación eléctrica individuales que difieren mucho entre sí. Sin una medida adicional, una de las unidades de alimentación eléctrica suele asumir la carga completa hasta su corriente máxima, mientras que la otra u otras unidades de alimentación eléctrica solo se hacen cargo de la carga restante requerida. La unidad de alimentación eléctrica muy cargada funciona permanentemente en su límite de rendimiento, lo que reduce significativamente su vida útil.
Para lograr una carga igual en varias unidades de alimentación eléctrica conectadas en paralelo, se conoce medir la corriente de salida de cada unidad de alimentación eléctrica y regular el voltaje de salida con un control analógico externo en función de las corrientes de salida que fluyen en cada caso, de modo que las unidades de alimentación eléctrica suministren el mismo componente de corriente.
Un circuito analógico de este tipo, con el que se consigue una distribución uniforme de la carga cuando las unidades de alimentación eléctrica están conectadas en paralelo, se conoce, por ejemplo, por el documento DE 2855466 A1.
El documento US 2011/0235379 A1 también muestra un método para conmutar al menos dos unidades de alimentación eléctrica en paralelo en el lado de salida. Para interconectar las unidades de alimentación eléctrica, su circuito de regulación del voltaje de salida se complementa con un componente controlado por corriente. Este componente realiza una corrección basada en una señal de corriente común, en la que esta señal proporciona un valor analógico que representa un valor medio de corriente de todas las unidades de alimentación eléctrica. Las unidades de alimentación eléctrica se cargan uniformemente con esta solución analógica, pero el bucle de control externo adicional hace que esta solución sea material y, por lo tanto, costosa y conduzca a un mayor esfuerzo de instalación.
El documento DE 202011 050987 U1 describe una conexión en paralelo de unidades de alimentación eléctrica y cargas, en el que, sin embargo, no trata de equilibrar la carga en las unidades de alimentación eléctrica. Solo se opera una unidad de control de energía para evaluar si una de las unidades de alimentación eléctrica es defectuosa. Si se determina que una de las unidades de alimentación eléctrica no funciona de manera estable, se pone en marcha otra de las unidades de alimentación eléctrica.
El documento EP 2 501 010 A1 se refiere a una interconexión de módulos de alimentación eléctrica con diferentes potencias de salida. Dependiendo de la potencia de salida requerida, se describen reglas de selección sobre si y qué módulos se conectan en paralelo o no. Cómo y si se logra una carga desigual de las unidades de alimentación eléctrica conectadas en paralelo no es la materia objeto de este documento.
El documento US 6.157.555 A describe un método en el que una pluralidad de unidades de alimentación eléctrica reguladas por corriente se conectan en paralelo. Las unidades de alimentación eléctrica conectadas en paralelo deben estar limitadas dinámicamente con respecto a la corriente de salida de modo que todas las unidades de alimentación eléctrica estén juntas dentro de un intervalo predeterminado para su consumo eléctrico. Para ello, de acuerdo con este documento, no se miden valores de corriente individuales, sino que la corriente máxima especificable para una unidad de alimentación eléctrica se determina sobre la base de la potencia disponible y la corriente que debe suministrar cada unidad se calcula a partir de esto.
Es un objetivo de la presente invención proporcionar una unidad de alimentación eléctrica, en particular una fuente de alimentación conmutada, en la que se pueda lograr una carga de corriente lo más uniforme posible de una manera simple con una conexión en paralelo en el lado de salida con otra unidad de alimentación eléctrica, en particular estructuralmente idéntica, sin necesidad de cableado adicional externo complejo.
Este objetivo se logra con una unidad de alimentación eléctrica y un método para la conexión en paralelo de unidades de alimentación eléctrica en el lado de salida con los rasgos característicos de la reivindicación independiente respectiva. En las reivindicaciones dependientes se especifican perfeccionamientos y desarrollos ventajosos.
La invención se explica con más detalle a continuación con referencia a ejemplos de modo de realización con ayuda de figuras. Las figuras muestran:
La figura 1, un diagrama de bloques esquemático con varias unidades de alimentación eléctrica conectadas en paralelo en el lado de salida en un primer ejemplo de modo de realización;
La figura 2, una representación ejemplar de un armario de distribución con una pluralidad de unidades de alimentación eléctrica en un segundo ejemplo de modo de realización, y
La figura 3, un diagrama de bloques esquemático de una unidad de alimentación eléctrica en el segundo ejemplo de modo de realización.
La figura 1 muestra, en un diagrama de bloques esquemático, una disposición de una pluralidad de unidades de alimentación eléctrica 10a, 10b y 10c que están conectadas en paralelo en el lado de salida.
Las unidades de alimentación eléctrica individuales están conformadas, preferentemente, de manera idéntica y para suministrar una corriente de salida nominal (corriente nominal) de la misma magnitud en cada caso. Sin embargo, como se explicará a continuación, el método de acuerdo con la invención también es adecuado para interconectar unidades de alimentación eléctrica con diferentes corrientes nominales.
Como ejemplo, en la figura 1 se muestran tres unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c, en la que el número tres se selecciona únicamente a modo de ejemplo. El método para conectar unidades de alimentación eléctrica en paralelo se puede utilizar para cualquier número de más de dos unidades de alimentación eléctrica.
Cada una de las unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c mostradas está diseñada, por ejemplo, como una fuente de alimentación conmutada que convierte una corriente de red suministrada en el lado de entrada (no se muestra aquí) en una corriente continua del lado de salida de un voltaje nominal predeterminado, por ejemplo 24 voltios. Para ello, cada unidad de alimentación eléctrica 10a a 10c presenta una unidad de control 11 que controla una sección de potencia 12 que se usa para convertir el voltaje de entrada en voltaje de salida. Un módulo 13 para prevenir corrientes inversas está asignado a la sección de potencia 12 y evita que una corriente fluya en la dirección opuesta hacia la sección de potencia 12. En el caso más simple, el módulo 13 puede estar formado por un diodo. Para reducir las pérdidas, también es posible utilizar un transistor que se conmuta activamente en una dirección, en particular un transistor MOSFET. El voltaje de salida o la corriente de salida se proporciona en una conexión de salida 14.
Las unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c están conectadas en paralelo a través de esta conexión de salida 14 a través de líneas de conexión 31 y suministran conjuntamente una carga 30 conectada a las líneas de conexión 31. Para poder garantizar un suministro seguro de la carga 30 incluso si falla una de las fuentes de alimentación 10a a 10c, se selecciona preferentemente lo que se conoce como redundancia (n+1). Si se requiere un número de n unidades de alimentación eléctrica para alimentar la carga 30, se utilizan preferentemente (n+1) unidades de alimentación eléctrica. Si la carga 30 requiere una corriente de 30 A (amperios), por ejemplo, se utilizan ventajosamente cuatro unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c, que están diseñadas, cada una, para una corriente nominal de 10 A.
Cada unidad de alimentación eléctrica 10a a 10c también presenta una interfaz de comunicación digital 15 y una interfaz de bus 16. La interfaz de comunicación digital 15 se puede conformar, por ejemplo, de acuerdo con la especificación CAN (Controller Area Network). Las unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c están conectadas entre sí a través de una línea de bus 21 a través de la interfaz de bus 16 y la interfaz de comunicación 15. Opcionalmente, también se puede conformar una conexión a un dispositivo de control 20 de nivel superior.
La interfaz de comunicación 15 está conectada al dispositivo de control 11 de la unidad de alimentación eléctrica 10a a 10c. Los parámetros medidos de la unidad de alimentación eléctrica 10a a 10c se pueden proporcionar a través de la interfaz de comunicación 15, parámetros que luego se pueden reclamar a través de la interfaz de bus 16. Estos parámetros pueden relacionarse, por ejemplo, con una corriente I entregada en la salida 14, un voltaje U proporcionado en la salida 14 y una temperatura relevante de la unidad de alimentación eléctrica 10a a 10c.
De acuerdo con la invención, la unidad de alimentación eléctrica 10a a 10c también está configurada para comparar la corriente suministrada en su salida 14 con un valor de corriente que uno de los otros dispositivos de alimentación eléctrica 10a a 10c proporciona en su respectiva salida 14 y, dependiendo de un resultado de la comparación, disminuir o aumentar el voltaje en la salida 14. Para este propósito, los dispositivos de alimentación eléctrica 10a a 10c intercambian la magnitud de la corriente de salida I proporcionada por ellos a través de la línea de bus 21 y ajustan el voltaje U proporcionado por ellos en la salida 14 de modo que el total de las corrientes I suministradas se distribuya lo más uniformemente posible.
En un modo de realización del método, se puede prever que cada una de las unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c forme un valor medio de corriente a partir del nivel de la corriente I suministrada por ella misma y los valores de corriente de las otras unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c recibidos a través de la línea de bus 21. Si el valor medio de corriente es mayor que la corriente I suministrada por la unidad de alimentación eléctrica correspondiente 10a a 10c, esta unidad de alimentación eléctrica 10a a 10c aumenta su voltaje U en la salida 14 en un escalón de voltaje predeterminado, que puede estar, por ejemplo, en el intervalo de unos pocos a unas pocas decenas de milivoltios. Se puede definir un período mínimo de tiempo, que debe estar entre dos ajustes de voltaje para evitar que un cambio incontrolado de voltaje pueda oscilar. Un cierto tiempo de espera después de cada cambio de voltaje también es conveniente en relación con la velocidad de transmisión de datos en las líneas de bus 21 y la velocidad máxima de transmisión de datos de las interfaces de comunicación 15. También se puede prever que se emita un mensaje de error cuando se exceden o no se alcanzan determinados valores límite de voltaje predeterminados, ya que un voltaje que se desvía demasiado del voltaje nominal en la salida 14 indica un error dentro del sistema general.
Huelga decir que, además del método descrito, en el que se produce un cambio de voltaje a partir de una comparación con un valor medio de corriente, también se pueden utilizar otros métodos para conseguir una distribución uniforme de las corrientes de salida. Por ejemplo, se puede prever que, en cada caso, la unidad de alimentación eléctrica 10a a 10c, que aporta el valor de corriente I más alto (más bajo) a la corriente total, en cada caso reduzca (aumente) su voltaje de salida.
En otro modo de realización, es concebible que los valores de corriente de las unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c se transmitan a través de la línea de bus 21 al dispositivo de control de nivel superior 20, que luego compara los valores de corriente entre sí y emite una orden de control para las unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c, con lo que la orden de control indica una reducción o un aumento en el voltaje de salida U de la unidad de alimentación eléctrica respectiva 10a a 10c.
En particular, en una implementación en la que se lleva a cabo un control para equilibrar las corrientes de salida a través del dispositivo de control externo 20, también se puede llevar a cabo una verificación funcional de las diversas fuentes de alimentación 10a a 10c, por ejemplo a intervalos de tiempo regulares, por ejemplo, cada hora o una vez al día. Por ejemplo, se puede prever que el voltaje de salida proporcionado en la salida 14 de una de las unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c se reduzca a cero o un valor significativamente por debajo del voltaje nominal, y luego medir una corriente que fluye en la salida 14 de esta unidad de alimentación eléctrica 10a a 10c. Si se mide aquí un flujo de corriente, posiblemente un flujo de corriente inversa, esto indica un defecto en el módulo 13 de este dispositivo de alimentación eléctrica. Una comprobación de este tipo se puede realizar cíclicamente para todas las unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c sin que esto interrumpa el funcionamiento de la instalación, ya que, en particular en un sistema con una redundancia (n+1), las demás unidades de alimentación eléctrica alimentan la carga 30 durante el tiempo de realización de la prueba.
En la descripción anterior del ejemplo de modo de realización de la figura 1, se entendía que una carga igual en las unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c significaba el suministro de una corriente igual en términos absolutos. Sin embargo, también es posible realizar la carga por igual de las unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c como un porcentaje de su corriente nominal. En una realización de este tipo, las unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c con diferentes corrientes nominales se pueden acoplar entre sí sin ningún problema. Una unidad de alimentación eléctrica con el doble de la carga de corriente nominal también suministra el doble de la corriente total con el mismo porcentaje de carga.
El método de acuerdo con la invención se puede utilizar de forma especialmente ventajosa para conmutar unidades de alimentación eléctrica en paralelo en el lado de salida, cuando se utilizan unidades de alimentación eléctrica dentro de un sistema de instalación en el que se proporcionan interfaces de comunicación en una amplia variedad de componentes de instalación para fines de supervisión y diagnóstico.
La figura 2 muestra una estructura ejemplar de un armario de distribución 1 en el que una pluralidad de módulos electrónicos funcionales están dispuestos en diferentes carriles de soporte 2. En aras de la claridad, solo algunos de los módulos electrónicos funcionales cuentan con símbolos de referencia. Los módulos electrónicos funcionales incluyen unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c de acuerdo con la invención y otros módulos electrónicos funcionales 10', que pueden ser, por ejemplo, convertidores de señal, módulos de sobrevoltaje o fusibles de sobrecorriente, con lo que esta enumeración es meramente a modo de ejemplo y no exhaustiva. En aras de la claridad, no se muestran los cables conductores de corriente que conducen hacia o desde los módulos electrónicos funcionales y, en particular, a las unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c.
Los módulos electrónicos funcionales y, entre ellos, las unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c están conectados entre sí a través de un bus local 3 y a una pasarela 20, que también está dispuesta en uno de los carriles de soporte 2. En el presente caso, el bus local 3 se enlaza como un bus cableado desde uno hasta el módulo electrónico funcional vecino respectivo y, finalmente, a una de varias conexiones en la pasarela 20.
En principio, aquí también son posibles otras vías de transmisión para el bus local. A continuación se muestra un ejemplo en el caso del segundo carril de soporte 2, en el caso de este carril de soporte 2, el bus local cableado 3 está acoplado a las líneas de bus 4 correspondientes en el carril de soporte 2 mediante una unidad de suministro 4'. De manera ventajosa, además de las líneas de bus 4 mostradas, también puede tener lugar una alimentación eléctrica para los módulos electrónicos funcionales a través de líneas o pistas conductoras correspondientes dispuestas en el carril de soporte 2.
Cada uno de los módulos electrónicos funcionales está equipado con un módulo de comunicación que está conectado al bus local 3 a través de una interfaz de comunicación. La información se puede transmitir desde los módulos electrónicos funcionales a la pasarela 20 a través del módulo de comunicación y la interfaz de comunicación. La pasarela 20 transmite esta información a otra interfaz de comunicación que está conectada a través de una línea de red 5, preferentemente una línea de Ethernet, a un conmutador de red 6 que funciona como distribuidor. A continuación, el conmutador 6 se conecta a una red de datos de nivel superior a través de una línea de red 5 adicional.
Por lo tanto, la información proporcionada por los módulos electrónicos funcionales está disponible con poco esfuerzo adicional en la red de datos de nivel superior para evaluación y/o registro y/o supervisión. Esto es posible sin cambios fundamentales en el cableado, siendo necesarios la estructura y también el modo de funcionamiento del armario de distribución 1. En particular, el armario de distribución 1 sigue funcionando de forma autónoma y no depende de la presencia y el correcto funcionamiento de un dispositivo de control de nivel superior, por ejemplo, un control de automatización.
Dentro de dicho sistema, se puede implementar el sistema de acuerdo con la invención, para equilibrar la corriente, de manera simple a través del bus local 3 cuando las unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c están conectadas en paralelo. El bus local 3 corresponde así a la línea de bus 21 del ejemplo de modo de realización de la figura 1. Como se explica en relación con la figura 1, el método de acuerdo con la invención puede tener lugar dentro de las unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c durante un intercambio de datos entre las unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c. Sin embargo, también se puede prever que la pasarela 20 funcione como un dispositivo de control de nivel superior 20 de acuerdo con la figura 1 y lea las corrientes suministradas por las unidades de alimentación eléctrica individuales 10a a 10c, las compare entre sí y envíe instrucciones de control a las unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c para logar una distribución uniforme de las corrientes de salida I.
La figura 3 muestra la estructura de una unidad de alimentación eléctrica 10a a 10c de la figura 2 con más detalle en forma de diagrama de bloques.
La unidad de alimentación eléctrica 10a a 10c se puede dividir en dos unidades, una unidad funcional 110 y un módulo de comunicación 120. En el presente caso, la unidad funcional 110 tiene el control, la sección de potencia y el módulo para prevenir corrientes inversas, que se denominan colectivamente a continuación como la fuente de alimentación 111. La fuente de alimentación 111 corresponde así a los componentes con los números de referencia 11 a 13 del primer ejemplo de modo de realización. La fuente de alimentación presenta dos salidas 115 para dar salida al voltaje de salida U y la corriente de salida I, respectivamente.
El módulo de comunicación 120 presenta una interfaz de comunicación 123 a través de la cual se puede intercambiar información con una pasarela 20 (véase la figura 2). La interfaz de comunicación 123 se proporciona en varias configuraciones. La interfaz de comunicación 123 puede conformarse en particular como una interfaz compatible con bus, por ejemplo en forma de un bus CAN, para la conexión a un bus local 3, 4 gestionado externamente y, por lo tanto, a una pasarela 20, como se muestra en el ejemplo de modo de realización en la figura 2. La ruta de transmisión digital 113 también está conectada a una entrada de un microcontrolador 121 dentro del módulo de comunicación 120. El módulo de comunicación 120 también comprende un microcontrolador 121, que está configurado para detectar, procesar y posiblemente evaluar y almacenar temporalmente los parámetros de la fuente de alimentación 111. Para este último propósito, se conecta una memoria externa 122 opcional al microcontrolador 121. Además, las instrucciones de control para controlar la fuente de alimentación 111 se pueden recibir a través de la interfaz de comunicación 123.
Además, una interfaz de mantenimiento 124, también denominada interfaz de servicio 124, se proporciona opcionalmente en el módulo de comunicación 120. En particular, la configuración interna del microcontrolador 121 o los programas ejecutados por él así como una actualización (Update) de estos programas pueden tener lugar a través de la interfaz de servicio 124. La interfaz de servicio 124 se puede conformar, por ejemplo, como una interfaz USB a la que se puede conectar el ordenador portátil de un técnico de servicio in situ en el armario de distribución 1.
La fuente de alimentación 111 presenta una salida de voltaje 112 que está conectada a una entrada analógica del microcontrolador 121. El voltaje de salida U presente en las salidas 115 se puede medir a través de la salida de voltaje 112. Además, se proporciona un sensor de medición de corriente 113 en la unidad funcional 110, que se usa para determinar una corriente de salida I en la salida 115 y que también está conectado a una entrada analógica del microcontrolador 121. El sensor de medición de corriente 113 puede implementarse, por ejemplo, mediante un sensor Hall o una derivación. Además, un sensor de temperatura 114, que también es leído por el microcontrolador 121, está dispuesto en la fuente de alimentación 111. El sensor de temperatura 114 sirve para determinar una temperatura de funcionamiento T de la fuente de alimentación 111 y está, preferentemente, en contacto térmico con un semiconductor de potencia o con un disipador de calor conectado a ella y/o condensadores electrolíticos (en masa) de la fuente de alimentación 111.
Los parámetros de funcionamiento determinados de esta manera, el voltaje de salida U, la corriente de salida I y la temperatura de funcionamiento T de la fuente de alimentación 111, pueden ser leídos por la pasarela 20 a través de la primera interfaz 123 y visualizados en consecuencia en la red de datos de nivel superior a la que está conectada la pasarela 20. Además, se puede prever el uso de estos parámetros de funcionamiento para calcular un estado de carga actual de la fuente de alimentación 111 y para determinar la vida útil esperada de la fuente de alimentación 111 y, por tanto, de la unidad de alimentación eléctrica. La influencia de los parámetros de funcionamiento sobre la vida útil se puede almacenar en la memoria 122 del módulo de comunicación 120 en forma de datos empíricos que se obtuvieron individualmente para este tipo de unidad de alimentación eléctrica.
Además, los parámetros de funcionamiento intercambiados a través de la interfaz 123, en particular la corriente de salida I, se pueden usar para implementar el método de acuerdo con la invención para distribuir uniformemente la corriente de salida. Si la comparación de las corrientes de diferentes unidades de alimentación eléctrica 10a a 10c la realiza la pasarela 20 como un dispositivo de control externo, la primera interfaz 123 también puede usarse para recibir órdenes para modificar el voltaje de salida U.
Lista de referencias
1 Armario de distribución
2 Carril de soporte
3 Bus
4 Línea de bus
5 Línea de red
6 Conmutador
10‘ Módulo electrónico funcional
10a-c Unidad de alimentación eléctrica
11 Unidad de control
12 Sección de potencia
13 Módulo
14 Conexión de salida
15 Interfaz de comunicación
16 Interfaz de bus
20 Dispositivo de control/pasarela
21 Línea de bus
30 Carga
31 Línea de conexión
110 Unidad funcional
115 Salida
111 Fuente de alimentación
112 Voltaje de salida / salida de voltaje
113 Sensor de medición de corriente
114 Sensor de temperatura
120 Módulo de comunicación
121 Microcontrolador
122 Memoria
123 Interfaz de comunicación 124 Interfaz de servicio
I Corriente
T Temperatura de funcionamiento U Voltaje de salida

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Método para la conexión en paralelo en el lado de salida de al menos dos unidades de alimentación eléctrica (10a - 10c), con las siguientes etapas:
- detectar en cada caso una corriente de salida (I) de las al menos dos unidades de alimentación eléctrica (10a - 10c);
- transmitir los valores de corriente de salida detectados a través de una interfaz de comunicación (16, 123) de las unidades de alimentación eléctrica (10a - 10c);
- comparar los valores de corriente de salida detectados;
caracterizado por las siguientes etapas adicionales:
- modificar al menos un voltaje de salida (U) de al menos una de las unidades de alimentación eléctrica (10a-10c) en un escalón de voltaje predeterminado, que es de unas pocas a algunas decenas de milivoltios, dependiendo del resultado de la comparación de los valores de corriente de salida detectados, si la comparación indica una carga desigual de las unidades de alimentación eléctrica (10a - 10c).
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la etapa de comparar los valores de corriente de salida detectados tiene lugar dentro de cada una de las unidades de alimentación eléctrica (10a - 10c) conectadas en paralelo.
3. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la etapa de comparar los valores de corriente de salida detectados tiene lugar dentro de un dispositivo de control de nivel superior (20) conectado a las unidades de alimentación eléctrica (10a - 10c) a través de sus interfaces de comunicación (16, 123).
4. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los valores de corriente de salida detectados se transmiten a través de la interfaz de comunicación (16, 123) y a través de un bus (3, 4, 21) que conecta las unidades de alimentación eléctrica (10a - 10c).
5. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que, después de que se haya cambiado un voltaje de salida (U), se observa un tiempo de espera mínimo antes de que el voltaje de salida (U) pueda cambiarse de nuevo.
6. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que se compara una corriente suministrada por una unidad de alimentación eléctrica (10a - 10c) con un valor medio de la corriente suministrada por todas las unidades de alimentación eléctrica (10a - 10c) conectadas en paralelo.
7. Unidad de alimentación eléctrica (10a -10c) para proporcionar una corriente de salida (I) a un voltaje de salida (U), que presenta una interfaz de comunicación (16, 123) que está configurada para transmitir un nivel de una corriente (I) suministrada por ella y para leer al menos un valor de corriente proporcionado por una unidad de alimentación eléctrica adicional, caracterizado por que
la unidad de alimentación eléctrica (10a - 10c) está configurada para modificar el voltaje de salida (U) en función del resultado de una comparación del nivel de la corriente (I) suministrada por ella con el al menos un valor de corriente leído, mediante escalones de voltaje de un nivel predeterminado, cada uno de los cuales es de unas pocas a varias decenas de milivoltios.
ES14714993T 2013-04-05 2014-04-01 Unidad de alimentación eléctrica y método para conectar varias unidades de alimentación eléctrica en paralelo Active ES2880648T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202013101455.9U DE202013101455U1 (de) 2013-04-05 2013-04-05 Funktionselektronikmodul
DE102013113800.4A DE102013113800A1 (de) 2013-04-05 2013-12-10 Stromversorgungseinheit und Verfahren zum Parallelschalten mehrerer Stromversorgungseinheiten
PCT/EP2014/056541 WO2014161861A1 (de) 2013-04-05 2014-04-01 Stromversorgungseinheit und verfahren zum parallelschalten mehrerer stromversorgungseinheiten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2880648T3 true ES2880648T3 (es) 2021-11-25

Family

ID=50442516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES14714993T Active ES2880648T3 (es) 2013-04-05 2014-04-01 Unidad de alimentación eléctrica y método para conectar varias unidades de alimentación eléctrica en paralelo

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20160054381A1 (es)
EP (2) EP2982018B1 (es)
DE (2) DE202013101455U1 (es)
ES (1) ES2880648T3 (es)
SI (1) SI2982018T1 (es)
WO (2) WO2014161861A1 (es)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104320497A (zh) * 2014-11-05 2015-01-28 四川省绵阳西南自动化研究所 一种ip网络接口与can总线接口转换装置
DE102014119728A1 (de) * 2014-12-30 2016-06-30 Finetek Co., Ltd. Multifunktionaler Signalisolationswandler
CN106936677B (zh) * 2015-12-31 2020-06-26 华为技术有限公司 一种模块化ups系统及功率设备的数据传输方法
US20170322262A1 (en) * 2016-05-04 2017-11-09 The Paper Battery Company, Inc. System and method for estimating state of health of capacitive device
US10140783B2 (en) 2017-02-15 2018-11-27 Ford Global Technologies, Llc Enhanced central gateway for vehicle networking
DE102018204779A1 (de) * 2018-03-28 2019-10-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ladegerät
DE102019216197A1 (de) * 2019-10-21 2021-04-22 Ellenberger & Poensgen Gmbh Schalteinheit zur Montage auf einer Tragschiene
EP4114157A1 (de) * 2021-07-01 2023-01-04 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung für ein redundantes steuerungssystem

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2855466A1 (de) * 1978-12-19 1980-07-03 Licentia Gmbh Ausgleichsregler
DE4008560C2 (de) * 1989-03-17 1995-11-02 Hitachi Ltd Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Restlebensdauer eines Aggregats
JP3373349B2 (ja) * 1995-06-09 2003-02-04 三菱電機株式会社 整流器制御装置
US7630861B2 (en) * 1996-03-28 2009-12-08 Rosemount Inc. Dedicated process diagnostic device
US6519546B1 (en) * 1996-11-07 2003-02-11 Rosemount Inc. Auto correcting temperature transmitter with resistance based sensor
US6141231A (en) * 1999-07-09 2000-10-31 Lucent Technologies Inc. Board mountable power supply module with current sharing circuit and a method of current sharing between parallel power supplies
US6157555A (en) * 1999-11-09 2000-12-05 International Business Machines Corporation Current limiter responsive to changing parallel power supply capacity
US7773715B2 (en) * 2002-09-06 2010-08-10 Rosemount Inc. Two wire transmitter with isolated can output
US7336065B1 (en) * 2003-01-10 2008-02-26 Power Measurement Ltd. Energy device with an extended dynamic range on current readings
WO2005111641A1 (ja) * 2004-05-13 2005-11-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 状態把握装置およびこの状態把握装置を使用した電力開閉機器の開閉制御装置
US7479772B2 (en) * 2005-02-25 2009-01-20 The Regents Of The University Of Colorado Active current sharing multiphase DC-DC converter
DE202007018709U1 (de) * 2006-06-26 2009-03-26 Abb Technology Ag Bestimmung und Anzeige des Kontaktabrandes an einem Hochleistungsschalter
JP5209924B2 (ja) * 2006-10-03 2013-06-12 国立大学法人 筑波大学 動作補助装置及び動作補助装置の保守管理システム
DE202006018584U1 (de) * 2006-12-06 2008-04-17 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung mit einer modular aufgebauten Messwandlerschaltung
DE102006055396A1 (de) * 2006-11-22 2008-05-29 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Signaltrenneinheit für eine Zwei-Leiter-Prozessregelschleife
KR100998577B1 (ko) * 2007-08-29 2010-12-07 주식회사 와튼 전력변환장치의 노화상태 진단장치 및 이의 진단방법
US9217653B2 (en) * 2007-09-13 2015-12-22 Rosemount Inc. High performance architecture for process transmitters
CA2645384A1 (en) * 2008-11-27 2010-05-27 Smt Research Ltd. System, apparatus, method and sensors for monitoring structures
JP5192585B2 (ja) * 2009-02-23 2013-05-08 三菱電機株式会社 開閉装置の余寿命診断方法及び装置
CN101667729B (zh) * 2009-10-14 2015-03-25 中兴通讯股份有限公司 一种直流电源的均流方法和装置
US8351229B2 (en) * 2010-03-24 2013-01-08 The Aerospace Corporation Current sharing power system
US8566651B2 (en) * 2010-11-15 2013-10-22 LifeSafety Power Inc. Apparatus and method for a networked power management system for security and life safety applications
DE102011010041B4 (de) * 2011-02-07 2019-04-25 Göpel electronic GmbH Modularer CAN-SWITCH
EP2501010A1 (de) * 2011-03-16 2012-09-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines modularen elektrischen Systems
US9194376B2 (en) * 2011-05-24 2015-11-24 General Electric Company System and method for estimating remaining life for a device
DE102011076708A1 (de) * 2011-05-30 2012-12-06 Endress + Hauser Process Solutions Ag Funkeinheit mit einer Versorgungsschaltung zur Spannungsversorgung und Verfahren zum Betreiben einer solchen Funkeinheit
DE202011050987U1 (de) * 2011-08-15 2011-10-13 Zippy Technology Corp. Redundantes Energieversorgungssystem
US9891679B2 (en) * 2011-12-22 2018-02-13 Astec International Limited Single phase redundant power supply systems for reducing phase current imbalances

Also Published As

Publication number Publication date
US20160054381A1 (en) 2016-02-25
DE102013113800A1 (de) 2014-10-09
WO2014161861A1 (de) 2014-10-09
DE202013101455U1 (de) 2014-07-09
EP2981838A1 (de) 2016-02-10
SI2982018T1 (sl) 2021-11-30
EP2982018A1 (de) 2016-02-10
EP2982018B1 (de) 2021-06-02
WO2014162016A1 (de) 2014-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2880648T3 (es) Unidad de alimentación eléctrica y método para conectar varias unidades de alimentación eléctrica en paralelo
US11152797B2 (en) DC charging of an intelligent battery
ES2532995T3 (es) Disposición de controladores de un sistema de transferencia de potencia eléctrica de una turbina eólica
US8593015B2 (en) Battery balancing system
ES2776896T3 (es) Parque eólico y procedimiento para la regulación de un parque eólico
RU2014141582A (ru) Модуль управления сбросом нагрузки для использования с электрогенератором
JP2013517751A (ja) 対称な電流経路を伴う冗長モジュール
JP2014193111A (ja) 直列接続された複数の電池直流マイクログリッド充放電システム
ES2851999T3 (es) Método de control de un sistema de suministro de energía ininterrumpida para optimizar la vida útil de los componentes
US8325504B2 (en) Direct current power supply for mission critical applications
RU2013156376A (ru) Устройство генерации света
US9722425B2 (en) Determining a string configuration in a multistring-inverter
US20210249701A1 (en) Battery system
US9386650B2 (en) LED lighting device and method of controlling the same
CN111656630B (zh) 配电盘的监测及负载控制系统
ES2858202T3 (es) Parque eólico con varios puntos de alimentación a red
US20180054084A1 (en) Power installation with ups
US11605942B2 (en) Electrical circuit breaker system with temperature-dependent total current monitoring
BR102017018565B1 (pt) Sistema de energia elétrica e comutador de derivação para um transformador
US10811877B2 (en) Power supply system and power supply apparatus
JP2016136815A (ja) 電力供給装置
US20130234517A1 (en) Power accumulation system and method for controlling storage module
JP2019075891A (ja) 電力変換装置
JP6049603B2 (ja) 電池制御システム及び電池制御方法
US11284492B1 (en) Lighting system with active thermal balancing