Claims (3)
1. Интеллектуальный преобразователь напряжения постоянного тока для динамически изменяющейся нагрузки, состоящий из модуля двухканального преобразования напряжения постоянного тока (Direct Current) в напряжение постоянного тока (модуля DC/DC), первый канал которого содержит инвертор первого канала преобразования, вход которого является первым силовым входом модуля DC/DC, питающийся от основной сети и подключенный к первичной обмотке трансформатора первого канала преобразования, вторичная обмотка которого подключена к нагрузке через выпрямитель первого канала преобразования, а второй канал преобразования модуля DC/DC содержит инвертор второго канала преобразования, вход которого является вторым силовым входом модуля DC/DC, питающийся от резервной сети и подключенный к первичной обмотке трансформатора второго канала преобразования, вторичная обмотка которого подключена к нагрузке через выпрямитель второго канала преобразования, контрольное напряжение на нагрузке через датчик напряжения подключено к первому входу аналого-цифрового преобразователя системы управления модулем DC/DC, аналого-цифровой преобразователь системы управления модулем DC/DC подключен к первому входу микроконтроллера системы управления модулем DC/DC, первый выход микроконтроллера системы управления модулем DC/DC через блок драйверов силовых ключей первого канала преобразования системы управления модулем DC/DC подключен к входу инвертора первого канала преобразования, второй выход микроконтроллера системы управления модулем DC/DC через блок драйверов силовых ключей второго канала преобразования системы управления модулем DC/DC подключен к входу инвертора второго канала преобразования, отличающийся тем, что в него введены второй, ..., N-й и (N+1)-й модуль DC/DC (одинаковые с первым модулем DC/DC), фильтры импульсно-коммутационных перенапряжений первого и второго канала преобразования, датчики тока инвертора первого и второго канала преобразования, датчик температуры первого модуля DC/DC, выходные фильтры первого и второго канала преобразования, датчики тока нагрузки первого и второго канала преобразования, блоки питания от основной и резервной сети, схема развязки цепей питания, часы реального времени системы управления первым модулем DC/DC, память энергонезависимая системы управления первым модулем DC/DC, адаптер шины информационного обмена системы управления первым модулем DC/DC; первый, второй и третий датчики тока нагрузки преобразователя, шина информационного обмена, внешняя система управления, причем фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений первого канала преобразования включен между основной сетью и инвертором первого канала преобразования, фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений второго канала преобразования включен между резервной сетью и инвертором второго канала преобразования, датчик тока инвертора первого канала преобразования включен между инвертором первого канала преобразования и первичной обмоткой трансформатора первого канала преобразования, датчик тока инвертора второго канала преобразования включен между инвертором второго канала преобразования и первичной обмоткой трансформатора второго канала преобразования, выход инвертора первого канала преобразования подключен ко второму входу аналого-цифрового преобразователя системы управления первым модулем DC/DC, выход инвертора второго канала преобразования подключен к третьему входу аналого-цифрового преобразователя системы управления первым модулем DC/DC, выход датчика тока инвертора первого канала преобразования подключен к четвертому входу аналого-цифрового преобразователя системы управления первым модулем DC/DC, выход датчика тока инвертора второго канала преобразования подключен к пятому входу аналого-цифрового преобразователя системы управления первым модулем DC/DC, выход датчика тока нагрузки первого канала преобразования подключен к шестому входу аналого-цифрового преобразователя системы управления первым модулем DC/DC, выход датчика тока нагрузки второго канала преобразования подключен к седьмому входу аналого-цифрового преобразователя системы управления первым модулем DC/DC, выход выпрямителя первого канала преобразования и последовательно включенные выходной фильтр первого канала преобразования и датчик тока нагрузки первого канала преобразования, а также выход выпрямителя второго канала преобразования и последовательно включенные выходной фильтр второго канала преобразования и датчик токов нагрузки второго канала преобразования образуют общий силовой выход первого модуля DC/DC, ко второму входу-выходу микроконтроллера системы управления первым модулем DC/DC подключен адаптер шины информационного обмена системы управления первым модулем DC/DC, к третьему входу микроконтроллера системы управления первым модулем DC/DC подключена память энергонезависимая системы управления первым модулем DC/DC, к четвертому - часы реального времени системы управления первым модулем DC/DC, к пятому - датчик температуры первого модуля DC/DC, вход блока питания от основной сети подключен к выходу фильтра импульсно-коммутационных перенапряжений первого канала преобразования, первый выход блока питания от основной сети подключен к входу питания фильтра импульсно-коммутационных перенапряжений первого канала преобразования, второй выход блока питания от основной сети подключен к первому входу схемы развязки цепей питания, вход блока питания от резервной сети подключен к выходу фильтра импульсно-коммутационных перенапряжений второго канала преобразования, первый выход блока питания от резервной сети подключен к входу питания фильтра импульсно-коммутационных перенапряжений второго канала преобразования, второй выход блока питания от резервной сети подключен ко второму входу схемы развязки цепей питания, выход схемы развязки цепей питания подключен к входам питания микроконтроллера системы управления первым модулем DC/DC, блока драйверов силовых ключей первого канала преобразования системы управления первым модулем DC/DC, блока драйверов силовых ключей второго канала преобразования системы управления первым модулем DC/DC, аналого-цифрового преобразователя системы управления первым модулем DC/DC и адаптера шины информационного обмена системы управления первым модулем DC/DC, второй вход-выход адаптера шины информационного обмена системы управления первым модулем DC/DC, являющийся информационным входом-выходом первого модуля DC/DC, подключен к шине информационного обмена, первые силовые входы второго, ..., N-го и (N+1)-го модулей DC/DC подключены к основной сети, вторые силовые входы второго, ..., N-го и (N+1)-го модулей DC/DC подключены к резервной сети, общие силовые выходы первого, второго, ..., N-го и (N+1)-го модулей DC/DC через последовательно соединенные первый, второй и третий датчики тока нагрузки преобразователя подключены к нагрузке, выходы первого, второго и третьего датчик тока нагрузки подключены соответственно к восьмому, девятому и десятому входам аналого-цифрового преобразователя системы управления первым, вторым, ..., N-м и (N+1)-м модулем DC/DC, информационные входы-выходы второго, ..., N-го и (N+1)-го модулей DC/DC подключены к шине информационного обмена, к которой также подключен вход-выход внешней системы управления.1. Intelligent DC-DC voltage converter for dynamically changing load, consisting of a module for two-channel conversion of DC voltage (Direct Current) to DC voltage (DC / DC module), the first channel of which contains an inverter of the first conversion channel, the input of which is the first power input DC / DC module, powered from the main network and connected to the primary winding of the transformer of the first conversion channel, the secondary winding of which is connected to the load through the rectifier l the first conversion channel, and the second conversion channel of the DC / DC module contains an inverter of the second conversion channel, the input of which is the second power input of the DC / DC module, powered by a backup network and connected to the primary winding of the transformer of the second conversion channel, the secondary winding of which is connected to the load through the rectifier of the second conversion channel, the control voltage at the load through the voltage sensor is connected to the first input of the analog-to-digital converter of the control system of the module D C / DC, the analog-to-digital converter of the DC / DC module control system is connected to the first input of the DC / DC module microcontroller, the first output of the DC / DC module microcontroller is connected through the driver block of the power keys of the first channel of the DC / DC module control system conversion to the inverter input of the first conversion channel, the second output of the microcontroller of the DC / DC module control system is connected to the input and through the driver block of the power keys of the second channel of the conversion of the DC / DC module control system the inverter of the second conversion channel, characterized in that the second, ..., Nth and (N + 1) th DC / DC modules (identical to the first DC / DC module), surge-switching filters of the first and second conversion channel, current sensors of the inverter of the first and second conversion channel, temperature sensor of the first DC / DC module, output filters of the first and second conversion channel, load current sensors of the first and second conversion channel, power supplies from the main and backup networks, power supply isolation circuit the clock is real a time management module first DC / DC, non-volatile memory management module first DC / DC, the control information exchange system bus adapter module first DC / DC; the first, second and third transducer load current sensors, an information exchange bus, an external control system, wherein the pulse-switching surge filter of the first conversion channel is included between the main network and the inverter of the first conversion channel, the pulse-switching surge filter of the second conversion channel is connected between the backup network and the inverter of the second conversion channel, the current sensor of the inverter of the first conversion channel is connected between the inverter of the first channel and the primary winding of the transformer of the first conversion channel, the current sensor of the inverter of the second conversion channel is connected between the inverter of the second conversion channel and the primary winding of the transformer of the second conversion channel, the inverter output of the first conversion channel is connected to the second input of the analog-to-digital converter of the control system of the first DC / DC module, the inverter output of the second conversion channel is connected to the third input of the analog-to-digital converter of the control system of the first DC module / DC, the output of the inverter current sensor of the first conversion channel is connected to the fourth input of the analog-to-digital converter of the control system of the first DC / DC module, the output of the inverter current sensor of the second conversion channel is connected to the fifth input of the analog-to-digital converter of the control system of the first DC / DC module, output the load current sensor of the first conversion channel is connected to the sixth input of the analog-to-digital converter of the control system of the first DC / DC module, the output of the load current sensor of the second conversion channel connected to the seventh input of the analog-to-digital converter of the control system of the first DC / DC module, the output of the rectifier of the first conversion channel and the output filter of the first conversion channel and the load current sensor of the first conversion channel in series, as well as the output of the rectifier of the second conversion channel and the output filter of the second the conversion channel and the load current sensor of the second conversion channel form a common power output of the first DC / DC module, to the second input-output the microcontroller of the control system of the first DC / DC module, an adapter for the information exchange bus of the control system of the first DC / DC module is connected, the non-volatile memory of the control system of the first DC / DC module is connected to the third input of the control system microcontroller of the first DC / DC module, and the real-time clock of the system is connected to the fourth control the first DC / DC module, to the fifth - the temperature sensor of the first DC / DC module, the input of the power supply unit from the main network is connected to the output of the pulse-switching surge filter of the first conversion channel For example, the first output of the power supply unit from the main network is connected to the power supply input of the filter of pulse-switching overvoltages of the first conversion channel, the second output of the power supply unit from the main network is connected to the first input of the isolation circuit of the power supply circuits, the input of the power supply unit from the backup network is connected to the output of the filter pulse switching overvoltages of the second conversion channel, the first output of the power supply from the backup network is connected to the power input of the pulse-switching filter of the second conversion channel In addition, the second output of the power supply unit from the backup network is connected to the second input of the power circuit isolation circuit, the output of the power circuit isolation circuit is connected to the power inputs of the microcontroller of the control system of the first DC / DC module, the driver block of power keys of the first channel of conversion of the control system of the first DC / DC module , the driver block of the power keys of the second channel of the conversion of the control system of the first DC / DC module, the analog-to-digital converter of the control system of the first DC / DC module and the bus adapter the control system of the first DC / DC module, the second input-output of the data exchange bus adapter control system of the first DC / DC module, which is the information input-output of the first DC / DC module, is connected to the data exchange bus, the first power inputs of the second, ..., The Nth and (N + 1) th DC / DC modules are connected to the main network, the second power inputs of the second, ..., Nth and (N + 1) th DC / DC modules are connected to the backup network, common power outputs of the first, second, ..., Nth and (N + 1) -th DC / DC modules through the first, second and third heat current sensors connected in series the converter is narrow connected to the load, the outputs of the first, second and third load current sensors are connected respectively to the eighth, ninth and tenth inputs of the analog-to-digital converter of the control system of the first, second, ..., Nth and (N + 1) -th modules DC / DC, information inputs and outputs of the second, ..., Nth and (N + 1) -th DC / DC modules are connected to the data exchange bus, to which the input-output of an external control system is also connected.
2. Интеллектуальный преобразователь напряжения постоянного тока для динамически изменяющейся нагрузки по п.1, отличающийся тем, что фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений первого и второго канала преобразования содержит последовательно соединенные индуктивность, выходной электролитический конденсатор и узел активного подавления импульсно-коммутационных перенапряжений, состоящий из параллельно включенных биполярного транзистора с изолированным затвором и резистора, а также датчик входного напряжения и схему управления биполярным транзистором с изолированным затвором, состоящую из последовательно соединенных компаратора и блока драйверов биполярного транзистора с изолированным затвором, причем к первому входу компаратора подключено напряжение от датчика входного напряжения, а ко второму входу - опорное напряжение от делителя напряжения из двух резисторов, подключенных соответственно к блокам питания от основной и резервной сети.2. The intelligent DC voltage converter for a dynamically changing load according to claim 1, characterized in that the pulse-switching surge filter of the first and second conversion channels contains a series inductance, an output electrolytic capacitor and an active pulse-voltage surge suppression unit, consisting of in parallel included insulated-gate bipolar transistor and resistor, as well as an input voltage sensor and bi an insulated gate polar transistor, consisting of a comparator and an insulated gate driver block of a bipolar transistor, connected in series with the voltage from the input voltage sensor connected to the first input of the comparator and the voltage from the voltage divider from two resistors connected respectively to the blocks to the second input power supply from the main and backup network.
3. Интеллектуальный преобразователь напряжения постоянного тока для динамически изменяющейся нагрузки по п.1 или 2, отличающийся тем, что микроконтроллер системы управления первым, вторым, ..., N-м и (N+1)-м модулем DC/DC выполнен с возможностью автоматического контроля работоспособности систем управления модулей DC/DC после подачи питания на преобразователь и определения степени готовности преобразователя к приему нагрузки, автоматического перехода при аварии основной сети на питание от резервной сети и возврат к питанию от основной сети при восстановлении основной сети и отключении резервной сети, формирования управляющих воздействий на инверторы первого и второго канала преобразования с целью стабилизации напряжения на нагрузке при нахождении уровня напряжения основной или резервной сети в допустимом интервале значений напряжения, включения в работу такого числа модулей DC/DC преобразователя, которое соответствует значению суммарного тока нагрузки преобразователя, вывода в горячий резерв и, соответственно, сохранения ресурса силового оборудования не работающих под нагрузкой оставшихся модулей DC/DC, равномерного распределения нагрузки между параллельно работающими модулями DC/DC, перевода (при номинальной нагрузке) в горячий резерв только одного из модулей DC/DC, автоматического ввода в работу резервного модуля DC/DC при увеличении нагрузки сверх номинальной или при однократном отказе (при отказе одного из модулей DC/DC), информирования внешней системы управления о факте отказа в преобразователе (и, следовательно, о его работе без резерва по мощности).3. The intelligent DC voltage converter for dynamically changing load according to claim 1 or 2, characterized in that the microcontroller of the control system of the first, second, ..., Nth and (N + 1) -th DC / DC modules is made with the ability to automatically monitor the operability of control systems of DC / DC modules after applying power to the converter and determining the degree of readiness of the converter to receive the load, automatically switching over to the power supply from the backup network in the event of an accident in the main network, and returning to power from the main network when the establishment of the main network and shutdown of the backup network, the formation of control actions on the inverters of the first and second conversion channels in order to stabilize the voltage at the load when finding the voltage level of the main or backup network in an acceptable range of voltage values, including so many DC / DC converter modules that corresponds to the value of the total load current of the converter, output to the hot reserve and, accordingly, conservation of the resource of power equipment not working under heat the remaining remaining DC / DC modules, evenly distributing the load between parallel working DC / DC modules, transferring (at rated load) to the hot standby only one of the DC / DC modules, automatically putting the backup DC / DC module into operation when the load increases beyond the nominal or in case of a single failure (in case of failure of one of the DC / DC modules), informing the external control system of the fact of failure in the converter (and, therefore, of its operation without reserve power).
The text of the description is given in facsimile form. 