RU2499348C1

RU2499348C1 - Intelligent voltage converter

Info

Publication number: RU2499348C1
Application number: RU2012136928/07A
Authority: RU
Inventors: Владимир Сергеевич Немыченков; Александр Николаевич Макаренко; Антон Анатольевич Пжилуский; Александр Петрович Смоляр; Василий Николаевич Кадацкий; Дмитрий Анатольевич Сединкин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Источник"
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2013-11-20

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: device comprises the main and the reserve AC circuit of 3-50 Hz, 380 V, the first, second and third switchboard, the first, second and third filter, the first and second rectifier, the first and second current sensor, an inverter, a transformer, a group of stabilised DC voltage consumers, a power supply unit, a unit of power switch drivers, a temperature sensor, a voltage sensor, a microcontroller, a control and indication panel, a unit of fans and an external system of remote control and monitoring, the device includes a limiter of start-up current, and the microcontroller is made as capable of monitoring the voltage value of the first and second AC circuit 3-50 Hz, 380 V, monitoring of the current value at the inverter inlet, monitoring of actuation in the unit of protection and the unit of power switch drivers by high current in open thyristors of the inverter, monitoring of the value of voltage and current of consumption by the group of stabilised DC voltage consumers, and with the possibility for control of the first, second and third switchboard, control of the unit of power switch drivers.

EFFECT: higher stability of output DC voltage and reliability of functioning of the proposed intelligent voltage converter during operation in a wide range of environmental temperatures, including minus ones.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к силовой электронике, в частности, к системам вторичного электропитания. Изобретение может быть использовано для повышения надежности электропитания высокостабильным напряжением постоянного тока ответственных потребителей различных объектов (подвижных и стационарных, промышленного и военного назначения), имеющих первичное электроснабжение от сетей 3-50 Гц, 380 В.The invention relates to power electronics, in particular, to secondary power supply systems. The invention can be used to increase the reliability of power supply by a highly stable DC voltage for responsible consumers of various objects (mobile and stationary, industrial and military) having primary power supply from networks of 3-50 Hz, 380 V.

Известен двухтактный преобразователь напряжения (Патент РФ на изобретение №2314627 ДВУХТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, Дата начала отсчета срока действия патента: 12.07.2006, МПК: Н02М 3/337 (2006.01), Н02М 7/519 (2006.01), Н02М 7/538 (2007.01), Н02М 7/122 (2006.01), Патентообладатель: ФЕДЕРАЛЬНОЕ КОСМИЧЕСКОЕ АГЕНТСТВО ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "ГОЛОВНОЕ ОСОБОЕ КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО "ПРОЖЕКТОР" (RU)), содержащий трансформатор с двумя первичными обмотками, два управляемых ключевых элемента, зашунтированные диодами обратного тока, два защитных диода, два защитных конденсатора, две разрядные обмотки трансформатора, два разрядных диода.A push-pull voltage converter is known (RF Patent for the invention No. 2314627 TWO-STROKE VOLTAGE CONVERTER, Patent validity start date: 07/12/2006, IPC: Н02М 3/337 (2006.01), Н02М 7/519 (2006.01), Н02М 7/538 (2007.01.01 ), Н02М 7/122 (2006.01), Patent holder: FEDERAL SPACE AGENCY FEDERAL STATE UNITARY ENTERPRISE "HEAD SPECIAL DESIGN BUREAU" FOIL PROJECTOR "(RU), containing two transformers with two reverse currents protective diode, d VA protective capacitor, two discharge windings of the transformer, two discharge diodes.

В данном двухтактном преобразователе используется сложная аналоговая схема управления, что снижает надежность и быстродействие преобразования напряжения, а также отсутствует входной фильтр.This push-pull converter uses a complex analog control circuit, which reduces the reliability and speed of voltage conversion, and there is no input filter.

Известен интеллектуальный источник питания (Патент РФ на полезную модель №86330 ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, Дата начала отсчета срока действия патента: 05.05.2009, МПК: G06F 1/00 (2006.01), Патентообладатель: Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А.Семихатова" (RU)), содержащий преобразователь напряжения, состоящий из четырех полевых транзисторов, четырех драйверов затвора полевого транзистора, двух диодов, автотрансформатора, входной фильтр, состоящий из двух LR-контуров, конденсатора, симметрирующего трансформатора, двух варисторов, RC-цепочки, разрядника, выходной фильтр, состоящий из RC-цепочки, диода, двух сглаживающих дросселей, сглаживающего конденсатора, датчика тока, датчика напряжения, двух проходных конденсаторов, резистора, микроконтроллер, приемо-передатчик интерфейса, входную положительную шину, выходную положительную шину, общую отрицательную шину.Known is an intelligent power source (RF Patent for Utility Model No. 86330 INTELLIGENT POWER SUPPLY, Countdown date of the patent: 05.05.2009, IPC: G06F 1/00 (2006.01), Patent holder: Federal State Unitary Enterprise "Scientific and Production Automation Association named after Academician N. A. Semikhatov "(RU)", containing a voltage converter consisting of four field-effect transistors, four gate drivers of a field-effect transistor, two diodes, an autotransformer, an input filter, consisting of two LR-contacts a ditch, a capacitor, a balancing transformer, two varistors, an RC circuit, an arrester, an output filter consisting of an RC circuit, a diode, two smoothing reactors, a smoothing capacitor, a current sensor, a voltage sensor, two passage capacitors, a resistor, a microcontroller, a receiving interface transmitter, input positive bus, output positive bus, common negative bus.

Данный интеллектуальный источник питания имеет значительные потери мощности на диодах преобразователя напряжения, за счет чего происходит тепловой нагрев источника и, соответственно, уменьшается его КПД. Кроме этого, качество выходного электропитания этого интеллектуального источника питания за счет применения в выходном фильтре полярного сглаживающего конденсатора со временем ухудшается, и, соответственно, уменьшается срок службы интеллектуального источника питания.This intelligent power source has significant power losses on the diodes of the voltage converter, due to which the heat source is heated and, accordingly, its efficiency is reduced. In addition, the quality of the output power supply of this intelligent power source due to the use of a polar smoothing capacitor in the output filter deteriorates over time, and, accordingly, the service life of the smart power source decreases.

Также известен интеллектуальный источник питания (Патент РФ на полезную модель №92210 ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, Дата начала отсчета срока действия патента: 02.11.2009, МПК: G06F 1/00 (2006.01), Патентообладатель: Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А.Семихатова" (RU)), содержащий преобразователь напряжения, состоящий из шести полевых транзисторов, четырех драйверов затвора полевого транзистора и автотрансформатора, выходной фильтр, состоящий из двух LR-контуров, конденсатора, симметрирующего трансформатора, двух варисторов, RC-цепочки и разрядника, выходной фильтр, состоящий из RC-цепочки, диода, трех сглаживающих дросселей, двух сглаживающих конденсаторов, датчика тока, датчика напряжения, двух проходных конденсаторов и резистора, микроконтроллер, приемо-передатчик последовательного интерфейса, входную положительную шину, выходную положительную шину, общую отрицательную шину.An intelligent power source is also known (RF Patent for Utility Model No. 92210 INTELLIGENT POWER SUPPLY, Countdown date of the patent: 02.11.2009, IPC: G06F 1/00 (2006.01), Patentee: Federal State Unitary Enterprise "Scientific and Production Association of Automation" named after academician N. A. Semikhatov "(RU)", containing a voltage converter consisting of six field-effect transistors, four gate drivers of a field-effect transistor and an autotransformer, an output filter, consisting of two LR circuits, a capacitor, a balancing transformer, two varistors, an RC circuit and a surge arrester, an output filter consisting of an RC circuit, a diode, three smoothing reactors, two smoothing capacitors, a current sensor, a voltage sensor, two passage capacitors and a resistor, a microcontroller, a transceiver serial interface, input positive bus, output positive bus, common negative bus.

Основным недостатком данного интеллектуального источника питания является отсутствие электрической изоляции между входными и выходными цепями.The main disadvantage of this intelligent power supply is the lack of electrical isolation between input and output circuits.

Известен еще один интеллектуальный источник питания (Патент РФ на полезную модель №112540 ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, Дата начала отсчета срока действия патента: 23.06.2011, МПК: Н02М7/00 (2006.01), Патентообладатель: Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А.Семихатова" (RU)), содержащий входной фильтр, выпрямитель, преобразователь напряжения, выпрямитель и выходной фильтр, микроконтроллер, вторичный источник питания микроконтроллера, приемо-передатчик последовательного интерфейса, положительные и отрицательные входные и выходные шины.Another intelligent power source is known (RF Patent for Utility Model No. 112540 INTELLIGENT POWER SUPPLY, Countdown date of the patent: 06/23/2011, IPC: Н02М7 / 00 (2006.01), Patent holder: Federal State Unitary Enterprise "Scientific and Production Association of Automatics" named after academician N.A.Semikhatov "(RU)", containing an input filter, a rectifier, a voltage converter, a rectifier and an output filter, a microcontroller, a secondary power supply of the microcontroller, a transmitter-receiver follower interface, positive and negative input and output buses.

Данный интеллектуальный источник питания обладает рядом существенных недостатков:This intelligent power source has several significant drawbacks:

- имеет возможность получения электропитания только от одной сети напряжения переменного тока;- has the ability to receive power from only one AC voltage network;

- отсутствует защита от токов перегрузки и токов коротких замыканий входного фильтра, выпрямителя и ключей преобразователя напряжения источника питания;- there is no protection against overload currents and short circuit currents of the input filter, the rectifier and the keys of the voltage converter of the power source;

- отсутствует защита от перегрева компонентов источника питания;- there is no protection against overheating of the power supply components;

- отсутствует местный пульт контроля и управления источником питания;- there is no local control panel and control the power source;

- дистанционное управление микроконтроллера источника питания от внешней системы управления осуществляется по интерфейсу RS-485, имеющим существенные ограничения по дальности передачи и скорости информационного обмена.- remote control of the microcontroller of the power source from an external control system is carried out via the RS-485 interface, which has significant limitations on the transmission distance and speed of information exchange.

Наиболее близким по исполнению аналогом, принятым в качестве прототипа предлагаемой изобретения, является агрегат бесперебойного питания (Патент РФ на изобретение №2414788 МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АГРЕГАТ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ МОДУЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ, Дата начала отсчета срока действия патента: 24.12.2009, МПК H02J 3/04 (2006.01), H02J 9/06 (2006.01), Патентообладатель: Закрытое акционерное общество "ИРИС" (RU)), состоящий из основной сети переменного тока 3-50 Гц, 380 В, первого и второго выпрямителя, первого инвертора, аккумуляторной батареи, второго и третьего микроконтроллера, группы потребителей стабилизированного напряжения постоянного тока=28,5 В, группы потребителей стабилизированного напряжения постоянного тока=28,5 В, микроконтроллера первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, второго инвертора, выход которого через второй подключен к входу второго выпрямителя, инвертора первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, выход которого через третий трансформатор первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение подключен к входу выпрямителя первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное, отличающийся тем, что в него введены внешняя система дистанционного контроля и управления, резервная сеть переменного тока 3~50 Гц, 380 В, первый, второй и третий фильтр радиопомех, первый, второй и третий коммутатор, блок вентиляторов, схема управления вентиляторами, первый и второй датчик температуры воздуха, первая, вторая и третья группа потребителей напряжения переменного тока 1~50 Гц, 230 В, первый, второй, третий и четвертый блок питания, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой датчики напряжения, первый, второй и третий пульт управления и индикации, первый трансформатор, блок развязывающих диодов, первый микроконтроллер, первый, второй и третий блок драйверов силовых ключей, фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений, силовой транзисторный IGBT-ключ, схема логического «И», компаратор, первый и второй фильтр, первый и второй датчики тока, развязывающий диод; фильтр, датчик тока, блок питания, первый и второй датчики напряжения, блок драйверов силовых ключей и пульт управления и индикации первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, первая и вторая шина информационного обмена, второй, третий и четвертый модуль преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, имеющий состав, внутреннее соединение элементов и внешние входы-выходы, идентичные первому модулю преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, инвертор, фильтр, датчик тока, блок питания, первый и второй датчики напряжения, блок драйверов силовых ключей, микроконтроллер и пульт управления и индикации первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение, группа потребителей стабилизированного бесперебойного напряжения переменного тока 1~50 Гц, 230 В, второй модуль преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение, имеющий состав, внутреннее соединение элементов и внешние входы-выходы, идентичные первому модулю преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение; первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый входы-выходы внешней системы дистанционного контроля и управления соединены соответственно со вторым входом-выходом первого микроконтроллера, с первым входом-выходом второго микроконтроллера, с первым входом-выходом третьего микроконтроллера, со вторым входом-выходом микроконтроллера первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, одновременно являющимся вторым входом-выходом первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, со вторым входом-выходом второго, третьего и четвертого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, со вторым входом-выходом микроконтроллера первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение, одновременно являющимся вторым входом-выходом первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение, со вторым входом-выходом второго модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение; выход основной сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В через последовательно соединенные первый фильтр радиопомех, первый коммутатор, первый выпрямитель, фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений, силовой транзисторный IGBT-ключ и третий фильтр радиопомех подключен к входу первого инвертора, выход первого коммутатора подключен к входу первого трансформатора первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к выходам первой, второй и третьей группе потребителей напряжения переменного тока 1~50 Гц, 230 В, первый вход схемы управления вентиляторами подключен к первому выходу первого трансформатора, выход первого датчика температуры воздуха через схему управления вентиляторами соединен с блоком вентиляторов; резервная сеть переменного тока 3~50 Гц, 380 В через последовательно соединенные второй фильтр радиопомех и второй коммутатор подключена к входу первого выпрямителя, выход первого фильтра радиопомех подключен к входу первого блока питания и входу первого датчика напряжения, выход второго фильтра радиопомех подключен к входу второго блока питания и входу второго датчика напряжения, выход первого блока питания подключен к первому входу блока развязывающих диодов, выход второго блока питания подключен ко второму входу блока развязывающих диодов, выход блока развязывающих диодов подключен к входу питания первого микроконтроллера и ко второму входу компаратора, первый, второй и третий выходы первого микроконтроллера соединены соответственно с управляющим входом первого коммутатора, с управляющим входом второго коммутатора, с входом первого блока драйверов силовых ключей, четвертый выход первого микроконтроллера соединен с четвертым входом второго микроконтроллера, с четвертым входом третьего микроконтроллера, с четвертым входом микроконтроллера, одновременно являющимся управляемым входом первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, с управляемым входом второго, третьего и четвертого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, с четвертым входом микроконтроллера первого модуля преобразования постоянного в переменное напряжение, одновременно являющимся управляемым входом первого модуля преобразования постоянного в переменное напряжение, с управляемым входом второго модуля преобразования постоянного в переменное напряжение, первый, второй и третий входы первого микроконтроллера соединены соответственно с первым, вторым и третьим датчиком напряжения, первый вход-выход первого микроконтроллера соединен с первым пультом управления и индикации, выход третьего фильтра радиопомех соединен с входом третьего датчика напряжения и первым входом компаратора, первый и второй входы схемы логического «И» соединены соответственно с выходом первого блока драйверов силовых ключей и с выходом компаратора, выход схемы логического «И» подключен к управляющему входу силового транзисторного IGBT-ключа, выход первого инвертора через последовательно соединенные первый фильтр и первый датчик тока подключен к входу аккумуляторной батареи, выход аккумуляторной батареи через пятый датчик напряжения соединен с третьим входом второго микроконтроллера и через последовательно соединенные третий коммутатор и развязывающий диод подключен к выходу третьего фильтра радиопомех, выход третьего фильтра радиопомех соединен с входом третьего блока питания и входом четвертого датчика напряжения, с входом четвертого блока питания и входом шестого датчика напряжения, с входом блока питания и входом первого датчика напряжения первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, которые одновременно являются силовым входом первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, с силовым входом второго, третьего и четвертого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, с входом инвертора, входом блока питания и входом первого датчика напряжения первого модуля преобразования постоянного в переменное напряжение, которые одновременно являются силовым входом первого модуля преобразования постоянного в переменное напряжение, с силовым входом второго модуля преобразования постоянного в переменное напряжение, выход третьего блока питания подключен к входу питания второго микроконтроллера, первый выход второго микроконтроллера через второй блок драйверов силовых ключей соединен с управляющим входом первого инвертора, второй выход второго микроконтроллера соединен с управляющим входом третьего коммутатора, второй вход-выход второго микроконтроллера соединен со вторым пультом контроля и управления, первый, второй и пятый входы второго микроконтроллера соединены соответственно с выходом четвертого датчика напряжения, с информационным выходом первого датчика тока и с выходом второго датчика температуры воздуха, выход второго выпрямителем через последовательно соединенные второй фильтр и второй датчик тока подключен к группе потребителей стабилизированного напряжения постоянного тока=28,5 В, выход четвертого блока питания подключен к входу питания третьего микроконтроллера, выход третьего микроконтроллера через третий блок драйверов силовых ключей соединен с управляющим входом второго инвертора, второй вход-выход третьего микроконтроллера соединен с третьим пультом контроля и управления, первый и второй входы третьего микроконтроллера соединены соответственно с выходом шестого датчика напряжения и с информационным выходом второго датчика тока, выход второго датчика тока через седьмой датчик напряжения соединен с третьим входом микроконтроллера, выход выпрямителя первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение через последовательно соединенные третий фильтр первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение и третий датчик тока первого модуля постоянного напряжения в постоянное напряжение подключен к группе потребителей стабилизированного напряжения постоянного тока =28,5 В, выход третьего датчика тока одновременно является силовым выходом первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное, силовые выходы первого, второго, третьего и четвертого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение объединены между собой, выход блока питания первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение подключен к входу питания микроконтроллера первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, выход микроконтроллера модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение через блок драйверов силовых ключей первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение соединен с управляющим входом инвертора первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, третий вход-выход микроконтроллера модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение соединен с пультом контроля и управления первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, первый и второй входы микроконтроллера первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение соединены соответственно с выходом первого датчика напряжения первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение и с информационным выходом третьего датчика тока первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, выход третьего датчика тока первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение через второй датчик напряжения первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение с третьим входом микроконтроллера первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, первый вход-выход микроконтроллера первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, одновременно являющийся первым входом-выходом первого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение, первый вход-выход второго, третьего и четвертого модуля преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение соединены соответственно с первой шиной информационного обмена, выход инвертора первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение через последовательно соединенные фильтр и датчик тока подключен к группе потребителей стабилизированного бесперебойного напряжения переменного тока 1~50 Гц, 230 В, причем выход датчика тока первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение одновременно является силовым выходом первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение, силовые выходы первого и второго модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение объединены между собой, выход датчика тока первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение соединен с входом второго датчика напряжения первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение, выход блока питания первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение подключен к входу питания микроконтроллера первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение, выход микроконтроллера первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение через блок драйверов силовых ключей первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение соединен с управляющим входом инвертора первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение, третий вход-выход микроконтроллера первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение соединен с пультом контроля и управления первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение, первый, второй и третий входы микроконтроллера первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение соединены соответственно с выходом первого датчика напряжения первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение, с информационным выходом датчика тока первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение, со вторым датчиком напряжения первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение, первый вход-выход микроконтроллера первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение, одновременно являющийся первым входом-выходом первого модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение, первый вход-выход второго модуля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение соединены соответственно со второй шиной информационного обмена.The closest to the performance analogue, adopted as a prototype of the invention, is an uninterruptible power supply unit (RF Patent for the invention No. 2414788 MULTI-CHANNEL UNINTERRUPTIBLE POWER UNIT OF MODULAR DESIGN, Countdown date of the patent: 24.12.2009, IPC H02J 3/04 (2006.01) , H02J 9/06 (2006.01), Patentee: Closed Joint-Stock Company IRIS (RU), consisting of a main AC network of 3-50 Hz, 380 V, a first and second rectifier, a first inverter, a battery, a second and a third microcontrol RA, consumer groups of stabilized DC voltage = 28.5 V, consumer groups of stabilized DC voltage = 28.5 V, microcontroller of the first module for converting DC voltage to DC voltage, the second inverter, the output of which is connected through the second to the input of the second rectifier, inverter the first module for converting direct voltage to direct voltage, the output of which through the third transformer of the first module for converting direct voltage into direct voltage The voltage is connected to the input of the rectifier of the first DC-to-DC conversion module, characterized in that an external remote monitoring and control system is introduced into it, a backup AC network of 3 ~ 50 Hz, 380 V, the first, second and third radio interference filters, first, second and a third switch, a fan unit, a fan control circuit, a first and second air temperature sensor, a first, second and third group of consumers of AC voltage 1 ~ 50 Hz, 230 V, a first, second, third and fourth power supply, first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh voltage sensors, first, second and third control and indication panels, first transformer, decoupling diode unit, first microcontroller, first, second and third power key driver block, pulse-switching filter overvoltage, power transistor IGBT key, logical “I” circuit, comparator, first and second filter, first and second current sensors, decoupling diode; filter, current sensor, power supply, first and second voltage sensors, power key driver block and control and display panel of the first DC to DC voltage conversion module, the first and second data exchange bus, the second, third and fourth DC to DC conversion module voltage having a composition, internal connection of elements and external inputs and outputs identical to the first DC to DC voltage conversion module, inverter, filter, sensor t OKA, power supply unit, first and second voltage sensors, power key driver unit, microcontroller and control and display panel of the first module for converting direct voltage to alternating voltage, a group of consumers of stabilized uninterrupted AC voltage 1 ~ 50 Hz, 230 V, second constant conversion module voltage to alternating voltage having the composition, internal connection of elements and external inputs and outputs identical to the first module for converting direct voltage to alternating voltage voltage; the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth inputs and outputs of an external remote monitoring and control system are connected respectively to the second input-output of the first microcontroller, with the first input-output of the second microcontroller, with the first input-output of the third microcontroller, with the second input-output of the microcontroller of the first module converting DC voltage to DC voltage, which is also the second input-output of the first module converting DC voltage a constant voltage, with the second input-output of the second, third and fourth DC-to-DC voltage conversion modules, with the second input-output of the microcontroller of the first DC-to-AC voltage conversion module, simultaneously being the second input-output of the first DC-voltage conversion module alternating voltage, with a second input-output of a second module for converting direct voltage to alternating voltage; main AC output 3 ~ 50 Hz, 380 V through a series-connected first radio noise filter, first switch, first rectifier, pulse-switching surge filter, power transistor IGBT switch and third radio noise filter connected to the input of the first inverter, the output of the first switch is connected to the input of the first transformer, the first, second and third outputs of which are connected respectively to the outputs of the first, second and third group of consumers of AC voltage 1 ~ 50 Hz, 230 V, the first input of the control circuit the fan is connected to the first output of the first transformer, the output of the first air temperature sensor through the fan control circuit is connected to the fan unit; backup AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V through a second radio interference filter and a second switch connected in series to the input of the first rectifier, the output of the first radio interference filter is connected to the input of the first power supply and the input of the first voltage sensor, the output of the second radio interference filter is connected to the input of the second power supply and the input of the second voltage sensor, the output of the first power supply is connected to the first input of the isolating diode block, the output of the second power supply is connected to the second input of the isolating d ode, the output of the decoupling diode block is connected to the power input of the first microcontroller and to the second input of the comparator, the first, second and third outputs of the first microcontroller are connected respectively to the control input of the first switch, to the control input of the second switch, to the input of the first block of power key drivers, fourth output the first microcontroller is connected to the fourth input of the second microcontroller, with the fourth input of the third microcontroller, with the fourth input of the microcontroller, simultaneously being controlled input of the first module for converting DC voltage to direct voltage, with a controlled input of the second, third and fourth module for converting DC voltage to direct voltage, with the fourth input of the microcontroller of the first module for converting DC to AC voltage, which is simultaneously a controlled input of the first module for converting DC to AC voltage, with a controlled input of the second DC to AC voltage conversion module, first, in The second and third inputs of the first microcontroller are connected respectively to the first, second and third voltage sensors, the first input-output of the first microcontroller is connected to the first control and display panel, the output of the third radio interference filter is connected to the input of the third voltage sensor and the first input of the comparator, the first and second inputs logical “I” circuits are connected respectively to the output of the first block of power key drivers and to the comparator output, the output of the logical “I” circuit is connected to the control input of the power trans reverse IGBT key, the output of the first inverter through a series-connected first filter and the first current sensor connected to the input of the battery, the battery output through the fifth voltage sensor connected to the third input of the second microcontroller and connected in series to the third switch and the decoupling diode to the output of the third filter radio noise, the output of the third filter of the radio noise is connected to the input of the third power supply and the input of the fourth voltage sensor, with the input of the fourth power supply and the input of the sixth voltage sensor, with the input of the power supply and the input of the first voltage sensor of the first DC to DC voltage conversion module, which are simultaneously the power input of the first DC to DC voltage conversion module, with the power input of the second, third and fourth DC voltage conversion modules to a constant voltage, with the input of the inverter, the input of the power supply and the input of the first voltage sensor of the first DC-to-DC conversion module AC voltage, which are simultaneously the power input of the first DC to AC voltage conversion module, with the power input of the second DC to AC voltage conversion module, the output of the third power supply is connected to the power input of the second microcontroller, the first output of the second microcontroller is connected to the second power driver block the control input of the first inverter, the second output of the second microcontroller is connected to the control input of the third switch, the second input the course of the second microcontroller is connected to the second control and control panel, the first, second and fifth inputs of the second microcontroller are connected respectively to the output of the fourth voltage sensor, to the information output of the first current sensor and to the output of the second air temperature sensor, the output of the second rectifier through a second filter connected in series and the second current sensor is connected to the consumer group of stabilized DC voltage = 28.5 V, the output of the fourth power supply is connected to the power input of the tre the third microcontroller, the output of the third microcontroller is connected to the control input of the second inverter through the third block of power key drivers, the second input-output of the third microcontroller is connected to the third control and control panel, the first and second inputs of the third microcontroller are connected respectively to the output of the sixth voltage sensor and to the information output the second current sensor, the output of the second current sensor through the seventh voltage sensor is connected to the third input of the microcontroller, the output of the rectifier of the first module converting constant voltage to direct voltage through a series-connected third filter of the first module converting constant voltage to constant voltage and a third current sensor of the first constant voltage module into constant voltage is connected to a group of consumers of stabilized constant voltage DC = 28.5 V, the output of the third current sensor is simultaneously power output of the first module converting direct voltage to constant, power outputs of the first, second, third the fourth DC-to-DC voltage conversion unit are interconnected, the output of the power supply unit of the first DC-to-DC voltage conversion unit is connected to the power input of the microcontroller of the first DC-to-DC voltage conversion module, the output of the microcontroller of the DC-to-DC voltage conversion module through the power driver block keys of the first module converting direct voltage to direct voltage with it is single with the control input of the inverter of the first DC to DC voltage conversion module, the third input-output of the microcontroller of the DC to DC voltage conversion module is connected to the control and control panel of the first DC to DC voltage conversion module, the first and second inputs of the microcontroller of the first DC conversion module voltage to DC voltage are connected respectively to the output of the first voltage sensor of the first module I convert DC voltage to DC voltage and with the information output of the third current sensor of the first DC to DC voltage conversion module, the output of the third current sensor of the first DC to DC voltage conversion module through the second voltage sensor of the first DC to DC voltage conversion module with the third input the microcontroller of the first module converting direct voltage to direct voltage, the first input-output one microcontroller of the first module for converting direct voltage to direct voltage, which is simultaneously the first input-output of the first module for converting direct voltage to direct voltage, the first input and output of the second, third and fourth modules for converting direct voltage to direct voltage are connected respectively to the first data exchange bus, inverter output of the first module converting direct voltage to alternating voltage through series-connected the filter and the current sensor is connected to a group of consumers of stabilized uninterrupted AC voltage of 1 ~ 50 Hz, 230 V, and the output of the current sensor of the first module for converting direct voltage to alternating voltage is simultaneously the power output of the first module for converting direct voltage to alternating voltage, the power outputs of the first and the second module converting DC voltage to alternating voltage are interconnected, the output of the current sensor of the first module converting DC voltage to AC voltage is connected to the input of the second voltage sensor of the first module converting DC voltage to AC voltage, the output of the power supply unit of the first module converting DC voltage to AC voltage is connected to the power input of the microcontroller of the first module converting DC voltage to AC voltage, the output of the microcontroller of the first DC conversion module voltage to alternating voltage through the driver block of the power switches of the first module pre the formation of direct voltage to alternating voltage is connected to the control input of the inverter of the first module converting direct voltage to alternating voltage, the third input-output of the microcontroller of the first module converting direct voltage to alternating voltage is connected to the control panel of the first module converting direct voltage to alternating voltage, the first, the second and third inputs of the microcontroller of the first module converting direct voltage to alternating voltage respectively connected to the output of the first voltage sensor of the first module converting DC voltage to AC voltage, with the information output of the current sensor of the first module converting DC voltage to AC voltage, with the second voltage sensor of the first module converting DC voltage to AC voltage, the first input-output microcontroller of the first module converting direct voltage to alternating voltage, which is simultaneously the first input-output of the first Module convert DC voltage into an AC voltage, a first input-output of the second module converting the DC voltage into an AC voltage are respectively connected to the second bus for information exchange.

Многоканальный агрегат бесперебойного питания модульной конструкции по прототипу обладает рядом недостатков и, в частности, в нем не предусмотрены:The multi-channel uninterruptible power supply unit of a modular design according to the prototype has several disadvantages and, in particular, it does not provide:

- защита от токов перегрузки и токов коротких замыканий выпрямителя и фильтра первого каскада преобразования;- protection against overload currents and short circuit currents of the rectifier and filter of the first conversion stage;

- управление инвертором второго каскада преобразования с ограничением его входного тока по максимально допустимому значению;- control of the inverter of the second conversion stage with the limitation of its input current at the maximum allowable value;

- быстродействующая аппаратная защита от превышения допустимого значения тока в открытых транзисторах инвертора.- high-speed hardware protection against exceeding the permissible current value in the open transistors of the inverter.

Кроме этого, данный агрегат характеризуется весьма высокой сложностью исполнения, и, в частности, наличием в его составе нескольких взаимодействующих в реальном масштабе времени микроконтроллеров и аккумуляторной батареи, предъявляющих повышенные требования, как к квалификации обслуживающего персонала, так и к условиям эксплуатации.In addition, this unit is characterized by a very high complexity of execution, and, in particular, by the presence of several microcontrollers and a battery that interact with it in real time, which place high demands on both the qualifications of service personnel and operating conditions.

Основным же недостатком агрегата по прототипу является то, что в нем не предусмотрены какие-либо меры по обеспечению возможности его функционирования в широком диапазоне температур окружающей среды. Так как при низких температурах, характеристики большинства электронных компонентов значительно изменяются, в момент запуска в работу агрегата вполне вероятно возникновение недопустимых режимов как непосредственно для компонентов агрегата, так и для потребителей, получающих от него электропитание. То есть, в рассматриваем агрегате не реализована весьма актуальная задача функционирования в широком диапазоне температур окружающей среды, включая минусовые, для обеспечения бесперебойного высокостабильного электропитания аппаратуры специального назначения (аэрокосмического, морского, военного назначения и т.д.).The main disadvantage of the prototype unit is that it does not provide any measures to ensure the possibility of its functioning in a wide range of ambient temperatures. Since at low temperatures, the characteristics of most electronic components change significantly, at the time the unit is put into operation, it is likely that unacceptable modes will occur both directly for the components of the unit and for consumers receiving power from it. That is, in the unit under consideration, the very urgent task of functioning in a wide range of ambient temperatures, including minus ones, has not been implemented to ensure uninterrupted, highly stable power supply for special equipment (aerospace, marine, military, etc.).

Авторы предлагаемого изобретения предполагают возможным, содержащиеся в прототипе «фильтры радиопомех» и «фильтры импульсно-коммутационных перенапряжений» считать и называть просто «фильтрами», а «датчик температуры воздуха» называть просто «датчиком температуры».The authors of the present invention suggest that it is possible to consider and call simply “filters” contained in the prototype “radio interference filters” and “surge switching filters”, and simply call “air temperature sensor”.

Целью изобретения является повышение стабильности выходного напряжения постоянного тока и надежности функционирования предлагаемого интеллектуального преобразователя напряжения при эксплуатации в широком диапазоне температур окружающей среды, включая минусовые.The aim of the invention is to increase the stability of the output DC voltage and the reliability of the proposed intelligent voltage Converter during operation in a wide range of ambient temperatures, including negative.

Поставленная цель достигается тем, что в интеллектуальный преобразователь напряжения, содержащий основную и резервную сеть переменного тока 3~50 Гц, 380 В, первый, второй и третий коммутатор, первый, второй и третий фильтр, первый и второй выпрямитель, первый и второй датчик тока, инвертор, трансформатор, группу потребителей стабилизированного напряжения постоянного тока, блок питания, блок драйверов силовых ключей, датчик температуры, датчик напряжения, микроконтроллер, пульт управления и индикации, блок вентиляторов и внешнюю систему дистанционного контроля и управления; выход инвертора через последовательно соединенные трансформатор, второй выпрямитель, третий фильтр и второй датчик тока подключен к входу группы потребителей стабилизированного напряжения постоянного тока и к входу датчика напряжения; первый выход блока драйверов силовых ключей подключен к управляющему входу инвертора; первый выход микроконтроллера подключен к управляющему входу третьего коммутатора, четвертый выход - к управляющему входу первого коммутатора, первый вход-выход - к входу-выходу пульта управления и индикации, второй вход-выход - к входу-выходу внешней системы дистанционного контроля и управления, введен ограничитель пускового тока; выход основной сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В через последовательно соединенные первый коммутатор, первый фильтр, ограничитель пускового тока, первый выпрямитель и первый датчик тока подключен к входу инвертора; к первому входу блока питания подключен выход основной сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В; второй коммутатор своим входом и своим выходом подключен параллельно соответственно к входу и выходу ограничителя пускового тока; информационный выход инвертора подключен к первому входу блока драйверов силовых ключей; выход резервной сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В через третий коммутатор подключен ко второму входу первого фильтра; ко второму входу блока питания подключен выход резервной сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В; к первому входу микроконтроллера подключен третий выход блока питания, ко второму входу - второй выход блока питания, к третьему входу - информационный выход первого датчика тока, к четвертому входу - второй выход блока драйверов силовых ключей, к пятому входу - выход датчика температуры, к шестому входу - информационный выход второго датчика тока, к седьмому - выход датчика напряжения; второй выход микроконтроллера подключен к управляющему входу второго коммутатора, третий выход - ко второму входу блока драйверов силовых ключей, пятый выход - к входу блока вентиляторов; первый выход блока питания подключен к входам «Питание» первого, второго и третьего коммутатора, микроконтроллера, пульта управления и индикации, блока вентиляторов, первого и второго датчика тока и датчика напряжения; при этом, микроконтроллер выполнен с возможностью контроля значения напряжения первой и второй сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В, контроля значения тока на входе инвертора, контроля срабатывания защиты в блоке драйверов силовых ключей по превышению тока в открытых транзисторах инвертора, контроля значения напряжения и тока потребления группой потребителей стабилизированного напряжения постоянного тока, а также с возможностью управления первым, вторым и третьим коммутатором, управления блоком драйверов силовых ключей.This goal is achieved in that in an intelligent voltage converter containing the main and backup AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V, the first, second and third switch, the first, second and third filter, the first and second rectifier, the first and second current sensor , inverter, transformer, stabilized DC voltage consumer group, power supply, power key driver block, temperature sensor, voltage sensor, microcontroller, control and display panel, fan unit and external remote control system ntsionnogo monitoring and control; the inverter output through a series-connected transformer, a second rectifier, a third filter and a second current sensor is connected to the input of the stabilized DC voltage consumer group and to the input of the voltage sensor; the first output of the power key driver block is connected to the control input of the inverter; the first output of the microcontroller is connected to the control input of the third switch, the fourth output to the control input of the first switch, the first input-output to the input-output of the control and display panel, the second input-output to the input-output of an external remote monitoring and control system, introduced inrush current limiter; the output of the main AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V through a series-connected first switch, first filter, inrush current limiter, first rectifier and first current sensor connected to the inverter input; the output of the main AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V is connected to the first input of the power supply unit; the second switch with its input and output is connected in parallel to the input and output of the inrush current limiter, respectively; the inverter information output is connected to the first input of the power key driver block; the output of the backup AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V through the third switch is connected to the second input of the first filter; the output of the backup AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V is connected to the second input of the power supply; the third output of the power supply is connected to the first input of the microcontroller, the second output of the power supply to the second input, the information output of the first current sensor to the third input, the second output of the power key driver block to the fourth input, the temperature sensor output to the fifth input, and the sixth input - information output of the second current sensor, to the seventh - voltage sensor output; the second output of the microcontroller is connected to the control input of the second switch, the third output is to the second input of the power key driver block, the fifth output is to the input of the fan block; the first output of the power supply is connected to the inputs "Power" of the first, second and third switches, a microcontroller, a control and display panel, a fan unit, a first and second current sensor and a voltage sensor; at the same time, the microcontroller is configured to control the voltage value of the first and second AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V, control the current value at the inverter input, control the operation of the protection in the power key driver block by exceeding the current in the open transistors of the inverter, control the voltage value and current consumption by a group of consumers of stabilized DC voltage, as well as with the ability to control the first, second and third switch, control the driver block power keys.

Кроме этого, связь между микроконтроллером и внешней системой дистанционного контроля и управления выполнена по интерфейсу RS-422.In addition, the connection between the microcontroller and the external remote monitoring and control system is made via the RS-422 interface.

Сущность изобретения состоит в том, что при эксплуатации в широком диапазоне температуры окружающей среды, включая минусовые, в предлагаемом преобразователе использованы ограничитель пускового тока и блок драйверов силовых ключей, содержащий схему быстродействующей аппаратной защиты от превышения допустимого значения тока в открытых транзисторах инвертора, а также высокопроизводительный микроконтроллер с широкими функциональными возможностями, в комплексе обеспечивающие повышение надежности электропитания высокостабильным напряжением постоянного тока ответственных потребителей.The essence of the invention lies in the fact that when operating in a wide range of ambient temperature, including minus, the inverter uses a starting current limiter and a power key driver block containing a circuit of fast hardware protection against exceeding the permissible current value in open transistors of the inverter, as well as high-performance a microcontroller with wide functionality, which together provide increased reliability of power supply by highly stable voltage yazheniem DC responsible consumers.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, на которой представлена функционально-структурная схема интеллектуального преобразователя напряжения.The invention is illustrated in figure 1, which presents a functional structural diagram of an intelligent voltage Converter.

Согласно фиг.1 преобразователь включает основную 1 и резервную 19 сеть переменного тока 3~50 Гц, 380 В, первый 2, второй 15 и третий 20 коммутатор, первый 3, второй 6 и третий 11 фильтр, ограничитель пускового тока 4, первый 5 и второй 10 выпрямитель, первый 7 и второй 12 датчик тока, инвертор 8, трансформатор 9, группу потребителей стабилизированного напряжения постоянного тока 13, блок питания 14, блок драйверов силовых ключей 16, датчик температуры 17, датчик напряжения 18, микроконтроллер 21, пульт управления и индикации 22, блок вентиляторов 23 и внешнюю систему дистанционного контроля и управления 24.According to figure 1, the converter includes a main 1 and a backup 19 AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V, first 2, second 15 and third 20 switches, first 3, second 6 and third 11 filters, inrush current limiter 4, first 5 and the second 10 rectifier, the first 7 and second 12 current sensor, inverter 8, transformer 9, a group of consumers of stabilized DC voltage 13, power supply 14, power key driver block 16, temperature sensor 17, voltage sensor 18, microcontroller 21, control panel and indication 22, fan block 23 and external system d station monitoring and control 24.

Выход инвертора 8 через последовательно соединенные трансформатор 9, второй выпрямитель 10, третий фильтр 11 и второй датчик тока 12 подключен к входу группы потребителей стабилизированного напряжения постоянного тока 13 и к входу датчика напряжения 18.The output of the inverter 8 through a series-connected transformer 9, a second rectifier 10, a third filter 11 and a second current sensor 12 is connected to the input of the consumer group of stabilized DC voltage 13 and to the input of the voltage sensor 18.

Первый выход блока драйверов силовых ключей 16 подключен к управляющему входу инвертора 8.The first output of the driver block power keys 16 is connected to the control input of the inverter 8.

Первый выход микроконтроллера 21 подключен к управляющему входу третьего коммутатора 20, четвертый выход - к управляющему входу первого коммутатора 2, первый вход-выход - к входу-выходу пульта управления и индикации 22, второй вход-выход - к входу-выходу внешней системы дистанционного контроля и управления 24.The first output of the microcontroller 21 is connected to the control input of the third switch 20, the fourth output to the control input of the first switch 2, the first input-output to the input-output of the control and display panel 22, the second input-output to the input-output of an external remote control system and management 24.

Выход основной сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В 1 через последовательно соединенные первый коммутатор 2, первый фильтр 3, ограничитель пускового тока 4, первый выпрямитель 5 и первый датчик тока 7 подключен к входу инвертора 8.The output of the main AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V 1 through a series-connected first switch 2, the first filter 3, the inrush current limiter 4, the first rectifier 5 and the first current sensor 7 is connected to the input of the inverter 8.

К первому входу блока питания 14 подключен выход основной сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В 1.The output of the main AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V 1 is connected to the first input of the power supply 14.

Второй коммутатор 15 своим входом и своим выходом подключен параллельно соответственно к входу и выходу ограничителя пускового тока 4.The second switch 15 with its input and output is connected in parallel to the input and output of the inrush current limiter 4, respectively.

Информационный выход инвертора 8 подключен к первому входу блока драйверов силовых ключей 16.The information output of the inverter 8 is connected to the first input of the driver block power keys 16.

Выход резервной сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В 19 через третий коммутатор 20 подключен ко второму входу первого фильтра 3.The output of the backup AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V 19 through the third switch 20 is connected to the second input of the first filter 3.

Ко второму входу блока питания 14 подключен выход резервной сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В 19.The output of the backup AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V 19 is connected to the second input of the power supply 14.

К первому входу микроконтроллера 21 подключен третий выход блока питания 14, ко второму входу - второй выход блока питания 14, к третьему входу - информационный выход первого датчика тока 7, к четвертому входу - второй выход блока драйверов силовых ключей 16, к пятому входу - выход датчика температуры 17, к шестому входу информационный выход второго датчика тока 12, к седьмому - выход датчика напряжения 18.The third output of the power supply unit 14 is connected to the first input of the microcontroller 21, the second output of the power supply unit 14 is connected to the second input, the information output of the first current sensor 7 is connected to the third input, the second output of the power switch driver block 16 is connected to the fourth input, and the output is connected to the fifth input temperature sensor 17, to the sixth input the information output of the second current sensor 12, to the seventh - the output of the voltage sensor 18.

Второй выход микроконтроллера 21 подключен к управляющему входу второго коммутатора 15, третий выход - ко второму входу блока драйверов силовых ключей 16, пятый выход - к входу блока вентиляторов 23.The second output of the microcontroller 21 is connected to the control input of the second switch 15, the third output is to the second input of the power key driver block 16, and the fifth output is to the input of the fan block 23.

Первый выход блока питания 14 подключен к входам «Питание» первого 2, второго 15 и третьего 20 коммутатора, микроконтроллера 21, пульта управления и индикации 22, блока вентиляторов 23, первого 7 и второго 12 датчика тока и датчика напряжения 18.The first output of the power supply 14 is connected to the inputs "Power" of the first 2, second 15 and third 20 of the switch, the microcontroller 21, the remote control and display 22, the fan unit 23, the first 7 and second 12 of the current sensor and voltage sensor 18.

При этом, микроконтроллер 21 выполнен с возможностью контроля значения напряжения первой 1 и второй 19 сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В, контроля значения тока на входе инвертора 8, контроля срабатывания защиты в блоке драйверов силовых ключей 16 по превышению тока в открытых транзисторах инвертора 8, контроля значения напряжения и тока потребления группой потребителей стабилизированного напряжения постоянного тока 13, а также с возможностью управления первым 2, вторым 15 и третьим 20 коммутатором, управления блоком драйверов силовых ключей 16.At the same time, the microcontroller 21 is configured to control the voltage value of the first 1 and second 19 AC networks 3 ~ 50 Hz, 380 V, control the current value at the input of the inverter 8, control the operation of the protection in the driver block of the power switches 16 by exceeding the current in open transistors inverter 8, monitoring the voltage and current consumption by a group of consumers of stabilized DC voltage 13, and also with the ability to control the first 2, second 15 and third 20 switches, control the driver block of power keys 16.

Кроме этого, связь между микроконтроллером 21 и внешней системой дистанционного контроля и управления 24 выполнена по интерфейсу RS-422.In addition, the connection between the microcontroller 21 and the external remote monitoring and control system 24 is made via the RS-422 interface.

Основная 1 и резервная 19 сеть переменного тока 3~50 Гц, 380 В представляют собой сети, для которых характерно изменение в широком диапазоне значений напряжения (от 285 до 430 В) и частоты (от 46,6 до 56,5 Гц) и наличие микросекундных импульсных помех с амплитудой до 600 В.The main 1 and standby 19 AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V are networks that are characterized by a change in a wide range of voltage values (from 285 to 430 V) and frequencies (from 46.6 to 56.5 Hz) and the presence microsecond pulsed interference with an amplitude of up to 600 V.

Первый 2, второй 15 и третий 20 коммутаторы реализованы на контакторах типа «КНЕ».The first 2, second 15 and third 20 switches are implemented on contactors of the "KNE" type.

Первый фильтр 3 предназначен для эффективного подавления кондуктивных несимметричных помех в диапазоне от 1 до 30 МГц, поступающих из основной 1 и резервной 19 сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В, а также препятствует проникновению в эти сети импульсных и ВЧ-помех, возникающих при переключениях силовых полупроводниковых приборов (ключей) инвертора 8.The first filter 3 is designed to effectively suppress conductive asymmetric interference in the range from 1 to 30 MHz, coming from the main 1 and backup 19 AC networks 3 ~ 50 Hz, 380 V, and also prevents the penetration of pulsed and RF interference into these networks when switching power semiconductor devices (keys) of the inverter 8.

В качестве ограничителя пускового тока 4 используется набор резисторов типа «С5-35В».As a limiter of the starting current 4, a set of resistors of the type "C5-35V" is used.

Первый выпрямитель 5 представляет собой мостовую схему, набранную из 6 диодов.The first rectifier 5 is a bridge circuit composed of 6 diodes.

Второй 6 и третий 11 фильтр, предназначенные для сглаживания выпрямленного напряжения с требуемыми параметрами качества, состоят из Г-образных индуктивно-емкостных звеньев.The second 6 and third 11 filters, designed to smooth the rectified voltage with the required quality parameters, consist of L-shaped inductive-capacitive links.

Первый 7 и второй 12 датчик тока, датчик напряжения 18 представляют собой компенсационные датчики, основанные на эффекте Холла, и обладающие высокой точностью, помехоустойчивостью, перегрузочной способностью и гальванической развязкой.The first 7 and second 12 current sensors, voltage sensors 18 are compensation sensors based on the Hall effect, and have high accuracy, noise immunity, overload capacity and galvanic isolation.

Инвертор 8 состоит из двух модулей, содержащих по два ключа. Инвертор 8 осуществляет преобразование постоянного напряжения, поступающего с выхода второго фильтра 6 через первый датчик тока 7 в широтно-импульсное напряжение по сигналам управления от микроконтроллера 21.Inverter 8 consists of two modules containing two keys. The inverter 8 converts the DC voltage coming from the output of the second filter 6 through the first current sensor 7 into a pulse-width voltage using control signals from the microcontroller 21.

Трансформатор 9 предназначен для гальванической развязки входных и выходных цепей преобразователя.The transformer 9 is designed for galvanic isolation of the input and output circuits of the Converter.

В качестве второго выпрямителя 10 использован мощный диод.As the second rectifier 10, a powerful diode is used.

Группа потребителей стабилизированного напряжения постоянного тока 13 представляет собой группу ответственных потребителей напряжения =27 В (например, радиоэлектронная аппаратура), предъявляющих высокие требования к бесперебойности и качеству напряжения электропитания (=27±0,27 В).The group of consumers of stabilized DC voltage 13 is a group of responsible consumers of voltage = 27 V (for example, electronic equipment), making high demands on uninterrupted operation and quality of the voltage supply (= 27 ± 0.27 V).

Блок питания 14 обеспечивает:The power supply 14 provides:

- малое время выхода на режим при подключении преобразователя к питающей- short exit time to the mode when connecting the converter to the power supply

сети;Networks

- стабилизацию и фильтрацию напряжений, необходимых для электропитания составных частей преобразователя, при изменении напряжения питающей сети не только в допустимых пределах, но и с некоторым запасом, что необходимо для нормальной работы как в установившихся режимах, так и в различных переходных и аварийных режимах;- stabilization and filtering of the voltages necessary for powering the components of the converter, when the voltage of the supply network changes, not only within acceptable limits, but also with a certain margin, which is necessary for normal operation both in steady-state modes and in various transient and emergency modes;

- поддержание этих напряжений в заданных пределах в течение некоторого времени после отключения преобразователя от питающей сети или при пропадании сетевого напряжения, а также нормальное протекание переходных процессов при включении преобразователя;- maintaining these voltages within specified limits for some time after disconnecting the converter from the mains or when the mains voltage fails, as well as the normal course of transients when the converter is turned on;

- формирование сигналов, пропорциональных напряжению в основной 1 и резервной 19 сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В для информирования микроконтроллера 21 о качестве напряжения электропитания преобразователя.- the formation of signals proportional to the voltage in the main 1 and backup 19 AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V to inform the microcontroller 21 about the quality of the voltage supply to the Converter.

Блок драйверов силовых ключей 16 предназначен для гальванической развязки, усиления и преобразования импульсов управления ключами инвертора 8 от микроконтроллера 21. Кроме этого, блок драйверов силовых ключей 16 обеспечивает быстродействующую аппаратную защиту ключей инвертора 8 от превышения тока в открытом транзисторе ключа с последующей выдачей контрольной информации о срабатывании этой защиты в микроконтроллер 21.The driver key block 16 is designed for galvanic isolation, amplification and conversion of control pulses of the keys of the inverter 8 from the microcontroller 21. In addition, the driver block of the power keys 16 provides high-speed hardware protection of the keys of the inverter 8 from over current in the open transistor of the key with the subsequent issuance of control information about the operation of this protection in the microcontroller 21.

Датчик температуры 17 представляет собой терморезистор, установленный на радиаторе системы охлаждения преобразователя.The temperature sensor 17 is a thermistor mounted on the radiator of the converter cooling system.

Микроконтроллер 21 реализован на базе высокопроизводительного цифрового сигнального процессора типа «TMS320F2810» фирмы «Texas Instruments)), оснащенного энергонезависимой и оперативной памятью, аналого-цифровым преобразователем, каналами ввода-вывода дискретных сигналов. Кроме этого, в составе микроконтроллера 21 имеются комплект схем оптронной развязки и блок формирования сигналов интерфейса RS-422. В энергонезависимой памяти микроконтроллера 21 записана программа, обеспечивающая управление преобразователем.Microcontroller 21 is based on a high-performance digital signal processor such as "TMS320F2810" (Texas Instruments)), equipped with non-volatile and random access memory, analog-to-digital converter, input-output channels of discrete signals. In addition, the microcontroller 21 has a set of optocoupler isolation circuits and an RS-422 interface signal conditioning unit. In the non-volatile memory of the microcontroller 21 is recorded a program that provides control of the Converter.

Пульт управления и индикации 22 представляет собой панель, на которой скомпонованы органы управления (кнопки и тумблеры) и средства отображения информации (знакосинтезирующий индикатор и светодиоды).The control and display panel 22 is a panel on which the controls (buttons and toggle switches) and information display devices (sign-synthesizing indicator and LEDs) are arranged.

Блок вентиляторов 23 предназначен для охлаждения радиатора, на котором скомпонованы силовые элементы преобразователя (диоды первого 5 и второго 10 выпрямителей, ключи инвертора 8).The fan block 23 is intended for cooling the radiator, on which the power elements of the converter are mounted (diodes of the first 5 and second 10 rectifiers, inverter keys 8).

В качестве внешней системы дистанционного контроля и управления 24 используется компьютер, имеющий адаптер интерфейса RS-422.As an external system of remote monitoring and control 24, a computer is used having an RS-422 interface adapter.

Предлагаемый преобразователь работает следующим образом.The proposed Converter operates as follows.

Интеллектуальный преобразователь напряжения состоит из одного канала преобразования, получающего электропитание от основной 1 и резервной 19 сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В, с системой управления на базе микроконтроллера 21.Intelligent voltage converter consists of one conversion channel, receiving power from the main 1 and backup 19 AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V, with a control system based on microcontroller 21.

Для запуска в работу преобразователя необходимо подать электропитание от сети переменного тока 3-50 Гц, 380 В. Блок питания 14, получив электропитание от основной 1 и/или резервной 19 сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В, вырабатывает набор напряжений, необходимых для электропитания составных частей преобразователя (первый 2, второй 15 и третий 20 коммутатор, микроконтроллер 21, пульт управления и индикации 22, блок вентиляторов 23, первый 7 и второй 12 датчик тока и датчик напряжения 18) и формирует, сигналы, пропорциональные напряжению в основной 1 и/или резервной 19 сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В.To start the converter, it is necessary to supply power from an AC network of 3-50 Hz, 380 V. Power supply 14, receiving power from the main 1 and / or backup 19 AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V, generates a set of voltages required for powering the components of the converter (first 2, second 15 and third 20 switch, microcontroller 21, control and display panel 22, fan unit 23, first 7 and second 12 current sensor and voltage sensor 18) and generates signals proportional to the voltage in the main 1 and / or cut Equal 19 AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V.

После поступления электропитания, микроконтроллер 21 загружает из энергонезависимой в оперативную память программу управления преобразователем и далее (в соответствии с алгоритмом функционирования, реализованным в этой программе) с помощью аналого-цифрового преобразователя анализирует сигналы, сформированные для него блоком питания 14. При нахождении параметров основной сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В 1 в допустимых интервалах значений (напряжение от 285 до 430 В и частота от 46,6 до 56,5 Гц) микроконтроллер 21 выдает команду на включение первого коммутатора 2. При этом, энергия, поступающая от сети переменного тока в момент запуска в работу преобразователя, расходуется, в основном, на заряд (по цепи: первый коммутатор 2 - первый фильтр 3 - первый выпрямитель 5) конденсаторов индуктивно-емкостных звеньев второго фильтра 6. В общем случае, при запуске в работу преобразователя в условиях низкой температуры окружающей среды (например, при минус 40°С) конденсаторы индуктивно-емкостных звеньев второго фильтра 6 имеют пониженное значение емкости, что может привести к недопустимому для составных частей преобразователя (первый коммутатор 2 - первый фильтр 3 - первый выпрямитель 5 - второй фильтр 6) значению пускового тока. Для уменьшения пускового тока до допустимого значения во всем диапазоне температуры окружающей среды, в преобразователе использован ограничитель пускового тока 4, установленный в разрыв между первым фильтром 3 и первым выпрямителем 5.After the power supply is received, the microcontroller 21 loads the converter control program from the non-volatile memory into the RAM and then (in accordance with the functioning algorithm implemented in this program) analyzes the signals generated for it by the power supply unit 14. Using the analog-to-digital converter, when the main network parameters are found AC 3 ~ 50 Hz, 380 V 1 in the acceptable ranges of values (voltage from 285 to 430 V and frequency from 46.6 to 56.5 Hz) microcontroller 21 issues a command to turn on the first switch 2. At the same time, the energy coming from the AC network at the moment the converter is put into operation is spent mainly on charge (along the circuit: first switch 2 — first filter 3 — first rectifier 5) of capacitors of inductive-capacitive links of the second filter 6. In general, when the converter is put into operation under conditions of low ambient temperature (for example, at minus 40 ° С), the capacitors of the inductive-capacitive links of the second filter 6 have a lower capacitance value, which can lead to unacceptable of the other parts of the converter (the first switch 2 - the first filter 3 - the first rectifier 5 - the second filter 6) to the value of the starting current. To reduce the inrush current to an acceptable value over the entire range of ambient temperature, the inverter uses an inrush current limiter 4 installed in the gap between the first filter 3 and the first rectifier 5.

Далее микроконтроллер 21 начинает проверку правильности функционирования инвертора 8 путем формирования и подачи через блок драйверов силовых ключей 16 эталонного пакета импульсов управления. При этом, напряжение постоянного тока с выхода второго фильтра 6 через датчик тока 7 поступает на инвертор 8, который преобразует (модулирует) входное выпрямленное напряжение питания сети переменного тока в серию последовательных импульсов определенной длительности и частоты, проходящих через трансформатор 9 и преобразуемых вторым выпрямителем 2 и третьим фильтром 11 опять в напряжение постоянного тока требуемого уровня. После этого, микроконтроллер 21 с помощью аналого-цифрового преобразователя опрашивает датчик напряжения 18 и выполняет сравнение результатов отработки инвертором 8 эталонного пакета импульсов управления. В случае положительного результата проверки, микроконтроллером 21 формируются импульсы управления с изменением коэффициента модуляции от 0 до значения, соответствующего номинальному значению выходного напряжения преобразователя (=27 В), которое поступает на группу потребителей стабилизированного напряжения постоянного тока 13.Next, the microcontroller 21 starts checking the correct operation of the inverter 8 by forming and supplying through the driver block power keys 16 of the reference packet of control pulses. In this case, the DC voltage from the output of the second filter 6 through the current sensor 7 is supplied to the inverter 8, which converts (modulates) the input rectified AC voltage to a series of consecutive pulses of a certain duration and frequency passing through the transformer 9 and converted by the second rectifier 2 and the third filter 11 again into the DC voltage of the required level. After that, the microcontroller 21, using an analog-to-digital converter, polls the voltage sensor 18 and compares the results of the inverter 8 processing the reference packet of control pulses. In the case of a positive test result, the microcontroller 21 generates control pulses with a change in the modulation coefficient from 0 to a value corresponding to the nominal value of the output voltage of the converter (= 27 V), which is supplied to a group of consumers of stabilized DC voltage 13.

При работе преобразователя в условиях пониженной температуры из-за уменьшения значения емкости индуктивно-емкостных звеньев второго фильтра 6 (помимо увеличения значения пускового тока преобразователя) происходит повышение уровня пульсаций тока на его выходе. В частности, при экспериментальных исследования опытного образца преобразователя на выходе второго фильтра 6 зафиксировано наличие наибольшего уровня пульсаций тока с частотой 300 Гц (6-ти кратной 50 Гц), которые по последующему каналу преобразования (инвертор 8, трансформатор 9, второй выпрямитель 10, третий фильтр 11 и второй датчик тока 12) «проникают» на выход преобразователя. Для кардинального снижения уровня пульсаций, в преобразователе применены конденсаторы с минимальной рабочей температурой минус 55°С (например, конденсаторы типа «MLP» фирмы «Cornell Dubilier» или конденсаторы типа «KLM» фирмы «Nippon Chemicon»). Кроме этого, для «подавления» остаточных пульсаций тока при работе преобразователя в условиях пониженной температуры (и, как следствие, для улучшения качества выходного напряжения преобразователя), в микроконтроллере 21 реализован специальный алгоритм управления инвертором 8, заключающийся в использовании частот, кратных 50 Гц при опросе аналого-цифровым преобразователем датчиков (первый 7 и второй 12 датчик тока и датчик напряжения 18) и жесткой синхронизации частот аналого-цифрового преобразователя с частотой широтно-импульсной модуляции сигналов управления ключами инвертора 8.When the converter is operating in low temperature conditions due to a decrease in the capacitance value of the inductive-capacitive links of the second filter 6 (in addition to increasing the inverter starting current value), the level of current ripples at its output increases. In particular, during experimental studies of the prototype of the converter at the output of the second filter 6, the presence of the highest level of current ripples with a frequency of 300 Hz (6 times 50 Hz) was detected, which are on the subsequent conversion channel (inverter 8, transformer 9, second rectifier 10, third the filter 11 and the second current sensor 12) "penetrate" the output of the Converter. To drastically reduce the ripple level, the converter uses capacitors with a minimum operating temperature of minus 55 ° C (for example, capacitors of the MLP type from Cornell Dubilier or KLM type condensers from Nippon Chemicon). In addition, to "suppress" residual ripple current during operation of the converter at low temperatures (and, as a result, to improve the quality of the output voltage of the converter), a special algorithm for controlling the inverter 8 is implemented in the microcontroller 21, which consists in using frequencies that are multiples of 50 Hz at interrogation by an analog-to-digital converter of sensors (first 7 and second 12 current sensors and voltage sensors 18) and tight synchronization of frequencies of an analog-to-digital converter with a pulse-width modulation frequency and key management signals the inverter 8.

При наборе тока нагрузки группой потребителей стабилизированного напряжения постоянного тока 13, стабилизация выходного напряжения, а также защита от токов перегрузки и токов коротких замыканий преобразователя осуществляется микроконтроллером 21 с помощью второго датчика тока 12 и датчика напряжения 18 путем соответствующего изменении коэффициента модуляции сигналов управления.When a load current is set by a group of consumers of stabilized DC voltage 13, stabilization of the output voltage, as well as protection against overload currents and short circuit currents of the converter, is performed by the microcontroller 21 using the second current sensor 12 and the voltage sensor 18 by correspondingly changing the modulation coefficient of the control signals.

После набора нагрузки и прогрева составных частей преобразователя (в том числе, и второго фильтра 6), контролируемого микроконтроллером 21 с помощью датчика температуры 17, подается команда на включение второго коммутатора 15, выполняющего шунтирование ограничителя пускового тока 4, в результате которого преобразователь получает возможность для дополнительного наращивания нагрузки сверх номинальной.After loading and warming up the components of the converter (including the second filter 6), controlled by the microcontroller 21 using the temperature sensor 17, a command is issued to turn on the second switch 15, which performs shunting of the inrush current limiter 4, as a result of which the converter is able to additional load increase in excess of the nominal.

В процессе работы, защита от токов перегрузки и токов коротких замыканий первого выпрямителя 5 и первого фильтра 6 первого каскада преобразования напряжения и одновременно ограничение входного тока инвертора 8 осуществляется микроконтроллером 21 с помощью первого датчика тока 7. Помимо этого, в преобразователе реализована быстродействующая аппаратная защита от превышения допустимого значения тока в открытых транзисторах инвертора 8 с помощью схем, встроенных в блок драйверов силовых ключей 16, причем, информация о срабатывании данной защиты незамедлительно поступает в микроконтроллер 21, что в итоге обеспечивает значительное повышение надежности функционирования инвертора 8 и преобразователя в целом.In the process, protection against overload currents and short circuit currents of the first rectifier 5 and the first filter 6 of the first voltage conversion stage and at the same time, the input current of the inverter 8 is limited by the microcontroller 21 using the first current sensor 7. In addition, the converter has a fast hardware protection against exceeding the permissible current value in the open transistors of the inverter 8 using circuits built into the driver block of the power switches 16, moreover, information about the operation of this protection It immediately enters the microcontroller 21, which ultimately provides a significant increase in the reliability of the inverter 8 and the converter as a whole.

В процессе работы, микроконтроллером 21 с помощью датчика температуры 17 осуществляется непрерывный мониторинг теплового режима преобразователя и, при необходимости, выдается команда на включение (выключение) блока вентиляторов 23.In the process, the microcontroller 21 using the temperature sensor 17 continuously monitors the thermal condition of the converter and, if necessary, gives a command to turn on / off the fan unit 23.

При работе преобразователя, на средства отображения информации пульта управления и индикации 22 поступает разнообразная контрольная информация, например, сигналы «СЕТЬ 1», «ПЕРЕГРУЗКА», «ПЕРЕГРЕВ» и т.д., которые позволяют обслуживающему персоналу с помощью органов управления пульта управления и индикации 22 своевременно предпринять необходимые меры.During operation of the converter, various control information, for example, signals “NETWORK 1”, “OVERLOAD”, “OVERHEAT”, etc., which allow maintenance personnel using the controls of the remote control and Indication 22 timely take the necessary measures.

Кроме этого, обеспечивается возможность с большого расстояния по интерфейсу RS-422 (схема соединения «точка-точка») осуществлять контроль и управление функционированием преобразователем от внешней системы дистанционного контроля и управления 24.In addition, it is possible from a long distance via the RS-422 interface (point-to-point connection diagram) to monitor and control the operation of the converter from an external remote monitoring and control system 24.

При выходе из строя основной сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В 1 и при нормальных параметрах резервной сети 19, микроконтроллер 21 выдает команды на отключение первого коммутатора 2 и включение третьего коммутатора 20, при этом, блок питания 14, сохраняя непрерывность электропитания составных частей преобразователя (первый 2, второй 15 и третий 20 коммутатор, микроконтроллер 21, пульт управления и индикации 22, блок вентиляторов 23, первый 7 и второй 12 датчик тока и датчик напряжения 18), обеспечивает бесперебойность электропитания группы потребителей стабилизированного напряжения постоянного тока 13. После восстановления нормальных параметров в основной сети 1, микроконтроллер 21, отключившись от резервной сети 19, переводит преобразователь на электропитание снова от основной сети 1.In case of failure of the main AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V 1 and with normal parameters of the backup network 19, the microcontroller 21 issues commands to turn off the first switch 2 and turn on the third switch 20, while the power supply 14, while maintaining the continuity of the power supply parts of the converter (first 2, second 15 and third 20 switch, microcontroller 21, control and display panel 22, fan block 23, first 7 and second 12 current sensor and voltage sensor 18), ensures uninterrupted power supply to a group of consumers tabilizirovannogo DC voltage 13. After the restoration of normal parameters in the core network 1, the microcontroller 21 disconnected from backup network 19, translates the transducer on the power again from the core network 1.

К техническим результатам, полученным в предлагаемом изобретении, относятся следующие функциональные возможности интеллектуального преобразователя напряжения:The technical results obtained in the present invention include the following functionality of an intelligent voltage converter:

- эксплуатация в широком диапазоне температуры окружающей среды, включая минусовые;- operation in a wide range of ambient temperature, including minus;

- местное управление от пульта управления и индикации преобразователя;- local control from the control panel and display of the converter;

- организация информационного взаимодействия между преобразователем и внешней системой дистанционного контроля и управления на базе интерфейса RS-422;- organization of information interaction between the converter and an external remote monitoring and control system based on the RS-422 interface;

- первичное электропитание одновременно от двух сетей 3~50 Гц, 380 В;- primary power supply simultaneously from two networks 3 ~ 50 Hz, 380 V;

- контроль параметров сетей электропитания;- control of power supply network parameters;

- переключение с одной питающей сети на другую и обратно;- switching from one power supply network to another and vice versa;

- гальваническая развязка входных и выходных цепей преобразователя;- galvanic isolation of input and output circuits of the converter;

- защита от токов перегрузки и токов коротких замыканий выпрямителя и фильтра первого каскада преобразования напряжения;- protection against overload currents and short circuit currents of the rectifier and filter of the first stage of voltage conversion;

- быстродействующая аппаратная защита от превышения допустимого значения тока в открытых ключах инвертора (основной составной части преобразователя);- high-speed hardware protection against exceeding the permissible current value in the public keys of the inverter (the main component of the converter);

- защита второго каскада преобразования напряжения от токов перегрузки и токов коротких замыканий на выходе преобразователя;- protection of the second stage of voltage conversion from overload currents and short circuit currents at the converter output;

- обеспечение оптимального теплового режима работы и защита от перегрева компонентов преобразователя;- ensuring optimal thermal conditions and protection against overheating of the converter components;

- высокая стабильность выходного напряжения =27 В постоянного тока на нагрузке преобразователя (у группы ответственных потребителей);- high stability of the output voltage = 27 V DC at the inverter load (for a group of responsible consumers);

- повышение в итоге надежности электроснабжения от преобразователя потребителей напряжением =27 В постоянного тока.- an increase in the total reliability of power supply from the consumer converter with voltage = 27 V DC.

Промышленная применимость изобретения определяется тем, что предлагаемый интеллектуальный преобразователь напряжения может быть изготовлен в соответствии с приведенной схемой и описанием на базе известных комплектующих изделий и технологического оборудования.The industrial applicability of the invention is determined by the fact that the proposed intelligent voltage Converter can be manufactured in accordance with the above diagram and description on the basis of well-known components and technological equipment.

Предлагаемые технические решения в полном объеме практически реализованы ООО «Источник» в «Статическом преобразователе СПП-4-27-В» (поставляется по ЛРЕИ. 436337.046 ТУ), обеспечивающем повышение надежности электроснабжения ответственных потребителей напряжением =27 В постоянного тока при электропитании от двух сетей 3-50 Гц, 380 В.The proposed technical solutions are fully implemented by LLC “Source” in the “Static Converter SPP-4-27-V” (supplied by LREI. 436337.046 TU), which provides increased reliability of power supply for critical consumers with voltage = 27 V DC with power from two networks 3-50 Hz, 380 V.

Таким образом, при эксплуатации в широком диапазоне температуры окружающей среды (от минус 40 до ±55°С) на базе предлагаемого преобразователя напряжения, получающего первичное электропитание от сетей 3-50 Гц, 380 В с достаточно низким качеством электроснабжения (с изменяющимися в широком диапазоне значениями напряжения от 285 до 430 В и частоты от 46,6 до 56,5 Гц и при наличии микросекундных импульсных помех с амплитудой до 600 В) обеспечивается повышение надежности систем вторичного электропитания ответственных потребителей (подвижных и стационарных, промышленного и военного назначения).Thus, when operating in a wide range of ambient temperature (from minus 40 to ± 55 ° C) based on the proposed voltage converter, which receives primary power from networks of 3-50 Hz, 380 V with a fairly low quality of power supply (with varying in a wide range with voltage values from 285 to 430 V and frequencies from 46.6 to 56.5 Hz and in the presence of microsecond pulsed interference with an amplitude of up to 600 V), the reliability of secondary power supply systems of critical consumers (mobile and stationary) is improved x, industrial and military purposes).

На основании вышеизложенного и по результатам проведенного нами патентно-информационного поиска считаем, что предлагаемый интеллектуальный преобразователь напряжения отвечает критериям «Новизна», «Изобретательский уровень» и «Промышленная применимость» и может быть защищен патентом Российской Федерации на изобретение.Based on the foregoing and the results of our patent information search, we believe that the proposed smart voltage converter meets the criteria of "Novelty", "Inventive step" and "Industrial applicability" and can be protected by a patent of the Russian Federation for an invention.

Claims

1. Intelligent voltage converter containing the main and backup AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V, the first, second and third switches, the first, second and third filters, the first and second rectifiers, the first and second current sensors, inverter, transformer, a group of consumers of stabilized DC voltage, a power supply, a power key driver block, a temperature sensor, a voltage sensor, a microcontroller, a control and display panel, a fan unit and an external remote monitoring and control system; the inverter output through a series-connected transformer, a second rectifier, a third filter and a second current sensor is connected to the input of the stabilized DC voltage consumer group and to the input of the voltage sensor; the first output of the power key driver block is connected to the control input of the inverter; the first output of the microcontroller is connected to the control input of the third switch; the fourth output - to the control input of the first switch, the first input-output to the input-output of the control and display panel, the second input-output - to the input-output of an external remote monitoring and control system, characterized in that an inrush current limiter is introduced into it; the output of the main AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V through a series-connected first switch, first filter, inrush current limiter, first rectifier and first current sensor connected to the inverter input; the output of the main AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V is connected to the first input of the power supply unit; the second switch with its input and output is connected in parallel to the input and output of the inrush current limiter, respectively; the inverter information output is connected to the first input of the power key driver block, the output of the alternating current backup network 3 ~ 50 Hz, 380 V through the third switch is connected to the second input of the first filter; the output of the backup AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V is connected to the second input of the power supply; the third output of the power supply is connected to the first input of the microcontroller, the second output of the power supply to the second input, the information output of the first current sensor to the third input, the second output of the power key driver block to the fourth input, the temperature sensor output to the fifth input, and the sixth input - information output of the second current sensor, to the seventh - voltage sensor output; the second output of the microcontroller is connected to the control input of the second switch, the third output is to the second input of the power key driver block, the fifth output is to the input of the fan block; the first output of the power supply is connected to the “Power” inputs of the first, second and third switches, a microcontroller, a control and display panel, a fan unit, the first and second current sensors and a voltage sensor; while the microcontroller is configured to control the voltage value of the first and second AC network 3 ~ 50 Hz, 380 V, control the current value at the inverter input, control the operation in the protection unit and the driver block of power switches by overcurrent in the open thyristors of the inverter, control the value voltage and current consumption by a group of consumers of stabilized DC voltage, as well as with the ability to control the first, second and third switches, control the power key driver block.

2. The converter according to claim 1, characterized in that the communication between the microcontroller and the external remote monitoring and control system is made via the RS-422 interface.