RU2815916C1 - Redundant secondary power supply from two independent dc lines - Google Patents

Redundant secondary power supply from two independent dc lines Download PDF

Info

Publication number
RU2815916C1
RU2815916C1 RU2023129907A RU2023129907A RU2815916C1 RU 2815916 C1 RU2815916 C1 RU 2815916C1 RU 2023129907 A RU2023129907 A RU 2023129907A RU 2023129907 A RU2023129907 A RU 2023129907A RU 2815916 C1 RU2815916 C1 RU 2815916C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power supply
power
backup
microcontroller
voltage
Prior art date
Application number
RU2023129907A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Анатольевич Адамов
Николай Иванович Сагайдаков
Анна Сергеевна Волкова
Original Assignee
Акционерное общество Научно-технический центр "Модуль"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество Научно-технический центр "Модуль" filed Critical Акционерное общество Научно-технический центр "Модуль"
Application granted granted Critical
Publication of RU2815916C1 publication Critical patent/RU2815916C1/en

Links

Abstract

FIELD: power electronics.
SUBSTANCE: invention relates to power electronics, in particular to secondary power supply devices with redundancy, and can be used for uninterrupted power supply with constant stabilized voltage of consumers of various radioelectronic objects from two independent DC lines. Device comprises first (1) and second (2) inputs for connection of main and backup DC power supply lines, first (3) and second (4) auxiliary power sources, backup capacitive accumulator (5), first (6) power stage and second (7) power stage, first (8) current sensor, second (9) current sensor, control circuit (10) connected to auxiliary sources (3) and (4), power stages (6) and (7) and current sensors (8), (9) and equipped with digital interfaces, as well as output (11) for connection of consumer. First (3) auxiliary source is designed to provide power supply to control circuit (10), second (4) auxiliary source – for charging backup accumulator (5) and backup power supply of first source (3). Backup accumulator (5) is intended for power supply of first source (3) and power supply via output line (11). Control circuit (10) is configured to stabilize output voltage and uniform distribution of power consumption from the main and backup power supply lines and includes a circuit of protection against excess of input currents (101), driver (102) and microcontroller (103) configured to generate control signals to driver (102) to control operation of power stages (6) and (7) transistors, signal to enable or disable operation of second source (4), microcontroller (103) readiness signal for operation, which switches input currents (101) protection circuit to the current control mode, wherein circuit (101) enables operation of driver (102).
EFFECT: providing uniform distribution of consumed power from two independent power supply lines with simultaneous stabilization of output voltage of the secondary power supply device.
7 cl, 5 dwg, 2 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к силовой электронике, в частности к устройствам вторичного электропитания с резервированием, и может быть использовано для бесперебойного электропитания постоянным стабилизированным напряжением потребителей различных радиоэлектронных объектов от двух независимых линий постоянного тока.The invention relates to power electronics, in particular to devices for secondary power supply with redundancy, and can be used for uninterruptible power supply with constant stabilized voltage to consumers of various radio-electronic objects from two independent DC lines.

Уровень техникиState of the art

Из уровня техники известно резервированное устройство вторичного электропитания от двух независимых линий постоянного тока (RU 2754919 С1, опубл. 08.09.2021), содержащее два автоматических отключателя, два контактора, обеспечивающих подключение основной и резервной сетей, источник сервисного электропитания - первый вспомогательный источник электропитания и зарядное устройство с электропитанием от двух сетей объекта - второй вспомогательный источник электропитания, емкостный накопитель, соединенный через ключевое устройство с одним из входов диодного сумматора, два других входа которого соединены с выходами контакторов включения основной и резервной сетей, а выход соединен с шиной централизованного вторичного электропитания ряда DC/DC преобразователей, каждый их которых обеспечивает электропитание одного из ответственных потребителей, а также датчики напряжения основной и резервной сетей и схема управления, реализующая алгоритм необходимой энергетической поддержки централизованного вторичного электропитания от резервного емкостного накопителя при импульсном спаде и понижении напряжения основной сети с последующим переключением на электропитание от резервной сети. A redundant secondary power supply device from two independent DC lines is known from the prior art (RU 2754919 C1, published 09/08/2021), containing two circuit breakers, two contactors that provide connection to the main and backup networks, a service power source - the first auxiliary power source and charger with power supply from two facility networks - a second auxiliary power source, a capacitive storage device connected through a key device to one of the inputs of the diode adder, the other two inputs of which are connected to the outputs of the contactors for switching on the main and backup networks, and the output is connected to the centralized secondary power supply bus a number of DC/DC converters, each of which provides power supply to one of the responsible consumers, as well as voltage sensors of the main and backup networks and a control circuit that implements the algorithm for the necessary energy support of the centralized secondary power supply from the backup capacitive storage device during a pulse drop and decrease in the voltage of the main network, followed by switching to power supply from a backup network.

Кроме того, в состав тракта вторичного электропитания дополнительно введена RD-цепь, обеспечивающая блокировку импульсных перенапряжений с шины централизованного электропитания на вход емкостного накопителя.In addition, an RD circuit has been additionally introduced into the secondary power supply path, providing blocking of pulse overvoltages from the centralized power supply bus to the input of the capacitive storage device.

Недостатки данного устройства заключаются в следующем:The disadvantages of this device are as follows:

- в наличии диодов ДСМ, так как на них возникает падение напряжения, которое необходимо компенсировать, а также большое тепловыделение при токах от 1 А; - in the presence of DSM diodes, since a voltage drop occurs on them, which must be compensated, as well as a large heat generation at currents from 1 A;

- при переключении между коммутаторами (3 и 4 на фиг.2 аналога) появляются переходные процессы, так как переключение не происходит мгновенно;- when switching between switches (3 and 4 in Fig. 2 analog), transient processes appear, since switching does not occur instantly;

- не предусмотрена функция равномерного распределения нагрузки.- the function of uniform load distribution is not provided.

В качестве наиболее близкого аналога выбрано резервированное устройство вторичного электропитания от двух независимых линий постоянного тока (US 6774507 B1, опубл. 10.08.2004), включающее в себя два независимых входных силовых каскада, каждый из которых подключен к отдельной первичной обмотке общего трансформатора, и выходного силового блока, подключенного ко вторичной обмотке трансформатора. Схема управления контролирует, сколько энергии подает каждый из блоков входной силовой передачи. Каждый из входных силовых каскадов подключен к другому источнику электропитания от батареи или к другой шине распределения мощности. Преимущества полного дублирования источника электропитания достигаются при дублировании только входных силовых каскадов, они изолированы друг от друга за счет подключения к отдельным обмоткам трансформатора.As the closest analogue, we selected a redundant secondary power supply device from two independent DC lines (US 6774507 B1, published on August 10, 2004), which includes two independent input power stages, each of which is connected to a separate primary winding of a common transformer, and an output power unit connected to the secondary winding of the transformer. The control circuitry controls how much power each of the input power train units supplies. Each of the input power stages is connected to a different battery power source or to a different power distribution bus. The advantages of complete duplication of the power supply are achieved by duplicating only the input power stages; they are isolated from each other by connecting to separate windings of the transformer.

Схема управления управляется программируемым контроллером, который подключен к каналу передачи данных управления мощностью. Данный канал позволяет контроллеру обмениваться данными с аналогичными устройствами, также подключенными к этому каналу. Информация, которой обмениваются программируемые контроллеры, может указывать на желательность отбора большей мощности от источника распределения мощности. Подразумевается передача такой информации, как индикация аварийного сигнала, индикации того, что один или оба источника распределения мощности имеют слишком высокое или слишком низкое напряжение, температуру, выходной ток, отключение электроэнергии.The control circuit is controlled by a programmable controller, which is connected to the power control data link. This channel allows the controller to exchange data with similar devices also connected to this channel. Information exchanged between programmable controllers may indicate the desirability of drawing more power from the power distribution source. This includes the transmission of information such as alarm indication, indication that one or both power distribution sources are too high or too low voltage, temperature, output current, power outage.

Недостатки прототипа заключаются в следующем:The disadvantages of the prototype are as follows:

- обе линии работают на общий трансформатор, что приводит к повышенному нагреву сердечника, так как перемагничивание сердечника происходит по полному циклу, а не по предельному частному циклу, равномерное распределение мощности потребления по линиям сложновыполнимо;- both lines work on a common transformer, which leads to increased heating of the core, since the magnetization reversal of the core occurs in a full cycle, and not in a limiting partial cycle, uniform distribution of power consumption across the lines is difficult to implement;

- формирование импульсов управления транзисторами силовых каскадов осуществляется от отдельных ШИМ формирователей (231,232), контроллер только формирует напряжения сравнения для ШИМ формирователей;- the generation of control pulses for transistors of power stages is carried out from separate PWM drivers (231,232), the controller only generates comparison voltages for PWM drivers;

- отсутствует резервный емкостной накопитель с отдельным источником элекропитания, поэтому при одновременном отключении линий System А и System В схема управления (220) также отключается и не может обмениваться информацией по интерфейсу (244).- there is no backup capacitive storage with a separate power supply, therefore, when the System A and System B lines are turned off at the same time, the control circuit (220) is also turned off and cannot exchange information via the interface (244).

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании резервированного устройства вторичного электропитания от двух независимых линий электроснабжения постоянного тока с небольшими габаритами, лишенного недостатков известных аналогов и прототипа, обладающего расширенными эксплуатационно-функциональными возможностями и обеспечивающего равномерное распределение потребляемой мощности от двух независимых линий электроснабжения с одновременной стабилизацией выходного напряжения устройства вторичного электропитания. The problem to be solved by the invention is to create a redundant secondary power supply device from two independent DC power supply lines with small dimensions, devoid of the disadvantages of known analogues and a prototype, which has expanded operational and functional capabilities and ensures uniform distribution of power consumption from two independent power supply lines with simultaneous stabilization of the output voltage of the secondary power supply device.

Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение равномерного распределения потребляемой мощности от двух независимых линий электроснабжения с одновременной стабилизацией выходного напряжения устройства вторичного электропитания.The technical result of the present invention is to ensure uniform distribution of power consumption from two independent power supply lines with simultaneous stabilization of the output voltage of the secondary power supply device.

Дополнительными техническими результатами являются следующие:Additional technical results are the following:

- возможность передачи по внешнему интерфейсу информации о состоянии устройства вторичного электропитания и приема команд дистанционного управления по этому же интерфейсу;- the ability to transmit information about the state of the secondary power supply device via the external interface and receive remote control commands via the same interface;

- обеспечения возможности формирования команд на аварийное завершение программ внешним потребителям при переходе на электропитание от резервного накопителя;- providing the ability to generate commands for emergency termination of programs to external consumers when switching to power supply from a backup storage device;

- повышение отказоустойчивости устройства в процессе эксплуатации при аварийной работе с небалансом напряжений;- increasing the fault tolerance of the device during operation during emergency operation with voltage imbalance;

- уменьшение габаритов устройства за счет снижения общего количества компонентов;- reducing the dimensions of the device by reducing the total number of components;

- обеспечение возможности электропитания внешних маломощных потребителей.- ensuring the possibility of power supply to external low-power consumers.

Для достижения технического результата предлагается резервированное устройство вторичного электропитания от двух независимых линий постоянного тока, содержащее следующее:To achieve the technical result, a redundant secondary power supply device from two independent DC lines is proposed, containing the following:

- первый (1) и второй (2) вводы для подключения основной и резервной линий электроснабжения постоянного тока соответственно,- first (1) and second (2) inputs for connecting the main and backup DC power lines, respectively,

- первый (3) и второй (4) вспомогательные источники электропитания, каждый из которых связан с упомянутыми вводами (1, 2), - first (3) and second (4) auxiliary power supplies, each of which is connected to said inputs (1, 2),

- резервный емкостной накопитель (5), связанный со вспомогательными источниками (3) и (4) и с выводом (11) для подключения потребителя,- backup capacitive storage (5) connected to auxiliary sources (3) and (4) and to output (11) for connecting the consumer,

- первый (6) силовой каскад, связанный с первым вводом (1), и второй (7) силовой каскад, связанный со вторым вводом (2),- the first (6) power stage connected to the first input (1), and the second (7) power stage connected to the second input (2),

- первый (8) датчик тока, установленный после первого силового каскада (6), и второй (9) датчик тока, установленный после второго силового каскада (7), - the first (8) current sensor installed after the first power stage (6), and the second (9) current sensor installed after the second power stage (7),

- схему управления (10), связанную со вспомогательными источниками электропитания (3, 4), силовыми каскадами (6, 7), датчиками тока (8, 9) и снабженную цифровыми интерфейсами, а также- a control circuit (10) connected to auxiliary power supplies (3, 4), power stages (6, 7), current sensors (8, 9) and equipped with digital interfaces, as well as

- вывод (11) для подключения потребителя, связанный с датчиками тока (8) и (9).- output (11) for connecting a consumer, connected to current sensors (8) and (9).

При этом первый (3) вспомогательный источник предназначен для обеспечения электропитанием схемы управления (10), второй (4) вспомогательный источник предназначен для заряда резервного емкостного накопителя (5) и резервного электропитания первого вспомогательного источника (3). Резервный емкостной накопитель (5) предназначен для электропитания первого вспомогательного источника (3) и подачи электропитания по линии вывода (11) при превышении токов по основной и/или резервной линии электроснабжения или при одновременном отключении этих линий. Схема управления (10) выполнена с возможностью стабилизации выходного напряжения и равномерного распределения потребляемой мощности от основной и резервной линий электроснабжения, включает схему защиты от превышения входных токов (101), драйвер (102) и микроконтроллер (103), выполненный с возможностью формирования следующих управляющих сигналов:In this case, the first (3) auxiliary source is intended to provide power to the control circuit (10), the second (4) auxiliary source is intended to charge the backup capacitive storage (5) and backup power to the first auxiliary source (3). The backup capacitive storage device (5) is designed to supply power to the first auxiliary source (3) and to supply power via the output line (11) when the currents on the main and/or backup power supply lines are exceeded or when these lines are simultaneously disconnected. The control circuit (10) is designed to stabilize the output voltage and uniformly distribute power consumption from the main and backup power supply lines, includes a protection circuit against exceeding input currents (101), a driver (102) and a microcontroller (103), configured to generate the following control signals:

- цифровых сигналов драйверу (102) для управления работой транзисторов силовых каскадов (6, 7);- digital signals to the driver (102) to control the operation of the transistors of the power stages (6, 7);

- сигнала, разрешающего или запрещающего работу второго (4) вспомогательного источника электропитания;- a signal allowing or prohibiting the operation of the second (4) auxiliary power source;

- сигнала готовности микроконтроллера (103) к работе, переводящего схему защиты от превышения входных токов (101) в режим контроля тока, в котором схема (101) разрешает работу драйвера (102).- a signal that the microcontroller (103) is ready for operation, switching the protection circuit against exceeding input currents (101) into the current control mode, in which the circuit (101) allows the operation of the driver (102).

В предпочтительном варианте с схема защиты от превышения входных токов (101) схемы управления (10) выполнена с возможностью следующего: In the preferred embodiment c, the input overcurrent protection circuit (101) of the control circuit (10) is configured to:

- формирования сигнала сброса для микроконтроллера (103) в любом из следующих случаев: при первичном включении устройства, при включении после одновременного отключения основной и резервной линий электроснабжения, при срабатывании схемы защиты (101) в случае превышения токов по основной и/или резервной линии;- generating a reset signal for the microcontroller (103) in any of the following cases: when the device is turned on for the first time, when turned on after a simultaneous shutdown of the main and backup power supply lines, when the protection circuit (101) is triggered in case of excess currents on the main and/or backup line;

- формирования сигнала запрета работы драйвера (102) в любом из следующих случаев: при инициализации программы микроконтроллера (103), при включении после аварийного отключения основной и резервной линий электроснабжения, при срабатывании схемы защиты (101) в случае превышения токов по основной и/или резервной линии.- generating a signal to prohibit the operation of the driver (102) in any of the following cases: when initializing the microcontroller program (103), when turning on after an emergency shutdown of the main and backup power supply lines, when the protection circuit (101) is triggered in case of excess currents in the main and/or backup line.

Также в предпочтительном варианте драйвер (102) схемы управления (10) предназначен для управления работой транзисторов силовых каскадов (6, 7), посредством выполнения логической функции И с сигналом запрета работы от схемы защиты от превышения входных токов (101) и сигналом, поступающим от микроконтроллера (103).Also in the preferred embodiment, the driver (102) of the control circuit (10) is designed to control the operation of the transistors of the power stages (6, 7), by performing the logical AND function with a signal to prohibit operation from the input current protection circuit (101) and a signal coming from microcontroller (103).

И в предпочтительном варианте микроконтроллер (103) схемы управления (10) с целью формирования упомянутых управляющих сигналов выполнен с возможностью приема и обработки аналоговых сигналов, несущих следующую информацию:And in the preferred embodiment, the microcontroller (103) of the control circuit (10) for the purpose of generating the mentioned control signals is configured to receive and process analog signals carrying the following information:

- напряжение на основной линии электроснабжения;- voltage on the main power supply line;

- напряжение на резервной линии электроснабжения;- voltage on the backup power supply line;

- напряжение на выводе (11) для подключения потребителя;- voltage at terminal (11) for connecting the consumer;

- напряжение на втором (4) вспомогательном источнике электропитания;- voltage on the second (4) auxiliary power supply;

- значение тока на основании показаний первого датчика тока (8);- current value based on the readings of the first current sensor (8);

- значение тока на основании показаний второго датчика тока (9);- current value based on the readings of the second current sensor (9);

- значение температуры в точке измерения датчиком (12),- temperature value at the measuring point by sensor (12),

и с возможностью приема и обработки следующих цифровых сигналов управления:and with the ability to receive and process the following digital control signals:

- внешнего сигнала, разрешающего или запрещающего работу устройства вторичного электропитания независимо от интерфейсов;- an external signal that allows or prohibits the operation of the secondary power supply device, regardless of the interfaces;

- сигнала, поступающего от схемы защиты от превышения входных токов (101) в случае ее срабатывания или при первоначальном включении.- a signal coming from the protection circuit against exceeding input currents (101) in the event of its operation or upon initial switching on.

Как правило, микроконтроллер (103) схемы управления (10) включает технологический интерфейс USART, предназначенный для прошивки, изменении настроек, получения данных о работе микроконтроллер (103) на этапах производства и наладки, а также изолированный интерфейс USART, предназначенный для приема команд дистанционного управления от внешней цифровой системы управления и передачи информации о состоянии устройства вторичного электропитания. As a rule, the microcontroller (103) of the control circuit (10) includes a USART technological interface designed for firmware, changing settings, obtaining data on the operation of the microcontroller (103) at the production and commissioning stages, as well as an isolated USART interface intended for receiving remote control commands from an external digital control system and transmitting information about the state of the secondary power supply device.

Силовые каскады (6, 7) могут быть предназначены для преобразования постоянного напряжения 27 В в постоянное напряжение 48 В.Power stages (6, 7) can be designed to convert 27 V DC to 48 V DC.

Второй (4) вспомогательный источник электропитания может быть предназначен для преобразования постоянного напряжения 27 В в постоянное напряжение 47 В.The second (4) auxiliary power supply may be configured to convert 27 VDC to 47 VDC.

Благодаря описанному компонентному составу и структуре резервированного устройства вторичного электропитания и, в частности, схемы управления (10), а также их возможностям работы, обеспечивается равномерное распределение потребляемой мощности от двух независимых линий электроснабжения с одновременной стабилизацией выходного напряжения.Thanks to the described component composition and structure of the redundant secondary power supply device and, in particular, the control circuit (10), as well as their operating capabilities, uniform distribution of power consumption from two independent power supply lines is ensured with simultaneous stabilization of the output voltage.

Устройство настроено таким образом, что упомянутое равномерное распределение потребляемой мощности обеспечивается даже при небалансе напряжений от 0,5 В.The device is configured in such a way that the mentioned uniform distribution of power consumption is ensured even with a voltage imbalance of 0.5 V.

Благодаря внешнему интерфейсу USART реализована возможность передачи информации о состоянии предложенного устройства вторичного электропитания и приема команд дистанционного управления.Thanks to the external USART interface, it is possible to transmit information about the state of the proposed secondary power supply device and receive remote control commands.

Наличие резервного емкостного накопителя (5) в описанной схеме устройства повышает его отказоустойчивость и дает возможность формировать команды на аварийное завершение программ внешним потребителям посредством внешних соединителей при переходе на электропитание от упомянутого накопителя (5).The presence of a backup capacitive drive (5) in the described device circuit increases its fault tolerance and makes it possible to generate commands for emergency termination of programs to external consumers through external connectors when switching to power supply from the mentioned drive (5).

За счет структуры и возможностей схемы управления (10) повышается отказоустойчивость устройства в процессе эксплуатации при аварийной работе с небалансом напряжений, например, за счет схемы защиты от превышения входных токов (101), способной отключать транзисторы силовых каскадов (6, 7) посредством запрета работы драйвера (102), не допуская их выхода из строя.Due to the structure and capabilities of the control circuit (10), the fault tolerance of the device during operation increases during emergency operation with voltage imbalance, for example, due to the protection circuit against exceeding input currents (101), capable of turning off the transistors of the power stages (6, 7) by prohibiting operation drivers (102), preventing their failure.

Также за счет снижения общего количества компонентов устройства уменьшены его габариты.Also, by reducing the total number of device components, its dimensions have been reduced.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Изобретение поясняется с помощью фиг.1-5.The invention is illustrated using FIGS. 1-5.

На фиг.1 показана схема резервированного устройства вторичного электропитания от двух независимых линий постоянного тока.Figure 1 shows a diagram of a redundant secondary power supply device from two independent DC lines.

На фиг.2 изображена структурная схема схемы управления предложенного устройства.Figure 2 shows a block diagram of the control circuit of the proposed device.

На фиг.3 показана общая блок-схема алгоритма работы изобретения.Figure 3 shows a general block diagram of the operation algorithm of the invention.

На фиг.4 показана бок-схема алгоритма цикла старта изобретения.Figure 4 shows a block diagram of the startup cycle algorithm of the invention.

На фиг.5 показана блок-схема алгоритма равномерного распределения потребляемой мощности от двух независимых линий электроснабжения с одновременной стабилизацией токов и напряжения. Figure 5 shows a block diagram of an algorithm for uniform distribution of power consumption from two independent power supply lines with simultaneous stabilization of currents and voltages.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Приведенные фиг.1-5 поясняют наиболее предпочтительный пример осуществления изобретения. Специалисту в данной области техники будут понятны остальные возможные варианты осуществления изобретения по аналогии с представленными в настоящем описании. 1 to 5 illustrate the most preferred embodiment of the invention. A person skilled in the art will understand other possible embodiments of the invention by analogy with those presented in the present description.

Резервированное устройство вторичного электропитания от двух независимых линий постоянного тока (фиг.1) содержит первый 1 и второй 2 вводы для подключения основной и резервной линий электроснабжения постоянного тока соответственно, первый 3 и второй 4 вспомогательные источники электропитания, резервный емкостной накопитель 5 в виде конденсаторной батареи, первый 6 и второй 7 силовые каскады, схему управления 10, первый 8 и второй 9 датчики тока, выполненные в виде резисторов или любых иных известных устройств, и вывод 11 для подключения потребителя.A redundant secondary power supply device from two independent DC lines (Fig. 1) contains the first 1 and second 2 inputs for connecting the main and backup DC power supply lines, respectively, the first 3 and second 4 auxiliary power sources, a backup capacitive storage 5 in the form of a capacitor bank , the first 6 and second 7 power stages, the control circuit 10, the first 8 and second 9 current sensors, made in the form of resistors or any other known devices, and pin 11 for connecting the consumer.

Оба вспомогательных источника электропитания 3, 4 связаны с вводами 1, 2 для подключения основной и резервной линий электроснабжения и построены, как правило, по технологии SEPIC, однако построение возможно по любой известной топологии. Первый вспомогательный источник электропитания 3 связан со схемой управления 10 и обеспечивает электропитанием ее составляющие, что позволяет в том числе управлять транзисторами силовых каскадов 6, 7. Второй вспомогательный источник электропитания 4 обеспечивает по отдельной линии заряд резервного емкостного накопителя 5 и резервное электропитание первого вспомогательного источника 3.Both auxiliary power supplies 3, 4 are connected to inputs 1, 2 for connecting the main and backup power supply lines and are built, as a rule, using SEPIC technology, but construction is possible using any known topology. The first auxiliary power supply 3 is connected to the control circuit 10 and provides power to its components, which allows, among other things, to control the transistors of the power stages 6, 7. The second auxiliary power supply 4 provides, via a separate line, the charge of the backup capacitive storage device 5 and the backup power supply to the first auxiliary source 3 .

Также первый 3 вспомогательный источник электропитания может быть реализован с возможностью преобразования постоянного напряжения 27 В в постоянное напряжение 12 В, а второй 4 вспомогательный источник - с возможностью преобразования постоянного напряжения 27 В в постоянное напряжение 47 В.Also, the first 3 auxiliary power supply can be implemented with the ability to convert 27 V DC voltage to 12 V DC voltage, and the second 4 auxiliary power supply can be implemented with the ability to convert 27 V DC voltage to 47 V DC voltage.

Резервный емкостной накопитель 5 связан со вспомогательными источниками 3, 4 и с выводом 11 для подключения потребителя и обеспечивает электропитание первого вспомогательного источника 3, а также подачу электропитания по линии вывода 11 при одновременном отключении основной и резервной линий электроснабжения, подключенным к первому 1 и второму 2 вводам соответственно.Backup capacitive storage 5 is connected to auxiliary sources 3, 4 and to output 11 for connecting the consumer and provides power supply to the first auxiliary source 3, as well as power supply through output line 11 while simultaneously turning off the main and backup power supply lines connected to the first 1 and second 2 inputs accordingly.

Первый 6 силовой каскад связан с первым вводом 1, а второй 7 силовой каскад - со вторым вводом 2. Каждый каскад, как правило, представляет собой два однотактных прямоходовых DC/DC преобразователь, которые работают в противофазе относительно друг друга и способны как повышать, так и понижать, например, повышать напряжение с 27 В до 48 В.The first 6 power stage is connected to the first input 1, and the second 7 power stage is connected to the second input 2. Each stage, as a rule, consists of two single-ended forward DC/DC converters that operate in antiphase relative to each other and are capable of both increasing and and lower, for example, increase the voltage from 27 V to 48 V.

Схема управления 10 поясняется с помощью фиг.2. Схема управления 10 связана с каскадами 6, 7, вспомогательными источниками электропитания 3, 4 и датчиками тока 8, 9, установленными после силовых каскадов 6, 7 соответственно для передачи значений их выходных токов схеме 10.The control circuit 10 is explained with reference to FIG. 2. The control circuit 10 is connected to cascades 6, 7, auxiliary power supplies 3, 4 and current sensors 8, 9 installed after the power stages 6, 7, respectively, to transmit the values of their output currents to circuit 10.

Так, вход первого 8 датчика тока связан с выходом первого каскада 6, а первый выход датчик тока 8 связан со входом схемы управления 10, вход второго 9 датчика тока связан с выходом второго каскада 7, а первый выход датчик тока 8 связан с другим входом схемы управления 10, при этом вторые выходы датчиков тока 8, 9 связаны с выводом 11 для подключения потребителя.Thus, the input of the first 8 current sensor is connected to the output of the first stage 6, and the first output of the current sensor 8 is connected to the input of the control circuit 10, the input of the second 9 current sensor is connected to the output of the second stage 7, and the first output of the current sensor 8 is connected to another input of the circuit control 10, while the second outputs of current sensors 8, 9 are connected to pin 11 for connecting a consumer.

Схема управления 10 (фиг.2) выполнена с возможностью стабилизации выходного напряжения и равномерного распределения потребляемой мощности от основной и резервной линий электроснабжения и включает схему защиты от превышения входных токов 101, драйвер 102, микроконтроллер 103 и дополнительно буферные повторители 104, предназначенные для согласования импеданса цепей аналоговых сигналов и входных каскадов АЦП (фиг.2) микроконтроллера 103. The control circuit 10 (Fig. 2) is designed to stabilize the output voltage and uniformly distribute power consumption from the main and backup power supply lines and includes a protection circuit against exceeding input currents 101, a driver 102, a microcontroller 103 and additionally buffer repeaters 104 designed for impedance matching circuits of analog signals and input stages of the ADC (Fig. 2) of the microcontroller 103.

К схеме управления 10 подключен датчик температуры 12, например, в виде терморезистора.A temperature sensor 12 is connected to the control circuit 10, for example, in the form of a thermistor.

Схема защиты от превышения входных токов 101 выполнена с возможностью следующего: The input overcurrent protection circuit 101 is configured to:

- формирования сигнала сброса для микроконтроллера 103 (сигнал Сброс 103 на фиг.2) в любом из следующих случаев: при первичном включении устройства, при включении после одновременного отключения основной и резервной линий электроснабжения, при срабатывании схемы 101 в случае превышения токов по основной и/или резервной линии;- generating a reset signal for microcontroller 103 (Reset signal 103 in Fig. 2) in any of the following cases: when the device is initially turned on, when turned on after the simultaneous shutdown of the main and backup power supply lines, when circuit 101 is triggered in case of excess currents in the main and/or or backup line;

- формирования сигнала запрета работы драйвера 102 в любом из следующих случаев (сигнал Запрет на фиг.2): при инициализации программы микроконтроллера 103, при включении после одновременного отключения основной и резервной линий электроснабжения, при срабатывании схемы 101 в случае превышения токов по основной и/или резервной линии.- generating a signal to prohibit the operation of the driver 102 in any of the following cases (signal Prohibition in Fig. 2): when initializing the program of the microcontroller 103, when turning on after the simultaneous shutdown of the main and backup power supply lines, when circuit 101 is triggered in case of excess currents in the main and/or or backup line.

При этом перевод схемы защиты 101 в режим контроля тока может осуществляться только по сигналу от микроконтроллера 103 Сброс защиты (фиг.2).In this case, the protection circuit 101 can be switched to current control mode only by a signal from the microcontroller 103 Reset protection (Fig. 2).

Как правило схема защиты 101 реализуется на основе аналоговых компараторов и RS - триггера. Typically, protection circuit 101 is implemented based on analog comparators and an RS trigger.

Драйвер 102 предназначен для управления работой транзисторов силовых каскадов 6 и 7 (сигналы ШИМ 6 и ШИМ 7 на фиг.2) путем выполнения логической функции И с сигналом запрета работы от схемы защиты от превышения входных токов 101 и сигналами управления силовыми транзисторами от блока таймеров микроконтроллера 103 (Таймер, сигналы Таймер 1 и Таймер 2 на фиг.2). Драйвер 102 реализует на аппаратном уровне выполнение функции запрета работы на время инициализации прошивки микроконтроллера 103 при первичном включении предлагаемого устройства, включении после одновременного аварийного отключения основной и резервной линий электроснабжения, после срабатывания схемы 101 при превышении токов по линии 1 и/или линии 2.Driver 102 is designed to control the operation of transistors of power stages 6 and 7 (PWM signals 6 and PWM 7 in Fig. 2) by executing the logical function AND with a signal to prohibit operation from the protection circuit against exceeding input currents 101 and control signals for power transistors from the microcontroller timer unit 103 (Timer, signals Timer 1 and Timer 2 in Fig. 2). The driver 102 implements at the hardware level the function of prohibiting operation during the initialization of the microcontroller 103 firmware when the proposed device is initially turned on, turned on after a simultaneous emergency shutdown of the main and backup power supply lines, after circuit 101 is triggered when the currents on line 1 and/or line 2 are exceeded.

Микроконтроллер 103 (фиг.1-2) предназначен для формирования алгоритма управления транзисторами силовых каскадов 6 и 7 и выдает для них соответствующие цифровые управляющие сигналы широтно-импульсной модуляции, данные сигналы получаются на выходе блока таймера (сигналы Таймер 1 и Таймер 2 на фиг.2). Также микроконтроллер 103 выдает следующие управляющие сигналы:Microcontroller 103 (Fig. 1-2) is designed to form an algorithm for controlling the transistors of power stages 6 and 7 and provides them with corresponding digital control signals of pulse width modulation, these signals are obtained at the output of the timer block (signals Timer 1 and Timer 2 in Fig. 2). Microcontroller 103 also produces the following control signals:

- сигнал Заряд (фиг.2), разрешающий или запрещающий работу второго 4 вспомогательного источника электропитания, который осуществляет заряд резервного емкостного накопителя 5 и резервное электропитание первого вспомогательного источника 3;- signal Charge (Fig. 2), allowing or prohibiting the operation of the second 4 auxiliary power source, which charges the backup capacitive storage device 5 and backup power supply to the first auxiliary source 3;

- сигнал Сброс 101 (фиг.2), сигнализирующий о готовности микроконтроллера 103 к работе, переводящего схему защиты от превышения входных токов 101 в режим контроля тока, в котором схема 101, в свою очередь, разрешает работу драйвера 102.- Reset signal 101 (Fig. 2), signaling the readiness of the microcontroller 103 for operation, switching the protection circuit against exceeding input currents 101 into the current control mode, in which the circuit 101, in turn, allows the operation of the driver 102.

Микроконтроллер 103 с целью формирования упомянутых управляющих сигналов выполнен с возможностью приема и обработки аналоговых сигналов, несущих следующую информацию:In order to generate the mentioned control signals, the microcontroller 103 is configured to receive and process analog signals carrying the following information:

- Напряжение 1 - напряжение на основной линии электроснабжения;- Voltage 1 - voltage on the main power supply line;

- Напряжение 2 - напряжение на резервной линии электроснабжения;- Voltage 2 - voltage on the backup power supply line;

- Напряжение 4 - напряжение на втором вспомогательном источнике 4;- Voltage 4 - voltage on the second auxiliary source 4;

- Напряжение 11 - напряжение на выводе 11 для подключения потребителя;- Voltage 11 - voltage at pin 11 for connecting the consumer;

- Ток 8 - значение тока потребления на выходе силового каскада 6 на основании показаний датчика тока 8;- Current 8 - value of current consumption at the output of power stage 6 based on the readings of current sensor 8;

- Ток 9 - значение тока потребления на выходе силового каскада 7 на основании показаний датчика тока 9;- Current 9 - value of current consumption at the output of power stage 7 based on the readings of current sensor 9;

- Терма. - значение температуры в точке измерения датчиком 12.- Terma. - temperature value at the measurement point by sensor 12.

Данные аналоговые сигналы поступают через буферные повторители 104 на вход мультиплексора АЦП микроконтроллера 103 для дальнейшей обработки согласно алгоритму. These analog signals are supplied through buffer repeaters 104 to the input of the ADC multiplexer of the microcontroller 103 for further processing according to the algorithm.

Также микроконтроллер 103 с целью формирования упомянутых управляющих сигналов выполнен с возможностью приема и обработки следующих цифровых сигналов управления, имеющих высший приоритет при обработке алгоритма:Also, the microcontroller 103, in order to generate the mentioned control signals, is configured to receive and process the following digital control signals, which have the highest priority when processing the algorithm:

- ВКЛ/ОТКЛ - внешнего сигнала, поступающего через внешний соединитель и разрешающего или запрещающего работу устройства вторичного электропитания независимо от интерфейсов. Данный сигнал может поступать от любого устройство включения, например, тумблера;- ON/OFF - an external signal arriving through an external connector and allowing or prohibiting the operation of the secondary power supply device, regardless of the interfaces. This signal can come from any switching device, for example, a toggle switch;

- Сброс 103 - сигнала, поступающего от схемы защиты от превышения входных токов 101 в случае ее срабатывания или при первоначальном включении.- Reset 103 - the signal coming from the input overcurrent protection circuit 101 in the event of its operation or upon initial switching on.

Кроме того, микроконтроллер 103, как правило, включает технологический интерфейс USART (Тех. USART), предназначенный для программирования, прошивки, изменении настроек, получения данных о работе микроконтроллера 103 на этапах производства и наладки, а также изолированный интерфейс USART, предназначенный для приема команд дистанционного управления от внешней цифровой системы управления (контроллера верхнего уровня), приема служебной информации и передачи информации о состоянии устройства вторичного электропитания. При этом в состав пакета информации о состоянии устройства входит по меньшей мере одно из следующего: значения напряжений на линиях, значение напряжения на конденсаторной батарее, значение напряжения на выходе, значение тока по линии вывода 11, температура устройства в контрольной точке 12, сигнализация о превышении тока нагрузки, сигнализация об аварийном превышении или снижении входного напряжения на линиях. Какие конкретно данные о состоянии устройства из перечисленных будут передаваться, определяется подключаемой системой управления.In addition, the microcontroller 103, as a rule, includes a USART technology interface (Tech. USART), designed for programming, firmware, changing settings, obtaining data on the operation of the microcontroller 103 during the production and commissioning stages, as well as an isolated USART interface, designed for receiving commands remote control from an external digital control system (upper level controller), receiving service information and transmitting information about the state of the secondary power supply device. In this case, the package of information about the state of the device includes at least one of the following: voltage values on the lines, voltage value on the capacitor bank, output voltage value, current value along output line 11, device temperature at control point 12, alarm about exceeding load current, alarm about emergency excess or reduction of input voltage on the lines. Which specific data about the state of the device from the listed ones will be transmitted is determined by the connected control system.

Тем не менее, оба интерфейса USART, технологический и изолированный, могут использоваться для приема команд дистанционного управления, приема служебной информации и передачи информации о состоянии устройства, однако как правило постоянно подключен только один из указанных интерфейсов.However, both USART interfaces, technological and isolated, can be used to receive remote control commands, receive service information and transmit device status information, however, as a rule, only one of these interfaces is permanently connected.

Помимо вышеупомянутых сигналов, микроконтроллер 103 способен формировать другие внешние сигналы информации и управления, например, сигналы управления внешним преобразователем напряжения и другие сигналы, известные из уровня техники и очевидные для специалиста. In addition to the above signals, the microcontroller 103 is capable of generating other external information and control signals, such as external voltage converter control signals and other signals known in the art and obvious to one skilled in the art.

Также в некоторых вариантах осуществления схема управления 10 включает линию с напряжением 12 В для обеспечения возможности электропитания внешних маломощных потребителей, например блоков индикации. Also, in some embodiments, the control circuit 10 includes a 12 V line to enable power supply to external low-power consumers, such as display units.

Описание работыDescription of work

Общий принцип работы предложенного устройства поясняется с помощью блок-схемы, показанной на фиг.3. The general operating principle of the proposed device is illustrated using the block diagram shown in Fig. 3.

Загрузчик (блок служебной программы) позволяет осуществлять программирование микроконтроллера 103 по технологическому интерфейсу USART.The bootloader (utility program block) allows programming of the microcontroller 103 via the USART technological interface.

После снятия сигнала сброса (сигнала Сброс 103 на фиг.2) от схемы защиты от превышения входных токов 101 или подключения электропитания по линии 1 и/или линии 2 происходит инициализация периферии и структур, входящих в состав микроконтроллера 103.After removing the reset signal (Reset signal 103 in Fig. 2) from the protection circuit against exceeding input currents 101 or connecting the power supply via line 1 and/or line 2, the peripherals and structures included in the microcontroller 103 are initialized.

Затем микроконтроллер 103 формирует сигнал готовности микроконтроллера 103 (Сброс 101 на фиг.2 и 3), поступающий на вход схемы защиты от превышения входных токов 101.Then the microcontroller 103 generates a readiness signal for the microcontroller 103 (Reset 101 in Figs. 2 and 3), which is input to the input overcurrent protection circuit 101.

Если отсутствует запрещающий внешний сигнал по линии ВКЛ/ОТКЛ (ВКЛ/ОТКЛ на фиг.2 и 3), получаемый посредством внешнего соединителя, то начинается цикл старта - режим первоначального запуска.If there is no prohibiting external signal on the ON/OFF line (ON/OFF in Figs. 2 and 3), received through an external connector, then the start cycle begins - the initial start mode.

Осуществляется цикл стабилизации токов и напряжений - режим стабилизации выходного напряжения при работе от одной входной линии и режим равномерного распределения потребляемой мощности и стабилизации выходного напряжения при небалансе входных напряжений.A cycle of stabilization of currents and voltages is carried out - a mode of stabilization of the output voltage when operating from one input line and a mode of uniform distribution of power consumption and stabilization of the output voltage when the input voltages are unbalanced.

Далее происходит обработка протокола USART - проверяется наличие или отсутствие команды запрета работы по изолированному или технологическому интерфейсам USART, прием команд дистанционного управления от внешней цифровой системы управления, приема служебной информации и передачи информации о состоянии устройства. Next, the USART protocol is processed - the presence or absence of a command to prohibit operation via isolated or technological USART interfaces is checked, remote control commands are received from an external digital control system, service information is received and information about the device status is transmitted.

После чего вновь начинается цикл стабилизации токов и напряжений и так далее.After which the cycle of stabilization of currents and voltages begins again, and so on.

Далее рассмотрены основные режимы работы устройства вторичного электропитания с резервированием по наиболее предпочтительному варианту осуществления, а именно:Next, we consider the main operating modes of a secondary power supply device with redundancy according to the most preferred embodiment, namely:

1) режим первоначального запуска;1) initial launch mode;

2) режим стабилизации выходного напряжения при небалансе входных напряжений или работе от одной входной линии, а также режим равномерного распределения потребляемой мощности;2) output voltage stabilization mode when input voltages are unbalanced or operating from one input line, as well as a mode of uniform distribution of power consumption;

3) аварийные режимы:3) emergency modes:

- превышение входного тока силового каскада;- excess of the input current of the power stage;

- превышение выходного тока силового каскада.- exceeding the output current of the power stage.

1) Режим первоначального запуска. 1) Initial launch mode.

При появлении на силовом вводе 1 и/или 2 для подключения основной и резервной линий электроснабжения постоянного тока напряжения, например, со значением в диапазоне от 12 В до 40 В происходит запуск первого вспомогательного источника электропитания 3. После установления на выходе вспомогательного источника 3 выходного напряжения заданного уровня схема защиты от превышения входных токов 101 формирует сигнал запрета работы драйвера 102 и сброса микроконтроллера 103 для предотвращения неконтролируемого открытия транзисторов силовых каскадов 6 и 7 на время загрузки программы из встроенного постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) микроконтроллера 103. После загрузки программы микроконтроллер 103 выполняет последовательность действий в соответствии с фиг.4.When a voltage appears at power input 1 and/or 2 for connecting the main and backup power supply lines, for example, with a value in the range from 12 V to 40 V, the first auxiliary power source 3 is launched. After the output voltage of the auxiliary source 3 is established of a given level, the protection circuit against exceeding input currents 101 generates a signal to prohibit the operation of the driver 102 and reset the microcontroller 103 to prevent uncontrolled opening of the transistors of power stages 6 and 7 while the program is loaded from the built-in read-only memory (ROM) of the microcontroller 103. After loading the program, the microcontroller 103 executes sequence of actions in accordance with Fig.4.

Взаимодействие с аппаратной частью устройства осуществляется следующим образом:Interaction with the device hardware is carried out as follows:

а) на вход каналов АЦП микроконтроллера 103 через буферные усилители 104 (фиг.2) поступают аналоговые сигналы, несущие информацию о напряжениях, токах и температуре в устройстве.a) the input of the ADC channels of the microcontroller 103 through buffer amplifiers 104 (Fig. 2) receives analog signals carrying information about voltages, currents and temperatures in the device.

Обработка происходит в программном блоке «Получены усредненные данные с АЦП по всем каналам» (фиг.4);Processing occurs in the program block “Averaged data was received from the ADC for all channels” (Fig. 4);

б) обработка полученных значений по каналам АЦП происходит в программных блоках (фиг.4):b) processing of the received values via ADC channels occurs in program blocks (Fig. 4):

- блок «Проверка активности линий» проверяет на соответствие заданному диапазону значения напряжений на линии 1 и линии 2; - the “Line activity check” block checks the voltage values on line 1 and line 2 for compliance with the specified range;

- блок «Конденсаторная батарея заряжена?» проверяет на соответствие заданному значению напряжение на выходе вспомогательного источника 4 (сигнал Напряжение 4 на фиг.2);- block “Is the capacitor battery charged?” checks for compliance with the specified value the voltage at the output of the auxiliary source 4 (signal Voltage 4 in Fig. 2);

- блок «Выходное напряжение в пределах нормы?» проверяет на соответствие заданному значению напряжение на выводе 11;- block “Is the output voltage within normal limits?” checks the voltage at pin 11 for compliance with the specified value;

в) блок «Нагрузка - ВКЛ» может формировать, например, разрешающий сигнал для внешнего преобразователя через внешний соединитель;c) the “Load - ON” block can generate, for example, an enabling signal for an external converter through an external connector;

г) блок «Увеличение ШИМ на активных линиях» увеличивает ширину импульса на выходе блока таймеров микроконтроллера 103 для управления посредством драйвера 102 транзисторами силовых каскадов 6, 7;d) the block “Increasing PWM on active lines” increases the pulse width at the output of the timer block of the microcontroller 103 to control the transistors of the power stages 6, 7 through the driver 102;

д) блок «Заряд - ВКЛ» формирует разрешающий сигнал по линии Заряд батареи (фиг.4), который поступает второй вспомогательный источник 4 для активации его работы (фиг.1).e) the “Charge - ON” block generates an enabling signal along the Battery Charge line (Fig. 4), which is received by the second auxiliary source 4 to activate its operation (Fig. 1).

2) Равномерное распределение потребляемой мощности и стабилизация выходного напряжения при небалансе входных напряжений на основной и резервной линиях выполняются следующим образом.2) Uniform distribution of power consumption and stabilization of the output voltage when the input voltages are unbalanced on the main and backup lines are carried out as follows.

В данном режиме микроконтроллер 103 с целью формирования управляющих сигналов контролирует аналоговые сигналы, несущие информацию о:In this mode, microcontroller 103, in order to generate control signals, controls analog signals that carry information about:

- напряжении на первом и втором вводах 1 и 2;- voltage at the first and second inputs 1 and 2;

- токах потребления на выходах первого и второго силовых каскадов 6 и 7 на основании показаний первого и второго датчика тока 8 и 9 соответственно;- consumption currents at the outputs of the first and second power stages 6 and 7 based on the readings of the first and second current sensors 8 and 9, respectively;

- напряжении на выводе 11 для подключения потребителя.- voltage at pin 11 for connecting a consumer.

В процессе работы микроконтроллер 103 контролирует наличие или отсутствие внешнего сигнала запрета работы от внешней линии включения/отключения (сигнал ВКЛ/ОТКЛ).During operation, the microcontroller 103 monitors the presence or absence of an external operation prohibition signal from an external on/off line (ON/OFF signal).

В процессе работы микроконтроллер 103 передает по запросу по технологическому или изолированному интерфейсу USART внешней цифровой системе управления значения аналоговых сигналов, несущих информацию напряжениях, токах и температуре в устройстве, поступающих на вход АЦП микроконтроллера 103.During operation, the microcontroller 103 transmits, upon request, via a technological or isolated USART interface to an external digital control system, the values of analog signals carrying information about voltages, currents and temperatures in the device, arriving at the input of the ADC of the microcontroller 103.

Также в данном режиме микроконтроллер 103 принимает по технологическому или изолированному интерфейсу USART цифровые сигналы управления от внешней цифровой системы управления.Also in this mode, microcontroller 103 receives digital control signals from an external digital control system via a technological or isolated USART interface.

Дополнительно следует отметить, что стабилизация выходного напряжения при работе от одной входной линии выполняется аналогично вышеописанному способу за исключением того, что микроконтроллер 103 с целью формирования управляющих сигналов контролирует аналоговые сигналы только от этой линии, несущие информацию о напряжении на соответствующем вводе (1 или 2) и токе потребления на выходе соответствующего первого 6 или второго 7 силового каскада.Additionally, it should be noted that stabilization of the output voltage when operating from one input line is carried out similarly to the method described above, except that the microcontroller 103, in order to generate control signals, monitors analog signals only from this line, carrying information about the voltage at the corresponding input (1 or 2) and current consumption at the output of the corresponding first 6 or second 7 power stage.

Для обеспечения стабилизации выходного напряжения при работе от обеих входных линий, либо только от одной, и равномерного распределения потребляемой мощности микроконтроллер 103 выполняет алгоритм, блок-схема которого представлена на фиг.5. Управляющие сигналы микроконтроллера 103 поступают на вход драйвера 102 для усиления и распределения сигналов на транзисторы первого и второго силовых каскадов 6 и 7.To ensure stabilization of the output voltage when operating from both input lines, or from only one, and uniform distribution of power consumption, the microcontroller 103 performs an algorithm, the block diagram of which is presented in Fig.5. The control signals of the microcontroller 103 are supplied to the input of the driver 102 to amplify and distribute the signals to the transistors of the first and second power stages 6 and 7.

Так, в начале и в процессе работы микроконтроллер 103 контролирует наличие или отсутствие разрешающего сигнала по внешней линии ВКЛ/ОТКЛ (фиг.5).Thus, at the beginning and during operation, the microcontroller 103 monitors the presence or absence of an enabling signal via an external ON/OFF line (Fig. 5).

Если разрешающего сигнала нет (значение сигнала ОТКЛ по внешней линии ВКЛ/ОТКЛ), то микроконтроллер 103 формирует управляющий сигнал драйверу 102 в программном блоке «Выключение ШИМ на обеих линиях» посредством перевода выходов блока таймеров в состояние логического 0. Далее микроконтроллер 103 в предпочтительном варианте осуществления формирует сообщение о выключении устройства вторичного электропитания по интерфейсам USART внешней цифровой системе управления.If there is no enabling signal (the value of the OFF signal on the external ON/OFF line), then microcontroller 103 generates a control signal to driver 102 in the “Turn off PWM on both lines” program block by switching the outputs of the timer block to the logical 0 state. Next, microcontroller 103 in the preferred embodiment implementation generates a message about turning off the secondary power supply device via USART interfaces to an external digital control system.

Если разрешающий сигнал есть, то посредством АЦП микроконтроллера 103 принимаются аналоговые сигналы, несущие информацию о напряжениях на вводах 1 и 2, о токе потребления на выходах силовых каскадов 6 и 7 на основании показаний датчиков тока 8 и 9 соответственно, о напряжение на выводе 11. If there is an enabling signal, then analog signals are received through the ADC of microcontroller 103, carrying information about the voltages at inputs 1 and 2, about the current consumption at the outputs of power stages 6 and 7 based on the readings of current sensors 8 and 9, respectively, about the voltage at pin 11.

И проверяется активность основной и резервной линий путем контроля напряжений на вводах 1 и 2 для подключения основной и резервной линий.And the activity of the main and backup lines is checked by monitoring the voltages at inputs 1 and 2 for connecting the main and backup lines.

Если обе линии активны, то проверяется, есть ли превышение по току. Если есть - происходит уменьшение ширины импульсов управления транзисторами силовых каскадов 6 и 7 на заданный шаг (блок - «Сброс ШИМ»). Далее алгоритм завершается.If both lines are active, then it is checked whether there is an excess current. If there is, the width of the control pulses of the transistors of power stages 6 and 7 decreases by a given step (block - “PWM reset”). Then the algorithm ends.

Если превышения по току нет, то проверяется находится ли в пределах нормы выходное напряжение. If there is no excess current, then it is checked whether the output voltage is within the normal range.

Если нет - микроконтроллер 103 сбрасывает программный флаг подтяжки по току и происходит повышение напряжений на активных линиях путем увеличения ширины импульсов управления транзисторами силовых каскадов 6 и 7 на заданный шаг.If not, the microcontroller 103 resets the current pull-up software flag and the voltages on the active lines increase by increasing the width of the control pulses of the transistors of power stages 6 and 7 by a given step.

Если напряжение в пределах нормы, то проверяется, активны ли обе линии - основная и резервная, и, если не активны - алгоритм завершается. Если активны, то при достаточной разнице токов происходит установка программного флага для подтяжки по току в микроконтроллере 103.If the voltage is within normal limits, then it is checked whether both lines - the main and backup - are active, and if they are not active, the algorithm ends. If active, then if the current difference is sufficient, a software flag is set for current tightening in microcontroller 103.

Далее проверяется установлен ли программный флаг подтяжки по току. Если не установлен, то алгоритм завершается. Если флаг установлен, то проверяется, стал ли меньший ток превышать больший. Если не превышает - происходит подтяжка меньшего тока к большему путем изменения ширины импульсов управления транзисторами силовых каскадов 6 и 7 на заданный шаг, а если превышает - происходит сброс программного флага подтяжки по току и алгоритм завершается.Next, it is checked whether the current boost software flag is set. If not set, the algorithm ends. If the flag is set, then it is checked whether the smaller current has begun to exceed the larger one. If it does not exceed, the smaller current is pulled up to the larger one by changing the width of the control pulses of the transistors of power stages 6 and 7 by a given step, and if it exceeds, the current pull-up software flag is reset and the algorithm ends.

Именно таким методом реализуется возможность схемы управления 10 по стабилизации выходного напряжения и равномерного распределения потребляемой мощности от основной и резервной линий электроснабжения при небалансе напряжений между вводами 1 и 2 от 0,5 В.It is this method that realizes the ability of control circuit 10 to stabilize the output voltage and uniformly distribute power consumption from the main and backup power supply lines when the voltage imbalance between inputs 1 and 2 is from 0.5 V.

3.1) Аварийный режим: превышение входного тока силового каскада 6 и/или 7.3.1) Emergency mode: exceeding the input current of power stage 6 and/or 7.

В данном режиме при превышении входных токов силовых каскадов 6 и/или 7 схема защиты от превышения входных токов 101 формирует сигнал запрета работы драйвера 102 с постоянным уровнем, импульсный сигнал сброса микроконтроллера 103 (сигнал Сброс 103) и формирует внешний сигнал Авария для подключенного потребителя.In this mode, if the input currents of power stages 6 and/or 7 are exceeded, the protection circuit against exceeding input currents 101 generates a signal to prohibit the operation of the driver 102 with a constant level, a pulse reset signal of the microcontroller 103 (signal Reset 103) and generates an external Alarm signal for the connected consumer.

При этом происходит переход на электропитание от резервного емкостного накопителя 5, который путем разряда через диод осуществляет электропитание потребителя на линии 11 (фиг.1).In this case, a transition occurs to the power supply from the backup capacitive storage device 5, which, by discharging through a diode, supplies power to the consumer on line 11 (Fig. 1).

После окончания импульса сигнала Сброс 103, загрузки программы из внутреннего ПЗУ, выполнения инициализации периферии и структур микроконтроллер 103 ожидает цифровой сигнал на включение по интерфейсу технологическому или изолированному USART от внешней цифровой системы управления. Сигнал на перевод схемы защиты от превышения входных токов 101 в режим контроля тока не формируется. В случае отсутствия абонентов интерфейса USART и отсутствия сигнала запрета работы от внешней линии включения/отключения (ВКЛ/ОТКЛ) микроконтроллер 103 переходит в режим первоначального запуска.After the end of the signal pulse Reset 103, loading the program from the internal ROM, initializing the peripherals and structures, the microcontroller 103 waits for a digital signal to turn on via a technological interface or an isolated USART from an external digital control system. The signal to transfer the protection circuit against exceeding input currents 101 to the current control mode is not generated. If there are no USART interface subscribers and there is no operation prohibition signal from the external on/off line (ON/OFF), the microcontroller 103 goes into the initial startup mode.

3.2) Аварийный режим: превышение выходного тока на выводе 11 для подключения внешнего потребителя.3.2) Emergency mode: excess output current at pin 11 for connecting an external consumer.

В этом режиме при превышении выходных токов силовых каскадов 6 и/или 7 микроконтроллер 103 с заданным шагом снижает ширину импульса сигналов, из которых формируются сигналы управления транзисторами силовых каскадов, поступающих на вход драйвера 102. При достижении минимального значения ширины импульса управляющих сигналов микроконтроллер 103 устанавливает на входе драйвера 102 сигнал с уровнем логического «0». In this mode, when the output currents of power stages 6 and/or 7 are exceeded, the microcontroller 103 with a given step reduces the pulse width of the signals from which the control signals for the transistors of the power stages are formed, supplied to the input of the driver 102. When the minimum value of the pulse width of the control signals is reached, the microcontroller 103 sets at the driver input 102 there is a signal with a logical level “0”.

Также микроконтроллер 103 формирует по подключенному технологическому или изолированному интерфейсу USART внешней цифровой системе управления сигнала о перегрузке на линии 11. При этом происходит переход на электропитание от резервного емкостного накопителя 5, который до полного разряда через диод осуществляет электропитание потребителя на линии 11 (фиг.1).Also, microcontroller 103 generates an overload signal on line 11 via a connected technological or isolated USART interface to an external digital control system. In this case, a transition to power supply from the backup capacitive storage device 5 occurs, which supplies power to the consumer on line 11 until it is completely discharged through a diode (Fig. 1 ).

Возобновление работы устройства происходит при наличии разрешающего цифрового сигнала дистанционного управления, поступившего по технологическому или изолированному интерфейсу USART.Resumption of device operation occurs in the presence of an enabling digital remote control signal received via the technological or isolated USART interface.

Таким образом, при использовании настоящего изобретения достигается следующее:Thus, using the present invention the following is achieved:

- обеспечивается равномерное распределение потребляемой мощности от двух независимых линий электроснабжения с одновременной стабилизацией выходного напряжения устройства вторичного электропитания, причем обеспечивается равномерное распределение потребляемой мощности даже при небалансе напряжений от 0,5 В;- uniform distribution of power consumption from two independent power supply lines is ensured with simultaneous stabilization of the output voltage of the secondary power supply device, and uniform distribution of power consumption is ensured even with a voltage imbalance of 0.5 V;

- обеспечивается возможность передачи по внешнему изолированному интерфейсу информации о состоянии устройства вторичного электропитания и приема команд дистанционного управления по этому же интерфейсу;- it is possible to transmit information about the state of the secondary power supply device via an external isolated interface and receive remote control commands via the same interface;

- повышается отказоустойчивость устройства в процессе эксплуатации при аварийной работе с небалансом напряжений;- increases the fault tolerance of the device during operation during emergency operation with voltage imbalance;

- уменьшаются габариты устройства за счет снижения общего количества компонентов;- the dimensions of the device are reduced by reducing the total number of components;

- обеспечивается возможность формирования команд на аварийное завершение программ внешним потребителям при переходе на электропитание от резервного накопителя;- it is possible to generate commands for emergency termination of programs to external consumers when switching to power supply from a backup storage device;

- обеспечивается возможность электропитания внешних маломощных потребителей.- the possibility of power supply to external low-power consumers is provided.

Пример осуществления изобретенияAn example of the invention

Для подтверждения возможности достижения технического результата и заявленных преимуществ был изготовлен и испытан тестовый образец, к которому были предъявлены следующие требования по электрическим параметрам:To confirm the possibility of achieving a technical result and the stated advantages, a test sample was manufactured and tested, to which the following requirements were imposed on electrical parameters:

- образец должен обеспечивать прием и преобразование двух резервированных каналов 27 В постоянного тока СЭ (системы электроснабжения); - the sample must provide reception and conversion of two redundant 27 V DC channels of the SE (power supply system);

- параметры воздействий на входе и диапазон входных напряжений должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 54073-2017 и МУ-160-89;- input influence parameters and input voltage range must comply with the requirements of GOST R 54073-2017 and MU-160-89;

- выходное напряжение (48,8±1,0) В.- output voltage (48.8±1.0) V.

- мощность, потребляемая потребителем по линии 11, при электропитании от одного канала СЭ (системы электроснабжения) должна быть не менее 300 Вт.- the power consumed by the consumer via line 11, when powered from one channel of the SE (power supply system), must be at least 300 W.

Ниже приведены результирующие характеристики изобретения. Электрические характеристики:Below are the resulting characteristics of the invention. Electrical characteristics:

Табл.1 Table 1

Наименование характеристикиCharacteristic name ЗначениеMeaning УсловияConditions Минимальное рабочее входное напряжение для основной линии 1 и резервной линии 2, ВMinimum operating input voltage for main line 1 and backup line 2, V 1818 -- Максимальное рабочее входное напряжение для основной линии 1 и резервной линии 2, ВMaximum operating input voltage for main line 1 and backup line 2, V 3636 -- Аварийное верхнее входное напряжение для линии 1 и линии 2, ВEmergency upper input voltage for line 1 and line 2, V 4040 в течение 1 минwithin 1 min Аварийное нижнее входное напряжение для линии 1 и линии 2, ВEmergency low input voltage for line 1 and line 2, V 1010 в течение 1 мин, выходное напряжение не нормируетсяfor 1 min, output voltage is not standardized Номинальное выходное напряжение, ВRated output voltage, V 48 ±148 ±1 -- Номинальное напряжение для заряда конденсаторной батареи, ВRated voltage for charging a capacitor bank, V 47,0 ± 0,547.0 ± 0.5 -- Номинальное выходное напряжение для электропитания вспомогательных цепей, ВRated output voltage for power supply of auxiliary circuits, V 12,0 ± 0,212.0 ± 0.2 при номинальной нагрузкеat rated load Максимальный ток потребления вспомогательными цепями, АMaximum current consumption by auxiliary circuits, A не более 0,3no more than 0.3 --

Получены следующие напряжения на выходе тестового образца в зависимости от входного напряжения:The following voltages were obtained at the output of the test sample depending on the input voltage:

Табл.2Table 2

№ п/пNo. Напряжение на входе линии 1, ВLine 1 input voltage, V Напряжение на входе линии 2, ВLine 2 input voltage, V Напряжение на выходе образца, ВSample output voltage, V 11 27,0±0,227.0±0.2 27,0±0,227.0±0.2 48,10348.103 22 18,0±0,218.0±0.2 18,0±0,218.0±0.2 48,548.5 33 24,0±0,224.0±0.2 24,0±0,224.0±0.2 48,7248.72 44 33,0±0,233.0±0.2 33,0±0,233.0±0.2 48,448.4 55 36,0±0,236.0±0.2 36,0±0,236.0±0.2 48,848.8 66 27,0±0,227.0±0.2 00 48,6548.65 77 18,0±0,218.0±0.2 00 48,348.3 88 24,0±0,224.0±0.2 00 48,4148.41 99 33,0±0,233.0±0.2 00 48,848.8 1010 36,0±0,236.0±0.2 00 49,049.0 11eleven 00 27,0±0,227.0±0.2 48,5848.58 1212 00 18,0±0,218.0±0.2 48,848.8 1313 00 24,0±0,224.0±0.2 48,7848.78 1414 00 33,0±0,233.0±0.2 48,10248.102 1515 00 36,0±0,236.0±0.2 48,8848.88

Таким образом, подтверждена возможность работы резервированного устройства вторичного электропитания от двух независимых линий постоянного тока с достижением технического результата и заявленных преимуществ.Thus, the possibility of operating a redundant secondary power supply device from two independent DC lines with the achievement of a technical result and the stated advantages has been confirmed.

Из вышеприведенного описания специалисту в данной области техники будет понятно, что изобретение реализуется известными методами и с помощью известных средств.From the above description it will be clear to a person skilled in the art that the invention is implemented by known methods and using known means.

Claims (32)

1. Резервированное устройство вторичного электропитания от двух независимых линий постоянного тока, содержащее1. Redundant secondary power supply device from two independent DC lines, containing первый (1) и второй (2) вводы для подключения основной и резервной линий электроснабжения постоянного тока соответственно,the first (1) and second (2) inputs for connecting the main and backup DC power lines, respectively, первый (3) и второй (4) вспомогательные источники электропитания, каждый из которых связан с упомянутыми вводами (1) и (2), first (3) and second (4) auxiliary power supplies, each of which is connected to said inputs (1) and (2), резервный емкостной накопитель (5), связанный со вспомогательными источниками (3) и (4) и с выводом (11) для подключения потребителя,backup capacitive storage (5) connected to auxiliary sources (3) and (4) and to output (11) for connecting a consumer, первый (6) силовой каскад, связанный с первым вводом (1), и второй (7) силовой каскад, связанный со вторым вводом (2),the first (6) power stage connected to the first input (1), and the second (7) power stage connected to the second input (2), первый (8) датчик тока, установленный после первого силового каскада (6), и второй (9) датчик тока, установленный после второго силового каскада (7), the first (8) current sensor installed after the first power stage (6), and the second (9) current sensor installed after the second power stage (7), схему управления (10), связанную со вспомогательными источниками электропитания (3, 4), силовыми каскадами (6, 7), датчиками тока (8, 9) и снабженную цифровыми интерфейсами,control circuit (10) connected to auxiliary power supplies (3, 4), power stages (6, 7), current sensors (8, 9) and equipped with digital interfaces, а также вывод (11) для подключения потребителя, связанный с датчиками тока (8, 9),as well as output (11) for connecting a consumer, connected to current sensors (8, 9), причем первый (3) вспомогательный источник предназначен для обеспечения электропитанием схемы управления (10), второй (4) вспомогательный источник предназначен для заряда резервного емкостного накопителя (5) и резервного электропитания первого вспомогательного источника (3),wherein the first (3) auxiliary source is designed to provide power to the control circuit (10), the second (4) auxiliary source is intended to charge the backup capacitive storage (5) and backup power to the first auxiliary source (3), резервный емкостной накопитель (5) предназначен для электропитания первого вспомогательного источника (3) и подачи электропитания по линии вывода (11) при превышении токов по основной и/или резервной линии электроснабжения или при одновременном отключении этих линий, а backup capacitive storage (5) is designed to power the first auxiliary source (3) and supply power via the output line (11) when currents on the main and/or backup power supply lines are exceeded or when these lines are simultaneously disconnected, and схема управления (10) выполнена с возможностью стабилизации выходного напряжения и равномерного распределения потребляемой мощности от основной и резервной линий электроснабжения, включает схему защиты от превышения входных токов (101), драйвер (102) и микроконтроллер (103), выполненный с возможностью формирования следующих управляющих сигналов:the control circuit (10) is designed to stabilize the output voltage and uniformly distribute power consumption from the main and backup power supply lines, includes a protection circuit against exceeding input currents (101), a driver (102) and a microcontroller (103), configured to generate the following control signals: – цифровых сигналов драйверу (102) для управления работой транзисторов силовых каскадов (6, 7);– digital signals to the driver (102) to control the operation of the transistors of the power stages (6, 7); – сигнала, разрешающего или запрещающего работу второго (4) вспомогательного источника электропитания;– a signal allowing or prohibiting the operation of the second (4) auxiliary power source; – сигнала готовности микроконтроллера (103) к работе, переводящего схему защиты от превышения входных токов (101) в режим контроля тока, в котором схема (101) разрешает работу драйвера (102). – the microcontroller (103) readiness signal for operation, which switches the protection circuit against exceeding input currents (101) into the current control mode, in which the circuit (101) allows the driver (102) to operate. 2. Устройство по п.1, в котором схема защиты от превышения входных токов (101) схемы управления (10) выполнена с возможностью следующего: 2. The device according to claim 1, in which the overcurrent protection circuit (101) of the control circuit (10) is configured to do the following: – формирования сигнала сброса для микроконтроллера (103) в любом из следующих случаев: при первичном включении устройства, при включении после одновременного отключения основной и резервной линий электроснабжения, при срабатывании схемы защиты (101) в случае превышения токов по основной и/или резервной линии;– generation of a reset signal for the microcontroller (103) in any of the following cases: when the device is turned on for the first time, when turned on after a simultaneous shutdown of the main and backup power supply lines, when the protection circuit (101) is triggered in case of excess currents on the main and/or backup line; – формирования сигнала запрета работы драйвера (102) в любом из следующих случаев: при инициализации программы микроконтроллера (103), при включении после аварийного отключения основной и резервной линий электроснабжения, при срабатывании схемы защиты (101) в случае превышения токов по основной и/или резервной линии.– generating a signal to prohibit the operation of the driver (102) in any of the following cases: when initializing the microcontroller program (103), when turning on after an emergency shutdown of the main and backup power supply lines, when the protection circuit (101) is triggered in case of excess currents on the main and/or backup line. 3. Устройство по п.1, в котором драйвер (102) схемы управления (10) предназначен для управления работой транзисторов силовых каскадов (6, 7) посредством выполнения логической функции И с сигналом запрета работы от схемы защиты от превышения входных токов (101) и сигналом, поступающим от микроконтроллера (103).3. The device according to claim 1, in which the driver (102) of the control circuit (10) is designed to control the operation of the transistors of the power stages (6, 7) by performing the logical function AND with an operation prohibition signal from the protection circuit against exceeding input currents (101) and a signal coming from the microcontroller (103). 4. Устройство по п.1, в котором микроконтроллер (103) схемы управления (10) с целью формирования упомянутых управляющих сигналов выполнен с возможностью приема и обработки аналоговых сигналов, несущих следующую информацию:4. The device according to claim 1, in which the microcontroller (103) of the control circuit (10) for the purpose of generating said control signals is configured to receive and process analog signals carrying the following information: – напряжение на основной линии электроснабжения;– voltage on the main power supply line; – напряжение на резервной линии электроснабжения;– voltage on the backup power supply line; – напряжение на выводе (11) для подключения потребителя;– voltage at terminal (11) for connecting the consumer; – напряжение на втором (4) вспомогательном источнике электропитания;– voltage on the second (4) auxiliary power supply; – значение тока на основании показаний первого датчика тока (8);– current value based on the readings of the first current sensor (8); – значение тока на основании показаний второго датчика тока (9);– current value based on the readings of the second current sensor (9); – значение температуры в точке измерения датчиком (12),– temperature value at the point of measurement by sensor (12), и с возможностью приема и обработки следующих цифровых сигналов управления:and with the ability to receive and process the following digital control signals: – внешнего сигнала, разрешающего или запрещающего работу устройства вторичного электропитания независимо от интерфейсов;– an external signal that allows or prohibits the operation of the secondary power supply device, regardless of the interfaces; – сигнала, поступающего от схемы защиты от превышения входных токов (101) в случае ее срабатывания или при первоначальном включении.– a signal coming from the input overcurrent protection circuit (101) in the event of its operation or upon initial switching on. 5. Устройство по п.1, в котором микроконтроллер (103) схемы управления (10) включает технологический интерфейс USART, предназначенный для прошивки, изменения настроек, получения данных о работе микроконтроллера (103) на этапах производства и наладки, а также изолированный интерфейс USART, предназначенный для приема команд дистанционного управления от внешней цифровой системы управления и передачи информации о состоянии устройства вторичного электропитания. 5. The device according to claim 1, in which the microcontroller (103) of the control circuit (10) includes a USART technological interface intended for firmware, changing settings, obtaining data on the operation of the microcontroller (103) at the stages of production and commissioning, as well as an isolated USART interface , designed to receive remote control commands from an external digital control system and transmit information about the state of the secondary power supply device. 6. Устройство по п.1, в котором силовые каскады (6, 7) предназначены для преобразования постоянного напряжения 27 В в постоянное напряжение 48 В.6. The device according to claim 1, in which the power stages (6, 7) are designed to convert a DC voltage of 27 V to a DC voltage of 48 V. 7. Устройство по п.1, в котором второй (4) вспомогательный источник электропитания предназначен для преобразования постоянного напряжения 27 В в постоянное напряжение 47 В.7. The device according to claim 1, wherein the second (4) auxiliary power supply is configured to convert 27V DC voltage to 47V DC voltage.
RU2023129907A 2023-11-17 Redundant secondary power supply from two independent dc lines RU2815916C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2815916C1 true RU2815916C1 (en) 2024-03-25

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6774507B1 (en) * 2003-03-26 2004-08-10 Lucent Technologies Inc. Reliable DC power supply
RU2499348C1 (en) * 2012-08-30 2013-11-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" Intelligent voltage converter
RU2533204C1 (en) * 2014-02-14 2014-11-20 Закрытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ВИП" Modular uninterrupted direct-current power supply system for consumers
RU2583002C1 (en) * 2014-12-12 2016-04-27 Открытое акционерное общество "РАТЕП" Secondary power device with backup
RU2606979C1 (en) * 2015-09-30 2017-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Наука-Энерготех" (ООО "Наука-Энерготех") Method of controlling total ballast load in autonomous multi-modular electric power plant based on stirling engines
RU2754919C1 (en) * 2020-11-19 2021-09-08 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Secondary electrical power supply path with redundancy

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6774507B1 (en) * 2003-03-26 2004-08-10 Lucent Technologies Inc. Reliable DC power supply
RU2499348C1 (en) * 2012-08-30 2013-11-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" Intelligent voltage converter
RU2533204C1 (en) * 2014-02-14 2014-11-20 Закрытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ВИП" Modular uninterrupted direct-current power supply system for consumers
RU2583002C1 (en) * 2014-12-12 2016-04-27 Открытое акционерное общество "РАТЕП" Secondary power device with backup
RU2606979C1 (en) * 2015-09-30 2017-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Наука-Энерготех" (ООО "Наука-Энерготех") Method of controlling total ballast load in autonomous multi-modular electric power plant based on stirling engines
RU2754919C1 (en) * 2020-11-19 2021-09-08 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Secondary electrical power supply path with redundancy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8917061B2 (en) System and method for battery cell balancing
US10461572B2 (en) Transformer coupled current capping power supply topology
US9893561B2 (en) Power supply conversion system and method of controlling the same
US20090251100A1 (en) Stackable battery module
JP2002135986A (en) Voltage equalizer device and method
US20180287408A1 (en) Direct current uninterruptible power supply with ac power supply and related methods
EP3506457B1 (en) Charging power system with low standby power consumption and method of controlling the same
WO2013018693A1 (en) Charge/discharge control system for storage cell assembly
JP2010075043A (en) Circuit and power source having controller and insulated interface, and method
US20220102988A1 (en) Battery pack
US10001824B2 (en) Power system and power allocation method thereof
RU2815916C1 (en) Redundant secondary power supply from two independent dc lines
US10923947B2 (en) Direct current uninterruptible power supply with cloud server and related methods
JP2009148110A (en) Charger/discharger and power supply device using the same
WO2023216566A1 (en) Power distribution circuit, method for controlling power supply of power distribution circuit, and power supply system
US11095123B2 (en) Redundant DC voltage network
US20110175445A1 (en) Fuel cell system and power management method thereof
EP3091634A1 (en) Power supply device for hvdc controller
US11283286B2 (en) Uninterruptible power supply
JP2012084481A (en) Dc outlet
WO2021215282A1 (en) Uninterruptible power supply device
JP2024502008A (en) Power converters and how they work
KR20220065600A (en) Direct current distribution based charging/discharging system for battery formation
JP2007330073A (en) Uninterruptible power source system
US6665199B2 (en) Device supplied with current of limited strength