CN117526683B - 一种高压直流变换器***及同步启停故障处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高压直流变换器***及同步启停故障处理方法,单个级联功率变换模块包括第二处理器、第一通信电路、第二通信电路、硬件总线组件、功率处理组件和第二存储器;主控模块包括第一处理器、第三通信电路、第四通信电路、第一存储器及第五通信电路;功率变换模块中第一通信电路与硬件同步总线连接;功率变换模块中第二通信电路与内部通讯总线连接;主控模块中第三通信电路与硬件同步总线连接;主控模块中第四通信电路与内部通讯总线连接;主控模块中第五通信电路与对外通讯总线连接。本发明使各级联功率变换模块同步启停,实现故障保护,且具有较高实时性与高可靠性。
Description
技术领域
本发明属于高压直流变换器***技术领域,尤其涉及一种高压直流变换器***及同步启停故障处理方法。
背景技术
目前,海洋资源有着巨大的开发潜力和研究价值,海洋资源开发是一种具有深远意义的新兴领域。海底观测网已成为21世纪海洋研究的重要途径之一,海底供电***是海底观测网涉及的关键,而海底高压直流变换器作为海底观测网中的关键装置,能够将岸基高压电源通过数百公里的海缆传输数千伏以上的高压直流电降压变换为海底观测平台所需的数百伏中压直流电。目前海底供电高压高频变换器存在两种可行性实现方案,即多功率管串联(单级拓扑)和级联功率变换模块变换器(ISOP)。模块化变换器有着冗余操作能力,规范的模块化操作和功率拓展的灵活性等优点。考虑海底远距离输电海缆大的LRC寄生参数与大动态变化特性的负载影响,以及长期可靠运行,因此需提高模块电源化变换器的稳定性、实时响应速度及可靠性。
ISOP***可以使得额定电压较低的开关管应用于高输入电压和低输出电压大电流场合。保证其输入侧均压和输出侧均流是其构成稳定工作***最基本的运行要求。不仅是稳定运行需要保证所有模块输入侧均压,而且在启机、停机以及发生故障均需要所有模块间实现均压或者瞬间关机实现保护。
ISOP***中模块间启机与停机不同步,会导致***发生故障。1)模块间启动存在延时,则存在输入侧电压存在不均压,严重时导致多模块间均压环路发生振荡甚至超过器件安全工作区间,发生不可逆故障;2)模块间停机存在较大延时(模块封锁PWM信号实现停机),先停机的模块输入侧阻抗远远大于其他模块,则其输入电压分压远远大于其他模块,导致该模块中功率器件承受较大电压,甚至超过其安全工作区间,发生不可逆故障。
另外,ISOP***中单模块发生输入侧或输出侧短路故障,导致模块发生不均压或不均流。若此时ISOP***中单模块触发故障保护(封锁PWM信号或者输入旁路开关打开),保护信号不能及时发送给所有模块封锁PWM信号实现同步停机,则发生故障的模块输入电流迅速上升,超过器件安全工作阈值,严重时整个***造成永久性的故障。
现有同步启停机或故障处理方法技术,一般采用通讯总线或多条并行启停机控制线。如CAN通讯总线可支持长距离传输(通信速度与距离成负相关性),且传输数据可靠性高。但CAN通信总线传输需按特殊协议进行传输,一对多传输速度不能达到快速ns级别的响应,因此不具备传输快速同步启停机的特性。另外多条并行控制线可实现快速启停机与故障保护的功能,但走线复杂(需配置与模块数量一致的控制线),考虑到高压直流变换器高隔离耐压,空间受限且强的电磁干扰环境,并行控制线的方法或技术难以应用在该领域。
发明内容
本发明实施例提供一种高压直流变换器***,旨在解决现有技术中级联功率变换模块(ISOP输入串联输出并联型)高压直流变换器各模块在启停机及故障时保护同步性、实时性差及现有总线控制技术方法可靠性差,引起各模块输入不均压或出现过冲电流,导致模块内部功率MOS管发生过压击穿,更严重甚至导致所有模块击穿,最后整个高压直流变换器***崩溃等问题。
第一方面,本发明实施例提供一种高压直流变换器***,包括:硬件同步总线、对外通讯总线、内部通讯总线、主控模块和若干个级联功率变换模块;各个功率变换模块采用输入串联输出并联的方式连接;
单个功率变换模块中包括第二处理器、第一通信电路、第二通信电路、硬件总线组件、功率处理组件和第二存储器;第二处理器分别与第一通信电路、第二通信电路、硬件总线组件、功率处理组件和第二存储器连接;第一通信电路与硬件同步总线连接;第二通信电路与内部通讯总线连接;
主控模块包括第一处理器、第三通信电路、第四通信电路、第一存储器及第五通信电路;第一处理器分别与第三通信电路、第四通信电路、第一存储器和第五通信电路连接;第三通信电路与硬件同步总线连接;第四通信电路与内部通讯总线连接;第五通信电路与对外通讯总线连接;
第一处理器用于:在高压输入电源电压建立后,通过第三通信电路向硬件同步总线发送总线复位信号,并做延时处理;通过第四通信电路向内部通讯总线发送启机指令;通过第三通信电路向硬件同步总线发送启动脉冲或停止信号;
各第二处理器用于:在通过第二通信电路接收到内部通讯总线的启机指令后,启动定时;在定时时间内,判断是否接收到第三通信电路向硬件同步总线发送的脉冲信号,且在脉冲信号下降沿时刻,控制对应的功率变换模块同步启机,输出中压电源;在接收到硬件同步总线发送的故障信号或停机信号时,控制正在工作的所有功率变换模块同步停机,以关闭中压电源。
进一步地,高压直流变换器***还包括上位机终端;所述上位机终端通过所述对外通讯总线与所述主控模块连接,用于配置高压直流变换器***工作模式与发送启停机控制命令,以及用于监控高压直流变换器***运行状态;所述对外通讯总线用于将所述高压直流变换器***内部数据与状态上传给上位机终端。
进一步地,所述主控模块中的所述第三通信电路与所述功率变换模块中的所述第一通信电路通过所述硬件同步总线连接,用于将所述主控模块启停机信号与故障信号发送给多个级联功率变换模块;
所述主控模块中的所述第四通信电路与所述功率变换模块中的所述第二通信电路通过所述内部通讯总线连接,用于所述主控模块下发控制指令与查询级联功率变换模块内部运行状态与工作数据。
进一步地,所述第一通信电路用于将所述硬件同步总线的脉冲信号或电平信号输出给所述第二处理器,以发出启停机指令或故障保护信号;
所述第二通信电路用于上传所述功率变换模块运行状态与运行数据及所述第二存储器故障信息;
所述硬件总线组件用于使能或复位硬件同步总线信号;所述第二存储器用于存储所述功率变换模块内部参数与功率变换模块故障信息。
进一步地,所述第一存储器用于存储所述主控模块内部故障信息或配置参数。
第二方面,本发明实施例提供一种同步启停故障处理方法,所述同步启停故障处理方法应用于所述高压直流变换器***,所述方法包括:
高压输入电源电压建立后,主控模块中第一处理器通过第三通信电路向硬件同步总线发送总线复位信号,并做延时处理;
主控模块中的第一处理器通过第四通信电路向内部通讯总线发送启机指令;
功率变换模块中的第二处理器通过第二通信电路接收到所述内部通讯总线的启机指令后,启动定时;
所有功率变换模块中的第二处理器在定时时间内,判断是否接收到所述主控模块通过所述第三通信电路向所述硬件同步总线发送的脉冲信号,且在脉冲信号下降延时刻,所有状态正常的功率变换模块同步启机,输出中压电源;
所有功率变换模块中的第二处理器接收到所述硬件同步总线故障或停机信号时,控制正在工作的所有功率变换模块同步停机,同时将故障信号存储在第二存储器中;
主控模块收到硬件同步总线故障或停机信号,将所述主控模块触发的故障信号存储在第一存储器中,并通过所述内部通讯总线读取所有功率变换模块故障信息,将所有功率变换模块故障信息存储在第一存储器中。
进一步地,所述所有功率变换模块中的第二处理器在定时时间内,判断是否接收到所述主控模块通过所述第三通信电路向所述硬件同步总线发送的脉冲信号,且在脉冲信号下降延时刻,所有状态正常的功率变换模块同步启机,输出中压电源的步骤包括:
所有功率变换模块中的第二处理器判断接收所述硬件同步总线脉冲信号是否超过定时时间;
若否,主控模块中的第一处理器通过所述第三通信电路向所述硬件同步总线发送脉冲信号;
所有正在工作的所述功率变换模块中的所述第二处理器在接收到脉冲信号下降沿时刻,进行同步启机,输出中压电源。
进一步地,所述所有功率变换模块中的第二处理器接收到所述硬件同步总线故障或停机信号时,控制正在工作的所有功率变换模块同步停机,同时将故障信号存储在第二存储器中的步骤包括:
各个功率变换模块中的第二处理器判断是否接收到所述硬件同步总线故障或停机信号;
在接收到所述硬件同步总线故障或停机信号时,各个第二处理器判断各个所述功率变换模块是否均正常运行;
若否,则将正在工作的所有功率变换模块同步停机,并将故障信号存储在第二存储器中。
进一步地,所述方法,还包括:
所述主控模块将所述第一存储器与所述第二存储器中故障信息通过对外通讯总线上传至上位机终端;
上位机终端设置高压直流变换器***工作模式为调试模式;
在高压直流变换器***被配置为调试模式的情况下,所述上位机终端通过所述第五通信电路向所述主控模块发送启机命令;
在高压直流变换器***被配置为非调试模式的情况下,所述上位机终端通过所述第五通信电路向所述主控模块发送停机命令。
本发明所达到的有益效果:本发明中采用一条总线实现分时传输脉冲与电平实现启停故障保护的方法,第一处理器用于:在高压输入电源电压建立后,通过第三通信电路向硬件同步总线发送总线复位信号,并做延时处理;通过第四通信电路向内部通讯总线发送启机指令;各第二处理器用于:在通过第二通信电路接收到内部通讯总线的启机指令后,启动定时;在定时时间内,判断是否接收到第三通信电路向硬件同步总线发送的脉冲信号,且在脉冲信号下降沿时刻,控制对应的功率变换模块同步启机,输出中压电源;在接收到硬件同步总线发送的故障信号或停机信号时,控制正在工作的所有功率变换模块同步停机;总线传输速度快,使得所有级联的功率变换模块同步性高;总线结构简单化,便于对总线进行隔离传输;还采用了硬件同步总线与内部通讯总线相结合的方式,利用硬件同步总线传输迅速的特性及内部通讯总线传输数据可靠的特性,实现快速与可靠的启停机及故障保护的效果,避免级联功率变换模块在瞬态启停机与故障保护过程中出现不均压的情况;还采用另外一条差分双绞线形式的总线,易于冗余应用,提高整机的可靠性。本发明不仅实现各级联功率变换模块同步启停与故障保护较高的实时性,以及对故障信息快速存储还原故障真实状态,同时满足高隔离耐压、高抗干扰性,高可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种高压直流变换器***的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种同步启停故障处理方法的流程图;
图3是本发明实施例提供的同步启停故障处理方法在启机时的时序图;
图4是本发明实施例提供的同步启停故障处理方法在启机不成功的时序图;
图5是本发明实施例提供的同步启停故障处理方法在停机时的时序图;
图6是本发明实施例提供的另一种高压直流变换器***的结构示意图;
图7是本发明实施例提供的一种同步启停故障处理方法的交互流程图。
其中,100、高压直流变换器***;110、功率变换模块;120、主控模块;131、硬件同步总线;132、内部通讯总线;133、对外通讯总线;111、第二处理器;112、第一通信电路;113、第二通信电路;114、硬件总线组件;115、功率处理组件;116、第二存储器;121、第一处理器;122、第三通信电路;123、第四通信电路;124、第一存储器;125、第五通信电路;000、上位机终端。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
现有技术方案中,由于现有技术中级联模块(ISOP输入串联输出并联型)高压直流变换器中的各模块在启停机及故障保护同步性、实时性差及现有总线控制技术方法可靠性差,引起各模块输入不均压或出现过冲电流,导致模块内部功率MOS管发生过压击穿,更严重甚至导致所有模块击穿,最后整个高压直流变换器***崩溃等问题。
而本发明中,第一处理器用于:在高压输入电源电压建立后,通过第三通信电路向硬件同步总线发送总线复位信号,并做延时处理;通过第四通信电路向内部通讯总线发送启机指令;各第二处理器用于:在通过第二通信电路接收到内部通讯总线的启机指令后,启动定时;在定时时间内,判断是否接收到第三通信电路向硬件同步总线发送的脉冲信号,且在脉冲信号下降沿时刻,控制对应的功率变换模块同步启机,输出中压电源;在接收到硬件同步总线发送的故障信号或停机信号时,控制正在工作的所有功率变换模块同步停机;通过主控模块中第三通信电路与功率变换模块中第一通信电路通过硬件同步总线连接,用于将主控模块启停机信号与故障信号发送给多个级联功率变换模块;主控模块中第四通信电路与功率变换模块中第二通信电路通过内部通讯总线连接,用于主控模块下发控制指令与查询级联功率变换模块内部运行状态与工作数据;上位机终端通过对外通讯总线与主控模块连接,用于配置高压直流变换器***工作模式与发送启停机控制命令,以及用于监控高压直流变换器***运行状态。本发明不仅实现各级联功率变换模块同步启停与故障保护较高的实时性,以及对故障信息快速存储还原故障真实状态,还同时满足高隔离耐压、高抗干扰性,高可靠性。
参见图1,图1是本发明实施例提供的一种高压直流变换器***的结构示意图。高压直流变换器***100包括:硬件同步总线131、对外通讯总线133、内部通讯总线132、主控模块120和若干个级联功率变换模块110;各个级联功率变换模块110采用输入串联输出并联的方式连接;
单个级联功率变换模块110中包括第二处理器111、第一通信电路112、第二通信电路113、硬件总线组件114、功率处理组件115和第二存储器116。第二处理器111分别与第一通信电路112、第二通信电路113、硬件总线组件114、功率处理组件115和第二存储器116连接。第一通信电路112与硬件同步总线131连接;第二通信电路113与内部通讯总线132连接。
主控模块120包括第一处理器121、第三通信电路122、第四通信电路123、第一存储器124及第五通信电路125。第一处理器121分别与第三通信电路122、第四通信电路123、第一存储器124和第五通信电路125连接。第三通信电路122与硬件同步总线131连接;第四通信电路123与内部通讯总线132连接;第五通信电路125与对外通讯总线133连接。
第一处理器121用于:在高压输入电源电压建立后,通过第三通信电路122向硬件同步总线131发送总线复位信号,并做延时处理;通过第四通信电路123向内部通讯总线132发送启机指令;通过第三通信电路122向硬件同步总线131发送启动脉冲或停止信号;
各第二处理器111用于:在通过第二通信电路113接收到内部通讯总线132的启机指令后,启动定时;在定时时间内,判断是否接收到第三通信电路122向硬件同步总线131发送的脉冲信号,且在脉冲信号下降沿时刻,控制对应的功率变换模块110同步启机,输出中压电源;在接收到硬件同步总线131发送的故障信号或停机信号时,控制正在工作的所有功率变换模块110同步停机,以关闭中压电源。
其中,上述中压电源为DC375V或DC600V。
请参见图1,本发明中的功率变换模块110的数量为N个,依次为第一功率变换模块、第二功率变换模块,……,第N功率变换模块,N≥2,且N为整数。
进一步地,请参照图6,图6是本发明实施例提供的另一种高压直流变压器***的结构示意图;图6与图1的差异在于,图1采用无上位机终端000参与的自启动模式,图6采用有上位机终端000参与的调试模式。上位机终端000通过对外通讯总线133与主控模块120连接,用于配置高压直流变换器***工作模式与发送起停机控制命令,以及用于监控高压直流变换器***运行状态。
具体的,高压直流变换器***100还包括上位机终端000;所述上位机终端000通过所述对外通讯总线133与所述主控模块120连接,用于配置高压直流变换器***100工作模式与发送启停机控制命令,以及用于监控高压直流变换器***100运行状态;所述对外通讯总线133用于将所述高压直流变换器***100内部数据与状态上传给上位机终端000。
进一步地,主控模块120中的第三通信电路122与功率变换模块110中的第一通信电路112通过硬件同步总线131连接,用于将主控模块120启停机信号与故障信号发送给多个级联功率变换模块110;
进一步地,主控模块120中的第四通信电路123与功率变换模块110中的第二通信电路113通过内部通讯总线132连接,用于主控模块120下发控制指令与查询级联功率变换模块110内部运行状态与工作数据。
其中,上述内部通讯总线132可以为CAN通讯总线,也可为RS-485或RS-232通讯总线等。
进一步地,功率变换模块110中的第二处理器111与第一通信电路112连接,第一通信电路112用于将硬件同步总线131的脉冲信号或电平信号(高电平)输出给功率变换模块110中的第二处理器111,发出启停机指令或故障保护信号;第二处理器111与第二通信电路113连接,第二通信电路113用于上传功率变换模块110运行状态与运行数据及第二存储器116故障信息;第二处理器111与硬件总线组件114连接,用于使能或复位硬件同步总线131信号;第二处理器111与功率处理组件115连接,用于对功率处理组件115采样与使能或复位控制;第二处理器111与第二存储器116连接,第二存储器116用于存储功率变换模块110内部参数与功率变换模块110故障信息。
进一步地,硬件总线组件114与第一通信电路112连接,用于功率变换模块110内部产生的故障总线信号通过第一通信电路112传输到硬件同步总线131;硬件总线组件114与功率处理组件115连接,用于将功率变换模块110产生的故障转换成故障总线信号。
其中,上述第二存储器116可以由多种类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储(EPROM)、可编程只读存储器(PROM)、只读存储器(ROM),磁存储器、Flash或光盘。
进一步地,第一处理器121与第一存储器124连接,用于存储主控模块120内部故障信息或配置参数。
进一步地,第一处理器121与第四通信电路123连接,用于主控模块中第一处理器121上传主控模块120运行状态与运行数据及第一存储器124故障信息;第一处理器121与第五通信电路125连接,用于将主控模块120中第一处理器121通过第五通信电路125向对外通讯总线133发送高压直流变换器***状态信息。
其中,上述第一存储器124可以由多种类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储(EPROM)、可编程只读存储器(PROM)、只读存储器(ROM)、磁存储器、Flash或光盘。
具体的,默认情况下,高压直流变换器***工作在自启动模式,由上位机终端设置选择工作模式。
本发明总体上采用了硬件同步总线分时复用方式,一条总线实现分时传输脉冲与电平实现启停机与故障保护的方法,总线传输速度快,使得所有级联功率变换模块同步高;总线结构简单化,便于对总线进行隔离传输;还采用了硬件同步总线与内部通讯总线相结合的方式,利用硬件同步总线传输迅速的特性及内部通讯总线传输数据可靠的特性,实现快速与可靠的启停机及故障保护的效果,避免级联功率变换模块的功率器件在瞬态启停机与故障保护过程中出现不均压的情况;还采用另外一条差分双绞线形式的总线,易于冗余应用,提高整机的可靠性。本发明不仅实现各级联功率变换模块同步启停与故障保护较高的实时性,以及对故障信息快速存储还原故障真实状态,还同时满足高隔离耐压、高抗干扰性,以及高可靠性。
参见图2-图5所示,图2是本发明实施例提供的一种同步启停故障处理方法的流程图;图3是本发明实施例提供的同步启停故障处理方法在启机时的时序图;图4是本发明实施例提供的同步启停故障处理方法在启机不成功的时序图;图5是本发明实施例提供的同步启停故障处理方法在停机时的时序图。
所述同步启停故障处理方法应用于图1示出的高压直流变换器***,该同步启停故障处理方法包括以下步骤:
201、高压输入电源电压建立后,主控模块中第一处理器通过第三通信电路向硬件同步总线发送总线复位信号,并做延时处理。
其中,上述主控模块120中的第一处理器121默认设置工作在自动工作模式情况下,第一处理器121通过第三通信电路122向硬件同步总线131发送总线复位信号,电平拉低从而实现总线复位,第一处理器121根据设定延时时长延时,例如,延时1s;第一处理器121可以是微控制器(MCU)或数字信号处理器(DSP)。
202、主控模块中的第一处理器通过第四通信电路向内部通讯总线发送启机指令。
其中,第四通信电路123可以是RS-484或CAN通信接口电路。
203、功率变换模块中的第二处理器通过第二通信电路接收到内部通讯总线的启机指令后,启动定时。
其中,上述级联功率变换模块总共有N个功率变换模块110,N≥2,且N为整数,N个功率变换模块110采用输入串联输出并联的方式连接;上述第二处理器111可以是微控制器(MCU)或者数字信号处理器(DSP),在通过内部通讯总线132收到第一处理器121发送的启机指令时,第一处理器121启动定时,定时时间可以是100ms。
204、所有功率变换模块中的第二处理器在定时时间内,判断是否接收到所述主控模块通过所述第三通信电路向所述硬件同步总线发送的脉冲信号,且在脉冲信号下降延时刻,所有状态正常的功率变换模块同步启机,输出中压电源。
其中,功率变换模块110中的第二处理器111判断接收硬件同步总线131脉冲信号是否超过100ms。
进一步的,功率变换模块110中的第二处理器111在定时100ms内,收到主控模块120通过第一通信电路112向硬件同步总线131发送的脉冲信号,则功率处理组件115使能启动正常工作。
进一步的,功率变换模块110中的第二处理器111接收到脉冲信号下降沿后,使能功率处理组件115,功率变换模块110输出中压电压+375V。
具体的,功率变换模块110将高压输入电压转换成中压+375V输出。
进一步的,功率变换模块110中的第二处理器111在定时100ms外,无论收到或收不到主控模块120通过第一通信电路112向硬件同步总线131发送的脉冲信号,功率处理组件115均不使能,即功率变换模块110不工作。此时,第二处理器111产生故障信号,通过第一通信电路112拉高硬件同步总线131。
具体的,判断功率变换模块110是否运行正常是由功率变换模块110中的第二处理器111进行判断。
进一步的,功率变换模块110中的第二处理器111判断功率变换模块110运行不正常,则会向硬件同步总线131发送故障信息。
205、所有功率变换模块中的第二处理器接收到所述硬件同步总线故障或停机信号时,控制正在工作的所有功率变换模块同步停机,同时将故障信号存储在第二存储器中。
其中,硬件同步总线故障信号为级联的其中一个功率变换模块110产生的故障且通过功率变换模块110的硬件总线组件114与第一通信电路112发送到硬件同步总线131上;停机信号为主控模块120通过第一处理器121与第三通信电路122发送到硬件同步总线131上。
206、主控模块收到硬件同步总线故障或停机信号,将主控模块触发的故障信号存储在第一存储器中,并通过内部通讯总线读取所有功率变换模块故障信息,将所有功率变换模块故障信息存储在第一存储器中。
进一步地,所述所有功率变换模块中的第二处理器在定时时间内,判断是否接收到所述主控模块通过所述第三通信电路向所述硬件同步总线发送的脉冲信号,且在脉冲信号下降延时刻,所有状态正常的功率变换模块同步启机,输出中压电源的步骤包括:
所有功率变换模块中的第二处理器判断接收硬件同步总线脉冲信号是否超过定时时间;
若否,主控模块中的第一处理器通过第三通信电路向硬件同步总线发送脉冲信号;
所有正在工作的所述功率变换模块中的所述第二处理器在接收到脉冲信号下降沿时刻,进行同步启机,输出中压电源。
其中,功率变换模块110中的第二处理器111接收硬件同步总线131脉冲信号超过定时时间,收到或收不到主控模块120通过第一通信电路112向硬件同步总线131发送的脉冲信号,则功率处理组件115不使能,功率变换模块110不工作。
进一步地,所述所有功率变换模块中的第二处理器接收到所述硬件同步总线故障或停机信号时,控制正在工作的所有功率变换模块同步停机,同时将故障信号存储在第二存储器中的步骤包括:
各个功率变换模块中的第二处理器判断是否接收到所述硬件同步总线故障或停机信号;
在接收到所述硬件同步总线故障或停机信号时,各个第二处理器判断各个所述功率变换模块是否均正常运行;
若否,则将正在工作的所有功率变换模块同步停机,并将故障信号存储在第二存储器中。
其中,由功率变换模块110中的第二处理器111判断功率变换模块110是否正常运行;功率变换模块110中的第二处理器111判断功率变换模块110运行不正常,则会向硬件同步总线131发送故障信息。
进一步地,所述方法,还包括:
207、主控模块将第一存储器与第二存储器中故障信息通过对外通讯总线上传至上位机终端;其中,主控模块120中第一处理器121通过第五通信电路125向对外通讯总线133发送高压直流变换器***状态信息。进一步的,对外通讯总线133连接上位机终端000的前提下主控模块120与上位机终端000进行数据交互;
208、上位机终端设置高压直流变换器***工作模式为调试模式;
209、在高压直流变换器***被配置为调试模式的情况下,上位机终端通过第五通信电路向主控模块发送启机命令;
210、在高压直流变换器***被配置为非调试模式的情况下,所述上位机终端通过所述第五通信电路向所述主控模块发送停机命令。
参见图7,图7是本发明实施例提供的一种同步启停故障处理方法的交互流程图;如图7所示,该同步启停故障处理方法包括以下步骤:
701、高压直流变换器***默认工作模式为自启动模式。
702、主控模块中第一处理器通过第三通信电路向硬件同步总线发送复位指令;硬件同步总线被拉低,实现总线复位。
其中,总线复位即低电平复位。
703、复位延时1s。
其中,主控模块中第一处理器延迟1s。
704、主控模块中第一处理器通过第四通信电路向内部通讯总线发送启机指令。
705、主控模块中第一处理器延时10ms。
706、功率变换模块中的第二处理器接收到启机指令后,定时100ms。
707、主控模块中第一处理器通过第三通信电路向硬件同步总线发送10ms脉冲信号。
708、判断是否超过定时100ms?
其中,功率变换模块中的第二处理器判断接收硬件同步总线脉冲信号是否超过100ms。
若否,执行709:所有功率变换模块中的第二处理器接收到脉冲信号下降沿后,使能功率处理组件,功率变换模块输出中压电压+375V。
其中,功率变换模块将高压输入电压转换成中压+375V输出。
若是,执行710:功率变换模块中的第二处理器触发启动失败标志。
711、判断功率变换模块是否运行正常?
其中,由功率变换模块中的第二处理器进行判断。
若否,执行712:功率变换模块中第一通信电路向硬件同步总线发送故障信号。
其中,功率变换模块中的第二处理器判断模块运行不正常,则会向硬件同步总线发送故障信息。
若是,执行713:功率变换模块中的第二处理器通过第二通信电路向内部通讯发送功率变换模块状态信息。
714、判断功率变换模块启动状态是否正常?
其中,由主控模块中第一处理器进行判断功率变换模块是否工作正常。
若是,执行715:主控模块中第一处理器通过第五通信电路向对外通讯总线发送高压直流变换器状态信息。
其中,在对外通讯总线连接上位机终端的前提下,主控模块与上位机终端进行数据交互。
若否,执行716:上位机终端设置高压直流变换器***工作模式为调试模式。
其中,默认情况下高压直流变换器***工作在自启动模式,由上位机终端设置选择工作模式。
717、上位机终端通过第五通信电路向主控模块发送启机命令。
其中,在高压直流变换器***被配置为调试模式的情况下,由上位机终端向主控模块发送启机命令。
718、上位机终端通过第五通信电路向主控模块发送停机命令。
其中,在高压直流变换器***被配置为非调试模式的情况下,由上位机终端向主控模块发送停机命令。
本发明实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任一实施例所提供的同步启停故障处理方法中的相关操作。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本发明的说明书和权利要求书或附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高压直流变换器***,其特征在于,包括:硬件同步总线、对外通讯总线、内部通讯总线、主控模块和若干个级联功率变换模块;各个功率变换模块采用输入串联输出并联的方式连接;
单个功率变换模块中包括第二处理器、第一通信电路、第二通信电路、硬件总线组件、功率处理组件和第二存储器;第二处理器分别与第一通信电路、第二通信电路、硬件总线组件、功率处理组件和第二存储器连接;第一通信电路与硬件同步总线连接;第二通信电路与内部通讯总线连接;
主控模块包括第一处理器、第三通信电路、第四通信电路、第一存储器及第五通信电路;第一处理器分别与第三通信电路、第四通信电路、第一存储器和第五通信电路连接;第三通信电路与硬件同步总线连接;第四通信电路与内部通讯总线连接;第五通信电路与对外通讯总线连接;
第一处理器用于:在高压输入电源电压建立后,通过第三通信电路向硬件同步总线发送总线复位信号,并做延时处理;通过第四通信电路向内部通讯总线发送启机指令;通过第三通信电路向硬件同步总线发送启动脉冲或停止信号;
第二处理器用于:在通过第二通信电路接收到内部通讯总线的启机指令后,启动定时;在定时时间内,判断是否接收到第三通信电路向硬件同步总线发送的脉冲信号,且在脉冲信号下降沿时刻,控制对应的功率变换模块同步启机,输出中压电源,包括:判断接收所述硬件同步总线脉冲信号是否超过定时时间;若否,主控模块中的第一处理器通过所述第三通信电路向所述硬件同步总线发送脉冲信号;所有正在工作的所述功率变换模块中的所述第二处理器在接收到脉冲信号下降沿时刻,进行同步启机,输出中压电源;在接收到硬件同步总线发送的故障信号或停机信号时,控制正在工作的所有功率变换模块同步停机,以关闭中压电源。
2.如权利要求1所述的高压直流变换器***,其特征在于,还包括上位机终端;所述上位机终端通过所述对外通讯总线与所述主控模块连接,用于配置高压直流变换器***工作模式与发送启停机控制命令,以及用于监控高压直流变换器***运行状态;所述对外通讯总线用于将所述高压直流变换器***内部数据与状态上传给上位机终端。
3.如权利要求2所述的高压直流变换器***,其特征在于,所述主控模块中的所述第三通信电路与所述功率变换模块中的所述第一通信电路通过所述硬件同步总线连接,用于将所述主控模块启停机信号与故障信号发送给多个级联功率变换模块;
所述主控模块中的所述第四通信电路与所述功率变换模块中的所述第二通信电路通过所述内部通讯总线连接,用于所述主控模块下发控制指令与查询级联功率变换模块内部运行状态与工作数据。
4.如权利要求3所述的高压直流变换器***,其特征在于,所述第一通信电路用于将所述硬件同步总线的脉冲信号或电平信号输出给所述第二处理器,以发出启停机指令或故障保护信号;
所述第二通信电路用于上传所述功率变换模块运行状态与运行数据及所述第二存储器故障信息;
第二处理器用于通过硬件总线组件使能或复位硬件同步总线信号;第二处理器还用于对功率处理组件采样与使能或复位控制;所述第二存储器用于存储所述功率变换模块内部参数与功率变换模块故障信息。
5.如权利要求4所述的高压直流变换器***,其特征在于,所述第一存储器用于存储所述主控模块内部故障信息或配置参数。
6.一种同步启停故障处理方法,其特征在于,所述同步启停故障处理方法应用于权利要求1至5中任一项提供的高压直流变换器***,所述方法包括:
高压输入电源电压建立后,主控模块中第一处理器通过第三通信电路向硬件同步总线发送总线复位信号,并做延时处理;
主控模块中的第一处理器通过第四通信电路向内部通讯总线发送启机指令;
功率变换模块中的第二处理器通过第二通信电路接收到所述内部通讯总线的启机指令后,启动定时;
所有功率变换模块中的第二处理器在定时时间内,判断是否接收到所述主控模块通过所述第三通信电路向所述硬件同步总线发送的脉冲信号,且在脉冲信号下降延时刻,所有状态正常的功率变换模块同步启机,输出中压电源,包括:所有功率变换模块中的第二处理器判断接收所述硬件同步总线脉冲信号是否超过定时时间;若否,主控模块中的第一处理器通过所述第三通信电路向所述硬件同步总线发送脉冲信号;所有正在工作的所述功率变换模块中的所述第二处理器在接收到脉冲信号下降沿时刻,进行同步启机,输出中压电源;
所有功率变换模块中的第二处理器接收到所述硬件同步总线故障或停机信号时,控制正在工作的所有功率变换模块同步停机,同时将故障信号存储在第二存储器中;
主控模块收到硬件同步总线故障或停机信号,将所述主控模块触发的故障信号存储在第一存储器中,并通过所述内部通讯总线读取所有功率变换模块故障信息,将所有功率变换模块故障信息存储在第一存储器中。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述所有功率变换模块中的第二处理器接收到所述硬件同步总线故障或停机信号时,控制正在工作的所有功率变换模块同步停机,同时将故障信号存储在第二存储器中的步骤包括:
各个功率变换模块中的第二处理器判断是否接收到所述硬件同步总线故障或停机信号;
在接收到所述硬件同步总线故障或停机信号时,各个第二处理器判断各个所述功率变换模块是否均正常运行;
若否,则将正在工作的所有功率变换模块同步停机,并将故障信号存储在第二存储器中。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法,还包括:
所述主控模块将所述第一存储器与所述第二存储器中故障信息通过对外通讯总线上传至上位机终端;
上位机终端设置高压直流变换器***工作模式为调试模式;
在高压直流变换器***被配置为调试模式的情况下,所述上位机终端通过所述第五通信电路向所述主控模块发送启机命令;
在高压直流变换器***被配置为非调试模式的情况下,所述上位机终端通过所述第五通信电路向所述主控模块发送停机命令。
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