[發(fā)明專利]一種基于智能診斷的電源關鍵硬件重構單元結構

有效

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• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN112821743B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設計）人: 李壯;孫楚昕;張宏科;范喆;李軍;蔡正
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

本發(fā)明提供了一種基于智能診斷的電源關鍵硬件重構單元結構，通過采集電源工作狀態(tài)和特性參數，基于電源智能健康診斷技術，在線實時預測或判斷電源故障形式，并據此針對故障部位進行硬件在線重構，通過在關鍵硬件單元分配若干條關鍵硬件支路，對于帶有故障信息的關鍵硬件實行在線重構，實現對故障的隔離并確保電源繼續(xù)可靠工作，大大保證了開關電源的功率電路中電源工作的正常輸入和輸出，適用于需要高可靠性、長壽命工作且故障后無法進行更換器件的應用環(huán)境。

技術領域

本發(fā)明涉及電力電子技術，具體為一種基于智能診斷的電源關鍵硬件重構單元結構。

背景技術

硬件在線重構的關鍵在于系統(tǒng)結構的柔性化，而系統(tǒng)結構柔性化的關鍵又在于電源內部關鍵器件的模塊化設計、靈活配置以及柔性控制網絡的設計。電源硬件的在線重構尚處于理論研究階段，無工程化應用技術。目前常用提高可靠性的方法主要有單機多冗余，該方法是通過多個相同的單機同時工作，或者一個單機工作，其他單機作為備份，一旦故障發(fā)生，隔離故障單機，啟動備份單機繼續(xù)工作。該方法能夠有效提高系統(tǒng)的可靠性，但這種方法會帶來成本大幅增加，體積和重量成倍增大的問題，難以實現小型化、輕量化的要求。

發(fā)明內容

針對現有技術中單機多冗余存在難以實現小型化、輕量化的的問題，本發(fā)明提供一種基于智能診斷的電源關鍵硬件重構單元結構，該結構設計簡單，原理清楚，工程可實現，應用的元器件種類及數量少，成本低。

本發(fā)明是通過以下技術方案來實現：

一種基于智能診斷的電源關鍵硬件重構單元結構，所述關鍵硬件單元的一端接入正極電壓輸入端Vin+，另一端接入負極電壓輸入端Vin-，關鍵硬件單元包括若干條關鍵硬件支路，其中每一條關鍵硬件支路上設有若干個關鍵硬件，所述每一個關鍵硬件的驅動信號包括脈沖寬度調制PWM、電路短路信號ON和電路斷路信號OFF；

當一條關鍵硬件支路中單個關鍵硬件的出現故障無法正常工作狀態(tài)時；通過在線重構實現對故障關鍵硬件的隔離，對另一條關鍵硬件支路改變關鍵硬件的驅動，實現電路的正常工作。

優(yōu)選的，關鍵硬件單元包括第一關鍵硬件支路和第二關鍵硬件支路上，第一關鍵硬件支路和第二關鍵硬件支路并聯(lián)設置的。

進一步的，第一關鍵硬件支路上包括關鍵硬件Q1上和關鍵硬件Q1下，其中關鍵硬件Q1上和關鍵硬件Q1下依次串聯(lián)設置；

當關鍵硬件Q1上的驅動信號為脈沖寬度調制PWM，關鍵硬件Q1下的驅動信號為電路斷路信號OFF時，第一關鍵硬件支路無法正常工作；

當關鍵硬件Q1上的驅動信號為脈沖寬度調制PWM，關鍵硬件Q1下的驅動信號為電路短路信號ON時，第一關鍵硬件支路正常工作。

進一步的，第二關鍵硬件支路上包括關鍵硬件Q2上和關鍵硬件Q2下，其中關鍵硬件Q2上和關鍵硬件Q2下依次串聯(lián)設置；

當關鍵硬件Q2上的驅動信號為脈沖寬度調制PWM，關鍵硬件Q2下的驅動信號為電路斷路信號OFF時，第二關鍵硬件支路無法正常工作；

當關鍵硬件Q2上的驅動信號為脈沖寬度調制PWM，關鍵硬件Q2下的驅動信號為電路短路信號ON時，第二關鍵硬件支路正常工作。

優(yōu)選的，關鍵硬件單元內一條關鍵硬件支路出現故障信號后，通過重構電路，另一條關鍵硬件支路通過調配替補出現故障信號的關鍵硬件支路進行正常工作。

優(yōu)選的，在線重構調整方法為一條關鍵硬件支路中單個關鍵硬件的出現故障，通過對該條關鍵硬件支路中的另一個關鍵硬件的驅動信號在線調配為電路斷路信號OFF，實現對故障關鍵硬件的隔離，同時在線重構對另一條關鍵硬件支路中的關鍵硬件的驅動信號調配為電路短路信號ON，保證電源繼續(xù)正常工作。