高可靠自供电驱动电源供电系统及容错控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种高可靠自供电驱动电源供电系统及容错控制方法，该高可靠自供电驱动电源供电系统的输入端连接应用系统的高压直流母线，输出端为驱动器供电，包括母线接口变换器、储能接口变换器、驱动电源、顶层控制器和低压直流母线；该驱动电源供电中母线接口变换器采用输入串联/输出并联的直流变压器模块组合构建，可实现“N+1”冗余运行，具有高可靠性。该驱动电源供电系统基于自供电架构，其绝缘设计难度和绝缘配合难度低，有利于中高压变流器自由增压扩容。由增压扩容。由增压扩容。

【技术实现步骤摘要】
Transactions on Power Electronics,2020,35(5):4791
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4803.”中研制了1kV/15V自供电驱动电源供电系统。该方案解决了开关管电压应力高的问题，但不具备容错运行的能力。基于串联模块均压技术Meng T等在“Investigation and implementation of an input
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series auxiliary power supply scheme for high
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input
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voltage low
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power applications[J].IEEE Transactions on Power Electronics,2018,33(1):437
–
447.”中研制了2.2kV/24V自供电驱动电源供电系统，亦实现了采用多只低压开关代替相同电压等级中压开关管的设计需求。然而，其中所有开关管需要同步开关，增加了驱动时序的控制难度。此外，引入磁集成变压器限制了自供电驱动电源供电系统的容错运行能力。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高可靠自供电驱动电源供电系统，输入端连接应用系统的高压直流母线，输出端为驱动器供电，其特征在于：包括母线接口变换器、储能接口变换器、驱动电源、顶层控制器和低压直流母线；所述母线接口变换器包括母线接口控制器和N个直流变压器模块，每个直流变压器模块包括旁路电阻、旁路开关、直流变压器主电路和输出二极管；储能接口变换器包括储能接口主电路、储能接口控制器和储能单元；所述驱动电源并联有M个，每个驱动电源包括驱动电源控制器和驱动电源主电路；其中N≥2，M≥1；所述顶层控制器，接收外部启停机指令ON、低压直流母线电压的采样信号V
bus
和母线接口控制器反馈的故障状态信号e
DCX
，根据采样信号V
bus
反馈低压直流母线状态信号S
bus
分别至母线接口控制器、储能接口控制器和驱动电源控制器，并根据故障状态信号e
DCX
反馈故障标志信号k
FT
至储能接口控制器；所述母线接口变换器，其中N个直流变压器模块采用输入串联/输出并联的接线方式，输入端与高压直流母线相连，输出端与低压直流母线相连，母线接口控制器根据直流变压器主电路反馈的故障状态信号e
DCX
，以及接收的外部启停机指令ON和顶层控制器反馈的低压直流母线状态信号S
bus
，控制故障模块的切除进行容错供电，同时反馈故障状态信号e
DCX
至顶层控制器；所述储能接口变换器，与低压直流母线相连，储能接口控制器根据检测的储能单元的容量标志信号S
ES
，以及接收的外部启停机指令ON、低压直流母线状态信号S
bus
和故障标志信号k
FT
，控制储能接口变换器的充放电状态；所述驱动电源，输入端与低压直流母线相连，输出端与驱动器相连，驱动电源控制器根据接收的低压直流母线状态信号S
bus
，控制驱动电源主电路的启闭并报错。2.根据权利要求1所述的高可靠自供电驱动电源供电系统，其特征在于：每个直流变压器模块中，输入分别与旁路电阻和直流变压器主电路一个输入端连接，旁路电阻与旁路开关先串联再并联于直流变压器主电路的另一个输入端，输出与二极管串联后连接于低压直流母线之间；母线接口控制器分别与直流变压器主电路和旁路开关相连，母线接口控制器还根据接收的信号，输出旁路开关的驱动指令和直流变压器主电路的驱动信号。3.根据权利要求1所述的高可靠自供电驱动电源供电系统，其特征在于：储能接口主电路的输入端与储能单元的输出端相连，输出端与低压直流母线相连，储能接口控制器分别与储能单元和储能接口主电路连接，储能接口控制器还接收储能单元反馈的电压信号V
ES
和电流信号i
ES
，并向储能接口主电路发出的驱动指令。4.根据权利要求1所述的高可靠自供电驱动电源供电系统，其特征在于：每个驱动电源中，驱动电源控制器接收驱动电源主电路反馈的电压采压信号V
om
，m＝1～M，并向驱动电源控制器发出的驱动指令。5.根据权利要求1所述的高可靠自供电驱动电源供电系统，其特征在于：所述低压直流母线的负端与系统内高压直流母线分裂电容的中点相连，以保证自供电驱动电源供电系统内各点均具有确定电位。6.根据权利要求1所述的容错控制方法，其特征在于：所述驱动器为具有分布式高压直流母线的高压大功率变流器中的开关管驱动器。7.根据权利要求1所述的高可靠自供电驱动电源供电系统，其特征在于：所述母线接口变换器中的直流变压器主电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：张力，周缘，林磊，殷天翔，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：