[发明专利]一种基于智能诊断的电源关键硬件重构单元结构

说明书

本发明提供了一种基于智能诊断的电源关键硬件重构单元结构，通过采集电源工作状态和特性参数，基于电源智能健康诊断技术，在线实时预测或判断电源故障形式，并据此针对故障部位进行硬件在线重构，通过在关键硬件单元分配若干条关键硬件支路，对于带有故障信息的关键硬件实行在线重构，实现对故障的隔离并确保电源继续可靠工作，大大保证了开关电源的功率电路中电源工作的正常输入和输出，适用于需要高可靠性、长寿命工作且故障后无法进行更换器件的应用环境。

技术领域

本发明涉及电力电子技术，具体为一种基于智能诊断的电源关键硬件重构单元结构。

背景技术

硬件在线重构的关键在于系统结构的柔性化，而系统结构柔性化的关键又在于电源内部关键器件的模块化设计、灵活配置以及柔性控制网络的设计。电源硬件的在线重构尚处于理论研究阶段，无工程化应用技术。目前常用提高可靠性的方法主要有单机多冗余，该方法是通过多个相同的单机同时工作，或者一个单机工作，其他单机作为备份，一旦故障发生，隔离故障单机，启动备份单机继续工作。该方法能够有效提高系统的可靠性，但这种方法会带来成本大幅增加，体积和重量成倍增大的问题，难以实现小型化、轻量化的要求。

发明内容

针对现有技术中单机多冗余存在难以实现小型化、轻量化的的问题，本发明提供一种基于智能诊断的电源关键硬件重构单元结构，该结构设计简单，原理清楚，工程可实现，应用的元器件种类及数量少，成本低。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于智能诊断的电源关键硬件重构单元结构，所述关键硬件单元的一端接入正极电压输入端Vin+，另一端接入负极电压输入端Vin-，关键硬件单元包括若干条关键硬件支路，其中每一条关键硬件支路上设有若干个关键硬件，所述每一个关键硬件的驱动信号包括脉冲宽度调制PWM、电路短路信号ON和电路断路信号OFF；

当一条关键硬件支路中单个关键硬件的出现故障无法正常工作状态时；通过在线重构实现对故障关键硬件的隔离，对另一条关键硬件支路改变关键硬件的驱动，实现电路的正常工作。

优选的，关键硬件单元包括第一关键硬件支路和第二关键硬件支路上，第一关键硬件支路和第二关键硬件支路并联设置的。

进一步的，第一关键硬件支路上包括关键硬件Q1上和关键硬件Q1下，其中关键硬件Q1上和关键硬件Q1下依次串联设置；

当关键硬件Q1上的驱动信号为脉冲宽度调制PWM，关键硬件Q1下的驱动信号为电路断路信号OFF时，第一关键硬件支路无法正常工作；

当关键硬件Q1上的驱动信号为脉冲宽度调制PWM，关键硬件Q1下的驱动信号为电路短路信号ON时，第一关键硬件支路正常工作。

进一步的，第二关键硬件支路上包括关键硬件Q2上和关键硬件Q2下，其中关键硬件Q2上和关键硬件Q2下依次串联设置；

当关键硬件Q2上的驱动信号为脉冲宽度调制PWM，关键硬件Q2下的驱动信号为电路断路信号OFF时，第二关键硬件支路无法正常工作；

当关键硬件Q2上的驱动信号为脉冲宽度调制PWM，关键硬件Q2下的驱动信号为电路短路信号ON时，第二关键硬件支路正常工作。

优选的，关键硬件单元内一条关键硬件支路出现故障信号后，通过重构电路，另一条关键硬件支路通过调配替补出现故障信号的关键硬件支路进行正常工作。

优选的，在线重构调整方法为一条关键硬件支路中单个关键硬件的出现故障，通过对该条关键硬件支路中的另一个关键硬件的驱动信号在线调配为电路断路信号OFF，实现对故障关键硬件的隔离，同时在线重构对另一条关键硬件支路中的关键硬件的驱动信号调配为电路短路信号ON，保证电源继续正常工作。