一种多芯片的故障联动关机系统及其工作方法与流程

1.本技术涉及电力电子技术领域，尤其是涉及一种多芯片的故障联动关机系统。


背景技术：

2.在现有的光伏设备或其他电力设备中，其控制系统都需要使用到控制芯片。并且在使用时，控制芯片一般包括有总控芯片和多块主控芯片，总控芯片可以控制多块主控芯片进行工作。当现有的光伏设备或其他电力设备中的某一个或多个主控芯片在发生故障时，一般可以在10ms内控制自身进行关机，而其他未故障的主控芯片将继续工作。但是，整个设备在一个或多个主控芯片发生故障的情况下继续工作可能会造成自身的过载或工作不稳定。所以，现在急需对现有的控制芯片的故障关机方法进行改进。


技术实现要素：

3.本技术的其中一个目的在于提供一种能够在主控制芯片发生故障的情况下对所有主控芯片进行联动关机的系统。
4.本技术的另一个目的在于提供一种能够在主控制芯片发生故障的情况下对所有主控芯片进行联动关机的系统的工作方法。
5.为达到上述的至少一个目的，本技术采用的技术方案为：一种多芯片的故障联动关机系统，包括总控芯片和多个主控芯片；所述总控芯片和所述主控芯片进行并联；当至少一个所述主控芯片故障时，故障的所述主控芯片适于向所述总控芯片持续发送低电平信号，进而所述总控芯片根据接收的低电平信号以控制所有的所述主控芯片同时进行关机。
6.优选的，所述主控芯片包括主控状态控制端口；当所述主控状态控制端口处于低电平时，所述主控芯片控制自身进行关机；所述总控芯片适于和所有的所述主控芯片的所述主控状态控制端口进行连接，以使得所述总控芯片根据故障的所述主控芯片的低电平向所有的所述主控状态控制端口发送低电平信号。
7.优选的，所述总控芯片包括总控芯片输入判断端口，所述总控芯片输入判断端口适于接收各所述主控芯片发送的电平信号；当所述总控芯片输入判断端口接收到低电平信号时，所述总控芯片适于向所有的所述主控芯片的所述主控状态控制端口发送低电平信号。
8.优选的，所述总控芯片包括总控状态控制端口，所述总控状态控制端口和各所述主控芯片的所述主控状态控制端口进行信号连接；当所述总控芯片输入判断端口接收到低电平信号时，所述总控状态控制端口适于向各所述主控状态控制端口发送低电平信号。
9.优选的，所述主控芯片还包括主控发送端口和主控接收端口，所述总控芯片包括总控接收端口和总控发送端口；所述总控接收端口和所述总控发送端口分别与所有的所述主控发送端口以及所述主控接收端口进行连接；同时，所述总控芯片输入判断端口也和所有的所述主控发送端口进行连接。
10.一种多芯片的故障联动关机系统的工作方法，包括如下具体步骤：
s100：总控芯片接收所有主控芯片发送的电平信号，并判断是否存在故障的主控芯片；s200：若存在故障的主控芯片，则总控芯片控制所有的主控芯片进行关机；s300：当总控芯片检测到主控芯片的故障全部被清除， 则总控芯片控制所有的主控芯片正常启动。
11.优选的，步骤s100包括如下具体步骤：s110：总控芯片的总控芯片输入判断端口识别到低电平信号；s120：对低电平信号的持续时间进行计时；s130：若低电平信号的持续时间大于设定的阈值t，则判断存在主控芯片发生故障。
12.优选的，设主控芯片发生故障时持续发送低电平信号的时间为t，则步骤s130中设定的阈值t=（3%-5%）t。
13.优选的，步骤s200中总控芯片控制主控芯片进行关机的过程包括如下具体步骤：s210：总控芯片检测所有的主控芯片中是否有主控芯片处于升级状态；s220：若主控芯片均未处于升级状态，则总控芯片将总控状态控制端口设置为低电平；s230：所有的主控芯片识别到自身的主控状态控制端口处于低电平，进而控制自身进行关机。
14.优选的，步骤s300中总控芯片控制主控芯片进行正常启动的过程包括如下具体步骤：s310：总控芯片检测所有的主控芯片中是否有主控芯片处于升级状态；s320：若主控芯片均未处于升级状态，则总控芯片将总控状态控制端口设置为高电平；s330：所有的主控芯片识别到自身的主控状态控制端口处于高电平，进而控制自身进行正常启动运行。
15.与现有技术相比，本技术的有益效果在于：主控芯片在发生故障后可以持续的向总控芯片发送低电平信号，以使得总控芯片能够快速的识别，从而总控芯片根据识别的低电平信号来控制所有的主控芯片进行同步关机，进而可以保证整个控制系统的总功率为0，以避免部分主控芯片的故障导致整个控制系统发生过载或工作不稳定，可以有效的提高控制系统的工作安全性。
附图说明
16.图1为本发明的整体控制结构示意图。
17.图2为本发明的整体工作流程示意图。
18.图3为本发明中步骤s100的工作流程示意图。
19.图4为本发明中步骤s200的工作流程示意图。
20.图5为本发明中步骤s300的工作流程示意图。
21.图6为本发明整个工作流程中的电平信号的传递示意图。
22.图中，主控芯片100、总控芯片200、总控芯片输入判断端口210。
具体实施方式
23.下面，结合具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
24.在本技术的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、
ꢀ“
横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、
ꢀ“
前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本技术的具体保护范围。
25.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
26.本技术的一个方面提供了一种多芯片的故障联动关机系统，如图1所示，其中一个优选实施例包括一个总控芯片200和多个主控芯片100。总控芯片200和多个主控芯片100进行并联；当其中至少一个主控芯片100发生故障时，故障的主控芯片100可以向总控芯片200持续发送低电平信号，进而总控芯片200可以根据接收的低电平信号以控制所有的主控芯片100同时进行关机。
27.可以理解的是，传统的控制系统中总控芯片200一般只用于整合主控芯片100的功率。而在本技术中，主控芯片100在发生故障后可以向总控芯片200发送持续的低电平信号，从而总控芯片200可以根据识别的低电平信号判断出存在故障的主控芯片100，进而控制所有的主控芯片100同时进行强制关机，以保证整个控制系统的总功率为0，可以有效的保证控制系统在主控芯片100发生故障时的工作安全性。
28.本实施例中，如图1所示，主控芯片100包括主控状态控制端口，主控状态控制端口用于控制主控芯片100的自身工作状态；例如当主控状态控制端口处于低电平时，主控芯片100将控制自身进行关机。总控芯片200可以和所有的主控芯片100的主控状态控制端口进行连接，当总控芯片200识别到故障的主控芯片100发送的低电平信号后，可以向所有的主控芯片100的主控状态控制端口发送低电平信号，以使得所有的主控芯片100的主控状态控制端口都处于低电平，进而所有的主控芯片100同时控制自身进行强制关机，以保证整个控制系统的总功率为0。
29.可以理解的是，为了方便总控芯片200能够同时对所有的主控芯片100进行控制，本技术在所有的主控芯片100上额外设置了主控状态控制端口来控制自身的工作状态，从而通过总控芯片200对主控芯片100的主控状态控制端口的控制电平高低的控制即可实现对主控芯片100工作状态的控制。
30.应当知道的是，本技术中主控芯片100的发生的故障属于安规故障。
31.本实施例中，如图1所示，总控芯片200包括总控芯片输入判断端口210，总控芯片输入判断端口210可以接收各主控芯片100发送的电平信号。当有主控芯片100发生故障时，总控芯片输入判断端口210可以接收到故障的主控芯片100发送的低电平信号，随后总控芯片输入判断端口210可以向总控芯片200发送故障信号，以使得总控芯片200可以向所有的主控芯片100的主控状态控制端口发送低电平信号。
32.可以理解的是，为了方便总控芯片200对主控芯片100的故障的检测，本技术在传统的总控芯片200的基础上设置了总控芯片输入判断端口210；通过总控芯片输入判断端口
210来识别故障的主控芯片100的低电平信号，可以避免其他因素的干扰，从而有效提高总控芯片200的识别效率和精准度。
33.本实施例中，如图1所示，总控芯片200包括总控状态控制端口，总控状态控制端口和各主控芯片100的主控状态控制端口进行信号连接；同时，总控状态控制端口的电平值受到总控芯片输入判断端口210的控制。当总控芯片输入判断端口210识别到故障的主控芯片100发送的低电平信号时，总控芯片200可以将总控状态控制端口的电平值设置为低电平，从而各主控芯片100的主控状态控制端口的电平值也变为低电平，进而所有的主控芯片100可以同步控制自身进行强制关机。
34.可以理解的是，通过设置总控状态控制端口可以方便总控芯片200通过一个端口的电平值变化来控制所有的主控芯片100的工作状态，从而可以进一步的方便总控芯片200对主控芯片100的控制。
35.本实施例中，如图1所示，主控芯片100还包括主控发送端口和主控接收端口，总控芯片200包括总控接收端口和总控发送端口。总控芯片200可以通过总控接收端口和所有的主控芯片100的主控发送端口进行连接；总控芯片200可以通过总控发送端口和所有的主控芯片100的主控接收端口进行sci通信连接。同时，所有的主控芯片100的主控发送端口还可以和总控芯片200的总控芯片输入判断端口210进行连接，以方便总控芯片200对主控芯片100的故障识别。
36.为了方便进行理解，可以对总控芯片200和主控芯片100的具体连接方式进行详细的描述。
37.如图1所示，设主控芯片100的主控发送端口为a，主控接收端口为b，主控状态控制端口为c。设总控芯片200的总控接收端口为x，总控发送端口为y，总控状态控制端口为z。
38.每个主控芯片100的主控发送端口a相互并联的和总控芯片200的总控接收端口x进行电连接。同时，每个主控芯片100的主控发送端口a还通过相互并联的分支线路和总控芯片200的总控芯片输入判断端口210进行连接。每个主控芯片100的主控接收端口b相互并联的和总控芯片200的总控发送端口y进行电连接。每个主控芯片100的主控状态控制端口c相互并联的和总控芯片200的总控状态控制端口z相连接。
39.假设其中任一个或多个主控芯片100发生故障时，故障的主控芯片100可以通过主控发送端口a持续的发送低电平信号。此时总控芯片200的总控芯片输入判断端口210可以接收并识别到故障的主控芯片100发送的低电平信号，从而可以向总控芯片200发送故障信号，随后总控芯片200可以将总控状态控制端口z的电平值设置为低电平，进而所有的主控芯片100的主控状态控制端口c都将处于低电平，使得所有的主控芯片100同时控制自身进行强制关机，以保证控制系统的总功率为0。
40.本技术的另一个方面提供了一种多芯片的故障联动关机系统的工作方法，如图2至图6所示，其中一个优选的实施例包括如下具体步骤：s100：总控芯片200接收所有主控芯片100发送的电平信号，并判断是否存在故障的主控芯片100。
41.s200：若存在故障的主控芯片100，则总控芯片200控制所有的主控芯片100进行关机。
42.s300：当总控芯片200检测到主控芯片100的故障全部被清除， 则总控芯片200控
制所有的主控芯片100正常启动。
43.本实施例中，如图3所示，步骤s100包括如下具体步骤：s110：当主控芯片100发生安规故障后，主控芯片100可以通过主控发送端口持续的发送低电平信号。此时总控芯片200的总控芯片输入判断端口210可以接收并识别到低电平信号。
44.s120：总控芯片200的总控芯片输入判断端口210对识别到的低电平信号的持续时间进行计时。
45.s130：若低电平信号的持续时间大于设定的阈值t，则总控芯片输入判断端口210可以判断所有的主控芯片100中存在部分主控芯片100发生故障。
46.可以理解的是，主控芯片100在正常工作时一般可以持续的向总控芯片200发送方波信号。所以，为了避免总控芯片200的总控芯片输入判断端口210发生误判，可以在总控芯片输入判断端口210识别到低电平信号后对其进行计时，只有在低电平信号的持续时间超过设置的阈值时，才能确定主控芯片100发生了故障，从而提高本技术的故障识别的准确性。并且只要总控芯片输入判断端口210识别到非低电平信号，则计数立即清理返回。
47.本实施例中，可以设主控芯片100发生故障时持续发送低电平信号的时间为t，则步骤s130中设定的阈值t=(3%-5%)t。
48.应当理解的是，为了保证主控芯片100的故障能够被有效识别，主控芯片100发生故障时持续发送低电平信号的时间t的值一般可以取100ms，则在步骤s130中设定的阈值t的值一般在3-5ms。而主控芯片100正常工作时持续发送的方波信号的半周期一般在几十或几百微秒。从而在总控芯片输入判断端口210识别到出现的低电平信号持续时间超过设定的阈值时，基本可以确定存在主控芯片100发生了安规故障。
49.本实施例中，如图4所示，步骤s200中总控芯片200控制主控芯片100关机的过程包括如下具体步骤：s210：总控芯片200检测所有的主控芯片100中是否有主控芯片100处于升级状态。
50.s220：若主控芯片100均未处于升级状态，则总控芯片200将总控状态控制端口设置为低电平。
51.s230：所有的主控芯片100识别到自身的主控状态控制端口处于低电平，进而控制自身进行关机。
52.本实施例中，如图5所示，步骤s300中总控芯片200控制主控芯片100进行正常启动的过程包括如下具体步骤：s310：总控芯片200检测所有的主控芯片100中是否有主控芯片100处于升级状态。
53.s320：若主控芯片100均未处于升级状态，则总控芯片200将总控状态控制端口设置为高电平。
54.s330：所有的主控芯片100识别到自身的主控状态控制端口处于高电平，进而控制自身进行正常启动运行。
55.可以理解的是，在主控芯片100进行升降的过程中，无论主控芯片100被强制关机还是强制启动都可能会造成主控芯片100的程序紊乱，进而影响主控芯片100的使用。所以在进行主控芯片100强制关机或正常启动前都需要保证主控芯片100处于未升级的状态。
56.为了方便理解，下面结合图6可以对整个多芯片的故障联动关机系统的工作过程
进行详细的描述。
57.为了简化描述的过程中，如图6所示，可以取主控芯片100的数量为四个，且分别标记为#1、#2、#3和#4。并以标记为#1的主控芯片100发生故障，且所有的主控芯片100均不处于升级状态为例。
58.初始时，总控芯片200的总控状态控制端口处于高电平，从而主控芯片100的主控状态控制端口也处于高电平，即所有的主控芯片100处于正常工作状态。此时所有的主控芯片100依次通过主控发送端口向总控接收端口以及总控芯片输入判断端口210发送持续的通讯方波信号。
59.当标记为#1的主控芯片100发生故障时，如图6中b区域所示，该故障的主控芯片100可以通过主控发送端口发送持续时间为t的低电平信号。此过程中，总控芯片输入判断端口210和总控接收端口同时也处于低电平状态。并且总控芯片输入判断端口210还可以对低电平状态的持续时间进行计时。如图6中a区域所示，当总控芯片输入判断端口210的低电平状态的持续时间超过设定的阈值t时，总控芯片200可以控制总控状态控制端口处于低电平；从而所有主控芯片100的主控状态控制端口也处于低电平，进而所有的主控芯片100控制自身进行关机。
60.当标记为#1的主控芯片100的故障被清除后，如图6中c区域所示，标记为#1的主控芯片100可以通过主控发送端口向总控芯片200脉冲信号，以使得标记为#1的主控芯片100和总控芯片200建立通讯；此时总控芯片200的总控状态控制端口被设置为高电平。随后，如图6中d区域所示，总控芯片200可以检测标记为#1的主控芯片100的故障是否全部被清除。
61.当标记为#1的主控芯片100的故障被确认完全清除后，如图6中e所示，总控芯片200通过总控状态控制端口向标记为#1的主控芯片100的主控状态控制端口发送高电平信号，进而标记为#1的主控芯片100可以控制自身进行正常启动。
62.当标记为#1的主控芯片100启动后，如图6中f区域所示，标记为#2的主控芯片100向总控芯片200发送脉冲信号以建立通讯。随后，如图6中g区域所示，总控芯片200通过总控状态控制端口向标记为#2的主控芯片100的主控状态控制端口发送高电平信号，进而标记为#2的主控芯片100可以控制自身进行正常启动。
63.同理，如图6中g、h、i和j区域所示，后续标记为#3和#4的主控芯片100在依次和总控芯片200建立通讯后均可以控制自身进行正常启动。
64.可以理解的是，上述过程中，电平信号的发送都是依靠软件程序来进行实现，具体的软件程序为本领域技术人员的公知技术。
65.以上描述了本技术的基本原理、主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术的范围内。本技术要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。