一种模块化恒流调光器系统的制作方法

本技术涉及机场助航灯光系统的领域，尤其是涉及一种模块化恒流调光器系统。

背景技术：

1、恒流调光器是机场助航灯光系统中的主要控制设备，除了用以开启、关闭助航灯光之外，该类设备的还用于使灯光回路的电流值保持恒定，以及监测、诊断机场助航灯光系统的运行状态和故障情况。恒流调光器作为供电电源给灯光系统的灯光负载进行供电，用于目视引导航空器的进近。

2、而在现实使用过程中，为提高可靠性，一个四回路恒流调光器系统通常采用四台恒流调光器主机、一台恒流调光器备机及一台切换柜组成。切换柜内配有切换控制器及四个高压真空继电器，每台恒流调光器主机的输出回路可通过真空继电器切换到备机输出端，从而实现切换。切换控制器用于检测各恒流调光器主机的工作状态，检测到某台主机发生故障，无法正常向灯光回路供电，将按预定的逻辑控制相应的真空继电器完成切换，同时进行声光报警。而四台恒流调光器主机额外配置的一台恒流调光器备机再加上一台切换柜使得设备的投入较多，占用的现场空间较大，也使得输出回路的接线更加复杂。

技术实现思路

1、为了改善设备投入较多，占用现场空间较大的问题，本技术提供一种模块化恒流调光器系统。

2、本技术提供的一种模块化恒流调光器系统，采用如下的技术方案：

3、一种模块化恒流调光器系统，包括：

4、功率模块，用于提供输出功率，基于灯光系统的额定输入功率以及所述功率模块的额定输出功率确定标准配置数量n，所述功率模块数量为n+x个，x为冗余配置数量；

5、主控模块，输出控制信号给所述功率模块以对所述功率模块的输出功率进行控制；

6、所述功率模块包括自检子模块以及输出子模块，所述输出子模块用于给灯光系统提供供电输入，所述自检子模块用于检测所述输出子模块的工作状态并输出相应的自检信号给主控模块，所述主控模块基于自检信号确定控制信号。

7、通过采用上述技术方案，通过若干功率模块同时对灯光系统进行输出供电，实现了功率模块的冗余配置，即功率模块采用n+x个功率模块的方式进行配置，n为根据灯光负载计算得到的标准配置数量，而x为冗余配置数量，使每个功率模块均工作在输出功率小于额定输出功率的条件下，当一个功率模块故障后，可通过主控模块输出控制信号来提高其他功率模块的输出功率，以达到所有功率模块总输出功率不变的目的，即使x个功率模块均发生故障，剩余的n个功率模块仍可正常工作，安全可靠；取消了切换柜，减少了设备投入，减小了占地面积，简化了输出回路。

8、可选的，若干所述输出子模块的输出功率均分灯光系统的额定输入功率，n+x个所述功率模块中任意一个所述功率模块发生故障，系统会自动以n+x-1个所述功率模块的模式提供灯光系统所需功率。

9、通过采用上述技术方案，通过将灯光系统的额定输入功率均分给若干输出子模块，使若干功率模块的负载均分工作负载，降低了在保证总输出功率不变的情况下，出现个别功率模块功率高，而其他功率模块功率低，导致对个别功率模块的负荷高的概率，提高了系统稳定性，对功率模块起到了保护作用；当出现功率模块损坏后，剩余的功率模块将均分损坏的功率模块的输出功率，以实现总输出功率不变。

10、可选的，所述主控模块的数量至少为两个，若干所述主控模块至少包含一个主用的所述主控模块以及一个备用的所述主控模块，所述功率模块包括判断子模块，所述主控模块包括双机热备工作模式以及双机双工工作模式，当所述主控模块处于双机双工工作模式时，主用的所述主控模块与备用的所述主控模块均输出控制信号给判断子模块，所述判断子模块基于接收到的若干控制信号以确定综合的控制信号，并输出综合的控制信号给输出子模块。

11、通过采用上述技术方案，在双机双工工作模式中，备用的主控模块也作为主用的主控模块使用，备用的主控模块与主用的主控模块同时处于工作状态，以给功率模块发送控制信号，通过判断子模块来判断接收到的若干控制信号是否一致，若是接收到的若干控制信号相同则对输出子模块进行相应的控制调整，若是不一致则判断主控模块输出的控制信号有误，则不对输出子模块进行调整控制，提高了控制的准确度。

12、可选的，所述主控模块包括交互子模块，所述交互子模块用于周期性输出与接收交互信号，所述主控模块还包括监测子模块，所述监测子模块用于监测所述输出子模块的工作状态并得到监测信号，当所述主控模块处于双机热备工作模式时，备用的所述主控模块基于监测信号、预设的监测阈值以及交互信号确定主用的所述主控模块的工作状态，以判断是否输出控制所述功率模块。

13、通过采用上述技术方案，在双机热备工作模式中，当主用的主控模块出现故障后，备用的主控模块通过监测子模块来对功率模块的输出功率进行检测，再结合交互子模块的交互信号，来判断是否需要接入功率模块进行控制；降低了因外部环境因素使主用的主控模块并未故障，但主用的主控模块的交互子模块与备用的主控模块的交互子模块之间的信号传输受到屏蔽，导致备用的主控模块接入系统，导致主用的主控模块与备用的主控模块同时启动的概率，即交互信号传输受到屏蔽时，备用的主控模块可通过监测功率模块的工作状态来判断主用的主控模块是否真的故障，使功率模块的输出功率不会受到影响，提高了功率模块输出的稳定性，提高了系统的稳定性。

14、可选的，所述功率模块与所述主控模块均包括电源热插拔子模块与信号热插拔子模块，所述功率模块与所述主控模块通过各自的所述电源热插拔子模块进行输入供电，所述电源热插拔子模块用于实现功率模块与主控模块与外部供电电源之间的热插拔，所述功率模块与所述主控模块通过各自的所述信号热插拔子模块进行通信输入输出，所述信号热插拔子模块用于实现功率模块与主控模块之间通信信号线的热插拔。

15、通过采用上述技术方案，通过电源热插拔子模块与信号热插拔子模块，使主控模块与功率模块支持在线热插拔，实现了任意单一功率模块与主控模块的退出或接入均不影响系统输出，以及功率模块与主控模块之间的信号传输，大大方便了工作人员对功率模块与主控模块的维修更换，使得维修时无需断电或切换另一套系统，大大降低了维修成本与使用成本。

16、可选的，所述主控模块还包括反馈子模块，所述反馈子模块基于监测信号与预设的监测阈值确定反馈信号，所述反馈子模块输出反馈信号给所述输出子模块以调整所述输出子模块的输出功率。

17、通过采用上述技术方案，通过反馈子模块来对功率模块的输出功率进行反馈控制，降低了因工作时间过长，内阻增加到导致相同的输入电压电流的情况下，实际输出功率降低的概率，提高了输出功率的稳定性。

18、可选的，所述功率模块包括过零子模块，所述过零子模块用于对电网电压过零点进行跟踪以确定过零信号，所述过零子模块输出过零信号给所述输出子模块以实现输出电压电流的相位同步，所述主控模块还包括记录子模块与故障子模块，所述记录子模块用于接收监测信号并记录，所述故障子模块基于监测信号与预设的监测阈值确定故障信号并记录。

19、通过采用上述技术方案，实现系统输出电压、电流的相位同步，提高了系统输出功率的稳定性；通过记录监测信号与故障信号，方便了工作人员对系统进行维护，也方便了总结使用情况以方便后续改进。

20、可选的，所述功率模块包括保护子模块、控制供电子模块以及功率供电子模块，所述控制供电子模块用于给所述自检子模块进行供电，所述功率供电子模块用于给所述保护子模块以及所述输出子模块进行供电，所述保护子模块基于所述输出子模块的工作状态确定是否发生故障，判断若为是则控制输出子模块与功率供电子模块断路。

21、通过采用上述技术方案，通过保护子模块来对输出子模块进行保护，降低了电气元器件烧毁或起火导致相邻电气元器件烧毁的概率，同时在输出子模块断路的情况下保障了自检子模块正常工作以方便对主控模块输出自检信号，提高了主控模块对输出子模块的工作状态的判断准确度。

22、可选的，若干所述功率模块的供电输入端呈并联电连接在外部供电电源上，若干所述功率模块的输出功率端呈并联电连接在灯光系统的灯光负载上；

23、或，若干所述功率模块的供电输入端呈并联电连接在外部供电电源上，所述功率模块输出功率端上电连接有升压变压器，若干所述功率模块的输出功率端呈并联电连接在同一所述升压变压器的输入端上，所述升压变压器的输出端电连接在灯光系统的灯光负载上以进行供电；或，若干所述功率模块的供电输入端呈并联电连接在外部供电电源上，若干所述功率模块的输出功率端呈串联电连接在灯光系统的灯光负载上；

24、或，若干所述功率模块的供电输入端呈并联电连接在外部供电电源上，若干所述功率模块的输出功率端呈串联电连接在所述升压变压器的输入端上，所述升压变压器的输出端电连接在灯光系统的灯光负载上以进行供电。

25、通过采用上述技术方案，功率模块输入采用并联接线模式，输出采用并联或串联两种接线模式，通过功率模块的串并联组合，提高系统输出功率，组成多种额定容量的恒流调光器，扩大了系统的适配范围；通过升压变压器来拉高功率模块的输出电压，以扩大对灯光负载的适配范围。

26、可选的，包括回路选择器模块，所述回路选择器模块输入端电连接在若干所述功率模块的输出功率端并联后总的输出功率端上，或所述回路选择器模块输入端电连接在若干所述功率模块的输出功率端串联后总的输出功率端上，或所述回路选择器模块输入端电连接在升压变压器的输出端上；若干所述回路选择器模块的输出端电连接在灯光系统的若干供电输入端上，以对灯光系统的供电输入进行分段独立控制。

27、通过采用上述技术方案，通过不同的回路选择器模块的输出来将灯光系统分为若干不同子回路，同时对不同子回路的灯光系统进行独立控制，实现了灯光系统的独立控制，减小灯光系统中不同子回路的关联性，方便了维修，也降低了子回路中一处出现故障而导致整个灯光系统出现故障的概率，提高了独立性。

28、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

29、1.实现了功率模块的冗余配置，达到了功率模块出现故障但所有功率模块总输出功率不变的目的，取消了切换柜，减少了设备投入，减小了占地面积，简化了输出回路。

30、2.实现了任意单一功率模块与主控模块的退出或接入均不影响系统输出，以及不影响功率模块与主控模块之间的信号传输，大大方便了工作人员对功率模块与主控模块的维修更换，大大降低了维修成本与使用成本。

31、3.在主用的主控模块出现故障后，备用的主控模块接入对功率模块进行控制，使功率模块的输出功率不会受到影响，提高了功率模块输出的稳定性，提高了系统的稳定性。

32、4.通过功率模块的串并联组合，提高系统输出功率，组成多种额定容量的恒流调光器，扩大了系统的适配范围。