IS200BICIH1A ब्रिज इंटरफ़ेस कंट्रोलर बोर्ड एक मुख्य नियंत्रण घटक है जिसे GE इंडस्ट्रियल सिस्टम्स द्वारा अपने इनोवेशन सीरीज़™ ड्राइव सिस्टम के लिए डिज़ाइन किया गया है। एक अत्यधिक एकीकृत और शक्तिशाली नियंत्रक के रूप में, IS200BICIH1A का उपयोग मुख्य रूप से ब्रिज इन्वर्टर इकाइयों को प्रबंधित और नियंत्रित करने के लिए किया जाता है जो स्विचिंग डिवाइस के रूप में इंटीग्रेटेड गेट कम्यूटेटेड थाइरिस्टर (IGCTs) को नियोजित करते हैं। IS200BICIH1A बोर्ड एक इनोवेशन सीरीज™ मानक बोर्ड रैक में स्थापित होता है और, बैकप्लेन, विभिन्न सिग्नल अधिग्रहण बोर्ड और गेट ड्राइव सर्किट के साथ सटीक समन्वय के माध्यम से, जटिल पावर इलेक्ट्रॉनिक रूपांतरण प्रणालियों के लिए वास्तविक समय नियंत्रण, सिग्नल कंडीशनिंग और बहु-आयामी सुरक्षा करता है।
IS200BICIH1A का मुख्य मूल्य 28 आईजीसीटी उपकरणों को नियंत्रित करने की इसकी शक्तिशाली क्षमता में निहित है, जो तीन-स्तरीय इन्वर्टर नियंत्रण तर्क की पीढ़ी का समर्थन करता है, साथ ही एक डायोड स्रोत और डायनेमिक ब्रेकिंग (डीबी) अनुभाग को नियंत्रित करता है। हार्डवेयर के संदर्भ में, IS200BICIH1A कई FPGA लॉजिक चिप्स, सह-प्रसंस्करण के लिए समर्पित एक डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर (DSP) और कई डॉटरबोर्ड को एकीकृत करता है। यह एक स्तरित, अत्यधिक विश्वसनीय सिस्टम आर्किटेक्चर स्थापित करता है, जिसमें सब-माइक्रोसेकंड फास्ट सुरक्षा से लेकर जटिल नियंत्रण एल्गोरिदम सह-प्रसंस्करण तक शामिल है।
मुख्य कार्य और नियंत्रण वास्तुकला
IS200BICIH1A बोर्ड बैकप्लेन कनेक्टर P1 और P2 के माध्यम से IS200CABP कंट्रोल असेंबली बैकप्लेन बोर्ड के साथ इंटरफेस करता है, जो सिस्टम मुख्य नियंत्रक और अन्य परिधीय बोर्डों के साथ सिग्नल इंटरेक्शन को सक्षम बनाता है। IS200BICIH1A के लिए इनपुट पावर DS200RAPA रैक पावर सप्लाई बोर्ड द्वारा प्रदान की जाती है, जो बैकप्लेन के माध्यम से आपूर्ति की जाती है। नियंत्रण कोर के रूप में कार्य करते हुए, IS200BICIH1A IS200BPII ब्रिज पावर इंटरफ़ेस बोर्ड से गेट कमांड और स्टेटस फीडबैक सिग्नल प्राप्त करता है, इन सिग्नलों को कंडीशनिंग और अग्रेषित करता है।
स्थानीय बुद्धिमान प्रसंस्करण के संबंध में, IS200BICIH1A में एक ऑनबोर्ड डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर (डीएसपी) है जो मुख्य डीएसपीएक्स नियंत्रण बोर्ड के लिए सहप्रोसेसर के रूप में काम करता है। इसकी बूट प्रक्रिया को केंद्रीय रूप से DSPX बोर्ड द्वारा प्रबंधित किया जाता है: DSPX बोर्ड पहले एक बूट लोडर छवि को डुअल-पोर्ट रैम (DPRAM) में लोड करता है, फिर IS200BICIH1A के स्थानीय DSP के लिए रीसेट सिग्नल जारी करता है, जिससे यह कोड निष्पादित करना शुरू कर सकता है। दोनों प्रोसेसर रजिस्टर लॉजिक के भीतर एक अंतर्निहित मध्यस्थता तंत्र के माध्यम से स्थानीय हार्डवेयर रजिस्टरों तक पहुंच साझा करते हैं, जो नियंत्रण आदेशों और स्थिति डेटा के लिए व्यवस्थित और सुसंगत इंटरैक्शन सुनिश्चित करते हैं।
सिग्नल प्रोसेसिंग और उच्च परिशुद्धता फीडबैक तंत्र
IS200BICIH1A बोर्ड तीन फ्रंट पैनल कनेक्टर - PFBK1, PFBK2, और PSRC प्रदान करता है - जो उच्च-सटीक सिग्नल अधिग्रहण और तेजी से सुरक्षा प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण इंटरफेस के रूप में काम करते हैं।
पीएफबीके1 और पीएफबीके2 कनेक्टर : ये दो 44-पिन उच्च-घनत्व कनेक्टर IS200GGXI एक्सपैंडर लोड/सोर्स बोर्ड से सिग्नल प्राप्त करने के लिए जिम्मेदार हैं। पीएफबीके1 श्रृंखला ब्रिज कॉन्फ़िगरेशन में पहले पूर्ण ब्रिज या कोशिकाओं के पहले भाग से फीडबैक संकेतों को संभालता है, जबकि पीएफबीके2 वैकल्पिक दूसरे पूर्ण ब्रिज या कोशिकाओं के दूसरे भाग से फीडबैक को संभालता है। फीडबैक सिग्नल प्रकारों में चरण धाराएं, चरण वोल्टेज और डीसी लिंक वोल्टेज शामिल हैं।
PSRC कनेक्टर : यह 50-पिन उच्च-घनत्व कनेक्टर IS200GGXD एक्सपैंडर डायोड सोर्स बोर्ड से फीडबैक सिग्नल प्राप्त करता है और डायनेमिक ब्रेकिंग (DB) IGCT स्विच पर गेट कंट्रोल सिग्नल भेजने के लिए जिम्मेदार है।
वोल्टेज फीडबैक अलगाव : DS200NATO वोल्टेज फीडबैक स्केलिंग बोर्ड से वोल्टेज सिग्नल क्षीणन के माध्यम से IS200BICIH1A बोर्ड पर सुरक्षित रूप से अलग किए जाते हैं।
सभी एनालॉग करंट और वोल्टेज फीडबैक सिग्नल IS200BICIH1A में परिरक्षित केबलों के भीतर परिरक्षित ट्विस्टेड-पेयर केबल के माध्यम से अलग-अलग प्रसारित होते हैं। बोर्ड में प्रवेश करने पर, ये सिग्नल दो समानांतर प्रसंस्करण पथों में विभाजित हो जाते हैं:
हार्डवेयर फास्ट प्रोटेक्शन पथ : तत्काल हार्डवेयर कार्रवाई के लिए सुरक्षा तर्क सिग्नल उत्पन्न करने के लिए एनालॉग सिग्नल की तुलना सीधे कई प्रोग्रामयोग्य थ्रेशोल्ड मानों से की जाती है, जैसे कि ओवरकरंट प्रोटेक्टिव टर्न-ऑफ, लोड फॉल्ट टर्न-ऑफ और करंट फ्रीज फॉल्ट सिग्नल।
सॉफ्टवेयर उच्च परिशुद्धता नमूनाकरण पथ : प्रत्येक एनालॉग फीडबैक सिग्नल एक सिंक्रोनस वोल्टेज-नियंत्रित ऑसिलेटर (वीसीओ) से होकर गुजरता है, जो एनालॉग वोल्टेज मान को आवृत्ति सिग्नल में रैखिक रूप से परिवर्तित करता है। आउटपुट आवृत्ति पूर्ण-स्केल नकारात्मक इनपुट के लिए 0 हर्ट्ज से लेकर पूर्ण-स्केल सकारात्मक इनपुट के लिए 2 मेगाहर्ट्ज तक रैखिक रूप से होती है। ये आवृत्ति सिग्नल BRDG_IO FPGA के भीतर काउंटरों को चलाते हैं, जिन्हें जटिल नियंत्रण एल्गोरिदम के लिए उच्च-सटीक वर्तमान और वोल्टेज फीडबैक मानों की गणना करने के लिए सक्रिय डीएसपी द्वारा पढ़ा जाता है।
गेट कमांड और क्रिटिकल टाइमिंग मैनेजमेंट
IS200BICIH1A द्वारा IGCT गेट ड्राइवर बोर्ड (IS200IGPA) को जारी किए गए सभी गेटिंग कमांड महंगे IGCT उपकरणों को नुकसान से बचाने के लिए हार्डवेयर द्वारा लागू न्यूनतम ऑन-टाइम और न्यूनतम ऑफ-टाइम प्रतिबंधों के अधीन हैं। इसके प्रमुख गेटिंग टाइमिंग प्रबंधन कार्यों में शामिल हैं:
आंतरिक-बाहरी समय : आंतरिक आईजीसीटी के सापेक्ष ब्रिज लेग में बाहरी आईजीसीटी का टर्न-ऑन और टर्न-ऑफ फर्मवेयर में परिभाषित तिरछा समय के अनुसार सटीक रूप से विलंबित होता है।
चरण अंडरलैप : जब कोई चरण अपनी आउटपुट स्थिति बदलता है, तो IS200BICIH1A एक टाइमर शुरू करता है जो सभी चरण स्थितियों को तब तक फ्रीज कर देता है जब तक कि कम्यूटेशन रिएक्टर को रीसेट करने के लिए पर्याप्त समय न मिल जाए, जिससे खतरनाक चरण-दर-चरण शॉर्ट सर्किट को रोका जा सके।
गेट ड्राइवर दोष का पता लगाना : IS200BICIH1A प्रत्येक आईजीसीटी गेट ड्राइवर मॉड्यूल से स्वास्थ्य स्थिति फीडबैक की लगातार निगरानी करता है। यदि असामान्य स्थिति फीडबैक काउंटर ओवरफ्लो का पता चलता है, तो तुरंत एक फॉल्ट लैच सेट कर दिया जाता है, जिससे ड्राइव सिस्टम ट्रिप हो जाता है।
प्रोग्रामेबल लॉजिक कोर
IS200BICIH1A बोर्ड की शक्तिशाली कोर कार्यक्षमता इसके दो ऑन-बोर्ड SRAM-आधारित फील्ड प्रोग्रामेबल गेट एरेज़ (FPGAs) द्वारा महसूस की जाती है: BRDG_IO FPGA और CELL_IO FPGA।
CELL_IO FPGA : यह FPGA आईजीसीटी गेट ड्राइवरों से सीधे संबंधित अलग नियंत्रण और सुरक्षा के लिए विशेष रूप से जिम्मेदार है। यह पीडब्लूएम चक्रों के सटीक समय का प्रबंधन करता है और सबसे महत्वपूर्ण हार्डवेयर सुरक्षा क्रियाओं को निष्पादित करता है, जैसे प्रभावित उपकरणों को तुरंत बंद करके ओवरकरंट या शूट-थ्रू दोषों का जवाब देना और स्थिति रजिस्टरों में गलती घटनाओं को रिकॉर्ड करना। इसमें पीडब्लूएम टाइमर, प्रारंभिक स्थिति रजिस्टर आदि शामिल हैं। सभी नियंत्रण पैरामीटर एक डबल-बफ़र्ड संरचना का उपयोग करते हैं, जो उन्हें एक कार्य अंतराल के भीतर अद्यतन करने और अगले लोड पल्स पर समकालिक रूप से प्रभावी होने की अनुमति देता है।
BRDG_IO FPGA : DSPX/स्थानीय DSP और ब्रिज कंट्रोल सिग्नल के बीच इंटरफेस के रूप में कार्य करते हुए, यह FPGA सभी सामान्य असतत I/O, गलती रिपोर्टिंग, VCO काउंटर, टैकोमीटर इंटरफ़ेस और एनालॉग I/O का प्रबंधन करता है। इसके अंतर्निर्मित वीसीओ काउंटर किसी भी प्रोसेसर द्वारा पढ़ने के लिए गिनती मूल्यों को पकड़ते हैं। टैकोमीटर इंटरफ़ेस उच्च परिशुद्धता भिन्नात्मक पल्स गणना का समर्थन करता है। इसके अलावा, जब पावर इलेक्ट्रॉनिक्स इनेबल (PE_ENABLE) फ़्लैग सक्रिय होता है, तो सभी कमांड रजिस्टरों तक लिखने की पहुंच लॉक हो जाती है, जिससे ड्राइव ऑपरेशन के दौरान गलत संचालन को रोका जा सकता है।
सुरक्षा और निदान प्रणाली
IS200BICIH1A में सभी असामान्य परिचालन स्थितियों के तहत प्रभावी सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए एक बहुस्तरीय, बहुआयामी सुरक्षा और डायग्नोस्टिक नेटवर्क की सुविधा है।
तात्कालिक हार्डवेयर सुरक्षा : मुख्य रूप से CELL_IO FPGA द्वारा अत्यंत तेज़ प्रतिक्रिया समय के साथ निष्पादित।
प्रोटेक्टिव टर्न-ऑफ (पीटीओ) : लोड फॉल्ट (लैच्ड), तात्कालिक ओवरकरंट, या गेट ड्राइवर की गलती से ट्रिगर होकर, पीड़ित सेल को तुरंत बंद कर देता है।
शूट-थ्रू फॉल्ट प्रोटेक्शन : डीसी लिंक रिएक्टर में वोल्टेज की निगरानी करके वर्तमान परिवर्तन (डीआई/डीटी) की खतरनाक दरों का पता लगाता है। यदि स्थिति फॉल्ट फिल्टर समय से अधिक समय तक बनी रहती है, तो एक प्रमुख फॉल्ट लैच सेट किया जाता है, जिससे सभी चरण इकाइयों के लिए फ्रीज कार्रवाई शुरू हो जाती है। इससे खराबी वाले चरण में फ़्यूज़ को साफ़ होने के लिए पर्याप्त समय मिल जाता है, जिससे गड़बड़ी बढ़ने से बचा जा सकता है।
स्थिति की निगरानी और रिपोर्टिंग : BRDG_IO और CELL_IO स्थिति रजिस्टरों के माध्यम से, IS200BICIH1A विभिन्न प्रकार की गलती और स्थिति की जानकारी देता है, जिनमें शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं हैं: विभिन्न बिजली आपूर्ति दोष, घड़ी दोष, सभी आईजीसीटी के लिए गेट ड्राइवर दोष, फ्यूज दोष और केबल कनेक्शन त्रुटियां।
ऑन-बोर्ड स्व-निदान :
बोर्ड पहचान (बीआरडीआईडी) : IS200BICIH1A में एक ऑनबोर्ड सीरियल PROM आईडी चिप शामिल है, जिसका पहचान नेटवर्क GGXI बोर्ड तक बढ़ाया गया है। एक अद्वितीय वर्तमान दिशा पहचान तंत्र क्रॉस-वायरिंग को रोकते हुए, पीएफबीके और जेजीएटीई केबलों का सही कनेक्शन सुनिश्चित करता है।
फ्रंट पैनल संकेतक : एक एकल आईएमओके एलईडी संकेतक बोर्ड की स्वास्थ्य स्थिति का सहज दृश्य प्रदर्शन प्रदान करता है; यदि एलईडी बंद है, तो खराबी की स्थिति का संकेत मिलता है।
टेस्टपॉइंट : फ्रंट पैनल कुल 8 टेस्टपॉइंट, टीपी1 से टीपी8 प्रदान करता है , जो सुविधाजनक ऑन-साइट डायग्नोस्टिक्स के लिए चरण ए1/बी1/सी1 करंट और लाइन-टू-लाइन वोल्टेज वीएबी1/वीबीसी1, साथ ही सकारात्मक और नकारात्मक डीसी बस वोल्टेज जैसे प्रमुख एनालॉग सिग्नल लाता है।
एनालॉग I/O : सिस्टम बोर्ड के स्थानीय परिवेश तापमान, एक बाहरी थर्मिस्टर तापमान की निगरानी और सुरक्षात्मक थ्रेशोल्ड वोल्टेज का स्व-परीक्षण लूपबैक करने के लिए तीन 12-बिट एनालॉग इनपुट को एकीकृत करता है। इसमें ग्यारह एनालॉग आउटपुट भी हैं जिनका उपयोग सुरक्षा सीमा निर्धारित करने और डायग्नोस्टिक डी/ए रूपांतरण प्रदान करने के लिए किया जाता है।
