專利名稱：一種簡(jiǎn)易直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大功率直流電源的控制技術(shù)，具體涉及大功率多直流電源模塊均流并聯(lián)系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
目前，在許多行業(yè)各種大功率電源的需求日益増加，尤其是ー些大功率直流電源的需求。但是，直流電源模塊容量有限，常采用多模塊并聯(lián)運(yùn)行，其輸出能量是模塊輸出的數(shù)倍，提高了直流電源的功率等級(jí)，同時(shí)多模塊并聯(lián)工作使系統(tǒng)具有一定的冗余度，模塊故 障不會(huì)影響這個(gè)系統(tǒng)的正常工作，使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性有了很大提高。多模塊并聯(lián)運(yùn)行不僅使直流電源具有更大的功率和可靠性，而且還具有良好的通用性，可以根據(jù)需要靈活組合成各種功率的系統(tǒng)。不過(guò)目前多模塊并聯(lián)運(yùn)行的大部分大功率直流電源都采用恒流硬并聯(lián)工作模式，難以實(shí)現(xiàn)恒電壓模式的要求，雖然有部分電源系統(tǒng)采用了監(jiān)控系統(tǒng)為主的主從控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了恒電壓模式，但是其線路及電路設(shè)計(jì)都很復(fù)雜，安裝及檢修都很困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)行大功率直流電源并聯(lián)工作的問(wèn)題，提出了ー種簡(jiǎn)易直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)及其控制方法。本發(fā)明可直接應(yīng)用于現(xiàn)行的多模塊并聯(lián)的直流電源，其算法簡(jiǎn)單、布線極少、利于檢修，監(jiān)控系統(tǒng)采用一個(gè)簡(jiǎn)單的單片機(jī)或者DSP即可實(shí)現(xiàn)，操作簡(jiǎn)單，控制可靠。本發(fā)明是通過(guò)下述方案予以實(shí)現(xiàn)的
ー種簡(jiǎn)易直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)，包括監(jiān)控系統(tǒng)和η個(gè)直流電源模塊，η >2 ;所述監(jiān)控系統(tǒng)與每個(gè)直流電源模塊連接；所述監(jiān)控系統(tǒng)包括人機(jī)交互設(shè)備、MCU處理器電路、計(jì)數(shù)脈沖驅(qū)動(dòng)電路、直流電源模塊輸出電流反饋電路、直流電源系統(tǒng)電壓反饋電路和模塊電流給定電路，用于根據(jù)每個(gè)直流電源模塊的輸出參數(shù)與人機(jī)交互設(shè)備設(shè)置的工作參數(shù)控制各直流電源模塊的輸出并實(shí)現(xiàn)均流；所述MCU處理器電路分別與人機(jī)交互設(shè)備、計(jì)數(shù)脈沖驅(qū)動(dòng)電路、直流電源模塊輸出電流反饋電路、直流電源系統(tǒng)電壓反饋電路、模塊電流給定電路鏈接；所述人機(jī)交互設(shè)備由顯示器和鍵盤組成，用于顯示和設(shè)置工作參數(shù)；所述計(jì)數(shù)脈沖驅(qū)動(dòng)電路對(duì)MCU處理器電路產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行隔離放大處理；所述模塊電流給定電路獲取MCU處理器電路的控制指令，通過(guò)模塊電流給定線將各直流電源模塊的工作電流發(fā)送給各直流電源模塊。所述直流電源模塊具有電流給定接ロ、輸出電流反饋接ロ、直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)、主功率電路和控制電路；所述控制電路分別與電流給定接ロ、輸出電流反饋接ロ、直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)、主功率電路連接；所述輸出電流反饋接ロ還與主功率電路連接；所述直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)還與輸出電流反饋接ロ連接；所述模塊電流給定線將所有直流電源模塊的電流給定接ロ與監(jiān)控系統(tǒng)的模塊電流給定電路連接在一起。所述直流電源模塊的電流給定接ロ通過(guò)模塊電流給定線與監(jiān)控系統(tǒng)的模塊電流給定電路連接；直流電源模塊的輸出電流反饋接ロ通過(guò)模塊電流反饋線與監(jiān)控系統(tǒng)的直流電源模塊輸出電流反饋電路連接；直流電源模塊的直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)通過(guò)計(jì)數(shù)脈沖線與監(jiān)控系統(tǒng)的計(jì)數(shù)脈沖驅(qū)動(dòng)電路連接；所述計(jì)數(shù)脈沖線用于將監(jiān)控系統(tǒng)計(jì)數(shù)脈沖驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出的固定頻率直流方波脈沖傳輸?shù)矫總€(gè)直流電源模塊的直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)；所述模塊電流反饋線用于將所有直流電源模塊的輸出電流反饋接ロ及監(jiān)控系統(tǒng)的直流電源模塊輸出電流反饋電路連接在一起。所述直流電源模塊的直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)包括計(jì)數(shù)處理電路、計(jì)數(shù)脈沖寬度比較電路和輸出電流反饋控制電路；所述計(jì)數(shù)處理電路分別與計(jì)數(shù)脈沖線、計(jì)數(shù)脈沖寬度比較電路、輸出電流反饋控制電路連接；所述計(jì)數(shù)處理電路對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的計(jì)數(shù)脈沖驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行向上計(jì)數(shù)，井分時(shí)控制輸出電流反饋控制電路將自身直流電源模塊的反饋 電流連接到模塊電流反饋線上；所述計(jì)數(shù)脈沖寬度比較電路還與計(jì)數(shù)脈沖線連接，對(duì)進(jìn)位時(shí)的脈沖寬度進(jìn)行比較；所述輸出電流反饋控制電路還與輸出電流反饋接ロ連接。所述直流電源模塊的控制電路分別與自身直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)的計(jì)數(shù)處理電路、計(jì)數(shù)脈沖寬度比較電路、輸出電流反饋控制電路連接。所述監(jiān)控系統(tǒng)和所有直流電源模塊的地線連接在一起。所述輸出參數(shù)包括輸出電流、輸出電壓、輸出功率中的ー種以上。上述的簡(jiǎn)易直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)的控制方法包括所述簡(jiǎn)易直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)包括η個(gè)直流電源模塊，第i個(gè)直流電源模塊用Ui表示，2 < i < N，i通過(guò)直流電源模塊的計(jì)數(shù)處理電路的初始預(yù)置電路設(shè)置，各直流電源模塊對(duì)應(yīng)的電壓為Vi,各直流電源模塊對(duì)應(yīng)的電流為Ii ;各直流電源模塊的控制計(jì)算周期為Tu，監(jiān)控系統(tǒng)的計(jì)數(shù)脈沖時(shí)鐘周期為Tm，控制周期為Tx=nTm，η為直流電源模塊個(gè)數(shù)；
當(dāng)直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)工作于恒電流模式時(shí)，在人機(jī)交互設(shè)備上面設(shè)置直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)的輸出電流為し監(jiān)控系統(tǒng)的MCU處理器電路以Tx為周期輸出脈沖序列，每個(gè)脈沖周期為Tm;當(dāng)其中某個(gè)直流電源模塊的計(jì)時(shí)處理電路接到脈沖并向上計(jì)數(shù)，當(dāng)產(chǎn)生進(jìn)位時(shí)計(jì)數(shù)處理電路使輸出電流反饋控制電路工作，使該直流電源模塊的輸出電流反饋信號(hào)傳輸?shù)侥K電流反饋線上，監(jiān)控系統(tǒng)的直流電源模塊輸出電流反饋電路采集出現(xiàn)在模塊電流反饋線上的該直流電源模塊的輸出電流并保存，同時(shí)計(jì)數(shù)脈沖寬度比較電路比較脈沖寬度以決定該直流電源模塊是否工作；如此在ー個(gè)Tx周期內(nèi)，監(jiān)控系統(tǒng)的直流電源模塊輸出電流反饋電路可以分時(shí)采集每個(gè)直流電源模塊的輸出電流反饋信號(hào)Ii ;MCU處理器電路對(duì)采集的每個(gè)直流電源模塊的輸出電流反饋信號(hào)求和
權(quán)利要求
1.ー種簡(jiǎn)易直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于包括監(jiān)控系統(tǒng)和η個(gè)直流電源模塊，n ≥2 ;所述監(jiān)控系統(tǒng)與每個(gè)直流電源模塊連接；所述監(jiān)控系統(tǒng)包括人機(jī)交互設(shè)備、MCU處理器電路、計(jì)數(shù)脈沖驅(qū)動(dòng)電路、直流電源模塊輸出電流反饋電路、直流電源系統(tǒng)電壓反饋電路和模塊電流給定電路，監(jiān)控系統(tǒng)用于根據(jù)每個(gè)直流電源模塊的輸出參數(shù)與人機(jī)交互設(shè)備設(shè)置的工作參數(shù)控制各直流電源模塊的輸出并實(shí)現(xiàn)均流；所述MCU處理器電路分別與人機(jī)交互設(shè)備、計(jì)數(shù)脈沖驅(qū)動(dòng)電路、直流電源模塊輸出電流反饋電路、直流電源系統(tǒng)電壓反饋電路、模塊電流給定電路鏈接；所述人機(jī)交互設(shè)備用于顯示和設(shè)置工作參數(shù)；所述計(jì)數(shù)脈沖驅(qū)動(dòng)電路對(duì)MCU處理器電路產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行隔離放大處理；所述模塊電流給定電路獲取MCU處理器電路的控制指令，通過(guò)模塊電流給定線將各直流電源模塊的工作電流發(fā)送給各直流電源模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的簡(jiǎn)易直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，所述直流電源模塊具有電流給定接ロ、輸出電流反饋接ロ、直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)、主功率電路和控制電路；所述控制電路分別與電流給定接ロ、輸出電流反饋接ロ、直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)、主功率電路連接；所述輸出電流反饋接ロ還與主功率電路連接；所述直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)還與輸出電流反饋接ロ連接；所述模塊電流給定線將所有直流電源模塊的電流給定接ロ與監(jiān)控系統(tǒng)的模塊電流給定電路連接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的簡(jiǎn)易直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，所述直流電源模塊的電流給定接ロ通過(guò)模塊電流給定線與監(jiān)控系統(tǒng)的模塊電流給定電路連接；直流電源模塊的輸出電流反饋接ロ通過(guò)模塊電流反饋線與監(jiān)控系統(tǒng)的直流電源模塊輸出電流反饋電路連接；直流電源模塊的直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)通過(guò)計(jì)數(shù)脈沖線與監(jiān)控系統(tǒng)的計(jì)數(shù)脈沖驅(qū)動(dòng)電路連接；所述計(jì)數(shù)脈沖線用于將監(jiān)控系統(tǒng)計(jì)數(shù)脈沖驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出的固定頻率直流方波脈沖傳輸?shù)矫總€(gè)直流電源模塊的直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)；所述模塊電流反饋線用于將所有直流電源模塊的輸出電流反饋接ロ及監(jiān)控系統(tǒng)的直流電源模塊輸出電流反饋電路連接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的簡(jiǎn)易直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，所述直流電源模塊的直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)包括計(jì)數(shù)處理電路、計(jì)數(shù)脈沖寬度比較電路和輸出電流反饋控制電路；所述計(jì)數(shù)處理電路分別與計(jì)數(shù)脈沖線、計(jì)數(shù)脈沖寬度比較電路、輸出電流反饋控制電路連接；所述計(jì)數(shù)處理電路對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的計(jì)數(shù)脈沖驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行向上計(jì)數(shù)，井分時(shí)控制輸出電流反饋控制電路將自身直流電源模塊的反饋電流連接到模塊電流反饋線上；所述計(jì)數(shù)脈沖寬度比較電路還與計(jì)數(shù)脈沖線連接，對(duì)進(jìn)位時(shí)的脈沖寬度進(jìn)行比較；所述輸出電流反饋控制電路還與輸出電流反饋接ロ連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的簡(jiǎn)易直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，所述直流電源模塊的控制電路分別與自身直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)的計(jì)數(shù)處理電路、計(jì)數(shù)脈沖寬度比較電路、輸出電流反饋控制電路連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的簡(jiǎn)易直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控系統(tǒng)和所有直流電源模塊的地線連接在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的簡(jiǎn)易直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，所述人機(jī)交互設(shè)備由顯示器和鍵盤組成；在人機(jī)交互設(shè)備上設(shè)置的工作參數(shù)輸包括啟動(dòng)的直流電源模塊個(gè)數(shù)、輸出電壓和輸出電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的簡(jiǎn)易直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出參數(shù)包括輸出電流、輸出電壓、輸出功率中的ー種以上。
9.權(quán)利要求1-8任ー項(xiàng)所述的簡(jiǎn)易直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述簡(jiǎn)易直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)包括η個(gè)直流電源模塊，第i個(gè)直流電源模塊用Ui表示，
全文摘要
本發(fā)明涉及一種簡(jiǎn)易直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)及其控制方法，直流電源均流并聯(lián)系統(tǒng)包括監(jiān)控系統(tǒng)和n個(gè)直流電源模塊，n≥2；所述監(jiān)控系統(tǒng)與所有直流電源模塊連接?？刂品椒òㄍㄟ^(guò)將每個(gè)直流電源模塊的輸出參數(shù)與設(shè)置的工作參數(shù)做相應(yīng)的控制運(yùn)算，使各直流電源模塊按需輸出并實(shí)現(xiàn)均流。本發(fā)明可直接應(yīng)用于多臺(tái)直流電源模塊的并聯(lián)系統(tǒng)中，其工藝簡(jiǎn)單、布線極少、利于檢修、操作簡(jiǎn)單、控制可靠。
文檔編號(hào)H02J1/10GK102646978SQ20121012571
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者杜貴平 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)