專利名稱：一種多路電源并行輸入處理方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源控制領(lǐng)域，特別涉及一種多路電源并行輸入處理方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，為了彌補(bǔ)供給能力不足，大多采用并聯(lián)多個(gè)電源的方式。有以下幾種方式并聯(lián)運(yùn)行操作方式來實(shí)現(xiàn)沒有并聯(lián)運(yùn)行功能電源電路的并聯(lián)運(yùn)行操作方法如下。如圖I所示直接連接方式，這種方法僅適于輸出的過電流動(dòng)作點(diǎn)在90至100%的電源，其他不能連接。這種連接由于輸出電源電壓差異，輸出負(fù)載電流往往是較高的電源輸出電壓供電。更主要的是，輸出電壓可能超出規(guī)定范圍，高電源輸出向低電源流動(dòng)，也就是 逆流，有可能造成電源故障。如圖2所示使用電阻連接方式，這種方法是一種簡(jiǎn)單的方法來實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行操作，電阻如何選取，取決于平衡電流大小的選擇，電阻損失來確定。這種方法雖然既便宜又方便，但不適應(yīng)較大的負(fù)載變化，負(fù)載電流增加。而且，電阻發(fā)熱造成的損失也大，不是有效方法。如圖3所示使用二極管連接方式，這是利用二極管的正向電壓特性，最常見的方式。二極管耐壓，功耗，放熱，正向壓降等需要考慮。此外，雖然沒有高電源輸出向低電源流動(dòng)，也就是逆流的問題。但由于輸出電壓差異，引起的最高電源電壓來提供輸出電流的問題依舊沒有解決?，F(xiàn)有技術(shù)中沒有并聯(lián)運(yùn)行功能電源電路；例如，全波、半波整流電路；低成本的，沒有并聯(lián)運(yùn)行功能的AC (交流)/DC (直流)，DC (直流)/DC (直流)轉(zhuǎn)換器；或IC電源穩(wěn)壓器等。這類電源當(dāng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，由于輸出電壓精度不匹配，輸出功率不平衡，將產(chǎn)生僅從最高電源電壓來提供輸出電流的問題。此外，每個(gè)電源模塊的可靠性也產(chǎn)生差異。因此，盡管是多個(gè)電源并聯(lián)連接供電方式系統(tǒng)，結(jié)果形成實(shí)際上單電源供電，沒有實(shí)現(xiàn)大電流，高效率供電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種多路電源并行輸入處理方法及系統(tǒng)
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種多路電源并行輸入處理方法，包括如下步
驟
至少兩路以上電源輸入，
開關(guān)電路調(diào)整各路電源的電壓和電流輸出，
各路電源并聯(lián)為一路電源輸出。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種多路電源并行輸入處理系統(tǒng)，包括輸入保護(hù)電路、輸入檢測(cè)電路、開關(guān)電路、開關(guān)濾波電路、開關(guān)檢測(cè)電路、開關(guān)保護(hù)電路、總輸出檢測(cè)電路、總輸出濾波電路和控制電路，
所述輸入保護(hù)電路的輸入端輸入一路電源，所述輸入保護(hù)電路輸出與所述輸入檢測(cè)電路的輸入連接，所述輸入檢測(cè)電路的輸出與所述開關(guān)電路的輸入連接，所述開關(guān)電路的輸出與所述開關(guān)濾波電路的輸入連接，所述開關(guān)濾波電路的輸出與所述開關(guān)檢測(cè)電路的輸入連接，所述開關(guān)檢測(cè)電路的輸出與所述開關(guān)保護(hù)電路的輸入連接，所述開關(guān)保護(hù)電路的輸出與所述總輸出檢測(cè)電路的輸入連接，所述總輸出檢測(cè)電路的輸出與所述總輸出濾波電路的輸入連接，所述總輸出濾波電路的輸出與負(fù)載連接，
所述控制電路輸入與所述輸入檢測(cè)電路輸出、所述開關(guān)檢測(cè)電路輸出和總輸出檢測(cè)電路輸出連接，所述控制電路的輸出與所述開關(guān)電路的輸入連接，
所述控制電路采比例積分微分PID調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)所述開關(guān)電路達(dá)到平衡，并達(dá)到要求負(fù)載電壓；當(dāng)電壓、電流偏高時(shí)，所述控制電路輸出占空比變小的控制脈沖給所述開關(guān)電路，使所述開關(guān)電路的關(guān)斷時(shí)間變長(zhǎng)；當(dāng)電壓、電流偏低時(shí)，所述控制電路輸出占空比變大的控制脈沖給所述開關(guān)電路，使所述開關(guān)電路的關(guān)斷時(shí)間變短。由上可知，本發(fā)明方法和系統(tǒng)達(dá)到功耗低，放熱小，高效率并聯(lián)運(yùn)行操作的技術(shù)效 果。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)直接連接的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2是現(xiàn)有技術(shù)使用電阻連接的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖3是現(xiàn)有技術(shù)使用二極管連接的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖4是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的順序時(shí)序圖，
圖5是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的同相同頻同占空比時(shí)序圖，
圖6是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的有誤差的順序時(shí)序圖，
圖7是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的有誤差的同相同頻同占空比時(shí)序圖，
圖8是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的開關(guān)電路輸出脈沖隨機(jī)時(shí)序圖，
圖9是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的隨機(jī)時(shí)序圖，
圖10是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的同相同頻率異占空比時(shí)序圖，
圖11是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖12是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的單路電壓調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖，
圖13是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的多路電壓調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖，
圖14是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的方法流程示意圖 圖15是本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明可根據(jù)各輸入電源的功率，輸出電壓的狀態(tài)，以不同的時(shí)序工作。實(shí)現(xiàn)了高效率、低功耗的目的。并以5路輸入為例，具體說明本發(fā)明在各種輸入電源狀態(tài)下的工作過程及時(shí)序。以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的其具體方法，詳細(xì)說明如后。本發(fā)明一較佳實(shí)施例的順序時(shí)序圖參見圖4，各輸入電源的能提供的功率，輸出電壓完全相等。為了簡(jiǎn)明起見，沒有畫出相對(duì)波形(A)的波形VoutA的延遲。其他的信號(hào)波形也是這樣。以下時(shí)序圖相同。這種情況采用圖4的順序時(shí)序是最理想，控制也最簡(jiǎn)單。由于，各開關(guān)單元以已知的固定時(shí)序工作。因而，各開關(guān)單元的輸出電壓，電流不需測(cè)量。各開關(guān)濾波電路，開關(guān)電流和電壓檢測(cè)電路，開關(guān)電 流、電壓信號(hào)處理電路可不連接。如圖4所示，每路輸入電源只須工作1/N時(shí)間，N為輸入總數(shù)，本實(shí)施例為5。但負(fù)載卻能得到連續(xù)的電流和電壓。但最大負(fù)載電流和電壓與I路輸入電源提供的輸出電流，輸出電壓相等。這種順序時(shí)序工作的優(yōu)點(diǎn)是每路輸入電源只工作1/N時(shí)間，功耗也就固定只有1/N。也就是說提高了輸入電源的壽命，缺點(diǎn)是不能提供超過I路輸入電源提供的輸出電流，輸出電壓。并且，負(fù)載電流和電壓不可調(diào)節(jié)，與I路輸入電源提供的輸出電流，輸出電壓相等。例如，如圖4所示，有5路輸入電源VIN1-VIN5。每路的參數(shù)為；功率12W，輸出電壓12V。則能提供的最大電流為1A?？刂破髂茌敵?路開關(guān)控制脈沖信號(hào)(A)-(E)。其電壓Vctrl輸出一般為邏輯電平。通常為3.3V或5V。按圖4的順序?yàn)槊柯烽_關(guān)單元分配的開通時(shí)間為1ms，即每路開關(guān)的工作頻率相同均為200Hz，占空比固定不變?yōu)?/5，A(0N)=B(ON) =C(ON) =D(ON) =E(ON) =Ims0也就是說，像接力賽樣各輸入電源輪流工作。顯然，每路輸入電源只工作了 lms。也即，只在Ims內(nèi)提供12V，最大IA的電力。盡管，每路開關(guān)單元是以脈沖方式工作。但從負(fù)載電壓，電流的結(jié)合點(diǎn)F來看，卻是得到連續(xù)的電壓和電流。雖然，由于開關(guān)切換時(shí)，產(chǎn)生了噪聲(電壓的微小波動(dòng))。但通過總輸出濾波單元后，將使輸出電壓和電流平滑，穩(wěn)定(理論上，如果開關(guān)速度極快，切換時(shí)的噪聲就極小，采用體積較小的元件就能使輸出電壓和電流平滑，穩(wěn)定。甚至不需要總輸出濾波單元。)。最終負(fù)載上的電壓一定。等于輸入電壓12V。而負(fù)載上的電流取決于負(fù)載的大小。例如，負(fù)載電阻為100歐姆。則負(fù)載電流為12/100=0. 12A。這里只是單純計(jì)算。不討論負(fù)載的發(fā)熱問題。又如，負(fù)載電阻為10歐姆。則負(fù)載電流為12/10=1. 2A。超過最大輸入電流的1A。這時(shí)，要么輸入電源本身過載保護(hù)功能工作，停止輸出。要么，輸出電壓下降為10V(=12W/1.2A)。系統(tǒng)只需要檢測(cè)總輸出電流，電壓。以監(jiān)視對(duì)負(fù)載是否有過流，過壓(欠壓)情況即可。要實(shí)現(xiàn)圖4的時(shí)序很簡(jiǎn)單。一般的微處理(單片)機(jī)都具有脈沖輸出功能。例如，MICROCHIP公司的PIC24F系列微處理機(jī)。選擇內(nèi)藏有5路輸出比較功能的芯片，將其設(shè)置成連續(xù)輸出脈沖方式，就能實(shí)現(xiàn)圖4的順序時(shí)序。具體設(shè)置方法請(qǐng)參考相關(guān)的微處理(單片)機(jī)硬件手冊(cè)。圖5是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的同相同頻同占空比時(shí)序圖，
為了克服上述順序時(shí)序的缺點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)負(fù)載上電壓可調(diào)節(jié)，電流達(dá)到各輸入電流之和?？刹捎脠D5所示的同相同頻同占空比時(shí)序。每路輸入電源工作時(shí)間相同(與輸入路數(shù)無關(guān)。只于時(shí)序的周期有關(guān)。也就是PWM方式)，但由于輸出電壓可調(diào)節(jié)。即工作時(shí)間可變。因次，功耗也就不是固定不變。這種時(shí)序工作的優(yōu)缺點(diǎn)剛好與順序時(shí)序相反。即缺點(diǎn)是每路輸入電源功耗有所增加(一般來說工作時(shí)間都大于1/N)。優(yōu)點(diǎn)是能提供超過I路輸入電源提供的輸出電流。為N路輸入電流之和。并且，負(fù)載電壓可調(diào)節(jié)。當(dāng)然最大輸出電壓與I路輸入電源提供的輸出電壓相等。也就是降壓可調(diào)。例如，如圖5所示，有5路輸入電源VIN1-VIN5。每路的參數(shù)為；功率12W，輸出電壓12V。則能提供的最大電流為1A?？刂破髂茌敵?路開關(guān)脈沖控制信號(hào)(A)-(E)。按圖5的順序?yàn)槊柯烽_關(guān)單元分配的開通時(shí)間均為O-IOms (即每路開關(guān)的工作頻率為100Hz。占空比可變。為說明方便，分為10格，每格lms。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，由采用微處理(單片)機(jī)的計(jì)時(shí)器的分解能，以及開關(guān)工作頻率來決定)。如圖5所示，A (ON) =B (ON) =C (ON) =D (ON) =E (ON)=7ms。也就是說，占空比為7/10。從負(fù)載電壓，電流的結(jié)合點(diǎn)F來看，也是脈沖狀的電壓和電流。電壓雖然為12V，但電流卻增加5倍(反過來說，每路輸入電流是輸出電流的1/5。即平分輸出電流)。通過總輸出濾波單元后，將使輸出電壓和電流平滑，穩(wěn)定。負(fù)載上的電壓一定。等于輸入電壓7/10。即12V*0. 7=8. 4V。同時(shí)每I路輸入電源提供的功率也下降為12ff*0. 7=8. 4W。而負(fù)載上的電流取決于負(fù)載的大小。例如，負(fù)載電阻為100歐姆。則負(fù)載電流為8. 4V/100=0. 084A。這里只是單純計(jì)算。不討論負(fù)載的發(fā)熱問題。又如，負(fù)載電阻為10歐姆。則負(fù)載電流為8. 4/10=0. 84A。再如，負(fù)載電阻為5歐姆。則負(fù)載電流為8. 4V/5=1. 68A。雖然超過I路輸入電流的1A。但實(shí)際上這時(shí)每路輸入電流為I. 68A/5=0. 336A，輸入電源仍然正常工作。也就是說最大輸出電流能達(dá)到5A。超過5A時(shí)，要么輸入電源本身過載保護(hù)功能工作，停止輸出。要么，輸出電壓下降到8. 4V以下(〈8.4W/01A))。 同樣系統(tǒng)只需要檢測(cè)總輸出電流，電壓。以監(jiān)視對(duì)負(fù)載是否有過流，過壓(欠壓)情況。但當(dāng)輸出電壓偏離負(fù)載要求電壓時(shí)，反饋誤差電壓；通過控制器運(yùn)算(比如PID運(yùn)算)后，重新設(shè)置開關(guān)單元的占空比就能使輸出電壓回歸負(fù)載要求電壓。即實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓調(diào)節(jié)。當(dāng)然，如果反饋的是誤差電流，就實(shí)現(xiàn)了恒流調(diào)節(jié)。另外，這種工作方式也提供了一種解決小功率電源為負(fù)載提供大電流的方案。要實(shí)現(xiàn)圖5的時(shí)序也很簡(jiǎn)單。一般的微處理(單片)機(jī)都具有脈沖輸出功能。例如，MICROCHIP公司的PIC24F系列微處理機(jī)。選擇內(nèi)藏有5路輸出比較功能的芯片，將其設(shè)置成脈寬調(diào)制模式即PWM輸出方式，就能實(shí)現(xiàn)圖5所示的同相同頻同占空比時(shí)序。具體設(shè)置方法請(qǐng)參考相關(guān)的微處理(單片)機(jī)硬件手冊(cè)。理論上存在各輸入電源的能提供的功率，輸出電壓完全相等的情況。但實(shí)際產(chǎn)品卻不可能存在。有一定的誤差。但在一定的誤差范圍內(nèi)，就可認(rèn)定為相等。本文不討論這個(gè)“誤差范圍”。因?yàn)榫唧w情況要求的精度不同?！罢`差范圍”也就不同。本文只是指出本發(fā)明要求的“誤差范圍”方向。有二種電壓“誤差范圍”。第一；各輸入電源的輸出電壓“誤差范圍”。當(dāng)采用圖5的順序時(shí)序時(shí)，以用戶能容忍的負(fù)載電壓為判定基準(zhǔn)。例如，+/-10%以內(nèi)。第二；開關(guān)單元輸出電壓“誤差范圍”。以能達(dá)到結(jié)合點(diǎn)F的負(fù)載電流為各開關(guān)單元輸出電流之和為判定基準(zhǔn)。實(shí)際數(shù)據(jù)需要實(shí)際測(cè)量。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)電路在圖5所示的同相同頻同占空比時(shí)序工作，結(jié)合點(diǎn)F的負(fù)載電流為各開關(guān)單元輸出電流之和時(shí)的各開關(guān)單元輸出電壓“誤差范圍”為0. 05V(50mV)以內(nèi)。圖6是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的有誤差的順序時(shí)序圖，各輸入電源的能提供的功率相等，輸出電壓不相等，但相差不大。除經(jīng)過精確調(diào)整的電源以外。實(shí)際上的各輸入電源的額定功率雖然相等，但輸出電壓不會(huì)完全相等。一般來說在+/-10%以內(nèi)。這種情況也可采用圖4的順序時(shí)序。只是，如圖6所示，從結(jié)合點(diǎn)F來看，得到的是在+/-10%以內(nèi)(10. 8V—13. 2V內(nèi))連續(xù)波動(dòng)的電壓和電流。同樣也存在開關(guān)切換時(shí)，產(chǎn)生的噪聲(電壓的微小波動(dòng))。但通過總輸出濾波單兀后，將使輸出電壓和電流平滑，穩(wěn)定。最終負(fù)載上的電壓一定。等于輸入電壓10.8V —13. 2V內(nèi)的某一點(diǎn)。換句話說，就是輸入電源在一定范圍內(nèi)(用戶能夠容忍的范圍)的情況下，即可采用也可圖4的順序時(shí)序。同樣，負(fù)載上的電流取決于負(fù)載的大小。圖7是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的有誤差的同相同頻同占空比時(shí)序圖，如圖7所示。因?yàn)?，輸出電壓有差異，從結(jié)合點(diǎn)F來看，是大小不等的脈沖電壓重疊。實(shí)際上的負(fù)載電壓VoutF只與最高輸入電壓VoutA相等。負(fù)載電流也只有輸入電源I提供。當(dāng)負(fù)載電流IoutF與小于或等于輸入電壓IoutA時(shí)，均只由輸入電源I給負(fù)載提供提供能量。也就是說，雖然開關(guān)單元B-E在工作，但輸入電源2-5并沒有給負(fù)載提供能。開關(guān)單元B-E只是自身發(fā)熱消耗。當(dāng)負(fù)載電流IoutF超過輸入電流IoutA時(shí),為了保持電壓IoutF不便,VoutF將下降。當(dāng)VoutA下降到與VoutB相等時(shí)，輸入電源2才開始為負(fù)載提供能量。假定，各輸入電源本身的過載保護(hù)功能不工作。那么，依此類推，各輸入電源為負(fù)載提供能量的順序?yàn)閂IN5->VIN4->VIN3。最終負(fù)載電壓為VoutC=IO. 8V，最大負(fù)載電流為各輸入最大電流之和。也就是說，各輸入電源是一級(jí)一級(jí)地加入工作。沒有達(dá)到高效率，節(jié)能的目的。在不接入開關(guān)濾波電路，開關(guān)電流、電壓檢測(cè)電路，開關(guān)電流、電壓信號(hào)處理電路 的情況下，為了提高各輸入電源的效率，減小各開關(guān)單元發(fā)熱消耗。只有采用圖8所示隨機(jī)時(shí)序，控制器給各開關(guān)單元分配不同頻率，不同占空比的脈沖信號(hào)，使各開關(guān)單元的開/關(guān)時(shí)序，時(shí)間不同。達(dá)到調(diào)節(jié)各輸入電源加入工作的時(shí)間。盡量平衡負(fù)載電壓，電流。但在這種情況下，由于控制器沒有隨時(shí)檢測(cè)各開關(guān)單元的輸出電壓，電流的狀態(tài)，控制器只能以事先預(yù)定的一種隨機(jī)時(shí)序工作。而且，事先預(yù)定一種隨機(jī)時(shí)序時(shí)，需要對(duì)各輸入電源的參數(shù)；負(fù)載要求的電壓，電流；工作狀況進(jìn)行全面分析，才能確定。使得控制程序復(fù)雜，控制器的負(fù)擔(dān)繁重。所以，效率低，用途也受到限制。當(dāng)某一路輸入電源故障時(shí)，顯然，開關(guān)單元的時(shí)序就失去平衡。系統(tǒng)就無法正常工作。圖8是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的開關(guān)電路輸出脈沖隨機(jī)時(shí)序圖，例如，如圖8所示。系統(tǒng)處于平衡，正常工作狀態(tài)。當(dāng)某一路輸入電源，例如，IN2(對(duì)應(yīng)VoutB)發(fā)生故障不能給負(fù)載提供能量。顯然，負(fù)載上的電壓，電流將發(fā)生改變。輕微時(shí)，負(fù)載不能工作在正常(理想)狀態(tài)。嚴(yán)重時(shí)，負(fù)載將不能工作。由于要給各開關(guān)單元分配不同頻率，不同占空比的脈沖信號(hào)，一般來說，需要能分別設(shè)置不同頻率的脈寬調(diào)制模式的性能較好的微處理(單片)機(jī)。因而，在沒有檢測(cè)各開關(guān)單元的輸出電壓，電流的狀態(tài)下，這不是一種高效率，低損耗，的工作方式。本系統(tǒng)不推薦。圖9是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的隨機(jī)時(shí)序圖，各輸入電源的能提供的功率不等，輸出電壓也不相等。本節(jié)說明在各輸入電源的能提供的功率相等，輸出電壓不相等，但相差不大的情況。以及，各輸入電源的能提供的功率不等，輸出電壓也不相等的情況下的本發(fā)明的工作原理(過程)，時(shí)序。為了適應(yīng)當(dāng)各輸入電源的功率，輸出電壓變化較大情況，例如；太陽能，風(fēng)力發(fā)電。以及，各輸入電源的能提供的功率相等，輸出電壓不相等，但相差不大的情況。解決方法就是在系統(tǒng)里接入開關(guān)濾波電路，開關(guān)電流、電壓檢測(cè)電路，開關(guān)電流、電壓信號(hào)處理電路。并采用如圖9所示的隨機(jī)時(shí)序，使負(fù)載電壓，電流平滑，穩(wěn)定。開關(guān)濾波電路使開關(guān)單元輸出的脈沖電壓，電流變成直流電壓，電流。開關(guān)電流，電壓檢測(cè)電路及開關(guān)電流、電壓信號(hào)處理電路只是檢測(cè)和處理這個(gè)直流電壓，電流后送入到控制器。對(duì)這個(gè)直流電壓，電流大小幾乎不影響。因此，從結(jié)合點(diǎn)F來看，是與時(shí)間無關(guān)的直流電壓重疊。只要直流電壓在誤差范圍內(nèi)，負(fù)載電流IoutF就為各濾波單元輸出直流電流之和。而開關(guān)電流，電壓檢測(cè)電路及開關(guān)電流、電壓信號(hào)處理電路檢測(cè)和處理這個(gè)直流電壓，電流后送入到控制器后，控制器經(jīng)過運(yùn)算(例如PID運(yùn)算)，輸出經(jīng)過調(diào)整后的控制脈沖到相應(yīng)的開關(guān)單元。就能調(diào)整相應(yīng)的濾波單元輸出電壓。從而使各直流電壓控制在一定的誤差范圍內(nèi)。達(dá)到負(fù)載電流為各濾波單元輸出直流電流之和的目的。圖9的隨機(jī)時(shí)序是一種不同相，不同頻率，不同占空比的工作時(shí)序。由于各開關(guān)單元的控制脈沖的相位，頻率，占空比不同。能根據(jù)各自輸入電源的變化情況，例如，輸入電源一會(huì)工作；一會(huì)停止。隨時(shí)隨地調(diào)節(jié)(當(dāng)然要在系統(tǒng)的控制能力范圍內(nèi))各自開關(guān)輸出到最佳狀態(tài)。例如，輸入電源一會(huì)工作；一會(huì)停止?；蛘?，輸出電力一會(huì)太高，一會(huì)太低?？刂破鳈z測(cè)到這種變化后，就讓各開關(guān)單元的工作，停止。當(dāng)然停止時(shí)，重新平衡剩余各開關(guān)的工作時(shí)序?；蛘撸淖兏鏖_關(guān)單元控制脈沖的相位，頻率，占空比。進(jìn)行電壓，電流調(diào)節(jié)。使負(fù)載電壓，或者，負(fù)載電流保持穩(wěn)定。因而，最適合應(yīng)用在變化頻繁。變化不規(guī)律輸入電源。如，受天氣變化影響大，輸出不太穩(wěn)定的太陽能，風(fēng)能發(fā)電。很顯然，圖9的隨機(jī)時(shí)序并不是控制器一旦設(shè)置后就一成不變。而是，根據(jù)檢測(cè)到的各開關(guān)輸出電壓，電流；負(fù)載電壓，電流 變化后；也就是檢測(cè)到有誤差電壓，電流后，控制器經(jīng)過運(yùn)算，輸出相應(yīng)的控制脈沖到各開關(guān)單元。使負(fù)載電壓，電流回歸正常。所以，工作時(shí)序，隨時(shí)隨地在改變(調(diào)整)。這就對(duì)硬件要求較高。一般來說，需要AD(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換較快，運(yùn)算速度較快，能分別設(shè)置不同頻率的脈寬調(diào)制模式的性能較好的微處理(單片)機(jī)。系統(tǒng)的成本較高。圖10是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的同相同頻率異占空比時(shí)序圖，
當(dāng)輸入電源有變化，但變化不頻繁，或者只是，各電源輸出電壓有誤差。特別是無一會(huì)工作；一會(huì)停止現(xiàn)象(損壞除外)情況時(shí)，最適合接入開關(guān)濾波電路，開關(guān)電流、電壓檢測(cè)電路，開關(guān)電流、電壓信號(hào)處理電路狀態(tài)下的隨機(jī)時(shí)序的特例；同相同頻異占空比時(shí)序。如圖10所示。事實(shí)上，輸入電源處于這種狀況最普遍。并且，由于輸入電源變化不頻繁。也就是說，各開關(guān)單元的電壓，電流；負(fù)載電壓，電流的變動(dòng)較小。一旦將負(fù)載電壓，電流控制穩(wěn)定后。控制器也相對(duì)處于穩(wěn)定狀態(tài)。所以，不需要較高的AD(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換，運(yùn)算速度。并且，各開關(guān)單元以相同頻率工作，輸入電源變化也不頻繁。因而，不需要能分別設(shè)置不同頻率的脈寬調(diào)制模式。也就是說，對(duì)硬件的要求不太苛刻。因此，可供選擇的微處理(單片)機(jī)較多。性價(jià)比較高。以如圖10所示的5路輸入電源的各電壓值為例，降壓工作方式說明系統(tǒng)如何調(diào)整VoutA---VoutE達(dá)到一定誤差范圍內(nèi)。例如，系統(tǒng)的各參數(shù)如下表I所示。表I :5路輸入電源系統(tǒng)參數(shù)
輸入編號(hào)I系統(tǒng)最大輸入電壓(V) I要求負(fù)載電壓(V) I初始占空比I實(shí)際輸入電源電壓(V)
VINl15. 00_9. PO_0. 60_13. 20_
VIN215.009ToQ0.6012.50
VIN315.0097000.6010.80
VIN415.009ToQ0.6011.50
VIN5|l5. PO丨9.00|o. 60|l2. PO
初始占空比等于系統(tǒng)最大輸入電壓，也就是輸入電壓上限。要求負(fù)載電壓，也就是，輸出電壓之比。S卩，9. 00/15. 00=0. 60。顯然，各初始占空比相等。系統(tǒng)剛開始工作時(shí)，實(shí)際輸出各開關(guān)電壓如下表2所示。表2 :5路輸入電源系統(tǒng)初始狀態(tài)電壓
權(quán)利要求
1.一種多路電源并行輸入處理方法，其特征在于，包括如下步驟 至少兩路以上電源輸入， 開關(guān)電路調(diào)整各路電源的電壓和電流輸出， 各路電源并聯(lián)為一路電源輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟 步驟S10，檢測(cè)各電路信號(hào)，如果各電路輸出電壓等于負(fù)載電壓，執(zhí)行步驟S40，如果不相等，執(zhí)行步驟S20 ； 步驟S20，調(diào)整各電路開關(guān)輸出電壓平衡； 步驟S30，調(diào)整負(fù)載電壓， 步驟S40，比較輸出電流與負(fù)載電流， 步驟S50，中斷處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟SlO還包括， 步驟S110，系統(tǒng)初始化； 步驟S120，讀輸入電源電壓值； 步驟S130，如果全部輸入電源讀完，執(zhí)行步驟S140，否則執(zhí)行步驟S120 ； 步驟S140，計(jì)算全部開關(guān)電路的初期占空比； 步驟S150，輸出全部開關(guān)電路的初期PWM控制脈沖； 步驟S160，讀開關(guān)電路輸出電壓值； 步驟S170，如果全部開關(guān)電路讀完，執(zhí)行步驟S180，否則執(zhí)行步驟S160 ； 步驟S180，讀取總輸出電壓值； 步驟S190,各開關(guān)電路輸出電壓與負(fù)載電壓比較； 步驟S200，如果各開關(guān)電路輸出電壓等于負(fù)載電壓，執(zhí)行步驟S300，否則執(zhí)行步驟S210 ； 步驟S210，判定最小開關(guān)電路輸出電壓值確定該開關(guān)電路； 步驟S220，判定最大開關(guān)電路輸出電壓值確定為當(dāng)前工作開關(guān)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S20還包括， 步驟S230，比較當(dāng)前電壓值和最小值； 步驟S240，PID運(yùn)算； 步驟S250，輸出PWN控制脈沖到當(dāng)前開關(guān)電路； 步驟S260，讀當(dāng)前開關(guān)電路輸出電壓值； 步驟S270，當(dāng)前開關(guān)電路輸出電壓值是否等于最小值，如果等于最小值，執(zhí)行步驟S280，否則執(zhí)行步驟S230 ； 步驟S280，選擇下一個(gè)最大值； 步驟S290，除最小值外全部選完，如果全部選完，執(zhí)行步驟S320，否則執(zhí)行步驟S230。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S30還包括， 步驟S320，比較最小值和負(fù)載電壓； 步驟S330, PID運(yùn)算； 步驟S340，輸出PWM控制脈沖到全部開關(guān)電路； 步驟S350，讀全部開關(guān)電路輸出電壓值；步驟S360，判斷是否等于要求負(fù)載電壓，如果等于要求負(fù)載電壓，執(zhí)行步驟S300，否則執(zhí)行步驟S320。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S40還包括， 步驟S300，將各開關(guān)電路的合計(jì)電流與負(fù)載電流比較； 步驟S310，判斷是否需要微調(diào)電流值，如果需要微調(diào)電流值，執(zhí)行步驟S320，否則執(zhí)行步驟S510。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S50還包括， 步驟S510，允許中斷處理； 步驟S520，是否有中斷信號(hào)，如果有中斷信號(hào)，執(zhí)行步驟S530，否則執(zhí)行步驟S520 ； 步驟S530，主程序暫停，進(jìn)入中斷處理程序； 步驟S540，中斷開始； 步驟S550，中斷信號(hào)分析； 步驟S560，返回主程序； 步驟S570，中斷處理程序完成，主程序恢復(fù)。
8.一種多路電源并行輸入處理系統(tǒng)，其特征在于，包括輸入保護(hù)電路、輸入檢測(cè)電路、開關(guān)電路、開關(guān)濾波電路、開關(guān)檢測(cè)電路、開關(guān)保護(hù)電路、總輸出檢測(cè)電路、總輸出濾波電路和控制電路， 所述輸入保護(hù)電路的輸入端輸入一路電源，所述輸入保護(hù)電路輸出與所述輸入檢測(cè)電路的輸入連接，所述輸入檢測(cè)電路的輸出與所述開關(guān)電路的輸入連接，所述開關(guān)電路的輸出與所述開關(guān)濾波電路的輸入連接，所述開關(guān)濾波電路的輸出與所述開關(guān)檢測(cè)電路的輸入連接，所述開關(guān)檢測(cè)電路的輸出與所述開關(guān)保護(hù)電路的輸入連接，所述開關(guān)保護(hù)電路的輸出與所述總輸出檢測(cè)電路的輸入連接，所述總輸出檢測(cè)電路的輸出與所述總輸出濾波電路的輸入連接，所述總輸出濾波電路的輸出與負(fù)載連接， 所述控制電路輸入與所述輸入檢測(cè)電路輸出、所述開關(guān)檢測(cè)電路輸出和總輸出檢測(cè)電路輸出連接，所述控制電路的輸出與所述開關(guān)電路的輸入連接， 所述控制電路采比例積分微分PID調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)所述開關(guān)電路達(dá)到平衡，并達(dá)到要求負(fù)載電壓；當(dāng)電壓、電流偏高時(shí)，所述控制電路輸出占空比變小的控制脈沖給所述開關(guān)電路，使所述開關(guān)電路的關(guān)斷時(shí)間變長(zhǎng)；當(dāng)電壓、電流偏低時(shí)，所述控制電路輸出占空比變大的控制脈沖給所述開關(guān)電路，使所述開關(guān)電路的關(guān)斷時(shí)間變短。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多路電源并行輸入處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括通信電路和遠(yuǎn)程控制電路，所述控制電路通過通信電路與遠(yuǎn)程控制電路連接，所述遠(yuǎn)程控制電路由所述通信電路對(duì)所述控制電路實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制、升級(jí)、在線調(diào)試和編程的功能。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多路電源并行輸入處理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路采用單獨(dú)電源電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多路電源并行輸入處理方法及系統(tǒng)，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中多個(gè)電源并聯(lián)連接供電方式系統(tǒng)，結(jié)果形成實(shí)際上單電源供電，沒有實(shí)現(xiàn)大電流，高效率供電的缺陷而發(fā)明，本方法包括，至少兩路以上電源輸入，開關(guān)電路調(diào)整各路電源的電壓和電流輸出，各路電源并聯(lián)為一路電源輸出。本發(fā)明方法和系統(tǒng)達(dá)到功耗低，放熱小，高效率并聯(lián)運(yùn)行操作的技術(shù)效果。
文檔編號(hào)H02M3/00GK102751717SQ201210252559
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者白遠(yuǎn)超 申請(qǐng)人:白遠(yuǎn)超