專利名稱：一種簡易直流電源均流并聯系統及其控制方法
技術領域：
本發明涉及大功率直流電源的控制技術，具體涉及大功率多直流電源模塊均流并聯系統及其控制方法。
背景技術：
目前，在許多行業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，常采用多模塊并聯運行，其輸出能量是模塊輸出的數倍，提高了直流電源的功率等級，同時多模塊并聯工作使系統具有一定的冗余度，模塊故 障不會影響這個系統的正常工作，使整個系統的可靠性有了很大提高。多模塊并聯運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，可以根據需要靈活組合成各種功率的系統。不過目前多模塊并聯運行的大部分大功率直流電源都采用恒流硬并聯工作模式，難以實現恒電壓模式的要求，雖然有部分電源系統采用了監控系統為主的主從控制系統實現了恒電壓模式，但是其線路及電路設計都很復雜，安裝及檢修都很困難。
發明內容
本發明為了解決現行大功率直流電源并聯工作的問題，提出了ー種簡易直流電源均流并聯系統及其控制方法。本發明可直接應用于現行的多模塊并聯的直流電源，其算法簡單、布線極少、利于檢修，監控系統采用一個簡單的單片機或者DSP即可實現，操作簡單，控制可靠。本發明是通過下述方案予以實現的
ー種簡易直流電源均流并聯系統，包括監控系統和η個直流電源模塊，η >2 ;所述監控系統與每個直流電源模塊連接；所述監控系統包括人機交互設備、MCU處理器電路、計數脈沖驅動電路、直流電源模塊輸出電流反饋電路、直流電源系統電壓反饋電路和模塊電流給定電路，用于根據每個直流電源模塊的輸出參數與人機交互設備設置的工作參數控制各直流電源模塊的輸出并實現均流；所述MCU處理器電路分別與人機交互設備、計數脈沖驅動電路、直流電源模塊輸出電流反饋電路、直流電源系統電壓反饋電路、模塊電流給定電路鏈接；所述人機交互設備由顯示器和鍵盤組成，用于顯示和設置工作參數；所述計數脈沖驅動電路對MCU處理器電路產生的脈沖進行隔離放大處理；所述模塊電流給定電路獲取MCU處理器電路的控制指令，通過模塊電流給定線將各直流電源模塊的工作電流發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、直流電源均流并聯系統、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、直流電源均流并聯系統、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系統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控系統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模塊電流給定線與監控系統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模塊電流反饋線與監控系統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系統通過計數脈沖線與監控系統的計數脈沖驅動電路連接；所述計數脈沖線用于將監控系統計數脈沖驅動電路發出的固定頻率直流方波脈沖傳輸到每個直流電源模塊的直流電源均流并聯系統；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控系統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系統包括計數處理電路、計數脈沖寬度比較電路和輸出電流反饋控制電路；所述計數處理電路分別與計數脈沖線、計數脈沖寬度比較電路、輸出電流反饋控制電路連接；所述計數處理電路對監控系統的計數脈沖驅動電路產生的脈沖進行向上計數，井分時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；所述計數脈沖寬度比較電路還與計數脈沖線連接，對進位時的脈沖寬度進行比較；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系統的計數處理電路、計數脈沖寬度比較電路、輸出電流反饋控制電路連接。所述監控系統和所有直流電源模塊的地線連接在一起。所述輸出參數包括輸出電流、輸出電壓、輸出功率中的ー種以上。上述的簡易直流電源均流并聯系統的控制方法包括所述簡易直流電源均流并聯系統包括η個直流電源模塊，第i個直流電源模塊用Ui表示，2 < i < N，i通過直流電源模塊的計數處理電路的初始預置電路設置，各直流電源模塊對應的電壓為Vi,各直流電源模塊對應的電流為Ii ;各直流電源模塊的控制計算周期為Tu，監控系統的計數脈沖時鐘周期為Tm，控制周期為Tx=nTm，η為直流電源模塊個數；
當直流電源均流并聯系統工作于恒電流模式時，在人機交互設備上面設置直流電源均流并聯系統的輸出電流為し監控系統的MCU處理器電路以Tx為周期輸出脈沖序列，每個脈沖周期為Tm;當其中某個直流電源模塊的計時處理電路接到脈沖并向上計數，當產生進位時計數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傳輸到模塊電流反饋線上，監控系統的直流電源模塊輸出電流反饋電路采集出現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，同時計數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Tx周期內，監控系統的直流電源模塊輸出電流反饋電路可以分時采集每個直流電源模塊的輸出電流反饋信號Ii ;MCU處理器電路對采集的每個直流電源模塊的輸出電流反饋信號求和
權利要求
1.ー種簡易直流電源均流并聯系統，其特征在于包括監控系統和η個直流電源模塊，n ≥2 ;所述監控系統與每個直流電源模塊連接；所述監控系統包括人機交互設備、MCU處理器電路、計數脈沖驅動電路、直流電源模塊輸出電流反饋電路、直流電源系統電壓反饋電路和模塊電流給定電路，監控系統用于根據每個直流電源模塊的輸出參數與人機交互設備設置的工作參數控制各直流電源模塊的輸出并實現均流；所述MCU處理器電路分別與人機交互設備、計數脈沖驅動電路、直流電源模塊輸出電流反饋電路、直流電源系統電壓反饋電路、模塊電流給定電路鏈接；所述人機交互設備用于顯示和設置工作參數；所述計數脈沖驅動電路對MCU處理器電路產生的脈沖進行隔離放大處理；所述模塊電流給定電路獲取MCU處理器電路的控制指令，通過模塊電流給定線將各直流電源模塊的工作電流發送給各直流電源模塊。
2.根據權利要求I所述的簡易直流電源均流并聯系統，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、直流電源均流并聯系統、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、直流電源均流并聯系統、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系統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控系統的模塊電流給定電路連接在一起。
3.根據權利要求2所述的簡易直流電源均流并聯系統，其特征在于，所述直流電源模塊的電流給定接ロ通過模塊電流給定線與監控系統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模塊電流反饋線與監控系統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系統通過計數脈沖線與監控系統的計數脈沖驅動電路連接；所述計數脈沖線用于將監控系統計數脈沖驅動電路發出的固定頻率直流方波脈沖傳輸到每個直流電源模塊的直流電源均流并聯系統；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控系統的直流電源模塊輸出電流反饋電路連接在一起。
4.根據權利要求2所述的簡易直流電源均流并聯系統，其特征在于，所述直流電源模塊的直流電源均流并聯系統包括計數處理電路、計數脈沖寬度比較電路和輸出電流反饋控制電路；所述計數處理電路分別與計數脈沖線、計數脈沖寬度比較電路、輸出電流反饋控制電路連接；所述計數處理電路對監控系統的計數脈沖驅動電路產生的脈沖進行向上計數，井分時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；所述計數脈沖寬度比較電路還與計數脈沖線連接，對進位時的脈沖寬度進行比較；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.根據權利要求4所述的簡易直流電源均流并聯系統，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系統的計數處理電路、計數脈沖寬度比較電路、輸出電流反饋控制電路連接。
6.根據權利要求I所述的簡易直流電源均流并聯系統，其特征在于，所述監控系統和所有直流電源模塊的地線連接在一起。
7.根據權利要求I所述的簡易直流電源均流并聯系統，其特征在于，所述人機交互設備由顯示器和鍵盤組成；在人機交互設備上設置的工作參數輸包括啟動的直流電源模塊個數、輸出電壓和輸出電流。
8.根據權利要求I所述的簡易直流電源均流并聯系統，其特征在于，所述輸出參數包括輸出電流、輸出電壓、輸出功率中的ー種以上。
9.權利要求1-8任ー項所述的簡易直流電源均流并聯系統的控制方法，其特征在于所述簡易直流電源均流并聯系統包括η個直流電源模塊，第i個直流電源模塊用Ui表示，
全文摘要
本發明涉及一種簡易直流電源均流并聯系統及其控制方法，直流電源均流并聯系統包括監控系統和n個直流電源模塊，n≥2；所述監控系統與所有直流電源模塊連接。控制方法包括通過將每個直流電源模塊的輸出參數與設置的工作參數做相應的控制運算，使各直流電源模塊按需輸出并實現均流。本發明可直接應用于多臺直流電源模塊的并聯系統中，其工藝簡單、布線極少、利于檢修、操作簡單、控制可靠。
文檔編號H02J1/10GK102646978SQ20121012571
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月26日 優先權日2012年4月26日
發明者杜貴平 申請人:華南理工大學