专利名称：一种简易直流电源均流并联系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及大功率直流电源的控制技术，具体涉及大功率多直流电源模块均流并联系统及其控制方法。
背景技术：
目前，在许多行业各种大功率电源的需求日益増加，尤其是ー些大功率直流电源的需求。但是，直流电源模块容量有限，常采用多模块并联运行，其输出能量是模块输出的数倍，提高了直流电源的功率等级，同时多模块并联工作使系统具有一定的冗余度，模块故 障不会影响这个系统的正常工作，使整个系统的可靠性有了很大提高。多模块并联运行不仅使直流电源具有更大的功率和可靠性，而且还具有良好的通用性，可以根据需要灵活组合成各种功率的系统。不过目前多模块并联运行的大部分大功率直流电源都采用恒流硬并联工作模式，难以实现恒电压模式的要求，虽然有部分电源系统采用了监控系统为主的主从控制系统实现了恒电压模式，但是其线路及电路设计都很复杂，安装及检修都很困难。
发明内容
本发明为了解决现行大功率直流电源并联工作的问题，提出了ー种简易直流电源均流并联系统及其控制方法。本发明可直接应用于现行的多模块并联的直流电源，其算法简单、布线极少、利于检修，监控系统采用一个简单的单片机或者DSP即可实现，操作简单，控制可靠。本发明是通过下述方案予以实现的
ー种简易直流电源均流并联系统，包括监控系统和η个直流电源模块，η >2 ;所述监控系统与每个直流电源模块连接；所述监控系统包括人机交互设备、MCU处理器电路、计数脉冲驱动电路、直流电源模块输出电流反馈电路、直流电源系统电压反馈电路和模块电流给定电路，用于根据每个直流电源模块的输出參数与人机交互设备设置的工作參数控制各直流电源模块的输出并实现均流；所述MCU处理器电路分别与人机交互设备、计数脉冲驱动电路、直流电源模块输出电流反馈电路、直流电源系统电压反馈电路、模块电流给定电路链接；所述人机交互设备由显示器和键盘组成，用于显示和设置工作參数；所述计数脉冲驱动电路对MCU处理器电路产生的脉冲进行隔离放大处理；所述模块电流给定电路获取MCU处理器电路的控制指令，通过模块电流给定线将各直流电源模块的工作电流发送给各直流电源模块。所述直流电源模块具有电流给定接ロ、输出电流反馈接ロ、直流电源均流并联系统、主功率电路和控制电路；所述控制电路分别与电流给定接ロ、输出电流反馈接ロ、直流电源均流并联系统、主功率电路连接；所述输出电流反馈接ロ还与主功率电路连接；所述直流电源均流并联系统还与输出电流反馈接ロ连接；所述模块电流给定线将所有直流电源模块的电流给定接ロ与监控系统的模块电流给定电路连接在一起。所述直流电源模块的电流给定接ロ通过模块电流给定线与监控系统的模块电流给定电路连接；直流电源模块的输出电流反馈接ロ通过模块电流反馈线与监控系统的直流电源模块输出电流反馈电路连接；直流电源模块的直流电源均流并联系统通过计数脉冲线与监控系统的计数脉冲驱动电路连接；所述计数脉冲线用于将监控系统计数脉冲驱动电路发出的固定频率直流方波脉冲传输到每个直流电源模块的直流电源均流并联系统；所述模块电流反馈线用于将所有直流电源模块的输出电流反馈接ロ及监控系统的直流电源模块输出电流反馈电路连接在一起。所述直流电源模块的直流电源均流并联系统包括计数处理电路、计数脉冲宽度比较电路和输出电流反馈控制电路；所述计数处理电路分别与计数脉冲线、计数脉冲宽度比较电路、输出电流反馈控制电路连接；所述计数处理电路对监控系统的计数脉冲驱动电路产生的脉冲进行向上计数，井分时控制输出电流反馈控制电路将自身直流电源模块的反馈 电流连接到模块电流反馈线上；所述计数脉冲宽度比较电路还与计数脉冲线连接，对进位时的脉冲宽度进行比较；所述输出电流反馈控制电路还与输出电流反馈接ロ连接。所述直流电源模块的控制电路分别与自身直流电源均流并联系统的计数处理电路、计数脉冲宽度比较电路、输出电流反馈控制电路连接。所述监控系统和所有直流电源模块的地线连接在一起。所述输出參数包括输出电流、输出电压、输出功率中的ー种以上。上述的简易直流电源均流并联系统的控制方法包括所述简易直流电源均流并联系统包括η个直流电源模块，第i个直流电源模块用Ui表示，2 < i < N，i通过直流电源模块的计数处理电路的初始预置电路设置，各直流电源模块对应的电压为Vi,各直流电源模块对应的电流为Ii ;各直流电源模块的控制计算周期为Tu，监控系统的计数脉冲时钟周期为Tm，控制周期为Tx=nTm，η为直流电源模块个数；
当直流电源均流并联系统工作于恒电流模式时，在人机交互设备上面设置直流电源均流并联系统的输出电流为し监控系统的MCU处理器电路以Tx为周期输出脉冲序列，每个脉冲周期为Tm;当其中某个直流电源模块的计时处理电路接到脉冲并向上计数，当产生进位时计数处理电路使输出电流反馈控制电路工作，使该直流电源模块的输出电流反馈信号传输到模块电流反馈线上，监控系统的直流电源模块输出电流反馈电路采集出现在模块电流反馈线上的该直流电源模块的输出电流并保存，同时计数脉冲宽度比较电路比较脉冲宽度以决定该直流电源模块是否工作；如此在ー个Tx周期内，监控系统的直流电源模块输出电流反馈电路可以分时采集每个直流电源模块的输出电流反馈信号Ii ;MCU处理器电路对采集的每个直流电源模块的输出电流反馈信号求和
权利要求
1.ー种简易直流电源均流并联系统，其特征在于包括监控系统和η个直流电源模块，n ≥2 ;所述监控系统与每个直流电源模块连接；所述监控系统包括人机交互设备、MCU处理器电路、计数脉冲驱动电路、直流电源模块输出电流反馈电路、直流电源系统电压反馈电路和模块电流给定电路，监控系统用于根据每个直流电源模块的输出參数与人机交互设备设置的工作參数控制各直流电源模块的输出并实现均流；所述MCU处理器电路分别与人机交互设备、计数脉冲驱动电路、直流电源模块输出电流反馈电路、直流电源系统电压反馈电路、模块电流给定电路链接；所述人机交互设备用于显示和设置工作參数；所述计数脉冲驱动电路对MCU处理器电路产生的脉冲进行隔离放大处理；所述模块电流给定电路获取MCU处理器电路的控制指令，通过模块电流给定线将各直流电源模块的工作电流发送给各直流电源模块。
2.根据权利要求I所述的简易直流电源均流并联系统，其特征在于，所述直流电源模块具有电流给定接ロ、输出电流反馈接ロ、直流电源均流并联系统、主功率电路和控制电路；所述控制电路分别与电流给定接ロ、输出电流反馈接ロ、直流电源均流并联系统、主功率电路连接；所述输出电流反馈接ロ还与主功率电路连接；所述直流电源均流并联系统还与输出电流反馈接ロ连接；所述模块电流给定线将所有直流电源模块的电流给定接ロ与监控系统的模块电流给定电路连接在一起。
3.根据权利要求2所述的简易直流电源均流并联系统，其特征在于，所述直流电源模块的电流给定接ロ通过模块电流给定线与监控系统的模块电流给定电路连接；直流电源模块的输出电流反馈接ロ通过模块电流反馈线与监控系统的直流电源模块输出电流反馈电路连接；直流电源模块的直流电源均流并联系统通过计数脉冲线与监控系统的计数脉冲驱动电路连接；所述计数脉冲线用于将监控系统计数脉冲驱动电路发出的固定频率直流方波脉冲传输到每个直流电源模块的直流电源均流并联系统；所述模块电流反馈线用于将所有直流电源模块的输出电流反馈接ロ及监控系统的直流电源模块输出电流反馈电路连接在一起。
4.根据权利要求2所述的简易直流电源均流并联系统，其特征在于，所述直流电源模块的直流电源均流并联系统包括计数处理电路、计数脉冲宽度比较电路和输出电流反馈控制电路；所述计数处理电路分别与计数脉冲线、计数脉冲宽度比较电路、输出电流反馈控制电路连接；所述计数处理电路对监控系统的计数脉冲驱动电路产生的脉冲进行向上计数，井分时控制输出电流反馈控制电路将自身直流电源模块的反馈电流连接到模块电流反馈线上；所述计数脉冲宽度比较电路还与计数脉冲线连接，对进位时的脉冲宽度进行比较；所述输出电流反馈控制电路还与输出电流反馈接ロ连接。
5.根据权利要求4所述的简易直流电源均流并联系统，其特征在于，所述直流电源模块的控制电路分别与自身直流电源均流并联系统的计数处理电路、计数脉冲宽度比较电路、输出电流反馈控制电路连接。
6.根据权利要求I所述的简易直流电源均流并联系统，其特征在于，所述监控系统和所有直流电源模块的地线连接在一起。
7.根据权利要求I所述的简易直流电源均流并联系统，其特征在于，所述人机交互设备由显示器和键盘组成；在人机交互设备上设置的工作參数输包括启动的直流电源模块个数、输出电压和输出电流。
8.根据权利要求I所述的简易直流电源均流并联系统，其特征在于，所述输出參数包括输出电流、输出电压、输出功率中的ー种以上。
9.权利要求1-8任ー项所述的简易直流电源均流并联系统的控制方法，其特征在于所述简易直流电源均流并联系统包括η个直流电源模块，第i个直流电源模块用Ui表示，
全文摘要
本发明涉及一种简易直流电源均流并联系统及其控制方法，直流电源均流并联系统包括监控系统和n个直流电源模块，n≥2；所述监控系统与所有直流电源模块连接。控制方法包括通过将每个直流电源模块的输出参数与设置的工作参数做相应的控制运算，使各直流电源模块按需输出并实现均流。本发明可直接应用于多台直流电源模块的并联系统中，其工艺简单、布线极少、利于检修、操作简单、控制可靠。
文档编号H02J1/10GK102646978SQ20121012571
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月26日 优先权日2012年4月26日
发明者杜贵平 申请人:华南理工大学