[發明專利]并聯直流開關電源雙均流母線均流控制電路及控制方法

有效

• 申請號: 200910073437.7
• 申請日: 2009-12-17
• 公開（公告）號: CN101710701A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 張強;姚緒梁;游江;張敬南;程鵬;張文義;鞏冰;孟繁榮;張镠鐘;羅耀華
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種控制電路，本發明也涉及一種控制方法。具體地說涉及 的是一種多個結構相同的直流開關電源并聯為負荷供電時，這些電源之間的均流 控制電路及控制方法。

背景技術

多個相同的直流開關電源在并聯運行時，由于各個電源的參數無法做到完全 一致，致使各電源所分擔的負載電流大小不一，這會嚴重影響整個電源系統的可 靠性和運行的穩定性。

現有的均流控制方法按照電源間是否存在有聯系可分為有源法和下垂法。在 現有的有源均流法中，并聯運行的各個電源由一條均流母線聯系起來，根據均流 母線與電源的連接方式不同，又可以具體分為主從均流法、外加均流控制器均流 法、平均電流均流法和最大電流均流法等。但是在這些均流方法中，都存在有一 定的不足，例如：

(1)在主從均流法中，主從電源間必須有通訊聯系，致使系統結構復雜； 如果主電源失效，則整個電源系統無法正常工作，因此該方法不適用于冗余并聯 系統。

(2)外加均流控制器均流法需要外加一個均流控制器，其缺點與主從均流 法近似。

(3)平均電流均流法雖然可以精確地實現均流，但是當母線發生短路，或 接在母線上的一個電源不能工作時，母線電壓下降，將使各電源電壓下調，甚至 到達其下限，造成故障。

(4)雖然最大電流均流法由于具有較好的冗余度(不會因為某一電源的故 障而影響整個系統的運行)和均流母線抗干擾性強等優點，而被廣泛地應用，但 是在這種均流控制方法中，主從電源總是處于不斷的切換中，會導致各個電源的 輸出電流產生低頻振蕩；并且由于各從電源是以“最大電流”為調節目標，必然 會使電源輸出端電壓高于額定電壓，產生“過電壓”，電源的輸出阻抗越大，“過 電壓”現象越明顯。這種“過電壓”必然會對電源和負載的可靠性、安全性帶來 不利影響。

現有各種有源均流法的缺點，限制住了直流電源并聯運行的整體性能，隨著 直流電源功率的不斷增長，急需改進或提出新的、均流效果更為理想的均流控制 電路及方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能使各個電源能夠獲得更多的均流信息，在實現 精確均流控制的同時，提高并聯電源系統的整體性能的并聯直流開關電源雙均流 母線均流控制電路。本發明的目的還在于提供一種基于本發明的控制電路的控制 方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明的并聯直流開關電源雙均流母線均流控制電路的組成包括有N個并 聯運行的直流開關電源，其中N＝1、2、……，所有直流開關電源通過兩條不同 的公共均流母線聯系在一起。

所述直流開關電源包括直流電源主電路、中央處理器CPU、PWM生成電路、 A/D轉換電路、電壓檢測電路、電流檢測電路，還具包括均流信號生成電路、第 一均流母線和第二均流母線。

外部主電源的電能經過直流電源主電路變換后輸出的直流電壓經電壓檢測 電路檢測后輸出的電壓信號Uout饋入A/D轉換電路，用于電壓閉環控制，直流電 源主電路輸出的電流經電流檢測電路檢測后輸出的電流信號I_out一方面送入A/D 轉換電路、另一方面送入均流信號生成電路，均流信號生成電路共有兩路輸出、 一路輸出接至第一均流母線、另一路輸出接至第二均流母線，第一均流母線和第 二均流母線為所有并聯直流開關電源所共有，第一均流母線上的最大電流值I_max信號和第二均流母線上的最大電流差值ΔI_max信號都送入A/D轉換電路，A/D轉 換電路的四路模擬量輸入信號經過A/D轉換電路轉換成數字信號后傳送至中央 處理器CPU，CPU控制PWM生成電路產生PWM信號用于驅動直流電源主電路中的 電力電子器件。

所述均流信號生成電路由第一二極管D1、第二二極管D2、運算放大器A1、 第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4構成，運算放大器A1和 第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4構成接成放大電路；第 一二極管D1的正極接電流傳感器CT1的輸出，同時通過第一電阻R1接至運算放 大器A1的負輸入端；第一二極管D1的負極接第一均流母線，同時通過第二電阻 R2接至運算放大器A1的正輸入端；第二二極管D2的正極接運算放大器A1的輸 出，第二二極管D2的負極接第二均流母線。

基于本發明的并聯直流開關電源雙均流母線均流控制電路的均流控制方法 有四種：