[發(fā)明專利]一種快速響應(yīng)的恒流源并聯(lián)系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010199320.6
• 申請日: 2010-06-12
• 公開（公告）號: CN101853038A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭宇;操敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: G05F1/10
• 分類號: G05F1/10
• 代理公司: 北京元本知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11308
• 代理人: 秦力軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種恒流源技術(shù)，特別涉及一種低成本、快速響應(yīng)的恒流源并聯(lián)系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

恒流源是一種向負(fù)載提供恒定電流的電源裝置，其特點是在外部電網(wǎng)產(chǎn)生波動和負(fù)載阻抗發(fā)生變化時仍能保持輸出電流恒定。隨著電力電子技術(shù)和半導(dǎo)體器件的發(fā)展，對恒流源輸出功率的需求也越來越大，很多場合需要輸出電壓高達幾百伏，輸出電流高達幾百安甚至上千安，因此，向大容量、高電壓、高功率和高可靠性的方向發(fā)展是恒流源的必然趨勢。

由于器件的限制，單個恒流源的輸出功率一般只能達到幾十千瓦，滿足不了大容量場合的需求，目前解決大容量需求的方法大致有以下兩種：1、研制輸出更大電流的單體恒流源，該方法受到電力電子技術(shù)和功率器件的限制，單個恒流源的輸出功率畢竟有限，并且可靠性低，一旦出現(xiàn)故障，負(fù)載供電就將中斷，此外，大容量的單個恒流源的可維護性和易用性也較低；2、采用模塊化恒流源并聯(lián)系統(tǒng)，多個恒流源并聯(lián)起來方便擴容，不僅可以滿足用戶對大容量的需求，而且可以大大提高電源的可靠性、可維護性和易用性。

但是，對于模塊化恒流源并聯(lián)系統(tǒng)來說，當(dāng)系統(tǒng)中的一個或者多個恒流源模塊在運行過程中出現(xiàn)故障而退出系統(tǒng)時，系統(tǒng)能夠快速檢測到并及時響應(yīng)以提高其他模塊的輸出電流來保證整個系統(tǒng)的輸出電流恒定，對于需要高精度輸出的用戶，整個響應(yīng)過程必須在幾毫秒內(nèi)完成。目前解決該問題的方法一般是采用DSP實時控制技術(shù)，如附圖1所示，DSP為整個數(shù)控部分的核心單元，該系統(tǒng)的原理簡述如下：將系統(tǒng)輸出電流檢測單元輸出的電流信號通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入DSP數(shù)據(jù)處理單元，DSP將電流采樣值與用戶給定電流值進行比較，計算出誤差值，然后進行PID控制運算，得出誤差調(diào)節(jié)信號，再經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號后送至恒流源并聯(lián)單元進行反饋控制，通過閉環(huán)調(diào)節(jié)使得系統(tǒng)輸出電流保持恒定。這種數(shù)字控制方案存在的主要問題有：1、對DSP的要求較高，需要采用高性能的DSP芯片來實現(xiàn)，成本高；2、控制算法比較復(fù)雜，實現(xiàn)難度較大，并且DSP的電流調(diào)節(jié)與恒流源模塊的電流調(diào)節(jié)會相互影響，系統(tǒng)很難穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種快速響應(yīng)的恒流源并聯(lián)系統(tǒng)，用于更好地解決由于單個或多個模塊故障而退出導(dǎo)致的輸出電流變化的快速調(diào)節(jié)問題。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種快速響應(yīng)的恒流源并聯(lián)系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，用于更好地解決由于單個或多個模塊故障而退出導(dǎo)致的輸出電流變化的快速調(diào)節(jié)問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種快速響應(yīng)的并聯(lián)恒流源系統(tǒng)，包括：

恒流源并聯(lián)單元，由多個恒流源模塊并聯(lián)構(gòu)成，其每個恒流源模塊根據(jù)電流給定信號輸出相應(yīng)的電流；

系統(tǒng)輸出電流檢測單元，實時檢測所述恒流源并聯(lián)單元的輸出電流，并輸出檢測到的電流信號；

MCU數(shù)據(jù)處理單元，接收并檢測所述系統(tǒng)輸出電流檢測單元檢測到的電流信號和所述并聯(lián)恒流源系統(tǒng)的電流設(shè)定信號，得出所述恒流源并聯(lián)單元的輸出電流值和所述并聯(lián)恒流源系統(tǒng)的電流設(shè)定值，計算二者差值，確定數(shù)字電位器的分壓比，并輸出分壓比信號；

數(shù)字電位器，接收所述MCU數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送的分壓比信號，確定輸入給每個恒流源模塊的電壓信號，從而確定送到每個恒流源模塊的電流給定信號，并將該電流給定信號輸出至恒流源并聯(lián)單元的各恒流源模塊。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種快速響應(yīng)的并聯(lián)恒流源系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，包括以下步驟：

A、恒流源并聯(lián)單元的每個恒流源模塊根據(jù)電流給定信號輸出相應(yīng)的電流；

B、系統(tǒng)輸出電流檢測單元實時檢測恒流源并聯(lián)單元的輸出電流，并輸出檢測到的電流信號；

C、MCU數(shù)據(jù)處理單元接收并檢測所述系統(tǒng)輸出電流檢測單元檢測到的電流信號和所述并聯(lián)恒流源系統(tǒng)的電流設(shè)定信號，得出所述恒流源并聯(lián)單元的輸出電流值和所述并聯(lián)恒流源系統(tǒng)的電流設(shè)定值，計算二者差值，確定數(shù)字電位器的分壓比，并輸出分壓比信號；

D、數(shù)字電位器接收所述MCU數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送的分壓比信號，確定輸入每個恒流源模塊的電壓信號，從而確定送到每個恒流源模塊的電流給定信號，并將該電流給定信號輸出至恒流源并聯(lián)單元的每個恒流源模塊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果在于：實現(xiàn)了由于單個或多個模塊故障而退出導(dǎo)致的輸出電流變化的快速調(diào)節(jié)，不需要復(fù)雜的控制軟件，實現(xiàn)方式比較簡單，節(jié)約成本，并能夠確保系統(tǒng)的輸出電流恒定。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的傳統(tǒng)的恒流源并聯(lián)數(shù)字控制方案的示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的恒流源并聯(lián)系統(tǒng)方案的示意圖；