[發明專利]一種多模塊并聯直流電源及其控制方法

有效

• 申請號: 201210125727.3
• 申請日: 2012-04-26
• 公開（公告）號: CN102646979A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 杜貴平
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.多模塊并聯直流電源，其特征在于包括監控系統和N臺直流電源模塊，N≥2；所述監控系統包括串行通信系統、人機交互設備、數字控制電路；所述數字控制電路分別與串行通信系統、人機交互設備連接；所述串行通信系統用于實現數字控制電路與直流電源模塊之間的通信；所述人機交互設備用于設置和顯示多模塊并聯直流電源的輸出參數；所述數字控制電路根據每個控制周期內所有工作直流電源模塊的輸出參數與人機交互設備設置的輸出參數來控制每個直流電源模塊的輸出并實現均流；所述監控系統與每臺直流電源模塊連接。

2.根據權利要求1所述的多模塊并聯直流電源，其特征在于所述直流電源模塊包括主功率電路、控制電路和串行通信接口單元；所述控制電路分別與主功率電路、串行通信接口電路連接；主功率電路包括順次連接的三相整流濾波電路、高頻逆變電路、輸出整流濾波電路，三相整流濾波電路輸入端與三相電源連接，輸出整流濾波電路輸出端與負載連接。

3.根據權利要求2所述的多模塊并聯直流電源，其特征在于所述監控系統的串行通信系統由串行通信接口電路及串行通信總線組成；所述監控系統的串行通信接口電路通過串行通信總線與各直流電源模塊的串行通信接口單元連接；所述直流電源模塊的控制電路通過串行通信接口單元獲得串行通信總線傳送過來的控制指令控制主功率電路的輸出。

4.根據權利要求1所述的多模塊并聯直流電源，其特征在于輸出參數包括輸出電流、輸出電壓、輸出功率中的一種以上。

5.權利要求1-4任一項所述多模塊并聯直流電源的控制方法，其特征在于，所述多模塊并聯直流電源包括N臺直流電源模塊，第i臺直流電源模塊用U_i表示，2≤i≤N，各直流電源模塊對應的電壓為V_i，各直流電源模塊對應的電流為I_i；各直流電源模塊的控制計算周期為T_c，監控系統的數字控制電路控制周期為T_s，T_s=kT_c，倍數k為正整數；

當多模塊并聯直流電源工作于恒電流模式時，每臺直流電源模塊的控制電路實時將自身的輸出電壓、輸出電流通過串行通信總線傳遞給監控系統的串行通信接口電路，監控系統的數字控制電路在每個控制周期T_s對每個直流電源模塊的輸出電流求和????????????????????????????????????????????????，將其和I_s與人機交互設備設置的輸出電流I_m通過PID運算得到模塊給定電流I_g，即每臺直流電源模塊均應輸出的電流，并通過串行通信總線傳遞給每臺直流電源模塊的串行通信接口單元，每臺直流電源模塊的控制電路控制主功率電路按指令輸出；直流電源模塊的控制電路在一個周期T_s內，以T_c為控制計算周期和模塊給定電流I_g為輸出電流控制主功率電路輸出；

當多模塊并聯直流電源工作于恒電壓模式時，通過監控系統的人機交互設備設置多模塊并聯直流電源的輸出電壓V_U，串行通信接口電路通過串行通信總線將其傳送給每臺直流電源模塊的串行通信接口單元；每臺直流電源模塊的串行通信接口單元實時將自身的輸出電壓、輸出電流通過串行通信總線傳遞到監控系統的串行通信接口電路，數字控制電路在每個控制周期T_s根據各直流電源模塊的輸出電流I_i之和求得平均電流，根據各直流電源模塊電壓V_i之和求得平均電壓，串行通信接口電路通過串行通信總線將計算結果發送給各臺直流電源模塊的串行通信接口單元；各直流電源模塊的控制電路計算得到各自的電壓偏差?V_i=V_v-V_i，每臺直流電源模塊的控制電路在一個周期T_s內將以V_i+?V_i為電壓反饋，與V_U進行PID運算得到模塊給定電流I_g；控制電路將模塊給定電流I_g與各直流電源模塊的輸出電流I_i進行PID運算，同時將平均電流I_v與各直流電源模塊的輸出電流I_i進行PID運算，并將兩次PID運算的計算結果通過加權平均法作為PWM控制輸出。