[發(fā)明專利]直流電源并聯(lián)系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310043523.X
• 申請(qǐng)日: 2013-02-04
• 公開（公告）號(hào): CN103972879A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖思遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 固緯電子實(shí)業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): H02J1/10
• 分類號(hào): H02J1/10
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;常大軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是涉及一種直流電源并聯(lián)系統(tǒng)及其控制方法，尤其涉及一種結(jié)合虛擬電壓下降法與主從式架構(gòu)以兼顧均流與電壓調(diào)整能力的電源并聯(lián)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

為確保電源系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性與可靠度，現(xiàn)有電源系統(tǒng)大都將電源供應(yīng)器模塊化，并使采用特定規(guī)格系列的電源模塊以串聯(lián)或并聯(lián)方式相互連接。當(dāng)多個(gè)電源模塊并聯(lián)后仍不能完全確保整個(gè)電源系統(tǒng)能穩(wěn)定可靠的工作，其穩(wěn)定工作的前提在于均壓與均流，就均流方面而言，其主要任務(wù)包括：當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，各個(gè)電源模塊的輸出電壓變化相同。且使各個(gè)電源模塊的輸出電流依額定功率平均分?jǐn)偂?/p>

至于并聯(lián)的現(xiàn)有技術(shù)主要有二類，其一為主動(dòng)均流法(Active

Current-Sharing Method)，另一為電壓下降法(Droop Method)，所稱的主動(dòng)均流法包含平均電流法(Average current Method)、直接主從法(Dedicated Master Method)及自動(dòng)主從法Automatic Master Method)。所謂的電壓下降法，如圖3所示，多個(gè)電源模塊M1~MN以其輸出端并聯(lián)地和負(fù)載連接而構(gòu)成一并聯(lián)系統(tǒng)，理論上，每一個(gè)電源模塊M1~MN應(yīng)該符合相同電壓、相同電流、相同輸出阻抗的要求，但預(yù)設(shè)值與實(shí)際值總有差異，而前述差異將會(huì)影響并聯(lián)系統(tǒng)的均流，以第一個(gè)和第二個(gè)的電源模塊M1,M2為例，如圖4所示，縱軸是表示輸出電壓Voi，橫軸則表示輸出電流Io，而電源模塊M1,M2分別具有不同的輸出電壓Vno1、Vno2，在達(dá)到穩(wěn)態(tài)供電時(shí)，電源模塊M1,M2的輸出電流分別為Io1、Io2，在該狀態(tài)下的輸出電流差值為ΔIo。所謂電壓下降法是指若將電源模塊M1,M2的輸出電壓Vno1、Vno2降低，則根據(jù)圖4所示，電源模塊M1,M2的輸出電流分別為I’o1、I’o2，其差值則縮小為ΔI’o，藉此有助于均流的實(shí)現(xiàn)。

以往實(shí)現(xiàn)上述電壓下降法最直接的方法是在各個(gè)電源模塊M1~Mn的輸出端串接電阻，由于輸出阻抗提高，輸出電壓即相對(duì)下降。但此種作法勢必會(huì)提高電力損耗，影響電力使用效率。

由上述可知，現(xiàn)有的電壓下降法雖然有助于并聯(lián)電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)均流目的，但電壓下降通過提高阻抗所產(chǎn)生，將造成損耗且電壓調(diào)整能力不佳，故有待進(jìn)一步檢討，并謀求可行的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

因此本發(fā)明主要目的在提供一種直流電源并聯(lián)系統(tǒng)，是使系統(tǒng)中并聯(lián)的各個(gè)直流電源模塊分別以虛擬方式執(zhí)行電壓下降，以解決串接電阻造成的電力損耗問題；并由一個(gè)以上的直流電源模塊同時(shí)執(zhí)行定電壓控制，藉以提升并聯(lián)系統(tǒng)的電壓調(diào)整能力。

為達(dá)成上述目的采取的主要技術(shù)手段是使上述直流電源并聯(lián)系統(tǒng)包括有多個(gè)直流電源模塊，各個(gè)直流電源模塊分別具有一電源輸入端及一電源輸出端，且各個(gè)直流電源模塊分別以其電源輸入端、電源輸出端分別相互連接，以構(gòu)成一并聯(lián)架構(gòu)；又每一直流電源模塊包括：

一電源轉(zhuǎn)換器，連接于電源輸入端和電源輸出端間，該電源轉(zhuǎn)換器并具有一控制端；

一脈寬調(diào)變控制器，具有一輸入端和一輸出端，其輸出端和電源轉(zhuǎn)換器的控制端連接；

一電壓控制器，具有二輸入端和一輸出端，電壓控制器的輸出端和脈寬調(diào)變控制器的輸入端連接；

一電壓反饋單元，連接在電源輸出端和電壓控制器的一輸入端間；

一虛擬電壓下降運(yùn)算單元，具有一反饋信號(hào)輸入端、一參考電壓輸入端、一調(diào)整電壓輸入端和一控制信號(hào)輸出端，該反饋信號(hào)輸入端和電源輸出端連接，該控制信號(hào)輸出端和電壓控制器的另一輸入端連接；該虛擬電壓下降運(yùn)算單元是根據(jù)電源輸出端的反饋電壓和參考電壓輸入端的參考電壓比較后，以產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)送到電壓控制器，以通過脈寬調(diào)變控制器降低電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，而執(zhí)行虛擬電壓下降法；

前述一個(gè)以上的直流電源模塊進(jìn)一步包括一電壓調(diào)整單元，該電壓調(diào)整單元具有一反饋電壓輸入端、一參考電壓輸入端和一調(diào)整電壓輸出端，該反饋電壓輸入端和電源輸出端連接，該調(diào)整電壓輸出端和虛擬電壓下降運(yùn)算單元的調(diào)整電壓輸入端連接；該電壓調(diào)整單元將根據(jù)反饋電壓與一參考電壓運(yùn)算后產(chǎn)生一調(diào)整電壓送到虛擬電壓下降運(yùn)算單元；

前述并聯(lián)系統(tǒng)是由并聯(lián)的各個(gè)直流電源模塊分別由其虛擬電壓下降運(yùn)算單根據(jù)電源輸出端的反饋電壓和參考電壓執(zhí)行虛擬電壓下降法，以縮小輸出電流差值，實(shí)現(xiàn)均流目的，而執(zhí)行虛擬電壓下降法導(dǎo)致輸出電壓下降，則可利用直流電源模塊內(nèi)的電壓調(diào)整單元將輸出電壓調(diào)整至正常狀態(tài)，藉以兼顧并聯(lián)系統(tǒng)的均流與電壓調(diào)整能力。