[實用新型]一種動態均流控制電路

有效

• 申請號: 201520446970.4
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN204794668U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 黃柱;王穎曜;楊斌;劉凡;姚遠;蒙火成;黃翔
• 申請（專利權）人: 長沙廣義變流技術有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32
• 代理公司: 長沙市標致專利代理事務所(普通合伙) 43218
• 代理人: 周正雄;徐邵華

技術領域

本實用新型涉及電力電子技術領域，特別是一種動態均流控制電路。

背景技術

采用半導體元件設計的功率模塊在并聯使用時，通常由于半導體元件特性的差異、外部線路的差異、負載擾動等因數導致并聯工作的功率模塊的負載無法均衡，進而造成電流或功率不能在并聯的功率模塊之間平均分配，嚴重時甚至燒毀功率模塊，從而成為工程應用中的一大技術壁壘。

傳統的解決方案有多種，例如，加大功率模塊的設計裕量，保證即使在不均流的情況下也能正常工作。然而這種解決方案的代價在于：為了加大設計裕量，則需選用超過一倍功率的元件，從而成倍的增加成本、體積和重量，既不利于批量生產，也不適用于對體積、重量、成本要求嚴格的行業，比如軌道交通車載變流器對體積和重量有著嚴格的限制。又或者，在多個并聯的功率模塊中設定輸出電流最大的模塊自動成為主模塊，其余模塊為從模塊，它們的電壓誤差依次被整定，以校正負載電流分配的不平衡。然而由于各個功率模塊是以“最大電流”為輸出電流基值，除實際輸出電流為最大值的那個功率模塊外，其余功率模塊的輸出電流都要向上調節，只有輸出電流為最大值的那個功率模塊的輸出電流才會下降，在負載不變的情況下，必然出現多個功率模塊輸出電流的增加量大于單個功率模塊輸出電流的減少量，結果導致功率模塊輸出端電壓高于額定電壓，產生“過電壓”；又或者以“最小電流”為輸出電流基值，產生“欠電壓”；這兩種均會對電源和負載的可靠性、安全性帶來不利影響，影響整個系統的動態響應。

另外，由于考慮到多個功率模塊在任意組合、隨機并聯時會帶來各路輸出之間的電流不均衡，且實現起來較為復雜，相應的成本和電路的體積隨之增加，同時整個電路的可靠性降低，因此現有的均流控制電路大多采用單路輸出，應用范圍窄。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服現有技術的上述不足而提供一種動態均流控制電路，其可以保證在不增加成本、體積和重量的條件下，實現多個功率模塊在任意組合、隨機并聯后都能達到均流狀態，保證均流的可靠性。

實現本實用新型所提供的控制電路的第一種技術方案如下：

一種動態均流控制電路，包括多個并聯的功率模塊、總控制板、以及與所述功率模塊數量相同的子控制板和控制開關；

所述子控制板用于控制各自功率模塊的電流；

所述總控制板用于快速計算并重新發出功率模塊負載電流分配指令，以調整功率模塊的限流值；所述總控制板與所述子控制板通訊連接；

所述控制開關用于控制功率模塊之間進行任意動態組合，隨機并聯；控制開關的兩端分別連接任意動態組合的功率模塊。

進一步，所述總控制板與所述子控制板之間通過光纖通訊或電纜通訊連接。

實現本實用新型所提供的控制電路的第二種技術方案如下：

一種動態均流控制電路，包括多個并聯的功率模塊、總控制板、以及與所述功率模塊數量相同的子控制板和控制開關；

所述子控制板用于控制各自功率模塊的電流；

所述總控制板用于快速計算并重新發出功率模塊負載電流分配指令，以調整功率模塊的限流值；所述總控制板與所述子控制板通訊連接；所述總控制板還連接于任意動態組合的并聯的功率模塊干路上，用于獲取多個并聯功率模塊干路上的總輸出電流；

所述控制開關用于控制功率模塊之間進行任意動態組合，隨機并聯；控制開關的兩端分別連接任意動態組合的功率模塊。

進一步，所述總控制板與所述子控制板之間通過光纖通訊或電纜通訊連接。

本實用新型與現有技術相比具有如下特點：

（1）采用獨特的動態均流系統設計，保證在不增加成本、體積和重量的條件下，實現多個并聯功率模塊在任意動態組合后都能達到均流狀態。

（2）以利用并聯功率模塊干路負載電流計算得到的總限流值為基準來調節多個并聯功率模塊各支路輸出電流的限流值，使得輸出大電流功率模塊的輸出電流下降，輸出小電流功率模塊的輸出電流上升，直至各支路的輸出電流基本相等，解決了現有技術中存在的“過電壓”或“欠電壓”問題。

（3）控制開關連接任意動態組合的功率模塊，使得功率模塊之間能夠任意動態組合，隨機并聯實現多路輸出，且各路輸出都能達到均流狀態，各路輸出的負載電流相對于單路輸出來說大大降低，成本也隨之降低；另外多路輸出可對不同電流值的負載進行控制，應用范圍廣，同時電路結構簡單，容易實現。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例1的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例2的結構示意圖。

具體實施方式