[發明專利]可自由分配功率的電源模塊及分配方法

在審

• 申請號: 201611204841.X
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106711991A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 祖連興;傅超;陳銳;陳加杰;許鵬
• 申請（專利權）人: 長園深瑞繼保自動化有限公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02J3/06
• 代理公司: 深圳市中知專利商標代理有限公司44101
• 代理人: 孫皓,林虹

技術領域

本發明涉及電源模塊及分配方法，特別涉及應用于大功率電源堆的電源模塊及分配方法。

背景技術

目前大功率電源堆往往通過電源模塊并聯實現，但在某些應用場合，往往需要一個大功率電源堆同時為多個負載提供電能，這就需要將N個最大功率為P的電源模塊組合成一個組，然后每個組再通過外部接線實現同時對多個負載供電。但是這種方案有以下幾個問題：1)每個組的最大輸出功率固定，最大功率為N*P，在不改變外部接線的情況下，最大輸出功率受到限制。2)若要通過外部接線實現功率分配，需要增加大功率繼電器，會增加系統成本。3)大功率繼電器在某些突發情況下切斷大電流時會降低使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于提供一種功率分配靈活的可自由分配功率的電源模塊的分配方法。

本發明的另一目的在于提供一種功率分配靈活的可自由分配功率的電源模塊。

本發明的目的可以這樣實現，設計一種可自由分配功率的電源模塊分配方法，包括以下步驟：

A、若干電源模塊并聯，每個電源模塊設置功率分配單元并通過功率分配單元與至少兩路電源輸出線路連接；

B、上位機、各電源模塊通過串行總線通信并統一自動編碼作為電源模塊的地址碼，電源模塊與上位機通信時，依靠地址碼與上位機實現點對點通信；

C、電源模塊控制器接收上位機分組信息，根據指令控制該電源模塊的功率分配單元連接該模塊到對應的分組輸出母線。

進一步地，上位機在報文中體現各模塊分組信息，包括所屬組別、分組電流、分組電壓。

進一步地，電源模塊控制器根據接收上位機發出的分組信息啟動均電流模式，電源模塊控制器通過地址碼以及分組標記識別自己所在組內的模塊數量，計算本組內實時平均電流，實現同一組內的各模塊間輸出電流相等。

進一步地，電源模塊控制器根據接收上位機發出的分組信息啟動高效率模式，組內地址號最小的電源模塊自動成為該組內的主機，根據該組電流需求值計算該組所需要的電源模塊，逐一分配組內子模塊電流，使工作的各模塊在最大電流輸出狀態，多出的模塊處于待機狀態，使該組工作在最大效率點。

進一步地，按照編碼由小到大排序并作為電源模塊的地址碼，模塊地址碼依次排序為0～N。

進一步地，上位機根據每個車充電所需求電流和每個電源模塊可輸出最大電流計算該車充電組所需電源模塊數量，在依所需電源模塊數量對電源模塊進行分組。

本發明的另一目的可以這樣實現，設計一種可自由分配功率的電源模塊，包括電源主功率拓撲及其控制電路、功率分配單元，電源主功率拓撲及其控制電路的直流輸出端與功率分配單元的輸入端連接，功率分配單元的控制端與電源主功率拓撲及其控制電路的控制端連接；

電源主功率拓撲及其控制電路，包括三相PFC電路、PFC電感、DC-DC電路、PFC輸出BUS線、控制器，三相PFC電路、PFC電感為整個電源模塊的前級部分，將三相交流電整流為直流電并提供功率因素校正；DC-DC電路作為后級部分，調節輸出直流電壓和直流電流；三相PFC電路通過PFC輸出BUS線向DC-DC電路輸出直流電；控制器為三相PFC電路和DC-DC電路提供PWM波信號并執行保護邏輯，接收和響應上位機發送的CAN信息并驅動功率分配單元；

功率分配單元，執行與電源輸出線路的連接或切斷；功率分配單元，包括切換單元、切換驅動單元、控制信號回路；切換單元，連通或切斷功率輸出路徑，切換單元的動觸端連接電源的一極，切換單元的靜觸端與電源輸出線路連接；切換驅動單元，驅動切換單元進行切換動作，切換驅動單元的驅動信號輸出端連接切換單元的控制端，切換驅動單元的控制端通過控制信號回路連接至控制器；控制信號回路，控制器與切換驅動單元的控制端之間的信號通路。

可選地，切換單元采用多路繼電器，切換驅動單元為繼電器驅動電路，多路繼電器的動觸端連接電源的正極，多路繼電器的靜觸端與電源輸出線路連接，多路繼電器的控制端。

可選地，切換單元采用切換電路。

本發明能夠實現大功率堆多路輸出時每路功率自由分配；組成大功率堆時，會省去系統大功率繼電器，有效節約成本；模塊端繼電器主動切斷功率回路，保護更及時，安全性較高。

附圖說明

圖1是本發明較佳實施例的分配流程圖；

圖2是本發明較佳實施例的示意圖；

圖3是本發明較佳實施例之主功率以及控制器部分的示意圖；

圖4是本發明較佳實施例之功率分配單元的示意圖；