[發明專利]一種捕獲導通時間的并聯供電輸出功率均衡控制系統

有效

• 申請號: 201710450773.3
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107222090B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 彭志輝;李凱;周晨;潘曉銘;劉文文
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00
• 代理公司: 溫州金甌專利事務所(普通合伙) 33237
• 代理人: 陳暉

本發明提供一種捕獲導通時間的并聯供電輸出功率均衡控制系統，其包括基于PWM信號和PWM信號PWM_max生成PWM信號的生成電路與生成電路連接的電源控制模塊、設置在電源控制模塊輸出端的電流檢測單元以及電壓檢測單元、獲取同步信號Syn的同步觸發單元以及PWM驅動電路，本發明無需通信總線即可實現并聯供電系統電源模塊輸出功率均衡控制，具有結構簡單，實用性好，將輸出功率標幺值的差值轉換為兩路占空比分別為和的PWM信號的導通時間差值該方案避免了模擬信號受高頻開關信號的干擾。

技術領域

本發明涉及電力電子領域，尤其涉及一種捕獲導通時間的并聯供電輸出功率均衡控制系統。

背景技術

通信設備需要并聯開關電源供電系統為其設備提供電力供應，這是基于并聯供電系統為多電源模塊并聯輸出結構，具備兼容性強、可N+m冗余備份、可靠性強、性價比高、設計難度較低、易于管理等一系列優勢，成為解決通信電源設計的首選方案之一。現有通信設備的供電電源采用的是多個同型號電源模塊并聯供電，這將導致系統某些電源模塊損壞之后，不能使用具有相同輸出電壓的其他型號的電源模塊進行替換。為保證系統穩定運行，往往需要儲備大量的電源模塊備用，顯然提高了成本，不利于并聯供電系統的柔性控制。當采用具有相同輸出電壓不同功率容量的電源模塊并聯供電時，如何均衡控制每個電源模塊輸出功率大小一個挑戰。

不同功率大小的電源模塊的并聯運行，除了要保證每個模塊的輸出電壓相同之外，還應確保每個電源模塊輸出功率相對均衡分配。由于電源模塊的額定功率大小不同，因而額定功率大的電源模塊輸出的功率相應較大，而額定功率小的電源模塊輸出功率則相應較小。那么就自然而然地引出了一個并聯供電系統需要解決的問題——輸出功率如何定量分配問題。

在電力系統供電領域，為解決上述問題，提出了標幺值定義，即用實際值除以基準值，得到一個無綱量的相對值，該相對值大于0而小于1。借用電力系統中標幺值定義，在并聯供電系統中，我們可以對電源模塊輸出功率標幺值進行均衡控制。其物理意義是：每個電源模塊以自身額定輸出功率為基準，那么具有相同的輸出功率標幺值的電源模塊則意味著電源模塊具有相同的輸出功率能力，從而確保每個電源模塊的相對負荷處于相同狀態，提高電源模塊的運行性能和壽命。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足之處，提供了一種電路結構簡單、實用性好、抗干擾能力強的并聯供電系統輸出功率均衡控制系統，可實現并聯供電系統的電源模塊輸出功率標幺值的均衡控制。

本發明提供一種捕獲導通時間的并聯供電輸出功率均衡控制系統，其包括基于PWM信號和PWM信號PWM_max生成PWM信號的生成電路、與生成電路連接的電源控制模塊、設置在電源控制模塊輸出端的電流檢測單元以及電壓檢測單元、獲取同步信號Syn的同步觸發單元以及PWM驅動電路，所述電源控制模塊的控制步驟如下：

(1)捕獲的導通時間得到輸出功率標幺值偏差量執行輸出功率均衡控制補償算法得到補償量u_p(t)；

(2)通過電壓檢測單元采樣輸出電壓v_k(t)，得到偏差量e_k(t)＝V_set+u_p(t)-v_k(t)，執行電壓控制算法，得到控制量u_k(t)；

(3)基于同步信號Syn，將輸出功率p_k(t)調制為周期為T，占空比為導通時間為的PWM信號

(4)輸出控制量u_k(t)到PWM驅動電路實現輸出電壓控制和輸出功率均衡控制。

所述生成電路包括：

PWM_max獲取電路，獲取占空比為導通時間為的PWM信號PWM_max；