[發明專利]一種遠端供電電壓補償方法

有效

• 申請號: 202011008273.2
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112398338B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 李海洋;許世敏;于明偉;張斌
• 申請（專利權）人: 深圳市航天新源科技有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

本發明提供了一種遠端供電電壓補償系統，包括雙向拓撲直流變換器、基于MOSFET的開關Q3、電纜線路、線路溫度采集模塊和DSP控制單元，所述雙向拓撲直流變換器的輸出端與所述基于MOSFET的開關Q3的輸入端連接，所述基于MOSFET的開關Q3的輸出端與所述電纜線路的一端連接，所述電纜線路的另一端接遠程負載，所述線路溫度采集模塊內埋在所述電纜線路的絕緣層內，所述線路溫度采集模塊的輸出端與所述DSP控制單元連接。本發明還提供了一種遠端供電電壓補償方法。本發明的有益效果是：無需兩根額外的電壓檢測線路及其信號調理電路，通過負載電流和線路阻抗參數，經過電壓補償即可實現負載端電壓補償，在長距離直流供電系統中應用較為方便。

技術領域

本發明涉及電壓補償系統，尤其涉及一種遠端供電電壓補償系統與方法。

背景技術

在遠程大功率直流電源供電應用場合中，隨著負載的增加，流過電纜的電流增大，在幾百米以上的電纜上由于線路阻抗的因素，電源輸出側到遠端負載的電壓降將會顯著增加。如果不對此線路阻抗壓降進行補償控制，有可能導致負載的供電電壓范圍超出工作區，導致設備停止工作或損壞設備。

目前，現有的技術方案是對校正點的電壓進行采集，差分電路采集遠端設備電壓作為控制器的反饋輸入電壓，從而根據指令參考控制直流電壓源的電壓輸出。這在幾米范圍內的場景是有效的，但是對于幾百米甚至更長的供電范圍，這一方案因為需要額外的兩根采樣線，導致布線困難，成本增加。

另外普通的直流源是單向工作，當負載由重載切換到輕載時，由于長線路阻抗的抑制作用，導致負載側輸出高壓很難在短時間恢復到正常范圍，造成設備過壓，嚴重時導致設備損壞。

發明內容

為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種遠端供電電壓補償系統與方法。

本發明提供了一種遠端供電電壓補償系統，包括雙向拓撲直流變換器、基于MOSFET的開關Q3、電纜線路、線路溫度采集模塊和DSP控制單元，所述雙向拓撲直流變換器的輸出端與所述基于MOSFET的開關Q3的輸入端連接，所述基于MOSFET的開關Q3的輸出端與所述電纜線路的一端連接，所述電纜線路的另一端接遠程負載，所述線路溫度采集模塊內埋在所述電纜線路的絕緣層內，所述線路溫度采集模塊的輸出端與所述DSP控制單元連接，所述DSP控制單元的輸出端與所述雙向拓撲直流變換器連接，通過所述DSP控制單元控制所述雙向拓撲直流變換器的輸出電壓，對電纜線路的阻抗壓降進行補償。

作為本發明的進一步改進，所述雙向拓撲直流變換器為基于同步BUCK拓撲的雙向直流變換器。

作為本發明的進一步改進，所述雙向直流變換器包括電容C1、MOSFET管Q1、MOSFET管Q2、電感L1和電容C2，所述電容C1的一端與所述MOSFET管Q1的漏極，所述電容C1的另一端接地，所述MOSFET管Q1的源極分別與所述電感L1的一端、所述MOSFET管Q2的漏極連接，所述電感L1的另一端分別與所述基于MOSFET的開關Q3的漏極、電容C2的一端、DSP控制單元的輸入端連接，所述MOSFET管Q2的源極、電容C2的另一端接地，所述DSP控制單元的輸出端分別與所述MOSFET管Q1的柵極、MOSFET管Q2的柵極連接，所述基于MOSFET的開關Q3的源極分別與所述DSP控制單元的輸入端、電纜線路的一端連接，所述DSP控制單元的輸出端與所述基于MOSFET的開關Q3的柵極連接，所述電纜線路與所述DSP控制單元的輸入端，所述DSP控制單元分別采樣電感電流IL、輸出電壓Vp、輸出電流Io、電纜線路的溫度后，經過閉環控制，輸出兩路互補導通的PWM信號分別驅動雙向直流變換器的MOSFET管Q1、MOSFET管Q2實現輸出電壓Vp的控制。

作為本發明的進一步改進，所述線路溫度采集模塊為NTC熱敏電阻。