專利名稱：并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制電路及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種控制電路，本發(fā)明也涉及一種控制方法。具體地說(shuō)涉及的是
一種多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的直流開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)為負(fù)荷供電時(shí)，這些電源之間的均流控制電路及控 制方法。
背景技術(shù)：
多個(gè)相同的直流開(kāi)關(guān)電源在并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，由于各個(gè)電源的參數(shù)無(wú)法做到完全一 致，致使各電源所分擔(dān)的負(fù)載電流大小不一，這會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)電源系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)行 的穩(wěn)定性。 現(xiàn)有的均流控制方法按照電源間是否存在有聯(lián)系可分為有源法和下垂法。在現(xiàn)有 的有源均流法中，并聯(lián)運(yùn)行的各個(gè)電源由一條均流母線聯(lián)系起來(lái)，根據(jù)均流母線與電源的 連接方式不同，又可以具體分為主從均流法、外加均流控制器均流法、平均電流均流法和最 大電流均流法等。但是在這些均流方法中，都存在有一定的不足，例如 (1)在主從均流法中，主從電源間必須有通訊聯(lián)系，致使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；如果主電
源失效，則整個(gè)電源系統(tǒng)無(wú)法正常工作，因此該方法不適用于冗余并聯(lián)系統(tǒng)。
(2)外加均流控制器均流法需要外加一個(gè)均流控制器，其缺點(diǎn)與主從均流法近似。
(3)平均電流均流法雖然可以精確地實(shí)現(xiàn)均流，但是當(dāng)母線發(fā)生短路，或接在母線
上的一個(gè)電源不能工作時(shí)，母線電壓下降，將使各電源電壓下調(diào)，甚至到達(dá)其下限，造成故障。 (4)雖然最大電流均流法由于具有較好的冗余度(不會(huì)因?yàn)槟骋浑娫吹墓收隙?響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行)和均流母線抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛地應(yīng)用，但是在這種均流控 制方法中，主從電源總是處于不斷的切換中，會(huì)導(dǎo)致各個(gè)電源的輸出電流產(chǎn)生低頻振蕩；并 且由于各從電源是以"最大電流"為調(diào)節(jié)目標(biāo)，必然會(huì)使電源輸出端電壓高于額定電壓，產(chǎn) 生"過(guò)電壓"，電源的輸出阻抗越大，"過(guò)電壓"現(xiàn)象越明顯。這種"過(guò)電壓"必然會(huì)對(duì)電源和 負(fù)載的可靠性、安全性帶來(lái)不利影響。 現(xiàn)有各種有源均流法的缺點(diǎn)，限制住了直流電源并聯(lián)運(yùn)行的整體性能，隨著直流 電源功率的不斷增長(zhǎng)，急需改進(jìn)或提出新的、均流效果更為理想的均流控制電路及方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能使各個(gè)電源能夠獲得更多的均流信息，在實(shí)現(xiàn)精確 均流控制的同時(shí)，提高并聯(lián)電源系統(tǒng)的整體性能的并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制 電路。本發(fā)明的目的還在于提供一種基于本發(fā)明的控制電路的控制方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 本發(fā)明的并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制電路的組成包括有N個(gè)并聯(lián)運(yùn) 行的直流開(kāi)關(guān)電源，其中N二 1、2、……，所有直流開(kāi)關(guān)電源通過(guò)兩條不同的公共均流母線 聯(lián)系在一起。
4
所述直流開(kāi)關(guān)電源包括直流電源主電路、中央處理器CPU、P麗生成電路、A/D轉(zhuǎn)換 電路、電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路，還具包括均流信號(hào)生成電路、第一均流母線和第二均 流母線。 外部主電源的電能經(jīng)過(guò)直流電源主電路變換后輸出的直流電壓經(jīng)電壓檢測(cè)電路 檢測(cè)后輸出的電壓信號(hào)Uout饋入A/D轉(zhuǎn)換電路，用于電壓閉環(huán)控制，直流電源主電路輸出 的電流經(jīng)電流檢測(cè)電路檢測(cè)后輸出的電流信號(hào)1。ut—方面送入A/D轉(zhuǎn)換電路、另一方面送 入均流信號(hào)生成電路，均流信號(hào)生成電路共有兩路輸出、一路輸出接至第一均流母線、另一 路輸出接至第二均流母線，第一均流母線和第二均流母線為所有并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源所共 有，第一均流母線上的最大電流值1_信號(hào)和第二均流母線上的最大電流差值A(chǔ)I^信號(hào) 都送入A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路的四路模擬量輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號(hào)后傳送至中央處理器CPU, CPU控制P麗生成電路產(chǎn)生P麗信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)直流電源主電 路中的電力電子器件。 所述均流信號(hào)生成電路由第一二極管D1、第二二極管D2、運(yùn)算放大器A1、第一電 阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4構(gòu)成，運(yùn)算放大器A1和第一電阻R1、第二電阻 R2、第三電阻R3、第四電阻R4構(gòu)成接成放大電路；第一二極管Dl的正極接電流傳感器CT1 的輸出，同時(shí)通過(guò)第一電阻R1接至運(yùn)算放大器A1的負(fù)輸入端；第一二極管D1的負(fù)極接第 一均流母線，同時(shí)通過(guò)第二電阻R2接至運(yùn)算放大器A1的正輸入端；第二二極管D2的正極 接運(yùn)算放大器A1的輸出，第二二極管D2的負(fù)極接第二均流母線。 基于本發(fā)明的并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制電路的均流控制方法有四 種 第一種最小電流均流控制方法。每一個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源的CPU根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換電路傳 送來(lái)的第一均流母線和第二均流母線上的信號(hào)，即最大電流值Imax和最大電流差值A(chǔ) Imax， 計(jì)算出在這些并聯(lián)運(yùn)行的直流開(kāi)關(guān)電源中輸出電流的最小值Imin， Imin = Imax_ A Imax，并以該 電流最小值Imin作為自身電源的電流基準(zhǔn)值，調(diào)節(jié)輸出電流；所有并聯(lián)運(yùn)行的直流開(kāi)關(guān)電 源都以Imin為輸出電流基值，除實(shí)際輸出電流為最小值的那個(gè)電源外，其他電源的輸出電流 都向下調(diào)節(jié)，負(fù)載不變，與此同時(shí)輸出電流為最小值的那個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源的輸出電流上升， 有另外一個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源變成新的輸出電流為最小值的電源；在這個(gè)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程中，電
流最小值Imin不斷變化，隨著調(diào)節(jié)過(guò)程的繼續(xù)，所有直流開(kāi)關(guān)電源的輸出電流都會(huì)最終趨近
于一個(gè)逐漸穩(wěn)定的電流最小值Imin ;當(dāng)每一個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源的輸出電流I。ut與Imin的誤差都 滿足精度要求時(shí)，即實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)運(yùn)行直流電源的均流控制。 第二種簡(jiǎn)化最小電流均流控制方法。CPU通過(guò)將采集到的自身輸出電流I。ut信 號(hào)與I,信號(hào)相比較，判斷出自身是否為輸出電流為最大值的直流開(kāi)關(guān)電源，只有輸出電流
為最大值的那個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源以輸出電流最小值Imin為基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，而與此同時(shí)其他直
流開(kāi)關(guān)電源并不進(jìn)行均流控制，隨著輸出電流為最大值的那個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源的輸出電流的 下降，由于負(fù)載不變，其他直流開(kāi)關(guān)電源的輸出電流上升，必然會(huì)有另外一個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源 的輸出電流成為最大值，則這個(gè)新的輸出電流為最大值的直流開(kāi)關(guān)電源開(kāi)始以最小電流值
Imin為基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，原先的輸出電流為最大值的直流開(kāi)關(guān)電源則退出調(diào)節(jié)；隨著調(diào)節(jié)過(guò)程 的進(jìn)行，最小電流值Imin會(huì)不斷變大并趨于一穩(wěn)定值，并聯(lián)運(yùn)行的直流開(kāi)關(guān)電源會(huì)交替成為
輸出電流為最大值的電源，進(jìn)而調(diào)節(jié)自身的輸出電流；當(dāng)每一個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源的輸出電流I。ut與Imin的誤差都滿足精度要求時(shí)，即實(shí)現(xiàn)了均流控制。 第三種中間電流均流控制方法。每個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源的CPU根據(jù)最大電流值Imax和 最大電流差值A(chǔ)I^計(jì)算出一個(gè)中間電流值Imid， Imid= 1^-AI^/2，并以Imid作為電流基 準(zhǔn)值，來(lái)調(diào)節(jié)輸出電流；輸出電流大于中間電流值Imid的直流開(kāi)關(guān)電源會(huì)減小其輸出電流， 而輸出電流小于中間電流值Imid的直流開(kāi)關(guān)電源會(huì)增加其輸出電流；在動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程中， 隨著最大電流值Imax和最大電流差值A(chǔ) Imax的不斷減小，電流中間值Imid也不斷變化，但變 化幅度逐漸減小，各個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源輸出電流間的差異也逐漸減小，最終實(shí)現(xiàn)均流控制。
第四種簡(jiǎn)化中間電流均流控制方法。CPU通過(guò)將采集到的I。ut電流信號(hào)與1_信 號(hào)和Imin信號(hào)相比較，可以判斷出自身是否為輸出電流最大值或最小值的那個(gè)直流開(kāi)關(guān)電 源；只有輸出電流為最大值和最小值的那兩個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源以中間電流值Imid為基準(zhǔn)進(jìn)行 調(diào)節(jié)，而與此同時(shí)其他直流開(kāi)關(guān)電源并不進(jìn)行均流控制，隨著最大電流值的下降和最小電 流值的上升，必然會(huì)有其他的直流開(kāi)關(guān)電源取代原有的最大輸出電流值直流開(kāi)關(guān)電源和最 小輸出電流值直流開(kāi)關(guān)電源，進(jìn)而對(duì)其自身輸出電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種輸出電流調(diào)節(jié)在并聯(lián) 運(yùn)行的直流開(kāi)關(guān)電源中交替進(jìn)行，最終實(shí)現(xiàn)均流控制。 在直流開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)中，與現(xiàn)有的各種有源均流方法相比，采用本發(fā)明 所提出的"雙均流母線均流控制電路及方法"，將會(huì)取得以下有益效果 (1)本發(fā)明提出的均流控制電路具有雙均流母線結(jié)構(gòu)，其不僅為CPU提供了所有 并聯(lián)電源輸出電流中的最大電流值1_，而且還提供了現(xiàn)有各種均流控制硬件電路所無(wú)法 提供的最大電流差A(yù)I^，從而使CPU可以更好地了解當(dāng)前并聯(lián)電源系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，為均 流控制方法的制定提供了更為精準(zhǔn)的依據(jù)。
(2)在本發(fā)明提出的均流控制電路中，各個(gè)電源都是通過(guò)二極管分別與均流母線
1和均流母線2相連接的，當(dāng)某一個(gè)電源出現(xiàn)故障時(shí)，該故障電源不會(huì)對(duì)這兩條均流母線的
狀態(tài)產(chǎn)生影響，因此本發(fā)明提出的均流控制電路具有很好的冗余度和抗干擾性。
(3)在雙均流母線均流控制電路的基礎(chǔ)上，直流電源的中央處理器CPU可以采用
本發(fā)明提出的最小電流均流控制方法。與現(xiàn)有的最大電流均流控制法相比，在最小電流均
流控制法中，并聯(lián)運(yùn)行的各電源是以最小輸出電流為基準(zhǔn)來(lái)調(diào)節(jié)自身的輸出電流，即通過(guò)
降低輸出電壓來(lái)減小輸出電流。因此在均流過(guò)程中及結(jié)束后，各電源輸出電壓只能小于或
等于額定電壓，而不會(huì)出現(xiàn)高于額定電壓的"過(guò)電壓"現(xiàn)象，因而有利于提高電源系統(tǒng)及負(fù)
載的可靠性和安全性。 (4)在雙均流母線均流控制電路的基礎(chǔ)上，直流電源的中央處理器CPU可以采用 本發(fā)明提出的簡(jiǎn)化最小電流均流控制方法。在簡(jiǎn)化最小電流均流控制法中，并聯(lián)運(yùn)行的各 電源交替參與均流調(diào)節(jié)，即任意時(shí)刻，只有一個(gè)電源在進(jìn)行均流調(diào)節(jié)，因此可以降低每個(gè)電 源的調(diào)節(jié)頻率，有效避免輸出電流產(chǎn)生低頻振蕩。此外該方法也具有有益效果(3)。但是與 最小電流均流控制方法相比，該方法需要較長(zhǎng)的均流控制時(shí)間。 (5)在雙均流母線均流控制電路的基礎(chǔ)上，直流電源的中央處理器CPU可以采用 本發(fā)明提出的中間電流均流控制方法。采用該方法實(shí)現(xiàn)均流控制后，各個(gè)電源輸出電壓既 不會(huì)出現(xiàn)明顯的類(lèi)似最大電流均流控制法產(chǎn)生的"過(guò)電壓"，也不會(huì)出現(xiàn)明顯的類(lèi)似最小電 流均流控制法產(chǎn)生的"欠電壓"，并聯(lián)運(yùn)行的所有電源都工作在額定電壓附近，從而在實(shí)現(xiàn) 精確均流控制的前提下，提高整個(gè)電源系統(tǒng)的工作效率和輸出電壓質(zhì)量，更好地滿足負(fù)載
6的需求。 (6)在雙均流母線均流控制電路的基礎(chǔ)上，直流電源的中央處理器CPU可以采用 本發(fā)明提出的簡(jiǎn)化中間電流均流控制方法。在簡(jiǎn)化中間電流均流控制法中，即任意時(shí)刻，只 有最大輸出電流的電源和最小輸出電流的電源在進(jìn)行均流調(diào)節(jié)，因此可以降低每個(gè)電源的 調(diào)節(jié)頻率，有效避免輸出電流產(chǎn)生低頻振蕩。此外該方法也具有有益效果(5)。但是與中間 電流均流控制方法相比，該方法需要較長(zhǎng)的均流控制時(shí)間。


圖1采用雙均流母線均流控制電路及方法的直流電源并聯(lián)運(yùn)行電路示意圖。
圖2實(shí)施方式一中采用雙均流母線均流控制電路及方法的直流電源電路圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述 本發(fā)明的并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制電路的第一種實(shí)施方式為 結(jié)合圖1所示。有N(N = 1，2，……)個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)運(yùn)行，分別為直流電源
1至直流電源N。所有這些電源通過(guò)兩條不同的公共均流母線聯(lián)系在一起。 在硬件電路結(jié)構(gòu)上除了包括直流電源主電路、中央處理器CPU、P麗生成電路、A/D
轉(zhuǎn)換電路、電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路外，還具有其所特有的均流信號(hào)生成電路和均流母
線1、均流母線2等。 直流電源主電路可以采用現(xiàn)有的各種直流開(kāi)關(guān)電源電路，例如Buck電路、Boost 電路、Buck-Boost電路等。 電壓檢測(cè)電路由分壓電阻R5和R6構(gòu)成的。 電流檢測(cè)電路由電流傳感器CT1構(gòu)成的，電流傳感器可采用現(xiàn)有的各種電流傳感 器，例如霍爾型電流傳感器。 結(jié)合圖2，均流信號(hào)生成電路由二極管Dl、 D2，運(yùn)算放大器Al，電阻Rl、 R2、 R3、 R4 構(gòu)成運(yùn)算放大器Al和電阻Rl、 R2、 R3、 R4接成放大電路；二極管Dl的正極接電流傳感器 CT1的輸出，同時(shí)通過(guò)電阻R1接至運(yùn)算放大器A1的負(fù)輸入端，二極管D1的負(fù)極接均流母線 1，同時(shí)通過(guò)電阻R2接至運(yùn)算放大器A1的正輸入端；二極管D2的正極接運(yùn)算放大器A1的 輸出，二極管D2的負(fù)極接均流母線2。由于并聯(lián)運(yùn)行的所有電源的都將各自電流傳感器輸 出的電流信號(hào)通過(guò)各自的二極管D1與公共均流母線l連接在一起，從二極管的工作特性可 知，只有輸出電流最大的那個(gè)電源才能將自己的電流信號(hào)通過(guò)二極管送到均流母線1上， 而在其他的電源中，其二極管Dl處于反向截止?fàn)顟B(tài)，所以均流母線1上的信號(hào)始終為最大 輸出電流信號(hào)I,。均流母線1上的最大電流信號(hào)I^被送入A/D轉(zhuǎn)換電路。二極管D1兩 端的電壓差通過(guò)運(yùn)算放大器A1和二極管D2送至均流母線2，運(yùn)算放大器A1的放大倍數(shù)由 電阻R1、R2、R3、R4的阻值決定，具體計(jì)算方法與常規(guī)運(yùn)算放大器相同。因?yàn)樗须娫炊紝?各自二極管D1兩端的電壓差信號(hào)通過(guò)各自的運(yùn)算放大器和二極管送至公共均流母線2，所 以只有最大電壓差信號(hào)才能送至均流母線2上。由于二極管D1的一端為最大電流信號(hào)，另 一端為自身電源的輸出電流信號(hào)，因此其兩端的電壓差表明了自身電源輸出電流與當(dāng)前最 大輸出電流的差值，即均流母線2上的信號(hào)始終為并聯(lián)運(yùn)行的電源中輸出電流最大值與輸出電流最小值的差值A(chǔ)Imax。 A/D轉(zhuǎn)換電路可采用現(xiàn)有的A/D轉(zhuǎn)換芯片輔以輸入限幅電路和濾波電路構(gòu)成，也 可以直接采用某些中央處理器CPU內(nèi)部自有的A/D轉(zhuǎn)換電路。 中央處理器CPU可以采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、單片機(jī)、計(jì)算機(jī)等具有數(shù)字信號(hào) 處理、運(yùn)算功能的器件和裝置。 P麗生成電路可直接采用中央處理器CPU內(nèi)部自有的P麗生成電路，輔以現(xiàn)有的各 種驅(qū)動(dòng)電路。均流母線1和均流母線2采用具有屏蔽層的電纜線。均流控制方法采用最小電流均流控制方法、簡(jiǎn)化最小電流均流控制方法、中間電流均流控制方法、簡(jiǎn)化中間電流均流控制方法中的任意一種。本發(fā)明的并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制電路的第」二種實(shí)施方式為電壓檢測(cè)電路采用電壓傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如霍爾型電壓傳感器。
其他與以上實(shí)施方式相同。本發(fā)明的并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制電路的第」三種實(shí)施方式為電流檢測(cè)電路由與電源負(fù)載串聯(lián)的取樣電阻構(gòu)成。其他與以上實(shí)施方式相同。本發(fā)明的并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制電路的第-一種實(shí)施方式為在A/D轉(zhuǎn)換電路中增加隔離電路，例如光耦隔離電路。其他與以上實(shí)施方式相同。本發(fā)明的并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制電路的第-一種實(shí)施方式為在均流信號(hào)生成電路中增加隔離電路，例如光耦隔離電路。其他與以上實(shí)施方式相同。本發(fā)明的并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制電路的第-一種實(shí)施方式為在P麗生成電路中增加隔離電路，例如光耦隔離電路。其他與以上實(shí)施方式相同?；诒景l(fā)明的并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制電路的均流控制方法的第一種實(shí)施方式為最小電流均流控制方法。 每一個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源的CPU根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換電路傳送來(lái)的均流母線1和均流母線2 上的信號(hào)，即最大電流值I,和最大電流差值A(chǔ)I^，可以計(jì)算出在這些并聯(lián)運(yùn)行的電源中 輸出電流的最小值Imin， Imin = Imax_A 1_，并以該電流最小值1^作為自身電源的電流基準(zhǔn)
值，來(lái)調(diào)節(jié)輸出電流。所有并聯(lián)運(yùn)行的電源都以Imin為輸出電流基值，除實(shí)際輸出電流為最 小值的那個(gè)電源外，其他電源的輸出電流都要向下調(diào)節(jié)，由于負(fù)載不變，與此同時(shí)輸出電流 為最小值的那個(gè)電源的輸出電流就會(huì)上升，必然會(huì)有另外一個(gè)電源變成新的輸出電流為最 小值的電源。在這個(gè)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程中，電流最小值Imin是不斷變化的，但是隨著調(diào)節(jié)過(guò)程的 繼續(xù)，所有電源的輸出電流都會(huì)最終趨近于某一個(gè)逐漸穩(wěn)定的電流最小值Imin。當(dāng)每一個(gè)電 源的輸出電流I。ut與Imin的誤差都滿足精度要求時(shí)，即實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)運(yùn)行直流電源的均流控 制。 基于本發(fā)明的并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制電路的均流控制方法的第 二種實(shí)施方式為簡(jiǎn)化最小電流均流控制方法。
與第一種方法相比，其不同之處在于在均流控制過(guò)程中，只有輸出電流為最大值 的那個(gè)電源(CPU通過(guò)將采集到的自身輸出電流I。ut信號(hào)與U言號(hào)相比較，可以判斷出自 身是否為輸出電流為最大值的那個(gè)電源)以輸出電流最小值Imin為基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，而與此 同時(shí)其他電源并不進(jìn)行均流控制，隨著輸出電流為最大值的那個(gè)電源的輸出電流的下降， 由于負(fù)載不變，其他電源的輸出電流會(huì)上升，必然會(huì)有另外一個(gè)電源的輸出電流成為最大
值，則這個(gè)新的輸出電流為最大值的電源開(kāi)始以最小電流值Imin為基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，原先的輸 出電流為最大值的電源則退出調(diào)節(jié)。隨著調(diào)節(jié)過(guò)程的進(jìn)行，最小電流值Imin會(huì)不斷變大并 趨于某一穩(wěn)定值，并聯(lián)運(yùn)行的電源會(huì)交替成為輸出電流為最大值的電源，進(jìn)而調(diào)節(jié)自身的 輸出電流。當(dāng)每一個(gè)電源的輸出電流I。ut與Imin的誤差都滿足精度要求時(shí)，即實(shí)現(xiàn)了均流控 制。 基于本發(fā)明的并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制電路的均流控制方法的第
三種實(shí)施方式為中間電流均流控制方法。 在中間電流均流控制方法中，每個(gè)電源的CPU根據(jù)最大電流值1_和最大電流差 值A(chǔ)I,計(jì)算出一個(gè)中間電流值Imid，Imid= UrAI,/2，并以Imid作為電流基準(zhǔn)值，來(lái)調(diào)節(jié) 輸出電流。輸出電流大于中間電流值Imid的電源會(huì)減小其輸出電流，而輸出電流小于中間 電流值Imid的電源會(huì)增加其輸出電流。在動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程中，隨著最大電流值I,和最大電流 差值A(chǔ) Imax的不斷減小，電流中間值Imid也不斷變化，但變化幅度逐漸減小，各個(gè)電源輸出 電流間的差異也逐漸減小，最終實(shí)現(xiàn)均流控制。 基于本發(fā)明的并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制電路的均流控制方法的第 四種實(shí)施方式為簡(jiǎn)化中間電流均流控制方法。 與第三種方法相比，其不同之處在于在均流控制過(guò)程中，只有輸出電流為最大值
和最小值的那兩個(gè)電源(CPU通過(guò)將采集到的I。ut電流信號(hào)與1_信號(hào)和Imin信號(hào)相比較， 可以判斷出自身是否為輸出電流最大值或最小值的那個(gè)電源)以中間電流值Imid為基準(zhǔn)進(jìn) 行調(diào)節(jié)，而與此同時(shí)其他電源并不進(jìn)行均流控制，隨著最大電流值的下降和最小電流值的 上升，必然會(huì)有其他的電源取代原有的最大輸出電流值電源和最小輸出電流值電源，進(jìn)而 對(duì)其自身輸出電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種輸出電流調(diào)節(jié)在并聯(lián)運(yùn)行的電源中交替進(jìn)行，最終實(shí)現(xiàn) 均流控制。
權(quán)利要求
一種并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制電路，其組成包括有N個(gè)并聯(lián)運(yùn)行的直流開(kāi)關(guān)電源，其中N＝1、2、……，其特征是所有直流開(kāi)關(guān)電源通過(guò)兩條不同的公共均流母線聯(lián)系在一起。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制電路，其特征是所述直流開(kāi)關(guān)電源包括直流電源主電路、中央處理器CPU、 P麗生成電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、電壓 檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路，還具包括均流信號(hào)生成電路、第一均流母線和第二均流母線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制電路，其特征是外 部主電源的電能經(jīng)過(guò)直流電源主電路變換后輸出的直流電壓經(jīng)電壓檢測(cè)電路檢測(cè)后輸出 的電壓信號(hào)U。ut饋入A/D轉(zhuǎn)換電路，用于電壓閉環(huán)控制，直流電源主電路輸出的電流經(jīng)電流 檢測(cè)電路檢測(cè)后輸出的電流信號(hào)1。ut—方面送入A/D轉(zhuǎn)換電路、另一方面送入均流信號(hào)生 成電路，均流信號(hào)生成電路共有兩路輸出、一路輸出接至第一均流母線、另一路輸出接至第 二均流母線，第一均流母線和第二均流母線為所有并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源所共有，第一均流母 線上的最大電流值Imax信號(hào)和第二均流母線上的最大電流差值A(chǔ) Imax信號(hào)都送入A/D轉(zhuǎn)換 電路，A/D轉(zhuǎn)換電路的四路模擬量輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后傳送至中 央處理器CPU, CPU控制P麗生成電路產(chǎn)生P麗信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)直流電源主電路中的電力電子 器件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制電路，其特征是所 述均流信號(hào)生成電路由第一二極管(Dl)、第二二極管(D2)、運(yùn)算放大器(Al)、第一電阻 (Rl)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4)構(gòu)成，運(yùn)算放大器(Al)和第一電阻 (Rl)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4)構(gòu)成接成放大電路；第一二極管(Dl) 的正極接電流傳感器(CT1)的輸出，同時(shí)通過(guò)第一電阻(Rl)接至運(yùn)算放大器(Al)的負(fù)輸 入端；第一二極管(Dl)的負(fù)極接第一均流母線，同時(shí)通過(guò)第二電阻(R2)接至運(yùn)算放大器 (Al)的正輸入端；第二二極管(D2)的正極接運(yùn)算放大器(Al)的輸出，第二二極管(D2)的 負(fù)極接第二均流母線。
5. —種并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制方法，其特征是每一個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源 的CPU根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換電路傳送來(lái)的第一均流母線和第二均流母線上的信號(hào)，即最大電流值 I,和最大電流差值A(chǔ) Imax，計(jì)算出在這些并聯(lián)運(yùn)行的直流開(kāi)關(guān)電源中輸出電流的最小值 Imin， Imin= 1^-AI^，并以該電流最小值Imin作為自身電源的電流基準(zhǔn)值，調(diào)節(jié)輸出電流； 所有并聯(lián)運(yùn)行的直流開(kāi)關(guān)電源都以Imin為輸出電流基值，除實(shí)際輸出電流為最小值的那個(gè) 電源外，其他電源的輸出電流都向下調(diào)節(jié)，負(fù)載不變，與此同時(shí)輸出電流為最小值的那個(gè)直 流開(kāi)關(guān)電源的輸出電流上升，有另外一個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源變成新的輸出電流為最小值的電源；在這個(gè)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程中，電流最小值Imin不斷變化，隨著調(diào)節(jié)過(guò)程的繼續(xù)，所有直流開(kāi) 關(guān)電源的輸出電流都會(huì)最終趨近于一個(gè)逐漸穩(wěn)定的電流最小值Imin;當(dāng)每一個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源的輸出電流I。ut與Imin的誤差都滿足精度要求時(shí)，即實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)運(yùn)行直流電源的均流控 制。
6. —種并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制方法，其特征是CPU通過(guò)將采集到的自身輸出電流I。ut信號(hào)與U言號(hào)相比較，判斷出自身是否為輸出電流為最大值的直流開(kāi)關(guān)電源，只有輸出電流為最大值的那個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源以輸出電流最小值Imin為基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào) 節(jié)，而與此同時(shí)其他直流開(kāi)關(guān)電源并不進(jìn)行均流控制，隨著輸出電流為最大值的那個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源的輸出電流的下降，由于負(fù)載不變，其他直流開(kāi)關(guān)電源的輸出電流上升，必然會(huì)有 另外一個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源的輸出電流成為最大值，則這個(gè)新的輸出電流為最大值的直流開(kāi)關(guān)電源開(kāi)始以最小電流值Imin為基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，原先的輸出電流為最大值的直流開(kāi)關(guān)電源則 退出調(diào)節(jié)；隨著調(diào)節(jié)過(guò)程的進(jìn)行，最小電流值Imin會(huì)不斷變大并趨于一穩(wěn)定值，并聯(lián)運(yùn)行的 直流開(kāi)關(guān)電源會(huì)交替成為輸出電流為最大值的電源，進(jìn)而調(diào)節(jié)自身的輸出電流；當(dāng)每一個(gè) 直流開(kāi)關(guān)電源的輸出電流I。ut與Imin的誤差都滿足精度要求時(shí)，即實(shí)現(xiàn)了均流控制。
7. —種并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制方法，其特征是每個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源的CPU根據(jù)最大電流值I^和最大電流差值A(chǔ)l^計(jì)算出一個(gè)中間電流值Imid， Imid =工，-AI,/2，并以Imid作為電流基準(zhǔn)值，來(lái)調(diào)節(jié)輸出電流；輸出電流大于中間電流值Imid的直流開(kāi)關(guān)電源會(huì)減小其輸出電流，而輸出電流小于中間電流值Imid的直流開(kāi)關(guān)電源會(huì)增加其輸出電流；在動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程中，隨著最大電流值I,和最大電流差值A(chǔ)Imax的不斷減小，電流中間值Imid也不斷變化，但變化幅度逐漸減小，各個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源輸出電流間的差異也逐漸減小，最終實(shí)現(xiàn)均流控制。
8. —種并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制方法，其特征是CPU通過(guò)將采集到的I。ut電流信號(hào)與1_信號(hào)和Imin信號(hào)相比較，可以判斷出自身是否為輸出電流最大值或最小值的那個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源；只有輸出電流為最大值和最小值的那兩個(gè)直流開(kāi)關(guān)電源以中間電流值Imid為基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，而與此同時(shí)其他直流開(kāi)關(guān)電源并不進(jìn)行均流控制，隨著最大電流 值的下降和最小電流值的上升，必然會(huì)有其他的直流開(kāi)關(guān)電源取代原有的最大輸出電流值 直流開(kāi)關(guān)電源和最小輸出電流值直流開(kāi)關(guān)電源，進(jìn)而對(duì)其自身輸出電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種輸 出電流調(diào)節(jié)在并聯(lián)運(yùn)行的直流開(kāi)關(guān)電源中交替進(jìn)行，最終實(shí)現(xiàn)均流控制。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種并聯(lián)直流開(kāi)關(guān)電源雙均流母線均流控制電路及控制方法。包括有N個(gè)并聯(lián)運(yùn)行的直流開(kāi)關(guān)電源，其中N＝1、2、……，所有直流開(kāi)關(guān)電源通過(guò)兩條不同的公共均流母線聯(lián)系在一起。所述直流開(kāi)關(guān)電源包括直流電源主電路、中央處理器CPU、PWM生成電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路，還具包括均流信號(hào)生成電路、第一均流母線和第二均流母線。本發(fā)明具有很好的冗余度和抗干擾性；有利于提高電源系統(tǒng)及負(fù)載的可靠性和安全性；可以降低每個(gè)電源的調(diào)節(jié)頻率，有效避免輸出電流產(chǎn)生低頻振蕩；提高整個(gè)電源系統(tǒng)的工作效率和輸出電壓質(zhì)量，更好地滿足負(fù)載的需求。
文檔編號(hào)H02J1/10GK101710701SQ20091007343
公開(kāi)日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者姚緒梁, 孟繁榮, 鞏冰, 張強(qiáng), 張敬南, 張文義, 張镠鐘, 游江, 程鵬, 羅耀華 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)