基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)，在電源總控制模塊與子開關(guān)電源之間使用兩個通訊端口數(shù)據(jù)分離控制，一路控制數(shù)據(jù)下發(fā)，一路控制數(shù)據(jù)上傳，兩通信端口可以任意轉(zhuǎn)換通訊模式，子開關(guān)電源可脫離總控制模塊獨自工作，使開關(guān)電源并聯(lián)數(shù)據(jù)通訊控制和輸出響應(yīng)速度有了很大的提高，特別是數(shù)量較多的開關(guān)電源并聯(lián)時，輸出響應(yīng)速度和單個子開關(guān)電源響應(yīng)速度差別不太大，可靠性得到提升。系統(tǒng)設(shè)脈沖同步端口、啟動/停止端口、故障端口，能夠?qū)崿F(xiàn)控制子開關(guān)電源多種模式靈活組合。本發(fā)明具有響應(yīng)速度快、控制靈活、可靠性高，可以在大動態(tài)范圍運行，適用范圍更廣。
【專利說明】基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種開關(guān)電源并聯(lián)系統(tǒng)，特別是基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)電源并聯(lián)系統(tǒng)按照工作方式可分為模擬方式和數(shù)字方式，模擬方式因控制精度和靈活性等方面的缺陷，逐漸被數(shù)字并聯(lián)方式取代，而普通數(shù)字并聯(lián)方式存在控制各子開關(guān)電源速度慢，靈活性及可靠差等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)，它具有控制速度快、控制靈活、可靠性高的特點，可以在大動態(tài)范圍運行，適用范圍更廣。
[0004]為達到所述目的，本發(fā)明提供了一種基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)，包括電源總控制模塊、至少兩個子開關(guān)電源和總反饋模塊，所述電源總控制模塊與各個開關(guān)電源之間均具有功能對應(yīng)的兩個通訊端口，所述電源總控制模塊的兩個通訊端口分別與所述子開關(guān)電源的一對通訊端口相接，所述子開關(guān)電源輸出端接總反饋模塊總輸入端；所述電源總控制模塊反饋端接總反饋模塊反饋端。
[0005]所述通訊端口中的一個通訊端口用于所述總控制模塊向所述子開關(guān)電源下發(fā)工作數(shù)據(jù)，另一個通訊端口用于所述電源總控制模塊接收所述子開關(guān)電源參數(shù)數(shù)據(jù)。
[0006]所述通訊端口包括但不限于RS485通訊端口、CAN通訊端口或者LAN通訊端口。
[0007]所述總控制模塊向所述子開關(guān)電源下發(fā)的工作數(shù)據(jù)包含地址代碼，所述各個子開關(guān)電源分別至少定義一個地址。
[0008]所述子開關(guān)電源分別定義兩個以上的地址，各子開關(guān)電源地址與其他子開關(guān)電源地址至少部分相同。
[0009]所述電源總控制模塊具有三個控制端口，所述控制端口分別為脈沖同步端口、啟動/停止端口、故障端口 ；所述脈沖同步端口用于控制電源總控制模塊及子開關(guān)電源脈沖同步；所述啟動/停止端口用于若干子開關(guān)電源同時啟動或停止；所述故障端口用于子開關(guān)電源上報故障。
[0010]所述子開關(guān)電源具有三個控制端口，分別為脈沖同步端口、啟動/停止端口、故障端口，所述子開關(guān)電源的控制端口與所述電源總控制模塊對應(yīng)控制端口相連接。
[0011]所述子開關(guān)電源包括數(shù)字信號處理模塊、輸入模塊、逆變模塊、整流模塊、取樣模塊；輸入模塊順次與逆變模塊、整流模塊和取樣模塊相連后接入數(shù)字信號處理模塊；輸入模塊、逆變模塊、整流模塊分別與數(shù)字信號處理模塊進行直接的數(shù)據(jù)傳輸與交互。[0012]所述總反饋模塊包括電流取樣電路和電壓取樣電路，所述總反饋模塊的總輸入端連接所述子開關(guān)電源的輸出端。
[0013]進一步地，該基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)所述電源總控制模塊包括控制和顯示模塊。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于:
采用雙通訊端口進行數(shù)據(jù)傳輸，單獨兩路通訊端口具備互換及備份功能，當其中端口出現(xiàn)故障，另一端口啟用應(yīng)急模式，采用雙向通訊模式或無子開關(guān)電源參數(shù)反饋的單向通訊模式，開關(guān)電源并聯(lián)后的可靠性得到提升。通過控制端口使開關(guān)電源并聯(lián)輸出可以有多種模式組合，提升了靈活性。通過定義數(shù)據(jù)包的地址位，可以實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)包控制從單個子開關(guān)電源工作到全部子開關(guān)電源工作，實現(xiàn)了并聯(lián)后的開關(guān)電源最小分辨率從單個子開關(guān)電源的最小分辨率到子開關(guān)電源額定值總和的范圍，子開關(guān)電源并聯(lián)后的動態(tài)范圍控制精度得到很大提升。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明具體實施例電源總控制模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖3為本發(fā)明具體實施例一個子開關(guān)電源結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖4為本發(fā)明具體實施例數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖5為本發(fā)明具體實施例多相脈沖示意圖。
【具體實施方式】
[0020]本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。以下結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】對本發(fā)明的具體實施例作進一步說明:
如圖1、2所示，一種基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)，包括電源總控制模塊、若干子開關(guān)電源和總反饋模塊。電源總控制模塊和子開關(guān)電源均具有功能對應(yīng)的兩個通訊端口，電源總控制模塊的兩個通訊端口分別與子開關(guān)電源的通訊端口相接；一個通訊端口用于電源總控制模塊向子開關(guān)電源下發(fā)工作數(shù)據(jù)，另一個通訊端口用于電源總控制模塊接收子開關(guān)電源參數(shù)數(shù)據(jù)，上述通訊端口可采用RS485通訊端口、CAN通訊端口或者LAN通訊端口等具有類似功能的通訊端口。
[0021]子開關(guān)電源輸出端接入總反饋模塊總輸入端，電源總控制模塊反饋端接總反饋模塊反饋端，總反饋模塊包括電流取樣電路和電壓取樣電路，總反饋模塊的總輸入端連接子開關(guān)電源的輸出端。
[0022]作為本發(fā)明的進一步改進，采用總的輸出取樣，可以使開關(guān)電源并聯(lián)后的控制速度不依賴單個模塊上傳完數(shù)據(jù)后再處理，各子開關(guān)電源響應(yīng)速度得到進一步提升。
[0023]電源總控制模塊具有三個控制端口分別為脈沖同步端口、啟動/停止端口、故障端口。脈沖同步端口用于控制電源總控制模塊及子開關(guān)電源脈沖同步，啟動/停止端口用于若干子開關(guān)電源同時啟動或停止，故障端口用于子開關(guān)電源上報故障；子開關(guān)電源具有三個控制端口，分別為脈沖同步端口、啟動/停止端口、故障端口，子開關(guān)電源的控制端口與電源總控制模塊對應(yīng)控制端口相連接。根據(jù)應(yīng)用需要，還可以在電源總控制模塊和子開關(guān)電源增設(shè)遠程監(jiān)測控制端口，并設(shè)置控制和顯示模塊。
[0024]根據(jù)預(yù)置程序?qū)㈦娫纯偪刂颇K與各子開關(guān)電源統(tǒng)一定義，雙通訊口工作模式下任一通訊口出現(xiàn)故障，子開關(guān)電源發(fā)出一般故障指示并自動進入單口雙向通訊模式；若雙向通訊模式出現(xiàn)故障則啟動單向通訊模式，子開關(guān)電源參數(shù)不反饋，總控制模塊依據(jù)總反饋模塊參數(shù)，按照雙通訊端口的下發(fā)工作數(shù)據(jù)模式，同樣可以達到快速控制；若兩個通訊口均出現(xiàn)故障，子開關(guān)電源發(fā)出嚴重故障指示，并通過故障端口反饋給電源總控制系統(tǒng)。
[0025]如圖3所示，子開關(guān)電源包括數(shù)字信號處理模塊、輸入模塊、逆變模塊、整流模塊、取樣模塊；輸入模塊順次與逆變模塊、整流模塊和取樣模塊相連后接入數(shù)字信號處理模塊；輸入模塊、逆變模塊、整流模塊分別與數(shù)字信號處理模塊進行直接的數(shù)據(jù)傳輸與交互，數(shù)字信號處理模塊可采用數(shù)字信號處理器DSP、單片機MCU或者其他具有信號處理功能的集成芯片。取樣模塊包括電流取樣電路與電壓取樣電路，取樣數(shù)據(jù)與子開關(guān)電源參數(shù)對比，可作系統(tǒng)故障判定，還可作快速控制時參數(shù)給定；根據(jù)實際情況可全部采樣、采樣一種或者取消輸出米樣。
[0026]總控制模塊向子開關(guān)電源下發(fā)的工作數(shù)據(jù)包含地址代碼；類型分為A代表全部子開關(guān)電源，B代表預(yù)定義的某組子開關(guān)電源，C代表單個子開關(guān)電源，上傳數(shù)據(jù)包時一個數(shù)據(jù)包對應(yīng)一個子開關(guān)電源，根據(jù)需要確定數(shù)據(jù)傳送的類組。本發(fā)明具體實施例以基于CAN2.0通訊端口，5臺并聯(lián)子開關(guān)電源做說明，其它數(shù)量、通訊口類似，數(shù)據(jù)包定義幀起始、地址位、數(shù)據(jù)位、校驗位。幀起始為固定格式,子開關(guān)電源接收到數(shù)據(jù),都預(yù)備接收。地址位以四個為例，進行如下定義，第一臺子開關(guān)電源定義四個地址，地址I號、地址6號、地址8號，地址9號，第二臺子開關(guān)電源定義四個地址，地址2號、地址6號、地址8號，地址10號，第三臺子開關(guān)電源定義四個地址，地址3號、地址7號、地址8號，地址9號，第四臺子開關(guān)電源定義四個地址，地址4號、地址7號、地址8號，地址10號，第五臺子開關(guān)電源定義四個地址，地址5號、地址7號、地址8號，地址9號；當需要一個數(shù)據(jù)包發(fā)送一臺子開關(guān)電源，地址位就直接填地址I號到地址5號中的其中一個，如果需要發(fā)送數(shù)據(jù)包到某組子開關(guān)電源，則地址位就填地址6號或者地址7號，進行全部控制，則地址位就填地址8號，需要控制地址為單的子開關(guān)電源，則地址位填9號，需要控制地址為雙的子開關(guān)電源，地址位就填10號，由于子開關(guān)電源處理地址位數(shù)據(jù)非常快，在數(shù)據(jù)剛發(fā)送完成，下一幀數(shù)據(jù)只發(fā)送一小部分時，就已經(jīng)知道哪些子開關(guān)電源應(yīng)該動作，做到了子開關(guān)電源響應(yīng)速度的快速提升。數(shù)據(jù)位為固定格式，根據(jù)定義下發(fā)需要的數(shù)據(jù)；校驗位為固定格式，用于校驗數(shù)據(jù)的正確與否。如圖4所示，起始幀SOF由一位構(gòu)成，仲裁域ID由11位構(gòu)成，這就是數(shù)據(jù)包包含地址信息，如前述，需要全部(8號組)子開關(guān)電源刷新數(shù)據(jù)，則此處寫入00000001000，需要編號為單組(9號組)子開關(guān)電源刷新數(shù)據(jù)，則此處寫入00000001001 ;控制域，按標準應(yīng)用構(gòu)成；數(shù)據(jù)域，定為40位，前8位為控制方式，中間16位電流，后面16位為電壓；CRC，校驗位，按標準應(yīng)用構(gòu)成；幀結(jié)束，按標準應(yīng)用構(gòu)成；根據(jù)需要，可增減數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
[0027]由于下發(fā)數(shù)據(jù)的實時性要求高，采用多種類組傳送，各子開關(guān)電源響應(yīng)速度極大的得到提高，特別是子開關(guān)電源數(shù)量比較多時，其適用范圍更廣，開關(guān)電源快速控制時，一個數(shù)據(jù)包可以控制從單個子開關(guān)電源工作到全部子開關(guān)電源工作，實現(xiàn)了并聯(lián)后的開關(guān)電源最小分辨率從單個子開關(guān)電源的最小分辨率到子開關(guān)電源額定值總和的范圍，子開關(guān)電源并聯(lián)后的動態(tài)范圍控制精度得到很大提升；另一通訊端口用于數(shù)據(jù)上傳，由于接收數(shù)據(jù)實時要求沒有發(fā)送那么高，子開關(guān)電源發(fā)送數(shù)據(jù)時，根據(jù)電源總控制模塊要求，使用地址按地址I號到地址5號分時傳送，單獨兩路通訊端口具備互換及備份功能，當其中端口出現(xiàn)故障，另一端口啟用應(yīng)急模式，啟用雙向通訊模式，這在要求可靠性高的應(yīng)用場合，開關(guān)電源并聯(lián)后的可靠性得到提升。
[0028]本發(fā)明具體實施例的工作流程如下:
所有裝置上電并進行自檢，如有故障，則報出故障，待用戶處理；自檢通過后，開關(guān)電源總控制檢測各聯(lián)機子開關(guān)電源，等待用戶設(shè)置，設(shè)置后，啟動電源總控制模塊，電源總控制模塊發(fā)送工作要求數(shù)據(jù)到各子開關(guān)電源，然后啟動脈沖同步端口和啟動/停止端口，子開關(guān)電源根據(jù)電源總控制模塊發(fā)送數(shù)據(jù)和控制端口狀態(tài)，作出相應(yīng)處理；開關(guān)電源需要停止，電源總控制模塊啟動/停止端口為停止狀態(tài)，各子開關(guān)電源接收到控制命令后，立即停止子開關(guān)電源，同時依照電源總控制模塊發(fā)出停止指令，各子開關(guān)電源作停止命令相關(guān)處理。如圖5所示，當總控制模塊需要輸出低紋波方式時，控制子開關(guān)電源為錯分多相的同步方式:5個子開關(guān)電源按地址序號，第一個序號的子開關(guān)電源按同步脈沖同步輸出，第二個序號的子開關(guān)電源按同步脈沖周期的五分之一延時輸出，第三個子開關(guān)電源按同步脈沖周期的五分之二延時輸出，第四個子開關(guān)電源按同步脈沖周期的五分之三延時輸出，第五個子開關(guān)電源按同步脈沖周期的五分之四延時輸出，這樣，并聯(lián)后的輸出脈沖就填滿整個周期，形成直流，輸出紋波就很小，多個子開關(guān)電源并聯(lián)方案類似，其它輸出方式也采用類似同步控制方法。
[0029]本發(fā)明不限于所述實施方式，如帶有數(shù)字控制功能的模擬開關(guān)電源，帶有數(shù)字控制功能的數(shù)字開關(guān)電源等，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)，包括電源總控制模塊、至少兩個子開關(guān)電源和總反饋模塊，其特征在于:所述電源總控制模塊與各個開關(guān)電源之間均具有功能對應(yīng)的兩個通訊端口，所述電源總控制模塊的兩個通訊端口分別與所述子開關(guān)電源的一對通訊端口相接，所述各個子開關(guān)電源輸出端接總反饋模塊總輸入端；所述電源總控制模塊反饋端接總反饋模塊反饋端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)，其特征在于所述通訊端口中的一個通訊端口用于所述總控制模塊向所述子開關(guān)電源下發(fā)工作數(shù)據(jù)，另一個通訊端口用于所述電源總控制模塊接收所述子開關(guān)電源參數(shù)數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)，其特征在于所述通訊端口包括但不限于RS485通訊端口、CAN通訊端口或者LAN通訊端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)，其特征在于所述總控制模塊向所述子開關(guān)電源下發(fā)的工作數(shù)據(jù)包含地址代碼，所述各個子開關(guān)電源分別至少定義一個地址。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)，其特征在于所述子開關(guān)電源分別定義兩個以上的地址，各子開關(guān)電源地址與其他子開關(guān)電源地址至少部分相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)，其特征在于所述電源總控制模塊具有三個控制端口，所述控制端口分別為脈沖同步端口、啟動/停止端口、故障端口 ；所述脈沖同步端口用于控制電源總控制模塊及子開關(guān)電源脈沖同步；所述啟動/停止端口用于若干子開關(guān)電源同時啟動或停止；所述故障端口用于子開關(guān)電源上報故障。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)，其特征在于所述子開關(guān)電源具有三個控制端口，分別為脈沖同步端口、啟動/停止端口、故障端口，所述子開關(guān)電源的控制端口與所述電源總控制模塊對應(yīng)控制端口相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)，其特征在于所述子開關(guān)電源包括數(shù)字信號處理模塊、輸入模塊、逆變模塊、整流模塊、取樣模塊；輸入模塊順次與逆變模塊、整流模塊和取樣模塊相連后接入數(shù)字信號處理模塊；輸入模塊、逆變模塊、整流模塊分別與數(shù)字信號處理模塊進行直接的數(shù)據(jù)傳輸與交互。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)，其特征在于所述總反饋模塊包括電流取樣電路和電壓取樣電路，所述總反饋模塊的總輸入端連接所述子開關(guān)電源的輸出端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于雙通訊口的開關(guān)電源并聯(lián)快速控制系統(tǒng)，其特征在于所述電源總控制模塊包括控制和顯示模塊。
【文檔編號】H02M1/088GK103812311SQ201410090634
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】劉曉霖 申請人:劉曉霖