[发明专利]一种多模块并联直流电源及其控制方法

权利要求书

1.多模块并联直流电源，其特征在于包括监控系统和N台直流电源模块，N≥2；所述监控系统包括串行通信系统、人机交互设备、数字控制电路；所述数字控制电路分别与串行通信系统、人机交互设备连接；所述串行通信系统用于实现数字控制电路与直流电源模块之间的通信；所述人机交互设备用于设置和显示多模块并联直流电源的输出参数；所述数字控制电路根据每个控制周期内所有工作直流电源模块的输出参数与人机交互设备设置的输出参数来控制每个直流电源模块的输出并实现均流；所述监控系统与每台直流电源模块连接。

2.根据权利要求1所述的多模块并联直流电源，其特征在于所述直流电源模块包括主功率电路、控制电路和串行通信接口单元；所述控制电路分别与主功率电路、串行通信接口电路连接；主功率电路包括顺次连接的三相整流滤波电路、高频逆变电路、输出整流滤波电路，三相整流滤波电路输入端与三相电源连接，输出整流滤波电路输出端与负载连接。

3.根据权利要求2所述的多模块并联直流电源，其特征在于所述监控系统的串行通信系统由串行通信接口电路及串行通信总线组成；所述监控系统的串行通信接口电路通过串行通信总线与各直流电源模块的串行通信接口单元连接；所述直流电源模块的控制电路通过串行通信接口单元获得串行通信总线传送过来的控制指令控制主功率电路的输出。

4.根据权利要求1所述的多模块并联直流电源，其特征在于输出参数包括输出电流、输出电压、输出功率中的一种以上。

5.权利要求1-4任一项所述多模块并联直流电源的控制方法，其特征在于，所述多模块并联直流电源包括N台直流电源模块，第i台直流电源模块用U_i表示，2≤i≤N，各直流电源模块对应的电压为V_i，各直流电源模块对应的电流为I_i；各直流电源模块的控制计算周期为T_c，监控系统的数字控制电路控制周期为T_s，T_s=kT_c，倍数k为正整数；

当多模块并联直流电源工作于恒电流模式时，每台直流电源模块的控制电路实时将自身的输出电压、输出电流通过串行通信总线传递给监控系统的串行通信接口电路，监控系统的数字控制电路在每个控制周期T_s对每个直流电源模块的输出电流求和                                                ，将其和I_s与人机交互设备设置的输出电流I_m通过PID运算得到模块给定电流I_g，即每台直流电源模块均应输出的电流，并通过串行通信总线传递给每台直流电源模块的串行通信接口单元，每台直流电源模块的控制电路控制主功率电路按指令输出；直流电源模块的控制电路在一个周期T_s内，以T_c为控制计算周期和模块给定电流I_g为输出电流控制主功率电路输出；

当多模块并联直流电源工作于恒电压模式时，通过监控系统的人机交互设备设置多模块并联直流电源的输出电压V_U，串行通信接口电路通过串行通信总线将其传送给每台直流电源模块的串行通信接口单元；每台直流电源模块的串行通信接口单元实时将自身的输出电压、输出电流通过串行通信总线传递到监控系统的串行通信接口电路，数字控制电路在每个控制周期T_s根据各直流电源模块的输出电流I_i之和求得平均电流，根据各直流电源模块电压V_i之和求得平均电压，串行通信接口电路通过串行通信总线将计算结果发送给各台直流电源模块的串行通信接口单元；各直流电源模块的控制电路计算得到各自的电压偏差?V_i=V_v-V_i，每台直流电源模块的控制电路在一个周期T_s内将以V_i+?V_i为电压反馈，与V_U进行PID运算得到模块给定电流I_g；控制电路将模块给定电流I_g与各直流电源模块的输出电流I_i进行PID运算，同时将平均电流I_v与各直流电源模块的输出电流I_i进行PID运算，并将两次PID运算的计算结果通过加权平均法作为PWM控制输出。