[发明专利]供电系统及其实现方法

权利要求书

1.一种供电系统，其特征在于，包括：

多个串联连接的用于执行直流电到直流电变换的高频开关变换器；

多个直流电源，每一个直流电源均相应地向一个高频开关变换器提供电能；

任意一个高频开关变换器至少包括运行于非高频开关操作的第一工作状态和运行于高频开关操作的第二工作状态；

第一工作状态下的高频开关变换器用于保障其输入功率近乎无损的等于输出功率；

第二工作状态下的高频开关变换器用于将与之对应的一个直流电源的输出电流和输出电压设置在最大功率点；

每一个高频开关变换器在第一和第二工作状态之间动态地更迭，当任意一个高频开关变换器所对应的一个直流电源的功率在满足不低于预设功率值时，该任意一个高频开关变换器进入第一工作状态，否则进入第二工作状态。

2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于：

数量为N的高频开关变换器对应数量为N的直流电源，N为大于1的自然数；

建立关于母线电流I_O和任意第K级高频开关变换器的输出电压V_K的数学模型：

V_K＝P_K÷I_O；

则从第一级到第N级的高频开关变换器分别提供输出电压V₁、V₂、V₃……V_N；

任意第K级高频开关变换器的输出电压V_K等于第K级直流电源的对外功率P_K除以母线电流I_O，自然数K满足1≤K≤N；

数量为N的多个直流电源各自提供的对外功率分别测量并累加计算出总功率P_TOL；

第一工作状态下的高频开关变换器的输出电压通过测量作为已知量从而代入到关于母线电流I_O的数学模型中；

第二工作状态下的高频开关变换器的输出电压利用关于输出电压V_K的数学模型作为待计算量从而代入到母线电流I_O的数学模型；

确认母线电流I_O和第二工作状态下的高频开关变换器的输出电压。

3.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于：

每一个高频开关变换器在第一和第二工作状态之间的动态更迭而钳制其输出电压也随之动态迭代；

使多个串联的高频开关变换器各自的输出电压叠加所提供的直流母线电压以自适应的方式在预定的合理区间动态调节。

4.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于：

第二工作状态下的高频开关变换器的电压调制方式为：

基于高频开关变换器的电感电流所建立的内环PI控制器和基于直流电源的输出电压所建立的外环PI控制器而产生脉宽调制信号；

外环PI控制器将直流电源的最大功率点对应的电压设为给定指令值以及同步调节直流电源的实际输出电压对最大功率点电压的偏差；

内环PI控制器将外环PI控制器给出的电流参考值设为给定指令值以及同步调节实际电感电流对电流参考值的偏差；

脉宽调制信号用来驱动高频开关变换器，用于将与高频开关变换器对应的直流电源的输出电压设置在最大功率点对应的电压。

5.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于：

第一工作状态下的高频开关变换器的电压调制方式为：

设置每一个高频开关变换器具有耦合到相应的直流电源正极的第一输入端和具有耦合到相应的直流电源负极的第二输入端、以及具有提供输出电压的第一和第二输出端；

高频开关变换器进入第一工作状态时第一输入端直接短路到第一输出端以及第二输入端直接短路到第二输出端。