[发明专利]一种电化学直流电源同频异相并联控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业用大功率直流开关电源，具体涉及一种电化学直流电源同频异步并联控制系统及其控制方法。

背景技术

目前，在许多行业各种大功率电源的需求日益增加，尤其是一些大功率直流电源的需求。但是，直流电源模块容量有限，常采用多直流电源模块并联运行，其输出能量是模块输出的数倍，提高了系统的功率等级，同时多直流电源模块并联工作使系统具有一定的冗余度，单个模块故障不会影响这个系统的正常工作，使整个系统的可靠性有了很大提高。多直流电源模块并联运行不仅使直流电源具有更大的功率和可靠性，而且还具有良好的通用性，可以根据需要灵活组合成各种功率的系统。不过目前多直流电源模块并联运行大多采用恒流硬并联工作模式，难以实现直流电源模块的有序工作，输出无序，致使输出波形叠加，输出电压或者电流尖峰较高，难以满足精密加工需求，并且对电网产生较大干扰。

发明内容

为了解决现行大功率直流电源并联工作的问题，提出了一种电化学直流电源同频异相并联控制系统及其控制方法。本发明的一种电化学直流电源同频异相并联控制系统可根据需要实现多直流电源模块的同频异相有序工作，真实控制并联的输出波形，快速实现系统的恒压、恒流或者恒功率控制；具有工艺简单、布线极少、利于检修等优点；其控制方法采用数字化控制，操作简单，控制可靠，在恒电压模式时系统动态性能大大提高，可直接应用于数字化直流电源并联系统中。

本发明是通过下述方案予以实现的：

一种电化学直流电源同频异相并联控制系统，包括监控系统和N 个直流电源模块，N≥2；所述监控系统包括DSP控制电路、串行通信电路、人机交互设备、N个同频异相控制及故障传递电路、输出反馈电路；所述DSP控制电路分别与串行通信电路、人机交互设备、N个同频异相控制及故障传递电路、输出反馈电路连接；所述串行通信电路用于传递直流电源模块上电命令及反馈N个直流电源模块的初始注册信息；所述人机交互设备用于设置和显示N个直流电源模块并联输出参数；所述N个同频异相控制及故障传递电路在每个直流电源模块的PWM控制周期给每个直流电源模块传递间隔均匀的同频异相信号，并传递直流电源模块的故障信号；所述输出反馈电路用来反馈N个直流电源模块的电流总输出及电压输出。

所述每个直流电源模块包括主功率电路、控制电路、串行通信接口单元、输出反馈电路、同频异相接收及故障传递电路；所述控制电路分别与主功率电路、串行通信接口单元、输出反馈电路、同频异相接收及故障传递电路连接；主功率电路包括顺次连接的三相整流滤波电路、高频逆变电路和输出整流滤波电路，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；输出反馈电路与输出整流滤波电路连接。

所述直流电源模块中的控制电路包含DSP芯片，该DSP芯片具有PWM同步信号输入引脚，该PWM同步信号输入引脚通过光耦连接到监控系统的N个同频异相控制及故障传递电路。

所述监控系统的串行通信电路包括CAN通讯电路；CAN通讯电路与各直流电源模块串行连接，用来传输上电命令及N个直流电源模块的初始注册信息。

所述监控系统的DSP控制电路用于向N个同频异相控制及故障传递电路发出同频异步信号，处理N个同频异相控制及故障传递电路传送的故障信息，并控制每个直流电源模块的输出，通过PID控制实现恒流、恒压或恒功率控制，DSP可采用TI2000系列，其具有16路模拟信号输入可以满足多路电源模块的电流信号反馈；并具有12-16路PWM信号输出，可以方便的实现异步信号输出。