[发明专利]用于串联组合电源的均压控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及储能电源技术领域，尤其涉及一种用于串联组合电源在充电时处于恒流工作状态的均压控制方法及系统。

背景技术

近几年，随着储能行业的迅猛发展，针对不同应用场合的电源组的组合五花八门，与之配套的充电电源需求呈现功率等级大，电压等级多等特点，为每一种需求都去开发配套的充电电源产品显然不够经济。而由于高耐压值、大通流能力的功率器件市场用量小、成本较高，因此对于大容量高压电源组的充电器而言这一问题尤为突出。选用一种输出电压等级适中，其可选用元器件被市场大量应用的电源模块作为基本单元，通过将多个该电源单元串联组合的方法实现输出电压的灵活组合，以适用不同电压等级的高压电源组的充电需求，是一种十分经济的方案。

而电源充电的过程中，大部分时候电源均处在恒流充电工作状态，如果采用多电源串联组网的方式，由于各电源的实际限流点之间存在差异，这将导致限流点较低的电源最早进入限流输出，输出电压下降，最终导致串联的各电源模块间电压值不同，功率分配不均，影响了电源系统的可靠性。因此有必要对这种应用场合下提出一种多电源串联均压的控制方案。

发明内容

为了解决现有技术中多电源串联组网内各电源模块的实际限流点之间存在差异，导致串联的各电源模块间没有均压，功率分配不均的问题，本发明提出一种用于串联组合电源的均压控制方法及系统。

本发明提出的用于串联组合电源的均压控制方法包括如下步骤：

（1）确定电源模块主机：对构成串联组合电源的各个电源模块标识串联地址,并设置其中一个电源模块为主机，其它电源模块为从机；

（2）主机设置均压启动标志位：各电源模块通过总线向主机发送本机当前输出电压及是否进入限流状态标志，主机根据各电源的输出电压计算出串联组合电源的平均电压，根据各从机是否进入限流状态标志设置均压启动标志位，并将平均电压和均压启动标志位通过总线发送至各个从机；

（3）从机设置均压启动标志：各从机接收主机发送的平均电压值并将其设为本机均压控制的给定值，并将主机发送的均压启动标志位设定为本机均压操作的控制条件；

（4）均压控制：监控各电源模块的电压输出，当任何一个电源模块的电压限流点满足控制条件时启动均压控制操作。

在一实施例中，所述的均压控制采用电源均压环控制，包括以下步骤：各电源模块计算得出平均电压与本机输出电压的差值ΔU；当当ΔU>0时，PI调节器将相应升高本机限流点；反之当ΔU<0时，PI调节器将相应减小本机限流点。

在上述实施例中，采用0/1拨码开关对各电源模块进行串联地址标识，并选择排序序号小的电源模块为串联组合电源的主机。

本发明还提出一种用于串联组合电源的均压控制系统，包括：

至少两个电源模块，各电源模块串联形成组合电源，各电源包含一单片机并通过总线相互通信；

主机设置模块，用于对各个电源模块标识串联地址,并设置其中一个电源模块为主机，其它电源模块为从机；

均压启动标志位设置模块，各电源模块通过总线向主机发送本机当前输出电压及是否进入限流状态标志，主机根据各电源的输出电压计算出串联组合电源的平均电压，根据各从机是否进入限流状态标志设置均压启动标志位置，并将平均电压和均压启动标志位置通过总线发送至各个从机；

控制条件设置模块，各从机接收主机发送的平均电压值并将其设为本机均压控制的给定值，并将主机发送的均压启动标志位设定为本机均压操作的控制条件；

均压控制模块，用于监控各电源模块的电压输出，当任何一个电源模块的电压限流点满足控制条件时启动均压控制操作。

在一实施例中，所述的均压控制模块采用电源均压环控制，包括差值计算子模块，用于各电源模块计算得出平均电压与本机输出电压的差值ΔU；PI调节器，用于对计算得出的差值进行调节，当差值ΔU>0时，PI调节器将相应升高本机限流点；反之，当差值ΔU<0时，PI调节器将相应减小本机限流点。

在上述实施例中，采用0/1拨码开关对各电源模块进行串联地址标识，并选择排序序号小的电源模块为串联组合电源的主机。

本发明提出的用于串联组合电源的均压控制方法及系统可以实现不同功率、电压等级应用下的串联电源间的功率平均分配，控制简单，成本低廉。

附图说明

图1为本发明串联组合电源的结构示意图；

图2为电源模块的组网程序流程图；

图3为串联组合电源的均压流程图；