[发明专利]一种模块化DC/DC变换器的动态控制方法

权利要求书

1.一种模块化DC/DC变换器的动态控制方法，DC/DC并联系统包括多个DC/DC变换器、同步线和CAN总线；特征在于：DC/DC变换器包含一个同步信号输入端口，一个同步信号输出端口，一个CAN总线端口，当其中一个DC/DC变换器作为主设备时，则该主设备的同步信号输出端连接到同步线上，DC/DC并联系统中的其他设备的同步输入端连接到该同步线上，让主设备给系统的其他设备提供同步信号；该同步信号在DC/DC变换器主设备的每个PWM周期开始时发送一个脉冲，其他设备则将各自的移相相位值写入PWM计数器，通过移相实现各设备交错并联；

DC/DC变换器还包含有CAN总线，CAN总线连接所有的DC/DC变换器，主设备对系统内的其他设备进行设备动态接入、设备动态离线、设备地址动态分配、功率控制等管理，系统内的任何设备都可以成为主设备，主设备与从设备的差异在于以下两点，其一是主设备的地址为0，其二是主设备的同步输出线连接到同步线上,系统第一次投入运行时，主设备可以通过DC\DC变换器上的开关设定或者通过CAN总线将设备地址设定为0实现；DC/DC并联系统还包括如下控制步骤：

S1:系统初始化,系统各DC\DC完成变量初始化，进入就绪工作状态，同时向外广播发送一次设备信息，发送的信息包括设备的地址、设备序列号、额定工作参数，完成后进入S2；

S2:判断是否为主设备，判断是否为主设备的条件是主设备设定开关为1或者本设备地址为0，二者不同时满足时主设备设定开关优先；如果为主设备就进入S3,否则进入S13；

S3:设备主动离线，若系统初始化检测不通过或者发生了严重故障，则设备不能再继续工作，如果需要主动离线则进入S4,否则进入S5；

S4:发送主设备离线数据包，主设备因故障不能再继续工作，则向外发送主动离线数据包，数据包的内容包括离线设备编号、设备序列号、离线原因；

S5:有新设备接入，当主设备接收到有新设备接入广播信息时，进入S6,否则进入S7；

S6:新设备接入，主设备将当前系统的设备总数作为新设备的地址发送给新设备，发送数据包的信息包括设备原地址、设备序列号、设备新地址，这里的设备序列号为设备出厂时设定，不可更改并且唯一，发送完成返回S2；

S7:设备离线，从设备可以向外发送主动离线数据包，数据包内容包括设备地址、序列号、离线原因，主设备接收到设备离线请求后，进入S8,否则进入S9；

S8:设备离线处理，主设备发送地址更新数据包，将系统内地址最大设备对应的地址设定为离线设备的地址，主设备更新设备清单，完成后返回S2；

S9:获取给定，主设备获取给定，给定的来源为设备内部的固化的值，或为通过外部设备对本系统的设定值，设定的参数类型可以是电流、电压、功率，完成后进入S10；

S10：计算投入的设备数，为了让投入工作的设备工作在效率较高的额定工作点，主设备需要根据给定值和设备参数，动态的分配需要投入的设备数量，优先投入工作的设备是地址较小的设备，将计算结果通过CAN总线下发给其他设备，用于计算移相角度，完成后进入S11；

S11:启动工作，主设备按分配的给定值投入工作，工作的过程中每个PWM脉冲的起始时候向外发出一个同步脉冲给其他设备，完成后进入S12；

S12：更新设备清单，主设备定时向外发送设备查询数据包，系统内的其他设备接收到查询请求时，主动向外发送本设备的信息，信息内容包括设备地址、序列号、工作状态，主设备收到回复后更新系统的设备清单，完成后返回S2；

S13:分配为主设备，当前设备收到被分配为主设备指令时，设定为主设备的方法有主设备设定开关和CAN总线配置，如果有主设备分配请求，则进入S14,否则进入S15；

S14:设定为主设备：如果当前系统内没有优先级相同或者更高的主设备，则将本设备设定为主设备，主设备优先级的判定方法为主设备设定开关优先，设备地址为0其次，如果系统内由优先级更高的主设备，则返回设定失败，完后返回S2；

S15：主设备丢失或主动离线，主设备丢失的判断方法为超过特定时间没有收到设备查询指令(S12)，或者收到了S4发出的离线指令，如果至少满足前述其中一条，则进入S16,否则进入S18；主设备切换时，将同步信号输出线接到新的主设备上；

S16:如果本设备为系统内地址最大的设备，则进入S17,否则进入S18；

S17:主设备设定，将设备地址设定为0，启动同步脉冲输出，后返回S2；

S18:如果有主设备发出的地址查询请求，则进入S19,否则进入S20；

S19:回复设备查询请求，从设备发送一次设备信息，发送的信息包括设备的地址、设备序列号、额定工作参数等，完成后返回S2；

S20:如果收到主设备地址分配命令，地址分配数据表中原地址、设备序列号与本设备相符，则更新本设备的地址，否则返回设定失败，完成后进入S21；

S21:根据地址计算移相角度，相邻两台设备之间的移相角度差为360/N,其中N为投入运行的设备总数；由于DC/DC并联系统中的设备地址连续分配，且从0开始，因此设备地址编号为M的DC/DC变换器，其移相角度为：M*360/N-A，式中N中N为投入运行的设备总数,M为当前设备地址，A为同步信号传输延时补偿，移相角度的计算结果大于0，完成后计入S22；

S22：设备被动离线，进入离线状态分为两种情况，其一是设备地址大于需要投入的设备数量，此时设备自动进入离线状态，其二是设备发送因故障不能再继续工作，此时设备主动向外发送主动离线数据表，主设备收到离线数据包后，将本设备从设备清单中删除；若设备则离线返回S2,设备在线则进入S23；

S23：接收给定，从设备接收主设备的给定，给定的参数类型可以是电流、电压、功率。完成后进入S24；

S24：执行给定，以S23中的给定为控制目标，以S21计算的相位角度作为初相位，执行DC/DC变换，向外输出功率；完成后返回S2。