[发明专利]一种基于模数混合的高速并机方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于模数混合的高速并机方法及装置，所述方法包括：主机通过主机MCU的高速并机指令数字接口将数字指令信号通过一个高速DAC转换为模拟指令信号，模拟指令信号转换为差分形式输出到并机线缆；从机从并机线缆接收差分形式的模拟指令信号，从机将接收的模拟指令信号转为单端模拟指令信号，再通过一个高速ADC转换为数字指令信号给到从机MCU的高速并机指令数字接口；本发明的优点在于：降低并机控制中数据交互的延迟时间，使得从机能够快速地跟踪主机的指令信号。

技术领域

本发明涉及功率变换系统领域，更具体涉及一种基于模数混合的高速并机方法及装置。

背景技术

目前，很多电力电子应用领域里，包括光伏、风电、充电桩以及储能等行业的电力电子设备均朝着高功率、大容量的方向不断发展，行业内通用的做法是将单个中小功率电力电子设备进行多机并联以满足大功率的应用场合，例如中国专利公开号CN109412392A公开的一种多通道电源并机系统及方法。目前容量在千瓦级以上的单机大多采用基于MCU的数字控制方式，因此用于并机控制的数据交互通常会直接基于纯数字的方式，通常有总线式和转发式两种类型。采用总线式的数据交互方式，当并联的单机数量比较多时，总线上的干扰会比较强，这会导致总线上的传输速度变得比较慢。采用转发式的数据交互方式时，由于并机数据经过每一台都会产生td延时，那么并机数据从第1台传输到第N台的延时就是(N-1)td，所以并机系统最大的延时跟并机台数成正比。这两种方式均存在通讯延时的问题。在输出电压随时间变化比较迅速的场合下，由于该延时的存在，导致主机发出的控制指令信号与从机接收的控制指令信号在时间上会产生步调不一致的问题，从而导致输出的实际电压不一致，进而在主机与从机之间形成不期望出现的环流。

考虑到电力电子设备的终端负载可能会存在快速的瞬变过程，因此对并机控制的响应速度要求会越来越高，所以需要尽可能地降低并机控制中数据交互的延迟时间，使得从机能够快速地跟踪主机的指令信号。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何降低并机控制中数据交互的延迟时间，使得从机能够快速地跟踪主机的指令信号。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种基于模数混合的高速并机方法，所述方法包括：

主机通过主机MCU的高速并机指令数字接口将数字指令信号通过一个高速DAC转换为模拟指令信号，模拟指令信号转换为差分形式输出到并机线缆；

从机从并机线缆接收差分形式的模拟指令信号，从机将接收的模拟指令信号转为单端模拟指令信号，再通过一个高速ADC转换为数字指令信号给到从机MCU的高速并机指令数字接口。

有益效果：本发明采用先将MCU上的数字并机控制信号通过高速DAC转换为模拟信号，模拟信号直接通过并机总线线缆从主机传输到各台从机，然后再经由高速ADC转换为数字并机信号送至从机的MCU，有效地降低了单纯靠数字通讯带来的转换和传输过程的延时，使得从机能够快速地跟踪主机的指令信号。

进一步地，所述主机通过主机MCU的高速并机指令数字接口将数字指令信号通过一个高速DAC转换为模拟指令信号，模拟指令信号转换为差分形式输出到并机线缆，包括：

将N台并机系统里的任意一台设为主机M₁，另外N-1台为从机S₂、S₃...S_N，主机M₁将并机线缆上的三相并机电流指令信号切换到其内部的并机电流指令发送通道上；同时通过一个模拟电子开关将并机电流指令发送通道切换到主机MCU的高速并机指令数字接口上。

更进一步地，所述主机通过主机MCU的高速并机指令数字接口将数字指令信号通过一个高速DAC转换为模拟指令信号，模拟指令信号转换为差分形式输出到并机线缆，还包括：