并联直流开关电源的负荷分配控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种并联直流开关电源的负荷分配控制方法及装置，对并联直流开关电源中的每一电源单独进行控制，每一电源中电力电子器件的开关频率和驱动信号占空比均可调节；采集电源的输出电压、输出电流信号；根据输出电流信号和自身电源额定电流值，计算自身电源下一步开关频率值，对开关频率进行调节；同时，对驱动信号信号占空比进行调节，对输出电压、输出电流信号进行分析，获得其它并联电源的开关频率；根据自身电源当前的开关频率和前述其它并联电源的开关频率计算自身电源的当前负荷系数，对自身电源的输出电压给定值进行调节，继而对电源中电力电子器件的驱动信号占空比进行调节。

【技术实现步骤摘要】
并联直流开关电源的负荷分配控制方法及装置
本专利技术涉及一种并联直流开关电源的负荷分配控制方法及装置。
技术介绍
直流开关电源（下文中涉及到的电源均特指直流开关电源）在实际使用过程中，为了满足输出功率的需求，经常采用多个电源并联运行的方案。对于多个容量相同的并联运行的电源，必须要采取一定的均流控制措施，来实现负荷电流的合理分配，进而提高每个电源运行的安全性。但是对于多个容量不同的直流开关电源并联运行，目前还没有较好的控制方法来实现负荷电流在各个电源间的合理分配。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种并联直流开关电源的负荷分配控制方法及装置，能够有效实现负荷电流在各个电源间的合理分配。基于同一专利技术构思，本专利技术具有2个独立的技术方案：1.一种并联直流开关电源的负荷分配控制方法，其特征在于：对并联直流开关电源中的每一电源单独进行控制，每一电源中电力电子器件的开关频率和驱动信号占空比均可调节；采集电源的输出电压、输出电流信号；根据输出电流信号和自身电源额定电流值，计算自身电源下一步开关频率值，对开关频率进行调节；同时，对驱动信号占空比进行调节，对输出电压、输出电流信号进行分析，获得其它并联电源的开关频率；根据自身电源当前的开关频率和前述其它并联电源的开关频率计算自身电源的当前负荷系数，对自身电源的输出电压给定值进行调节，继而对电源中电力电子器件的驱动信号占空比进行调节。根据自身电源的当前负荷系数和其它并联电源的负荷系数，对自身电源的输出电压给定值进行调节，可以通过最大负荷系数控制方法实现：将各电源中的最大负荷系数αmax作为基准来调节自身电源的负荷系数，如果自身电源的负荷系数小于最大负荷系数αmax，则增加电源输出电压的给定值，进而使输出电压升高，输出电流增加，负荷系数变大，直至自身电源的负荷系数成为最大负荷系数αmax或与最大负荷系数αmax之间的差值满足负荷分配控制精度要求；如果自身电源的负荷系数等于最大负荷系数αmax或与最大负荷系数αmax之间的差值满足负荷分配控制精度要求，则保持当前电源输出电压的给定值不变。根据自身电源的当前负荷系数和其它并联电源的负荷系数，对自身电源的输出电压给定值进行调节，可以通过最小负荷系数控制方法实现：将各电源中的最小负荷系数αmin作为基准来调节自身电源的负荷系数，如果自身电源的负荷系数大于最小负荷系数αmin，则减小电源输出电压的给定值，进而使输出电压下降，输出电流减小，负荷系数变小，直至自身电源的负荷系数成为最小负荷系数αmin或与最小负荷系数αmin之间的差值满足负荷分配控制精度要求；如果自身电源的负荷系数等于最小负荷系数αmin或与最小负荷系数αmin之间的差值满足负荷分配控制精度要求，则保持当前电源输出电压的给定值不变。根据自身电源的当前负荷系数和其它并联电源的负荷系数，对自身电源的输出电压给定值进行调节，可以通过平均负荷系数控制方法实现：将各电源负荷系数的平均负荷系数αav作为基准来调节自身电源的负荷系数，如果自身电源的负荷系数大于平均负荷系数αav，则减小电源输出电压的给定值，进而使输出电压下降，输出电流减小，负荷系数变小，直至自身电源的负荷系数等于平均负荷系数αav或与平均负荷系数αav之间的差值满足负荷分配控制精度要求；如果自身电源的负荷系数小于平均负荷系数αav，则增加电源输出电压的给定值，进而使输出电压升高，输出电流增加，负荷系数变大，直至自身电源的负荷系数等于平均负荷系数αav或与平均负荷系数αav之间的差值满足负荷分配控制精度要求；如果自身电源的负荷系数等于平均负荷系数αav或与平均负荷系数αav之间的差值满足负荷分配控制精度要求，则保持当前电源输出电压的给定值不变。根据自身电源的当前负荷系数和其它并联电源的负荷系数，对自身电源的输出电压给定值进行调节，可以通过中间负荷系数控制方法实现：选择各电源中最小负荷系数αmin和最大负荷系数αmax，并计算出一个中间负荷系数αmed，αmed=(αmax+αmin)/2，以中间负荷系数αmed作为基准来调节自身电源的负荷系数，如果自身电源的负荷系数大于中间负荷系数αmed，则减小电源输出电压的给定值，进而使输出电压下降，输出电流减小，负荷系数变小，直至自身电源的负荷系数等于中间负荷系数αmed或与中间负荷系数αmed之间的差值满足负荷分配控制精度要求；如果自身电源的负荷系数小于中间负荷系数αmed，则增加电源输出电压的给定值，进而使输出电压升高，输出电流增加，负荷系数变大，直至自身电源的负荷系数等于中间负荷系数αmed或与中间负荷系数αmed之间的差值满足负荷分配控制精度要求；如果自身电源的负荷系数等于中间负荷系数αmed或与中间负荷系数αmed之间的差值满足负荷分配控制精度要求，则保持当前电源输出电压的给定值不变。通过如下公式计算开关频率，INfout=fmin+(fmax-fmin)IoutIN=fmin+(fmax-fmin)αIN≥Iout≥0fout=fmin0>Iout]]>式中：fout为直流开关电源自身的电力电子器件的开关频率；fmin为并联运行过程中，电力电子器件的最小允许开关频率；fmax为并联运行过程中，电力电子器件的最大允许开关频率；Iout为直流开关电源自身的实际输出电流；IN为直流开关电源自身的额定电流；α为直流开关电源的负荷系数，α=Iout/IN。2.一种实现上述并联直流开关电源的负荷分配控制方法的装置，并联直流开关电源中的每一电源均设有负荷分配控制装置，负荷分配控制装置包括中央处理器、电源主回路，其特征在于：中央处理器信号输出端接驱动电路，驱动电路信号输出端接电源主回路中电力电子器件的控制端；电源主回路的输出端接电压检测电路和电流检测电路，电压检测电路和电流检测电路的信号输出端接中央处理器，电压检测电路和电流检测电路的信号输出端还与负荷分析电路连接，负荷分析电路用于分析其它并联电源的开关频率，负荷分析电路信号输出端接中央处理器。负荷分析电路包括电压信号滤波电路、电流信号滤波电路、模拟/数字信号转换电路、分析处理器，电压信号滤波电路、电流信号滤波电路的信号输出端接模拟/数字信号转换电路，模拟/数字信号转换电路的信号输出端接分析处理器。本专利技术具有的有益效果：多个不同容量的直流开关电源并联运行时，本专利技术可以根据各个电源额定容量的不同，合理地分配各个电源所承担的负荷电流的大小，使得每个电源的带载情况基本相同，避免小容量电源输出电流过大和大容量电源输出电流过小的情况出现，进而有效提高并联运行的直流电源的运行效率，以及运行的安全性和可靠性。实现本专利技术技术方案，各个电源之间只需将电源主电路的输出线并联，无需增加其他任何相互间的连线，就可以实现精确的负荷分配控制，因此可以简化并联的直流开关电源系统的硬件电路结构，提高运行的可靠性。在不改变硬件电路结构的基础上，本专利技术可以灵活的选择最大负荷系数控制方法、最小负荷系数控制方法、平均负荷系数控制方法和中间负荷系数控制方法等多种不同的控制方法来满足实际的运行需求，因此具有控制灵活的特点。本专利技术在进行负荷电流分配时，考虑了其它并联电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联直流开关电源的负荷分配控制方法，其特征在于：对并联直流开关电源中的每一电源单独进行控制，每一电源中电力电子器件的开关频率和驱动信号占空比均可调节；采集电源的输出电压、输出电流信号；根据输出电流信号和自身电源额定电流值，计算自身电源下一步开关频率值，对开关频率进行调节；同时，对驱动信号占空比进行调节，对输出电压、输出电流信号进行分析，获得其它并联电源的开关频率；根据自身电源当前的开关频率和前述其它并联电源的开关频率计算自身电源的当前负荷系数，对自身电源的输出电压给定值进行调节，继而对电源中电力电子器件的驱动信号占空比进行调节。

【技术特征摘要】
1.一种并联直流开关电源的负荷分配控制方法，其特征在于：对并联直流开关电源中的每一电源单独进行控制，每一电源中电力电子器件的开关频率和驱动信号占空比均可调节；采集电源的输出电压、输出电流信号；根据输出电流信号和自身电源额定电流值，计算自身电源下一步开关频率值，对开关频率进行调节；同时，对驱动信号占空比进行调节，对输出电压、输出电流信号进行分析，获得其它并联电源的开关频率；根据自身电源当前的开关频率和前述其它并联电源的开关频率计算每个并联运行电源的负荷系数，对自身电源的输出电压给定值进行调节，继而对电源中电力电子器件的驱动信号占空比进行调节。2.根据权利要求1所述的并联直流开关电源的负荷分配控制方法，其特征在于：根据自身电源的当前负荷系数和其它并联电源的负荷系数，对自身电源的输出电压给定值进行调节，通过最大负荷系数控制方法实现，其中自身电源的当前负荷系数为每个直流开关电源自身的实际输出电流与每个直流开关电源自身的额定电流的比值：将各电源中的最大负荷系数αmax作为基准来调节自身电源的负荷系数，如果自身电源的负荷系数小于最大负荷系数αmax，则增加电源输出电压的给定值，进而使输出电压升高，输出电流增加，负荷系数变大，直至自身电源的负荷系数成为最大负荷系数αmax或与最大负荷系数αmax之间的差值满足负荷分配控制精度要求；如果自身电源的负荷系数等于最大负荷系数αmax或与最大负荷系数αmax之间的差值满足负荷分配控制精度要求，则保持当前电源输出电压的给定值不变。3.根据权利要求1所述的并联直流开关电源的负荷分配控制方法，其特征在于：根据自身电源的当前负荷系数和其它并联电源的负荷系数，对自身电源的输出电压给定值进行调节，通过最小负荷系数控制方法实现，其中自身电源的当前负荷系数为每个直流开关电源自身的实际输出电流与每个直流开关电源自身的额定电流的比值：将各电源中的最小负荷系数αmin作为基准来调节自身电源的负荷系数，如果自身电源的负荷系数大于最小负荷系数αmin，则减小电源输出电压的给定值，进而使输出电压下降，输出电流减小，负荷系数变小，直至自身电源的负荷系数成为最小负荷系数αmin或与最小负荷系数αmin之间的差值满足负荷分配控制精度要求；如果自身电源的负荷系数等于最小负荷系数αmin或与最小负荷系数αmin之间的差值满足负荷分配控制精度要求，则保持当前电源输出电压的给定值不变。4.根据权利要求1所述的并联直流开关电源的负荷分配控制方法，其特征在于：根据自身电源的当前负荷系数和其它并联电源的负荷系数，对自身电源的输出电压给定值进行调节，通过平均负荷系数控制方法实现，其中自身电源的当前负荷系数为每个直流开关电源自身的实际输出电流与每个直流开关电源自身的额定电流的比值：将各电源负荷系数的平均负荷系数αav作为基准来调节自身电源的负荷系数，如果自身电源的负荷系数大于平均负荷系数αav，则减小电源输出电压的给定值，进而使输出电压下降，输出电流减小，负荷系数变小，直至自身电源的负荷系数等于平均负荷系数αav或与平均负荷系数αav之间的差值满足负荷分配控制精度要求；如果自身电源的负荷系数小于平均负荷系数αav，则增加电源输出电压的给定值，进而使输出电压升高，输出电流增加，负荷系数变大，直至自身电源的负...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，于立君，刘政宇，张敬南，程鹏，霍虹，王锐，王思阅，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23